方向盤傳動方式的變革 電控轉向技術解析

　　【太平洋汽車網 技術頻道】近幾年來，在車型參配上你會發現某一款車會特別說明采用的是什么轉向系統。不管是機械助力或者是電子助力式的轉向系統始終還是有傳統的機械式連接。如果告訴你，現在有一種轉向系統已經省略了傳統機械式連接，改用電信號來控制汽車的行駛方向，你是否感興趣呢?下面，我就要為大家介紹這種新的轉向系統——電控轉向系統，與大家一起來看看電控轉向系統有什么玄機?

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● 什么是電控轉向?

　　電控轉向是線控技術在汽車產品上的一種應用，是以電子信號為載體利用電線將指令傳遞到執行機構，從而避免結構繁雜的機械傳動、減重、提升效率以及實現更多智能控制功能等多重目的。

　　其實線控技術近幾年在商用車上已經有所應用，比如商用車上的電子剎車總泵、電控氣壓換擋系統等。然而運用在轉向系統之上這還是第一次。

　　所謂電控轉向系統，就是在轉向系統和方向盤之間取消傳統機械連接，車輪的轉向角度和速度均依靠電腦根據行駛路況和駕駛者轉動方向盤的意圖綜合計算，并由電腦控制轉向機實現控制目的。這就好比駕駛員手里的方向盤是一個遙控器，或者賽車游戲中的模擬方向盤，而真正執行轉向命令的是車上的電腦。

● 電控轉向最早出現在哪?

　　其實，奔馳從1990年投入對線控技術的研究。在汽車領域，第一款實現應用線控技術的汽車是奔馳在1996年發布的F200概念車。

　　F200概念車在當時采取的控制策略是：駕駛員通過操作安裝在車門內側和中央控制臺處的側面操縱桿來控制車身的所有運動。左右移動操縱桿使汽車轉向，而將操縱桿向后拉將產生制動，向前推將使汽車加速。這種操作方式與工程挖掘機的操作方式非常相似，只不過F200概念車不能橫著走而已。

　　由于奔馳F200概念車上采用了線控技術，那么方向盤、轉向柱、踏板、制動油管等設備就被取消了。這已經不是原來翻蓋手機→滑蓋手機→直板手機的變革。像奔馳F200概念車上操作方式的重大改變需要有相關立法支持、還要對駕駛員有從零開始的駕駛技能培訓，推廣難度還非常大，只能在概念車上玩玩。

● 日產電控轉向DAS結構原理解析

　　然而，英菲尼迪Q50并沒有像奔馳F200概念車那樣采取摒棄方向盤、油門、制動踏板的操作方式，而是在傳統操作的基礎上，保留方向盤并將線控技術完美融合。

　　英菲尼迪Q50上的電控轉向技術(Direct Adaptive Steering，簡稱DAS)，其系統的構成要比傳統轉向系統結構復雜，是在傳統轉向系統(由方向盤、轉向柱、轉向機組成)基礎之上，增加了3組ECU電子控制單元、方向盤后的轉向動作回饋器、以及斷開與接通轉向柱的離合器。

　　Q50上的轉向系統雖然保留了傳統的方向盤與轉向柱，但在正常情況下二者是完全沒有機械力傳遞的，通過離合器分離了。而傳統轉向系統中的路面施加給車輪的回饋力則是由轉向柱上的反作用力的馬達生成。

　　傳統的電控技術基本結構與控制原理都比較簡單，只有傳感器、ECU以及執行器便能完成動作。但是考慮到電控轉向的可靠性，英菲尼迪的研發人員采取多重保險安全保證策略。在轉向系統中設有三個ECU、兩個執行轉向動作的電機以及一個離合器。

　　系統中三個ECU內部是完全相同且彼此互通的。如果有一個ECU出現錯誤，會采取“少數服從多數原則”根據其它兩個正常ECU的處理結果進行控制。執行轉向動作的電動機也是如此，即便其中一組發生故障，僅憑另一組仍可繼續控制車輛的轉向動作。

　　說到這里你也許會問，當ECU、馬達、線束等發生故障時，要怎么辦?其實這種故障的出現幾率很低，即使是出現這種故障，轉向柱中的離合器會立刻連接，這時就能像開普通汽車一樣，利用機械式連接繼續操作方向盤。

　　編輯點評：雖然電控轉向系統沒有液壓助力泵通過皮帶與發動機連接，能在一定程度上降低發動機油耗。但是電控轉向系統結構與控制邏輯還是比較復雜，可以說是采用了多套轉向系統，成本直線增加。由于轉向系統沒有了機械性連接，在路感傳遞方面有所減弱。

　　另外，電控轉向系統的電子化程度比較高，可以調整ECU參數將該系統匹配到不同類型車上，一來車輛間部件的通用性大大提高，二來在同一款車上還有多重駕駛體驗。日前，一項名為“AdaptIVe”的自動駕駛研究項目已經在歐洲啟動，電控轉向系統的到來或許還能為自動駕駛時代的到來奠定堅實的基礎。今后，汽車的駕控方式會遠遠超越既有常識。

具體的英菲尼迪Q50試駕轉向系統體驗可以點擊以下文章詳細了解：