方向盘系统部件
名称:线控转向国家标准实施对汽车方向盘的N种想象和担忧
发布时间:2022-08-01 22:03:02 来源:蜘蛛电竞官网 作者:蜘蛛电竞平台官网



说明:

  图上这种只有“下半圈”的方向盘,经常出现在电影和概念车上,目前几乎没有量产车使用这种样式的方向盘。根据日常开车转向的习惯,很难理解如何把这种方向盘抡起来。

  但在今年上半年,特斯拉推出了Model S Plaid车型(就是上图这款),首次让“半圈”方向盘量产,尝鲜的用户称它很难使用。

  真想让“半圈”方向盘好用起来,必须通过线控转向技术(Steer By Wire,SBW)来实现,但特斯拉Model S Plaid尚未使用这一技术。

  汽车的方向盘和转向机构,一直以来都是由机械部件连接的,汽车线控转向实现了方向盘与转向执行系统的机械分离。方向盘和自动驾驶系统将通过数据信号控制转向。

  线控转向这项技术本身并不新,它起源于飞机,在飞机上早已得到广泛应用。飞机上采用线传信号的方法,取消了机械联动装置,让飞机结构变得简单,重量降低,驾驶舱在飞机上的位置布局也更灵活。线控转向的技术及优势,正在被智能汽车引入。

  汽车线控转向由于取消了方向盘与车轮之间的全部机械连接,不仅操纵性、稳定性能更优,也给智能驾驶和智能座舱设计带来了更多颠覆性想象力,在驾驶方式和车辆空间方面都带来前所未有的体验。

  主流自动驾驶目前定义在L3级以下,整个自动驾驶执行过程中,方向盘是跟着轮子的左右方向转的,驾驶员随时需要做好接管车辆控制的准备。

  另外由于法规的原因,驾驶员还需要时不时的去摸一把方向盘,告诉系统人还在参与驾驶车辆。

  等到自动驾驶等级逐步开放,驾驶员的角色越来越弱化,就不需要人去进行接管。

  还有一个场景,目前的自动驾驶环境,在遇到复杂路况,需要进行极端的操作时,如果驾驶员手还在方向盘上,系统突然操作,如果手指卡在方向盘上会非常危险。

  但是线控转向应用之后,自动驾驶过程中方向盘不再跟随转动,这个问题就不会存在。

  既然方向盘都不需要在自动驾驶过程中跟着转动,那它的存在也不是必须。我们可以利用线控转向的这个特点,在自动驾驶时把方向盘收起来。已经有车企展示了如何应用这一技术,比如9月奥迪发布的grandsphere概念车,在自动驾驶时收起方向盘、油门刹车踏板后变成了一个“头等舱空间”。驾驶员会从一个驾驶的角色,向乘坐者的角色转化。

  传统汽车有一个转向比,就是方向盘打多少轮子转多少有一个比例关系。过去转向比是固定的,不能变,即便变也是机械上可变。这就是为什么大部分汽车的方向盘要转一两圈,并且没能使用“半圈”方向盘的原因。

  如果有了线控转向就不一样了,电子系统在高速时稍微不灵敏一点,稳定性就会提高。低速转向可以做得更灵敏一点,方向盘轻轻转动,就能实现优雅的调头。

  现在一些车型支持车载游戏,比如特斯拉内置的赛车游戏,它有一个槽点,这个游戏通过车的方向盘操纵,因为是机械转向,游戏时轮子跟着转,对轮胎的磨损很大。

  另外,游戏时转向系统需要满负荷运转,原地转向轮胎侧提供载荷最大,这时系统输出力也最大,所以很费电。一旦使用线控转向,这些问题就不存在了。

  还有一点就是特斯拉的游戏没有提供非常好的反馈,缺少沉浸式的游戏体验。因为所有的感觉,全部是车轮传过来的。如果是线控转向,方向盘可以加入游戏机手柄的震动装置,增加触觉反馈,模拟游戏场景。

  另外线控转向有助于改善车内NVH,机械连接一旦取消,底盘就失去了通过转向系统传递噪音的路径。

  最后一个优势是汽车的平台化,在过去,方向盘是唯一从底盘延申至车内的机械部件,方向盘的安装位置影响到底盘设计和座舱布局。而在线控转向上,就没有这些问题了。

  因为失去了机械连接,道路的起伏颠簸就无法传递到手上;其次,道路对轮胎的阻力也只能通过方向盘电机来模拟,于是就失去了路感。至于转动方向盘的轻重感觉,这一需求是可以根据个人喜好设置的。

  更重要的问题来自安全。首先是转向控制系统的安全,博世已经在试验中测试过反向程序设定,即向左打方向时车轮向右转。程序出错该怎么规避,英菲尼迪为线个ECU控制器,必须有两个及以上ECU发出相同指令时转向操作才可执行,并且英菲尼迪保留了机械结构,在3个ECU都失效时,通过离合器使方向盘连接到转向机构。

  最后是法规和标准的约束,汽车线控转向技术已发展了多年,但核心电控技术仍在国外。在量产方面,国外已经放开相关限制,允许线控转向量产。

  这次,中国的转向标准GB 17675-2021将会解除对线控转向的限制,但是要把线控转向做到量产,还需要有一份专门标准推动量产落地,这个标准目前是空白的。

  所以中汽研标准所和集度、蔚来、吉利三家车企组成了标准小组,共同推动制定中国线控转向行业标准。长城已经发布包含线个自由度在内的线控底盘技术,集度则称线控转向的软件自研是他们的核心竞争力之一。

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