方向盘传动方式的变革 电控转向技术解析

　　【太平洋汽车网 技术频道】近几年来，在车型参配上你会发现某一款车会特别说明采用的是什么转向系统。不管是机械助力或者是电子助力式的转向系统始终还是有传统的机械式连接。如果告诉你，现在有一种转向系统已经省略了传统机械式连接，改用电信号来控制汽车的行驶方向，你是否感兴趣呢?下面，我就要为大家介绍这种新的转向系统——电控转向系统，与大家一起来看看电控转向系统有什么玄机?

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● 什么是电控转向?

　　电控转向是线控技术在汽车产品上的一种应用，是以电子信号为载体利用电线将指令传递到执行机构，从而避免结构繁杂的机械传动、减重、提升效率以及实现更多智能控制功能等多重目的。

　　其实线控技术近几年在商用车上已经有所应用，比如商用车上的电子刹车总泵、电控气压换挡系统等。然而运用在转向系统之上这还是第一次。

　　所谓电控转向系统，就是在转向系统和方向盘之间取消传统机械连接，车轮的转向角度和速度均依靠电脑根据行驶路况和驾驶者转动方向盘的意图综合计算，并由电脑控制转向机实现控制目的。这就好比驾驶员手里的方向盘是一个遥控器，或者赛车游戏中的模拟方向盘，而真正执行转向命令的是车上的电脑。

● 电控转向最早出现在哪?

　　其实，奔驰从1990年投入对线控技术的研究。在汽车领域，第一款实现应用线控技术的汽车是奔驰在1996年发布的F200概念车。

　　F200概念车在当时采取的控制策略是：驾驶员通过操作安装在车门内侧和中央控制台处的侧面操纵杆来控制车身的所有运动。左右移动操纵杆使汽车转向，而将操纵杆向后拉将产生制动，向前推将使汽车加速。这种操作方式与工程挖掘机的操作方式非常相似，只不过F200概念车不能横着走而已。

　　由于奔驰F200概念车上采用了线控技术，那么方向盘、转向柱、踏板、制动油管等设备就被取消了。这已经不是原来翻盖手机→滑盖手机→直板手机的变革。像奔驰F200概念车上操作方式的重大改变需要有相关立法支持、还要对驾驶员有从零开始的驾驶技能培训，推广难度还非常大，只能在概念车上玩玩。

● 日产电控转向DAS结构原理解析

　　然而，英菲尼迪Q50并没有像奔驰F200概念车那样采取摒弃方向盘、油门、制动踏板的操作方式，而是在传统操作的基础上，保留方向盘并将线控技术完美融合。

　　英菲尼迪Q50上的电控转向技术(Direct Adaptive Steering，简称DAS)，其系统的构成要比传统转向系统结构复杂，是在传统转向系统(由方向盘、转向柱、转向机组成)基础之上，增加了3组ECU电子控制单元、方向盘后的转向动作回馈器、以及断开与接通转向柱的离合器。

　　Q50上的转向系统虽然保留了传统的方向盘与转向柱，但在正常情况下二者是完全没有机械力传递的，通过离合器分离了。而传统转向系统中的路面施加给车轮的回馈力则是由转向柱上的反作用力的马达生成。

　　传统的电控技术基本结构与控制原理都比较简单，只有传感器、ECU以及执行器便能完成动作。但是考虑到电控转向的可靠性，英菲尼迪的研发人员采取多重保险安全保证策略。在转向系统中设有三个ECU、两个执行转向动作的电机以及一个离合器。

　　系统中三个ECU内部是完全相同且彼此互通的。如果有一个ECU出现错误，会采取“少数服从多数原则”根据其它两个正常ECU的处理结果进行控制。执行转向动作的电动机也是如此，即便其中一组发生故障，仅凭另一组仍可继续控制车辆的转向动作。

　　说到这里你也许会问，当ECU、马达、线束等发生故障时，要怎么办?其实这种故障的出现几率很低，即使是出现这种故障，转向柱中的离合器会立刻连接，这时就能像开普通汽车一样，利用机械式连接继续操作方向盘。

　　编辑点评：虽然电控转向系统没有液压助力泵通过皮带与发动机连接，能在一定程度上降低发动机油耗。但是电控转向系统结构与控制逻辑还是比较复杂，可以说是采用了多套转向系统，成本直线增加。由于转向系统没有了机械性连接，在路感传递方面有所减弱。

　　另外，电控转向系统的电子化程度比较高，可以调整ECU参数将该系统匹配到不同类型车上，一来车辆间部件的通用性大大提高，二来在同一款车上还有多重驾驶体验。日前，一项名为“AdaptIVe”的自动驾驶研究项目已经在欧洲启动，电控转向系统的到来或许还能为自动驾驶时代的到来奠定坚实的基础。今后，汽车的驾控方式会远远超越既有常识。

具体的英菲尼迪Q50试驾转向系统体验可以点击以下文章详细了解：