浅析新能源汽车的“线控转向系统”

汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成，传统汽车转向系统是机械系统，汽车的转向运动是由驾驶员操纵转向盘，通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮而实现的。汽车线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电能实现转向，摆脱了传统转向系统的各种限制，不但可以自由设计汽车转向的力传递特性，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车转向特性的设计带来无限的空间，是汽车转向系统的重大革新。

01. 概述 

汽车线控转向系统由方向盘总成、转向执行总成和主控制器(ECU)三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助系统组成。

02. 工作原理

汽车线控转向系统的工作原理。用传感器检测驾驶员的转向数据，然后通过数据总线将信号传递给车上的ECU，并从转向控制系统获得反馈命令；转向控制系统也从转向操纵机构获得驾驶员的转向指令，并从转向系统获得车轮情况，从而指挥整个转向系统的运动。转向系统控制车轮转到需要的角度，并将车轮的转角和转动转矩反馈到系统的其余部分。

03. 线控转向特点

(1) 提高汽车安全性能。去除了转向柱等机械连接，完全避免了撞车事故中转向柱对驾驶员的伤害；智能化的ECU根据汽车的行驶状态判断驾驶员的操作是否合理，并做出相应的调整；当汽车处于极限工况时，能够自动对汽车进行稳定控制。

(2) 改善驾驶特性，增强操纵性。基于车速、牵引力控制以及其它相关参数基础上的转向比率(转向盘转角和车轮转角的比值)不断变化，低速行驶时，转向比率低，可以减少转弯或停车时转向盘转动的角度；高速行驶时，转向比率变大，获得更好的直线行驶条件。

(3) 改善驾驶员的路感。由于转向盘和转向车轮之间无机械连接，驾驶员“路感”通过模拟生成。可以从信号中提出最能够反应汽车实际行驶状态和路面状况的信息，作为转向盘回正力矩的控制变量，使转向盘仅向驾驶员提供有用信息，从而为驾驶员提供更为真实的“路感”。

04. 线控转向系统优势（1）改善操纵稳定性：有效地实现了转向系统和方向盘两者之间的同步，从而使得驾驶员对于汽车的控制更加的灵敏；

（2）提高舒适性：避免汽车在行驶的过程中由于地面的不平整以及转向轮的 不平衡等因素所导致的抖动传递到方向盘上；

（3）节能环保：线控转向系统只需要在转向的时候进行工作，不仅有效增 加了传动效率，而且还使得燃油更加的经济、环保。

（5）利于整车轻量化：线控转向系统取消了方向盘与转向轮之间的机械结构，使转向系统质量减轻了大约5千克；

05. 线控转向系统劣势

(1) 硬件上需要较高功率的路感电机和转向电机，软件上需要复杂的力反馈电机和转向执行电机的算法实现；

(2) 线控转向系统的安全性和可靠性有待提高，这也是各大车企考虑的核心问题；

(3)冗余设备导致额外增加的成本和重量也是阻碍其发展的因素之一。

06. 线控转向未来趋势

总的来说，随着智能驾驶和电动汽车的兴起，我们有理由相信，线控转向技术有望成为未来转向系统的主流，为驾驶员提供更准确、安全和舒适的操控体验。各大汽车制造商的研发努力将进一步推动线控转向技术的创新和应用，为未来的汽车行业带来更多可能性。

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