汽车电子展|解析智能网联汽车线控底盘技术

线控技术（XbyWire），是将驾驶员的操作动作经过传感器转变成电信号来实现传递控制，替代传统机械系统或者液压系统，并由电信号直接控制执行机构以实现控制目的。
其中，“X”就像数学方程中的未知数，代表汽车中传统上由机械或液压控制的各个部件及相关的操作。由于线控系统取消了传统的气动、液压及机械连接，取而代之的是传感器、控制单元及电磁执行机构，所以具有安全、响应快、维护费用低、安装测试简单快捷的优点。
智能网联线控技术主要包括线控转向技术、线控制动技术、线控驱动技术、线控换挡技术和线控悬架技术等。

汽车电子展了解到，线控转向系统（SteeringByWire，SBW），是智能网联汽车实现路径跟踪与避障避险必要的关键技术，为智能网联汽车实现自主转向提供了良好的硬件基础，其性能直接影响主动安全与驾乘体验。
线控转向系统取消了传统的机械式转向装置，转向盘和转向轮之间无机械连接，可以减轻车体重量，消除路面冲击，具有减小噪声和隔震等优点。
针对线控转向系统的研究，国外起步相对较早。
著名汽车公司和汽车零部件厂家，如美国Delphi公司、天合TRW公司、日本三菱公司、德国博士公司、ZF公司、宝马公司等都相继在研制各自的SBW系统。
汽车电子展了解到，TRW公司提出用控制信号代替转向盘和转向轮之间的机械连接。
但受制于电子控制技术，直到20世纪90年代，线控转向技术才有较大进展。
英菲尼迪的“Q50”成为第1款应用线控转向技术的量产车型。
2017年，耐世特（Nexteer）公司开发了由“静默转向盘系统”和“随需转向系统”组成的线控转向系统，该系统可随需转向，在自动驾驶时转向盘可以保持静止，并可收缩至组合仪表上，从而提供更大的车内空间。
国内企业对线控汽车的研究起步相对较晚，与国外差距较大，各高校对线控系统的研究主要以理论为主。

线控转向系统，主要由方向盘模块、转向执行模块和ECU三个主要部分以及自动防故障系统、电源系统等辅助模块组成.

其主要功能是将驾驶员的转向意图，通过测量转向盘转角转换成数字信号并传递给主控制器；同时接受ECU送来的力矩信号产生转向盘回正力矩，向驾驶员提供相应的路感信号。
转向执行模块包括转角传感器、转向执行电机、转向电机控制器和前轮转向组件等，其主要功能是接受ECU的命令，控制转向电机实现要求的前轮转角，完成驾驶员的转向意图。
ECU对采集的信号进行分析处理，判别汽车的运动状态，向扭矩电机和转向执行电机发送命令，控制两个电机的工作，其中转向执行电机完成车辆航向角的控制，扭矩电机模拟产生方向盘回正力矩以保障驾驶员驾驶感受。
电源系统，承担控制器、执行电机以及其他车用电机的供电任务，用以保证电网在大负荷下稳定工作。
自动防故障系统，是保证在线控转向系统故障时，提供冗余式安全保障。
它包括一系列监控和实施算法，针对不同的故障形式和等级作出相应处理，以求更大限度地保持汽车的正常行驶。
汽车电子展了解到，当检测到ECU、转向执行电机等关键零部件产生故障时，故障处理ECU自动工作，首先发出指令使ECU和转向执行电机完全失效，其次紧急启动故障执行电机以保障车辆航向的安全控制。通过传统的转向管柱将转向盘与转向执行机构连接在一起，基本形态与普通燃油车无异，但在转向管柱与转向执行机构之间由电控多片离合器相连。正常行驶过程中，多片离合器为断开状态，虽然转向管柱仍然存在，但并不对前轮直接起作用。
只有当线控转向机构发生故障的紧急情况下，多片离合器自动接通，方向盘、转向柱与转向机构（齿轮齿条机构）的刚性连接实现转向操作，保证驾驶安全。

博世系统与英菲尼迪Q50的线控转向系统有很大的区别，博世公司开发的线控转向系统，完全取消了转向柱，由上转向执行器SWA构成的上转向系统和全冗余式下转向执行器SRA构成的下转向系统组成，而且上转向系统和下转向系统之间没有刚性连接。

文章来源：AEE汽车技术平台--微信公众号