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线控转向技术:特斯拉Cybertruck的创新与行业应用

2024-04-07 09:360


01  特斯拉Cybertruck的线控转向技术

Cybertruck采用了线控转动替代传统车辆机械转动方式,让操控更为完美,这也是迈进高阶智能驾必经环节。


什么是线控转向系统?线控转向简单说就是彻底取消方向盘和车轮的物理连接,使用电信号来操控车轮转向,线控转向系统不仅具有传统机械转向系统的所有优点,更可以实现机械系统难以做到的,角传递特性的优化。特斯拉的线控转向系统采用了多重冗余设计,确保了系统的高可靠性和安全性。这种设计包括至少双重冗余,甚至在关键部件上实现了三重冗余。例如,当不同传感器之间的信号出现不一致时,系统将依赖于第三个信号来做出最终决策。此外,Cybertruck的方向盘设计允许最大180度的旋转,可以根据车速变化提供可变的转向比,进一步优化了车辆的操作性能。在低速行驶时,后轮能够最多旋转10度,有效减少车辆的转弯半径,提高机动性;而在高速行驶时,后轮与前轮同方向旋转1-2度,增强了车辆的稳定性和变道时的平稳性。


02  线控转向技术的发展历程与应用


线控转向技术(Steering-By-Wire, SBW)的概念最早可以追溯到20世纪末,当时汽车工程师开始探索如何通过电子方式取代传统的机械连接,以改善车辆的转向性能和安全性。然而,由于技术和安全性的挑战,这一概念在初期并未得到广泛的应用。


2013年,线控转向技术取得了商业化的重要突破,当时英菲尼迪推出了Q50车型,成为世界上首款采用线控转向技术的量产车型。英菲尼迪的Direct Adaptive Steering (DAS) 系统通过电信号控制转向,提供了更快的响应速度和更精确的转向体验。随后,其他汽车制造商也开始跟进,探索和开发自己的线控转向系统。丰田在2019年推出了bZ4X车型,同样采用了线控转向技术,并且是首个没有机械冗余备份的车型,这被认为是线控转向技术发展的一个重要里程碑。随着线控转向技术的成熟和成本的降低,越来越多的汽车品牌开始采用这一技术。奔驰、宝马、通用等知名汽车制造商也展示了自己的线控转向系统概念车。线控转向技术不仅提高了车辆的操控性和舒适性,还为自动驾驶技术的发展提供了基础。

03  线控转向技术在实际驾驶中的挑战


尽管线控转向技术具有许多潜在优势,但在实际驾驶中,它也面临着一系列挑战。首先是安全性问题,由于线控转向系统依赖于电脑控制和电动动力源,任何系统的故障或失控都可能引起严重的安全问题。其次,系统需要在不同驾驶场景下提供精确和可靠的转向控制,例如在高速行驶时的稳定性和在城市拥堵时的灵活性。此外,线控转向技术的成本和可靠性也是需要考虑的因素,由于其相对较新,使用的材料和技术较为复杂,导致系统的制造和维修成本较高。最后,控制策略和技术挑战也是需要克服的问题,包括路感反馈控制和转向执行控制的优化。

来源:线束中国

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