研究新型电动转向系统Steer-by-Wire的工作原理

泰国中文社

如果新型Steer-by-Wire转向系统被广泛采用,可能会立即引发紧张情绪。复杂的电动转向机制内部工作原理中,如果缺乏备用系统的支持,在发生故障时可能会导致事故。当电子元件流动失常时,车辆改变方向的能力令人担忧。然而,Steer-by-Wire转向系统已被一些新品牌的电动车应用(据悉,与2014年英菲尼迪Q50内的机械备份保护功能不同,许多车款并未配备此类功能)。该技术最早在Tesla Cybertruck推出,并应用于美国销售的部分丰田车型中。

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Steer-by-Wire操作简单,方向盘直接连接到控制单元,直接控制方向摆动,马达安装在转向齿条上。二者之间通过电子计算机相连,接收驾驶员控制的方向信号并传输到转向系统中,由控制中心分析数据以代替驾驶员控制方向系统。此外,转向每一方向的最大转角不超过150度。在高速行驶时,转向比减小,尤其在高速状态下,转角调整会更慢以避免失稳。Steer-by-Wire的工作原理类似于可变转向比系统,还可以与半自动驾驶系统配合使用以避免事故。在驾驶员无法及时反应时,系统可以协助转向。

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大型汽车制造商转换至Steer-by-Wire转向系统的唯一目的是降低成本。一旦方向比在软件中设定,一个转向齿条就能适用于多种车型。小电机安装在转向轴上能够统一所有车型的方向盘响应,推动提升新一代汽车工业的强度。对于产量较少的跑车和高性能车,无需再为特定车型专门设计转向齿条,Steer-by-Wire可适用于从日用代步车到超级跑车,支持或连接全自动驾驶控制系统。

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Steer-by-Wire提供了多种响应模式调整选项,驾驶员可以根据个人喜好进行调节,从适合蜿蜒山路的高速设置到在城市低速行驶的设置。其中的一些调整还与车的其他部件相关联,可调悬架、电子差速器和带后轮转向的方向盘已成为豪华车标准配置。在每种情况下,计算机每分钟会做出数千次决策和调整。如果操作正确,可以提升驾驶体验的顺畅度。但如果出现故障呢?

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当车辆控制系统不再通过传统机械(如转向架、齿轮杆等)连接至车轮时,行车易控性尤为重要。Steer-by-Wire的性能拓展如同无知觉的机器人工作,欠缺传统方向盘的驾驶感可能导致转向价值丧失,这与推动电动助力转向系统(EPS)初期类似。传统液压转向笨重,但通过物理原理给驾驶员自然反馈。由液压转为EPS方案使得电子转向更有效,然而传统电动转向系统仍有机械连接,Steer-by-Wire则全电子化无机械介入。

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Steer-by-Wire的奇特之处在于重力不再直接作用传递至方向盘,车企需通过软件模拟反馈信号。在进行这种设计时,需提供准确信号并清楚车辆当时行为。总结而言,电动转向系统能否出色表现取决于汽车制造商调整软件的能力,视企业意愿设置方向盘为驾驶员传递信息或不传递任何信息!

(编译:张悦 泰国中文社;审校:Momo;来源:Thairath)

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