智能驾驶背景下转向系统发展趋势-电子工程世界

传统EPS（电动助力转向系统）主要结构包括以下几个部分：

传感器：

转矩传感器（TOS）：用于检测驾驶员施加在转向盘上的转矩大小和方向。
扭矩转角传感器（TAS）：能同时输出扭矩及转角信号。

电子控制单元（ECU）：接收传感器信号，进行数据处理和运算，发出控制指令。

助力电机：根据 ECU 的指令输出相应的助力转矩，协助驾驶员进行转向操作。

减速机构：将助力电机的高转速低转矩转换为合适的转速和转矩，传递给转向机构。

转向机构：包括转向轴、转向齿轮等，最终实现车辆的转向动作。

EPS（电动助力转向系统）的发展趋势：

集成化与小型化：系统的各个组件将更加紧密集成，整体体积更小，以适应车辆空间利用和轻量化的要求。
智能化：具备更强大的智能控制功能，如根据路况、驾驶风格等自动调节助力特性，甚至与自动驾驶系统深度融合。
高可靠性：通过优化设计和采用高质量材料，进一步提高系统的可靠性和耐久性。
高效节能：助力电机和控制策略不断改进，以实现更低的能耗，提升车辆的能源效率。
功能多样化：例如增加主动回正、车道保持辅助等新功能，提升驾驶安全性和便利性。
适应性更强：能够更好地适应不同类型车辆和复杂使用环境的需求。
数据交互强化：与车辆其他系统之间的信息交互更加流畅和深入，为整车智能化提供更好支持。
成本降低：随着技术成熟和大规模应用，成本有望逐步降低，从而得到更广泛的普及。

就整个转向系统的开发来讲，前轮转向未来的新技术主要集中在AFS主动转向、线控转向、后轮转向、四轮转向、差速转向等技术领域。

前轮主动转向（Active Front Steering，AFS）是一种先进的汽车转向技术。

AFS 系统主要具有以下特点和优势：

它能够根据车辆的行驶速度、转向角度等参数，主动地调整前轮的转向角度。在低速时，系统可以使前轮转向角度比驾驶员的操作更大，从而实现更小的转弯半径，提升车辆的机动性和灵活性，让泊车、掉头等操作更加轻松便捷。而在高速行驶时，系统会适当减小前轮的转向角度，增加转向的稳定性和精准性，减少车辆跑偏的风险，提高行驶安全性。

AFS 系统通常由传感器、控制单元和执行机构等部分组成。传感器实时监测车辆状态信息，控制单元对这些信息进行分析和处理，并向执行机构发出指令，执行机构则完成对前轮转向角度的精确调整。

此外，AFS 还可以与其他车辆控制系统协同工作，如电子稳定控制系统等，进一步优化车辆的操控性能和安全性能。

总的来说，前轮主动转向 AFS 为驾驶者带来了更好的驾驶体验，同时也提高了车辆在不同行驶条件下的安全性和操控性。

线控转向系统（Steering-By-Wire System）是一种创新性的汽车转向技术，具有以下显著特点：

原理：它摒弃了传统的机械连接，通过电子信号来传递驾驶员的转向意图和实现车轮的转向动作。

主要组成：（HWA+RWA）

手感执行单元HWA
路感执行单元RWA

优势：

高度灵活性：可以自由设计和调整转向特性，满足不同驾驶需求和风格。
提升空间利用率：减少了机械结构所占空间。
更好的舒适性：过滤掉一些路面冲击传递到转向盘上。
便于集成先进功能：如自动泊车、自动驾驶等功能的实现更加便捷。

挑战：

可靠性要求高：电子系统的稳定性至关重要。
安全保障复杂：需要多重冗余设计以确保在故障时仍能安全操控。

随着技术的不断发展，线控转向系统有望在未来汽车中得到更广泛的应用，为汽车的操控和驾驶体验带来新的变革。

后轮转向技术是一种汽车转向技术，它通过控制后轮的转向角度，来提高车辆的操控性和稳定性。后轮转向技术主要分为被动式和主动式两种：

被动式后轮转向：利用车辆弯道行驶时车轮受到的侧向力和后悬架的侧向弹性实现后轮转向。例如，在后悬架中增加橡胶软垫，车辆转弯时通过橡胶软垫的形变，带动后轮发生一定的角度变化，从而抵消转弯带来的侧倾力。
主动式后轮转向：取消了不可主动调节的橡胶软垫，换上了一套转向杆和电机，通过电机控制转向杆的左右移动，来实现“主动式后轮转向”。

后轮转向技术的作用主要包括：