自動駕駛時代，如果駕駛員是AI，汽車該如何轉向呢？

當自動駕駛來到了L3時代之後，由於人機接管悖論等等一系列現實因素，很多國外的汽車巨頭已經放棄L3級自動駕駛技術的研發工作，打算從L2直接過渡到L4級。其實無論L3還是L4，自動駕駛來到了更高的等級之後，面對的技術挑戰也更加複雜。

從原理上來看，自動駕駛是通過雷達探頭對周圍環境進行探測，然後將數據交給數據處理器，數據處理器對數據處理過後對發動機、底盤以及轉向分別作出調整。原理看起來很簡單，但是實施起來卻十分困難。

其中，最難以解決的技術難點就是轉向機制。因為自動駕駛在放棄使用人類駕駛員之後，意味着傳統的硬性機械連接（即轉向柱帶動轉向機推動車輪轉向的方式）必須拋棄，因為它需要加入智能的處理器控制轉向力度。否則，智能駕駛就成了空談，方向盤的控制權還在人類手裏，怎麼能叫智能駕駛呢？

今天我們就盤點一下目前市場上的主流適應自動駕駛時代的轉向機都有哪些，以及它們的技術特點都有哪些相同或者不同之處。

採埃孚

雙齒輪電動助力轉向系統

採埃孚作為世界級的零部件供應商巨頭，針對自動駕駛的轉向機研究起步也比較早。早在2018年，採埃孚（ZF）已與中國三家汽車製造商簽訂了雙齒輪電動助力轉向系統訂單。

該雙齒輪電動助力轉向系統（EPS）機械配置基於一個帶兩組齒輪的轉向齒條打造。每組齒輪由單獨的小齒輪驅動，駕駛員輸入的扭矩經由“轉向齒輪”傳遞至轉向齒條，而電動助力轉向系統輔助扭矩經由“傳動小齒輪”傳遞至轉向齒條。

齒輪電動助力轉向系統的總體成本和性能表明，其特別適用於最大轉向齒條力範圍為9至12 kN的汽車，因此，其非常適用於中型車和小型SUV車型。

採埃孚轉向系統工程高級副總裁Thilo Bitzer表示：“憑藉其明顯的成本和環境效益，雙齒輪轉向系統是中國和全球市場的出色解決方案。與傳統的液壓動力轉向系統相比，該技術可節省4%的燃油，並相應地減少二氧化碳排放量。目前，中國正實施新排放法規以滿足提高空氣質量，該技術正好考慮到這點。”

由於該系統由電子控制且非常靈活，因此，該技術在提高安全性、便利性以及向半自動駕駛和全自動駕駛轉變中發揮着重要作用。其可與其他系統集成，以產生停車輔助和車道保持輔助/保持在車道中間（與採埃孚的攝像頭技術結合使用時）等功能。

採埃孚於2001年首次開始生產電動助力轉向系統技術，此後為全球客户生產了3500多萬台設備。自2012年在中國開始全面生產該系統以來，採埃孚已為中國市場生產了近1000萬個電動系統。

舍弗勒

Space Drive線控技術

去年6月份，舍弗收購了軟件和電子解決方案公司XTRONIC，助力舍弗勒開發用於轉向系統和自動駕駛等領域的解決方案。

之後在2019年的上海車展上，舍弗勒展示了Space Drive線控技術。作為自動駕駛車輛的關鍵技術，Space Drive系統取代了傳統機械系統，通過線控的方式實現車輛的操控，採用三重冗餘，確保控制系統的高度可用性及安全性。Space Drive為實現安全可靠的底盤控制提供了電子及軟件基礎，可幫助實現L4-L5級自動駕駛。

值得注意的是，Space Drive線控系統就是由XTRONIC與帕拉萬公司合作開發的，客户包括一些知名汽車企業和供應商，例如大眾、保時捷、奔馳、博世、三菱電機等。值得一提的是，該系統已經在市場上應用17年，且擁有10億公里公共道路無事故行駛記錄，是一款可立即投入市場應用的成熟技術。目前全球尚未有類似系統。

在Space Drive系統中，所有的驅動和底盤零部件都集成在一個緊湊的單元內，包括輪內電機驅動系統、包含懸架和機電轉向執行單元的車輪懸架系統。舍弗勒智能轉向驅動模塊可以幫助車輛實現90°的轉向角度，還可以停靠在狹小的空間內，便於乘客上下車，甚至還可以實現原地轉向。

這些創新技術已經在舍弗勒未來城市交通概念車Schaeffler Mover上得到了驗證。在這款概念車上，舍弗勒智能轉向驅動模塊為4個車輪提供驅動力，轉向系統採用了機電式“線控轉向”方式，通過Space Drive技術實現控制。

此外，考慮到聯網功能對自動駕駛城市車輛的重要性，在Schaeffler Mover設計時還考慮了聯網的需求，通過位於雲端的“數字孿生體”對車輛運行狀態數據進行持續分析，來提前確定車輛未來的維修保養需求。

博世

平行軸式電動轉向系統/線控轉向系統

近些年，博世在新四化下的佈局與轉型速度非常快。特別是在自動化執行部分，博世在動力、制動和轉向三大領域都有所佈局，比如電動化解決方案、底盤系統解決方案，以及轉型系統。

在國內所有乘用車轉向供應商裏，博世華域的產品分佈系列最最全面，覆蓋了當下乘用車所有主流的轉向系統。據瞭解，博世華域將在2021年量產平行軸式電動轉向產品，這該產品主要用於前軸載荷比較大的車型，相對來説車型比較大、車身比較重，前軸載荷比較大的乘用車或一些輕型商用車。該系統支持車輛的半自動駕駛，並在未來能夠允許故障安全性能的高度自動駕駛。系統架構還能防止外部未經授權的訪問，提升網絡安全。此外，系統利用可伸縮電機和控制單元進行性能優化配置，具備便捷靈活的佈置形式。

同時，博世華域在線控轉向系統上也有所佈局。目前該系統屬於博世華域的前端開發項目。線控轉向的特性在於無機械連接，整合了車身動態控制與轉向不足、轉向過度控制策略。其完全自主選擇的轉向行為模式，用於實現不同的輔助與受限的功能。線控轉向將傳統轉向系統的傳動比設計與轉向手感設計的相關性分離，實現可變轉向比。在降低變形種類和零件數量的同時，線控轉向因為中間軸的取消帶來了更多的佈置空間。

博世的線控轉向系統將取消中間軸，真正地實現無機械鏈接。在未來的自動駕駛車中，甚至可以無需方向盤，那麼與之連接的中間軸當然也不需要了。屆時，這套系統的最終形態或許是僅靠按鈕來實現車輛轉向。據瞭解，這套線控轉向系統大約會在2024年左右量產。

英菲尼迪

DAS線控主動轉向系統

上文中提到了目前高級別自動駕駛轉向系統一般採用的都是線控轉向技術。説到線控轉向技術，英菲尼迪研發的DAS線控主動轉向系統早在2014年就已經搭載在自家車型上了，應該説是所有線控專項技術的先驅者。

類似於飛機的線控系統。英菲尼迪的DAS線控主動轉向取消了方向盤與車輪之間的機械連接，由三套相互獨立的ECU電子控制單元綜合計算路況和駕駛者操作意圖，並將信號傳遞給三組電機，其中兩組電機來控制車輪的轉動角度和速度，一組電機來模擬路面的回饋力。

這種線控系統的好處在於，由於方向盤不連接車輪，DAS線控主動轉向可有選擇性地反饋路面信息，大幅減少路面顛簸造成方向盤顫動的同時，還可以避免“打手”的現象，從而顯著降低駕駛者的操作疲勞。與此同時，DAS還可以屏蔽駕駛者一些不安全的轉向舉動，確保車輛時時刻刻的安穩行駛。此外，DAS線控主動轉向配合ALC主動車道控制技術，無需駕駛者干預即可自動調整輪胎角度，對車輛的行進路線進行修正，幫助車輛重新回到正確的行駛軌跡上來。

同時，為了避免電子系統失靈而導致方向盤無法實現轉向，DAS線控轉向系統保留了部分機械傳動件，但是中間會有一個離合器，離合器平常分開，斷電的時候才會自動合上，所以就算DAS系統失靈，駕駛者也能正常駕駛車輛。雖然當時還沒有自動駕駛的概念，但是DAS線控轉向系統無形中給人們提供了一個自動駕駛環境下的轉向系統解決方案。只不過，這套系統擁有不少缺陷。

2016年年7月份，東風汽車和日產公司召回了6840輛英菲尼迪Q50車型，其召回原因就是這套英菲尼迪引以為傲的DAS線性主動轉向系統存在着質量缺陷。當發動機在電瓶處於低電壓狀態下啓動時，控制單元有可能對方向盤角度作出誤判，導致方向盤和車輪的轉動角度存在差異。即使方向盤轉到中立位置，車輪也可能不會返回到直行位置。導致車輛不能按駕駛員意圖起步前行或轉向，存在安全隱患。

目前來看，電子產品可靠性的控制水平還不是很高，汽車上因電子系統故障所引起的召回及安全事故也是比比皆是。英菲尼迪採用線性轉向技術雖然有眾多好處，但還是應該在全面保證安全性的前提下在投放於市場，畢竟轉向系統的可靠性直接關係到車內人員的生命安全。

克諾爾

AHPS電液混合動力轉向系統

以上自動駕駛的轉向技術絕大部分都在乘用車市場使用。在商用車市場，自動駕駛的發展勢頭也很猛。其中，克諾爾是商用車自動駕駛轉向機解決方案的主要提供商之一。

今年5月份，由克諾爾提供線控制動和轉向，嬴徹與東風商用車聯合開發的L3重卡A樣車在湖北順利完成驗收，這意味着中國自動駕駛領域的L3級別重卡量產進程中取得了一個階段性成果。

在本次L3重卡A樣車上，克諾爾除提供傳統空能系統和輪端系統產品外，在電控制動方面,針對L3級別自動駕駛的特別需求,還提供了EBS制動系統及其冗餘解決方案;在電控轉向方面，提供了新開發的AHPS電液混合動力轉向系統。同時，克諾爾與嬴徹、東風商用車一起開發了L3級別的制動和轉向的冗餘策略，確保其自動駕駛安全性。

早在2018年，克諾爾在德國漢諾威IAA展會上展示的L4原型卡車可在部分高速路段實現完全自動駕駛模式，代表了克諾爾積極推動高度自動駕駛發展已具備的技術水平。同年，克諾爾與東風商用車簽署了零部件的合資擴大協議，將採用克諾爾轉向系統解決方案。

克諾爾的這套AHPS高級混合動力控制轉向系統在縱向控制及橫向控制擁有很大優勢。首先，整車控制更加精準。卡車的控制是非常複雜的，通過對轉向和剎車的綜合控制，做到比成熟老練的駕駛員更加精準；其次，是可以讓轉向和制動互相進行備份，使操作變得更有效、更簡單。

百姓評車

以上便是當下主流零部件與整車供應商針對自動駕駛轉向機推出的解決方案。從中我們可以看出，未來線控主動轉向肯定是發展趨勢。隨着自動駕駛的普及，線控驅動系統在控制系統市場中的份額極有可能大幅增長——據研究公司Markets & Markets預測，2018年至2025年，線控驅動市場的複合年增長率為8.86%。2018年的市場規模為191.2億美元，預計到2025年將達到346.3億美元。對於製造商來説，隨着電動自動駕駛汽車的大量推出，瞭解線控技術的機遇、市場和挑戰變得越來越重要。