提起當下大熱的自動駕駛，我們總愛把注意力集中在傳感器和Ai智能算法上，多數人會忽略自動駕駛必不可少的構成要素：伺服機構。上一期專欄為大家介紹了EHB和EMB制動系統的性能特點，本期接著為大家介紹實現自動駕駛必不可少的核心技術：線控轉向。

如果說傳統燃油車時代，發動機和變速箱是主機廠或者供應商的核心技術的話，那么到了新能源車時代，特別是智能車時代，線控轉向就成了各大車企需要突破的核心技術。

如上圖，構成線控底盤的核心要素包括：線控油門、線控換擋（新能源車不需要）、線控轉向、線控制動、線控懸掛。

什么是線控轉向系統？

如果用一句話來概括什么是線控轉向：就是把依靠轉向管柱連接轉向機構來實現轉向的傳統方式，轉換成為通過傳感器檢測方向盤角度信號，并通過電腦控制伺服電機來實現驅動轉向的轉向系統。這就類似于上一期為大家介紹的BBW線控制動系統一樣，同樣是只給電腦輸入一個電信號，然后全權由電腦來控制伺服機構的動作。

上圖為SBW（steering by wire）系統的基本布局，駕駛員對方向盤的操作僅僅只是在驅動一個轉角傳感器，并由方向盤電機提供轉動阻尼和回饋，方向盤與前軸轉向機構之間沒有任何剛性連接。

線控轉向最關鍵的安全冗余設計

說到這里有人肯定為提出疑問：作為轉向系統，它就像剎車系統一樣，是關系到行車安全的重要裝置，如果取消了轉向管柱，那么一旦傳感器或者伺服機構發生故障應當如何應對？

事實上，SBW線控轉向系統有兩種“冗余”設計方式，用于應對部件失靈造成的特殊狀況：

第一種，仍然通過傳統的轉向管柱將方向盤與轉向執行機構連接在一起，基本形態與普通燃油車無異，但在轉向管柱與轉向執行機構之間有電控多片離合器相連。正常情況下，多片離合器為斷開狀態，就是說，雖然轉向管柱仍然存在，但并不起作用。只有當伺服機構發生故障的緊急情況下，離合器才會接通。

接通后，通過方向盤與轉向機構（齒輪齒條機構）的剛性連接仍然能夠實現轉向操作，只是手感會變重一些。我們熟悉的率先在量產車上采用線控轉向的英菲尼迪Q50采用的就是這樣的冗余方式。

▲ 采用傳統轉向管柱實現冗余設計的英菲尼迪Q50線控轉向系統

第二種，在執行機構處（轉向機構）采用多個電機控制來實現冗余度，在方向盤處通過多個傳感器布置來實現輸入信號的冗余度。這種冗余方式更先進，但成本非常高，這相當于需要制造兩套重復的轉向機構。

但是這種設計可以完全取消掉轉向管柱，從可靠性上來說甚至可以取消掉方向盤，實現L4以上的自動駕駛級別，也是自動駕駛必須要的轉向系統配備。這種SBW線控轉向系統完全取消了轉向管柱設計，但還沒有應用在任何一臺量產車上。所以，在這種純SBW量產之前，所有宣傳的自動駕駛都無法達到L4以上（含L4）的級別。

▲采用傳統管柱轉向系統結構與純線控轉向系統結構對比

線控轉向的發展現狀

當然，要想實現SBW，必須要有EPS（電子助力轉向系統）作為基礎，目前比較成熟的SBW基本上都是從EPS基礎上發展而來。所以，目前全球能夠提供SBW的主要供應商之前在EPS領域也是占有相當市場分額的供應商。

▲2015-2016全球轉向系統供應商份額

從上圖可以看到，無論是2015年還是2016年，全球轉向系統供應商的主要市場分額幾乎就是由JTEKT，博世，ZF以及NSK幾家瓜分。其中，JTEKT主要供應豐田為主的日系品牌。ZF主要供應德系品牌，博世和NSK則供應全球各個品牌。

▲能夠提供SBW產品的供應商

從上圖看，離SBW線控轉向系統量產比較近的也就是博世、ZF、JTEKT三家，即便如此，目前都還拿不出量產產品。因為在SBW領域對可靠性和耐用性的要求非常高，所以各大供應商還在研發過程當中，但現階段他們已經開始在與主機廠洽談，大概在2020年前后可以逐步實現量產。

依靠自主研發實現自動駕駛

國內供應商任重道遠

幾乎國內所有造車新勢力在宣傳的過程中都逃不開智能汽車這個主題。但是要想實現自動駕駛，SBW是各個車企絕對繞不開的核心技術。這項技術就像燃油時代的變速箱技術一樣重要。所以全球各大供應商早在數年前就投入巨資進行研發，布局了SBW相關的產品。

如果說，要想實現自動駕駛，Ai智能算法以及機器學習是軟件方面的核心要素的話。那么高精度傳感器和SBW操縱機構則是繞不過去的硬件門檻。

無論是傳統EPS轉向機構還是更高級的SBW都需要投入巨資研發，所以可以預見，未來這種關乎到汽車智能化和安全性的技術只會集中在少數幾家供應商巨頭手中，就像變速箱一樣。

國內車企要想實現自動駕駛，或多或少的會被供應商卡住脖子，如果自主開發，則需要超長的耗時和巨大的資金投入。我曾經在主機廠工作的時候就遇到過這方面的問題。

甚至還不是SBW這么先進的系統，僅僅是一套需要支持兩米車寬，2噸左右車重的EPS轉向系統都只能從博世或ZF購買，由于他們與BMW之間的知識產權保護協議，如果使用還需BMW授權，所以很多先進系統很難在自主品牌特別是產銷量不大的品牌上實現。可以說，國內供應商對這類核心系統的開發任重而道遠。