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安全可靠的自動(dòng)駕駛不僅需要強大的軟件實(shí)力，還需要更智能的底盤(pán)硬件支持。
作為底盤(pán)智能化的核心技術(shù)之一，線(xiàn)控轉向通過(guò)數字信號對轉向執行機構進(jìn)行控制，可實(shí)現執行系統的機械解耦。
01
線(xiàn)控底盤(pán)簡(jiǎn)介
智能駕駛，分為三個(gè)層次——感知層，決策層，執行層。近年來(lái)執行層，即線(xiàn)控底盤(pán)的關(guān)注度持續提升。
圖1.1 智能駕駛級別
從上圖可知，人工參與程度隨自動(dòng)駕駛等級提升而下降。從表面上看，轉向系統的功能是在弱化；實(shí)際上，為滿(mǎn)足高階自動(dòng)駕駛，對轉向產(chǎn)品的要求卻逐級遞增。轉向產(chǎn)品在自動(dòng)駕駛的發(fā)展過(guò)程中的重要性，不言而喻。
從傳統汽車(chē)-電動(dòng)汽車(chē)-智能汽車(chē)的發(fā)展趨勢，衍生出傳統底盤(pán)-電動(dòng)底盤(pán)-智能底盤(pán)的發(fā)展方向。線(xiàn)控轉向在 1.0 階段時(shí)，需要滿(mǎn)足 EPS 和OTA升級功能。在2.0時(shí)代，線(xiàn)控轉向要實(shí)現冗余式EPS 以及 OTA 升級。到達3.0時(shí)代，則完全過(guò)渡到線(xiàn)控轉向。轉向產(chǎn)品每一個(gè)階段的發(fā)展，都是迭代積累和技術(shù)飛躍。
圖1.2 智能底盤(pán)進(jìn)化
線(xiàn)控轉向會(huì )隨智能底盤(pán)控制關(guān)鍵技術(shù)的三大板塊：E/E架構，域控技術(shù)以及功能安全進(jìn)行相應調整。
在E/E架構中，EPS需要實(shí)現信號全冗余；在域控中，線(xiàn)控轉向需和整個(gè)域控進(jìn)行無(wú)縫對接；在電控系統的功能安全中，線(xiàn)控轉向必須完成功能安全和信息安全兩大板塊的要求。
從智能駕駛行業(yè)整體布局來(lái)看，執行層企業(yè)，相較于感知層和決策層企業(yè)，布局相對較少。
在此背景下，也為德科智控進(jìn)行線(xiàn)控轉向的研發(fā)及量產(chǎn)，提供廣闊的市場(chǎng)空間和極大挑戰。
02
線(xiàn)控轉向在線(xiàn)控底盤(pán)的應用
轉向系統具有四個(gè)發(fā)展階段：第一代的機械轉向系統，第二代的液壓轉向系統，第三代的電動(dòng)助力轉向系統，及第四代線(xiàn)控轉向系統。
圖2.1 智能轉向系統進(jìn)化
隨著(zhù)智能化底盤(pán)的發(fā)展，對轉向系統在智能化、安全性、舒適性方面也提出更多的要求。
第三代的電動(dòng)助力轉向，目前處于大規模應用階段；而未來(lái)的第四代線(xiàn)控轉向，目前處于高速發(fā)展階段。因此，EPS和SBW均能滿(mǎn)足智能底盤(pán)從 1.0 到 3.0 發(fā)展的歷程。
公開(kāi)統計數據表明，到 2025 年前，商用車(chē)和乘用車(chē)領(lǐng)域的轉向系統發(fā)展增長(cháng)十分可觀(guān)，保有量巨大。
由下圖可知，資本市場(chǎng)對電動(dòng)助力轉向以及未來(lái)的線(xiàn)控轉向發(fā)展增速保持十分樂(lè )觀(guān)的態(tài)度。
圖2.2 智能轉向市場(chǎng)分析
根據券商的市場(chǎng)預估，線(xiàn)控制動(dòng)屬于成長(cháng)期，線(xiàn)控驅動(dòng)屬于成熟期，而線(xiàn)控轉向目前處于導入期。究其原因，是線(xiàn)控轉向在開(kāi)發(fā)層面仍具有極高的技術(shù)門(mén)檻。
德科智控，作為國內領(lǐng)先的智能駕駛轉向產(chǎn)品供應商，專(zhuān)注于線(xiàn)控底盤(pán)技術(shù)，特別是線(xiàn)控轉向技術(shù)的研發(fā)和量產(chǎn)。
通過(guò)20年的研發(fā)及量產(chǎn)經(jīng)驗，形成了滿(mǎn)足“全場(chǎng)景、全車(chē)系、全冗余”的線(xiàn)控技術(shù)。自主研發(fā)線(xiàn)控轉向的三大核心技術(shù)，包括扭角一體式傳感器（TAS）、ECU及無(wú)刷電機。同時(shí)擁有L2-L4級線(xiàn)控智能硬件平臺和L4級車(chē)輛智能駕駛線(xiàn)控冗余算法。
圖2.3 德科智控簡(jiǎn)介
德科智控形成四大核心產(chǎn)品布局。
乘用車(chē)方面，布局從適配于A(yíng)級轎車(chē)的C-EPS，到大型轎車(chē)的DP-EPS及R-EPS。
商用車(chē)方面，則布局適配于輕型商用車(chē)的電動(dòng)循環(huán)球轉向，及適用于重型商用車(chē)的電液循環(huán)球轉向。
圖2.4 德科智控產(chǎn)品矩陣
線(xiàn)控轉向方面，德科智控已實(shí)現了在低速場(chǎng)景和干線(xiàn)物流所需的智能轉向產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。
以下是德科智控在商用車(chē)方面的研發(fā)線(xiàn)路圖，即產(chǎn)品迭代方式，預計 2024 年可實(shí)現全冗余SBW的量產(chǎn)。
圖2.5 EPS/SBW研發(fā)線(xiàn)路圖
03
線(xiàn)控轉向開(kāi)發(fā)流程
一個(gè)標準的線(xiàn)控轉向系統包含路感反饋和執行總成。
中國汽車(chē)工程學(xué)會(huì )智能底盤(pán)技術(shù)路線(xiàn)圖工作組給出了 2025年 到 2030 年線(xiàn)控轉向系統的目標，包括技術(shù)發(fā)展的目標，零部件的發(fā)展目標、系統特性目標和量產(chǎn)目標。
比如 2022 年，實(shí)現基礎功能；2023年，實(shí)現高級功能；到 2025 年，實(shí)現線(xiàn)控轉向量產(chǎn)；到 2030 年，智能底盤(pán)完全支持，如獨立的四輪轉向等。
轉向開(kāi)發(fā)過(guò)程中，首先是進(jìn)行智能轉向控制功能需求確定。根據客戶(hù)需求不同，德科智控會(huì )根據每款車(chē)型所定義的底盤(pán)功能要求，進(jìn)行轉向部分功能提煉和開(kāi)發(fā)。
整體開(kāi)發(fā)架構，其中包括生命周期管理和過(guò)程管理。依據以上邏輯進(jìn)行項目的開(kāi)發(fā)。
圖3.1 設計開(kāi)發(fā)架構
軟件部分主要按照建模、仿真、自動(dòng)代碼下載、實(shí)驗室標定以及整車(chē)標定、數據反饋，再進(jìn)行模具修正的循環(huán)來(lái)保證整體項目的模塊化及安全運行，最后通過(guò)黑盒白盒測試，保證代碼安全高效。
軟件基于A(yíng)UTOSAR的軟件設計規范，從需求分析到系統測試，MIL, SIL, HIL等，按照以上流程進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
之前提及的整體規范，保證了系統的模塊化設計及可靠性設計。V字型的開(kāi)發(fā)保證整個(gè)開(kāi)發(fā)流程是在大框架下完成。
同時(shí)，軟件系統的操作系統大框架下包括三個(gè)板塊，最底層是硬件支撐平臺，同時(shí)嵌入搜索系統，最上層是應用程序。由此保證在系統開(kāi)發(fā)過(guò)程中，能夠實(shí)現良好的移植。
硬件部分，以L(fǎng)4級別的轉向方案作為參考。方案采用全冗余六相電機，（如為了追求更高的自動(dòng)駕駛等級，也可采用九相電機或是十二相電機）雙冗余的控制系統，及驅動(dòng)系統。根據客戶(hù)不同的需求，會(huì )對應不同的硬件設計方案。
04
線(xiàn)控轉向應用
德科智控已和數十家行業(yè)頭部企業(yè)戰略合作，服務(wù)多家高校無(wú)人駕駛團隊。
依托二十余年在電動(dòng)助力轉向系統研發(fā)的經(jīng)驗，和近160萬(wàn)臺市場(chǎng)交付，融合車(chē)規級產(chǎn)品化能力，助力合作伙伴的L4級無(wú)人車(chē)產(chǎn)品商業(yè)化落地和規?；桓?。
在智慧城市物流、L4級自主代客泊車(chē)、無(wú)人駕駛礦車(chē)、無(wú)人駕駛割草機、無(wú)人邊防巡邏車(chē)、商用車(chē)ADAS等多個(gè)場(chǎng)景中率先落地。
圖4.1 車(chē)規級智能轉向系統P-EPS
德科智控明星產(chǎn)品—齒條式電動(dòng)助力轉向器（R-EPS），是目前全球推力最大的EPS，目前已批量使用到乘用車(chē)和輕客上。
采用6相永磁同步電機作為執行機構，電源模塊、通訊模塊、MCU、傳感器、MOS驅動(dòng)模塊全部進(jìn)行冗余設計，可以滿(mǎn)足L4級自動(dòng)駕駛的使用需求和安全性要求。
圖4.2 車(chē)規級智能轉向系統R-EPS
德科智控電液伺服循環(huán)球轉向系統，采用了領(lǐng)先的一體式的集成化設計，可應用于重卡、大型客車(chē)以及公交，支持 L2-L3 級別ADAS和LKA功能。
圖4.3 車(chē)規級智能轉向系統EHRBS
德科智控電動(dòng)循環(huán)球產(chǎn)品，可覆蓋4.5 噸以下所有輕卡，最大輸出力矩可達2200 Nm。且滿(mǎn)足國五和國六的標準，具有極佳的節能體驗。
圖4.4 車(chē)規級智能轉向系統RB-EPS
德科智控為國家級“專(zhuān)精特新”小巨人企業(yè)，位于天津，占地16500m2。
擁有獨立的總裝車(chē)間、防塵防靜電恒溫恒濕控制器裝配車(chē)間、高效的無(wú)刷電機生產(chǎn)線(xiàn)以及完整的實(shí)驗室。
公司還獲得了歐盟的ECE認證及IATF16949 質(zhì)量體系認證。與合作伙伴建立了良好的合作關(guān)系，連續8年保持同行業(yè)出口第一，產(chǎn)品在多個(gè)細分領(lǐng)域保持第一。
