#技术巡猎# #小鹏汽车# 发现了一个有点厉害的专利,技术底座是四轮轮边转向+线控转向。当然这个专利的本身,厉害的地方并不是要说什么“横着走、原地转圈”,这个专利主要说的是当车上出现一堆转向请求的时候应该怎么办的事情---但你首先要知道,小鹏确实是在干“四轮轮边转向+线控转向”了。
大部分车来说,前轴机械转向杆件硬连之后,后轮通常是不动的,或者做个小角度随动。你开车的时候,你怎么动方向盘,车轮就怎么动,对吧?
但一旦进入“每个轮子都能单独转弯”的时代,画风就不一样了,比如说人驾要一个角度,而智驾要一个角度,运动学控制为了稳定车身,又想微调一点角度,底盘 NVH/轮胎磨耗还希望再补偿一点---听谁的呢?没有一套清晰的“仲裁链路”,四个轮子各有主意,就不好玩了,对吧?
所以这份专利干的第一件事,是把所有角度请求,都收口到一条链路上来仲裁。
最上面是智驾控制器,负责自动驾驶和高等级驾驶辅助;运动域控制器看的是整车运动学,包括高速稳定、低速掉头、横移、原地转圈这些极端姿态;底层是来自方向盘的人工请求,以及针对模型误差、扰动的补偿请求。在这里面,智驾角度最高优先,其次是运动域的目标角,再往下才是各种补偿,最后才是到人手“操控”的角度。
每一个控制周期,系统只认一个“目标转角”,其他领域都只能在这个基础上加减补偿,不能各玩各的。
专利里转向控制器是中心大脑,但每个轮边还有自己的小脑,也就是轮边转向控制器。正常情况下,轮边听转向控制器的统一指令;一旦中心大脑失联或自检故障,智驾、运动域可以直接把角度请求发到轮边,小脑在本地再按同样优先级做一次裁决,等于是做了“中心+边缘”的双重保险:中心负责全局和一致性,边缘负责在极端故障下的兜底,至少要能把车,从“完全失控”拉回到“慢慢停下”的水平。
执行层面上,每个轮边控制器并不是简单跟个目标角,而是有一套自适应的转角闭环。上游给的是目标轮边角度,它本地用角度传感器实时采样当前角度,算出误差,再结合车速去调节电机的驱动增益。
低速时允许动作干脆一点,高速时就要温柔得多,主要是兼顾了舒适性、安全等等特性。在四轮独立转向场景里,这个意义是很大的:每个车轮的负载、附着、结构刚度都不一样,如果不用自适应增益,只靠一套统一的标定去做控制,那么横移、圆规调头这些动作在现实路面上,十有八九不会太顺利。
同时专利里把方向盘当成了一个人机接口。
方向盘上有角度传感器和扭矩传感器,下面连的是“手感模拟电机”,中间靠转向控制器做扭矩+角度双闭环。
车究竟是往哪儿拐,底下四个轮子又是如何按目标轨迹去走的,手上感觉到的回正力、路感细节,会有一套单独设计的力矩策略。
这样一来,机械连杆时代很多习惯都被打破了:智驾执行变道时,方向盘不一定非得完全等比例转动,而会按照接管策略给你一个适中的角度提示和回正趋势;人接管时,权重上又从“算法”切回了“人”。对未来高阶自动驾驶来说,这种逻辑上的统一还是比较重要的。
它也给各种“极限姿态”预留好了接口。
横移、原地自转、斜向挪车这些动作,本质上是运动域控制器在做整车轨迹规划,再按轨迹把四个轮子的角度、转速分解出来。要想在真实环境、有负载、带扰动的情况下稳定执行这个系统,确实必须先有这一整套“轨迹计算、需求拆解到轮边、极限兜底”的架构。轮边角度传感器实际上不是绝对可靠件,一旦出现漂移,它会触发基于方向盘角度、车速以及整车动力学模型的轮边角估算,同时上报故障。
回到用户视角的话……
这些东西短期内未必能写在配置表里,但它会慢慢体现在两件事上。
一是大车在狭窄空间里的机动性会越来越离谱,七座、MPV、皮卡掉个头轻轻松松。
二是方向盘从“力大砖飞”的机械件,开始可以变成一个可以随车型、随场景调手感的“输入设备”了。
发现什么没有呢?
从后轮转向,到易三方、易四方的这个技术进程,马上要在小鹏的身上出现了。
以及,它的线控转向,也在暗示着L3、L4的变化,马上要到来了。
