英菲尼迪Q50 DAS线控主动转向技术

英菲尼迪Q50作为未来发展方向的重要车型，在其量产车中首次搭载了多项"全球首创技术"，将科技的狂澜推至了人们想象力的极限。

其中最具颠覆性的技术便是其全球首创的"线控主动转向"(Direct Adaptive Steering)。该技术理念来源于美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的航天科技，它已经在民用飞机和喷气式战斗机上应用多年，是汽车进入自动驾驶时代的重要技术之一。

英菲尼迪Q50上所使用的DAS线控主动转向技术，其实可以被归属于线传操纵技术的一种。而它的概念起源，则可以追溯到20世纪60年代末NASA开启的航天飞机计划。正如我们所知道的那样，航天飞机与其他航天器最大的不同，在于它拥有类似飞机一样的气动外形，能够在重返大气层之后像滑翔机一样通过升降舵和方向舵进行操纵，从而自主返回位于佛罗里达州的卡纳维拉尔角完成着陆。

但航天飞机与普通飞机不一样的，是它超高的速度和兼顾真空环境与大气层的苛刻要求。高速状态下大气层中的空气会对航天飞机的气动操纵面产生巨大的阻力，显然不可能仅靠飞行员对操纵杆施加的人力来与之抗衡。在航天飞机开始研制的年代，军用和民用飞行器已经广泛使用的液压传动操纵系统足够用来帮助飞行员面对3倍音速以下速度时的气流冲击而继续保持对飞机的控制，但实现对航天飞机所需要的20倍音速时的控制完全是另外一个故事。

在航天飞机上应用液压传动操纵很快被验证为不可行。高超音速对液压系统的助力级别要求非常高，而为了达到航天飞机所需要的可靠性，多套备份系统是必要条件。然而，对于一个需要由巨大火箭发射进入太空的航天器来说，每一克的重量都必须精打细算，而多套冗余备份的液压系统显然是个很重的负担。更不要提由于外太空真空环境和巨大温差变化对液压系统带来的影响——万一发生泄漏或者其他故障，那简直就是灾难性的。

因此，工程师们需要发明一种新的操纵技术来代替液压系统，线传操纵技术应运而生。顾名思义，线传操纵技术是使用信号线来传递宇航员对航天飞机的控制指令，这个过程简单来说可以概括为以下三个步骤：将宇航员的指令转换为数字化信号，把经过处理的数字化信号传输到需要进行动作的作动器上，然后由作动器完成将数字化信号转化为实际的气动操作面动作的过程。

线传操纵的好处是多方面的。首先，它不再需要层层连接的液压传动系统，减少了不必要重量的同时，也减少了发生故障的可能性，可靠性更好;其次，它可以实现对输入指令的优化和修正，通过机载计算机的程序来确保输入指令的合理性，从而降低了人为因素造成事故的可能性。再次，由于它对指令输入端和实际作动端的隔离效果，线传系统实际上可以过滤掉由于外力引起的震动、抖动等突发动作对指令输入端的干扰，从而实现更友好的操作感受，降低劳动强度，提高安全性。

正是因为线传系统拥有这些优点，随着这项技术的逐渐普及，越来越多的飞机采用了线传操纵。除了战斗机等高速军用飞机外，在民用飞机的领域也得到了广泛认可，著名的客机厂商Airbus空中客车对线传操纵系统的信赖和依仗就是最好的例子。

而英菲尼迪Q50上所使用的DAS线控主动转向技术，则是线传操纵技术在量产汽车上的首次应用。DAS系统中一共有三台电机，其中两台位于齿轮齿条式转向器的两端，负责驱动两个前轮执行转向动作，另外一台位于方向盘后面，负责拾取驾驶员的转向指令并且给出相应的反馈力度。三台混联的控制电脑组成了控制单元，每台电脑负责对一台电机的控制，三台电脑还同时同步运算所有来自传感器和电机的信号，实现高速的信号处理和指令传输。另外，DAS系统实际上并没有完全舍弃方向盘与前轮之间的物理连接，转向柱通过一台电控离合器进行连接，正常工作时离合器通电自动分离，此时方向盘与前轮之间的连接为电信号连接，DAS系统起作用。而一旦控制单元自检发现错误，或者三台电机中任何一台有故障，DAS系统将自动关闭，此时电控离合器断电自动接合，确保方向盘能够直接与前轮用物理方式连接并传递应急转向指令。

试驾过程中，英菲尼迪官方特意安排了标配普通电动助力转向系统的Q50与装备DAS系统的Q50进行的对比体验。DAS系统具备线传操纵系统的几乎全部优点。首先，得益于高速信号处理和使用电信号实现转向指令的传输，并使用两台大扭矩转向电机进行转向驱动，DAS系统能够提供远超过普通液压助力或电动助力转向系统的反应速度。驾驶者在方向盘上的操作几乎可以实时体现在前轮的动作上，而无需担心传统机械连接的转向系统由于各组件间传动所需要耗费的反应时间。对于老司机来说，刚接触DAS系统可能需要一点时间来适应，主要原因就是需要让身体和大脑重新习惯无需提前量的转向动作。而一旦习惯之后，DAS系统的快速反应能力是很容易让人流连忘返的。

另外，由于方向盘与前轮之间的机械连接被电控离合器隔离，DAS系统能够通过预先设定好的程序自动补偿由于侧风、颠簸、障碍等因素造成的前轮摆动而无需驾驶者干预，也不会对方向盘产生干扰。在驾驶过程中，驾驶者对方向盘进行的修正频率和幅度都因此大幅度减少，从而降低了驾驶者的劳动强度，减少了疲劳，提升了安全性。

对于那些担心DAS线控主动转向系统影响Q50转向精确性的人来说，我们在赛道上进行的体验能够打消这份疑虑。以绕桩项目为例，电脑会根据车速、偏航角、加速度等信息自动对前轮的动作进行小幅度修正，而由于重量转移造成的转向偏差也被电脑自动补偿了所以驾驶Q50绕桩变得轻松很多，而更快的反应速度也让驾驶者更容易找到绕桩的节奏。赛道驾驶后段碰巧赶上下雨，故意关闭稳定系统之后Q50能够轻松进入漂移状态，在寻找方向盘反打的时间点和幅度上都需要进行一点点适应的过程，一旦熟悉了之后借助DAS系统反而可以更准确地完成漂移动作，修正车辆状态也变得更容易了。

DAS系统还具有可高度自定义的潜力。以后驱车型为例，DAS系统的转向比可以在12.07～36.98之间无极变化，从而实现截然不同的转向灵敏度和转向角度，比宝马使用的电动助力主动转向技术可调节范围更大，且反应更快。同时，DAS系统方向盘后面的电机还可以模拟不同的转向力度，舒适模式下一个手指即可轻松操作，而运动模式下的力度则会让驾驶者自然而然地把双手都用上。理论上该系统可以完全实现个人定制，但目前为止出于安全性和通用性的考虑，仅对转向比和转向助力力度各提供了3种预设，可以由驾驶者根据自己喜好组合使用。

对于Q50来说，DAS系统就好像是武林高手的独门绝技。而反过来说，在Q50上的批量装备对DAS系统来说是一次迈进新时代的探索与尝试。在我看来，DAS系统的性能已经能够让人信服，强大的功能则对乐于接受新事物的亚洲消费者有着额外的吸引力。除此之外，DAS系统还有巨大的潜力司供挖掘，以后车辆改装和个性化定制又多了新的选项，很可能真的出现不再需要传统方向盘的量产车。DAS系统在技术层面还为自动驾驶提供了新的解决方案，以后汽车驾驶员说不定也可以像飞行员那样只需要负责车辆行驶的关键阶段，巡航什么的就全交给自动驾驶仪了。

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