探索線控底盤元件及控制技術：轉向、煞車和馬達的控制秘訣
編輯：陳冠文 Henry 車輛開發部 副總經理
各式自動駕駛服務應用正日漸普及，你是否曾經想過，究竟是什麼讓這些慢速車輛能如此精準地運作，仿佛有一雙神奇的手在背後操控著它們？答案之一就是線控底盤（Drive-by-Wire Chassis）及其相關元件，特別是轉向、煞車和馬達控制技術。在這篇文章中，我們將深入探索這些線控底盤元件和控制技術的細節，解釋它們要控制哪些項目讓慢速車可以完成自動駕駛的情境。
轉向控制
在傳統的慢速自動駕駛車輛（如高爾夫球車等），當要轉動方向盤進行轉向時，它通過機械連接將你的轉向力量傳遞給車輛的前輪，使車輛改變方向。但市面上有9成以上的慢速車其實並不具備電子轉向模組，因此，要讓自動駕駛普及到慢速車應用上，首要任務是要先讓這些慢速車升級成電子轉向元件。而升級成電子轉向系統後，轉向將不再依賴機械連接，而是使用電子控制單元（ECU）和電動馬達將方向盤操作轉化為電子信號，然後傳遞給車輛的轉向系統。這種電子化的轉向控制具有多重好處。
- 好處一：精準度
電子轉向控制更加精準。它可即時監測你的方向盤轉動，並根據需要微調車輛的轉向角度。這意味著你可以更輕鬆地保持直線行駛，或者在特定路徑上實現精準的橫向控制運動。
- 好處二：自動化
電子轉向控制是實現慢速自動駕駛的基礎。當慢速自動駕駛系統需要控制方向時，這個電子系統可以實現自動化轉向。無需人工干預，車輛可以根據預定路線和環境條件進行自主導航。這讓慢速自動駕駛車輛成為了更加智能和靈活的交通工具。
另外，在線控底盤中要實現精確的轉向操作，以下是常見需要控制的EPS參數：
- 扭力（Torque）：EPS系統通常需要控制轉向馬達的扭力，以實現轉向操作。控制扭力的大小可以調整轉向的輕重感覺，有扭力感測器也可實現自駕車上的駕駛者做到人為介入的功能。
- 方向盤轉角（Steering Wheel Angle）：EPS系統需要監測及控制方向盤轉角，根據系統下給方向盤轉角命令的不同，EPS系統可以調整轉向馬達的角度實現順暢的轉向操作。
- 轉速（Steering Motor Speed）：EPS系統需要控制轉向馬達的轉速，以實現不同速度下的轉向感覺。在低速行駛時，增加轉速可以提供更輕的轉向力，使停車和低速轉彎更容易。在高速行駛時，減小轉速可以提供更穩定的轉向感覺。
- 方向盤回饋（Steering Feedback）：EPS系統可以提供方向盤現況資訊回饋，讓系統知道目前EPS回饋的真實數據，控制方向盤回饋可以調整轉向感覺的真實性和反應性。
煞車控制
傳統的慢速車多使用機械鼓煞煞車系統，當你踩下煞車踏板時，它通過機械連接將煞車力量傳遞給車輛的輪胎，使車輛減速。然而，也越來越多慢速車採用液壓煞車控制技術，這帶來了更多可做線性控制的機會。
- 好處：即時反應
電子煞車控制可實現即時反應，當系統感知需減速或停車時，可以立即下達控制命令並施加煞車力量，使車輛減速並停止。雖然慢速車時速多在32kph以下，且通常透過Regen煞車就可滿足一般減速要求，但加上即時的電子煞車命令，可以大大提高安全性，特別是在需要緊急煞車的情況下。
以下是線控底盤中常見需要控制的煞車參數：
- 煞車深度（Brake Depth）：煞車深度是指煞車踏板被踩下的程度，通常以百分比或行程的數值表示。控制煞車深度可以調整煞車力的大小，越深踩下煞車踏板，煞車力越大。
- 煞車壓力（Brake Pressure）：煞車壓力是指煞車系統中的液壓壓力。通過調整煞車壓力，可以控制煞車系統施加的力量，從而實現煞車力的調整。
- 煞車回饋（Brake Feedback）：煞車回饋是指實際煞車模組目前的數據反饋，讓系統針對即時煞車數據現況調整煞車命令。
馬達控制
在慢速車線控底盤中，馬達控制技術通成指控制其電動馬達系統。這包括透過馬達控制器（Motor Controller）控制馬達的轉速、扭矩和方向以實現精確的縱向控制：加速、減速和倒車操作。
- 好處一：平滑加速和減速
馬達控制技術可以實現平滑的加速和減速。當你需要加速時，系統可以確保動力系統提供足夠的扭矩，使車輛平穩地加速。同樣，在減速或停車時，它可以確保車輛平滑地減速，而不會產生不舒適的震動或顛簸。
- 好處二：精確控制
馬達控制技術還提供了精確的控制能力。它可以根據需要調整電動馬達的轉速和方向，使車輛能夠實現精確的轉向操作。這對於慢速自動駕駛車輛來說至關重要，因為它們需要在狹窄的道路寬度中進行精確的操控。
以下是一些常見線控底盤實現精確的加速、減速所需控制的馬達參數：
- 扭力（Torque）：扭力是馬達產生的轉矩或轉動力矩。在慢速自動駕駛車輛中，控制馬達的扭力可以實現平滑的加速和減速，以確保車輛行駛舒適並達到所需的速度變化。
- 電壓（Voltage）：馬達的電壓供應決定了其運作方式。調整電壓可以控制馬達的轉速和功率輸出。通常，提高電壓可以增加馬達的轉速，降低電壓則減少轉速。
- 電流（Current）：馬達的電流是其運作時消耗的電能。通過控制電流，可以調整馬達的功率輸出。在需要更多動力的情況下，增加電流可以提供額外的扭力。
- 轉速（Speed）：馬達的轉速是其每分鐘轉動的圈數。調整馬達的轉速可以實現精確的速度控制，無論是加速還是減速。
線控底盤是實現自動駕駛的基本基石
通過電子控制實現了車輛的轉向、煞車和加速，並提高了自動駕駛的安全性和精確性。這項技術的不斷發展和創新將為未來的自動駕駛帶來更多可能性，我們可以期待看到更多安全、高效和智能的自動駕駛慢速車在封閉區域內行駛，也希望這篇文章能幫助您更好地認識線控底盤各線控元件的作用和細節。
