隨著深度學(xué)習(xí)和計算機(jī)視覺技術(shù)的興起，自動駕駛為提升交通安全與效率提供了新的解決方案。自動駕駛綜合了人工智能、通信、半導(dǎo)體和汽車等多項(xiàng)技術(shù)，涉及產(chǎn)業(yè)鏈長、價值創(chuàng)造空間巨大，已經(jīng)成為各國汽車產(chǎn)業(yè)與科技產(chǎn)業(yè)跨界、競合的必爭之地。如果說發(fā)動機(jī)和變速箱是傳統(tǒng)能源汽車的核心技術(shù)，那么線控轉(zhuǎn)向技術(shù)就是自動駕駛的核心技術(shù)之一。近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，適用于工程機(jī)械的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

作為運(yùn)動與控制領(lǐng)域的先行者，派克漢尼汾（以下簡稱“派克”）推出了一種適用于行走機(jī)械的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)符合歐盟的相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，與傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不同，它將轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向油缸之間的液壓機(jī)械連接替換為電子連接，連接更簡單、安裝更方便，對駕駛員而言，駕駛室內(nèi)噪音更小，在減少疲勞度的同時，駕駛也更精確和舒適。派克旗下的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以幫助客戶降低成本，縮短新機(jī)型上市時間，助力客戶推出更簡單、更安全、更符合人體工程學(xué)和更高效的行走機(jī)械。

設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

在歐洲市場，影響行走機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的法規(guī)有兩種類型，即機(jī)械指令和地方運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的規(guī)則，所有投放歐洲市場的機(jī)器均需符合機(jī)械指令。

目前標(biāo)準(zhǔn)委員會已經(jīng)制定出與機(jī)械指令兼容的標(biāo)準(zhǔn)，這些不同層面的標(biāo)準(zhǔn)可以幫助人們遵守機(jī)械指令，主要包括A類基本安全標(biāo)準(zhǔn)、B類通用安全標(biāo)準(zhǔn)和C類機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)這三類標(biāo)準(zhǔn)，其中C類標(biāo)準(zhǔn)是參考并基于A類和B類標(biāo)準(zhǔn)而制定的。通常情況下，原始設(shè)備制造商采用C類標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)其應(yīng)用，大多數(shù)執(zhí)行C類標(biāo)準(zhǔn)的行走機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需符合C類標(biāo)準(zhǔn)ISO5010，ISO5010也對傳統(tǒng)液壓轉(zhuǎn)向和線控轉(zhuǎn)向有特定要求。

派克的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)同時符合ISO5010和ISO13849標(biāo)準(zhǔn)，并通過合格評定機(jī)構(gòu)瑞典研究所（RISE）的認(rèn)定。該系統(tǒng)分為輸入裝置、安全控制器和轉(zhuǎn)向閥3個部分。

輸入裝置：包括電手柄或電子方向盤TFD，這些組件通過單一容錯方式將操作員的轉(zhuǎn)向指令傳送給安全控制器，其中電子方向盤TFD能為駕駛員提供可按比例控制的反饋?zhàn)枇?，并針對不同路況，為駕駛員提供實(shí)時智能反饋，以提高駕駛舒適度，改善操作體驗(yàn)；電手柄配備雙路輸出，安全性進(jìn)一步提高。

安全控制器：相當(dāng)于整個系統(tǒng)的“大腦”，接收轉(zhuǎn)向指令并根據(jù)指令控制轉(zhuǎn)向閥，派克提供的安全控制器IQAN-MC41FS通過SIL 2認(rèn)證，可實(shí)現(xiàn)高級的安全功能。

轉(zhuǎn)向閥：主要用來驅(qū)動轉(zhuǎn)向油缸，使機(jī)器實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、安全轉(zhuǎn)向。派克提供的SBW110轉(zhuǎn)向閥采用新穎設(shè)計，以防發(fā)生卡閥現(xiàn)象；SBW110還可通過不同的傳感器實(shí)時監(jiān)測閥的溫度、壓力和閥芯位置。

由于SBW110閥通過安全控制器IQAN-MC41FS進(jìn)行控制，因此IQAN工具鏈中內(nèi)置的所有功能均可用于驅(qū)動轉(zhuǎn)向，IQAN軟件工具還可與Matlab、SIMULINK和AMEsim等外部軟件工具進(jìn)行交互。

設(shè)備制造商的理想選擇

目前，大多數(shù)行走機(jī)械仍采用傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這意味著駕駛室仍是液壓控制，而非電控。由于全液壓轉(zhuǎn)向器安裝在駕駛室內(nèi)，因此，需把管路引入到駕駛室，這就增加了裝配過程的復(fù)雜程度和駕駛室內(nèi)的噪音。

采用派克生產(chǎn)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后，方向盤系統(tǒng)通過電線與外界進(jìn)行連接，因而無需轉(zhuǎn)向柱，隨著組件減少，裝配過程也得到簡化，進(jìn)一步加快原始設(shè)備制造商研發(fā)新機(jī)型的步伐。此外，由于系統(tǒng)不需要額外動力，噪音更低也是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)擁有的另一個優(yōu)勢。

不僅如此，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還以其電子信號接口支持行走機(jī)械市場的自動化趨勢，改善車輛性能。例如，在運(yùn)輸或進(jìn)行整平、挖掘等作業(yè)時，行走機(jī)械的轉(zhuǎn)向功能必不可少。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)可避免不必要的抖動，并對命令信號進(jìn)行信號調(diào)節(jié)。此外，也便于實(shí)施漸進(jìn)式轉(zhuǎn)向等功能。該轉(zhuǎn)向功能獨(dú)立于實(shí)際的液壓系統(tǒng)，這就意味著通過反饋元件或操縱桿進(jìn)行的轉(zhuǎn)向僅由設(shè)備本身需求決定。

多年來，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變化不大的原因大多是出于安全的考慮。轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)是一個經(jīng)過驗(yàn)證的概念，對于設(shè)備制造商來說，要設(shè)計、驗(yàn)證并確認(rèn)一個帶有電氣控制系統(tǒng)的新系統(tǒng)極具挑戰(zhàn)，而派克研發(fā)的線控轉(zhuǎn)向部件簡化了設(shè)備制造商滿足適用標(biāo)準(zhǔn)的過程，是設(shè)備制造商選擇線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時的理想選擇。

為未來做好準(zhǔn)備

線控轉(zhuǎn)向技術(shù)是實(shí)現(xiàn)車輛智能轉(zhuǎn)向的理想方案，正逐漸向行走機(jī)械市場發(fā)展。目前，派克已開始跟國內(nèi)一家知名設(shè)備制造商合作，共同研發(fā)新樣機(jī)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。從國內(nèi)行走機(jī)械市場的整體發(fā)展水平來看，線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的大量推廣應(yīng)用仍需時日。一旦該技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，將為行走機(jī)械市場的發(fā)展帶來質(zhì)的飛躍。

當(dāng)行走機(jī)械市場向自動駕駛?cè)龠~進(jìn)的時候，派克已經(jīng)提前做好了準(zhǔn)備。（楊   歌）