JTEKT新突破｜动态相位补偿，让线控转向在不同模式下更稳定

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背景：线控转向的挑战

随着汽车加速向智能化、电动化发展，线控底盘成为行业的关键方向。其中，线控转向（Steer-by-Wire, SbW）通过电子信号替代机械连杆，实现方向盘与车轮的解耦控制，不仅能提升自动驾驶下的灵活性，还能带来更多智能功能。

但问题在于：

• 转向系统的动态稳定性会受到车速、模式切换、传感器异常等因素影响；

• 传统转向控制装置常采用固定的相位补偿参数，缺乏模式自适应能力；

• 在动力传输切断或干预控制（如车道保持）下，容易出现转向迟滞、震荡或手感突兀。

这正是行业一直在寻找的突破口。

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传统技术的局限

现有的相位补偿策略，主要存在以下痛点：

2.1行驶模式适应性不足固定参数无法区分正常/异常模式，例如轮速信号故障时，速度相关的补偿机制就会失效。

2.2模式切换敏感当从手动驾驶切换到车道偏离干预时，相位容易突变，驾驶员手感不自然。

2.3相位补偿与反作用力计算未深度耦合辅助力与反作用力的计算缺乏联动，可能导致驾驶手感偏差。

2.4异常状态缺乏备用策略速度传感器异常时，传统系统可能直接“失效”，存在安全隐患。

2.5干预模式下的人机冲突系统主动转向时，驾驶员的操作意图和干预扭矩可能产生相位矛盾，降低稳定性。

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JTEKT的解决方案：动态相位补偿

JTEKT提出了一套基于行驶模式的动态相位补偿控制方法，通过处理器动态调整补偿策略，使线控转向系统在不同工况下都能保持稳定。

核心控制架构包括三大过程：

• 反应力设置：利用电机和传感器模拟来自路面的反馈力；

• 相位补偿：根据不同模式动态调整延迟和超前补偿；

• 反作用力应用：生成精准的电机控制信号，确保手感与稳定性。

整体逻辑是：不再依赖“一刀切”的固定参数，而是让系统能识别行驶模式，调用对应的补偿策略。

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两大核心创新策略

4.1正常 / 异常模式的自适应补偿

• 正常模式：当速度信号正常时，系统根据车速实时调整滤波器系数与补偿增益。比如高速时增强低通滤波以抑制噪声。

• 异常模式：当速度信号异常（如轮速传感器故障）时，系统调用鲁棒参数集，用覆盖全速度范围的保守值替代，避免因“无速度信号”导致失控。

4.2干预 / 非干预模式的差异化补偿

• 非干预模式（驾驶员操作为主）：降低相位延迟与超前增益，让方向盘更灵敏自然。

• 干预模式（如车道保持）：提高相位延迟与超前增益，使驾驶员操作与系统干预的扭矩更好融合，避免人机冲突。

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相位补偿的具体实现

相位补偿过程分为两部分：

5.1相位延迟补偿

• 采用延迟滤波器 + 低通滤波器，系数随速度或模式变化而动态调整；

• 正常高速时增强滤波，异常模式下采用固定参数保证鲁棒性。

5.2相位超前补偿

• 计算转向扭矩的一阶导数，反映操作速度；

• 通过增益调节提升动态跟随性；

• 干预模式下增益提升20%-30%，确保系统指令能被驾驶员顺滑感知。

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技术优势与验证效果

实车与仿真结果表明：

• 正常行驶：相位裕度提升25%，响应速度提升15%；

• 异常状态：相位延迟控制在±10°以内，失稳风险降低60%；

• 干预模式：转向精度提升30%，驾驶员与系统冲突率下降40%。

换句话说，这一方法让线控转向真正具备了“模式自适应”能力。

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应用前景与扩展

该方法不仅适用于乘用车的线控转向，也可拓展至：

• 高速公路自动驾驶场景；

• 城市工况下的车道保持与自动泊车；

• 未来结合AI算法，实现补偿参数的自学习与自优化。

这为线控转向技术的实用化与规模量产，提供了新的突破口。

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线控转向的未来，不止于“解耦”，更在于“稳定与智能”。JTEKT的动态相位补偿方法，通过模式识别与参数自适应，弥补了传统固定补偿策略的不足，为行业提供了一条更加可靠的人机协同路径。

当车辆进入高阶自动驾驶时代，自适应补偿能力将成为线控转向系统的核心竞争力。