Cybertruck成功量產(chǎn)搭載，線控轉(zhuǎn)向?yàn)楹芜t遲未能普及？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）一直以來，汽車轉(zhuǎn)向都是通過機(jī)械連接實(shí)現(xiàn)，駕駛員通過控制方向盤，方向盤連接到轉(zhuǎn)向器和拉桿，從而使得車輪往駕駛員需要的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，令車輛完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作。

而最近特斯拉開始交付的Cybertruck車型，配備了線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，在體驗(yàn)過程中受到了不少用戶好評。而接下來特斯拉預(yù)計(jì)在2024年Q2發(fā)布的新款ModelS和Model X車型也將會(huì)采用線控轉(zhuǎn)向技術(shù)。

顧名思義，與傳統(tǒng)保留機(jī)械連接的轉(zhuǎn)向技術(shù)相比，線控轉(zhuǎn)向就是取消了機(jī)械連接，通過電信號來控制車輪的轉(zhuǎn)向。那么線控轉(zhuǎn)向有哪些優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)又有哪些？

轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展

最早的汽車，方向盤和車輪完全是通過機(jī)械進(jìn)行連接，僅憑人力來轉(zhuǎn)動(dòng)車輪。所以在早起的汽車方向盤都會(huì)顯得“較重”，這樣就導(dǎo)致在遇到緊急情況時(shí)難以及時(shí)控制方向，對駕駛員的技術(shù)提出了很高的要求，因此就出現(xiàn)了方向盤助力的技術(shù)。

最早出現(xiàn)的方向盤助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，加上液壓助力，讓方向盤可以變得更“輕”，駕駛員更容易控制車輛。后來又出現(xiàn)了電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在機(jī)械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上輔以電動(dòng)的液壓助力；進(jìn)一步地，在電動(dòng)液壓助力的基礎(chǔ)上，進(jìn)化出電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，取消了液壓裝置，通過電機(jī)來幫助轉(zhuǎn)向。

但這些技術(shù)都是構(gòu)建在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力傳遞特性，用不同的方式來為轉(zhuǎn)向控制提供助力，以提高汽車的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性和操縱便利性。

而進(jìn)入自動(dòng)駕駛時(shí)代，受限于機(jī)械結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角傳遞特性限制了汽車的轉(zhuǎn)向性能，對于自動(dòng)駕駛而言，主動(dòng)控制的能力也難以完美實(shí)現(xiàn)。因此在電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步取消了機(jī)械連接，完全通過電動(dòng)的方式來控制車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這也被稱為線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

線控轉(zhuǎn)向首先在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域有著更強(qiáng)的適用性，令車輛擁有更強(qiáng)的主動(dòng)控制能力。另一方面，通過線控轉(zhuǎn)向，由于不受機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，可以令方向盤的轉(zhuǎn)向手感和轉(zhuǎn)向圈數(shù)有更多的自定義可能，甚至根據(jù)駕駛員習(xí)慣來調(diào)整方向盤阻尼等。

同時(shí)，線控轉(zhuǎn)向由于取消了轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向齒輪、傳動(dòng)桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)，在降低了車輛重量的同時(shí)，還能夠避免這些機(jī)械部件在碰撞事故中對駕駛員造成的傷害。在這些機(jī)械結(jié)構(gòu)被取消后，還為駕駛艙讓出了更大的設(shè)計(jì)空間，方向盤可以安裝在不同位置。

當(dāng)然，沒有了機(jī)械連接，線控轉(zhuǎn)向的可靠性就顯得尤為重要，這也是線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的難點(diǎn)之一。

2015年早已量產(chǎn)上車，為何遲遲未能普及？

實(shí)際上線控轉(zhuǎn)向不是一項(xiàng)新技術(shù)，早在2015年，英菲尼迪Q50就搭載了主動(dòng)式的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。英菲尼迪Q50上的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)際上還保留著一套機(jī)械冗余，在正常工作狀態(tài)下，方向盤和轉(zhuǎn)向柱是沒有機(jī)械連接的，完全是通過電信號來進(jìn)行轉(zhuǎn)向指令的傳輸。但在ECU發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，可以通過一個(gè)離合器，將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)重新接入機(jī)械控制，保障安全性。

然而英菲尼迪Q50上的線控轉(zhuǎn)向并沒有體現(xiàn)出體驗(yàn)優(yōu)勢，用戶反饋不佳，容易跑偏。不過從去年開始，豐田bZ4X、雷克薩斯RZ等車型也重新開始搭載線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

所以，線控轉(zhuǎn)向的技術(shù)難點(diǎn)主要在于，如何保障系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和魯棒性。畢竟轉(zhuǎn)向關(guān)系到行車安全，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失效的危險(xiǎn)性不亞于剎車系統(tǒng)失效。

在解決了系統(tǒng)可靠性的問題后，下一個(gè)難點(diǎn)就在于如何模擬出機(jī)械轉(zhuǎn)向中的路面反饋效果。一般來說，評價(jià)一個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是否好用，是包括轉(zhuǎn)向精準(zhǔn)度，比如轉(zhuǎn)向角度是否符合駕駛員的預(yù)期；通過轉(zhuǎn)向柱，從輪胎、轉(zhuǎn)向桿反饋到方向盤上的“路面反饋”，這對于駕駛員判斷路面狀況非常關(guān)鍵。

如果車輛完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛，那么這些路面反饋的體驗(yàn)可以忽略。但目前在自動(dòng)駕駛未能完全實(shí)現(xiàn)的情況下，駕駛員依然處于絕對的核心地位，因此線控轉(zhuǎn)向能夠給駕駛員帶來怎樣的體驗(yàn)，會(huì)是這項(xiàng)技術(shù)推廣的關(guān)鍵問題之一。

線控轉(zhuǎn)向的結(jié)構(gòu)一般包括方向盤上的轉(zhuǎn)角傳感器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)矩反饋電機(jī)、控制器、轉(zhuǎn)向電機(jī)等。系統(tǒng)的工作原理是，控制器通過檢測方向盤上的傳感器數(shù)據(jù)，來獲取駕駛員意圖，結(jié)合車速、輪速等信息來計(jì)算需要轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出的角度；與此同時(shí)也要根據(jù)車輪的信息，來模擬路面反饋，并通過反饋電機(jī)將模擬的路面狀況信息通過振動(dòng)或轉(zhuǎn)向阻力傳輸?shù)椒较虮P上。

要做好這些反饋細(xì)節(jié)，需要控制器有強(qiáng)大的算力以及對真實(shí)路面情況進(jìn)行足夠多的測試，以通過算法來模擬出真實(shí)的反饋。所以綜合可靠性以及轉(zhuǎn)向反饋等的難點(diǎn)，線控轉(zhuǎn)向在過去這些年間未有大規(guī)模推廣也就能夠理解了。

小結(jié)：

隨著技術(shù)的成熟，近年來國內(nèi)外的Tier1也已經(jīng)開始推出完善的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，除了博世、大陸等傳統(tǒng)廠商，國內(nèi)車企也在積極配合產(chǎn)業(yè)鏈來推動(dòng)線控轉(zhuǎn)向的落地。2021年，集度（已更名為極越）、蔚來、吉利成為國內(nèi)線控轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)化研究的聯(lián)合牽頭單位。同時(shí)拿森、格陸博等本土Tier1也推出了線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品，相信很快我們能夠看到越來越多采用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛上路。