智能底盤是車企內(nèi)卷的新戰(zhàn)場，而智能底盤的關(guān)鍵詞則是線控，比如線控剎車、線控油門、線控轉(zhuǎn)向、線控懸架等等。

這里面被提及最多的一個(gè)詞——線控轉(zhuǎn)向。

那么，什么是線控轉(zhuǎn)向？

前幾年有部科幻美劇有一副場景。

主角坐在自動駕駛車內(nèi)感到無聊時(shí)，掏出了一副游戲手柄，然后把USB接口連到汽車上，來了一把現(xiàn)實(shí)世界的狂野飆車。

之所以這么瀟灑和科幻，就在于背后應(yīng)用了線控轉(zhuǎn)向等一系列技術(shù)。

當(dāng)然，不是說游戲手柄連根線到汽車上就叫線控，它的核心在于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從傳統(tǒng)的機(jī)械硬連接變成了通過電信號連接。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，與汽車底盤完全是物理解耦的。

當(dāng)你坐在一輛具備線控轉(zhuǎn)向的汽車上，轉(zhuǎn)動方向盤時(shí)，理論上和坐在賽車模擬器上轉(zhuǎn)羅技方向盤沒啥區(qū)別。

從轉(zhuǎn)向到可變轉(zhuǎn)向

在傳統(tǒng)汽車上，轉(zhuǎn)動方向盤帶動車輪主要是因?yàn)橐幌盗袡C(jī)械結(jié)構(gòu)的聯(lián)動。

比如力矩從方向盤傳遞到轉(zhuǎn)向柱、再到齒輪齒條、轉(zhuǎn)向橫拉桿等，進(jìn)而推動車輪轉(zhuǎn)動。

決定汽車轉(zhuǎn)向靈活性的主要是方向盤的轉(zhuǎn)向角度與車輪轉(zhuǎn)動角度的比值，這個(gè)也叫轉(zhuǎn)向比，通常在15:1左右，比如方向盤轉(zhuǎn)15度車輛轉(zhuǎn)動1度。

傳統(tǒng)汽車時(shí)代，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也在不斷升級迭代，就像轉(zhuǎn)向助力和轉(zhuǎn)向齒比一直都在優(yōu)化。

但受限于技術(shù)框架，基本是在螺螄殼里做道場，比如轉(zhuǎn)向從純機(jī)械控制到液壓助力、電控液壓助力或電動助力這一條路徑在變化。

雖然轉(zhuǎn)向越來越輕便，但車輪轉(zhuǎn)動始終也離不開方向盤轉(zhuǎn)動。

轉(zhuǎn)向柱，這個(gè)連接上下的物理結(jié)構(gòu)始終存在。

而轉(zhuǎn)向比，雖然從早期的固定齒比進(jìn)化到了如今的可變轉(zhuǎn)向比，但這種可變齒比的設(shè)計(jì)相當(dāng)賽博朋克，就是通過不等距的齒條實(shí)現(xiàn)的。比如早期最經(jīng)典的本田“VGR可變齒輪比率”。

當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向柱帶著齒輪在齒條上游走，齒條的間距兩頭疏中間密，轉(zhuǎn)向比因此發(fā)生了變化。

低速泊車時(shí)大幅轉(zhuǎn)動方向盤，轉(zhuǎn)向柱帶著齒輪移動到間距較大的齒條區(qū)域，轉(zhuǎn)向比更小了，從而轉(zhuǎn)向更靈活。

高速時(shí)小幅轉(zhuǎn)動方向盤，齒條中間的間距密、轉(zhuǎn)向比更大的車輛轉(zhuǎn)向更沉穩(wěn)。

后來許多豪華品牌也設(shè)計(jì)出了結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的各類電動助力可變轉(zhuǎn)向比，不僅可以根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)，還可以根據(jù)車速調(diào)節(jié)。

比如奧迪ADS諧波齒輪，通過柔輪、剛輪和波發(fā)生器的不同方向的相對運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向角度的改變。

寶馬AFS主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更復(fù)雜，是將一套雙行星齒輪集成在轉(zhuǎn)向柱上，當(dāng)需要改變轉(zhuǎn)向比時(shí)，ECU會控制電機(jī)帶動其中的行星架開始旋轉(zhuǎn)，通過電機(jī)來改變轉(zhuǎn)向比或轉(zhuǎn)向角。

這套主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以根據(jù)車身姿態(tài)、速度等，計(jì)算出車輛轉(zhuǎn)向所需補(bǔ)償?shù)臋M擺力矩。

當(dāng)駕駛者轉(zhuǎn)向不足時(shí)，系統(tǒng)會主動調(diào)整相應(yīng)的前輪轉(zhuǎn)向角進(jìn)行補(bǔ)償，或者在轉(zhuǎn)向過度時(shí)輕微干預(yù)。

所以你可以看出，寶馬的這套系統(tǒng)，其實(shí)也有點(diǎn)如今線控轉(zhuǎn)向的雛形了。

只不過不管是寶馬還是奧迪，其可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都沒有真正脫離傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的各類機(jī)械結(jié)構(gòu)仍是主要執(zhí)行部件，車輪與方向盤也沒有做到完全解耦。

最難的并不是線控

我們知道第一個(gè)真正做到車輪與方向盤完全解耦的線控轉(zhuǎn)向的品牌是英菲尼迪。

2014年，英菲尼迪Q50（參數(shù)丨圖片）率先搭載了真正意義上的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)—DAS系統(tǒng)。

方向盤與車輪完全解耦，完全靠電信號來“溝通”。

方向盤轉(zhuǎn)角通過傳感器傳給三個(gè)ECU控制計(jì)算單元，由ECU分析后，指示電機(jī)操作前輪轉(zhuǎn)向。

由于完全解耦，類似車道保持狀態(tài)下車輪轉(zhuǎn)動時(shí)方向盤都是不動的，理論上這套線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向輕重、轉(zhuǎn)向快慢、轉(zhuǎn)向比例也都可以任意調(diào)節(jié)標(biāo)定。

英菲尼迪Q50的轉(zhuǎn)向手感和轉(zhuǎn)向速度均具備三級調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)向比則系統(tǒng)根據(jù)駕駛情況自定。

不過整個(gè)系統(tǒng)最難的，其實(shí)并不在轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)范圍，而是方向盤的手感反饋，這個(gè)問題直到今天也是“老大難”。

傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不管助力大小，方向盤與車輪始終通過一系列機(jī)械結(jié)構(gòu)緊密連接。

轉(zhuǎn)向的手感、行駛過程的路感均可以逐級反饋到方向盤上，進(jìn)而被駕駛者感知到。

比如泥濘路段和鋪裝路段的轉(zhuǎn)向手感肯定不一樣，這是因?yàn)檩喬プサ亓Φ牟煌＿^去駕駛員通過感知不同的輪胎抓地力，自適應(yīng)地進(jìn)行不同力度的轉(zhuǎn)向動作。

但完全解耦之后怎么辦，畢竟現(xiàn)實(shí)世界不是賽車游戲。

英菲尼迪Q50的DAS系統(tǒng)，在這里也設(shè)計(jì)了一個(gè)可以傳遞車輪信息到方向盤的力反饋系統(tǒng)。

力反饋系統(tǒng)的路徑則和轉(zhuǎn)向完全相反。

英菲尼迪Q50線控轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)

它通過前輪傳感器獲得的信息，模擬一個(gè)電信號，然后通過一個(gè)力反饋電機(jī)作用給方向盤，最后讓駕駛者得以感知。

整個(gè)DAS系統(tǒng)由日產(chǎn)和英菲尼迪開發(fā)了近十年之久，但據(jù)說工程師有六七年時(shí)間都花在了如何給駕駛員模擬出更真實(shí)的轉(zhuǎn)向手感上。

只不過，不管是力反饋系統(tǒng)還是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，都不只是需要反應(yīng)迅速、精準(zhǔn)控制，同時(shí)還需大量數(shù)據(jù)計(jì)算、環(huán)境感知能力。可十年前的汽車電氣化水平畢竟有局限性，英菲尼迪Q50的這套線控轉(zhuǎn)向的體驗(yàn)并沒有那么理想。

最后也因?yàn)榇嬖诎踩[患，以大規(guī)模召回告終。

線控轉(zhuǎn)向好處在哪？

如今隨著汽車輔助駕駛能力的不斷提升，智能汽車對于智能底盤、線控底盤的需求更強(qiáng)烈，線控轉(zhuǎn)向也再次成為了廠家發(fā)布會上的高頻詞匯。

尤其是2022 年 1 月，國標(biāo)《轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn) GB 17675-2021》正式實(shí)施，法規(guī)上也允許了方向盤與轉(zhuǎn)向車輪之間物理解耦。

國外，第一個(gè)真正量產(chǎn)全線控轉(zhuǎn)向的是特斯拉Cybertruck。

但在國內(nèi)，第一個(gè)真正量產(chǎn)全線控轉(zhuǎn)向的是蔚來ET9。

不同于英菲尼迪Q50還保留可斷開耦合的機(jī)械轉(zhuǎn)向柱做安全備份，蔚來ET9和特斯拉Cybertruck均無機(jī)械轉(zhuǎn)向柱保留。

是真正的線控轉(zhuǎn)向完全體。

特斯拉Cybertruck咱也沒開過，但蔚來ET9我已經(jīng)體驗(yàn)過，給我的感覺還是超出預(yù)期的。

客觀些評價(jià)，蔚來ET9上的線控轉(zhuǎn)向體驗(yàn)已經(jīng)挺擬真了，甚至很多情況，如果不是刻意，可能不會很明顯意識到這個(gè)方向盤是完全解耦的。

出于舒適性體驗(yàn)，蔚來ET9對于顛簸路感的隔絕比較多，但轉(zhuǎn)向手感的反饋還是挺真實(shí)的。

這來源于蔚來ET9上這套算法融合了路面反饋力矩、車速、車輪轉(zhuǎn)角、橫擺角速度等參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)阻尼補(bǔ)償?shù)葎討B(tài)調(diào)節(jié)。

在蔚來ET9上，這套線控轉(zhuǎn)向技術(shù)能夠帶來的優(yōu)勢有很多。

比如隔絕路面多余震動，提升舒適性；

減少方向盤旋轉(zhuǎn)角度，使低速操控更便捷。

蔚來ET9單邊打滿僅240度，轉(zhuǎn)向傳動比可低至6:1，即便掉頭也不用換手。

比如沒有了機(jī)械轉(zhuǎn)向柱，碰撞時(shí)對乘員艙安全性也有利。

與車輪完全解耦的方向盤可調(diào)范圍也非常大，蔚來ET9上方向盤調(diào)節(jié)范圍達(dá)到153mm。甚至還可以在車內(nèi)輕松玩賽車游戲。

不過這些都是線控轉(zhuǎn)向的一般優(yōu)勢，脫離蔚來ET9這臺車本身，這項(xiàng)技術(shù)更大的優(yōu)勢還有什么呢？

曾經(jīng)在博世的線控轉(zhuǎn)向演示車看到過一個(gè)很有意思的設(shè)計(jì)。

駕駛者在車內(nèi)左打方向盤，車輪卻向右轉(zhuǎn)。

這其實(shí)就是車輪轉(zhuǎn)向完全解耦之后，車身動態(tài)“自由度”更高，可以更大程度地“放飛自我”的一種展示。

而在這種狀態(tài)下，車企可以開發(fā)一個(gè)一鍵漂移模式，駕駛者坐在車內(nèi)方向盤不動的情況也能漂移。

或者在緊急情況下，車身穩(wěn)定系統(tǒng)可以直接控制車輪救車，方向盤此時(shí)也是不動的，可以完全隔絕駕駛員誤操作，甚至駕駛者可能也沒啥明顯感知。

蔚來機(jī)械轉(zhuǎn)向和線控轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)對比

如果發(fā)生爆胎等情況，傳統(tǒng)機(jī)械式轉(zhuǎn)向因?yàn)槭怯策B接，輪胎振動會影響到方向盤角度，進(jìn)而影響到輪胎角度，如果駕駛者操作不當(dāng)就會造成車輛失控。

但完全解耦的線控轉(zhuǎn)向不會有這種情況，車輛的循跡性可以保證。

未來高階輔助駕駛落地后，一些彎道等情況車輪自己轉(zhuǎn)動即可，方向盤可能也不會自己畫龍，直接收縮進(jìn)儀表內(nèi)，從而形成更大的車內(nèi)空間等等。

以及過去一款車可能只有少數(shù)幾種轉(zhuǎn)向特性、轉(zhuǎn)向手感。而線控轉(zhuǎn)向解耦方向盤之后，通過信號模擬理論上可以模擬出無數(shù)種轉(zhuǎn)向特性、轉(zhuǎn)向手感。

配合如今智能車逐漸規(guī)模應(yīng)用的主動懸架，真正做到了一輛車具備多種性格，也符合現(xiàn)在個(gè)性化的用車需求。

線控轉(zhuǎn)向全是優(yōu)勢？

線控轉(zhuǎn)向只有好處嗎？當(dāng)然也不是。

首先還是線控轉(zhuǎn)向的手感，盡管再怎么樣那也是電信號模擬出來的。未來線控轉(zhuǎn)向普及之后，不同車企的技術(shù)水平高低不同，可能會出現(xiàn)有些車企的虛假轉(zhuǎn)向手感和羅技方向盤沒啥區(qū)別了。

其次，線控轉(zhuǎn)向大范圍的轉(zhuǎn)向比可調(diào)，帶來的一些轉(zhuǎn)向不可預(yù)期，這一點(diǎn)在蔚來ET9上就有一些體驗(yàn)。

蔚來ET9轉(zhuǎn)向比最高達(dá)到與常規(guī)轉(zhuǎn)向無異的14:1，這是確保高速變道、避讓等操作符合駕駛者的肌肉記憶反應(yīng)。

低速轉(zhuǎn)向比6:1雖然靈活，但有時(shí)中低速的快速轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向比的快速變化還是會讓人不太適應(yīng)。

最后，就是車輪方向盤完全解耦后能否保證安全性。

絕對安全是不存在的，目前的做法都還是堆冗余，比如特斯拉Cybertruck具備兩個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)。

蔚來則是在供電、通信、軟件、硬件等方面全部進(jìn)行雙重冗余設(shè)計(jì)，甚至用于備份的軟硬件與常規(guī)使用的還采用了差異化的設(shè)計(jì)，避免因?yàn)橥瑯拥脑蚴АＴ谖祦鞥T9上，失效率FIT值達(dá)到4.5，也就是每10億小時(shí)（2.5萬年）發(fā)生4.5次。

蔚來的說法，這個(gè)失效概率比傳統(tǒng)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) EPS還要低，也就是可靠性會更高。

只不過在蔚來ET9上，失效概率可以小到忽略不計(jì)，但線控轉(zhuǎn)向未來普遍上車后，也不能保證所有車企技術(shù)水平都能做到一致。

汽車轉(zhuǎn)向，必須線控嗎？

其實(shí)這是智能汽車對于車輛底盤的最后一道控制權(quán)。

現(xiàn)如今的汽車上，加速踏板是解耦的，制動也是解耦的，比如最早博世的iBooster，而汽車懸架由于各類能跳舞的主動懸架系統(tǒng)應(yīng)用，其實(shí)也可以說是解耦了。

很多人出于駕駛、出于安全等角度對線控轉(zhuǎn)向持反對意見，但汽車轉(zhuǎn)向的解耦、線控在當(dāng)下也是必然趨勢。

這項(xiàng)技術(shù)也并非只是在汽車領(lǐng)域，更早的時(shí)候，在飛機(jī)、船舶領(lǐng)域，電傳轉(zhuǎn)向也就是所謂的線控轉(zhuǎn)向就已經(jīng)得到應(yīng)用了。在飛機(jī)、船舶上，由電信號快速傳遞至方向舵進(jìn)行各種方向角度調(diào)節(jié)，遠(yuǎn)比傳統(tǒng)液壓反應(yīng)更快，也更精準(zhǔn)。

在汽車領(lǐng)域也是如此，隨著輔助駕駛系統(tǒng)、車身穩(wěn)定系統(tǒng)等等控制系統(tǒng)的進(jìn)化，當(dāng)駕駛更多時(shí)候已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)的工作，其對于車輛動態(tài)的控制需求自然也會更高，而一個(gè)能夠完全物理解耦的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，顯然會成為通向智能車時(shí)代的關(guān)鍵一環(huán)。