2023 年最后一個工作日就要結(jié)束了……2024 年的智能車會卷什么？
線控轉(zhuǎn)向。
沒錯，這個由馬斯克和特斯拉帶動的新技術(shù)，隨著特斯拉賽博皮卡的交付，開始被越來越多人關(guān)注。
而且就在蔚來 ET9 發(fā)布、華為問界 M9、小米 SU7 等熱門智能車型發(fā)布和熱議中，線控底盤、線控轉(zhuǎn)向，都成為了全新焦點。
可以肯定的是，線控轉(zhuǎn)向，一定是 2024 年開始發(fā)布的新車型中，成為新亮點和新賣點的技術(shù)。
但問題是，什么是線控轉(zhuǎn)向？為什么又是確定的趨勢？
馬斯克再次引領(lǐng)新技術(shù)
在賽博皮卡交付現(xiàn)場，馬斯克云淡風(fēng)輕簡單說了一句：
賽博皮卡采用線控轉(zhuǎn)向技術(shù)。
其后被極客和汽車發(fā)燒友熱切關(guān)注，并認為會是智能車變革的下一個皇冠明珠。
實際上，最早在 2021 年，馬斯克透露特斯拉已經(jīng)在研發(fā)線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，并且很可能在 2023 年量產(chǎn)。這說明特斯拉最晚在 2020 年就已經(jīng)成立了線控轉(zhuǎn)向研發(fā)隊伍。
簡單來說，線控轉(zhuǎn)向就是徹底取消方向盤和車輪的物理連接，使用電信號來操控車輪轉(zhuǎn)向。
所以也不難理解為何大家會有“轉(zhuǎn)向失靈”的憂慮。畢竟任何電子系統(tǒng)，可靠度達到無論小數(shù)點后多少個 9，始終沒有結(jié)實可靠的物理連接讓人放心。
而且以傳統(tǒng)三段式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的成熟程度來說，現(xiàn)階段主機廠上線控轉(zhuǎn)向，承擔(dān)的風(fēng)險、BOM 成本，以及向用戶解釋科普的成本，都高于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
馬斯克這又是何苦？
實際上不光是特斯拉，傳統(tǒng)主機廠，包括豐田、大眾、長城、BYD、蔚來等等，以及全球知名 Tier 1 博世、大陸、ZF，都在進行線控轉(zhuǎn)向的研發(fā)落地競速。
它們之所以投入大量人力物力研發(fā)線控轉(zhuǎn)向，核心原因只有一個 —— 線控轉(zhuǎn)向是自動駕駛的核心執(zhí)行部件，是高階智能汽車實現(xiàn)的必備底層基礎(chǔ)之一。
因為在 ADAS 系統(tǒng)接管車輛的過程中，轉(zhuǎn)向機構(gòu)要聽從智駕域控制器中算法的安排，所以駕駛員操作和轉(zhuǎn)向執(zhí)行器解耦，就成為必須。
另一方面，算法基于環(huán)境感知給出對轉(zhuǎn)向更細膩的控制策略，如果執(zhí)行結(jié)構(gòu)響應(yīng)不夠及時，控制精度不夠準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)向動作的延遲或偏差，不但影響乘坐體驗，還有可能成為安全隱患。
所以智能汽車需要一種可以響應(yīng)算法指令、響應(yīng)時間更短、轉(zhuǎn)向更加準(zhǔn)確的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW，Steering-By-Wire System）。
采用電機直接控制車輛轉(zhuǎn)向，就更容易與車輛其他主動安全控制子系統(tǒng)進行通訊和集成控制，可以為自動駕駛汽車實現(xiàn)自主轉(zhuǎn)向提供了良好的硬件基礎(chǔ)。
由于不受機械結(jié)構(gòu)的限制，還可以實現(xiàn)理論上的任意轉(zhuǎn)向意圖，增大了轉(zhuǎn)向力傳遞特性和角傳遞特性的設(shè)計自由度，更方便與自動駕駛其它子系統(tǒng)實現(xiàn)集成，在改善汽車主動安全性能、駕駛特性、操縱性以及駕駛員路感方面具有顯著優(yōu)勢。
另外，自動駕駛需要考慮系統(tǒng)冗余，取消復(fù)雜機械連接的線控轉(zhuǎn)向，也更低成本更簡單地實現(xiàn)冗余設(shè)計。
總之，傳統(tǒng)機械轉(zhuǎn)可以實現(xiàn)自動駕駛功能，但系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜程度、響應(yīng)速度、使用體驗上遠遠不如線控轉(zhuǎn)向。
好比手打算盤的確也能把衛(wèi)星送上天，但現(xiàn)在有了超級計算機，誰還愿意再使用老舊的生產(chǎn)資料呢？
到底什么是線控轉(zhuǎn)向？
從人類歷史的第一輛車開始，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機械部分都是通過轉(zhuǎn)向管柱連接方向盤，然后下端驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)向的設(shè)計。
隨著舒適性要求以及空間布置要求越來越高，慢慢出現(xiàn)轉(zhuǎn)向管柱，轉(zhuǎn)向桿，轉(zhuǎn)向機的三段式設(shè)計，這樣的三段式設(shè)計技術(shù)方案統(tǒng)治了幾十年，而助力形式則從液壓轉(zhuǎn)向過渡到電子助力轉(zhuǎn)向，這也是目前主流的轉(zhuǎn)向形式。
而線控轉(zhuǎn)向主要由方向盤執(zhí)行器（HWA）和前輪執(zhí)行器（RWA）組成。
其中，方向盤執(zhí)行器主要由方向盤、轉(zhuǎn)向管柱、減速器、TAS 傳感器、冗余電控單元組成，主要功能是獲取駕駛員的意圖，并將駕駛員期望的方向盤轉(zhuǎn)角信號給到前輪執(zhí)行器（RWA），同時根據(jù)前輪執(zhí)行器反饋的齒條力模擬車輛行駛的路面反饋力，為駕駛員提供路感反饋信息。
前輪執(zhí)行器則由機械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)角傳感器、冗余電控單元等組成，主要功能是接收方向盤執(zhí)行器發(fā)送的期望轉(zhuǎn)角指令，并通過控制電機實現(xiàn)齒條的橫向移動，最終實現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。
另外，系統(tǒng)還包括冗余電控單元，主要是為了支持高階自動駕駛工況下，如果方向盤執(zhí)行器或前輪執(zhí)行器出現(xiàn)了任何一種單點失效，該部件要具備失效可運行的功能，來保證路感不丟失或者前輪不失去轉(zhuǎn)向能力
就以特斯拉 2022 年申請的線控轉(zhuǎn)向?qū)＠麨槔@套系統(tǒng)主要包含以下部件：
帶有兩個控制器的方向盤扭矩反饋執(zhí)行器組件；
帶有兩個區(qū)域隔離電機和控制器的前輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器組件；
兩個單獨的電源組件；
兩個獨立的車輛通信網(wǎng)絡(luò)；
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中每個節(jié)點之間的三個專用系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)。
可以發(fā)現(xiàn)，無論硬件還是通信線路，線控轉(zhuǎn)向至少都是雙冗余系統(tǒng)的。
實際上，線控系統(tǒng)是一項高度成熟的技術(shù)。你我經(jīng)常乘坐的現(xiàn)代民航客機，它的“油門”、起落架、方向舵等等重要功能部件，全都是線控的，也都是帶冗余的。
所以線控轉(zhuǎn)向量產(chǎn)，并不是一個復(fù)雜的技術(shù)問題，而是成本問題。
甚至，線控轉(zhuǎn)向在普通乘用車上的量產(chǎn)，也不存在法規(guī)問題。
線控轉(zhuǎn)向普及已成趨勢
早在 2013 年，日產(chǎn)就在英菲尼迪 Q50 上量產(chǎn)了線控轉(zhuǎn)向。
只不過當(dāng)時這套系統(tǒng)還保留了機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)，通過一組“離合器”實現(xiàn)方向盤和轉(zhuǎn)向柱自由斷開和連接，以備線控系統(tǒng)失靈后隨時實現(xiàn)硬連接。
從這個角度看，當(dāng)時日產(chǎn)的線控轉(zhuǎn)向還很不成熟，Q50 上市后對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的大規(guī)模召回也證明了這一點。
所以嚴(yán)格地說，“首個”量產(chǎn)真正線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的，仍然是特斯拉。
說回國內(nèi)用戶對線控轉(zhuǎn)向的爭議，除了對可靠性的擔(dān)憂外，很多人認為這樣的設(shè)計是不符合法規(guī)的。
但實際上，2022 年 1 月，國標(biāo) GB 17675-2021《汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本要求》中，刪除了不得裝用全動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的要求 (1999 年的 3.3)，法規(guī)層面已允許轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤與轉(zhuǎn)向器之間的物理解耦。
政策層面的“綠燈”，甚至比電子后視鏡來得更早。
另外，國務(wù)院印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 (2021-2035)》中，將純電動汽車底盤一體化、線控執(zhí)行系統(tǒng)等列為重點技術(shù)攻關(guān)工程，而線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則是智能駕駛汽車中執(zhí)行端重要一環(huán)。
這也說明，我國主管部門早就深刻認識到包括線控轉(zhuǎn)向技術(shù)在內(nèi)的線控底盤的意義和價值，是站在推動整個自動駕駛、智能汽車產(chǎn)業(yè)的出發(fā)點制定的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。
量產(chǎn)線控轉(zhuǎn)向，不存在任何政策阻力，全看各主機廠的實力進度。
而目前線控轉(zhuǎn)向賽道的玩家，大概可以分出傳統(tǒng) Tier 1 和主機廠 2 類玩家。
其中傳統(tǒng) Tier 1 是指德國的博世、舍費勒、采埃孚，日本的捷太格特、KYB，以及中國的耐世特（中航控股）。
主機廠層面，海外代表是豐田、特斯拉，國內(nèi)公開過相關(guān)進展的，有長城汽車、蔚來、比亞迪。
這其中，目前只有特斯拉走到了真正量產(chǎn)這一步。
但毋庸置疑的是，未來線控轉(zhuǎn)向技術(shù)上車，是一個必然的趨勢。
最后，再補充一下線控轉(zhuǎn)向上車對我們這樣的普通用戶，還有哪些好處。
首先釋放整車空間，豐富娛樂功能。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)下，方向盤可以完整伸縮起來，能大幅提升整車空間；額外的空間也可以用來實現(xiàn)其他功能。
其次傳動比更靈活。低速行車的時候，調(diào)小傳動比可使轉(zhuǎn)向操作更省力；高速行車的時候，調(diào)大傳動比可以避免不小心偏離車道。
安全層面，線控轉(zhuǎn)向不帶機械連接，能降低車身相撞的危害程度。在碰撞的瞬間，方向盤和人之間的相對速度會大幅減小，駕駛員受到的傷害就會減輕很多。
架空層面，地面的橫縱向不平順不會直接傳遞到駕駛員的手上，路感信息由回正力矩電機模擬生成，只向駕駛員提供有用的信息，從而改善駕駛的舒適性。
當(dāng)然，線控轉(zhuǎn)向?qū)τ谲囕v的精準(zhǔn)控制，也能實現(xiàn)“一鍵漂移”這樣的玩車功能。
所以，你放心線控轉(zhuǎn)向技術(shù)上車嗎？你會買一輛沒有轉(zhuǎn)向柱的汽車嗎？
本文來自微信公眾號：智能車參考 （ID：AI4Auto），作者：有車有據(jù)
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