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导读
转向系统是控制汽车运动的最重要部件之一，而在经历了机械转向、液压助力转向、电动助力转向后，转向系统正在迎来终极形态——线控转向。
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随着Cybertruck开启交付，线控转向这一技术被特斯拉带火，而看上线控转向技术的车企，还有丰田。
在经历了多轮系统升级后，丰田最新版的线控转向系统One Motion Grip有望于2024年搭载在雷克萨斯RZ车型上。
同时得到市值最高和世界最大车企的青睐，被投放于电动化的战略车型之上，线控转向到底何方神圣？有何魅力？是否靠谱？
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何为线控转向？
线控技术最早应用于飞机的控制，它是将飞行员对飞机的操作命令全部转化为电信号输入计算机，再由计算机来执行相应操作、控制飞机飞行的技术。
这种控制技术放在汽车上，具体到转向系统，就是把驾驶员对方向盘的操作，转换为电信号，再传递给转向机，从而控制车轮，完成相应的转向动作。
很显然，这套系统与传统转向系统的区别在于：方向盘与转向轮之间不再由机械结构相连接，而是通过电信号，把来自转向控制系统方向盘的转向意图传达给作为执行机构的转向机。
当驾驶员转动方向盘，给转向控制系统下达指令时，传感器将检测到的方向盘转向数据，以电信号形式传递给车上的ECU控制单元，同时ECU还会从转向执行系统处获得车轮的情况，经过计算后给出转向的指令信号，从而完成车辆转向的精准控制。
线控转向在对车轮转向角度进行控制的同时，还会将车轮的转角和转矩信息反馈到方向盘，让让驾驶员能够清晰地感知到车辆和路面情况。
在拥有机械传动结构的传统转向系统中，其转向信号都是来自于驾驶人的动作，而线控转向系统的转向信号则源自于算法对驾驶员动作与路况综合处理后的结果，车辆的转向控制更为精准。
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线控转向，益处多多
首先就是车辆安全性得到极大提升。对车辆工程专业稍有了解的话，就会清楚转向柱是汽车最大的安全隐患之一，发生正面碰撞时，它就有可能变为危及驾驶员安全的一件大凶器。
而线控转向系统取消了方向盘与转向机之间的机械连接，也就在很大程度上避免了转向系统对驾驶员的侵害，甚至这部分节省出的空间可以重新设计利用，进一步提高车辆的被动安全性。
另一方面，线控转向实现了方向盘与转向机的完全解耦，这就使得转向信号可以不再完全是来自驾驶员操作，如果遇到紧急情况，车辆有机会通过激光雷达或高清摄像头等辅助驾驶传感器提前感知到危机，结合线控转向的灵活性，及时做出老司机般的“麋鹿避让”动作，挽救驾乘人员的生命。
其次就是提升操控性。线控转向系统可以根据需求自由设计力传递特性与角传递特性，低速时调低转向比方便转向，例如Cybertruck在低速时仅须打半圈方向盘，就可实现大角度的转向，半幅式的Yoke方向盘也真正有了用武之地。
最新版本的丰田One Motion Grip也仅需200度的转动角度，就可完成常规的转弯操作，同时高速行驶下，又可提高转向比，避免直线行驶时因过于灵敏的转向造成车辆画龙从而获得轻松的驾驶体验。
在选择完全过滤掉路面颠簸，减少车身给方向盘带来的大幅度晃动的同时，驾驶员还可以个性化地设定转向系统的控制特性，以后不再是每款车有特定的转向手感，而是每辆车有自己的转向设定，真正的“千人千车”！
最后在自动驾驶层面上，如上文所述，线控转向系统的转向完全由算法控制，只要算法足够成熟，车辆就可以完全脱离驾驶员与方向盘的控制，根据车机的自动驾驶要求独立完成转向。
对于车辆本身，减少的机械结构可以给车“瘦身”不少，车内空间也会更大，而随着自动驾驶的成熟，在开启自动驾驶后，方向盘甚至可以被收纳隐藏起来，车内空间得到最大化拓展，进化为汽车的终极模样。
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前途光明，道路曲折
线控转向的妙，厂商们不是不知。事实上，早在1990年，奔驰就已经开始了车用前轮线控转向技术的研究，并在1996年展示了搭载其研究成果的概念车F200。
此后，包括宝马、本田、丰田、日产、戴姆勒-克莱斯勒、雪铁龙等汽车厂商和采埃孚、德尔福、捷太格特、蒂森克虏伯、博世、舍弗勒等零部件供应商都陆续发布了搭载线控转向系统的概念车。
虽然搭载线控转向系统的概念车百花齐放，它在量产车上的应用却一直是举步维艰。2014年，英菲尼迪Q50才成为第一个吃螃蟹的人，它搭载了由日产和凯迩必(Koyaba)合作研发的线控主动转向(Direct Adaptive Steering, DAS)系统。
不过，虽然Q50L采用3个ECU控制单元来传递转向信号，并且可以实现传动比的灵活调整，以提高直线和斜坡行驶时的稳定性，但仍保留了机械结构+离合器作为安全冗余。
通过在方向盘与车机系统之间增加一套转向力执行装置，Q50L将方向盘的转向角信号转化为力信号再进行处理，并通过离合器与转向轴相连，从而保证在电控系统失效时方向盘的力可以直接输出到转向轴上，并非完全意义上的线控转向。
而且，上市还不到两年，英菲尼迪便宣布从2016年7月4日起召回部分英菲尼迪Q50与东风英菲尼迪Q50L车型。
召回公告很长，总结来说就是在某些极端状态下（例如电瓶亏电，系统低压启动），控制单元会对方向盘角度做出误判，导致实际车轮角度与方向盘转角不符，造成安全隐患。
然而即使经过召回调整后，在各类汽车论坛上，有关这套线控转向系统“自动跑偏”、“抢方向盘”、“力反馈时轻时重”等等问题的反馈依然层出不穷。
或许就是受这个失败的先驱者影响，线控转向直到特斯拉Cybertruck的出现才重新回到大众的视野中，而Cybertruck上的线控转向则完全抛弃了机械传动结构。
为了保证“安全冗余”，特斯拉早在2022年底就申请了一份关于“Steer By Wire”的专利，我们在其中就可窥见Cybertruck线控转向的具体结构：
●方向盘扭矩反馈组件包含两个控制器
●前路轮转向执行器组件包含两个分区隔离的电机和控制器
●两个独立的电源组件
●两个车辆通信网络布置在分隔开的线束中
●转向系统中每个节点之间有三个专用系统通信网络
博世也坚定地认为完全取消方向盘与转向机之间机械连接的转向系统才是真正的线控转向，因此它们给出了电控系统备份冗余式的解决方案，即通过增加传感器与独立电控系统的数量来保证系统有足够的容错率。
丰田One Motion Grip系统同样摒弃机械传动结构，方向盘和转向机之间仅由电信号传递信息。可以预见，这会是未来的行业主流，如蔚来ET9等后来者也会遵循这一技术路线。
但线控转向的普及，还面临着成本和供应链问题，舍弃掉了机械传动组件后，转向系统理论上节奏更为简单，更利于降本增效，但高昂的研发费用和供应链培育投入决定了，线控转向在量产初期仍会是一向昂贵技术，更多会被投放在高端车型之上。
不过，线控转向技术的完善是实现L5级自动驾驶的必要条件之一，其对车辆安全性、操控性和布置灵活性方面的提升也充满想象空间。终有一天，线控转向将迎来迅猛的发展与普及，特斯拉Cybertruck、蔚来ET9、雷克萨斯RZ等车型的到来，则意味着这项终极转向技术正在迎来大规模量产节点。
撰文丨赵祥森
版式丨周磊
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