線控轉向是“徹底的變革性創新”嗎

撰 文 / 錢亞光

設 計 / 張 萌

最近，梅賽德斯 - 奔馳集團股份公司董事會主席康林松（Ola Kallenius）在公司第一季度財報電話會議上向投資者透露，線控轉向（Steering-By-Wire，SBW）系統將于明年在未命名的車型上推出，這將使奔馳成為首家將此項技術量產的德國汽車制造商。

他談到這套系統時說：" 線控轉向系統是一個徹底的變革性創新。" 這套系統摒棄了傳統的機械聯動裝置，代之以通過電纜或電線傳輸電子信號來控制車輛轉向的裝置。也就是說，汽車的轉向無需與轉向器建立任何物理連接，而是通過電子指令傳遞給方向盤裝置。

5 月 13 日，蔚來宣布 ET9 上采用的線控轉向技術，剛剛獲得聯合國歐洲經濟委員會 E-Mark 認證，這意味著蔚來成為全球唯一獲得中國和歐洲線控轉向技術雙認證的車企。

據 Allied Market Research 發布的一份報告稱，到 2031 年，電控轉向市場的價值預計將從 2021 年的 27 億美元增長至 58 億美元。據 Zion 市場研究公司稱，到 2032 年，美國轉向系統市場將達到 482.1 億美元。

其實線控轉向在上世紀 50 年代美國天合（TRW）就提出了概念，用控制信號代替轉向盤和轉向輪之間的機械連接，之后的幾十年一直沒有量產。

1992 年，薩博推出一輛用搖桿來控制轉向的原型車 Saab 9000，被視為線控技術在汽車上的首次嘗試。

2013 年，英菲尼迪在其 Q50L 車型上首次搭載線控轉向技術，不過受限于當時的法規要求，保留了機械轉向結構，仍有轉向管柱，沒有實現真正意義上的上下解耦，且上市不到兩年就因線控轉向系統存在安全隱患而大規模召回。

最早量產線控轉向系統的車型是 2023 年 12 月上市的特斯拉電動皮卡 Cybertruck，2024 年 12 月上市的蔚來 ET9 也采用了線控轉向技術，今年 3 月，豐田宣布秋季將在歐洲上市的新款雷克薩斯 RZ 上采用該系統。

雖然梅賽德斯尚未正式確認其首款采用線控轉向系統的車型會是哪一款，但其旗艦級全電動 SUV EQS 已計劃于明年進行改款。

奔馳的線控轉向系統是與采埃孚（ZF）合作開發的，采埃孚還將為搭載該技術的車型提供后橋轉向部件。

今年早些時候，采埃孚工程和底盤解決方案部門的高級副總裁菲利普 · 加斯尼爾（Phlilippe Gasnior）在接受采訪時表示，到 2030 年，線控轉向系統在全球的普及率將達到 2% 至 5%。

采埃孚還為蔚來的旗艦轎車 ET9 提供了應線控轉向系統。不過，采埃孚并非唯一一家投資研發線控轉向系統的公司。2023 年，羅伯特 · 博世（Robert Bosch）宣布計劃在未來幾年內推出該技術。

這家德國供應商正在與初創企業 Arnold NextG 合作，Arnold NextG 以其在電控系統和基于操縱桿的改裝車輛轉向系統方面的專長而聞名。其他致力于線控轉向系統的供應商包括還包括耐世特汽車、Nexteer、舍弗勒和 REE 汽車。

線控轉向的優勢

汽車轉向系統經歷了機械轉向系統、機械液壓助力轉向系統、電動液壓助力轉向系統、電動助力轉向系統，現正在向線控轉向系統升級。

線控轉向系統是一種全動力轉向系統，取消了方向盤與轉向輪之間的機械連接，并以電信號的傳遞與控制來替代，方向盤與車輪的轉動實現了全解耦，從而為安全性、操控性和舒適性提供了新的可能性。

首先，在發生事故時能夠危及乘員安全的部件會減少，其次為安全氣囊的未來安裝位置提供了新的選擇。以往駕駛員會因轉向操作不當而對危險無法及時做出反應，而線控轉向系統則能直接作用于車輪，不受方向盤實際轉動情況的影響。

其次，配備線控轉向系統的車輛，可以動態調整轉向比，低速（停車場或狹窄彎道）時，轉向更加靈敏，輕微轉動車輪就可以大幅度地改變方向；而在高速公路上行駛時，方向盤的轉向只會讓車輪角度輕微改變，以實現更平穩的控制，進一步提高方向穩定性和橫向靈活性。

采用線控轉向系統后，方向盤可以做得更扁平，帶來更寬敞的乘坐空間和更好的駕駛員視野。與未來的有條件自動駕駛和高度自動駕駛系統相結合，駕駛員可能會擁有更加舒適的駕駛姿勢。

另外，線控轉向系統僅通過軟件就完美定義一個品牌或特定車型的轉向特性，而機械結構可以保持不變，比如從左舵車型調整為右舵車型，只需在駕駛艙的另一側安裝方向盤執行器即可。

質疑與挑戰

每一個偉大的創新都有自己的懷疑論者。讓我們看看線控轉向發展道路上要面對的一些質疑：

最常見的批評之一是路感的消失。即傳統的轉向系統提供觸覺反饋，使駕駛員能夠感知路面以及車輛對變化條件的反應。線控轉向系統有時可能缺乏這種觸覺反饋，這會使駕駛員更難預測和應對潛在危險。

其實，線控轉向專門設計了用于模擬振動的電阻驅動器，以彌合傳統機械連接和數字連接之間的差距，并不會讓駕駛者失去駕駛樂趣。

還有一種觀點認為，增加電子元件層會增加失敗的可能性，而這正是冗余系統發揮作用的地方。多層備份確保如果一個系統出現小插曲，另一個系統就可以無縫接管。

線控轉向的初始成本很高，也是業界不看好的一個理由。其實與任何新技術一樣，隨著采用越來越廣泛，達到一家的規模，線控轉向的價格可能就會降下來。

有人擔心以線控轉向會引起黑客攻擊，遠程惡意控制車輛。其實，研發者開發了高級加密和多個安全層，以確保控制汽車的是駕駛者。此外，持續 OTA 更新以修補漏洞。

重慶長安汽車軟件科技有限公司底盤線控總工程師余斌認為，線控轉向目前的挑戰可以歸結為兩個層面，一個是技術，一個是成本。

在技術上，由于線控轉向運行的穩定性，直接關系到車輛的操控安全性和自動駕駛系統的可靠性，因此對安全性要求非常高，要求搭載冗余備份，需要多重傳感器備份、雙三重 ECU 架構、雙電源、雙芯片，以及故障診斷和隔離功能等措施。雖然說已經有些部件已經出來，也上車了，但有些功能的可靠性、魯棒性還有待驗證。

在成本上，多器件冗余帶來的后果就是成本提高。對于開發新部件來說，要么同等價格下，新一代產品比上一代具有更高的價值，要么在同樣的價值下，新一代的產品價格更便宜。如果沒有很好的性價比，市場是不可能接受的。

線控轉向系統剛剛開始進入量產階段。無論是駕駛員還是汽車制造商，都能從這一新發展成果中受益；從城市小型車到運動型汽車，再到豪華 SUV，各個細分市場都將從中受益。

各家實駕體驗

下面我們看看車企量產和接近量產的線控轉向系統，在試駕過程中的表現如何。

奔馳

梅賽德斯 - 奔馳新推出的線控轉向系統，已經在試驗臺上完成了超過 100 萬公里的測試里程。除此之外，在試驗場和道路交通中的驗證過程中，其測試里程也達到了相近的數量。

鑒于其高標準的安全性要求，奔馳采用了冗余系統架構，同時還配備了高精度傳感器和高性能控制單元。這樣在系統出現故障的情況下，會有第二個系統接管，從而隨時確保轉向能力。

奔馳負責開發和采購的首席技術官馬庫斯 · 謝弗（Markus Sch fer）表示：" 這項技術帶來了獨特的客戶體驗，遠不止于轉向本身。"

奔馳表示，該系統的響應時間比傳統轉向更快，有可能提高緊急操作中的操控動力學和安全性。可變轉向比根據駕駛條件自動調整——在低速下加速，以便于停車，在高速公路速度下減速以保持穩定。

在新款奔馳車型中，采用了類似特斯拉 Model S Plaid 的平底 Yoke 方向盤設計，只需轉 340 ° 即可將方向盤從頭打到尾，這樣駕駛員永遠不必用手臂交叉來操縱方向盤。

扁平化的方向盤可以釋放額外的腿部空間，帶來更寬敞的駕駛員空間和更好的顯示屏視野，上下車也會更加方便。

線控轉向系統還簡化了車輛生產流程，消除了左舵和右舵車輛之間的區別——只需將方向盤的驅動裝置重新安置即可，無需對發動機艙進行復雜的改造。

奔馳表示，新系統將提升車輛的穩定性和橫向靈活性，駕駛員可以根據個人喜好調整轉向特性，尤其是在配備后輪轉向功能的車型中（EQS 車型即如此）。

另外的好處是，該系統能夠讓車輛行駛時震動和顛簸會有所減輕，以往這些顛簸通常會通過方向盤傳遞到駕駛者身上。雖然奔馳將此作為一種好處，但重視道路反饋的愛好者司機可能不同意這種方法。

得益于機械連接解耦，在充電期間，駕駛員可以在不轉動車輪的情況下，像使用游戲控制器那樣操作方向盤，玩賽車游戲，充電時間因此變成了輕松的休閑時間。

雷克薩斯

據說雷克薩斯的線控轉向已經開發了 10 年，雖然它在 2023 年最初的 RZ 發布會上就進行了展示，但是第一款提供新線轉向系統功能的車型——新款雷克薩斯 RZ 電動汽車是今年 3 月發布的，它是歐洲第一款具有線控轉向功能的車型。

據海外媒體試駕反饋，線控轉向的 " 虛擬手力 " 調校已接近傳統機械轉向的質感。通過高精度傳感器 + 雙冗余 ECU，線控轉向系統實現 0.01 秒級響應，配合可變轉向比（6:1-14:1 動態調節），在原型車測試中已展現出 " 指哪打哪 " 的精準操控。

試駕者反映，RZ 的方向盤擁有大約正負 150 ° 的轉向角度，轉向比隨車速、轉向角度可變，可以實現方向盤從中心向一側打滿不到半圈。也是因為如此，轉向也再不需要倒手、" 掏輪 " 這樣的操作，雙手可以自始至終不離開方向盤三點九點位置，操作起來既自然又易于適應。

在第一次握上手的時候，試駕者看到方向盤上面空蕩蕩的，可能會有些不安。但在駛過第一個彎道之時，這種不安也隨之漸漸消失。這套線控轉向系統能令車輪的指向角度恰到好處，幾乎不需要怎樣適應。

在極低速度下（比如在停車場行駛時），稍微轉動方向盤就會對轉向角度產生較大影響，以便于在小幅度轉動方向盤的情況下駛入車位。

在高速行駛和激烈駕駛時，第一次接觸的試駕者可能需要稍微適應一下。因為低速時轉向已經非常精準，讓人擔心開快了是否出現轉向過度的情況，所以會出現轉向角度不夠、令車身轉向不足的情況。

這個時候更加需要駕駛者大膽地試探這套轉向系統的極限，漸漸車身會想你所想地調整到精準角度，再加之線性細膩的動力輸出，即便是在激烈駕駛的賽道，也能夠從容地劈彎。

更值得關注的是，在新款 RZ 車型中，工程師特別保留了 " 路面反饋算法 "，通過方向盤震頻模擬真實路感。道路反饋的力度也可以根據駕駛員對路感的喜好進行調整。

切斷機械連接，卻試圖通過人工手段來替代原本的路感，這聽起來或許有些荒謬。但雷克薩斯公司的觀點是，這樣能夠更好地過濾出駕駛者想要體驗的感官感受，以及他們想要忽略的那些感覺，比如輪胎的震動或者低質量路面帶來的顛簸。

雷克薩斯的線控轉向系統沒有配備機械轉向柱作為備用方案，而是依靠電子冗余機制來應對潛在的系統故障。系統硬件和軟件都有了備份，車輛還在中控臺下方增設了一個備用電池，這樣如果主系統遭遇某種災難，備用系統可以啟動，確保 RZ 能夠保持轉向并安全停下。

蔚來

蔚來旗艦轎車 ET9 是中國首款采用線控轉向技術的量產車型，其配備的線控轉向系統主要來自采埃孚，該集團為 ET9 提供了最先進的方向盤執行器、冗余轉向齒輪執行器和相關軟件。

據試駕過 ET9 的汽車商業評論記者反映，首先印象比較深的是方形方向盤，轉向半圈多（從中位起單邊旋轉角度為 240 °）就打到頭了，即使轉大彎也不用交叉臂打輪。記者開始以為和傳統方向盤有很大差別，要適應好長時間，但沒想到上車很短時間就適應了，開起來感覺特別順。

其次，它的轉向比是可以在 14:1 -6:1 范圍內調整的，從實際感受來看，方向盤和前后輪在轉向時的匹配度是比較高的，可以滿足從低速泊車到高速行駛的全工況轉向需求，

在低速的時候，比如掉頭或入庫的時候，方向盤轉的角度很小，特別方便，感覺很爽。很多時候完全感覺不到這是在駕駛一臺軸距超 3.2 米，車長超 5.3 米的行政轎車。即使面對卡著內輪差的小彎，也能實現一把過。

習慣了線控轉向直接且靈活的轉向響應，再回到傳統轎車上，往往會發現第一把轉向打少了，車頭響應會比預期會小很多。

ET9 在山路駕駛中，入彎時線控轉向系統帶來扎實的手感通過方向盤清晰傳遞，讓人精準把控轉向角度。轉向響應極為迅速，剛給出轉向指令，車頭便立即做出反應，穩穩地切入彎心。

中高速行駛時，整個轉向系統對地面震動的反饋也可以調整，使整車 NVH 在路噪過濾上變得游刃有余，讓車輛能更好地隔絕外界干擾，形成一個奢華的獨立超靜私密空間。

高速并線時，轉向比變小，方向盤微調即可精準變道，超車時完全感受不到拖滯感，為車輛提供了更好的穩定性和舒適感。

另外，這種方向盤還有一些好處，比如 ET9 裝了不少賽車類游戲，在這種方向盤上玩兒的時候，轉向并不會帶動輪胎，玩起來非常爽。

據蔚來公司稱，當轉向機械連接被拆除后，線控轉向系統能夠過濾掉來自方向盤的超過 80% 的路面震動。

ET9 的線控轉向系統能夠實現高達 153 毫米的方向盤伸縮范圍，為駕駛員座椅提供了更多的調整空間。

蔚來表示，ET9 的線控轉向系統采用了雙重電源、雙重通信、雙重硬件和雙重軟件的冗余設計。該公司表示，盡管方向盤與轉向輪之間沒有機械連接，但線控轉向的可靠性是電動助力轉向系統的 2.2 倍。

特斯拉

特斯拉為其最新的線控轉向系統申請了專利，該系統設計具有一個顯著的特點：冗余。該系統消除了對備用機械轉向系統的需求，而是依靠區域隔離的冗余組件，以確保即使發生組件故障，整體系統的性能也保持不受影響。

Cybertruck 的完全轉向只需要方向盤轉動 340 ° 就能完成，還不到一圈。之所以能做到這一點，是因為駕駛員的轉向角度與前輪實際轉向角度之間的關系是通過代碼編寫的，這意味著有無限的可能性。

要側向泊車，特斯拉只需轉動手腕然后向左輕推方向盤，雙手始終不離開方向盤即可。而在搭載傳統方向盤的車上，同樣的操作需要猛力轉動方向盤才能將車頭轉向路邊。許多試駕的人員最初對可變傳動比、電腦控制的轉向系統持懷疑態度，認為怎么也不會比我們熟悉的機械車更直觀，但持懷疑態度的人一般在離開停車場之前都變成了線控轉向的信徒。

根據試駕者的經驗，只需三次轉向操作就能讓手和大腦適應 Cybertruck 的操控方式。第一次操作通常方向盤轉動幅度太大、動作太突然，因為你預期特斯拉會像路上其他車輛那樣轉向；接下來第二次，你用力會過于輕柔，需要稍作調整以適當增加轉向力度；第三次轉彎之后，試駕者就會習慣轉向的力度，這時通過線控轉向駕駛，就像騎自行車一樣自然。

特斯拉利用這種靈活性，讓 Cybertruck 在泊車時擁有任何量產車中最迅速的轉向能力，在高速公路上行駛時也能有更輕松的反應，從而實現順滑、穩定的操控。

轉向比調整范圍從泊車時 5:1 到高速時的 12:1，這使得 Cybertruck 即使在最慢速度下轉向時的反應速度，也比保時捷 911 在最快速度下還要快，與其他大型皮卡那種遲緩笨拙的轉向表現形成了鮮明對比。

該線控轉向系統還能實現最多 10 ° 的后輪轉向，從而在低速行駛時縮小特斯拉的轉向半徑，并在高速行駛時穩定其操控性能。