許久未被提起的線控轉(zhuǎn)向,最近又成了熱門話題。
近日,蔚來ET9搭載的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)獲工信部量產(chǎn)許可,成為我國首款搭載線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的量產(chǎn)車型。同時,蔚來也將作為核心成員單位及唯一具有實際量產(chǎn)車型的企業(yè),參與線控轉(zhuǎn)向國家標準的制定。
至此,中國自主品牌,也在線控轉(zhuǎn)向領(lǐng)域有了自己的突破。而提到線控轉(zhuǎn)向技術(shù),很多人早有耳聞。2021年,馬斯克曾透露特斯拉已經(jīng)在研發(fā)線控轉(zhuǎn)向技術(shù),并且很可能在2023年量產(chǎn)。
到了2023年,特斯拉發(fā)布的賽博皮卡便搭載了線控轉(zhuǎn)向技術(shù),取消了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向柱,使用電信號操控電機來完成車輪轉(zhuǎn)向。
所謂線控轉(zhuǎn)向,就是取消傳統(tǒng)的機械連桿,將車輛的轉(zhuǎn)向控制從人力轉(zhuǎn)移到電腦,車主操作方向盤的指令完全通過電子信號傳遞給ECU,ECU分析指令傳遞給轉(zhuǎn)向機完成操作。在全電控的助力下,轉(zhuǎn)向比和駕駛手感可以靈活調(diào)節(jié)以適應(yīng)路況和駕駛員的駕駛習慣。
其與傳統(tǒng)機械轉(zhuǎn)向技術(shù)不同的是,傳統(tǒng)的汽車,方向盤和前輪之間,是堅硬的鋼鐵部件,齒輪軸、齒條等物理結(jié)構(gòu)是直接連在一起的。方向盤轉(zhuǎn)動,直接帶動齒輪齒條,然后直接帶動粗壯的拉桿,硬生生的拉動前輪的角度,這樣車子就轉(zhuǎn)彎了。
而線控轉(zhuǎn)向是以電信號傳遞與控制替代汽車方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接,也就是說,方向盤和前輪之間,是沒有任何機械連接的。
其原理是,車企在轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)中集成小型電機,當駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時 ECU 會進行運算并向小型電機發(fā)送指令,輸出扭矩帶動齒輪組工作,幫助轉(zhuǎn)向臂移動到目標位置。
我們可以這樣理解它的運轉(zhuǎn)過程:用戶轉(zhuǎn)動方向盤,方向盤給電腦發(fā)信號,電腦接收到信號后,經(jīng)過運算,最后指揮相應(yīng)的電機,讓電機控制前輪的角度,于是實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)彎。
從線控轉(zhuǎn)向的原理上看,它的出現(xiàn)意味著,齒輪軸、齒條等物理結(jié)構(gòu)不再是必須,甚至可以實現(xiàn)完全解耦。而當機械件被大量取消,相關(guān)成本自然會進一步降低,降本增效的效果就會變得更加明顯。
另外,機械件的減少,對整車廠布置方向盤也更有利。比如,傳統(tǒng)的方向盤造型可以被優(yōu)化,甚至尺寸和位置都可以靈活安排。
就拿特斯拉的Cybertruck來說,傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向可能需要打一圈半或兩圈完成掉頭,搭載了線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的Cybertruck則不需要,只要將方向盤最大轉(zhuǎn)角幅度控制在180度以內(nèi),轉(zhuǎn)向操作就能輕松完成。
看得出來,線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的優(yōu)勢還是比較明顯的。特別是在智電時代,電子系統(tǒng)取代機械系統(tǒng),是未來行業(yè)技術(shù)的大趨勢,線控轉(zhuǎn)向技術(shù)自然也成了各家車企競技的主要方向。
國務(wù)院印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》明確提出,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。
行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢,加上國家的支持,也進一步助推了大家在線控轉(zhuǎn)向技術(shù)研發(fā)的積極性。
不過,即便這項技術(shù)是未來轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展的大方向,蔚來ET9也已經(jīng)做到了量產(chǎn),但要真正在未來實現(xiàn)“標配”,仍然有一定的難度。
沒有了機械轉(zhuǎn)向,方向盤與車輪、地面之間的維系就變?nèi)趿恕:唵蝸碚f,方向盤與輪子解耦,手感和路感將不再明顯,這顯然是影響操控體驗的。
而要恢復(fù)手感和路感,車企不得不加入更多的傳感器、更多的震動馬達,費時費力地進行調(diào)試。這種投入算下來,未必比以往的機械轉(zhuǎn)向投入小,能不能在未來的新能源車輛上進行“普及”,目前并不好說。
除此之外,線控技術(shù)給用戶帶來的“安全焦慮”,也是車企不得不考慮的問題。電子系統(tǒng)失效的可能性往往比機械轉(zhuǎn)向失效的可能性更高,一旦汽車智能系統(tǒng)出現(xiàn)故障,無法準確給汽車傳達指令的時候,失去傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的車輛,大概率就會失去控制,而失效之后駕駛者也沒有辦法補救。
早在2013年,日產(chǎn)就在英菲尼迪Q50上量產(chǎn)了線控轉(zhuǎn)向。當時這款車配備了三套ECU來傳遞電信號,保留了機械結(jié)構(gòu)作為安全冗余。
遺憾的是,這款車上市僅僅不到兩年,英菲尼迪就進行了大規(guī)模的召回,召回的理由是在某些極端情況下,ECU會對方向盤角度做出誤判,導(dǎo)致實際車輪角度與方向盤轉(zhuǎn)角不符,造成安全隱患。
2022年10月,豐田BZ4X也搭載了線控轉(zhuǎn)向技術(shù),但由于法規(guī)、成本等各種原因,這款車同樣沒有獲得很好的市場反饋。
經(jīng)過幾年的發(fā)展,如今的線控技術(shù)相比過去一定是有所進化的,但這一技術(shù)要在車輛上實現(xiàn)量產(chǎn),仍然沒那么容易。
即便可以通過多重冗余的設(shè)計來確保車輛電子系統(tǒng)的容錯能力,但這其中產(chǎn)生的成本,以及用戶可能要承擔的風險,目前都還是未知數(shù)。
客觀來說,線控技術(shù)的發(fā)展,對整個自動駕駛、智能汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是有幫助的,這也是智能駕駛汽車中執(zhí)行端重要一環(huán)。
從蔚來官方放出的演示視頻可見,蔚來 ET9 可以在方向盤輕微轉(zhuǎn)動的情況完成車輛掉頭,然后迅速恢復(fù)正常的轉(zhuǎn)向比。這種絲滑、無縫的可變轉(zhuǎn)向比能力,是機械轉(zhuǎn)向所不具備的。
值得注意的是,即便這是未來轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展的大趨勢,車企也應(yīng)該關(guān)注到這一技術(shù)背后的風險,并且將其普及給消費者。比如,這項技術(shù)好不好適應(yīng)?開起來是怎樣的?有什么需要注意的……
不過,目前來看,為線控技術(shù)搖旗助威的廠商很多,但似乎還沒有看到過有誰給大家普及線控技術(shù)相關(guān)的注意事項。