來源｜ autocarweekly

作者｜嗷嗷胡

文章不提供二次轉載

還記得特斯拉那個無比科幻、卻又蠢到可笑的Yoke方向盤嗎？

豐田在自己的電動車上帶來了“同款”——好在，只是看起來同款。你可能難以相信，這次居然是一向給人以穩(wěn)（luo）重（hou）印象的豐田成了未來先鋒，用新技術“馴服”了特斯拉那個中看不中用的科幻方向盤。

特斯拉的Yoke方向盤，行走的詠春木人樁

常年熱衷于在各重大場合公開diss電動車的豐田章男，在外界眼里簡直是全球最大牌“電動黑”，但其實豐田一直在開發(fā)自己的純電平臺。彼時的稱呼是e-TNGA，但這名字被C-HR純電、UX300e這些油改電用濫了，并且我們解釋過TNGA“并不是一個平臺而是一堆平臺”。

最終豐田的首個純電平臺在正式亮相后，還是有了自己的名字：bZ（意為Beyond Zero）。新平臺的首個作品，也是豐田首款“原生”的純電動車，叫做bZ4X。這是一輛RAV4大小的中型純電SUV。

以上是用處不大的背景介紹環(huán)節(jié)。

無論bZ平臺還是bZ4X車型，至少在我看來實在乏善可陳，這是一個雖專為純電研發(fā)、卻殘留不少油車痕跡的純電動平臺/車型。但出人意料，豐田竟在這輛車上配備了全球第一個量產的線控轉向系統(tǒng)——直接將bZ4X概念車上的方向盤搬上了量產版。

線控轉向是讓Yoke方向盤真正可用的關鍵，也是我們有朝一日實現無人駕駛的必定未來。

讓“搓輪”滾進歷史

每一個考科一因為不知道方向盤打了幾圈而掛掉的孩子，每一個因為反手“掏輪”被教練罵哭過的孩子，都有理由給線控轉向投上一票。

特斯拉的Yoke方向盤迷之難用，因為它依然需要你打1~2圈才能打滿，于是一旦打過一圈手就時不時無處安放。而“豐田版Yoke”雖然看起來是一個樣，但豐田借助線控轉向，做到了單側150°打滿——不到半圈！

換言之，開這輛車你完全可以把手“粘”在方向盤左右兩側，雙手全程不需要換地方?！暗故帧?、“搓輪”等等，從此與你無關。所以豐田稱之為“One Motion Grip”，抓住方向盤就行了，打方向一個動作搞定。

那么問題來了，為什么以前的方向盤就必須要轉好幾圈，而不能方向盤打多少前輪就動多少呢？

因為方向盤的傳動比通常是固定的，乘用車一般在12:1至20:1之間，即方向盤每轉過12°-20°、前輪才偏轉1°。如果轉向比太小，比如1:1方向打多少輪偏多少，前輪對于方向盤的動作就會過于敏感。手上的任何細微動作，都會100%的作用到前輪，在高速行駛時這非常危險。

我們之所以能輕松開到120km/h巡航，背后是大轉向比幫我們大幅縮小了方向盤的動作。哪怕一個不小心方向盤動了1°，在16:1的轉向比下，前輪的動作就只有0.06°，這顯然容易掌控得多。

但代價就是，當掉頭或者停車需要打滿方向時，你需要多打（好幾圈，360°×n）才能讓前輪偏轉到頭（一般在40°以下）。

也有一些車型配備了可變轉向比。這是利用一些特殊手段，讓方向盤在中央時轉向比較大、兩端轉向比變小。從而在保證高速直線巡航的穩(wěn)定性同時，讓掉頭停車時需要打的圈數更少一些。

可變轉向比之一，齒條被加工為不同稀疏，對應不同的轉向比

但機械結構的可變轉向比，其轉向比的可變范圍是有限的（一般范圍在10:1~20:1以內，即不到2倍），只能部分優(yōu)化而不能解決問題。即便使用可變轉向比，方向盤打滿也仍然需要超過一圈——該換手還得換手。該“搓輪”還是得“搓輪”，方向盤就還得是個完整的圓。

要想真正實現隨心所欲的轉向比變化，只能上大招，線控轉向。

現在所有汽車的轉向系統(tǒng)，無一例外都是上面這種機械轉向，方向盤是接在一根轉向柱上，物理連接在轉向系統(tǒng)上的。至于方向盤助力，即便是電動助力，也只是在你的手轉動方向盤時幫你“推一把”。

方向盤和前輪之間，始終是機械聯動的（所以沒有助力其實車也能開，只是轉向非常沉罷了），這就導致轉向比不可能（或者說很難）有很大的可變空間。機械連接嘛，本來就應該你動多少我動多少?？勺冝D向比，讓“我動多少”可以有限浮動，但如果需要很大的浮動范圍，機械結構就無能為力了。

這根轉向柱還帶來了其他麻煩。比如發(fā)生碰撞時它會是個危險，需要設計緊急斷開機構，避免碰撞時它直戳駕駛員。

所謂線控轉向（Steering By Wire，SBW），就是徹底砍掉了這根轉向柱，方向盤與前輪之間不再有物理機械連接。方向盤的動作被轉化為電信號，轉向信號經數據線路到達轉向電機，再由轉向機將信號“還原”給轉向輪。

也就是說理論上講，線控轉向系統(tǒng)的方向盤，可以安在車里的任何地方：前排、后排、車門、車頂……

轉向輸入數據化，徹底解放了轉向比的變化范圍。理論上，線控轉向可以實現任何大小的轉向比，以及任何變化范圍、變化方式、變化速度的可變轉向比，只需給系統(tǒng)設定特定的邏輯策略即可。

豐田的這個One Motion Grip方向盤，只有靠線控轉向賦予的、極大的轉向比變化范圍，才能實現僅150°打滿的“One Motion”效果。而正是150°單側打滿，才讓“Yoke方向盤”終于可以正常使用了。

這是因為150°打滿，意味著轉向系統(tǒng)在兩端的轉向比約4:1左右，而在中心的轉向比要變成不小于14:1~16:1（才能保證正常的高速駕駛性）。即可變轉向比的變化范圍，需要達到3~4倍。對比機械轉向系統(tǒng)的可變轉向比，變化范圍只有可憐的不到2倍。

在豐田bZ4X之前，線控轉向只出現在概念車，以及博世之類供應商的演示用demo car上。量產車里，2014年的英菲尼迪Q50率先搭載了日產DAS線控轉向技術，也被認為是線控轉向的量產先驅。

但日產DAS并非完全意義上的線控轉向，它仍保留有一套機械轉向系統(tǒng)備用。在某些情況下，一個離合器會將方向盤臨時接入轉向柱，此時就又變成了機械轉向。Q50的線控轉向并沒有獲得市場歡迎，甚至在初期還發(fā)生過多次缺陷召回，可以說不僅是先驅，還是先烈。

日產用了三個ECU，但還是需要轉向柱備用

線控轉向的原理聽起來很簡單，機械信號轉電信號，電信號再還原機械信號罷了。之所以這么久才遲遲量產，主要原因也是穩(wěn)定性和安全性方面，線控轉向一直不夠成熟可靠。Q50的線控轉向系統(tǒng)，使用了多達3個ECU來確保冗余，還是不敢徹底取消機械轉向柱。

線控轉向的一大難點在于策略設計和標定算法，盡管在航空領域已經應用多年，但車用線控是個全新的開始。日產的線控轉向供應商KYB研發(fā)了十幾年之久，卻依舊在上市短短一兩年就爆發(fā)了問題導致召回。可見線控轉向的調試設計有多少的繁瑣、復雜、未知。

未來的“第三空間”必備

讓轉向比可以大幅變化，讓科幻造型的方向盤可用，讓打方向不用再頻繁換手，還只是線控轉向的現實功用。

未來，當真正的無人駕駛成為現實，當汽車可以作為移動中的會客廳，當你可以睡著覺讓車自己開，當汽車真的成了“第三空間”，你就會需要最大化車艙空間，需要方向盤自覺“找個地方涼快去”。

臥榻之下豈容方向盤安睡。

沃爾沃360c概念車，一覺到達目的地

幾乎所有暢想未來的科幻概念車，車內要么已經不設方向盤，要么方向盤可以折疊，這一定是需要線控轉向技術作為支持。如果是轉向柱機械連接的傳統(tǒng)方向盤，很難被藏起來而不影響空間。

可以這么說：如果你相信有朝一日L5級自動駕駛上路，線控轉向就是必然的趨勢，它是充分發(fā)揮100%無人駕駛意義的預備。

樂視都給我點了個贊……

當然現在討論L5還為時尚早。不過即便是現在，這個名叫“One Motion Grip”（感覺也不是個正式名字）、形似飛機方向舵桿、沒有上半圈的新奇方向盤，豐田也給出了充足的應用理由。

現在有啥用？

首先，眾所周知汽車儀表盤是需要避開方向盤上緣的，于是大多數汽車將儀表設計在駕駛員視角下的，方向盤上半圈與中央氣囊蓋之間。

但這并非完美方案，因為儀表的高度只能固定在方向盤上緣以下，與路面之間總會有一個難以縮小的夾角，駕駛員看儀表必須視線脫離路面。至于這一小塊半圓形缺口限制了儀表的形狀和大小，相比之下倒屬于近年來才出現的問題。

儀表的高度決定著顯示面積和顯示效果，現在隨著液晶儀表到全液晶儀表的普及，所有廠商都在拼命縮小方向盤中央氣囊蓋的面積，從而留出更多的空間，讓大面積的液晶儀表能夠“被看見”。

方向盤重心還很寬大的時候，方向盤只能這么一點大

奔馳新車有目前最小的氣囊蓋，但儀表左右上角還是沒轍

其實幾十年來汽車設計師們一直在探索新的儀表方案。

比如二十年前一度流行的中置儀表盤，但因為實際效果有限而銷聲匿跡。比如標致頗具特色的抬高式儀表，讓儀表位于方向盤上緣以上，但這壓縮并限制了儀表高度（不然影響路面視野），適應不同身高的能力有限，也沒成主流。

什么你說HUD？還是等全球人民實現了共同富裕再說吧。

標致的做法并不適合所有人，且儀表面積受限

特斯拉在Model S上率先采用Yoke造型方向盤，目前僅有的好處也就是讓儀表可讀性更好了（如果不算視覺效果的話）。

豐田并沒有將“去掉上半圈”的“紅利”完全用在增大儀表面積上，而是將儀表向遠離駕駛者的方向推，這樣更加利于視線在儀表與路面間切換，離人更遠的儀表也縮短了人眼切換焦點的時間。都是在考慮駕駛舒適性安全性，而非科技感——這倒是很豐田、很傳統(tǒng)車企。

豐田也為bZ4X提供了常規(guī)方向盤選擇，對比之下你還會發(fā)現：使用Yoke方向盤的車型方向柱上緣有一條類似傳感器的部件，而使用常規(guī)方向盤的則沒有。我猜可能是沒有了上半圈的遮擋，諸如疲勞監(jiān)測之類的駕駛員傳感器也會更方便布置。

至于豐田官方提到的，增加了腿部空間、便于乘員進出、過濾不必要的路面振動，相比之下就當是白送的吧。

雖然這一次，一向穩(wěn)重的豐田贏了一向激進的特斯拉，但其實誰都知道后者非不能也，實不愿矣。豐田在bZ4X上大膽采用最前沿的新技術，也多多少少帶著那么一點掩蓋bZ平臺在技術層面不夠進取的意味，這就不在本文的話題之內了。

機械系統(tǒng)永遠意味著物理結構的約束，相對應的回報則是更高的可靠性。電子系統(tǒng)永遠能帶來物理空間的大解放，以及無盡的想象空間和應用可能，代價則是為提高可靠性和穩(wěn)定性的巨大投入和潛在風險。

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