來(lái)源｜ autocarweekly

作者｜嗷嗷胡

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還記得特斯拉那個(gè)無(wú)比科幻、卻又蠢到可笑的Yoke方向盤(pán)嗎？

豐田在自己的電動(dòng)車(chē)上帶來(lái)了“同款”——好在，只是看起來(lái)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(lái)先鋒，用新技術(shù)“馴服”了特斯拉那個(gè)中看不中用的科幻方向盤(pán)。

特斯拉的Yoke方向盤(pán)，行走的詠春木人樁

常年熱衷于在各重大場(chǎng)合公開(kāi)diss電動(dòng)車(chē)的豐田章男，在外界眼里簡(jiǎn)直是全球最大牌“電動(dòng)黑”，但其實(shí)豐田一直在開(kāi)發(fā)自己的純電平臺(tái)。彼時(shí)的稱(chēng)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(guò)TNGA“并不是一個(gè)平臺(tái)而是一堆平臺(tái)”。

最終豐田的首個(gè)純電平臺(tái)在正式亮相后，還是有了自己的名字：bZ（意為Beyond Zero）。新平臺(tái)的首個(gè)作品，也是豐田首款“原生”的純電動(dòng)車(chē)，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(wú)論bZ平臺(tái)還是bZ4X車(chē)型，至少在我看來(lái)實(shí)在乏善可陳，這是一個(gè)雖專(zhuān)為純電研發(fā)、卻殘留不少油車(chē)痕跡的純電動(dòng)平臺(tái)/車(chē)型。但出人意料，豐田竟在這輛車(chē)上配備了全球第一個(gè)量產(chǎn)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——直接將bZ4X概念車(chē)上的方向盤(pán)搬上了量產(chǎn)版。

線控轉(zhuǎn)向是讓Yoke方向盤(pán)真正可用的關(guān)鍵，也是我們有朝一日實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的必定未來(lái)。

讓“搓輪”滾進(jìn)歷史

每一個(gè)考科一因?yàn)椴恢婪较虮P(pán)打了幾圈而掛掉的孩子，每一個(gè)因?yàn)榉词帧疤洼啞北唤叹毩R哭過(guò)的孩子，都有理由給線控轉(zhuǎn)向投上一票。

特斯拉的Yoke方向盤(pán)迷之難用，因?yàn)樗廊恍枰愦?~2圈才能打滿(mǎn)，于是一旦打過(guò)一圈手就時(shí)不時(shí)無(wú)處安放。而“豐田版Yoke”雖然看起來(lái)是一個(gè)樣，但豐田借助線控轉(zhuǎn)向，做到了單側(cè)150°打滿(mǎn)——不到半圈！

換言之，開(kāi)這輛車(chē)你完全可以把手“粘”在方向盤(pán)左右兩側(cè)，雙手全程不需要換地方。“倒手”、“搓輪”等等，從此與你無(wú)關(guān)。所以豐田稱(chēng)之為“One Motion Grip”，抓住方向盤(pán)就行了，打方向一個(gè)動(dòng)作搞定。

那么問(wèn)題來(lái)了，為什么以前的方向盤(pán)就必須要轉(zhuǎn)好幾圈，而不能方向盤(pán)打多少前輪就動(dòng)多少呢？

因?yàn)榉较虮P(pán)的傳動(dòng)比通常是固定的，乘用車(chē)一般在12:1至20:1之間，即方向盤(pán)每轉(zhuǎn)過(guò)12°-20°、前輪才偏轉(zhuǎn)1°。如果轉(zhuǎn)向比太小，比如1:1方向打多少輪偏多少，前輪對(duì)于方向盤(pán)的動(dòng)作就會(huì)過(guò)于敏感。手上的任何細(xì)微動(dòng)作，都會(huì)100%的作用到前輪，在高速行駛時(shí)這非常危險(xiǎn)。

我們之所以能輕松開(kāi)到120km/h巡航，背后是大轉(zhuǎn)向比幫我們大幅縮小了方向盤(pán)的動(dòng)作。哪怕一個(gè)不小心方向盤(pán)動(dòng)了1°，在16:1的轉(zhuǎn)向比下，前輪的動(dòng)作就只有0.06°，這顯然容易掌控得多。

但代價(jià)就是，當(dāng)?shù)纛^或者停車(chē)需要打滿(mǎn)方向時(shí)，你需要多打（好幾圈，360°×n）才能讓前輪偏轉(zhuǎn)到頭（一般在40°以下）。

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

可變轉(zhuǎn)向比之一，齒條被加工為不同稀疏，對(duì)應(yīng)不同的轉(zhuǎn)向比

但機(jī)械結(jié)構(gòu)的可變轉(zhuǎn)向比，其轉(zhuǎn)向比的可變范圍是有限的（一般范圍在10:1~20:1以?xún)?nèi)，即不到2倍），只能部分優(yōu)化而不能解決問(wèn)題。即便使用可變轉(zhuǎn)向比，方向盤(pán)打滿(mǎn)也仍然需要超過(guò)一圈——該換手還得換手。該“搓輪”還是得“搓輪”，方向盤(pán)就還得是個(gè)完整的圓。

要想真正實(shí)現(xiàn)隨心所欲的轉(zhuǎn)向比變化，只能上大招，線控轉(zhuǎn)向。

現(xiàn)在所有汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，無(wú)一例外都是上面這種機(jī)械轉(zhuǎn)向，方向盤(pán)是接在一根轉(zhuǎn)向柱上，物理連接在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上的。至于方向盤(pán)助力，即便是電動(dòng)助力，也只是在你的手轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)幫你“推一把”。

方向盤(pán)和前輪之間，始終是機(jī)械聯(lián)動(dòng)的（所以沒(méi)有助力其實(shí)車(chē)也能開(kāi)，只是轉(zhuǎn)向非常沉罷了），這就導(dǎo)致轉(zhuǎn)向比不可能（或者說(shuō)很難）有很大的可變空間。機(jī)械連接嘛，本來(lái)就應(yīng)該你動(dòng)多少我動(dòng)多少。可變轉(zhuǎn)向比，讓“我動(dòng)多少”可以有限浮動(dòng)，但如果需要很大的浮動(dòng)范圍，機(jī)械結(jié)構(gòu)就無(wú)能為力了。

這根轉(zhuǎn)向柱還帶來(lái)了其他麻煩。比如發(fā)生碰撞時(shí)它會(huì)是個(gè)危險(xiǎn)，需要設(shè)計(jì)緊急斷開(kāi)機(jī)構(gòu)，避免碰撞時(shí)它直戳駕駛員。

所謂線控轉(zhuǎn)向（Steering By Wire，SBW），就是徹底砍掉了這根轉(zhuǎn)向柱，方向盤(pán)與前輪之間不再有物理機(jī)械連接。方向盤(pán)的動(dòng)作被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，轉(zhuǎn)向信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)線路到達(dá)轉(zhuǎn)向電機(jī)，再由轉(zhuǎn)向機(jī)將信號(hào)“還原”給轉(zhuǎn)向輪。

也就是說(shuō)理論上講，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方向盤(pán)，可以安在車(chē)?yán)锏娜魏蔚胤剑呵芭拧⒑笈拧④?chē)門(mén)、車(chē)頂……

轉(zhuǎn)向輸入數(shù)據(jù)化，徹底解放了轉(zhuǎn)向比的變化范圍。理論上，線控轉(zhuǎn)向可以實(shí)現(xiàn)任何大小的轉(zhuǎn)向比，以及任何變化范圍、變化方式、變化速度的可變轉(zhuǎn)向比，只需給系統(tǒng)設(shè)定特定的邏輯策略即可。

豐田的這個(gè)One Motion Grip方向盤(pán)，只有靠線控轉(zhuǎn)向賦予的、極大的轉(zhuǎn)向比變化范圍，才能實(shí)現(xiàn)僅150°打滿(mǎn)的“One Motion”效果。而正是150°單側(cè)打滿(mǎn)，才讓“Yoke方向盤(pán)”終于可以正常使用了。

這是因?yàn)?50°打滿(mǎn)，意味著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在兩端的轉(zhuǎn)向比約4:1左右，而在中心的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向比的變化范圍，需要達(dá)到3~4倍。對(duì)比機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可變轉(zhuǎn)向比，變化范圍只有可憐的不到2倍。

在豐田bZ4X之前，線控轉(zhuǎn)向只出現(xiàn)在概念車(chē)，以及博世之類(lèi)供應(yīng)商的演示用demo car上。量產(chǎn)車(chē)?yán)铮?014年的英菲尼迪Q50率先搭載了日產(chǎn)DAS線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，也被認(rèn)為是線控轉(zhuǎn)向的量產(chǎn)先驅(qū)。

但日產(chǎn)DAS并非完全意義上的線控轉(zhuǎn)向，它仍保留有一套機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)備用。在某些情況下，一個(gè)離合器會(huì)將方向盤(pán)臨時(shí)接入轉(zhuǎn)向柱，此時(shí)就又變成了機(jī)械轉(zhuǎn)向。Q50的線控轉(zhuǎn)向并沒(méi)有獲得市場(chǎng)歡迎，甚至在初期還發(fā)生過(guò)多次缺陷召回，可以說(shuō)不僅是先驅(qū)，還是先烈。

日產(chǎn)用了三個(gè)ECU，但還是需要轉(zhuǎn)向柱備用

線控轉(zhuǎn)向的原理聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)，電信號(hào)再還原機(jī)械信號(hào)罷了。之所以這么久才遲遲量產(chǎn)，主要原因也是穩(wěn)定性和安全性方面，線控轉(zhuǎn)向一直不夠成熟可靠。Q50的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使用了多達(dá)3個(gè)ECU來(lái)確保冗余，還是不敢徹底取消機(jī)械轉(zhuǎn)向柱。

線控轉(zhuǎn)向的一大難點(diǎn)在于策略設(shè)計(jì)和標(biāo)定算法，盡管在航空領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用多年，但車(chē)用線控是個(gè)全新的開(kāi)始。日產(chǎn)的線控轉(zhuǎn)向供應(yīng)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(wèn)題導(dǎo)致召回。可見(jiàn)線控轉(zhuǎn)向的調(diào)試設(shè)計(jì)有多少的繁瑣、復(fù)雜、未知。

未來(lái)的“第三空間”必備

讓轉(zhuǎn)向比可以大幅變化，讓科幻造型的方向盤(pán)可用，讓打方向不用再頻繁換手，還只是線控轉(zhuǎn)向的現(xiàn)實(shí)功用。

未來(lái)，當(dāng)真正的無(wú)人駕駛成為現(xiàn)實(shí)，當(dāng)汽車(chē)可以作為移動(dòng)中的會(huì)客廳，當(dāng)你可以睡著覺(jué)讓車(chē)自己開(kāi)，當(dāng)汽車(chē)真的成了“第三空間”，你就會(huì)需要最大化車(chē)艙空間，需要方向盤(pán)自覺(jué)“找個(gè)地方?jīng)隹烊ァ薄?/p>

臥榻之下豈容方向盤(pán)安睡。

沃爾沃360c概念車(chē)，一覺(jué)到達(dá)目的地

幾乎所有暢想未來(lái)的科幻概念車(chē)，車(chē)內(nèi)要么已經(jīng)不設(shè)方向盤(pán)，要么方向盤(pán)可以折疊，這一定是需要線控轉(zhuǎn)向技術(shù)作為支持。如果是轉(zhuǎn)向柱機(jī)械連接的傳統(tǒng)方向盤(pán)，很難被藏起來(lái)而不影響空間。

可以這么說(shuō)：如果你相信有朝一日L5級(jí)自動(dòng)駕駛上路，線控轉(zhuǎn)向就是必然的趨勢(shì)，它是充分發(fā)揮100%無(wú)人駕駛意義的預(yù)備。

樂(lè)視都給我點(diǎn)了個(gè)贊……

當(dāng)然現(xiàn)在討論L5還為時(shí)尚早。不過(guò)即便是現(xiàn)在，這個(gè)名叫“One Motion Grip”（感覺(jué)也不是個(gè)正式名字）、形似飛機(jī)方向舵桿、沒(méi)有上半圈的新奇方向盤(pán)，豐田也給出了充足的應(yīng)用理由。

現(xiàn)在有啥用？

首先，眾所周知汽車(chē)儀表盤(pán)是需要避開(kāi)方向盤(pán)上緣的，于是大多數(shù)汽車(chē)將儀表設(shè)計(jì)在駕駛員視角下的，方向盤(pán)上半圈與中央氣囊蓋之間。

但這并非完美方案，因?yàn)閮x表的高度只能固定在方向盤(pán)上緣以下，與路面之間總會(huì)有一個(gè)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(lái)才出現(xiàn)的問(wèn)題。

儀表的高度決定著顯示面積和顯示效果，現(xiàn)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(pán)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(jiàn)”。

方向盤(pán)重心還很寬大的時(shí)候，方向盤(pán)只能這么一點(diǎn)大

奔馳新車(chē)有目前最小的氣囊蓋，但儀表左右上角還是沒(méi)轍

其實(shí)幾十年來(lái)汽車(chē)設(shè)計(jì)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(pán)，但因?yàn)閷?shí)際效果有限而銷(xiāo)聲匿跡。比如標(biāo)致頗具特色的抬高式儀表，讓儀表位于方向盤(pán)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(yīng)不同身高的能力有限，也沒(méi)成主流。

什么你說(shuō)HUD？還是等全球人民實(shí)現(xiàn)了共同富裕再說(shuō)吧。

標(biāo)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(pán)，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(jué)效果的話）。

豐田并沒(méi)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(yuǎn)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(yuǎn)的儀表也縮短了人眼切換焦點(diǎn)的時(shí)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(chē)企。

豐田也為bZ4X提供了常規(guī)方向盤(pán)選擇，對(duì)比之下你還會(huì)發(fā)現(xiàn)：使用Yoke方向盤(pán)的車(chē)型方向柱上緣有一條類(lèi)似傳感器的部件，而使用常規(guī)方向盤(pán)的則沒(méi)有。我猜可能是沒(méi)有了上半圈的遮擋，諸如疲勞監(jiān)測(cè)之類(lèi)的駕駛員傳感器也會(huì)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(jìn)出、過(guò)濾不必要的路面振動(dòng)，相比之下就當(dāng)是白送的吧。

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

機(jī)械系統(tǒng)永遠(yuǎn)意味著物理結(jié)構(gòu)的約束，相對(duì)應(yīng)的回報(bào)則是更高的可靠性。電子系統(tǒng)永遠(yuǎn)能帶來(lái)物理空間的大解放，以及無(wú)盡的想象空間和應(yīng)用可能，代價(jià)則是為提高可靠性和穩(wěn)定性的巨大投入和潛在風(fēng)險(xiǎn)。

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