線控轉(zhuǎn)向量產(chǎn)商用的挑戰(zhàn)與曙光

作者 | 張萌宇

線控轉(zhuǎn)向有廣義和狹義之分。廣義的線控轉(zhuǎn)向是指由電信號(hào)控制轉(zhuǎn)向功能的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不一定取消轉(zhuǎn)向輪和方向盤之間的機(jī)械連接；狹義的線控轉(zhuǎn)向是指由電信號(hào)控制轉(zhuǎn)向功能，并且取消了轉(zhuǎn)向輪和方向盤之間的機(jī)械連接的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。狹義的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，又可以分為帶方向盤的和不帶方向盤的，假如帶了方向盤，方向盤一般不隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)——比如耐世特的靜默方向盤線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

在本文的語境中，如無特殊說明，線控轉(zhuǎn)向均特指狹義的線控轉(zhuǎn)向。

目前在乘用車上普遍使用的是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power Steering，EPS)，屬于“廣義”線控轉(zhuǎn)向的一種，其滲透率已超過90%。如上圖所示，EPS是在駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤之后，轉(zhuǎn)矩傳感器記錄轉(zhuǎn)向扭矩并傳輸給電控單元，電控單元計(jì)算出轉(zhuǎn)向助力控制伺服電機(jī)工作從而實(shí)現(xiàn)助力。

與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不同的是，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Steering By Wire System，SBW)由電控單元控制的轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，車輪和方向盤之間沒有機(jī)械連接。

在線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，車輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器增加了線控的接口，轉(zhuǎn)向力矩完全依靠下轉(zhuǎn)向執(zhí)行器來輸出，而下轉(zhuǎn)向執(zhí)行器輸出力的方向和大小以及轉(zhuǎn)動(dòng)的速度都依賴于控制算法的信號(hào)。這意味著，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以完全由控制算法來接管，而無需依賴于手工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，如此一來，自動(dòng)駕駛功能的實(shí)現(xiàn)就具備了一項(xiàng)先決條件。

其實(shí)，線控轉(zhuǎn)向并不是一個(gè)新的概念。早在20世紀(jì)50年代，TRW和Kasselmann就提出了線控轉(zhuǎn)向的概念，不過當(dāng)時(shí)僅僅停留在概念中。

到了1990年，德國(guó)奔馳公司開始了線控轉(zhuǎn)向的研究，并于1996年將開發(fā)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用于F200概念車上。此后很多研究機(jī)構(gòu)、主機(jī)廠、零部件廠商例如日本國(guó)立大學(xué)、寶馬、捷太格特等都對(duì)線控轉(zhuǎn)向展開了研究，并陸續(xù)推出了一些代表性產(chǎn)品。

1999年，寶馬汽車公司推出概念車BMWZ22。在應(yīng)用了線控轉(zhuǎn)向技術(shù)后，此款車能夠?qū)崿F(xiàn)可變傳動(dòng)比，方向盤需要轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度減少到了160度，極大降低了緊急轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員的操作難度。

2016年，采埃孚(ZF)和天合汽車(TRW)合并后展示的一輛原型車上搭載了采埃孚天合的前后橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)操控。2018年，博世華域與奧迪合作的線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品搭載于奧迪A3上在全國(guó)巡回展示。

然而，時(shí)至今日，線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品尚未大規(guī)模應(yīng)用在乘用車上。2013年，英菲尼迪旗下的Q50上市，此款車上搭載了帶機(jī)械冗余的線控轉(zhuǎn)向。然而2014年，英菲尼迪就對(duì)Q50實(shí)施了召回，原因是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在安全問題。此后，市面上一直沒有真正意義上搭載了線控轉(zhuǎn)向的汽車量產(chǎn)。

直到2022年4月，豐田旗下的bZ4X上市，海外版產(chǎn)品使用了捷太格特的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)One Motion Grip 。在此款產(chǎn)品上，方向盤和前輪之間沒有機(jī)械連接，取而代之的是電線和電子系統(tǒng)，方向盤根據(jù)汽車行駛速度和車輪轉(zhuǎn)向角度改變轉(zhuǎn)向比和力反饋。

但很難說bZ4X的上市代表著線控轉(zhuǎn)向在乘用車上成功地實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)應(yīng)用。

2022年6月，因?yàn)檩嗇瀱栴}，豐田在海外市場(chǎng)對(duì)bZ4X實(shí)施了召回，此時(shí)大部分bZ4X還未正式交付。10月，豐田在全球范圍內(nèi)再次召回bZ4X，原因仍然是輪轂問題。在中國(guó)市場(chǎng)，因?yàn)榉ㄒ?guī)問題，bZ4X仍然采用了帶機(jī)械連接的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。所以目前仍然不能說線控轉(zhuǎn)向在乘用車上成功地實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)應(yīng)用。

有投資人表示短期內(nèi)對(duì)線控轉(zhuǎn)向的落地不太看好，理由是目前線控轉(zhuǎn)向的性價(jià)比太低，成本高但無法給駕駛員帶來明顯的體驗(yàn)提升。但今年10月采埃孚與蔚來簽訂協(xié)議要共同研發(fā)線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品，耐世特在2022年的中報(bào)上公告拿下了某主機(jī)廠金額達(dá)20億元的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)訂單。可見，即便之前的案例算不上成功，仍然有廠商在這一領(lǐng)域堅(jiān)持研發(fā)。

1.?研發(fā)線控轉(zhuǎn)向的價(jià)值

那么，大家為什么要研究線控轉(zhuǎn)向？線控轉(zhuǎn)向可以給用戶帶來哪些體驗(yàn)的提升呢？

1.1 底盤線控化的一部分

有投資人提到，智能化時(shí)代，汽車的電子電氣架構(gòu)由分布式向域集中式再向中央集成式發(fā)展。在這種背景下，轉(zhuǎn)向作為底盤的一部分，隨著上下車身的解耦以及高級(jí)別自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)，線控化是必然的趨勢(shì)。

算法可以實(shí)現(xiàn)比人更快的響應(yīng)速度以及更高的準(zhǔn)確度，如今很多乘用車具備的車道緊急避障功能就依賴于算法的快速響應(yīng)以及精準(zhǔn)控制。隨著高等級(jí)自動(dòng)駕駛的落地，用算法來控制轉(zhuǎn)向?qū)⒊蔀閯傂琛?/p>

清華蘇研院底盤所所長(zhǎng)高峰認(rèn)為“制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架的線控都是底盤域集中控制的一部分。制動(dòng)會(huì)向IPB+RBU(<=L3)、EMB(L4&L5)發(fā)展。轉(zhuǎn)向會(huì)從有機(jī)械耦合（<=L2), 向無機(jī)械耦合（L3&L4）、無方向盤采用底盤備用終端（L5)發(fā)展?！?/p>

1.2 車身設(shè)計(jì)更靈活

線控轉(zhuǎn)向取消了方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接，給車身設(shè)計(jì)帶來了更多的靈活性。機(jī)械連接的取消一方面能夠節(jié)省駕駛位的空間，駕駛員腿部可以更舒展；另一方面也使得方向盤和轉(zhuǎn)向輪實(shí)現(xiàn)了解耦，因?yàn)榉较虮P和轉(zhuǎn)向輪不必同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)了。

解耦之后，方向盤就可以伸縮，也可以用來實(shí)現(xiàn)其他功能。假如未來L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛得以實(shí)現(xiàn)，除用于控制車輛行駛外，方向盤還可以支持娛樂功能?？梢韵胂筮@么一個(gè)場(chǎng)景，把游戲的界面投影到HUD，方向盤充當(dāng)手柄，用方向盤來控制游戲中的道具。此外，還可以在方向盤上做一些跟音樂相關(guān)的律動(dòng)，給用戶帶來更加真實(shí)的體驗(yàn)。

另外，假如實(shí)現(xiàn)了>=L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛，在駕駛員不用接管的時(shí)候，方向盤因?yàn)闄C(jī)械連接的存在一直跟隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，駕駛員的體驗(yàn)會(huì)比較差。

1.3 傳動(dòng)比更靈活

汽車轉(zhuǎn)向的時(shí)候，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度的比值叫做傳動(dòng)比。在傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，方向盤和車輪執(zhí)行器有機(jī)械連接，傳動(dòng)比是固定的。然而，一旦把機(jī)械連接去掉，傳動(dòng)比就是可變的。

為什么需要可變傳動(dòng)比呢？主要是低速行車的時(shí)候調(diào)小傳動(dòng)比可以使轉(zhuǎn)向操作更省力，以及在高速行車的時(shí)候調(diào)大傳動(dòng)比可以避免不小心偏離車道。

低速行車的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤會(huì)相對(duì)吃力。在需要掉頭的時(shí)候，假如不調(diào)節(jié)傳動(dòng)比，方向盤需要轉(zhuǎn)動(dòng)較大的角度才能帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度。若將低速行車時(shí)的傳動(dòng)比調(diào)小，那么方向盤僅需轉(zhuǎn)動(dòng)較小的角度就可以帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)掉頭所需的角度，從而實(shí)現(xiàn)便捷掉頭。

高速行車狀態(tài)下，方向盤很容易轉(zhuǎn)動(dòng)，駕駛員不經(jīng)意間的動(dòng)作就可能帶動(dòng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)可觀的角度，假如車輪跟隨方向盤也轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度，車輛有可能偏離車道造成危險(xiǎn)。那么，將高速行車時(shí)的傳動(dòng)比調(diào)大，就能較好地規(guī)避因駕駛員誤操作帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，還可以根據(jù)場(chǎng)景做一些定制化設(shè)計(jì)。濟(jì)馭科技總經(jīng)理羅永昌提到，“雖然EPS也可以在設(shè)計(jì)時(shí)通過調(diào)節(jié)齒輪大小改變轉(zhuǎn)向比，但一旦設(shè)計(jì)好之后就無法改變了；相比之下，線控轉(zhuǎn)向就更加靈活，在上車之后也可以根據(jù)場(chǎng)景做定制化設(shè)計(jì)?！?/p>

某測(cè)評(píng)博主表示“bZ4X的轉(zhuǎn)向是非常運(yùn)動(dòng)的設(shè)定。首先這臺(tái)車的方向盤盤幅就比較小，握在手里非常有運(yùn)動(dòng)型車的味道，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，車頭會(huì)立即做出快速響應(yīng)，隨著轉(zhuǎn)向角度的增加，回正的力度也會(huì)以極其線性、細(xì)膩的方式變重。在快速過彎時(shí)，bZ4X的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也會(huì)呈現(xiàn)出相當(dāng)強(qiáng)的中心感，駕駛者可以通過手上的回饋力感知到前輪轉(zhuǎn)向角度的變化。而在日常駕駛時(shí)，bZ4X的轉(zhuǎn)向手感輕重適中，并不會(huì)太過于輕飄導(dǎo)致沒有安全感，但也不會(huì)過于沉重導(dǎo)致開起來很累?！?/p>

當(dāng)前的EPS系統(tǒng)畢竟帶著機(jī)械連接，在自由度上不及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。比如上文的博主測(cè)評(píng)中提到的豐田bZ4X可以實(shí)現(xiàn)“在轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，車頭會(huì)立即做出快速的響應(yīng)，隨著轉(zhuǎn)向角度的增加，回正的力度也會(huì)以極其線性、細(xì)膩的方式變重?！奔偃缬肊PS系統(tǒng)，恐怕就很難實(shí)現(xiàn)。

1.4 降低車身相撞的危害程度

漢鼎智能CEO劉澤金告訴筆者：“兩輛汽車相撞的時(shí)候，在相撞力的作用下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)械連接由于沒有能量回收功能，會(huì)把方向盤往駕駛員的方向推，從而對(duì)駕駛員造成傷害。有數(shù)據(jù)顯示，駕駛員在車禍中受傷，很多時(shí)候都是和方向盤的撞擊造成的。假如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是不帶機(jī)械連接的，在碰撞的瞬間，方向盤和人之間的相對(duì)速度會(huì)大幅減小，相應(yīng)地，沖擊力也會(huì)大幅減小，駕駛員受到的傷害就會(huì)減輕很多?！?/p>

當(dāng)然，安全氣囊也可以實(shí)現(xiàn)類似的效果，只是線控轉(zhuǎn)向可以從另外一個(gè)角度減輕兩車相撞對(duì)駕駛員造成的傷害。

誠(chéng)然，線控轉(zhuǎn)向可能是未來的趨勢(shì)，但在L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛何時(shí)能落地尚不明朗的當(dāng)下，搭載線控轉(zhuǎn)向有必要嗎？從筆者目前了解到的信息來看，產(chǎn)業(yè)界人士、投資人還沒有達(dá)成共識(shí)。

一方認(rèn)為，在L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛到來之前，搭載線控轉(zhuǎn)向是沒有意義的。因?yàn)榫湍壳暗那樾蝸砜矗€控轉(zhuǎn)向給用戶帶來的體驗(yàn)提升很有限，頂多是錦上添花，遠(yuǎn)非雪中送炭。自動(dòng)駕駛最剛需的功能——用電信號(hào)來控制轉(zhuǎn)向輪，現(xiàn)有的EPS系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)。

而且在技術(shù)還不夠成熟的情形下，線控轉(zhuǎn)向還會(huì)帶來一些額外的麻煩。比如拿掉機(jī)械連接后駕駛員會(huì)失去“路感”，——當(dāng)前的路感模擬器的效果還沒有到令人特別滿意的程度。以現(xiàn)有的技術(shù)水平，路感模擬器還很難恰到好處地把需要反饋的信息反饋給駕駛員，同時(shí)把不需要的信息過濾掉。

另一方認(rèn)為，那些認(rèn)為“線控轉(zhuǎn)向沒必要”的觀點(diǎn)，本質(zhì)上還是僅僅把車作為出行工具來看待。智能底盤行業(yè)專家齊佳寧認(rèn)為，隨著智能化的演進(jìn)，未來的汽車遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是一個(gè)代步工具，它可以是智能移動(dòng)空間。從這個(gè)角度，能把方向盤解放出來發(fā)揮娛樂功能的重要性就大大增加了。而且在實(shí)現(xiàn)了>=L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛之后，假如沒有線控轉(zhuǎn)向，駕駛員不操控的時(shí)候，車輪通過機(jī)械連接帶動(dòng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)讓人感覺很別扭。

雖然從功能的角度看，線控轉(zhuǎn)向好像不是剛需，但當(dāng)基本的技術(shù)越來越成熟的時(shí)候，能給用戶體驗(yàn)帶來提升的東西都非常值得去嘗試。手機(jī)當(dāng)初被發(fā)明出來是因?yàn)槿藗冃枰?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E9%80%9A%E4%BF%A1/">通信，但在智能手機(jī)時(shí)代，幾乎沒有人會(huì)在買手機(jī)的時(shí)候去關(guān)注它的通話功能——人們更在乎的可能是各類app運(yùn)行是否流暢，拍照是否好看等，而在智能手機(jī)被大眾全面認(rèn)可之前，這些都會(huì)被認(rèn)為“不是剛需”。

2. 線控轉(zhuǎn)向上車的阻礙因素

拋開上述關(guān)于線控轉(zhuǎn)向“是否必要”的爭(zhēng)論，從當(dāng)前的實(shí)際情形來看，線控轉(zhuǎn)向的量產(chǎn)確實(shí)有很多困難。為什么時(shí)至今日線控轉(zhuǎn)向仍然沒有成功的量產(chǎn)案例呢？阻礙線控轉(zhuǎn)向上車的因素有哪些呢？

筆者總結(jié)了和幾位行業(yè)專家訪談的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的線控轉(zhuǎn)向主要面臨著安全性尚未得到大規(guī)模驗(yàn)證、控制算法性能不夠好、路感模擬等技術(shù)不夠成熟導(dǎo)致用戶體驗(yàn)不夠好、成本仍然居高不下、存量市場(chǎng)抵制等問題。

2.1 安全性尚未得到大規(guī)模驗(yàn)證

傳統(tǒng)有機(jī)械連接的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全目標(biāo)是fail-safe，線控轉(zhuǎn)向的安全目標(biāo)是fail-operational，即系統(tǒng)失效后還能繼續(xù)工作?，F(xiàn)在行業(yè)里對(duì)線控轉(zhuǎn)向的故障率有定量的要求。傳統(tǒng)的故障率，有一個(gè)指標(biāo)，是1000個(gè)器件在100萬個(gè)小時(shí)—即10的6次方小時(shí)里，允許出現(xiàn)100多次故障。而線控轉(zhuǎn)向，10的6次方小時(shí)里則只能有個(gè)位數(shù)的故障發(fā)生。

有機(jī)械連接的時(shí)候，即使系統(tǒng)出現(xiàn)故障，最差情況下還能依靠“蠻力”實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。拿掉機(jī)械連接后，線控轉(zhuǎn)向完全依靠軟件算法實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的轉(zhuǎn)向控制，假如行駛過程中程序出現(xiàn)了問題，駕駛員沒有辦法及時(shí)解決問題。

通常來講，軟件的失效率可能比機(jī)械高一點(diǎn)。存在一些使用線控轉(zhuǎn)向時(shí)才需要考慮的故障，比如在車輛行駛過程中，內(nèi)存溢出導(dǎo)致程序崩潰從而使得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法工作；或者由于惡劣環(huán)境、電源瞬變、器件失效等造成ECU的損壞，導(dǎo)致在需要轉(zhuǎn)向的時(shí)候程序沒有發(fā)出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向指令或者在不需要轉(zhuǎn)向的時(shí)候程序發(fā)出了轉(zhuǎn)向指令等。

在心理層面，線控很難像機(jī)械連接那樣給人以安全感——對(duì)于駕駛員來說，軟件畢竟是一個(gè)看不見摸不著的東西，什么情況下會(huì)出現(xiàn)問題，出現(xiàn)問題了怎么解決都是未知的。因此，取消機(jī)械連接的前提是線控轉(zhuǎn)向的失效率需要被證明是明顯低于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的。只有這樣，用戶才可能接受。英菲尼迪在Q50上搭載的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)帶了機(jī)械冗余，可能也有類似的考慮。

即使有機(jī)械連接，也不是百分百安全，因?yàn)闄C(jī)械連接也可能因生銹而失效，當(dāng)然了，線控轉(zhuǎn)向當(dāng)前沒有成功的量產(chǎn)案例，即使是帶機(jī)械冗余的系統(tǒng)也沒有。雖然有研究機(jī)構(gòu)、供應(yīng)商發(fā)布過demo產(chǎn)品，而且從實(shí)驗(yàn)的角度說明目前理論上產(chǎn)品的安全性是達(dá)標(biāo)的，但在對(duì)安全性要求很高的汽車行業(yè)，沒有量產(chǎn)案例就很難令人信服。

目前，很多廠商都在研究拿掉機(jī)械連接后如何保證安全性的方案。

清華蘇研院底盤所所長(zhǎng)高峰提到，“我們會(huì)在一些線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上加裝機(jī)械連接，當(dāng)然控制方式還是線控。然后再增加一套安全防護(hù)措施，即算法、電路的硬件、傳感器、電源、控制板都是兩套。因?yàn)槲覀儾豢赡茏岏{駛員去試錯(cuò)或承擔(dān)任何風(fēng)險(xiǎn)，所以安全冗余都會(huì)做充分。加上機(jī)械連接后，線控轉(zhuǎn)向就可以大批量生產(chǎn)并搭載在乘用車上，然后我們?cè)偃シ治鰩C(jī)械連接的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?！?/p>

“上車運(yùn)行一段時(shí)間后，我來看反饋數(shù)據(jù)，就可以知道有哪些問題是傳感器造成的，哪些是控制器造成的，哪些是執(zhí)行器造成的，哪些是電路造成的，還可以知道系統(tǒng)的流暢度、時(shí)延等性能的情況。有了充足的數(shù)據(jù)之后，一方面可以驗(yàn)證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性，另一方面也可以根據(jù)這些反饋數(shù)據(jù)去做改進(jìn)?！?/p>

“其實(shí)現(xiàn)在理論上來講，我們?nèi)哂嗟木€控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)—電源，傳感器、算法、電路硬件、控制板等都做雙份，已經(jīng)可以做到1000個(gè)件在10的6次方小時(shí)里只出現(xiàn)個(gè)位數(shù)的故障。假如采用單電源，其他部件都配備雙份，可以實(shí)現(xiàn)10的6次方小時(shí)里出現(xiàn)10到100次故障。只是，現(xiàn)在這些結(jié)果都是理論上的，還沒有經(jīng)過大規(guī)模的路測(cè)驗(yàn)證?！?/p>

2.2 控制算法的性能還不夠好

在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，線控轉(zhuǎn)向?qū)儆趫?zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)揮好作用的前提是上游的控制算法能夠準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)出指令。只有控制算法的穩(wěn)定性、可靠性、及時(shí)性都足夠好，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)才能真正地發(fā)揮好轉(zhuǎn)向功能。

具體來講，控制算法要確保主動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)車身的穩(wěn)定性，以及轉(zhuǎn)向時(shí)前輪和后輪的協(xié)調(diào)。此外，控制算法還需要確保角度控制的精度以及實(shí)時(shí)性，假如精度不夠或者在一些緊急情況下轉(zhuǎn)向指令出現(xiàn)延時(shí)都可能造成很嚴(yán)重的后果。

控制算法足夠好，需要感知、預(yù)測(cè)、規(guī)劃整個(gè)鏈條都足夠好。也即是說，線控轉(zhuǎn)向并不能孤立地發(fā)揮作用，而是依賴于整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的優(yōu)化。

然而，目前國(guó)內(nèi)的自動(dòng)駕駛供應(yīng)商做的事情通常比較分散，有全棧能力的機(jī)構(gòu)不算太多。假如有一個(gè)機(jī)構(gòu)可以把感知、決策，規(guī)劃、執(zhí)行一起優(yōu)化，那么整套系統(tǒng)效果可能會(huì)比較好，因?yàn)檫@些模塊需要互相配合。

雖然現(xiàn)在很多車上都搭載了輔助駕駛系統(tǒng)，即當(dāng)前的控制算法已經(jīng)可以達(dá)到足以上車的準(zhǔn)確度，但是要達(dá)到線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)要求的99.9999%還需要一段時(shí)間。

根據(jù)某位行業(yè)專家的說法，“線控轉(zhuǎn)向的鋪貨上量依賴于高級(jí)別自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)。從這個(gè)角度來講，我認(rèn)為線控轉(zhuǎn)向的突破會(huì)是一個(gè)跳變，一旦高級(jí)別自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)了，那么線控轉(zhuǎn)向的需求可能立馬就上升了。而且到了那個(gè)時(shí)候，上端的感知、決策、規(guī)劃等算法已經(jīng)成熟，控制算法的準(zhǔn)確度也將不再是問題?！?/p>

2.3 路感模擬等技術(shù)不成熟導(dǎo)致體驗(yàn)不夠好

當(dāng)前，L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛還未實(shí)現(xiàn)，行車過程中還是有很多需要駕駛員來操控的情形。假如拿掉方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接，路面的信息無法傳遞上去，駕駛員感受不到轉(zhuǎn)向阻力和路面的顛簸，會(huì)失去“路感”，那么就需要加裝一個(gè)路感模擬器。

路感模擬器通過馬達(dá)震動(dòng)傳感器來感知底盤的震動(dòng)情況，把有必要反饋的信息，通過馬達(dá)模擬出來，傳遞到方向盤，使駕駛員能有直觀的感受。反饋的信息主要包括齒條力的大小以及輪胎的波動(dòng)，尤其是30赫茲以下的波動(dòng)。同時(shí)，路感模擬器會(huì)過濾一部分不必要的信息，比如一些無意義的抖動(dòng)，減輕駕駛疲勞。

浙江思銳智能科技CEO黃留清提到:“配備路感模擬器后，在系統(tǒng)中沒有物理連接的情況下，輪胎的不必要振動(dòng)不會(huì)傳遞到車內(nèi)，比如路過地面的大坑，但駕駛員在轉(zhuǎn)向時(shí)或者正常行駛時(shí)仍能體驗(yàn)到力反饋。”

然而，當(dāng)前的路感模擬技術(shù)還不成熟，無法把路面信息較好地反饋給駕駛員。對(duì)于哪些信息需要反饋、哪些信息需要過濾的問題，主機(jī)廠還沒有明確的要求，供應(yīng)商自然就還沒有形成很成熟的方案。

德科智控副總經(jīng)理鄭星美提到，“車輛經(jīng)過隔離帶的顛簸感是需要反饋的，在顛簸路面行駛帶來的顛簸感應(yīng)該過濾，但難題在于，如何來分辨這些顛簸呢？還有，一邊的車輪在水里造成的的手感差異也需要反饋給駕駛員，但是通過什么方法來檢測(cè)這種信息呢？有些主機(jī)廠，尤其是德系主機(jī)廠，希望路感模擬器能比較精準(zhǔn)地傳遞需要傳遞的信息。對(duì)于我們供應(yīng)商來講，現(xiàn)在很大的問題就在于哪些信息需要反饋，哪些不需要，以及如何精準(zhǔn)地區(qū)分需要反饋的和不需要反饋的信息?，F(xiàn)在主機(jī)廠也沒有給我們明確的說法，在要求不明確的時(shí)候我們就很難辦。”

方案不成熟，最終呈現(xiàn)的效果自然就不盡如人意。仍然以英菲尼迪Q50為例，有消費(fèi)者指出雖然來自路中心的反饋?zhàn)銐?，但來自角落的反饋不足，讓人很難獲得真實(shí)的路感，相對(duì)有機(jī)械連接的情形效果差很多。

路感模擬器更多的是中間過渡產(chǎn)品，只在人機(jī)共駕階段需要。假如完全實(shí)現(xiàn)了高等級(jí)的自動(dòng)駕駛，不需要人接管，那么路感模擬器就不是剛需；假如實(shí)現(xiàn)不了高等級(jí)自動(dòng)駕駛，那么線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能給用戶帶來的體驗(yàn)提升就不算很大，當(dāng)前不斷進(jìn)化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)可以比較好地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能，因此，大家對(duì)線控轉(zhuǎn)向的需求并不迫切。

對(duì)過渡產(chǎn)品，廠商很難有動(dòng)力投入很多資源去改進(jìn)技術(shù)，提升產(chǎn)品體驗(yàn)。畢竟，路感模擬器的技術(shù)不算容易，研發(fā)成本不低。因此很多廠商目前都處于觀望狀態(tài)，實(shí)際沒有太多投入。那么，路感模擬器距離用戶體驗(yàn)有本質(zhì)提升、能讓用戶滿意，可能還需要比較長(zhǎng)的時(shí)間。

此外，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有自動(dòng)回正功能。在有機(jī)械連接的時(shí)候，駕駛員將方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度后，不做后續(xù)操作，方向盤會(huì)自動(dòng)歸位。拿掉機(jī)械連接后，方向盤若要回正就需要用電信號(hào)來模擬回正功能。

然而，目前用電信號(hào)模擬很難及時(shí)且恰到好處地讓方向盤回正，有時(shí)候方向盤會(huì)轉(zhuǎn)過頭，有機(jī)械連接的時(shí)候就不會(huì)出現(xiàn)這樣的問題。雖然現(xiàn)在有些供應(yīng)商會(huì)在方向盤上增加角傳感器來檢測(cè)回正是否過量，但目前效果還不算太好，和機(jī)械連接帶動(dòng)的回正在效果上仍然有差異。

回正功能不好不光是影響駕駛員體驗(yàn)，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)帶來一些安全性問題。據(jù)悉，英菲尼迪的Q50有一個(gè)比較嚴(yán)重的問題，在急轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，手松開方向盤后方向盤回正很慢，假如這時(shí)駕駛員踩了油門，而方向盤還未來得及歸位，就可能會(huì)造成事故。

2.4 目前的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)成本比較高

出于安全考慮，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要配備安全冗余，方案包括全冗余和半冗余。冗余方案分為全冗余和半冗余。顧名思義，全冗余就是所有部件都做了冗余，全冗余的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有兩套傳感器、兩套電機(jī)、兩套ECU，車輛上一般還需要配備兩個(gè)電源。半冗余是指部分部件有冗余，半冗余的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有兩套電機(jī)。

從功能安全的角度講，車輛配備半冗余還是全冗余的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛的等級(jí)相關(guān)。對(duì)于L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛，人可以充當(dāng)部分安全冗余的角色。要達(dá)到ASIL-D等級(jí)的功能安全要求，用兩套電機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)。但對(duì)于L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛，人可以不再接管，僅用兩套電機(jī)無法達(dá)到功能安全等級(jí)的要求，因?yàn)橐惶紫到y(tǒng)壞了，還需要另一套系統(tǒng)能正常運(yùn)行。此時(shí)，就需要線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的每個(gè)部件都有冗余。

配備安全冗余之后，零部件增加，那么成本就會(huì)相應(yīng)地增加。此外，上文提到假如線控轉(zhuǎn)向要上車測(cè)試，還需要配備路感模擬器，這也額外增加了成本。

還有一個(gè)可能增加成本的因素是，方向盤和轉(zhuǎn)向電機(jī)沒有機(jī)械連接后，可能會(huì)需要兩個(gè)ECU來分別控制，相應(yīng)地成本會(huì)增加。

汽車零部件產(chǎn)品，尤其是電子類，價(jià)格和出貨量強(qiáng)相關(guān)。只有出貨量大，供應(yīng)商才愿意給出較低的價(jià)格，因?yàn)榱看蟛拍鼙M可能地?cái)偙⊙邪l(fā)成本，以及一些固定開支。當(dāng)前的線控轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)未達(dá)到量產(chǎn)的程度，而是處于研發(fā)，小批量測(cè)試的階段，成本很難降低。

據(jù)估計(jì)，EPS系統(tǒng)價(jià)格約1000元，線控轉(zhuǎn)向的價(jià)格大概在5000-8000元。雖然未來隨著技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品的推廣，成本有降低的可能，但在當(dāng)前價(jià)格差距還很大的情形下，假如消費(fèi)者無法感受到明顯的體驗(yàn)提升而愿意買單，很少會(huì)有廠商愿意推廣。

2.5?存量市場(chǎng)的抵制

作為底盤線控化的一部分，線控轉(zhuǎn)向是否能“上車”不僅取決于技術(shù)、成本等因素，也受到供應(yīng)商和主機(jī)廠內(nèi)部相關(guān)團(tuán)隊(duì)博弈的影響。

要實(shí)現(xiàn)真正意義上的線控轉(zhuǎn)向，需要主機(jī)廠開放相關(guān)接口，因?yàn)楝F(xiàn)在很多整車會(huì)采用域控的方式。這部分工作需要供應(yīng)商和主機(jī)廠的磨合。當(dāng)然了，有些主機(jī)廠會(huì)把域控制器交給第三方代工，那么就需要供應(yīng)商和第三方的磨合。

有行業(yè)專家提到，“從域控制器的角度來說，目前的存量市場(chǎng)和線控底盤格格不入，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)底盤的線控化，需要主機(jī)廠開放制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等的接口。開放接口會(huì)在一定程度上削弱主機(jī)廠內(nèi)部負(fù)責(zé)底盤業(yè)務(wù)的團(tuán)隊(duì)的權(quán)限，所以存量市場(chǎng)的利益板塊會(huì)抵制，從而制約底盤的快速發(fā)展。?”

3. 誰有可能第一個(gè)吃螃蟹成功？

雖然線控轉(zhuǎn)向還未走到量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，但作為底盤系統(tǒng)中很重要的一部分，線控轉(zhuǎn)向也受到了很多關(guān)注。勁邦資本投資副總貢璽提到，“底盤系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)涉及到三根軸，一般稱為xyz 三根軸，轉(zhuǎn)向是解決 y 軸的問題，但很多時(shí)候 y 軸跟 x 軸包括跟 z 軸相互勾連，他們之間有動(dòng)力學(xué)關(guān)系?！?/p>

貢總還提到，“底盤領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)，就像是在做Tier1中的芯片Tier2。底盤技術(shù)難度不下于芯片，而且底盤和芯片都有平臺(tái)性質(zhì)，和自動(dòng)駕駛的場(chǎng)景綁定不深。底盤類公司的收入非?？怪芷?，因此，即使線控轉(zhuǎn)向還沒到量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，也會(huì)持續(xù)關(guān)注?！?/p>

也正因?yàn)檫€沒走到量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，誰會(huì)第一個(gè)吃螃蟹成功就成為了大家很關(guān)心的問題。出于技術(shù)、成本等種種考慮，很多企業(yè)對(duì)于線控轉(zhuǎn)向都是觀望的態(tài)度。那誰有可能第一個(gè)吃螃蟹成功呢？

3.1?主流供應(yīng)商的進(jìn)度

我們先來看看部分主流供應(yīng)商在線控轉(zhuǎn)向領(lǐng)域的進(jìn)度，如下表所示。

目前來看，日系供應(yīng)商捷太格特走在最前沿。此前第一個(gè)使用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（帶機(jī)械冗余）的品牌英菲尼迪隸屬于日產(chǎn)汽車公司，搭載的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也是來自日系供應(yīng)商日立。雖然第一款產(chǎn)品不算成功，但看起來日系公司對(duì)線控轉(zhuǎn)向很執(zhí)著，時(shí)隔8年后搭載了線控轉(zhuǎn)向的豐田bZ4X仍然來自日本。

整體上來看，日本文化是偏謹(jǐn)慎的，可對(duì)于線控轉(zhuǎn)向這樣在很多人看來目前不太有性價(jià)比的產(chǎn)品，為什么日系廠商會(huì)如此執(zhí)著呢？智能底盤行業(yè)專家齊佳寧告訴筆者，“日本的道路普遍較窄，駕駛員需要打方向的幅度比較大，轉(zhuǎn)向靈活能顯著提高用戶體驗(yàn)。用戶需求促使廠商去研發(fā)更好用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。”

那么，第一個(gè)吃螃蟹成功的有可能是日系車企嗎？有這樣的可能，因?yàn)榫€控轉(zhuǎn)向的成功依賴于從產(chǎn)品的角度贏得用戶。既然在日本的路況下，線控轉(zhuǎn)向給用戶帶來的體驗(yàn)提升可能更為明顯，那日系車企就有更多的動(dòng)力去研發(fā)線控轉(zhuǎn)向并推進(jìn)上車。積攢的用戶反饋數(shù)據(jù)多，車企就更容易根據(jù)這些數(shù)據(jù)去迭代產(chǎn)品，把產(chǎn)品打磨得更成熟。

還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，第一個(gè)成功量產(chǎn)線控轉(zhuǎn)向的可能出現(xiàn)在特斯拉、蔚小理這樣注重科技感的公司中。對(duì)于這樣的公司而言，汽車不僅是一個(gè)出行工具，而是智能移動(dòng)終端，那么線控轉(zhuǎn)向的意義就更能凸顯。

此外，這些車企的車型相對(duì)高端，成本更高，可以轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者的成本也比較高，具備搭載線控轉(zhuǎn)向的條件。

去年特斯拉在Model S Plaid上配備了平底矩形方向盤。據(jù)悉，搭載此款方向盤的背景是特斯拉內(nèi)部正在自研線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，他們希望最大程度地精簡(jiǎn)轉(zhuǎn)向的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

另外，根據(jù)業(yè)內(nèi)人士推測(cè)，蔚來此次與采埃孚簽訂共同研發(fā)線控轉(zhuǎn)向的協(xié)議后，將可能在基于NT3.0平臺(tái)開發(fā)的車型上搭載線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，時(shí)間可能會(huì)是2024或者2025年。

3.2?線控轉(zhuǎn)向量產(chǎn)的時(shí)機(jī)

筆者在與各位行業(yè)專家溝通的過程中，多次聽到2025年這個(gè)節(jié)點(diǎn)。有一種觀點(diǎn)是，2025年可能是線控轉(zhuǎn)向小批量上車的一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

為什么是2025年呢？德科智控副總經(jīng)理鄭星美這樣解釋道，“我們這個(gè)行業(yè)里的一個(gè)新技術(shù)，從決定開始做，到真正能落地，怎么也得五年?？赡芪蚁然ㄒ荒陼r(shí)間把東西做出來，然后再花兩三年時(shí)間去改進(jìn)。因?yàn)樯婕暗叫录夹g(shù)嘛，改進(jìn)三四輪或者四五輪都是很正常的。然后再上車，上車之后還要繼續(xù)改進(jìn)。那整個(gè)過程走完，可能就過去了四五年時(shí)間。2020年開始我們做線控轉(zhuǎn)向，其實(shí)你就開始看到有東西出來了，那么到真正能量產(chǎn)上車，可能就是2025年左右?！?/p>

此前主流的開發(fā)模式是，供應(yīng)商端完成零部件的生產(chǎn)后，主機(jī)廠只做集成驗(yàn)證?，F(xiàn)在，以線控轉(zhuǎn)向?yàn)槔?，主機(jī)廠可能會(huì)自己設(shè)計(jì)上層的功能，例如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和其他自動(dòng)駕駛的部件如何交互、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的某個(gè)部件出了故障要如何應(yīng)對(duì)等。供應(yīng)商只需要保證供應(yīng)的零部件可以準(zhǔn)確地執(zhí)行上層系統(tǒng)發(fā)出的指令。這意味著，線控轉(zhuǎn)向“上車”的難度降低了一些，那么，“上車”時(shí)間就更近了。

中國(guó)現(xiàn)在有世界上最大的新能源車市場(chǎng)，各家主機(jī)廠都在積極地“技術(shù)創(chuàng)新”，每年市場(chǎng)上都會(huì)出現(xiàn)很多新車型。這樣的市場(chǎng)環(huán)境給新技術(shù)的迭代提供了良好的條件，對(duì)于國(guó)內(nèi)的線控轉(zhuǎn)向供應(yīng)商是一種利好，相信國(guó)內(nèi)的線控轉(zhuǎn)向廠商可以發(fā)揮好這一優(yōu)勢(shì)，做出令人滿意的產(chǎn)品。

實(shí)際上，如果不把眼光限定在乘用車，我們可以看到，在無人配送領(lǐng)域，線控轉(zhuǎn)向已經(jīng)開始上車了。目前包括美團(tuán)、阿里都有搭載了線控轉(zhuǎn)向的無人配送小車在提供貨運(yùn)服務(wù)，此次受訪的浙江思銳智能科技、德科智控都有相應(yīng)的線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品出貨。如果整車成本達(dá)到合理區(qū)間，這可能是一次物流外賣業(yè)的變革。

當(dāng)然，無人配送小車因?yàn)槭窃谙鄬?duì)封閉的場(chǎng)景低速運(yùn)行，安全問題更容易解決，但在與各行業(yè)專家的交流中，一個(gè)共識(shí)是在線控轉(zhuǎn)向上目前基本不存在“大家完全不知道該如何著手”的問題。對(duì)于現(xiàn)有的問題，大家知道該往哪個(gè)方向去做，然后慢慢迭代，之后就可以達(dá)到基本符合預(yù)期的效果。因此，相信在不遠(yuǎn)的將來，線控轉(zhuǎn)向也將進(jìn)入量產(chǎn)上車的階段。