线控转向是“彻底的变革性创新”吗

撰 文 / 钱亚光

设 计 / 张 萌

最近，梅赛德斯-奔驰集团股份公司董事会主席康林松（Ola Kallenius）在公司第一季度财报电话会议上向投资者透露，线控转向（Steering-By-Wire，SBW）系统将于明年在未命名的车型上推出，这将使奔驰成为首家将此项技术量产的德国汽车制造商。

他谈到这套系统时说：“线控转向系统是一个彻底的变革性创新。”这套系统摒弃了传统的机械联动装置，代之以通过电缆或电线传输电子信号来控制车辆转向的装置。也就是说，汽车的转向无需与转向器建立任何物理连接，而是通过电子指令传递给方向盘装置。

5月13日，蔚来宣布ET9上采用的线控转向技术，刚刚获得联合国欧洲经济委员会E-Mark认证，这意味着蔚来成为全球唯一获得中国和欧洲线控转向技术双认证的车企。

据 Allied Market Research 发布的一份报告称，到 2031 年，电控转向市场的价值预计将从 2021 年的 27 亿美元增长至 58 亿美元。据 Zion 市场研究公司称，到 2032 年，美国转向系统市场将达到 482.1 亿美元。

其实线控转向在上世纪50年代美国天合（TRW）就提出了概念，用控制信号代替转向盘和转向轮之间的机械连接，之后的几十年一直没有量产。

1992 年，萨博推出一辆用摇杆来控制转向的原型车 Saab 9000，被视为线控技术在汽车上的首次尝试。

2013年，英菲尼迪在其Q50L车型上首次搭载线控转向技术，不过受限于当时的法规要求，保留了机械转向结构，仍有转向管柱，没有实现真正意义上的上下解耦，且上市不到两年就因线控转向系统存在安全隐患而大规模召回。

最早量产线控转向系统的车型是2023年12月上市的特斯拉电动皮卡Cybertruck，2024年12月上市的蔚来ET9也采用了线控转向技术，今年3月，丰田宣布秋季将在欧洲上市的新款雷克萨斯 RZ上采用该系统。

虽然梅赛德斯尚未正式确认其首款采用线控转向系统的车型会是哪一款，但其旗舰级全电动 SUV EQS 已计划于明年进行改款。

奔驰的线控转向系统是与采埃孚（ZF）合作开发的，采埃孚还将为搭载该技术的车型提供后桥转向部件。

今年早些时候，采埃孚工程和底盘解决方案部门的高级副总裁菲利普·加斯尼尔（Phlilippe Gasnior）在接受采访时表示，到 2030 年，线控转向系统在全球的普及率将达到 2%至 5%。

采埃孚还为蔚来的旗舰轿车 ET9 提供了应线控转向系统。不过，采埃孚并非唯一一家投资研发线控转向系统的公司。2023 年，罗伯特·博世（Robert Bosch）宣布计划在未来几年内推出该技术。

这家德国供应商正在与初创企业 Arnold NextG 合作，Arnold NextG 以其在电控系统和基于操纵杆的改装车辆转向系统方面的专长而闻名。其他致力于线控转向系统的供应商包括还包括耐世特汽车、Nexteer、舍弗勒和 REE 汽车。

线控转向的优势

汽车转向系统经历了机械转向系统、机械液压助力转向系统、电动液压助力转向系统、电动助力转向系统，现正在向线控转向系统升级。

线控转向系统是一种全动力转向系统，取消了方向盘与转向轮之间的机械连接，并以电信号的传递与控制来替代，方向盘与车轮的转动实现了全解耦，从而为安全性、操控性和舒适性提供了新的可能性。

首先，在发生事故时能够危及乘员安全的部件会减少，其次为安全气囊的未来安装位置提供了新的选择。以往驾驶员会因转向操作不当而对危险无法及时做出反应，而线控转向系统则能直接作用于车轮，不受方向盘实际转动情况的影响。

其次，配备线控转向系统的车辆，可以动态调整转向比，低速（停车场或狭窄弯道）时，转向更加灵敏，轻微转动车轮就可以大幅度地改变方向；而在高速公路上行驶时，方向盘的转向只会让车轮角度轻微改变，以实现更平稳的控制，进一步提高方向稳定性和横向灵活性。

采用线控转向系统后，方向盘可以做得更扁平，带来更宽敞的乘坐空间和更好的驾驶员视野。与未来的有条件自动驾驶和高度自动驾驶系统相结合，驾驶员可能会拥有更加舒适的驾驶姿势。

另外，线控转向系统仅通过软件就完美定义一个品牌或特定车型的转向特性，而机械结构可以保持不变，比如从左舵车型调整为右舵车型，只需在驾驶舱的另一侧安装方向盘执行器即可。

质疑与挑战

每一个伟大的创新都有自己的怀疑论者。让我们看看线控转向发展道路上要面对的一些质疑：

最常见的批评之一是路感的消失。即传统的转向系统提供触觉反馈，使驾驶员能够感知路面以及车辆对变化条件的反应。线控转向系统有时可能缺乏这种触觉反馈，这会使驾驶员更难预测和应对潜在危险。

其实，线控转向专门设计了用于模拟振动的电阻驱动器，以弥合传统机械连接和数字连接之间的差距，并不会让驾驶者失去驾驶乐趣。

还有一种观点认为，增加电子元件层会增加失败的可能性，而这正是冗余系统发挥作用的地方。多层备份确保如果一个系统出现小插曲，另一个系统就可以无缝接管。

线控转向的初始成本很高，也是业界不看好的一个理由。其实与任何新技术一样，随着采用越来越广泛，达到一家的规模，线控转向的价格可能就会降下来。

有人担心以线控转向会引起黑客攻击，远程恶意控制车辆。其实，研发者开发了高级加密和多个安全层，以确保控制汽车的是驾驶者。此外，持续OTA更新以修补漏洞。

重庆长安汽车软件科技有限公司底盘线控总工程师余斌认为，线控转向目前的挑战可以归结为两个层面，一个是技术，一个是成本。

在技术上，由于线控转向运行的稳定性，直接关系到车辆的操控安全性和自动驾驶系统的可靠性，因此对安全性要求非常高，要求搭载冗余备份，需要多重传感器备份、双三重ECU架构、双电源、双芯片，以及故障诊断和隔离功能等措施。虽然说已经有些部件已经出来，也上车了，但有些功能的可靠性、鲁棒性还有待验证。

在成本上，多器件冗余带来的后果就是成本提高。对于开发新部件来说，要么同等价格下，新一代产品比上一代具有更高的价值，要么在同样的价值下，新一代的产品价格更便宜。如果没有很好的性价比，市场是不可能接受的。

线控转向系统刚刚开始进入量产阶段。无论是驾驶员还是汽车制造商，都能从这一新发展成果中受益；从城市小型车到运动型汽车，再到豪华 SUV，各个细分市场都将从中受益。

各家实驾体验

下面我们看看车企量产和接近量产的线控转向系统，在试驾过程中的表现如何。

奔驰

梅赛德斯-奔驰新推出的线控转向系统，已经在试验台上完成了超过100万公里的测试里程。除此之外，在试验场和道路交通中的验证过程中，其测试里程也达到了相近的数量。

鉴于其高标准的安全性要求，奔驰采用了冗余系统架构，同时还配备了高精度传感器和高性能控制单元。这样在系统出现故障的情况下，会有第二个系统接管，从而随时确保转向能力。

奔驰负责开发和采购的首席技术官马库斯·谢弗（Markus Schäfer）表示：“这项技术带来了独特的客户体验，远不止于转向本身。”

奔驰表示，该系统的响应时间比传统转向更快，有可能提高紧急操作中的操控动力学和安全性。可变转向比根据驾驶条件自动调整——在低速下加速，以便于停车，在高速公路速度下减速以保持稳定。

在新款奔驰车型中，采用了类似特斯拉 Model S Plaid的平底 Yoke方向盘设计，只需转340°即可将方向盘从头打到尾，这样驾驶员永远不必用手臂交叉来操纵方向盘。

扁平化的方向盘可以释放额外的腿部空间，带来更宽敞的驾驶员空间和更好的显示屏视野，上下车也会更加方便。

线控转向系统还简化了车辆生产流程，消除了左舵和右舵车辆之间的区别——只需将方向盘的驱动装置重新安置即可，无需对发动机舱进行复杂的改造。

奔驰表示，新系统将提升车辆的稳定性和横向灵活性，驾驶员可以根据个人喜好调整转向特性，尤其是在配备后轮转向功能的车型中（EQS 车型即如此）。

另外的好处是，该系统能够让车辆行驶时震动和颠簸会有所减轻，以往这些颠簸通常会通过方向盘传递到驾驶者身上。虽然奔驰将此作为一种好处，但重视道路反馈的爱好者司机可能不同意这种方法。

得益于机械连接解耦，在充电期间，驾驶员可以在不转动车轮的情况下，像使用游戏控制器那样操作方向盘，玩赛车游戏，充电时间因此变成了轻松的休闲时间。

雷克萨斯

据说雷克萨斯的线控转向已经开发了10年，虽然它在2023年最初的RZ发布会上就进行了展示，但是第一款提供新线转向系统功能的车型——新款雷克萨斯RZ电动汽车是今年3月发布的，它是欧洲第一款具有线控转向功能的车型。

据海外媒体试驾反馈，线控转向的“虚拟手力”调校已接近传统机械转向的质感。通过高精度传感器 + 双冗余 ECU，线控转向系统实现 0.01 秒级响应，配合可变转向比（6:1-14:1 动态调节），在原型车测试中已展现出“指哪打哪”的精准操控。

试驾者反映，RZ的方向盘拥有大约正负150°的转向角度，转向比随车速、转向角度可变，可以实现方向盘从中心向一侧打满不到半圈。也是因为如此，转向也再不需要倒手、“掏轮”这样的操作，双手可以自始至终不离开方向盘三点九点位置，操作起来既自然又易于适应。

在第一次握上手的时候，试驾者看到方向盘上面空荡荡的，可能会有些不安。但在驶过第一个弯道之时，这种不安也随之渐渐消失。这套线控转向系统能令车轮的指向角度恰到好处，几乎不需要怎样适应。

在极低速度下（比如在停车场行驶时），稍微转动方向盘就会对转向角度产生较大影响，以便于在小幅度转动方向盘的情况下驶入车位。

在高速行驶和激烈驾驶时，第一次接触的试驾者可能需要稍微适应一下。因为低速时转向已经非常精准，让人担心开快了是否出现转向过度的情况，所以会出现转向角度不够、令车身转向不足的情况。

这个时候更加需要驾驶者大胆地试探这套转向系统的极限，渐渐车身会想你所想地调整到精准角度，再加之线性细腻的动力输出，即便是在激烈驾驶的赛道，也能够从容地劈弯。

更值得关注的是，在新款 RZ 车型中，工程师特别保留了“路面反馈算法”，通过方向盘震频模拟真实路感。道路反馈的力度也可以根据驾驶员对路感的喜好进行调整。

切断机械连接，却试图通过人工手段来替代原本的路感，这听起来或许有些荒谬。但雷克萨斯公司的观点是，这样能够更好地过滤出驾驶者想要体验的感官感受，以及他们想要忽略的那些感觉，比如轮胎的震动或者低质量路面带来的颠簸。

雷克萨斯的线控转向系统没有配备机械转向柱作为备用方案，而是依靠电子冗余机制来应对潜在的系统故障。系统硬件和软件都有了备份，车辆还在中控台下方增设了一个备用电池，这样如果主系统遭遇某种灾难，备用系统可以启动，确保 RZ 能够保持转向并安全停下。

蔚来

蔚来旗舰轿车 ET9 是中国首款采用线控转向技术的量产车型，其配备的线控转向系统主要来自采埃孚，该集团为ET9提供了最先进的方向盘执行器、冗余转向齿轮执行器和相关软件。

据试驾过ET9的汽车商业评论记者反映，首先印象比较深的是方形方向盘，转向半圈多（从中位起单边旋转角度为240°）就打到头了，即使转大弯也不用交叉臂打轮。记者开始以为和传统方向盘有很大差别，要适应好长时间，但没想到上车很短时间就适应了，开起来感觉特别顺。

其次，它的转向比是可以在14:1 -6:1范围内调整的，从实际感受来看，方向盘和前后轮在转向时的匹配度是比较高的，可以满足从低速泊车到高速行驶的全工况转向需求，

在低速的时候，比如掉头或入库的时候，方向盘转的角度很小，特别方便，感觉很爽。很多时候完全感觉不到这是在驾驶一台轴距超3.2米，车长超5.3米的行政轿车。即使面对卡着内轮差的小弯，也能实现一把过。

习惯了线控转向直接且灵活的转向响应，再回到传统轿车上，往往会发现第一把转向打少了，车头响应会比预期会小很多。

ET9在山路驾驶中，入弯时线控转向系统带来扎实的手感通过方向盘清晰传递，让人精准把控转向角度。转向响应极为迅速，刚给出转向指令，车头便立即做出反应，稳稳地切入弯心。

中高速行驶时，整个转向系统对地面震动的反馈也可以调整，使整车NVH在路噪过滤上变得游刃有余，让车辆能更好地隔绝外界干扰，形成一个奢华的独立超静私密空间。

高速并线时，转向比变小，方向盘微调即可精准变道，超车时完全感受不到拖滞感，为车辆提供了更好的稳定性和舒适感。

另外，这种方向盘还有一些好处，比如ET9装了不少赛车类游戏，在这种方向盘上玩儿的时候，转向并不会带动轮胎，玩起来非常爽。

据蔚来公司称，当转向机械连接被拆除后，线控转向系统能够过滤掉来自方向盘的超过 80%的路面震动。

ET9 的线控转向系统能够实现高达 153 毫米的方向盘伸缩范围，为驾驶员座椅提供了更多的调整空间。

蔚来表示，ET9 的线控转向系统采用了双重电源、双重通信、双重硬件和双重软件的冗余设计。该公司表示，尽管方向盘与转向轮之间没有机械连接，但线控转向的可靠性是电动助力转向系统的 2.2 倍。

特斯拉

特斯拉为其最新的线控转向系统申请了专利，该系统设计具有一个显著的特点：冗余。该系统消除了对备用机械转向系统的需求，而是依靠区域隔离的冗余组件，以确保即使发生组件故障，整体系统的性能也保持不受影响。

Cybertruck 的完全转向只需要方向盘转动340°就能完成，还不到一圈。之所以能做到这一点，是因为驾驶员的转向角度与前轮实际转向角度之间的关系是通过代码编写的，这意味着有无限的可能性。

要侧向泊车，特斯拉只需转动手腕然后向左轻推方向盘，双手始终不离开方向盘即可。而在搭载传统方向盘的车上，同样的操作需要猛力转动方向盘才能将车头转向路边。许多试驾的人员最初对可变传动比、电脑控制的转向系统持怀疑态度，认为怎么也不会比我们熟悉的机械车更直观，但持怀疑态度的人一般在离开停车场之前都变成了线控转向的信徒。

根据试驾者的经验，只需三次转向操作就能让手和大脑适应 Cybertruck 的操控方式。第一次操作通常方向盘转动幅度太大、动作太突然，因为你预期特斯拉会像路上其他车辆那样转向；接下来第二次，你用力会过于轻柔，需要稍作调整以适当增加转向力度；第三次转弯之后，试驾者就会习惯转向的力度，这时通过线控转向驾驶，就像骑自行车一样自然。

特斯拉利用这种灵活性，让 Cybertruck 在泊车时拥有任何量产车中最迅速的转向能力，在高速公路上行驶时也能有更轻松的反应，从而实现顺滑、稳定的操控。

转向比调整范围从泊车时 5:1 到高速时的 12:1，这使得Cybertruck 即使在最慢速度下转向时的反应速度，也比保时捷 911 在最快速度下还要快，与其他大型皮卡那种迟缓笨拙的转向表现形成了鲜明对比。

该线控转向系统还能实现最多 10 °的后轮转向，从而在低速行驶时缩小特斯拉的转向半径，并在高速行驶时稳定其操控性能。