线控转向，走向爆发前夜

2023年11月，鸽王Cybertruck终于上市。在整场不到27分钟、超过百万人观看的发布会上，特斯拉抛出了一系列黑科技，余波最大的当属线控转向。

相比传统转向，线控转向拿掉了转向柱，方向盘和车轮之间的机械连接被电信号完全取代。

作为全球首款移除转向柱、且全系标配线控转向的量产车，Cybertruck车长5米6，但能轻松实现马斯克口中的战斗机模式：轻打方向盘，就能大幅转弯[1]。

为了把线控转向塞进车里，特斯拉大破大立抛弃了12V低压架构，转向48V平台，让线控转向这类耗电大户可以玩命工作。这套方法论也被特斯拉印刷成册寄往各大车企总部，福特就公开表达过感谢[2]。

遗憾的是，特斯拉并未掀起线控转向的量产潮，Cybertruck也没能撼动美国的皮卡江山。

直到2024年，蔚来ET9成为国内首款搭载线控转向的量产车，并牵头参与新国标制定，这项技术才隐隐有了爆发迹象。

今年以来，小鹏GX、智己LS8、理想L9 Livis等多款车型明确搭载线控转向。无独有偶，新款雷克萨斯RZ和奔驰EQS也都将线控转向包装成产品卖点。

机械转向（左）和线控转向（右）；图片来源@蔚来

和传统转向系统相比，线控转向到底改变了什么？

把方向盘变成手柄

线控转向的精髓就在“线控”二字。

在传统的转向系统中，方向盘和转向器之间靠机械结构连接，俗称“硬连接”。线控转向，顾名思义是拿掉转向柱，换成导线，变成“软连接”。

图片来源：Nexteer

工作模式也有所区别：一个相当于用扳手拧螺丝，每个动作都会分毫不差传达给车轮；一个相当于遥控机器人去拧螺丝，打方向盘的动作由传感器翻译成电信号，传达给ECU控制器，ECU结合实际情况发号施令。

如此一来，力的结构大不相同。

比如汽车发明之初采用纯机械的转向系统，没有助力转向装置，等于全靠人力拉车。到现在主流的电子助力转向系统（EPS），人仍是动力源和指挥官，但绝大部分的力已经由电机提供。

早期转向系统以人力为主动力源，并通过机械结构放大

线控转向系统下，力的结构朴实无华，电机是唯一的苦力。由于方向盘和车轮彻底解耦，人打方向盘的力不再传导给车轮，真正让车轮动起来的，是软件和电机。

基于线控技术，方向盘和游戏手柄无异，但在实际生活中，往往要营造人出力的假象。

由于驾驶汽车的主体是人，模拟真实手感有利于提高驾驶安全性和操控感。通用做法是在方向盘上集成一个路感模拟电机，用虚拟阻力来代替路面阻力，降低飘忽感。

现阶段，线控转向的手感比较贴近现实，实际体验却远胜现有转向系统。

一是转向更灵敏，基于线控转向，车辆的转向比动态可调。

转向比，简单理解就是方向盘转动的幅度和车轮转动幅度的比。家用车的转向比一般固定在15:1上下，即方向盘单边转15度，车轮偏转1度。

转向比大的好处是高速驾驶更平稳，缺点是低速泊车或者掉头比较费手。

试想一下，一台5米长的中大型SUV要在窄巷里完成掉头，常规做法是把方向盘向左打满1圈半甚至2圈，倒车，一把不行就试两把。方向盘搓出火花，左手倒右手更无优雅可谈。

反观F1赛车的转向比就很小，根据赛道需求设定在6:1上下，车手只需要小幅转动方向盘就能轻松过弯[2]。这也是为什么F1赛车的方向盘越来越矩形化的原因。

相比之下，线控转向由于没有机械硬件连接，转向比不仅不会被锁死，还天然支持软件定义。

国内搭载线控转向的车型里，智己LS8的转向比低至4.5:1，方向盘单边打满只要半圈，理论上可以配个半幅方向盘。

Yoke方向盘也是半幅式方向盘。国内已明确禁止该设计

二是四轮全部升级为线控转向，转弯半径可以更小，大车身段更灵活。

还是以窄路掉头这个场景为例，同样宽的巷子，小车远比大车更灵活。原因是，传统汽车的后轮往往不能自主偏转，尤其低车速，基本保持不动。

因此前轮偏转角差不多的传统汽车，轴距越长，转弯半径越大，行动起来越臃肿。

如果后轮升级到线控转向，就能与前轮反向偏转，把旋转中心从后轮的位置前移，缩短转弯半径。

现在有一种过渡方案是“前轮线控转向+后轮主动转向”，原理类似，但局限是，后轮仍靠机械结构连接，要解锁高难度动作比较难。

2022年，奔驰EQS入门版车型支持车主付费，将后轮主动转向从4.5°升级到10°

线控转向解决了驾驶大车的现实难题，但这项技术最早并没有考虑这么多，甚至和车没什么关系。

线控底盘的拼图

线控转向的鼻祖并非汽车，而是工业技术的集大成者战斗机。

在航空领域，并没有所谓的线控转向概念，只有涵盖一切“电传”技术的电传飞行控制系统（Fly-by-Wire, FbW）。

最早的电传飞控系统初心很简单，简化结构减轻重量。上世纪30年代，苏联ANT-20（又称：马克西姆·高尔基）因为体型巨大，率先尝试电传技术，以减少电缆使用量。但这距离“电传飞控”还很遥远。

第一架纯血电传飞控飞机是加拿大Avro CF-105“箭”式战斗机。尽管首飞成功，但当时政府以成本负担过重为由，取消了该研发项目，5架原型机被损毁，传言尸骸沉入了安大略湖[4][5]。

Avro Arrow 201原型机

直到70年代，为了实现极致的机动性和舒适性，F16战斗机和空客A320分别取消机械连接，全面应用电传飞控系统，才真正推动这项技术走向成熟。

这也为汽车行业抄作业提供了一个重要参考。可以这样说，线控转向是电传飞控在汽车上的灵感闪现。

早期汽车公司尝试在概念车上拿掉转向柱，目的主要有两个，一是安全，再是给自动驾驶留下想象空间。

拿掉方向盘和转向器之间的转向柱后，不仅前舱空间更富裕，也避免了车祸发生转向柱撞向上半身造成骨折的情况。对自动驾驶而言，线控转向也明显更安全。

现在汽车普遍使用可溃缩式转向柱

比如响应速度，传统机械结构要层层传导，响应慢，而人类驾驶员的平均反应时间也比较长，导致风险增高。

麻省理工早年的一项研究表明，驾驶员发现危险并做出反应大约需要390到600毫秒[6]。也有研究认为，600毫秒只是人类反应时间的中位数。

相比之下，线控转向可以突破机械和人类的生理极限，响应时间低至几十毫秒，从源头遏止危险。这也是高级别自动驾驶不可或缺的能力。

一个典型场景是高速爆胎，传统汽车的方向盘和车轮通过机械硬件连接，冲击力会自然传导至方向盘。尤其前轮爆胎，抓地力瞬间减弱，车会偏向爆胎一侧，方向盘也会跟着快速打圈。

传统转向加上人的反应时间若长一点，车辆很可能瞬间失控，重则危及生命。

而线控转向让方向盘和车轮解耦，各干各的，爆胎产生的冲击力会停留在车轮端，同时反应更迅速，可以大幅降低潜在危险。

举个例子，蔚来ET9高速爆胎，车身可以控制到仅小幅偏航，几乎没有晃动。爆胎发生300毫秒内，车辆也能快速纠偏[7]。

实际场景中，由于线控转向是底盘的一部分，遇上极端情况往往要和悬架等系统打好配合。换句话说，线控转向的意义和价值只有放在整个底盘里才能被极限放大。

过去很长一段时间，线控转向由于进展缓慢，一度被视为线控底盘的最后一块拼图。

除去技术难度和冗余设计复杂，线控转向一直受限于法规要求。国标里明确规定，转向系统必须保留机械连接，到今年7月即将推行的新版规定删掉这一硬性要求，才彻底扫清线控转向落地的绊脚石。

方向盘的背后，一场沉寂多年的革命也终于等来爆发的窗口。

[1]Cybertruck Unveiled: Bi-Directional Charging, Steer-by-Wire, Largest Battery in Any Tesla, Powered Frunk, 18.5-Inch Displa， not a tesla app

[2]'Great For The Industry': Ford, Others Get Tesla Cybertruck 48V System Specs，InsideEvs

[2]为什么汽车方向盘要转好多圈才能转向，能不能向F1赛车一样一下就行，知乎用户

[3]这一回，丰田赢了特斯拉，autocarweekly

[4]MAGNIFICENT FAILURE，Vintage Wings of Canada

[5]From Lift Off to Legendary: The Lore Behind the Avro Arrow，The Royal Canadian Mint

[6]Study measures how fast humans react to road hazards，MIT News

[7]Tech Talk｜高速爆胎，如何安稳应对，蔚来