豐田推出異型方向盤，技術(shù)上吊打特斯拉的 Yoke？真得？為什么？

第一電動(dòng)大牛作者電動(dòng)星球News蟹老板 2021-11-01 14:03

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出品：電動(dòng)星球 News

作者：胖飛同學(xué)

近日，豐田 bZ 純電車系首款車型 bZ4X 具體信息被披露，雖然 EPA 360km 的續(xù)航看上去不夠能打，但是那副會(huì)被量產(chǎn)的異型方向盤卻是十分引人矚目。

量產(chǎn)車世界里第一部使用異型方向盤的車是新款的特斯拉 Model S，豐田的 bZ4X 算是第二臺(tái)。

但令我們意外的是，在談及此事時(shí)，卻有業(yè)內(nèi)朋友評(píng)價(jià)說，雖然兩者的長(zhǎng)相十分相似，但技術(shù)上卻天差地別。豐田就是豐田，這次在技術(shù)上吊打了特斯拉的 Yoke。

相信很多特斯拉的粉絲看到后，心里面已經(jīng)開始......沒關(guān)系，今天我們就揉碎來(lái)說，看看是不是真這樣？以及為什么？

一、豐田吊打了特斯拉？

其實(shí)，就整車而言， bZ 純電車系首款車型 bZ4X并不突出。今天之所以加更，就在于它的異型方向盤。

這是繼特斯拉 Model S 上的 Yoke 方向盤后，第二臺(tái)宣布要搭載此類方向盤的量產(chǎn)車。

bZ4X的它的異型方向盤有什么特別之處？

我們翻看了目前披露的材料，發(fā)現(xiàn)相比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)它有幾個(gè)特點(diǎn)：

1、方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度設(shè)定為±150°，無(wú)需換手打輪即可完成轉(zhuǎn)向操作，極大減輕了駕駛員在掉頭、入庫(kù)、彎道行駛等時(shí)的操作負(fù)擔(dān)。

2、通過獨(dú)立控制方向轉(zhuǎn)向力矩與車輪轉(zhuǎn)角，提升操控感。與選擇駕駛模式聯(lián)動(dòng)，改變轉(zhuǎn)向裝置的特征。

3、阻斷輪胎帶來(lái)的不必要振動(dòng)，只傳達(dá)路面狀態(tài)等必要信息。在經(jīng)過凹凸不平路面，或車道跟蹤輔助功能運(yùn)行時(shí)，控制輪胎的動(dòng)作，確保車輛的安全性。

以及最后的，One Motion Grip 擴(kuò)展了腿部空間，提升了駕駛位的自由度及上下車便利性。

注意看上面我們標(biāo)注的地方，然后再看上面這張圖。特斯拉的 Yoke 的實(shí)際使用場(chǎng)景——雙手打架。

雖然很多海外用戶都表示特斯拉目前的異型方向盤在日常使用上并沒有太大的不便，但這種「雙手打架」的情況在各類視頻、圖片中卻是頻頻出現(xiàn)的。

單手操作固然一定程度上能避免這個(gè)問題，但這樣的開車方式一來(lái)不合規(guī)，二來(lái)緊急情況下反應(yīng)速度也比較慢。

現(xiàn)在再看豐田的這句：「方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度設(shè)定為±150°，無(wú)需換手打輪即可完成轉(zhuǎn)向操作」，是不是就看出了實(shí)際的差異——豐田的異型方向盤可以讓駕駛者基本上一把方向盤就可以完成掉頭、入庫(kù)、彎道行駛等操作。

這也正是業(yè)內(nèi)朋友認(rèn)為豐田異型方向盤吊打 Yoke 的關(guān)鍵。

更為技術(shù)的說法則是，豐田用了采用了一套名為 One Motion Grip 的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，而 Yoke 沒有。

二、什么是線控轉(zhuǎn)向？

線控轉(zhuǎn)向？這是什么？接下來(lái)科普一下。

所謂線控轉(zhuǎn)向簡(jiǎn)單理解就是傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向的一種電子化，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間機(jī)械連接進(jìn)行工作，而線控轉(zhuǎn)向走得完全是電信號(hào)。

最為為關(guān)鍵的，是二者在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比的控制上有著天壤之別。

在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比是一直非常重要的指標(biāo)，它指的是方向盤轉(zhuǎn)向角度與車輪轉(zhuǎn)向角度之比。

*圖源自汽車之家

轉(zhuǎn)向比越大意味著車輪轉(zhuǎn)動(dòng)同樣的角度，你需要打更多的方向盤，反之亦然。一般來(lái)說，轉(zhuǎn)向比越小的車子，指向性更精準(zhǔn)，你只需要打很少的方向就可以獲得更多的轉(zhuǎn)向。

*圖源自汽車之家

最直觀的區(qū)別就是開大貨車、客車和開私家車，我們經(jīng)常能夠看到貨車和客車的方向盤都很大，司機(jī)完成一個(gè)轉(zhuǎn)向動(dòng)作需要扭轉(zhuǎn)很大幅度的方向盤，而小車只需要很小的動(dòng)作就可以完成操作。

對(duì)于很多車來(lái)說，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比這個(gè)參數(shù)是可以動(dòng)態(tài)變化的，這也是老司機(jī)很容易覺察到的，當(dāng)車子處于靜止或者低速狀態(tài)下大角度轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)給出一個(gè)較小的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，讓車子更靈活；而當(dāng)汽車處于高速行駛或小角度轉(zhuǎn)向時(shí)，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比就會(huì)增大，提高汽車高速轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。

*圖源自汽車之家

總之一套好的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是要讓駕駛者覺得低速輕盈、高速穩(wěn)健。

但是無(wú)論是純機(jī)械式可變轉(zhuǎn)向比系統(tǒng)還是電子式可變轉(zhuǎn)向比系統(tǒng)，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的存在，它們都有轉(zhuǎn)向比的一個(gè)上限。

反之，線控轉(zhuǎn)向就不存在這個(gè)問題。這套系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向執(zhí)行器的轉(zhuǎn)向作業(yè)完全由電信號(hào)控制，理論上不管有沒有方向盤，電腦都可以精準(zhǔn)控制轉(zhuǎn)向角度，甚至可以做到「左打方向，車向右；右打方向，車向左」。

這讓你想到什么？對(duì)，自動(dòng)駕駛。

自動(dòng)駕駛的究極形態(tài)就是沒有方向盤，電腦控制一切。這就不難理解一向走在前沿的特斯拉為什么率先使用異型方向盤了。從改變方向盤形狀到最后取消方向盤，特斯拉的自動(dòng)駕駛從來(lái)都是走的「漸進(jìn)式」發(fā)展路線。

但這一次，特斯拉的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)并沒有跟上方向盤設(shè)計(jì)改變的步伐，也就是說方向盤設(shè)計(jì)很超前，但轉(zhuǎn)向技術(shù)沒跟上。

在特斯拉推出 Yoke 方向盤不久后，就有人質(zhì)疑過其使用便利性，問馬斯克為什么不采用更先進(jìn)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，馬斯克回應(yīng)說：「特斯拉汽車想要實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式轉(zhuǎn)向功能，需要復(fù)雜的傳動(dòng)裝置或無(wú)需機(jī)械直接連接的線控傳動(dòng)裝置，盡管實(shí)現(xiàn)該功能的過程會(huì)很復(fù)雜，但特斯拉仍會(huì)繼續(xù)探索，預(yù)計(jì)幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?！?/span>

三、到底難在哪里？

正如前文所說，既然線控轉(zhuǎn)向那么聰明，也是自動(dòng)駕駛所必需的技術(shù)，那么為什么搭載線控轉(zhuǎn)向的量產(chǎn)車還屈指可數(shù)？

讓我們從頭說起。

其實(shí)，線控轉(zhuǎn)向在航空領(lǐng)域早有應(yīng)用，飛機(jī)由于體積龐大，很難布置機(jī)械傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)，所以它的轉(zhuǎn)向就是通過線傳電信號(hào)進(jìn)行操作的，而且技術(shù)已經(jīng)非常成熟。

但飛機(jī)和汽車不同的是，盡管航空標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于汽車，可飛機(jī)的行駛環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，沒有像地面那么多「硬碰硬」的震動(dòng)，實(shí)際上可靠性方面的挑戰(zhàn)沒有汽車那么大。再者，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向?qū)τ谀壳暗钠噥?lái)說已經(jīng)完全夠用了，所以線控轉(zhuǎn)向技術(shù)一直在汽車界里不溫不火。

直到第一個(gè)吃螃蟹的人出現(xiàn)：英菲尼迪 Q50，這是第一部使用線控轉(zhuǎn)向的量產(chǎn)車。

不過很快，Q50 就成為這項(xiàng)技術(shù)的「先烈」，一場(chǎng)召回告訴我們，線控轉(zhuǎn)向技術(shù)在汽車領(lǐng)域依然還不夠成熟。

當(dāng)時(shí)的召回原因是這樣的：

線控主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制單元程序有偏差，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在電瓶處于低電壓狀態(tài)下啟動(dòng)時(shí)，控制單元有可能對(duì)方向盤角度作出誤判，導(dǎo)致方向盤和車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度存在差異。即使方向盤轉(zhuǎn)到中立位置，車輪也可能不會(huì)返回到直行位置，導(dǎo)致車輛不能按駕駛員意圖起步前行或轉(zhuǎn)向。

不管是人機(jī)共駕的時(shí)代還是自動(dòng)駕駛時(shí)代，轉(zhuǎn)向失靈都是災(zāi)難性的問題。

一時(shí)間 Q50 的失利讓線控轉(zhuǎn)向技術(shù)在量產(chǎn)車中再無(wú)后繼，但著眼于未來(lái)的供應(yīng)商們并沒有放棄相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。

比較有代表性的幾家供應(yīng)商就有博世、ZF、JTEKT 三家，但至今還都沒有在量產(chǎn)車中出現(xiàn)。至于豐田究竟是使用的誰(shuí)家方案或者是自研，目前還沒有定論。

以博世為例，博世的方案和英菲尼迪的那套有所不同，博世完全取消傳統(tǒng)中間軸鏈接，實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)向與下轉(zhuǎn)向的非機(jī)械連接，將其結(jié)構(gòu)分為上轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)、下轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)及主控制機(jī)，電控方面采用非耦合方式。

安全冗余方面，博世對(duì)整車電源，通訊、信號(hào)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機(jī)、處理器都采取了全冗余的系統(tǒng)方案。這相當(dāng)于有兩套系統(tǒng)實(shí)時(shí)并聯(lián)工作，當(dāng)其中一套失效時(shí)，另一套繼續(xù)保證轉(zhuǎn)向指令被執(zhí)行。

雖然博世一直稱可以通過算法模擬駕駛手感，但沒有物理硬連接的情況下，線控轉(zhuǎn)向還是很難還原真實(shí)的路感，總有種開模擬器的感覺，這也是追求駕駛樂趣的消費(fèi)者一直所擔(dān)憂的問題。