这一回 丰田赢了特斯拉

　　还记得特斯拉那个无比科幻、却又蠢到可笑的Yoke方向盘吗？

　　丰田在自己的电动车上带来了“同款”——好在，只是看起来同款。你可能难以相信，这次居然是一向给人以稳（luo）重（hou）印象的丰田成了未来先锋，用新技术“驯服”了特斯拉那个中看不中用的科幻方向盘。

　　常年热衷于在各重大场合公开diss电动车的丰田章男，在外界眼里简直是全球最大牌“电动黑”，但其实丰田一直在开发自己的纯电平台。彼时的称呼是e-TNGA，但这名字被C-HR纯电、UX300e这些油改电用滥了，并且我们解释过TNGA“并不是一个平台而是一堆平台”。

　　最终丰田的首个纯电平台在正式亮相后，还是有了自己的名字：bZ（意为Beyond Zero）。新平台的首个作品，也是丰田首款“原生”的纯电动车，叫做bZ4X。这是一辆RAV4大小的中型纯电SUV。

　　以上是用处不大的背景介绍环节。

　　无论bZ平台还是bZ4X车型，至少在我看来实在乏善可陈，这是一个虽专为纯电研发、却残留不少油车痕迹的纯电动平台/车型。但出人意料，丰田竟在这辆车上配备了全球第一个量产的线控转向系统——直接将bZ4X概念车上的方向盘搬上了量产版。

　　线控转向是让Yoke方向盘真正可用的关键，也是我们有朝一日实现无人驾驶的必定未来。

让“搓轮”滚进历史

　　每一个考科一因为不知道方向盘打了几圈而挂掉的孩子，每一个因为反手“掏轮”被教练骂哭过的孩子，都有理由给线控转向投上一票。

　　特斯拉的Yoke方向盘迷之难用，因为它依然需要你打1~2圈才能打满，于是一旦打过一圈手就时不时无处安放。而“丰田版Yoke”虽然看起来是一个样，但丰田借助线控转向，做到了单侧150°打满——不到半圈！

　　换言之，开这辆车你完全可以把手“粘”在方向盘左右两侧，双手全程不需要换地方。“倒手”、“搓轮”等等，从此与你无关。所以丰田称之为“One Motion Grip”，抓住方向盘就行了，打方向一个动作搞定。

　　那么问题来了，为什么以前的方向盘就必须要转好几圈，而不能方向盘打多少前轮就动多少呢？

　　因为方向盘的传动比通常是固定的，乘用车一般在12:1至20:1之间，即方向盘每转过12°-20°、前轮才偏转1°。如果转向比太小，比如1:1方向打多少轮偏多少，前轮对于方向盘的动作就会过于敏感。手上的任何细微动作，都会100%的作用到前轮，在高速行驶时这非常危险。

　　我们之所以能轻松开到120km/h巡航，背后是大转向比帮我们大幅缩小了方向盘的动作。哪怕一个不小心方向盘动了1°，在16:1的转向比下，前轮的动作就只有0.06°，这显然容易掌控得多。

　　但代价就是，当掉头或者停车需要打满方向时，你需要多打（好几圈，360°×n）才能让前轮偏转到头（一般在40°以下）。

　　也有一些车型配备了可变转向比。这是利用一些特殊手段，让方向盘在中央时转向比较大、两端转向比变小。从而在保证高速直线巡航的稳定性同时，让掉头停车时需要打的圈数更少一些。

　　可变转向比之一，齿条被加工为不同稀疏，对应不同的转向比

　　但机械结构的可变转向比，其转向比的可变范围是有限的（一般范围在10:1~20:1以内，即不到2倍），只能部分优化而不能解决问题。即便使用可变转向比，方向盘打满也仍然需要超过一圈——该换手还得换手。该“搓轮”还是得“搓轮”，方向盘就还得是个完整的圆。

　　要想真正实现随心所欲的转向比变化，只能上大招，线控转向。

　　现在所有汽车的转向系统，无一例外都是上面这种机械转向，方向盘是接在一根转向柱上，物理连接在转向系统上的。至于方向盘助力，即便是电动助力，也只是在你的手转动方向盘时帮你“推一把”。

　　方向盘和前轮之间，始终是机械联动的（所以没有助力其实车也能开，只是转向非常沉罢了），这就导致转向比不可能（或者说很难）有很大的可变空间。机械连接嘛，本来就应该你动多少我动多少。可变转向比，让“我动多少”可以有限浮动，但如果需要很大的浮动范围，机械结构就无能为力了。

　　这根转向柱还带来了其他麻烦。比如发生碰撞时它会是个危险，需要设计紧急断开机构，避免碰撞时它直戳驾驶员。

　　所谓线控转向（Steering By Wire，SBW），就是彻底砍掉了这根转向柱，方向盘与前轮之间不再有物理机械连接。方向盘的动作被转化为电信号，转向信号经数据线路到达转向电机，再由转向机将信号“还原”给转向轮。

　　也就是说理论上讲，线控转向系统的方向盘，可以安在车里的任何地方：前排、后排、车门、车顶……

　　转向输入数据化，彻底解放了转向比的变化范围。理论上，线控转向可以实现任何大小的转向比，以及任何变化范围、变化方式、变化速度的可变转向比，只需给系统设定特定的逻辑策略即可。

　　丰田的这个One Motion Grip方向盘，只有靠线控转向赋予的、极大的转向比变化范围，才能实现仅150°打满的“One Motion”效果。而正是150°单侧打满，才让“Yoke方向盘”终于可以正常使用了。

　　这是因为150°打满，意味着转向系统在两端的转向比约4:1左右，而在中心的转向比要变成不小于14:1~16:1（才能保证正常的高速驾驶性）。即可变转向比的变化范围，需要达到3~4倍。对比机械转向系统的可变转向比，变化范围只有可怜的不到2倍。

　　在丰田bZ4X之前，线控转向只出现在概念车，以及博世之类供应商的演示用demo car上。量产车里，2014年的英菲尼迪Q50率先搭载了日产DAS线控转向技术，也被认为是线控转向的量产先驱。

　　但日产DAS并非完全意义上的线控转向，它仍保留有一套机械转向系统备用。在某些情况下，一个离合器会将方向盘临时接入转向柱，此时就又变成了机械转向。Q50的线控转向并没有获得市场欢迎，甚至在初期还发生过多次缺陷召回，可以说不仅是先驱，还是先烈。

　　线控转向的原理听起来很简单，机械信号转电信号，电信号再还原机械信号罢了。之所以这么久才迟迟量产，主要原因也是稳定性和安全性方面，线控转向一直不够成熟可靠。Q50的线控转向系统，使用了多达3个ECU来确保冗余，还是不敢彻底取消机械转向柱。

　　线控转向的一大难点在于策略设计和标定算法，尽管在航空领域已经应用多年，但车用线控是个全新的开始。日产的线控转向供应商KYB研发了十几年之久，却依旧在上市短短一两年就爆发了问题导致召回。可见线控转向的调试设计有多少的繁琐、复杂、未知。

未来的“第三空间”必备

　　让转向比可以大幅变化，让科幻造型的方向盘可用，让打方向不用再频繁换手，还只是线控转向的现实功用。

　　未来，当真正的无人驾驶成为现实，当汽车可以作为移动中的会客厅，当你可以睡着觉让车自己开，当汽车真的成了“第三空间”，你就会需要最大化车舱空间，需要方向盘自觉“找个地方凉快去”。

　　卧榻之下岂容方向盘安睡。

沃尔沃360c概念车，一觉到达目的地

　　几乎所有畅想未来的科幻概念车，车内要么已经不设方向盘，要么方向盘可以折叠，这一定是需要线控转向技术作为支持。如果是转向柱机械连接的传统方向盘，很难被藏起来而不影响空间。

　　可以这么说：如果你相信有朝一日L5级自动驾驶上路，线控转向就是必然的趋势，它是充分发挥100%无人驾驶意义的预备。

　　当然现在讨论L5还为时尚早。不过即便是现在，这个名叫“One Motion Grip”（感觉也不是个正式名字）、形似飞机方向舵杆、没有上半圈的新奇方向盘，丰田也给出了充足的应用理由。

现在有啥用？

　　首先，众所周知汽车仪表盘是需要避开方向盘上缘的，于是大多数汽车将仪表设计在驾驶员视角下的，方向盘上半圈与中央气囊盖之间。

　　但这并非完美方案，因为仪表的高度只能固定在方向盘上缘以下，与路面之间总会有一个难以缩小的夹角，驾驶员看仪表必须视线脱离路面。至于这一小块半圆形缺口限制了仪表的形状和大小，相比之下倒属于近年来才出现的问题。

　　仪表的高度决定着显示面积和显示效果，现在随着液晶仪表到全液晶仪表的普及，所有厂商都在拼命缩小方向盘中央气囊盖的面积，从而留出更多的空间，让大面积的液晶仪表能够“被看见”。

奔驰新车有目前最小的气囊盖，但仪表左右上角还是没辙

　　其实几十年来汽车设计师们一直在探索新的仪表方案。

　　比如二十年前一度流行的中置仪表盘，但因为实际效果有限而销声匿迹。比如标致颇具特色的抬高式仪表，让仪表位于方向盘上缘以上，但这压缩并限制了仪表高度（不然影响路面视野），适应不同身高的能力有限，也没成主流。

　　什么你说HUD？还是等全球人民实现了共同富裕再说吧。

标致的做法并不适合所有人，且仪表面积受限

　　特斯拉在Model S上率先采用Yoke造型方向盘，目前仅有的好处也就是让仪表可读性更好了（如果不算视觉效果的话）。

　　丰田并没有将“去掉上半圈”的“红利”完全用在增大仪表面积上，而是将仪表向远离驾驶者的方向推，这样更加利于视线在仪表与路面间切换，离人更远的仪表也缩短了人眼切换焦点的时间。都是在考虑驾驶舒适性安全性，而非科技感——这倒是很丰田、很传统车企。

　　丰田也为bZ4X提供了常规方向盘选择，对比之下你还会发现：使用Yoke方向盘的车型方向柱上缘有一条类似传感器的部件，而使用常规方向盘的则没有。我猜可能是没有了上半圈的遮挡，诸如疲劳监测之类的驾驶员传感器也会更方便布置。

　　至于丰田官方提到的，增加了腿部空间、便于乘员进出、过滤不必要的路面振动，相比之下就当是白送的吧。

　　虽然这一次，一向稳重的丰田赢了一向激进的特斯拉，但其实谁都知道后者非不能也，实不愿矣。丰田在bZ4X上大胆采用最前沿的新技术，也多多少少带着那么一点掩盖bZ平台在技术层面不够进取的意味，这就不在本文的话题之内了。

　　机械系统永远意味着物理结构的约束，相对应的回报则是更高的可靠性。电子系统永远能带来物理空间的大解放，以及无尽的想象空间和应用可能，代价则是为提高可靠性和稳定性的巨大投入和潜在风险。