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数字方向盘:线控转向如何颠覆百年机械传动

时间: 2026/1/12 来源:本站 访问次数:

  在电影里,我们常常会看到主角一边打方向盘,一边猛踩刹车,轮胎激烈摩擦地面发出刺耳尖叫。但在真正的未来汽车里,这些动作可能根本不存在,在未来,方向盘和车轮之间不存在机械连接,而是靠一束电信号就能使汽车完成转向。

  传统的汽车转向方式,是通过驾驶员转动方向盘,让力依此方向盘传递给转向柱,再传递给齿轮齿条,最后使车轮偏转,这种使用了许久的机械转向方式,虽然可靠,但随着技术的不断革新,在不久的未来仍旧会被更加安全便捷的技术代替,那就是线控转向(Steer-by-Wire)。

  线控转向的由来可追溯至20世纪50年代。美国天合(TRW)集团率先提出用电气信号取代转向盘与转向轮之间机械连接的设想,在试验台里让“电线”转起前轮,却因晶体管还没普及,概念只能长期被锁在实验室的防尘柜里。1992年,萨博在9000车型上试验摇杆式电子转向,把传统方向盘换成飞机操纵杆般的侧置手柄,将手指位移变成数字脉冲,驱动步进电机转动前轮,被视为汽车线控转向的首次原型验证。

  那线控转向的原理是什么呢?本质上它取消方向盘与车轮之间机械连接、完全依靠电信号实现转向控制的车辆转向系统。具体来看,两者的核心差异主要体现在四个方面:在核心结构上,传统机械转向依赖方向盘、转向柱、齿轮齿条、拉杆等一系列刚性机械部件,形成完整的机械传动链;而线控转向彻底取消了转向柱与车轮之间的机械连接,核心构成部件变为转矩传感器、电子控制单元(ECU)、转向执行电机和路感电机。在工作原理上,传统机械转向是“力的直接传递”,驾驶员转动方向盘的力通过转向柱、齿轮齿条等机械部件直接作用于车轮,带动车轮偏转;线控转向则是“电信号的间接控制”,流程分为四步:一是传感器将方向盘的转角和力矩转化为电信号;二是电子控制单元结合车速、横摆角速度等车辆状态参数,计算出目标前轮转角;三是转向执行电机根据指令驱动车轮偏转;四是路感电机向方向盘反馈路面手感,让驾驶员感知路况。

  与传统机械转向相比,线控转向取消了转向柱与转向机之间的刚性连接,具有可变传动比、主动转向干预、碰撞安全性提升和布置灵活性优势。其传动比由软件实时设定,低速时可将方向盘转角放大,减少手部行程,高速时降低放大倍数,提高方向稳定性,实现随速可变传动比,并且相较于传统转向系统,线控转向系统整体体积更加精密,体积更小。与此同时随着科技的日益进步,智能汽车的发展如火如荼,其中线控转向作为被视为智能网联新能源汽车的关键子系统,也是位于产业链中游的关键环节。

  对用户而言,线控转向带来的直接体验是“手感可调、空间更大、碰撞更安全”。方向盘可伸缩、可收纳,为座舱布局腾出6-8升空间,让仪表台下方能轻松放下高跟鞋、随身包,甚至塞下一台折叠自行车;发生碰撞时,没有坚硬转向柱直插驾驶舱,膝部气囊布置更自由,被动安全显著提升,相当于给驾驶员多穿了一件隐形防弹衣。对整车厂而言,系统与自动驾驶域控制器直接通信,可无缝接入车道保持、自动泊车、远程召唤等功能,软件迭代一次就能让老车主在一夜之间解锁“新技能”,像手机升级一样爽。未来,随着中央计算平台普及,线控转向的成本将以每年约8%的速度下探,预计五年后单件成本低于传统机械系统。

  重庆作为全国重要的汽车产业基地,正全力推进“33618”现代制造业集群建设,其中汽车产业集群是核心支柱之一。在新能源汽车向智能化、网联化转型的浪潮中,线控转向作为智能汽车的关键执行器,正成为提升“重庆造”新能源汽车智能化水平与驾乘体验的重要突破口。

  从产业逻辑来看,智能新能源汽车的核心是“软件定义汽车”,而线控系统是软件指令落地的关键载体。线控转向的普及,能让“重庆造”新能源汽车实现升级,契合用户对高端智能车的需求;在安全性能方面也大有提高,规避转向柱碰撞侵入风险。更重要的是,线控转向属于汽车产业链中游的核心零部件领域,其技术突破和量产应用,能带动重庆本地汽车零部件产业的升级,完善智能新能源汽车产业生态,助力重庆汽车产业集群从“规模优势”向“技术优势”转型。

  面对线控转向的技术风口,重庆本地车企、零部件企业及研发机构已积极布局,通过自主研发、校企合作、产业链协同等方式,推动线控转向技术落地“重庆造”汽车,形成了一批代表性项目:长安汽车,作为重庆汽车产业的龙头企业,已将线控转向技术纳入智能电动化转型的核心布局,施行自主研发+量产探索产业策略。重庆大学、重庆理工大学等高校与本地企业建立了联合研发中心,聚焦线控转向的控制算法、传感器融合、路感模拟等核心技术难题。打造本土化生态重庆已推动本地车企、零部件企业、芯片企业、传感器企业组建线控转向产业联盟,形成产业链协同生态。

  从应用前景来看,随着重庆“33618”现代制造业集群建设的推进,线控转向技术将逐步从高端车型向中端车型普及。预计未来3-5年,“重庆造”新能源汽车中线控转向的搭载率将逐步提升,本土零部件企业的市场份额也将持续扩大。同时,线控转向的普及还将带动重庆汽车电子、软件算法等相关产业的发展,进一步完善智能新能源汽车产业生态,让重庆在全国智能汽车产业竞争中占据更有利的位置。

  从机械拉杆的硬传动到电信号的软连接,转向系统的百年演进,本质上是汽车产业从“机械时代”向“智能时代”转型的缩影。对线控转向而言,它不仅是一项技术革新,更是智能新能源汽车的“标准神经”——未来,它将像今天的ABS一样,成为智能汽车的标配。

  对重庆而言,线控转向的布局和落地,既是赋能新能源汽车升级的关键抓手,也是完善汽车产业生态、提升产业核心竞争力的重要路径。当下一次你驾驶“重庆造”智能汽车,轻拨方向盘却感受不到金属撞击的生硬感时,不必惊讶——那是电子信号代替钢铁,替你握住前方的路,也是重庆汽车产业智能化转型的生动注脚。