今天聊一聊底盤轉向系統中最具劃時代意義的線控轉向（Steer-by-Wire），而這個革命首先由英菲尼迪完成。

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之前的文章介紹了電動助力轉向的分類和原理（ ）以及寶馬的可變傳動比轉向系統（ ），今天的文章介紹下轉向系統中最前沿、最高端、最具有革命意義的線控轉向系統，而這個系統是英菲尼迪的當家法寶。

線控轉向的歷史

線控轉向，顧名思義就是將傳統轉向系統中的轉向管柱斷開，轉向完全靠控制單元來控制電機來驅動（動畫1）。

動畫1 傳統轉向VS線控轉向（資料來源於Nexteer）

其實，線控轉向由來已久。我們熟悉的飛機的轉向系統就是線控轉向。飛機的控制系統將飛行員的操縱命令轉化為電信號，通過控制器控制飛機。汽車的線控轉向採用同樣的方式，利用傳感器感知駕駛員的駕駛意圖，並將其通過導線傳送給控制器，控制器控制執行機構（轉向機）執行工作，從而取代機械或液壓系統。但，不同於飛機的事，汽車的駕駛環境要複雜的多，所以眾多車企花費了很多精力來研發汽車線控轉向。

奔馳F400 Carving

作為最老牌的車企，奔馳無疑是最先吃螃蟹的。2001年奔馳在其概念車F400 Carving中首次應用了線控轉向。這算得上是線控轉向由概念轉為實際的標誌性事件。

圖1 奔馳 F400 Carving概念車

通用GM

緊接著，2002年巴黎車展上通用GM公司推出了氫燃料電池車Hy-Wire，而這臺車的轉向系統由線控系統完全取代了轉向柱等機械系統，提高了電子集成化程度。

圖2 通用Hy-Wire概念車

豐田Toyota

2010年北京國際車展上，豐田Toyota公司推出了基於豐田IQ平臺開發的FT-EV II的電動概念車，同樣這臺車也採用了高度電子化的線控轉向技術。

圖3 豐田 FT-EV II概念車

日產-英菲尼迪Q50

2013年美國底特律車展上，日產NISSAN公司推出概念車Q50，該車採用了較為先進的線控轉向技術，並採用了雙電機的冗餘設計，當其中一個電機故障時，另一個電機會執行工作。

圖4 2013年底特律車展-英菲尼迪Q50

而最為重要的是，不像其他車企只是推出概念，英菲尼迪真正將這項技術用到了量產車上。目前我們能看到的很多英菲尼迪的高配車上都裝配這項技術。

英菲尼迪DAS系統

英菲尼迪給這套系統起了一個有趣的名字叫DAS（

圖5 英菲尼迪Q50 DAS系統

DAS結構及工作原理

英菲尼迪 Q50 車型使用的這套DAS線控轉向系統的構成與傳統轉向系統結構類似，也是由轉向盤、轉向柱、轉向機組成。不同之處在於它多了3組ECU 電子控制單元、轉向盤後的轉向動作回饋器和轉向離合器。

圖6 DAS系統結構

英菲尼迪Q50轉向盤下端連接的是感應器和模擬器，負責感應駕駛者的操控並模擬回饋；從駕駛者獲得的轉向意圖將傳遞給 ECU 控制單元，3組ECU 單元負責接收和處理電信號；再往下就是與車輛轉向系統相連的轉向角度 / 力度傳感器，負責執行ECU發出的轉向指令，同時接受地面反饋的信息用於ECU系統進行更精確的判斷。

圖7 DAS系統中的離合器

Q50 雖然在車體結構內也保留了傳統的轉向盤與轉向柱，但二者的機械連接在正常情況下是通過轉向離合器分離的，完全沒有機械力的傳遞，這樣的設計是為了保證在電子系統完全故障的最極端情況下依然有機械結構來完成轉向。

DAS的優點

那麼，汽車廠商費這麼大力氣研究出的線控轉向到底有什麼優點呢？小P告訴你，優點大了去了~

極快的響應速度

DAS擁有傳統轉向系統無法比擬的響應速度，所以只有強調運動的高配車型才裝配這項技術。

下面動畫2顯示了DAS與傳統車型轉向響應速度的對比（紅色是傳統系統）。DAS系統中的轉向動作回饋器不斷的監控前輪的狀態，以此來實時調整轉向電機。同時由於DAS最大限度的取消了機械系統，所以傳統轉向系統中的機械間隙也就相應消失了。這就是DAS響應快的主要2個原因。

動畫2 DAS的快速響應

更好的直線行駛能力

在小顛簸路面，傳統的轉向系統往往會受路況的影響而導致轉向盤逆驅，影響直線行駛，並引起方向盤的抖動。而DAS則很好的將這些消除，使得車輛保持極好的直線行駛。

動畫3 直線行駛能力

斜坡行駛穩定性

有經驗的老司機知道在長距離斜坡上行駛很煩人，總是要把著方向盤防止跑偏。而DAS能實時監控路面斜度，自己控制轉向力以保持斜坡的直線行駛。

動畫4 斜坡行駛穩定性

其他

當然，還有很多其他天然的優點，比如徹底解決了可變傳動比這個技術問題，完全依靠控制器來實現任意的傳動比，更加的人性化；由於離合器平時是分離的，也隔絕了很多路面通過轉向系統傳遞給方向盤的振動；只需要不同的標定參數就能夠實現多種不同風格的駕駛模式等等。

線控轉向的難題

那麼為什麼線控轉向還沒有完全普及？這項技術還是有很多難題亟待攻克，只是英菲尼迪在這項技術上下了很大的血本，走在了其他主機廠的前面。

路感的喪失

雖然在某些情況下，DAS隔絕振動會提高駕駛的舒適性。但還是有人會擔心其完全喪失路感，畢竟駕駛員需要通過路感來感受車輛的行駛狀態。

其實DAS系統的ECU在收集到路面情況以及車輛跳動信息後，將會用電子信號發送指令給轉向回饋動作器，隨後轉向回饋動作器會模擬出當下車輛行駛所處環境所需的回饋力度。而這種模擬器的真實性是Drive-by-Wire所謂線控轉向的最核心技術。

動畫5 DAS路感模擬

安全性

取消機械機構總是會讓人感覺到可靠性的缺失，這是汽車電氣化的發展里程上繞不開的話題。英菲尼迪Q50在安全性上主要採取了以下措施來保證絕對的安全：

• 控制單元的冗餘設計（3個ECU）
• 採用傳統機械結構+離合器方式

英菲尼迪官方表示他們已對 Direct Adaptive Steering 系統進行了 40 萬公里以上的實際測試，同時這些年的實際量產表現來看其可靠性還是很高的。

總結

其實，不只是轉向，制動、油門踏板都在朝著線控的方向努力，這也是未來無人駕駛宏偉藍圖中的重要板塊。這三個技術合稱為X-by-Wire，究竟何時能實現，讓我們拭目以待吧。

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