今天小編分享的科技經驗:單手無法掌控的車,誰不愛?,歡迎閲讀。
出品 | 虎嗅汽車組
作者 | 王笑漁
編輯 | 周到
頭圖 | 《九品芝麻官》
最近,我身邊一位 " 廠二代 " 朋友,把保時捷 Panamera 換了特斯拉 Model S Plaid。
他本想開着這台 " 千匹性能猛獸 " 在女朋友面前好好炫耀一番 " 百公裏加速 2 秒内的快感 ",結果人家女生坐上副駕的第一話就是:" 你家道中落了嗎?"
我這朋友趕忙解釋道:" 這不是二手的,這可是新款 Model S。" 女生又接着説到:" 我説你這方向盤,你買個特斯拉還要分期付款啊,方向盤只給半個。"
圖片源自:@Marques Brownlee
半幅方向盤,是新一代 Model S 上為數不多的設計亮點之一,馬斯克管它叫 "Yoke 方向盤 "。
與方向盤上半部分一起被 " 砍掉 " 的,還有物理的換擋撥杆和轉向燈撥杆。特斯拉将轉向燈、鳴笛、雨刮等功能都以觸控按鍵的形式被集成在方向盤上,而換擋則需要駕駛員在螢幕上通過觸控的方式換擋,向上滑是前進,向下滑是倒車。
不要問為何這麼設計,問就是半幅方向盤拍照好看——握着特斯拉 Model S 的 Yoke 方形盤,上面穿着始祖鳥,頭上戴着 Ralph Lauren,下面穿着 lululemon,手腕戴着 Apple Watch,腳上穿着 Salomon。中產精英們的日常穿搭,也不過如此。
圖片源自小紅書
然而,國產造車新勢力的車主們,迫不及待地想要擁有 " 網紅特斯拉同款 ",但又奈何自家原廠沒有半幅方向盤可以選配,所以只能通過第三方改裝廠來實現 " 精致出街 "。
看來,大家都喜歡單手難以掌控的感覺。
半幅方向盤,林志穎的最愛
造價上千萬的 F1 賽車,不是人人都有機會能摸一下,但 F1 賽車的平替方向盤,努力夠一夠還是能摸得着的。7 月 1 号剛官降了一波的 Model S,只要 77.39 萬元(選配再加 2000)就能把 Yoke 方向盤帶回家。實在不行,國產智己 LS7 也有半幅方向盤,28.98 萬元就能裝出上千萬的腔調。
如果預算實在緊張,還可以選擇第三方改裝。
從事特斯拉改裝的品牌方負責人告訴虎嗅,Yoke 方向盤的改裝價格從 1000-4000 元不等,他們家采用 " 工貿一體 " 的模式,每年要改上百台特斯拉。這其中還包括了林志穎的那台 Model 3 Performance," 我們也給過林志穎去裝車體驗,他用來下賽道。"
萬一改裝廠也消費不起,可以自己動手。
"Yoke 方向盤在某寶買的,拆方向盤的過程沒那麼難 "。一位特斯拉 Model 3 女車主,在分享改裝特斯拉方向盤的經歷時表示。在拆方向盤時,她不小心弄壞了方向盤的内部線路,最後是通過官方維修才把原廠方向盤裝了回去。然而,這位特斯拉車主并未放棄。在吸取了第一次的教訓之後,她表示第二次只用了 10 分鍾就改裝好了 Yoke 方向盤。
一位特斯拉車主正在自己改裝 Yoke 方向盤(截圖來自小紅書)
即便安裝過程和使用過程都存在一定的風險,想改裝半幅方向盤的人依舊趨之若鹜。畢竟,誰不想跟 F1 賽車手一樣的姿勢開車呢?
這裏需要科普一下,F1 的方向盤曾經也 " 圓 " 過。
最早期的 F1 賽車方向盤,是由木頭和金屬制成。因為,沒有轉向助力方向盤的直徑都比較大,以方便轉向。同時,當年的車手都要佩戴皮手套來增加與方向盤的摩擦力同時防止手部受傷。
上個世紀 60-70 年代,賽車的高度越來越低,駕駛艙也變的越來越小,所以方向盤尺寸也随之變小。
在 1971 年,出于安全考慮,賽事委員會提出一項規則——要求座艙的設計必須保證車手可以在 5 秒鍾内被救出。因此,此後的十年中方向盤被越做越小。而現在的 F1 賽車方向盤,基本就往矩形發展了。
一方面,這能夠給車手騰出腿部空間,避免激烈駕駛過程中,方向盤和車手大腿產生幹涉;另一方面,車手駕駛 F1 為半躺姿勢,車手視線并不是很好,為獲得更好的視野表現;最後,F1 賽車為保證車手走線足夠精準,設定的轉向比很小,基本保持在 10:1 附近。此時,方向盤只需轉過一個較小的角度,就能完成轉彎,所以矩形方向盤完全滿足使用需求。
然而,用着普通乘用車上圓形方向盤的轉向比,卻挂着 F1 賽車的矩形方向盤,顯然是不合理的。但很多帶貨博主和改裝店家,為了把半幅方向盤賣給你,會用 " 習慣習慣就好了 " 的話術給你洗腦。
" 大概需要五天左右,來适應窄位抓控的問題。其次就是右轉的時候,因為右手抵在胸前了,感覺是類似在左手單握方向盤,會有種‘沒把握’的感覺。" 某專注特斯拉後市場的博主就表示,以上不習慣,開兩周左右會适應。 " 我現在單手開 Yoke,原地窄路調頭什麼都不是問題,缺口的位置有點類似助力球的感覺,熟悉了挺靈活。"
車主是習慣了,但萬一車子交給家人或者朋友,别説輕微的剮蹭了,一旦刹車踩錯再疊加方向盤亂打,這鍋大概率又要甩給 " 特斯拉失靈 " 了。
沒有金剛鑽,就别攬瓷器活
最近,網上開始流傳一個消息:" 半幅式方向盤接下來可能不允許上公告 "。
所謂 " 公告 ",指的是工信部《道路機動車輛生產企業及產品公告》,上公告的意義在于,只有登上公告,車輛才能獲批生產,代表着汽車生產的合法性。
不允許上公告,一定程度上意味着國内以後将不會出現原廠搭載半幅式方向盤的新車。雖然半幅方向盤的禁令懸而未定,但眾多已量產 / 已規劃半幅方向盤的車企,開始着重準備全幅方向盤的備用方案。在售的半幅方向盤車型,也很可能成為絕版。
其實,真正決定半幅方向盤是否安全的,并不是方向盤的形狀,而是轉向系統。
傳統圓形方向盤和半幅方向盤在日常行車的時候,差異并不大。像日常變換車道、完成左右轉的時候,方向盤在 180 度以内的旋轉,兩者的駕駛感受接近。
但在低速工況下,半幅方向盤的麻煩就來了。尤其是調頭、倒車入庫等場景,需要駕駛員反復轉動方向盤。這個時候,半幅方向盤就只能用 " 搓輪 " 了。
像雷克薩斯 RZ,在半幅方向盤上采取的是線控可變的轉向比方案,其旨在取消方向盤和轉向執行機構的物理連接,讓轉向傳動比可以根據駕駛場景來實時調節。這使得,方向盤從最左轉到最右也不到 1 圈,駕駛過程中駕駛者不需要進行換手,一定程度上增加了轉向的容錯率。
簡而言之,具備可變轉向比的半幅方向盤,更安全。
説到這,我們需要補充一個概念:轉向比,它又叫轉向傳動比,是指方向盤轉向角度與車輪轉向角度之比。例如方向盤向左轉動了 60° 角,而車輪則向左轉動了 30° 角,轉向比就是 2:1。
轉向比越大,意味着要使車輪轉向達到指定的距離,方向盤需要旋轉的幅度就越大。在轉向助力一樣時,轉向比越大旋轉方向盤所需要的力度就越小,即是越省力。相反地,轉向比越小方向盤所需旋轉的幅度越小,轉向反應就越快,也就是常説的指向精準、操控好。
通常,大型貨車的轉向比較大,而家用車的轉向比較小。所以,貨車和客車的方向盤特别大,司機完成一個轉向動作需要扭轉幾圈方向盤,但家用車就只需要較小的方向盤轉動幅度,即可完成轉向。
此外,不同的用車場景往往需要不同大小的轉向比,譬如速度較低(泊車)或者轉向角度較大時,提供較小的傳動比會更方便;速度較高(跑高速)或者轉向角度較小時,需提供較大的傳動比,從而提高車輛的穩定性。
其實,機械式可變轉向比系統早已成為了不少運動型轎車的标配。但大多采用 " 齒輪齒條機構 ",通過特殊工藝加工齒距間隙不相等的齒條。這樣方向盤轉向時,齒輪與齒距不相等的齒條齧合,轉向比就會發生變化,中間位置的左右兩邊齒距較密——以此來實現可變轉向比。
但這種齒輪機構的缺點在于,齒比變化範圍有限,并且不能靈活變化。
雖然轉向系統正在快速向電氣化轉變,但過去始終都存在着機械結構。比如從最初的純機械轉向系統,到後來的機械式液壓助力轉向、電液助力轉向,再到如今的電動助力轉向,電子系統所占的比重越來越大。因為,只要是有機械結構的存在,那麼車的轉向比就會一個物理限制。
這時,線控轉向技術就應運而生了。
完全取消機械連接的線控轉向技術,就相當于打開了這個上限。由于它的轉向力矩完全依靠下轉向執行器來輸出,而下轉向執行器輸出力的方向和大小依賴于控制算法給定的控制信号,換而言之,轉向完全由控制算法説了算。哪怕你想實現往左打方向,車向右轉,也可以實現。
例如,豐田這套名為 One Motion Grip 的線控轉向技術,選擇采用按照車速的靈活轉向齒比算法。在低車速時,轉向齒比控制在 5:1 的低齒比下,轉向角度不超過 150 度,可以達到 F1 賽車的轉向手感并且大幅度轉向不需要手接手操作。
在高車速時,為了保證更好的直線穩定性采用了漸進齒比,中心區高齒比邊緣區低齒比。同時為了自動駕駛功能,特别設計了人工駕駛和自動駕駛交接時的平滑過渡。并且通過轉向電機的電流,經過算法轉化成回饋力扭矩,讓駕駛者能夠路感更加清晰。
這樣一來,即便是在方向盤體積大幅減小的情況下,仍然可以做到比較合适的轉向齒比,以此來避免特斯拉 Model S 車主面臨的大幅度轉向手接手操作困難的窘境。
線控轉向技術,能為車輛帶來好處很多:第一,方向盤和轉向軸之間不存在機械連接,駕駛艙的空間更大了;第二,轉向操縱需求以純電子方式傳輸至轉向軸,可玩性更高了;第三,轉向齒比和轉向回饋力可通過電控靈活調節,實現可變轉向比。
至于為何不采用更先進的轉向系統,馬斯克曾説道:" 特斯拉汽車想要實現漸進式轉向功能,需要復雜的傳動裝置或無需機械直接連接的線控傳動裝置,盡管實現該功能的過程會很復雜,但特斯拉仍會繼續探索,預計幾年内實現這一目标。"
馬斯克説的話,大家聽聽就好了。
下一步,該取消方向盤了
在特斯拉 " 砍掉 " 半個方向盤之後,下一步大概率就是取消方向盤了。
早在 2019 年的 Autonomy Day 活動中,特斯拉 CEO 埃隆 · 馬斯克就承諾,他的公司将在兩年内交付一輛沒有方向盤的汽車。雖然這還沒有發生,但當時馬斯克説:" 一旦監管機構對我們沒有方向盤感到滿意,我們就會删除它。方向盤被拿走的概率是 100%。"
與許多汽車制造商一樣,特斯拉已經實現了通過電機和執行器來完成驅動控制,以配合特斯拉的 Autopilot 輔助駕駛功能,但它的轉向系統仍然有機械連接。而如今,線控轉向技術和法規的逐步成熟,則勢必能讓特斯拉的 Autopilot 更上一層樓。
傳統轉向系統(左)、線控轉向系統(右)
線控轉向,一度被業内認為是自動駕駛 " 必選項 "。當下很多自動駕駛車并未采用線控轉向,但有了線控轉向,自動駕駛的落地會更加順利。
在自動駕系統的執行環節,以往是由自動駕駛系統發出一個電信号指令給到執行器,最後才完成機械的動作。然而,線控轉向相當于化繁為簡。比如豐田的線控轉向系統,就包括方向盤位置的轉向扭矩執行器和轉向軸位置的轉向控制執行器組成。
方向盤扭矩和方向盤角度信号作為轉向控制的輸入量,與可變轉向齒比功能結合計算出目标前輪角度控制變量,送入轉向控制執行器當中的角度反饋控制器,基于前輪角度和電機電流進行精準控制。
由于是電信号傳輸,所以線控轉向系統相比原來包含機械結構的傳統系統,在響應速度和控制精度方面有一定優勢。在配合自動駕駛系統時,也就可以更快、更準的執行指令,進而提升安全性。
但線控轉向需要解決的核心問題,還是安全。
" 冗餘設計,是線控轉向的标準配置 ",清華大學蘇州汽車研究院智能底盤所副所長高峰曾表示:" 在脱離了駕駛員和脱離了機械直接幹預的情況下,冗餘系統進行備份或者提供一定功能或進行智能特征的性能優化。"
最早在 2014 年,引入線控轉向概念的英菲尼迪,曾用了 " 三重冗餘 "。在英菲尼迪 Q50 上,足足用了 3 個獨立的 ECU 行車電腦,車輛必須要至少 ECU 發出相同的指令才能完成轉向,同時英菲尼迪還準備了備份機械轉向,ECU 故障後系統會立即接合離合器,恢復機械轉向連接。
以成本控制著稱的豐田,則只用到 " 雙冗餘 "。
豐田采用的故障可操作級别轉向系統,從電源、通信總線、扭矩傳感器、電機角度傳感器、微處理器、功率驅動和電機線圈各方面都做到了冗餘和差異化。另外,系統中好加入了備用供電模塊,基于锂電池和電容在傳統發電機和 12V 電源的基礎上,提高系統供電的穩定性。
理論上來説,在一套系統故障失去功能的情況下,另一套系統可有效接管并執行必要的轉向操作。這恰恰是為了自動駕駛成為現實提供了必要條件。
所以,半幅方向盤 + 線控轉向才是顏值、功能和安全兼具的 " 完全體 "。
寫在最後
最後,一個冷知識是,用半幅方向盤比很多人用圓形方向盤更安全。
因為,在使用半幅方向盤的時候,需要你嚴格遵循三九點握法。在轉彎的時候,嚴格打滿 180 度再換手,也不會出現抓空的問題。只有當你在圓形方向盤上養成了不良的駕駛習慣時,到了半幅方向盤上才會出現手忙腳亂的情況。
對于習慣不好的駕駛者來説,把刹車踩對了,把方向盤握好了,説起來容易做起來難。