据外媒报道,特斯拉(Tesla)最近公布了一项新专利,这项专利可能会改变未来线控转向汽车的操控感受。该专利名为“多圈转向反馈执行器(Multi-turn Steering Feedback Actuator)”,于2026年3月19日正式公布。

该专利由Stephen Alexander Harasym和Joel Timothy Van Rooyen发明,概述了一种专为线控转向系统设计的全新的转向柱总成。它允许方向盘进行更大范围的旋转,同时保持稳固的机械限位。

图片来源:USPTO

当前线控转向系统的问题

在配备线控转向技术的现代车辆中,转向反馈执行器提供阻力,以模拟传统机械转向系统的物理感觉。这类系统需要行程限制器,以防止驾驶员过度转动方向盘,从而损坏其他内部部件。

传统的线控转向执行器使用壳体内部的机械销或限位器来限制方向盘的转动范围。这些传统设计在预设角度处提供刚性硬限位,通常限制在离中心位置正负170度左右。这个特定的限制实际上是180度,但由于内部组件的物理宽度,实际范围会略有缩小,因为组件之间会相互碰撞。

特斯拉的两段式解决方案

为了突破这一旋转限制,特斯拉设计了一种巧妙而相对简单的机械结构。其全新的转向柱总成包括一个带销的输入轴、一个固定壳体和一个被称为止动环的旋转部件。该止动环有两个不同的止动点。第一个止动点用于与壳体啮合,第二个止动点用于与输入轴上的销啮合。

由于止动环在与最终壳体止挡啮合前可以独立旋转,因此整体转向范围大幅增加。这种独特的两段式结构可实现约±340度的转向范围。

与传统系统相比,该装置在保持整体结构紧凑高效的同时,提供了更大的旋转角度。此外,该设计具有高度可调性。工程师可以调整止动环的结构,将运动范围限制在170度到340度之间的任意特定值,该专利甚至指出其运动弧度可达至少540度。

高端触感与可变反馈

特斯拉也十分注重方向盘的触感。猛烈撞击机械限位器可能会让驾驶员感到不适,因此该转向柱总成集成了阻尼元件来减轻冲击。具体来说,特斯拉将使用聚合物O形环,这些O形环位于接触面之外并向外突出。

当驾驶员将方向盘转向至极限位置时,这些O型环会在受到冲击时膨胀,从而提供阻力并缓冲碰撞。这使得驾驶员在到达转向极限位置时能够感受到更加柔和、更高级的操控感。最终,这种改进的触觉反馈极大地提升了整体转向体验。

最后,新的转向柱总成可与现有的反馈系统无缝集成。它利用输入轴上的齿轮或皮带轮连接到皮带传动系统和电机。这种设计使系统能够产生可变的反馈扭矩,成功模拟传统转向齿条的物理阻力和路感。

面向未来

这项专利采用了一种高效的设计,部件数量极少,却完全能够承受高输入扭矩。它有望降低未来特斯拉车辆的制造成本并提高可靠性。无论这项技术是率先应用于即将推出的下一代Roadster还是未来的Cybertruck,特斯拉显然想将其线控转向技术提升到一个新的水平。