一個簡單而復(fù)雜的問題電動助力轉(zhuǎn)向機(jī)的調(diào)校技術(shù)

為什么每個汽車制造商在轉(zhuǎn)向機(jī)調(diào)校問題上都遵循著自己的哲學(xué)？其背后隱藏著多少投入和什么技術(shù)？方向盤不久就會退役嗎？ams車評在工業(yè)界進(jìn)行了調(diào)查

當(dāng)

測試車回到地庫冷卻時(shí)，空氣中散發(fā)著機(jī)械汗水的味道——炙烤的金屬以及剎車片的氣味。全編輯部的人都在熱議這輛車，然后便開始總結(jié)、測量數(shù)據(jù)和主觀評價(jià)。在對比測試中會有25分作為轉(zhuǎn)向機(jī)、操控性和駕駛樂趣的評價(jià)，而后者在很大程度上取決于轉(zhuǎn)向機(jī)。

反饋的細(xì)節(jié)如何呢？會不會有令人討厭的路面反饋？回饋力度怎么樣？直線循跡性怎樣？這是廣大讀者期待我們做出的權(quán)威回答的問題。鑒于汽車廠商對我們的評價(jià)很少產(chǎn)生質(zhì)疑，我們顯然在絕大多數(shù)情況下是正確的。不過這個問題同汽車制造商有什么關(guān)系呢？保時(shí)捷、奔馳和采埃孚公開了調(diào)校工作的細(xì)節(jié)，這讓我們對車輛調(diào)校有了些許認(rèn)識。

是啊，我們當(dāng)然知道底盤設(shè)計(jì)以及車身剛度和整車質(zhì)量都影響轉(zhuǎn)向感，不過這次我們要探究轉(zhuǎn)向機(jī)本身的因素。

保時(shí)捷：又使一個傳奇受到傷害

沒有人會真的替保時(shí)捷感到遺憾，可是這看起來至少有些荒謬：911采用了一種新技術(shù)，車迷們立刻預(yù)感到末日的來臨，或許至少感覺這位跑車世家要破產(chǎn)了。不過相反的是它們每年年底都一再宣布營業(yè)額和利潤都創(chuàng)造了記錄。推出991這代車型就遵循了這個傳統(tǒng)。電動助力轉(zhuǎn)向機(jī)的縮寫是EPS，這在以前屬于“危險(xiǎn)”之物?！昂芮宄?，這種技術(shù)僅僅由于可比液壓轉(zhuǎn)向助力節(jié)省1.5%的燃油就應(yīng)當(dāng)采用”，保時(shí)捷轉(zhuǎn)向系統(tǒng)負(fù)責(zé)人克里斯托夫·比特納說。今天這在所有車型中均屬于標(biāo)準(zhǔn)配置，幾乎沒有一個顧客對此進(jìn)行抱怨。在我們這里轉(zhuǎn)向機(jī)也由于反饋多、舒適性好和保持有力的反饋獲得了最高評價(jià)。比特納知道這其中的原因，他說：“在991中，我們首次用轉(zhuǎn)向機(jī)調(diào)節(jié)器取代了控制器”。這種調(diào)節(jié)器計(jì)算所需要的轉(zhuǎn)向力不像控制器那樣依賴綜合特性曲線，而是以當(dāng)前的參數(shù)，例如由行駛動力控制裝置（PSM）提供的參數(shù)為基礎(chǔ)。此外，這個系統(tǒng)還考慮到各種行駛路面和行駛狀況。另一個優(yōu)點(diǎn)是液壓助力轉(zhuǎn)向工作并不穩(wěn)定，而電動助力就要穩(wěn)定許多。

在前置發(fā)動機(jī)車型行駛動力系統(tǒng)研發(fā)中負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向機(jī)的多米尼克·哈特曼請我坐在Macan GTS的駕駛座上。我們在這里首次自己試驗(yàn)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器，在汽車行駛時(shí)可以體驗(yàn)不同的特性曲線。這如同在大學(xué)里測試自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在測試場跑到第二圈時(shí)我就很清楚了：較之前普通版Macan，GTS保持了人們所期望的直接性，特別是高速彎提供了細(xì)致的反饋，而在直線出口處提供較好的舒適性，這使得注意力不必完全集中在轉(zhuǎn)向上，這對長途行駛是有利的。

差別很大嗎？不大?？墒且粋€重要的細(xì)微差別對投入這么多事必須的。“為了使力能從路面?zhèn)鞯椒较虮P上，我們假設(shè)為此需要5000牛，但僅僅調(diào)節(jié)電動機(jī)的慣性就會用掉其中的2000牛。所以電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須產(chǎn)生高達(dá)1噸的反饋力，才能保證方向盤獲得足夠的路感。調(diào)節(jié)器可以實(shí)時(shí)模擬這些反饋力，這是這種技術(shù)的另一個優(yōu)點(diǎn)。在調(diào)校時(shí)這對我們很有幫助，”哈特曼說。尤其是保時(shí)捷必須對特殊的要求做出反應(yīng)：許多跑車的擁有者希望得到可控的轉(zhuǎn)向過度——即漂移?！斑@時(shí)保證車輛盡量可控是極為復(fù)雜的任務(wù)。因?yàn)殡娮臃€(wěn)定程序自己的任務(wù)是盡量保持直線行駛。因此一個好的電子系統(tǒng)是很重要的”，負(fù)責(zé)后置發(fā)動機(jī)車型轉(zhuǎn)向機(jī)調(diào)校的克萊門斯·施米德雷爾補(bǔ)充說。

它帶來了一輛911 Turbo，后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)配置。在測試時(shí)可以通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊改變?yōu)榱硪环N轉(zhuǎn)向感，這樣可以隨時(shí)變得保守或比較敏銳。不過無論如何都表明所選擇的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)校是各種路況中最佳的，它把直接性、反饋力度和舒適性相互結(jié)合，這正是我們喜歡保時(shí)捷轉(zhuǎn)向機(jī)的原因所在?！爱?dāng)然一款后輪轉(zhuǎn)向的保時(shí)捷也必須提供最典型最樸實(shí)的轉(zhuǎn)向感。現(xiàn)有技術(shù)讓車輛反應(yīng)更直接、高速時(shí)更穩(wěn)定”，施米德雷爾說。那么后輪轉(zhuǎn)向適合所有車型嗎？克里斯托夫·比特納只是笑笑，未作回答。他在轉(zhuǎn)向機(jī)技術(shù)方面還看到了什么潛力呢？減重，沒錯需要降低轉(zhuǎn)向機(jī)的慣性和質(zhì)量。

奔馳：很舒適，但是不能不惜一切代價(jià)

梅賽德斯奔馳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研發(fā)負(fù)責(zé)人格霍戈?duì)枴旄駹柭榻B說，奔馳進(jìn)行測試時(shí)要讓轉(zhuǎn)向感不那么引人注目，這對他們來說是調(diào)校的重點(diǎn)。轉(zhuǎn)向感因?yàn)榉答伡?xì)膩而顯得特別“絲滑”，這也使得它不那么“直接”。因?yàn)檫^分的直接并不是奔馳所需要的。

“一些車型的顧客當(dāng)然希望行駛性能具有動感，我們一方面通過不同的齒條間距，另一方面則選用比較直接的傳動比來實(shí)現(xiàn)?！崩绫捡YGLE Coupe轉(zhuǎn)向機(jī)就使用了17.4：1的傳動比，而普通GLE則使用18.9：1來傳動。這些參數(shù)是在研發(fā)早期就確定的，然而庫格爾曼及其團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了數(shù)千公里的測試，以使每款車型都能在奔馳品牌典型的轉(zhuǎn)向感范圍內(nèi)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)校。

那么線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Steer by wire）的技術(shù)情況如何呢？庫格爾曼不以為然地說：“這極其復(fù)雜，目前還要有一個反饋平臺——轉(zhuǎn)向柱。如果汽車完全無人駕駛了，這套系統(tǒng)必須絕對安全。到了那時(shí)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就會有吸引力了?！痹诖酥皫旄駹柭饕芯亢筝嗈D(zhuǎn)向問題。他說：“這是一種令人感興趣的技術(shù)，我們必須仔細(xì)地審視?！绷硗?019年推出的新款S級會因此變得更易于駕駛和更安全。

奧迪：測量人的大腦

對奧迪而言，新款Q7至少是推出全輪轉(zhuǎn)向機(jī)的契機(jī)。“由于很多顧客經(jīng)常在城市中使用，因?yàn)槲覀兿敫纳破滢D(zhuǎn)向靈便性”。奧迪轉(zhuǎn)向機(jī)研發(fā)負(fù)責(zé)人米歇爾·倫內(nèi)佩爾講述采取這一技術(shù)的工作特性。汽車速度低于50公里時(shí)，后輪相對前輪最大反轉(zhuǎn)5度，這相當(dāng)于軸距縮短了28厘米。此外，現(xiàn)在大型SUV的電動助力轉(zhuǎn)向取代了液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)。因?yàn)槟壳半妱又梢詫?shí)現(xiàn)高達(dá)17.5千牛的轉(zhuǎn)向力，因此自重很大的車輛也可配以電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。不言而喻還有額外的輔助功能和油耗。根據(jù)車型和駕駛風(fēng)格，百公里油耗最多可降低0.6升。

此外奧迪還堅(jiān)持一個特點(diǎn)：動態(tài)轉(zhuǎn)向機(jī)。動態(tài)轉(zhuǎn)向機(jī)通過一個疊加傳動機(jī)構(gòu)根據(jù)車速能將其傳動比改變達(dá)到100%。據(jù)稱，這種轉(zhuǎn)向機(jī)可提供特別多的靈活性和直接性?？山档驮谀Σ料禂?shù)不同的地面剎車時(shí)轉(zhuǎn)向補(bǔ)償?shù)慕嵌?。這特別有助于不熟練的駕駛者應(yīng)對這種突發(fā)情況”，底盤研發(fā)負(fù)責(zé)人霍斯特·格拉澤補(bǔ)充說。

特別是這一系統(tǒng)，所有奧迪轉(zhuǎn)向機(jī)因反饋和準(zhǔn)確性一般也經(jīng)常受到批評。克里斯蒂安·席默爾在奧迪負(fù)責(zé)底盤性能和轉(zhuǎn)向感，它熟悉這個問題。他說：“到目前為止轉(zhuǎn)向舒適性在奧迪是首要地位，包括循跡能力、噪聲、靈活性和克服路面上的坑洼。不過為此會影響汽車的準(zhǔn)確性和反饋?！?/p>

為了解決這個矛盾，奧迪現(xiàn)在在底盤方面將所有有關(guān)的專業(yè)方面問題均納入轉(zhuǎn)向機(jī)調(diào)校。此外，席默爾還采用一個科學(xué)方案。他說：“我們以神經(jīng)病學(xué)測量為基礎(chǔ)制成一個人體體感覺模型，以便我們從測量中查明駕駛者的感覺印象?！?/p>

其結(jié)果是在測量和駕駛者的感覺之間出現(xiàn)了差異：頻率高于15赫茲對人而言就不是有益的信息。因此我們也不需要重視這些頻率。盡管從行駛路面的反饋和附著力水平較競爭對手仍有差距，但實(shí)際上從新Q7、A4上已經(jīng)有了明顯的改進(jìn)。奧迪要采取的下一個步驟是什么呢？除了進(jìn)一步改進(jìn)轉(zhuǎn)向感外，把動態(tài)轉(zhuǎn)向機(jī)和后橋轉(zhuǎn)向機(jī)結(jié)合起來可能出現(xiàn)在下一代A8中，以提高行駛活力。

采埃孚：向緊湊級車提供高技術(shù)

汽車配件供應(yīng)商采埃孚現(xiàn)在也加強(qiáng)了對后橋轉(zhuǎn)向機(jī)的關(guān)注?！斑@種技術(shù)的下一代產(chǎn)品在價(jià)格方面對緊湊級車也很有吸引力。”采埃孚機(jī)械電子系統(tǒng)研發(fā)負(fù)責(zé)人弗蘭克·貝爾格說。目前這種技術(shù)在這一級別車中只提供給雷諾梅甘娜GT。由于這種技術(shù)很難同扭力梁結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，采埃孚同時(shí)還研發(fā)了一種相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向機(jī)的零件呢？來自前橋電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)的模塊化。它行駛起來越發(fā)沉穩(wěn)，在任何情況下行駛狀態(tài)都很可靠，此外調(diào)動車頭也易如反掌。

一個有趣的花絮：在試驗(yàn)車大眾汽車高爾夫上，通過中控臺的按鈕可以控制后輪轉(zhuǎn)向的反應(yīng)。不過更主要的優(yōu)點(diǎn)是：如果后輪轉(zhuǎn)向了，前輪的轉(zhuǎn)向角就可以適當(dāng)縮小，這可以節(jié)省結(jié)構(gòu)空間并安裝更重要的部件。

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有很明顯的優(yōu)點(diǎn)，相對于液壓助力系統(tǒng)，百公里油耗可降低0.3升。目前市場上供應(yīng)了5種不同型號的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它們適應(yīng)不同的車輛方案、碰撞要求以及預(yù)算。

因此基本技術(shù)經(jīng)常來自配件供應(yīng)商，而在個別情況下來自汽車制造商。不過它們必須總關(guān)注適合它們的轉(zhuǎn)向感、以及復(fù)雜的調(diào)校過程。屆時(shí)，我們又可以討論它們的調(diào)校結(jié)果是否令人們滿意。