一个简单而复杂的问题电动助力转向机的调校技术

为什么每个汽车制造商在转向机调校问题上都遵循着自己的哲学？其背后隐藏着多少投入和什么技术？方向盘不久就会退役吗？ams车评在工业界进行了调查

当

测试车回到地库冷却时，空气中散发着机械汗水的味道——炙烤的金属以及刹车片的气味。全编辑部的人都在热议这辆车，然后便开始总结、测量数据和主观评价。在对比测试中会有25分作为转向机、操控性和驾驶乐趣的评价，而后者在很大程度上取决于转向机。

反馈的细节如何呢？会不会有令人讨厌的路面反馈？回馈力度怎么样？直线循迹性怎样？这是广大读者期待我们做出的权威回答的问题。鉴于汽车厂商对我们的评价很少产生质疑，我们显然在绝大多数情况下是正确的。不过这个问题同汽车制造商有什么关系呢？保时捷、奔驰和采埃孚公开了调校工作的细节，这让我们对车辆调校有了些许认识。

是啊，我们当然知道底盘设计以及车身刚度和整车质量都影响转向感，不过这次我们要探究转向机本身的因素。

保时捷：又使一个传奇受到伤害

没有人会真的替保时捷感到遗憾，可是这看起来至少有些荒谬：911采用了一种新技术，车迷们立刻预感到末日的来临，或许至少感觉这位跑车世家要破产了。不过相反的是它们每年年底都一再宣布营业额和利润都创造了记录。推出991这代车型就遵循了这个传统。电动助力转向机的缩写是EPS，这在以前属于“危险”之物。“很清楚，这种技术仅仅由于可比液压转向助力节省1.5%的燃油就应当采用”，保时捷转向系统负责人克里斯托夫·比特纳说。今天这在所有车型中均属于标准配置，几乎没有一个顾客对此进行抱怨。在我们这里转向机也由于反馈多、舒适性好和保持有力的反馈获得了最高评价。比特纳知道这其中的原因，他说：“在991中，我们首次用转向机调节器取代了控制器”。这种调节器计算所需要的转向力不像控制器那样依赖综合特性曲线，而是以当前的参数，例如由行驶动力控制装置（PSM）提供的参数为基础。此外，这个系统还考虑到各种行驶路面和行驶状况。另一个优点是液压助力转向工作并不稳定，而电动助力就要稳定许多。

在前置发动机车型行驶动力系统研发中负责转向机的多米尼克·哈特曼请我坐在Macan GTS的驾驶座上。我们在这里首次自己试验调节调节器，在汽车行驶时可以体验不同的特性曲线。这如同在大学里测试自己的毕业设计，在测试场跑到第二圈时我就很清楚了：较之前普通版Macan，GTS保持了人们所期望的直接性，特别是高速弯提供了细致的反馈，而在直线出口处提供较好的舒适性，这使得注意力不必完全集中在转向上，这对长途行驶是有利的。

差别很大吗？不大。可是一个重要的细微差别对投入这么多事必须的。“为了使力能从路面传到方向盘上，我们假设为此需要5000牛，但仅仅调节电动机的惯性就会用掉其中的2000牛。所以电动助力转向系统必须产生高达1吨的反馈力，才能保证方向盘获得足够的路感。调节器可以实时模拟这些反馈力，这是这种技术的另一个优点。在调校时这对我们很有帮助，”哈特曼说。尤其是保时捷必须对特殊的要求做出反应：许多跑车的拥有者希望得到可控的转向过度——即漂移。“这时保证车辆尽量可控是极为复杂的任务。因为电子稳定程序自己的任务是尽量保持直线行驶。因此一个好的电子系统是很重要的”，负责后置发动机车型转向机调校的克莱门斯·施米德雷尔补充说。

它带来了一辆911 Turbo，后轮转向系统为标准配置。在测试时可以通过鼠标点击改变为另一种转向感，这样可以随时变得保守或比较敏锐。不过无论如何都表明所选择的标准调校是各种路况中最佳的，它把直接性、反馈力度和舒适性相互结合，这正是我们喜欢保时捷转向机的原因所在。“当然一款后轮转向的保时捷也必须提供最典型最朴实的转向感。现有技术让车辆反应更直接、高速时更稳定”，施米德雷尔说。那么后轮转向适合所有车型吗？克里斯托夫·比特纳只是笑笑，未作回答。他在转向机技术方面还看到了什么潜力呢？减重，没错需要降低转向机的惯性和质量。

奔驰：很舒适，但是不能不惜一切代价

梅赛德斯奔驰转向系统研发负责人格霍戈尔·库格尔曼介绍说，奔驰进行测试时要让转向感不那么引人注目，这对他们来说是调校的重点。转向感因为反馈细腻而显得特别“丝滑”，这也使得它不那么“直接”。因为过分的直接并不是奔驰所需要的。

“一些车型的顾客当然希望行驶性能具有动感，我们一方面通过不同的齿条间距，另一方面则选用比较直接的传动比来实现。”例如奔驰GLE Coupe转向机就使用了17.4：1的传动比，而普通GLE则使用18.9：1来传动。这些参数是在研发早期就确定的，然而库格尔曼及其团队进行了数千公里的测试，以使每款车型都能在奔驰品牌典型的转向感范围内进行恰当的调校。

那么线控转向系统（Steer by wire）的技术情况如何呢？库格尔曼不以为然地说：“这极其复杂，目前还要有一个反馈平台——转向柱。如果汽车完全无人驾驶了，这套系统必须绝对安全。到了那时线控转向系统就会有吸引力了。”在此之前库格尔曼主要研究后轮转向问题。他说：“这是一种令人感兴趣的技术，我们必须仔细地审视。”另外2019年推出的新款S级会因此变得更易于驾驶和更安全。

奥迪：测量人的大脑

对奥迪而言，新款Q7至少是推出全轮转向机的契机。“由于很多顾客经常在城市中使用，因为我们想改善其转向灵便性”。奥迪转向机研发负责人米歇尔·伦内佩尔讲述采取这一技术的工作特性。汽车速度低于50公里时，后轮相对前轮最大反转5度，这相当于轴距缩短了28厘米。此外，现在大型SUV的电动助力转向取代了液压助力转向机。因为目前电动助力可以实现高达17.5千牛的转向力，因此自重很大的车辆也可配以电动助力转向系统。不言而喻还有额外的辅助功能和油耗。根据车型和驾驶风格，百公里油耗最多可降低0.6升。

此外奥迪还坚持一个特点：动态转向机。动态转向机通过一个叠加传动机构根据车速能将其传动比改变达到100%。据称，这种转向机可提供特别多的灵活性和直接性。可降低在摩擦系数不同的地面刹车时转向补偿的角度。这特别有助于不熟练的驾驶者应对这种突发情况”，底盘研发负责人霍斯特·格拉泽补充说。

特别是这一系统，所有奥迪转向机因反馈和准确性一般也经常受到批评。克里斯蒂安·席默尔在奥迪负责底盘性能和转向感，它熟悉这个问题。他说：“到目前为止转向舒适性在奥迪是首要地位，包括循迹能力、噪声、灵活性和克服路面上的坑洼。不过为此会影响汽车的准确性和反馈。”

为了解决这个矛盾，奥迪现在在底盘方面将所有有关的专业方面问题均纳入转向机调校。此外，席默尔还采用一个科学方案。他说：“我们以神经病学测量为基础制成一个人体体感觉模型，以便我们从测量中查明驾驶者的感觉印象。”

其结果是在测量和驾驶者的感觉之间出现了差异：频率高于15赫兹对人而言就不是有益的信息。因此我们也不需要重视这些频率。尽管从行驶路面的反馈和附着力水平较竞争对手仍有差距，但实际上从新Q7、A4上已经有了明显的改进。奥迪要采取的下一个步骤是什么呢？除了进一步改进转向感外，把动态转向机和后桥转向机结合起来可能出现在下一代A8中，以提高行驶活力。

采埃孚：向紧凑级车提供高技术

汽车配件供应商采埃孚现在也加强了对后桥转向机的关注。“这种技术的下一代产品在价格方面对紧凑级车也很有吸引力。”采埃孚机械电子系统研发负责人弗兰克·贝尔格说。目前这种技术在这一级别车中只提供给雷诺梅甘娜GT。由于这种技术很难同扭力梁结构结合起来，采埃孚同时还研发了一种相应的结构。转向机的零件呢？来自前橋电动助力转向系统是标准的模块化。它行驶起来越发沉稳，在任何情况下行驶状态都很可靠，此外调动车头也易如反掌。

一个有趣的花絮：在试验车大众汽车高尔夫上，通过中控台的按钮可以控制后轮转向的反应。不过更主要的优点是：如果后轮转向了，前轮的转向角就可以适当缩小，这可以节省结构空间并安装更重要的部件。

电动助力转向系统有很明显的优点，相对于液压助力系统，百公里油耗可降低0.3升。目前市场上供应了5种不同型号的电动助力转向系统，它们适应不同的车辆方案、碰撞要求以及预算。

因此基本技术经常来自配件供应商，而在个别情况下来自汽车制造商。不过它们必须总关注适合它们的转向感、以及复杂的调校过程。届时，我们又可以讨论它们的调校结果是否令人们满意。