方向盤技術(shù)的革命風(fēng)暴

　　作為車主行車的必備模塊，方向盤對(duì)駕駛的作用不言而喻，在汽車整體科技的不斷演進(jìn)發(fā)展階段，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也發(fā)生了天翻地覆的變化。從最早的不可助力轉(zhuǎn)向到根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的助力轉(zhuǎn)向;從更為先進(jìn)的隨速助力轉(zhuǎn)向衍生到自定義話的助力轉(zhuǎn)向模式設(shè)置，汽車制造商們希望讓用戶的駕駛感受更加輕松安全。

　　由機(jī)械化走向智能化

　　現(xiàn)在幾乎所有的轎車上都使用了助力轉(zhuǎn)向，但是助力轉(zhuǎn)向有很多種。

　　第一種是不可變助力轉(zhuǎn)向，也稱機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。是依靠駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力來實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向，一般經(jīng)濟(jì)型轎車使用機(jī)械液壓助力系統(tǒng)的比較多。大家應(yīng)該還記得那會(huì)考駕照倒樁時(shí)搬老桑塔納的方向盤有多費(fèi)勁嗎?沒錯(cuò)，那就是不可助力的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

　　第二種是隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的可變化助力轉(zhuǎn)向。通常國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上十幾萬的中級(jí)車乃至二十幾萬的中高檔車上比較常見。這種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比于前者，能使轉(zhuǎn)向操縱更靈活、輕便。

　　但是，它的設(shè)計(jì)并不完美：如果所設(shè)計(jì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是為了減小汽車在停車或低速行駛狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力，則當(dāng)汽車以高速行駛時(shí)，這一動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)使轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力顯得太小，不利于對(duì)高速行駛的汽車進(jìn)行方向控制;反之，如果所設(shè)計(jì)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是為了增加汽車在高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向力，則當(dāng)汽車停駛或低速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤就會(huì)顯得非常吃力。

　　第三種是現(xiàn)在比較先進(jìn)的隨速助力轉(zhuǎn)向，也叫動(dòng)力隨速轉(zhuǎn)向，一般在高檔車上有所搭載。就是在動(dòng)力助力轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)平臺(tái)上增加一些系統(tǒng)：在轉(zhuǎn)向柱上增加了調(diào)整轉(zhuǎn)向角度電機(jī)，這種助力轉(zhuǎn)向的相較于前兩種的優(yōu)點(diǎn)是，在低速行駛時(shí)助力大，比如在停車入位時(shí)，方向盤比較輕，操作靈活;而在高速行駛時(shí)助力小，方向盤感覺比較重，會(huì)覺得車輛很穩(wěn)，好掌握，不發(fā)飄。

　　還有一種轉(zhuǎn)向，其實(shí)從某種意義上說是隨速轉(zhuǎn)向的衍生品，叫做可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。例如剛剛結(jié)束的廣州車展上，北京現(xiàn)代推出的新車名圖。其MDPS電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)非常智能，這套系統(tǒng)能根據(jù)車輛行駛速度，通過電液轉(zhuǎn)換器確定輸給轉(zhuǎn)向盤的作用力，減少駕車者在高速行駛時(shí)方向盤”飄”的感覺，而且在低速行駛時(shí)也能給駕駛者以持續(xù)輕盈的轉(zhuǎn)向助力。

　　電動(dòng)式MPDS是利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向)傳感器會(huì)”感覺”到轉(zhuǎn)向盤的力矩和擬轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，這些信號(hào)會(huì)通過數(shù)據(jù)總線發(fā)給電子控制單元，電控單元會(huì)根據(jù)傳動(dòng)力矩、擬轉(zhuǎn)的方向等數(shù)據(jù)信號(hào)，向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出動(dòng)作指令，從而電動(dòng)機(jī)就會(huì)根據(jù)具體的需要輸出相應(yīng)大小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)向。如果不轉(zhuǎn)向，則本套系統(tǒng)就不工作，處于standby(休眠)狀態(tài)等待調(diào)用。

　　可變轉(zhuǎn)向比(齒比)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)-主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

　　主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在方向盤系統(tǒng)中裝置了一套根據(jù)車速調(diào)整轉(zhuǎn)向傳動(dòng)的變速箱。這個(gè)系統(tǒng)包含了一個(gè)拳頭般大小的行星齒輪，以及兩根輸入軸。其中一根輸入軸連接到方向盤，另一根則通過螺旋齒輪，由電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行控制。

　　筆者曾和負(fù)責(zé)寶馬主動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的項(xiàng)目經(jīng)理菲利普•孔恩博士(Philip Köhn)有所交流，他解釋道：”當(dāng)車速較低時(shí)，控制馬達(dá)與轉(zhuǎn)向管柱呈同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以增加轉(zhuǎn)向角度;而當(dāng)高速行駛時(shí)，控制馬達(dá)呈反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減少轉(zhuǎn)向角度。"

　　主動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制組件與引擎的電子零件、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)(DSC)和兩只偏航率傳感器相聯(lián)相通。依據(jù)這些系統(tǒng)提供的信息，它以平均每秒100次的運(yùn)算速度，提供最實(shí)時(shí)、最理想的轉(zhuǎn)向角度。系統(tǒng)通過測(cè)量轉(zhuǎn)向角度，可以掌握駕駛者的意圖。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)依據(jù)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)可以計(jì)算出車速，而偏航率傳感器則可隨時(shí)監(jiān)控車輛垂直軸的穩(wěn)定性。對(duì)于新5系是否行駛在理想線路上或是有偏離路線的趨勢(shì)，主動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)始終都能明察秋毫。

　　當(dāng)發(fā)生特別緊急的情況時(shí)，例如閃避，所有的汽車都會(huì)自然地發(fā)生轉(zhuǎn)向過度的現(xiàn)象。主動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在一開始就能察覺，并于毫秒之內(nèi)相應(yīng)地調(diào)整轉(zhuǎn)向角度。也就是說，系統(tǒng)能在駕乘者不知不覺中自動(dòng)地反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來平衡車身，從而提高了行車安全性。而如果主動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自身不足以讓車輛維持穩(wěn)定的先進(jìn)路線時(shí)，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)將及時(shí)介入，降低引擎馬力或?qū)€(gè)別車輪施以剎車。

　　萬一控制軟件失效了，寶馬工程師早已料想到這點(diǎn)。在純粹的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向由電子信號(hào)控制，方向盤與車輪之間并沒有直接的機(jī)械結(jié)構(gòu)相聯(lián)。配備主動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的新5系則與其不同，即使系統(tǒng)發(fā)生故障，仍然能進(jìn)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作，只不過其轉(zhuǎn)向角度無法增加或減少。因軟件障礙而造成嚴(yán)重的轉(zhuǎn)向失誤也是絕對(duì)不允許發(fā)生的，菲利普•孔恩博士解釋道："所有的信息分別在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)中以不同方式進(jìn)行分析，只有兩臺(tái)的結(jié)果相同時(shí)指令才被接受，如果結(jié)果出現(xiàn)矛盾，系統(tǒng)就會(huì)自行關(guān)閉。

　　奔馳的直接轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是第一種方式的典型代表，它主要是在”齒輪齒條機(jī)構(gòu)”的”齒條”上做文章，通過特殊工藝加工齒距間隙不相等的齒條，這樣方向盤轉(zhuǎn)向時(shí)，齒輪與齒距不相等的齒條嚙合，轉(zhuǎn)向比就會(huì)發(fā)生變化，中間位置的左右兩邊齒距較密，齒條在這一范圍內(nèi)的位移較小，在小幅度轉(zhuǎn)向時(shí)(例如變線、方向輕微調(diào)整時(shí))，車輛會(huì)顯得沉穩(wěn)，而齒條兩側(cè)遠(yuǎn)端的齒距較疏，在這個(gè)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，齒條的相對(duì)位移會(huì)變大，所以在大幅度轉(zhuǎn)向時(shí)(如泊車、掉頭等)，車輪會(huì)變得更加靈活。

　　這種技術(shù)除了對(duì)齒條的加工工藝要求比較嚴(yán)格之外，并沒有多少”高科技”在其中，缺點(diǎn)在于齒比變化范圍有限，并且不能靈活變化，而優(yōu)勢(shì)也很明顯--完全的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可靠性較高，耐用性好，結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)單。