詳解電控轉(zhuǎn)向技術(shù) 讓駕駛更加安全便捷

你可否想過，未來某一天的汽車不再需要方向盤就可以操縱自如？或許在今天看來這是不可思議的事情，但它的的確確就發(fā)生了。1996年的時候它還只是一個供業(yè)內(nèi)少數(shù)人研究的課題，而今天它已經(jīng)成為一臺量產(chǎn)車上的零部件，而且這款車已經(jīng)在國內(nèi)正式亮相，或許過不了幾個月你就能從展廳里將它帶回家了。

今天技術(shù)詳解的主角是英菲尼迪最新一代中型運(yùn)動豪華轎車Q50，也就是目前國內(nèi)在售的英菲尼迪G系列的接班人。這款車對于英菲尼迪可謂是個展示技術(shù)研發(fā)能力的極佳平臺，因?yàn)樗鼘⑹侨蚴卓畲钶d電控轉(zhuǎn)向技術(shù)的量產(chǎn)汽車。

什么是電控轉(zhuǎn)向技術(shù)？它其實(shí)是線控技術(shù)在汽車產(chǎn)品上的一種應(yīng)用，而線控技術(shù)的核心就是以電子信號為載體，利用電線作為傳遞指令的渠道將人的意圖傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而避免結(jié)構(gòu)繁雜的機(jī)械傳動。線控技術(shù)的目標(biāo)就是用電線取代傳統(tǒng)的機(jī)械傳遞，從而達(dá)到減重、提升效率以及實(shí)現(xiàn)更多智能控制功能等多重目的。

線控系統(tǒng)很早就已在航空、航海上應(yīng)用，比如飛機(jī)的機(jī)翼控制和輪船的方向舵控制，而在民用商品車上這還是第一次，因此這才是英菲尼迪Q50最大的突破之處。

所謂電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，就是在前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和方向盤之間沒有硬性機(jī)械連接，車輪的轉(zhuǎn)向角度和速度均依靠電腦根據(jù)行駛路況和駕駛者轉(zhuǎn)動方向盤的意圖綜合計(jì)算，并由電腦控制轉(zhuǎn)向機(jī)實(shí)現(xiàn)控制目的。這意味著人只是在發(fā)出指令，而真正讓汽車執(zhí)行轉(zhuǎn)向意圖的不再是駕駛員手里的方向盤，而是車上的電腦。

線控技術(shù)在汽車行業(yè)

在汽車領(lǐng)域，第一款實(shí)現(xiàn)應(yīng)用線控技術(shù)的汽車是奔馳F200概念車，1996年奔馳發(fā)布這款超極概念車并一時間引發(fā)了各大廠商在線控技術(shù)領(lǐng)域的極大狂熱。奔馳從1990年投入對線控技術(shù)的研究，F(xiàn)200的問世預(yù)示著線控技術(shù)在車輛應(yīng)用上獲得突破性的成功，但F200在當(dāng)時天馬行空的技術(shù)只有部分被轉(zhuǎn)移到量產(chǎn)車型上，奔馳迄今尚未將線控轉(zhuǎn)向技術(shù)付之量產(chǎn)。

奔馳F200上提出的Wire-contol線控技術(shù)的核心取消方向盤、轉(zhuǎn)向柱、踏板、制動油管等設(shè)備，一切通過電線傳遞指令。也正是由于這個原因，F(xiàn)200不再需要任何機(jī)械結(jié)構(gòu)。理論上它對于加速、制動、轉(zhuǎn)向的操作可以用各種各樣的方式來實(shí)現(xiàn)。

比如F200在那個時代采取的方案是：駕駛員通過操作安裝在車門內(nèi)側(cè)和中央控制臺處的側(cè)面操縱桿來控制車身的所有運(yùn)動。左右移動操縱桿使汽車轉(zhuǎn)向，而將操縱桿向后拉將產(chǎn)生制動，向前推將使汽車加速。這種操作即便在今天看來都相當(dāng)前衛(wèi)，不過或許在今天，我們會更青睞于用觸摸屏來控制汽車的行進(jìn)方式，很炫不是嗎？可惜，這種天馬行空的想法不是不能實(shí)現(xiàn)，但只能在概念車上玩玩。

可以說1996年發(fā)布的奔馳F200概念車為后來很多廠商研發(fā)的線控技術(shù)提供了一個很好的立意起點(diǎn)，但在現(xiàn)有汽車社會的環(huán)境下， F200這類全部使用線控技術(shù)的汽車幾乎永遠(yuǎn)都都沒有量產(chǎn)可能性。因?yàn)檫@種摒棄方向盤、油門、制動踏板的操作方式需要有相關(guān)立法支持、還要對駕駛員有從零開始的駕駛技能培訓(xùn)，總之這套技術(shù)全盤在汽車行業(yè)使用的推廣難度還非常大。

因而也只有奔馳、寶馬等幾家廠商在概念車上做了做實(shí)驗(yàn)，作為對未來汽車技術(shù)的探討。而在民用車領(lǐng)域，我們的駕駛員依然會希望有相對傳統(tǒng)的，熟悉的操作方式，這方面英菲尼迪Q50就是在傳統(tǒng)操作的基礎(chǔ)上，將線控技術(shù)完美融合的第一個案例。

英菲尼迪Q50上的線控主動轉(zhuǎn)向技術(shù)(Direct Adaptive Steering，簡稱DAS)，它的結(jié)構(gòu)特征是：方向盤下端連接的是感應(yīng)器和模擬器，負(fù)責(zé)感應(yīng)駕駛者的操控并模擬回饋；從駕駛者獲得的轉(zhuǎn)向意圖將傳遞給ECU控制單元，三組ECU單元負(fù)責(zé)接收和處理電信號；再往下就是與車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相連的轉(zhuǎn)向角度/力度傳感器，這里負(fù)責(zé)執(zhí)行ECU發(fā)出的轉(zhuǎn)向指令，同時接受地面反饋的信息用于ECU系統(tǒng)進(jìn)行更精確的判斷。

Q50雖然在車體結(jié)構(gòu)內(nèi)也保留了傳統(tǒng)的方向盤與轉(zhuǎn)向柱，但二者的機(jī)械連接在正常情況下是通過離合器分離的，完全沒有機(jī)械力的傳遞。因此，路面施加給車輪的力不會直接傳至方向盤。方向盤的操縱反力由轉(zhuǎn)向柱上負(fù)責(zé)對方向盤提供反作用力的馬達(dá)生成，這有助于在駕駛時過濾掉路面對駕駛者的影響，在高速行駛時尤其有利于減少分心，特別是因?yàn)橥话l(fā)路況變化產(chǎn)生的慌亂。這意味著Q50在駕駛時會更加放松、愜意。

如果你希望在駕駛樂趣上收獲良多，那么Q50的電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將會帶給你豐富的轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)項(xiàng)目，而且這不僅能改變方向盤回饋力度，由于ECU在這里有最高話語權(quán)，它甚至可以通過改變方向盤的轉(zhuǎn)速比、回饋速度等諸多方式向你提供個性鮮明的駕駛體驗(yàn)。

可靠性如何？

雖然線控技術(shù)并不是最近才推出的新技術(shù)，但應(yīng)用在民用車上還是首例，所以消費(fèi)者對于它的可靠性肯定會有一些疑問，而英菲尼迪的研發(fā)人員也早就考慮到這個問題，并提供了多重保險的安全保證方案。

首先是英菲尼迪的DAS總共有三個ECU單元，而且這三個ECU是彼此互通的，可以相互進(jìn)行監(jiān)控。如果其中一個ECU出現(xiàn)錯誤，仍可根據(jù)其它兩個正常ECU的處理結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確控制。而且三個ECU協(xié)同控制時，若其中一個出現(xiàn)故障，在排查維修的時候也非常簡單。

除了ECU單元外，執(zhí)行轉(zhuǎn)向動作的電動機(jī)也設(shè)置的兩組，即便其中一組發(fā)生故障，僅憑另一組也可以繼續(xù)控制車輛的轉(zhuǎn)向動作，可以說經(jīng)過重重的保障，英菲尼迪Q50的電控轉(zhuǎn)向技術(shù)已經(jīng)有了充足的安全后盾。

有些人會問，既然Q50已經(jīng)有了如此完善的安全系統(tǒng)，為何還保留了傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)？這其中最主要的原因自然不排除立法，很多國家要求方向盤與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須有機(jī)械連接，另外就是作為最后的安全保證，一旦ECU及馬達(dá)等出現(xiàn)故障時電流會流過連接離合器，從而將方向盤與轉(zhuǎn)向柱下半部分恢復(fù)機(jī)械連接，這樣駕駛者仍可在電子系統(tǒng)完全失效的情況下繼續(xù)掌控車輛。

值廣州車展之際，英菲尼迪Q50將2.0T車型引入中國首發(fā)，預(yù)示著英菲尼迪即將憑借跟過新的技術(shù)闖蕩世界。而與此同時，我的一位同事遠(yuǎn)赴美國對Q50進(jìn)行了深入的試駕報道，接下來我們就來卡看他是如何表述英菲尼迪Q50的DAS電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的。

因?yàn)榫€控主動轉(zhuǎn)向最終是由電腦控制的，包括轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度和力回饋都是可以發(fā)生改變的。最簡單的就是轉(zhuǎn)向力度，通過模擬器傳遞給方向盤的力度可以在輕、標(biāo)準(zhǔn)和重之前轉(zhuǎn)換，運(yùn)動模式下默認(rèn)就是較重的力度，這種變化是很明顯的。

車身對方向盤控制的反應(yīng)速度也是可以調(diào)節(jié)的，也有快速、標(biāo)準(zhǔn)、慢速三種不同效果，當(dāng)然這些可自行調(diào)節(jié)的選項(xiàng)，都要在個性化設(shè)定模式下進(jìn)行。在場地內(nèi)的操控體驗(yàn)環(huán)節(jié)，最能體會到反應(yīng)速度的不同，標(biāo)準(zhǔn)模式與無DAS的相似，而快速模式下，車身對轉(zhuǎn)向的反應(yīng)明顯要直接、迅速很多，基本上剛一轉(zhuǎn)動方向盤，車身就立刻做出相應(yīng)的動作，初次接觸到這種模式的人還真需要適應(yīng)一下。

尤其是在快速反應(yīng)的模式下，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向比也變得更為緊致，簡言之就是轉(zhuǎn)過同樣的角度，方向盤需要轉(zhuǎn)動的角度更小。這也讓此時的英菲尼迪Q50操控變得更為激進(jìn)，比如在一些調(diào)頭彎處，沒有DAS的車輛或者不在快速/運(yùn)動模式下有DAS的車輛，方向盤需要轉(zhuǎn)超過半圈，此時就需要雙手交替打方向；而有DAS且在快速/運(yùn)動模式下的車輛，只需要轉(zhuǎn)動90°多一點(diǎn)就可以，雙手都無需離開方向盤，在過彎時明顯減少了操作幅度。

轉(zhuǎn)向力度和速度是操控的一方面，還有人會在意方向盤傳遞給駕駛者的路感。這個時候就會產(chǎn)生不同的聲音了，因?yàn)橛⒎颇岬螿50的DAS對路面回饋都是有電腦模擬完成的，因此肯定不會有機(jī)械的那種真實(shí)感，或者說是經(jīng)過過濾的，有人就會覺得不習(xí)慣，而有人則無所謂。在我看來，只要不是用來在賽道上比拼速度，是否真實(shí)的路感以普通駕駛者的角度出發(fā)還的確無差別。

但是，這里又要提到廠家在研發(fā)DAS系統(tǒng)時的另一個想法，因?yàn)闆]有方向盤和車輪之間的機(jī)械連接，所以來自路面的回饋也是模擬的，于是可以在日常行駛中盡量減小路面顛簸回饋到方向盤的抖動，從而讓車輛有更好的直線行駛穩(wěn)定性，在長途駕駛中也更為舒適。

用極端情況來驗(yàn)證是最有效的方法，日常最常遇到的就是減速帶，當(dāng)車輛通過減速帶式方向盤肯定會因?yàn)檐囕唹旱秸系K而有明顯抖動，這時我們都會下意識地抓緊方向盤以防失控。而在配備DAS的英菲尼迪Q50上，系統(tǒng)將這種地面顛簸的回饋過濾的一干二凈，方向盤在手中絲毫沒有抖動，這的確讓人很驚訝，也的確更舒適一些。

主動車道控制

線控主動轉(zhuǎn)向的優(yōu)點(diǎn)還不僅限于此，有了這項(xiàng)技術(shù)的幫助，還能在主動安全上大做文章。于是，英菲尼迪Q50又有了另一項(xiàng)世界首創(chuàng)，主動車道控制技術(shù)(Active Lane Control，簡稱ALC)。你可能會說這項(xiàng)技術(shù)在其它車型上也有，它并不能算首創(chuàng)。的確，從字面意思和基本原理說這種技術(shù)已有應(yīng)有，比如奧迪、寶馬、奔馳等都有，但從使用效果看卻有不一樣。

英菲尼迪Q50的ALC基本原理也是通過車身外部的攝像頭采集車輛和車道側(cè)線之間的距離，減少偏離車道的危險。但與其他車型上的不同在于，對車輛方向的干預(yù)和控制上，因?yàn)橛辛薉AS，英菲尼迪Q50可以做到更精準(zhǔn)、更柔和，如果條件允許，手不用控制方向盤，車輛也會始終按照車道行駛。

在美國的高速公路上，我們親身體驗(yàn)了這套系統(tǒng)的效果。道路有清晰的分界線，但當(dāng)天始終在下雨，路面較濕滑，時速70mph(大約相當(dāng)于112km/h)，開啟ALC之后，車輛能自動保持在車道中央，如果向一側(cè)偏移，車輪轉(zhuǎn)向角度會進(jìn)行很細(xì)微的調(diào)整，讓車輛重新回到車道中央。整個過程中，車輛動態(tài)穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向輕柔順滑。

因?yàn)槭荄AS在主動作用，所以此時方向盤并沒有任何的轉(zhuǎn)動或力回饋，只有在方向偏轉(zhuǎn)較大時，才會有輕微的回饋以提示駕駛者。這種感覺與前面所說的路感一樣，一開始接觸都會讓人覺得怪怪的，人手沒有動，但車卻在自己轉(zhuǎn)彎，有點(diǎn)out of control的感覺，如果對新系統(tǒng)沒有信心的人還真不一定感嘗試。

這也說明，任何新的技術(shù)在應(yīng)用之初都會讓人有所抗拒，畢竟與傳動的理念或長時間養(yǎng)成的習(xí)慣有很大差異，更何況是將車輛的控制權(quán)交予電腦，就像科幻電影中的某些場景一樣，未來也許就是這樣，但現(xiàn)在我們還需要適應(yīng)?？偟膩碚f，我個人對這個系統(tǒng)的好感有佳，駕駛英菲尼迪Q50跑長途一定要輕松很多。