詳解電控轉向技術 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，但它的的確確就發生了。1996年的時候它還只是一個供業內少數人研究的課題，而今天它已經成為一臺量產車上的零部件，而且這款車已經在國內正式亮相，或許過不了幾個月你就能從展廳里將它帶回家了。

今天技術詳解的主角是英菲尼迪最新一代中型運動豪華轎車Q50，也就是目前國內在售的英菲尼迪G系列的接班人。這款車對于英菲尼迪可謂是個展示技術研發能力的極佳平臺，因為它將是全球首款搭載電控轉向技術的量產汽車。

什么是電控轉向技術？它其實是線控技術在汽車產品上的一種應用，而線控技術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行機構，從而避免結構繁雜的機械傳動。線控技術的目標就是用電線取代傳統的機械傳遞，從而達到減重、提升效率以及實現更多智能控制功能等多重目的。

線控系統很早就已在航空、航海上應用，比如飛機的機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。

所謂電控轉向系統，就是在前輪轉向系統和方向盤之間沒有硬性機械連接，車輪的轉向角度和速度均依靠電腦根據行駛路況和駕駛者轉動方向盤的意圖綜合計算，并由電腦控制轉向機實現控制目的。這意味著人只是在發出指令，而真正讓汽車執行轉向意圖的不再是駕駛員手里的方向盤，而是車上的電腦。

線控技術在汽車行業

在汽車領域，第一款實現應用線控技術的汽車是奔馳F200概念車，1996年奔馳發布這款超極概念車并一時間引發了各大廠商在線控技術領域的極大狂熱。奔馳從1990年投入對線控技術的研究，F200的問世預示著線控技術在車輛應用上獲得突破性的成功，但F200在當時天馬行空的技術只有部分被轉移到量產車型上，奔馳迄今尚未將線控轉向技術付之量產。

奔馳F200上提出的Wire-contol線控技術的核心取消方向盤、轉向柱、踏板、制動油管等設備，一切通過電線傳遞指令。也正是由于這個原因，F200不再需要任何機械結構。理論上它對于加速、制動、轉向的操作可以用各種各樣的方式來實現。

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側和中央控制臺處的側面操縱桿來控制車身的所有運動。左右移動操縱桿使汽車轉向，而將操縱桿向后拉將產生制動，向前推將使汽車加速。這種操作即便在今天看來都相當前衛，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方式，很炫不是嗎？可惜，這種天馬行空的想法不是不能實現，但只能在概念車上玩玩。

可以說1996年發布的奔馳F200概念車為后來很多廠商研發的線控技術提供了一個很好的立意起點，但在現有汽車社會的環境下， F200這類全部使用線控技術的汽車幾乎永遠都都沒有量產可能性。因為這種摒棄方向盤、油門、制動踏板的操作方式需要有相關立法支持、還要對駕駛員有從零開始的駕駛技能培訓，總之這套技術全盤在汽車行業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驗，作為對未來汽車技術的探討。而在民用車領域，我們的駕駛員依然會希望有相對傳統的，熟悉的操作方式，這方面英菲尼迪Q50就是在傳統操作的基礎上，將線控技術完美融合的第一個案例。

英菲尼迪Q50上的線控主動轉向技術(Direct Adaptive Steering，簡稱DAS)，它的結構特征是：方向盤下端連接的是感應器和模擬器，負責感應駕駛者的操控并模擬回饋；從駕駛者獲得的轉向意圖將傳遞給ECU控制單元，三組ECU單元負責接收和處理電信號；再往下就是與車輛轉向系統相連的轉向角度/力度傳感器，這里負責執行ECU發出的轉向指令，同時接受地面反饋的信息用于ECU系統進行更精確的判斷。

Q50雖然在車體結構內也保留了傳統的方向盤與轉向柱，但二者的機械連接在正常情況下是通過離合器分離的，完全沒有機械力的傳遞。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向柱上負責對方向盤提供反作用力的馬達生成，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，特別是因為突發路況變化產生的慌亂。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的電控轉向系統將會帶給你豐富的轉向調節項目，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，它甚至可以通過改變方向盤的轉速比、回饋速度等諸多方式向你提供個性鮮明的駕駛體驗。

可靠性如何？

雖然線控技術并不是最近才推出的新技術，但應用在民用車上還是首例，所以消費者對于它的可靠性肯定會有一些疑問，而英菲尼迪的研發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，可以相互進行監控。如果其中一個ECU出現錯誤，仍可根據其它兩個正常ECU的處理結果進行準確控制。而且三個ECU協同控制時，若其中一個出現故障，在排查維修的時候也非常簡單。

除了ECU單元外，執行轉向動作的電動機也設置的兩組，即便其中一組發生故障，僅憑另一組也可以繼續控制車輛的轉向動作，可以說經過重重的保障，英菲尼迪Q50的電控轉向技術已經有了充足的安全后盾。

有些人會問，既然Q50已經有了如此完善的安全系統，為何還保留了傳統的機械結構？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向系統必須有機械連接，另外就是作為最后的安全保證，一旦ECU及馬達等出現故障時電流會流過連接離合器，從而將方向盤與轉向柱下半部分恢復機械連接，這樣駕駛者仍可在電子系統完全失效的情況下繼續掌控車輛。

值廣州車展之際，英菲尼迪Q50將2.0T車型引入中國首發，預示著英菲尼迪即將憑借跟過新的技術闖蕩世界。而與此同時，我的一位同事遠赴美國對Q50進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電控轉向系統的。

因為線控主動轉向最終是由電腦控制的，包括轉向角度、轉向速度和力回饋都是可以發生改變的。最簡單的就是轉向力度，通過模擬器傳遞給方向盤的力度可以在輕、標準和重之前轉換，運動模式下默認就是較重的力度，這種變化是很明顯的。

車身對方向盤控制的反應速度也是可以調節的，也有快速、標準、慢速三種不同效果，當然這些可自行調節的選項，都要在個性化設定模式下進行。在場地內的操控體驗環節，最能體會到反應速度的不同，標準模式與無DAS的相似，而快速模式下，車身對轉向的反應明顯要直接、迅速很多，基本上剛一轉動方向盤，車身就立刻做出相應的動作，初次接觸到這種模式的人還真需要適應一下。

尤其是在快速反應的模式下，系統的轉向比也變得更為緊致，簡言之就是轉過同樣的角度，方向盤需要轉動的角度更小。這也讓此時的英菲尼迪Q50操控變得更為激進，比如在一些調頭彎處，沒有DAS的車輛或者不在快速/運動模式下有DAS的車輛，方向盤需要轉超過半圈，此時就需要雙手交替打方向；而有DAS且在快速/運動模式下的車輛，只需要轉動90°多一點就可以，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。這個時候就會產生不同的聲音了，因為英菲尼迪Q50的DAS對路面回饋都是有電腦模擬完成的，因此肯定不會有機械的那種真實感，或者說是經過過濾的，有人就會覺得不習慣，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，是否真實的路感以普通駕駛者的角度出發還的確無差別。

但是，這里又要提到廠家在研發DAS系統時的另一個想法，因為沒有方向盤和車輪之間的機械連接，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定性，在長途駕駛中也更為舒適。

用極端情況來驗證是最有效的方法，日常最常遇到的就是減速帶，當車輛通過減速帶式方向盤肯定會因為車輪壓到障礙而有明顯抖動，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

線控主動轉向的優點還不僅限于此，有了這項技術的幫助，還能在主動安全上大做文章。于是，英菲尼迪Q50又有了另一項世界首創，主動車道控制技術(Active Lane Control，簡稱ALC)。你可能會說這項技術在其它車型上也有，它并不能算首創。的確，從字面意思和基本原理說這種技術已有應有，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，對車輛方向的干預和控制上，因為有了DAS，英菲尼迪Q50可以做到更精準、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，我們親身體驗了這套系統的效果。道路有清晰的分界線，但當天始終在下雨，路面較濕滑，時速70mph(大約相當于112km/h)，開啟ALC之后，車輛能自動保持在車道中央，如果向一側偏移，車輪轉向角度會進行很細微的調整，讓車輛重新回到車道中央。整個過程中，車輛動態穩定，轉向輕柔順滑。

因為是DAS在主動作用，所以此時方向盤并沒有任何的轉動或力回饋，只有在方向偏轉較大時，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，但車卻在自己轉彎，有點out of control的感覺，如果對新系統沒有信心的人還真不一定感嘗試。

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