酷樂改裝百科 | 究竟為什麼，大家對電子轉向這麼不待見？

Author / 蟹爪朝天

來源：autozine

轉向系統是汽車設計與駕駛中一個很重要的部分

不同的方式導致不同的轉向手感

現在越拉越多的汽車採用電子轉向

甚至可以從中控調節轉向手感

讓自己可以「人車合一」

今天我們就來聊聊電子轉向

究竟什麼是電子轉向

電子轉向

很多情況下一台車給人的駕駛感受主要是由轉向系統決定的。

轉向比大、響應快、方向盤重的車可能會讓有些駕駛者覺得開起來有些累，但同時又會讓另外一些駕駛者覺得很有樂趣。在這其中，轉向手感、響應、比率、助力、反饋等因素在人和車的交流中起到了很大的作用。

電子助力系統是這樣工作的：首先由轉向柱上的傳感器采集方向盤輸入的轉向意圖，再由電腦根據預設好的邏輯控制助力電機。

在電子助力系統中

為了讓方向盤轉起來整體更輕一些，助力比一般會設置的比較大。可是，方向盤越輕，在激烈駕駛時雙手的操作精度就越容易變差。

在不同的車速下助力比的變化（可變助力比）是為了讓駕駛者在低速時可以更輕便的大角度轉動方向盤、在高速時更不容易出現因無意識的誤操作而造成的行駛方向的改變。

可是，這種不穩定的助力比在激烈駕駛或複雜的方向盤操作時會讓人感覺忽輕忽重，難以一次性就將方向盤準確的定位在想要的角度上。在配合ESP、TC等電子輔助功能後，會更加讓人找不準方向。

為了讓普通駕駛者更加安逸，輪胎和路面之間的震動過多的被過濾掉了。以至於無法通過方向盤感受到路面的變化。比如輪子是否壓在了車道線上、路面是否有細小的碎石子等。對路面的不敏感讓駕駛者少了一個感覺輸入源，手上的震動。

在穩定住方向盤角度過彎的過程中，如果輪胎接近附著力極限或壓土壓水時，附著力的變化很難直接的反映到方向盤的回正力上。這就讓駕駛者又少了一個感覺輸入源，手上的輕重。

綜上所述，有著猶如阿拉丁飛毯水上漂般虛幻飄渺路面溝通感的電子轉向助力被很多駕駛愛好者和性能車玩家認為是弊大於利的。所以很多玩家、車手都會在新車型上移植一套傳統的液壓轉向系統。

當然，電子助力的優點也不能被忽視。

電子比液壓的故障率更低、維護成本更低、對引擎的動力消耗更少（通常使用環境下轉向系統的油耗可降低90%左右，考慮到油耗法規很多廠家看重此點）、結構更簡化（皮帶、油路等）、啟動時引擎負載小等。

柱式電子助力

1988年鈴木Cervo車型使用了這種從轉向柱接入的電子助力系統。

這個系統隻在低速停車時啟動，結構簡單，遠離了引擎倉的高溫後其電機的成本也可以降低很多。其缺點主要時電機的震動直接傳遞到了方向盤上，導致手感較差。轉向柱和轉向節承受了更大的負載，需要設計的更為粗大，導致前軸載荷增大。

單齒輪式電子助力

電機位於轉向桿末端，減少了傳遞到方向盤的震動。但在發生撞車等事故時，電機可能會對腳部產生過大的傷害。

雙齒輪式電子助力

ZF設計的這種雙齒輪電子助力系統最早應用於2003年的高爾夫車型上。

轉向柱和電機分別作用於兩段齒條上的設計既可以將電機和轉向柱解耦（減少傳遞到方向盤的電機震動），又可以規避電機傷害腳部的風險。其缺陷的難以應用在車重較大的車型中。

平行軸式電子助力

這種電子助力系統可以適用於更重的車型上。

電機帶動變矩輪轉動，變矩輪帶動內部的滾珠在轉向連桿上的槽內流動。在這種低摩擦力的系統中，路面的的反饋得以更多的保留下來，傳遞到方向盤上。

因此其控制精度也較高。

1997年本田在雅閣上首先在電子轉向系統中使用了可變轉向比。

齒條中心區的齒更密。考慮到高速行駛時方向盤過於敏感會增加駕駛強度，方向盤在中心附近時實際轉向角度相對於方向盤角度的反應更小。考慮到在需要轉彎較大時可以少轉動一些方向盤，兩側的齒更疏。

這種設計使得轉向比只能根據方向盤角度以固定的趨勢變化。在熟悉了其變化特性後，激烈駕駛時駕駛者就可以準確的找到合適的方向盤角度了。

本田

VGS電子可變轉向比

本田在S2000上使用了VGS電子可變轉向比系統。

如圖，這套系統的核心是在轉向柱和轉向連桿之間的距離可變。電腦根據引擎轉速和轉向角輸入值控制一個小電機，小電機控制二者之間的距離變化。低速時轉向比較大，高速時轉向比較小。

豐田

VGRS電子可變轉向比

2002年豐田開始在陸巡上使用了電子可變轉向比系統，2007年後的奧迪也有類似原理的設計。

如圖，102齒的定子齒輪和電機共同固定在連接轉向柱的殼體上。100齒的從動齒輪固定在輸出軸上。在定子和從動兩齒輪之內還有個同時嚙合在這兩個齒輪上的100齒柔性齒輪。

柔性齒輪內是由電機帶動的橢圓形波形發生器。電機帶動波形發生器轉動，波形發生器帶動從動齒輪轉動。如果需要加大轉向比，電機就會和轉向輸入軸同向轉動。

如果需要減小轉向比，電機就會和轉向輸入軸反向轉動。每轉動一圈，從動輪會比定子輪多轉動2個齒。

這套系統主要是根據車速和車身穩定系統聯動。在出現輪胎打滑等不穩定的情況時，系統會增加轉向比，讓前輪能更快的達到駕駛者「想要」的轉向角度。

在激烈駕駛時，駕駛者的方向盤輸入是被系統強制修飾後才作用在前輪上的。這就導致了轉向手感的飄忽不定和車輛動態的不可預測性。

寶馬

Active Steering電子可變轉向比

2003年E60的5系車型中，寶馬使用了和ZF一起設計的電子可變轉向比系統。

這套系統可以在轉彎的過程中連續控制轉向比，以便控制轉向不足或轉向過度。其轉向比的變化範圍是5.0-1.7。這種設計使得前輪指向和方向盤角度之間沒有必然的聯繫，操控特性（推頭或甩尾或者說是橫向穩定性）不可預測的時刻變化著。

這套結構中有2個太陽輪分別連接到輸入軸和輸出軸。3對行星輪嚙合在其中。在不需要改變轉向比時，整套齒輪組是鎖死在一起的。當需要改變轉向比時，電磁鎖脫開，小電機控制齒輪組轉動。齒輪組同向或反向的轉動疊加到轉向輸入上後，轉向輸出中就帶有可變的效果了。

英菲尼迪

Direct Adaptive Steering電子轉向系統

2013年英菲尼迪在Q50車型中使用了純電子控制的轉向系統（通常情況下）。

在正常情況下，轉向柱中的離合器分離，方向盤和轉向連桿之間沒有任何直接的連接。由3個電腦控制2個轉向電機提供轉向力。

轉向柱僅僅是作為電子系統的應急備份而存在。3個電腦將計算結果進行對比（少數服從多數）後再輸出信號。如果3個電腦中有2個的計算結果不可信，則接合離合器進入機械控制模式。

電腦接受到轉向柱上角度、扭矩的輸入後，再配合轉速、車身穩定系統等信號綜合判斷駕駛者的方向盤意圖和當前的車輛動態。然後電腦將計算出來的前輪轉向角度需求傳送到轉向電機上。

同時，電腦還會給方向盤上的力反饋電機信號。力反饋電機再在方向盤上製造出電腦猜測的輪胎路面反饋情況。主要注意的是，電機只能製造出轉動方向上的輕重和震動，不可能製造出其它方向的回彈或震動。而且這種反饋必然存在較大的延遲和不真實性。

這套系統的缺點是方向盤感受不到任何真實的輪胎反饋。操作手感類似於賽車模擬器或電子遊戲機的方向盤。

此外，在電子系統發生故障，離合器接合進入機械控制時，會有很突兀的效果。其前輪指向和方向盤角度之間也是沒有必然聯繫的，操控特性（推頭或甩尾或者說是橫向穩定性）也有著較強的不可預測性。

從原理上來說，這套系統規避掉了傳統機械連接中曠量的問題，使得方向盤的輸入信號可以被更準確的檢測。

也可以接入更多的信號源（側傾、擋位、地面坡度等）實現更自動化的控制，甚至解決自動停車、自動駕駛中的問題。從實際應用上來說，電腦控制邏輯的不確定性又產生了更大的「曠量」。

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