車輛中心 研發處/電動車與系統驗證工程專案 何世榮

轉向系統，對每個駕駛人來說一點也不陌生，當你坐上駕駛座，你一定得和它發生關係。駕駛人因應外界道路及環境情況來轉動方向盤，使車子朝預定的路徑行駛。當駕駛者轉動方向盤的同時，手掌亦會感受到方向盤力量的回饋，身體會感受到側向加速度的變化，眼睛會看到車輛行走的路徑，這一連串的行為都是駕駛者轉動方向盤後車輛的反應，也因此在評估轉向系統實車性能部分，主要以操作力感覺與方向盤/車輛響應兩大主軸進行評價，表一所示為轉向系統評估項目、評估的速度範圍以及量測參數。

　

量測評估轉向系統實車性能參數，所用的設備包括：方向盤角度扭力計(量測方向盤轉角及操作扭力)、車速計(量測車輛行駛速度)、陀螺儀(量測三軸向加速度及三軸向角速度)及資料記錄器等，將試驗過程中所有的資料一一記錄下來，後續進行分析與評估。


轉向系統實車性能評價方法，大致區分成性能試驗(客觀量測)及主觀評價。性能試驗項目有：停車便利性試驗、方向盤回復性試驗、高速正弦波試驗及釋手安定性等；主觀評價主要以駕駛者操作轉向系統後車輛反應之主觀感覺，包含便利性、直線/轉彎行駛響應及震動等。方向盤給人的第一個感覺是”轉起來輕不輕巧”，尤其是在停車的時候，車子會在”靜止”與”極低速”情況下操作方向盤，因此停車便利性主要評估靜止條件及行駛條件下，方向盤的操作力矩。此外，當車輛低速行駛時，方向盤轉個角度然後放手，方向盤自己會”回正”，回正是由懸吊幾何所造成，但現在幾乎所有的車子都配有動力輔助轉向系統，在原本轉向機中的機械結構中多了一些”阻力”，使得方向盤回正會受影響，因此低速方向盤回復性也是評估轉向系統的重要指標。


行駛在直線道路上，偶有感覺方向盤輕飄飄需要一直修正方向盤才能使車子維持直行，這時就跟轉向系統直行穩定性有大大的關係了，正弦波轉向試驗也因應而生，主要以固定週期正弦波輸入的方式轉動方向盤，藉由分析轉向敏感度、轉向扭力梯度、轉向剛性及橫擺角增益等特性值來評估執行穩定性。釋手安定性主要是評估當駕駛者快速轉動方向盤，達規定之側向加速度鬆手後，車輛呈現的反應，釋手安定性主要是評估轉向系統的穩定性能，與駕駛者主觀感覺較無直接關係，主要用來與目標車轉向系統性能作比較，另一個目的是針對EPS系統針對方向盤超出量(over shoot)控制的評估，故在評估項目中增加了方向盤的部分。


最後，一個好的轉向系統還是要給”人”使用的，因此主觀評價更顯得重要了，在某些操作條件以及人機介面感受上，給予適當的評價及評語，讓設計開發人員可以參考，才能調校出一個好的轉向系統。

 

圖1 人與車的關係

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