EPS 電子動力輔助方向盤與可變轉向系統

BMW N55B30 引擎 特色之一是運用上電子動力輔助方向盤 (EPS Electromechanical power steering or electrically assisted power steering) 與可變轉向系統 (Variable Sport Steering) 這項早在 2010 F10 5 Series 便開姞導入的新科技。這是一個節能訴求之下非做不可的決定,而且別家有,BMW 也就非有不可。但是就像所有新式零件或工法一樣,一開始都會受到轝論的質疑甚至否決。

EPS 的缺點主要來自來兩個方面,第一是控制馬達的電腦程式和參數的調校是否自然,第二是其機構的設計上比 HPS (Hydraulic power steering / 油壓輔助動力方向盤) 複雜,導致感覺的回饋傳遞過程中,遭受較多的磨擦阻力與延滯,因此未能有 HPS 的「直接」手感。事實上,同樣的問題也會出現在設計不良或廉價的 HPS 上。

使用馬達的 EPS 重度仰賴電腦控制,否則無法應用於車輛轉向,這時電腦程式與參數的調校就變得十分關鍵。BMW Blog:

Huibert Mees, Chassis Fellow for Tesla Motors, commented to BMWblog at this year’s NAIAS, that there are over 500 parameters that can be set over various operating modes and driving conditions of the electrically assisted rack.

需調校的參數之多,超乎一般人的想像。

在一篇 ZF Steering Systems 工程主管的 訪問 裡亦著墨相當多有關 EPS 程式與演算法這類 computer science 方面的事情。訪問內容的大意主要是讓 EPS 的輔助與回饋產生自然的手感是一件不容易的事,而 ZF 對於他們手上的 damping algorithm 相當有自信,也是該公司的優勢。手感的調校費時、高成本,一般便宜車款的開發可能並不具有這樣的預算,且相形之下,難度大過自動停車之類的配備。

EPS vs HPS

2012 年十二月 Car and Driver 一期恰巧針對 BMW 528i xDrive 與 535i xDrive 的轉向系統充進行了一次詳細、完整而公正的測試,值得參考。

由於不再仰賴曲軸全時帶動幫浦而改以電力驅動馬達但亦只有需要時才運轉,因此 EPS 一般能夠幫車輛每加侖燃油多開上一英哩,碳排也更低,不過因為目前 BMW 採用的 EPS 機構設計所需空間仍比 HPS 稍大,搭載六缸 N55B30 的 535i xDrive 引擎室內空間不足所以仍舊採用 HPS,也因此正好可以拿 BMW 528i xDrive 與 535i xDrive 進行一次 EPS 與 HPS 的油電大會戰。

Electromechanical power steering system

總共有 11 位編輯參與了此次 Car and Driver 的 Electric vs Hydraulic Steering Assist 測試,一開始這些編輯並未被告知哪部車是 EPS,因此是一次公正的盲測。結果意外地,這些編輯完全憑感覺來判斷時大多偏好 EPS。PickUpTruck.com 也表示,一般人根本無法察覺一部測試用的 Chevrolet pickup truck 到底裝了 EPS 還是 HPS。

Running on Nexteer’s track, we could tell the difference between the hydraulic and EPS steering systems because of tuning differences, not because of component changes.

其實,真正關鍵的是調校是否自然,而非硬體上的不同。

EPS vs HPS 測試結果

感覺是一回事兒,測試著重的是數據。由 Car & Driver 的測試結果可知,EPS vs HPS 的運作方式與調校結果的確有相當的不同之處。在轉向所需施加力道的部分,當 G 值增加時,EPS 所需轉向出力呈直線性緩慢增加,而不像 HPS 有著較大幅度的跳升又減退,其實這能表示 BMW 528i EPS 的調校巳經很優秀,只是你是否巳經習慣了 HPS 的特性而對更線性的 EPS 產生懷疑而巳。

另一個 EPS 與 HPS 之間的不同是轉向齒比,EPS 只需更少的向方盤角度便能得到更大的側向 G 值反應。而在十個評分項目裡,528i xDrive EPS 有七個項目得分優於 535i xDrive HPS,另有兩項同分,只有一項敗北。如果是您,該怎麼選?

BMW 5 Series Electric vs Hydraulic Steering test result

最後,不論是否有 EPS 的出現,車壇的趨勢都是將車輛造得更舒適,拿掉更多原先強調的運動風格,如果可以重新調校 535i xDrive HPS 的轉向手感,我相信 BMW 亦會朝向今次 EPS 測試結果的方向來調整,更線性,更輕手;也或者,再投入更多研究、吸收更多經驗之後,車廠及 solution supplier 能夠讓 EPS 有更好的表現,只是我不知道那該是多不線性或多重手才好。