《技术闲谈》：今天来谈谈“东瀛宝马”马自达
前天读到了@东方-JM 分享的马自达CX-60开发背后的故事，有很多收获，写一些自己的感悟，这篇文章链接如下：http://t.cn/AXJOhzXa
最早接触马自达的车型是2012年，那个时候我哥把他的高尔夫卖掉，换了一台CX-5（2.5L版本），依稀记得他回家后兴致冲冲要带我试车，说这车马力大，百公里加速8秒多，其实也就197匹，相比较高尔夫1.6L那算是单车变摩托了。然后他在大直道上一脚油门跺下去，只听排气声嗡嗡的响起，仪表上发动机转速指针从2000多转快速攀升到6500转，然后再换挡，我坐在副驾感觉很过瘾，车子不由得加速到100码。后来我才知道油门踏板有个kick down鸡血模式，而这台车用的是爱信6AT变速箱，支持6档直接降至2档的换挡表现。
2013年我们一起自驾去川藏线，那时候高速还没开通，我们从雅安进，走通麦天险到拉萨，有些路段非常复杂恶劣，一路上有点像去西天取经，车子几乎满载，只觉得车子比较称职，路上降档超车都比较流畅，没感觉有什么特别。再后来有机会开上一代MX-5，昂克赛拉，马自达5，马自达6才逐渐对马自达的动态性能有了一些了解。
马自达被大家称为“东瀛宝马”，那这个品牌确实是以操控著称吗？答案是的，但马自达追求的不是高性能操控，车辆的极限并没有很高，而是以人为本的亲民操控。即在价格不是很贵的前提下让你享受到比较良好的操控感受，我想这也是这个品牌在丰田、本田等几大巨头林立的竞争中想要保持自己独特竞争力的策略，值得肯定的是这家企业高层很清晰自己的车型定位，造车的这批人没有“既要又要还要“，他们能够清晰的知道自己需要往什么方向走，也能够在面临某些性能牺牲时毫不纠结，这一点难能可贵。
那马自达的操控DNA体现在哪些方面？
一、首先我认为他们的开发工程师是一群有想法的人，没有盲目的只关注车辆动力学，而是摸索出了从“人体动力学”入手，站在人的角度去理解驾驶，去打造车辆的操纵感受，这点确实有点像宝马，因为车子最终是给人开的，终极目的是为人服务的，必须了解人体构造，人体的分层频率激励方式以及人体对车辆激励输入的反馈，以此来打造车辆，巧的是，这也是近几年我一直在思考的问题。人体振动学方向的泰斗是英国的一名教授，他也是广汽吴旭亭专家的老师，最早的时候开始研究人体动力学，他的研究主要观点是什么呢？
1️⃣人体可以简化为3个点位12个方向的运动，分别为靠背、坐垫和脚部，这三个点位分别有纵向、侧向、垂向3个线振动组成，在坐垫处又有绕纵向的侧倾振动、绕侧向的俯仰振动和饶垂向的横摆运动组成，所以可以简化为12个方向的运动。
2️⃣研究振动对人体的健康影响时，主要考察Xs、Ys、Zs三个方向的运动，其中0.5-2Hz的低频水平振动（Xs、Ys）比垂直振动（4-12.5hz）对人体更敏感，对健康的影响也更大。
3️⃣另外一个细节，Rs、Ry、Rz分别为侧倾运动、俯仰运动、横摆运动，它们对人体激励的轴加权系数分别为0.63>0.4>0.2，也即是侧倾运动对人体最敏感，影响也最大，其次是俯仰，最后才是横摆，这也是为什么在设计和调校阶段要尤其关注侧倾平衡（转向时应先有横摆后有侧倾的直接原因）、俯仰平衡（尽可能通过弹性件和阻尼平衡来消除俯仰运动和俯仰不平衡感）以及横摆线性感的原因，总结来说，上帝希望人类好好享受横摆的乐趣，而远离侧倾和俯仰的困扰。
二、基于以上发现，我相信马自达的工程师也不傻，他们要做的首要最简单的事情就是：通过适当偏大一点的前悬架偏频和相对较大的偏频比来管理好车体的垂跳、俯仰以及初始侧倾运动（主要取决于弹簧而非稳定杆），这一点上福特也是这么做的[doge]，这也是为什么CX-60会有人抱怨30kph以下后排舒适性不好的原因之一，因为为了更好的俯仰平衡，势必后悬架刚度大，减震器低速压缩阻尼也需要提高，在没有成本上副车架液压衬套的前提下，路噪和冲击必须牺牲，天下没有免费的平衡，这是一定的。
这种设定思路有个典型的好处，车体姿态控制非常棒，不仅体现在直线行驶时过波形路面的垂跳和俯仰姿态，也体现在弯道中的侧倾/俯仰平衡（弯道中不仅只有侧倾运动，也会伴随俯仰运动，后悬架刚度偏大，后轴在入弯后可以直接产生纵向及侧向重量转移，横摆响应线性感也会好很多，相反如果后悬架刚度过弱，入弯阶段后轴在侧倾的同时伴随着后蹲，随侧向加速度追加，再转化为纵向重量转移，会引起后轴侧滑角的突兀变化）这也是马自达或者一众走操控路线的品牌所选择的最基础的设定思路之一，宝马、保时捷无一例外。
三、相对比较高的悬架侧倾刚度，马自达车型的悬架侧倾刚度是稍微比普通车型大了一点，但也不是很多，毕竟这个价格用不了综合性能更优的轮胎，同时前悬架侧倾刚度占比相对偏低，说白了就是后面稳定杆倾向于用直径大一点的，这也会更好的控制后轴侧倾，降低非线性区车辆的不足转向特性，在悬架系统中，轮胎、弹簧、稳定杆以及悬架几何对侧倾梯度的贡献是有DNA要求的，它们之间配方的不同，哪怕车辆稳态侧倾梯度是一样，动态驾驶感受也会大相径庭，这个有机会再分享。
四、悬架几何设计，光靠弹性件调校是没有办法根本性的缓解性能冲突的，而马自达的设计工程师开始了他们的“表演”，他们打起了纵倾中心的主意。常规的前轴纵倾控制需要兼顾anti-dive和wheel recession，后轴需要兼顾anti-squat和wheel recession，而且一般纵倾中心设计在轴距内，但CX-60因为采用了双叉臂和五连杆悬架，设计自由度更高，马自达工程师刻意的把前轴wheel recession（悬架几何退让_图4）设计成冲击向后退让，提升了前轴冲击舒适性（常规麦弗逊只能做到冲击向前退让），实现的技术方案是通过上A臂后点衬套Z向高度降低，或者下A臂PT4衬套Z向刚度降低_图5，使得前悬架虚拟纵倾摆臂的连线从轮心上降低至轮心下（往车尾方向延伸），而后悬架在保证轮心几何退让向后的前提下，虚拟摆臂长延伸至车体内，两条虚拟纵倾摆臂的延伸线相交于车辆后部，这一点我确实第一次遇见。这样做的好处和后悬架刚度调高有异曲同工之妙，都是把俯仰运动中心设计的偏后，只是较大的后悬架刚度只能把俯仰模态的运动中心靠近后轴，而几何俯仰运动中心则通过硬点优化被推到了轮心以下和车辆后部，这意味着几何抗纵倾的设计已经尽可能的减少了制动或加速时的俯仰运动，而更多的转化为斜向垂直运动_图5，听起来是不是很耳熟，是的，这也是以人性化的设计理念，毕竟人对于水平运动比对垂向运动更敏感。
马自达另一个悬架几何的设计特点是侧倾中心轴线夹角比较大，以麦弗逊四连杆悬架为例，没记错的话CX-5后悬架Roll center hight比较高，常规SUV是135mm左右，这样的的好处是什么？还是为了弯道操纵性能，RCH轴线夹角>1.8deg～2deg时，车辆入弯的侧倾姿态平衡以及弯道中的重量转移都会比较小，同时后轴侧倾晃动会比较小，后排乘客弯道中的乘坐感受会比较好。
5、转向传动比（角角传动比）比较小，CX-5传动比只有14.5左右，lock to lock方向盘圈数是2.5圈，好处显而易见，响应灵敏度更高，弯道中转向基本不用交叉换手，这也是人车沟通非常重要的环节。
至于文章中提到的座椅坐垫发泡密度更硬、坐垫侧翼和靠背侧翼更高更硬，能降低行驶疲劳感，我也比较认同，很多人都喜欢汽车像软沙发一样把人包进去，越软越舒适，对于短时间的静态坐姿，也许越软越好，但对于长时间的动态坐姿，情况也许略有不同，车辆行驶起来后，如果考虑人体模型在座椅上的自由度变化，就组成了一个复杂的悬架-座椅-人体模型，而座椅势必会影响人体的运动，如果坐垫侧翼过软，臀部靠背压力分布会不均匀，车辆出现垂跳侧倾晃动时，肌肉甚至脊椎会过多的发力，长期乘坐确实会引起疲劳，当然过硬的座椅疲劳感小了，但舒适感会变差，也许这也是需要平衡的。
以上的感悟会存在诸多的片面之处，大家看看就好，有理解不对的欢迎留言给我。虽说现在流行的说法叫软件定义汽车，似乎汽车一下子就变成了装上四个轮子的手机，那些搞智能驾驶和智能座舱的工程师们欢呼雀跃，似乎搞传统硬件的一下子成了配角，我只能说这样的理解非常的肤浅，智能座舱和智能驾驶是车辆属性新的发展，但并不是取代传统属性的关系，而是新旧属性一起朝着完善的方向发展，所以讨论”谁更重要”毫无意义，但如果从优先级上排序，智能驾驶+智能座舱永远不是Primary attribute，只能是second or third attribute，就像signal impact永远不可能替代Primary ride成为第一优先级一样，因此，传统动力学的工程师们依然需要专注的学习研究，努力的把专业走通，学精。
也许未来比较理想的车辆形态是《霹雳游侠》中的那台黑色跑车，能帮你推理分析，还能漂移，但汽车设计之初的想法和手机一样：“更好的连接”，去见许久未见的亲人，去看望需要帮助的朋友，去大自然里呼吸，放松心灵，去弯道驰骋来享受上帝赋予的横摆的乐趣。所以汽车和手机本身不能成为生活中的偶像，而是透过它们给我们的生活带来更多的连接。