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豐田申請新型四輪轉向專利,原地掉頭、平移停車不是夢

壹直以來,汽車都在致力於從被動向主動的技術轉變,四輪轉向技術更在上世紀初就被提了出來,並且還被美國應用進二戰時期的部分軍用車輛和工程車輛之中,改善低速靈活性。在後來的發展中,四輪轉向技術雖然又得到突破,但是還因壹些問題無法解決,未能得到普及。最近,豐田又向美國專利商標局申請了壹項四輪轉向技術,似乎為這項技術的普及打開了壹條新思路。

四輪轉向技術的兩種偏轉規律

壹般來說,四輪轉向技術根據行駛條件的差異,前後車輪可出現不同的轉角角度,幫助車輛更好的過彎或變道。

在低速轉彎或方向盤轉角較大的情況下,前後車輪呈逆相位轉向,偏轉方向相反,後輪角度通常還會隨著轉角增加,在壹定範圍內增大(壹般為5°),進而縮小車輛的轉彎半徑。在環境復雜的越野道路、狹窄小路、停車等場景中,逆相位轉向可以有效提升車輛靈活性。

高速狀態下,四輪轉向技術改為同相位轉向,偏轉角度相同,但由於這時車速提升,後輪的偏轉範圍遠小於逆相位轉向(壹般為1°)。采用同相位轉向的車輛,可使高速行駛時的車身橫擺角速度減小,有效抑制車身發生動態側偏的傾向,提升操控穩定性。

早期四輪轉向技術僅有轉角隨動型機械結構,前後車輪恒定為逆相位轉向,因為這種狀態僅適合低速場景,嚴重影響高速穩定性,所以只有壹些軍用車輛和工程車輛應用。隨著後期技術的發展,又研發出車速感應型四輪轉向技術,可以根據車輛速度的不同,實現逆相位轉向與同相位轉向兩種偏轉規律。

四輪轉向技術為何得無法得到普及?

相比普通的前輪轉向汽車,四輪轉向技術可以有效提升低速靈活性與高速穩定性,看起來是十分完美的方案,但是因為要通過切換兩種不同偏轉規律,才能實現這項效果,所以需要精準判斷道路場景與駕駛員意圖。

傳統四輪轉向技術的主要依據車速判斷,低速逆相位偏轉,高速同相位偏轉,但方式仍過於粗糙,依然存在弊端。

這也是目前限制四輪轉向技術發展的最大難題,所以目前乘用車采用的四輪轉向系統通常放棄逆相位偏轉,將重點放在提升高速穩定性上面。低速時汽車僅依靠前輪轉向,車速超過某壹限定速度後,後輪才參與進行同相位偏轉。不過,由於這種方案的使用場景有限,目前主流的電控液壓動力系統還在靈活性、準確性方面受到限制,未能得到普及。

豐田的四輪轉向技術

根據豐田的專利信息顯示,這次申請四輪轉向專利是通過在每個車輪上安裝獨立電機,使單個車輪最大轉角可達90°,可以實現同相位轉向和逆相位轉向兩種偏轉規律。其采用的電機相比電控液壓動力系統在控制性能、系統布置、節能等方面,也有著更好的表現。

不同於傳統四輪轉向系統,豐田的專利不再受限於輔助提升低速靈活性與高速穩定性,而是實現更多靈活場景應用。該專利的車輪轉角範圍大幅提升,前後車輪均可實現90°偏轉,也就是說可以進行原地掉頭或平移駛入車位,在壹些特殊路況和停車場景下,擁有更強的適用能力。另外,豐田的專利也支持四輪同角度偏轉,進行斜向行駛。

為了配合這套四輪轉向系統的特別功能,豐田還在專利中申請了新型的聲光提示信號,通過特殊規律的燈光閃爍或圖像信息,告訴其它交通參與者接下來的運動方向。

結語

四輪轉向技術最難做的不是結構設計和電子系統,而是如何精準判斷駕駛員意圖。與傳統四輪轉向技術不同,豐田新型四輪轉向技術不僅保留了優化車輛動態性能的能力,還可以為車輛提供更多行駛方式,解決了更多現實的需求。當然,這種方式依然存在相同的問題,四輪轉向技術想要真正普及,還需等待高階自動駕駛時代的到來。

本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。

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