文、攝影/衛東

全輪轉向技術發布20年后,它終于為我們的車生活打開了嶄新的一頁,而隨著上汽奧迪A7L的上市,全輪轉向技術將會在國內量產車上蔓延
隨著汽車尺寸的不斷增加,雖然帶來的空間越來越舒適,可車輛操控性能已經跟不上汽車技術發展的步伐。因為隨著汽車軸距的不斷增加,轉彎半徑會變得越來越大,使其在彎道上的靈活性大打折扣,而停車入位也會變得非常不方便。好在全輪轉向已經走入了豪華大型轎車,如在梅賽德斯奔馳S級、寶馬7系、奧迪A8L、國產上汽奧迪A7L、高合HiPhi X車型上已經看到了全輪轉向的身影,它所帶來的功能性和便利性是實實在在的。
回首2004年,在德爾福的一場技術體驗會上,我第一次接觸到了全輪轉向技術——一輛搭載了全輪轉向技術的全尺寸皮卡福特F150帶來了非常靈活的操控,讓沒有駕駛大皮卡經驗的駕駛者也可以輕松上手。全輪轉向技術有效減小了這輛皮卡的轉彎半徑,讓這輛大皮卡在停車入位、胡同掉頭時變得非常靈活。這項全輪轉向技術為大型車輛的便捷駕駛帶來了良好的憧憬,只是它純機械的結構過于復雜,在當時的技術環境下不適合于量產。
可以看出這輛福特F150在后軸后面又加裝了一套轉向機和拉桿,使其后橋布局變得非常復雜,并且完全是純機械操作。由于其純機械的結構布局,如果在行駛中發生部件故障會帶來嚴重不良后果。所以后輪轉向技術一直沒有得到推廣,直到進入了電子時代,汽車技術迎來了飛速發展,全輪轉向技術終于進入到人們的視野。
最早見到全輪轉向技術是在2017年的第四代奧迪新A8上。奧迪一直以科技先鋒著稱,隨著第四代奧迪新A8上市,為汽車界又帶來了新的技術亮點,其中之一就是奧迪DAWS動態全輪轉向系統。隨著奧迪DAWS動態全輪轉向系統的應用,帶給我們駕駛樂趣基石的底盤系統有了質的改變,讓有著更大車身的第四代奧迪新A8L(長寬高達到了5300/1950/1490mm)擁有比上一代奧迪A8L更出色的靈活性。

1 回首2004年,在德爾福的一場技術體驗會上,我第一次接觸到了全輪轉向技術
奧迪對全新奧迪A8L底盤的各個方面都做到了全新設計,革命性技術和控制系統使得這款旗艦車型更加舒適、動感和安全,它們是動態四輪轉向、智能車身平衡控制系統、電子底盤平臺。動態四輪轉向通過允許前后輪轉角彼此獨立設置,動態四輪轉向重新定義了車輛控制的物理極限,它帶來了幾乎無延遲響應和卓越的行駛穩定性。

2 這輛福特F150在后軸后面又加裝了一套轉向機和拉桿

3 全輪轉向技術為福特F 150皮卡帶來了非常靈活的操控
新奧迪A8L的智能車身平衡控制系統是一種完全主動的機電懸架系統。它根據駕駛員的意愿和駕駛情況,使用電動執行器增加或減少每個車輪的負載,實現對車身的最佳控制。其特性范圍從豪華車的柔和到跑車的動感應有盡有。電子底盤平臺是底盤的中央控制單元,管理著動態四輪轉向、運動差速器和空氣懸掛系統,通過智能車身平衡控制系統從電子底盤平臺接收信號來進行調節操作。

全輪轉向技術為福特F 150帶來了非常靈活的操控
當年,奧迪品牌旗艦車型第四代全新奧迪A8就是憑借DAWS面對同年新推出的梅賽德斯-奔馳S級、新BMW7系,打開了突破格局,全新奧迪A8也將動態四輪轉向帶進了現實。動態四輪轉向允許前后輪轉角彼此獨立設置,它重新定義了車輛控制的物理極限,帶來了幾乎無延遲響應和卓越的行駛穩定性。
時間到了2022年的2月,在上汽奧迪A7L的試駕會上終于仔細體驗了奧迪DAWS動態全輪轉向系統。當駕駛上汽奧迪A7L在蜿蜒的山路飛奔時,完全感受不到寬大車身帶來的動態延遲,高速過彎完全是一氣呵成,絲毫沒有拖泥帶水。出彎時只要及時踩下油門就會感受到它立刻變成了離弦的箭,3.0T發動機在轉速1370rpm時便可爆發出500Nm的最大扭矩,帶來了呼之即來的迅猛動力爆發,配合7速S-tronic濕式雙離合變速器,帶來了百公里加速5.6s的戰績。
雖然A7L軸距達到了3026mm,可在駕駛中體會到了A7L靈活性的一面,功勞要歸屬于國內同級中只有A7L匹配的DAWS動態全輪轉向系統。在60km/h以上的高速行駛時,后輪實現與前輪相同轉向,雖然后輪旋轉角度不大可殺傷力極大——操控提升效果極其顯著,極大程度增加了彎道駕駛的極限,保證了行駛穩定性與舒適性。在帶來駕駛激情的同時,讓車輛的操控變得更加流暢,而不會影響后排乘客的舒適性。

1 全輪轉向技術出現在2017年的第四代奧迪新A8 L 上
山路上的風馳電掣激情還離不開奧迪智能quattro四驅技術。奧迪的成名之作quattro四輪驅動系統也在隨著時代的變化向著輕量化、電氣化和更節能方向發展。如今奧迪A7L裝備的quattro ultra智能四驅系統擁有強大的計算能力,外加傳感器的加持,能夠預判路面情況,從前輪驅動自動切換至四輪驅動,極端情況下后輪可以獲得100%的扭矩,實現出色操控。在A7L上,奧迪智能quattro四驅技術與DAWS動態全輪轉向系統如影相隨,兩項技術的相互融合為A7L帶來了戰車般的激情駕駛。
當來到交通繁忙的市區,駕駛A7L在5~60km/h的低速環境下行駛時,DAWS動態全輪轉向系統會實現后輪與前輪相反轉向(最大轉向角度左右各5°),實現最小轉彎直徑僅為11.8m,比沒有后輪轉向系統的A7L 45TFSI車型的12.6m減少了0.8m,在街道上大幅降低直角彎、掉頭等操作難度,同時大大方便了泊車入庫。
對于長、寬、高、軸距分別是5076/1908/1429/3026mm的A7L來說已經符合行政需求,車身尺寸的增加對于廠家來說還是相對簡單,而其難點是保證其出色的操控性能。既有行政級別,又能帶來運動戰車的操控,也只有一個殺手锏——奧迪DAWS動態全輪轉向系統。如今搭載了奧迪DAWS動態全輪轉向系統的上汽奧迪A7L帶來了十足的駕馭激情,將行政座駕與運動色彩有機融合在一起。
奧迪A8 L將動態四輪轉向帶進了現實
對于豪華品牌梅賽德斯-奔馳而言,其新推出的全新S級的標準軸距版和長軸距版車型均可選裝后輪轉向系統。后輪轉向為車身尺寸長、寬、高、軸距分別是5320/1921/1503/3216mm的奔馳S500L 4MATIC帶來了更大的靈活性。其后輪最大可達±4.5度的轉向角,可大幅降低轉彎直徑,帶來顯著提升的敏捷性以及更好的操控性。
對于與奧迪有著技術關聯的保時捷更早應用了后輪轉向技術,在2013年日內瓦車展上全球首發的新款911 GT3車型在保時捷的車系歷史中首次搭載了“主動式后輪轉向”系統,正是在它的協助下,可以讓這輛超跑向著更高的極限推進。


2 A7 L在5~60km/h的低速環境下行駛時,DAWS動態全輪轉向系統會實現后輪與前輪相反轉向

3 車身長度達到5.3m的奧迪A8 L在DAWS動態全輪轉向系統加持下帶來良好操控
在2020年上市的新一代911Turbo則帶有了更新的rear-axle steering。奧迪和保時捷的主動后輪轉向技術又都來自零部件供應商ZF,即ZF的主動后輪轉向技術AKC(Active Kinematics Control)。這套AKC系統的核心是電子控制單元,它實時地收集車輛行進時的各種動態信息,數據信息經處理分析后,控制單元會發出指令來控制后輪進行相應的轉向動作。
在車輛低速行駛時,后輪的轉動方向與前輪相反,提高了車輛的靈活性,并減小了車輛的轉彎半徑。當車輛高速行駛時,后輪轉動與前輪保持同向,以帶來更流暢的彎道駕駛,特別是在緊急避讓情況下的緊急變線時,可以大大提升車輛的行駛穩定性,是對車輛動態穩定系統ESP的補充。這套主動式后輪轉向系統AKC在技術上最難的就是邏輯控制,如后輪在什么時候該發生轉向、向哪個方向轉、轉多大的角度,如果控制邏輯出現問題,不但起不到提升操控的作用,反而會帶來負面影響。
AKC可以使后輪實現最大6°的轉向角,其所能提供的最大轉向力度為4000N。這套系統最大的優勢在于體積緊湊,對空間要求低,不像目前的后輪轉向系統那樣需要有足夠的空間專門布置后橋轉向機,同時這套系統由于轉向機構直接取代懸架部件中的橫拉桿,因此對于很多車輛而言,甚至不需要改動懸架結構即可適配,適用性非常廣泛。

1 奧迪DAWS動態全輪轉向系統在高速和低速行駛時實現了不同操作
AKC系統主要是通過改變兩個后輪的前束值來實現后輪轉向的,與常見的后輪主動式轉向系統不同的是,AKC系統中的兩個后輪的轉向機構由兩套電機單獨控制,也就是說,左右兩個后輪的轉向幅度可以獨立控制,這意味著后輪可以針對車輛的轉向狀態做出更為精確的調整,進一步提高了轉向系統的精度,使車輛的操控性和循跡性的表現更為優異。
在2021年上海國際車展的舍弗勒展臺上,一只轉向機引起了許多專業人士的注意,它的名字叫“iRWS”(INTELLIGENT REAR WHEEL STEERING),雖然叫法不同,其作用是相同的,通過后輪轉向帶來更出彩的操控效果和更安全的駕駛性能。舍弗勒智能后輪轉向系統iRWS是舍弗勒在汽車轉向領域的一款機電一體化產品。該系統可以提高駕乘舒適性和安全性,這在當今快速發展的城市化交通中具有明顯的優勢。
智能全輪轉向系統為大尺寸豪華轎車帶來了更靈活操控
下面我們來看看舍弗勒智能后輪轉向系統iRWS的工作原理。在車輛低速下,當后輪轉向與前輪相反時,舍弗勒智能后輪轉向系統可減小車輛的轉彎半徑,從而大大提高車輛在狹小空間中的靈活性,比如在交通擁擠的城市中停車時;在高速下,當后輪轉向與前輪同向時,可以增強車輛行駛穩定性。

2 奧迪A 7后輪轉向系統
舍弗勒后輪轉向系統的核心部件是一個行星滾柱絲杠機構,效率高,體積小,方便在有限的空間安裝;此外,系統還經過了噪音優化,特別適用于低噪音的電動汽車。系統的自鎖功能能夠確保后輪在系統失去功能的情況下保持當前位置,提升車輛行駛安全性。作為領先的轉向系統供應商,舍弗勒在機電一體化及轉向系統領域擁有豐富的系統知識及技術積累,致力于為市場打造智能化的汽車轉向系統解決方案,包括智能化后輪轉向系統、Space Drive線控轉向系統及電控液壓轉向系統EHPS等產品。
在2021年上海國際車展的ZF展臺,也可以看到ZF的當家產品主動后輪轉向系統AKC擺在一部展示車的顯著位置。為長城汽車生產智能轉向系統的蜂巢智能轉向系統(江蘇)有限公司也已經開始開發智能全輪轉向系統,為進一步提升市場占有率而提前做了技術儲備。當水到渠成,當市場需求需要全輪轉向時相信長城汽車的高端產品會立刻已帶全輪轉向的先進技術占領市場。

3 搭載了奧迪DAWS動態全輪轉向系統的上汽奧迪A 7 L帶來了十足的駕馭激情

1 新一代梅賽德斯-奔馳S級匹配了智能全輪轉向系統
就在去年11月,在“2021年度博世汽車與智能交通技術創新體驗日”上,一輛高合HiPhi X引起了眾人的注意,它將駕駛輔助技術提升到了一個新高度,因為它搭載了博世集成式車輛動態控制IVC,而IVC包含了整體主動轉向系統。
從ABS到TCS(牽引力控制)再到如今普及的ESP?,博世在車輛動態控制上的研究一步一個腳印,每一次的進步都是里程碑式的發展,實現了車輛主動安全的一步步升級。如今,博世又研發出了突破性的車輛動態控制技術——集成式動態車輛控制(IVC)。作為博世的專利,這項技術從2009年開始研發,最早被搭載在AMG SLS Electric Drive上,之后蘭博基尼、阿斯頓馬丁等豪華車制造商也將其匹配到旗下的車型中。此次國內的首秀來自于華人運通的高合HiPhi X。IVC系統主要控制車輛的制動與后輪轉向,帶來更安全、平順、靈活的駕駛性能。當車輛低速時,IVC實現后輪反向轉向,縮短轉彎半徑;車輛高速時實現后輪同向轉向,提升車輛的穩定性。
IVC之所以能實現以上功能,在于其獨特的工作邏輯。IVC使用的是前饋式控制邏輯,基于車輛模型的設計,控制器會統一對所有執行器發出指令,執行器無需等待控制器的進一步的反饋便可執行,這樣帶來的好處是整車表現反應更迅速,同時工作更統一。

2 全輪轉向系統為梅賽德斯-奔馳S級帶來了便捷的泊車

3 2020 年上市的新一代911 Turbo帶有rear-axle steering后輪轉向系統


在帶來駕駛激情的同時,讓車輛的操控變得更加流暢

全輪轉向系統正在成為當前汽車技術發展的大趨勢

1 ZF的主動后輪轉向系統AKC

2 長城汽車蜂巢智能轉向系統(江蘇)有限公司開發的智能全輪轉向系統

3 2021年上海國際車展的舍弗勒展臺上,后輪轉向機構“iRWS”引起了許多專業人士的注意
IVC通過前饋式控制邏輯帶來了“潤物細無聲”的駕駛感,IVC根據駕駛員操作來預測車輛的行為,以此啟動相應的控制器,從而帶來更好的彎道性能和牽引力控制體驗,讓車輛擁有更高的穩定性和操控可靠性,最終在保障安全可靠性的基礎上讓駕駛者得到最大的駕駛樂趣。IVC的效果是顯而易見的,在原地掉頭時實現了更小的轉彎半徑,在高速行駛緊急變線、彎道駕駛時,帶來了更好的平穩性和更出彩的操控性能。

4 博世車輛動態控制技術——集成式動態車輛控制(IVC)包含了整體主動轉向系統

博世將后輪轉向技術融入到了新一代車輛主動安全——集成式動態車輛控制(IVC)之中,將后輪轉向技術提升到了一個新的高度。全輪轉向系統正在成為當前汽車技術發展的大趨勢,越來越多的汽車整車廠商和汽車零部件廠商都在關注全輪轉向。如今,新一代梅賽德斯-奔馳S級、奧迪A8L和寶馬7系都已經匹配了智能全輪轉向系統,伴隨著國內上汽奧迪A7L將奧迪DAWS動態全輪轉向系統推上市場,相信智能全輪轉向系統將會快速在國內蔓延。