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2023.10.13上海
操控是我们一直以来对一部车好坏的重要评判标准，一部车的操控，直接关乎着驾驶感受，甚至行车安全。那些跑车、小车凭借着先天优势很容易以操控著称。那么，那些轴距动辄超过3米甚至3.2米的大车，是否还有必要来谈操控呢？
众所周知，这些身长超过5米的大家伙，在转弯掉头时十分不便，为了克服这个困难，工程师为它们加入了后轮主动转向功能。
后轮和前轮都可以转向，就是所谓的全轮转向功能，也称为四轮转向。
以下表格中简单列举了目前国际和国内配备有后轮主动转向技术的一些典型车型：
一.概念及分类
汽车四轮转向（Four-wheelSteering，4WS）是一种转向技术，通过控制车辆的前轮和后轮同时转向来改变车辆的转向性能和操控性能。
传统汽车只有前轮转向，而全轮转向则使得后轮也可以转向。其中后轮偏转角一般不超过5°。
全轮转向可以分为两种主要类型：
1.主动式四轮转向（ActiveFour-wheelSteering）：在主动式全轮转向系统中，通过电子控制单元（ECU）和传感器等组件，根据车速、转向角度、转向力等参数来实时控制前轮和后轮的转向角度。在低速行驶时，后轮会与前轮反向转向，以缩小车辆的转弯半径，提高操控性和转向灵活性。在高速行驶时，后轮会与前轮同向转向，以增加车辆的稳定性和高速操控性。
2.被动式四轮转向（PassiveFour-wheelSteering）：在被动式全轮转向系统中，通过机械连接件和几何设计实现后轮的转向。例如，通过连杆、橡胶套等连接前轮和后轮，使得后轮可以根据前轮的转向角度自动调整自己的转向角度。被动式全轮转向的操作不依赖于电子控制，而是通过车辆的运动和力学设计来实现。
二.前轮转向和后轮转向的区别
前轮转向（FrontWheelSteering）
前轮转向是最常见和传统的转向系统之一。在前轮转向中，前轮负责控制车辆的转向运动，而后轮保持固定方向。
前轮转向与传统的转向系统相似，通过方向盘控制前轮的转向角度。驾驶者在方向盘上的转动会通过转向柱和转向机构传递给前轮，使前轮转向。
优势：
1.简单：前轮转向系统相对简单，易于设计和制造。
2.节省空间：由于只需要前部轮子转向，可以节省车辆前部空间，增加乘客和货物空间。
3.节能：前轮转向在低速行驶时转向力量相对较小，因此在城市交通等低速行驶情况下较为节能。
劣势：
1.车辆稳定性：在高速行驶或紧急转向时，前轮转向可能会导致车辆失去稳定性。
2.操控性限制：在极端驾驶情况下（如急转弯或高速行驶），前轮转向的操控性可能受到限制。
后轮转向（RearWheelSteering）
后轮转向是一种较为先进的转向系统，它可以使后轮也参与转向运动。后轮转向系统可以根据车速和转向角度的变化，适时使后轮转向以提升车辆的操控性和稳定性。
后轮转向是四轮转向技术的关键部分，它允许后轮根据车速和转向角度的变化进行转向。后轮转向系统通常通过电子控制单元（ECU）和传感器来监测车辆的状态和驾驶行为，然后根据需要控制后轮的转向角度。
1.增加稳定性：后轮转向可以在高速行驶时提升车辆的稳定性，减少侧滑风险。
2.改善操控性：在低速行驶时，后轮转向可以缩小转弯半径，提升车辆的机动性和操控性。
3.减少危险：在急转弯或避让情况下，后轮转向可以更快地改变车辆方向，减少潜在的危险。
1.复杂性：后轮转向系统相对复杂，需要更多的控制和传感器装置。
2.维护成本：由于系统的复杂性，后轮转向系统的维护和修理可能会更加昂贵。
总体而言，前轮转向适用于日常城市驾驶和常规用途，而后轮转向则更适合提升车辆的操控性和稳定性，尤其在高速驾驶和特殊驾驶情况下表现更为出色。
三.全轮转向技术的基本工作原理
四轮转向系统依赖于先进的电子控制技术，包括传感器、电动机、控制单元和软件算法。
传感器监测车辆的速度、转向角度、转向力和横向加速度等参数，然后将这些信息传递给电子控制单元。控制单元根据传感器的数据和预设的算法，决定后轮转向的角度，从而实现优化的转向效果。
四轮转向系统通常具有几种工作模式，根据驾驶条件和车速的不同，它可以在以下几种模式之间切换：
1.同向转向（同向转向模式）：在低速行驶时，后轮会与前轮保持相同的转向方向，从而缩小车辆的转弯半径，提升操控性和机动性。
2.逆向转向（逆向转向模式）：在高速行驶时，后轮会与前轮相反地转向，以提升车辆的稳定性和减少侧滑风险。
3.独立转向（独立转向模式）：在特定驾驶情况下，后轮可以单独转向，例如在紧急避让情况下，后轮可以迅速改变车辆的方向。
通过将前轮和后轮的转向协调起来，四轮转向技术可以使车辆在不同驾驶情况下更具响应性、稳定性和安全性。这种先进的技术使驾驶更加舒适，尤其是在城市驾驶和高速行驶时，同时也提升了车辆的整体性能和驾驶体验。
四.应用场景
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四轮转向技术在不同驾驶情境下可以产生不同的效果，从而提升车辆的操控性、稳定性和机动性。以下是四轮转向在低速转弯、高速行驶等不同驾驶情境下的效果对比：
1.低速转弯：在低速行驶时，四轮转向技术可以显著改善车辆的机动性和操控性，减小转弯半径，使车辆更容易进入和脱离狭小的空间，例如停车场、城市街道等。四轮转向可以让车辆的后轮与前轮相反地转向，从而有效减少转向时的空间需求，使驾驶者更容易操控车辆，特别是在拐弯、排队等情况下。
2.高速行驶：在高速行驶时，四轮转向技术可以提升车辆的稳定性和操控性。在同向转向模式下，后轮会与前轮保持相同的转向方向，增加车辆的稳定性，减少侧滑风险，从而在高速驾驶时提供更高的安全性。此外，四轮转向还可以在高速行驶时调整后轮的转向角度，进一步优化车辆的悬挂系统和稳定性控制，提升整体性能。
3.突发情况和避险：在紧急避让和突发情况下，四轮转向技术可以使车辆更快速地改变方向，提供更灵活的操控性，帮助驾驶者更有效地避开障碍物或危险。独立转向模式可以让后轮单独转向，使车辆更灵活地应对紧急情况。
4.高度定制化的驾驶体验：四轮转向技术可以根据驾驶者的偏好和驾驶情况进行定制，通过调整后轮转向角度和工作模式，创造出更适合个人驾驶风格的驾驶体验。这使得驾驶者可以在不同驾驶场景下获得更大的乐趣和自信。
总之，四轮转向技术在不同驾驶情境下能够提供更灵活、稳定和安全的驾驶体验。它通过优化转向系统，适应不同的驾驶需求，从而使车辆更好地应对各种道路和驾驶条件。
五.缺点
尽管汽车全轮转向技术具有一些优势，但也存在一些潜在的缺点，包括：
1.成本增加：全轮转向系统的设计和制造复杂性较高，需要额外的传感器、电子控制单元和执行机构等组件。这增加了车辆的制造成本和维修成本。
2.维护困难：由于全轮转向系统的复杂性，维护和修理可能更加复杂和昂贵。故障排查和维修需要专门的设备和专业知识。
3.可靠性和耐久性问题：全轮转向系统的各个组件可能会遭受更多的磨损和压力，特别是在行驶条件较为恶劣的情况下。这可能导致更频繁的维修和更短的寿命。
4.故障风险：由于全轮转向系统涉及到复杂的电子和机械部件，故障的风险也增加了。故障可能导致车辆操控性能下降或无法正常工作。
5.过度操控可能性：全轮转向系统提供了更大的操控灵活性，但在某些情况下，可能会导致驾驶员对车辆的控制过度。这需要驾驶员适应并适当调整驾驶习惯。
6.适应性限制：全轮转向系统对车辆悬挂和转向系统的设计有一定的要求。因此，并非所有车辆都适合使用全轮转向技术，这限制了其应用范围。
六.为什么目前市面上全轮转向没有普及
目前市面上全轮转向技术尚未普及的原因有多个方面，也基本上都与上一部分的缺点有关：
1.成本因素：全轮转向技术涉及到更复杂的机械和电子系统，包括传感器、电动机、控制单元等。这些额外的部件和系统会增加车辆的制造成本，导致车辆售价上升。在目前的市场竞争中，一些消费者可能不愿意支付更高的价格来获得全轮转向带来的优势。
2.维护和保养成本：全轮转向系统的复杂性可能会导致维护和保养成本的增加。维修人员需要更高水平的技能来诊断和修复全轮转向系统的故障，这可能会使车主感到担忧。
5.适用范围限制：全轮转向技术在不同驾驶情境下表现出色，但并非所有驾驶场景都能充分体现其优势。在一些常规的驾驶情况下，如直线高速行驶，全轮转向技术的优势可能相对有限，这可能限制了其市场需求。
尽管目前全轮转向技术尚未在所有汽车上普及，但随着技术的不断发展和成本的降低，以及消费者对更好的驾驶体验和安全性的需求增加，预计这项技术在未来可能会逐渐扩大应用范围并逐步普及。
七.全轮转向的未来趋势
1.自动驾驶技术与四轮转向的结合：随着自动驾驶技术的不断发展，四轮转向技术有望与自动驾驶系统相结合，进一步提升自动驾驶汽车的操控性、稳定性和安全性。自动驾驶汽车可以利用四轮转向技术在不同驾驶模式下实现更高级别的自动驾驶功能。例如，在城市环境下，自动驾驶车辆可以通过四轮转向技术实现更灵活的转弯和停车，提高自动驾驶车辆在复杂城市交通中的适应性和效率。
2.环保和节能对四轮转向技术的影响：随着环保和节能的趋势日益增强，四轮转向技术有望在电动汽车领域发挥更大作用。通过优化车辆的转向系统，可以减少能量损耗和废弃物排放，从而提高电动汽车的能效和续航里程。此外，通过四轮转向技术可以实现更精确的操控，帮助驾驶者更好地适应驾驶环境，减少能量浪费和驾驶压力。
3.线控技术的发展：随着电子控制技术的不断进步，未来可能出现更先进的线控技术，进一步改进四轮转向系统的精度和响应速度。这将使车辆在转向过程中更加平稳和精准，提升驾驶体验和安全性。
4.个性化驾驶体验：随着汽车科技的不断发展，四轮转向技术可以帮助实现更个性化的驾驶体验。驾驶者可能能够根据自己的偏好和需求，自定义四轮转向系统的工作模式和参数，从而创造出适合自己驾驶风格的驾驶感觉。
总之，四轮转向技术在未来可能会在自动驾驶、环保节能、个性化驾驶体验等方面发展出更多潜力，为汽车行业带来更多创新和改进。