專題報導

汽車發展已經超過百年歷史,無論動力在怎麼提升與進化,最重要的發明當屬轉向系統,有了轉向系統的設計,車子能夠轉換行進方向,而不再是單純的「行進」;隨著科技日新月異,轉向系統發展已經相當全面,除了動力輔助讓轉動方向盤更為輕鬆之外,線傳、電子訊號、依行進速度調整輔助力到的主動式轉向系統、還有整合式主動轉向系統等,提供動態駕馭的適當輔助及樂趣。

現今汽車科技發展,車輛上多已配備各式輔助系統,而轉向系統也有長足進步,如動力輔助系統、電子訊號傳輸等,為了提升轉項速度與操控穩定性,許多品牌已陸續開發主動式轉向系統,以及結合前後輪轉向的整合式主動轉向系統等。

BMW在數年前開始,先期在品牌旗艦7 Series中,導入了名為Integral Active Steering整合式主動轉向系統的設計,這套系統最顯著的功效,就是讓車輛迴轉半徑變小;在轉向時除了前輪轉動之外,後輪也會往反方向小幅度轉向,增加轉向之角度來減少迴轉半徑。在詳述Integral Active Steering整合式主動轉向系統之前,要先來了解一下BMW的Active Steering主動式轉向系統。

車輛在低速行進時,由於輪胎與地面接觸面積大,因此方向盤在轉動時的手感較重,反之在高速行進時輪胎接觸面積較小,方向盤手感顯得輕盈;例如在停車時轉動方向盤就會顯得吃力,而高速時轉動方向盤則需要加倍謹慎,以免轉向過度造成意外。透過整合式轉向系統,提供低速時方向盤轉向角度小,輪胎轉向角度大的表現,高速時則相反。
主動式轉向系統讓車輛在低速時,方向盤轉動幅度小,輪胎轉向卻加大,高速時則是方向盤轉動幅度大,輪胎轉向幅度小,同步達到低速輕便、高速紮實穩定的效果。

主動式轉向系統是運用一組行星齒輪搭配一顆驅動馬達,由驅動馬達以順時針旋轉,或逆時針旋轉來增加、減少轉向輸出角度,借以達到在低速時方向盤轉向角度小,輪胎轉向角度大。高速時則反向運作,方向盤轉向角度大,但輪胎轉向角度小,有了可變轉向比例後,車輛的循跡靈敏性及高速安全性獲得有效提升,在低速時較輕鬆的轉向手感,也有助於停車的便利性。

如此設計之所以能有效提升安全與便利,在於無論科技再如何進化,物理原則都是無法忽略的定律,在重力加速度的影響下,車輛在高速與低速行進時,即使方向盤轉動角度相同,車輛所回應的轉向反映可為天差地遠;此外,即便有了動力輔助的方向盤,低速時方向盤反映車體重量,轉動上都還是較為重手。為了滿足低速時輕盈、高速時則能夠避免轉向過度,如可變齒比轉向系統、主動式轉向系統等因應而生。

BMW的Integral Active Steering整合式主動轉向系統,除了前輪的主動式轉向系統外,後輪亦會隨速度而進行小角度的轉向,提升車輛的行進順暢度與安全性。時速低於60公里時,後輪會與前輪以3度的相反方向轉向,降低迴轉半徑。時速超過80公里時則與前輪同方向轉動,避免轉向過度且提升過彎穩定性。

BMW在導入主動式轉向系統後,車輛在高速時輪胎轉向角度較小,低速時則相反,如此操作之下,車輛在各種行進速度下都能保有便利性與實用性,但為求更有效率的操控,除了攸關轉向的前輪加入Active Steering主動式轉向系統外,BMW在後輪再行導入了隨車轉動技術,後輪同樣設計有與前輪相近之轉向結構,使用轉向連桿推或拉動轉向節臂,隨而成就了Integral Active Steering整合式主動轉向系統。

廣  告

當車輛以低於時速60公里的速度進行右轉,Integral Active Steering整合式主動轉向系統會將後輪的轉動方向,調整成與前輪相反3度,也就是前輪往右轉向,後輪則朝相反角度轉向,形成一至的順時鐘方向,在前後兩相輔助的影響下,車輛得以獲得敏捷之靈活度。這項功能在長軸距車款上優勢最為顯著,能有效減少迴轉所需半徑。時速超過80公里時,轉向時系統就不再讓後輪以相反方向轉動,而是調整為與前輪一致以減少橫向推力,避免轉向過度而造成危險,大幅提昇車輛穩定性和安全性。