1886年,卡尔奔驰发明出世界上第一辆汽车,但这辆车并没有方向盘。
因为这辆三轮汽车设计理念来源于自行车,所以转向结构也用了一个摇杆。
时间过了5年,1891年,汽车的发动机从后面挪到了前面,因为发动机太抖,一直握着摇杆实在太累,才有人模仿船舵的设计,把方向盘变成了圆形。
于是,从汽车诞生之初不久,到21世纪,一百多年时间,汽车方向盘都是圆形的。
原因很简单,在现有的汽车机械结构上,圆形方向盘几乎是最优解。
在圆形方向盘上,圆周上的任何一点,和圆心形成的力矩都是一样的。这能够让你能够更快适应转向力度,更容易带来所谓的转向手感。另一方面,圆形方向盘有助于感知转向比,准确判断转向角度。
现在的家庭轿车转向比一般都很高。就是方向盘转了好多圈,车轮才动了一点点。比如,大多数常见轿车的转向比在12:1左右。就是方向盘从左边打死,到右边打死一般要3圈1080度,车轮转了90度,那么转向比就是1080/90=12度。
之所以这么设计,是因为,如果设定了很小的转向比,那么在高速行驶的时候,稍微遇到一点坑坑洼洼,车身振动带动方向盘的一点点振动,都会导致汽车方向的大幅变化,最终导致事故。
此外,设定较大的转向比,也可以让驾驶员不必紧盯方向盘,时刻调整方向,这样也就减轻了驾驶员的负担。
圆形方向盘,根据自己的转向力度,可以很轻易的判断转向的角度,有助于提高安全性。
但圆形方向盘也存在很多问题,如挤压驾驶员的腿部空间,所以很多车身低矮的跑车都会使用近似于圆形的 D 形方向盘。再者,是会遮挡驾驶员看仪表盘的视线,驾驶员总需要把座椅和方向盘调整到一个特定的位置,才能确保自己可以穿过方向盘看到仪表,但视线从路面到仪表盘,总需要经过方向盘的上沿。更危险的是,虽然转向比高能让驾驶容错度更高,但在掉头转弯时,圆形方向盘还是需要拧很多圈,新手很容易忘记自己的转向角度,方向盘回轮时候容易手忙脚乱。
而这一切,在21世纪的第二个十年,开始被改变了。
如何让科幻片成真
在科幻片里,人们对于未来汽车的想象,除了更炫酷的车身外观,变动最多的就是方向盘形状,确实,圆形的方向盘已经存在一百多年了,这个概念太传统了,不够酷。当然,本质上,是因为在过去 100多年,汽车的转向结构没有本质性的技术改变,即便如今有了电子助力,有了可变转向比,车辆的转向结构还是需要物理连接到底盘的转向拉杆上,直接控制转向。
但就像上文所说,受限于汽车的机械结构,为了驾驶舒适性和安全性,方向盘必须做成圆形的。概念车,也一直是停在展台或出现在广告之中,与人们的生活总是有那么点儿距离。
然而丰田准备让概念车成真,让实现线控转向系统与异形方向盘相结合的bZ4X电动车,率先于2022 年投放在中国市场,在中国市场上市后陆续在世界上其他地区投放。
简单来说,丰田bZ4X电动车采用了one motion grip(线控转向系统+异形方向盘),舍弃了方向盘与轮胎之间的机械连接,直接阻断了轮胎带来的不必要震动,传达到方向盘上的,只有保证驾驶感受的必要路感。在经过凹凸不平路面时,或车道跟踪辅助功能运行时,线控转向系统会控制轮胎的动作,确保车辆的安全性。
在这样的设计下,方向盘可以不再拘泥于圆形,而换为更有利于驾驶的异型方向盘。
丰田给异型方向盘的转向角度设定为±150°,这样驾驶员就无需换手打轮就可以完成转向操作,在掉头,入库和弯道驾驶时候的操作负担也被减轻了。
也正是因为换了异型方向盘,bZ4X 电动车驾驶员的腿部空间被解放了出来,仪表盘的位置还可以尽可能往视线远处推,方向盘不遮挡视线的同时,减少了驾驶员从前方路面到仪表盘的视线移动,方便保持最佳视线。
异型方向盘在历史上出现的不少,但真正能用线控转向技术,让异型方向盘体验超越传统圆形方向盘的量产车,目前仅丰田做到了。
车辆定位的界限,无法打破?
除了方向盘历经百年似乎毫无改变,在汽车行业,或者说得再精确一点,在燃油车领域,家用车永远难和性能或越野划等号。
家用车需要大空间,需要舒适,需要价格合理,然而性能车,需要低矮车身,需要大功率发动机,需要反馈清晰的底盘,而越野车,则需要更强的车身强度,更复杂且坚固的传动结构。似乎鱼和熊掌,永远不可兼得。
电动车的到来,让家用车和性能车以及越野车之间的边界,有可能被打破。
以丰田bZ4X电动车为例,除了目前消费者已经熟知的,电池平铺在底盘的纯电布局可以换来更多的车内空间,让车辆更适合家用。运动性能和越野能力也因为整车的特殊设计得到了极大提升。
电机因为扭矩特性加速快是消费者已经有足够预期的,但性能车的操控从来不单单只是加速快。
车身强度,车辆重心的稳定程度以及方向盘操控的手感会直接影响到驾驶员对车辆性能的感受。
因为线控转向系统不需要机械结构连接方向盘,异型方向盘可以通过方向盘电机模拟出更扎实的转向手感,方向盘转向角度小也利于更加灵活的操控驾驶。bZ4X电动车车身结构的主要框架部位采用热冲压材料、高强度钢板,也可以提升电池包及其周边、BEV总成及散热器搭载部位、前后悬架周围等各部位的刚性,不光适合激烈驾驶,同样适合一些特定场景的越野。
另外,向来就擅长做越野车的丰田还和SUBARU共同开发了X-MODE功能,让bZ4X电动车搭载了全新研发的“Grip-Control 智能多路况适应系统”,充分发挥电机驱动的特征,满足从日常生活到轻越野的使用需求,拥有超越传统同级别燃油车和普通电动车的通过性。
别让环保成为负担
环保是大趋势,但对于普通消费者,环保不应该成为自己体验受限的负担。
在实现碳中和的道路上,丰田一直走在前列。历经24年的发展,丰田具备了HEV、PHEV、EV、FCEV完善的电动化技术路线,努力推动全方位电动化车型的应用和普及,成为全球全方位电动化解决方案领导品牌,纯电动车是其重要的组成部分。
与其他品牌在推广电动车时都会说的碳中和、环保话题不同,丰田的 bZ 电动车更具深意,bZ 这两个字,代表“beyond Zero”,即超越零排放的价值。
举个例子,bZ4X电动车的车顶有一块太阳能电池板全景天窗,每年通过太阳能发电量可供行驶1800KM,在不影响消费者用车体验的基础下,还让本就环保的电动车,有了一部分自给自足的能力。
bZ4X 电动车在车身结构,转向结构,以及电池电驱层面的创新,让这辆电动车,不再是“没有油牌只能选个电车”的妥协选择,而是全面提升产品力,超越同级别的燃油车和纯粹只为了电动而电动的普通电动车。
丰田所提倡的“beyond Zero”也正是让消费者,从安心安全的产品和服务中,体验到不光自己购买电动车,使用电动车的行为是环保的,而是真正通过革命性的电动车产品,极大提升自己的出行和驾驶体验。