对话施瓦茨博士 解读奥迪驾驶模式选项

对话施瓦茨博士 解读奥迪驾驶模式选项(2)

关于“奥迪驾驶模式选项”详解

    在传统汽车上，当调校驾驶性能的控制系统时，往往必须在各性能之间有所取舍，驾驶者通常很难同时兼顾舒适性与运动性。因此奥迪研发了奥迪驾驶模式选项（Audi Drive Select）并应用于多款奥迪最新车型。该系统可以协助驾驶者对发动机运行、自动变速器、转向系统进行调节。只需通过控制按钮的轻松操作，驾驶者就可以在所需要的“运动”、“自动”和“舒适”模式之间进行转换。奥迪驾驶模式选项的主要组成部分是采用新款叠式齿轮的动态转向系统和先进的电子控制。这些技术解决了轻松舒适与动力性驾驶乐趣之间的矛盾。

●  奥迪驾驶模式选项的功能

    近年来在汽车研发中有一个明显的趋势就是越来越多地采用电子控制系统。这类系统的运用可以提高汽车的动力性、舒适性和便利性，超越了传统技术可以达到的水平。然而至今，驾驶者也只能通过按钮或类似的开关来改变某一单一系统的特性。

    奥迪驾驶模式选项则实现了突破性的超越：例如在全新奥迪A4L上，发动机、自动变速器和转向系统——都可以同时进行电子控制，性能可以在“运动”、“自动”和“舒适”模式之间进行转换。

    奥迪动态转向系统（Audi Dynamic Steering）可以根据道路行驶速度改变转向比和转向扭矩，从而获得截然不同的驾驶体验。在接近车辆运动极限时，该系统还可通过与ESP电子稳定系统相互作用使全新奥迪A4L始终处于可控的行驶状态。
 
    通过提供不同性能之间的选择，奥迪驾驶模式选项为系统调校开辟了新的可能。今天，该系统已经获得不同驾驶者的广泛赞誉，驾驶者将不再如以往那样必须在舒适性和运动性之间做出妥协。如果驾驶者使用奥迪驾驶模式选项侧重于运动性的特征，该模式就可被看作是动态驾驶体验。为了更好地强化这一驾驶体验，很重要的一点是要有效影响汽车的纵向动力性。因此该系统的研发从一开始就包括了传动系统。

    在竞争对手的某些车型上，其引以为傲的控制系统上设置了太多按钮和开关，为驾驶者实际操作带来了很多麻烦。驾驶者必须独立为各个系统寻找最合适的配置。在这种情况下驾驶者很容易失去方向，从而找不到一种赋予汽车所需性能的设置组合。

    奥迪驾驶模式选项的开发目标就是以典型的奥迪方式直观的操控汽车调节系统。奥迪驾驶模式选项使驾驶者得以通过一个中央控制单元（图1）影响发动机、自动变速器以及新开发的动态转向系统的性能，从而改变汽车的整体性能。
 

图1：奥迪驾驶模式选项可对发动机、自动变速器、以及转向系统进行调节

 奥迪驾驶模式选项提供的“运动”“舒适”、“自动”三种操作模式极佳的满足了驾驶者的要求。每种操作模式中，各个参与系统的调节效果相结合，创造出令人信服的总体反馈模式，大大提升了驾驶体验。

 通过更改以下参数可以改变参与系统的性能：
- 发动机：改变油门踏板性能和负载变化表现
- 自动变速器：改变发动机转速的换档点
- 根据道路行驶速度改变servotronic随速助力转向系统的转向扭矩曲线
- 根据道路行驶速度改变动态转向系统的转向比

●  操作模式和控制原理

    对汽车驾驶者来说，理想的汽车性能常常会根据各种因素发生变化，如驾驶者或其乘客的个人偏好，或某一时刻他们的心情。当然，也取决于路面状况以及行驶路线的地形地貌。因此若仅提供驾驶者一两种设置选择（例如，仅可选择打开或关闭“运动”模式），是不足以令人满意的。因此，奥迪驾驶模式选项系统提供了三种预设操作模式：即“运动”、“舒适”和“自动”，这三种模式都可以通过以驾驶者为中心的控制单元激活和显示（图2）。所选模式会发亮以区别于其他未激活模式。按下左右箭头按钮，可以分别激活左右相邻模式。

 
图2：奥迪驾驶模式选项系统

    汽车启动时，默认选择为自动模式，使奥迪A4L可以既舒适又敏捷。车内参与系统并非一直以固定设置运行：虽然选择了平衡的基础调节策略，变速器仍可在瞬间改变设置，不需要驾驶者进行任何操作。若选择“舒适”模式，汽车性能将明显侧重于驾驶舒适性。当驾驶者踩下油门时，发动机和变速器将“优雅”地作出相应反馈。“舒适”模式尤其适合轻松的长途旅行。“运动”模式赋予了汽车显著的运动特性。转向动作更急更直接，发动机更加积极的对油门作出反应，且变速器换档也更加敏捷。“运动”驾驶模式尤其适合弯曲路面上的运动驾驶风格。

●   动态转向系统

    运动性驾驶乐趣与高水准的驾驶安全性相结合，已成为奥迪汽车的核心特征。在全新奥迪A4L上率先采用的奥迪动态转向系统将该领域的潜力发挥到了更高水平。（图3）动态转向系统是奥迪驾驶模式选项的核心组成部分之一。驾驶者选定的模式将改变相关转向比特性（所需要的转向角度）以及辅助动力大小（所需要的转向扭矩）。

 
图3：新款奥迪A4的动态转向系统概览

    奥迪动态转向系统可根据车速改变转向比，因而避免了传统机械转向系统选定恒定转向比时需做出的妥协。汽车高速行驶时，间接的转向比使汽车操控更沉稳，并保持更好的直线行驶能力。反之，当汽车以低速或中速行驶在蜿蜒的路面上时，该系统将提供一个更直接的转向比以提高转向精准度和灵活性。泊车时，直接的转向比使泊车更加方便，servotronic随速助力转向系统可以大大节省转向力。在主动安全领域，动态转向系统与ESP电子稳定系统紧密协作，为车辆提供了更为安全的主动保护，在车辆接近运动极限时，同时对转向和制动的主动调节可以使车辆更为“优雅”的安全行驶。
奥迪动态转向系统的中心元件是一款最初应用于航空技术的可变转向比转向装置。该装置被运用于汽车中，与一个电动机相连接植入转向柱中，可以用来改变转向比。与其他厂商采用的系统不同，该款创新装置运行时完全没有机械间隙（mechanical play），摩擦损失也降到最小。

●  功能

    作为驾驶者与汽车之间最重要的控制媒介，转向在获得驾驶乐趣、舒适性、便利性和安全性方面起到了决定性的作用。要想将这些特性最大化，转向力必须能根据转向角（控制角度）和转向扭矩（控制力度）在任何情况下进行灵活调节。动态转向系统第一次实现了这一目标，与常见的servotronic随速助力转向系统相比，这项新功能提供了可变转向角度比和各种其他主动稳定功能。

●  可变转向比

    为了确定最优转向比，工程师们分析了汽车在三种不同特征车速范围内的转向表现，包括泊车、中低速行驶（城镇中和越野时）以及高速行驶。（图4）

 图4：转向比变化图表

    泊车时的目标是通过降低所需的转向角度使驾驶者操控起来更加便利。驾驶者应以最少的双手换位次数就能把方向盘从一侧转到另一侧。也就是说，在该速度范围内转向比必须极为直接。

    当驾驶者行驶在城镇或乡间道路上、转弯、甚至在山路上行驶时，应尽可能避免双手换位。对大多数驾驶者来说，这意味着方向盘仅需在小于90度左右的范围内转动。这也是一个普通驾驶者在接近操作极限的情况，如紧急避让时，进行方向调节所需的转向角度范围。这似乎意味着在中低速范围时也需要极为直接的转向比。但是，有利于泊车的极为直接的转向比在车速提高时往往会使汽车的反应过于灵敏。因此，动态转向系统应根据车速逐步提高转向比，才能实现上述目标。

    对于中高速和弯道较少的驾驶，所选择的转向比必须使驾驶者能够精准而沉稳地驾驶汽车。这就需要一个比低速时明显低的转向比。

●  汽车的主动稳定功能

    在配备了动态转向系统的汽车上，ESP电子稳定系统在紧急情况下不仅仅通过某一或某几个车轮的制动来稳定汽车，更加重要的是还将调整前轮的转向比（图5）。这有两个优点，一是同时激活制动和转向系统可以提高汽车的总体稳定性，也就是说，主动安全性能将得到明显提高，在高速行驶时（大于100公里/小时）尤为如此，因为动态转向系统反应迅速的优势可以充分体现。转向系统可以立即发挥作用，没有制动系统产生液压所需的延迟。二是在非紧急情况下，调节性的制动干预可以部分或全部舍弃，从而汽车的稳定过程更和谐舒适，不会因此而减速。降低对制动干预的需求意味着全新奥迪A4L在抓地力较低的路面，如雪地上，也能保持同样的直线行驶方向，但明显比仅采用制动干预进行稳定的汽车更为敏捷。

 
图5：ESP电子稳定系统配合动态转向系统

    ESP电子稳定系统在汽车处于转向过度或转向不足，以及在抓地力水平不同的地面（非均质路面）上制动时会与动态转向系统协作并提供主动转向调节。