丰田“四轮转向”专利曝光：实现车辆横向、斜向和原地旋转转向
小日本的
SIM-LEI一次充电的航程可达333公里
清水浩教授研究轮毂电机驱动电动汽车已有30多年历史，陆续开发了10台轮毂驱动车，为了解决电动汽车续航能力差、价格昂贵等瓶颈问题，研发小组的专家们将重点放在减轻车体材料重量、提高再生能源效率、采用超低滚动阻力轮胎、大胆使用“鱼”型流线型设计将行驶阻力系数降至最低，终于开发出与至今出现的电动汽车不同概念的轮毂电动汽车。
该款轮毂电动汽车外形犹如大海中畅游的“鱼”，全长4.7米，车宽1.6米，高1.55米，载人4名，总重1650公斤，一次充电JC08模式下333公里、耗能77Wh/km ，100公里均速行驶模式下308公里、耗能84Wh/km，0→100km/h加速时间为4.8秒，最高时速可达150km/h。未来气息的仪表盘、19英寸的倒车监视器，所有按键集中在方向盘左边、锂电池箱如抽屉放在汽车底部。轮毂电机设计可4轮两驱动、4轮4驱动、8轮8驱动，新车设计和旧车改造均适用。
轮毂电机的设计也与常规轮毂电机不同，它一改传统电动汽车平板式驱动，而采用了减速器方式和直接驱动方式。电机内置于轮毂依赖电机的微型化和高效能，具备高能效、扩大利用空间和控制性能高等优点，与替代引擎采用电机的电动汽车相比可延伸30%以上的续航里程。
清水教授称今后倒车监视器还将具备信息通讯和娱乐功能，可以说该车的设计理念和功能给当今汽车行业带来一场革命。为了实现不仅自己造汽车，更要用低廉的价格，向生产电动汽车的企事业单位提供电动汽车的尖端技术和信息的愿望，该教授2009年8月联合34家企事业成立了高科技公司“SIM-DRIVE”，所有投资企业可按商业规则享用科研成果。
本篇文章来源于汽车网[www.cnautonews.com]原文链接：http://www.cnautonews.com/plus/view.php?aid=57235
OEM致力于解决用户在实际车辆使用过程中的痛点问题，通过技术创新为用户提供更便利和更人性化的车辆功能是增强品牌竞争力的关键。在日常车辆使用过程中，需要在狭窄的空间内进行倒车入库或调头的场景屡见不鲜。对于新手司机而言，在这种场景下倒车入库或调头简直是一场“噩梦”。为了解决这类使用场景下用户使用车辆时的痛点问题，丰田公司提出了“四轮转向”的方法，该方法在车辆转向机构和转向控制方面进行了创新设计，可实现车辆横向、斜向和原地旋转转向三种运动方式，提高了用户使用车辆的便利性。近日，丰田公司已向美国专利商标局（USPTO）申请了该项专利。因此，本文将介绍丰田“四轮转向”专利的基本内容及其实现的功能。
如下图所示，“四轮转向”车辆的四个车轮均搭载独立的轮毂电机，使单个车轮最大转角可达90度，由轮毂电机驱动车轮前后移动。车辆控制器可以独立自由控制四个轮毂电机，继而实现四个车轮的前进方向和前进速度的独立自由控制。通过不同的控制组合模式，即前后左右车轮转角和转向组合模式，实现车辆的横向、斜向和原地旋转转向三种运动方式。下面介绍该专利实现各种运行方式的基本控制方法。
如下图所示，将车辆前后转轮分别往两个方向的内侧旋转45°，然后通过轮毂电机控制四个车轮的旋转方向和速度，即使一侧的车轮向前行驶，另一侧的转轮向后行驶，并且保持相同的运动速度，可以保证车辆围绕车辆中心L0做原地旋转运动，从而实现车辆原地旋转调头转向。车辆的原地旋转转向运动方式可类比于办公椅上的万向轮旋转运行方式。在狭窄的道路上调头时，这项功能十分实用。
对于横向转向功能很容易理解。如下图所示，当四个车轮均旋转90°时，可以实现车辆的左右横向移动。在狭窄空间进行侧方位倒车入库时，只要车位前后空间足够，就可以通过“四轮转向”将车辆横向平移至车位。配置该专利的车辆，无需司机运用各种倒车技巧即可简单省力的将车辆倒入车位。
如下图所示，当前后所有车轮朝一个方向旋转相同角度时，即同相位转向，可实现车辆斜向运动，这种运动方式可认为是纵向直线运行与横向运行的合成运动。在车辆高速行驶时，采用同相位转向时，可降低车身横摆角速度，有效抑制车身发生动态侧偏的倾向，改善操控稳定性。
由于“四轮转向”车辆与传统车辆的运动方式不同，该专利提出了运动信号提示功能。该功能包括一个传感器，当车轮进入45°或90°运动模式时，将采用“声学或光学”提示信号，让车辆附近的驾驶员和行人了解该车辆接下来的运行情况，以保障司机和行人的安全。
丰田“四轮转向”专利提供了更多的车辆运动及转向方式，在一些特殊路况和停车场景下，拥有更强的适用能力，对新手司机是极大的福音。尽管目前该专利处于申请阶段，但在汽车技术日新月异的情况下，未来像科幻电影般的行径路线也并非不无可能。
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