下面介绍一些与操控性和舒适性有关的汽车先进技术与结构。

1.助力转向

助力转向是利用发动机动力或电源动力协助驾驶人旋转汽车转向盘，减轻驾驶人旋转转向盘的工作强度，改善行车的安全性和舒适性。

目前，汽车上配置的助力转向系统大致可以分为三类：一是机械液压助力转向系统；二是电动助力转向系统；三是电子液压助力转向系统。

机械液压助力转向系统一般由液压泵、油管、V形传动带和储液罐等部件构成。这种助力转向系统的缺点是：无论汽车是否转向，由发动机驱动的液压泵都在工作，能耗较高；在车速较低时，由于发动机转速低，液压泵不能输出更大的功率以获得比较大的助力；在车速较高时，由于发动机转速高，液压泵能够输出较大的功率，提高更大的助力，但这种高车速转向助力却是驾驶人所不希望的。

电动助力转向系统的英文全称是Electronic Power Steering，简称EPS，它利用电动机产生的动力协助驾驶人进行转向。EPS主要由转矩传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器以及蓄电池电源所构成。

EPS的优点表现在：

1）EPS能提供与汽车行驶工况相适应的最佳助力转向力矩，减小路面不平度所引起的对转向系的干扰，改善了汽车的转向特性。

2）EPS只有在汽车转向时，电动机才提供动力助力，因此，相比机械液压动力助力转向系统可节约燃油，汽车经济性有了很大的提高。

3）EPS取消了油泵、传动带、密封件、液压软管、液压油及密封件等，其组成零件比传统液压动力转向系大大减少，因而质量更轻，结构更紧凑，在安装位置选择方面也更为方便，并且可以降低噪声。

4）机械液压动力助力转向系统的工作参数一经确定，转向系统的性能也随之确定。而EPS则可以通过设置不同的助力程序来改变转向特性，装配自动化程度更高，能与不同的车型匹配，缩短产品生产和开发时间，提高了效率。

5）由于EPS不存在渗漏问题，因而减少了对环境的污染。

电子液压转向助力系统，有些人也把它称为“动力随速转向”。该系统主要由储液罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等构成，其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。电子液压转向助力系统克服了传统的机械液压转向助力系统的缺点，它所采用的液压泵不再靠发动机传动带直接驱动，而是采用一个电动泵，电动泵的动力来自于蓄电池。

电子液压转向助力系统的工况，是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的理想工况。在低速大角度转向时，电控单元驱动电子液压泵高速运转，输出较大功率，使驾驶人转向省力；而汽车在高速行驶时，电控单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，输出较小的功率，以增加驾驶的“路感”。电子液压助力转向系统是目前广泛采用的助力转向系统。

2.四轮转向

四轮转向系统的英文全称为Four Wheel Steering System，简称4WS。是指汽车转弯行驶时，为使车轮转向与车身行进方向最大限度地保持一致，后轮也随着前轮有相应的转向动作，以使4WS汽车转向时的质心侧偏角接近零，车厢运动轨迹与行驶轨迹方向完全一致，汽车自然流畅地做曲线运动，保证汽车在以不同车速转弯时，能够得到优质稳定的转向性能。

4WS的工作特点是：当车速较低时，后轮与前轮转向相反，车速较高时，后轮转向与前轮相同，因此，四轮转向系统大大提高了汽车转弯时的操控性。通用汽车公司对使用四轮转向系统的大型SUV和货车进行了测试，装备4WS系统的汽车，最小转弯半径平均减小了19%。

3.汽车主动悬架

在传统的汽车悬架中，汽车悬架本身的参数（刚性和阻尼）是不可调整的，在汽车行驶过程中，车身高度的变化取决于弹簧的变形，车辆所受到的冲击和振动完全被动取决于具有固定阻尼的减振器、弹性元件和路面的好坏。

汽车不同的行驶工况对悬架有不同的要求。例如，在水平良好路面上直线行驶时，希望悬架比较柔软以获得较好的乘坐舒适感，而汽车在急转弯及起动或制动时，希望悬架比较硬朗以获得较好的行驶稳定性。另外，为了提高汽车在不同路面行驶时的通过性，希望汽车车身高度也能够调整。为满足以上要求，主动悬架应运而生了，如图5-13所示。

图5-13 电控悬架驾控操纵使用部分示意图

电控悬架系统主要由传感器（车高传感器、转向角传感器、加速度传感器、路况预测传感器）、电子控制ECU、悬架控制的执行器等组成。系统的控制功能通常有三个：

（1）车高调整 当汽车在起伏不平的路面行驶时，可以使车身抬高，以便于通过；在良好路面高速行驶时，可以降低车身，以减少空气阻力，提高操纵稳定性。

（2）阻尼力控制 用来提高汽车的操纵稳定性，在急转弯、急加速和紧急制动情况下，可以抑制车身姿态的变化。

（3）弹簧刚度控制 可以改变弹簧刚度，使悬架满足运动或舒适的要求。

目前比较常见的电控悬架有电控空气悬架、电控液压悬架和电磁式悬架三种形式。

4.电动座椅调节

电动座椅调节是指通过专门设置的电动机控制，调节座椅的前后位置、上下高度、靠背角度，一些更豪华的汽车电动座椅还可以调节大腿支撑、腰部支撑等。该装置可以使驾驶人和乘员处于一个相对舒适的乘坐位置。由于采用专设的电动机调整，电动调节比手动调节更简便、省力。

目前，一些高档车配置的电动座椅调节还带有座椅通风、座椅加热和座椅位置记忆的功能，例如VOLVO XC90（图5-14），它能从八个方向调节座椅位置，在寒冷的冬天可以对靠背加热，在炎热的夏天可以给靠背实施通风。

5.数字化仪表板

数字化仪表板的油量表、冷却液温度表、时速表及行车计算机全部摒弃传统的指针式显示，改用以数字量化的方式显示，便于驾驶人快速读取。图5-15所示为数字化仪表板的车速表。

图5-14 通风、加热及电动调节座椅

图5-15 数字化仪表板的车速表

6.车载免提蓝牙通话器

车载免提蓝牙通话器是以无线蓝牙技术为基础而设计研发的车内无线免提通话系统，主要功能是将驾驶人的手机与车内音响系统相连接，实施免提通话，达到解放驾驶人双手，降低交通肇事隐患的目的，如图5-16所示。

7.电动可调转向盘

电动可调转向盘可通过专门电动机调节转向盘位置和角度，通过对转向盘倾斜或伸缩，借以调整转向盘在驾驶座位上方的空间姿态，以适应不同身材的驾驶人的需要。图5-17所示为转向轴倾斜角度调整。

图5-16 车载免提蓝牙通话器

图5-17 转向轴倾斜角度调整

8.自动空调系统

自动空调系统能自动调控车内环境温度，具备制冷、加热、去湿及空气净化等功能。自动空调系统常配有自检装置，能及早发现系统故障隐患。

该装置由四部分组成：传感器部分，负责温度信息检测与反馈；系统“控制中枢”，即自动空调系统控制部件ECU；执行部件，包括空调系统冷凝器电动机、蒸发器电动机、混合气流电动机、气流流动方式控制电动机（用以控制冷暖气体组合、开启或关闭正面、侧面和脚部的出风口等）；自检及报警部分。(www.daowen.com)

一些汽车根据不同乘客的需求，分别设置前、后排左右分区的温度控制，确保车内的乘客可以享受各自感觉舒适的空气温度范围。这样即使是对环境温度非常敏感的老人或儿童，也可以舒适地享受车内的温度环境。有些人把具有这种功能的空调系统称为全自动分区空调。全自动分区空调在每一个分区内，装有专门用来探测乘员面部或额部皮肤表面温度的红外线温度传感器。

还有一些汽车自动空调系统能根据外界气候条件，按照预先设定的指标对安装在车内的温度、湿度、空气清洁度等传感器所传来的信号进行分析、判断，及时自动打开制冷、加热、去湿及空气净化等功能。在更完备的汽车空调系统中，空调系统还与其他系统（如驾驶人打瞌睡警报系统）相结合，自动散发出使人清醒的香气，以避免驾驶人精神不集中或打瞌睡的现象。有些人也把具有这种功能的空调系统称为智能空调。

图5-18 雷克萨斯高档音响系统及其在车上的布置

9.汽车音响系统

人们对汽车内部装备的要求越来越高，汽车制造商日益重视轿车的音响设备，并将它作为评价轿车舒适性的重要依据之一。

图5-18所示为雷克萨斯高档音响系统（标准版）元件及其在汽车上的布置方式，这套系统包括AM/FM收音机、卡带、吸入式六碟DVD/CD转化器和5.1声道数字化DVD影院系统以及多个扬声器，并具有自动音量调节功能。扬声器在汽车上的布置方式应能使声音效果在车内空间形成高品质的立体声。

10.全景天窗

汽车顶部的天窗通常有全景天窗和半景天窗两种，一般而言，全景天窗面积较大，甚至有整个车顶都设计成天窗的情况。目前应用较多的全景天窗为前后两块单独的玻璃天窗，具有使前后座位乘员都能观赏天空等外景的功能，如图5-19所示。

图5-19 全景天窗

全景天窗具有视野开阔、通风良好的优点。但全景天窗的制造成本较高；车身整体刚度下降，安全系数降低；落尘需要清理，否则影响视线。

11.中央扶手箱

汽车左右座椅之间设置的中央扶手箱的控制盖板可以通过驾驶人简单的开启和关闭动作，形成座椅扶手或储物盒，如图5-20所示。这样的设计，可进一步提高左右座椅之间空闲部分的实用功能。

12.儿童安全座椅

儿童安全座椅是一种专供儿童乘坐、有束缚条带等设备、并能在汽车发生碰撞时，束缚着儿童并保持其在座椅上的姿势，以保障儿童安全的特设座椅，如图5-21所示。

图5-20 中央扶手箱

图5-21 儿童安全座椅

13.定速巡航系统

定速巡航系统的英文全称为CRUISE CONTROL SYSTEM，缩写为CCS。该系统又称为定速巡航行驶装置或速度控制系统、自动驾驶系统等。

定速巡航系统主要由控制开关、控制器（巡航电脑）、伺服器（执行机构）组成，其工作原理如图5-22所示。定速巡航系统的工作原理是这样的：由巡航控制组件读取车速传感器发来的脉冲信号与设定的速度进行比较，以其数值差值作为节气门控制信号，并以此调整节气门开度，使车辆始终保持所设定的速度。

图5-22 定速巡航系统工作原理图

另外，驾驶人可以通过操作控制开关实现汽车的加速、减速、记忆恢复等功能，还可以通过踩踏制动踏板或离合器踏板、关闭控制开关来解除定速巡航系统。

图5-23 定速巡航操作装置

定速巡航系统的作用是：汽车巡航之后，驾驶人不用控制加速踏板，汽车就能自动地保持设定车速匀速行驶，减轻了驾驶劳动强度。定速巡航系统的操作按钮如图5-23所示。

定速巡航系统在使用时应注意，定速巡航要在高速公路或全封闭道路上使用。在非封闭道路上、城市道路上、复杂的路况上使用不利于行车安全。此外，雨天和冰雪天气应慎用或不用定速巡航系统。

14.抬头显示系统

抬头显示系统（图5-24）利用光学折射的原理，将汽车行驶时的重要驾驶信息投射在前风窗玻璃上，成像高度大致与驾驶人眼睛高度保持一致，并可以调节。系统显示信息包括车速、导航、制动距离等。研究指出，驾驶人看抬头显示系统的速度比看仪表的速度要快0.5s，有利于行车安全。

15.行车电脑显示

行车电脑显示（图5-25）通过车载局域网控制系统（CAN-BUS），实现对瞬时油耗、剩余油量的续航里程、平均车速、平均油耗等数据的采集及计算，在汽车中控台上以数字形式显示出来。这些数据可以帮助驾驶人及时掌握车况，了解汽车的运行状态，从而使驾驶人能够做出准确的判断和决策。

图5-24 抬头显示系统

图5-25 行车电脑显示

16.IDIS智能驾驶信息系统

该系统能收集驾驶人的日常驾驶习惯，如加速踏板的动作、制动踏板的动作、转向盘的动作，甚至包括转向灯和刮水器的使用等，并以此来决定是否延迟车外信息（例如车载电话来电等）的传递时间，以便驾驶人能集中精力驾车。例如，VOLVO S40汽车的IDIS智能驾驶信息系统动作延迟时间最长为5s，超过5s将按照顾客预先设定的方式进行处理。

17.车载冰箱

目前市场上主要有三种车载冰箱，分别是半导体电子制冷车载冰箱、储能板制冷无源车载冰箱和压缩机制冷车载冰箱。

半导体冰箱有制冷和制热两项功能：其制冷温度为低于环境温度10～15℃，而其制热温度却能够高达65℃。由于不采用压缩机，半导体冰箱有节能环保、无噪声、轻便等优点，其缺点是制冷温度不够低，其工作电源需从汽车点烟器插孔接入。

储能板制冷无源车载冰箱不用耗电，使用前，只需要将冰箱内的储能盒放入家用冰箱中充分冷冻，再将储能盒放入车载冰箱内就可以制冷了，使用非常方便，一般能够保持低温72h以上。冬天，将储能盒放入微波炉中充分加热后放入车载冰箱内，它还能起到保温的作用。这种无源冰箱具备了半导体冰箱节能环保、无噪声、轻便灵活等特点。

压缩机冰箱只有制冷功能，其压缩机由汽车发动机驱动，制冷能力可以达到-18℃，且能分段控温，很多高档轿车都标配了压缩机冰箱。

目前，一种所谓“全能车载冰箱”具有很好的发展潜力，这种车载冰箱既可以采用家用220V交流电，又可以使用车载12V/24V直流电，避免了半导体车载冰箱与压缩机车载冰箱等停车后不能继续制冷的缺点。