【正文】 關(guān)，而且與汽車(chē)的狀態(tài)有很大的關(guān)系；電機(jī)提供的力大小即轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)獲得的力的大小，不僅與轉(zhuǎn)向盤(pán)傳遞的力矩有關(guān)，也與車(chē)速有關(guān)，能在不同的車(chē)速時(shí)提供不同的轉(zhuǎn)向助力。 3．改善了轉(zhuǎn)向路感 在電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)與助力機(jī)構(gòu)直接相連可以使電機(jī)提供的能量直接用于車(chē)輪轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)利用慣性減震器的作用，使車(chē)輪的反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向前輪擺振得以大大減小，因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗動(dòng)能大大增強(qiáng)。與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向力矩產(chǎn)生于電機(jī)，沒(méi)有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向遲滯效應(yīng)，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向輪對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)的跟隨性能。同時(shí)，通過(guò)靈活 的軟件編程，容易得到電機(jī)在不同的車(chē)速及不同的車(chē)況下的轉(zhuǎn)矩特性（這種轉(zhuǎn)矩的特性是的電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠顯著地提高轉(zhuǎn)向能力），提供了與車(chē)輛動(dòng)態(tài)性能想匹配的轉(zhuǎn)向回正特性（在實(shí)際應(yīng)用中，這種特性可以通過(guò)控制單元程序修改表值很容易實(shí)現(xiàn)）。 4．提高了操縱穩(wěn)定性 通過(guò)對(duì)汽車(chē)在高速行駛時(shí)過(guò)度轉(zhuǎn)向的方法，可以測(cè)試汽車(chē)的穩(wěn)定特性。采用該方法，給正在高速行駛的汽車(chē)一個(gè)過(guò)度的轉(zhuǎn)角（ 90 度）來(lái)迫使它側(cè)傾，在短時(shí)間的轉(zhuǎn)向盤(pán)自回正過(guò)程中，由于采用了微電腦控制，是的汽車(chē)去有了更高的行駛穩(wěn)定性，駕駛員由更舒適的感覺(jué)。 5．“綠色能源” 適應(yīng)現(xiàn) 代汽車(chē)的要求。由于電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用“最干凈”的電力作為轉(zhuǎn)向能源，完全取消了液壓裝置，不存在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的也太油泄漏 問(wèn)題，因此可以說(shuō)電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)順應(yīng)了“綠色化”的時(shí)代趨勢(shì)。 6．減輕了駕駛員的工作強(qiáng)度 7．能為全輪轉(zhuǎn)向、電動(dòng)汽車(chē)及未來(lái)的智能汽車(chē)提供轉(zhuǎn)向技術(shù)支持。 8．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量輕，占用空間小，布置方便，性能優(yōu)越 由于應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù)和電子集成技術(shù)，電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅比傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)和電控液壓助力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有經(jīng)濟(jì)的性能價(jià)格比。 9．生產(chǎn)線裝配性好 電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒(méi)有液壓助力系統(tǒng)所需 要的油泵、油管、流量控制閥、儲(chǔ)油罐等部件，零件種類(lèi)和數(shù)量都大大減少，減小了裝配工作量，節(jié)省了裝配時(shí)間，提高了裝配效率。 10．耐嚴(yán)寒 即使在 40 ℃的低溫下 , EPAS 也能夠很好地工作 ,而傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)要等到液壓油預(yù)熱后才能正常工作 ,這也節(jié)省了能量 電子控制式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)十幾年來(lái) , 在降低系統(tǒng)自重、減少生產(chǎn)成本 , 控制系統(tǒng)發(fā)熱、電流消耗、內(nèi)部摩擦 , 以及與整車(chē)進(jìn)行匹配獲得合理的助力特性 , 保證良好的路感等方面取得了重大進(jìn)步。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在操縱舒適性和安全性、節(jié)能等方面充分顯示了其優(yōu)越性 , 應(yīng)用前景廣闊。未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是 : 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 8 1． 進(jìn)一步改善控制性能 , 使之更好地與不同檔次汽車(chē)相適應(yīng)。如改進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制技術(shù) , 消除由于電動(dòng)機(jī)較大慣性、摩擦力所帶來(lái)轉(zhuǎn)向時(shí)路感不足等缺點(diǎn) , 使電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也能批量使用在重型貨車(chē)上。 2． 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制單元與汽車(chē)上其它控制單元的通訊聯(lián)系 , 以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的一體化。 3． 提高系統(tǒng)的可靠性。這應(yīng)從提高系統(tǒng)各元部件的可靠性入手 , 如采用非接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器等。 4．進(jìn)一步簡(jiǎn)化系統(tǒng) , 減小控制單元和驅(qū)動(dòng)單元的體積 , 控制生產(chǎn)成本。 汽車(chē)的轉(zhuǎn)向技術(shù) 隨著現(xiàn)代道路交通系統(tǒng)和現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展 ,人們對(duì)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向操縱性能和行駛穩(wěn)定性的要求日益提高。作為改善汽車(chē)操縱性能最有效的一種主動(dòng)底盤(pán)控制技術(shù) —— 四輪轉(zhuǎn)向技術(shù) ,于二十世紀(jì) 80 年代中期開(kāi)始在汽車(chē)上得到應(yīng)用 ,并伴隨著現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展。汽車(chē)的四輪轉(zhuǎn)向 (Four wheel Steering —— 4WS) 是指汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí) ,后輪可相對(duì)于車(chē)身主動(dòng)轉(zhuǎn)向 ,使汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪都能起轉(zhuǎn)向作用。以改善汽車(chē)的轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性、操 縱穩(wěn)定性和行駛安全性， 其研究發(fā)展很有現(xiàn)實(shí)意義。 四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的后輪不僅可以與前輪統(tǒng)同方向偏轉(zhuǎn)，而且也可以與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反。其偏轉(zhuǎn)規(guī)律是：在高速行駛或轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角小時(shí)，前、后輪的偏轉(zhuǎn)方向相同；而在低速行駛或轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)角大時(shí)，后論的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反。后論按一定的比例與前輪同向偏轉(zhuǎn)時(shí)，可提高汽車(chē)高速行駛或在側(cè)向風(fēng)力作用下時(shí)的操縱穩(wěn)定性；后論與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，可改善汽車(chē)中、低速行駛的操縱穩(wěn)定性、低速行駛時(shí)的操縱輕便性及減小汽車(chē)的轉(zhuǎn)小轉(zhuǎn)彎半徑。 四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性 1． 4WS 汽車(chē)與 2WS 汽車(chē)轉(zhuǎn)向過(guò)程分析 普通兩輪轉(zhuǎn)向汽車(chē) (2WS 汽車(chē) ) 的前輪既可繞自身的輪軸自轉(zhuǎn)又可繞主銷(xiāo)相對(duì)于車(chē)身偏轉(zhuǎn) ,而后輪只能自轉(zhuǎn)而不偏轉(zhuǎn)。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)后 ,前輪轉(zhuǎn)向 ,改變了行駛方向 ,地面對(duì)前輪胎產(chǎn)生一個(gè)橫向力 ,通過(guò)前輪作用于車(chē)身 ,使車(chē)身橫擺 ,產(chǎn)生離心力 ,使后輪產(chǎn)生側(cè)偏 ,改變前進(jìn)方向 ,參與汽車(chē)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。而 4WS 汽車(chē)的后輪與前輪一樣 ,既可自轉(zhuǎn)也能偏轉(zhuǎn)。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)后 ,前、后輪幾乎同時(shí)轉(zhuǎn)向 ,使汽車(chē)改變前進(jìn)方向 ,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。 2WS 汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí) ,前輪作主動(dòng)轉(zhuǎn)向 ,后輪只是作被動(dòng)轉(zhuǎn)向。顯然 ,2WS 汽車(chē)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中 ,從方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到后輪參與轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)之間存在一定的滯后時(shí)間。 2WS 汽車(chē)的這種相位滯后特性使汽車(chē)轉(zhuǎn)向的隨動(dòng)性變差 ,并使汽車(chē)的轉(zhuǎn)向半徑增大。另外 ,2WS 汽車(chē)在高速行駛時(shí) ,相對(duì)于一定的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角增量、車(chē)身的橫擺角速度和橫向加速度的增量增大 ,使汽車(chē)在高速行駛時(shí)的操縱性和穩(wěn)定性變差。而 4WS 汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí) ,前、后輪都作主動(dòng)轉(zhuǎn)向 ,在轉(zhuǎn)向過(guò)程中 ,靈敏度高 ,響應(yīng)快 ,有效地克服了上述缺點(diǎn)。 2 4WS 汽車(chē)的轉(zhuǎn)向方式 根據(jù)理論分析研究和大量路試表明 ,四輪轉(zhuǎn)向能夠提高汽車(chē)轉(zhuǎn)向的機(jī)動(dòng)靈活性和高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性 ,現(xiàn)代 4WS 汽車(chē)就是根據(jù)這一指導(dǎo)思想研制的。一般來(lái)說(shuō) ,4WS 汽車(chē)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中 ,根據(jù)不同的行駛條件 ,前、后輪轉(zhuǎn)向角之間應(yīng)遵 循一定的規(guī)律。目前 ,典型 4WS 汽車(chē)前、后輪的偏轉(zhuǎn)規(guī)律一般如下所述。 （ a） 逆相位轉(zhuǎn)向 如圖 1(a) 所示 ,在低速行駛或者方向盤(pán)轉(zhuǎn)角較大時(shí) ,前、后輪實(shí)現(xiàn)逆相位轉(zhuǎn)向 ,即后輪的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反 ,且偏轉(zhuǎn)角度隨方向盤(pán)轉(zhuǎn)角增大而在一定范蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 9 圍內(nèi)增大 (后輪最大轉(zhuǎn)向角一般為 5176。左右 )。這種轉(zhuǎn)向方式可改善汽車(chē)低速時(shí)的操縱輕便性 ,減小汽車(chē)的轉(zhuǎn)彎半徑 ,提高汽車(chē)的機(jī)動(dòng)靈活性。便于汽車(chē)掉頭轉(zhuǎn)彎、避障行駛、進(jìn)出車(chē)庫(kù)和停車(chē)場(chǎng)。對(duì)轎車(chē)而言 ,若后輪逆相位轉(zhuǎn)向 5176。 ,則可減少最小轉(zhuǎn)向半徑約。 圖 21 四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的前、后輪偏轉(zhuǎn)規(guī)律 (b) 同相位轉(zhuǎn)向 如圖 1(b) 所示 ,在中、高速行駛或方向盤(pán)轉(zhuǎn)角較小時(shí) ,前、后輪實(shí)現(xiàn)同相位轉(zhuǎn)向 ,即后輪的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相同 (后輪最大轉(zhuǎn)角一般為 1176。左右 ) 。使汽車(chē)車(chē)身的橫擺角速度大大減小 ,可減小汽車(chē)車(chē)身發(fā)生動(dòng)態(tài)側(cè)偏的傾向 , 保證汽車(chē)在高速超車(chē)、進(jìn)出高速公路、高架引橋 及立交橋時(shí) ,處于不足轉(zhuǎn)向狀態(tài)。 現(xiàn)在 ,有許多 4WS 汽車(chē)把改善汽車(chē)操縱性能的重點(diǎn)放在提高汽車(chē)高速行駛的操縱穩(wěn)定性上 ,而不過(guò)分要求汽車(chē)在低速行駛的轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)靈活性。其工作特點(diǎn)是低速時(shí)汽車(chē)只采用前輪轉(zhuǎn)向 , 只在汽車(chē)行駛速度達(dá)到一定數(shù)值后 ( 如 50km/ h) ,后輪才參與轉(zhuǎn)向 ,進(jìn)行同相位四輪轉(zhuǎn)向。 3 4WS 汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特點(diǎn) 與普通的 2WS 汽車(chē)相比 ,4WS 汽車(chē)具有如下特點(diǎn) : 優(yōu)越性 : （ 1） 轉(zhuǎn)向操作的響應(yīng)加快 ,準(zhǔn)確性提高。 （ 2） 轉(zhuǎn)向操作的輕便性和行駛穩(wěn)定性提高。 （ 3） 低速時(shí) ,轉(zhuǎn)彎半徑小 ,轉(zhuǎn)向操作的機(jī)動(dòng)靈活性提高 (如圖 2所示 ) 。 （ 4） 超車(chē)時(shí) ,變換車(chē)道更容易 ,減小了汽車(chē)產(chǎn)生擺尾和側(cè)滑的可能性。 （ 5） 抗側(cè)向干擾的穩(wěn)定性效果好。 不足性 : （ 1） 低速轉(zhuǎn)向時(shí) ,汽車(chē)尾部容易碰到障礙物。 （ 2） 實(shí)現(xiàn)理想控制的技術(shù)難度大。 （ 3） 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。 （ 4） 轉(zhuǎn)向過(guò)程中 ,阿克曼定理難保證。 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 10 圖 22 低速轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)向性能比較 四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的組成及工作特性 1 現(xiàn)代 4WS 汽車(chē)的基本組成及工作原理 4WS 汽車(chē)是在前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上 ,在汽車(chē)的后懸架上安裝一套后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ,兩者之間通過(guò)一定的方式聯(lián)系 ,使得汽車(chē)在前輪轉(zhuǎn)向的同時(shí) ,后輪也參與轉(zhuǎn)向。經(jīng)過(guò)幾十年的研究與開(kāi)發(fā) ,已經(jīng)成型的 4WS 汽車(chē)類(lèi)型有多種 ,組成、結(jié)構(gòu)不同 ,控制方式及工作原理也各異。典型的電控 4WS 系統(tǒng)主要由前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳感器 (如轉(zhuǎn)向角度傳感器、車(chē)速傳感器、橫擺角速度傳感器等 ) 、 ECU、后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)和后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。 如圖 3 所示 ,轉(zhuǎn)向時(shí) ,傳感器將前輪轉(zhuǎn)向的信號(hào)和汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)送入 ECU， ECU進(jìn)行分析計(jì)算 ,將處理后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳給后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu) ,后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu) 動(dòng)作 ,通過(guò)后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ,驅(qū)動(dòng)后輪偏轉(zhuǎn)。同時(shí) ,ECU 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車(chē)運(yùn)行狀況 ,計(jì)算目標(biāo)轉(zhuǎn)向角與后輪實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)向角之間的差值 ,來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整后輪的轉(zhuǎn)角。這樣 ,可以根據(jù)汽車(chē)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài) ,實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的四輪轉(zhuǎn)向。 圖 23 4WS 控制工作原理圖 一般的 4WS 汽車(chē)設(shè)有兩種轉(zhuǎn)向模式 ,既可進(jìn)入 4WS 狀態(tài) ,也可保持傳統(tǒng)的 2WS 狀態(tài) ,駕駛員可通過(guò)駕駛室內(nèi)的轉(zhuǎn)向模式開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇。當(dāng) 4WS 汽車(chē)在行駛過(guò)程中電子控制系蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 11 統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí) ,后輪自動(dòng)回到中間位置 ,汽車(chē)自動(dòng)進(jìn)入前輪轉(zhuǎn)向狀態(tài) ,保證汽車(chē)像普通前輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)一樣安全地行駛。同時(shí) ,儀表板上的“ 4WS”指示燈亮 ,警告駕駛員 ,故障情況被存儲(chǔ)在 ECU 中 ,以便于維修時(shí)檢碼。 2 4WS 汽車(chē)后輪轉(zhuǎn)向裝置的類(lèi)型 隨著對(duì) 4WS 這一領(lǐng)域研究的不斷進(jìn)展 ,出現(xiàn)了多種不同轉(zhuǎn)向要求、不同結(jié)構(gòu) 型式和不同控制策略的實(shí)用 4WS 系統(tǒng)。按控制后輪轉(zhuǎn)向的方法 ,后輪轉(zhuǎn)向裝置主要可分為轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型和車(chē)速感應(yīng)型兩種。 （ 1） 轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型 轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型四輪轉(zhuǎn)向裝置的工作特點(diǎn)是后輪偏轉(zhuǎn)受前輪偏轉(zhuǎn)控制 ,作被動(dòng)車(chē)速之間的關(guān)系轉(zhuǎn)向 ,即后輪偏轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)角大小受方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和轉(zhuǎn)角大小的控制 (如圖 4 所示 ) 。結(jié)構(gòu)上通過(guò)一根后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸將前、后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連 ,一般都采用機(jī)械式傳動(dòng)和人力直接控制。早期應(yīng)用在軍用車(chē)輛、工程車(chē)輛上的 4WS 系統(tǒng)、裝于本田 Prelude 轎車(chē)上的 4WS系統(tǒng)就是采用全機(jī)械式的轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型四輪轉(zhuǎn)向裝置。這種 4WS 系統(tǒng)存在一定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)控制的局限性 ,尤其在高速急轉(zhuǎn)彎時(shí) ,使汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性惡化 ,在現(xiàn)代的 4WS 系統(tǒng)中已很少采用。 圖 4 一種 4WS汽車(chē)前、后輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系 圖 5 一種 4WS汽 車(chē)后輪轉(zhuǎn)角與車(chē)速之間的關(guān)系 （ 2） 車(chē)速感應(yīng)型 車(chē)速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向裝置的工作特點(diǎn)是后輪偏轉(zhuǎn)的方向和轉(zhuǎn)角大小主要受車(chē)速高低的控制 (如圖 5 所示 ) ,在轉(zhuǎn)向過(guò)程中 ,同時(shí)還受前輪轉(zhuǎn)角、側(cè)向加速度、橫擺角速度等動(dòng)態(tài)參數(shù)的綜合控制作用。結(jié)構(gòu)上有全液壓式、電控液壓式、電 控機(jī)械液壓式和電控電動(dòng)式等幾種類(lèi)型。這種 4WS 系統(tǒng)綜合考慮了汽車(chē)的各種動(dòng)態(tài)參數(shù)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛過(guò)程中的操縱穩(wěn)定性的影響 ,動(dòng)態(tài)模擬控制效果好 ,是目前 4WS 汽車(chē)上主要采用的四輪轉(zhuǎn)向裝置。 四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的控制 4WS 系統(tǒng)既要實(shí)現(xiàn)汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)所需的運(yùn)動(dòng) ,又要保證汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛穩(wěn)定性。目前 ,在 4WS 汽車(chē)的研究和開(kāi)發(fā)方面 ,主要是以改善汽車(chē)的瞬態(tài)操縱穩(wěn)定性為出發(fā)點(diǎn) ,探索由于后輪參與轉(zhuǎn)向而帶來(lái)的汽車(chē)響應(yīng)變化 ,以及采用各種后輪控制策略而產(chǎn)生的不同效果。汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向的控制依賴(lài)于輪胎所受的側(cè)向力 ,四輪轉(zhuǎn)向能使汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí) ,后輪直接參與對(duì)汽車(chē)橫擺運(yùn)動(dòng)和側(cè)向運(yùn)動(dòng)的控制。通過(guò)適時(shí)、精確地控制后輪的轉(zhuǎn)向角度 ,不僅可縮短轉(zhuǎn)向過(guò)程的瞬態(tài)響應(yīng) ,而且能主動(dòng)地控制汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)。在轉(zhuǎn)向過(guò)程蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 12 中 ,使汽車(chē)的前進(jìn)方向與其縱向中心線的方向一致 ,即使得汽車(chē) 的方向角與姿態(tài)角重合 ,減小轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)體的側(cè)偏 ,提高了汽車(chē)的側(cè)向穩(wěn)定性。 1 控制目標(biāo) 使汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí)能夠基本保持汽車(chē)重心側(cè)偏角為零。這樣能夠大幅度提高汽車(chē)對(duì)方向盤(pán)輸入的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 ,很大程度上改善了橫擺角速度和側(cè)向加速度的瞬態(tài)性能指標(biāo) ,降低車(chē)身姿態(tài)的變化。從側(cè)偏角為零的目標(biāo)出發(fā) ,按照一定的控制程序?qū)С龊筝嗈D(zhuǎn)向函數(shù)是實(shí)現(xiàn)四輪轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)。當(dāng)然 ,現(xiàn)代的 4WS 汽車(chē)也有一些其它控制目標(biāo)的要求。 2 控制策略的模型基礎(chǔ) 一般情況下進(jìn)行的 4WS 系統(tǒng)的研究都是基于一個(gè)簡(jiǎn)單的二自由度線性車(chē)輛模型。這只是一種理想化的數(shù)學(xué)模型 ,在建模時(shí)忽略了汽車(chē)的一些動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化 ,沒(méi)有考慮汽車(chē)行駛過(guò)程中產(chǎn)生的許多隨機(jī)的、不確定因素 ,因而不是非常精確的。早期的 4WS 控制器設(shè)計(jì)都是基于跟隨線性動(dòng)力學(xué)方程的假設(shè) ,但由于上述原因 ,使得所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)不一定滿足實(shí)際的需要 ,無(wú)法保證汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性。 3 控制方法 不同的汽車(chē)對(duì)轉(zhuǎn)向行駛性能的要求不同 ,不同車(chē)型的 4WS 汽車(chē)的車(chē)輪偏轉(zhuǎn)規(guī)律也不一樣。因此 ,不同的 4WS 汽車(chē)所采用的控制方法不盡相同