四轮转向技术

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液压式
电动式
机械转接
电控液压
电子控制
车速感应型
当车速小于某一数值时（一般为40km/h左右），前 后轮转向逆相位转向；而当车速高于该数值时，前后 轮同相位转向。车速感应型转向时后轮偏转的方向和 转角的大小要受车速高低控制并且随车速的高低而变 化。
转角感应型
这种4WS控制方式通过传感器判断车轮的偏转 角度，经过控制器分析后指令后轮随着前轮的左 右转动而进行同向偏转或反向偏转。
零相位转向模式
逆向位转向模式 同相位转向模式
零相位模式实际上就是普通的前轮转向 形式 控制器不需要指令后轮动作，只需保持 后轮的偏转角为零即可
零相位转向模式
逆向位转向模式 同相位转向模式
逆相位是指后轮的偏转方向与前轮 的偏转方向相反，大幅地减小转弯半 径。
零相位转向模式
(1) 比例控制：前馈控制（前后轮转向角与车速依存式）和反馈
控制（将车辆的运行状态反馈到控制系统，自动调节后轮转向 角）
策 略
(2) 动态补偿控制：前馈控制（转向角动态补偿）和反馈控制（转向力 矩动态补偿） (3) 主动控制：要求横摆速率中、高速时提高稳定性和转向响应性，低 速时提高小转弯大转向角转向操纵性
美国德尔福公司开发的 Quadrasteer 四轮转向系统
2000
GMC 2002
日产公司在其Skyline与 INFINITI G系上应用的四轮主 动转向系统（4WAS）
2000
雷诺公司将在其Laguna Coupe 上采用的“Active Drive”4WS技术
宝马第五代新7 Series 的 4WS 系统
①定前后轮转向比四轮转向系统
②前后轮转向比是前轮转角函数的四轮转向系统 ③前后轮转向比是车速函数的四轮转向系统
④具有一阶滞后的四轮转向系统
⑤具有反相特性的四轮转向系统
⑥具有最优控制特性的四轮转向系统 ⑦具有自学习、自适应能力的四轮转向系统
3 四轮转向Байду номын сангаас状
现在 1907 1985
• 日本政府 2000 就颁发了 第一个关 于四轮转 向的专利
1991
• 本田公司在 其推出的第 四代先驱牌 车上首先采 用了电子控 制电动式 4WS系统
1936
• 梅塞德斯奔驰制造了 一辆名为 170VL 军用 越野指挥车
• 日产公司 首先在地 平线牌轿 车上应用 了世界上 第一套四 轮转向系 统
节能技术
之
四轮转向技术
主要内容
1 四轮转向概述 2 四轮转向控制 3 四轮转向现状
1 四轮转向概述
四轮转向（4WS）
四轮转向结构 四轮转向原理
四轮转向（4WS），是指当驾驶员操纵方向 盘时，不仅前轮产生转向动作，后轮也可主动 参与转向。 低速时的操纵灵活性和高速时的操纵稳定性， 增强汽车的舒适性和主动安全性。
转向原理：汽车转向时，传感器将采集的前轮转角信号、车速信号、 横摆角速度信号等送入4WS 电控单元（ECU），电控单元将实时监控 汽车的运行状态，根据传感器参数和控制策略分析计算后轮转角， 并驱动后轮转向执行机构动作，实现后轮转角的闭环控制。
按控制方式分：车速感应型
转角感应型
按结构分：
机械式
2000
（1）进一步研究、开发新型的后轮转向执行机构，提高转向 时的操纵轻便性、转向角度的准确性，将以电动执行机构为发 展趋势。 （2）针对4WS系统，开发、设计高性能、高精度的传感器， 以便正确地检测汽车的运动信号。 （3）深入研究转向过程中轮胎的瞬态特性，将其作为主要因 素加入到4WS系统的数学模型中。 （4）深入研究先进的控制理论与控制方法，并应用于4WS的 2000控制中。 （5）从主观评价出发，考虑闭环综合性能指标，将“人一车 一路"看成一个系统。 （6）基于新控制理论的全主动4WS（四轮独立转向）系统。 （7）把4WS技术与其它主动安全技术（如4WD、ABS、ASR、 VSC、DYC等）相结合，实现汽车主动底盘技术的综合控制， 这是主动控制式4WS系统研究的长期目标。
逆向位转向模式 同相位转向模式
后轮的偏转方向与前轮的偏转方向 相同，车尾与车头同向运动，可以使 车身在紧急转向及躲避障碍时保持极 高的稳定性
2 四轮转向控制
①减小侧向加速度响应和横摆角速度响应的相位滞后
②减小汽车的侧偏角 ③增强汽车稳定性
④改善低速范围汽车的操纵性
⑤改善汽车的转向响应性能 ⑥保持所期望的汽车转向响应特性 ⑦改善轮胎附着力极限附近的响应
4WS 汽车通常是在前轮转向系统的基础上，在汽车的后悬架 上安装一套后轮转向系统，并采用适当的控制策略，使得汽车在 前轮转向的同时，后轮也参与转向，达到提高汽车机动性和操稳 性的目的。
四轮转向
四轮转向结构 四轮转向原理
前轮转向系统、电子控制单元 （ECU）、传感器、后轮转向执 行机构等组成。