汽车电控四轮转向控制策略研究
汽车四轮独立转向稳定性控制策略研究
ｏｆ ｍｕｈｉ－ｄｅｇｒｅｅ－ｏｆ－ｆｒｅｅｄｏｍ ｗｈｏｌｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｍｏｄｅｌ ａｒｅ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｉｄｅａｌ ｓｔａｔｅ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａｃｋｅｒｍａｎ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｆｕｚｚｙ ｆｅｅｄｂａｃｋ＂ｓ ｆｏｕｒ－ｗｈｅｅｌ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｔｅｅｒ ｉｎｇ ｊｏｉｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔ ｒａｔｅｇ ｙ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． ＫＥＹＷ ＯＲＤＳ：Ａｃｋｅｎｎａｎ＇ｓ ｔｈｅｏｒｅｍ ；Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｔｅｅｒ ｉｎｇ；Ｆｕｚｚｙ ｆｅｅｄｂａｃｋ；Ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ；Ｈａ ｎ ｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉ－
针对上述研 究存 在的不足 ．本文 推导并建 立 了四轮 独立 转 向模 型 ，建立 了线性 二 自由度 四轮 转 向理想参 考模 型 ；利
用 ｃａｒｓｉｍ参 数化建模 ，建立 了多 自由度 整车 模型 ：并 以质心
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｆｏｕｒ－Ｗ ｈｅｅｌ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍ ｏｂｉｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ＣＨＥＮ Ｚｈｅ－ｍｉｎｇ，ＺＨＯＵ Ｐｅｎｇ，ＣＨＥＮ Ｂａｏ，ＦＵ Ｊｉａｎｇ－ｈｕａ
汽车四轮转向技术研究综述
汽车四轮转向技术研究综述胡红元（上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心，上海200438）李兵（联创汽车电子有限公司，上海200120）王阳阳（同济大学,上海200092）【摘要】作为线控转向技术的应用场景之一，四轮转向（4WS）技术能够改善车辆低速行驶的灵活性和中高速行驶的操纵稳定性。
文章主要从4WS结构方案、控制策略和失效容错方案3个方面进行文献综述，分析当前汽车4WS技术中的主要研究方法和成果，为进一步研发安全可靠的四轮转向系统提供借鉴。
[Abstract]As one of the application scenarios of SBW technology,four-wheel steering(4WS) technology can improve the flexibility of the vehicle at low speed and the handling stability at high speed.In this paper,the4WS schemes,the4WS control strategies and the4WS fault-tolerance designs are reviewed,the main research methods and achievements in the current4WS research are analyzed,in order to provide reference for the further development of4WS system.【关键词】四轮转向结构方案控制策略失效容错doi:10.3969/j.issn.1007-4554.2021.04.040引言随着线控技术的不断发展成熟，其在汽车上也得到更多的普及应用，线控转向、线控制动以及电子油门等已逐渐成为现代车辆的标准配置⑴O 而作为线控转向的应用场景之一，四轮转向（4WS）技术因其具备改善车辆行驶操稳性和驾驶灵活性的优势也得到快速普及。
四轮转向汽车侧向动力学最优控制和内外环联合控制研究共3篇
四轮转向汽车侧向动力学最优控制和内外环联合控制研究共3篇四轮转向汽车侧向动力学最优控制和内外环联合控制研究1汽车是我们日常生活中必不可少的交通工具之一，随着科技的发展，汽车的各项技术逐渐得到了升级。
其中，四轮转向技术作为一项非常重要的技术，对于汽车的操控性、稳定性以及安全性都有着非常大的提升。
四轮转向技术可以使得汽车在低速行驶时，车轮可以实现与车身相反的转向，从而减少掉头半径，提高车辆的机动性；在高速行驶时，车轮与车身同向转动，从而增强车辆的稳定性。
因此，在日常生活中，很多家庭用车都会配备四轮转向技术。
然而，四轮转向技术在操控和控制方面仍然存在于一定的局限性，特别是在侧向动力学方面。
侧向动力学是指汽车在转弯或曲线行驶时发生的侧向运动状态，主要包括侧向加速度、侧倾角、侧向力等。
侧向动力学会对汽车的行驶稳定性产生影响，同时也会影响行车安全。
为了更好地提高四轮转向汽车的行车稳定性和安全性，需要对其侧向动力学进行优化控制。
目前，四轮转向汽车侧向动力学最优控制和内外环联合控制研究逐渐成为了汽车控制领域的热点研究。
在四轮转向汽车侧向动力学最优控制方面，主要涉及控制算法的设计和车辆动态特性的建模。
目前，最优控制算法主要包括基于线性二次型控制、滑模控制、自适应控制、模糊控制等，这些算法都有着较好的应用效果。
同时，针对四轮转向汽车的动态特性进行建模，可以更好地理解汽车侧向动力学并为优化控制提供理论支持。
除了四轮转向汽车侧向动力学最优控制之外，内外环联合控制也是一个非常重要的控制思路。
该思路主要考虑汽车系统的内外部信息交互，将控制系统分为内环控制和外环控制，通过内外环控制的联合作用，可以对汽车侧向动力学进行更好的控制和优化。
总之，四轮转向汽车侧向动力学最优控制和内外环联合控制的研究，对于提高汽车的行车稳定性和安全性具有非常重要的价值。
相信在未来的研究中，这些控制思路和算法的应用将更加广泛，让我们在驾车出行时更加安全、可靠通过对四轮转向汽车侧向动力学的研究和优化控制，可以提高汽车的行车稳定性和安全性，为驾车出行提供更加可靠的保障。
汽车四轮转向模式及智能控制技术研究的开题报告
汽车四轮转向模式及智能控制技术研究的开题报告
一、题目：
汽车四轮转向模式及智能控制技术研究
二、选题背景：
随着人们生活水平的提高，汽车已成为现代人日常生活中不可或缺的交通工具。
但是，传统的前轮转向方式已经不能满足人们对于行车安全、稳定性等方面的要求。
因此，四轮转向技术应运而生。
四轮转向技术能够提高汽车的行驶稳定性、操控性和
安全性等，是汽车发展和市场需求的必然趋势。
同时，随着智能驾驶技术的不断发展，四轮转向技术也必须与之相配合，才能实现更加安全、智能、舒适的驾驶体验。
三、研究内容：
本文将对四轮转向技术进行深入研究，主要包括以下几个方面：
1. 四轮转向技术的原理和分类：介绍四轮转向技术的原理、分类以及各自的优缺点。
2. 智能控制系统：研究基于模糊控制、神经网络控制等技术的智能控制系统，优化对四轮转向系统的控制，提高行驶安全和稳定性。
3.四轮转向系统的结构设计：研究四轮转向系统的整体结构设计，包括转向机构、传动系统和控制系统等方面。
4.仿真和实验验证：通过建立四轮转向系统的仿真模型和实际测试验证，评估所设计的四轮转向系统的性能和可行性。
四、研究意义：
本文旨在研究四轮转向技术的原理、分类和智能控制技术等方面，为汽车行驶安全和稳定性做出贡献。
通过本文的研究，将有助于提高汽车行驶的安全性和稳定性，
减少交通事故的发生。
另一方面，本文的研究成果对于汽车制造企业的技术提升和汽
车驾驶者的舒适度和安全性都有很好的普及价值。
同时，也为相关领域的研究提供了
有益的参考和借鉴。
《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》范文
《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，四轮转向技术已成为现代汽车研发的热点之一。
这种技术不仅可以提高汽车的操控性能，还能增强其稳定性和安全性。
然而，要充分发挥四轮转向技术的优势，必须配合先进的控制策略。
本文将基于CarSim和Simulink软件平台，对四轮转向汽车的控制策略及其稳定性进行研究。
二、四轮转向汽车控制策略概述四轮转向汽车的控制策略主要包括两个部分：一是四轮转向系统的结构设计与优化；二是控制算法的设计与实现。
在CarSim 和Simulink的仿真环境下，我们可以对这两部分进行深入研究。
1. 四轮转向系统的结构设计与优化四轮转向系统通过电子控制系统，实现对汽车四个车轮的独立控制。
这种设计可以提高汽车的操控性和稳定性。
在CarSim中，我们可以对四轮转向系统的结构进行模拟和优化，找出最优的结构参数，以达到最佳的操控性能和稳定性。
2. 控制算法的设计与实现控制算法是四轮转向汽车的核心部分。
在Simulink中，我们可以设计各种控制算法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等，并通过仿真实验找出最优的控制策略。
这些控制策略可以根据汽车的行驶状态，实时调整四个车轮的转向角度，以达到最佳的操控性能和稳定性。
三、基于CarSim和Simulink的仿真研究在CarSim和Simulink的联合仿真环境下，我们可以对四轮转向汽车的控制系统进行深入研究。
首先，在CarSim中建立四轮转向汽车的模型，并设置各种行驶工况。
然后，将CarSim中的模型导入到Simulink中，设计控制算法，并进行仿真实验。
通过不断调整控制参数和控制策略，找出最优的控制方案。
四、四轮转向汽车的稳定性研究四轮转向汽车的稳定性是其重要的性能指标。
在CarSim和Simulink的仿真环境下，我们可以对四轮转向汽车的稳定性进行深入研究。
首先，通过仿真实验找出影响汽车稳定性的因素，如路面状况、车速、载荷等。
线控四轮转向系统的研究综述及技术总结
线控四轮转向系统的研究综述及技术总结近年来，随着科技的不断发展，机器人技术已经发展成为一个非常热门的领域。
其中，线控四轮转向系统技术的研究已经受到了越来越多的关注。
本文旨在对此类技术的研究进行综述，并对其中几种典型技术进行总结和探讨。
一、线控四轮转向系统的定义与特点线控四轮转向系统是机器人的一个重要部件，主要用于控制机器人的行驶方向。
它的主要特点是与车辆发动机并无直接的机械连接，而是通过电子线控系统实现转向的控制。
二、线控四轮转向系统技术的发展历程线控四轮转向技术最初出现于上世纪70年代后期，当时主要用于汽车的制动系统中。
到了80年代，此技术开始向轮胎转向控制领域扩展，成为了轮胎转向控制系统不可或缺的组成部分。
而随着数字化技术的不断发展，线控四轮转向系统的精度和速度得到了大幅提升。
三、线控四轮转向系统技术的类型1. 前轮转向类型：该类型的系统将前轮作为控制方向的主导部件，能够实现车辆的小半径转弯。
但是在高速行驶时显得力不从心。
2. 后轮转向类型：该类型的系统将后轮作为控制方向的主导部件，能够在高速行驶时实现更好的稳定性。
3. 四轮转向类型：该类型的系统能够实现前、后轮同时转向，从而大幅提高车辆的操控性和稳定性。
四、线控四轮转向系统的优缺点线控四轮转向系统的优点主要体现在其能够提高车辆的操控性，减小车身侧倾，提高车辆的稳定性和安全性。
缺点在于其成本较高，而且维护和保养相对困难。
五、结论线控四轮转向系统技术的研究是现代机器人技术的重要组成部分，其可以提高机器人的行驶稳定性和操控性。
但是目前该技术在成本和维护等方面还存在问题，需要进一步的研究和探索。
在今后的研究中，我们希望能够不断地完善技术，提高其的可靠性和实用性。
六、线控四轮转向系统技术的应用领域线控四轮转向系统技术的应用领域非常广泛，主要包括汽车制造、机械制造、工业自动化等领域。
在汽车制造领域中，四轮转向技术已经逐渐普及，许多高端品牌的汽车甚至都将其作为标配。
《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》
《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》篇一一、引言随着汽车技术的快速发展，四轮转向汽车因其在提高操控性能、稳定性及行驶安全性等方面的显著优势，受到了业界的广泛关注。
为深入探究四轮转向汽车的控制策略及其稳定性，本文结合CarSim和Simulink两款仿真软件，对四轮转向汽车的控制系统进行建模与仿真分析。
二、CarSim与Simulink的联合仿真1. 软件介绍CarSim是一款汽车动力学仿真软件，可以用于构建复杂的汽车模型并进行多体动力学仿真。
而Simulink则是一款多领域仿真建模与工程分析软件，可用于对汽车控制策略进行建模与仿真。
将这两款软件结合起来，可实现对四轮转向汽车的全局仿真。
2. 联合仿真过程在CarSim中构建四轮转向汽车的模型，设置相应的车辆参数和道路环境。
然后，将CarSim作为Simulink的外部模型，将两者进行联合仿真。
在Simulink中，建立控制策略模型，并通过对CarSim中的车辆模型进行实时控制，实现四轮转向汽车的仿真。
三、四轮转向汽车的控制策略1. 控制器设计四轮转向汽车的控制策略主要涉及到转向控制和稳定性控制两部分。
其中，转向控制主要通过调整各车轮的转角，实现车辆的灵活转向。
稳定性控制则主要通过实时监测车辆的行驶状态，对车轮的转角、制动力等进行调整，保证车辆的稳定性。
2. 控制策略的实现在Simulink中，通过建立控制器模型，实现对四轮转向汽车的控制。
控制策略主要包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等多种方法。
在实际应用中，可根据需求选择合适的控制方法。
四、四轮转向汽车的稳定性分析1. 稳定性评价指标四轮转向汽车的稳定性主要受到车辆动力学特性的影响。
为评估四轮转向汽车的稳定性，本文采用侧向加速度、横摆角速度、质心侧偏角等指标进行评价。
2. 仿真结果分析通过CarSim和Simulink的联合仿真，得到四轮转向汽车在不同工况下的行驶数据。
线控四轮转向系统的研究综述及技术总结
汽 车 线 控 四轮转 向系 统 由方 向盘 总 成 、 独 ４个 立 的转 向 电机 、Ｃ 故 障处理 控制 器及 各种 传感 器 Ｅ Ｕ、 组成 。方 向盘总成 包 括方 向盘 、 向盘转 角传感 器 、 方
式 ，都 没 有改 变驾驶 员通 过 机械机 构操 纵转 向器 的 方式 。由于其转 向传动 比往往 固定 或变 化范 围有 限 ， 汽车 的转 向 响应 特性 随车速 而变化 ，因此 驾驶 员必
８
技 术纵横
轻型 汽 车技 术
２ １ （ ／ 总 ２３２４ ０ ２ ５ ６） ７ ／ ７
蔽 ， 自动进行 稳定 控制 ， 汽车尽 快地恢 复 到稳 定 而 使 状态 。其结 构 图如 图 １ 示 。 所
奔驰 公 司 于 １９ 开 始 了前 轮线 控 转 向 系统 ９ ０年
的深人研究 ｌ ｌ Ｉ ，并将其开发的线控转 向系统安装于 Ｆ Ｏ Ｃ ￣ｉｇ的概 念 车上 。德 国凯 撒 斯 劳滕 （ａｓｒ ４Ｏ ａ ｎ Ｋｉ — ｅ
极 进行 了线控转 向系统 的开发研 究 。 ２０ 年 的第 在 ０１ ７ 届 Ｅ内瓦 国际汽 车展 览 会 上 ，意 大利 的 Ｂ ｒ ｎ １ ｔ ｅｏｅ ｔ
汽 车设 计 及 开 发 公 司展 示 了新 型概 念 车 “ Ｉ Ｏ ＦＬ ”，
转 向数据 ，然后通过数据总线将信号传递给车上的 Ｅ Ｕ， 从转 向控 制 系统 获得 反馈命 令 ； 向控 制 系 Ｃ 并 转 统 也从 转 向操纵 机构 获得 驾驶员 的转 向指令 ，并从
线控转向系统模型 该模型忽略 了侧滑 ， 以很好 ， 可 地控制 横摆 角速度 ， 保持 不足转 向的特性 ， 并 有效 地
轻 型汽 车技 术
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图７
良好路面双移线模拟器试验曲线（车速８０ｋｍ／ｈ）
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图８低附着路面蛇行模拟器试验曲线（车速４０ｋｍ／ｈ）
由图７、８的模拟器试验证明：具有电控四轮转向的车 辆，由于后轮直接参与汽车侧偏角和侧向运动的控制，能够 减少转向力的滞后，提高车辆的响应速度；同时由于后轮能 独立地转动，使车辆能够产生一个稳定的作用力，减少车辆 的质心侧偏角，这样的控制能够使车辆在侧向力作用下，保 证车辆跟踪理想的轨迹，同时减少车辆横摆角速度和侧向加
灵活。
１前轮线控转向系统稳定性控制策略
传统转向系统中，汽车转向车轮的转角由驾驶员输入 的转向盘转角和转向系传动比（基本上为常数）确定。至于 在此前轮转角下车辆的转向响应如何，转向系无法控制， 只能由驾驶员通过转向盘纠正。线控转向系统取消了转向 立柱和转向齿轮之间的机械连接，允许前轮和转向盘之间 的独立运动，避免了驾驶员转向操作与前轮转角稳定性自 动控制之间的干涉。系统可以根据转向盘转角和当前的车 辆状态判别出驾驶员的转向意图，计算出实现该转向目的 所需要的前轮转角，并根据车辆的实际响应对前轮转角进 行实时矫正。 首先介绍理想转向传动比的概念：在已知的任何车速 下，设定车辆转向增益对转向盘转角输入的值恒为一个常 数，使得车辆转向传动比随转向盘转向角变化。这个传动比 就是所谓的理想转向传动比¨ｊ。这个车辆转向增益可以根 据驾驶员的驾驶经验和驾驶喜好任意设定，使系统传动比可 以任意修改。 前轮线控转向系统的两种稳定性控制方法包括带有横摆 角速度反馈的前轮转角控制，横摆角速度和侧向加速度综合 反馈控制¨ｊ。
通过模拟器试验还证明，采用横摆角速度反馈控制的前 轮线控转向车辆，在低附着路面上，车速４０ｋｍ／ｈ时可以完 成移线试验，但在车速达到５０ｋｍ／ｈ时，车辆不能完成移线 试验；而采用电控四轮转向车辆，后轮能独立运动，参与车 辆的转向控制，并且由于其响应快，驾驶员能够跟踪理想路 线，完成转向试验。 ３
结论
算法加入到前轮线控转向系统的车辆模型中，进行阶跃和双 移线仿真分析。２９自由度车辆动力学模型是吉林大学汽车 动态模拟国家重点实验室开发的能够用于各种工况仿真的实 时车辆动力学模型，其中包括６个车身自由度、４个传动系 自由度、８个轮胎自由度、６个车轮自由度、４个悬架自由
（３）
度和１个转向自由度。
２．２．１
ＳＢＷ ａｎｄ ｆｏｕｒ ｗｈｅｅｌｓ ｓｔｅｅｒｉｎｇ（４ＷＳ）ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ２ＷＳ ｆｏｒ ＳＢＷ
ｉｍｐｒｏｖｅ
４ＷＳ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ＳＢＷ ａｎｄ ４ＷＳ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｃｏｕｌｄ
ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｈａｎｄｌｉｎｇ ａｎｄ
ｚ——前后轴距离；
ｎ一前轴与质心距离；
６——后轴与质心距离；
＆，——后轮侧偏刚度； ＾，——前轮侧偏刚度。 这种通过汽车运动参数反馈控制后轮转角的方法能够改 变汽车侧向动力学方程的特征根，增强系统抵御外界干扰的 能力。
１１４４
ＳＡＥ—Ｃ２００７Ｅ６４２
２００７中国汽车工程学会年会论文集
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罡 ￡ 封 矧 要 截 釜
ｒａｔｉｏ
ｖａｒｉｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｈａｎｄ ｗｈｅｅｌ ａｎｇｌｅｓ．
Ｔｈｅ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
本文以汽车前轮线控转向为基础，以２９自由度车辆动力
轮线控转向车辆，在低附着路面上，车速４０ｋｍ／ｈ时可以完 成移线试验，但在车速达到５０ｋｍ／ｈ时，车辆不能完成移线 试验；而电控四轮转向车辆，后轮能独立运动，参与车辆的 转向控制，并且由于其响应快，驾驶员能够跟踪理想路线， 完成转向试验。
学模型为平台，进行了如下研究：提出了前轮线控转向系统 的稳定性控制策略；研究了分别采用前馈控制和反馈控制的 电控四轮转向控制，并与前轮线控转向和传统四轮转向系统
Ｓｔｅｅｒ—ｂｙ—Ｗｉｒｅ Ｓｙｓｔｅｍ
４ＷＳ
本文研究了基于理想转向传动比理论的前轮线控转
引
言
向的两种稳定性控制策略；传统４ＷＳ的控制方法；以及 ＳＢＷ和４ＷＳ的集成控制算法，并进行了模拟器试验 验证。
近年来，随着电子技术和控制理论的飞速发展，主动悬 架、ＡＢＳ、ＡＳＲ以及ＤＹＣ等底盘控制技术已在汽车上得到 应用¨…。这些技术的采用使汽车动力学特性，特别是在非 线性、极限工况下的动力学特性得到改善，汽车在安全性和 舒适性方面取得了良好的改进效果。电液助力转向系统 （ＥＨＰＳ）和电动助力转向系统（ＥＰＳ）等在汽车上的应用”１， 改善了汽车转向的力控制特性，有效地降低了驾驶员转向 负担。 然而，汽车转向系统始终处于机械传动阶段。由于转向 角传动比固定，汽车转向特性随着汽车速度和侧向加速度变 化呈现强非线性时变特性。线控转向系统（ＳＢＷ）系统取消 了转向盘与转向器之间的机械连接，转向盘和汽车前轮转角 之间的关系（汽车转向的角传递特性）就可以摆脱机械转向 系统的限制而自由设计，不但可以改善汽车转向的力传递特 性，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车转向特性 设计带来很大的空间¨Ｊ。 四轮转向技术作为可以提高汽车主动安全性的技术之 一，引起了汽车研究人员的关注。四轮转向汽车的主要优点 在于，在转向时能够基本保持重心侧偏角为零；汽车对转向 盘输入的动态响应特性在一定程度上改善了横摆角速度和侧 向加速度的瞬态响应指标；另外低速时能够减少汽车的转弯 半径（前后转轮转角转动方向相反），使汽车在低速时更加
速度。
进行了比较。通过仿真和模拟器试验研究，得出如下结论： ①采用横摆角速度反馈控制，以及横摆角速度和侧向 加速度综合反馈控制，能够减小车辆响应滞后时间，提高车 辆响应速度。试验结果还表明，低附着路面上，在侧向力作 用下，车辆的侧向加速度响应会超前于横摆角速度，能够控 制车辆沿理想路径行驶，从而体现出横摆角速度侧向加速度 综合控制的优势。 ②具有电控四轮转向的车辆，由于后轮直接参与汽车 侧偏角和侧向运动的控制，能够减少转向力的滞后，提高车 辆的响应速度；同时由于后轮能独立的转动，使得车辆能够 产生～个稳定的作用力，减少车辆的质心侧偏角，这样的控 制能够使车辆在侧向力作用下，保证车辆跟踪理想的轨迹， 同时减少横摆角速度和侧向加速度。 通过模拟器试验还证明，采用横摆角速度反馈控制的前
ａ）
图４
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四轮转向电子转向系统两种控制方式比较
ａ）侧向加速度响应比较ｂ）横摆角速度响应比较
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图５角阶跃仿真的质心侧偏角
电控四轮转向控制策略
底盘集成控制是汽车电子控制的发展方向。本节
讨论在前轮线控转向和稳定性控制基础上，与后轮主
图１横摆角速度反馈控制策略框图
动转向集成，形成具有前、后轮主动转向和稳定性控 制的集成控制系统，即电控四轮转向系统。
１．２横摆角速度和侧向加速度综合控制策略
车辆在行驶中受到不同环境干扰时的响应也不尽相同。 为了同时改进车辆的横摆角速度和侧向加速度响应，我们采 用ｓ＋（横摆角速度和侧向加速度综合反馈控制）对前轮转角 进行控制，如图２所示。Ｓ＋的表达式如下：
以２９自由度车辆动力学模型为基础，将四轮转向控制
图３ｂ为反馈型四轮转向，使用反馈控制来补偿后轮转 角，其控制原则是：车速很低时，后轮与前轮反向转动，且 比例为１：１，这样可使前、后轮的运动轨迹相同。随着车速 的提高，通过横摆角速度的反馈，补偿后轮的附加转角。 其控制规律表达式为：
占，＝一Ｃｌ占ｆ＋Ｃ２Ｍｒ
｝国家自然科学基金资助项目（５０４７５００９）
２００７中国汽车工程学会年会论文集
ＳＡＥ—Ｃ２００７Ｅ６４２
１ １４３
１．１横摆角速度反馈控制策略
图１是带有横摆角速度反馈的线控转向系统前轮转角控 制框图。在横摆角速度反馈到前轮转角的控制中，前轮附加
转角碥由实际横摆角速度ｒ和理想横摆角速度ｒ’决定；ｒ‘
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
ＳＢＷ
ａｎｄ
４ＷＳ
Ｔｉａｎ Ｃｈｅｎｇｗｅｉ，Ｚｏｎｇ Ｃｈａｎｇｆｕ，Ｍａｉ Ｌｉ，Ｚｈｅｎｇ Ｈｏｎｇｙｕ，Ｚｈｕ Ｔｉａｎｊｔｉｎ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ ｂｅｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂａｓｅｄ
电控四轮转向车辆模拟器试验结果分析
图７是在良好路面上，具有前馈和反馈控制的四轮转向
和前轮线控转向车辆双移线模拟器试验曲线。图８是在低附 着路面上蛇行试验的曲线。
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赵 嘲 蛏 鲢 据
图６
良好路面的双移线仿真试验（车速８０ｋｍ／ｈ）
２００７中国汽车工程学会年会论文集
ＳＡＥ—Ｃ２００７Ｅ６４２
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式中ｃ．——１．０； Ｃ２——（ｍｂ／ｋｆｌ）＋（ｍａ／ｋ。１）。 式中ｕ——车速； ｍ——整车质量；
电控四轮转向的两种控制方式比较
仿真中选取车速为４０ｋｍ／ｈ和ｌＯＯｋｍ／ｈ，四轮转向车辆 的转向轮分别作逆向转向（４０ｋｍ／ｈ，＆＜０）和同向转向 （１００ｋｍ／ｈ，＾＞０）。仿真结果如图４、５所示。 图４说明。前馈型和反馈型四轮转向控制对车辆侧向加 速度和横摆角速度影响不大，反馈型四轮转向车辆的响应比 前馈型四轮转向车辆略小。 图５说明，四轮转向车辆质心侧偏角较仅有前轮线控转 向的车辆质心侧偏角要小。如果调整前后车轮的转动角度 比，则可以使得车辆的质心侧偏角为零，实现零侧偏角转 向。而反馈型四轮转向车辆无需调整，即可保证质心侧偏角