现代汽车安全技术-主动安全四轮转向控制技术卫星导航与车距控制系统.pptVIP

2.4四轮转向控制技术 目前的轿车转向分为： 前轮转向(2WS)和四轮转向(4WS),前者普遍使用，后者是近年出现的一种新技术，主要应用在一些比较高级和新型轿车上。 四轮转向， 是指后轮也和前轮相似，具有一定的转向功能，不仅可以与前轮同方向转向，也可以与前轮反方向转向。其主要目的是增强轿车在高速行驶或者在侧向风力作用下的操纵稳定性，改善低速时的操纵轻便性，在轿车高速行驶时便于由一个车道向另一个车道的移动调整，以及减少调头时的转弯半径。 2.4四轮转向控制技术 汽车转向基本要求及其关键技术 为使汽车实现车轮无侧滑的转向，车轮的偏转必须满足阿克曼特性，即在汽车前轮定位角都等于零、行走系统为刚性、汽车行驶过程中无侧向力的前提下，整个转向过程中全部车轮必须围绕同一瞬时中心相对于地面作圆周滚动，例如对于图1所示两轮转向情况，前内轮转角b与前外轮转角a之间应满足如下阿克曼转向特性公式： ?(1) ? ????? 汽车转向基本要求及其关键技术 车轮的偏转是通过转向机构带动的。 对于两轮转向汽车，为减小车轮侧滑，转向机构应使两前轮偏转角在整个转向过程中始终尽可能精确地满足式(1)关系。 从运动学角度来看，两轮转向机构的设计涉及到的关键技术主要是： (1)机构的形式设计，即确定能满足转向传动功能要求的机构结构组成；(2)机构的尺度设计，即确定能近似再现式(1)关系的机构运动尺寸。从系统和机构 学角度来看，转向系统的组成及其相互关系可用框图2表示，其中转向机构是该系统的执行机构。 2.4四轮转向控制技术 当前两轮转向技术的主流 (1) ?与非独立悬架配用的转向机构 1) 转向梯形后置，转向直拉杆纵置? 如图3(a)所示， 图3? 与非独立悬架配用的转向机构 2) 转向梯形前置，如图3(b)所示。 3) 转向梯形前置，转向直拉杆横置? 如图3(c)所示， (a)??? ??????????????????(b)????? ????????????????(c) 1—转向摇臂? 2—转向直拉杆? 3—转向节臂? 4—梯形臂? 5—转向横拉杆 两轮转向的存在问题 ??? 汽车两轮转向技术虽经历了近两百年的发展，存在主要问题： (1)??? 两轮转向汽车在转弯时，现有各类转向机构均不能保证全部车轮绕瞬时中心转动，从而在技术上难以完全消除车辆行驶中的车轮侧滑。 (2)??? 独立悬架汽车中的转向梯形断开点难以确定，这将导致了横拉杆与悬架导向机构之间运动不协调，使汽车在行驶中易发生摆振，从而加剧轮胎磨损，转向性能随车速、转向角、路面状态的变化而变化，车速越高，操纵稳定性越差。 (3)??? 在采用两轮转向方式时转弯半径较大，汽车的机动灵活性不高。 随着电子技术的不断发展及在汽车中的应用，可以从多方面改善转向系统的各种性能，但这种改善往往是局部的和微小的。基于两轮转向方式的汽车转向技术发展至今，应该说已经到了一个顶峰，就目前的技术和经济性而言，两轮转向在性能上难以再有突破性进展。 四轮转向与普通汽车转向的比较 P48 四轮转向及其实现技术 ??? 1 四轮转向方式的提出及其特点 鉴于两轮转向方式存在的诸多不足，日本于20世纪60年代首先提出通过四轮转向方式来提高汽车的操纵稳定性，到20世纪80年代末，四轮转向系统得到实际应用。1990年，本田、马自达、尼桑三家汽车公司首先在部分轿车上推出了四轮转向系统。1991年，美国克莱斯勒和日本的三菱也推出了四轮转向车型。 四轮转向， 是指车辆行驶过程中四个车轮能同时发生偏转的转向方式。其中后轮偏转角一般不超过5°。 根据转向时前、后轮偏转方向的异同分为同向偏转及逆向偏转两类。 对于行驶中的四轮汽车，当采用同向偏转时，车身的动态偏转减小，从而可显著提高汽车高速行驶稳定性；当采用逆向偏转时，则可显著减小汽车转弯半径， 四轮转向方式的提出及其特点 如图6所示，由此增加了低速行驶的灵活性，有利于汽车的转向调头。因此采用四轮转向方式时，在一定程度上提高了横摆角速度和侧向加速度的瞬态响应性能指标， 如图7所示。所以四轮转向方式具有转向能力强、转向响应快、直线行驶稳定性高、低速机动性好等优点。 图6 ?2WS与4WS转弯半径的比较????? 图7? 2WS与4WS车辆转向特性比较 2 四轮转向驱动方式???? ? 实现四轮转向的关键是如何将转向盘的转动量传递给前后转向轮，并为转向轮提供动力使其发生协调、联动偏转。根据转向盘转动量传递途径以及转向轮动力来源的不同，对四轮转向系统作如下的分类： (1)??? 集中驱动四轮转向系统 当用机械传动链将转向盘的转动量分别传递给前后轮转向机构，从而在前后转向轮偏转量与转向盘的转动量之间形成确定