时汽车只采用前轮转向,只在汽车行驶速度达到一定数值后(如50Km/h),后轮才参
与转向,进行同相位四轮转向[16]
。
2.3 四轮转向系统的控制
四轮转向系统既要实现汽车转向时所需的运动,又要保证汽车转向时的行驶稳定
性。目前,在四轮转向汽车的研究和开发方面,主要是以改善汽车的瞬态操纵稳定性
为出发点,探索由于后轮参与转向而带来的汽车响应变化,以及采用各种后轮控制策
略而产生的不同效果[17]
。汽车四轮转向的控制依赖于轮胎所受的侧向力,四轮转向能
使汽车在转向时,后轮直接参与对汽车横摆运动和侧向运动的控制。通过适时、精确
地控制后轮的转向角度,不仅可缩短转向过程的瞬态响应,而且能主动地控制汽车的
运动轨迹和姿态。在转向过程中,使汽车的前进方向与其纵向中心线的方向一致,即
使得汽车的方向角与姿态角重合,减小转向时车体的侧偏,提高了汽车的侧向稳定性
[18]
。
2.3.1 控制目标
使汽车在转向时能够基本保持汽车重心侧偏角为零。
这样能够大幅度提高汽车对方向盘输入的动态响应特性,很大程度上改善了横摆
角速度和侧向加速度的瞬态性能指标,降低车身姿态的变化。
2.3.2 控制方法
不同的汽车对转向行驶性能的要求不同,不同车型的四轮转向汽车的车轮偏转规
律也不一样。因此,不同的四轮转向汽车所采用的控制方法不尽相同,各种控制方法分别有其侧重点。目前,用在一些成型的四轮转向汽车上的控制方法主要有 :
1.定前、后轮转向比的四轮转向系统;
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.具有反向特性的四轮转向系统;
6.具有最优控制的四轮转向系统;
7.具有自学习、自适应能力的四轮转向系统。
2.4 设计方案选择
本设计采用具有自学习、自适应能力的控制策略的电控四轮转向系统。主要工作
形式是四轮转向控制器收集各传感器输入的信号,通过处理信号,确定后轮所需的转
角大小及方向,将蓄电池电压输送到后轮转向执行器完成转向,如图 2-1所示。
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