电控动力转向系统（EHPS）介绍 汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。机械转向系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向；动力转向系统则是在驾驶员的控制下，借助于汽车发动机产生的液体压力或电动机驱动力来实现车轮转向，所以动力转向系统也称为转向动力放大装置。随着道路条件的不断改善，汽车速度的不断提高，对转向系统操纵的安全性与舒适性提出了更高的要求。动力转向系统由于具有使转向操纵灵活、轻便，设计汽车时对转向器结构形式的选择灵活性大，能吸收路面对前轮产生的冲击等优点，因此已在各国的汽车制造中普遍采用。但是，从易于驾驶和安全性方面考虑，理想的操纵状态是低速时转向始终应当轻快，而在高速时要有适当的手感并且运行平稳，因此，对于传统的液压动力转向器，其固定的放大倍率成为动力转向系统的主要缺点，往往是满足了低速转向轻便的要求便无法满足高速转向时要求的手感，或者满足了高速转向时有良好的手感但低速时又不免转向沉重。 人满意的程度。 向系统（液压式EPS
式电子控制动力转向系统（电动式EPS）。EHPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等装置构成的，电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀的开度，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要求。电动式EPS则是利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速信号，控制电机输出扭矩。电动机的输出扭矩经由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。 EHPS从控制方式可以分为以下几种类型： 其中，第（1）种和第（2）种类型是EHPS发展初期的控制方式，主要的控制目标都是将系统中的动力泄荷掉一部分以实现高速时减小助力，但这样做的弊病就是浪费了动力，不利于车辆省油，而且，还有急转弯反应迟钝的缺点，需要安装特别装置才能解决，现在已很少采用。第（3）种油压反馈控制式现在使用的比较普遍，其根据车速传感器，控制反力室油压，改变压力油的输入、输出的增益幅度以控制操舵力。操舵力的变化量，按照控制的反馈压力，在油压反馈机构的容量范围内可任意给出，急转弯也没问题，但是其结构复杂，各部分的加工精度要求较高，价格也较高。第（4）种阀特性控制式是近几年开发的类型，是根据车速控制电磁阀，直接改变动力转向控
附录 附录A Steering Behavior and Control Technology 0f Four—wheel Steering AutomobiIe ABSTRACT This paper analyses the characteristics of car four-wheel steering control to, summarizes the principle of construction four-wheel steering cars. Introduced the four-wheel steering system control strategy. Points out the four-wheel steering system control technology faces difficulties, and prospects the trend of its development. Keywords: four-wheel steering; Steering characteristics; Working principle; Control; Development; 1. Introduction With modern road traffic system and the development of modern automobile technology, people on the car's steering control performance and driving stability requirement is increasing day by day. As the most effective improve vehicle handling performance of a kind of active chassis control technology - four-wheel steering technology. In the 1980s began in cars get application, and as the modern automobile industry and continuous development. Car four-wheel steering means in turn, the rear car can be relative to body active steering, that the car can be up to four wheels role. To improve the car turned to maneuverability, handling stability and driving safety. 2. The car's steering four-wheel steering 2.1 4ws cars and 2ws steering process analysis Ordinary two wheel steering can not only the front car around its own wheel rotation and relative to body deflection around the precision, then wheel rotation and not only deflection. When the driver turned the steering wheel, front wheel steering, changed directions face front tyre, produced a transverse force, through the front wheel effect on body, make the body yawing and produce centrifugal force, the rear wheels cornering, produced change direction, participate in the sports car to. And the rear and front car 4ws as,
汽车专业毕业论文---答辩通过极具参考价值 摘要 本文主要研究了四轮转向传动系统的基本结构和工作原理，并对四轮转向传动路线进行了简要分析。以此为理论基础，以某汽车的相关参数设计了四轮转向转向器。包括前轮转向器的设计计算，后轮转向执行器的设计，齿条等强度的计算。四轮转向传动系主要是通过车速传感器、前轮转角传感器、前轮转速传感器、方向盘转角传感器、后轮转角传感器、后轮转速传感器，发送信号到四轮转向控制器内，信号经过处理，得出后轮所需的转角大小及方向，控制执行器完成转向。此系统可以改善车辆低速的转向灵活性和高速时的操纵稳定性，使汽车在转向时响应快，转向能力强，直线行驶稳定。前轮转向器是四轮转向的基础部件，是电机助力的齿轮齿条转向器。后轮执行器是驱动后轮转向的主要部件。通过对前轮转向器和后轮执行器的设计，为四轮转向技术整体设计提供了基础。 关键词四轮转向，齿轮齿条电动助力转向器，后轮转向执行器
汽车专业毕业论文---答辩通过极具参考价值 Abstract This paper mainly studies is the four-wheel steering transmission system the basic structure and working principle, and the four-wheel steering transmission routes are briefly analyzed.This theory, with a car related parameters of the four-wheel steering transmission system was designed. Including front wheel steering gear design calculation, rear wheel actuator design strength calculation, rack .Four-wheel steering transmission system is primarily through speed sensor, front wheel Angle sensor, front wheel speed sensor, steering wheel Angle sensor, rear Angle sensor, rear Lord Angle sensor, rear vice, rotational speed sensor sends a signal to the four-wheel steering controller inside, signal through processing, draw the rear required corner size and direction, control actuator finish turning. This system can improve vehicle speed steering flexibility and high speed control stability of, make cars in steering response quickly, steering capability is strong, run straight stability. Front wheel steering gear is the basic components, four-wheel steering motor hydraulically rack-and pinion steering gear Rear actuators are drive rear wheel steering the major components. Through the front wheel steering gear and rear actuator is designed for four-wheel steering technology integral design provides the basis. Key words Four-wheel steering gear rack of electric power steering gear, rear wheel actuators
第一章绪论 电动助力转向系统（Electric Power Steering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等组成。它是近代各种先进汽车上所必备的系统之一。 1.1电动助力转向的发展 从最初的机械式转向系统（Manual Steering，简称MS）发展为液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering，简称HPS），然后又出现了电控液压助力转向系统（Electro Hydraulic Power Steering，简称EHPS）和电动助力转向系统（Electric Power Steering，简称EPS）。 装配机械式转向系统的汽车，在泊车和低速行驶时驾驶员的转向操纵负担过于沉重，为了解决这个问题，美国GM公司在20世纪50年代率先在轿车上采用了液压助力转向系统。但是，液压助力转向系统无法兼顾车辆低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，因此在1983年日本Koyo公司推出了具备车速感应功能的电控液压助力转向系统。这种新型的转向系统可以随着车速的升高提供逐渐减小的转向助力，但是结构复杂、造价较高，而且无法克服液压系统自身所具有的许多缺点，是一种介于液压助力转向和电动助力转向之间的过渡产品。到了1988年，日本Suzuki公司首先在小型轿车Cervo上配备了Koyo公司研发的转向柱助力式电动助力转向系统；1990年，日本Honda公司也在运动型轿车NSX上采用了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统，从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。
1.2 电动助力转向的分类： 机械液压助力 机械液压助力是我们最常见的一种助力方式，它诞生于1902年，由英国人Frederick W. Lanchester发明，而最早的商品化应用则推迟到了半个世纪之后，1951年克莱斯勒把成熟的液压转向助力系统应用在了Imperial车系上。由于技术成熟可靠，而且成本低廉，得以被广泛普及。 机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。电子液压助力 由于机械液压助力需要大幅消耗发动机动力，所以人们在机械液压助力的基础上进行改进，开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并且在之前的基础上加装了电控系统，使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀，新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。电动助力 EPS就是英文Electric Power Steering的缩写，即电动助力转向系统。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又
四轮转向汽车的转向特性及控制技术 东南大学机械工程系汪东明 摘要：本文分析比较了四轮转向汽车的转向特点，概述了电控四轮转向汽车的结构原理，介绍了四轮转向系统的控制策略，指出了四轮转向系统控制技术所面临的困难，并展望其发展趋势。 关键词：四轮转向；转向特点；工作原理；控制；发展。 １、引言 随着现代道路交通系统和现代汽车技术的发展，人们对汽车的转向操纵性能和行驶稳定性的要求日益提高。作为改善汽车操纵性能最有效的一种主动底盘控制技术——四轮转向技术，于二十世纪80年代中期开始在汽车上得到应用，并伴随着现代汽车工业的发展而不断发展。汽车的四轮转向（Four-wheel Steering ——4WS）是指汽车在转向时，后轮可相对于车身主动转向，使汽车的四个车轮都能起转向作用。以改善汽车的转向机动性、操纵稳定性和行驶安全性。 ２、四轮转向汽车的转向特性 ２·１4WS汽车与2WS汽车转向过程分析 普通两轮转向汽车（2WS汽车）的前轮既可绕自身的轮轴自转又可绕主销相对于车身偏转，而后轮只能自转而不偏转。当驾驶员转动方向盘后，前轮转向，改变了行驶方向，地面对前轮胎产生一个横向力，通过前轮作用于车身，使车身横摆，产生离心力，使后轮产生侧偏，改变前进方向，参与汽车的转向运动。而4WS汽车的后轮与前轮一样，既可自转也能偏转。当驾驶员转动方向盘后，前、后轮几乎同时转向，使汽车改变前进方向，实现转向运动。 2WS汽车在转向时，前轮作主动转向，后轮只是作被动转向。显然，2WS汽车在转向过程中，从方向盘转动到后轮参与转向运动之间存在一定的滞后时间。2WS汽车的这种相位滞后特性使汽车转向的随动性变差，并使汽车的转向半径增大。另外，2WS汽车在高速行驶时，相对于一定的方向盘转角增量、车身的横摆角速度和横向加速度的增量增大，使汽车在高速行驶时的操纵性和稳定性变差。而4WS汽车在转向时，前、后轮都作主动转向，在转向过程中，灵敏度高，响应快，有效地克服了上述缺点。 ２·２4WS汽车的转向方式 根据理论分析研究和大量路试表明，四轮转向能够提高汽车转向的的机动灵活性和高速行驶时的操纵稳定性，现代4WS汽车就是根据这一指导思想研制的。一般来说，4WS汽车在转向过程中，根据不同的行驶条件，前、后轮转向角之间应遵循一定的规律。目前，典型4WS汽车前、后轮的偏转规律一般是这样的： （１）逆相位转向 如图1（a）所示，在低速行驶或者方向盘转角较大时，前、后轮实现逆相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相反，且偏转角度随方向盘转角增大而在一定范围内增大（后轮最大转向角一般为5°左右）。这种转向方式可改善汽车低速时的操纵轻便性，减小汽车的转弯半径，提高汽车的机动灵活性。便于汽车掉头转弯、避障行驶、进出车库和停车场。对轿车而言，若后轮逆相位转向5°，则可减少最小转向半径约0.5m。 （２）同相位转向 如图1（b）所示，在中、高速行驶或方向盘转角较小时，前、后轮实现同相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相同（后轮最大转角一般为1°左右）。使汽车车身的横摆角速度大大减小，可减小汽车车身发生动态侧偏的倾向，保证汽车在高速超车、进出高速公路、高架引桥及立交桥时，处于不足转向状态。 现在，有许多4WS汽车把改善汽车操纵性能的重点放在提高汽车高速行驶的操纵稳定性上，而不过分要求汽车在低速行驶的转向机动灵活性。其工作特点是低速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。
四轮转向系统概述 摘要：一般的前轮转向系统存在响应滞后、转向不灵活、高速行驶时操作稳定性差而渐渐无法满足人们对车辆主动安全性越来越高的要求，迫切需要一种高效的转向系统来实现良好的车辆安全性，在这种形势下，电子控制四轮转向系统应运而生。目前的 4WS 系统中，多数采用的是电控液压式4WS 系统，这种系统工作压力大、工作平稳可靠，但由于液压系统在结构、系统布置、密封性、能耗、效率等方面存在的缺点，以及在转向过程中存在响应滞后等缺陷，使得电控液压式 4WS 系统很难适应现代四轮转向汽车在转向灵敏性、快速性方面的要求，降低了汽车高速行驶稳定性。 1992 年日本本田汽车上采用了电控电动式4WS 系统。该 4WS 系统由于结构简单、控制效果好、燃油经济性好等优点而得到了迅猛发展，电控电动式 4WS 将是 4WS 汽车的发展趋势。 1 四轮转向系统（ 4WS ）及其控制目标 1．1 四轮转向系统 四轮转向（4－Wheel Steering ，简称 4WS）系统是指车辆在转向过程中，前后两组 4 个车轮都能根据需要起转向作用，能有效改善车辆的机动灵活性和操纵稳定性。 4WS 汽车在低速转弯时，前后车轮逆相位转向，可减小车辆的转弯半径；在高速转弯时，前后轮主要作同相位转向，能减少车辆质心侧偏角，降低车辆横摆率的稳态超调量等，进一步提高车辆操纵稳定性。 1.2 四轮转向系统的分类 按功能分为后轮小角度偏转系统和后轮在中高速时小角度偏转在低速时大角度偏转系统。按照车轮偏转执行机构的动力形式可以分为液压四轮转向系统、机械液压四轮转向系统和电子控制四轮转向系统等三大类。 1.3 电子控制四轮转向系统的整体目标 对电子控制四轮转向系统的基本性能要求：汽车低速行驶时，能够减小驾驶员作用于转向盘上的转向力；高速行驶时，能够通过转向盘向驾驶员反馈适度的转向反力。具体要求：（1）既要保证转向轻便省力，又要能够很好地反馈“路感”；(2)当计算机控制系统发生故障时，转向系统仍然能够保留人力转向功能；（3）在保证转向性能的前提下，尽可能降低转向时的动力消耗。 2 四轮转向系统构成概述 2.1电子控制四轮转向系统的控制目标及其系统组成 2.1.1 电子控制四轮转向系统的控制目标 由相关参考文献知四轮转向系统的主要控制目标就是要使车辆的运动方向与实际的驾驶方向在大多数情况下保持一致，也就是说车辆的侧偏角度应该在大部分时间内保持为零，即控制侧偏角为0度，但由于在实际的车辆行驶过程中，必须考虑到车辆在某些危险行驶状态的安全性，如路面的附着系数发生突然降低、在湿滑路面行驶、紧急躲避障碍物等情况下轮胎非线性因素，因此，在侧向和纵向加速度相对较小的情况下，利用上面分析的线性模型只可以得出车辆的线性反馈控制律，还必须同时结合神经网络、模糊控制等现代控制方法来克服车辆的非线性。在车辆转向时，传感器将前轮转向的信号传入ECU ， ECU 进行分析运算之后，向电动机输出信号，电动机根据 ECU 传来的信号大小确定扭矩的
北京信息科技大学 研究生部 汽车四轮转向研究现状的综述报告 学院：机电工程学院 专业：机械工程 班级：研1402班 学号： 2014020055 姓名：刘全攀 指导教师：林慕义（教授） 完成日期：2014 年1月10 日
目录 摘要 (1) 国内外关于汽车设计与空气动力学的研究现状 (2) 1.1 国内汽车设计与空气动力学的研究现状...................................... 错误！未定义书签。 1.2 国外汽车设计与空气动力学的研究现状 (4) 总结与展望 (5) 参考文献 (6)
摘要 介绍了四轮转向概况，并以实例展示目前国内外汽车四轮转向的研究发展现状。 关键词：四轮转向
国内外关于汽车设计与空气动力学的研究现状 1.1 国内汽车设计与空气动力学的研究现状 2012年朱智超、田丽娟介绍了线控转向的基本结构与工作原理，详细介绍了基于线控的转向汽车的发展史，并分析了国内研究线控转向的进展。在这基础上研究了线控转向的关键技术，推测了技术要求，最后对线控转向的发展进行了展望与总结。[1] 2012年桂林、任燕介绍了电控电动式四轮转向(4WS)系统的基本组成结构工作原理，对四轮转向系统的转向电机、整车驱动电机，以及传感器的选取做了较详细的介绍分析。在研究现有4WS电控技术的基础上，提出了在助力转向条件下前、后轮分别由电机驱动，同时由电控单元(ECU)监测控制的四轮转向技术。对未来四轮转向电控技术和展趋势做了进一步的分析展望。[2] 2013年李辰旸、罗文广为了充分发挥四轮转向技术在改善汽车操纵稳定性方面的优势，对汽车转向的理想状态进行分析，构建理想转向模型。依据具有二次型性能指标的最优控制理论，以汽车转向理想模型作为跟踪目标采用基于状态反馈和前轮前馈的控制策略，对四轮转向汽车后轮转向控制规律进行研究。利用 Matlab工具，对所提出的后轮转向最优控制方法进行仿真。仿真结果表明：所设计的后轮转角最优控制器改善汽车转向的瞬态与稳态响应特性，其瞬态响应的超调量减少，稳定时间缩短；侧向滑移的稳态值有所降低，从而提高汽车转向的操纵稳定性。[3] 2014年杜峰、闫光辉鉴于汽车正常情况下都运行在侧向加速度较小的线性工作区域，对基于线控技术的主动四轮转向汽车进行了前、后轮转角最优跟随控制器的设计和算法推导，建立了“人-车-路”闭环操纵系统模型，并进行闭环系统仿真和安全性评价。结果表明 : 基于最优控制的主动四轮转向汽车同时实现了减小车身质心侧偏角与跟踪期望横摆角速度的控制目标，改善了车辆高速行驶下的转向响应特性;相对于传统前轮转向汽车与比例控制四轮转向汽车，基于最优控制的主动四轮转向汽车具有更好的路径跟随精度和主动安全性。[4]
1998年 吉 林 工 业 大 学 学 报Vol .28第4期JOU RNAL OF JI LIN UN IVERSITY OF TECH NOLOGY 总第92期 收稿日期:1998-03-02 ＊国家自然科学基金(5957522)资助项目 郭孔辉,男,1935年7月生,教授,中国工程院院士 车辆四轮转向系统的控制方法 ＊ 郭孔辉 轧 浩 (吉林工业大学汽车动态模拟国家重点实验室)摘 要 系统地评述了车辆四轮转向系统的原理及其控制方法的发展,在此基础上指出四轮转向系统的研究必须以闭环综合评价为出发点,并与其它主动安全技术相结合才能真正达到实用阶段。 关键词 四轮转向 闭环评价 反馈控制 优化控制 神经网络 随着汽车技术的发展,作为实现主动安全性的方法之一的四轮转向技术日益受到重视。很多汽车厂商纷纷推出了带有四轮转向系统的概念车,如Honda ,Nissan ,M azda 等,并把一些成熟的四轮转向技术应用到了普及型汽车中,提高了汽车的主动安全性。四轮转向汽车的主要优点是在转向时能够保持重心侧偏角基本为零,极大地改善了横摆角速度和侧向加速度的瞬态性能指标。另外低速时能够减小汽车的转弯半径(前后轮转角方向相反),使汽车在低速行驶时更加灵活。 四轮转向系统按其结构可分为四类:机械式、液压式、电动式和复合式。按其控制方法〔2,3〕可分为:①定前后轮转向比四轮转向系统〔4〕;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〕;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〔5〕;⑥具有最优控制特性的四轮转向系统〔6〕;⑦具有自学习、自适应能力的四轮转向系统〔3〕。 1 后轮转向机理分析 为分析四轮转向车辆的机理,首先从后轮转向的特性分析入手。本文采用二自由度模型对前、后轮转向车辆进行比较。 1.1 侧向加速度时域特性比较 如图1所示,无论高速还是低速行驶,前轮转向车辆和后轮转向车辆的转向轮转动方向相同时(这里指转向轮皆顺时针转动),前轮转向车和后轮转向车所产生的车辆重心处— 1—
简析汽车四轮转向系统 摘要：本文介绍了汽车四轮转向系统（4WS ）的分类，主要构造，工作原理，分析了它的工作特性并阐述了其转向角比例控制原理，还对四轮转向与前轮转向（2WS ）进行了对比，分析了它的优点，并对它的未来发展做出了展望。 1 概述 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，而后者则是一种新技术，主要应用于中高级车上。 所谓四轮转向，是指后轮和前轮相似，也具有一定的转向功能，不仅可以与前轮同向旋转，也可以与前轮反向旋转。其主要目的是增强汽车在高速行驶或侧向风力作用下的操纵稳定性，改善低速行驶时的操纵轻便性，便于汽车高速行驶时急转弯和由一个车道向另一个车道移动调整，减少调头时的转弯半径，以及在极狭窄的位置“平移”进入车位停泊。四轮转向系统，对于底盘较长，且经常需要在窄小地方行驶时的汽车有着明显的作用。 按照前后轮的偏转角和车速之间的关系，4WS 可分为转角传感型和车速传感型；按照控制和驱动后轮转向机构的方式，可分为机械式、液压式、电控机械式、电控液压式和电控电动式等。 2 四轮转向的基本原理 2.1低速时的转向特征 2.1.1理论准备 缩小最小转弯半径当前轮与后轮逆向转向时，前轴距中心的轴线与后轴距中心的轴线交点为转向中心P 。 图1 4WS 的转向中心 P 点的坐标（0x ，0y ）的计算公式为
r f l x δδtan tan 0+= （2.1） r f l l l y δδδtan tan tan 0+?? = （2.2） 如果前外轮的转弯半径为R ，前后外侧车轮之间的转弯半径差值为R ?，则 BP R = 222020)tan tan tan ()tan tan 2 ( )()2 ( r f f r f f f l l b y l x b δδδδδ+?+++ ?-++= （2.3） CP AP R -=? 2 0202020)2 ( )()2 (y x b y l x b r f ++--++- = （2.4） 22)tan tan tan ()tan tan 2(r f f r f f l l b δδδδδ+?+++-=22 )tan tan tan ()tan tan 2(r f f r f r l l b δδδδδ+?+++-- 式中f δ——前轮的偏转角（左、右两前轮偏转角的平均值）； r δ——后轮的偏转角（左、右两前轮偏转角的平均值）； f b ——前轮距； r b ——后轮距； l ——轴距。 f f f l PQ R δδδtan cos sin ++= = （2.5） PO PQ R -=? f f f l δδδtan cos sin ++=r r r l δδδtan cos sin ++- （2.6） 从式（2.5）中可以看出当后轮与前轮逆相位转向时，四轮转弯半径比两轮转弯半径小。从式（2.6）中可以看出，当前、后轮偏转角相同时（f δ=r δ），前、后轮的转弯半径差值可能为0。从下图可以直观看出转向半径的大小。 2.1.2 2WS 与4WS 的比较
摘要 四轮转向是指汽车的后轮也和前轮一样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。四轮转向汽车的环保性和节能性与现代汽车的设计理念相吻合，它适应汽车未来发展的趋势，存在广阔的发展前景。本文对液压式四轮转向系统进行了研究，主要工作如下： 对课题进行了文献检索，查看了相关资料；对国内外四轮转向汽车的研究现状进行了详细的介绍，明确了设计的基本内容及需解决的主要问题；对四轮转向系统进行了分析，包括受力分析和运动学分析；设计了三种四轮转向汽车的转向液压系统方案，经过对比分析，选定其中一种作为最终的液压式四轮转向系统方案；确定该方案中液压系统的参数；对该方案中液压系统的液压缸进行设计和计算；对该方案中液压系统的液压元件进行选取。 关键词：四轮转向；系统分析；液压系统；液压缸；液压元件
ABSTRACT Four-wheel steering refers to the rear car and has some of the same front steering function, can not only with front wheel steering, also can in opposite direction with front wheel steering. Four-wheel steering the environment protection and energy conservation car with modern car design idea coincide, it to adapt to automobile future development trends, existing broad development prospects. Based on the hydraulic four-wheel steering system and main work is as follows: On issues of literature retrieval, examined the related material; To domestic and international research status of four-wheel steering cars were introduced in detail, has been clear about the design of the basic content and the main problems need to be solved; For four-wheel steering system is analyzed, including stress analysis and kinematics analysis; Design three four-wheel steering automobile steering hydraulic system scheme, through comparative analysis, select one as the final the hydraulic four-wheel steering system solution; To determine this scheme hydraulic system parameters; For this scheme of the hydraulic cylinder hydraulic system design and calculation; For this scheme of the hydraulic system for selecting hydraulic element. Key words: Four-wheel steering; System analysis; Hydraulic system; The hydraulic cylinder; Hydraulic components
2004-21-0073 Concept and Functionality of the Active Front Steering System Willy Klier, Gerd Reimann and Wolfgang Reinelt ZF Lenksysteme GmbH, Schw?bisch Gmünd, Germany Copyright ? 2003 SAE International ABSTRACT Active Front Steering (AFS) provides an electronically controlled superposition of an angle to the steering wheel angle. This additional degree of freedom enables a continuous and driving-situation dependent adaptation of the steering characteristics. Features like steering comfort, effort and steering dynamics are optimized and stabilizing steering interventions can be performed. After the successful introduction of AFS (or active steering) together with the new BMW 5-series into the international market, ZF Lenksysteme focuses on aspects like system modularization and integration. For that reason the system bounds, its functionality, and the required system interface are defined to provide a compatibility to several overall chassis control concepts. This paper focuses on a modular system concept and its respective advantages and requirements. 1. INTRODUCTION This steering system developed by ZF Lenksysteme and BMW AG enables driver dependent as well as automatic steering interventions without loss of the mechanical connection between steering wheel and road wheels [1,2,3] (see Figure 1). This fact together with current definitions for steering systems imply that AFS is not a steer by wire system. The AFS system provides (compare [3,4,5,6]): ?an improved steering comfort (reduced steering effort), ?an enhanced dynamic behavior of the steering system (quick response to driver’s input) and ?vehicle stabilization (active safety). After a short description of the steering system and respective components in Section 2, the modular concept, its functionality and the required system interface will be illustrated in Section 3. Some conclusions and an outlook will be presented in Section 4.2. COMPONENTS AND FUNCTIONALITY The electrical and mechanical components as well as the functionality of the AFS system will be briefly described in this section. Figure 2 shows the following AFS components and subsystems: ?Rack and pinion power steering system including (see Figure 2) the main gear (1), a Servotronic valve (2), a steering pump (9), an oil reservoir with filter (10) and the respective hoses (11), ?AFS actuator including the synchronous motor (3) with its respective electrical connections, the superposition gear system (4) and the electromagnetic locking unit (7), Figure 1: Principle of the angle superposition Figure 2 : Schematic representation of the AFS-system components
汽车四轮转向系统 １、前言 随着现代道路交通系统和先进汽车技术的发展，汽车的主动安全技术日益受到重视。先进的主动底盘控制技术是汽车发展的重要方向，而四轮转向系统是主动底盘控制的重要组成部分。汽车的四轮转向（Four -wheel Steering——4WS）是指汽车在转向时，后轮可相对于车身主动转向，使汽车的四个车轮都能起转向作用。以改善汽车的转向机动性、操纵稳定性和行驶安全性。 ２、汽车四轮转向技术概况 从二十世纪初（1907年），日本政府颁发第一个关于四轮转向的专利证书开始，对于汽车四轮转向的研究一直伴随着汽车工业的发展而进行着。二战期间，美国的一些军用车辆和工程车辆上采用一种前、后轮逆相位偏转的简单机械式4WS系统，以适应恶劣的路况，改善汽车低速转向时的机动性能。1962年，在日本汽车工程协会的技术会议上，提出了后轮主动转向的4WS技术，开始了现代4WS转向系统的研究。在70年代末，本田（Honda）和马自达（Mazda）积极投入4WS的开发。1985年，日本的尼桑（Nissan）在客车上应用了世界上第一例实用的4WS系统，应用在一种车型上的高性能主动控制悬架（High Capacity Activety-Controlled Suspension――HICAS）上。随着对4WS这一领域研究的不断进展，出现了多种不同结构型式、不同控制策略的实用4WS系统。 一般来说，4WS汽车在转向过程中，根据不同的行驶条件，前、后轮转向角之间应遵循一定的规律。目前，典型4WS汽车的后轮偏转规律是： （１）逆相位转向 如图1（a）所示，在低速行驶或者方向盘转角较大时，前、后轮实现逆相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相反，且偏转角度随方向盘转角增大而在一定范围内增大（后轮最大转向角一般为5°左右）。这种转向方式可改善汽车低速时的操纵轻便性，减小汽车的转弯半径，提高汽车的机动灵活性。便于汽车掉头转弯、避障行驶、进出车库和停车场。 （２）同相位转向 如图1（b）所示，在中、高速行驶或方向盘转角较小时，前、后轮实现同相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相同（后轮最大转角一般为1°左右）。使汽车车身的横摆角速度大大减小，可减小汽车车身发生动态侧偏的倾向，保证汽车在高速超车、进出高速公路、高架引桥及立交桥时，处于不足转向状态。 现在，有许多4WS汽车把改善汽车操纵性能的重点放在提高汽车高速行驶的操纵稳定性上，而不过分要求汽车在低速行驶的转向机动灵活性。其工作特点是低速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。
主动前轮转向控制技术的现状与发展趋势来源：中国汽车工业信息网发布时间：2009年7月2日 ? 0 引言 在车辆的操纵稳定性控制中，比较常见的是利用纵向控制产生横摆力矩来提高车辆的稳定性，称为直接横摆力矩控制。直接横摆力矩控制常常是以牺牲车辆的部分制动性能为代价，而采用主动转向控制来实现车辆稳定性控制却可以在不影响制动的情况下达到同样的效果，并且其所需要的轮胎力只有制动时的约1/4。在诸如对开路面制动等工况下，主动转向还可以有效地抵消由于不平衡制动力所产生的扰动力矩，保证车辆的稳定行驶。由于具有上述优势，主动转向技术成为当前底盘动力学控制发展的热点之一。 常见主动转向系统有主动前轮转向系统AFS和四轮转向系统(也称为主动后轮转向)。 主动前轮转向是随着线控转向技术的发展而发展起来的一项技术，并且随着宝马的主动转向系统装配实车而进入实用阶段。由于主动前轮转向与传统车辆的结构能够很好兼容，同时对车辆操纵稳定性的提高效果明显，显示出了良好的发展前景，成为转向系统未来发展的主要方向之一。 1 主动前轮转向系统的工作原理 目前可用于乘用车的主动转向系统主要有两种形式：一种是以宝马和ZF公司联合开发的AFS系统为代表的机械式主动转向系统，通过行星齿轮机械结构增加一个输入自由度从而实现附加转向，目前已装配于宝马5系的轿车上，以及韩国的MANDO、美国的TRW、日本的JTEKT公司也有类似产品；另一种是线控转向系统(SWB)，利用控制器综合驾驶员转向角输入和当时的车辆状态来决定转向电机的输出电流，最终驱动前轮转动。该系统在许多概念车和实验室研究中已广泛采用，如通用公司的Sequel燃料电池概念车就采用了线控转向技术。 线控转向和机械式主动转向系统最大的区别体现在当系统发生故障时，机械式主动转向系统仍能通过转向盘与车轮间的机械连接确保其转向性能，而线控转向必须通过系统主要零件的冗余设计来保证车辆的安全性。由于上述安全性和可靠性的原因，目前法律上还不允许将线控转向系统直接装备车辆。 1．1 机械式主动转向系统 下面以宝马的AFS系统为例，介绍机械式主动转向系统的结构和工作原理。该系统主要由三大子系统组成：液压助力齿轮齿条动力转向系统、变传动比执行系统和电控系统。系统原理图如图1所示。