四轮驱动四轮转向的汽车电子差速转向控制

分布式电机四轮差速转向原理
分布式电机四轮差速转向原理主要是通过电机控制四个车轮的转向和转速，实现车辆的转向和差速控制。

具体来说，可以通过控制四个电机的转速和转向，使得车辆在转向时内外车轮的转速不同，从而实现差速转向。

在差速转向过程中，车辆的转向半径可以发生变化，从而实现在较小半径的弯道中灵活转向。

此外，通过控制四个电机的转速和转向，还可以实现车辆的原地掉头、横向移动等特殊操作。

分布式电机四轮差速转向原理的实现需要车辆具备先进的电机控制技术和传感器技术。

通过传感器感知车辆的行驶状态和驾驶员的转向指令，控制系统根据这些信息控制电机的转速和转向，从而实现车辆的差速转向。

需要注意的是，分布式电机四轮差速转向原理的应用需要针对不同的车辆和应用场景进行优化和调整，以达到最佳的操控性能和行驶效果。

轮毂式电动汽车电子差速复合控制方法随着电动汽车技术的不断发展，轮毂式电动汽车作为一种新兴的驱动方式逐渐受到人们的关注。

这种驱动方式通过电动机直接驱动车轮，摆脱了传统汽车中的传动系统，从而具备了更高的效率和动力输出。

然而，由于轮毂式电动汽车的工作方式与传统汽车有所不同，特别是在差速器控制方面存在一些挑战。

因此，研究轮毂式电动汽车电子差速复合控制方法成为了重要的课题。

一、电子差速的原理和作用在传统的汽车中，差速器的作用是平衡车轮转速差异，使得在转弯等情况下两个驱动轮能够保持合适的转速，并提供车辆稳定性和操控性。

然而，在轮毂式电动汽车中，每个车轮都被电动机直接驱动，差速器的作用被电子差速系统所取代。

电子差速系统通过电控单元感知车轮速度和转向角度等信息，实时计算每个轮子的电机输出扭矩，从而实现差速控制。

通过精确控制每个轮子的扭矩输出，可以使车辆在转弯等情况下保持平稳，并提高车辆的操控性能。

二、电子差速复合控制方法1. 轮毂电机扭矩分配控制方法轮毂电机扭矩分配控制方法是电子差速复合控制方法中的核心。

该方法通过对每个轮子的电机输出扭矩进行控制，实现差速控制。

具体而言，可以通过根据传感器获取的数据计算每个轮子的实时速度、转向角度和车辆的状态等信息，然后利用反馈控制算法，计算出每个轮子应该输出的扭矩。

2. 扭矩向量控制方法扭矩向量控制方法是电子差速复合控制方法的一种重要扩展。

该方法通过给每个轮子分配不同大小和方向的扭矩，实现灵活的差速控制。

通过精确分配扭矩，可以使车辆在不同路况下获得最佳的牵引力和行驶稳定性。

3. 动态差速控制方法动态差速控制方法可以根据车辆的实时工况和路况情况，动态调整差速控制策略。

通过对传感器获取的数据进行实时处理，可以根据车辆的状态和驾驶员的需求，调整差速控制参数，从而保证车辆的稳定性和操控性能。

三、应用和前景展望轮毂式电动汽车电子差速复合控制方法的研究在实际应用中具有重要意义。

通过合理选择和设计差速控制策略，可以提高电动汽车的操控性、节能性和安全性。

图２ Ａ ｃ ｋ ｅ ｒ ｍａ ｎ转向模型
图中内外前轮的垂线与后轮的垂线相交于左侧同一点。图 中标出的量意义如下： ： 前内轮转向角， ： 前外轮转向角， ： 车体长度， 车体 δ δ Ｌ Ｗ： ｉ ｎ ｏ ｕ ｔ 宽度， ： 转向半径， ： 内轮转向半径（ 后轮） ， ： 外轮转向半径 Ｒ Ｒ Ｒ ｉ ｎ ｏ ｕ ｔ ：内轮一圈转过的距离， ：外轮一圈转过的距离， （ 后轮） ， Ｃ Ｃ ｉ ｎ ｏ ｕ ｔ ： 内轮速度， ： 外轮速度。 ν ν ｉ ｎ ｏ ｕ ｔ 关键量： 转弯时的驱动轮转角和驱动轮的轮速
四轮转向技术是指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。对 于多电机独立驱动的电动车来说，可以利用电子差速的方法解 决转向时的差速问题，避免车轮在转向时左右轮由于线速度不 一致产生拖滑现象， 在一定程度上保障车辆转向的稳定性。 其中 所谓电子差速一般是指由电控单元利用软件的方法来调节各驱 动电机的转速和输出功率，使各驱动轮的行驶速度满足其转弯 时的约束关系。文中在研究其他前轮转向电动车差速问题的基 础上， 指出了四轮转向电动车转弯时的特殊性， 对四轮转向车电 子差速问题的解决方法进行研究。
３ 差速问题解决方案 ３ ． １ 方案 １
在该方案中， 前面两个轮做转角和速度控制， 后轮只做轮速 控制不做转角控制。
图 １ 车辆控制设备布置图
控制逻辑： ） 根据电机反馈转速计算车轮转动线速度（ 即车速） ； １ ν ｉ ｎ ） 根据遥控转向手柄位置控制前内轮转向电机旋转角度 δ ； ２ ｉ ｎ ） 计算外轮转向角： ３ δ ＝ ａ ｒ ｃ ｔ ａ ｎ ｏ ｕ ｔ
于差速器壳转速的 ２倍。 常用的对称式锥齿轮差速器， 其内摩擦 力矩很小， 实际上可以认为无论左右驱动轮转速是否相等， 两边 扭矩总是平均分配，这样的分配比例对于车辆在良好路面上直 行或转弯时， 其运行状态都是满意的。在电动车辆中， 由于使用 电机直接驱动后轮， 不用安装机械差速器， 但是在转弯时面临着 差速问题。 在车速极低， 且不考ห้องสมุดไป่ตู้汽车质心侧偏、 横摆角， 以及路面情 ） 转向几何 况变化和侧风等情况下， 可以参考阿克曼（ Ａ ｃ ｋ ｅ ｒ ｍａ ｎ 学原理， 如图 ２所示。

2019年9月22日星期日
车辆电子控制技术
13
第九章 转向控制
第3课 四轮转向控制
四、四轮转向汽车模型
在建立四轮转向汽车模型时，假设： ① 汽车只有侧向和横摆两个自由度运动； ② 忽略纵向力和空气动力的作用： ③ 忽略转向系影响，以前轮转角作为输入； ④ 不考虑车轮载荷变化引起的轮胎侧偏特性变化和回正力矩的作用。
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第九章 转向控制
第3课 四轮转向控制
一、四轮转向系统的优点
四轮转向汽车与两轮转向汽车相比，具有以下优点： ① 提高了汽车在高速行驶时和在湿滑路面上的转向性能； ② 驾驶员操纵转向盘反应灵敏，动作准确； ③ 在不良路面和侧风等条件下，汽车也具有较好的方向稳定性，提高
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第九章 转向控制
第3课 四轮转向控制
三、汽车后轮转向控制类型
按后轮的偏转角与前轮偏转角或车速之间的关系不同分：转角传感 型、车速传感型两种。
1.转角传感型后轮转向控制 后轮的偏转角与前轮的偏转角之间存在某种函数关系。即后轮可以
按与前轮旋转方向相同方向旋转，即同相位偏转；也可以按与前轮 旋转方向相反的方向旋转，即反相位偏转。此外，前、后轮转向角 之间也有一定关系。 2.车速传感型 根据设计程序，当车速达到某一预定值时(35-40km/h)，后轮能与前 轮同方向偏转，而当低于这一预定值时，则反方向偏转。
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车辆电子控制技术
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第九章 转向控制
第3课 四轮转向控制
五、汽车四轮转向系统控制方法
4．四轮主动转向控制 前面3种控制方式，都是在前轮转向角直接与转向盘转角联系，然后再对后

汽车电动助力转向技术一、技术概述电动助力转向系统是把电动机的驱动力传递给转向轴或齿条，进行转向助力的机构。

该系统由转向扭矩传感器、车速传感器、控制器、电动机、离合器和减速机构组成。

比起传统的液压助力转向，它的优点是：系统中的电机只在需要转向助力时才工作，汽车大部分时间正常行驶时电机并不工作，这样能量消耗很小，而传统的液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成，为保持压力，不论是否需要转向助力，系统总要处于工作状态，能耗较高。

据估计，电动助力转向只是液压助力转向能耗的1／2，前者比后者使整车油耗下降3％。

二、现状及国内外发展趋势汽车电动助力转向技术近年来发展很快，美国德尔福等国际上大的汽车零部件公司，都已开发出产品，并在一些车上装用。

三、主要研究内容主要研究内容：传感器技术；控制技术；电机、离合器、减速机构技术等。

汽车电子控制四轮驱动与四轮转向技术一、技术概述－－汽车电子控制四轮驱动技术（4 Wheels Driving System 4WD）汽车的驱动力来源于轮胎对地面的附着，四轮驱动充分利用了车轮对地面的附着，当然会获得好的驱动性能。

但因转向时各轮的转弯半径不同，车轮转动的速度也就不同（内外、前后），四个轮不能通过刚性传动系统连接，必须在左右两轮间，在前后驱动轴间设置差速器。

带来的问题是四个轮的驱动力受与地面摩擦力最小的轮的限制，需要再设置差速锁。

汽车电子控制四轮驱动技术是通过传感器感知四个轮路面的情况，通过微电脑进行分析判断，通过电磁阀驱动，改变黏液偶合器的特性，在前后驱动轴之间，在左右轮上分配驱动力。

－－汽车电子控制四轮转向技术（4 Wheels Steering System 4WS ）汽车在行驶中转向时，由于受恻向力的作用，前轮有不足转向的特性，后轮有过度转向的倾向。

后者会引起汽车失去转向行驶的稳定性，车速越高问题越明显，甚至出现侧滑翻车。

解决措施一般是通过使后轮在与前轮相同的方向转动1－2度角进行补偿。

四轮毂电机电动车的电子差速控制方法作者：杨濛李睿智金家林来源：《科技风》2017年第21期摘要：通常四轮独立驱动的电动汽车电子差速系统都是基于转矩分配进行的，本文提出了一种通过对各轮速进行转速分配的电子差速系统，利用Ackermann-Jeantand转向模型，实时计算电子差速过程中随着转角角度以及车辆速度变化的各个车轮的所需转速，并分析了转向时转向轮之间的转矩分配问题。

在carsim联合matlab仿真中通过多种车辆工况仿真实验验证了所提出的算法的实用性以及可行性，仿真结果表明，整车系统动态性能良好，电子差速控制策略可以满足四轮独立驱动电动汽车的行驶要求。

关键词：电动车；轮毂电机；电子差速；控制方法随着能源短缺的危机和环境污染的日益严重，燃油车正逐渐被新能源汽车替代，电动汽车的出现可以解决上述问题，并且已经得到了广泛的关注，在电动汽车中，对于电机驱动控制系统，大部分电动车采用驱动电机与差速器相连再带动车轮的方式，通过电机驱动机械差速器来使得内外车轮的速度差实现差速。

而独立轮驱动的电动汽车会根据不同的方向转角来分配给内外侧车轮不同的驱动力矩来实现车辆的差速算法，但这种算法并不能减小车辆的转角半径而且车辆的滑移率也不能得到很好的控制。

本文提出了一种电子差速算法。

电子差速即通过车辆在不同转角以及车速的情况下，计算所需要的各轮轮速，然后经过对电机的转速控制，从而实现车辆的差速算法。

1 电子差速方法电子差速的方法是通过驾驶者输入的转角信号和油门信号传入控制器，再由控制器根据当前整车状态值计算出各轮所需转速，然后通过通信等方式分配给各轮控制器，再由各轮控制器根据所给定的轮速对电机做出调速，从而实现车辆的顺利转弯。

1.1 转向原理四輪电子差速需要对4个轮毂电机同时进行速度控制和差速计算，是一个复杂的控制系统。

其中包括方向盘转角传感器、霍尔传感器、电机控制器、4个轮毂电机。

电子差速转向系统根据当前状态实时调整电机转速。

差速转向原理
差速转向是一种机械转向机构，常见于四轮驱动车辆中。

差速转向的原理是通过分配和调整每个轮胎的转速来实现转向效果，而不是依靠转向轮的角度改变。

在差速转向装置中，通常会有两个差速器，分别连接左右两边的驱动轮。

当车辆转向时，驱动轮往往需要不同速度的转动，以便实现平稳的转弯。

差速器的作用是允许轮胎在转动时有不同的速度差，从而实现差速转向。

当车辆转弯时，内侧的驱动轮需要转动更慢，而外侧的驱动轮则需要转动更快。

差速器可以自动调整每个驱动轮的转速，使得内外侧的差速保持在一个适当的范围内。

这样就能够确保车辆在转弯时保持稳定，并且减少轮胎的磨损。

差速转向也可以在不同的路况下起到辅助作用。

例如，当一侧的轮胎遇到低摩擦力的路面时，差速转向会使得另一侧的轮胎提供更多的牵引力，从而防止车辆打滑。

总的来说，差速转向通过分配和调整每个轮胎的转速来实现转向效果，以确保车辆能够平稳转弯并在不同路况下提供更好的操控性能。

这种转向机构在四轮驱动车辆中得到广泛应用，并成为了现代汽车技术中重要的一部分。

栏目编辑：刘玺 lx@106·September-CHINA 图12 电控液力式动力转向系的组成图13 转向控制阀1-柱塞；2-扭杆；3-凸起；4-油压反力室。

1-转向油泵；2-储油罐；3-分流阀；4-电磁阀；5-扭力杆；6-转向盘；7、10、11-销；8-转阀阀杆；9-控制阀阀体；12-转向齿轮轴；13-活塞；14-转向动力缸；15-转向齿条；16-转向齿轮；17-柱塞；18-油压反力室；19-阻尼孔。

◆文/江苏 赵宝平 刘晓雪 邓飞虎电子助力转向系及四轮转向系浅析（二）当点火开关接通时，电源加于电子控制单元上，电动助力转向系才能进行工作。

在发动机已启动时，交流发电机L 端子的电压加到电子控制单元上。

当检测到发动机处于启动状态时，动力转向系转为工作状态。

在车辆行驶时，电子控制单元按不同车速下的转向盘转矩控制电动机的电流，并完成电子助力转向和普通转向控制之间的转换。

当车速高于30km/h 时，则转换成普通的转向控制，电子控制单元没有离合器信号和电动机电流输出，离合器处于分离状态。

当车速低于27km/h 时，电子控制单元又输出离合器信号和电动机电流，普通转向控制又转换为动力转向的工作方式。

电子控制单元还具有自我修正的控制功能。

当电动动力转向系出现故障时，可自动断开电动机的输出电流，恢复到正常的转向功能；同时速度表内的电动动力转向报警灯点亮，用于通知驾驶员动力转向系统发生故障。

（接上期）二、电控液力式动力转向系的基本结构和工作原理电控液力式转向系是电子控制动力转向的另外一种型式。

它通过控制电磁阀的动作，使动力转向液压控制回路油压根据车速而变化，在低速时操纵力减轻，在中低速以上时操纵力不致过小，即保持一定的手感。

1.电控液力式动力转向系的组成如图12所示，电控液力式动力转向系主要由转向控制阀、电磁阀、分流阀、转向动力缸、转向油泵、储油罐、车速传感器和电子控制单元组成。

(1)转向控制阀转向控制阀的结构如图13所示，其基本结构是在传统的整体式动力转向控制阀的基础上，在内部增加了油压反力室和4个小柱塞，4个小柱塞位于控制阀阀体下端的油压反力室内。

四轮驱动结合四轮转向的电子差速计算式推导电子差速系统(EDS,ElectronicDifferentialSystem)是采用电子控制方式来实现内外侧驱动轮差速要求。

而其实施首先需要一套正确易算的差速计算公式。

通过对四轮驱动4WD与四轮转向4WS相结合的运行机理分析，在此提出仅利用中学的三角函数结合比例法数学工具来推导出其4WD-4WS的逆、同相控制模式的差速计算公式。

如图2所示为4WD-4WS逆相控制的差速计算原理图。

如图3所示为4WD-4WS同相控制差速计算原理图，图中L为汽车轴距，B为汽车轮距，α、β、α、β分别为前外侧、前内侧、后外侧、后内侧转向轮的偏转角，n为前驱动轮兼外侧转向轮转速，n为前驱动轮兼内侧转向轮转速，n为后驱动轮兼外侧转向轮转速，n为后驱动轮兼内侧转向轮转速。

另外，为分析推导需要特引进2个临时借用参量l与r，其含义参见图中所标注的尺寸位置，即l为转弯圆心o到前车轮轴心的车身纵向距离，r为转弯圆心o到内侧车轮中心的车身横向距离。

为保证汽车转弯时各车轮只滚动无滑动，要求四个车轮均绕同一个圆心o转动，即每个车轮的轴线交于同一点，因此各车轮转弯的圆弧轨迹分别为如图中所示的虚线，各车轮转弯的圆弧半径分别为R、R、R、R。

根据车轮转速应与其转弯的圆弧半径成正比关系，即有n/n=R/R、n/n=R/R、n/n=R/R。

若设n为参考标定转速，它与加速踏板指令汽车的车速n一致，也是四只车轮中最高的转速，分析图示几何关系即可获得其它三只车轮转速相对标定转速n的计算式，且经推导后发现逆相控制模式与同相控制模式的差速计算公式完全相同，即其他三只车轮转速n、n、n相对标定转速n的差速计算公式分别为：从推导过程中还可发现同、逆相控制模式中的两个重要特征：(1)参考图2所示，在四轮转向逆相控制模式中当前后轮转向角相等（α=α，β=β）时，其转弯半径为最小。

并且它与常规的前二轮转向系统2WS相比，在转向轮转向角相同的前提下，其转弯半径可减小一半。

汽车四轮驱动工作原理
汽车四轮驱动是一种驱动系统，它通过将动力传递给车辆的四个轮子来增加牵引力和操控性。

其工作原理主要涉及以下几个方面：
1. 动力传递：汽车四轮驱动系统通常由发动机、传动系统和转向系统组成。

发动机通过传动系统将动力传递给传动轴。

2. 传动系统：传动系统包括传统的变速器和传动轴，以及前、后、中央差速器。

传动轴将动力传递到车辆的前后轮，而差速器可以分配动力到不同的轮子上。

3. 差速器：差速器是四轮驱动系统的关键组成部分，它根据车辆的行驶状况和转向情况，自动调整动力的分配。

它确保车辆的四个轮子能够以不同的速度旋转，以应对转弯和驱动力的变化。

4. 控制系统：四轮驱动系统通常配备电子控制单元(ECU)，它监测车辆的行驶情况并根据需要调整差速器的工作。

ECU可以根据车辆的加速、转弯和路况等信息，自动调整各个轮子的动力分配。

总之，汽车四轮驱动系统通过动力传递、传动系统、差速器和控制系统的协同工作，实现车辆的四轮驱动。

这种驱动系统提供了更好的牵引力和操控性，使车辆在恶劣的路况和复杂的驾驶环境下更加稳定和安全。

前 轮
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
车速低于35km/h
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
失效保护机构
油压异常
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
后转向 控制传 感器异
常
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
的倾向和前进方向一致，从而使后轮产生 足够的旋转向心力。在4WS汽车通过对后 轮同向转向操纵，使后轮也产生侧偏角， 使它与前轮的旋转向心力相平衡，从而抑 制自转运动，得到车体方向和车辆前进方 向一致的稳定转向状态。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
4WS中高速转向特性
理想的高速转向运动状态是尽可能使车体
• 没有液压装置 • 依靠电机实现动力转向
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程

四轮转向汽车电子控制技术-最新文档四轮转向汽车电子控制技术1.前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。

随着对4WS这一领域研究的不断进展，出现了多种不同结构形式、不同控制方案的实用4WS系统。

按照控制和驱动后轮转向机构的方式不同，4WS系统可分为机械式、液压式、电控机械式、电控液压式和电控电动式等几种类型。

本文介绍的是电控电动式4WS系统。

2.电控电动式4WS系统的发展概况从20世纪初，日本政府颁发第1个关于四轮转向的专利证书开始，对于汽车四轮转向技术的研究一直伴随着汽车工业的发展而进行着。

1985年，日本的NISSAN在客车上应用了世界上第1例实用的4WS 系统，开始了现代4WS系统的研究与开发。

在技术相对成熟的4WS 汽车中，大多数采用电控液压式4WS系统，主要用于前轮采用液压动力转向的4WS汽车中，这种4WS系统具有工作压力大、工作平稳可靠等优点。

但由于液压动力系统在结构、系统布置、密封性、能耗、效率等方面的不足，尤其是在转向过程中存在着响应滞后的固有缺陷，使得电控液压式4WS系统在适应现代4WS汽车的转向灵敏性、准确性方面受到了束缚，不能满足汽车高速行驶稳定性的要求。

1988年3月，日本铃木公司开发出电控电动式助力转向系统（EPS），首次装备在CERVO车上，有效地克服了液压动力转向系统的缺点。

在EPS技术的基础上，电控电动式4WS系统应运而生。

1992年，在日本本田序曲的汽车上采用了电控电动式4WS系统。

四轮驱动四轮转向的汽车电子差速转向控制-论文网论文摘要：通过汽车转向时稳定性分析阐明了四轮转向的优点。

而鉴于轮毂电机在电动汽车上应用的诸多优点，及其功率受结构体积的限制，轮毂电机的应用将使汽车由性能更好的四轮驱动替代两轮驱动，它不但充分利用了地面对车轮的附着力和驱动力，而且结合用直线步进电机控制转向力的汽车转向系统，能更容易地实现全面改善转向性能的四轮转向系统。

由于四轮驱动4WD与四轮转向4WS相结合的电子差速计算理论还有待完善，通过对轮毂电机运行的电子差速转向控制原理分析和数学推导，提出了4WD-4WS相结合的逆、同相控制模式的差速计算公式及四轮毂电机驱动结合四轮转向的电子差速实施结构原理。

论文关键词：四轮驱动,四轮转向,电子差速,转向控制一、汽车转向时稳定性分析和四轮转向优点如图1所示为汽车转弯时所产生侧偏角的关系示意图，其中α为前轮侧偏角；α为后轮侧偏角；α为汽车重心位置侧偏角。

汽车转向时，除在极低速时，一般情况下车轮平面与汽车行进速度方向并不一致，两者之间的角度值即为侧偏角α。

在汽车转弯时，由于离心力的作用，垂直于车轮平面的车轮中心上有侧向力，相应地在地面上产生的反作用力就是侧偏力。

由于车轮侧向产生弹性变形，变形车轮的滚动方向与车轮平面方向并不一致，侧偏力又分解为与车轮行进方向平行的滚动阻力和与行进方向垂直的转弯力。

在地面附着极限内，转弯时路面反作用力的大小与方向随着侧偏角的大小发生变化，因而汽车的转向直径也随之变化。

通常车轮转向时，路面对各车轮转弯时的反作用合力与汽车圆周运动的离心力相平衡。

一旦正在转弯的汽车速度提高，离心力就随之增加，质心位置的侧偏角必然增大而随之出现不足转向(如图1b所示)。

此时若要保证前轮按原转弯半径运动，与低车速时相比，前轮必须向内侧多转过一定角度。

换言之，汽车以相同转弯半径运动时，随着车速的增加，对于常规的前两轮转向(2WS)系统驾驶员就需相应增加转向盘转角；或者使后车轴产生一个向外则运动的力，以增加转弯时路面的反作用力，使其与离心力平衡。

四轮运动控制原理首先介绍差速控制原理。

差速控制是基于差速驱动原理的，通过控制左右两个轮子的转速差异，在运动中实现转向和转弯。

当左右转速相同时，机器或车辆可以实现直线行驶；当左轮转速大于右轮时，机器或车辆会向右转弯；当右轮转速大于左轮时，机器或车辆会向左转弯。

具体的控制方法是通过控制电机的转速或电机的驱动信号，来控制轮子的转速差异。

差速控制的优点是控制简单，容易实现。

它适用于小车、机器人等需要在有限空间内进行灵活移动和转向的场合。

但是差速控制也存在一些问题，比如在高速行驶时，左右驱动轮的胎压不均匀、地面摩擦力不均匀等因素会导致控制失效，使得车辆难以稳定行驶。

其次介绍全向控制原理。

全向控制是可以实现任意方向的运动，具有更高的灵活性和稳定性。

全向控制的基本原理是通过同时或分别控制四个轮子的转速和转向角度，来实现车辆的任意方向移动。

全向控制的方法有多种，常见的有麦克纳姆轮、奇异轮和轮拖动等。

麦克纳姆轮是一种特殊的轮子结构，它具有倾斜排列的滚筒轮和特殊的轮胎设计，使得车辆可以在任意方向上进行运动。

麦克纳姆轮全向控制通过控制不同轮子的转速和转向来实现。

奇异轮和轮拖动则是通过更复杂的运动学模型和算法，来控制轮子的转动方向和速度，从而实现全向运动。

全向控制相比差速控制具有更高的自主性和稳定性，适用于复杂环境中的机器人、小车等移动设备。

但是全向控制的设计和控制复杂度相对较高，需要较高的控制算法和计算能力，同时也会增加系统的成本和复杂性。

在实际应用中，根据具体的需求和场景选择差速控制或全向控制。

差速控制适用于较简单的运动场合，而全向控制适用于较复杂的运动场合。

同时，通过对轮胎、电机和控制算法的优化和改进，可以进一步提高四轮运动控制的性能和效果。

综上所述，四轮运动控制原理包括差速控制和全向控制两种方式。

差速控制通过控制左右两个轮子的转速差异来实现转向和转弯，适用于简单的运动场合。

全向控制通过控制四个轮子的转速和转向角度来实现任意方向的运动，适用于复杂的运动场合。

度不一致产生拖滑现象，在一定程度上保障汽车
转向的稳定性。其中所谓电子差速一般是指由电 京
控单元利用软件的方法来调节各驱动电机的转
速和输出功率，使各驱动轮的行驶速度满足其转 汽 弯时的约束关系。文中在研究其他前轮转向电动 车
汽车差速问题的基础上，指出了四轮转向电动汽 车转弯时的特殊性，对四轮转向汽车电子差速问 题的解决方法进行研究。
2
（6）
结合四轮转向方式的特殊以及上述计算公
式可以得出这样一个结论：四轮转向电子差速控
制系统，必须作为四轮转向控制系统的一个子系
统来运作。
涉及电子差速部分的基本控制层有 4 层，即
电动车驾驶员、四轮转向控制算法中关于转角计
算的部分、电子差速控制算法和电机转速控制程
序。首先电动车驾驶员转动转向盘，四轮转向控
京 实现左右轮驱动电机的独立控制是足够的；对于 汽 后轮转向驱动电路可以使用同前轮驱动相同的
方式，也可以使用多路 PWM 信号来实现电机的
车 控制。PDPINTA/B 为 TMS320LF2407A 的功率保
护中断输入。当该引脚监测到一个下降沿时，中 断有效，将相应的 EVA/EVB 的所有 PWM 引脚 置为高阻态。因此，可以在驱动电路中加入对电 机的检测信号，防止过压过流烧坏电机。 TMS320LF2407A DSP 具有一个 10 位的模数转 换模块，内置采样 / 保持电路，具有 16 路模拟输 入通道，并能达到 500ns 以内的转换速度，可以 利用 A/D 转换模块将传感器采集过来的模拟信 号，包括转向盘转角信号、前后轮转角反馈信号、 左右驱动轮轮速反馈信号、制动踏板信号和加速 踏板信号转换为数字量提供给四轮转向转角控 制程序和电子差速程序。
方式，这里仅给出前轮速度和目标速度的关系

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
电子控制四轮转向系统
我们一般驾驶的汽车都是两轮转向汽车，在中、高速做圆周行驶时，车身后部会甩出一点，车身以稍稍横着一点的姿态做曲线运动，增加了驾驶者的判断与操作的困难。

你有没有想过，如果两个后轮也可以像前轮一样自由转动，那幺我们就可以更加自如地进行泊车等操作了，甚至可以将车横向泊入车位。

这就是四轮转向系统汽车(Four Wheel Steering System，简称4WS)。

转弯行驶时，为了车轮转向与车身行进方向最大限度地保持一致，后两轮也随着前两轮有相应的转向运动。

电控4WS汽车的质心侧偏角总接近于零，车厢与行驶轨迹方向一致，汽车可以自然流畅地做曲线运动，驾驶者能方便地判断与操作，从而保证汽车在以不同车速转弯时能够得到稳定的转向性能。

电控4WS的原理可简单解释为：车轮转向相位控制装置和车速传感器不
断将数据传输给信息处理控制单元，控制单元据此确定后轮的转向角度。

该系统有3种基本状态———正相、中间和负相。

在较低速度的负相，后轮与前轮方向相反;中速时，后轮保持直行;高速时的正相，后轮与前轮方向相同。

以马自达4WS技术为例，低、中、高速的临界值就是35km/h。

在一些特殊行驶状态下，如市区交通堵塞、拖带挂车、倒车或泊位时，
四轮转向系统大大提高了操控性。

此外，通过电子化控制后轮的方向，还可以减小重型卡车的转弯半径。

按照通用汽车公司对使用四轮转向系统的
专注下一代成长，为了孩子。