四轮全方位线控转向系统设计与控制方法研究

李波，白艳飞，李双双，周佳，董洪昭

（1.北京新能源汽车股份有限公司，北京 100000；2.北京工商大学 人工智能学院，北京 100048）

0 引言

现在市场上绝大多数的汽车都采用传统的前轮转向，不可否认前轮转向具有结构简单、可靠性高、占用空间小、发展成熟等优点[1]。但同时也存在低速行驶时转弯半径较大、高速行驶时转向稳定性能较差的缺点。在传统汽车的架构中，由于机械结构固定，车辆转向操作的灵活性受到很大限制，因此研究和设计一种全新的四轮全方位线控转向系统具有重大的理论意义和应用价值。

随着新能源汽车快速发展，国内外开展了高转向性能汽车技术的研究，研究人员把目光从传统的前轮转向（FWS）逐渐转移到四轮转向（4WS）和线控转向（SBW）[2]。与传统的前轮转向相比，四轮转向和线控转向可以改善汽车转向的力传递特性和角传递特性。四轮转向车辆具有四轮转角可调、四轮转矩独立可控的特点，提高了机动车辆的转向灵活性和操纵稳定性[3－4]；而线控转向使转向盘输入与汽车前轮转角之间摆脱了机械系统的限制，提升了转向特性的优化空间[5-6]。

纯电动汽车的发展使两种技术结合成为可能，以电能为动力源，通过线控技术可以实现各系统独立控制，使得四轮全方位转向的构想得以实现。李萍等[7]研究四轮转向汽车中满足阿克曼理论的转向梯形设计，提出一种基于MATLAB计算的设计观点和设计方法。夏光等[8]分析了全液压转向结构与转向偏差机理，提出一种基于转向效率的期望转向曲线及其可行域确定方法，设计了一种线控液压转向系统以实现车辆转向同步，消除转向偏差。……