四轮转向系统分析自动驾驶

2021-02-20

【智能汽车网】

听过全轮驱动,但很少提及全轮转向,全轮转向是指偏向盘向任一偏向转动时可以同时使四个车轮转动,我们先通过下面这个视频领会下All Wheel Steering-AWS:

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前轮转向

汽车中最常见的转向就是前轮转向,凭证驱动方式的差异又有:后轮驱动前轮转向和前轮驱动前轮转向两种,其中后轮驱动前轮转向主要是一些载重车辆,例如货车就是使用这一设置方式,来自觉念头的动力通过传动轴经差速器将差其余扭矩分配给左右两轮,这种设置方式,一方面由于零部件增添造成成本增添,另一方面也会压缩车内空间和后备箱空间,使乘坐恬静性和适用性显著降低。对于轿车这种底盘较低的车辆来说会使后排车厢底部有隆起,影响后排搭客的乘坐恬静性,以是许多轿车品牌都接纳前轮驱动兼转向的设置方式,既降低了成本又具有节约车辆空间,提升乘坐恬静性等优点。

对于前驱车来说,由于前驱车的重心靠前后轮又没有动力,在过弯时车头较重,受离心力的影响更严重,一旦这种气力到达轮胎抓地的极限,就会泛起转向不足,但另一方眼前驱车成真相较更低,其次由于驱动轮蒙受着发念头的重量,可以增添驱动轮的附着力,这对于在湿滑路面上行驶的汽车将会有很大的辅助。

对于后轮驱动的汽车来说,分工上就相对“公正”,后轮卖力驱动,前轮来导向。这个驱动的形式在爬坡时会更好,因抓地力更强(例如在爬坡时车辆倾斜,凭证受力剖析大部门重量都分在后轮上从而增添了附着力),但在路面附着力偏低的时刻,当急加速后轮会泛起驱动打滑使后轮的抓地力会迅速下降,从尔后轮没有足够的横向抓地力来使车尾保持预定轨迹行驶,车的尾部沿着圆弧的外切线发生滑移,这就形成了转向过分。而且后轮驱动成本对照高,但中高级的轿车基本多数接纳后轮驱动。

汽车漂移着实就是行使了“转向过分”这一特征来完成的。由于后轮驱动的汽车更容易转向过分,以是,后轮驱动的汽车更容易实现漂移。许多性能车都接纳后驱就是这个缘故原由。

但当车辆以较高速率切弯时,泛起的转向不足和转向过分情形,ESP的车辆动力学控制系统VDC会举行干预纠正,制止失控打滑或倾倒,例如,弯道中转向不足时通过对内侧后轮施加制动力举行修正,而弯道中转向过分则通过对外侧前轮施加制动力举行修正。

这也是为什么玩漂移要关闭ESP的缘故原由。但不管怎样,对于前轮转向车辆,在急转弯时,车辆都市泛起差异水平的侧倾。

此外在低速有限空间举行转弯时,转弯的角度也会异常受限。若后轮能在转弯时也能偏转一定角度可抵消这样的侧偏,保证了高速转弯时车辆的稳固性,制止侧滑、推头等征象的发生。

同时在一些空间狭窄,运动环境较差的环境中,使用四轮驱动四轮转向可以提高天真性、转向的响应速率。

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四轮转向系统

奥迪的动态四轮转向系统组成如下,这套系统由electronic suspension platform (ESP)举行控制:

所谓的动态指转向比(偏向盘转动角度与车轮响应转动的角度之比)与驾驶状态举行最佳匹配,可在9.5到17的局限内调整,其主要有两种事情模式:

低速转向模式:

例如奥迪,两个后轮在低速转弯时会朝与前轮相反的偏向转动。当后轮沿转向偏向逆时针旋转时,它可以加速转向速率,并将整个转向半径削减约一米。这被称为“反相”转向,由于后轮沿与前轮相反的偏向旋转,可提供较小的转弯半径和在狭窄空间内更好的天真性。

高速转向模式:

在较高的速率下(通常跨越30~40 mph),后轮的旋转偏向与前轮相同。这被称为“同相转向”,由于所有四个车轮同时朝相同偏向转动。在高速情形下举行全轮转向的优点是,车辆将更稳固(例如在改变车道时),而在通过高速弯道时则更不会倾斜。当车辆高速转弯且所有四个车轮都在转弯时,两个轴都与前轴相反,而分管了施加到车辆上的力。

本田讴歌的全轮转向 P-AWS系统,尚有一种模式就是:高速行驶状态的刹车情形,此时两侧的后轮则向内旋转,使前束增添,能增强车辆的高速行驶制动时车身的稳固性。

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总结

总体来说,四轮驱动系统具有如下几点优势:

较小的转弯半径:车辆在停车掉头时可以转的更天真。

更高的稳固性:四轮转向使车辆更易于控制,因此可以在更高的速率下举行更多的控制。

更好的转向响应:具有四轮转向的车辆在驾驶员转动车轮时会感受加倍敏捷。

更快的换道:当四个车轮都向统一偏向旋转时,车辆将更快地换道。

平安性更高:稳固的汽车更平安。四轮转向可以削减车辆的侧倾,这可能意味着失去控制是否进入弯道与发生事故之间的区别。

但有利就有弊,任何器械都有其两面性,该系统主要有两个坏处:

成本和价钱高:只管四轮转向系统既平安又好用,但现在主要用于一些高端车型,与传统的转向系统相比,它们需要更多的组件和匹配事情,因此要支出响应的成本。维护难题 :由于四轮转向系统具有更庞大的机械和电气组件,因此,若是其中一个发生故障,则可能会损害整个转向系统。由于四轮转向系统较为庞大,因此维修时间也较长,同时用户还要思量这部门的用度支出。

参考文献:

1、VW、Audi手艺质料

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