四轮转向技术国内外研究现状汽车的4WS系统发展时期（1）4WS系统萌芽期该时期发生在20世纪初到20世纪八十年代。当时人们是设想获得较小的车辆转弯半径，应用车辆主要是工程车和军用车，采用的方式是前后轮同时反向转向，来提高车辆机动性。1907年，第一个4WS系统的专利产生于日本。该结构式将前后轮转向系统通过一根轴连接起来。该结构的四轮转向系统早期是应用于大型车辆上，比如工程车辆和军用车63526

辆等。

（2）4WS系统快速发展期

该时期发生在20世纪八九十年代。当时的车辆动力学研究不断深入，人们开始意识到4WS系统可以提高汽车高速行驶的操纵稳定性，世界各大公司开始对4WS技术进行研发，其中日本是典型的代表，投入最大。1985年，NISSAN公司的HICAS（High Capacity Actively Cnontrolled Suspension）系统首次应用在乘用车上，该系统采用电控液压转向。随后HICAS又进行了更新换代，HICAS 2和Super HICAS等产品的问世，更进一步改善了汽车高速转向操纵稳定性。1987年，Mazda公司的车速感应型4WS系统（Takiguchi T.et al.,1986）应用于轿车上，开始时没有采用机械方式，而是采用液压机构执行后轮转向，后来采用了机械和液压的组合装置，提高了车辆的可靠性。

（3）4WS系统不断完善期

该时期是从90年代末至今。随着电控技术的不断发展论文网，几年来欧美日等国对智能交通系统（Intelligent Transportion System，简称ITS）、智能车辆公路系统（Intelligent Vehicle Highway System，简称IVHS）等特大项目有了越来越高的重视。科研人员不再从单一的开环系统考虑，而是从人-车-路闭环系统着手，全面且综合地分析研究汽车主动底盘控制系统，有效改善了整车的综合性能。Delphi公司和GM公司联合研发的电控电动式4WS系统（QUADRASTEER）最具代表性。该系统执行器是后轴桥壳内的电机。传感器和ECU生成控制指令，来控制后轴桥壳内的电机产生动作，使后轮转向。应用线控技术，大大改善了传统乘用车辆低速时的机动性，使其更加灵活；也提高了车辆在中高速的循迹能力和转向操纵稳定性。

考虑到两个最基本的车辆转向响应自由度；汽车质心侧偏角 和横摆角度 。推到出侧向加速度 的表达式为：

                       =  ( r+ )                           (1.1)

对于2WS汽车，由于车速 提高时，汽车质心侧偏角 的稳态增益下降，到最高时变为负值，所以质心侧偏角的超前时间常数变小。这直接的影响是使侧向加速度 相位滞后比横摆角速度 严重。根据这个可以得到前后轮转角比是车速函数的控制方法，使得汽车质心侧偏角的稳态值在各种车速都保持为零；

                        k                            (1.2)

上式中：k为后轮转角与前轮转角比， 、 分别为汽车质心距前后轴的距离， 为汽车轴距， 为车速， 为整车质量， 、 分别为汽车前后轮胎的侧偏刚度。按照式1.2进行转向控制，可保证汽车质心侧偏角 稳态时基本为零。但是并不能保证汽车质心侧偏角 瞬态时为零。为此，式1.2可拓展至瞬态时前后轮转角比函数表达式：

                                           (1.3)

当以高的转速转动方向盘，为了使车辆转向灵敏，后轮与前轮的转动方向应当相反，当以低的转速转动方向盘，为了提高车辆的操纵稳定性，后轮与前轮的转动方向应该相同，据此可得到表达式：