汽车四轮驱动技术论文

汽车四轮驱动技术

学号：1665070428 姓名：余子祥 专业：07级电信（4班）

内燃机汽车自20世纪初出现至今，其自身随人类科技的进步经历了巨大的变革，在这个过程中它也给人类生活和生产带来了巨大方便，为人类社会的进步做出了巨大的贡献，但其自身消耗日益紧缺的石油并产生大量污染物也使人类赖以生存的环境恶化。因此近年来由于环境恶化及能源紧张等问题，迫切需要开发低能耗，无污染的汽车。因此电动汽车成为21世纪汽车技术研究的热点。

混合动力汽车与纯电动汽车是电动汽车研究的两个分支。经过近些年的发展，电动汽车技术日趋成熟，部分产品已进入商业化应用如ToyotaPrius[1]。目前，电动汽车传动系统多数在传统内燃机汽车的传动系基础上进行一些改变，进而将电动机及电池等部件加入总布置中。这种布置难以充分发挥电动汽车的优势。为使电动汽车对传统内燃机汽车形成更大的竞争优势，设计出适合电动汽车的底盘系统势在必行。而四轮独立驱动技术则可使电动汽车底盘实现电子化，主动化，大大提高电动汽车的性能。使电动汽车与传统汽车相比具有更强的竞争力。

四轮驱动系统分为两大个类别：主动与被动，但目的不外乎只有一个，就是把动力从空转打滑的轮子移走，然后再重新分配到抓地力较大的轮子上，就好比车轮打滑，我们要用石块木板等东西塞在打滑的轮子下面一样，道理很简单。当两轮（前轮或者后轮）驱动的汽车

发生轮胎空转打滑的时候，补救措施只有一个，就是减小引擎的驱动力，而驾驶者只有通过收油才能达到这个目的，或者行车电脑控制油门的收小。而四轮驱动的汽车就不同了，你可以任凭自己的喜好打脚加油，动力会通过电子系统自动分配到各个车轮上，能更加有效的防止车轮打滑的情况发生。

很多人也许会认为四轮驱动的汽车会有更加强的贴地性能，其实他们把贴地性能的概念给混淆了，四轮驱动汽车与两轮驱动汽车的最大差别在于：FF车型会因为轮子的空转而转向不足，偏离了弯道，而FR车型则会甩尾，而四轮驱动则由于各个轮子的动力分配是自动的，就不会存在上面这种问题，这是涉及到汽车的循迹性能的问题，而并非是贴地性能。

相反的，同一款车子的四驱版和两轮版，往往两轮版的加速性能和贴地性能要强于四轮版的，最好的例子就是奥迪的A4，因为四轮驱动的车子在重量和摩擦力方面都比两轮驱动的要大。

被动式的四轮驱动系统，采用的是机械式的分动装置，例如齿轮式的扭力感应差速器－－奥迪的Quattro，或者油压式的分动器－－保时捷的911 Turbo，该系统是在车轮发生空转以后才介入的。而主动式的四轮驱动系统，是通过由电脑控制的多碟式离合器来介入的，例如大众的4 Motion，电脑会不断收集轮胎的转速与油门的大小等数据，在轮胎发生空转以前就把扭力分配好。 二、四轮独立驱动技术的特点

电动汽车四轮独立驱动系统是利用四个独立控制的电动机分别

驱动汽车的四个车轮，车轮之间没有机械传动环节。典型四轮驱动布置型式如图1，其电动机与车轮之间可以是轴式联接也可以将电动机嵌入车轮成为轮式电机，车轮一般带有轮边减速器。这种驱动系统与传统汽车驱动系统相比有以下特点：

1.传动系统得到减化，整车质量大大减轻。由电动机直接驱动车轮甚至两者集成为一体。

2.与传统汽车相比，四轮独立驱动系统可通过电动机来完成驱动力的控制而不需要其他附件，容易实现性能更好的、成本更低的牵引力控制系统（TCS）、防抱死制动系统（ABS）及动力学控制系统（VDC）。 3.对各车轮采用制动能量回收系统，则可大大提高汽车能量利用效率，且与采用单电动机驱动的电动汽车相比，其能量回收效率也获得显著增加。这对提高电动汽车续驶里程是很重要的。

4.实现汽车底盘系统的电子化、主动化。现代汽车驱动系统布置分为前驱动、后驱动或全驱动。这两种驱动型式各有优缺点，而且对汽车行驶工况的适应性也不同。如前驱动轿车在高速转向时稳定性好，但在加速时或爬坡时，动力性受载荷转移的影响较大，而后驱动在这方面的性能优于前驱动车，而全轮驱动车的成本较高。汽车采用四轮独立驱动技术后，汽车采用前驱动、后驱动或全轮驱动可根据汽车行驶工况由控制器进行实时控制与转换。且各车轮的驱动力可根据汽车行驶状态进行实时控制，真正实现汽车的\电子主动底盘\。 三、四轮独立驱动系统的控制 （一）驱动轮之间的差速技术

传统汽车的同一车桥的两车轮或不同车轴之间须加装差速器，否则在汽车行驶过程中会出现功率循环现象，造成功率损失。其原因在于各车轮之间是机械联接造成运动自由度（车轮转速）不足，使各驱动车轮功率出现循环。 立的。

（二）整车牵引力控制策略

汽车牵引力控制就是通过检测驱动轮滑转率，据此调节驱动力从而将车轮滑转率控制在车轮具有最大驱动力的状态。传统汽车通过检测车速、车轮转速来判定滑转率；通过控制发动机转矩及制动力或完成驱动力的调节。

（三）整车动力学控制（VDC）策略[3]

汽车动力学控制即指通过调节各驱动轮的牵引力，从而产生一个由于各驱动轮驱动力差异产生的外部作用于汽车的横摆力矩，并控制这个横摆力矩来达到改善汽车动力学性能的方法。在这个系统中，汽车横摆力矩取决于车辆动态反馈，主要是横摆角速度和侧向速度，另外，还有驾驶员输入反馈如转向角。在传统的VDC系统中，它设计着眼于内燃机汽车（ICEV），期望的横摆力矩主要由每个车轮的制动力来施加，如差动制动。而对于四轮独立驱动的汽车来说，可以通过单独控制每个电动机的转矩来完成而不是差动制动。 （四）四轮独立驱动控制系统的控制策略

四轮独立驱动系统应保证汽车具有最佳动力性，稳定性及安全性。在该控制系统中，四个驱动电机接受来自转矩分配器的转矩电流

信号给定，并实时返回电机转速/转矩信号到滑转率判定模块，依此判定车轮是否打滑，该模块产生滑转率信号给整车控制器，整车控制器同时也接受驾驶员的控制指令（车速给定，制动给定及转向信号）及整车运动学参数反馈。根据这些参数，整车控制器依一定控制逻辑，产生最佳驱动力分配值。这个值由转矩分配器转化为转矩电流信号给驱动电机，由驱动电机输出驱动转矩，驱动汽车行驶。 四、结论

驱动系统是电动汽车的重要组成部分，其布置型式与性能直接影响电动汽车的性能。牵引力控制是汽车动力性、稳定性及安全性的核心。本文论述了电动汽车四轮独立驱动系统，该系统利用四个电动机直接驱动车轮，从而使汽车牵引力及其动力学控制从传统上控制汽车动力传动系转变为更容易实现的控制电动机的动力学响应。这将使是电动汽车可以以较低的成本大大提高电动汽车牵引力控制系统（TCS）、制动防抱死系统（ABS）及汽车动力学控制（VDC）的性能，从而提高电动汽车的性价比使其更具竞争力。另外，本文提出了电动汽车四轮独立驱动系统的控制策略。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mv7f.html