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1、第21卷第2期华东交通大学学报Vol.21No.22004年4月JournalofEastChinaJiaotongUniversityApr.,2004文章编号:1005-0523(2004)02-0104-03汽车操纵稳定性的研究张会明(华东交通大学机电工程学院,江西南昌330013)摘要:介绍了汽车操纵稳定性研究的现状,各种研究方法和评价方法的原理、特点和适用范围,并讨论了最新进展.关 键 词:汽车操纵稳定性;研究;评价;进展中图分类号:U461.6 文献标识码:A 汽车操纵稳定性是汽车使用性能的一个重要究,可以建立汽车主要设计参数间的匹
2、配关系.方面,它不仅关系到汽车驾驶的方便性,而且是影响汽车行驶安全的主要因素之一.随着汽车拥有量的增加和行驶速度的不断提高,汽车行驶的安全性越来越受到人们的重视,因而汽车操纵稳定性的研由于汽车的操作性能是通过人的操纵来实现究是当前汽车研究中的一个热门和前沿的课题.的.因而,汽车操纵稳定性与驾驶员的操作特性是近年来,对汽车操纵稳定性的研究主要从如下紧密相关的,操纵稳定性的研究应在综合分析驾驶三个方面展开:员操作特性与汽车运动特性之间配合关系的基础1)研究方法和评价方法的研究;上进行,如图2所示,即把汽车视为驾驶员—汽车闭2)主要评价指标及实验方法的研究;环系
3、统中的被控环节,根据对整个闭环系统的分析3)智能控制技术在汽车操纵稳定性研究中的来研究汽车操纵稳定性.这种方法称为闭环系统应用.法.1 开环系统法和闭环系统法对汽车操纵稳定性的研究,有两种不同的研究方法:开环系统法和闭环系统法.所谓开环系统法是将汽车操纵稳定性视为汽车自身的固有性能,它仅仅由汽车的结构和参数来由于闭环系统法把驾驶员、汽车、路面作为一决定.这种方法把汽车看作为一个控制系统,如图1个统一的整体来研究,驾驶员在行驶中,根据道路所示.按照对控制系统稳定性、稳态品质和瞬态响条件、行驶状态会适时地作出判断,修正对方向盘应特性的要求来分析和研究汽车的运动
4、特性,人们相继提出的多自由度动力学模型,并利用控制理论的操作,因而闭环系统法更合理,更符合实际情况.和计算机仿真技术预测汽车的运动特性,就属于这种研究方法的范畴.用开环系统法对汽车进行研收稿日期:2003-10-16作者简介:张会明(1944-),男,江西吉安市人,教授.©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第2期 张会明:汽车操纵稳定性的研究 105负荷等.2 客观评价法和主观评价法由于主观评价是依据人们
5、对汽车操纵动作难易程度的感觉来进行评价的,这种难易操纵性的人汽车的操纵性能应通过试验来进行测定与评为感觉,除与汽车性能有关外,还与驾驶员的心理价,性能评价的方法有客观评价法和主观评价法两和生理因素等有密切的关系,心理因素主要指驾驶种.客观评价法能用于开、闭环系统,而主观评价法员的精神状态,受个人性格、驾驶气氛、松弛感、危只能用于闭环系统.机感等诸多方面的影响;而生理因素主要指驾驶员2.1 客观评价法的身体机能和神经机能,包括神经反应滞后时间、所谓客观评价法是通过实车试验,检测一些与操作反映滞后时间、预瞄时间以及体能等,由于人汽车操纵稳定性有关的物理量,再与
6、相应的标准进们在心理和生理上存在较大的差异,使评价结果受行比较而进行的评价,它主要包括ESV(实验安全个人主观因素的影响而具有较大的离散性,这是主车)和ISO(国际标准化)两种评价方法.观评价的缺陷之一.ESV是以安全性为研究目标,较系统地提出了2.3 闭环系统客观评价的关键汽车操纵稳定性的评价基准.在大量试验和理论分如前所述,由于在闭环系统中考虑了驾驶员的析的基础上,确定了以响应参数作为评价汽车固有反馈作用,因而它更符合实际情况,但是,驾驶员的特性的指标,并提出了稳态响应特性、瞬态响应特反馈作用十分复杂.为此,80年代以来,人们一直致性、回正特性、侧风稳
7、定性及路面不平敏感性的安力于闭环系统的关键问题—对驾驶员的行为特性全允许范围或限值.进行研究,并提出了各种驾驶员方向控制模型,其ISO的目的是制订统一的汽车操纵稳定性的检中较具代表性的是MaCAdam的最优预瞄控制模型测方法.目前常用的检测方法有:稳态圆周试验(用和我国学者郭孔辉提出的最优预瞄加速度模型.于测试车辆行驶的动态参数与侧向加速度的关系,最优预瞄控制模型为描述驾驶员的行为特性并由此确定汽车的稳定转向特性)、瞬态响应试验提供了一个直接且有效的方法.因而使驾驶员-汽(用于测定汽车的瞬态响应特性)、双移线试验(它车闭环控制系统的研究有了新的进展,利用这
8、种模模拟汽车超车后,随之很快返回正确车道上.该试型,在样车试制前就
