四轴全轮转向车辆操纵稳定性分析.pdf

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1、测试试验汽车实用技术AUTOMOBILEAPPLIEDTEC珏NOLOGY2017年第1期2017NO．110．16638／j．cnki．167卜7988．2017．02．057四轴全轮转向车辆操纵稳定性分析田豪(陕西重型汽车有限公司，陕西西安710043)摘要：建立了四轴全轮转向车辆的线性二自由度车辆模型，进行了理论分析和数学公式推导。以某四轴重型运输车为例，基于零质心侧偏角策略确定转向瞬心位置以及后桥转角与前桥转角的比例关系，并讨论了全轮转向对车辆稳态响应和瞬态响应的影响。关键词：全轮转向；二自由度；零质心

2、侧偏角策略；稳态响应；瞬态响应中图分类号：U463．42文献标识码：A文章编号：1671—7988(20仃)02—168—03Handlingstabili_哆AnalysisofFour—axleV如iclewithAU—wheelSteeringTianHao(Sh粼iheavy-duty仇lckCo．，uD．，ShaanxiXi铀710043)Abs仃act：Establish恤elilleartwodegreesof疗eedomvehidemodeloffour-aXlevehicle谢thall-wh

3、eelsteeril唱，锄alyzeme廿leoIy跚ddeducemamematicalfo册ula．T狄eaf执驴脚eheaVy饥Ickforexa玎叩le，baseonzemsideslipaIlgleproportionalc伽tr0ItofixonmeareaofiIlst柚t锄eoustuⅡliIlgcenterandmeproportionbe锕eenre小a)【lesteemgarIgleand疗ont-a)【lesteerhlg锄91e，dis叫sestlleinnueIlceofall-wh

4、eelsteeringonVehicle’ssteady-stateresponseand仃allsientresponse．Keywords：aU·wheelsteering；twodegre姻offreedom；zerosideslipaⅡglepmponionalcontrol；steady-statensponse；transientresponseCLCNo．：U463．42D仳umentCode：AAr6cleID：167l-7988(2017)02-168_031、概述随着多轴重型载货车辆逐渐增多

5、，重型车辆的转向性能直接影响到整车的机动灵活性和操纵稳定性。采用多轴转向或全轮转向技术是提高多轴车辆转向灵活性和操纵稳定性的有效手段，转向控制策略和转向系统的动态特性是影响多轴车辆转向特性的一个主要因素。目前，在大型工程车辆及多轴特种车辆上，多轴转向技术被逐渐地广泛应用，对多轴转向车辆转向性能的影响因素进行深入研究对提高多轴转向车辆的安全性和机动灵活性有重要的意义。本文从提高多轴车辆转向性能的角度出发，对多轴车辆的全轮转向性能进行了分析。以某四轴全轮转向的运输车为例，建立了车辆的二自作者简介：田豪，就职于陕西重

6、型汽车有限公司汽车工程研究院。由度模型，进行理论分析和仿真验证，对多轴车辆全轮转向系统的设计及优化具有指导意义。2、全轮转向的四轴车辆运动微分方程某四轴全轮转向运输车的线性二自由度模型如图l所示。图中转向轮转角是为方便视图说明而作的放大化处理。根据基本假设，实际转向轮转角都相当小。取车辆行驶方向为轴正方向，垂直地面向上方向为轴正方向，轴方向根据右手定则确定。为车辆的质心，同时也是车辆自身坐标系(坐标系)的原点，为车辆的转向瞬心，为转向瞬心在车辆纵向中心线上的投影，为转向瞬心在车辆纵向中心线上的投影距质心的距离。

7、169汽车实用技术2017年第2期图1线性二自由度四轴转向车辆模型由汽车沿轴的力平衡与绕质心的力矩平衡，可得：f‘=也和+!譬焉)+k：◇t5髻r一岛)+如p警一曲)代(p一警一且)沁=耻：p+警呐)“k(口+警一如)‘如p一警一焉)(1)∽．p‘警瓯)整理后得到二自由度四轴全轮转向汽车的运动微分方程：f(良l十七2+缸3+k4)卢+：(fl良l+f2七2一13膏3一f4托‘)山rJ一(量，区十也岛十b岛+七。氐)=mH(声十脚，)I(fl七。十f2七2～fa七3一‘哥4)芦+j(眭膏l十躇膏2斗曙膏3÷日七4

8、)甜，(2)L一(!l盘l岛+f2k2岛一b七3以一f4≈4氐)；，：西，式中：聊一汽车总质量：“一质心前进速度；v一质心侧向速度；∥一质心倾0偏角；∥=，咖甜，一横摆角速度；R一总侧偏力；必一绕质心的总力矩；丘一汽车绕z轴的转动惯量；万，一i桥转向轮转角；(f_1，2，3，4，分别代表前一桥，前二桥，后一桥，后二桥)；，，一i桥到汽车质心处的距离；岛一j桥轮胎有效侧偏刚度；D一转向瞬