质心侧偏角和横摆角速度对车辆稳定性的影响研究.pdf

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1、第22卷第2期湖北汽车工业学院学报V01．22No．22008年6月JoumalofHubeiAutomotiveIndustriesInstituteJun．2008质心侧偏角和横摆角速度对车辆稳定性的影响研究周红妮，陶健民(湖北汽车工业学院，湖北十堰442002)擒要：通过对车辆稳定性控制理论研究．得出车辆的质心侧偏角和横摆角速度是稳定性控制的重要控制变量。并基于建立的二自由度整车仿真模型，进一步分析了它们对车辆稳定性的影响。关键词：质心侧偏角；横摆角速度：车辆稳定性中图分类号：U461．6文献标识码：A文章编号：1008—5483(2008)02-43006-05S

2、tudyonInfluenceofSideslipAngleandYawRateonVehicleStabilityZhouHongni，TaoJianmin(HubeiAutomotiveIndustriesInstitute，Shiyan442002，China)Abstract：Thevehiclestabilitycontroltheoryisstudied．Itisconcludedthatthesideslipangleandyawratearetheimportantcontrolvariableofvehiclestabilitycontr01．Thein

3、fluenceofsideslipangleandyawrateonvehiclestabilityisanalyzedfurtherbasedonthefullvehiclesimulationmodeloftwode-greeoffreedomKeywords：sideslipangle；yawrate；vehiclestability车辆稳定性控制系统(VSC)是当今汽车主动安全领域研究的热点。根据控制策略的不同，其控制变量有车辆的横摆角速度、质心侧偏角、侧向加速度、轮胎的滑移率以及这些变量的联合控制。本文在文献f1]的基础上，对车辆稳定性控制进行了深入的理论研究．

4、基于所建立的二自由度车辆模型，进一步分析了横摆角速度7与口质心侧偏角对车辆稳定性的影响。1车辆模型程为以线性二自由度车辆模型为基础．车辆运动方收稿日期：2008—01—31基金项目：湖北省教育厅科学技术研究重点项目(2002A00001)作者简介：周红妮(1981一)，女，湖北十堰人。硕士，从事汽车动力学研究。my(卢+y)=y，+yr(1)IT=IfY

5、一lTYT则卢和y对前轮转角6的响应可写为争∽=G。l+％s1+(QIP)s+(1lP)s2芋∽=GR南(2)(3)式中：G。、％、P、Q、GR、t由相关车辆参数决定。其中，G。、GR为印鼍警争㈩l+Au2‘第22卷第2

6、期周红妮等：质心侧偏角和横摆角速度对车辆稳定性的影响研究一7一图1整车仿真模型G一2面1‘手(5)热A=等错鬻，aI，／够，、OY，／孵为前、后轮总的侧偏刚度。为计算轮胎侧向力．轮胎模型采用纯侧偏工况-F的Pacejka稳态轮胎模型．则在MAⅡAB／Simulink中建立的整车仿真模型如图1所示。2Pacejka轮胎模型为计算轮胎侧向力，采用纯侧偏工况下的Pacejka稳态轮胎模型：F,=(Dsin(Carctan(Bx-E(Bx-arctan(Bx)))))饯(6)其中：C=Ao；D=似le+42C)；BCD=A3sin(2arctan(FJA4))(1-Asl妒I)；

7、B=BCD／(CD)；S=A9E+Alo+A8妒；S=A11E9+A12F+A13；茗=(a+&)；肚(A6E“7)。式中：D、B、E、C、d、S、‘D、F分别为轮胎侧向力一侧偏角曲线的峰值因子、刚度因子、曲率因子、形状因子、轮胎侧偏角、纵向滑移率、轮胎侧倾角、垂直载荷；Ai为拟和系数(i=0，⋯，13)。若计人路面附着系数弘对侧向力的影响，则式(6)可改写为式(7)，拟和系数A：如表1所示。‘=(加sin((}一g--)Carctan((2叩)曰(1坷)石+Earctan((2牛)戤))))+瓯(7)3车辆稳定性控制研究车辆稳定性控制分为两类问题㈦：一类是轨迹保持问题，

8、轨迹问题可由质心侧偏角来描述．即将整个车辆视为一个质点，在小的横摆角速度下．车表1拟和系数一8一湖北汽车工业学院学报2008年6月辆的质心侧偏角主要由作用于轮胎上的纵向力和侧向力来决定；另一类是稳定性问题，即横摆角速度问题．它与轨迹保持问题是相互联系的。当刚横摆角速度进行控制以达到稳定性控制的目的时，主要由作用于各轮胎上的力对质心的横摆力矩决定。过大或过小的横摆力矩将导致车辆的过多转向或过大的不足转向。一般情况下．过多转向是由较小的后轮侧向力引起．不足转向则由不足的前轮侧向力引起。当前轮侧向力饱和达到附着极限时．会产生车辆的“