第5章 汽车的操纵稳定性.ppt

《第5章 汽车的操纵稳定性.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第五章汽车的操纵稳定性基本内容：汽车操纵稳定性研究概述轮胎的侧偏特性重点：线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应分析自学答疑：汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与转向角的关系汽车操纵稳定性与传动系的关系提高操纵稳定性的电子控制系统汽车的侧翻汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。§5-1概述一、汽车操纵稳定性包含的内容1、在汽车操纵稳定性的研究中，常把汽车作为一控制系统

2、，求出汽车曲线行驶的时域响应与频率响应特性，并以它们来表征汽车的操纵稳定性能。2、方向盘输入有两种形式：给方向盘作用一个角位移，称为角位移输入，简称为角输入；给方向盘作用一个力矩，称为力矩输入，简称为力输入。3、方向盘角阶跃输入下进入的稳态响应及方向盘角阶跃输入下的瞬态响应，就是表征汽车操纵稳定性的方向盘角位移输入下的时域响应。回正性是一种方向盘力输入下的时域响应。横摆角速度频率响应特性是方向盘转角正弦输入下，频率由0→时，汽车横摆角速度与方向盘转角的振幅比及相位差的变化图形。转向半径是评价汽车机动

3、灵活性的物理参量。转向轻便性是评价转动方向盘轻便程度的特性。二、车辆坐标系与方向盘角阶跃输入下的时域响应1、汽车的运动是借固结于运动着的汽车上的动坐标系——车辆坐标系来描述的。图5-1所示固结于汽车上的oxyz直角动坐标系就是车辆坐标系。XOZ处于汽车左右对称的平面内。当车辆在水平路面上静止状态下，x轴平行于地面指向前方。z轴通过质心指向上方，y轴指向驾驶员的左侧，坐标系的原点O常可令其与质心重合。与操纵稳定性有关的主要运动参量为，车厢角速度在z轴上的分量——横摆角速度等等（参看图5-1）2、汽车的

4、时域响应可分为不随时间变化的稳态响应和随时间变化的瞬态响应。汽车等速直线行驶是一种稳态，给汽车以方向盘角阶跃输入，一般汽车经短暂时间后便进入等速圆周行驶，这也是一种稳态，称为方向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。在等速直线行驶与等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡过程便是一种瞬态，相应的瞬态运动响应称为方向盘角阶跃输入下的瞬态响应。汽车的等速圆周行驶，即汽车方向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。一般也称它为汽车的稳态转向特性，汽车的稳态转向特性分为三种类型：不足转向、中性转向和过多转向。操纵稳定性良好的汽车

5、应具有适度的不足转向特性。一般汽车不应具有过多转向特性，也不应具有中性转向特性，因为中性转向汽车在使用条件变动时，有可能转变为过多转向特性。常用方向盘角阶跃输入下的瞬态响应来表征汽车的操纵稳定性。图5-3上画出了一辆等速行驶汽车在t=0时,驾驶员急速转动方向盘至角度δsw0并维持此转角不变时的汽车瞬态响应曲线汽车的瞬态响应，它具有如下几个特点：（1）时间上的滞后（2）执行上的误差（3）横摆角速度的波动（4）进入稳态所经历的时间三、人-汽车闭路系统尽管试验得到的人-汽车闭路系统的性能真实地反映了汽车的

6、操纵稳定性能，但是由于进行试验的驾驶者的操作特性起了反馈作用，所以客观性及再现性就不如开路系统汽车的时域响应好。还应指出，人-汽车系统的操纵稳定性只能在已具有实际车辆的条件下通过试验求得，目前还不能做到通过理论分析与计算来进行准确的预测。所以，在产品开发阶段，广泛应用的理论分析对象仍然只能是开路系统汽车的时域响应。四、汽车试验的两种评价方法及时域响应与频率响应特性的评价指标汽车性能最后应通过试验来进行测定与评价。试验中的性能评价有主观评价和客观评价两种方法。客观评价法是通过测试仪器测出表征性能的物理

7、量如横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力等来评价操纵稳定性的方法。主观评价法就是感觉评价，其方法是让试验评价人员，根据试验时自己的感觉来进行评价，并按规定的项目和评分办法进行评分。此外，还有一个方向盘角阶跃输入下时域响应的综合性评价指标，这个评价指标称为汽车因数。方向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：稳态横摆增益曲线.横摆角速度增益（又称为转向灵敏度）.稳定性因数K。方向盘角阶跃输入下的瞬态响应：瞬态横摆响应曲线.反应时间衰减振动圆频率横摆角速度频率响应特性：共振峰频率f，1HZ时的相位滞后角稳态转向

8、特性演示§5-2轮胎的侧偏特性侧偏特性主要是侧偏力、回正力矩与侧偏角间的关系，它是研究汽车操纵稳定性的基础。一、轮胎的坐标系垂直于车轮旋转轴线的轮胎中分平面称为车轮平面。车轮平面与地平面的交线取为X轴，规定向前为正。Z轴与地平面垂直，规定指向上方为正。Y轴在地平面上，规定面向车轮前进方向时指向左边为正。图5-5上还画了地面作用于轮胎的力与力矩，即地面切向反作用力Fx、地面侧向反作用力Fy、地面法向反作用力Fz，以及地面反作用力绕Z轴的力矩——回正力矩Tz等等。图中还画