吉林大学交通学院：《汽车运用工程》课程PPT教学课件（汽车理论）汽车操纵稳定性（5.1）概述

BACK 第五章 The Wait Will Soon Be Over. 先东操稳定 handling performance manuevereability 1/11

manuevereability 1/11 handling performance

5汽车操纵稳定性 51概述 5,2轮胎侧偏特性 5.3线性二自由度汽车模型对前轮角输入响应 5.4汽车操纵稳定性与悬架、转向系的关系

2/11 5 汽车操纵稳定性 5.1 概 述 5.2 轮胎侧偏特性 5.3 线性二自由度汽车模型对前轮角输入响应 5.4 汽车操纵稳定性与悬架、转向系的关系

定义:在驾驶员不感觉过分紧张、疲 劳的条件下,汽车能按照驾驶员通过 转向系及转向车轮给定的方向行驶 且当受到外界干扰时,汽车能抵抗干 扰而保持稳定行驶的能力。 意义 行驶方向干扰 操纵方便性直线路不平侧风 高速安全性转弯货物或乘客偏载 3/1 |

3/11 定义：在驾驶员不感觉过分紧张、疲 劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过 转向系及转向车轮给定的方向行驶， 且当受到外界干扰时，汽车能抵抗干 扰而保持稳定行驶的能力。 意义 操纵方便性 高速安全性 行驶方向 直线 转弯 干扰 路不平 侧风 货物或乘客偏载

BACK 5.1概述 1内容 输入:角输入、力输入 响应:时域响应、频域响应。 横摆角速度频率响直线行驶性(侧向风稳 应特性 定性、路面不平稳定性、 回正性 弯道行驶性) 转向半径 典型行驶工况 转向轻便性 极限行驶性能 4/11

4/11 1 内容 输入：角输入、力输入 响应：时域响应、频域响应。 横摆角速度频率响 应特性 回正性 转向半径 转向轻便性 直线行驶性（侧向风稳 定性、路面不平稳定性、 弯道行驶性） 典型行驶工况 极限行驶性能

2车辆坐标系及时域响应 O横摆角速度(yn O,侧倾角速度(0)2\ww垂直速度 L前进速度 O俯仰角速度( pitch) U侧向速度 X 车辆坐标系以及运动形式 5/11 |

5/11 x y z  u w q  p r 车辆坐标系以及运动形式 前进速度 侧倾角速度 u roll p  ( ) 侧向速度 俯仰角速度   ( pitch) q 垂直速度 横摆角速度 w r ( yaw) 2 车辆坐标系及时域响应

汽车时域响应分为稳态响应和瞬态响疝。 转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应:等速直线行 驶。急剧转动转向盘,然后维持转甪不变。即对汽 车施以转向盘角阶跃输入,汽车经短暂的过渡过程 后进入等速圆周行驶工况。 转向盘角阶跃输入下的瞬态响应:等速直线行驶和 等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应 的瞬间运动响应。 稳态转向特性:不足转向、中性转向、过度转向。 转向盘保持一个固定转角不变,缓慢加速或以不同 车速等速行驶时,不足转向的汽车转向半径逐渐增 大,中性转向的汽车转向半径不变,而过度转向的 汽车转向半径逐渐减小。 6/11

6/11 汽车时域响应分为稳态响应和瞬态响应。 转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：等速直线行 驶，急剧转动转向盘，然后维持转角不变，即对汽 车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过渡过程 后进入等速圆周行驶工况。 转向盘角阶跃输入下的瞬态响应：等速直线行驶和 等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应 的瞬间运动响应。 稳态转向特性：不足转向、中性转向、过度转向。 转向盘保持一个固定转角不变，缓慢加速或以不同 车速等速行驶时，不足转向的汽车转向半径逐渐增 大，中性转向的汽车转向半径不变，而过度转向的 汽车转向半径逐渐减小

s= const K>0不足转向 K=0中性转向 K<0过度转向 understeering neutral-steeri oversteering 7/11

7/11 K  0不足转向 K＝0中性转向 K  0过度转向 oversteering understeeringconst.  sw =

1.0500 。垂p垂。。 O,(t)0.950 0 z转向盘转角δm0 mn×100超调量应时间 0 最大横摆角速度 滞后时间a稳态横摆角速度 稳定时间 8/11 AUD

8/11 r0 r1 (t) r 95 0 0. r 05 0 1. r T    转向盘转角 s w0  sw 反应时间 稳定时间 r0 稳态横摆角速度 100%超调量 0 1  r r   t t 滞后时间 r1 最大横摆角速度

汽车时域响应是把汽车作为开环控制系统的控制特性。 驾驶员一汽车系统是一个闭环控制系统:在汽车行驶过 程中,驾驶员根据需要,操纵转向盘使汽车做转向运动。 路面的凹凸不平、侧风、偏载等影响汽车的行驶。驾驶 员根据道路、交通等情况,通过眼、手及身体感知的汽 车运动状况(输出参数),经过头脑的分析、判断(反 馈),修正其对转向盘的操纵。如此不断地反复循环, 操纵汽车行驶前进。 侧风路面不平 路面条件 驾驶员 汽车运动 交通状况 驾驶员 (横摆、侧倾 气候 的手脚国 汽车 驾驶员一汽车闭环系统9

9/11 汽车时域响应是把汽车作为开环控制系统的控制特性。 驾驶员－汽车系统是一个闭环控制系统：在汽车行驶过 程中，驾驶员根据需要，操纵转向盘使汽车做转向运动。 路面的凹凸不平、侧风、偏载等影响汽车的行驶。驾驶 员根据道路、交通等情况，通过眼、手及身体感知的汽 车运动状况（输出参数），经过头脑的分析、判断（反 馈），修正其对转向盘的操纵。如此不断地反复循环， 操纵汽车行驶前进。 汽车 侧风 路面不平 的手脚 驾驶员 驾驶员 路面条件 交通状况 气候 驾驶员－汽车闭环系统

3评价方法 客观评价法:用测试仪器测物理参数: a,、a1、an(侧倾角)和转向力等 主观评价法凭借主观感觉的评价 转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应: 横摆角速度增益曲线=-n 横摆角速度增益转向灵敏度 稳定性因数 10/11 |

10/11 主观评价法: 凭借主观感觉的评价 转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应： 3. 评价方法 客观评价法：用测试仪器测物理参数：