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）第五章 汽车操纵稳定性（5.3）线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应

53幾忙二自曲度汽车棋型对煎轮角入的响应 线性二自由度汽车模型約运动微分方覆 ☆忽略转向系的影响,以前轮转角作为输入; 汽车只进行平行于地面的平面运动,而忽略悬架 的作用 次汽车前进(纵轴)速度不变,只有沿y轴的侧向速 度和绕轴的横摆运动(a,<0.4g) 次驱动力不大,对侧偏特性无影响; 次忽略空气阻力; 次忽略左右轮胎因载荷变化引起轮胎特性的变化; 次忽略回正力矩的变化。 124

1/24 ☆ 忽略转向系的影响，以前轮转角作为输入； ☆ 汽车只进行平行于地面的平面运动，而忽略悬架 的作用； ☆ 汽车前进（纵轴）速度不变，只有沿y轴的侧向速 度和绕z轴的横摆运动(ay<0.4g) ； ☆ 驱动力不大，对侧偏特性无影响； ☆ 忽略空气阻力； ☆ 忽略左右轮胎因载荷变化引起轮胎特性的变化； ☆ 忽略回正力矩的变化

U+△U +△p L+△ △O U+△U L+△l X YI 2/24

2/24 L L2 L1 2 1  r u2 u  V x y  2  FY 2 FY1 x x y y u   + u +u V V +V x  + y u +u 

U+△U、△O|U+△ 0=和U 0=b △L [(△)cos△6-(u+△b)sin△]- ≈+△u-D△b-△△-u≈△u-D△b (其中cos△O≈1和sin△O≈△O) [(+△a)sin△G+(u+△U)cos△]-U ≈1+△△++△b-D≈△+△U 如圈国国P网

3/24                              +   +  −    +   +   −       +  −  −   −   −  +   − +   − = = ＋ ＋ ＋ 其中 和 和 u u u u u u u u u u u u u u [( )sin ( ) cos ] ( cos 1 sin ) [( ) cos ( )sin ] 0 0  +  u +u u  

Electronic Stability Program(ESP) 电子稳定控制 Example 1: Example 2: The car understeer The rear end Vehicle is stabilised breaks away, the through automatic car oversteer braking application Vehicle is stabilised at rear left wheel 10一 at front right wheel ESP braking application s Lateral forces at wheel 了 Yaw rate 4/24

4/24 电子稳定控制

△u-b△ a:lima ≈-00 △t→>0 Y向力平衡 +△t 和a,=limn-x uo- o △t->0 FyI cos&+Fr2=m(uart →PY1 +F2≈m(+) 对 质|1F1Cos-L2F2=I=O 取 1FY1-12Fy2≈I2O 矩 5/24

5/24 ( ) cos ( ) 1 2 1 2       ＋＋ Y Y r Y Y r F F m u F F m u  +  + = Y向力平衡 对质心取矩

Fyi coso+Fr2=m(uor to →F1+Fy2≈m(on+b) LF 21Y2 2 →/1FY1-12y2≈1 27 a Y2 6/24

6/24 L L2 L1  2 1   r u2 u V  x y  2  FY 2 FY1 u1 

0+lo B C C1=-(-5)=B+ O D-lo0 2 2 Fri=kia Fr2=k 202 7/24

7/24 u L u L u L u L u r r r r                 2 2 2 1 1 1 ( ) , = − − = = − − = + − + = = 1 1 1 2 2 2 F k F k Y = Y =

K,a1+k,a,=m(uo, +U Ln1k1a1-L2k22=12 -(-)=B+ Or-8 将 代入,则 B ∑ (k1+k2)B+(Lk1-L2k2)-k16=m(t+l0n) ∑ (L-L2k2)B+(2k1-12k2)-L1k16=1o 8/24

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2前轮角阶跃输入下进入的汽 车稳态响应一一等速圆周运动 21稳态响应的评价指标 稳态横摆角速度增益或转向灵敏度 r Const 此时,U=0 O.=0 92合|<<u

9/24 2 前轮角阶跃输入下进入的汽 车稳态响应－－等速圆周运动 2.1 稳态响应的评价指标： 稳态横摆角速度增益或转向灵敏度 S r     

(1+k2)+-(1k1-L2k2)0-k1=mO (1k1-L2k2)+(k1-L2k2)On-L1k10=0 消除υ,解方程,则有 u/l u/L S 1+ Kl K 稳定性因数 L-kk 10/24

10/24 ( ) 1 2 2 1 2 k L k L L m K = −