GM汽车操纵稳定性的评价
操纵稳定性
增大不平路面对转向盘的冲击。为了减小反冲，有时故意追求较低的转向器的逆效率，这种做法要以减小路感为代价。 （2） 稳态回转 影响稳态回转的因素：质量、轴距、重心、侧偏刚度、悬架等 D 转向总回正力矩主要由以下两部分组成： 一、来自轮胎的转弯侧向力 Y1 绕主销轴的回正力矩 M1 为： M1= Y1×（轮胎拖距 e+主销后倾拖距 l） Y1—— 车辆转弯时，轮胎与路面的摩擦力 e—— 车辆转弯时,接地部轮胎踏面中心线如图 1 变形，使变形硬要恢复到原来状态的橡胶的反作用力就是转弯侧向力 Y1。根据 接地面形状可推定转弯侧向力的着力点，处于从轮胎中心稍偏后的位置。此位置到轮胎中心的距离就是轮胎拖距。 l—— 当主销具有后倾角γ 时，主销轴线与路面交点 a 将位于车轮与路面接触点 b 的前面，如图 2 所示。当汽车直线行驶，若转向 轮偶然受到外力作用而稍有偏转，将使汽车的行驶方向偏离。这时由于汽车本身的离心力作用，在车轮与路面接触点 b 处， 路面对车轮作用着一个转弯侧向力 Y1。Y1 对车轮形成绕主销轴线作用的力矩 Y1l，其方向与车轮偏转方向相反，在此力矩 作用下，将使车轮恢复到原来中间位置，从而保证汽车能稳定的直线行驶。l 为该力矩的力臂。
正力矩。对这种回正力矩可分析如下：设车轮转过转角δ ，轮胎印迹中心由 A 点移至 B 点，横向水平移动量为： △y＝ρ （1－cosδ ） 设胎面的各向曲率相同，近似看成是以 A 点为圆心的球面，则车轮的升高量为： △h=△y sinβ ＇=ρ （1－cosδ ）sinβ ＇ 顾及ρ ＝Dy cosβ ＇,位能的增量为 △u＝Q △h= Q D(1－cosδ ) sinβ ＇cosβ ＇ 其中 Q 为轮荷。回正力矩是位能对δ 的导数，故得： TA= d(△u) QD ＝ 2 sin2β ＇sinδ dδ
汽车操纵稳定性分析与评价指标
35
重心[centre of gravity]
1、物体各部分所受重力的合力作用点。
2、规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。
3、一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果 上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中 于一点，这一点叫做物体的重心。
4、物体的重心位置，质量均匀分布的物体，重心的 位置只跟物体的形状有关。例如，均匀球体的重 心在球心。
5、质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的 形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。载重 汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
36
力矩 (torque)
➢ 物理学上指使物体转动的力乘以到转轴的距离。 ➢ 力对物体产生转动效应的量度 ➢ 力对物体产生转动作用的物理量。可分为力对轴
α
u
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
12
3.FY－α曲线
FY k
k—侧偏刚度。
FY一定时希望侧 偏角越小越好，所 以 |k| 越大越好。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
13
二、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。
大尺寸轮胎
大尺寸轮胎
子午线轮胎
侧偏刚度大
钢丝子午线轮胎
奔驰CLK跑车：前轮205/55R16，后轮225/50R16。
前205、后225的轮胎组合，使得前轮的侧偏刚度小于后轮，
有利于营造不足转向特性。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
52
四、转向操作轻便性
➢路试检测
等速圆周行驶，用转向力测试仪测试转向盘 外缘的最大切向力不得大于150N。
➢原地检测
汽车操纵稳定性的客观定量评价指标
第 30 卷 第1期 2000 年 1 月
吉林工业大学自然科学学报
Natural Science Journal of Jilin University of Technology
Vol. 30 No . 1
Jan. 2000
文章编号 :1002 2378 X ( 2000) 01 20001 206
111 多个试验的综合
任务性能的全面评价 J T 是由移线 、 蛇行 、 线路保持 、 越障及避让等个别任务评价指标 J n 决定的 , 即
JT =
βJ ∑
n
n
( 1)
式中 βn 是与车辆特性有关的参数 , 由车辆的种类决定 。
收稿日期 :1999 206 218 基金项目 :国家教育部博士学科点基金资助项目 ( 97018504) ; 国家自然科学基金资助项目 ( 59975041) 作者简介 :宗长富 ( 1962 - ) , 男 , 山东成武人 , 吉林工业大学讲师 , 工学博士 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
汽车操纵稳定性概述
汽车操纵稳定性概述汽车的操纵稳定性是指车辆在加速、刹车、转弯等操作时，保持良好的稳定性和可控性的能力。
这一特性对驾驶员来说非常重要，因为它直接关系到行车的安全和舒适性。
汽车的操纵稳定性受到多个因素的影响，包括悬挂系统、制动系统、转向系统等。
本文将从这些方面对汽车操纵稳定性进行概述。
首先，悬挂系统对汽车的操纵稳定性起到了关键作用。
悬挂系统主要由弹簧、减振器和稳定杆等组成。
弹簧和减振器能够减缓车辆在通过不平路面时产生的颠簸感，提高悬挂系统的工作效率。
稳定杆可以减少车辆转向时的侧倾，提高车辆的稳定性。
因此，一个良好的悬挂系统对车辆的操纵稳定性起到了至关重要的作用。
其次，制动系统对操纵稳定性也有很大的影响。
制动系统主要由刹车盘、刹车片和刹车油等构成。
当驾驶员需要紧急刹车时，一个良好的制动系统可以迅速减速并能够保持车辆的稳定性。
如果制动系统工作不正常，可能会导致车辆在刹车时出现抱死现象，从而失去了对车辆的控制。
在操纵稳定性方面，转向系统也起到了重要的作用。
转向系统主要由转向机构、转向齿轮和转向轴等构成。
一个良好的转向系统可以提供准确而稳定的转向操作，驾驶员可以更容易地控制车辆的前进方向。
在紧急转弯时，一个稳定的转向系统可以避免车辆失控或侧翻的风险。
此外，轮胎也对汽车的操纵稳定性起到了至关重要的作用。
好的轮胎可以提供良好的抓地力和操控性能，这对车辆的操纵稳定性起到了重要作用。
如果轮胎的磨损过度或者胎压不正确，都可能导致车辆在行驶过程中失去稳定性。
除了这些因素之外，车辆的重心位置也会对操纵稳定性产生影响。
低重心的车辆相对于高重心的车辆在行驶中更加稳定。
因此，现代的汽车设计会尽量将重心降低，以提高车辆的操纵稳定性。
总结起来，汽车的操纵稳定性是一个复杂的系统工程，受到多个因素的影响。
悬挂系统、制动系统、转向系统以及轮胎等都对汽车的操纵稳定性起到了至关重要的作用。
为了提高操纵稳定性，驾驶员应该保持良好的驾驶技巧，同时定期检查和维护车辆的关键部件，以确保其正常工作。
汽车操纵稳定性主观评价试验方法和术语
汽车操纵稳定性主观评价试验方法和术语解释力的建立试验路面：平直路面。
驾驶方式：车速在20km/h到最高车速80%间变换，从中间位置开始向左或向右转动方向盘，侧向加速度不超过0.4g。
评价内容：转向力开始建立的感觉以及随车速的变化。
驻车/低速转向力试验路面：沥青或水泥路面。
驾驶方式：停车，发动机启动，均匀的转动方向盘至左右极限位置，手刹松开；低速转向车速10km/h左右。
评价内容：转向力的大小及是否存在周期或非周期性的波动。
力的水平试验路面：中等半径的沥青或水泥弯道。
驾驶方式：以不同的车速通过同一个弯道，弯道中保持方向盘转角不变。
评价内容：转向力的大小及随通过车速的变化。
转向力线性试验路面：平直路面。
驾驶方式：分别以40km/h、80km/h、120km/h的速度行驶，向左或向右转动方向盘，侧向加速度不超过0.6g。
评价内容：转向力的变化是否是逐渐增长的，不应有突然的变大或变小情况。
回正能力试验路面：平直路面。
驾驶方式：车速在20km/h到最高车速80%间变换，向左或向右转动方向盘，达到中高侧向加速度。
评价内容：方向盘回到中间位置的表现，不应过快或过慢，超调量应小且振荡应快速衰减。
KICK BACK试验路面：中等半径沥青或水泥弯道，弯道中有碎石或小坑等。
驾驶方式：在弯道内加速使侧向加速度增大到中高g。
评价内容：中高g下方向盘是否有回敲的感觉，以及回敲感的强烈程度。
中间位置力感觉试验路面：平直路面。
驾驶方式：分别以40km/h、80km/h、120km/h的速度行驶，左右转动方向盘，转角不超过±10°。
评价内容：中间位置的转向力感觉。
转向间隙试验路面：平直路面驾驶方式：分别以40km/h、80km/h、120km/h的速度行驶，以小角度左右转动方向盘。
评价内容：感觉中间位置左右无响应的角度范围，此范围应越小越好。
直线行驶能力试验路面：平直路面。
驾驶方式：分别以40km/h、80km/h、120km/h的速度沿直线行驶，松开方向盘，并进行加速和制动，观察车辆是否跑偏。
车载测试中的车辆行驶稳定性评估方法
车载测试中的车辆行驶稳定性评估方法随着汽车行业的快速发展和消费者对车辆行驶稳定性的要求日益增强，车辆行驶稳定性评估方法在车辆研发和生产过程中扮演着至关重要的角色。
本文将介绍车载测试中常用的车辆行驶稳定性评估方法，包括操控稳定性测试、制动稳定性测试和悬挂系统测试。
操控稳定性测试是评估车辆在不同行驶状态下的操控性能和稳定性的重要手段。
其中，车辆悬挂系统的性能对操控稳定性有着至关重要的影响。
在测试中，可以采用路面减振器、异形减速带等不同的测试设备，模拟车辆在不同路况下的行驶状态。
同时，通过测试车辆在急转弯、紧急制动等情况下的稳定性表现，评估车辆操控性能的好坏。
此外，还可以使用传感器和数据采集系统来记录车辆的姿态数据，进一步分析车辆的操控性能。
制动稳定性测试是评估车辆在制动情况下的稳定性能力的重要测试项目。
在测试中，可以通过制动距离、制动力分布等参数来评估车辆的制动性能。
制动距离是指车辆从达到制动要求的速度到完全停止所需的距离。
通过在不同路况下进行制动测试，可以评估车辆在不同路况下的制动表现，并对车辆的制动系统进行验证和优化。
此外，还可以使用车载测功机等设备，对车辆的制动力分布进行测试和分析，以进一步改善车辆的制动稳定性。
悬挂系统测试对于车辆的行驶稳定性评估也具有重要的意义。
悬挂系统是车辆的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性起着重要的影响。
在测试中，可以通过采用激振设备或者人工激振法，对车辆的悬挂系统进行激振测试，获得不同频率下的悬振特性曲线。
通过分析曲线，可以评估车辆在不同路况下的悬振特性，判断悬挂系统的合理性和稳定性。
同时，还可以通过悬挂系统的减振器行程测试、定位力测试等手段，进一步评估车辆悬挂系统的性能。
综上所述，车载测试中的车辆行驶稳定性评估方法包括操控稳定性测试、制动稳定性测试和悬挂系统测试。
这些测试方法可以有效评估车辆在不同行驶状态下的操控性能和稳定性，为车辆的设计和优化提供依据。
在车辆研发和生产过程中，科学有效的行驶稳定性评估方法对于提升车辆品质、提高行驶安全性具有重要意义。
影响农用汽车操纵稳定性的因素及评价方法
影响农用汽车操纵稳定性的因素及评价方法农用汽车操纵稳定性是指农用汽车在行驶过程中能够稳定地保持车辆的平衡、方向稳定以及转向响应灵敏等特性。
影响农用汽车操纵稳定性的因素包括车辆自身结构、悬挂系统、轮胎、防滚架及车辆负荷等。
评价农用汽车操纵稳定性的方法主要有测试和理论分析两种。
农用汽车的自身结构会直接影响操纵稳定性。
车身刚度越高，悬挂系统的调节性越好，车辆的操纵稳定性就越好。
车辆的重心位置也是影响操纵稳定性的一个重要因素，重心越低，车辆的侧翻风险就越小。
悬挂系统是影响农用汽车操纵稳定性的重要因素之一。
合理的悬挂系统能够减少车身的纵向和横向加速度，提高车辆的行驶稳定性。
一些现代农用汽车配备了双悬挂系统，可以根据不同的工况自动调节悬挂系统的刚度，从而提高车辆在不同路况下的操纵稳定性。
轮胎的选择和状态也会对农用汽车的操纵稳定性产生影响。
轮胎的类型、胎压和磨损程度都会影响车辆的抓地力和转向稳定性。
合适的轮胎选择和定期的轮胎保养是保持农用汽车操纵稳定性的关键。
防滚架的设计也会对农用汽车的操纵稳定性产生一定影响。
合理设计的防滚架可以避免车辆在紧急转向或急剧变道时的侧翻风险，从而提高操纵稳定性。
车辆负荷也是影响农用汽车操纵稳定性的因素之一。
合理控制车辆的装载量能够使车辆保持平衡，减少操纵稳定性的影响。
测试方法通过在特定路况下对农用汽车进行操纵稳定性测试，如直线行驶、主动避障测试、急转弯测试等。
通过对车辆的加速度、侧倾角、刹车距离等参数的测量和分析，可以评价车辆的操纵稳定性。
理论分析方法主要是通过建立数学模型来评价农用汽车操纵稳定性。
通过对车辆的动力学方程进行建立和求解，可以得到车辆的运动状态和稳定性特征，进而评价其操纵稳定性。
汽车的操纵稳定性评价
当 tg
1
, 则v max , 任意车速不侧滑。
c、侧滑在翻倾之前的条件
为了保证安全，应使侧滑在翻倾之前，则必须 vφmax < vαmax ，即先产生侧滑的条件：
gR( B 2hg tg ) 2hg Btg
gR( tg ) 1 tg
B 整理 : ,即为横向侧滑发生在侧翻之前 2hg 的条件。
目录
5.1 汽车操纵稳定性研究的 主要内容 5.2 汽车极限行驶稳定性 5.3 轮胎的侧偏特性 5.4 汽车的转向特性 5.5 汽车转向轮的振动 5.6 转向轮的稳定效应
5.1 汽车操纵稳定性研究的主要内容
操纵性：汽车能够确切地响应驾 驶员转向指令的能力。 稳定性：汽车行驶中具有抵抗改 变行驶方向的各种干扰并 保持稳定行驶的能力。
1、极限行驶稳定性 横向倾翻的最大坡度；横向倾翻的最大 车速；纵向行驶稳定性。 2、直线行驶性能 抗侧风和路面不平度的稳定性。 3、转向轻便性 原地转向轻便性(静态) 行驶转向轻便性(动态) 4、转向灵敏性 时域响应：稳态响应、瞬态响应； 频域响应：振幅比(增益)、相位比。
5.2 汽车极限行驶稳定性 汽车在坡道尤其是横坡上丧失稳定性的 表现为汽车的翻倾和滑移：
横摆角速度ωr 垂直速度w
侧倾角速度ωp
俯仰角速度ωq
x
图5－2 车辆坐标系与汽车的主要运动形式
y
侧向速度v：质心速度沿Y 轴的分量； 俯仰角速度ωq(pitch velocity)：质心绕Y轴旋转 角速度； 垂直速度v：质心速度沿Z 轴的分量； 横摆角速度ωr(yaw velocity)：质心绕Z轴旋转角 速度。
下汽车产生的横摆角速度，即绕转向中 心旋转角速度的响应值，因此稳态横摆
汽车操纵稳定性能的评价
第五节 汽车操纵稳定性能的评价方法及改善措施
二、与汽车操纵稳定性相关的新技术应用
过去一直只限于改进轮胎、悬架、转向和传动系统（被动地）来提 高汽车固有的操纵稳定性。 1.电控助力转向系统(EPS) 2.四轮转向系统(4WS) 1)低速转向行驶或者转向盘转角较大时进行逆相位操作，后轮的偏 转方向与前轮的偏转方向相反，且偏转角度随转向盘转角的增大而 在一定范围内增大(后轮最大转向角一般为5°～8°)。
第三节 轮胎的侧偏特性
1)如果车轮静止不滚动，则侧向力Fy将使具有侧向弹性的车轮发生
侧向变形，轮胎胎面接地印迹的中心线与车轮平面不重合，轮胎接 地印迹长轴线n-n侧向位移Δh(见图5-4a)。 2)如果车轮向前滚动，在轮胎胎面中心线上标出A0，A1，A2，A3，… 各点，随着车轮向前滚动，各点将依次落于地面上相应的A′1，A′2， A′3，…各点上。
第五节 汽车操纵稳定性能的评价方法及改善措施
2.汽车瞬态转向特性
(1)反应时间τ 反应时间是指角阶跃输入后，横摆角速度第一次达到 稳定值所需的时间，也有取达到0.9或0.63值所需的时间。 (2)峰值反应时间ε 通常用达到第一次峰值时所需的时间ε作为评价 汽车瞬态横摆角速度响应反应快慢的参数，称为峰值反应时间。 (3)超调量 最大横摆角速度常大于稳态横摆角速度值，/×100%称 为超调量。 (4)横摆角速度ωr波动时的固有(圆)频率ω0 在汽车瞬态响应中，横 摆角速度ωr以频率ω0在稳定值处上下波动。 (5)稳定时间σ 横摆角速度达到稳态值的95％～105％时的时间称为 稳定时间。
图5-2 汽车在横向坡道上作等 速弯道行驶时的受力图
第三节 轮胎的侧偏特性
图5-3 刚性车轮滚动时受侧向力的受力情况 a) 没有侧向滑移 b)有侧向滑移
乘用车操纵稳定性评车师主观评价能力检验方法
乘用车操纵稳定性评车师主观评价能力检验方法乘用车操纵稳定性是衡量一款汽车安全性能的重要指标之一，评价一款汽车的操纵稳定性需要考虑到多方面因素，包括车身结构、底盘调校、悬挂系统以及驾驶员的操作等。
评车师主观评价能力的检验方法是评估评车师对乘用车操纵稳定性的主观感受和评估能力，可以为汽车制造商提供有价值的参考意见，同时也可以帮助消费者更好地选择适合自己需求的汽车。
首先，评车师需要具备一定的理论知识和实践经验，能够理解和解释车辆动力学、悬挂系统调校和驾驶员操作对操纵稳定性的影响。
评车师需要对汽车结构原理、底盘调校特点、驾驶员操作技能等方面有深入的了解和研究，才能在评测过程中发挥自己的主观评价能力。
其次，评车师需要具备敏锐的观察能力和判断力。
在评测过程中，评车师需要根据汽车的动力学表现、悬挂系统反应和驾驶员的操作反馈等因素，对汽车的操纵稳定性进行评价和比较。
评车师需要通过观察汽车的行驶状态、测量车辆的侧向加速度和滚转角度等指标，分析和判断汽车的操纵稳定性表现，准确地反映自己的主观感受和评价能力。
最后，评车师需要与其他评测人员相互交流和学习，相互提供信息和意见。
通过与其他评车师的交流和学习，评车师可以更好地了解其他人对汽车操纵稳定性的主观感受和评价能力，借鉴他人的经验和方法，不断提高自己的主观评价能力。
总之，评车师主观评价能力的检验方法是评估评车师对乘用车操纵稳定性的主观感受和评估能力的一种有效方式。
评车师需要具备一定的理论知识和实践经验、敏锐的观察能力和判断力，以及与其他评测人员相互交流和学习的能力，才能在评测过程中准确地反映汽车操纵稳定性的表现，为汽车制造商提供参考意见，帮助消费者选择适合自己需求的汽车。
在具体的评测过程中，评车师需要对乘用车的操纵稳定性表现进行分类、比较和分析。
一般情况下，评车师会通过以下方式对操纵稳定性进行主观评价：一、悬挂系统调校悬挂系统是影响汽车操纵稳定性最为重要的因素之一，评车师会根据汽车的底盘调校特点、悬挂系统类型和结构形式等方面，对悬挂系统的调校效果进行评估。
汽车操纵稳定性稳态回转试验及评价
一般的极限侧向加速度取值区间为 0.60.9。
!"
转向盘转角,（）
线性区转向盘转角梯度
#$
$%
对转向盘转角与侧向加速度关系曲线上侧向加速
度为 0.10.35 所对应的区间做线性拟合，其斜率为线
&$
&%
性区转向盘转角梯度，亦表征了车辆不足转向特性，反
'$
映了汽车在通过弯道时驾驶员的转向操作量，适度的
争力中占据着核心地位。操纵稳定性又是底盘设计开 不断地调整转向盘转角使试验车保持在预定圆周上，
发中重要、复杂的环节。操纵稳定性评价包含稳态评价 直至汽车无法保持沿预定圆周行驶。记录转向盘转角、
与动态评价，实际的操纵稳定性问题都是动态问题，尤 转向盘力矩、行驶车速、横摆角速度、侧向加速度、车身
其是驾驶员的主观感受，但合理的稳态特性是汽车具 侧倾角等变量，亦可进行车轮矢量测量。对于最高车速
随着汽车普及率的提高，用户对汽车操纵稳定性 情况，因固定车速法需较大面积的试验场地，故多采用
[2]156
的要求也越来越高。如果汽车的操纵稳定性较差，不仅 固定转弯半径法 。
会降低用户的驾驶体验，而且会增加发生交通事故的
固定转弯半径法是汽车以最低稳定车速沿预定的
风险，因此，汽车操纵稳定性在保障和提升汽车产品竞 圆周（推荐半径为 100m）行驶，然后缓慢加速，过程中
围，如表 2所示。
表 车身侧倾梯度设计范围表
车型 运动型车 普通乘用车 皮卡 货车
车身侧倾梯度 ($ $4 $5 -+-$
实例分析
（）/
味着能以较高的车速通过弯道，对行驶安全有利；高质
按照前文的试验方法及评价指标，对某 SUV车型
汽车操纵稳定性的客观定量评价指标
开环客观评价指标有时与人的主观评价不一致，人-车-环境的闭环评价更能反映汽车的实际性能，而客观指标的选择一直没有定论。
下面是一组评价指标，与人的主观评价符合程度能达到99%。
闭环客观评价方法：形式工况，单移线，双移线，蛇行试验，路线保持试验，越障试验，避让试验。
（又称为任务性能评价）。
本方法选择两种典型行驶路况：双移线和蛇行做闭环试验。
提出三个了综合， 多个试验的综合，多个汽车响应参数的综合，整个试验路段上的综合。
最终的指标J T 由多个路况下各个任务的的评价指标J n 加权之和确定，权重与汽车特性有关，由车辆种类决定；J n 是由当前路况下汽车的响应参数和驾驶员操纵负担指标J t 加权求和确定，权重由标准化门槛值决定；J t 由总方差评价方法（有确定公式）确定。
以下是各种路况下指标的选择：1.轨道跟踪好坏的评价指标J E轨道误差指标，方向误差指标，由公式可求得总的评价指标；轨道误差反映实际轨迹与期望轨迹的误差程度，方向误差由汽车纵向速度与侧偏角速度乘积引起，是非稳态量，指标反映汽车行驶方向对道路的跟随性。
[]⎰⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=nt e dt E t y t f J 021ˆ)()( 分子为实际轨迹与期望轨迹的误差，分母为轨迹误差标准门槛值；——轨道误差指标⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=nt e dt u J 022ˆββ 在侧向加速度公式)(β +=r u y 中，β ⋅u 为非稳态量，是不希望出现的，它影响汽车的行驶方向，进而影响汽车的轨道跟随性；——方向误差指标2.驾驶员负担的操纵负担总方差J B忙碌程度指标，沉重程度指标，由公式可求得总方差指标；忙碌指标由方向盘角速度对时间的函数和方向盘角速度门槛值确定，沉重程度由方向盘力矩函数和方向盘力矩门槛决定。
（积分）3.翻车危险性总方差J R汽车侧向加速度和车身侧倾角确定总方差；（公式）侧向加速度代表汽车侧向行驶性能，由侧向加速度函数和侧向加速度门槛值决定（积分）。
汽车操纵稳定性基本内容及评价所用物理参数
t 0,
0
t 0 , 0
w r2w 0 w rw 0 2w rB0 0
这是二阶常系数非齐次微分方程。
特解为
wr B w 00 201 uK /L2u0wrs0
对应的齐次方程式为： wr2w0wrw0 2wr 0
(ak 1
bk 2 )
1 u
(a 2k1
b 2k2 )wr
ak 1
IZ
wr
IZ
wr
1 u
(a 2k1 b 2k2 )wr
ak 1
ak 1 bk 2
IZ
wr
1 u
(a 2k1 b 2k2 ) wr
ak 1
ak 1 bk 2
uv
汽车质心绝对加速度在ox轴上的分量为：
ax
du dt
v
d
dt
u vwr
同理：
ay
dv dt
u
d
dt
v uwr
做平面运动的汽车对车辆坐标系的微分方程式为：
m (v urw )F y1co sF y2 Izw raF y1co sbyF 2
m'wrhwrcwr b0b1
式中：
m' muIZ h [m(a2k1 b2k2 ) I Z (k1 k2 )] c mu(ak1 bk2 ) L2k1k2 / u
b0 Lk1 k2 b1 muak1
汽车操纵稳定性客观评价方法综述
特性等 ， 轮胎侧偏特性等 。５ Ｊ ０年代 ， 形成完善的 车辆 动力 学 线 性 域 （ 向加 速 度 小 于 ０ ３ ） 论 侧 ．ｇ 理 体 系 。 汽车操 纵稳 定性 的评 价在 ２ Ｏ世纪 ６ ０年代 之 前 基本 上都是 开 环分 析 方 法 。在 早 期 的研 究 中 ， 车 汽 作为 控制 系 统 的 受 控 对 象 ， 系 统 稳 定 性 、 态 品 从 稳 质 和 瞬态 响 应 特 性 的一 般 性 要 求 出发 开 展 分 析 工 作 Ｊ 。在 随后 的 ３ Ｏ年 中 ， 究热 点转 为对 汽车 瞬态 研
国家 ８３ ６ 高科技
资助项 目（０ ６ Ａ １ １２ 资助 ２０ Ａ １０ ０ ） 艳 （９ １ 、 １ ８ 一） 陕西人 ， 吉林大学 汽车 工程学 院
博士研究 生 ， 研究 方 向 ： 辆系 统 动 力学 ， 车 操 纵稳 定 性 。Ｅ 车 汽 ・
技 术地 不 断 出现而 １ 积 累 ： 驶 汽 车过 程 中 出 ３益 驾
家公 路 安 全 局 （ ａｏａ ｉｈ ａｓＳｆｙＢ ｒａ ） Ｎ ｔｎｌＨｇｗｙ ａ ｔ ｕｅｕ 进 ｉ ｅ
行 汽车操 纵稳 定性 方 面的研究 。
２ ０世纪 ３ ０年 代 ， 于 稳 态 操 纵 稳 定 性 的 基 本 关 理论 已确立 ， 稳 态 车辆 数 学 模 型 ， 足 过 度 转 向 如 不
究现状 。
关键词
操 纵稳定性评价 Ｕ６． ４ １６；
客观评价
人． 车闭环 Ａ
中图法分类号
文献标志码
１ 发展及现状
汽车 操 纵 稳 定 性 是 车 辆 系 统 动 力 学 的 一 个 重 要 分 支 。“ 车辆 动力 学 是 研 究所 有 与 车 辆 系 统运 动 有 关 的学科 ”ｌ。汽 车操 纵 稳 定性 的研 究 内容是 汽 － Ｊ 车对 驾驶 员转 向输 入 操 纵及 外 界 干 扰 的响 应 ＿ ， ２ 还 Ｊ 有 驾 驶 员 在 控 制 汽 车 时 操 纵 感 觉 的 难 易 轻 便 程 度 。在汽 车 出现 的一 百 多 年 的发 展 历 史 中 ， 车 汽 工 程 师对 操 纵 稳 定 性 的认 识 及 分 析 随着 先 进 汽 车
GM汽车操纵稳定性的评价
• 均值：1.17g's/100 °
• 范围：
• 0.59~2.17 g's/100°
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结果)
• 1、Control Response Test 评价指标：
Test 评价指标：
• Yaw velocity bandwidth • 均值：2.8Hz • 范围：2.1~3.5Hz
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试 验结果)
• 2、Frequency Response Test 评价 指标：
• 超调量：峰值对稳 态横摆角速度的比 值
• 均值：1.4
汽车操纵稳定性的评价
• 三）、GM的试验介绍 • 1、Control Response Test • 2、Frequency Response Test • 3、Maximum Lateral Accelaration Test • 4、On-center Handling Test • 5、Lift-Dive Test • 6、Center of Gravity Test
4、On-center Handling Test
• steering sensitivity at 0.1 g
最小转向灵敏度 100% 0.1g转向灵敏度 • Manual steering • 均值：68% • 范围：54～81％ •
4、On-center Handling Test
• 2、方向盘扭矩和侧向加速度关系曲线: • lateral acceleration at 0 Nm—returnability回正能力
汽车操纵稳定性评价方法研究
汽车操纵稳定性评价方法研究汽车的操纵稳定性是衡量汽车行驶质量的一个重要指标。
一辆汽车的操纵稳定性，不仅关乎乘坐者的安全与舒适，也直接影响车辆的市场竞争力。
为了精确地评价一辆汽车的操纵稳定性，需要运用科学的测试方法和评价标准。
评价方法1. 车载试验车载试验是评价一辆汽车操纵稳定性的一个重要手段。
通过在车内安装多种测试仪器，如惯性测量单元（IMU）、制动力反馈（BBFM）、转向率传感器（TSR）等，对汽车在不同的路况和驾驶状态下进行测试和分析。
车载试验可以动态地评估汽车的加速度、制动、转向等指标，及时反馈车辆运动学和动力学参数的变化，有利于发现和整改车辆操纵稳定性的缺陷，提高行驶安全性和舒适性。
2. 静态试验静态试验是对汽车操纵稳定性的一种简单而又直接的评估方式。
通过推拉车测量系统、悬架测试机等设备对汽车的悬架系统、悬挂刚度、车身刚度等进行测试分析，从而评估汽车悬架系统的稳定性。
静态试验方法可以帮助设计人员优化汽车结构设计，提高车辆操纵稳定性。
3. 路试路试是指在真实路况下对汽车操纵稳定性进行评估。
通过在不同路段进行测试，如山路、高速公路等，可以评估车辆在不同路况下的操纵稳定性。
路试有利于检测车辆在实际操作中的运动学和动力学性能，全面评估车辆的操纵稳定性。
评价标准1. 车辆侧倾角（roll angle）车辆在转弯时的侧倾角是评估操纵稳定性的一个重要指标。
一辆汽车悬挂系统的稳定性能够直接影响车辆的侧倾角大小。
在较高的车辆侧倾角下，车辆容易失去操纵，导致事故的发生。
2. 车辆侧向加速度（Lateral Acceleration）侧向加速度能够反映车辆在转弯时的稳定性。
较小的侧向加速度代表车辆的稳定性较好。
在高速公路上行驶，若车辆的侧向加速度过大，则容易导致车辆失去操纵。
3. 车辆制动减速度（Braking Deceleration）车辆制动减速度是一个反映汽车操纵稳定性的重要指标。
在制动时，车辆制动减速度越大，代表汽车的稳定性越好。
国产某纯电动汽车操纵稳定性测试及评价
前言
当前，全球汽车产业正朝着电动化、智能化等方向迅猛 发展，电动汽车的主动安全性能是汽车领域研究的热点问 题。操纵稳定性是汽车主动安全性能的重要组成部分，它 不仅影响汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速汽
作者简介：张晓龙（1978-），高级工程师，就职于中国汽车技术研 究中心有限公司，研究方向：汽车被动安全。
我国于 1994 年参照 ISO 标准制定了 GB/T 6323-1994 《汽车操纵稳定性试验方法》，并在 2014 年发布实施了新修 订的标准 GB/T 6323-2014 《汽车操纵稳定性试验方法》。当 前，我国企业与检测机构主要依据 GB/T 6323-2014 和 QC/T 480-1999 两项标准对汽车新产品进行定型试验[3-4]。 1.2 试验方法
26
张晓龙 等：国产某纯电动汽车操纵稳定性测试及评价
试验及稳态回转试验开展研究，并对试验结果进行分析与评 加速度、或汽车出现不稳定状态）为止。整个试验记录过程
价。
中，方向盘转角保持不变，试验按向左转和向右转两个方向
1 道路试验方法
进行，每个方向试验三次。 1.3 试验条件
道路试验是研究车辆操纵稳定性的基本手段，道路试验 方法对试验样车的测试结果有重要影响。 1.1 试验标准
10.16638/ki.1671-7988.2019.24.009
国产某纯电动汽车操纵稳定性测试及评价
张晓龙 1，熊乐 2，吴云兵 2，李宪斌 2
（1.中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300； 2.中汽研汽车检验中心（宁波）有限公司，浙江 宁波 315336）
摘 要：操纵稳定性是汽车安全性能的重要组成部分，现代汽车检测技术是推动汽车产业发展的重要因素。文章阐 述了操纵稳定性试验的道路试验方法，并简要介绍了操稳试验的测试变量及测试设备。根据汽车产品定型试验要求， 对某国产纯电动汽车的转向回正性能试验、转向轻便性试验及稳态回转试验开展研究。操稳试验评价结果表明：该 国产纯电动汽车操控性能表现优异，达到了同级产品的标杆水平。 关键词：纯电动汽车；操纵稳定性；测试；评价 中图分类号：U467.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)24-26-05
操纵稳定性评价指标
转向盘转角阶跃输入试验下的汽车操纵稳定性评价参数很多，这里仅用几个最常用的参数来评价汽车的操纵稳定性：
1) 横摆角速度的稳态值
0r (deg/ s )：汽车到达稳态回转时绕质心垂直轴转动的角速度。
2) 侧向加速度的稳态值
20( / )ya m s ：汽车到达稳态回转时指向汽车横轴方向的加速度。
3) 横摆角速度的峰值
maxr (deg/ s )：汽车在过渡过程中横摆角速度的最大值。
4) 侧向加速度的峰值
2max( / )ya m s ：汽车在过渡过程中侧向加速度的最大值。
5) 横摆角速度的响应时间
τ( s):转向盘阶跃输入后，横摆角速度第一次到达90%的稳态值时的时间。
汽车操纵稳定性客观评价方法综述_白艳
在于进行 线 性 回 归 所 选 的 客 观 试 验 及 客 观 指 标。 客观指标选择不全面以及主观评价实验中选取的 评价车辆特性相差不大 （ 多是通过车辆改装 ） ， 导致 由此进行的线性回归结果的局限性 （ 只在选择的小 范围指标 区 间 内， 客观指标可以和主观特性相影 射） 。因此， 这种方法可以仅适用于小范围具有偏 偏舒适性轿车等 ） 的汽车主客观一致 性（ 如偏运动、 性的比较。
1340
科
学
技
术
与
工
程
［13 ， 14 ］
12 卷
录设备（ 陀螺仪， 五轮车速测试仪等 ） 的实车试验， 亦可通过驾驶模拟器或者虚拟样车在仿真软件上 （ 如 adams， Carsim， Simulink 等） 进行试验仿真。 70 年代中期以后， 利用驾驶员对汽车直线行驶 性能、 转弯行驶性能和转向轻便性等的感觉进行主 观评价。主观评价由于考虑驾驶员因素在内故属 于闭环评价， 把汽车作为驾驶员汽车闭环系统的被 控环节， 根据整个系统特性的分析， 对汽车的操纵 ［2 ］ 稳定性进行研究和评价 。 主观评价 通常是由有 经验的、 专业的驾驶员驾驶汽车一段路程之后定性 描述汽车各个特性方面的评价。 通常是通过将汽 车操纵稳 定 性 分 为 不 同 单 项 进 行 问 卷 打 分， 如文 献 把性能从好到坏划分成不同的刻度来定量描 汽车操纵稳 述评价结果。在汽车设计的后期阶段， 定性的评价最终依据主观评价， 并且工程师可以通 过自己的经验反复比较、 调校汽车达到潜在市场对 汽车性能的使用要求。 至此， 客观评价和主观评价都应用于汽车操纵 稳定性的研究中。 二者各具优势， 但同时也存在不 可忽视的不足之处。 主观评价主要缺点是离散性 大， 一直性不佳。单个驾驶员的主观评价有似盲人 摸象： 固定不变的汽车品质， 在试驾之后驾驶员根 据个人感受来描述汽车品质。 描述结果一方面依 是否能尽 赖个体驾驶员的经验以及感觉的灵敏度， 可能多地、 灵敏地感受汽车全部方面的操纵特性 ， 而且个体对汽车感受的" 标尺 " 也不尽相同， 这些主 观的人为因素是主观评价结果离散性比较大的主 评价结果还依赖于驾驶员评价时的 要原因。另外， 心理、 生理条件， 这使得评价结果可复现性不好： 即 不同时间得到的评价结果 使是同一驾驶员做评价， 也不完全相同。 为了尽可能多的呈现出汽车操纵 稳定性的全貌， 减少主观不定性的影响， 依据统计 学上的大数定律需要尽可能多的专业驾驶员做主 至少应该有 20 人 观评价，
汽车性能与使用5-汽车操纵稳定性
驱动防滑调整
ASR TCS 通过对打滑车轮施加制动力并降低发动机扭矩形式阻止驱动轮空转。
电子制动力分配
EBV EBD 在ABS起作用前，阻止后轴过量制动。
电子差速锁止
在车辆处于附着力不同的路面时，通过对空转的车轮施加制动实现车辆起 EDS EDL 步行驶。
电子稳定程序
ESP ESP 通过对制动和发动机管理系统施加相应的调整，来阻止车辆的滑移。
3.侧偏刚度的影响因素
1）轮胎的尺寸、型式和结构 轮胎的尺寸、型式和结构对侧偏刚度有显著影
响。尺寸较大的轮胎有较高的侧偏 2）轮胎垂直载荷 3）轮胎充气压力 气压增加，侧偏刚度增大；但气压过高后刚度
不再变化。行驶速度对侧偏刚度的影响很小。 4）路面状况 路面的附着系数越大，车轮的侧偏刚度越大。
在附着系数较低的路面上行驶时，为了避 免造成汽车侧滑的危险工况，不要作高速 的转向运动或者急速的转向运动。
侧向稳定系数
宁可让汽车横向滑移，而不希望产生汽 车侧翻。要使侧滑先于侧翻发生，需满 足以下关系
B
2hg
防止侧翻与侧滑
可在结构上通过合理增大轮距B，降低重 心高度，使侧滑发生在侧翻之前。但在 实际使用中，若大量装运轻泡物品或物 品偏置车厢一侧，转动方向盘过急且车 速太高，汽车仍可能发生侧翻。
向力Fy消失后， 侧向分力Fjy能使
3）过多转向
此时产生的离心力 Fjy与侧向力Fy方向 相同，其作用会使 侧偏更加严重，， 导致汽车的瞬时转 向半径渐小。这种 恶性循环不断进行。 如果车速达到或超 过临界车速，将导 致汽车转向灵敏度 达到无穷大，发生 侧滑，最后失去控 制。
一般汽车具有适度的不足转向特
1
若
2
，R 则 R0
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4、On-center Handling Test
• 2、方向盘扭矩和侧 向加速度关系曲线： • 测向加速度为0，方 向盘力矩梯度（中间 位置的路感） • manual steering • 均值：18Nm/g • 范围：10～28Nm/g
4、On-center Handling Test
• 2、方向盘扭矩和侧 向加速度关系曲线： • 转向力矩线性度（非 中间位置的路感） • 0g扭矩梯度 • 0.1扭矩梯度 • power steering • 均值：43% • 范围：6～121%
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结果) • 4、On-center Handling Test • 方法：v=100Km/h,方向盘转角的变化周期是5秒，方向 盘转角的大小是能产生0.2g的侧向加速度（峰值） • 测量：方向盘转角；转向力矩，车速，横摆角速度。 • MIRA 要求仪器精度： • 加速度计： 0.005g 量程 ±2g • 横摆角速度： 0.05°/s 量程 ± 10°/s • 方向盘力矩： 0.1Nm 量程± 10Nm • 方向盘转角： 0.05° 量程± 50°
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结果) • 2、Frequency Response Test • v=100Km/h and 140Km/h
汽车操纵稳定性的评价
• 在具有三条行车道的直路上，方向盘的输 入为正，从0到最大频率，或窄带伪随机。 • 测量量： steering Weel angle ,roll angle,yaw velocity, lateral acceleration
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结果) • 2、Frequency Response Test 评价指标： • lateral accelaration bandwidth • The average value: 0.97Hz • 范围：0.66~1.32Hz
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结果) • 2、Frequency Response Test 评价指标： • Yaw velocity bandwidth • 均值：2.8Hz • 范围：2.1~3.5Hz
4、On-center Handling Test
• Minimum steering sensitivity 即斜率 • steering sensitivity at 0.1 g • ratio of minimum steering sensitivity to steering sensitivity at 0.1g quantifies steering system compliant feel • steering hysteresis 阴影面积÷0.2g
•
4、On-center Handling Test
• 评价指标： • 1、Steering wheel angle versus lateral accelaration characteristics • 2、Steering wheel torque versus lateral accelaration characteristics • 3、Steering work gradient versus lateral accelaration characteristics
汽车操纵稳定性的评价
• • • • • • • 三）、GM的试验介绍 1、Control Response Test 2、Frequency Response Test 3、Maximum Lateral Accelaration Test 4、On-center Handling Test 5、Lift-Dive Test 6、Center of Gravity Test
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结果) • 1、Control Response Test 评价指标： • 侧倾梯度（roll gain(DEG/g) ：它表示一 个g 的侧向加速度车身产 生的侧倾角。 • 均值：6.4 °/g • 范围：1.5 ° ~11.3 °/g
汽车操纵稳定性的评价
汽车操纵稳定性的评价 • GM的试验介绍 (试验结果) • 5、Lift-Dive Test (俯仰试验） • 加速：间隔0.1g; 制动：间隔0.2g • 评价方法： • 加速பைடு நூலகம்仰角 • 均值：3.2°/g • 范围： • 1.3~5.2°/g
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试 验结果) • 5、Lift-Dive Test (俯仰试验） • 加速：间隔0.1g;制 动：间隔0.2g • 评价方法： • 制动点头角： • 均值：2.0°/g • 范围： • 0.9~3.9°/g
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍 • 试验对象：1980－1988年的车型，55％ (53%)是GM的，18％(20%)是日本的，20 ％(21%)是欧洲的，7％(6%)是美国其他 公司的。
• GM的试验介绍(试验结果) • 1、Control Response Test • 方法：step steer test (SAE xj266) V=100Km/h,steering Wheel angle increasing magnitude=2.5-10°共30次 • 检测量：forward velocity, steering Wheel angle ,roll angle,yaw velocity,fore-aft acceleration,lateral acceleration • 评价指标：
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结果) • 2、Frequency Response Test 评价指标： • 横摆角速度与侧向加速 度的相位差（在f=0.2Hz) • 均值：17° • 范围：8.9 °~24.9 °
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验 结果) • 3、 Maximum Lateral Accelaration Test • 固定半径圆周试验， 6-8次，正向和反向都 要求。测量：速度和 角速度 a=v*w • 均值：0.77g • 范围：0.59~0.91g
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结 果) • 1、Control Response Test评价指标： • 转向灵敏度（steering sensitivity) ：它是侧向 加速度与方向盘转角的 比值，以 a=0.15g 按线 性外推计算到100°。 • 均值：1.17g's/100 ° • 范围： • 0.59~2.17 g's/100°
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结果) • 6、Center of Gravity Test • 均值：520mm;范围：437～589mm
汽车操纵稳定性的评价
• 四）、关于综合评价指标的讨论 •
汽车操纵稳定性的评价
• 总方差理论 • 指导思想：开环评价：快、稳、准；核心是准。 • 1、
4、On-center Handling Test
• 2、方向盘扭矩和侧向加速度关系曲线: • lateral acceleration at 0 Nm—returnability回正能力 • steering torque gradient at 0g=on center “ road feel” 直线行使时路感 • steering torque at 0g=friction feel转向系摩擦大小感 觉 • steering torque gradient at 0.1g=off center road feel • steering torque at 0.1g=steering effort
4、On-center Handling Test
• 3、转向功灵敏度曲 线： • • power steering • 均值：3.7g2/100Nm • 范围： • 1.3～8.5 g2/100Nm
4、On-center Handling Test
• 3、转向功灵敏度曲 线： • • manual steering • 均值：3.7g2/100Nm • 范围： • 1.3～8.5 g2/100Nm
• GM的试验介绍(试验 结果) • 1、Control Response Test评价指标： • 不足转向量） (understeer (DEG/g)) ： 它表示一个g 的侧向 加速度汽车的不足转 向量。 • 均值：3.2°/g • 范围：0.7~7.0 °/g
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试验结果) • 1、Control Response Test 评价指标： • 侧向加速度响应时间 (lateral acc.response time(sec)) ：它是从方向盘 转角的50％开始到侧向加 速度达到90％止所需时间。 是按a=0.3g以线性外推计 算的。 • 均值： • 范围：
4、On-center Handling Test
• Minimum steering sensitivity • Power steering: • 均值：0.71g/100° • 范围： • 0.27~1.428g /100°
4、On-center Handling Test
• Minimum steering sensitivity • manual steering: • 均值：0..86g/100° • 范围： • 0.41~1.21g /100
汽车操纵稳定性的评价
• 五）、驾驶员－汽车闭环操纵系统－闭 环评价 • 驾驶员模型
汽车操纵稳定性的评价
• GM的试验介绍(试 验结果) • 2、Frequency Response Test 评价 指标： • 超调量：峰值对稳 态横摆角速度的比 值 • 均值：1.4 • 范围：1.1~2.1