汽车转向系统动力学(一.二)

- 汽车转向系统动力学
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4-2 汽车操纵稳定性工程分析方法
运动微分方程
lim ax
t0
u
t
ur
lim 和ay
t0
u＋
t
ur＋
Y向力平衡
FY1cosFY2m(ur＋ ) FY1FY2m(ur＋ )
对质心取矩
L1FY1c osL2FY2Iz r L1FY1L2FY2Iz r
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4-1 概述
主观评价法：驾驶员根据不同的驾驶任务操纵汽车时， 依据对操纵动作难易程度的感觉来对汽车进行评价
直线行驶稳定性（包括转向回正能力、侧风敏感性、路面不 平敏感性等）
行车变道的操纵性 转弯稳定（包括转向的准确性、固有转向特性、转弯制动特
性等） 操纵负荷 多弯道路段上汽车总特性的评价。 汽车的乘坐操纵舒适性（空间、力度等，如踏板、手柄）
lane change test track for a severe lane-change manoeuvre part 2 : obstacle
avoidance power off reactions of a vehicle in a turn- open-loop test
method
驾驶员－汽车闭环系统
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4-2 汽车操纵稳定性工程分析方法
数学模型
为了简化数学模型并保证足够的工程分析精 度，把多自由度模型缩减为只有y 和的二自由 度模型。其方法是忽略y 和以外其它自由度的 惯性和阻尼而计及它们运动的静态耦合效应。
只要把简单的二自由度模型中的轮胎侧偏刚 度换以综合了各种侧偏效应的车轮当量侧偏刚 度，就可变成缩减的二自由度数学模型。即：
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4-1 概述
ISO 试验
steady-state circular driving behaviour open-loop test procedure lateral transient response tests methods open-loop test methods braking in a turn – open-loop test procedure test track for a severe lane-change manoeuvre part 1 : double-
汽车转向系统 动力学(一.二)
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4-1 概述
客观评价法：用测试仪器测物理参数
GB6323-86试验
r、ay、p(侧倾)和 角转向力等
蛇形试验
转向回正性能试验
方向盘转角阶跃输入试验 转向轻便性试验
方向盘转角脉冲输入试验 稳态回转试验
GM 试验
Control Response Test Frequency Response Test Maximum Lateral Accelaration Test On-center Handling Test
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4-1 概述
实例
驾驶员对 14个车辆方案中的每 个方案进行汽车易操纵性的主观 评价，然后将14个车辆方案进行 主观排序。
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4-1 概述
理论研究方法
➢ 开环线性系统 ➢ 闭环系统
路面条件 交通状况
气候
驾驶员
驾驶员 的手脚
侧风 路面不平
汽车
汽车运动
(横摆、侧倾...)
➢ 反映稳态特性的参量：不足转向量1－2，转向灵敏度 和汽车重心侧偏角。
➢ 时域反映横摆运动瞬态响应的参量：峰值反应时间和横 摆角速度超调量。
➢ 频域反映横摆运动瞬态响应的参量：固有频率，幅值比 和相位差。
➢ 综合参量：汽车因素 TB，TB 必须在同一工况下得出， 通常 V＝31.3 m／s，ay＝ 0.4g。
= i
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4-2 汽车操纵稳定性工程分析方法
假设条件
☆ 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。
4-2 汽车操纵稳定性工程分析方法
运动微分方程
, L1 r
u
u
1
(
)
L1 r
u
2
L2 r
u
L2 r
u
F Y 1 k 11 F Y 2 k 22
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4-2 汽车操纵稳定性工程分析方法
运动微分方程
k11 k 2 2 m(u r )
L1k1
1
L2 k 2 2
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4-1 概述
主观评价法：驾驶员根据不同的驾驶任务操纵汽车时， 依据对操纵动作难易程度的感觉来对汽车进行评价
人数：不少于20，有经验、有文化 的普通驾驶员 路：L>50Km,Vmax不小于最高车速的70％ 车辆：正常 主观评分：如5级分制：5，4，3，2，1 ，对应于
很好，较好，中等，较差，很差。 NT=(l*wl+c*wc+R*wr+S*ws+F*wf)/5
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4-2 汽车操纵稳定性工程分析方法
评价指标
➢ 稳态响应
转向灵敏度
r const,
0,
＝
r
0
I z r
将
1
2
(
)
L2
u
r
Baidu Nhomakorabea
L1 r
u
L2
u
r
代
入
，
则
FY
(k1 ( L1k1
k2)
L2k2
( L1k1
) (
L2k2 L12 k1
)r
u L22 k 2
k1 m(
)r
u
L1k1
u r )
TZ
I z r
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4-2 汽车操纵稳定性工程分析方法
评价指标
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4-1 概述
T
r1
r0
1.05r0
r (t) 0.95r0
t
sw
转向盘转角sw0
t
r
稳态横摆角速度
0
反应时间
r1最大横摆角速度 峰值反应时间
r1 100%超调量 r0
稳定时间
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4-1 概述
瞬态响应特征评价参数
➢横摆角速度响应时间 ➢横摆角速度峰值响应时间 ➢横摆角速度超调量 ➢横摆角速度总方差 ➢侧向加速度响应时间 ➢侧向加速度峰值时间 ➢侧向加速度超调量 ➢侧向加速度总方差 ➢汽车因素TB ➢稳态横摆角速度增益