汽车操纵稳定性评价方法研究

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汽车操纵稳定性试验解析

汽车操纵稳定性试验解析！汽车的操稳性不仅影响到汽车驾驶的操纵方面，而且也是决定汽车安全行驶的一个主要性能；为了保证安全行驶，汽车的操稳性受到汽车设计者很大的重视，成为现代汽车的重要使用性能之一，如何试验并评价汽车的操稳性显得极其重要。

汽车操控稳定性分为两个方面：1、操控性: 指汽车能够确切的响应驾驶员转向指令的能力；2、稳定性:指汽车受到外界扰动（路面扰动或阵风扰动）后恢复原来运动状态的能力。

一、常用试验仪器1、陀螺仪：用于汽车运动状态下测动态参数，如汽车行进方位角，汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角等；2、光束水准车轮定位仪：测车轮外倾角，主销内倾角，主销外倾角，车轮前束，车轮最大转角及转角差；3、车辆动态测试仪：测汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角，汽车横向加速度与纵向加速度等运动参数；4、力矩及转角仪：测转向盘转角或力矩；5、五轮仪和磁带机等。

二、试验分类三、稳态回转试验01试验步骤1、在试验场上，用明显的颜色画出半径为15m或20m的圆周；2、接通仪器电源，使之加热到正常工作温度；3、试验开始前，汽车应以侧向加速度为3m/s2的相应车速沿画定的圆周行驶500m以使轮胎升温。

4、以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上的车速传感器在半圈内都能对准地面所画的圆周时，固定转向盘不动，停车并开始记录，记下各变量的零线，然后，汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0·25m/s2），直至汽车的侧向加速度达到6·5m/s2为止，记录整个过程。

5、试验按向左转和右转两个方向进行，每个方向试验三次。

每次试验开始时车身应处于正中央。

02评价条件1、中性转向点侧向加速度值An：前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上斜率为零的点的侧向加速度值，越大越好；2、不足转向度：按前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均值计算，越小越好；3、车厢侧倾度K：按车厢侧倾角与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均斜率计算，越小越好。

乘用车操纵稳定性评价方法的研究

乘用车操纵稳定性评价方法的研究作者：刘杰万里翔王波来源：《汽车科技》2016年第03期摘要：汽车操纵稳定性的好坏直接影响汽车驾驶的操纵方便性以及汽车高速行驶的安全性。

汽车操纵稳定性评价方法制定是否合理，会对汽车生产企业的指导及汽车操纵稳定性的保证产生影响。

目前，由于汽车操纵稳定性评价方法的复杂性，世界各国都未形成统一的汽车操纵稳定性评价方法。

本文分析了国内外汽车操纵稳定的评价方法，提出了国内汽车操纵稳定性评价方法主要存在的问题，针对存在的相关问题，提出了乘用车操纵稳定性新的评价方法和评价指标，并根据具体车型验证新标准的合理性。

关键词：乘用车；操纵稳定性；评价指标中图分类号：U467.1文献标识码：A文章编号：1005-2550（2016）03-0018-07刘杰西南交通大学机械工程学院，车辆工程专业硕士研究生，主要研究方向：汽车设计理论。

1.目前国内汽车操稳性评价主要存在的问题汽车的操纵稳定性是驾驶员在不过分紧张、疲劳的情况下，汽车能按照驾驶员意图行驶，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。

汽车的操纵稳定性能是主动安全性中不可忽视的重要部分，显示了驾驶员控制车辆的安全与否，同时也决定着汽车高速时的主动安全。

随着全国道路状况的改善，特别是高速公路的迅速发展，汽车行驶平均速度日益提高，有些运动型轿车的最高车速甚至超过每小时三百公里。

因此，汽车的操纵稳定性将更加被重视，是现代汽车重要的使用性能之一。

1.1国内外汽车操纵稳定性评价方法分析汽车操纵稳定性可分为操纵性和稳定性两个部分，二者相互关联，相互影响。

操纵性主要是驾驶员对汽车的操纵输入的响应效果，包括转向回正性能、变道操纵性能、转向操纵性能等；稳定性则表示车辆应对外界干扰，保持稳定行驶的能力，包括抵抗来自路面干扰和空气干扰的能力。

产品设计时，应使二者之间合理协调。

汽车的操纵稳定性最终应通过试验的方法来测定与评价，试验中的性能评价包括主观评价和客观评价两种方法。

汽车操纵稳定性的研究与评价

汽车操纵稳定性的研究与评价随着汽车工业的不断发展，汽车性能得到了显著提升。

汽车操纵稳定性作为衡量汽车性能的重要指标之一，直接影响着驾驶者的操控感受和行车安全。

因此，对汽车操纵稳定性进行深入研究，提高其评价水平，对于提升汽车产品竞争力具有重要意义。

汽车操纵稳定性研究主要涉及车辆动力学、控制理论、机械系统等多个领域，其目的是在各种行驶条件下，保证汽车具有良好的操控性能和稳定性。

然而，目前汽车操纵稳定性研究仍存在一定的问题，如评价标准不统测试条件不完善等，制约了其发展。

汽车操纵稳定性对于保证驾驶安全具有重要意义。

在行驶过程中，车辆受到外部干扰或自身惯性力的影响，容易导致车身失稳，从而引发交通事故。

良好的汽车操纵稳定性通过有效抑制车身晃动、调整轮胎磨损，为驾驶者提供稳定的操控感，降低交通事故风险。

影响汽车操纵稳定性的因素主要包括以下几个方面：（1）车辆动力学性能：车辆的加速、减速、转弯等动力学性能直接影响驾驶者的操控感受和行车安全。

（2）轮胎性能：轮胎的抓地力、摩擦系数等性能对车辆的操控性和稳定性具有重要影响。

（3）悬挂系统：悬挂系统的设计直接影响车辆的侧倾、振动等特性，从而影响操纵稳定性。

（4）驾驶者的操控技巧：驾驶者的预判、反应速度、操控技巧等直接影响车辆的操纵稳定性。

为提高汽车操纵稳定性，需要采取相应的控制策略。

其中，最重要的是采取主动控制策略，包括：（1）防抱死制动系统（ABS）：通过调节制动压力，防止轮胎抱死，提高制动过程中的稳定性。

（2）电子稳定系统（ESP）：通过传感器实时监测车辆状态，对过度转向或不足转向进行纠正，保证车辆稳定行驶。

（3）四轮驱动（4WD）：通过将驱动力分配到四个轮胎上，提高车辆的加速性能和操控稳定性。

汽车操纵稳定性的评价主要从以下几个方面进行：（1）侧向稳定性：评价车辆在侧向受力情况下的稳定性。

（2）纵向稳定性：评价车辆在纵向受力情况下的稳定性。

（3）横向稳定性：评价车辆在横向受力情况下的稳定性。

汽车操纵稳定性试验方法

汽车操纵稳定性试验方法
汽车操纵稳定性试验是评价汽车在不同路况和操纵动作下的稳定性表现的重要方法。

其试验方法通常包括以下步骤：
1. 直线行驶稳定性试验：车辆沿着直线道路行驶，测试车辆的稳定性和方向盘的响应能力。

可以通过急刹车、急加速等方式来测试车辆的行驶稳定性。

2. 曲线行驶稳定性试验：车辆在不同曲线路段上进行转向试验，测试车辆的侧倾角、侧向加速度以及转向的稳定性。

3. 紧急转向稳定性试验：车辆在高速行驶中进行急转向试验，测试车辆的操纵响应速度和稳定性。

4. 突变路面稳定性试验：在不同路面条件下，如湿滑路面或不平整路面上进行操纵试验，测试车辆的抓地力和稳定性。

通过以上试验方法，可以评估汽车在操纵过程中的稳定性表现，为汽车制造商和消费者提供有关汽车操纵性能的重要参考信息。

汽车操纵稳定性主观评价试验方法

文献综述
文献综述
在已有的文献中，对于汽车操纵稳定性的主观评价主要采用问卷调查、模糊评价等方法，这些方法虽然在一定程度上可以反映汽车的操纵稳定性，但是存在评价结果不够客观、评价标准不统一等问题。
研究现状
目前，国内外对于汽车操纵稳定性的主观评价研究主要集中在建立客观评价体系、制定评价标准等方面，但是这些研究还存在着一定的不足之处，需要进一步完善和发展。
结果评估
根据主观评价标准和数据处理结果，对车辆的操纵稳定性进行评价。
建议反馈
根据评估结果，提出针对性的改进建议，为车辆设计和性能优化提供参考。
03
试验方法的应用
车辆选择与准备
车辆选择
应选择具有代表性的汽车，包括不同品牌、型号、配置和性能的车辆，以确保试验结果的广泛适用性。
车辆准备
进行试验前，应对车辆进行详细检查和预处理，确保其处于正常工作状态，并安装必要的仪器和设备，如GPS定位仪、速度传感器等。
中的表现进行评估。
结论总结果，对车辆的操纵稳定性进行总结，指出其优点和不足之处，并提出相应的改进建议。
要点二
建议提出
针对车辆操纵稳定性的不足之处，提出具体的改进方案和建议，包括优化车辆结构设计、调整悬挂系统参数、改进驾驶辅助系统等，以提高车辆的操纵稳定性和驾驶安全性。
《汽车操纵稳定性主观评价试验方法》
2023-10-29
目录
• 引言 • 主观评价试验方法 • 试验方法的应用 • 试验结果分析 • 结论与展望
01
引言
背景介绍
汽车工业的发展
随着汽车技术的不断进步，对于汽车的操纵稳定性要求也越来越高，因此需要一种主观评价试验方法来评估汽车的操纵稳定性。

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，

任务3.1 汽车操纵稳定性能评价指标

任务总结评价
1、汽车操纵稳定性的定义及评价指标 2、汽车的转向特性 3、影响汽车操纵稳定性的因素
任务3.1汽车制动性能评价指标
内容
一、汽车操纵稳定性的定义及评价指标二、汽车的转向特性三、影响汽车操纵稳定性的因素
（一）、汽车操纵稳定性的定义及评价指标
汽车操纵稳定性，是指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（直线或转弯）行驶；且当受到外界干扰（路不平、侧风、货物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的性能。
1、汽车运动坐标
2、汽车低速行驶时的转向特性
3、汽车高速行驶时的转向特性
（三）影响汽车操纵稳定性的因素
1、前轮定位参数的影响前轮定位参数包括：前轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角和前轮前束（前束角） 2、后悬架结构参数的影响 3、横向稳定杆的影响 4、轮胎的影响 5、前轴或车架变形的影响 6、悬架的影响 7、传动系的影响
Hale Waihona Puke （一）、汽车操纵稳定性的定义及评价指标
1、方向盘角阶跃输入法下的稳态响应，方向盘角阶跃输入法下瞬态响应 2、横摆角速度频率响应特性 3、转向盘中间位置操纵稳定性 4、回正性 5、转向半径 6、转向轻便性 7、直线行驶性、侧向风稳定性、路面不平度稳定性 8、典型行驶工况性能 9、极限行驶性能
（二）转向特性

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

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。

GM汽车操纵稳定性的评价

accelaration characteristics
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
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
• 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。
• 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 • manual steering • 均值：89% • 范围：30～129%
4、On-center Handling Test
4、On-center Handling Test

汽车的操纵稳定性分析和评价指标

当车速为 ucr -1 K u c r称为临界车速。临界车速越低，过多转向量越大。
32
以上分析可知：具有适度不足转向的汽车具有良好的操作稳定性；过度的不足转向会加剧轮胎的磨损。
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。
（1）扁平率小，k大（2）垂直载荷大，k大（3）轮胎气压高，k大
垂直载荷过大时，轮胎与地面接触区的压力分布不均匀，使 k反而有所减小。
18
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k 大。
19
（3）轮胎气压高，k大
20
（4）FX 越大，FY 越小
FY1
FY2
FX2
FX1
21
（5）路面干湿状态
22
轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系
转向油泵
转向减振器转向直拉杆转向器转向摇臂
转向横拉杆
转向油管转向控制阀
转向节臂
3
4
5
操纵稳定性的研究方法
将汽车作为开路控制系统人—汽车系统作为闭路系统
6
操纵稳定性的两种试验评价方法
开路系统
人—汽车闭路系统
客观评价法
主观评价法
通过仪器测出横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力。
让试验评价人员根据试验时自己的感觉进行评价。
7
4.1 汽车的转向特性
➢轮胎的侧偏特性 ➢汽车的转向特性
一、轮胎的侧偏现象和侧偏力—侧偏角曲线 1.侧偏力FY
地面作用于车轮的侧向反作用力。
8
1）在刚性轮上作用侧向力 F y
c
c
u
u
u'

任务3.2汽车操纵稳定性试验方法

正试验
（3）高速回正试验对于最高车速超过100km/h的汽车，要进行高速回正性试验。高速回正试验车速按试验车的最高车速的70 ％确定，并圆整到80km/h、100 km/h或120km/h 的车速进行试验。试验时，汽车以上述规定的试验车速在试验路段直线行驶，稳定车速，驾驶员转动转向盘使侧向加速度达到 2±0.2 m/s2，待稳定3s并开始记录后．驾驶员突然松开转向盘，至少记录松手后4s内汽车的运动过程。记录时间内油门位置应保持不变。低速、高速回正试验应向右转与向左转各3次。。
（三）转向瞬态响应试验
1、试验作用汽车转向瞬态响应试验的目的是测定车辆的瞬态转向特性，即用来评价汽车的动态特性。瞬态转向特性是指汽车在受到外界扰动下，达到稳定状态前所表现出的特性，通常用时域响应特性和频域响应特性来描述。汽车转向瞬态响应试验有转向盘角阶跃输入试验和转向盘转角脉冲输入试验两种，其中前者用于测定瞬态响应的时域响应特性，后者用于测定频域响应特性。
任务3.2汽车操纵稳定性试验方法
内容
一、汽车稳态回转试验二、蛇形试验三、转向瞬态响应试验四、转向回正试验五、转向轻便性试验
（一）、汽车稳态回转试验
1、试验作用
具有过多转向特性的汽车有失去汽车操纵稳定性的危险，汽车可能发生激转而侧滑或翻车。具有过强的不足转向特性的汽车，也会使汽车难以控制。一般也不应使汽车具有中性转向特性，因为在汽车使用条件变化时，中性转向汽车可能转变为过多转向特性。
（二）蛇形试验
1、试验作用蛇形试验是一项包括车辆—驾驶员—环境在内的闭环试验。这种试验在—定的程度上表现出汽车转向运动的综合性能。这种试验测定汽车蛇形行驶的能力，用来综合评价汽车行驶的稳定性和乘坐的舒适性。此种试验适用于轿车、客车、载货汽车及越野汽车。

对汽车操纵稳定性的影响因素分析及对操稳性的研究评价

#& % 前轴或车架变形导致汽车操纵失稳
由于车架是汽车的基础，它的变形会直接影响各部件的连接及配合，从而直接影响操纵稳定性。如果汽车前轴变形，就会改变主销孔的轴线位置，使主销内倾角变大，则外倾角变小，反之，内倾角变小，外倾角变大，从而行驶时会产生转向沉重，磨胎和无自动回正的能力。
万方数据 # 来稿日期： (""+ # "% # (%
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++,
前悬架导向机构的几何参数决定前轮定位参数的变化趋势和变化率。在车轮跳动时，外倾角的变化包括由车身侧倾产生的车轮外倾变化和车轮相对车身的跳动而引起的外倾变化两部分。在双横臂独立悬架中，前一种变化使车轮向车身侧倾的方向倾斜，即外倾角增大，结果使轮胎侧偏刚度变小，因而使整车不足转向效果加大；后一种变化取决于悬架上、下臂运动的几何关系，在双横臂结构中，往往是外倾角随弹簧压缩行程的增大而减小，这种变化与车身侧倾引起的外倾角变化相反，会产生过度转向趋势。后悬架结构参数对汽车操纵稳定性的影响，近似于前悬架的 “干涉转向” 。它是在汽车转向时，由于车身侧倾导致独立悬架的左右车轮相对车身的距离发生变化，外侧车轮上跳，与车身的距离缩短，内侧车轮下拉，与车身的距离加大。悬架的结构参数不同，车轮上下跳动时，车轮前束角的变化规律也必然会不同。前轮前束指汽车转向的前端向内收使两前轮的前端距离小于后端距离。两车轮前后的距离之差，称为前束值，一般不大于 Y X !(OO。其作用是消除由于前轮外倾使车轮滚动时向外分开，引起车轮滚动时边滚边拖的现象，引导前轮沿直线行驶。主销内倾角与后倾角由结构上保证，在调整时难以改变。调整时主要调整前轮外倾及前轮前束。前轮外倾随负荷的变化而变化。当车辆转向时，在离心力作用下，车身向外倾斜，外轮悬架处于压缩状态，车轮外倾角逐渐减小 ’ 向负外倾变化 * ；内轮悬架处于伸张状态，使得本来对道路向负外倾变化的外倾角减弱。从而提高车轮承受侧向力的能力，使汽车转向时稳定性大为提高。前轮前束不可过大，若前束过大，会使车轮外倾角、主销后倾角变小，会使前轮出现摆头现象，行驶中有蛇行，转向操作不稳。横向稳定杆常用来提高悬架的侧倾角刚度，或是调整前、后悬架侧倾角刚度的比值。在汽车转弯时，它可以防止车身产生很大的横向侧倾和横向角振动，以保证汽车具有良好的行驶稳定性。提高横向稳定杆的刚度后，前悬架的侧倾角刚度增加，转向时左右轮荷变化加大，前轴的每个车轮的平均侧偏刚度减小，汽车

汽车操纵稳定性内容、评价指标与检验方法

轮胎坐标系
轮胎的侧偏现象
因轮胎侧向弹性，车轮受侧向力的作用使轮心速度方向偏离车轮平面的现象。侧向力因转向、路面倾斜、风力等引起。转向引起的侧向力总是指向汽车内侧。侧偏角总是位于和侧偏力指向相反的一侧。
轮胎的侧偏现象
轮胎的侧偏特性
在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系。这时，
式中，k称为侧偏刚度F（y N/rkad）。为曲线在=0处的斜率。
又有
1()
式中：为前轮转角（已知）；为前轮速度与x轴夹角(未知)。
又有
tg u1yvar var
u1x u u u
式中：u，v为汽车质心速度在x,y轴上的分量； u1x，v1y为前轮轮心速度在x,y轴上的分量为前轮速度与x轴夹角(现在已知)。
根据上式，有
1()u va ur -
同理，
2
v u
F YF Y F Y k k
外倾角对操稳性的影响
外倾角增大会影响最大地面侧向反力，降低极限侧向加速度，故高速汽车转弯时应使前外轮尽量垂直于地面。
轮胎特性参数的正负规定
（一）汽车模型的简化
*忽略转向系统的影响，直接以前轮转角为输入。 *不考虑振动、侧倾、俯仰运动，认为汽车只作平行
于地面的运动； *不考虑轮胎切向力、外倾角、空气阻力的影响； *忽略左右轮胎载荷变化引起的侧偏特性变化； *忽略轮胎回正力矩； *认为轮胎侧偏特性处于线性范围； *认为汽车沿x轴速度不变。
二自由度汽车模型
（三）力学分析
根据牛顿定律
Fx max m(u vr )
Fy may m(vur )
M z
Iz
r
式中：Fx ，Fy为作用在汽车质心上的外力合力在x、y 轴上的投影。

汽车操纵稳定性测试实验

操稳性测试
一、理论基础
3．稳态响应与瞬态响应
1) 系统输入
给转向盘一个角位移输入，称为角位移输入；给转向盘一个力矩输入，称为力矩输入。
2) 输入种类
有阶跃输入、正弦输入、脉冲输入3种。
阶跃
正弦
脉冲
xua
t
选
t
t
操稳性测试
一、理论基础
3．稳态响应与瞬态响应
3) 时域响应
(1) 稳态响应：系统输入为周期性或恒定性的，输出也是周期性或恒定性的，输入和输出之间相对稳定。
不足转向过多转向
δ 不变
汽车的三种稳态转向特性
操稳性测试
一、理论基础
4．操纵稳定性的评价与试验方法
主观评价方法：让试验评价人员根据试验时自己的感觉来进行评价，即感觉评价。
客观评价方法：通过仪器测出表征性能的物理量如横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力来评价汽车操纵稳定性，可用室内台架试验，测定并评价有关操纵稳定的性质，也可通过道路试验，计测汽车转弯和越线行驶的运动状态。
(2) 瞬态响应：从转向至稳态响应的中间过程，即系统输入为周期性或恒定性而输出不是周期性或恒定性，两者不保持相对稳定。
操稳性测试
一、理论基础
3．稳态响应与瞬态响应
4) 稳态转向特性
中性转向
不足转向、中性转向、过多转向。
操纵稳定性良好的汽车应
具有适度的不足转向特性，一般的汽车不应该具有过多转向的特性。
本节主要内容：
简介汽车操纵稳定性能方面理论知识，操纵稳定性能试验目的和要求，主要仪器设备及其工作原理，实验步骤。
重点：基础理论、试验数据处理
操稳性测试
一、理论基础

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。
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转向盘转角,（）
线性区转向盘转角梯度
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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
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性区转向盘转角梯度，亦表征了车辆不足转向特性，反
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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
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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

中间位置操纵稳定性的客观评价方法

3）转向灵敏度比转向灵敏度与最小转向灵敏度的比值。因为在某种程度上最小转向灵敏度
也与0.1g处的转向灵敏度成比例的变化，因此可以将二转向灵敏度进行比较，可以排除由转向柔性对系统分析的干扰，通用公司后来定义此比值为“线性度”。此项指标也可作为车辆易于驾驶程度的评价指标，线性度越高，说明车辆响应变化率与输入变化率的比例化程度越高，车辆也就越容易驾驶，这一点对新司机而言尤显重要。
1）平均方向盘力矩梯度将数据进行线性回归，其直线斜率定义为平均方向盘力矩梯度。因为驾驶
员对车辆感觉有滞后，特别对新手来说对细微处不能很好感觉，更多感觉到的是一种平均程度，它是中心区转向时“路感”的平均度量。用此指标能反映大多数司机的情况。
2）平均方向盘力矩梯度方差实验数据与回归后直线的方差为平均方向盘力矩梯度方差。由于静摩擦、转向系统柔性特别是动力转向助力等原因造成了系统非线性，因此，此项指标也是对总体非线性程度的评价。方差越小，说明这些影响非线性的因素较小，反之就越大。
2、方向盘转角VS侧向加速度
从图中提取的评价指标：转向灵敏度、最小转向灵敏度和转向迟滞。 1）转向灵敏度侧向加速度为0.1g时曲线斜率的倒数反映的是转向灵敏度。单位g/°。 2）最小转向灵敏度
图上侧向加速度0g-0.1g之间的曲线上最大斜率处，其值的倒数为最小转向灵敏度，这个灵敏度通常比0.1g的转向灵敏度低很多，主要原因在于非线性的转向柔性，在中间位置转向系比较高的转向柔性和横摆冲击会减小最小转向灵敏度。
中间位置操纵稳定性的客观评价方法
一、前言
中间位置指的是车辆高速行驶时在直线行使位置附近，方向盘转动范围不太大，转动速度缓慢，侧向加速度较小时的一个区域，这个操纵区域称为中间位置（on-center）统计结果显示，车辆在高速行驶时，驾驶员绝大多数操纵行为发生在方向盘转动范围不太大，侧向加速度较小的一个区域内，需要急打方向的紧急情况相对较少，在高速公路上尤其如此。在评估车辆高速行驶的操纵性能时，中间位置的路感是一个非常重要的问题，汽车的很多高速操纵稳定性能指标，例如经常评价的车辆是否发飘的问题就需要在这个区域内进行评估。另外，转向系统的非线性特性在转向过程中起着非常重要的作用，尤其是在中间位置。因此，在研究路感各影响因素的同时，重点需要研究干摩擦、液压助力等非线性特性的影响。评价采用的客观评价指标，主要是那些与主观性评价相关性好的中间位置操纵稳定性客观评价指标。

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。５Ｊ０年代，形成完善的车辆动力学线性域（向加速度小于０３）论侧．ｇ理体系。汽车操纵稳定性的评价在２Ｏ世纪６０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３Ｏ年中，究热点转为对汽车瞬态研
国家８３６高科技
资助项目（０６Ａ１１２资助２０Ａ１００）艳（９１、１８一）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（ａｏａｉｈａｓＳｆｙＢｒａ）ＮｔｎｌＨｇｗｙａｔｕｅｕ进ｉｅ
行汽车操纵稳定性方面的研究。
２０世纪３０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Ｕ６．４１６；
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

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。