操纵稳定性
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
汽车操纵稳定性的影响因素分析
汽车操纵稳定性的影响因素分析首先，车身结构是影响汽车操纵稳定性的重要因素之一、车身结构的稳定性直接影响汽车在行驶过程中的稳定性。
在现代汽车中，多采用刚性车身结构，通过增加车身承受力和减小车身变形来提高操纵稳定性。
此外，也可以通过设置加强材料和合理的技术来增强车身结构的稳定性。
其次，悬挂系统也是影响汽车操纵稳定性的重要因素之一、悬挂系统是汽车传递和吸收路面不平衡的重要组成部分。
合理的悬挂系统可以提供更好的动力传递和路面适应能力，从而增强汽车的操纵稳定性。
常见的悬挂系统包括独立悬挂、麦弗逊悬挂和多连杆悬挂等。
每种悬挂系统都有其特点和适用范围，根据车辆的具体需求选择合适的悬挂系统可以提高操纵稳定性。
此外，轮胎也是影响汽车操纵稳定性的重要因素之一、轮胎是汽车与地面直接接触的部分，其对操纵稳定性的影响非常明显。
轮胎的胎压、胎面宽度、花纹设计等都会对汽车的操纵稳定性产生影响。
保持合适的轮胎胎压和选择适合路面状况的轮胎类型可以提高汽车的操纵稳定性。
此外，制动系统和转向系统也会对汽车的操纵稳定性产生影响。
制动系统的性能直接影响汽车在制动过程中的稳定性，制动系统工作正常、制动力分配合理可以提高汽车的操纵稳定性。
转向系统的灵活性和准确性对汽车的操纵稳定性也有很大的影响，一个优秀的转向系统可以提供更好的转向操控性能，从而提高操纵稳定性。
最后，车辆动力系统也是汽车操纵稳定性的影响因素之一、动力系统的平衡性和输出能力直接影响汽车在行驶过程中的稳定性。
一个动力系统输出平稳、动力响应灵敏的汽车会具有更好的操纵稳定性。
综上所述，影响汽车操纵稳定性的因素有车身结构、悬挂系统、轮胎、制动系统、转向系统和车辆动力系统等。
通过合理选择车辆的配置和维护保养车辆的各个部分，可以提高汽车的操纵稳定性，保证驾驶员和乘客的安全。
《汽车操纵稳定性》课件
06
汽车操纵稳定性案例分析
案例一：某品牌汽车操纵稳定性优化案例
要点一
总结词
要点二
详细描述
通过优化悬挂系统和转向系统，提高汽车操纵稳定性
该品牌汽车通过改进悬挂系统和转向系统的设计和参数， 实现了在各种路况下都能够保持较好的操纵稳定性。具体 措施包括采用先进的悬挂系统、优化转向齿条和齿轮的设 计、改善轮胎的抓地力等。这些改进使得汽车在高速行驶 、紧急变道和弯道行驶时更加稳定，提高了驾驶的安全性 和舒适性。
汽车操纵稳定性是评价汽车性能的重要指ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ之一，它涉及到汽车的操 控性、安全性、舒适性等多个方面，对驾驶员的驾驶体验和行车安全 具有重要影响。
汽车操纵稳定性的重要性
03
提高行车安全性
提高行驶稳定性
提高乘坐舒适性
良好的汽车操纵稳定性可以提高驾驶员对 汽车的操控信心，减少因失控而引发的交 通事故。
良好的汽车操纵稳定性可以使汽车在行驶 过程中保持稳定，减少侧滑、失稳等现象 的发生，提高行驶安全性。
案例二：某品牌汽车控制系统优化案例
总结词
通过先进的控制系统，提高汽车操纵稳定性
详细描述
该品牌汽车采用了先进的控制系统，如电子稳定程序和 牵引力控制系统，来提高汽车的操纵稳定性。这些系统 通过实时监测车辆的动态特性和驾驶员的操作，自动调 整发动机输出和制动系统的制动力，以保持车辆的稳定 性和控制性。通过这些控制系统的优化，该品牌汽车在 各种驾驶条件下都能够提供更好的操纵性能和安全性。
良好的汽车操纵稳定性可以使汽车在行驶 过程中更加平顺，减少颠簸和振动，提高 乘坐舒适性。
汽车操纵稳定性的历史与发展
历史回顾
早期的汽车由于没有转向助力、悬挂系统等装置，操纵稳定 性较差。随着技术的不断发展，汽车操纵稳定性逐渐得到改 善。
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。
教学课件：第六章-汽车的操纵稳定性
对比仿真结果与实验结果，验证仿真模型的准确性和 有效性，为优化设计提供依据。
06
总结与展望
本章总结
操纵稳定性定义
汽车的操纵稳定性是指驾驶员按照自己的意愿操纵汽车行驶方向和行驶状态的能力，同时 要求汽车能按驾驶员的意图保持稳定的行驶状态，且在行驶过程中具有良好的抗干扰能力 及自动回正能力。
教学课件：第六章-汽车 的操纵稳定性
• 引言 • 汽车操纵稳定性基础知识 • 汽车操纵稳定性分析方法 • 汽车操纵稳定性试验与评价 • 汽车操纵稳定性优化设计 • 总结与展望
01
引言
课程介绍
汽车操纵稳定性是汽车动力学的一个 重要研究方向，涉及到汽车行驶时的 操控性能和稳定性。
本章将介绍汽车操纵稳定性的基本概 念、研究方法以及相关实验，为后续 章节的学习打下基础。
线性二自由度汽车模型通过建立线性微分方程来描述汽车的动态行为，使得数学分 析变得相对简单。
线性二自由度汽车模型广泛应用于汽车操纵稳定性分析和控制系统的设计。
线性二自由度汽车的操纵稳定性分析
横摆运动分析
横摆运动是指汽车绕垂直于地面 的轴线的旋转运动，主要受到前 轮转角、侧向加速度和侧向风的 影响。
侧倾运动分析
影响操纵稳定性的因素
汽车的结构设计、悬挂系统、转向系统、轮胎等都会影响汽车的操纵稳定性。
操纵稳定性评价
通过一系列试验和评价指标来评价汽车的操纵稳定性，如蛇形试验、转向盘角阶跃试验、 稳态回转试验等。
下章预告
第七章内容概述
介绍汽车制动系统的基本组成和 工作原理，以及制动性能的评价 指标和试验方法。
重点与难点
汽车操纵稳定性评价标准
横摆角速度标准
根据不同车速和转向盘转 角下的横摆角速度值，制 定相应的评价 角下的侧向加速度值，制 定相应的评价标准。
汽车操纵稳定性标准
汽车操纵稳定性标准汽车操纵稳定性是指汽车在行驶过程中对驾驶员操纵指令的响应和车辆稳定性的表现。
操纵稳定性标准是衡量汽车安全性能的重要指标之一，对于保障驾驶员和乘客的安全具有重要意义。
首先，汽车操纵稳定性标准受到多种因素的影响。
其中，车辆的悬挂系统、转向系统、制动系统、轮胎和车辆质量等都会对操纵稳定性产生影响。
悬挂系统的设计和调校直接影响了车辆在转弯时的稳定性和平顺性，转向系统的精准度和灵敏度会影响驾驶员对车辆方向的控制，而制动系统的灵敏度和制动距离则直接关系到车辆的操纵安全性。
此外，轮胎的抓地力和车辆质量的分布也会对操纵稳定性产生重要影响。
其次，为了保障汽车操纵稳定性的标准，制定相应的技术规范和测试标准是非常必要的。
在技术规范方面，需要对汽车的悬挂系统、转向系统、制动系统等进行详细的设计要求和性能指标，确保其能够满足操纵稳定性的要求。
在测试标准方面，需要建立相应的测试方法和测试流程，对车辆在不同路况和操纵条件下的操纵稳定性进行全面的测试评估。
只有通过严格的技术规范和测试标准，才能够确保汽车的操纵稳定性达到标准要求。
此外，对于汽车操纵稳定性标准的监督和管理也是非常重要的。
相关部门需要建立健全的监督体系，对汽车制造企业进行定期的检查和评估，确保其生产的汽车能够符合操纵稳定性标准。
同时，还需要建立消费者投诉和举报机制，让消费者能够及时反映汽车操纵稳定性方面的问题，从而促使企业改进产品质量，保障消费者的安全。
总之，汽车操纵稳定性标准是保障汽车安全性能的重要指标，需要综合考虑车辆的悬挂系统、转向系统、制动系统、轮胎和车辆质量等多个因素，制定相应的技术规范和测试标准，并建立健全的监督和管理体系。
只有这样，才能够确保汽车在行驶过程中具有良好的操纵稳定性，保障驾驶员和乘客的安全。
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
减震器的影响：减震器的作用是当钢板弹簧变形
时，能迅速消减其震动，使汽车平稳行驶。重影响操纵稳定性。 前轴和车架变形：由于车架是汽车的基础，他的 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。
转向系的影响
行驶系
轮胎
悬架和减震器
前轴和车架变形
轮胎的影响：轮胎是影响汽车操纵稳定性的一个
重要因素，增大轮胎的能力，特别是后胎的载荷 能力，例如加大轮胎的尺寸，合适的胎压，会改 善汽车的操纵操纵稳定性。 悬架的影响：悬架的作用是把车架与汽车前后桥 连接在一起，并使车轮在行驶中所承受的冲击力 不直接到车架，以免引起车身的剧烈震动而加速 零件的损坏。
制动系的影响
制动系
制动间隙
前后轮抱死次序
制动间隙：制动间隙不合适，会使汽车制动是发
生跑偏，汽车向制动间隙小的一侧跑偏，从而影 响汽车操纵稳定性。 前后轮抱死次序对操稳性的影响：紧急制动时， 如果汽车后轮制动抱死，汽车后轴将产生严重侧 滑，失去操纵稳定性，而前轮抱死，汽车又失去 转向能力。因此，汽车应安装防抱死系统。
汽车操纵稳定性
汽车操纵稳定性
概念：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。
影响汽车操纵稳定性的因素
行驶系的影响
转向系
转向器
转向传动机构
转向器的影响：汽车行驶时，驾驶员对汽车行驶
方向的改变是通过操纵方向盘来实现的，转向盘 的性能直接影响汽车的操纵稳定性。转向器出现 的问题：转向器缺油﹑转向器游隙过大
汽车操纵稳定性 标准
汽车操纵稳定性标准汽车操纵稳定性是指汽车在行驶过程中保持稳定的能力，包括直线行驶稳定性、转向稳定性和制动稳定性。
操纵稳定性是汽车安全性的重要指标，直接关系到驾驶员和乘客的行车安全。
因此，制定汽车操纵稳定性标准对于保障交通安全具有重要意义。
首先，汽车操纵稳定性标准应当包括对车辆结构设计的要求。
车辆的结构设计直接影响到操纵稳定性，包括车辆的悬挂系统、转向系统、制动系统等。
悬挂系统应当具有良好的支撑性和减震性能，以保证车辆在行驶过程中不会出现晃动和颠簸。
转向系统应当灵活可靠，能够满足驾驶员的操控需求。
制动系统应当具有良好的制动效果，能够在紧急情况下迅速制动车辆，保证行车安全。
其次，汽车操纵稳定性标准还应当包括对车辆动力系统的要求。
动力系统的稳定性直接关系到车辆的加速和行驶稳定性。
发动机应当具有充足的动力输出，以保证车辆在各种路况下都能够稳定行驶。
传动系统应当平顺可靠，能够有效传递动力，保证车辆的行驶稳定性。
此外，车辆的驱动方式也会对操纵稳定性产生影响，前驱、后驱和四驱车辆在操纵稳定性上会有所不同。
最后，汽车操纵稳定性标准还应当包括对车辆轮胎和制动系统的要求。
轮胎是车辆与地面接触的唯一部件，其性能直接关系到车辆的操纵稳定性。
轮胎的胎面设计应当具有良好的抓地力和排水性能，以保证车辆在各种路况下都能够稳定行驶。
制动系统是车辆行车安全的最后一道防线，其性能直接关系到车辆的制动稳定性。
制动系统应当具有良好的制动效果和抗热性能，以保证车辆在紧急制动时不会出现失控现象。
综上所述，汽车操纵稳定性标准应当全面考量车辆的结构设计、动力系统、轮胎和制动系统等方面的要求，以确保车辆在行驶过程中具有良好的操纵稳定性，保障行车安全。
制定严格的操纵稳定性标准，对于提高汽车行车安全性具有重要意义，也是汽车行业持续发展的重要保障。
汽车理论第六章
u v
因此有 同理有
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对二自由度汽车模型进行受力分析，外力沿y轴 方向的合力以及绕质心的力矩分别为
FY FY1 cos FY 2
M Z aFY1 cos bFY 2
b r
u
整理得
FY
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) bk2 (
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由牛顿定理
FY
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u
) m(v ur )
MZ
ak1 (
且忽略左、右侧车轮由于载荷的变化引起的轮胎特性的改变以及轮胎回正力 矩的作用； • 6）汽车运动时的驱动力不大，因此不考虑地面切向力对轮胎特性的影响； • 7）不考虑空气动力的作用。
2、线性二 y u u
x
y r
2
V
u2
u
b
第六章 汽车的操纵稳定性
第一节 概述
• 汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感
到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循 驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向 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。
• 稳定性是指汽车抵抗改变其行驶方向
的各种外界干扰（路面扰动或风扰 动），并保持稳定行驶而不失去控制， 甚至翻车或侧滑的能力。
操纵稳定性、平顺性、通过性试验
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操纵稳定性、平顺性、通过性试验
(四) 汽车回正能力试验 汽车回正能力试验要在平坦的场地上进行。令汽车沿半径为
15 m的圆周行驶，调整车速使侧向加速度达4m/s２，然后 突然松开转向盘，在回正力矩作用下，前轮将要回复到直线 行 摆驶 角。 速记 度录ωr这，个整过理程出的ω时r-t间曲t线、。车速u、转向盘转角δsw和横 对于最高车速超过100km/h的汽车，还要进行高速回正性 能试验，试验车速为最高车速的70%。令汽车以试验车速 直线行驶，随后驾驶员转动转向盘使侧向加速度达到2 m/s2，然后突然松开转向盘作回正试验。 回正试验是表征和测定汽车自曲线回复到直线行驶的过渡过 程，是测定自由操纵力输入的基本性能试验。回正能力是汽 车操纵稳定性的一个重要方面，一辆没有回正能力的汽车， 或基本上回不到正中(即有较大一点的残余横摆角速度)，或 回正过程中行驶方向往复摆动的汽车，驾驶员和乘客都是不 满意的。
试验中记录转向盘转角及转向盘转矩，并按双纽线路径每一周 整理出如图5-5-2所示的转向盘转矩-转向盘转角曲线。通常以 转向盘最大转矩、转向盘最大作用力及转向盘作用功等来评价 转向轻便性。
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操纵稳定性、平顺性、通过性试验
(二) 稳态转向特性试验
稳态转向特性试验的目的是测定汽车对转向盘转角输入达到 稳定行驶状态时汽车的稳态横摆响应。我国主要采用定转向 盘转角试验法。
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操纵稳定性、平顺性、通过性试验
(五) 转向盘角脉冲试验 通常以汽车横摆角速度频率特性来表征汽车的动特性。因此，
频率特性的测量成为一个重要的试验。这个试验要确定给转 向盘正弦角位移输入时，输出(汽车横摆角速度)与输入的振 幅比与相位差。通过直接给转向盘正弦角位移输入来测量汽 车的频率特性是很困难的，因为一方面准确的正弦输入难以 做到，而且要在几个固定车速下给转向盘以不同频率的正弦 输入也是很费时间的。所以，经常是用转向盘角位移脉冲试 验来确定汽车的频率特性。进行这种试验时，给等速行驶的 汽车-转向盘角位移脉冲输入，记录下输入的角脉冲与输出的 汽车横摆角速度，参看图5-5-4。通过求得输入、输出的富 氏变换，便可确定频率特性。
操纵稳定性试验方法_稳态回转试验
操纵稳定性试验方法_稳态回转试验操纵稳定性试验是航空器进行试验和验证的重要环节之一，稳态回转试验是其中一种常用的方法。
稳态回转试验通过在不同载荷和飞行状态下对航空器进行特定的操纵动作，评估其在各种条件下的稳定性。
本文将介绍稳态回转试验的方法和步骤，并探讨一些相关的技术和注意事项。
稳态回转试验一般包括下面几个步骤：1.设计试验方案：首先，需要制定一个详细的试验方案，在试验方案中明确试验的目标、试验的载荷和飞行状态范围，以及试验的时间和空间约束等。
2.指定操纵动作：根据试验方案，需要指定试验中的操纵动作，包括方向舵、升降舵、副翼等控制面的操纵角度和操纵方式。
这些操纵动作应该可以覆盖试验中的各种载荷和飞行状态。
3.进行试飞：在试验前，需要进行试飞来验证航空器的飞行性能和操纵能力。
试飞应该覆盖试验中的各种载荷和飞行状态，以确保航空器具备进行稳态回转试验的基本条件。
4.进行试验：在试验中，根据试验方案和指定的操纵动作，对航空器进行特定的操纵动作，观察和记录其响应和稳定性特性。
试验中应该保持试验方案中规定的载荷和飞行状态范围，并注意记录试验过程中的各项参数和数据。
5.数据分析和评估：在试验结束后，需要对试验数据进行分析和评估，以获得航空器在不同载荷和飞行状态下的稳定性性能。
数据分析可以采用数学模型、图表和计算机模拟等方法，以获得试验结果的定量和定性分析。
在进行稳态回转试验时1.试验设备和环境：要确保试验设备和环境的稳定性和准确性，包括操纵系统的可靠性和精度、试验平台（如试飞机或试验架）的性能和稳定性、试验场地和大气条件的适宜性等。
试验设备和环境的不稳定性和误差会影响试验结果的准确性和可靠性。
2.试验安全和风险控制：在进行试验时，要注意试验的安全性和风险控制。
试验人员应该严格遵守相关的安全规定和操作规程，并保证试验过程中的安全和风险控制措施的有效性。
3.数据处理和结果解释：试验数据的处理和结果的解释应该依据科学的方法和原则。
汽车操纵稳定性试验。朱清源解读
图11.14 回正试验几种过程曲线
• • •
(2)稳定时间：稳定时间由松开转向盘的时刻起，至汽车横摆 角速度到新稳态时为止转向盘输入； (3)残留横摆角速度：汽车横摆角速度新稳态值与零线之差即
为残留横摆角速度；
(4)自然频率：由于系统是多自由度的，横摆角速度并不是一 个严格的等圆周运动，相邻振幅的比值也不等于常数(图11.15)。
• 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
• 4）力矩及转角仪：测转向盘转角或力矩；
• 5）五轮仪、磁带机等。
• 稳态回转试验
• 1）试验目的：测定汽车的稳态转向特性及车身侧倾特性； • 2）试验方法：定转向盘转角连续加速法和定转弯半径法。
•
•
1．定转向盘转角连续加速法
为了试验有可比性，消除了初始圆周半径对稳态回转试验的
向盘上的力为一定值，当驾驶员松开转向盘的一瞬间，作用于转
向盘上的力由定值突然变为零。因此，实质上本试验也是转向盘 力阶跃输入的瞬态响应试验，在一定程度上还能反映汽车“路感 ”的好坏。
1．试验数据处理
在汽车转向回正试验中，汽车横摆角速度过渡过程曲线大致有 如图11.14所示的几种情况，其中曲线l、2为发散型，不进行数据处 理；曲线3～7为收敛型，进行数据处理。 • (1)时间坐标原点：由于惯性 作用，驾驶员松手后转向盘 不可能马上转动，因此，开 始一段显现出圆角形状(图 11.14中的AB)，以往是将松 手前的一段直线与松手后的 直线部分进行曲线拟合的(图 11.14中的虚线部分)，其交点 即为时间原点，但这样误差 较大，现改为：在微动开关 时间历程曲线上，以松开转 向盘时微动开关所做的标记 为时间坐标的原点。
驾驶员突然转动方向盘到一定的角度，再立即转回到原来位置，
第五章汽车的操纵稳定性
第五章汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况下，汽车能遵循驾驶者通过转向系统及转向车轮给定的方向行驶，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。
汽车在转向盘输入或外界干扰输入下的侧向运动响应随时间而变化的特性称为时域响应特性 转向盘输入有角位移输入和力矩输入外界干扰输入主要是指侧向风和路面不平产生的侧向力。
1.转向盘角阶跃输入下的响应稳态响应--横摆角速度增益—转向灵敏度。
瞬态响应--反应时间。
横摆角速度波动的无阻尼圆频率。
2.横摆角速度频率响应特性转向盘转角正弦输入下，频率由0→∞变化时，汽车横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相位差的变化规律--共振峰频率。
共振时振幅比。
相位滞后角。
稳态增益。
3.转向盘中间位置操纵稳定性转向盘小转角、低频正弦输入下，汽车高速行驶时的操纵稳定性--⌝转向灵敏度。
转向盘力特性。
转向功灵敏度 4.回正性转向盘力输入下的时域响应--回正后剩余横摆角速度与剩余横摆角。
达到剩余横摆角速度的时间。
5.转向半径--最小转向半径 6.转向轻便性评价转动转向盘轻便程度的特性。
包括原地转向轻便性、低速行驶转向轻便性和高速行驶转向轻便性--转向力。
转向功。
7.直线行驶性能直线行驶性--转向盘转角和（累计值）侧向风敏感性，路面不平敏感性-=侧向偏移 8.典型行驶工况性能蛇行性能，移线性能，双移线性能—回避障碍性能--转向盘转角、转向力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速等。
9.极限行驶能力圆周行驶极限侧向加速度--极限侧向加速度 抗侧翻能力--极限车速发生侧滑时的控制能力--回至原来路径所需时间 二、车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应 1.车辆坐标系 2.稳态响应特性汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入。
转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。
新能源汽车试验学 第七章 操纵稳定性试验
LOGO 转向盘测力仪
一 试验设备
LOGO
惯性传感器
驾驶机器人
二 测量设备
LOGO
四轮定位仪
轴荷仪
静侧翻试验台
三 数据采集软件
LOGO
•设置数据采集系统的参数，对各个通道进行配置 •控制数据采集开始和结束 •实时显示各通道物理量的值 •将各个通道的物理量以数据文件的形式保存在存储 设备（硬盘或存储卡）中
五 试验场地
LOGO
•操稳道路试验一般车速较高，转弯半径较大，因此需要比较大的场 地
•通常在汽车试验场的直线性能跑道和操稳广场上进行，也可以在铺 装条件较好的飞机跑道上进行
•操稳场地条件比较好的几个试验场，例如： •通用广德试验场 •正新轮胎试验场 •重庆长安汽车试验场 •中汽中心盐城汽车试验场
15
±50 N·m ±100 N·m
±50 /s 0~50 m/s ±10 m/s
±15
±15
±15 m/s2
测量仪器的最大误差 ±2（转角≤180） ±4（转角>180） ±1 N·m ±3 N·m ±0.5 /s ±0.3 m/s ±0.4 m/s
±0.15
±0.5
±0.15 m/s2
一 试验设备
LOGO
第一节 概述
LOGO
•人-车开环系统 •人-车闭环系统
常用仪器 设备
第二节 常用仪器设备
图 整车操纵要求
测量变量
转向盘转角
转向盘力矩
汽车横摆角速度 汽车纵向速度 汽车横向速度 车身侧倾/俯仰
角 汽车质心侧偏角
汽车纵向/侧 向加速度
测量范围
±360
•有些软件可以对数据进行一些简单的预处理和计算 •例如：Dewesoft（左图）、VBOXTools（右图）
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
第二章 操纵稳定性分析
第二章操纵稳定性分析1.汽车操纵稳定性是指在驾驶着不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过汽车转向系及转向车轮给定的方向驾驶，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，是汽车动力学的一个重要分支。
操纵性：稳定性反映的是汽车能够遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶的能力。
稳定性：稳定性反映的是汽车在遭遇到外界干扰情况下产生抵抗外界干扰而保持稳定行驶的能力。
2.操纵稳定性的评价指标：稳态转向特性、瞬态响应特性、回正性、转向轻便性、典型行驶工况性能和极限行驶能力等。
仿真时测量变量包括汽车横摆角速度、车身侧倾角、汽车侧向加速度等。
3.汽车操纵稳定性的实验方法（1）Open-Loop Steering Events---开环转向事件1）Ddift---漂移实验2)Fish-Hook---鱼钩转向3）Impulse Steer---转向脉冲输入4）Ramp-Steer---转向斜坡输入5）Single Lane Change---单移线试验6）Step Steer---转向阶跃输入7) Swept-Sine Steer---转向正弦扫频输入（2）Cornering Events---转弯事件1）Braking-In=Turn---转弯制动2）Constant-Radius Cornering---定半径转弯（稳态回转试验）3）Cornering w/Steer Reiease---方向盘撒手转弯（转向回正试验）4）Lift-Turn-In---松油门转弯5）Power-Off Cornering---发动机熄火转弯（3）Straight-Line Events---直线行驶事件1）Acceleration---加速试验2）Braking---制动试验3）Braking on split μ---左右车轮不同路面制动试验4）Maintain---直线稳定试验5）Power-Off Straight Line---发动机熄火直线行驶（4）Course Events---ISO路线行驶1）ISO Lane Change---ISO路线行驶2）3D Road---三维路面行驶（5）Static Quasi-Static Maneuvers---准静态操纵仿真1）Quasi-Static Constant Radius Cornering---准静态定半径转弯2）Quasi-Static Constant Velocity Cornering---准静态恒速转弯3）Quasi-Static Force-Moment Method---准静态力-力矩方法4）Quasi-Static Straight-Line Acceleration---准静态直线加速第三章客车侧倾稳定性试验仿真建模及设计3.1 ADAMS的建模思路3.1.1 ADAMS的软件介绍及理论基础；3.1.2 ADAMS/Car的建模思路；3.2 前悬架动力学模型的建立（双横臂悬架）；3.2.1 双横臂悬架的结构和工作原理；3.2.2 双横臂悬架子系统与转向系统的建立；3.3 后悬架动力学模型的建立（空气悬架）3.3.1 空气悬架的结构和工作原理；3.3.2 不同空气弹簧型式的特点分析；3.3.3 空气弹簧的建立；3.3.4 减震器模型和各轴套的建立；3.3.5 横向稳定杆的建立；3.4 轮胎特性参数的确定；3.5 其他子系统动力学模型的建立3.5.1 制动系统的建立；3.5.2 动力总成及车身的建立；3.6 客车质心位置及个总成部件质量的确定；第四章客车动态侧倾稳定性试验仿真实例及分析4.1 客车动态侧倾稳定性试验方法1）固定转弯半径变车速试验 2）固定车速变转向角试验3）稳态回转试验4）蛇行试验5）转向瞬态响应6）单移线实验4.2 客车动态侧倾稳定性的仿真分析1）客车定半径变车速试验仿真2）客车定车速变转向角试验仿真。
提高操纵稳定性的电子控制措施
04
电子控制措施在提高操纵稳定 性中的优势与挑战
电子控制措施在提高操纵稳定性中的优势
提高响应速度
电子控制措施能够快速响应驾驶员的操纵指令，通过调整发动机、 制动器等部件的参数，实现车辆操纵的稳定性。
优化车辆动力学
电子控制措施可以根据车辆的实时状态和驾驶员的意图，对车辆的 动力学进行优化，提高车辆在各种工况下的操纵稳定性。
电子控制措施原理
01
传感器
通过各种传感器实时监测车辆的 状态和驾驶员的操作，并将信号 传递给电子控制单元。
02
03
电子控制单元
执行器
接收来自传感器的信号，根据预 设的控制算法对信号进行处理， 并输出控制指令。
接收来自电子控制单元的控制指 令，对相应的系统进行精应用
01
悬挂系统
通过电子控制单元对悬挂系统的刚度和阻尼进行精确控制，以适应不同
的行驶路况和驾驶员的操作习惯，提高车辆的操纵稳定性和行驶舒适性
。
02
转向系统
通过电子控制单元对转向系统的助力大小和响应速度进行精确控制，以
适应不同的行驶速度和驾驶员的操作习惯，提高车辆的操纵稳定性和行
驶安全性。
03
制动系统
通过电子控制单元对制动系统的制动力和制动响应速度进行精确控制，
互联化发展
随着车联网技术的不断发展，未来电子控制措施将更加互联化，实 现车与车、车与基础设施之间的信息共享和协同控制。
05
案例分析：某车型电子控制措 施在提高操纵稳定性中的应用
案例背景介绍
某车型在操纵稳定性方面存在不足
某车型在操纵稳定性方面存在不足，如转向不足、侧倾等问题，影响了驾驶体验和安全 性。
THANKS
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H09整车性能试验大纲第五部分操稳性5 操稳试验5/1 操稳2/2 侧倾角整车性能测试：5-操稳测试测试车辆I 里程重量| 日期| 试验部门工程师签字Acceleration—•—Standard C/G Vehicle —■—High C/G Vehicle侧倾角测试标准1 0匸u o 一mu 二。
三1>0.3g 0.4a 0.5e试验记录试验评价:操稳试验评价1.目的2.试验准备3.测量仪器4.测试阶段5.评估6.分析7.操控性8.驾驶性9.评估表1.目的在主观评估中，驾驶员不仅是车辆系统中的控制单元，也同时作为测量仪器对车辆性能特性进行主观感受及评估。
该方法不仅将驾驶特性测试及具体驾驶性能测试结合，而且将驾驶特性与驾驶安全性联系在一起。
然而因为该方法不是基于客观测量，其再现性和准确性存在局限。
2.评估前工作2.1准备定义评估主题2.2试验条件根据测试跑道，路面情况和车辆载荷2.3测试时期和评估的持续时间2.4明确评估区间（例如其他车辆作为对比对象，竞争对手的车型等）2.5必要的话，试验驾驶员可以澄清车辆问题3.测量设备3.1标定速度表精确度：± 1 km/h 。
3.2测量表4．测试阶段测试阶段随计划而定。
5．评估5.1根据评级系统进行评估5.1.1根据评估方法，也可以应用隐蔽评级，例如：如果可能的话，无偏差评级。
5.1.2通过两人进行评估。
6．分析6.1平均值=试验结果6.2通过使用足够数量的评估结果确定不规则值7．操控性描述7.1总体安全性感受测试车辆的整体性依据驾驶安全性进行评估。
可操作性，合理布置及控制组件的功能性也同样需要评估（驾驶员的工作区）。
7.1.1评估评估等级包括所有单独标准，例如起动性能，直线驾驶，回转性能，转向性能和制动性能。
被评估且结果过度高于或低于标准的个体标准不应被忽视或过于重视，取决于加重，例如频数及密度- 考虑到安全性时评估总体安全性感受时。
7.1.2车辆状况为达到真实的评估结果，以下参数应在评估项目进行前进行检查：规定轮胎气压，公差界限内的几何数值。
发布的底盘设备。
7.1.3注释原则上操控性测试应在接近其他车辆的试验场跑道。
7.2启动性能起动性能评估应包含以下方面的内容：起动下坐，车轮跳动，起动振动，牵引力，方向稳定性和方向盘反馈。
7.2.1评估评估结果=起动标准的平均值7.2.2行使条件正常起步和节气门全开-从静止开始加速，不同载荷情况，正向/ 逆向驾驶，干燥/潮湿/ 光滑路面。
7.2.3注释评估包含考虑到在不同载荷下不同的路况。
7.3启动下坐对从静止状态下正常起步和节气门全开起步下的下坐角（绝对角度）和下坐加速进行评估。
7.3.1评估绝对车辆抬起和静止加速时的向后下坐。
加速期间的下坐运动平稳性如何？7.3.2行使条件正常起步和节气门全开- 从静止开始加速，不同摩擦系数下不同载荷（干燥/潮湿/ 光滑）。
7.3.3注释注意黑暗中大灯变化区间。
7.4 车轮跳动评估，无论驱动轮是否在高扭矩条件下运转，不能出现阶段性车轮跳动。
7.4.1评估车辆应平稳起动，车轮及方向盘位置必须要保持稳定。
7.4.2行使条件静止下节气门全开加速，不同载荷情况，干燥/潮湿/ 光滑路面；□-开裂，回转，直线驾驶。
7.4.3注释车轮跳动明显，尤其是在潮湿路面上起动时。
不要将其与发动机爆声混淆。
7.5起动期间的摆动在起动和加速时短期剧烈输入后松开方向盘评估车辆反应。
曲线末端车辆的振动特性同样需要进行评估。
7.5.1评估车辆抖动需要在剧烈短期操控输入后减弱。
如果在行驶模式（4.5 级）下振动未减弱或振幅增大，评估结果需降级。
7.5.2行使条件在车辆加速期间，输入可在各档位最大发动机扭矩时被感应到。
（转向角最大60度，操控速度400度每秒，各种载荷况）。
7.5.3注释大多数情况下，当车辆仅搭载驾驶员时振动是最关键的指标。
见测试步骤”振动”。
7.6牵引力对车辆的起动能力和加速性能进行评估。
7.6.1评估考虑到路况和车辆概念（前驱，后驱，四驱，差速锁）。
应保证有良好的牵引力（驱动轮无空转）。
7.6.2行使条件在不同载荷下，车辆在干燥/潮湿/光滑路面；卩-开裂区域，平坦路面，上坡路（冬季测试）配备和不配备挂车的情况下行驶。
7.6.3注释为了获得主观评估结果，可能会实施加速测量。
7.7方向稳定性对车辆是否能保证起动时车辆继续沿着预先确定的方向行驶（直线或曲线）进行评估。
7.7.1评估要求车辆在起动和加速时保证稳定的方向稳定性（直线行驶或弧线行驶）。
任何偏移例如从转向角=0的制动偏移将导致评估结果降级。
7.7.2行使条件不同载荷和道路摩擦系数下的起动和加速性能。
保持方向盘在适当位置。
7.7.3注释不同的气压，几何值或轮胎会导致偏移，因此应保证各项参数与给定值相符。
7.8方向盘反馈7.8.1评估起步和加速时方向盘反应，例如方向盘打向一侧，在适当位置时的方向盘力矩，松开方向盘后的转向角度。
7.8.2评估不要求反馈。
该指标的降级主要取决于方向盘力矩（方向盘握住在一定位置时）。
和转向角度（松开方向盘）。
7.8.3行使条件静止时加速和低速持续驾驶时加速。
在不同载荷和不同摩擦系数下对反馈进行测试。
7.8.4注释“方向盘反馈”标准主要应用于前驱车和配备不同长度的驱动轴。
轮胎间隙和载荷情况是最重要的因素。
最不利的载荷情况为车辆加驾驶员。
7.9直线行使直线驾驶应包含以下标准做为整体来进行评估。
方向稳定性，针对纵向路面接缝的敏感度，载荷变化对转向的影响，自动转向，摆动不稳定和侧风敏感度。
7.9.1行使条件各种载荷（包含仅在车辆一侧的载荷），加速至最高车速，乡间小路和高速公路区域，直线行驶。
7.10平整路面上的方向稳定性在目测的路面平整的高速公路或乡村公路上，评估车辆的直线行驶性能。
7.10.1评估在无驾驶员干涉及路面干涉的情况下，车辆必须保持预先确定的方向下行驶直至最高车速。
转向修正以保证方向将被降级。
7.10.2行使条件各种载荷（包含仅在车辆一侧的载荷），加速至最高车速，乡间小路和高速公路区域，直线行驶。
7.10.3注释注意侧风或阵强风。
7.11不平整路面上的方向稳定性在外表路面不平整的公路（经常修补的乡村路）上评估车辆的直线行驶性能。
7.11.1评估在不平整路面上车辆在无需纠正的前提下保持预先确定的方向。
评估标准取决于实施纠正车辆保持直线行驶转向动作的频率及强度以及方向盘在适当位置时车辆的左右偏移。
7.11.2行使条件各种载荷（包含仅在车辆一侧的载荷在极度不平整的路面。
7.12针对纵向路面接缝的敏感度对车辆行驶过有小角度纵向路面接缝的车辆反馈进行评估。
7.12.1评估车辆行驶方向在跨越高速公路，接缝线，标志线等上的纵向路面接缝时不应受到影响。
方向盘不要求有反馈。
7.12.2行使条件加速至最高车速，各种载荷，高速公路和乡村公路。
7.12.3注释针对纵向路面接缝的敏感度通常是由轮胎弹性过高和/ 或橡胶悬置影响。
7.13载荷变更的转向对车辆由滑行变为行驶模式或反之时车辆针对预先确定方向的偏移进行评估。
7.13.1评估车辆在载荷变化的情况下车辆预先确定行驶方向不应产生偏移。
出现的偏移将降低评估结果。
7.13.2行使条件由载荷变化操纵反馈通常发生在发动机最高扭矩区间。
载荷变化操纵试验在各档位最大发动机时进行，搭配不同载荷工况及车轮间隙。
7.13.3注释载荷变更操控通常是由左右车轮悬架的差异导致的。
例如车桥几何性质，跳起及回弹引起的行政变化，不同力的弹性和输入例如不同长度驱动轴（前驱）。
7.14车辆自动转向对左右车辆或所有车轮受到冲撞时的方向稳定性进行评估。
7.14.1评估不管在是何种路面上车辆应保持预先确定的方向。
评估方向改变或车身运动与碰撞严重度和强度保持一致。
7.14.2行使条件不同载荷搭配不同车速进行直线行驶。
7.14.3注释由于概念（轮距，前张）引起的几何尺寸变化导致可车辆自转向。
车轮悬架不同步以及转向系统也可以导致车辆自转向。
7.15摆动不稳定对剧烈输入后车辆的反馈进行评估。
7.15.1评估车辆转向后应以迅速抖动衰减的行驶尽快的回到预先确定的行驶方向上。
振荡未衰减或振幅增高都将影响评估结果。
7.15.2行使条件在不同载荷最高车速下进行转向。
7.15.3注释振动主要由车辆驱动形式和载荷较轻的情况下发生。
前驱车的振动主要由驱动轴角度和传动轴关系引起。
应注意额定的车轮间隙。
方向盘的转动惯量也可以严重影响振动行为。
7.16侧风感应度7.17转向性能转向性能作为针对所有标准的通用性项目进行评估，即驾驶员进行转向操作。
包括准静态回转在内的标准（见回转性能）。
7.17.1评估转向性能评估是转向性能中所有标准的综合。
高于或低于平均值的个体标准值根据其重要性和频率影响转向评估的最终结果。
7.17.2行使条件转向性能评估在整个测试环节中进行。
7.18转向输入反馈转向操纵后，车辆反馈在考虑到转向反馈，沟渠影响，转向输入后的反馈及路面接触感下进行评估。
7.18.1评估良好的公路接触面是通过及时的转向反馈和转向梯度效用，这将有益于转向性能的评估结果。
车辆应针对预先确定的转向输入自发且顺畅的做出犯哭，不会产生脱离预先确定行驶半径的偏移。
如果要修正转向角度，将产生转向输入和恶劣公路接触面的反馈。
7.18.2行使条件各种载荷，车辆在专业试验跑道或高速公路上加速至最高车速。
7.19转向反馈对车辆转向输入到车辆改变行驶方向所需反馈时间进行评估。
7.19.1评估车辆反馈应自发从方向盘中心到给定转向角度进行反馈。
假设该反馈过慢或过快，需标记相应的等级并对评估结果降级。
7.19.2行使条件加速至最高车速的转向反馈特性，转向输入应在区间+10%，转向角度速度约为20 - 50 %.7.19.3注释7.20梯度效应7.20.1评估转向成效应随着转向操纵一同增长。
应在评估结果图上标明转向过度和转向不足并随之降低评估等级。
7.20.2行使条件转向梯度的评估条件为直线行驶依据车速到方向盘角大约为士30° .，转向速度大约为20 - 50° /s.7.21转向反馈对车辆转向操纵后反馈7.21.1评估在转向输入角度基础上的方向改变应有持续性。
如果车辆改变方向，即使转向角度保持不变，评估结果将降级。
转向输入后的反馈可以由前桥或者后桥引起，取决于车桥的弹性。
7.21.2行使条件车辆直线行驶下进行转向反馈评估，预先确定一个转向角度并且保持直至达到稳定回转状态。
转向速度为y 20 - 50° /s，转向角度最大至20°（取决于车速）7.21.3注释转向输入后的反馈有可能由于车桥或车轮过度弹性值引起。
7.22公路接触面对转动操纵后由侧向力导致的及悬架系统柔顺力引起的显著的反馈力进行评估。