操縱穩(wěn)定性概述

1、1 汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過(guò)分緊張、疲勞汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過(guò)分緊張、疲勞的情況下，汽車(chē)能遵循駕駛者通過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向車(chē)輪給定的情況下，汽車(chē)能遵循駕駛者通過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向車(chē)輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，汽車(chē)能抵抗干擾而保持的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，汽車(chē)能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。穩(wěn)定行駛的能力。 汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性是汽車(chē)汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性是汽車(chē)主動(dòng)安全性主動(dòng)安全性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。第五章汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性返回目錄返回目錄2第一節(jié) 概述 本節(jié)將介紹汽車(chē)操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容、車(chē)輛坐本節(jié)將介紹汽車(chē)操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容、車(chē)輛坐標(biāo)系、轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入下

2、的時(shí)域響應(yīng)特性等。標(biāo)系、轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入下的時(shí)域響應(yīng)特性等。 本節(jié)還將介紹操縱穩(wěn)定性的研究方法及試驗(yàn)評(píng)價(jià)本節(jié)還將介紹操縱穩(wěn)定性的研究方法及試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。方法。第五章 汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性返回目錄返回目錄3 汽車(chē)在轉(zhuǎn)向盤(pán)輸入或外界干擾輸入下的側(cè)向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)汽車(chē)在轉(zhuǎn)向盤(pán)輸入或外界干擾輸入下的側(cè)向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)隨時(shí)間而變化的特性稱(chēng)為隨時(shí)間而變化的特性稱(chēng)為時(shí)域響應(yīng)特性時(shí)域響應(yīng)特性。 轉(zhuǎn)向盤(pán)輸入有角位移輸入和力矩輸入。轉(zhuǎn)向盤(pán)輸入有角位移輸入和力矩輸入。 外界干擾輸入主要是指?jìng)?cè)向風(fēng)和路面不平產(chǎn)生的側(cè)向外界干擾輸入主要是指?jìng)?cè)向風(fēng)和路面不平產(chǎn)生的側(cè)向力。力。第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述一、操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容41.轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍

3、輸入下的響應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng) 橫擺角速度增益橫擺角速度增益轉(zhuǎn)向靈敏度。轉(zhuǎn)向靈敏度。評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量 反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)時(shí)間。 橫擺角速度波動(dòng)的橫擺角速度波動(dòng)的無(wú)阻尼圓頻率。無(wú)阻尼圓頻率。評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容5 轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角正弦輸轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角正弦輸入下，頻率由入下，頻率由0變變化時(shí)，汽車(chē)橫擺角速化時(shí)，汽車(chē)橫擺角速度與轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角的振度與轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角的振幅比及相位差的變化幅比及相位差的變化規(guī)律。規(guī)律。 共振峰頻率。共振峰頻率。 共振時(shí)振幅比。共振時(shí)振幅比。 相位滯后角。相位滯后角。 穩(wěn)態(tài)增益。穩(wěn)態(tài)增益。評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性

4、概述2.橫擺角速度頻率響應(yīng)特性操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容63.轉(zhuǎn)向盤(pán)中間位置操縱穩(wěn)定性 轉(zhuǎn)向靈敏度。轉(zhuǎn)向靈敏度。 轉(zhuǎn)向盤(pán)力特性。轉(zhuǎn)向盤(pán)力特性。 轉(zhuǎn)向功靈敏度。轉(zhuǎn)向功靈敏度。評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述 轉(zhuǎn)向盤(pán)力輸入轉(zhuǎn)向盤(pán)力輸入下的時(shí)域響應(yīng)。下的時(shí)域響應(yīng)。 回正后剩余橫擺角回正后剩余橫擺角速度與剩余橫擺角。速度與剩余橫擺角。 達(dá)到剩余橫擺角速達(dá)到剩余橫擺角速度的時(shí)間。度的時(shí)間。評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量4.回正性操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容 轉(zhuǎn)向盤(pán)小轉(zhuǎn)角、低頻轉(zhuǎn)向盤(pán)小轉(zhuǎn)角、低頻正弦輸入下，汽車(chē)高速正弦輸入下，汽車(chē)高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性。行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性。7車(chē)型車(chē)型最小

5、轉(zhuǎn)最小轉(zhuǎn)向半向半徑徑/ /m（左（左/ /右）右）Audi A45.6/5.6（軸距（軸距2650 mm ）寶馬寶馬520i5.65/5.65（軸距（軸距2830 mm ）雷克薩斯雷克薩斯LS4305.4/5.3（軸距（軸距2925 mm ）一些常見(jiàn)車(chē)型的最小轉(zhuǎn)向半徑一些常見(jiàn)車(chē)型的最小轉(zhuǎn)向半徑評(píng)價(jià)參量：最小轉(zhuǎn)向半徑。評(píng)價(jià)參量：最小轉(zhuǎn)向半徑。第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述5.轉(zhuǎn)向半徑操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容8 評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)輕便評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)輕便程度的特性。程度的特性。 包括原地轉(zhuǎn)向輕便性、包括原地轉(zhuǎn)向輕便性、低速行駛轉(zhuǎn)向輕便性和高低速行駛轉(zhuǎn)向輕便性和高速行駛轉(zhuǎn)向輕便性。速行駛轉(zhuǎn)向輕便性

6、。 轉(zhuǎn)向力。轉(zhuǎn)向力。 轉(zhuǎn)向功。轉(zhuǎn)向功。目前部分轎車(chē)上使用的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（目前部分轎車(chē)上使用的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS），），能很好地兼顧各種車(chē)速下行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向輕便性。能很好地兼顧各種車(chē)速下行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向輕便性。評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述6.轉(zhuǎn)向輕便性操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容9直線行駛性直線行駛性轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角和（累計(jì)值）轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角和（累計(jì)值）側(cè)向風(fēng)敏感性側(cè)向風(fēng)敏感性路面不平敏感性路面不平敏感性側(cè)向偏移側(cè)向偏移評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述7.直線行駛性能操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容10 蛇行性能蛇行性能 移線性能移線性能 雙移線性能

7、雙移線性能回避障礙性能回避障礙性能 轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向力、側(cè)向加速度、橫力、側(cè)向加速度、橫擺角速度、側(cè)偏角、擺角速度、側(cè)偏角、車(chē)速等。車(chē)速等。在汽車(chē)性能參數(shù)里，往往以應(yīng)急性能給出。在汽車(chē)性能參數(shù)里，往往以應(yīng)急性能給出。主要包括：蛇行繞樁速度（滿(mǎn)載主要包括：蛇行繞樁速度（滿(mǎn)載/空載）、空載）、緊急變線速度（滿(mǎn)載緊急變線速度（滿(mǎn)載/空載）?？蛰d）。評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述8.典型行駛工況性能操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容11 三輛轎車(chē)在做三輛轎車(chē)在做蛇形繞樁性能對(duì)蛇形繞樁性能對(duì)比測(cè)試。比測(cè)試。第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述12第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述13汽車(chē)在繞樁（轉(zhuǎn)向

8、）時(shí)車(chē)身總有一定的傾斜汽車(chē)在繞樁（轉(zhuǎn)向）時(shí)車(chē)身總有一定的傾斜第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述14有些轎車(chē)的車(chē)身側(cè)傾比較嚴(yán)重有些轎車(chē)的車(chē)身側(cè)傾比較嚴(yán)重第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述15車(chē)身外傾車(chē)身外傾駕駛艙內(nèi)傾駕駛艙內(nèi)傾設(shè)計(jì)的理念是駕設(shè)計(jì)的理念是駕駛艙永不傾斜駛艙永不傾斜第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述16第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述17車(chē)型車(chē)型緊急變線速度緊急變線速度/（km h1）（空載）（空載） 新雅閣新雅閣97.3 馬自達(dá)馬自達(dá)6120 Audi A4124.9 Audi A8131.6一些常見(jiàn)轎車(chē)的緊急變線速度一些常見(jiàn)轎車(chē)的緊急變線速度第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容18第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性

9、概述蛇形繞樁測(cè)試蛇形繞樁測(cè)試（視頻）（視頻）19第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述蛇形繞樁測(cè)試蛇形繞樁測(cè)試（視頻）（視頻）20第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述蛇形繞樁測(cè)試蛇形繞樁測(cè)試（視頻）（視頻）21第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述蛇形繞樁測(cè)試蛇形繞樁測(cè)試（視頻）（視頻）22極限側(cè)向加速度極限側(cè)向加速度抗側(cè)翻能力抗側(cè)翻能力極限車(chē)速極限車(chē)速 回至原來(lái)路徑回至原來(lái)路徑所需時(shí)間所需時(shí)間評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量評(píng)價(jià)參量 圓周行駛極限圓周行駛極限側(cè)向加速度側(cè)向加速度第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述9.極限行駛能力 發(fā)生側(cè)滑時(shí)的發(fā)生側(cè)滑時(shí)的控制能力控制能力操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容23第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述1.車(chē)輛

10、坐標(biāo)系二、車(chē)輛坐標(biāo)系與轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入下的時(shí)域響應(yīng)24 汽車(chē)直線行駛時(shí)，急速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)至某一轉(zhuǎn)角時(shí)，停止轉(zhuǎn)汽車(chē)直線行駛時(shí)，急速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)至某一轉(zhuǎn)角時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)并維持此轉(zhuǎn)角不變，即給汽車(chē)以動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)并維持此轉(zhuǎn)角不變，即給汽車(chē)以轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入。時(shí)間時(shí)間 t轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述2.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性 轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入經(jīng)短暫時(shí)間后，汽車(chē)進(jìn)入等速圓周行駛，轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入經(jīng)短暫時(shí)間后，汽車(chē)進(jìn)入等速圓周行駛，稱(chēng)為轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。稱(chēng)為轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。sw025不足轉(zhuǎn)向不足轉(zhuǎn)向 ；中性轉(zhuǎn)向中性轉(zhuǎn)向 不變；不變；過(guò)多轉(zhuǎn)向過(guò)多轉(zhuǎn)向 。穩(wěn)態(tài)響

11、應(yīng)特性有三種類(lèi)型穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性有三種類(lèi)型第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述auRauRauR26 轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入前后，入前后，直線行駛與直線行駛與等速圓周行駛這兩個(gè)等速圓周行駛這兩個(gè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)之間的過(guò)渡穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)之間的過(guò)渡過(guò)程是一種瞬態(tài)，相過(guò)程是一種瞬態(tài)，相應(yīng)的瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)稱(chēng)應(yīng)的瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)稱(chēng)為為轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)下的瞬態(tài)響應(yīng)。第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述3.瞬態(tài)響應(yīng)特性27 1）時(shí)間上的滯后）時(shí)間上的滯后瞬態(tài)響應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)瞬態(tài)響應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述2）執(zhí)行上的誤差）執(zhí)行上的誤差（r1/r0）100 稱(chēng)為超調(diào)量稱(chēng)為超調(diào)量3）橫擺角速度的波動(dòng)）橫擺角速度的波動(dòng) 波動(dòng)的波動(dòng)的 2/T , 取取決于汽車(chē)的結(jié)構(gòu)參數(shù)決于汽車(chē)的結(jié)構(gòu)參數(shù) 4）進(jìn)入穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷）進(jìn)入穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間的時(shí)間28將汽車(chē)作為開(kāi)路控制系統(tǒng)將汽車(chē)作為開(kāi)路控制系統(tǒng)人人汽車(chē)系統(tǒng)作為閉路系統(tǒng)汽車(chē)系統(tǒng)作為閉路系統(tǒng)第一節(jié) 操縱穩(wěn)定性概述三、操縱穩(wěn)定性的研究方法29 通過(guò)儀器測(cè)出橫擺角通過(guò)