第六章汽車(chē)操縱穩(wěn)定性

汽車(chē)?yán)碚撈?chē)的操縱穩(wěn)定性預(yù)備知識(shí)

汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的功能、組成、構(gòu)造及工作原理。中心思想

首先介紹操縱穩(wěn)定性的基本概念（評(píng)價(jià)指標(biāo)、輪胎側(cè)偏特性），然后分析線(xiàn)性二自由度的汽車(chē)模型，最后介紹汽車(chē)行駛時(shí)的側(cè)翻和側(cè)滑。汽車(chē)?yán)碚摰谝还?jié)概述汽車(chē)?yán)碚?/p>

汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過(guò)分緊張、疲勞的條件下，汽車(chē)能遵循駕駛者通過(guò)轉(zhuǎn)向系及轉(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)能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。

汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性不僅影響到汽車(chē)駕駛的操縱方便程度，也是影響汽車(chē)安全性的重要因素之一。汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性包括兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的部分，即操作性和穩(wěn)定性。

操縱性是汽車(chē)能夠確切地響應(yīng)駕駛員指令的能力。

穩(wěn)定性是汽車(chē)抵抗改變其行駛方向的各種外界干擾(路面擾動(dòng)或風(fēng)擾動(dòng))，并保持穩(wěn)定行駛而不失去控制，甚至翻車(chē)或側(cè)滑的能力。汽車(chē)?yán)碚撥?chē)輛坐標(biāo)系和汽車(chē)主要運(yùn)動(dòng)形式汽車(chē)?yán)碚撗豖方向：縱向運(yùn)動(dòng)；繞x方向：側(cè)傾運(yùn)動(dòng)；沿Y方向：側(cè)向運(yùn)動(dòng)；繞y方向：俯仰運(yùn)動(dòng)；沿z方向：上下運(yùn)動(dòng)；繞z方向：橫擺運(yùn)動(dòng)。汽車(chē)操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法汽車(chē)?yán)碚撈?chē)?yán)碚撊?-車(chē)閉環(huán)系統(tǒng)汽車(chē)?yán)碚撈?chē)試驗(yàn)的兩種評(píng)價(jià)方法客觀(guān)評(píng)價(jià)法客觀(guān)評(píng)價(jià)通過(guò)儀器測(cè)試能定量評(píng)價(jià)汽車(chē)性能，且能通過(guò)分析求出其與汽車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系。主觀(guān)評(píng)價(jià)法主觀(guān)評(píng)價(jià)考慮到了人的感覺(jué)，能發(fā)現(xiàn)儀器不能測(cè)試出的現(xiàn)象，是操縱穩(wěn)定性的最終評(píng)價(jià)方法，但很難給出定量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。汽車(chē)?yán)碚撈?chē)?yán)碚摰诙?jié)輪胎的側(cè)偏特性輪胎坐標(biāo)系汽車(chē)?yán)碚摰孛孀饔迷谳喬ド系闹饕土兀貉豿方向：地面切向反作用力(縱向力)Fx;沿y方向：地面?zhèn)认蚍醋饔昧?側(cè)向力)Fy;沿z方向：地面法向反作用力Fz;繞x軸：翻轉(zhuǎn)力矩Mx；繞y軸：滾動(dòng)阻力矩My；繞z軸：回正力矩Mz；

汽車(chē)在行駛中由于受轉(zhuǎn)向、路面傾斜、風(fēng)力等引起的側(cè)向力的作用，使輪心速度方向偏離車(chē)輪平面的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)向引起的側(cè)向力總是指向汽車(chē)內(nèi)側(cè)。側(cè)偏角總是位于和側(cè)偏力指向相反的一側(cè)。輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象汽車(chē)?yán)碚揷FyuccFyucu′△

沒(méi)有側(cè)向滑移

有側(cè)向滑移圖有側(cè)向力作用時(shí)剛性車(chē)輪的滾動(dòng)u車(chē)輪中心沿Y軸方向若作用有側(cè)向力Fy，相應(yīng)地在地面上產(chǎn)生地面?zhèn)认蚍醋饔昧Y，F(xiàn)Y也稱(chēng)為側(cè)偏力。當(dāng)有地面?zhèn)认蚍醋饔昧r(shí)，若車(chē)輪是剛性的，則可能發(fā)生兩種情況：汽車(chē)?yán)碚搶?shí)際上：車(chē)輪都不是剛性的，車(chē)輪存在側(cè)向彈性，因此，即使側(cè)向力Fy沒(méi)有達(dá)到車(chē)輪與地面之間的附著極限，車(chē)輪的行駛方向也將偏離車(chē)輪平面的方向，即發(fā)生側(cè)偏現(xiàn)象。輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象汽車(chē)?yán)碚摼哂袀?cè)向彈性的車(chē)輪在垂直載荷的作用下，車(chē)輪中心受到側(cè)向力Fy，地面有相應(yīng)的側(cè)偏力Fy時(shí)具有下面的兩種情況：車(chē)輪靜止不滾動(dòng)：輪胎胎面接地印跡的中心線(xiàn)與輪胎平面分開(kāi)一個(gè)距離Δh，且平行。車(chē)輪滾動(dòng)：接地印跡的中心線(xiàn)與輪胎平面錯(cuò)開(kāi)，且有一夾角(側(cè)偏角)，此時(shí)，車(chē)輪沿接地印跡的中心線(xiàn)方向滾動(dòng)。輪胎不對(duì)稱(chēng)受力

產(chǎn)生的回正力矩汽車(chē)?yán)碚摶卣亍@OZ軸的力矩

Tz是使轉(zhuǎn)向車(chē)輪回復(fù)到直線(xiàn)行駛位置的主要恢復(fù)力矩之一，稱(chēng)為回正力矩?；卣厥怯山拥孛鎯?nèi)分布的微元側(cè)向反力產(chǎn)生的。在側(cè)偏角<5時(shí)，側(cè)偏力和側(cè)偏角成線(xiàn)性關(guān)系。這時(shí)，式中，k稱(chēng)為側(cè)偏剛度（N/rad）。為曲線(xiàn)在=0處的斜率。按輪胎坐標(biāo)系，側(cè)偏力和側(cè)偏角總是反號(hào)，故側(cè)偏剛度總是負(fù)值。輪胎的側(cè)偏特性汽車(chē)?yán)碚搨?cè)偏特性主要是闡述側(cè)偏力、回正力矩、側(cè)偏角之間的關(guān)系。側(cè)偏力與側(cè)偏角的關(guān)系汽車(chē)?yán)碚撚绊戄喬?cè)偏特性的主要因素汽車(chē)?yán)碚撚绊戄喬?cè)偏彈性的主要因素是：輪胎結(jié)構(gòu)參數(shù)輪胎的使用參數(shù)具體包括側(cè)偏角、外傾角、垂直載荷、在接地印跡上的分布、路面附著系數(shù)、輪胎的縱向滑移率等垂直載荷增大，k增大；但垂直載荷過(guò)大，輪胎與地面接觸區(qū)的壓力變得極不均勻，k反而減小。汽車(chē)?yán)碚撦喬バ问胶徒Y(jié)構(gòu)參數(shù)的影響

a.子午線(xiàn)胎比斜交胎側(cè)偏剛度高。

b.扁平率（=輪胎高度H/寬度B）小的輪胎側(cè)偏剛度大。汽車(chē)?yán)碚?/p>

c.胎壓大，則側(cè)偏剛度大，但胎壓太大側(cè)偏剛度基本不變。試驗(yàn)時(shí)，可能通過(guò)改變減少胎壓改變穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果。汽車(chē)?yán)碚摳街鴻E圓一定側(cè)偏角下，驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力增加時(shí)，側(cè)偏力逐漸有所減小，這是由于輪胎側(cè)線(xiàn)彈性有所改變的關(guān)系。當(dāng)縱向力相當(dāng)大時(shí)，側(cè)偏力顯著下降，接近附著極限時(shí)，切向力已耗去大部分附著力，而側(cè)向力能利用的附著力很小。路面對(duì)側(cè)偏特性的影響路面干濕程度的影響路面越濕，最大側(cè)偏力越小。薄水層的影響

路面有薄水層時(shí)，輪胎可能會(huì)完全失去側(cè)偏力，這稱(chēng)為“滑水”現(xiàn)象。第二節(jié)線(xiàn)性二自由度汽車(chē)模型對(duì)前輪角輸入的響應(yīng)汽車(chē)?yán)碚撈?chē)模型的簡(jiǎn)化*忽略轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，直接以前輪轉(zhuǎn)角為輸入。*不考慮振動(dòng)、側(cè)傾、俯仰運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為汽車(chē)只作平行于地面的運(yùn)動(dòng)；*不考慮輪胎切向力、外傾角、空氣阻力的影響；*忽略左右輪胎載荷變化引起的側(cè)偏特性變化；*忽略輪胎回正力矩；*認(rèn)為輪胎側(cè)偏特性處于線(xiàn)性范圍；*認(rèn)為汽車(chē)沿x軸速度不變。汽車(chē)?yán)碚?.1二自由度汽車(chē)模型汽車(chē)?yán)碚?--前輪轉(zhuǎn)角(車(chē)輪旋轉(zhuǎn)平面與汽車(chē)縱向的夾角)ab---汽車(chē)前后軸到質(zhì)心的水平距

---橫擺角速度

---質(zhì)心處的側(cè)偏角α1α2---分別為汽車(chē)前、后車(chē)輪上的側(cè)偏角(車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)平面與車(chē)輪行駛速度方向之間的夾角)汽車(chē)?yán)碚摱杂啥绕?chē)的運(yùn)動(dòng)微分方程：式中：u，v-汽車(chē)質(zhì)心速度在x,y軸上的分量;-前輪轉(zhuǎn)角；

k1，k2-前、后輪胎側(cè)偏剛度；

a，b-汽車(chē)前后軸到質(zhì)心的水平距離

；

-橫擺角速度

-質(zhì)心處的側(cè)偏角汽車(chē)?yán)碚?.2瞬態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)汽車(chē)的時(shí)域響應(yīng)可分為:不隨時(shí)間變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和隨時(shí)間變化的瞬態(tài)響應(yīng)。汽車(chē)等速直線(xiàn)行駛是一種穩(wěn)態(tài)，給汽車(chē)以轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入，一般汽車(chē)經(jīng)短暫時(shí)間后便進(jìn)入等速圓周行駛，這也是一種穩(wěn)態(tài)，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)。在等速直線(xiàn)行駛與等速圓周行駛這兩個(gè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)之間的過(guò)渡過(guò)程便是一種瞬態(tài)，相應(yīng)的瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)稱(chēng)為轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)。汽車(chē)?yán)碚撈?chē)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)下汽車(chē)平面運(yùn)動(dòng)方程為消去v后，得：汽車(chē)?yán)碚?/p>

式中：

—穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，也叫轉(zhuǎn)向靈敏度；

K—穩(wěn)定性因數(shù)（s2/m2）(K值與汽車(chē)的質(zhì)量、質(zhì)心位置以及前后車(chē)輪的側(cè)偏剛度有關(guān)，它是汽車(chē)本身具有的一個(gè)特性)；

—橫擺角速度；

u—車(chē)速；δ—前輪轉(zhuǎn)角；

m—汽車(chē)質(zhì)量；L—軸距；

a，b—汽車(chē)質(zhì)心到前后軸的距離；

k1，k2—前后輪側(cè)偏剛度。汽車(chē)?yán)碚撋鲜奖砻鳎浩?chē)轉(zhuǎn)向半徑與汽車(chē)的行駛速度、穩(wěn)定性因數(shù)、汽車(chē)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，也說(shuō)明了轉(zhuǎn)向半徑隨上述參數(shù)變化情況。汽車(chē)?yán)碚撈?chē)?yán)碚撈?chē)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的類(lèi)型穩(wěn)定性因數(shù)K是表征汽車(chē)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一個(gè)重要的參數(shù)。隨著汽車(chē)行駛車(chē)速的變化，汽車(chē)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)可以按照穩(wěn)定性因數(shù)K的數(shù)值分為：中性轉(zhuǎn)向不足轉(zhuǎn)向過(guò)度轉(zhuǎn)向三種穩(wěn)態(tài)響應(yīng)汽車(chē)?yán)碚?/p>

K=0時(shí)，汽車(chē)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為中性轉(zhuǎn)向。這時(shí)，轉(zhuǎn)向半徑，汽車(chē)的轉(zhuǎn)向半徑與其行駛速度無(wú)關(guān)，無(wú)論行駛速度怎么改變，只要保持前輪的轉(zhuǎn)向角保持不變，汽車(chē)的轉(zhuǎn)向半徑不變。這是在汽車(chē)以極低車(chē)速而無(wú)側(cè)偏時(shí)的轉(zhuǎn)向幾何關(guān)系。但實(shí)際上汽車(chē)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中，即使車(chē)速低，內(nèi)外前輪的轉(zhuǎn)向角并不相等，且不等于。外側(cè)的比稍小，內(nèi)側(cè)的比稍大。汽車(chē)中性轉(zhuǎn)向（NeutralSteer,NS）汽車(chē)?yán)碚撈?chē)?yán)碚撈?chē)穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線(xiàn)汽車(chē)?yán)碚撛诓煌能?chē)速下汽車(chē)的穩(wěn)態(tài)橫擺增益曲線(xiàn)，給出了在穩(wěn)定性因數(shù)分別為0、大于0、小于0三種狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的汽車(chē)的三種轉(zhuǎn)向特性。

K>0稱(chēng)為不足轉(zhuǎn)向。不足轉(zhuǎn)向汽車(chē)加速時(shí)，和中性轉(zhuǎn)向時(shí)比，根據(jù)穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益比中性轉(zhuǎn)向時(shí)較小。在中性轉(zhuǎn)向的汽車(chē)穩(wěn)態(tài)增益曲線(xiàn)下方，且隨著汽車(chē)行駛速度的增加，曲線(xiàn)呈現(xiàn)向下的趨勢(shì)。隨著穩(wěn)定性因數(shù)的增大，橫擺角速度增益曲線(xiàn)越低，不足轉(zhuǎn)向量越大。汽車(chē)不足轉(zhuǎn)向UnderSteerUS汽車(chē)?yán)碚撎卣鬈?chē)速汽車(chē)?yán)碚撎卣鬈?chē)速是表征不足轉(zhuǎn)向的一個(gè)參數(shù)。隨著K值的增大，特征車(chē)速減小。汽車(chē)?yán)碚撘砸欢ǖ那拜嗈D(zhuǎn)角和一定的行駛速度作圓周運(yùn)動(dòng)，若速度增加，汽車(chē)將從原來(lái)的回轉(zhuǎn)圓駛出而形成一個(gè)比原來(lái)半徑更大的回轉(zhuǎn)圓。若保持前輪的轉(zhuǎn)角不變，隨著汽車(chē)的行駛速度的增大，而仍要保持原來(lái)的半徑作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)就顯得前輪轉(zhuǎn)角不足，呈現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向的特性。汽車(chē)?yán)碚撝行赞D(zhuǎn)向下：P136頁(yè)圖汽車(chē)?yán)碚?/p>

K<0稱(chēng)為過(guò)多轉(zhuǎn)向。過(guò)多轉(zhuǎn)向汽車(chē)加速時(shí)，和中性轉(zhuǎn)向相比，穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益較大，但R=，故轉(zhuǎn)向半徑隨車(chē)速增大而減小。顯然，當(dāng)時(shí)，=

。這時(shí)較小的前輪轉(zhuǎn)角都會(huì)導(dǎo)致激轉(zhuǎn)而翻車(chē)。為了保持良好的操縱穩(wěn)定性，汽車(chē)都應(yīng)當(dāng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向。汽車(chē)過(guò)多轉(zhuǎn)向OverSteerOS

汽車(chē)?yán)碚撈?chē)?yán)碚撆R界車(chē)速汽車(chē)?yán)碚撨^(guò)多轉(zhuǎn)向的汽車(chē)當(dāng)行駛速度達(dá)到臨界車(chē)速時(shí)將失去穩(wěn)定性(因?yàn)樵谂R界車(chē)速附近時(shí)，橫擺角速度增益趨于無(wú)窮大，只要極其微小的前輪轉(zhuǎn)角便會(huì)產(chǎn)生極大的橫擺角速度)。由于過(guò)多轉(zhuǎn)向的汽車(chē)易失去穩(wěn)定性，故汽車(chē)都應(yīng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。汽車(chē)?yán)碚摾齈1596-8汽車(chē)?yán)碚?/p>

式中：

—穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，也叫轉(zhuǎn)向靈敏度；

K—穩(wěn)定性因數(shù)（s2/m2）；

—橫擺角速度；

u—車(chē)速；δ—前輪轉(zhuǎn)角；

m—汽車(chē)質(zhì)量；L—軸距；

a，b—汽車(chē)質(zhì)心到前后軸的距離；

k1，k2—前后輪側(cè)偏剛度。知識(shí)點(diǎn)回顧：三種穩(wěn)態(tài)響應(yīng)汽車(chē)穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線(xiàn)表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的參數(shù)1、前、后輪側(cè)偏角絕對(duì)值之差如果不知道輪胎側(cè)偏剛度和汽車(chē)其他參數(shù)，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)判斷汽車(chē)穩(wěn)態(tài)特性。測(cè)出前、后輪側(cè)偏角絕對(duì)值之差，即可求出穩(wěn)定性因數(shù)K來(lái)。并注意到因ay為正時(shí)，F(xiàn)y1，F(xiàn)y2為正，1，2為負(fù)。ay為負(fù)時(shí)，F(xiàn)y1，F(xiàn)y2為負(fù)，1，2為正。故故>0時(shí)，K>0不足轉(zhuǎn)向<0時(shí)，K<0過(guò)多轉(zhuǎn)向=0時(shí)，K=0中性轉(zhuǎn)向當(dāng)側(cè)向加速度大于0.3-0.4g后，前后側(cè)偏角之差和側(cè)向加速度一般進(jìn)入非線(xiàn)性區(qū)域。在大側(cè)向加速度下，許多汽車(chē)穩(wěn)態(tài)特性發(fā)生顯著變化。前后側(cè)偏角之差與轉(zhuǎn)向半徑的關(guān)系注意到有代入，有得到前后側(cè)偏角絕對(duì)值之差與轉(zhuǎn)向半徑的關(guān)系2、轉(zhuǎn)向半徑比此即車(chē)速為u時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑R與初始半徑（車(chē)速極低時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑）R0之比。根據(jù)前式有顯然有：若R>R0

時(shí)，K>0不足轉(zhuǎn)向若R=R0

時(shí)，K=0中性轉(zhuǎn)向若R<R0

時(shí)，K<0過(guò)多轉(zhuǎn)向3、靜態(tài)儲(chǔ)備系數(shù)

1）中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)及其位置的確定

從前式可知，如前后輪側(cè)偏角相等，則K=0。

設(shè)想汽車(chē)質(zhì)心逐漸移動(dòng)，轉(zhuǎn)向時(shí)前后輪產(chǎn)生的側(cè)向力分配將逐漸變化，側(cè)偏角也相應(yīng)變化。如果前后輪產(chǎn)生同一側(cè)偏角，則其對(duì)應(yīng)側(cè)向力的合力作用點(diǎn)稱(chēng)為中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)。圖中c點(diǎn)是質(zhì)心位置，cn是中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)。汽車(chē)向右轉(zhuǎn)向。

中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)到前輪中心的距離為：當(dāng)輪胎和軸距一定時(shí)，中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)到前輪中心的距離便確定。注意到汽車(chē)作穩(wěn)態(tài)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，橫擺角加速度為0，前后輪實(shí)際側(cè)偏力合力作用點(diǎn)即在質(zhì)心位置。如質(zhì)心在Cn前，前輪側(cè)偏力增大，側(cè)偏角增大；后輪側(cè)偏力減少，側(cè)偏角減少，即。如質(zhì)心在Cn后，。定義靜態(tài)貯備系數(shù)SM為：當(dāng)a’=a時(shí)，汽車(chē)質(zhì)心和cn重合，SM=0,,K=0當(dāng)a’>a時(shí)，汽車(chē)質(zhì)心在cn前，SM>0,,K>0當(dāng)a<a’時(shí)，汽車(chē)質(zhì)心在cn后，SM<0,,K<0第四節(jié)汽車(chē)行駛時(shí)的側(cè)翻和側(cè)滑汽車(chē)側(cè)翻汽車(chē)側(cè)滑提高汽車(chē)操作穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)（ESP）一、汽車(chē)側(cè)翻汽車(chē)側(cè)翻是指汽車(chē)在行駛過(guò)程中繞其縱軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)90°或更大的角度，以至車(chē)身與地面相接觸的一種危險(xiǎn)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。汽車(chē)側(cè)翻大體上可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)引起的側(cè)翻(ManeuverInducedRollover)，汽車(chē)在道路(包括側(cè)向坡道)上行駛時(shí)，由于汽車(chē)的側(cè)向加速度超過(guò)一定限值，使得汽車(chē)內(nèi)側(cè)車(chē)輪的垂直反力為零而引起的側(cè)翻；另一類(lèi)是絆倒側(cè)翻(TripedRollover)汽車(chē)行駛時(shí)產(chǎn)生側(cè)向滑移，與路面上的障礙物側(cè)向撞擊而將其“絆倒”。1.剛性汽車(chē)的準(zhǔn)靜態(tài)側(cè)翻

剛性汽車(chē)指忽略汽車(chē)懸架以及輪胎的彈性變形而將汽車(chē)簡(jiǎn)化為一個(gè)剛體。準(zhǔn)靜態(tài)指汽車(chē)作穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。汽車(chē)的質(zhì)量汽車(chē)作穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)時(shí)的側(cè)向加速度道路的側(cè)向坡道角作用在汽車(chē)內(nèi)外側(cè)車(chē)輪上的法向反作用力作用在汽車(chē)內(nèi)外側(cè)車(chē)輪上的側(cè)向力輪距如汽車(chē)在水平路面上直線(xiàn)行駛時(shí)，則。內(nèi)、外側(cè)車(chē)輪上的垂直反力為。當(dāng)汽車(chē)作曲線(xiàn)行駛時(shí)，。若仍要保持汽車(chē)內(nèi)外側(cè)車(chē)輪上的垂直反力不變，則根據(jù)上式，道路的側(cè)向坡道角應(yīng)滿(mǎn)足

。一般高速公路在拐彎處的坡道角就是根據(jù)此原理設(shè)計(jì)的，內(nèi)側(cè)低，外側(cè)高，從而提高汽車(chē)的穩(wěn)定性和行駛速度。隨著側(cè)向加速度的增大，內(nèi)側(cè)車(chē)輪的垂直反力減小，發(fā)生內(nèi)、外側(cè)車(chē)輪上的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。但內(nèi)側(cè)車(chē)輪的垂直反力減小到0時(shí)，即在作曲線(xiàn)行駛時(shí)，汽車(chē)的內(nèi)外側(cè)車(chē)輪上的載荷轉(zhuǎn)移達(dá)到了100%。汽車(chē)在側(cè)傾平面內(nèi)不再能保持平衡，開(kāi)始側(cè)翻。汽車(chē)開(kāi)始側(cè)翻時(shí)所受到的側(cè)向加速度成為側(cè)向閾值?？捎上率浇o出（考慮）道路的坡道角很小當(dāng)汽車(chē)在水平路面上作穩(wěn)態(tài)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，則不發(fā)生側(cè)翻的條件可寫(xiě)為2、帶懸架汽車(chē)的準(zhǔn)靜態(tài)側(cè)翻與剛性汽車(chē)的側(cè)翻模型不同，帶懸架汽車(chē)的模型將汽車(chē)的質(zhì)量分解為懸掛質(zhì)量和非懸掛質(zhì)量?jī)刹糠?。?chē)廂用懸掛質(zhì)量表示。在曲線(xiàn)行駛時(shí)，車(chē)廂的側(cè)傾引起汽車(chē)質(zhì)心位置的偏移，從而改變了汽車(chē)自重的抗側(cè)翻能力，使得側(cè)翻閾值減小。帶懸架汽車(chē)的準(zhǔn)靜態(tài)側(cè)翻的側(cè)翻閾值可表示為3.汽車(chē)的瞬態(tài)側(cè)翻準(zhǔn)靜態(tài)汽車(chē)的側(cè)翻只是實(shí)際汽車(chē)作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化，即假設(shè)了汽車(chē)的側(cè)向加速度的變化較慢。汽車(chē)瞬態(tài)側(cè)翻閾值比準(zhǔn)靜態(tài)小。一般在階躍輸入時(shí)，汽車(chē)的瞬態(tài)側(cè)翻閾值比準(zhǔn)靜態(tài)時(shí)低30-50%。4.汽車(chē)防側(cè)翻的控制利用汽車(chē)內(nèi)外側(cè)車(chē)輪上的載荷轉(zhuǎn)移系數(shù)作為控制的門(mén)檻值。一般情況下LTR的極限值取0.9.二、汽車(chē)的側(cè)滑汽車(chē)的側(cè)滑是指汽車(chē)在作高速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或制動(dòng)過(guò)程中，由于側(cè)向附著力達(dá)到了附著極限狀態(tài)，引起的汽車(chē)劇烈的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。側(cè)滑是汽車(chē)交通事故最常見(jiàn)的原因之一。汽車(chē)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，不發(fā)生側(cè)滑的條件可寫(xiě)為三、提高汽車(chē)操作穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)汽車(chē)加速、制動(dòng)或轉(zhuǎn)向時(shí)，如果駕駛員對(duì)路面情況改變的反應(yīng)和操作不及時(shí)或不準(zhǔn)確（駕駛員一般只能在汽車(chē)側(cè)偏角2～4°內(nèi)對(duì)汽車(chē)側(cè)滑進(jìn)行有效糾正）而側(cè)滑，將造成汽車(chē)失控導(dǎo)致交通事故。美國(guó)一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)顯示，車(chē)速在80～100km/h時(shí)，40%的車(chē)禍與汽車(chē)側(cè)滑失控有關(guān)；車(chē)速超過(guò)160km/h時(shí)，幾乎100%的車(chē)禍與側(cè)滑失控有關(guān)。隨著高速公路的發(fā)展，車(chē)速的提高，汽車(chē)側(cè)滑造成事故的可能性也不斷提高。為了確保車(chē)輛高速行駛的安全性，在車(chē)上裝置汽車(chē)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)十分必要，而現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展也為其研制成功奠定了基礎(chǔ)。三、提高汽車(chē)操作穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)汽車(chē)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的功能是控制車(chē)輛的橫擺力矩，把車(chē)輪側(cè)偏角限制在一定范圍內(nèi)，其目的包括：保證汽車(chē)在制動(dòng)和加速時(shí)的方向穩(wěn)定性和可控性；保證轉(zhuǎn)向時(shí)不出現(xiàn)過(guò)量的不足轉(zhuǎn)向（Understeer）和過(guò)度轉(zhuǎn)向（Oversteer）；增強(qiáng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向反應(yīng)和軌跡跟蹤性能；縮短制動(dòng)距離，改善牽引性能。汽車(chē)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（DSC）是汽車(chē)主動(dòng)安全電控系統(tǒng)的重要研究前沿，是繼ABS之后需要進(jìn)行重點(diǎn)突破的汽車(chē)主動(dòng)安全控制系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)（ESP）DSC動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)-簡(jiǎn)介

DSC：Dynamicstabilitycontrol動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)它對(duì)車(chē)身姿態(tài)的修正方式：當(dāng)車(chē)輛在高速入彎瞬間，在特定的條件下，有可能發(fā)生轉(zhuǎn)向不足的情況。DSC系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)的車(chē)速，側(cè)向加速度，車(chē)身的轉(zhuǎn)角速率及方向盤(pán)轉(zhuǎn)向角度等信息。針對(duì)轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)的后輪單獨(dú)實(shí)施制動(dòng)，并調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出，讓車(chē)身姿態(tài)維持在理想的過(guò)轉(zhuǎn)彎軌跡上，將轉(zhuǎn)向不足情況修正到最低。DSC動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)-簡(jiǎn)介

一汽馬自達(dá)6轎車(chē)在國(guó)內(nèi)中高檔轎車(chē)中以配備技術(shù)水平較高見(jiàn)長(zhǎng)。排量2.3L的馬自達(dá)6轎車(chē)配備了動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC），使得馬自達(dá)6轎車(chē)在車(chē)輛的通過(guò)平順性和操控的準(zhǔn)確和穩(wěn)定性方面達(dá)到了較高的水平。尤其是在連續(xù)轉(zhuǎn)彎的道路上行駛時(shí)對(duì)車(chē)輛實(shí)施的精確控制方面，提高了車(chē)輛的主動(dòng)安全性能。

DSC動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）是一種新型主動(dòng)安全系統(tǒng)，它整合了較多的控制系統(tǒng)，包括防抱制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）、電控輔助制動(dòng)系統(tǒng)（EBA）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）。DSC系統(tǒng)是在包含以上系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加了車(chē)輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)橫擺率傳感器，側(cè)加速傳感器和轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器，通過(guò)這些傳感器發(fā)出的信號(hào)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的狀態(tài)和駕駛員的需求。當(dāng)路面狀況改變使車(chē)輛行駛偏離駕駛員的預(yù)定方向或制動(dòng)車(chē)輪打滑時(shí)，電控單元（ECU）發(fā)出控制前后、左右車(chē)輪驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力的指令，以實(shí)時(shí)修正過(guò)度轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向或車(chē)輪打滑等不利于安全的傾向。

DSC動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)DSC系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：控制所有關(guān)鍵的側(cè)向動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)獲得最大安全性能；在駕駛員因?yàn)轶@恐造成急轉(zhuǎn)時(shí)，主動(dòng)控制轉(zhuǎn)向程度提高汽車(chē)的穩(wěn)定性；提高汽車(chē)在各種工況下的穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)性能；通過(guò)在物理參數(shù)限制范圍之內(nèi)提高操縱穩(wěn)定性使得駕駛員能集中精力于交通狀況：同ABS、EBD、EBA和TCS相比提高了轉(zhuǎn)向能力和穩(wěn)定性。DSC動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)DSC技術(shù)主要由馬自達(dá)公司和寶馬公司采用相類(lèi)似的技術(shù)有保時(shí)捷公司的保時(shí)捷穩(wěn)定管理系統(tǒng)PSM（PorscheStabilityManagement）、奔馳公司和奧迪公司的電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)ESP（ElectronicStabilizationProgram）和沃爾沃公司的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定牽引控制系統(tǒng)DSTC（DynamicStabilityTractionControl）等。名稱(chēng)雖不相同，但在設(shè)計(jì)目標(biāo)、控制策略、追求的性能上大體是相同的。電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)(ElectricStabilityProgram)簡(jiǎn)稱(chēng)ESP。沃爾沃稱(chēng)其為DSTC，寶馬稱(chēng)其為DSC，凌志稱(chēng)其為VSC。汽車(chē)緊急避障或轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)，該系統(tǒng)通過(guò)改變車(chē)輪切向力，使車(chē)輛克服偏離正常路徑的傾向。

1、四通道系統(tǒng)，自動(dòng)向4個(gè)車(chē)輪獨(dú)立施加制動(dòng)力。

2、二通道系統(tǒng)，自動(dòng)向2個(gè)前輪施加制動(dòng)力。

3、三通道系統(tǒng)，向2個(gè)前輪施加獨(dú)立制動(dòng)力，向2后輪施加非獨(dú)立制動(dòng)力。ESP系統(tǒng)

ESP的傳感器轉(zhuǎn)向傳感器輪速傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器側(cè)向加速度傳感器

工作原理根據(jù)各傳感器信號(hào)，發(fā)現(xiàn)汽車(chē)出現(xiàn)甩尾或前輪失去轉(zhuǎn)向能力時(shí)，當(dāng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，程序控制ASR（驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)，又稱(chēng)牽引力控制系統(tǒng)）改變?cè)诟鬏喩系尿?qū)動(dòng)力；當(dāng)汽車(chē)處于制動(dòng)方式時(shí)，控制ABS（防抱死系統(tǒng)）改變?cè)诟鬏喩系闹苿?dòng)力，使汽車(chē)產(chǎn)生額外的力矩，迫使汽車(chē)回到正確的路線(xiàn)上來(lái)。ESP系統(tǒng)工作原理ESP的三大特點(diǎn)

1.實(shí)時(shí)監(jiān)控：ESP能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控駕駛者的操控動(dòng)作、路面反應(yīng)、汽車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并不斷向發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指令。

2.主動(dòng)干預(yù)：ABS等安全技術(shù)主要是對(duì)駕駛者的動(dòng)作起干預(yù)作用，但不能調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)。ESP則可以通過(guò)主動(dòng)調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并調(diào)整每個(gè)輪子的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，來(lái)修正汽車(chē)的過(guò)度轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向不足。

3.事先提醒：當(dāng)駕駛者操作不當(dāng)或路面異常時(shí)，ESP會(huì)用警告燈警示駕駛者。

ESP是如何工作的?

ABS/TCS系統(tǒng)就是要防止在車(chē)輛加速或制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)我們所不期望的縱向滑移。而ElectronicDynamicControl/ESP就是要控制橫向滑移。他是各種工況下的一個(gè)主動(dòng)安全系統(tǒng)，處理各種異常情況，減輕駕駛員的精神緊張及身體疲勞。

只要ESP識(shí)別出駕駛員的輸入與車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)不一致，它就馬上通過(guò)有選擇的制動(dòng)/發(fā)動(dòng)機(jī)干預(yù)來(lái)穩(wěn)定車(chē)輛。

如果單獨(dú)制動(dòng)某個(gè)車(chē)輪不足以穩(wěn)定車(chē)輛，ESP將通過(guò)降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的方式或制動(dòng)其它車(chē)輪來(lái)滿(mǎn)足需求。

DSTCDSTCDynamicStabilityTracingControl(動(dòng)態(tài)穩(wěn)定牽引控制)為了使行駛更加穩(wěn)定，全新XC60上的DSTC（動(dòng)態(tài)穩(wěn)定與牽引力控制）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的完善。DSTC可以計(jì)算司機(jī)預(yù)計(jì)的行駛方向與汽車(chē)實(shí)際行駛方向之間的偏差。同時(shí)，進(jìn)一步完善的DSTC還能夠計(jì)算車(chē)輛的側(cè)傾率，監(jiān)測(cè)逐漸累積的打滑情況。如果司機(jī)在轉(zhuǎn)向時(shí)突然松開(kāi)加速踏板，比如在駛離公路稍稍有些過(guò)晚時(shí)，就可能發(fā)生這種情況。通過(guò)測(cè)量側(cè)傾率，DSTC能夠提前以更高的