汽车操纵稳定性客观评价方法综述

汽车操纵稳定性评价是汽车动力学研究中最重要的研究内容之一。目前,汽车设计最终的评价、调校阶段基于主观评价,为了要在样车生产出来之前即可在虚拟样机上预测和评价汽车操纵稳定性,就需要有一套可在计算机上实施的客观评价体系。汽车操纵稳定性客观评价主观化是操纵稳定性评价指标体系的研究目的和难点,一种方法是通过线形回归方法建立主客观评价指标之间的关系,这方面的研究较多但没有形成最终统一明确的客观指标体系。本文将详细介绍汽车操纵稳定性客观评价的发展历史、评价方法、研究现状及展望,以及基于人车闭环系统中驾驶员模型的参数来评价汽车操纵稳定性的研究现状。     

汽车最速操纵稳定性评价指标研究*

针对目前汽车操纵稳定性评价指标中没有考虑速度因素,提出一种综合考虑驾驶员忙碌程度、侧翻、侧滑、速度4个因素的最速操纵稳定性单项评价指标表达式和综合评价指标表达式。通过ADAMS/Car仿真分析,得到了最速操纵稳定性单项评价指标数值和综合评价指标数值。比较了不同初始车速下汽车完成双移线试验的操纵稳定性综合评价指标仿真结果。结果表明,各单项评价指标数值和综合评价指标数值随时间增大而增大,汽车最速操纵稳定性综合评价指标数值随初始车速的增大而增大,即汽车操纵稳定性变差。该评价指标能够为高速行驶的汽车操纵稳定性评价分析和设计提供参考。     

汽车操纵稳定性道路试验研究

通过客观评价法,利用GPS实时差分定位原理,使用汽车操纵稳定性测试仪器,对汽车操纵稳定性能做了试验研究,并得出相关结论,为汽车的改进设计提供依据.     

汽车悬架性能评价研究

汽车行驶平顺性和操纵稳定性评价方法制定是否合理,直接影响对汽车悬架性能的评价,对汽车生产企业有重要指导作用。根据国家相关标准,分别讨论了汽车行驶平顺性和操纵稳定性评价方法;在此基础上,提出了一种新的汽车悬架的评价方法和评价指标。针对某一具体车型,通过测量获得实车参数,以ADAMS/car进行了仿真试验分析。按照提出的汽车悬架的评价方法进行评价。根据汽车平顺性评价的结果,针对某工况下平顺性评分较低,用ADAMS/Insight对悬架相关参数进行正交优化试验;按照优化结果改进实车悬架参数,对比优化前后该车操稳性、平顺性道路试验结果,提出该车型悬架性能改进建议。     

基于鞍座因素的半挂汽车列车横向稳定性研究

针对轿车操纵稳定性研究方法在汽车列车研究中的局限性,探讨了一种适合于研究汽车列车操纵稳定性的方法和改善措施.根据所建包含鞍座阻尼的半挂汽车列车系统动力学模型,进行了"S"移线工况下汽车列车运行状态的计算机仿真与分析,揭示了挂车相对牵引车侧倾角、横向加速度等运动参数的变化响应,并通过施加鞍座阻尼力矩来改善系统的横向稳定性.研究结果表明阻尼力矩能有效减小系统的横摆振幅和摆振频率,为研究半挂汽车列车操纵稳定性提供了参考和借鉴.     

基于驾驶员模型的车辆控制系统操纵稳定性评价

通过将驾驶员模型、汽车动力学模型及稳定性控制系统的有机结合,在已建立的模糊PID驾驶员模型基础之上,根据国家标准对汽车蛇形穿杆试验进行模拟计算,以平均最大横摆角速度和平均转向盘最大转角的综合来评价车辆的操纵稳定性,并对某型汽车的操纵稳定性控制系统的控制效果进行了评价.有稳定性控制系统时,其蛇形穿杆的评价分值提高约4%,说明汽车的操纵稳定性得到了改善.     

汽车操纵线性区影响机理分析

汽车操纵线性区是影响汽车操纵和安全的重要指标。研究影响汽车操纵线性区的动力学机理,给出了汽车操纵线性区评价的求解和试验方法。分析了整车操纵线性区与轮胎力学特性线性区的关系。重点分析了载荷转移对汽车线性区的影响机理。通过研究得知轮胎力学特性进入非线性区不是整车进入非线性区的必要条件;由于载荷转移导致轮胎力学特性非线性变化是整车操纵性进入非线性区的主要原因。     

基于虚拟现实的汽车操纵稳定性试验技术

汽车操纵稳定性试验对汽车的主动安全性有着重要影响．随着汽车工业的发展，汽车的行驶速度在不断提高，对汽车操纵稳定性的试验和评价方法也提出了更高的要求．车辆道路试验的巨大成本和对汽车工作原理的日益深入的了解使得在计算机上仿真汽车操纵稳定性试验成为可能．介绍了将计算机仿真技术——虚拟现实技术应用于汽车操纵稳定性试验的现状，并对其应用前景做了展望．     

汽车操纵稳定性研究的数学模型评述

综述了汽车操纵稳定性数学模型的研究现状。指出了汽车操纵稳定性数学模型研究对于汽车操纵稳定性的研究具有重要意义 ,高精度、多自由度以及闭环系统操纵模型的研究是加深操纵稳定性研究的基础 ,对汽车操纵稳定性数学模型研究存在的不足进行了分析论述 ,并对未来的汽车操纵稳定性方面非线性问题的研究和闭环系统的研究发展进行了展望。从而为进一步研究汽车操纵稳定性提供了参考。     

恒值阵风对多轴汽车操纵稳定性影响的建模与仿真

为了更全面研究恒值阵风对多轴汽车操纵稳定性的影响,建立了汽车经过恒值阵风过程中侧向力和横摆力矩模型以及多轴汽车多轮转向二自由度模型,应用四阶龙格-库塔方法对模型进行了求解。通过改变阵风方向、阵风分布力大小、车速、阵风长度等相关参数,获得了侧向加速度、横摆角速度、质心侧偏角的响应曲线,分析了上述参数对多轴汽车操纵稳定性的影响。     

车辆主动转向与电子稳定控制系统的协同控制

为提高车辆行驶时的操纵稳定性和安全性,本文通过协同控制策略研究分析了主动转向与ESP对车辆操纵稳定性的影响。首先基于主动转向的二自由度线性车辆动力学模型设定上层协同控制策略,及下层主动转向控制器和ESP控制器,并结合CarSim与Matlab/Simulink平台完成主动转向系统、双PID控制的ESP系统、及其协同控制的整车模型搭建,然后再基于硬件在环试验台进行高附着路面和低附着路面的双移线试验,最后对比分析不同工况下主动转向与ESP协同控制相对其独立控制下的车辆质心侧偏角和横摆角速度响应曲线。结果表明本文设计的主动转向与ESP协同控制策略相对其独立控制,可更好地提高车辆的操纵稳定性。可见主动转向与ESP协同控制的稳定性控制效果明显提高,在极限工况下能将车辆控制在安全行驶的稳定范围内。     

基于前后轮联动转向的菱形客车操纵稳定性研究

根据菱形客车底盘布置的特殊性,建立了前后轮联动转向的二自由度操纵模型.在此基础上,推导出菱形客车的稳定性因数,从而确定了满足不足转向的条件;同时还分析了菱形客车的操纵稳定性以及整车参数变化对其产生的影响.结果表明:菱形客车的操纵稳定性受整车质量影响较小,而受前后轴轴距和整车质心位置的影响较大.不足转向条件和各参数变化对整车操纵稳定性的影响规律将有助于菱形客车的总体设计,具有较好的工程参考意义.     

轿车操纵稳定性的虚拟试验研究

基于多体动力学理论建立了整车的动力学仿真模型,通过事件建模器建立了蛇行路面事件文件和双纽线路面事件文件,分别用作蛇行虚拟试验和转向轻便性虚拟试验的驱动文件.依据我国现行整车操纵稳定性试验国家标准,对整车虚拟样机进行了转向盘转角阶跃输入、角脉冲输入、转向回正、稳态回转、转向轻便性及蛇行虚拟试验,并对该车操纵稳定性各性能指标进行了评价.提出的研究方法可以为汽车操纵稳定性虚拟试验提供参考.     

时滞对人—车闭环系统操纵稳定性的影响

对以往具有横摆角速度反馈控制的电动助力转向模型进行了研究分析,考虑反馈控制中时滞的存在,基于合适的驾驶员模型和汽车转向运动模型建立含时滞的横摆角速度反馈控制电动助力转向模型,利用matlab/simulink建立了人—车闭环系统动力学模型,通过改变时滞参数分析了时滞对车辆操纵稳定性的影响.研究结果表明,时滞对车辆的侧向速度、横摆角速度、前轮转角和驾驶员力矩都会产生不良影响,使汽车的稳定性变差甚至使汽车失稳.     

基于ADAMS/Car的车辆频率响应仿真分析

根据车辆动力学原理,介绍了二自由度车辆模型的横摆角速度频率响应,在ADAMS/Car中建立车辆操纵稳定性仿真分析模型.通过对转向盘施加脉冲转角输入,使车辆产生横摆运动,研究车辆横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相位差的变化规律,对车辆的横摆角速度频率响应特性做出分析与评价.结果表明,该车共振频率高,相位滞后角小,具有很好的频响特性.     

基于比例控制的4WS汽车操纵稳定性仿真研究

建立了基于比例控制的4轮转向(4WS)汽车的动力学模型,在Matlab环境下针对不同车速时的驾驶员模型跟随车辆轨迹、汽车横摆角速度、侧向加速度以及前轮转角的瞬态响应进行了闭环仿真分析,并与无控制的前轮转向(FWS)汽车的动力学模型结果进行了比较. 结果表明:在相同的驾驶员模型下,主动四轮转向汽车的操纵稳定性优于前轮转向汽车,采用闭合曲线跑道比采用蛇型道路进行仿真更客观地反映控制效果和车辆特性.      

轮胎高速直线稳定性研究

针对不同型号的轮胎进行力学特性试验,建立轮胎模型和车辆动力学模型。实验结果显示,所建模型是正确的,可以进行车辆操纵稳定性仿真实验。通过中心区和回正性仿真试验,研究不同轮胎对车辆直线性的影响。在中立感实验中,轮胎的侧偏刚度越大,侧向加速度、横摆角速度和侧倾角越小。在回正实验中,轮胎的侧偏刚度越大,方向盘转角、横摆角速度和侧倾角的残余越小。仿真结果显示不同侧偏特性的轮胎表现出不同的直线稳定性。     

轮边驱动电动车的转矩协调控制方法

为了解决轮边驱动电动汽车由于控制自由度冗余易造成的操纵稳定性降低的问题,基于逻辑门限值理论设计了一种使车辆能适应转向行驶及直线行驶的驱动转矩协调综合控制系统.该控制系统考虑了车辆转向行驶时轴荷转移、向心力及轮胎侧偏等影响,实现车辆的转向差速控制,使车辆能够按照驾驶员的期望在理想道路轨迹上行驶;并通过对驱动电机转矩进行协调控制,消除非期望横摆力矩的影响,提高车辆在直线行驶过程中的操纵稳定性.仿真结果表明,所提出的转矩协调控制方法改善了轮边驱动电动汽车的操纵性能.     

由稳态转向特性试验估算轮胎侧偏刚度

侧偏刚度是决定操纵稳定性的重要参数,轮胎应具有足够的侧偏刚度以保证汽车具有良好的操纵稳定性.文章探讨了在没有轮胎侧偏特性试验台的条件下,如何根据稳态转向特性试验结果估算小侧偏角下的侧偏刚度,并以安凯牌HFF6120K01型客车为例,求得轮胎的侧偏刚度.