第五章 汽车的操纵稳定性 第一节 概述 第二节 轮胎的侧偏特性 第三节 线性二自由度汽车模型 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系

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1 第五章 汽车的操纵稳定性 第一节 概述 第二节 轮胎的侧偏特性 第三节 线性二自由度汽车模型 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 2017/3/1

2 第一讲 第一节 概述 第二节 轮胎的侧偏特性 2017/3/1

3 第五章 汽车操纵稳定性 2017/3/1

4 第五章 汽车操纵稳定性 操纵性 汽车操纵稳定性 稳定性 汽车最重要的性能之一，是最复杂的特性。 2017/3/1

5 意义 操纵方便性 高速安全性 行驶方向 直线 转弯
第一节 概述 在操纵汽车的过程中会发生一些什么问题？ 定义：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行驶，且当受到外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。 意义 操纵方便性 高速安全性 行驶方向 直线 转弯 干扰 道路不平 侧风 货物或乘客偏载 汽车使用性能的评价指标之一。 2017/3/1

6 第一节 概述 操纵稳定性不好的具体表现 1、“飘”—汽车自己改变方向。升力或转向系、轮胎、 悬架等问题。
1）在6000公里时有一次跑高速，在150公里/小时以上时，发现会有瞬间车发飘，类似于在冰面行车的感觉，仅是瞬间而已。 2）警方举例说，不少司机认为台风天气下路上行人减少，开快一点不要紧。殊不知，若汽车高速行驶，在台风风力的影响下，就会变得“发飘”。 3）高速发飘，分为两种。一种是车轮的漂移，一种是车身的摇摆，区分两者的依据是车轮是否发生了横摆运动。 2017/3/1

7 第一节 概述 操纵稳定性不好的具体表现 2、“反应迟钝”—转向反映慢。
汽车在行驶中转动方向盘时感到费劲，不能根据道路交通情况灵活迅速地改变方向和躲避障碍物，转弯后方向盘不能及时回正。 2017/3/1

8 第一节 概述 操纵稳定性不好的具体表现 3、“晃”—左右摇摆，行驶方向难于稳定。
在行驶中出现汽车左右摇晃现象，不能保持正常的运行而成蛇行（前轮摆振） 。 2017/3/1

9 第一节 概述 操纵稳定性不好的具体表现 4、“丧失路感”—操纵稳定性不好的汽车在高速或急剧转向时会丧失路感，导致驾驶员判断的困难。
汽车方向不易控制。由于转向系间隙过大或其它原因，使汽车难以直线行驶，增加驾驶员疲劳。 2017/3/1

10 第一节 概述 操纵稳定性不好的具体表现 5、“失控”—某些工况下汽车不能控制方向。制动时无法转向,甩尾，侧滑，侧翻。 2017/3/1

11 第一节 概述 汽车操稳性引起的事故 2017/3/1

12 第一节 概述 2017/3/1

13 第一节 概述 操纵稳定性不好的具体表现 。。。。。。 2017/3/1

14 第一节 概述 车辆坐标系和汽车主要运动形式

15 ⑤直线行驶性（侧向风稳定性、路面不平稳定性、弯道行驶性）
第一节 概述 内容 输入：角输入、力输入 响应：时域响应、频域响应。 ①横摆角速度频率响应特性 ②回正性 ③转向半径 ④转向轻便性 ⑤直线行驶性（侧向风稳定性、路面不平稳定性、弯道行驶性） ⑥典型行驶工况 ⑦极限行驶性能 2017/3/1

16 第一节 概述 汽车操纵稳定性评价方法 基本内容 主要评价参量 2017/3/1

17 第一节 概述 基本内容 主要评价参量 2017/3/1

18 第一节 概述 1、转向盘角阶跃输入下的响应 评价参量 横摆角速度增益—转向灵敏度。 稳态响应 反应时间 评价参量
横摆角速度波动的无阻尼圆频率 评价参量 瞬态响应 2017/3/1

19 第一节 概述 汽车的运行特性？ 1）转向很慢？ 2）转向很快（阶跃） 2017/3/1

20 转向盘角阶跃输入下的瞬态响应：等速直线行驶和等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应的瞬间运动响应。
第一节 概述 转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：等速直线行驶，急剧转动转向盘，然后维持转角不变，即对汽车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过渡过程后进入等速圆周行驶工况。 转向盘角阶跃输入下的瞬态响应：等速直线行驶和等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应的瞬间运动响应。 2017/3/1

21 第一节 概述 汽车瞬态响应 转向盘角阶跃输入

22 第一节 概述 汽车稳态响应 转向盘角阶跃输入

23 第一节 概述 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 评价参量 2017/3/1

24 第一节 概述 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 评价参量
转向盘力特性 转向功灵敏度 评价参量 2017/3/1

25 第一节 概述 4、回正性 回正后剩余横摆角速度与剩余横摆角 转向盘力输入下的时域响应 评价参量 达到剩余横摆角速度的时间
2017/3/1

26 第一节 概述 5、转向半径 一些常见车型的最小转向半径 车型 最小转向半径/m（左/右） Audi A4
5.6/5.6（轴距2650 mm ） 宝马520i 5.65/5.65（轴距2830 mm ） 雷克萨斯LS430 5.4/5.3（轴距2925 mm ） 2017/3/1

27 目前部分轿车上使用的电动助力转向系统（EPS）， 能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。
第一节 概述 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 评价参量 转向力 转向功 目前部分轿车上使用的电动助力转向系统（EPS）， 能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。 2017/3/1

28 第一节 概述 7、直线行驶性能 评价参量 直线行驶性 转向盘转角和（累计值） 侧向风敏感性 评价参量 侧向偏移 路面不平敏感性
2017/3/1

29 第一节 概述 8、典型行驶工况性能 蛇行性能 转向盘转角、转向力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速等。 移线性能 评价参量
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。 评价参量 在汽车性能参数里，往往以应急性能给出。 主要包括：蛇行绕桩速度（满载/空载）、 紧急变线速度（满载/空载）。 2017/3/1

30 第一节 概述 三辆轿车在做蛇形绕桩性能对比测试。 2017/3/1

31 第一节 概述 2017/3/1

32 第一节 概述 9、极限行驶能力 评价参量 圆周行驶极限侧向加速度 极限侧向加速度 评价参量 抗侧翻能力 极限车速 评价参量
发生侧滑时的控制能力 回至原来路径所需时间 2017/3/1

33 第一节 概述 2017/3/1

34 第一节 概述 2017/3/1

35 第一节 概述 2017/3/1

36 第一节 概述 汽车 （系统） 汽车时域响应 （输出） 转向盘角阶跃 （输入） 2017/3/1

37 第一节 概述 人--车闭环系统 汽车时域响应是把汽车作为开环控制系统的控制特性。
驾驶员－汽车系统是一个闭环控制系统：在汽车行驶过程中，驾驶员根据需要，操纵转向盘使汽车做转向运动。路面的凹凸不平、侧风、偏载等影响汽车的行驶。驾驶员根据道路、交通等情况，通过眼、手及身体感知的汽车运动状况（输出参数），经过头脑的分析、判断（反馈），修正其对转向盘的操纵。如此不断地反复循环，操纵汽车行驶前进。 2017/3/1

38 客观评价通过仪器测试能定量评价汽车性能，且能通过分析求出其与汽车结构参数间的关系。
第一节 概述 汽车试验的两种评价方法 客观评价法 客观评价通过仪器测试能定量评价汽车性能，且能通过分析求出其与汽车结构参数间的关系。 主观评价法 主观评价考虑到了人的感觉，能发现仪器不能测试出的现象，是操纵稳定性的最终评价方法，但很难给出定量评价数据。 2017/3/1

39 由于轮胎具有侧向弹性，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称为侧偏现象。
第二节 轮胎的侧偏特性 轮胎的侧偏现象 由于轮胎具有侧向弹性，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称为侧偏现象。 侧向力因转向、路面倾斜、风力等引起。转向引起的侧偏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。 2017/3/1

40 第二节 轮胎的侧偏特性 轮胎坐标系 车轮行驶方向与车轮旋转平面不一致，存在一个夹角。 负 侧偏力

41 由于轮胎具有侧向弹性，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称为侧偏现象。
第二节 轮胎的侧偏特性 轮胎的侧偏现象 由于轮胎具有侧向弹性，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称为侧偏现象。 侧向力因转向、路面倾斜、风力等引起。转向引起的侧偏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。 2017/3/1

42 第二节 轮胎的侧偏特性 印迹内产生抵抗离心力的力（侧偏力） 转向等过程中产生的离心力等 什么条件？ 2017/3/1

43 轮胎侧偏现象（静态） 具体的物理意义？ 与没有侧向力作用下相比，印迹中心与轮胎的旋转中心之间偏移了一个距离。 具体的物理意义？ A向 A向
2017/3/1

44 轮胎侧偏现象（动态） 车轮的运动方向与车轮的旋转平面之间形成了一个角度——侧偏角。
A向 A向 车轮的运动方向与车轮的旋转平面之间形成了一个角度——侧偏角。 车轮的运动方向由车轮的旋转速度方向以及侧向力的方向共同决定。 2017/3/1

45 轮胎附着极限 车轮印迹内的侧向力分布情况。 由于前后轮胎印迹中侧向的变形量大小不一致，前小后大，因此产生一个绕中心的力矩——回正力矩。
2017/3/1

46 轮胎回正力矩 车轮印迹内的侧向力分布情况。 汽车转向过程
由于前后轮胎印迹中侧向的变形量大小不一致，前小后大，因此产生一个绕中心的力矩——回正力矩。 2017/3/1

47 轮胎回正力矩 车轮印迹内的侧向力分布情况。 汽车受侧向干扰 侧向风或侧向坡度
由于前后轮胎印迹中侧向的变形量大小不一致，前小后大，因此产生一个绕中心的力矩——回正力矩。 2017/3/1

48 轮胎附着极限 车轮印迹内的侧向力分布情况。 如何提高附着极限？
当需要抵抗的侧向力越大时，需要在印迹内产生的侧向力也越大，根据印迹内侧向力的分布情况，将在后部最先达到极限状态，如果继续增大将发生侧滑现象。 如何提高附着极限？ 2017/3/1

49 由于侧偏力与轮胎的侧偏角之间的关系，利用另外一个参数——轮胎的侧偏刚度来描述作用在车轮上的侧偏力的大小。
注意侧偏刚度的符号？ 2017/3/1

50 附着条件及垂直载荷FZ 轮胎胎面花纹、材料、结构、充气压力 路面材料、结构、干湿程度 车轮外倾角 最大侧偏力的影响因素
说明了抵抗侧向力的能力情况 附着条件及垂直载荷FZ 轮胎胎面花纹、材料、结构、充气压力 路面材料、结构、干湿程度 车轮外倾角 2017/3/1

51 轮胎使用过程中的几个主要参数： （1）扁平率 （2）载荷 （3）胎压 这些参数的变化会改变汽车的操纵稳定性。为什么？ 与一些汽车事故的关系？
2017/3/1

52 第二节 轮胎的侧偏特性 2017/3/1

53 第二节 轮胎的侧偏特性 2017/3/1

54 第二节 轮胎的侧偏特性 2017/3/1

55 第二节 轮胎的侧偏特性

56 扁平率：轮胎断面高度与断面宽度之比H /B ↓， k ↑ ； 在一定范围内，载荷↑ （FZ ↑ ） ，k ↑ 。但载荷↑太大时，k↓；
轮胎结构、工作条件与侧偏刚度的关系 尺寸↑的轮胎，k ↑ ； 子午线轮胎接地面宽，k 大； 钢丝比尼龙轮胎k大； 扁平率：轮胎断面高度与断面宽度之比H /B ↓， k ↑ ； 在一定范围内，载荷↑ （FZ ↑ ） ，k ↑ 。但载荷↑太大时，k↓； 轮胎充气压力 ↑ ，k ↑ ； 行驶车速对k影响较小； 潮湿特别在积水时，k ↓很大。 注意侧偏刚度的符号？这里的增大指其绝对值的增大。 2017/3/1

57 第二节 轮胎的侧偏特性

58 第二节 轮胎的侧偏特性

59 第二节 轮胎的侧偏特性

60 路面有薄水层时，轮胎可能会完全失去侧偏力，这称为“滑水”现象。
第二节 轮胎的侧偏特性 路面对侧偏特性的影响 路面干湿程度的影响 路面越湿，最大侧偏力越小。 薄水层的影响 路面有薄水层时，轮胎可能会完全失去侧偏力，这称为“滑水”现象。 2017/3/1

61 第二节 轮胎的侧偏特性

62 第二节 轮胎的侧偏特性

63 一定侧偏角下，驱动力或制动力增加时，侧偏力逐渐有所减小，这是由于胎侧线弹性有所改变的关系。当纵向力相当大时，侧偏力显著下降，接近附着极限时，切向力已耗去大部分附着力，而侧向力能利用的附着力很小。
附着椭圆 2017/3/1

64 第二节 轮胎的侧偏特性 纵向力与侧偏特性的关系

65 第二节 轮胎的侧偏特性

66 2017/3/1

67 第二节 轮胎的侧偏特性 有外倾角时的轮胎滚动 外倾角真正的影响？ 2017/3/1

68 第二节 轮胎的侧偏特性 有外倾角时的轮胎滚动

69 第二节 轮胎的侧偏特性 有外倾角时的轮胎滚动 外倾侧向力 外倾角真正的影响？

70 第二节 轮胎的侧偏特性 外倾侧向力与外倾角的关系 外倾侧向力 式中： 为外倾侧向力，它是侧偏角为零、外倾角为 时的地面侧向反力。
为外倾侧向力，它是侧偏角为零、外倾角为 时的地面侧向反力。 为轮胎外倾角，它为正时 为负。 为外倾刚度。 外倾侧向力是轮胎有外倾角但仍沿x方向前进时地面对轮胎产生的侧向反力。 2017/3/1

71 第二节 轮胎的侧偏特性 有外倾角时的轮胎侧偏特性 *小侧偏角时不同外倾角对应的侧偏刚度不变；
*侧偏角为零、外倾角不为零时的地面侧向力，即为外倾侧向力。 （图中y轴上的值）。 *侧偏角不为零、外倾角为零时的地面侧向力，即为侧偏力。 （图中0外倾角曲线上的值） *侧偏角和外倾角都不为零且侧偏角较小时 2017/3/1

72 第二节 轮胎的侧偏特性

73 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。
第二节 轮胎的侧偏特性 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。 2017/3/1

74 第二节 轮胎的侧偏特性 外倾角与回正力矩的关系

75 第二讲 第三节 线性二自由度汽车模型 2017/3/1

76 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应

77 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
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； 认为汽车沿x轴速度不变； 不考虑振动、侧倾、俯仰，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； 认为轮胎侧偏特性处于线性范围； 忽略轮胎回正力矩。 平动：u，v，w 转动：ωp ，ωq ，ωr 当成一个刚体？ 2017/3/1

78 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
几个角度以及速度的关系？ 运动合成的关系？

79 几个角度以及速度的关系？ 2017/3/1

80 通过速度的变化（加速度）找到相应的平衡方程。
坐标系转动的角度 通过速度的变化（加速度）找到相应的平衡方程。 固结与汽车的坐标系xoy由于汽车的运动，相应的发生了运动，即：1）平动；2）转动。 2017/3/1

81 1）沿ox轴速度分量的变化为 忽略和简化了一些微小量 纵向加速度 2017/3/1

82 2）沿oy轴速度分量的变化为 忽略和简化了一些微小量 侧向加速度 2017/3/1

83 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车平面运动方程 根据牛顿定律 忽略第一个方程，原因？ b a

84 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车受到的y向外力和绕z轴的外力矩为 应用了哪个假设？ b a

85 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
二自由度汽车运动微分方程 1）如何推导前、后车轮的侧偏角大小？ 2）产生侧偏角的原因？ 2017/3/1

86 β为质心处的侧偏角，可描述为侧向速度与纵向速度之比。
通过速度与汽车纵轴线的方向推导各个角度 β为质心处的侧偏角，可描述为侧向速度与纵向速度之比。 ζ为前轮速度方向与纵轴x的夹角，可描述为前轮轮心侧向速度与纵向速度之比。 2017/3/1

87 几个角度以及速度的关系？ 2017/3/1

88 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车平面运动方程为 式中，v和r为待求的时间函数。 输入以及输出？ 自由度？ 2017/3/1

89 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
前轮角阶跃输入下汽车稳态响应——等速圆周行驶 汽车等速行驶时，在前轮角阶跃输入下进入的稳态响应就是等速圆周运动。常用输出与输入的比值，如：稳态的横摆角速度与前轮转角之比来评价稳态响应。即：横摆角速度增益或转向灵敏度。 意义？ 2017/3/1

90 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车稳态响应 稳态下汽车平面运动方程为 2017/3/1

91 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
横摆角速度增益或转向灵敏度： 稳定性因数 2017/3/1

92 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车稳态横摆角速度增益曲线

93 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
稳态响应的三种类型 中性转向 Neutral-Steering 不足转向 Under- Steering 过度转向 Over-Steering 2017/3/1

94 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
中性转向（Neutral Steering） 具体特点？ 2017/3/1

95 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
无或小侧偏角下汽车的转向 Ackermann转向几何

96 汽车的转向半径保持不变。 汽车的使用是否会使得该参数变化？ 2017/3/1

97 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
不足转向（Under Steering） 具体特点？ 特征车速 2017/3/1

98 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
特征车速 2017/3/1

99 汽车的转向半径逐渐变大。 汽车的使用是否会使得该参数变化？ 2017/3/1

100 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
过多转向（Over Steering） 具体特点？ 临界车速 2017/3/1

101 汽车的转向半径逐渐变小。 汽车的使用是否会使得该参数变化？ 2017/3/1

102 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
三种稳态响应

103 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
2017/3/1

104 第三讲 第三节 线性二自由度汽车模型 2017/3/1

105 几个表征稳态响应的参数 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车的稳态转向特性可以通过稳定性因数K来描述，同时也可以利用一些相关的参数来描述。 有哪些参数可以描述？ 2017/3/1

106 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
前、后轮侧偏角绝对值之差 转向半径之比 静态裕度 2017/3/1

107 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车前、后轮上的侧偏角之差。 2017/3/1

108 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
2017/3/1

109 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
当侧向加速度大于 g后，前后侧偏角之差和侧向加速度一般进入非线性区域。 在大侧向加速度下，许多汽车稳态特性发生显著变化。

110 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
转向半径比值 汽车转向半径之比 2017/3/1

111 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
2017/3/1

112 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
静态裕度 静态储备系数 2017/3/1

113 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
Static Margin 由于转向或者侧向干扰等的作用，使汽车上作用有侧向力。但这个侧向力必须由汽车的前、后车轮来承担。因此前、后车轮上需要承担的侧向力有多少的区别。如果该侧向力作用在汽车上某个位置，恰好使前后轮产生相同的侧偏角，则此位置称为中性转向点。 中性转向点 实际上作用在汽车上的侧向力的合力作用在什么位置？ 汽车的装载质量对汽车的转向特性是否有影响？ 2017/3/1

114 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
离心力向前、后轴的分配情况。 装载质量的大小是否会影响？ 2017/3/1

115 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车的转向特性与轮胎的关系 1）不合理的使用胎压 2）不合理的使用轮胎规格 3）不合理的使用轮胎类型 2017/3/1

116 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
（1） 前轮胎压变化对转向特性的影响 P＝200KPa时，K＝ ，汽车具有不足转向特性，汽车运行轨迹见图a。 P＝250KPa时，K＝0，汽车中性转向，汽车运行轨迹见图b。 P＝300KPa时，K＝－ ，汽车过多转向，汽车运行轨迹见图c。 a b c 2017/3/1

117 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
前轮胎压变化对汽车转向特性的影响分析 F离心力 u1 u2 Fy1 Fy2 1）离心力大小是否变化？向前、后轴的分配是否变化？ 2）前、后轮胎的侧偏刚度是否变化？ 3）最终汽车前、后轮上的侧偏角的大小情况？ 2017/3/1

118 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
（2） 后轮胎压变化对转向特性的影响 P＝200KPa时，K＝－ ，汽车具有过多转向特性，汽车运行轨迹见图a。 P＝250KPa时，K＝0，汽车中性转向，汽车运行轨迹见图b。 P＝300KPa时，K＝ ，汽车不足转向特性，汽车运行轨迹见图c。 a b c 2017/3/1

119 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
后轮胎压变化对汽车转向特性的影响分析 F离心力 u1 u2 Fy1 Fy2 1）离心力大小是否变化？向前、后轴的分配是否变化？ 2）前、后轮胎的侧偏刚度是否变化？ 3）最终汽车前、后轮上的侧偏角的大小情况？ 2017/3/1

120 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
轮胎搭配有什么要求吗？ 　　同一辆车不能混装两种不同规格的轮胎。子午线轮胎和斜交轮胎的侧向力不同，如果将两种不同的轮胎同时装在同一轴上，就会造成转向过度或不足，或容易造成侧滑，轻者影响汽车的操纵灵活性，重者会发生车祸。因此，同一轮轴上不能混装不同结构的轮胎。更换轮胎应到有专用机械设备的专业店去更换，避免使用大锤和撬棍的老办法以免伤胎伤毂。 2017/3/1

121 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
不同前后轮匹配条件下的转向响应特性 为了研究不同的轮胎对汽车操纵稳定性的影响，对以下几种情况做比较分析： a）前轮为斜交胎，后轮为子午线胎； b）前轮和后轮均为斜交胎； c）前轮和后轮均为子午线胎； d）前轮为子午线胎，后轮为斜交胎。 a）情况时，K＝ ，汽车具有不足转向特性，汽车运行轨迹见图a。 b）情况时，K＝0，汽车中性转向，汽车运行轨迹见图b。 c）情况时，K＝0，汽车中性转向，汽车运行轨迹见图c。 d）情况时，K＝－ ，汽车具有过多转向特性，汽车运行轨迹见图d。 2017/3/1

122 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
a b c d 不同规格的轮胎匹配的汽车运行轨迹 2017/3/1

123 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
不同轮胎匹配对汽车转向特性的影响分析 F离心力 u1 u2 Fy1 Fy2 1）离心力大小是否变化？向前、后轴的分配是否变化？ 2）前、后轮胎的侧偏刚度是否变化？ 3）最终汽车前、后轮上的侧偏角的大小情况？ 2017/3/1

124 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
不同轮胎扁平率对汽车转向特性的影响分析 F离心力 u1 u2 Fy1 Fy2 1）离心力大小是否变化？向前、后轴的分配是否变化？ 2）前、后轮胎的侧偏刚度是否变化？ 3）最终汽车前、后轮上的侧偏角的大小情况？ 2017/3/1

125 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
装载对汽车转向特性的影响 1）载货汽车装载质量的增大 2）货物的堆放形式 2017/3/1

126 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
L1 L2 L 2017/3/1

127 装载质量变化 L L 在相同的转向盘转角以及速度下，装载质量不一致，汽车的特性是否会变化？ 1）轴距、质心以及质心到前、后轴的距离是否变化？
2）离心力大小是否变化？向前、后轴的分配情况？ 3）前、后轮胎的侧偏刚度是否变化？ L L1 L2 L L1 L2 汽车的转向特性变为？ 2017/3/1

128 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
装载质量对汽车转向特性的影响分析 F离心力 u1 u2 Fy1 Fy2 1）离心力大小的变化后向前、后轴的分配情况？ 2）前、后轮胎的侧偏刚度是否变化？ 3）最终汽车前、后轮上的侧偏角的大小情况？ 2017/3/1

129 装载方式变化 L L 在相同的转向盘转角以及速度下，装载方式不一致，汽车的特性是否会变化？ 1）轴距、质心以及质心到前、后轴的距离是否变化？
2）离心力大小是否变化？向前、后轴的分配情况？ 3）前、后轮胎的侧偏刚度是否变化？ L L1 L2 汽车的转向特性变为？ 2017/3/1

130 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
装载方式对汽车转向特性的影响分析 F离心力 u1 u2 Fy1 Fy2 1）离心力大小的变化后向前、后轴的分配情况？ 2）前、后轮胎的侧偏刚度是否变化？ 3）最终汽车前、后轮上的侧偏角的大小情况？ 2017/3/1

131 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
瞬态响应 汽车平面运动方程为 对β求导 2017/3/1

132 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
假设前轮角输入为阶跃输入 2017/3/1

133 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
只考虑t>0的情况，上式变为： 二阶微分方程的解由两个部分组成：1）齐次方程的通解；2）非齐次方程的特解。 2017/3/1

134 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
是否有收敛的解，取决于微分方程的通解，即系统本身的特性。 不收敛对汽车的特性有什么影响？ 2017/3/1

135 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
取决于特征方程的根 2017/3/1

136 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
稳态响应 瞬态响应 2017/3/1

137 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
2017/3/1

138 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应

139 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应

140 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应

141 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
表征瞬态响应的几个参数 1、波动的固有频率0 小轿车的固有频率f0(0/2)在 Hz之间。固有频率高些较好。 2017/3/1

142 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
2017/3/1

143 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
2、阻尼比 小了超调量大，故大些较好。 2017/3/1

144 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
3、反应时间 反应时间 指r第一次到达稳定值的时间。小些较好。 2017/3/1

145 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
4、达到第一峰值的时间 达到第一峰值的时间小些较好。 2017/3/1

146 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
瞬态响应的稳定条件 横摆角速度的响应为减幅振动，即最后会趋于一稳定值。 2017/3/1

147 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
是否有收敛的解，取决于微分方程的通解，即系统本身的特性。 不收敛对汽车的特性有什么影响？ 2017/3/1

148 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
取决于特征方程的根 2017/3/1

149 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
是收敛的 2017/3/1

150 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
收敛的条件 2017/3/1

151 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
始终为正 正负取决于稳定性因数K 2017/3/1

152 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
当车速很低时，第二项很大，即上式为正值，即收敛。 当车速很高时，第二项非常小，即完全取决于稳定性因数K。 当上式为0时的车速即为临界车速。 2017/3/1

153 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
横摆角速度的频率响应特性 时域 频域 幅 频 特 性 相 频 特 性 意义？ 2017/3/1

154 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
频率响应函数 （在不同频率下输出与输入之比） 意义？ 2017/3/1

155 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应

156 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
频率为0时的幅值比（稳态增益） 共振峰值对应的频率，频率高响应好 频率特性的表征参数 共振时的增幅比，幅值小响应好 f=0.1Hz时的相位滞后角，缓慢转向的响应 f=0.6Hz时的相位滞后角，快速转向的响应 什么频率？ 2017/3/1

157 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应

158 第四讲 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 2017/3/1

159 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 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； 认为汽车沿x轴速度不变；
不考虑振动、侧倾、俯仰，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； 认为轮胎侧偏特性处于线性范围； 忽略轮胎回正力矩。 简化带来的影响？ 2017/3/1

160 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 汽车的操纵稳定性 稳定性因数K 前轮侧偏角 后轮侧偏角 前、后车轮的侧偏刚度等参数 影响因素有哪些？
2017/3/1

161 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 前、后车轮的侧偏刚度 悬架 转向系 传动系 2017/3/1

162 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 与悬架的关系 忽略转向系统的影响，直接以前轮转角为输入； 认为汽车沿x轴速度不变；
不考虑振动、侧倾、俯仰，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； 认为轮胎侧偏特性处于线性范围； 忽略轮胎回正力矩。 2017/3/1

163 4）变形转向Compliance Steer
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 与悬架的关系 1）对左、右侧载荷的影响 2）对车轮外倾角的影响 3）侧倾转向Roll Steer 与悬架的结构形式等参数有关 4）变形转向Compliance Steer 2017/3/1

164 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 汽车的侧倾 1）侧倾轴线 2017/3/1

165 作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上。
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 D G Ol Or Om 作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上。 2017/3/1

166 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 双横臂独立悬架的等效单横臂悬架

167 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系

168 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 汽车相对地面转动时的瞬时轴线称为汽车的侧倾轴线，该轴线通过汽车左、右车轮垂直横断面上的瞬时转动中心，这两个瞬时中心称为侧倾中心。 在该轴线向悬挂质量上施加一个横向作用力不会引起悬架的侧倾变形。 侧倾中心不一定要位于左右车轮的对称平面上，对于一般的车而言，假设其位于对称面上，既便于分析，也基本符合实际情况。 　 侧倾中心距地面的高度为侧倾中心高度。 ？？？

169 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 在横向加速度作用下，作用在悬挂质量和非悬挂质量质心位置的离心力向侧倾中心转化，此时产生使汽车侧倾的力矩M，当侧倾中心与汽车质心重合时，汽车不发生侧倾。

170 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 　　侧倾中心的高度变化实质上并不改变由悬挂质量离心力以及侧倾后质心偏移所带来的轮荷转移量，它改变的是在轮荷转移过程中侧倾力矩的大小和由弹性元件、传力杆系所分担力的比例。侧倾中心越高，侧倾力矩M越小。在一定侧倾高度下侧倾角越小，由弹簧及横向稳定杆传递的力越小，而由传力杆系所传递的力也就越大，反之亦然。 2017/3/1

171 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 弹簧及杆系的传力大小 2017/3/1

172 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 在汽车的设计中为了减小车身侧倾角，一般采用独立悬架，过高的侧倾中心可能导致车轮跳动时过大的轮距变化，加剧轮胎磨损。在确定侧倾中心高度时应综合考虑这些因素。常用的轿车前独立悬架侧倾中心高度为0～120mm，后独立悬架（不包括纵臂式）侧倾中心高度为80～150mm。 2017/3/1

173 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 不同高度侧倾中心对悬架运动的影响 2017/3/1

174 悬架侧倾角刚度指车厢侧倾时单位转角下悬架系统给车厢的总弹性恢复力矩。
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 2）悬架侧倾角刚度 悬架侧倾角刚度指车厢侧倾时单位转角下悬架系统给车厢的总弹性恢复力矩。 根据弹性元件安装位置以及悬架的形式等可以计算得到 2017/3/1

175 汽车总的侧倾角刚度=前、后侧倾角刚度+横向稳定杆角刚度。
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 汽车总的悬架侧倾角刚度 汽车总的侧倾角刚度=前、后侧倾角刚度+横向稳定杆角刚度。 实际轿车的前侧倾角刚度为 Nm/ °。后侧倾角刚度为 Nm/ °。 2017/3/1

176 车厢侧倾角指车厢绕侧倾轴的转角，它是影响汽车操纵稳定性的一个重要参数。
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 3）车厢侧倾角 车厢侧倾角指车厢绕侧倾轴的转角，它是影响汽车操纵稳定性的一个重要参数。 它也影响乘员感觉，车厢侧倾角过大，乘员会很不舒适。过小则说明侧倾角刚度过大，凸凹不平路面对汽车单边冲击很大，同时会影响驾驶员路感。 2017/3/1

177 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 Φr 侧倾角改变了外倾角γ； 侧倾角改变了内外车轮的垂直载荷FZ，从而改变侧偏角α。 操纵稳定性
乘客不稳定，无安全感。 平顺性 Φr小， →地面不平时有冲击感。 2017/3/1

178 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 侧倾力矩 总侧倾角刚度 2017/3/1

179 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 a)悬挂质量离心力引起的侧倾力矩 单位为g 2017/3/1

180 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 b)侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩 2017/3/1

181 c)独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 c)独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩 非悬挂质量质心所在的轴线 相当于附加了一个力矩

182 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 2017/3/1

183 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 车厢侧倾角 可以对汽车在各种工况下的侧倾角进行计算 2017/3/1

184 汽车左、右载荷的转移 轮胎的侧偏特性 车轮的附着条件 汽车的操纵稳定性
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 载荷转移对操纵稳定性的影响 汽车左、右载荷的转移 轮胎的侧偏特性 车轮的附着条件 汽车的操纵稳定性 2017/3/1

185

186 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 1）在直线行驶无载荷转移情况下，左、右侧车轮上的侧偏刚度均为k0；
2）在曲线行驶时将产生载荷转移，左、右侧车轮上的侧偏刚度分别为kl 和kr； 3）很明显，总的侧偏刚度减小了，即汽车的转向特性将发生改变。 2017/3/1

187 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 1）如果前轴上的载荷变化较大，则产生不足转向特性将增大；
2）如果后轴上的载荷变化较大，则产生过度转向特性将增大； 3）如何提高汽车的转向特性？？？ 2017/3/1

188 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 增加横向稳定杆能否改善操稳性？ 2017/3/1

189 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系

190 车厢侧倾 车轮与路面的位置变化 定位角度 垂直位移 横向位移
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 侧倾外倾（侧倾时对车轮外倾角的影响） 车厢侧倾 车轮与路面的位置变化 定位角度 垂直位移 横向位移 2017/3/1

191 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 双横臂式（双叉式）独立悬架 2017/3/1

192 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 不等长双横臂独立悬架
当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度小。这将使轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。 2017/3/1

193 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 不等长双横臂独立悬架 2017/3/1

194 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 等长双横臂独立悬架 2017/3/1

195 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 滑柱摆臂式悬架
滑柱摆臂式悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱，螺旋弹簧与其装于一体。这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承，允许滑柱上端作少许角位移。内侧空间大，有利于发动机布置，并降低车子的重心。车轮上下运动时，主销轴线的角度会有变化，这是因为减振器下端支点随横摆臂摆动。 2017/3/1

196 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 麦弗逊式独立悬架 2017/3/1

197 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 车厢在侧倾时将影响车轮的外倾角，即影响车轮与路面之间的侧偏力大小。 2017/3/1

198 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 1）车厢不动，地面转动一个角度，得到车轮与车厢的相对转动角度；
2）地面和汽车一起回转一个角度，即确定车轮的外倾角。 2017/3/1

199 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系

200 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 侧倾时外倾角变化的形态 保持不变 沿地面侧向力方向倾斜 沿地面侧向力反方向倾斜

201 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 2017/3/1

202 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系

203 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 有车轮外倾时的侧偏角随外倾角变化的关系。当汽车转弯时，如车轮外倾方向与转弯方向（即地面侧向反作用力方向）一致时，绝对值减少。如车轮外倾方向与转弯方向相反时，绝对值增加。 2017/3/1

204 由车厢侧倾引起的前转向轮绕主销的转动、后轮绕垂直于地面轴线的转动称为侧倾转向。
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 侧倾转向 由车厢侧倾引起的前转向轮绕主销的转动、后轮绕垂直于地面轴线的转动称为侧倾转向。 侧倾转向会增加或减少不足转向量。 2017/3/1

205 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 车厢侧倾时由于悬架导向杆系的运动学关系所产生的车轮转向角（后轴） 2017/3/1

206 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 前轮前束是指车身前进方向与前轮平面之间的夹角，也用前轮前端面与后端面在汽车Y方向的距离差。

207 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 不足侧倾转向

208 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系

209 悬架导向装置变形引起的车轮转向称为变形转向。
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 变形转向 悬架导向装置变形引起的车轮转向称为变形转向。 2017/3/1

210 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 在车轮的回正力矩作用下，悬架和车轮有扭转变形，因此在各车轮上均产生回正力矩变形转向角。

211 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 雪铁龙汽车的 后轮随动转向技术
汽车转向行驶时，后轮跟随偏转一个角度，这种现象称为后轮随动转向（PSS）。 2017/3/1

212 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 雪铁龙专利技术：简单的说就是四个橡胶弹性垫块（前、后自偏转弹性垫块），后轴总成与车身并未采用刚性联接，而采用弹性连接。四个弹性垫块不仅减少了悬架对车身的冲击，而且赋予了后悬架随动转向的功能——汽车转向产生的离心作用会让路面给车轮施加一个反作用力，这个力使弹性垫块产生形变，使与之连接的后轴总成产生一个较小的与前轮转动方向相同的角度，从而实现随动转向的功能。随动转向的功能是增加不足转向特性，效果是令车体在高速转弯时更加稳定。 2017/3/1

213 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 汽车转向行驶时，后轴跟随自偏转一个角度的现象称为后轴随动转向。 如何实现？ 优点？？？ 高速？ 低速？
2017/3/1

214 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 后轮的前展与前束 前、后轮在转向过程中的状态决定了汽车的转向性能。 转弯半径发生了改变？
稳定性发生了改变？ 2017/3/1

215 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 低速时需要 高速时需要 2017/3/1

216 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 通过弹性块在侧向力下的变形以及相关的结构尺寸来实现。

217 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 2017/3/1

218 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 与转向系的关系 忽略转向系统的影响，直接以前轮转角为输入； 认为汽车沿x轴速度不变；
不考虑振动、侧倾、俯仰，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； 认为轮胎侧偏特性处于线性范围； 忽略轮胎回正力矩。 2017/3/1

219 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 汽车的操纵稳定性 转向系 2017/3/1

220 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 转向系的功能 按照驾驶员的意图实现角（力）输入 反馈路感（Road Feeling）给驾驶员
将它们称为转向盘力特性（转向盘力随汽车运动状况而变化的规律） 2017/3/1

221 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 转向盘力特性 稳定性因数K 频率特性 汽车的操纵稳定性 转向盘力特性（大侧向加速度）
转向盘力特性（小侧向加速度） 转向盘力特性（固定转向盘） 2017/3/1

222 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系

223 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系

224 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系

225 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 不同工况下对操纵稳定性的要求 转向盘力不宜太大（强度方面） 需要有路感（安全性方面）
转向灵敏度（跟随性方面） 操纵稳定性（安全性方面） 2017/3/1

226 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 正弦行驶 频率0.33Hz 车速100Km/h 越来越沉重 线性变化 降低状态 降低明显 无路感

227 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 EPS

228 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 助力大小

229 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 转向盘中间位置操纵稳定性试验分析 1）试验方法
汽车以100km/h的速度作正弦曲线的蛇行行驶，周期为5s，最大侧向加速度为0.2g。 2017/3/1

230 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系

231 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 1）转矩为0时汽车的侧向加速度 2）0g处的转向盘转矩 3）0g处的转向盘转矩梯度
汽车的回正性能 2）0g处的转向盘转矩 转向系的摩擦力 3）0g处的转向盘转矩梯度 变化率的大小——路感 4）0.1g处的转向盘转矩 转向盘力的大小 5）0.1g处的转向盘转矩梯度 离开直线状态下的路感 2017/3/1

232 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 2）评价指标 路感 路感 干摩擦 回正性能 转向盘力大小

233 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 转向系与汽车横摆角速度稳态响应的关系 1）侧倾转向 2017/3/1

234 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 2）变形转向
转向盘与转向轮之间的各部件组成的转向系也有一定的刚度，因此在回正力矩作用下也存在一定的变形大小，即产生一定的转向角。 1）若转向系的刚度很大，则该变形较小。 2）若转向系的刚度较大，则该变形较大，即增大了不足转向的趋势。 2017/3/1

235 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 与传动系的关系 忽略转向系统的影响，直接以前轮转角为输入； 认为汽车沿x轴速度不变；
不考虑振动、侧倾、俯仰，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； 认为轮胎侧偏特性处于线性范围； 忽略轮胎回正力矩。 2017/3/1

236 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 轮胎的侧偏特性 侧偏力 地面切向力 用途可能需要发生改变 2017/3/1

237 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 地面切向反作用力 1）地面作用在车轮上的力； 2）与轮胎与路面的附着系数有关；
3）汽车提供一切需要提供力的资源。 2017/3/1

238 2017/3/1

239 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 地面切向反作用力对汽车的转向特性的影响 1）弯道加速行驶工况 2017/3/1

240 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 地面切向反作用力对汽车的转向特性的影响 弯道加速行驶工况： a）汽车的离心力增大；
b）驱动力需要增大； c）内、外轮的载荷变化大。 2017/3/1

241 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 地面切向反作用力对汽车的转向特性的影响 前驱汽车： a）汽车前轴载荷降低，后轴的载荷增大；
前轴的侧偏角增大，汽车不足转向特性增加。 b）驱动轮上的侧偏角增大； 前轴的侧偏角增大，汽车不足转向特性增加。 c）驱动轮上的回正力矩增大。 前轴的侧偏角增大，汽车不足转向特性增加。 由于驱动力增大的原因 2017/3/1

242 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 地面切向反作用力对汽车的转向特性的影响 前驱汽车：
当前驱汽车在弯道加速过程中，如果突然收油（松开加速踏板），汽车的转向特性将发生显著的变化，有时甚至有过度的趋势，即有突然驶向弯道内侧的“卷入”现象。 2017/3/1

243 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 地面切向反作用力对汽车的转向特性的影响 后驱汽车： 2017/3/1

244 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 直接横摆力偶矩控制（DYC） 地面切向力 汽车的行驶状态 附着椭圆
一旦达到了附着极限，汽车的状态变差。 2017/3/1

245 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 1）稳态转向行驶工况 前、后车轮上的侧偏力大小取决于横摆角速度大小。 2017/3/1

246 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 当为稳态转向时，横摆角加速度为0。 当横摆角速度很大时，有可能出现前（后）轮上的侧滑现象。 如何解决？
2017/3/1

247 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 假设前轮上达到附着极限 继续保持为稳态转向，即横摆角加速度为0。
如果继续，哪怕只有一点侧向力，前轴将发生侧滑。 2017/3/1

248 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 假设前轮上达到附着极限 继续保持为稳态转向，即横摆角加速度为0。
当施加的纵向力足够大时，可使得前轴上的侧偏力减少，即减少了发生侧滑的可能。 2017/3/1

249 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 2）弯道加速行驶工况 前轮是驱动轮，故作用有纵向力，同时在弯道行驶，还需要承受侧向力。
假设已经达到附着极限，即再加速将出现侧滑现象。 如何解决？ 后轮是从动轮，在弯道行驶，故仅需要承受侧向力。还没有达到附着极限，即还有能力可用。 2017/3/1

250 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 继续加速需要克服的横摆力矩 当在从动轮上施加一定的纵向力，可得到新的平衡。
当此纵向力足够大，即：1）能够抵消新的横摆力矩；2）可以使前轴上的侧偏力得到减少。 故可解除前轮上达到附着极限的条件，可产生更大的纵向力，即实现弯道加速。 2017/3/1

251 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 实施的设备或装置？？？ 2017/3/1

252 第五讲 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 2017/3/1

253 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 ABS TCS 4WS 提高汽车 操纵稳定性 的装置 ESP ARS 。。。 2017/3/1

254 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 4WS 与汽车模型的关系？ 2017/3/1

255 电子稳定程序系统(Electric Stability Program)简称ESP，也称其为VSC。
第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 ESP 电子稳定程序系统(Electric Stability Program)简称ESP，也称其为VSC。 汽车紧急避障或转弯制动时，该系统通过改变车轮切向力，使车辆克服偏离正常路径的倾向。 2017/3/1

256 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统

257 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 2017/3/1

258 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 2017/3/1

259 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统

260 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统

261 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统

262 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 ESP控制原理

263 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 驾驶员想去哪儿？ 汽车正往哪儿去？ 计算驾驶员意图 计算实际的动力性能 确定之间的差异 US OS
测得的转向角度 测得的轮速 测得的侧向加速度 测得的横摆力矩 计算驾驶员意图 计算实际的动力性能 确定之间的差异 US OS 增加内侧制动器上的制动压力 或减小外侧制动器上的制动压力 或动力控制介入 增加外侧制动器上的制动压力 或减小内侧制动器上的制动压力 或动力控制介入 保持期望的汽车运行姿态 2017/3/1

264 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 各个车轮制动力控制的效果

265 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 DYC控制与制动力控制的效果比较

266 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 DYC控制与制动力控制的效果比较

267 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 DYC控制与制动力控制的效果比较

268 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统

269 THE END 2017/3/1