基于的汽车操纵稳定性模拟计算系统设计
基于VC++的汽车操纵稳定性模拟计算系统设计
胡杰
（长安大学，陕西西安710064）
摘要：本文基于汽车操纵动力学理论，针对中型客车建立了汽车动力学模型——二自由度模型，通过动力学微分方程求解评价汽车操纵稳定性的评价参数等。又以中型客车为对象和VC++为平台开发了汽车操纵稳定性模拟计算系统软件，并以转向盘角阶跃输入为例进行操纵稳定性计算，获得其特征曲线和评价指标对其操稳性进行评价分析。关键词：操纵稳定性；VC++；二自由度模型
中图分类号：U461.6 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2015)01-22-04
Design For Simulation Of Vehicle Handling And Stability Based On VC++
Hu Jie
(Chang'an University, Shaanxi Xi'an 710064)
Abstract: This paper based on vehicle handling dynamics theory for medium-sized passenger vehicle, sets up dynamics model - two free model, uses the dynamic differential equations to solve the evaluation of vehicle handling and stability evaluation parameters. Especially medium-sized passenger cars for the object and VC + + as a platform to develop the vehicle handling and stability of the simulation system software ,and take the input of steering wheel angle step as an example to make handling and stability calculations .
Keywords: vehicle handling and stability；VC++；two degrees of freedom model
CLC NO.: U461.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)01-22-04
引言
目前，绝大部分国产客车高速操稳性不良，严重的甚至导致翻车危急安全，由此引起的客车交通事故也时有发生。正因为如此，国产客车必须具有良好的主动安全性，而汽车的操纵稳定性是影响其主动安全性的主要性能之一。由于受到科研成本、开发周期等因素的影响，对汽车的各种性能的测试不可能都用试验样车来进行，因此汽车动力学仿真技术得到广泛应用。本文利用VC++软件对汽车的操纵稳定性进行评价分析。
1、建立动力学模型与求解计算
1.1 线性二自由度的汽车模型假设
为了便于掌握分析汽车操纵稳定性的基本特性，通常将其简化为线性二自由度的汽车模型。进行一下简化：（1）分析中忽略转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入；
（2）忽略悬架的作用，认为汽车车厢只作平行于地面的平面运动，即汽车沿z轴的位移，绕y轴的俯仰角与绕x轴的侧倾角均为零。
（3）假设汽车沿x轴的速度u不变；
（4）汽车只有沿y轴的侧向运动与绕轴的横摆运动的两个自由度；
（5）汽车侧向加速度限定在0.4g以下，轮胎侧偏特性处于线性范围；
（6）驱动力不大，不考虑地面切向力对轮胎侧偏特性的影响；
（7）忽略空气动力的作用；
（8）忽略左、右车轮轮胎由于载荷的变化而引起轮胎特性的变化以及轮胎回正力矩的作用。
便简化成了一个两轮摩托车模型，是一个由前后两个有
作者简介：胡杰，就读于长安大学汽车学院。
汽车实用技术
23 2015年第1期侧向弹性的轮胎支承于地面、具有侧向及横摆运动的二自由度汽车模型[2]。如图1。
图1 二自由度汽车模型
汽车质量分布参数如转动惯量等，对固结于汽车的这一动坐标系而言为常数（图2）。因此，只要将汽车的(绝对)加速度与(绝对)角加速度及外力与外力矩沿车辆坐标系的轴线分解，就可以列出沿这些坐标轴的运动微分方程。求解这些微分方程，就可以得出二自由度汽车模型的各个参数。
图2 固结于汽车的车辆坐标系
经过推倒，可得二自由度模型运动微分方程为：
（1）
方程组虽简单，却包含最重要的汽车质量与轮胎侧偏刚度两方面的参数。所以它能够反映汽车曲线运动最基本的特征。
二自由度瞬态响应包括：在前轮角阶跃输入下，客车在某一车速下的横摆角速度响应、质心侧偏角响应、车身相对侧倾角响应及车身相对侧倾角速度响应。
其中，用稳态横摆角速度增益来评价稳态响应：
(2)
上式中，
K =
，称为稳定性因数，其单位为
s 2／m 2。它也是表征汽车稳态响应的一个重要参数。 1.2 求解计算
本文采用改进欧拉法进行求解分析。将区间[a ，b]分成n 段，那么方程在第x i 点有
，再用向前差商近似代替导数则为
：
，在这里，h
是步长，即相邻两个结点间的距离。因此可以根据x i 点和y i
点的数值计算出y i+1来。由欧拉公式：
改进的欧拉算法：
先用欧拉法求得一个初步的近似值，称为预报值，然后用它替代梯形法右端的yi+1 , 再直接计算fi+1，得到校正值yi+1，这样建立的预报-校正系统称为改进的欧拉算法：
预报值
；
校正值
；
它有下列平均化形式：
；
且
；
；
采用改进欧拉算法进行VC++编程，部分程序如下： #include
int euleradv(y,n,f,h,m,a) double *y,(*f)(),h,a; int n,m;
{ double *y1,*y2,x; int k=0,i;
y1=(double*)malloc(sizeof(double)*n); y2=(double*)malloc(sizeof(double)*n); if(y1==NULL||y2==NULL) {
Printf(memory alloc failed,\n ’); Return(0); } do {
x=a+k*h;
f(&y[k*n],y1,x); for(i=0;i 胡杰：基于VC++的汽车操纵稳定性模拟计算系统设计24 2015年第1期 for(i=0;i y[(k+1)*n+i]=(y1[i]+y2(i))/2; k++; } while(k free(y1);free(y2); return(1); }[6] 2、软件介绍 该软件主要用于：在前轮转向角为阶跃输入的条件下，用户输入汽车的相应参数后，在对话框中输出汽车操纵稳定性的评价参数以及图像，进而对汽车的操纵稳定性进行评价。二自由度函数模块的计算包括二自由度稳态响应、二自由度瞬态响应。而二自由度稳态响应又包括稳态横摆角速度增益，稳态质心侧偏角增益；二自由度瞬态响应包括汽车在某一车速下的汽车阶跃输入下的横摆角速度响应、阶跃输入下质心侧偏角、阶跃输入幅频特性、阶跃输入相频特性。输出的评价参数分别有稳定性因数、汽车稳态转向特性、临界车速、特征车速、固有频率、反应时间、峰值反应时间以及阻尼比。 图3 二自由度汽车操纵稳定性分析对话框 输入参数主要包括：总质量、轴距、前轴距、后轴距、车速、前轮转角、前侧偏刚度、后侧偏刚度、对Z轴的转动惯量。参数界面如图3所示。 3、操稳性软件实例试验 表1 主要参数表 参数名称符号量纲数值 总质量M Kg 11027 轴距L m 5.42 前轴距L1m 3.35 后轴距L2m 2.07 车速v km/h 90 前轮转角δ° 3 前侧偏刚度C f N.m/rad 400000 后侧偏刚度C r N.m/rad 400000 对Z轴转动惯量I Z Kg/m2104006 本文我们选取宇通ZK6100H车型作为实例，在线性二自由度模型基础上通过编制的软件系统进行性能分析，主要参数如表1。 输入参数运行软件计算所得的曲线分别如图4、5、6、7、8、9所示： 3.1 二自由度稳态响应特性 （1）汽车稳态横摆角速度增益响应 图4 二自由度汽车稳态横摆角速度增益曲线 可以看出，该车的二自由度稳态响应曲线向下偏，K>0,该车具有不足转向特性。 （2）汽车稳态质心侧偏角响应 图5 二自由度汽车稳态质心侧偏角增益曲线 由图看出，K>0为不足。 3.2 二自由度瞬态响应特性 （1）汽车某一车速下的横摆角速度响应 图6 汽车某一车速下的横摆角速度响应 这里我们选择的车速为25.00m/s。从图6可知，ZK6100H 在转向盘角阶跃输入下经过0.6秒左右的波动达到峰值，经过大约1.7秒达到稳态。 （2）汽车某一车速下的质心侧偏角响应 汽车实用技术 25 2015年第1 期 图7 汽车某一车速下的质心侧倾角响应 （3）汽车某一车速下的阶跃输入的幅频特性 图8 汽车某一车速下阶跃输入的幅频特性 幅频特性曲线在低频区接近与x轴平行的直线，随着频率的增加，至某一频率时幅值比达到最大，频率再增加，幅值比减小。 （4）汽车某一车速下阶跃输入的相频特性 图9 汽车某一车速下阶跃输入的相频特性 这里可以看出汽车横摆角速度滞后于转向盘转角的失真程度。 4、结论 本文利用VC++设计开发了汽车操纵稳定性模拟计算系统软件，功能还有待完善，二自由度适用于初学者，比较基础简单，但是也能表现出汽车的操纵稳定性特性。数值上与真实值有点差距。ZK6100H操稳性的验证表明，本软件的功能达到了设计的要求。 本软件系统还存在一些不足，该软件只对客车进行了二自由度的分析，对客车的动力分析还不是有很深的了解,有待于进一步研究。 参考文献 [1] 张洪欣.汽车设计[M].北京：机械工业出版社2000:120-172. [2] 余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2009:130-201. [3] 魏朗,陈涛.VC++程序设计攻略教程[M].西安：电子科大出版社, 2004:1-224. [4] 郭孔辉.汽车操纵动力学[M].吉林：吉林科学技术出版社， 1991:295-332. [5] 孙鑫余安萍. VC++深入详解[M].北京：电子工业出版社, 2006.6. [6] 焦渊. 客车操稳性模拟计算软件幵发[J].汽车实用技术, 2014.8. （上接第9页） 3、结束语 通过对冷却系统的一维-准三维混合建模，准确预测了发动机出水温度和冷却液流量，通过试验验证了模型可以满足工程精度需要。并在此基础上对两种型号风扇进行了选型对比分析，实现最小功率消耗下风扇的性能匹配。本文所用方法适用于冷却系统的水泵、风扇等部件的选型匹配和优化。参考文献 [1] 李丰军等.汽车设计手册（发动机﹒附件卷）长春：长春汽车研 究所，1998. [2] 刘晓东，石秀勇，倪计民.基于最小耗功的发动机冷却系统设计 研究.汽车科技，2012（3）：42~45. [3] 王海航，段耀龙，胡惠祥，上官文斌.发动机冷却风扇与冷却系 统的匹配.车用发动机，2012（2）：1~6. [4] 齐斌.载重车热管理系统仿真.柴油机设计与制造，2008(3)：32-35. [5] 张翔，王佳，杨建中，蔡志标.仿真技术在设计发动机冷却系统 中的应用.天津汽车，2008（11）：33~35. [6] Alexey Vdovin，Cooling performance simulations in GT-Suite [Master's thesis] G?tebor Sweden Chalmers University Of Technology，2010. 关键词：汽车操纵稳定性 1、蔡世芳(1985). "汽车操纵稳定性评价指标和参数匹配的工程分析方法." 汽车工程7(3): 21-29. 本文提出一种工程分析方法,并利用此方法研究评价指标和参数匹配规律。全文主要内容有四部份: (1)工程分析方法的数学模型; (2)评价指标的工程计算方法; (8)评价指标的相关分析和主要评价指标的推荐。(4)操纵稳定性参数匹配的基本规律。 2、岑少起, 潘筱, et al. (2006). "ADAMS 在汽车操纵稳定性仿真中的应用研究." 郑州大学学报: 工学版27(003): 55-58. 运用ADAMS软件建立了C型车多自由度整车多体动力学仿真模型，详细分析了前悬架系统、后钢板弹簧系统和轮胎模型，同时提出了一种建立钢板弹簧多体模型的新方法——中性面法，并对不同方向盘转角及改变整车质心位置下的操纵稳定性进行了动力学仿真．经过与实际车型性能比较，该模型与分析结果是准确、可靠的，可应用于汽车平顺性研究中． 3、陈克, 王工, et al. (2005). "基于ADAMS 的汽车操纵稳定性虚拟试验演示系统开发." 沈阳理工大学学报24(001): 59-61. 利用ADAMS动力学软件建立了整车多刚体系统模型．分别考虑车型、悬架、轮胎、车速等不同因素对整车操纵稳定性的影响，进行整车操纵稳定性6个性能试验的仿真分析．利用获取的动力学分析数据、仿真动画，实现汽车操纵稳定性虚拟试验演示系统． 4、陈黎卿, 王启瑞, et al. (2005). "基于ADAMS 的双横臂扭杆独立悬架操纵稳定性分析." 合肥工业大学学报: 自然科学版28(004): 341-345. 悬架的主要性能参数在悬架运动过程中的变化规律是影响悬架性能的主要因素。文章采用ADAMS软件建立了某商务车独立悬架的数学模型和仿真模型，分析了该悬架对操纵稳定性的影响，以及悬架主要性能参数的变化规律，为悬架设计奠定了基础。与传统的设计方法相比，这种方法提高了精度和效率。 5、邓亚东, 余路, et al. (2005). "ADAMS 在汽车操纵稳定性仿真分析中的运用." 武汉大学学报: 工学版38(002): 95-98. 利用ADAMS软件建立了某轿车的操纵动力学多体仿真模型，详细考虑了前后悬架系统、转向系统、轮胎以及各种连接件中的弹性衬套的影响，分析了汽车在方向盘转角阶跃输入时的转向特性．通过对不同车速、不同载荷下的仿真计算，得出汽车转向特性在这些条件下的不同表现，揭示了汽车转向特性与车速、载荷和轮胎的内在关系，为汽车操纵稳定性分析提供了参考． 6、董涵(2003). 侧风环境下高速汽车稳定性研究与分析[D], 长沙: 湖南大学. 随着汽车车速的不断提高，汽车侧风稳定性的研究日益重要。由于实车试验风险大、场地设备要求高，而使用计算机仿真则可以极大的的缩短产品开发周期。因而进行高速汽车侧风稳定性计算机仿真研究具有现实意义。在车辆动力学研究过程中，汽车数学模型的精确与否始终是一个关键问题。随着计算机技术的长足进步，以及多体系统动力学这一学科的成熟，汽车模型的自由度越来越多，仿真结果越来越精确。本文首先整理了汽车操纵稳定性的各项评价指标，根据汽车高速运动时的受力分析，使用非线性轮胎模型，建立了侧风环境下汽车运动十八自由度数学模型并进行了直线行驶运动仿真。 汽车操纵稳定性实验之稳态回转实验 实验目的：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 学会用前、后侧偏角绝对值之差12()αα-以及转向半径的比0R R 来判别汽车的稳态响应 实验仪器：垂直陀螺仪（VG400CD-100）实验车 汽车速度采集器 实验条件： 1. 实验汽车 1.1 实验车是按厂方规定装备齐全的汽车，实验前，应测定车轮定位参数， 对转向系、悬架系进行检查，并按规定进行调整、紧固和润滑。 1.2 实验时若用新轮胎，轮胎至少应经过200km 正常行驶磨合；若是旧胎， 实验结束时，残留花纹高度应小于1.5mm 。实验过程中，轮胎充气压力 应符合该车技术条件规定，误差不得超过±10kPa 。 2.实验场地 2.1 实验场地应为干燥、平坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度不大于2% 2.2 实验时风速应不大于5m s 2.3 大气温度在040-℃之间 实验方法： 1. 在实验场地上，画出半径为15m 的圆周1。 2. 接通仪器连线并开机预热至工作温度2。 3. 实验开始前，汽车以侧向加速度为23m s 的相应车速沿画定的圆周行驶 500m 以使轮胎升温。 4. 驾驶员操纵汽车以最低稳定车速沿所画圆周行驶，此时转向盘得转角为 sw 0δ；测定车速0u 以及横摆角速度0r ω。由于车速很低，离心力很小， 轮胎侧偏角忽略不计。保持转向盘转角sw 0δ不变条件下，令汽车缓慢连 续而均匀的加速（纵向加速度不得超过20.25m s ），直至汽车的侧向加速度达到26.5m s （或受发动机功率限制而所能达到的最大侧向加速度、或汽车出现不稳状态）为止。纪录整个过程。 5. 实验按向左转和向右转两个方向进行，每个方向实验三次。每次实验开 始时车身应处于正中位置。 实验数据处理： 1. 连续测量车速u 与横摆角速度r ω值，根据瞬时的u 与r ω值，按公式 ,y r r u R a u ωω==求出相应的R 与y a 值，根据数据画出0y R R a -曲线 第5章汽车的操纵稳定性 学习目标 通过本章的学习，应掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件；掌握车辆坐标系的有关术语，了解影响侧偏特性的因素，掌握轮胎回正力矩与侧偏特性的关系；熟练掌握汽车的稳态转向特性及其影响因素；了解汽车转向轮的振动和操纵稳定性的道路试验内容。 汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时沿直线行驶，有时沿曲线行驶。在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。一辆操纵性能良好的汽车必须具备以下的能力： （1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。 （2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。 操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。 汽车的操纵稳定性，是汽车的主要使用性能之一，随着汽车平均速度的提高，操纵稳定性显得越来越重要。它不仅影响着汽车的行驶安全，而且与运输生产率与驾驶员的疲劳强度有关。 节汽车行驶的纵向和横向稳定性 5.1.1 汽车行驶的纵向稳定性 汽车在纵向坡道上行驶，例如等速上坡，随着道路坡度增大，前轮的地面法向反作用力不断减小。当道路坡度大到一定程度时，前轮的地面法向反作用力为零。在这样的坡度下，汽车将失去操纵性，并可能产生纵向翻倒。汽车上坡时，坡度阻力随坡度的增大而增加，在坡度大到一定程度时，为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将滑转。这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。 图汽车上坡时的受力图 图为汽车上坡时的受力图，如汽车在硬路面上以较低的速度上坡，空气阻力 w F可以忽略不计，由于剩余驱动力用于等速爬坡，即汽车的加速阻力0 = j F，加速阻力矩0 = j M，而车轮的滚动阻力矩 f M的数值相对来说比较小，可不计入。 分别对前轮着地点及后轮着地点取力矩，经整理后可得 ? ? ? ?? ? ? = + - = - - sin cos sin cos 2 1 L G h aG Z L G h bG Z g g α α α α （） 当前轮的径向反作用力0 1 = Z时，即汽车上陡坡时发生绕后轴翻车的情况，由式可得 汽车操纵稳定性实验指导书 课程编号： 课程名称： 实验一汽车转向轻便性实验 实验目的 汽车的转向轻便性和操纵稳定性是现代汽车重要的使用性能，通过对实验了解和掌握测试系统的安装调试、基本实验方法并学会数据处理和运用理论知识对汽车操纵稳定性研究、评价。以培养学生解决实际工程问题的能力。 二、实验的主要内容 了解测试系统的组成和测试原理，汽车转向轻便性实验的数据的实时采集和处理。测定汽车在低速大转角时的转向轻便性，与操纵稳定性其他试验项目一起，共同评价汽车的操纵稳定性。 采集测量变量及参数 方向盘转角； 方向盘力矩； 方向盘直径。 三、实验设备和工具 1．测量仪器 汽车方向盘转角——力矩传感器 汽车操纵稳定性数据采集和分析仪 2．实验车辆 小型客车一辆 3．标明试验路径的标桩16个。 四、实验原理 测定汽车在道路上进行转向行驶时，驾驶员作用在方向盘上的力矩和方向盘转角的变化关系评价汽车的转向操纵性能 验方法和步骤 1．实验准备 试验场地应为干燥、平坦而清洁的水泥或柏油路面。任意方向上的坡度不大于2％。在试验场地上，用明显颜色画出双纽线路径（图1），双纽线轨迹的极坐标方程为： 为：轨迹上任意点的曲率半径R °时，双纽线顶点的曲率半径为最小值，即=0Ψ 当． 双纫线的最小曲率半径（m）应按试验汽车的最小转弯半径（m）乘以倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。并据此画出双纽线，在双纽线最宽处、顶点和中点（即结点）的路径两侧共放置16个标桩（图1）。标桩与试验路径中心线的距离，按汽车的轴距确：定，当试验汽车轴距大于时，为车宽一半加50cm，当试验汽车轴距小于或等于2m时，为车宽一半加30cm。 图1 双纽线路径示意图 2．试验方法 2．1接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。 2．2汽车以低速直线滑行，驾驶员松开方向盘，停车后，记录方向盘中间位置及方向盘力矩零线。 2．3驾驶员操纵方向盘使汽车沿双纽线路径行驶。车速为10土1km／h。待车速稳定后，开始记录方向盘转角及力矩，并记录（或显示）车速作为监督参数，直到汽车绕双纽线行驶满三周。 3．数据处理 3．1根据记录的方向盘转角及方向盘力矩，按双纽线路径每一周整理成图2所示的M—θ曲线，并计算以下参数： 3．1．1方向盘最大力矩，用下式计算： 式中：Mmax——方向盘最大力矩，N·m； 3．1．2方向盘最大作用力，用下式计算： 现代汽车对于电子化的运用越来越广泛，驾校教练口中的“踩刹车、踩离合、脱空档、拉手刹”等等一些列各种组合与连续的动作，在高科技的参与下简化为了踩刹车和踩油门。这里面有很大一部分由自动变速器负责简化，剩下的就是小编今天要讲的刹车系统中的手刹、P 挡、电子手刹与自动驻车，来看看它们有啥区别? ●传统手刹 其实我们通常说的手刹专业称呼应该叫驻车制动器。与行车制动器(我们常说的脚刹)有所不同，从名字就能分辨出来，行车制动是在车辆行驶过程中短时间制动使车辆停稳或者减速的，而驻车制动是在车辆停稳后用于稳定车辆，避免车辆在斜坡路面停车时由于溜车造成事故。 工作原理及结构 手刹属于辅助制动系统，主要借助人力，一般在停车的时候，为了防止车辆自行溜车而设立的。手刹(驻车制动器)主要由制动杆，拉线，制动机构以及回位弹簧组成。是用来锁死传动轴从而使驱动轮锁死的，有些是锁死两只后轮。对于制动杆，其实就利用了杠杆原理，拉到固定位置通过锁止牙进行锁止。 而另一种是在变速器的后方，传动轴的前方，这种又叫做中央驻车制动器。制动原理大体相似，只是安装部位不同。 现在大多数乘用车都是采用四轮盘式制动器，其制动机构就集成在后轮的盘式制动器上。有些超级跑车的后制动盘上有两个卡钳，现在你知道为什么了吧。 如何使用手刹？ 进行驻车制动时，踩下行车制动踏板，向上全部拉出驻车制动杆。欲松开驻车制动，同样踩下制动器踏板，将驻车制动杆向上稍微提起，用拇指按下手柄端上的按钮，然后将驻车制动杆放低到最低的位置。 优缺点 与手刹配套使用的还有回位弹簧。拉起手刹制动时，弹簧被拉长；手刹松开，弹簧回复原长。长期使用手刹时，弹簧也会产生相应变形。手刹拉线也同样会产生相应变形会变长。任何零件在长期、频繁使用时，都存在效用降低的现象。 不过这种手刹相对于后面要说到的几种驻车制动结构相对简单，成本低廉。 小结：传统的手刹驻车制动由于结构简单，成本低廉，在目前的汽车市场上还有很大一 同济汽车操纵稳定性实 验报告新 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58- 《汽车平顺性和操作稳定性》实验报告 学院（系）汽车学院 专业车辆工程（汽车） 学生姓名同小车学号 000001 同济大学汽车学院实验室 2014年11月 1.转向轻便性实验 实验目的 驾驶员通过操纵方向盘来控制汽车的行驶方向，操纵方向盘过重，会增加驾驶员的劳动强度，驾驶员容易疲劳；操纵方向盘过轻，驾驶员会失去路感，难以控制汽车的形式方向。操纵方向盘的轻重，是评价汽车操纵稳定性的基本条件之一。转向轻便性实验的目的在于通过测量驾驶员操纵方向盘力的大小，与其他实验仪器评价汽车操纵稳定性的好处。 实验仪器设备 实验条件 试验车：依维柯 实验场地与环境 于圆形试车场，实验时按照桩桶圈出的双扭线，以10Km/h的车速行驶。双扭线的极坐标方程见下，形状如下图 实验当天天气晴好，无风，气温20度 在ψ=0时，双扭线顶点处的曲率半径最小，相应数值为Rmin=1/3d，双扭线的最小曲率半径应按照实验汽车的最小转弯半径乘以1,1倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。试验中记录转向盘转交及转向盘转矩，并按双扭线路经过每一周整理出转向盘转矩转向盘转矩曲线。通常以转向盘最大转矩，转向盘最大作用力以及转向盘作用功等来评价转向轻便性。 转向轻便型实验数据记录 方向盘转角-转矩曲线 2. 蛇形试验 实验目的 本项试验是包括车辆-驾驶员-环境在内的闭路试验的一种，用来综合评价汽车行驶的稳定性及乘坐的舒适性，与其他操纵试验项目一起，共同评价汽车的操纵稳定性。也可以用来考核汽车在接近侧滑或侧翻工况下的操纵性能，在若干汽车操纵稳定性对比试验时，作为主观评价的一种感性试验。 实验原理 将试验车辆以不同车速行驶于规定的蛇形试验中，通过实验仪器可以得到行驶时的车速，方向盘转角，横摆角速度，车身侧倾角。 试验方法遵照GB/T 6323.1-94汽车操纵稳定性试验方法蛇形试验 第 五 章 5．1一轿车(每个)前轮胎的侧偏刚度为-50176N ／rad 、外倾刚度为-7665N ／rad 。若轿车向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角，其大小为40。设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响．试求由外倾角引起的前轮侧偏角。 答： 由题意：F Y =k α+k γγ=0 故由外倾角引起的前轮侧偏角： α=- k γγ/k=-7665?4/-50176=0.6110 5．2 6450轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论根据(要求有必要的公式和曲线)。 答： 稳定性系数：??? ? ??-=122k b k a L m K 1k 、2k 变化， 原来K ≤0,现在K>0,即变为不足转向。 5．3汽车的稳态响应有哪几种类型?表征稳态响应的具体参数有哪些?它们彼此之间的关系如何(要求有必要的公式和曲线)？ 答： 汽车稳态响应有三种类型 ：中性转向、不足转向、过多转向。 几个表征稳态转向的参数： 1．前后轮侧偏角绝对值之差(α1-α2); 2. 转向半径的比R/R 0; 3．静态储备系数S.M. 彼此之间的关系见参考书公式（5-13）（5-16）（5-17）。 5．4举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？ 答：方法： 1.α1-α2 >0时为不足转向，α1-α2 =0时 为中性转向，α1-α2 <0时为过多转向； 2. R/R0>1时为不足转向，R/R0=1时为中性转向， R/R0<1时为过多转向； 3 .S.M.>0时为不足转向，S.M.=0时为中性转向， S.M.<0时为过多转向。 汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移使得汽车质心至前后轴距离a、b发生变化，K也发生变化。 5．5汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？ 答：否，因转弯时车轮受到的侧偏力，轮胎产生侧偏现象，行驶阻力不一样。 5．6主销内倾角和后倾角的功能有何不同? 答：主销外倾角可以产生回正力矩，保证汽车直线行驶；主销内倾角除产生回正力矩外，还有使得转向轻便的功能。 5．7横向稳定杆起什么作用?为什么有的车装在前恳架，有的装在后悬架，有的前后都装？ 答：横向稳定杆用以提高悬架的侧倾角刚度。 电子驻车制动系统的开发及应用 作者：见下文来源：上海汽车日期：2011年10月刊 辛登岭张建明 上海大众汽车有限公司 【摘要】介绍电子驻车制动（EPB）系统的架构及组成部件、系统的网络结构以及它们之间的信息通信，EPB 的主要功能及试验评价。最后探讨了EPB系统的发展和应用前景。 关键词：电子驻车制动系统电子稳定程序起步辅助Autohold自动停车紧急制动 0 引言 随着汽车在中国的普及，汽车公司更加关注提高顾客驾驶的舒适性和安全性，目前电子驻车制动（EPB）系统在B级车得到普遍应用。EPB系统的应用可以使汽车内部空间的利用和中央通道/脚部空间的设计具有更大的灵活性；可以为顾客提供有助的舒适性功能；由于取消了手制动手柄和拉索，简化了装配过程；它是机电一体化的产品，系统的功能始终处于监控状态。本文主要介绍EPB系统及其主要功能和评价指标。 1 系统架构 图1描述EPB系统的架构，EPB系统主要由电子稳定程序（ESP）控制器、EPB控制器，带有执行电机的后制动钳总成、EPB/自动停车开关，离合器传感器（仅用于手动档）等组成。 它们通过驱动总线与发动机控制器、变速器控制器、安全气囊控制器、组合仪表、网关、门传感器进行通信。 1.1 ESP控制器 ESP控制器是EPB系统的关键部分之一，它集成了纵向和横向加速度传感器。它不但向EPB系统提供车速信号、纵向加速度信号、坡度信号，还提供自动停车和紧急制动功能的控制。 有些ESP和EPB的组合系统，纵向和横向加速度传感器集成在EPB控制器内，如果ESP控制器需要这些信号则通过总线从EPB控制器中取得。 相对于没有EPB装备的ESP控制器，除了软件的不同外，硬件也需要更改。需要多使用两个Pin角，一个与自动停车的开关相连，另一个用于控制自动停车功能的指示灯。 1.2 EPB控制器 EPB控制器是EPB系统的控制核心部件。和ESP控制器一样，它可以集成纵向和横向加速度传感器，也可以从ESP控制器中取得这些信号。两者之间通过总线通信。 它由蓄电池直接供电，与执行电机、EPB开关、离合器传感器之间通过硬线连接，与其它控制器的信息通信通过总线。图2为EPB控制器的Pin角定义图。 实验4 汽车操纵稳定性仿真 一．实验目的 1.了解和掌握汽车操作稳定性实验条件、试验规程、数据实验方法以及实验仪器设备。 2.熟悉掌握Adams/Car软件的应用并能实际操作完成汽车操控性仿真的全过程。 二．实验器材 Adams软件、计算机一台 三．实验结果与分析 1.定转弯半径仿真 汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜，侧向风或者曲线行驶时的离心力等的作用，车轮中心沿车轴方向产生一个侧向力F。因为车轮是有弹性的，所以，在侧向力F 未达到车轮与地面间的最大摩擦力时，侧向力 F 使轮胎产生变形，使车轮倾斜，导致车轮行驶方向偏离预定的行驶路线。这种现象，就称为汽车轮胎的侧偏现象。汽车轮胎的中心线，在侧向力F 的作用下，与车轮平面错开了一定距离，而且有一个倾斜角，这个倾斜角，就叫做汽车轮胎的侧偏角。 侧偏最常见于汽车转弯。汽车转弯时，前后轮都会产生侧偏角。如果前后轮侧偏角相等，则汽车实际转弯半径等于方向盘转角对应的转弯半径，称为“中性转向”；如果前轮侧偏比后轮大，汽车实际转弯半径大于方向盘转角对应的转弯半径，称为“不足转向”；如果后轮侧偏比前轮大，汽车实际转弯半径小于方向盘转角对应的转弯半径，称为“过度转向”。 在设置转弯半径28m，车辆以10km/h的初速度加速到120km/h时，汽车行驶到最后阶段失去控制，脱离预先设计好的圆形轨道。其行驶轨迹如下图所示; 图1 从图中我们可以看出，汽车在行驶大概一圈的时候冲出轨道，且距离圆心随着时间增长越来越远。这是由于随着速度的不断增加，汽车所受到的侧向力不断变大，当地面的摩擦力不足以平衡侧向力时，汽车便会失去控制。从图中可以看出，在汽车达到120km/h时候汽车已经偏原来的轨道很大一段距离。 在这实验的基础上，改了一下数据，设置转弯半径20m，出事加速度0.1m/s^2最终加速度为4m/s^2，得到了以下曲线： 图2 图3 从图中，我们可以得到，汽车在设定好的轨道中良好运行，没有冲出跑道。再上一个控制速度的实验中，所得到的最终加速度的大小大概为 5.5g，而控制加速度的实验中，所得到的最终加速度大小为0.4g，明显小于前者，因此猜想，当汽车的加速度比较大时，汽车比较容易冲出跑道 为了证实以上猜想，设定转弯半径20m，初始加速度0.01g，最终加速度5g，得到以下实验曲线： L11整车操纵稳定性仿真分析报告 （HB11A/HB12A 编制（日期）____________________________ 校对（日期）____________________________ 审核（日期）____________________________ 批准（日期）____________________________ 简式国际汽车设计（北京）有限公司 L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A 1.定半径稳态圆周试验 1.1试验方法 HB11A处于满载状态，沿半径为 40m的定半径圆周进行回转运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行回转运动，开始记录，然后缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0.2 m/s2），加速的同时调整方向盘转角以维持定半径圆周运动，这个过程中车辆不应超岀车道0.5 m，直至不 能维持稳态定半径圆周运动条件时或受发动机功率限制所能达到的最大侧向加速度为止。记录整个过程，建议使用满足试验条件的最高档位。试验按向左转和向右转两个方向进行，每次试验开始时车身应处于正中位置。 1.2数据处理 “方向盘转角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。 图1方向盘转角一侧向加速度（左转） 从图1计算得到左转不足转向梯度为137o/g 图2方向盘转角一侧向加速度（右转） 右转不足转向梯度为 134.5o/g，则HB11A平均不足转向梯度为 135.75o/g。 HB11A的角传动比约为 23.333，则不足转向梯度/转向系角传动比为 5.817o/g。 “质心侧偏角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。 图3质心侧偏角——侧向加速度（左转）左转侧偏角梯度为 5.987 o/g。 图4 质心侧偏角一一侧向加速度（右转） 右转侧偏角梯度为 5.987o/g，则HB11A平均侧偏角梯度为 5.987o/g。 “车身侧倾角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。 汽车操纵稳定性试验解析！ 汽车的操稳性不仅影响到汽车驾驶的操纵方面，而且也是决定汽车安全行驶的一个主要性能；为了保证安全行驶，汽车的操稳性受到汽车设计者很大的重视，成为现代汽车的重要使用性能之一，如何试验并评价汽车的操稳性显得极其重要。汽车操控稳定性分为两个方面：1、操控性: 指汽车能够确切的响应驾驶员转向指令的能力；2、稳定性:指汽车受到外界扰动（路面扰动或阵风扰动）后恢复原来运动状态的能力。一、常用试验仪器 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，汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角等； 2、光束水准车轮定位仪：测车轮外倾角，主销内倾角，主销外倾角，车轮前束，车轮最大转角及转角差； 3、车辆动态测试仪：测汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角，汽车横向加速度与纵向加速度等运动参数； 4、力矩及转角仪：测转向盘转角或力矩； 5、五轮仪和磁带机等。二、试验分类三、稳态回转试验 01试验步骤 1、在试验场上，用明显的颜色画出半径为15m或20m的圆周； 2、接通仪器电源，使之加热到正常工作温度； 3、试验开始前，汽车应以侧向加速度为3m/s2的相应车速沿画定的 圆周行驶500m以使轮胎升温。4、以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上的车速传感器在半圈内都能对准地面所画的圆周时，固定转向盘不动，停车并开始记录，记下各变量的零线，然后，汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0·25m/s2），直至汽车的侧向加速度达到6·5m/s2为止，记录整个过程。5、试验按向左转和右转两个方向进行，每个方向试验三次。每次试验开始时车身应处于正中央。 02评价条件 1、中性转向点侧向加速度值An：前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上斜率为零的点的侧向加速度值，越大越好； 2、不足转向度：按前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均值计算，越小越好； 3、车厢侧倾度K：按车厢侧倾角与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均斜率计算，越小越好。 转向特性曲线图四、转向回正试验 01试验步骤一）低速回正性能试验：1、在试验场地上用明显的颜色画出半径为15m的圆周。2、试验前试验汽车沿半径为15m的圆周、以侧向加速度达3m/ s 2 的相应车速，行 驶500m，使轮胎升温。3、接通仪器电源，使其达到正常工作温度。4、试验汽车直线行驶，记录各测量变量零线，然 电子驻车制动系统 由控制单元控制的电子驻车制动系统简称为EPB 系统。EPB 系统去掉了普通机械式驻车制动系统的手柄或是踏板等机械装置，通过一个 EPB 开关对驻车制动器进行控制，该系统不仅实现了驻车制动的电子化控制，同时 EPB控制单元通过数据总线与 ESP 系统链接，可以实现车辆的自动停止固定功能和动态的应急制动。现代车辆上装配的电子驻车制动系统有两种形式，一种是通过驻车制动执行电机驱动制动拉线使驻车制动系统工作的鼓式电子驻车制动系统。另外一种是将驻车制动执行电机安装于后轮两侧的制动卡钳上，由驻车制动执行电机控制制动卡钳的活塞。前者装配于宝马 7 系的 E65/E66 车型和韩国现代的新雅科仕车型上，后者多见于奥迪车系，而韩国现代于 2011 年中上市的新雅尊HG 车型也装配了类似的 EPB 系统。这两种电子驻车制动系统虽然在结构上有很大的区别，但是其基本的功能和控制方式却是很相像的，现就这两种系统的结构和工作原理做一简要分析。 一、基本功能 1. 静态驻车制动：车辆在停止时，按下 EPB 开关（无论点火开关是ON 或 OFF，以及行车制动的状态），EPB 系统工作制动锁止车辆。释放驻车制动时，点火开关处于 ON 位置（发动机工作或熄火均可），踩下行车制动踏板，拉起 EPB 开关，EPB 系统停止制动锁止。当然如果车辆的发动机盖和后备箱盖以及 4 个车门都是OFF 状态时，变速器杆从 P 位移到 R 位或 D 位时，EPB 系统也会自动释放。 2. 动态应急制动：车辆在行驶过程中，驾驶员按下 EPB 开关，EPB控制单元收到开关信号后通过数据总线要求 ESP 系统控制行车制动，如果行车制动系统或是 ESP 系统故障，由EPB 控制单元直接控制驻车制动系统工作（仅限于后轮）来应对这种紧急情况。EPB 系统的动态制动控制是持续进行的，直到松开 EPB 开关为止。在动态制动工作期间，驻车制动警告灯将会一直闪烁。 3. 自动车辆固定（AVH）功能：也称制动力自动保持，由 ESP 系统实现该功能的控制。主要是为了应对车辆由于路面交通信号使车辆在 D 挡停止时对车轮进行液压制动的控制。也同时是为了保证车辆在上坡起步时车辆不会后移，在部分欧洲车上该功能可以通过操作显示器的菜单或是使用诊断仪激活或是取消该功能。但是在韩国现代汽车上则专门设计有这样一个被称为 AVH 的开关，操作这个开关就可以随时的激活或取消该功能。当自动车辆固定功能被激活时，车辆在遇到路面交通信号灯停止后，即使驾驶员不踩制动踏板，车辆也会被 ESP 控制单元的控制而制动，同时制动灯继电器被闭合，制动灯点亮。在自动车辆固定控制期间，如果踩下加速踏板时，制动系统会释放，车辆就可以行驶。如果车辆在自动车辆固定控制期间发动机 OFF，发动机盖 ON，后备箱盖 ON 或车门 ON时，系统将自动从自动车辆固定模式转变为 EPB 控制单元控制的驻车制动模式。或者在当前驾驶周期内自动车辆固定的模式持续工作 5min 以上，以及在当前的驾驶周期内累计工作 30min 以上，或是车辆停止的坡度超过 21°时，系统也会从自动车辆固定控制模式转换为 EPB 系统控制的驻车制动模式。这样的目的主要是为了防止 ESP 模块中的电磁阀因长时间工作而过载（在韩现雅科仕轿车和新雅尊 HG 轿车上，当按下自动车辆固定的 AVH 开关时，仪表上会有一个白色的 AUTO HOLD 的指示灯点亮，表示系统进入车辆自动固定的准备阶段，在系统工作期间，一个绿色的 AUTO HOLD 灯就会点亮，表示自动车辆固定模式当前处于工作状态，如果自动车辆固定 《汽车平顺性和操作稳定性》实验报告 学院（系）汽车学院 专业车辆工程（汽车） 学生姓名同小车学号 000001 同济大学汽车学院实验室 2014年11月 1.转向轻便性实验 实验目的 驾驶员通过操纵方向盘来控制汽车的行驶方向，操纵方向盘过重，会增加驾驶员的劳动强度，驾驶员容易疲劳；操纵方向盘过轻，驾驶员会失去路感，难以控制汽车的形式方向。操纵方向盘的轻重，是评价汽车操纵稳定性的基本条件之一。转向轻便性实验的目的在于通过测量驾驶员操纵方向盘力的大小，与其他实验仪器评价汽车操纵稳定性的好处。 实验仪器设备 实验条件 试验车：依维柯 实验场地与环境 于圆形试车场，实验时按照桩桶圈出的双扭线，以10Km/h的车速行驶。双扭线的极坐标方程见下，形状如下图 实验当天天气晴好，无风，气温20度 在ψ=0时，双扭线顶点处的曲率半径最小，相应数值为Rmin=1/3d，双扭线的最小曲率半径应按照实验汽车的最小转弯半径乘以1,1倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。 试验中记录转向盘转交及转向盘转矩，并按双扭线路经过每一周整理出转向盘转矩转向盘转矩曲线。通常以转向盘最大转矩，转向盘最大作用力以及转向盘作用功等来评价转向轻便性。 转向轻便型实验数据记录 方向盘转角-转矩曲线 2. 蛇形试验 实验目的 本项试验是包括车辆-驾驶员-环境在内的闭路试验的一种，用来综合评价汽车行驶的稳定性及乘坐的舒适性，与其他操纵试验项目一起，共同评价汽车的操纵稳定性。也可以用来考核汽车在接近侧滑或侧翻工况下的操纵性能，在若干汽车操纵稳定性对比试验时，作为主观评价的一种感性试验。 实验原理 将试验车辆以不同车速行驶于规定的蛇形试验中，通过实验仪器可以得到行驶时的车速，方向盘转角，横摆角速度，车身侧倾角。 试验方法遵照GB/T 6323.1-94汽车操纵稳定性试验方法 蛇形试验 基于Simulink的车辆两自由度操纵稳定性模型汽车操纵稳定性是汽车高速安全行驶的生命线，是汽车主动安全性的重要因素之一；汽车操纵稳定性一直汽车整车性能研究领域的重要课题。本文采用MATLAB仿真建立了汽车二自由度动力学模型，通过仿真分析了不同车速、不同质量和不同侧偏刚度对汽车操纵稳定性的影响。研究表明，降低汽车行驶速度，增加前后轮侧偏刚度和减小汽车质量可以减小质心侧偏角，使固有圆频率增加降低行驶车速还可以使阻尼比增加，超调量及稳定时间减少。 车辆操纵稳定性评价主要有客观评价和主观评价俩种方法。客观评价是通过标准实验得到汽车状态量，再计算汽车操纵稳定性的评价指标，这可通过实车实验和模拟仿真完成，在车辆开发初期可通过车辆动力仿真进行车辆操纵稳定性研究。 1．二自由度汽车模型 为了便于掌握操纵稳定性的基本特性，对汽车简化为线性二自 由度的汽车模型，忽略转向系统的 影响，直接一前轮转角作为输入； 忽略悬架的作用，认为汽车车厢只 作用于地面的平面运动。 2．运动学分析 分析时，令车辆坐标系原点与汽车质心重合。首先确定汽车质心的（绝对）加速度在车辆坐标系中的分量。 确定汽车质心的（绝对）加速度在车辆坐标系的分量 和 。Ox 与Oy 为车辆坐标系的纵轴与横轴。质心速度 1与t 时刻在Ox 轴上的分量为u ，在Oy 轴上的分量为v 。 2.1 沿Ox 轴速度分量的变化为： 由于汽车转向行驶时伴有平移和转动，在t+△t 时刻，车辆坐标系中质心速度的大小与方向均发生变化，而车辆坐标系中的纵轴和横轴亦发生变化，所以沿x 轴速度分量变化为： ()cos ()sin cos cos sin sin u u u v v u u u v v θθ θθθθ +??--+??=?+??---?? 电子自动驻车系统(AUTOHOLD) 文字和图片部分摘自陈新亚编著“陈总编爱车热线书系” 自动驻车系统（AUTO HOLD）是一种汽车运行中可以实现自动手刹的技术应用。这项技术使驾驶者在车辆停下时不需要长时间刹车，以及在启动自动电子驻车制动的情况下，能够避免车辆不必要的滑行。 简单讲，自动驻车功能技术的作用就是使车辆不会溜后，特别适用于上下坡以及频繁起步停车时。自动驻车系统与电子手刹（EPB: Electrical Park Brake，学名：电控机械式驻车制动器）能够共同构成一套智能的刹车控制系统，从而将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起,并且由电子控制方式实现停车制动。 自动驻车工作原理 自动驻车系统功能的实现，并不是简单使用电子手刹来完成的。人们在上下坡或者红绿 灯前停车时，会使用手刹来驻车，此时如果单纯使用电子手刹，响应速度会比较慢。人用手来拉放手刹的时间大概不超过0.3秒，而且人控比电控更灵活一些，而启动电子手刹需要有一个踩刹车的前提动作，和按键的响应时间（避免误操作），而且电机运行的时间也偏长，约0.5秒。即便是踩油门时，电子手刹自动解除，这个动作也未免有些突兀，所以自动驻车系统的功能实现是另外一种原理。 自动驻车系统的工作原理在于：刹车管理系统通过电子手刹（EPB）的扩展功能来实现的对四轮刹车的控制。或者说，自动驻车系统是电子手刹（EPB）的一种扩展功能，由ESP 部件控制。 当车辆临时停驻，并且在很短一段时间之后就需要重新起动时，驻车就交由ESP控制的刹车来完成，电脑会通过一系列传感器来测量车身的水平度和车轮的扭矩，对车辆溜动趋势做一个判定，并对车轮实施一个适当的刹车力度，使车辆静止。这个刹车力度刚好可以阻止车辆移动，并不会太大，以便再次踩油门前行时，不会有太严重的前窜动作。而在临时驻车超过一定时限后，刹车系统会转为后轮机械驻车（打开电子手刹），来代替之前的四轮液压制动。当车辆欲将前行时，电子系统会检测油门的踩踏力度，以及手动挡车型的离合器踏板的行程，来判定刹车是否解除。 自动驻车功能 目前很多中高档轿车都有这个功能，只是各厂家的名称叫法不同，作用都是一样的。这个系统的功能主要体现在以下三方面： 一，行驶过程中遇红灯等需要短停的情况。系统会在车辆停稳后自动将车轮刹停，以防止溜车。这样就不用驾驶员老是想着拉手刹了。绿灯时直接加油门起步，系统会自动放开车轮。 二，上坡起步。作用和上一点差不多，上车起步的时候系统会自动刹住防止倒滑，等起步的前牵引力达到可以往坡上走的程度，系统会自动放开车轮直接前行。 三，停车落锁不用拉手刹。系统此时会自动刹住车轮，不过第三种功能在某些车型上没有，停车还要人工手刹。 整车操纵稳定性仿真 分析报告分析解析Revised on November 25, 2020 L11整车操纵稳定性仿真分析报告 （HB11A/HB12A） 编制（日期） 校对（日期） 审核（日期） 批准（日期） 简式国际汽车设计（北京）有限公司 L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A） 1.定半径稳态圆周试验 试验方法 HB11A处于满载状态，沿半径为40m的定半径圆周进行回转运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行回转运动，开始记录，然后缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超过 m/s2），加速的同时调整方向盘转角以维持定半径圆周运动，这个过程中车辆不应超出车道m，直至不能维持稳态定半径圆周运动条件时或受发动机功率限制所能达到的最大侧向加速度为止。记录整个过程，建议使用满足试验条件的最高档位。试验按向左转和向右转两个方向进行，每次试验开始时车身应处于正中位置。 数据处理 “方向盘转角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。 图1 方向盘转角—侧向加速度（左转） 从图1 计算得到左转不足转向梯度为137o/g 图2 方向盘转角—侧向加速度（右转） 右转不足转向梯度为g，则HB11A平均不足转向梯度为g。 HB11A的角传动比约为，则不足转向梯度/转向系角传动比为g。 “质心侧偏角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。 图3 质心侧偏角——侧向加速度（左转） 左转侧偏角梯度为g。 图4 质心侧偏角——侧向加速度（右转） 右转侧偏角梯度为g，则HB11A平均侧偏角梯度为g。 “车身侧倾角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。 图5 车身侧倾角——侧向加速度（左转） 左转侧倾角梯度为g。 图6 车身侧倾角—侧向加速度（右转） 右转侧倾角梯度为g，则HB11A平均侧倾角梯度为g。 2.方向盘转角阶跃输入试验 试验方法 HB11A处于满载状态，以70ｋｍ/ｈ的车速稳定直线行驶，开始记录数据，以尽可能快的速度(阶跃时间为转动方向盘，达到预定的转角，保持方向盘 科研训练文献阅读综述题目：汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研究 姓名 : 学号 : 专 业: 班 级: 指导老师: 时间: 第一章整车操纵稳定性实验仿真分析本章节，在前悬架优化的基础上建立整车模型。整车进行转向回正实验、转向轻便性实验、稳态回转实验，并根据国标计分评价。 1.1转向回正实验仿真分析 转向回正实验是研究汽车瞬态响应特性的一种重要实验方法，尤其是研究汽车能否恢复直线行驶能力的一种重要实验方法，汽车的转向回正表达了汽车的自由控制运动特性，其实质是一种力阶跃输入实验。国标GB/T6323.4-94对 实验做出了相关规定。低速回正实验在半径为15m圆周上侧向加速度达到 4m/s A2，，然后然放松转向盘，记录汽车的状态。由于该重货车最高车速为90km/h，按照国标规定不需要进行高速转向回正实验。对于侧向加速度达不到 4 士0.2m/sA2的汽车，按实验汽车所能达到的最高侧向加速度进行实验。实验 [1] 按向左与向右两个方向进行，每个方向三次 1.1.1仿真曲线： 仿真中设定圆弧半径为15m，要达到4 士0.2m/s的侧向加速度车速必须大于 7.746m/sA2。左转低速转向回正实验具体仿真结果如下（右转仿真结果略＞: 图6-1转向盘转角输入 K6-3横摆角速度响应图6-4侧倾旳响应 图6-5质心侧偏角响应 1.1.2仿真结论: 对于虚拟样车系统，回正特性的主要参数根据国标GB/T6323.4-94规定的 转向回正实验要求计算，结果见表6-1 o 表6T回正特性主要参数 1.2转向瞬态响应实验（转向盘转角阶跃输入＞仿真分析 瞬态转向特性是指汽车在受到外界扰动下，达到稳态状态前表现出来的特性，瞬态转向特性是汽车最重要的性能之一，是评价汽车高速行驶安全性的一个重要指标。 1.2.1实验方法： 具体做法参照国标GB/T6323.2-1994。实验车速按被测汽车最高车速的70% 并四舍五入为10的整数倍确定。该重型货车最高车速为90KM/h,所以实验车 速取6Okm/h实验中转向盘转角的预选位置（输入角〉，按稳态侧向加速度值1- 目录 摘要 (3) 1 绪论 (5) 1.1 引言 (5) 1.2 电子驻车制动系统国内外发展现状综述 (5) 1.3 研究的意义和主要内容 (7) 1.3.1 传统机械式驻车制动系统存在的问题 (7) 1.3.2 研究的意义 (8) 1.3.3 研究的主要内容 (8) 2 电子驻车制动系统原理和设计分析 (9) 2.1传统驻车制动系统的组成与结构 (9) 2.2 电子驻车制动系统概述 (10) 2.2.1 电子驻车制动系统的原理 (11) 2.2.2 电子驻车制动系统的优点 (11) 2.2.3 电子驻车制动系统需要面对的问题 (13) 2.3 驻车系统的国家标准 (13) 2.4 本章小结 (14) 3 机械结构设计与优化 (15) 3.1 汽车电子驻车制动系统典型机械结构 (15) 3.2 汽车电子驻车制动执行机构的总体结构设计 (19) 3.3 汽车电子驻车制动系统执行机构的各部件设计 (20) 3.3.1 驱动电机的设计 (20) 3.3.2 减速器设计 (21) 3.3.3运动转换装置设计 (24) 3.3.4 制动器设计 (24) 3.4 汽车电子驻车制动系统执行机构方案对比 (25) 3.5 本章小结 (27) 4 电子驻车制动系统相关参数计算 (28) 4.1 参数采集模块设计研究 (28) 4.1.1 车速计算方法 (28) 4.1.2 驻车制动盘压力的计算方法 (30) 4.2 电子驻车制动系统执行机构参数确定 (31) 4.2.1 滑动丝杠的计算与选型 (31) 4.2.2 电机的计算与选型、传动比的设计与计算 (33) 4.2.3 同步带的计算 (34) 4.2.4 减速器设计与计算 (36) 5 电子驻车控制系统设计 (38) 5.1 常规驻车制动控制策略 (38) 5.1.1 实施驻车制动 (38) 5.1.2 解除驻车制动 (39) 5.2 扩展功能的控制策略设计 (40) 6结论 (42) 谢辞 (43) 本科生科研训练-项目申请表 2011 年 1 月 2日 项目名称： 汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研 究 项目负责人： 所在学院： 能源与动力工程学院 班 级： 联系电话： 指导教师 学校代码：10128 学 号：200820302071 成绩考核表 项目名称汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研究成绩 完成人姓名班级交运08- 评阅内容评阅要求得分 资料调研完成相关科研资料的调研。 撰写项目概述。（10分） 立项意义研究现状选题是否紧密结合生产实际或贴近学科前沿。 撰写项目研究意义和课题研究现状。（40分,各20分） 创新性创新点是否明确，创新性与实用性是否兼备。不作评价 成果预见性所研究项目的成果应用前景是否看好，撰写项目应用 前景预测。 不作评价 研究内容研究内容是否按照项目名称、技术路线及目标任务等要求来设置。 只写项目研究内容。（10分） 技术路线技术路线是否科学、合理，思路是否正确完整。不作评价研究方法研究方法是否先进可行，校内条件是否可以达到。不作评价 研发能力研发队伍的合作精神，知识积累及指导老师的相关科 研项目的资助力度是否有利于本项目的开展。 不作评价 完成情况本次科研训练作业是否按期完成；撰写内容、撰写格式是否规范。（20分） 格式规范撰写内容、撰写格式是否规范。（20分） 得分合计 综合评语 一、项目概况 项目名称：汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研究 英文：Study on simulation of vehicle handling and stability of peace along 项目概述：（400字以内，五号字，行距16磅） 汽车的操纵稳定性和平顺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汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能随着社会经济的发展和汽车科学技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。频繁的交通事故使公路的交通安全成为社会广泛关注的问题。为了保证安全行驶，汽车的操纵稳定性受到汽车设计者的很大重视，成为现代汽车的重要使用性能之一。几十年来，如何设计和试验汽车以获得良好的安全性，尤其是如何试验和评价汽车的操纵稳定性，始终是各国学者和设计师们的主要研究方向之一。 本项目通过对汽车在悬架、转向、车身等初始参数匹配状态下整车的操纵稳定性和平顺性的研究，得出的仿真实验数据为评估、改进、优化同型车辆提供了重要的理论参数。该项目研究为整车的设计开发开拓了更加科学的方法解决了一些汽车运动学和动力学的难题。 关键词操纵稳定性；行驶平顺性；仿真技术 类别 √A.自然科学类学术论文□B.科技发明制作A类□C.科技发明制作B类注：科技发明制作A类：指科技含量较高、制作投入较大的作品； 科技发明制作B类：投入较少，为生产技术或社会生活带来便利的小发明、小制作。 申请资助金额大写：小写：项目起止时间 结题形式（打√）√A、论文□B、著作□C、报告□D、软件 申请人情况姓名性别男民族汉出生年月专业交通运输班级 学号2008 所在学院能源与动力工程学院 项 目 组 主 要 成 员 姓名性别学历院系、专业、年级项目分工签名汽车操纵稳定性
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