操稳和平顺性资料

在频谱图上，将频率分成 1/3 倍频带。任意频带的上限频率是其中心频率的 1.12 倍，而 其下限频率是其中心频率的 0.89 倍，而且某一频带的上限频率即为下一频带的下限频率。 ISO2631“疲劳-降低功效界限”在 1-80Hz 范围内规定的 1/3 倍频带中心频率为 1，1.25， 1.6……80 分成不同的频带，各段的上下限频率与中心频率的关系为： fu = 1.12 fc ，
侧翻工况下的操纵性能，综合评价汽车行驶稳定性及乘坐舒适性。 ü 蛇行试验基T 6323.2—1994 《汽车操纵稳定性试验方法 转向瞬态响应试验 （转向盘转角阶跃输 入） 》 ü 仿真模型为所建的整车开环系统动力学模型， 整车所处状态为满载状态。 使整车动 力学模型以试验车速沿直线行驶， 在某一时刻快速移动转向齿条使前轮达到预定转 角，固定该转角一段时间，使汽车进入转弯运动状态。 ü 根据仿真结果，读取汽车的运动状态——横摆角速度、车身侧倾角、侧向加速度等 运动参数的响应情况。 GB/T 6323.3—1994 《汽车操纵稳定性试验方法 转向瞬态响应试验 （转向盘转角脉冲输 入） 》 ü 仿真模型为所建的整车开环系统动力学模型， 整车所处状态为满载状态。 使整车动 力学模型以试验车速沿直线行驶， 然后给转向盘一个三角脉冲转角输入， 试验时向 左（或向右）转动转向盘，并迅速转回原处，直至汽车回复到直线行驶位置。 ü 根据仿真结果，可将横摆角速度和侧向加速度处理为在时间域的响应情况。
4 操纵稳定性分析
操纵稳定性分析用于研究车辆在得到如转向、制动或油门等输入信号下的动力学响应。 例如： 你可以分析当车辆在以某一个速度行驶时给方向盘一个转角情况下， 其横向加速度的 变化情况。 汽车操纵稳定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 汽车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，是汽车动力学的一个重要分支。操纵稳定性好的车辆：应该容易控制；在出现 扰动时，不应使驾驶员感到突然和意外；操纵性能的行驶极限应能清楚地辨别。汽车的操纵 稳定性是影响汽车主动安全性的重要性能之一，因此，如何研究和评价汽车的操纵稳定性， 以获得良好的汽车主动安全性一直是关于汽车的最重要的课题。 在我国， 汽车操纵稳定性研究始于七十年代。 清华大学和长春汽车研究所都同时系统地 开展了这方面研究工作。 各个汽车生产厂也都从自己产品的需要出发， 在不同的程度上进行 了操纵稳定性的试验和研究工作。 我国开展汽车操纵稳定性研究的历史虽不太长， 但吸取了 国外的研究成果和经验，进展较快。
awi = w( f ci )aw
式中： w( f ci ) 为频率加权函数， f ci 为各频带的中心频率（Hz）
Z 轴方向
0.5 (0.5 < f < 2) f / 4 (2 < f < 4) w( f ) = (4 < f < 12.5) 1 12.5 (12.5 < f < 80) 1 (0.5 < f < 2) 2 / f (2 < f < 80)
在我国， 中华人民共和国国家标准中规定了如下几种汽车操纵稳定性试验方法： 蛇行试 验、转向瞬态响应试验（转向盘转角阶跃输入，转向盘转角脉冲输入） 、转向回正性能试验 （低速回正和高速回正） 、转向轻便性试验、稳态回转试验。
4.2 试验仪器和依据标准
GB/T 12534—1990《汽车道路试验方法通则》 GB/T 6323.1—1994《汽车操纵稳定性试验方法 蛇形试验》 ü 蛇行试验方法是评价汽车随动性、 收敛性、 方向操纵轻便性及事故可避免性的试验， 也是包括车辆一驾驶员一环境在内的一种闭环试验。 该试验能够考核汽车在侧滑或
QC/T 480—1999《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》
5 行驶平顺性分析
汽车平顺性是指避免汽车在行驶过程中所产生的振动和冲击使人感到不舒适、 疲劳甚至 损害健康或使货物损坏的性能。 汽车的平顺性是现代高速汽车的主要性能之一， 是检验汽车 性能的重要指标之一， 它的好坏直接影响到汽车多种使用性能的发挥和行驶系的寿命， 也是 同类汽车在市场竞争中的一项重要性能指标。 汽车在实际使用中， 常因路面不平而引起强烈 的车身振动，对乘坐者的生理反应或所运货物的完整，均产生不利的影响；其次，振动还在 汽车上产生动载荷，加速零件磨损，使某些部件早期疲劳失效；第三，振动产生的车辆动荷 载通过车轮作用在路面上，使路面易于产生疲劳损伤和宏观破坏。相比乘用车而言，通用载 货车的工作条件比较恶劣，行驶的道路标准低、弯道多、坡路多、转弯半径小，车辆频繁转 向与制动，并长期在满载、振动与冲击载荷下工作， 座椅部位的振动水平是一般客车的 9-16 倍，更为严重的是大多数载货车驾驶员在这种环境中一天工作长达 10-20 小时，这给驾驶员 带来较大疲劳和更多的危险。同时，平顺性对车辆油耗和车体损伤也有重要影响。因此在着 力研究汽车平顺性为减少这些危险和损伤的同时还要根据需要选择平顺性评价指标。
5.1 平顺性评价方法
一般认为，汽车平顺性评价的影响因素有三个:客观的生理学因素、主观的心理学因素 和评价方法的差异。 目前平顺性评价方法大致可分为主观评价法和客观测量法。 主观评价法 是由有经验的乘员组成的专门小组来完成汽车平顺性的主观评价。 该评价法的缺点是： 需要 根据经验认真的规划、 需要统计上的无偏见采样、 人们对振动的感觉的复杂性以及不同次或 不同组人员给出的评价汽车平顺性的比较定性的数据具有差异等。 仅用定性的说明或描述不 容易确定汽车平顺性，而客观测量评价法是借助于测量仪器来完成对随机振动机数据的采 样、记录，在专用数据处理机上进行数据处理，通过得到相关的分析值与相对应的限制指标 相比较，可较为客观的确定汽车平顺性。 评价汽车行驶平顺性的主要指标是在随机路面输入下汽车车身的动态响应结果。根据 GB/T4970–1996《汽车平顺性随机输入行使试验方法》的要求，对整车的随机输入平顺性 进行仿真分析。 目前有以下几个评价指标： （1）1/3 倍频率评价法
4.1 操纵稳定性评价方法
目前，对操纵稳定性的研究和评价主要从以下三个方面进行： （1）通过实验(包括场地实验和模拟实验)，测量开环和闭环条件下汽车的主要运动量， 研究汽车及人-车闭环系统的特性，并对此进行研究和评价； （2）通过实验中驾驶员的主观感觉，对汽车的特性进行研究和评价； （3）通过建立汽车动力学模型和人-车闭环系统模型，从理论上来研究和评价汽车的操 纵稳定性。 从理论与试验的角度可以分为： （1）理论分析和动态仿真研究； （2）试验研究，包括客观评价和驾驶员的主观评价。 第一类方法是进行开环和闭环条件下的评价。 把汽车作为一个控制系统， 按照对控制系 统操纵性、 稳态品质和瞬态响应特性的一般性要求， 来分析和和研究汽车运动特性的方法称 为开环方法。事实上，汽车的性能是通过人的操纵来实现的，汽车操纵稳定性的优劣，不但 取决于汽车本身的结构参数， 还涉及驾驶员和道路交通环境等主观因素。 若把汽车作为驾驶
fl = 0.89 f c ，带宽 ∆f = f u − f c 。各 1/3 段频带的加速度均方根值 aw ，可以从传至人体的
加速度的功率谱密度对相应的频带中心频率的带宽积分然后开方而得：
aw =
∫
fu fl
Gq && ( f )df
这种方法认为，同时有许多的 1/3 倍频带的振动能量作用于人体时，各频带无明显的联 系，对人体产生影响的主要由人体感觉的振动强度最大的一个频带造成的。 由于人体对各频带振动的敏感程度不同，所以 1/3 倍频带加速度均方根值分量 aw 的大 小并不能反映人体感觉振动强度的大小。 为此要用人体对不同频率振动敏感程度的频率加权 函数，将人体最敏感的频率范围以外的各 1/3 倍频带加速度均方根值分量进行频率加权，即 按人体感觉的振动强度相等的原则折算为最敏感频率范围， 垂直振动 4-8Hz， 水平振动 1-2Hz 的数值，称为加权加速度均方根值分量 awi 。它的大小可以反映人体对振动强度的感觉。其 计算公式为：
GB/T 6323.4—1994《汽车操纵稳定性试验方法 转向回正性能试验》 ü 仿真模型为所建的整车开环系统动力学模型， 整车所处状态为满载状态。 使整车动 力学模型以试验车速沿直线行驶， 移动转向齿条使汽车侧向加速度达到一定值， 待 稳定后突然释放齿条的约束（模拟松开转向盘的工作） ，记录释放后的响应情况。 ü 试验分为低速回正和高速回正两种试验。通过不同车速下的横摆角速度与 QC/T 480—1999 《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》 的值进行比较评价行驶稳定性。 GB/T 6323.5—1994《汽车操纵稳定性试验方法 转向轻便性试验》 GB/T 6323.6—1994《汽车操纵稳定性试验方法 稳态回转试验》 ü 仿真模型为所建立的整车开环系统操纵稳定性模型， 整车所处状态为满载状态。 使 整车动力学模型以较低的稳定车速行驶， 移动齿条， 待模型所运行的轨迹为一个半 径为 15m 的圆位置，记录下齿条移动的位置。预先将齿条固定在记录下的位置， ，直至汽车的侧向加速度达 缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超过 0.25m/s2） 到一定的要求 （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 定状态、或根据某些行业标准） 。 ü 根据仿真结果可以得到汽车稳态回转时转弯半径比值随侧向加速度的变化情况。
员—汽车—环境闭环系统的被控环节，根据整个系统的特性进行评价的方法称为闭环方法。 开环方法所应用的基础是经典控制理论，依据汽车的稳态和瞬态分析，使用不足、过度 转向特性和转向输入的阶跃响应特性， 来对汽车的操纵性进行评价。 但是开环方法很难直接 在实际中应用。70 年代初期，ESV 研究计划的实施，促使人们去研究实用的操纵性设计方 法。 鉴于当时的驾驶员模型仍处于提高闭环跟踪响应的仿真精度的水平， 各国研究人员主要 采用系统工程学的方法去探索操纵性的评价方法。70 年代中期以后，开始利用驾驶员对汽 车直线行驶性能、转弯行驶性能和转向轻便性等特性的感觉，进行主观评价。 主观评价方法虽然没有经过理论推导， 但是， 由于考虑了驾驶员因素和道路环境的特点， 所以在一定程度上体现了闭环设计的思想。但由于对汽车的瞬态响应等特性，主、客观评价 不一致，因此难以推广。80 年代初，人们从理论和实验两个方面着手，重新开始深入地研 究驾驶员-车辆-道路闭环系统。在理论方面，充分地考虑到人的学习性和适应性，建立了许 多确定性驾驶员方向控制模型，有效的仿真了驾驶员-车辆-道路闭环系统。在实验方面，研 制开发了驾驶员模拟器。90 年代，郭孔辉教授在研究驾驶员-汽车-道路闭环操纵系统模型且 考虑了影响汽车操纵性的诸多因素的基础上， 提出了物理意义明确的各个单项总方差评价指 标， 并应用频率统计分析方法提出了闭环系统主动安全性的综合评价与优化设计方法， 在工 程实际中得到广泛应用。 汽车操纵稳定性评价的另一类方法是客观评价和主观评价。 客观评价就是通过实车试验 测试一些与操纵稳定性有关的汽车运动量， 然后与相应的标准比较进行评价； 主观评价则是 驾驶员根据任务要求操纵汽车时，依据对操纵动作难易程度的感觉来评价汽车操纵稳定性。 显然，客观评价是一种定量评价，若评价指标能够确定的话，则无需进行主观评价，但由于 汽车的操纵稳定性受多种因素影响，其客观量评价指标很难确定。因此，主观评价在汽车操 纵稳定性的评价中一直占重要地位。 近年来，轮胎与路面之间复杂的力学特性，加上各种路面性质的多样性和多变性，以及 试验的危险性，使这些方面的研究变得十分困难。此外，空气动力特性和各种阵风(特别是 横向阵风)对汽车操纵稳定性的影响；整车参数和部件(特别是轮胎、悬架、转向系等)特性的 选择对汽车操纵稳定性的影响等等，也还有不少没有被认识的领域。因此，即使在汽车生产 十分发达的国家，凭经验来评价和凭经验来设计仍然占有相当重要的地位。 目前， 国内外已开发了与上述评价方法相对应的各种试验方法。 按汽车的主要行驶状况， 有以下常用测试方法：