汽车转向系统动力学(五.六).ppt

4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 VSC 的作用 抑制前轮侧滑 抑制后轮侧滑 4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 VDC 的作用 车速 80Km/h 事故模拟的情况 4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 VSC 的作用 极限J-转向试验中VSC 的作用 - 汽车转向系统动力学 汽车动力学课程 4-5 汽车的侧翻 曲线运动引起的侧翻(maneuver induced rollover) 指汽车侧向加速度超过一定限值,使得汽车的内侧车轮的垂直载荷为零,而引起的侧翻. 2. 绊倒侧翻(tripped rollover) 指汽车产生侧向滑移与路面上的障碍物侧向撞击,而将其绊倒. 倾侧翻类型 4-5 汽车的侧翻 刚性汽车:指不考虑悬架及轮胎的弹性变形. 准静态 :指稳态转向. 刚性汽车的准静态侧翻 4-5 汽车的侧翻 刚性汽车的准静态侧翻 当 时,若要使 则有 高速公路拐弯处的坡道角就是根据此原理设计的. 当 Fzi=0 时, 汽车开始侧翻时的侧向加速度(g) 当 ay=0 时: 侧翻阈值(rollover threshold) 4-5 汽车的侧翻 当 β=0时: 汽车抗侧翻能力 汽车不发生侧翻的静态极限角. GB7258 规定 保证只能发生侧滑,不会发生侧翻的条件: 发生侧滑时: 当 时,只可能发生侧滑,不会发生侧翻 4-5 汽车的侧翻 汽车的瞬态侧翻 1.前轮阶跃输入下的侧倾响应 4-5 汽车的侧翻 研究侧向加速度快速变化时的侧翻. 汽车的侧倾角在初次达到稳态值后有一个超调量,说明汽车侧倾角的瞬态响应中有一个比准静态更小的侧翻阈值,即在更小的侧向加速度ay时,内侧车轮就可能离地了。 对轿车和多用途车辆而言:阶跃转向时的侧翻阈值比准静态的值约低30%,而货车约低50%. 超调量的大小取决于侧倾阻尼。无阻尼时,侧倾阈值最小；随阻尼比的增加,侧倾阈值也增大,但增大的速率逐渐减小。 4-5 汽车的侧翻 2.前轮脉冲输入下的侧倾响应 此时,汽车的侧翻阈值取决于输入频率.当频率为零时,侧翻阈值接近带悬架汽车的准静态之值;随频率的增加,侧翻阈值减少,直至侧倾共振频率时达到最小,然后又迅速增大. 对于重型货车,侧倾共振频率低于 1 HZ, 轿车和MPV车的侧倾共振频率为1.5 HZ以上. 在高速公路上,驾驶员更改车道的操舵频率通常在0.5HZ左右,所以,货车较易侧翻,轿车不易侧翻. 4-5 汽车的侧翻 4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 电子控制系统 VSC 车辆稳定性控制系统 VDC 车辆动力学控制系统 ABS 制动防抱 TCS 驱动力控制系统 4WS 四轮转向 EMCD 电子磁控有限差速作用差速器 4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 各种电子控制系统的有效工作范围 4WS的有效工作范围是附着圆中心部位，即侧向力，纵向力较小的轮胎特性线性区域 TCS的有效工作区是大驱动力附近的极限区域 ABS在大制动力附近的极限区域 VSC在大侧偏力的极限区域 其余几种系统的有效工作区域均在较大地面反作用力的轮胎特性非线性区 D: driving force distribution B: braking force distribution R: roll stiffness distribution 4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 间接横摆力矩控制 前轮驱动：强不足转向特性 后轮驱动：过多转向特性 四轮驱动：不足转向特性 三种不同驱动形式对弯道行驶的影响 冰雪路面 R=20m V0=20km/h 固定方向盘，加速1s以后的情况 4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 间接横摆力矩控制 4WD前后轮间切向力分配比例控制 ac-前轴驱动力与整车驱动力之比 FWD：强不足转向特性 RWD：弱不足转向特性 4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 间接横摆力矩控制 4WD前后轮间切向力分配比例控制 ETS 4WD：保持中性转向特性 4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 Fy1+Fy2=m·ay Fy1·a-Fy2·b=Iz·?r? 稳态行驶： Fy1·a-Fy2·b=0 如果加一横摆力矩，则 Fy1·a＋Fx2·B-Fy2·b=0 Fx2减小不足转向量 直接横摆力矩控制（Direct Yaw Moment Control） 4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统 直接横摆力矩控制（Direct Yaw Moment Control） （改变内外侧车轮驱动力分配比例提高极限工况下弯道行驶能力） a:一般行驶 b:有横摆力矩作用