汽车操纵稳定性客观评价方法研究

分类号U461.6密级公开UDC编号78111吉林大学博士后研究工作报告汽车操纵稳定性客观评价方法研究裴春艳工作完成日期：2009年09月至2011年09月报告提交日期：2011年09月吉林大学二〇一一年九月汽车操纵稳定性客观评价方法研究StudyonObjectiveEvaluationMethodforVehicleHandlingandstability博士后姓名裴春艳流动站（一级学科）名称机械工程专业（二级学科）名称车辆工程研究工作起始时间2009年9月1日研究工作期满时间2011年9月1日吉林大学2011年09月摘要2摘要汽车操纵稳定性是评价汽车产品性能的重要指标之一，操纵稳定性性能的设计与保障是汽车安全行驶的前提，也是研究汽车主动安全性、汽车智能交通系统、汽车自动驾驶技术和车辆巡航技术的基础。如果汽车的操纵稳定性不好，可能会引起汽车转向反应慢、左右摇摆、制动跑偏等情况，严重时导致侧翻。因此，研究汽车的操纵稳定性问题具有重要意义。汽车操纵稳定性的评价方法有主观评价和客观评价两种方法。主观评价法所得到的结果受驾驶员生理和心理因素的影响，不同的驾驶员对同一台车辆的某个指标评价结果可能相差很大，而客观评价方法一般是通过仪器测得结果，其数据不受主观因素的影响，因此评价结果是客观的，获得的评价比主观评价方法更具有一致性。本文所讨论的问题是汽车操纵稳定性的客观评价方法，主要目的是建立一套汽车操纵稳定性的客观评价体系。通过建立操纵稳定性客观评价指标体系；匹配试验工况；对试验数据有效性进行自适应判断，计算评价指标的特征值；对新车的操纵稳定性能进行定标，给出各评价指标的定标推荐区间，昀终建立一套能够指导新车设计的实用的且完全覆盖车辆操稳主要性能的客观评价体系，为新车底盘系统的开发，例如：确定车辆总布置参数，设置悬架、轮胎及转向系统硬点等，提供理论依据和方法。该操纵稳定性的客观评价体系的建立对缩短汽车新产品的开发周期、降低成本、提升我国自主品牌汽车行业的研发水平具有重要的意义。具体方法如下：从车辆侧向动力学性能体系及与之对应的试验工况中，提取出能够准确并全面描述操纵稳定性的性能指标，确定了乘用车操纵稳定性客观评价指标体系。并对操纵稳定性客观评价指标体系的“操纵性”、“稳定性”、“侧倾特性”和“方向盘力特性”等四个方面的评价指标匹配了试验工况。并就操纵稳定性客观评价体系具体所包含的各个特征参量及相应的评价工况逐一进行了详尽的论述。针对于本文所建立的操纵稳定性客观评价指标体系，对实车场地的操纵稳定性试验数据进行处理，计算出了操纵稳定性客观评价指标体系中的特征值，并研究了操纵稳定性客观评价指标数据处理方法。将评价车参照本报告所确定的评价指标体系进行操纵稳定性试验，计算出其操纵性、稳定性、侧倾特性和方向盘力特性四个方面的评价指标，分析所得到的结果，由此对乘用车进行定标，给出了符合操纵稳定性客观标准的定标推荐区间。关键词：汽车，操纵稳定性，客观评价体系，定标。Abstract3AbstractVehiclehandlingandstabilityisoneofthemostimportantindexesforevaluatingautomobileproductshandlingandstability,itsperformancedesignandguaranteearethepremiseofsaferunningofautomobiles,itisalsothefoundationforstudyofvehicleactivesafety,automobileintelligenttransportationsystem,vehicleautomaticdrivingandvehiclecruisesystem.Ifthequalityofvehiclehandlingstabilityisnotgood,itmaycauseautomobileslowsteeringresponse,swaying,brakingdeviationandsoon,severely,itmayleadtorollover.Therefore,itisveryimportantforustoresearchontheproblemofhandlingandstabilityofvehicle.Therearetwomethodstoevaluatevehiclehandlingandstability,oneissubjectiveevaluationandtheotherisobjectiveevaluation.Theresultsofthesubjectiveevaluationareaffectedbythedriver'sphysiologicalandpsychologicalfactors,andtheresultsofanindexfromdifferentdrivers’evaluationofthesamevehiclemaybedifferentgreatly.Buttheobjectiveevaluationmethodgenerallyobtainsresultsthroughtheinstrumentmeasured,thedatumarenotaffectedbysubjectivefactors,sotheevaluationresultisobjective,anditsevaluationresultsismoreaccordantthansubjectiveevaluationmethod.Thequestiondiscussedinthispaperistheevaluationmethodofvehiclehandlingandstability,themainpurposeistoestablishasetofobjectiveevaluationsystemofvehiclehandlingandstability.Throughtheestablishmentofhandlingobjectiveevaluationindexsystem;matchingtestconditions;adaptivejudgmentofthetestdatavalidity,calculatingevaluationindexofcharacteristicvalue,thennewvehicleperformancethehandlingandstabilityiscalibrated,andtherecommendedintervalofeachevaluationindexisgiven.Finally,weestablishasetofobjectiveevaluationsystem,whichcanguidethenewcardesignandissuitableforoperatingandcompletelycoveringthemainperformanceofhandlingandstabilityofvehicle.Thissystemcanprovideatheoreticalbasisandmethodfordevelopingchassissystemofnewcar,forexample,itcanbeusetodetermineparametersofthevehicleconfigurationandsethardpointforthesuspension,tiresandsteeringsystem.Theestablishmentoftheobjectiveevaluationsystemofhandlingandstabilityisimportanttoshortenthenewproductdevelopmentcycle,reducecost,andimprovedevelopmentlevelofourindependentbrandofautomobileindustrySpecificmethodsareasfollows:FromthevehiclelateraldynamicperformancesystemandthecorrespondingtestAbstract4conditions,theperformanceindexesareabstract,whichcandescribethehandlingstabilityperformancetrulyandentirely,andthecarhandlingobjectivecalibrationsystemisdetermined.Testsconditionarematchedforthissystemfromfouraspects,namely,thecharacteristicsof“handling”,“stability”,“roll”and“steeringwheelforce”.Thevariouscharacteristicparametersandthecorrespondingcalibrationworkconditionsarediscussedindetailforthehandlingobjectivecalibrationsystem.Thevehicletestdatumofthehandlingandstabilityfromfieldtestsareprocessedaccordingtothehandlingobjectivecalibrationsysteminthepaper,thenthecharacteristicvalueinthissystemarecalculated.Thedatummanipulationmethodsofobjectiveevaluationindexsystemareinvestigated.Handlingandstabilitytestsaredonefortheevaluationcarsaccordingtotheevaluationsystemestablishedinthisreport.Theevaluationindexesresultsoffouraspects,thatis,handling,stability,rollandsteeringwheelforcearecalculated.Fromtheanalysisresults,thepicketageofthetargetcarcouldbedecided,thepicketagerecommendatoryintervalaccordwiththeobjectivecriterionofthehandlingandstabilitycouldbegiven.KeyWords:Vehicle,Handlingandstability,Objectiveevaluationsystem,Picketage目录2目录第1章绪论.........................................................................................................................11.1选题背景与意义..............................................................................................11.2操纵稳定性的研究方法进展与现状...............................................................11.3操纵稳定性客观评价方法发展现状.......................................