1、4-5 汽車的側翻曲線運動引起的側翻(maneuver induced rollover) 指汽車側向加速度超過一定限值,使得汽車的內側車輪的垂直載荷為零,而引起的側翻.2. 絆倒側翻(tripped rollover) 指汽車產生側向滑移與路面上的障礙物側向撞擊,而將其絆倒.傾側翻類型4-5 汽車的側翻曲線運動引起的側翻(maneuver 4-5 汽車的側翻剛性汽車:指不考慮懸架及輪胎的彈性變形.準靜態(tài) :指穩(wěn)態(tài)轉向.剛性汽車的準靜態(tài)側翻4-5 汽車的側翻剛性汽車:指不考慮懸架及輪胎的彈性變形4-5 汽車的側翻剛性汽車的準靜態(tài)側翻當 時,若要使 則有高速公路拐彎處的坡道角就是根據(jù)此原理設計的

2、.4-5 汽車的側翻剛性汽車的準靜態(tài)側翻當 當 Fzi=0 時, 汽車開始側翻時的側向加速度(g)當 ay=0 時:側翻閾值(rollover threshold)4-5 汽車的側翻當 =0時:汽車抗側翻能力汽車不發(fā)生側翻的靜態(tài)極限角. GB7258 規(guī)定 當 Fzi=0 時, 汽車開始側翻時的側向加速度(g)當保證只能發(fā)生側滑,不會發(fā)生側翻的條件:發(fā)生側滑時: 當 時,只可能發(fā)生側滑,不會發(fā)生側翻4-5 汽車的側翻保證只能發(fā)生側滑,不會發(fā)生側翻的條件:當 帶懸架汽車的準靜態(tài)側翻平衡方程為:設側傾柔度為:當 Fzi=0時,得側翻閾值為:4-5 汽車的側翻帶懸架汽車的準靜態(tài)側翻平衡方程為:設側傾

3、柔度為:當 Fzi=汽車的瞬態(tài)側翻 1.前輪階躍輸入下的側傾響應4-5 汽車的側翻研究側向加速度快速變化時的側翻. 汽車的側傾角在初次達到穩(wěn)態(tài)值后有一個超調量,說明汽車側傾角的瞬態(tài)響應中有一個比準靜態(tài)更小的側翻閾值,即在更小的側向加速度ay時,內側車輪就可能離地了。汽車的瞬態(tài)側翻 1.前輪階躍輸入下的側傾響應4-5 對轎車和多用途車輛而言:階躍轉向時的側翻閾值比準靜態(tài)的值約低30%,而貨車約低50%. 超調量的大小取決于側傾阻尼。無阻尼時,側傾閾值最小；隨阻尼比的增加,側傾閾值也增大,但增大的速率逐漸減小。4-5 汽車的側翻 對轎車和多用途車輛而言:階躍轉向時的側翻閾值比準靜態(tài)2.前輪脈沖輸入

4、下的側傾響應 此時,汽車的側翻閾值取決于輸入頻率.當頻率為零時,側翻閾值接近帶懸架汽車的準靜態(tài)之值;隨頻率的增加,側翻閾值減少,直至側傾共振頻率時達到最小,然后又迅速增大. 對于重型貨車,側傾共振頻率低于 1 HZ, 轎車和MPV車的側傾共振頻率為1.5 HZ以上. 在高速公路上,駕駛員更改車道的操舵頻率通常在0.5HZ左右,所以,貨車較易側翻,轎車不易側翻.4-5 汽車的側翻2.前輪脈沖輸入下的側傾響應 對于重型貨車,側傾共振頻率4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)VSC 車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)VDC 車輛動力學控制系統(tǒng)ABS 制動防抱TCS 驅動力控制系統(tǒng)4WS 四輪轉向EMCD

5、電子磁控有限差速作用差速器4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)VSC 車4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)各種電子控制系統(tǒng)的有效工作范圍4WS的有效工作范圍是附著圓中心部位，即側向力，縱向力較小的輪胎特性線性區(qū)域TCS的有效工作區(qū)是大驅動力附近的極限區(qū)域ABS在大制動力附近的極限區(qū)域VSC在大側偏力的極限區(qū)域其余幾種系統(tǒng)的有效工作區(qū)域均在較大地面反作用力的輪胎特性非線性區(qū)D: driving force distributionB: braking force distributionR: roll stiffness distribution4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)

6、各種電子控制系統(tǒng)的有效4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)間接橫擺力矩控制前輪驅動：強不足轉向特性后輪驅動：過多轉向特性四輪驅動：不足轉向特性三種不同驅動形式對彎道行駛的影響冰雪路面 R=20m V0=20km/h固定方向盤，加速1s以后的情況4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)間接橫擺力矩控制前輪驅4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)間接橫擺力矩控制4WD前后輪間切向力分配比例控制ac-前軸驅動力與整車驅動力之比FWD：強不足轉向特性RWD：弱不足轉向特性4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)間接橫擺力矩控制4WD4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)間接橫擺力矩控制4WD前后輪間切向力分配比例

7、控制ETS 4WD：保持中性轉向特性4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)間接橫擺力矩控制4WD4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)Fy1+Fy2=mayFy1a-Fy2b=Izr穩(wěn)態(tài)行駛：Fy1a-Fy2b=0如果加一橫擺力矩，則Fy1aFx2B-Fy2b=0Fx2減小不足轉向量直接橫擺力矩控制（Direct Yaw Moment Control）4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)Fy1+Fy2=ma4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)直接橫擺力矩控制（Direct Yaw Moment Control）（改變內外側車輪驅動力分配比例提高極限工況下彎道行駛能力）a:一般行駛 b:有橫擺力矩作

8、用，加速行駛，F(xiàn)y1減小Fy1*aFx2*B-Fy2*b= Iz*r4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)直接橫擺力矩控制（Di4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)極限工況下前軸側滑與后軸側滑的特點(仿真計算）4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)極限工況下前軸側滑與后4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)極限工況下前軸側滑與后軸側滑的特點(仿真計算） 通過正弦轉向角輸入可以出現(xiàn)后軸側滑汽車激轉的極限工況。下圖給出了起始車速120km/h，頻率為0.6Hz的轉向角正弦(一個周期)輸入下的響應。1）當正弦輸入轉向角超過一定數(shù)值后，汽車質心側偏角、前輪側偏角、后輪側偏角突然迅速增大，汽車失去穩(wěn)定性2）汽

9、車是否穩(wěn)定決定于汽車（質心側偏角與汽車側偏角速度。穩(wěn)定的條件可以近似地表現(xiàn)為：C1+C21.0式中，為質心側偏角； 為質心側偏角速度； C1、C2為常系數(shù)。4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)極限工況下前軸側滑與后4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)轉向角增加，側偏角增加，但飽和后，轉彎半徑不再減少 ，因為輪胎的側偏角有最大值，一般10多度極限工況下的側滑特點：( 側偏角與轉彎半徑的變化）4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)轉向角增加，側偏角增加4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)斜階躍下前輪側偏角與汽車轉彎半徑的關系轉向盤的轉速： 0.025 rad/s (14.325 /s）4-6 提高操

10、縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)斜階躍下前輪側偏角與汽4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)橫擺力矩及制動力的控制效果 (仿真計算）在極限工況下，對每一個車輪都進行主動的制動力控制，效果是最好的。這是由于一方面它可以利用左、右側車輪制動力之差直接構成橫擺力矩另外還可以利用制動力之和控制汽車縱向減速度的緣故正弦輸入的最大轉角為0.18rad(10.3)，頻率為0.6Hz，外力偶矩或外力是在正弦輸入開始之后1.5s加上去的。由圖可知，向外側的外加橫擺力偶矩可以顯著地減少最大側偏角，而外加縱向（減速）力則無影響。這是由于外加縱向力作用時前、后軸垂直載荷發(fā)生變化引起的向內的橫擺力矩與車速降低穩(wěn)定性提高的正面作用相

11、互抵消的緣故。4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)橫擺力矩及制動力的控制4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)橫擺力矩及制動力的控制效果 (仿真計算）斜階躍轉向角輸入下 ，向內側的外加橫擺力偶矩或外加縱向減 速力作用于汽車時，汽車質心的最大側偏角及轉向半徑變化的情況。階躍輸入的轉向角為 0.25rad(14.3), 外力偶矩或外縱向力是在斜階躍開始后1s作用在汽車上的。由圖可知外力偶矩M與外縱向減速力Fx對減小轉向半徑都是有效的。不過，大一些的（向內側的）外力偶矩會使汽車失去穩(wěn)定性；而外縱向力的大小則對穩(wěn)定性無影響。還可以看出由于外縱向力使汽車減速，隨著時間的增大，外縱向力的影響加大。4-6 提

12、高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)橫擺力矩及制動力的控制4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)各個車輪制動力控制的效果1、后輪側滑前外輪加制動力2、前輪側滑，要加一個 inward yaw moment;前后內輪與后外輪都可以考慮。但是，當制動力大時，橫擺力矩的變化會突然。要產生大的制動力是困難的3、因為前外輪垂直載荷大，要加大的制動力于它是合適的。4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)各個車輪制動力控制的效4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)各個車輪制動力控制的效果當后軸要側滑之際，可在前外輪上施加制動力，產生一向外側的橫擺力矩。發(fā)生前軸側滑，應施加適度向內側的橫擺力矩和制動力。 制動前內輪、后內輪或后

13、外輪均能產生向內側的橫擺力矩，但是這三項橫擺力矩隨制動力的加大，或迅猛增大，或變?yōu)樨撝?，或先是負值然而再重新增大。所以，當作用較大制動力時，很難利用其中的一個車輪來進行控制，只能合理地將制動力分配到每個車輪，以求獲得恰當?shù)臋M擺力矩和總制動力以提高路徑跟蹤性能。4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)各個車輪制動力控制的效4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)各個車輪制動力控制的效果施加小制動力時，可以利用單個車輪進行控制。右圖是對每個車輪單獨施加500N制動力時轉向半徑隨時間變化的曲線?？梢钥闯?，在后內輪施加制動力的效果最好。4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)各個車輪制動力控制的效4-6 提高操縱

14、穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)各個車輪制動力控制的效果對4個車輪都進行控制會得到更好的效果4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)各個車輪制動力控制的效4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)四個車輪主動制動的控制效果后軸可能側滑進入激轉失去穩(wěn)定性之際，對前外輪進行制動的控制強度是由（ ）決定的。當前軸可能側滑失去路徑跟蹤能力時，四個車輪均要進行制動控制，對每個車輪制動力的控制強度是根據(jù)前輪側偏角決定的。4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)四個車輪主動制動的控制4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)VSC（VDC）系統(tǒng)的構成4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)VSC（VDC）系統(tǒng)的4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制

15、系統(tǒng)The hydraulic unit HU5.0In certain situation individual wheels have to braked without the driver applying the brake pedal.This type of braking is call active braking.RFP: recirculation pumpSpk: low pressure accumulator for fast pressure reduction and damping chambers for reduction pressure pulsati

16、onEV(inlet) and AV(outlet):barake cylinders 2/2 electromagnetic valvesUSV:the pressure limiting valvesVLV:the suction valvePCP:The precharge pumpPGA:the pressure generator assembly4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)The hydraul4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)sensorsDRS50: yaw rate sensor 50/s sensitivity errors 5%Lws: steering wheel angle sensor 720 Accuracy 5BS2: acceleration sensor 1.4g accuracy 0.075g sensitivity 7%ds1: pressure sensor 0-250bar sensitivity 5%4-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)sensorsDRS54-6 提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)