1/11manuevereability
handling performance
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5 汽车操纵稳定性
5.1 概 述
5.2 轮胎侧偏特性
5.3 线性二自由度汽车模型对前轮角输入响应
5.4 汽车操纵稳定性与悬架、转向系的关系
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定义,在驾驶员不感觉过分紧张、疲
劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过
转向系及转向车轮给定的方向行驶，
且当受到外界干扰时，汽车能抵抗干
扰而保持稳定行驶的能力 。
意义
操纵方便性
高速安全性
行驶方向
直线
转弯
干扰
路不平 侧风
货物或乘客偏载
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1 内容
输入, 角输入、力输入
响应, 时域响应、频域响应。
横摆角速度频率响
应特性
回正性
转向半径
转向轻便性
直线行驶性 （侧向风稳
定性、路面不平稳定性、
弯道行驶性）
典型行驶工况
极限行驶性能
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x
y
z
?
u
w
q?p
?
r?
式车辆坐标系以及运动形
前进速度
侧倾角速度
u
r o llp )(?
侧向速度
俯仰角速度
?
? )( p it c hq
垂直速度
横摆角速度
w
y a wr )(?
2 车辆坐标系及时域响应
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汽车时域响应 分为稳态响应和瞬态响应。
转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应,等速直线行
驶，急剧转动转向盘，然后维持转角不变，即对汽
车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过渡过程
后进入等速圆周行驶工况。
转向盘角阶跃输入下的瞬态响应,等速直线行驶和
等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应
的瞬间运动响应。
稳态转向特性, 不足转向、中性转向、过度转向。
转向盘保持一个固定转角不变，缓慢加速或以不同
车速等速行驶时，不足转向的汽车转向半径逐渐增
大，中性转向的汽车转向半径不变，而过度转向的
汽车转向半径逐渐减小。
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不足转向0?K
中性转向＝ 0K
过度转向0?K
ngo v e rste e ri
in gu n d e r s te e r
.c o n stsw ??
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0r?
1r?
)(tr?
095.0 r?
005.1 r?
T
? ? ?
0sw?转向盘转角
sw?
反应时间?
稳定时间?
稳态横摆角速度0r?
超调量%1 0 0
0
1 ?
r
r
?
?
t
t
滞后时间?
最大横摆角速度1r?
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汽车时域响应是 把汽车作为开环控制系统的控制特性。
驾驶员－汽车系统是一个闭环控制系统,在汽车行驶过
程中，驾驶员根据需要，操纵转向盘使汽车做转向运动。
路面的凹凸不平、侧风、偏载等影响汽车的行驶。驾驶
员根据道路、交通等情况，通过眼、手及身体感知的汽
车运动状况 （输出参数）,经过头脑的分析、判断（ 反
馈）,修正其对转向盘的操纵。如此不断地反复循环，
操纵汽车行驶前进。
汽车
路面不平侧风
的手脚
驾驶员
驾驶员
路面条件
交通状况
气候
驾驶员－汽车闭环系统
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主观评价法, 凭借 主观感觉 的评价
转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应,
3,评价方法
客观评价法：用测试仪器测物理参数：
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汽车因数
时的相位滞后角共振频率 Hzf 1,
瞬态响应：转向盘角阶跃输入下的
??
?
?
?
衰减振动圆频率反应时间
－或线瞬态横摆角速度响应曲
,
%100
0
tt
r
r
r
??
性：横摆角速度频率响应特