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第 16卷 第 2期 湖北汽 车工业 学院学报 No 2 2002年6月 JournalofHubeiAutomotiveIndustriesInstitute JuJ.un16e2斌洲】2 直接横摆力矩控制汽车的操纵稳定性研究 刘彩志，陈思忠 (北京理工大学 车辆与交通工程学院。北京 10008日 摘 要:文章指出轮胎的非线性和汽车动力性的DYC(直接横摆力矩)底盘控制，提高了汽车大侧偏角和高侧向加 速度的操纵稳定性和主动安全性，重点讨论了基于轮胎和汽车动力性试验的控制策略。 关锐词:四轮转向((4WS);直接横摆力矩控制(DYC);侧滑角;侧偏角 中圈分货县 U461.6 立徽标识码:A 文空组号:1008一5483一2《002)02一〕)04一04 底盘控制是通过控制汽车的侧向、垂直和纵向姿态来提高汽车操纵稳定性、乘车舒适性和良好的制 动特性。四轮转向(4WS)是提高汽车操纵稳定性和主动安全性最普通的底盘控制策略。在侧向加速度较小 的幅度内，4WS控制取决于与方向盘转角成比例的轮胎侧偏力。在这一幅度内，通过引用二自由度线型汽 车模型就很容易实现控制目标。而在高侧向加速度时，侧偏力(侧偏力主要取决于轮胎的负重和纵向力) 不再与方向盘转角成比例，近而导致过多转向。通过轮胎纵向力主动分配的侧偏力矩控制的汽车运动的 直接横摆力矩控制(DYC)成为最具发展前景的汽车底盘控制。这种控制方法的优点是在轮胎极限载重幅 度内，轮胎纵向力不受来自汽车侧向运动姿态的影响。这一控制方法使汽车具有高平顺性和通过性。因而 任何旨在提高汽车操纵稳定性的底盘控制都必须依靠轮胎侧偏力和轮胎纵向力。 1 通过DYC控制侧滑角 m:汽车质量 J:转动惯量 众:质心与轴的距离 I:车轮宽度 凡.:轮胎转向力 a,V:汽车车速 。:汽车侧滑速度 ,6:侧偏角 Y:横摆角速度 S:转向角 of，:轮胎侧滑角 Yf,:轴转弯力 Xl..:轮胎纵向力 Wj,，:轮胎负重 Mz:横摆力矩 W:摩擦系数 S:拉普拉斯变换 不r:前和后 本文通过引用Shibahata的论文提出了，在一定条件下汽车的不稳定状态是由大侧滑角时恢复横摆力 矩减少而引起的，有必要在横摆力矩控制时通过控制侧滑角来保持汽车的稳定性，由此提出了通过左右 制动力来控制的法则。本文还介绍了附加横摆角速度的侧滑率控制策略，即只有侧滑角和侧滑率为负时 实施的控制，制动力产生的横摆力矩控制汽车运动姿态直到侧滑角和侧滑率为负时，侧滑率控制采用了 侧滑绝对值最小的条件。同时本课题还通过侧滑角相位平面进一步分析了汽车稳定性，成功的提出了应 用制动力的横摆力矩汽车姿态控制，汽车运动姿态条件: IC,月+Q月11(C,0,Cz0) (1) C,,C:系数 1.1 侧滑模型跟踪DYC 在DYC控制讨论中，首先测定侧滑角，然而在任何DYC控制法则中不需要严格跟踪给定侧滑姿态。 车速恒定的二自由度汽车平面模型作为侧滑角响应控制的参考模型，显然只要汽车姿态保持在线性范围 内就不需要控制。汽车侧滑角响应误差由轮胎的非线性特性和控制横摆力矩所需的加速度或制动所引起 收彼日期:2001一12-24;修回日翔:2002-05一14 作者简介:刘彩志(1976一)，男，内映古赤峰人，北京理工大学2000级在读研究生，研究方向:四轮独立转向 万方数据 第 16眷第2期 刘彩志等:直接横捆力矩控制汽车的操纵稳定性研究 - 5- 的初始模态响应引起的。从非线