两种基本阵风构型与组合对多轴汽车操纵稳定性的影响.pdfVIP

V01．13No．27 第13卷第27期2013年9月科学技术与工程 Sep．2013 Science and @2013 1671—1815(2013)27—8059·06 TechnologyEngneefing SCi．Tech．Engrg． 两种基本阵风构型与组合对多轴汽车 操纵稳定性的影响 李 杰1 李晓娜1 崔永刚2 (吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室1，长春130025；沈阳工学院机械与运载学院2，抚顺113122) 摘要分析了汽车驶过阵风过程与五种阵风构型，建立了恒值和递增线性两种基本阵风构型对汽车作用模型。由两种基 本阵风构型获得了递减线性、递增组合、递减组合三种组合阵风构型对汽车作用模型。通过仿真获得了五种阵风构型对三轴 汽车的侧向力、横摆力矩、侧向加速度、横摆角速度、质心侧偏角曲线，分析了阵风对汽车操纵稳定性影响。以恒值阵风为例， 模拟出不同阵风强度和车速下消除阵风影响所需的车轮转角变化曲线，有利于驾驶员有效控制阵风影响。 关键词 阵风构型 多轴汽车 操纵稳定性 仿真 中图法分类号U461．6； 文献标志码A 汽车在阵风环境下行驶时，所受侧向力和横摆 1 汽车驶过阵风过程与五种阵风构型 力矩极易造成交通事故¨’2j。我国地域多变，环境 复杂，阵风形式多样，阵风作用下汽车操纵稳定性 1．1汽车驶过阵风过程描述 问题日益突出[3,41。此外，汽车轻量化提高了燃油 设长度为L的汽车从距离阵风Z。的位置以恒定 经济性，也加剧了汽车对风的敏感性J。因此，研 车速M驶过长度为Z。的阵风，Z。L，则有 究阵风作用对汽车操纵稳定性的影响具有重要 铲告^=半^=半，铲丝岩 意义。 为描述汽车行驶过程中所受阵风作用，将通过 (1) 理论推导建立两种基本阵风构型对汽车侧向力和 汽车驶过阵风过程，如图1所示，可分为五个基 横摆力矩的数学模型；通过两种基本阵风构型构造 本阶段： 三种组合阵风构型，以避免公式推导，更为全面描 (1)汽车进入阵风前(t≤t。)。 述阵风构型及其作用；基于多轴汽车多轮转向二自 (2)汽车开始进入阵风(tot≤t。)。 由度模型，分析两种基本阵风构型与组合对汽车操 (3)汽车完全处于阵风中(￡。t≤t：)。 纵稳定性影响；为消除阵风作用影响，通过有、无阵 (4)汽车开始离开阵风(t2t≤t，)。 风作用多轴汽车多轮转向二自由度状态方程，建立 (5)汽车完全离开阵风(tt，)。 消除阵风作用所需车轮转角的公式，为实现阵风作 汽车进入阵风前和完全离开阵风后，阵风对汽 用控制奠定基础。 车不存在作用。因此，阵风对汽车作用，发生在汽 车开始进入阵风和汽车开始离开阵风的中间三个 阶段，只要建立这三个阶段阵风对汽车作用模型 即可。 1．2五种阵风构型 2013年5月21日收到国家863高科技项目(2006AAll0104)资助 第一作者简介：李杰，男，博士，吉林大学汽车仿真与控制国家重 恒值阵风、递增线性阵风、递减线性阵风、递增 点实验室教授。研究方向：车辆工程。E·mail：b@jlu．edu．cn。