汽车操纵稳定性试验方案设计
汽车操纵稳定性不仅影响汽车驾驶的操纵方便程度，而且对汽车高速行驶的安全性有较大影响。本文在查阅和参考目前汽车操纵稳定性试验及评价指标方面的相关技术资料的基础上，对汽车操纵稳定性的试验方案进行了设计，通过基于GPS的VBOX数据采集系统和陀螺仪的配和使用，测试被测车辆在试验中横摆角速度等相关数据的变化情况，通过分析试验数据来对所测车辆的操纵稳定性进行评价。本文的研究内容对汽车操纵稳定性试验研究具有一定的参考和实用价值。关键词 汽车，操纵稳定性，试验方案，客观评价目录
1 引言1
2 汽车操纵稳定性的基本概念1
2.1汽车操纵稳定性的定义1
2.2汽车操纵稳定性的影响因素 1
2.3汽车操纵稳定性能道路试验评价指标2
3VBOX数据采集系统介绍3
3.1系统组成4
3.2系统配置4
3.3特点5
4 GPS实时差分定位原理5
4.1位置差分原理5
4.2伪距差分原理6
4.3载波相位差分原理8
5 陀螺仪原理9
6 汽车操纵稳定性能试验评价方法11
6.1稳态回转试验11
6.2转向回正试验12
6.3转向轻便性试验12
6.4蛇形试验12
6.5瞬态响应试验12
7 汽车操纵稳定性试验方案的设计13
7.1试验仪器设备13
7.2试验汽车13
7.3试验场地与环境14
7.4测量参数14
7.5试验准备14
7.6试验方法18
7.7蛇形试验数据处理20
7.8蛇形试验结果表达23
结论35
致谢36
参考文献 37
1 引言
汽车自出现开始，其最高行驶速度也在不断刷新着人们对极限速度的追求限度。而汽车速度的不断提高，也使得人们对汽车的主动安全性能也越来越重视。为此，汽车行业的技术人员对有关汽车主动安全性能的测试、试验越来越关注。作为“高速汽车的生命”，汽车操纵稳定性一直也在汽车市场
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
形试验结果表达23
结论35
致谢36
参考文献 37
1 引言
汽车自出现开始，其最高行驶速度也在不断刷新着人们对极限速度的追求限度。而汽车速度的不断提高，也使得人们对汽车的主动安全性能也越来越重视。为此，汽车行业的技术人员对有关汽车主动安全性能的测试、试验越来越关注。作为“高速汽车的生命”，汽车操纵稳定性一直也在汽车市场占据着十分重要的地位。目前，对于汽车操纵稳定性的研究这一当前十分热门的课题，虽有不少的学者、专家对其进行过研究，也提出了不同的理论和数学模型，提出不同的试验方法和评价指标，但是，直到今天仍没能找到公认的汽车操纵稳定性能客观定量的最佳评价方法。
十分苛刻的使用要求以及非常复杂的使用条件，使得影响汽车操纵稳定性能的因素有很多。在设计方面，汽车操纵稳定性能会受到汽车整车参数及部件总成参数(例如汽车的悬架、轮胎及汽车的转向系统等)设计的影响。在使用方面，汽车的操纵稳定性能会受到空气动力特性及横向阵风等因素的影响。因此，只有对汽车的操纵稳定性进行合理的试验方案设计，通过对汽车进行实际的道路试验，才能定量的检测、判断及评价汽车的操纵稳定性能。
本文首先对经典的汽车操纵稳定性试验进行了总结，然后在参照最新的汽车操纵稳定性国家标准GB/T 6323-2014 的情况下，对汽车操纵稳定性的试验方案进行了设计，最后使用基于陀螺仪、GPS 实时差分定位原理的汽车操纵稳定性测试仪器VBOX，按照设计的试验方案对汽车进行了汽车操纵稳定性的试验研究及评价。
2 汽车操纵稳定性的基本概念
2.1 汽车操纵稳定性的定义
汽车操纵稳定性是指在驾驶者处于正常的生理和心理状态下，汽车能够按照驾驶者对转向系的操纵意图以及驾驶者通过对路况的判断所给定的转向车轮的方向正常行驶，与此同时，在有外界干扰（如侧向风等）的情况下，汽车依旧能够较好地抵抗外界干扰并仍然保持稳定行驶的能力。
2.2 汽车操纵稳定性的影响因素
很多的内在和外在因素都对汽车的操纵稳定性能有着较为显著的影响，在此，我们仅从以下几个方面进行简单地分析总结。
2.2.1 轮胎的影响
曲线行驶时的离心力、侧向风以及路面的侧向倾斜使得汽车在垂直车轮行驶平面方向受到地面反向作用力，而这个作用力会使车轮出现侧偏，此即汽车车轮的侧偏现象。汽车的侧偏现象是一种对汽车的操纵稳定性很不利的现象，而这种现象出现的可能性大小与汽车轮胎的侧偏刚度有着十分密切的关系。如果轮胎的尺寸较大、扁平率较小，那么轮胎的侧偏刚度就较高，同时，轮胎气压也对侧偏刚度有很大的影响。
2.2.2 悬架的影响
由于路面倾斜、侧向风或者汽车的转弯行驶，汽车都会在侧向受到一定的作用力，此即为侧向力。当有侧向力作用在汽车上时，此时，汽车操纵稳定性的主要影响因素则是汽车前、后轴垂直载荷变动量的大小。汽车的不足转向量会随着汽车前轴左、右车轮的垂直载荷变动量的变化而有着正相关的变化；与之相对应的，汽车的不足转向量会随着汽车后轴左、右车轮的垂直载荷变动量的变化而有着负相关的变化。此外，对于汽车前轴和后轴左、右车轮的垂直载荷变动量的影响因素主要有以下几个：前、后悬挂侧倾中心位置，悬挂质量，前、后悬架的侧偏刚度以及质心位置等。这些参数也是悬架系统影响操纵稳定性的参数。 .
2.2.3 转向系的影响
车厢是固定在车身上的，而与底盘连接的车身也与转向系的导向机构有着联系，这就将转向系和转向系的运动学关系联系在了一起。在车厢侧倾的情况下，运动干涉等不协调的情形会出现在转向系与转向系运动学之间，此时，因汽车转向受到运动干涉，从而就会引起转向车轮出现侧倾。汽车直线行驶时，由于车厢与车桥发生相对运动而引起的前轮转动现象会严重损害汽车的操纵稳定性。当转向刚度高时，转向车轮的变形转向角就会变小，此时，汽车的不足转向趋势就会减小。
2.3 汽车操纵稳定性能道路试验评价指标
操纵稳定性能优良的汽车必须满足以下两方面的使用条件，一方面是能够按照驾驶员给定的操作前进；另一方面是汽车在行驶途中，具有保持其稳定行驶的性能，即汽车要具有抵抗力图使其改变行驶轨迹的干扰能力。因此，针对汽车 操纵稳定性能的道路试验，研究的主要内容是在转向盘输入情况下汽车的运动响应特性，所以，设计汽车操纵稳定性能的道路试验应包括转向盘的力脉以及转向盘回正能力两方面。为此，汽车操纵稳定性能道路试验主要的评价指标可以通过试验测试设备来测出。这些评价指标都是表征汽车操纵稳定性能的汽车自身行驶过程中的参数物理量，包括汽车行驶的速度 v、侧向加速度 a、横摆角速度 γ、侧倾角及转向力（最大转向力、平均转向力）等内容。
通过选用相关试验设备来获取试验所需的参数。试验汽车行驶的速度V是利
1 引言1
2 汽车操纵稳定性的基本概念1
2.1汽车操纵稳定性的定义1
2.2汽车操纵稳定性的影响因素 1
2.3汽车操纵稳定性能道路试验评价指标2
3VBOX数据采集系统介绍3
3.1系统组成4
3.2系统配置4
3.3特点5
4 GPS实时差分定位原理5
4.1位置差分原理5
4.2伪距差分原理6
4.3载波相位差分原理8
5 陀螺仪原理9
6 汽车操纵稳定性能试验评价方法11
6.1稳态回转试验11
6.2转向回正试验12
6.3转向轻便性试验12
6.4蛇形试验12
6.5瞬态响应试验12
7 汽车操纵稳定性试验方案的设计13
7.1试验仪器设备13
7.2试验汽车13
7.3试验场地与环境14
7.4测量参数14
7.5试验准备14
7.6试验方法18
7.7蛇形试验数据处理20
7.8蛇形试验结果表达23
结论35
致谢36
参考文献 37
1 引言
汽车自出现开始，其最高行驶速度也在不断刷新着人们对极限速度的追求限度。而汽车速度的不断提高，也使得人们对汽车的主动安全性能也越来越重视。为此，汽车行业的技术人员对有关汽车主动安全性能的测试、试验越来越关注。作为“高速汽车的生命”，汽车操纵稳定性一直也在汽车市场
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
形试验结果表达23
结论35
致谢36
参考文献 37
1 引言
汽车自出现开始，其最高行驶速度也在不断刷新着人们对极限速度的追求限度。而汽车速度的不断提高，也使得人们对汽车的主动安全性能也越来越重视。为此，汽车行业的技术人员对有关汽车主动安全性能的测试、试验越来越关注。作为“高速汽车的生命”，汽车操纵稳定性一直也在汽车市场占据着十分重要的地位。目前，对于汽车操纵稳定性的研究这一当前十分热门的课题，虽有不少的学者、专家对其进行过研究，也提出了不同的理论和数学模型，提出不同的试验方法和评价指标，但是，直到今天仍没能找到公认的汽车操纵稳定性能客观定量的最佳评价方法。
十分苛刻的使用要求以及非常复杂的使用条件，使得影响汽车操纵稳定性能的因素有很多。在设计方面，汽车操纵稳定性能会受到汽车整车参数及部件总成参数(例如汽车的悬架、轮胎及汽车的转向系统等)设计的影响。在使用方面，汽车的操纵稳定性能会受到空气动力特性及横向阵风等因素的影响。因此，只有对汽车的操纵稳定性进行合理的试验方案设计，通过对汽车进行实际的道路试验，才能定量的检测、判断及评价汽车的操纵稳定性能。
本文首先对经典的汽车操纵稳定性试验进行了总结，然后在参照最新的汽车操纵稳定性国家标准GB/T 6323-2014 的情况下，对汽车操纵稳定性的试验方案进行了设计，最后使用基于陀螺仪、GPS 实时差分定位原理的汽车操纵稳定性测试仪器VBOX，按照设计的试验方案对汽车进行了汽车操纵稳定性的试验研究及评价。
2 汽车操纵稳定性的基本概念
2.1 汽车操纵稳定性的定义
汽车操纵稳定性是指在驾驶者处于正常的生理和心理状态下，汽车能够按照驾驶者对转向系的操纵意图以及驾驶者通过对路况的判断所给定的转向车轮的方向正常行驶，与此同时，在有外界干扰（如侧向风等）的情况下，汽车依旧能够较好地抵抗外界干扰并仍然保持稳定行驶的能力。
2.2 汽车操纵稳定性的影响因素
很多的内在和外在因素都对汽车的操纵稳定性能有着较为显著的影响，在此，我们仅从以下几个方面进行简单地分析总结。
2.2.1 轮胎的影响
曲线行驶时的离心力、侧向风以及路面的侧向倾斜使得汽车在垂直车轮行驶平面方向受到地面反向作用力，而这个作用力会使车轮出现侧偏，此即汽车车轮的侧偏现象。汽车的侧偏现象是一种对汽车的操纵稳定性很不利的现象，而这种现象出现的可能性大小与汽车轮胎的侧偏刚度有着十分密切的关系。如果轮胎的尺寸较大、扁平率较小，那么轮胎的侧偏刚度就较高，同时，轮胎气压也对侧偏刚度有很大的影响。
2.2.2 悬架的影响
由于路面倾斜、侧向风或者汽车的转弯行驶，汽车都会在侧向受到一定的作用力，此即为侧向力。当有侧向力作用在汽车上时，此时，汽车操纵稳定性的主要影响因素则是汽车前、后轴垂直载荷变动量的大小。汽车的不足转向量会随着汽车前轴左、右车轮的垂直载荷变动量的变化而有着正相关的变化；与之相对应的，汽车的不足转向量会随着汽车后轴左、右车轮的垂直载荷变动量的变化而有着负相关的变化。此外，对于汽车前轴和后轴左、右车轮的垂直载荷变动量的影响因素主要有以下几个：前、后悬挂侧倾中心位置，悬挂质量，前、后悬架的侧偏刚度以及质心位置等。这些参数也是悬架系统影响操纵稳定性的参数。 .
2.2.3 转向系的影响
车厢是固定在车身上的，而与底盘连接的车身也与转向系的导向机构有着联系，这就将转向系和转向系的运动学关系联系在了一起。在车厢侧倾的情况下，运动干涉等不协调的情形会出现在转向系与转向系运动学之间，此时，因汽车转向受到运动干涉，从而就会引起转向车轮出现侧倾。汽车直线行驶时，由于车厢与车桥发生相对运动而引起的前轮转动现象会严重损害汽车的操纵稳定性。当转向刚度高时，转向车轮的变形转向角就会变小，此时，汽车的不足转向趋势就会减小。
2.3 汽车操纵稳定性能道路试验评价指标
操纵稳定性能优良的汽车必须满足以下两方面的使用条件，一方面是能够按照驾驶员给定的操作前进；另一方面是汽车在行驶途中，具有保持其稳定行驶的性能，即汽车要具有抵抗力图使其改变行驶轨迹的干扰能力。因此，针对汽车 操纵稳定性能的道路试验，研究的主要内容是在转向盘输入情况下汽车的运动响应特性，所以，设计汽车操纵稳定性能的道路试验应包括转向盘的力脉以及转向盘回正能力两方面。为此，汽车操纵稳定性能道路试验主要的评价指标可以通过试验测试设备来测出。这些评价指标都是表征汽车操纵稳定性能的汽车自身行驶过程中的参数物理量，包括汽车行驶的速度 v、侧向加速度 a、横摆角速度 γ、侧倾角及转向力（最大转向力、平均转向力）等内容。
通过选用相关试验设备来获取试验所需的参数。试验汽车行驶的速度V是利
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