陈建国，鲍武

（湖北汽车工业学院 机械工程系，湖北 十堰442002）

由于车辆的4个车轮同时受到路面的激励，会产生垂向、俯仰和侧倾运动，悬架簧上质量的振动是各个车轮引起振动的耦合；特别在转向工况下，车身的侧倾会加剧，影响汽车乘坐的舒适性和转向的稳定性。汽车悬架的振动，是耦合的多入多出(MIMO)系统。由于整车模型的参数较多，多数学者在研究悬架振动时采用1/4车辆模型［1－2］和 1/2车辆模型［3］，1/4车辆模型不存在耦合，1/2车辆模型没有侧倾运动，这些模型无法反映车辆在转向工况下的振动情况，与实际情况有一定差距。

本文建立整车的动力学模型，分析车辆在前轮转角及车速变化时悬架簧上质量的振动，为悬架参数的设计和减振控制提供依据。

1 系统模型的建立

1.1 整车主动悬架模型

整车主动悬架模型如图1所示。

考虑车身侧倾的影响，汽车转向运动方程［4－6］为

簧上质量的俯仰运动方程为

簧上质量的侧倾运动方程为

簧上质量的垂直运动方程为

簧下质量的垂直运动方程为

当俯仰角θ、侧倾角φ在小范围内时，近似有

式（1）～（10）中：m，ms，mui—整车质量、悬架的簧上质量、簧下质量（轮 i处）；u0—车速； β， β˙—质心侧偏角、侧偏角速度；wr—横摆角速度；Fy1—前车轮总侧偏力（两轮）；Fy2—后车轮总侧偏力（两轮）；ksi—悬架刚度 （轮 i处）；kaf，kar—前后悬架横向稳定杆刚度；kti—轮胎刚度（轮 i处）；Ix，Iy，Iz—车身侧倾转动惯量、俯仰转动惯量、横摆转动惯量；a，b—前轮到质心距离、后轮到质心距离；h—侧倾中心高度；d—1/2 轮距； φ，φ˙，φ¨—车身侧倾角、侧倾角速度、侧倾角加速度；……