汽车动力学是研究所有与汽车系统相关的学科,它包括纵向动力学、操纵动力学和行驶动力学三个方面的内容。驾驶行为和汽车运动状态信息的监测是汽车动力学研究和设计的基本问题,也是汽车辅助驾驶系统实现的必要条件。　　 汽车的运动状态主要取决于驾驶员对汽车的操纵行为,本文基于驾驶行为和汽车运动的监测开展汽车动力学相关特性的初步研究。　　 针对驾驶员操纵行为和汽车运动状态信息的分类,利用MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)惯性传感器、GPS(GlobalPosition System)设计了驾驶行为和汽车运动状态监测系统,可以实现对驾驶员操纵动作的感知、汽车6自由度运动状态参数和汽车运行车速的实时监测。并从传感器的布置和六面体的设计两个方面介绍了测量汽车6自由度运动状态参数的微惯性测量单元(Micro InertialMeasuremem Unit,简写为MIMU)的设计方法。同时设计了传感器的标定系统,开展了传感器的标定工作。　　 对与驾驶行为相关的汽车动力学特性进行了理论分析。通过汽车纵向动力学分析,可以看出驾驶员对油门踏板、制动踏板、离合器踏板和变速杆的操纵会引起汽车纵向运动车速和加速度的变化；并且进一步对汽车纵向运动过程进行了受力分析,得出汽车在纵向加速和制动过程中,还会引起车轮载荷的变化；建立了包括悬架在内的汽车制动动态垂直载荷数学模型。针对驾驶员转向行为,建立了汽车操纵动力学的二自由度和三自由度模型,并在二自由度汽车操纵动力学模型的基础上推导出了操纵逆动力学模型(方向盘转角识别模型)。　　 搭建了驾驶行为和汽车运动状态监测系统的车载试验平台,开展了实车道路试验。试验结果表明系统对驾驶员操纵动作的感知能够很好的跟随汽车运动状态的变化,并且对制动踏板、离合器踏板和变速杆的感知效果较好,充分说明了驾驶行为和汽车运动状态信息监测系统的正确性和可行性。同时用实车试验数据验证了二自由度操纵动力学模型和方向盘转角识别模型的准确性,仿真结果与试验结果具有较好的一致性,从而也说明了角速度陀螺测量方向盘转角的准确性。　　 结合试验用车,开展了汽车动力学相关特性的仿真分析。根据整车制动时的汽车动力学数学模型,用MATLAB／Simulink建立了仿真模型,进行了汽车制动工况的仿真,结果表明汽车制动时,前轮载荷显著增加,后轮载荷显著减少。基于ADAMS／CAR软件建立了实车的动力学模型,通过实车试验数据对模型进行了验证,对该车在不同方向盘角速度下的汽车的响应进行了仿真分析。结果表明了汽车在小的方向盘角速度(即缓慢转弯)的情况下具有较好的稳定性。