Trong nghiên cứu dao động của ô tô, người ta sử dụng các mô hình sau [17]: mô hình 1/4 (quater-car model), mô hình 1/2 dọc và 1/2 ngang (half-car model), mô hình không gian (full-car model). Cả bốn dạng mô hình nêu trên đều có giá trị về mặt học thuật với độ xác thực và phức tạp tăng dần.
Mô hình 1/4 là mô hình đơn giản nhất. Nó được sử dụng khi chỉ quan tâm đến dao động thẳng đứng và bỏ qua các thành phần dao động góc của các khối lượng. Về mặt ứng dụng, mô hình này được dùng để nghiên cứu việc tối ưu hóa hệ thống treo, điều khiển hệ thống phanh, cũng có thể được dùng để khảo sát các dạng kích thích từ biên dạng mặt đường (BDMĐ). Hạn chế của mô hình này là chưa xác thực nên kết quả khảo sát thiếu chính xác, không đánh giá được tác động tương hỗ của các khối lượng trong quá trình dao động, không phản ánh được các dao động góc của thân xe và các cầu.
Mô hình 1/2 dùng để khảo sát dao động trong mặt phẳng dọc xe, hoặc mặt phẳng ngang xe (xét theo hướng chuyển động của xe). Theo đó, có thể gọi tên các mô hình tương ứng là mô hình 1/2 dọc và mô hình 1/2 ngang.
Trong mô hình 1/2 dọc, dao động thẳng đứng và dao động góc dọc của khối lượng được treo (gồm thân xe và các khối lượng được chuyên chở) được kể đến. Mô hình này có thể được sử dụng để nghiên cứu tương tác giữa xe và đường, hay sự phân bố tải trọng giữa các cầu khi phanh. Hạn chế của mô hình này là không đánh giá được dao động lắc ngang của các khối lượng, đồng thời không thể hiện được tác động tương hỗ theo phương ngang xe.
ngang của thân xe và cầu xe. Nó có thể được sử dụng để khảo sát tính ổn định lật của xe khi chuyển động trên đường nghiêng ngang, trên đường mà mấp mô bề mặt trên hai vệt bánh xe có sự khác biệt lớn, hoặc khi quay vòng. Hạn chế của mô hình này là không kể đến dao động dọc xe, không thể hiện được sự khác biệt về lực kéo và lực phanh trong quá trình chuyển động do không mô tả mối liên hệ dao động giữa các cầu xe.
Mô hình không gian kể đến cả dao động thẳng đứng và dao động góc (cả dọc và ngang) của thân xe và các cầu xe. Do thể hiện được đầy đủ hơn các thành phần dao động của ô tô và mối liên hệ giữa chúng nên đây là mô hình gần với hệ thực nhất trong bốn kiểu mô hình đã được đưa ra. Tuy nhiên, việc nghiên cứu theo mô hình không gian phức tạp hơn nhiều so với các mô hình trước đó cả về xây dựng mô hình và khảo sát tính toán.
Trong các mô hình khảo sát dao động của ô tô, tùy theo đặc điểm kết cấu và tính chất vật lý của từng loại đường cụ thể mà biến dạng của đường có thể được bỏ qua hay được kể đến. Với các loại đường giao thông thông thường, do lớp bề mặt và các lớp nền đường được làm theo các tiêu chuẩn kỹ thuật nên biến dạng của đường theo phương thẳng đứng là nhỏ và có thể bỏ qua. Với các loại đường có lớp bề mặt hoặc các lớp nền yếu hơn thì biến dạng thẳng đứng của đường là đáng kể và việc kể đến biến dạng này là cần thiết.
Mô hình có kể đến biến dạng của đường khi khảo sát dao động của ô tô thường là dầm hoặc tấm đàn hồi trên nền đàn nhớt Kelvin. Mô hình dầm với mặt cắt ngang hình chữ nhật trên nền đàn nhớt được sử dụng cho các mô hình 1/4 và 1/2 trong khi mô hình tấm chữ nhật trên nền đàn nhớt được áp dụng cho mô hình không gian. Liên kết của dầm trong các mô hình dao động 1/4 và 1/2 có thể được chọn là kiểu tựa đơn, bản lề hoặc ngàm trên cả hai đầu (do sự như nhau về hình học và động học của hai đầu). Liên kết của tấm trong mô hình dao động không gian cũng có thể được chọn tương tự cho cả bốn cạnh. Tuy nhiên, liên kết kiểu tựa đơn và bản lề được sử dụng phổ biến hơn [63].
Nền đàn nhớt Kelvin được lập mô hình bằng hệ lò xo - giảm chấn phân bố đều theo chiều dài của dầm, hoặc theo diện tích bề mặt của tấm chữ nhật. Mô hình dao động của xe có kể đến biến dạng của đường được gọi là mô hình xe - đường kết hợp.
Trong cả bốn mô hình khảo sát dao động của ô tô mà luận án quan tâm, biến dạng của đường đều sẽ được tính đến. Do đó, các mô hình của đường mà ở trên đã trình bày sẽ được áp dụng.