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        操縱穩(wěn)定性試驗儀器比對研究

        2018-06-18 03:43:36李俊杰蘭楠
        時代汽車 2018年12期
        關(guān)鍵詞:蛇形側(cè)向車速

        李俊杰 蘭楠

        中國汽車工程研究院股份有限公司 重慶市 401122

        伴隨著工業(yè)水平的不斷進步、人們生活水平不斷提高,各類乘用車、貨車、客車數(shù)量也隨之攀升,車禍的發(fā)生也越發(fā)頻繁。為從根本上減少車禍的發(fā)生,提高人們駕乘安全,國家對車輛安全穩(wěn)定性的要求也逐步加嚴。作為衡量汽車安全穩(wěn)定性的重要指標試驗,汽車操縱穩(wěn)定性試驗也越來越受到國家、企業(yè)以及各個檢測機構(gòu)的重視。而目前全國乃至全世界進行汽車操縱穩(wěn)定性試驗的儀器種類繁多,沒有統(tǒng)一的試驗儀器規(guī)范。針對該情況,本文對目前市面上主流的兩類操縱穩(wěn)定性試驗儀器進行試驗對比分析,通過對比結(jié)果以方便各整車企業(yè)及檢測機構(gòu)在進行試驗儀器選擇時做一個有效參考[1-3]。

        1 測量變量與儀器

        1.1 測量變量

        必須測量變量:縱向車速、橫擺角速度、側(cè)傾角[4]。

        希望測量變量:質(zhì)心側(cè)偏角、側(cè)向加速度、縱向加速度[5]。

        1.2 儀器

        試驗儀器要求如表1所示。

        表1 試驗測量要求

        2 試驗方法

        2.1 角脈沖響應試驗

        (a)試驗車速為車輛最高車速70%四舍五入到10的整數(shù)倍[6]。

        (b)試驗開始前,先沿半徑為15m的圓周進行左右繞圈行駛熱胎。

        (c)接通所有測量儀器電源,保證儀器正常工作。

        (d)加速至試驗車速并保持該車速直線行駛,同時將各測量變量清零。然后向左或向右快速轉(zhuǎn)動方向盤,并迅速轉(zhuǎn)回中線位置保持不動,允許適當?shù)男拚?,從而完成一個轉(zhuǎn)向盤的三角脈沖輸入,記錄下整個轉(zhuǎn)動過程。該試驗要求轉(zhuǎn)角脈寬輸入在0.3~0.5s內(nèi),最大側(cè)向加速度為4m/s2,并盡量減小其轉(zhuǎn)角的超調(diào)量[7]。在轉(zhuǎn)動過程中,保持油門開度不變以穩(wěn)定車速。

        2.2 蛇形試驗

        (a)根據(jù)表2要求,擺置10根蛇形試驗標樁[8]。

        (b)接通所有測量儀器電源,保證儀器正常工作。

        (c)駕駛員進行蛇形試驗前,應進行至少5個來回的練習,以盡量提高蛇形試驗的通過性。

        (d)該試驗以基準車速的1/2為試驗起始車速,基準車速選擇標準如表2所示[8-9]。在車輛進入整個蛇形試驗區(qū)前,需對各測量變量進行歸零,然后繞樁通過整個試驗區(qū)。

        (e)按照5km/h的增量提高車速,重復上述(d)的操作過程,直至駕駛員主觀感覺無法以更高速度通過為止。車速最高不超過80km/h,至少保證通過10次。

        2.3 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗

        (a)試驗開始前,用明顯顏色畫一個半徑為15m或20m的圓。

        (b)接通儀器電源,使其正常工作。

        (c)在試驗開始前,沿(a)中畫好的圓周行駛500m進行熱胎,熱胎車速保證其側(cè)向加速度為3m/s2。

        (d)先以最低穩(wěn)定車速沿所畫圓周行駛,保證行駛半圈汽車縱向中心線都能對準所畫圓時,降低車速至停車,保持方向盤位置不動,清零各測量變量。隨后緩慢并均勻加速(縱向加速度不超過0.25m/s2),當汽車側(cè)向加速度達到6.5m/s2(或駕駛員感受無法繼續(xù)加速)結(jié)束試驗并記錄整個過程[10]。

        (e)為保障試驗質(zhì)量,試驗按左右方向交替進行,每個方向進行3次試驗,每次試驗開始時保證車身對中。

        3 試驗結(jié)果比對分析

        3.1 角脈沖響應試驗

        圖1中,藍色代表RT3000陀螺儀采集數(shù)據(jù);紅色為Smotion采集數(shù)據(jù)。

        圖1可知,已采用移動平均濾波后Smotion采集的數(shù)據(jù)具有較大的波動,其抗干擾能力較差。

        圖1可知,由RT3000陀螺儀所采集脈沖響應試驗中的側(cè)向加速度最大值為4.00m/s2,滿足試驗要求;而同時用Smotion采集的側(cè)向加速度最大值為6.935m/s2,兩者誤差為73.4%,不滿足試驗要求。由此可知Smotion數(shù)據(jù)采集準確度不能滿足試驗要求。

        綜上所述,Smotion在抗干擾能力、數(shù)據(jù)采集準確度等方面無法滿足試驗要求。

        3.2 蛇形試驗

        圖2中,藍色代表RT3000陀螺儀采集數(shù)據(jù);紅色為Smotion采集數(shù)據(jù)。

        圖2可知,兩設備在蛇形試驗中采集的側(cè)向加速度、橫擺角速度變化趨勢基本吻合,但Smotion采集值具有較多毛刺且質(zhì)心側(cè)偏角偏差較大。

        綜上所述,Smotion數(shù)據(jù)采集精度無法滿足蛇形試驗要求。

        3.3 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗

        圖3中,藍色代表RT3000陀螺儀采集數(shù)據(jù);紅色為Smotion采集數(shù)據(jù)。

        圖3可知,Smotion采集車速較實際車速偏差15%,質(zhì)心側(cè)偏角Smotion無法測量,超出其測量范圍。

        綜上所述,Smotion數(shù)據(jù)測量范圍無法滿足穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗要求。

        4 結(jié)語

        通過RT3000和Smotion分別在轉(zhuǎn)向盤角脈沖試驗、蛇形試驗以及穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗中的試驗數(shù)據(jù)對比可知,Smotion在抗干擾能力、數(shù)據(jù)采集精度、數(shù)據(jù)采集準確度以及數(shù)據(jù)測量范圍等方面較RT3000均有不同程度的差距。分析其原因為:

        表2 蛇形試驗標樁間距及基準車速

        圖1 角脈沖試驗數(shù)據(jù)對比圖

        圖2 蛇形試驗數(shù)據(jù)對比圖

        圖3 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗數(shù)據(jù)對比圖

        (1)Smotion在儀器設置中無Z方向位置設定值,故極大影響其測量值包含Z軸平面參數(shù)(如質(zhì)心側(cè)偏角)的準確性。

        (2)Smotion濾波方式只能選擇移動平均濾波,無法采用其他濾波方式,故會影響采集數(shù)據(jù)的精度。

        (3)Smotion由于自身設備設計原因,對外界干擾抵抗能力較差,故采集數(shù)據(jù)具有較多毛刺。

        綜上所述,Smotion無法滿足操縱穩(wěn)定性試驗數(shù)據(jù)采集要求,通過本文的試驗結(jié)果對比,建議采用RT3000陀螺儀來完成操縱穩(wěn)定性試驗。

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