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| 标准编号 | GB/T 6323-2014 (GB/T6323-2014) | | 中文名称 | 汽车操纵稳定性试验方法 | | 英文名称 | Controllability and Stability Test Procedure for Automobile | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | T23 | | 国际标准分类 | 43.040.50 | | 字数估计 | 52,586 | | 发布日期 | 2/19/2014 | | 实施日期 | 6/1/2014 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 6323.1-1994; GB/T 6323.6-1994; GB/T 6323.5-1994; GB/T 6323.4-1994; GB/T 6323.3-1994; GB/T 6323.2-1994 | | 引用标准 | GB/T 3730.1; GB/T 3730.2; GB/T 12534-1990; GB/T 12549; GB/T 15089 | | 标准依据 | 国家标准公告2014年第2号 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了汽车操纵稳定性蛇行试验方法、转向瞬态响应试验方法(转向盘转角阶跃输入、转向盘转角脉冲输人)、转向回正性能试验方法、转向轻便性试验方法、稳态回转试验方法、转向盘中心区操纵稳定性试验方法。汽车操纵稳定性蛇行试验方法、转向瞬态响应试验方法(转向盘转角阶跃输入、转向盘转角脉冲输入)、转向回正性能试验方法、转向轻便性试验方法适用于M类、N类、G类车辆, 稳态回转试验方法适用于二轴的M类、N类、G类车辆, 转向盘中心区操纵稳定性试验方法适用于M1、N1类车辆, 其他类型汽车可参照执行。 | GB/T 6323-2014
汽车操纵稳定性试验方法
Controllability and stability test procedure for automobile
1 范围
本标准规定了汽车操纵稳定性蛇行试验方法、转向瞬态响应试验方法(转向盘转角阶跃输入、转向
盘转角脉冲输入)、转向回正性能试验方法、转向轻便性试验方法、稳态回转试验方法、转向盘中心区操纵稳定性试验方法。
汽车操纵稳定性蛇行试验方法、转向瞬态响应试验方法(转向盘转角阶跃输入、转向盘转角脉冲输
入)、转向回正性能试验方法、转向轻便性试验方法适用于 M 类、N类、G类车辆,稳态回转试验方法适用于二轴的 M类、N类、G类车辆,转向盘中心区操纵稳定性试验方法适用于 M1、N1 类车辆,其他类型汽车可参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3730.1 汽车和挂车类型的术语和定义
GB/T 3730.2 道路车辆 质量 词汇和代码
GB/T 12534-1990 汽车道路试验方法通则
GB/T 12549 汽车操纵稳定性术语及其定义
GB/T 15089 机动车辆及挂车分类
3 仪器设备
3.1 试验所需仪器如下:
a) 车速仪;
b) 转向盘力矩、转向盘转角测量仪;
c) 汽车操纵稳定性测试仪;
d) 秒表;
e) 多通道数据采集系统。
3.2 试验仪器设备应符合GB/T 12534-1990中3.5的规定。
3.3 各测量用仪器的测量范围及最大误差满足表1的要求。
3.4 包括传感器及记录系统在内的整个测量系统的频带宽度不小于3Hz。
3.5 各种传感器按各自使用说明书进行安装,其中车速仪应安装于汽车纵向对称面上,汽车操纵稳定
性测试仪应尽量接近整车质心位置。
4 试验条件
4.1 试验汽车
4.1.1 试验前,测定车轮定位参数。对转向系、悬架系进行检查、调整和紧固,按规定进行润滑。只有
认定试验汽车已符合厂方规定的技术条件,方可进行试验。测定及检查的有关参数的数值,记入附录
A、附录B中。
4.1.2 采用新轮胎试验,试验前至少应经过200km正常行驶的磨合;若用旧轮胎,试验终了时残留轮
胎胎冠花纹深度不小于1.6mm。轮胎气压应符合汽车出厂技术要求。
4.1.3 试验前,以试验车速直线行驶10km,或者沿半径15m的圆周、以侧向加速度达3m/s2 的相应
车速行驶500m(左转与右转各进行一次),使轮胎升温。
4.1.4 蛇形试验汽车载荷状态为汽车最大设计总质量,转向瞬态响应试验 (转向盘转角阶跃输入、转向
盘转角脉冲输入)、转向回正性能试验、转向轻便性试验、稳态回转试验及转向盘中心区操纵稳定性试验汽车载荷状态为最大设计总质量和轻载两种状态。轻载状态是指汽车整备质量状态除驾驶员、试验员及仪器外,没有其他加载物的状态。对于承载能力小的汽车,如果轻载质量已超过最大总质量的70%,则不必进行轻载状态的试验。N类车辆的装载物(推荐用砂袋)均匀分布于货箱内;M 类车辆的装载物(或假人)分布于座椅和地板上,其比例应符合汽车出厂技术要求。轴载质量必须符合厂方规定。
4.2 试验场地与环境
4.2.1 试验场地应为干燥、平坦而清洁的,用水泥混凝土或沥青铺装的路面,任意方向的坡度不应大于
2%。对于转向盘中心区操纵稳定性试验,坡度应不大于1%。
4.2.2 风速应不大于5m/s。
4.2.3 大气温度在0℃~40℃范围内。
4.2.4 试验场地及环境的数据记入附录A或附录C中。
5 蛇行试验
5.1 测试仪器
a) 转向盘力矩、转向盘转角测量仪;
b) 汽车操纵稳定性测试仪;
c) 秒表;
d) 多通道数据采集系统。
5.2 测量参数
a) 转向盘转角;
b) 横摆角速度;
c) 车身侧倾角;
d) 通过有效标桩区时间;
e) 侧向加速度。
5.3 试验方法
5.3.1 在试验场地上按图1及表2的规定,布置标桩10根。
5.3.2 接通仪器电源,使之预热到正常工作温度。
5.3.3 试验驾驶员应具有较丰富的驾驶经验。在正式试验前,按图1所示路线,练习五个往返。
5.3.4 首次试验时,试验车速为表2所规定的基准车速二分之一并四舍五入为10的整数倍,以该车速
稳定直线行驶,在进入试验区段之前,记录各测量变量的零线,然后按图1所示路线蛇行通过试验路段,
同时记录各测量变量的时间历程曲线及通过有效标桩区的时间。
5.3.5 逐步提高试验车速(车速间隔自行选择),重复5.3.4的过程,共进行10次(撞倒标桩的次数不计
在内)。最高车速不超过80km/h。
5.4 蛇行试验数据处理
5.4.1 试验车速
第i次试验的蛇行车速按式(1)确定:
5.4.2 平均转向盘转角
第i次试验平均转向盘转角按式(2)确定:
5.4.3 平均横摆角速度
第i次试验平均横摆角速度按式(3)确定:
5.4.4 平均车身侧倾角
第i次试验平均车身侧倾角按式(4)确定:
5.4.5 平均侧向加速度
5.4.5.1 按下述二种方法之一确定侧向加速度真实值:
a) 侧向加速度测量,其输出轴应与Y 轴对正或平行,如加速度传感器随车身一起侧倾时应按式
(5)加以修正:
5.4.5.2 按式(6)确定第i次试验平均侧向加速度:
5.5 蛇行试验结果表达
5.5.1 将有效标桩区内各测量变量时间历程曲线峰值数据及驾驶员主观评价填入表3。
5.5.2 以图3的形式,拟合画出平均横摆角速度与车速的关系图。
5.5.3 以图4的形式,拟合画出平均转向盘转角与车速的关系图。
5.5.4 以图5的形式,拟合画出平均车身侧倾角与车速的关系图。
5.5.5 以图6的形式,拟合画出平均侧向加速度与车速的关系图。
5.5.6 将图3、图4、图5、图6中基准车速下的平均横摆角速度、平均转向盘转角、平均车身侧倾角及平均侧向加速度的数值填入表4中。
6 转向瞬态响应试验(转向盘转角阶跃输入)
6.1 测试仪器
a) 车速仪;
b) 转向盘力矩、转向盘转角测量仪;
c) 汽车操纵稳定性测试仪;
d) 多通道数据采集系统。
6.2 测量参数
a) 汽车前进速度;
b) 转向盘转角;
c) 横摆角速度;
d) 车身侧倾角;
e) 侧向加速度;
f) 汽车侧偏角。
6.3 试验方法
6.3.1 试验车速按被试汽车最高车速的70%并四舍五入为10的整数倍确定,但最高试验车速不宜超
过120km/h。
6.3.2 试验前,以试验车速行驶10km,使轮胎升温。
6.3.3 接通仪器电源,使之达到正常工作温度。在停车状态进行信号零位标定。
6.3.4 按稳态侧向加速度值为1.0m/s2、1.5m/s2、2.0m/s2、2.5m/s2 和3.0m/s2,预选转向盘转角的
位置(输入角)。
6.3.5 汽车以试验车速直线行驶,先按输入方向轻轻靠紧转向盘,消除转向盘自由行程并开始记录各
测量变量的零线,经过(0.2~0.5)s,以尽快的速度(起跃时间不大于0.2s或起跃速度不低于200°/s)转
动转向盘,使其达到预先选好的位置并固定数秒钟(直至测量变量过渡到新稳态值),停止记录。记录过
程中保持车速不变。
6.3.6 试验按向左转与向右转两个方向进行。可两个方向交替进行,也可连续进行一个方向试验,然
后再进行另一个方向试验。
6.4 试验数据处理
6.4.1 各测量变量的稳态值,采用进入稳态后的均值。若汽车前进速度的变化率大于5%或转向盘转
角的变化超出平均值的10%,则本次试验无效。
6.4.2 采用5.4.5.1a)或5.4.5.1b)规定的方法,获取侧向加速度时间历程,确定稳态加速度值。
6.4.3 按图7所示确定横摆角速度与侧向加速度的响应时间。
6.4.4 如图7所示确定横摆角速度峰值响应时间。如未出现峰值,应在附录A的备注中加以说明。
6.4.5 横摆角速度超调量按式(7)确定:
6.4.6 横摆角速度总方差按式(8)确定:
6.4.7 侧向加速度总方差按式(9)确定:
6.4.8 “汽车因素”(TB),由横摆角速度峰值响应时间乘以稳态汽车侧偏角求得。
6.5 试验结果表达
6.5.1 试验车速下,侧向加速度为2m/s2 时的下列数据记入表5中:
a) 横摆角速度响应时间;
b) 横摆角速度峰值响应时间;
c) 横摆角速度超调量;
d) 侧向加速度响应时间;
e) 横摆角速度总方差;
f) 侧向加速度总方差。
注:a)为基本评价指标;b)、c)、d)、e)、f)、g)为建议获取指标。
6.5.2 按以下曲线形式表达不同侧向加速度下的试验数据:
a) 以图8的形式,拟合画出横摆角速度响应时间与稳态侧向加速度的关系;
b) 以图9的形式,拟合画出侧向加速度稳态响应与转向盘转角的关系;
c) 以图10的形式,拟合画出横摆角速度稳态响应与转向盘转角的关系;
d) 以图11的形式,拟合画出侧向加速度响应时间与稳态侧向加速度的关系;
e) 以图12的形式,拟合画出汽车侧偏角与稳态侧向加速度的关系;
f) 以图13的形式,拟合画出“汽车因素”与稳态侧向加速度的关系;
g) 以图14的形式,拟合画出横摆角速度总方差与稳态侧向加速度的关系;
h) 以图15的形式,拟合画出侧向加速度总方差与稳态侧向加速度的关系。
注:a)为基本关系图;b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)为建议获取的关系图。
7 转向瞬态响应试验(转向盘转角脉冲输入)
7.1 测试仪器
a) 车速仪;
b) 转向盘力矩、转向盘转角测量仪;
c) 汽车操纵稳定性测试仪;
d) 多通道数据采集系统。
7.2 测量参数
a) 汽车前进车速;
b) 转向盘转角;
c) 汽车侧向加速度;
d) 汽车横摆角速度。
7.3 试验方法
7.3.1 试验车速应为试验汽车最高设计车速70%并四舍五入为10的整数倍。
7.3.2 试验前以试验车速行驶10km,使轮胎升温。
7.3.3 接通仪器电源,使之达到正常工作温度。
7.3.4 汽车以试验车速直线行驶,使其横摆角速度为0±0.5°/s。作一标记,记下转向盘中间位置(直线
行驶位置)。然后给转向盘一个三角脉冲转角输入(见图16)。试验时向左(或向右)转动转向盘,并迅
速转回原处(允许及时修正)保持不动,记录全部过程,直至汽车回复到直线行驶状态。转向盘转角输入
脉宽为(0.3~0.5)s,其最大转角应使本试验过渡过程中最大侧向加速度为4m/s2。转动转向盘时应尽
量使其转角的超调量达到最小。记录时间内,保持加速踏板位置不变。
7.3.5 试验时至少按图16所示三角脉冲曲线左、右方向转动转向盘(转角脉冲输入)各三次。每次输
入的时间间隔不得少于5s。
7.4 试验数据处理
7.4.1 试验中记录的汽车车速和转向盘转角时间历程(v-t和θ-t曲线)应在计算机上显示,实际车速变
化不应超过规定车速的±5%。转向盘转角的零线在转动转向盘进行脉冲输入的前后应一致。当其差
别不大于转向盘转角最大值的±10%时,应将转向盘脉冲输入的起点和终点的连线作为参考零线;若车
速变化超过10%,则本次试验记录无效。
7.4.2 在专门的信号处理设备上或按式(10)在通用计算机上计算分析转向盘转角脉冲输入和横摆角
速度响应的幅频特性和相频特性。
7.5 试验结果表达
7.5.1 根据试验数据处理结果的平均值,按向左与向右转动转向盘,分别绘制出汽车的幅频相频特性
图,如图17所示(图17横坐标为对数坐标,也可以采用线性坐标。横坐标应为0Hz~3Hz)。
7.5.2 谐振频率fp为幅频特性谐振峰所对应的频率。当不存在明显的谐振峰时,按70%横摆角速度
增益的通频带除以 2计算fp值。
7.5.3 谐振峰水平D 按式(11)确定,
7.5.4 相位滞后角α为相应频率下相位滞后角的试验值。对于最大设计总质量小于等于6t的汽车,
频率为1Hz;大于6t的汽车,频率为0.5Hz。
7.5.5 数据处理结果应填入表6和表7中。
8 转向回正性能试验
8.1 测试仪器
a) 车速仪;
b) 转向盘力矩、转向盘转角测量仪;
c) 汽车操纵稳定性测试仪;
d) 多通道数据采集系统。
8.2 测量参数
a) 汽车前进速度;
b) 横摆角速度;
c) 侧向加速度。
8.3 试验方法
8.3.1 低速回正性能试验
8.3.1.1 在试验场地上用醒目的颜色画出半径不小于15m的圆周。
8.3.1.2 接通仪器电源,使其达到正常工作温度。
8.3.1.3 试验汽车直线行驶,记录各测量变量零线,然后调整转向盘转角,使汽车沿半径为15m的圆周
行驶,调整车速,使侧向加速度达到(4±0.2)m/s2,固定转向盘转角,稳定车速并开始记录,待3s后,迅
速松开转向盘并做一标记(建议用一微动开关和一个信号通道同时记录),至少记录松手后4s的汽车
运动过程。记录时间内加速踏板位置保持不变。
8.3.1.4 对于侧向加速度达不到(4±0.2)m/s2 的汽车,按试验汽车所能达到的最高侧向加速度进行试
验,并在试验报告中(表8备注)加以说明。
8.3.1.5 试验按向左转与向右转两个方向进行,每个方向三次。
8.3.2 高速回正性能试验
8.3.2.1 最高车速超过100km/h的汽车应进行本项试验。
8.3.2.2 试验车速应为被试汽车最高车速的70%并四舍五入为10的整数倍。
8.3.2.3 接通仪器电源,使其达到正常的工作温度。
8.3.2.4 试验汽车沿试验路段以试验车速直线行驶,记录各测量变量的零线。随后转动转向盘使侧向
加速度达到(2±0.2)m/s2,待稳定并开始记录后,迅速松开转向盘并做一标记(建议用一微动开关和一
个信号通道同时记录),至少记录松手后4s内的汽车运动过程。记录时间内加速踏板位置保持不变。
8.3.2.5 试验按向左转与向右转两个方向进行,每个方向三次。
8.4 转向回正性能试验数据处理
横摆角速度时间历程曲线分两大类:收敛型(如图18中曲线1~4所示)与发散型(如图18曲线
5~6所示)。对于发散型,不进行数据处理;对于收敛型,按向左转与向右转分别确定下述指标。
图18 横摆角速度时间历程
8.4.1 时间坐标原点
在微动开关时间历程曲线上,松开转向盘时微动开关所做的标记。
8.4.2 稳定时间
从时间坐标原点开始,至横摆角速度达到新稳态值(包括零值)为止的一段时间间隔。其均值按式
(12)确定:
8.4.3 残留横摆角速度
在横摆角速度时间历程曲线上,松开转向盘3s时的横摆角速度值(包括零值)。按式(13)确定:
8.4.4 横摆角速度超调量
在横摆角速度时间历程曲线上,横摆角速度响应第一个峰值超过新稳态值的部分与初始值之比(见
图19),横摆角速度超调量均值按式(14)确定:
8.4.5 横摆角速度自然频率
第i次试验横摆角速度自然频率foi按式(15)确定:
8.4.6 相对阻尼系数与相对阻尼系数均值
8.4.6.1 相对阻尼系数应按以下步骤确定:
8.4.6.2 按式(19)确定相对阻尼系数均值:
8.4.7 横摆角速度总方差
第i次试验横摆角速度总方差按式(20)确定:
8.5 试验结果表达
8.5.1 以图22、图23的形式分别绘出向左转与向右转各三次的横摆角速度时间历程曲线。低速与高
速分别画出。
8.5.2 按表8格式依次填入测量结果。
9 转向轻便性试验
9.1 测试仪器
a) 车速仪;
b) 转向盘力矩、转向盘转角测量仪;
c) 钢卷尺;
d) 标桩;
e) 多通道数据采集系统。
9.2 测量参......
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