(高清版)GBT 40509-2021 汽车转向中心区操纵性过渡特性试验方法

ICS43.040.50GB/T40509—2021Testmethodoftransitiontest(ISO13674-2:2016,Roadvehicles—Testmethodforthequantificationofon-centrehandling—Part2:Transitiontest,MOD)国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会GB/T40509—2021 I 3术语和定义 26试验条件 2 3 4附录A(资料性)本文件与ISO13674-2:2016相比的结构变化情况 附录B(规范性)数据预处理要求 8附录C(规范性)试验报告试验条件 附录D(规范性)试验报告一般数据 附录E(规范性)试验开始条件 附录F(资料性)数据处理方法 IGB/T40509—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件使用重新起草法修改采用ISO13674-2:2016《道路车辆中心区转向操纵稳定性试验方法本文件与ISO13674-2:2016相比在结构上有较多调整，附录A列出了本文件与ISO13674-2:2016的章条编号对照一览表。本文件与ISO13674-2:2016的技术性差异及其原因如下：·用等同采用国际标准的GB/T3730.2代替了ISO1176(见第3章);·用GB/T12549代替了ISO8855(见第3章);·删除了对ISO2416、ISO3833、ISO15037-1:2006的引用；·增加引用了GB/T3730.1(见第3章)、GB/T12534—1990(见5.2)、GB/T15089(见第3章); 删除了ISO13674-2:2016中的第4章原理、5.1参考坐标系、7.3的表2部分，提高标准聚焦程标准使用质量(见8.3);——增加了规范性附录B“数据预处理要求”;——增加了规范性附录C“试验报告试验条件”;——增加了规范性附录D“试验报告一般数据”;——增加了规范性附录E“试验开始条件”。本文件还做了下列编辑性修改：——更改了标准名称；——删除了ISO13674-2:2016的资料性附录A;-—增加了资料性附录F“数据处理方法”。本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。本文件由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)归口。本文件起草单位：襄阳达安汽车检测中心有限公司[国家汽车质量监督检验中心(襄阳)]、中汽研汽车检验中心(天津)有限公司、泛亚汽车技术中心有限公司、吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室、南京汽车集团有限公司汽车工程研究院、东风汽车集团股份有限公司乘用车公司。1GB/T40509—2021汽车转向中心区操纵性过渡特性试验方法本文件规定了汽车转向盘从直线行驶状态至离开中心区的试验方法。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T3730.1汽车和挂车类型的术语和定义GB/T3730.2道路车辆质量词汇和代码(GB/T3730.2—1996,idtISO1176:1990)GB/T12534—1990汽车道路试验方法通则GB/T12549汽车操纵稳定性术语及其定义GB/T15089机动车辆及挂车分类GB/T3730.1、GB/T3730.2、GB/T12549和GB/T15089界定的以及下列术语和定义适用于本描述车辆在直线行驶或在较小侧向加速度下高速通过大半径弯道时的转向感和转向精度。3.2纵坐标上的一个参照值。3.33.4纵坐标相对于横坐标的比率。4测量变量2GB/T40509—2021w——转向盘转角；MH--—转向盘力矩；——横摆角速度；vx——车辆前进车速；ay侧向加速度。以下变量也应测量：5测量设备5.1试验所需的仪器如下：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)多通道数据采集系统。5.2试验仪器设备应符合GB/T12534—1990中3.5的规定。5.3试验用仪器的测量范围及最大误差满足表1的要求。表1传感器量程和推荐测量系统最大误差变量量程测量系统最大误差转向盘转角士0.1°转向盘力矩士0.1N·m横摆角速度汽车前进车速士0.5m/s侧向加速度转向盘角速度部分表中所列的测量传感器并未广泛使用，如果用户选择的仪器系统误差超过推荐值，试验报告中应注出实际的5.4数据预处理按附录B的要求进行。6试验条件6.1试验路面试验场地应为干燥、平坦而清洁的，用水泥混凝土或沥青均匀铺设的道路，其任意方向(横向除外)的坡度不大于2%,且横向坡度不应超过1.0%。对于每次试验，试验场地表面条件和道路材料应记录在试验报告中，见附录C。3GB/T40509—20216.2风速和大气温度6.2.1试验中环境风速应不超过5m/s(推荐风速不超过1.5m/s)。6.2.2大气温度在0℃~40℃范围内。6.3试验车辆6.3.1.1试验汽车的基本数据信息应记录在附录D的试验报告中。试验期间任何汽车参数的变化(如载荷),均应再次记录基本数据信息。6.3.1.2车轮定位参数应满足产品设计要求。6.3.2.1轮胎应按照汽车制造商的说明书选择新轮胎安装到试验汽车上，轮胎应在被测试汽车或者相胎应保持在相同的位置进行测试。6.3.2.2轮胎花纹深度(包括轮胎整个接触地面的宽度及整个轮胎表面)应是初始轮胎花纹深度90%6.3.2.3在试验测试条件中应记录轮胎的生产日期，见附录C。且试验轮胎距生产日期不应超过一年。6.3.2.4轮胎应按照汽车制造商说明的对应试验环境温度的压力充气。对于胎压不大于250kPa,冷充气压力的误差应为±5kPa;胎压超过250kPa时，误差应不超过2%。6.3.2.5预热前的轮胎压力和轮胎胎面花纹深度应在试验报告中记录，见附录C。6.3.2.7试验前应对车轮/轮胎总成进行动平衡确认。6.3.3.1试验车辆载荷介于车辆整备质量外加驾驶员和必要试验设备(不超过150kg)的质量与车辆最6.3.3.2M1类车推荐试验载荷为车辆整备质量外加1名驾驶员、1名试验员及必要的试验设备，N1类车辆推荐试验载荷为车辆最大设计总质量。在试验开始之前，车辆应按照试验速度行驶10km或者以侧向加速度为3m/s²的相应车速行驶500m(左转与右转各进行一次)对轮胎进行预热。按照附录E给出的初始条件，采用横摆角速度作为判定初始条件的变量。在t。时刻按照7.3进行转向输入，在试验结束时可通过重新建立直线行驶稳态工况来结束7.3中规定的试验。7.3.1试验时挡位的选择：手动变速器在多个挡位适用情况下应选用最高挡位，自动变速器应采用D4GB/T40509—20217.3.2试验推荐车速为100km/h,其他车速参照推荐车速以20km/h间隔确定。试验车速应记录在7.3.3试验开始后，应完整记录传感器的信号。为保证所需数据不受仪器的影响，试验结束后应持续7.3.4本试验考察的是从直线行驶进入中间位置转向产生的迟滞环(闭环)的过渡特性，在7.2规定的初始行驶条件上以恒定的角速度转动转向盘，为了保证车辆轨迹由直线平滑地过渡到半径逐渐减小的曲线，转向盘角速度应由0()/s平滑地增加到某一恒定值。从t。时刻开始到车辆侧向加速度达到右每个方向的试验次数应满足7.3.7的要求。7.3.5试验过程中汽车前进车速的变化不应超过规定值的±3%。7.3.6转向盘输入的角速度及时间历程应记录在试验报告中，见附录C。7.3.7时域信号可用于监测试验过程及传感器工作状态。尤其是转向盘转角、转向盘角速度、汽车前进车速、侧向加速度的时域信号用于判定试验数据是否有效。每个转向方向至少有五次有效的试验数据。8试验数据分析将分析的各组数据绘制在笛卡尔坐标系中，如图1所示。在每个图中，都要对左、右转向方向的数据进行直线拟合(见图2)。直线拟合不包括非线性区域的数据(例如中心区域，尤其是侧向加速度在±0.5m/s²范围内的数据)和侧向加速度超过±1.2m/s²时采集的数据。直线拟合所用数据应记录在荐使用的试验数据处理方法。注：±1.2m/s²的限制值是一个推荐8.2参数定义图例说明参数定义如图2所示。从每组图和直线拟合可以得出下列参数，具体取值参见8.3的说明：——梯度。5GB/T40509—2021图2参数定义示例8.3.1转向盘力矩(M)对应转向盘转角(δsw)在该坐标系中如下特征值需要计算：转向盘力矩对应转向盘转角梯度————左、右转向方向下拟合直线的梯度。8.3.2横摆角速度对应转向盘转角(δw)在该坐标系中如下特征值需要计算：a)横摆角速度对应转向盘转角的增益——左、右转向方向下拟合直线的梯度；b)转向盘转角对应横摆角速度的死区——纵坐标在±1.1(°)/s间横坐标死区。8.3.3横摆角速度对应转向力矩(Mn)在该坐标系中如下特征值需要计算：a)横摆角速度对应转向盘力矩的增益—--左、右转向方向下拟合直线的梯度；b)转向盘力矩对应横摆角速度的死区——纵坐标在±1.1(°)/s间横坐标死区。8.3.4侧向加速度(ay)对应转向盘转角(δsw)在该坐标系中如下特征值需要计算：a)侧向加速度对应转向盘转角的增益左、右转向方向下拟合直线的梯度；b)转向盘转角对应侧向加速度的死区——纵坐标在±0.6m/s²间横坐标死区。6GB/T40509—20218.3.5侧向加速度(ay)对应转向盘力矩(Mn)在该坐标系中如下特征值需要计算：b)转向盘力矩对应侧向加速度的死区——纵坐标在±0.6m/s²间横坐标死区。7GB/T40509—2021(资料性)本文件与ISO13674-2:2016相比的结构变化情况本文件与ISO13674-2:2016相比在结构上有较多调整，具体章条编号对照情况见表A.1。表A.1本文件与ISO13674-2:2016的章条编号对照情况本文件的章条编号对应ISO13674-2:2016的章条编号447.2、附录E附录A附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F8GB/T40509—2021(规范性)数据预处理要求B.1概述B.2模拟信号调试B.2.1传感器和采集系统的带宽要求带宽应不小于8Hz。B.2.2滤波器要求对信号的滤波应采用低通滤波器。通频带宽(从0Hz到衰减幅度为-3dB所对应的频率)不应小于9Hz。在0Hz～5Hz频率范围内，幅值误差应小于±0.5%。所有模拟信号应使用具有相同相位特推荐采用B.5中描述的数字信号处理方法。B.3混叠误差及抗混叠滤波器B.3.1模拟信号处理后和时间延迟特性。B.3.2采样和数字化总体要求纹波的选择，以及滤波器相位滞后的校正。为了实现整体数据达到±0.5%的采集精度，上述因素十分重要。B.3.2.2应避免无法校正的混叠误差，在采样和数字化之前对模拟信号应正确滤波。滤波器阶次及其通带的选择应根据关注频率范围和对应采样频率下信号平整度的要求来确定。最低滤波特性和最小采样频率应满足：a)在0Hz～fmax=(fmx=5Hz)的频率范围内，模拟信号的最大衰减量应小于信号数字化的分b)在二分之一采样频率处(即奈奎斯特频率或折叠频率),信号和噪声的所有频率成分的大小要减小到小于数字化分辨率。B.3.3.1为保证数据处理效果，推荐抗混叠滤波器阶次为四阶或者更高。9GB/T40509—2021B.3.3.2应抗混叠滤波，也应避免过度的模拟信号滤波。此外，所有的滤波器应具有相同的相位特性，以确保信号之间的时间延迟差异满足时域测量精度的要求。注：因为被测变量幅值相乘时，相移及相应的时间延迟会增加，因此当被测变量相乘后形成新的变量时，尤其注意相移误差。通过增加滤波器的截止频率f。可以降低相移及时间延迟。B.4采样及数字化或一组要比较的样本数据应同时或在足够短的时间内采集。B.4.2数字化应采用14位或更高分辨率(±0.05%),2LSB(±0.1%)精度的系统。数字化前模拟信号的放大应保证：在数字化过程中，由于有限分辨率和数字化的不准确而导致的综合误差应小于0.25%。B.5无相移数字滤波器对于用于评价的数据的滤波，无相移(0相移)数字滤波器应具有以下特点(见图B.1):——通带的范围为0Hz～5Hz;——阻带应在10Hz～15Hz之间开始；——通带滤波器增益应是1±0.005;标引序号说明：Y—-—滤波器增益；a—-—通带；图B.1无相移数字滤波器特点要求GB/T40509—2021(规范性)试验报告试验条件试验报告中的试验条件按以下模板记录。路径半径：路面温度(℃):气候：空气温度(℃):风速(m/s):后轮：右前轮：右后轮：后轮：右前轮：右后轮：右前轮：右后轮：右前轮：右后轮：试验工程师：GB/T40509—2021(规范性)试验报告一般数据试验报告中的一般数据按以下模板记录。 动力类型：□汽油机□柴油机□纯电动□混合动力增压系统：□涡轮增压□机械增压点火时刻控制：□机械控制□电子控制气缸排量(mL)和数量(个):电机数量(个):最大功率(kW)及转速(r/min):最大扭矩(N·m)及转速(r/min):□无级变速 GB/T40509—2021转向盘直径(mm): 胎压(kPa):整备质量(kg):最大允许总质量(kg):车轮定位参数车长(mm):车宽(mm):试验质量下车高(mm):轴距(mm): 整备质量质心高度(mm):质心坐标(mm)(参考点)X.(纵向距前轴中心)Y.(横向距纵切面)Z.(垂向距地)纵向速度传感器安装位置(mm)(参照参考点)X(纵向距前轴中心)Y.(横向距纵切面)Z、(垂向距地)横向加速度传感器安装位置(mm)(参照参考点)GB/T40509—2021X,(纵向距前轴中心)Y,(横向距纵切面)Z,(垂向距地)横摆角速度传感