(高清版)GBT 40509-2021 汽車轉(zhuǎn)向中心區(qū)操縱性過(guò)渡特性試驗(yàn)方法

ICS43.040.50GB/T40509—2021Testmethodoftransitiontest(ISO13674-2:2016,Roadvehicles—Testmethodforthequantificationofon-centrehandling—Part2:Transitiontest,MOD)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T40509—2021 I 3術(shù)語(yǔ)和定義 26試驗(yàn)條件 2 3 4附錄A(資料性)本文件與ISO13674-2:2016相比的結(jié)構(gòu)變化情況 附錄B(規(guī)范性)數(shù)據(jù)預(yù)處理要求 8附錄C(規(guī)范性)試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)條件 附錄D(規(guī)范性)試驗(yàn)報(bào)告一般數(shù)據(jù) 附錄E(規(guī)范性)試驗(yàn)開(kāi)始條件 附錄F(資料性)數(shù)據(jù)處理方法 IGB/T40509—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件使用重新起草法修改采用ISO13674-2:2016《道路車輛中心區(qū)轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法本文件與ISO13674-2:2016相比在結(jié)構(gòu)上有較多調(diào)整，附錄A列出了本文件與ISO13674-2:2016的章條編號(hào)對(duì)照一覽表。本文件與ISO13674-2:2016的技術(shù)性差異及其原因如下：·用等同采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T3730.2代替了ISO1176(見(jiàn)第3章);·用GB/T12549代替了ISO8855(見(jiàn)第3章);·刪除了對(duì)ISO2416、ISO3833、ISO15037-1:2006的引用；·增加引用了GB/T3730.1(見(jiàn)第3章)、GB/T12534—1990(見(jiàn)5.2)、GB/T15089(見(jiàn)第3章); 刪除了ISO13674-2:2016中的第4章原理、5.1參考坐標(biāo)系、7.3的表2部分，提高標(biāo)準(zhǔn)聚焦程標(biāo)準(zhǔn)使用質(zhì)量(見(jiàn)8.3);——增加了規(guī)范性附錄B“數(shù)據(jù)預(yù)處理要求”;——增加了規(guī)范性附錄C“試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)條件”;——增加了規(guī)范性附錄D“試驗(yàn)報(bào)告一般數(shù)據(jù)”;——增加了規(guī)范性附錄E“試驗(yàn)開(kāi)始條件”。本文件還做了下列編輯性修改：——更改了標(biāo)準(zhǔn)名稱；——?jiǎng)h除了ISO13674-2:2016的資料性附錄A;-—增加了資料性附錄F“數(shù)據(jù)處理方法”。本文件由中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部提出。本文件由全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC114)歸口。本文件起草單位：襄陽(yáng)達(dá)安汽車檢測(cè)中心有限公司[國(guó)家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(襄陽(yáng))]、中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司、泛亞汽車技術(shù)中心有限公司、吉林大學(xué)汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、南京汽車集團(tuán)有限公司汽車工程研究院、東風(fēng)汽車集團(tuán)股份有限公司乘用車公司。1GB/T40509—2021汽車轉(zhuǎn)向中心區(qū)操縱性過(guò)渡特性試驗(yàn)方法本文件規(guī)定了汽車轉(zhuǎn)向盤從直線行駛狀態(tài)至離開(kāi)中心區(qū)的試驗(yàn)方法。下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T3730.1汽車和掛車類型的術(shù)語(yǔ)和定義GB/T3730.2道路車輛質(zhì)量詞匯和代碼(GB/T3730.2—1996,idtISO1176:1990)GB/T12534—1990汽車道路試驗(yàn)方法通則GB/T12549汽車操縱穩(wěn)定性術(shù)語(yǔ)及其定義GB/T15089機(jī)動(dòng)車輛及掛車分類GB/T3730.1、GB/T3730.2、GB/T12549和GB/T15089界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本描述車輛在直線行駛或在較小側(cè)向加速度下高速通過(guò)大半徑彎道時(shí)的轉(zhuǎn)向感和轉(zhuǎn)向精度。3.2縱坐標(biāo)上的一個(gè)參照值。3.33.4縱坐標(biāo)相對(duì)于橫坐標(biāo)的比率。4測(cè)量變量2GB/T40509—2021w——轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角；MH--—轉(zhuǎn)向盤力矩；——橫擺角速度；vx——車輛前進(jìn)車速；ay側(cè)向加速度。以下變量也應(yīng)測(cè)量：5測(cè)量設(shè)備5.1試驗(yàn)所需的儀器如下：a)車速儀；b)轉(zhuǎn)向盤力矩、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量?jī)x；c)汽車操縱穩(wěn)定性測(cè)試儀；d)多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。5.2試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)符合GB/T12534—1990中3.5的規(guī)定。5.3試驗(yàn)用儀器的測(cè)量范圍及最大誤差滿足表1的要求。表1傳感器量程和推薦測(cè)量系統(tǒng)最大誤差變量量程測(cè)量系統(tǒng)最大誤差轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角士0.1°轉(zhuǎn)向盤力矩士0.1N·m橫擺角速度汽車前進(jìn)車速士0.5m/s側(cè)向加速度轉(zhuǎn)向盤角速度部分表中所列的測(cè)量傳感器并未廣泛使用，如果用戶選擇的儀器系統(tǒng)誤差超過(guò)推薦值，試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)注出實(shí)際的5.4數(shù)據(jù)預(yù)處理按附錄B的要求進(jìn)行。6試驗(yàn)條件6.1試驗(yàn)路面試驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)為干燥、平坦而清潔的，用水泥混凝土或?yàn)r青均勻鋪設(shè)的道路，其任意方向(橫向除外)的坡度不大于2%,且橫向坡度不應(yīng)超過(guò)1.0%。對(duì)于每次試驗(yàn)，試驗(yàn)場(chǎng)地表面條件和道路材料應(yīng)記錄在試驗(yàn)報(bào)告中，見(jiàn)附錄C。3GB/T40509—20216.2風(fēng)速和大氣溫度6.2.1試驗(yàn)中環(huán)境風(fēng)速應(yīng)不超過(guò)5m/s(推薦風(fēng)速不超過(guò)1.5m/s)。6.2.2大氣溫度在0℃~40℃范圍內(nèi)。6.3試驗(yàn)車輛6.3.1.1試驗(yàn)汽車的基本數(shù)據(jù)信息應(yīng)記錄在附錄D的試驗(yàn)報(bào)告中。試驗(yàn)期間任何汽車參數(shù)的變化(如載荷),均應(yīng)再次記錄基本數(shù)據(jù)信息。6.3.1.2車輪定位參數(shù)應(yīng)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。6.3.2.1輪胎應(yīng)按照汽車制造商的說(shuō)明書(shū)選擇新輪胎安裝到試驗(yàn)汽車上，輪胎應(yīng)在被測(cè)試汽車或者相胎應(yīng)保持在相同的位置進(jìn)行測(cè)試。6.3.2.2輪胎花紋深度(包括輪胎整個(gè)接觸地面的寬度及整個(gè)輪胎表面)應(yīng)是初始輪胎花紋深度90%6.3.2.3在試驗(yàn)測(cè)試條件中應(yīng)記錄輪胎的生產(chǎn)日期，見(jiàn)附錄C。且試驗(yàn)輪胎距生產(chǎn)日期不應(yīng)超過(guò)一年。6.3.2.4輪胎應(yīng)按照汽車制造商說(shuō)明的對(duì)應(yīng)試驗(yàn)環(huán)境溫度的壓力充氣。對(duì)于胎壓不大于250kPa,冷充氣壓力的誤差應(yīng)為±5kPa;胎壓超過(guò)250kPa時(shí)，誤差應(yīng)不超過(guò)2%。6.3.2.5預(yù)熱前的輪胎壓力和輪胎胎面花紋深度應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中記錄，見(jiàn)附錄C。6.3.2.7試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)車輪/輪胎總成進(jìn)行動(dòng)平衡確認(rèn)。6.3.3.1試驗(yàn)車輛載荷介于車輛整備質(zhì)量外加駕駛員和必要試驗(yàn)設(shè)備(不超過(guò)150kg)的質(zhì)量與車輛最6.3.3.2M1類車推薦試驗(yàn)載荷為車輛整備質(zhì)量外加1名駕駛員、1名試驗(yàn)員及必要的試驗(yàn)設(shè)備，N1類車輛推薦試驗(yàn)載荷為車輛最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量。在試驗(yàn)開(kāi)始之前，車輛應(yīng)按照試驗(yàn)速度行駛10km或者以側(cè)向加速度為3m/s2的相應(yīng)車速行駛500m(左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)各進(jìn)行一次)對(duì)輪胎進(jìn)行預(yù)熱。按照附錄E給出的初始條件，采用橫擺角速度作為判定初始條件的變量。在t。時(shí)刻按照7.3進(jìn)行轉(zhuǎn)向輸入，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)可通過(guò)重新建立直線行駛穩(wěn)態(tài)工況來(lái)結(jié)束7.3中規(guī)定的試驗(yàn)。7.3.1試驗(yàn)時(shí)擋位的選擇：手動(dòng)變速器在多個(gè)擋位適用情況下應(yīng)選用最高擋位，自動(dòng)變速器應(yīng)采用D4GB/T40509—20217.3.2試驗(yàn)推薦車速為100km/h,其他車速參照推薦車速以20km/h間隔確定。試驗(yàn)車速應(yīng)記錄在7.3.3試驗(yàn)開(kāi)始后，應(yīng)完整記錄傳感器的信號(hào)。為保證所需數(shù)據(jù)不受儀器的影響，試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)持續(xù)7.3.4本試驗(yàn)考察的是從直線行駛進(jìn)入中間位置轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的遲滯環(huán)(閉環(huán))的過(guò)渡特性，在7.2規(guī)定的初始行駛條件上以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，為了保證車輛軌跡由直線平滑地過(guò)渡到半徑逐漸減小的曲線，轉(zhuǎn)向盤角速度應(yīng)由0()/s平滑地增加到某一恒定值。從t。時(shí)刻開(kāi)始到車輛側(cè)向加速度達(dá)到右每個(gè)方向的試驗(yàn)次數(shù)應(yīng)滿足7.3.7的要求。7.3.5試驗(yàn)過(guò)程中汽車前進(jìn)車速的變化不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值的±3%。7.3.6轉(zhuǎn)向盤輸入的角速度及時(shí)間歷程應(yīng)記錄在試驗(yàn)報(bào)告中，見(jiàn)附錄C。7.3.7時(shí)域信號(hào)可用于監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過(guò)程及傳感器工作狀態(tài)。尤其是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向盤角速度、汽車前進(jìn)車速、側(cè)向加速度的時(shí)域信號(hào)用于判定試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否有效。每個(gè)轉(zhuǎn)向方向至少有五次有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。8試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析將分析的各組數(shù)據(jù)繪制在笛卡爾坐標(biāo)系中，如圖1所示。在每個(gè)圖中，都要對(duì)左、右轉(zhuǎn)向方向的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合(見(jiàn)圖2)。直線擬合不包括非線性區(qū)域的數(shù)據(jù)(例如中心區(qū)域，尤其是側(cè)向加速度在±0.5m/s2范圍內(nèi)的數(shù)據(jù))和側(cè)向加速度超過(guò)±1.2m/s2時(shí)采集的數(shù)據(jù)。直線擬合所用數(shù)據(jù)應(yīng)記錄在薦使用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法。注：±1.2m/s2的限制值是一個(gè)推薦8.2參數(shù)定義圖例說(shuō)明參數(shù)定義如圖2所示。從每組圖和直線擬合可以得出下列參數(shù)，具體取值參見(jiàn)8.3的說(shuō)明：——梯度。5GB/T40509—2021圖2參數(shù)定義示例8.3.1轉(zhuǎn)向盤力矩(M)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角(δsw)在該坐標(biāo)系中如下特征值需要計(jì)算：轉(zhuǎn)向盤力矩對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角梯度————左、右轉(zhuǎn)向方向下擬合直線的梯度。8.3.2橫擺角速度對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角(δw)在該坐標(biāo)系中如下特征值需要計(jì)算：a)橫擺角速度對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的增益——左、右轉(zhuǎn)向方向下擬合直線的梯度；b)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)橫擺角速度的死區(qū)——縱坐標(biāo)在±1.1(°)/s間橫坐標(biāo)死區(qū)。8.3.3橫擺角速度對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向力矩(Mn)在該坐標(biāo)系中如下特征值需要計(jì)算：a)橫擺角速度對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向盤力矩的增益—--左、右轉(zhuǎn)向方向下擬合直線的梯度；b)轉(zhuǎn)向盤力矩對(duì)應(yīng)橫擺角速度的死區(qū)——縱坐標(biāo)在±1.1(°)/s間橫坐標(biāo)死區(qū)。8.3.4側(cè)向加速度(ay)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角(δsw)在該坐標(biāo)系中如下特征值需要計(jì)算：a)側(cè)向加速度對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的增益左、右轉(zhuǎn)向方向下擬合直線的梯度；b)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)側(cè)向加速度的死區(qū)——縱坐標(biāo)在±0.6m/s2間橫坐標(biāo)死區(qū)。6GB/T40509—20218.3.5側(cè)向加速度(ay)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向盤力矩(Mn)在該坐標(biāo)系中如下特征值需要計(jì)算：b)轉(zhuǎn)向盤力矩對(duì)應(yīng)側(cè)向加速度的死區(qū)——縱坐標(biāo)在±0.6m/s2間橫坐標(biāo)死區(qū)。7GB/T40509—2021(資料性)本文件與ISO13674-2:2016相比的結(jié)構(gòu)變化情況本文件與ISO13674-2:2016相比在結(jié)構(gòu)上有較多調(diào)整，具體章條編號(hào)對(duì)照情況見(jiàn)表A.1。表A.1本文件與ISO13674-2:2016的章條編號(hào)對(duì)照情況本文件的章條編號(hào)對(duì)應(yīng)ISO13674-2:2016的章條編號(hào)447.2、附錄E附錄A附錄A、附錄B、附錄C、附錄D、附錄E、附錄F8GB/T40509—2021(規(guī)范性)數(shù)據(jù)預(yù)處理要求B.1概述B.2模擬信號(hào)調(diào)試B.2.1傳感器和采集系統(tǒng)的帶寬要求帶寬應(yīng)不小于8Hz。B.2.2濾波器要求對(duì)信號(hào)的濾波應(yīng)采用低通濾波器。通頻帶寬(從0Hz到衰減幅度為-3dB所對(duì)應(yīng)的頻率)不應(yīng)小于9Hz。在0Hz～5Hz頻率范圍內(nèi)，幅值誤差應(yīng)小于±0.5%。所有模擬信號(hào)應(yīng)使用具有相同相位特推薦采用B.5中描述的數(shù)字信號(hào)處理方法。B.3混疊誤差及抗混疊濾波器B.3.1模擬信號(hào)處理后和時(shí)間延遲特性。B.3.2采樣和數(shù)字化總體要求紋波的選擇，以及濾波器相位滯后的校正。為了實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)達(dá)到±0.5%的采集精度，上述因素十分重要。B.3.2.2應(yīng)避免無(wú)法校正的混疊誤差，在采樣和數(shù)字化之前對(duì)模擬信號(hào)應(yīng)正確濾波。濾波器階次及其通帶的選擇應(yīng)根據(jù)關(guān)注頻率范圍和對(duì)應(yīng)采樣頻率下信號(hào)平整度的要求來(lái)確定。最低濾波特性和最小采樣頻率應(yīng)滿足：a)在0Hz～fmax=(fmx=5Hz)的頻率范圍內(nèi)，模擬信號(hào)的最大衰減量應(yīng)小于信號(hào)數(shù)字化的分b)在二分之一采樣頻率處(即奈奎斯特頻率或折疊頻率),信號(hào)和噪聲的所有頻率成分的大小要減小到小于數(shù)字化分辨率。B.3.3.1為保證數(shù)據(jù)處理效果，推薦抗混疊濾波器階次為四階或者更高。9GB/T40509—2021B.3.3.2應(yīng)抗混疊濾波，也應(yīng)避免過(guò)度的模擬信號(hào)濾波。此外，所有的濾波器應(yīng)具有相同的相位特性，以確保信號(hào)之間的時(shí)間延遲差異滿足時(shí)域測(cè)量精度的要求。注：因?yàn)楸粶y(cè)變量幅值相乘時(shí)，相移及相應(yīng)的時(shí)間延遲會(huì)增加，因此當(dāng)被測(cè)變量相乘后形成新的變量時(shí)，尤其注意相移誤差。通過(guò)增加濾波器的截止頻率f?？梢越档拖嘁萍皶r(shí)間延遲。B.4采樣及數(shù)字化或一組要比較的樣本數(shù)據(jù)應(yīng)同時(shí)或在足夠短的時(shí)間內(nèi)采集。B.4.2數(shù)字化應(yīng)采用14位或更高分辨率(±0.05%),2LSB(±0.1%)精度的系統(tǒng)。數(shù)字化前模擬信號(hào)的放大應(yīng)保證：在數(shù)字化過(guò)程中，由于有限分辨率和數(shù)字化的不準(zhǔn)確而導(dǎo)致的綜合誤差應(yīng)小于0.25%。B.5無(wú)相移數(shù)字濾波器對(duì)于用于評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)的濾波，無(wú)相移(0相移)數(shù)字濾波器應(yīng)具有以下特點(diǎn)(見(jiàn)圖B.1):——通帶的范圍為0Hz～5Hz;——阻帶應(yīng)在10Hz～15Hz之間開(kāi)始；——通帶濾波器增益應(yīng)是1±0.005;標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：Y—-—濾波器增益；a—-—通帶；圖B.1無(wú)相移數(shù)字濾波器特點(diǎn)要求GB/T40509—2021(規(guī)范性)試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)條件試驗(yàn)報(bào)告中的試驗(yàn)條件按以下模板記錄。路徑半徑：路面溫度(℃):氣候：空氣溫度(℃):風(fēng)速(m/s):后輪：右前輪：右后輪：后輪：右前輪：右后輪：右前輪：右后輪：右前輪：右后輪：試驗(yàn)工程師：GB/T40509—2021(規(guī)范性)試驗(yàn)報(bào)告一般數(shù)據(jù)試驗(yàn)報(bào)告中的一般數(shù)據(jù)按以下模板記錄。 動(dòng)力類型：□汽油機(jī)□柴油機(jī)□純電動(dòng)□混合動(dòng)力增壓系統(tǒng)：□渦輪增壓□機(jī)械增壓點(diǎn)火時(shí)刻控制：□機(jī)械控制□電子控制氣缸排量(mL)和數(shù)量(個(gè)):電機(jī)數(shù)量(個(gè)):最大功率(kW)及轉(zhuǎn)速(r/min):最大扭矩(N·m)及轉(zhuǎn)速(r/min):□無(wú)級(jí)變速 GB/T40509—2021轉(zhuǎn)向盤直徑(mm): 胎壓(kPa):整備質(zhì)量(kg):最大允許總質(zhì)量(kg):車輪定位參數(shù)車長(zhǎng)(mm):車寬(mm):試驗(yàn)質(zhì)量下車高(mm):軸距(mm): 整備質(zhì)量質(zhì)心高度(mm):質(zhì)心坐標(biāo)(mm)(參考點(diǎn))X.(縱向距前軸中心)Y.(橫向距縱切面)Z.(垂向距地)縱向速度傳感器安裝位置(mm)(參照參考點(diǎn))X(縱向距前軸中心)Y.(橫向距縱切面)Z、(垂向距地)橫向加速度傳感器安裝位置(mm)(參照參考點(diǎn))GB/T40509—2021X,(縱向距前軸中心)Y,(橫向距縱切面)Z,(垂向距地)橫擺角速度傳感