汽车操纵稳定性测试方法

  操纵稳定性试验是指评价和研究汽车操纵性和稳定能力的综合性能测试。尚无公认的综合评价指标，各国多采用分项试验评价。中国汽车行业标准规定了五种试验：稳定转向特性试验，即用定方向盘转角连续加速行驶的试验方法或用不同的固定车速，沿固定半径的曲线路径行驶的办法来进行试验。转向回正性能试验，用横摆角速度超调量、总方差、相对阻尼系数等指标评价汽车转向自动回正稳定行驶能力。转向轻便型试验，汽车在低速行驶中按照画在场地上的规定曲线进行大转角转弯，记录方向盘转角及方向盘转矩，以方向盘最大转矩、方向盘最大作用力及方向盘作用功评价转向轻便性。

  有很多因素影响汽车操纵稳定性，其中主要因素是在行驶系、转向系及传动系等方面。 行驶系中影响操纵稳定性的主要因素有：前轮定位参数、后悬架结构参数及横向稳定杆、轮胎、前轴或车架变形、悬架等。

  此文章主要分享操作稳定性的实验方法，参考如下国标：GB/T 12534-1990 《汽车道路试验方法通则》、GB/T 6323-2014 《汽车操纵稳定性试验方法》

  1）测量变量：转向盘转角、横摆角速度、车身侧倾角、通过有效标桩区时间、侧向加速度

  1）测量变量：汽车前进速度、转向盘转角、横摆角速度、车身侧倾角、侧向加速度、汽车中心侧偏角

  试验中转向盘转角的预选位置（输入角），按稳态侧向加速度1-3m/s²确定，从侧向加速度为1m/s²做起，每隔0.5m/s²进行一次试验。

  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s，以尽快的速度转动转向盘，使其达到预先选好的位置并固定数秒钟，停止记录。记录过程中保持车速不变。

  试验按向左转与向右转两个方向进行。可以两个方向交替进行，也可以连续进行一个方向，然后再进行另外一个方向。

  汽车以试验车速直线行驶，使其横摆角速度为0.做一几号，记下转向盘中间位置。然后给转向盘一个三角脉冲转角输入。试验时向左（或向右）转动转向盘，并迅速转回原处保持不动，记录全部过程，直至汽车回复到直线行驶位置。转向盘转角输入脉宽为0.3-0.5s，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量达到最小。记录时间内，保持油门开度不变。

  试验至少按左、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。

  试验前试验车沿半径为15m的圆周，以侧向加速度达3m/s²的相应车速，行驶500，使轮胎升温。

  试验车直线行驶，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15±1m的圆周行驶，调整车速，使侧向加速度达到4±0.2m/s²，固定转向盘转角，稳定车速并开始记录，待3s后，驾驶员突然松开转向盘并做一标记，至少记录松手后4s的汽车行驶过程。记录时间内油门开度保持不变。（对于侧向及速度达不到4±0.2m/s²的汽车，按试验汽车所能达到的最高侧向加速度做试验，应在试验报告中加以说明）

  试验前驾驶员可操纵汽车属性线路。随后使汽车沿双纽线“的切线防线做直线“点出，停车后注意仔细观察车轮是否处于直行位置，否则应转动转向盘做调整。然后双手松开转向盘，记录转向盘中间位置和作用力矩的零线。

  试验时，驾驶员操纵转向盘，是汽车以10±2km/h的车速沿双纽线路径行驶，待车速稳定后，开始记录转向盘转角和作用力矩，并记录行驶车速作为监督参数。汽车沿双纽线绕行一周至记录起始位置，即完成一次试验全部试验应进行三次。在测量记录过程中，驾驶员应保持车速稳定和平稳地转动转向盘，不应同时松开双手，并且在行驶中不准撞倒标桩。

  1）测量变量：汽车横摆角速度、汽车前进速度、车身侧倾角、汽车中心侧偏角、汽车纵向加速度、汽车侧向加速度

  试验开始前，汽车应以侧向加速度为3m/s²的相应车速沿画定的圆周行驶500m以使轮胎升温。

  驾驶员操纵汽车以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上的车速传感器在半圆内都能对准地面所画圆周时，固定转向盘不懂，停车并开始记录，记下各变量的零线，然后，汽车起步，缓缓连续而均匀的加速，直至汽车的侧向加速度达到6.5m/s²为止，记录整个过程。

  试验按向左转向和向右转向两个方向进行，每个防线试验三次。每次试验开始时车身处于正中为止。

  1）测量变量：汽车前进速度、转向盘转角、转向盘力矩、汽车横摆角速度、汽车侧向加速度、转向盘角速度

  试验的初始状态为等速直线km/h车速为基准，提高或降低试验车速（间隔为20km/h）。

  试验时转向盘输入为振荡型转角输入，首先输入行驶为正弦波，也可采用其他输入。转向盘输入频率的基准值为0.2Hz，频率偏差不应超过±10%。输入转角的幅值应满足使车辆的侧向加速度峰值达到基准值，允许的峰值偏差为±10%。为在侧向加速度1m/s²时获取良好的试验数据，并保证车辆及其子系统运行范围超出迟滞区，侧向加速度峰值的基准为2m/s²，也可采用较小的值或不超过4m/s²的其他值。

  整个试验过程中，转向盘转角幅度和通过中心区时的加速度应保持一致。在确保车辆的纵向速度处于规定方范围的前提下，加速踏板位置的变动应尽可能小。用于数据分析的数据段内纵向车速变动量不应超过试验车速的±3%。

  在整个试验过程中记录所有测量参数，包括初始驾驶状态下的各测量变量。保证试验不受仪器使用的影响，数据记录应在全部试验结束后持续1s以上。

  试验过程中的转向输入可通过人工或转向机器人来实现。当采用人工输入转向信号时，试验应至少持续40s。当采用机器人输入转向信号时，试验应至少持续20s。