《輕型汽車(chē)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)通用條件》征求意見(jiàn)稿

ICS43.020

T41

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/TXXXXX—XXXX

輕型汽車(chē)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)通用條件

Generalconditionsofvehicledynamicstestforpassengercars

點(diǎn)擊此處添加與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識(shí)

（征求意見(jiàn)稿）

GB/TXXXXX—XXXX

輕型汽車(chē)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)通用條件

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了輕型汽車(chē)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)通用條件。

本標(biāo)準(zhǔn)適用最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過(guò)3.5t的M1類、M2類和N1類車(chē)輛。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T3730.1汽車(chē)和掛車(chē)類型的術(shù)語(yǔ)和定義

3變量

3.1參考坐標(biāo)系

試驗(yàn)記錄的運(yùn)動(dòng)變量坐標(biāo)原點(diǎn)通常取在車(chē)輛質(zhì)心，也可取在其它位置處，但應(yīng)記錄在試驗(yàn)報(bào)告中，

見(jiàn)附錄A。

3.2應(yīng)確定的變量

與車(chē)輛操縱穩(wěn)定性相關(guān)的駕駛員輸入和車(chē)輛響應(yīng)描述主要變量如下：

——轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角，δsw；

——轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩，MH；

——縱向速度，u；

——整車(chē)側(cè)偏角，β或者側(cè)向速度，v；

——縱向加速度，aX；

——側(cè)向加速度，aY；

——橫擺角速度，r；

——側(cè)傾角速度，p；

——俯仰角速度，q；

——側(cè)傾角，φ；

——俯仰角，θ；

所有參考該標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試試驗(yàn)均應(yīng)指明使用了哪些變量。依據(jù)特定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，可增加或推薦其

它變量。這些變量可以直接測(cè)量或者由測(cè)量值計(jì)算得到。

4測(cè)量

4.1測(cè)量設(shè)備要求

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試驗(yàn)采用多通道采集系統(tǒng)和傳感器測(cè)量。傳感器和記錄系統(tǒng)的工作范圍以及推薦的最大誤差如表1

所示。無(wú)論是測(cè)量還是計(jì)算的變量均應(yīng)達(dá)到指定的精度要求,為了計(jì)算某些特征值，應(yīng)提高測(cè)量精度。

若采用系統(tǒng)的誤差超過(guò)推薦值，則該誤差以及實(shí)際最大誤差應(yīng)記錄在試驗(yàn)報(bào)告中，見(jiàn)附錄A。

表1變量及其典型工作范圍和推薦的最大誤差

變量典型工作范圍推薦最大誤差

±1o，δsw≤50o時(shí)

轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角-360°～360°±2o，50o＜δsw≤180o時(shí)

±4o，δsw＞180o時(shí)

±0.1Nm，MH≤10Nm

轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩-30Nm～30Nm

±0.3Nm，MH＞10Nm

±1km/h，u≤100km/h

縱向速度0km/h～180km/h

±2km/h，u＞100km/h

側(cè)向速度-36km/h～36km/h±0.72km/h

側(cè)偏角-20o～20o±0.3o

縱向加速度-15m/s2～15m/s2±0.15m/s2

側(cè)向加速度-15m/s2～15m/s2±0.15m/s2

±0.3o/s，r≤20o時(shí)

橫擺角速度-50o/s～50o/s

±1o/s，r＞20o時(shí)

±0.3o/s，q≤20o時(shí)

俯仰角速度-50o/s～50o/s

±1o/s，q＞20o時(shí)

±0.3o/s，p≤20o時(shí)

側(cè)傾角速度-50o/s～50o/s

±1o/s，p＞20o時(shí)

側(cè)傾角-15o～15o±0.15o

俯仰角-15o～15o±0.15o

4.2傳感器安裝

應(yīng)準(zhǔn)確記錄傳感器在參考坐標(biāo)系中的安裝位置，以便數(shù)據(jù)處理中對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，傳感器安裝參見(jiàn)

附錄C。

4.3數(shù)據(jù)處理

4.3.1概述

輕型汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的測(cè)試、評(píng)價(jià)的頻率范圍0Hz～5Hz。

4.3.2模擬信號(hào)試調(diào)

4.3.2.1傳感器和采集系統(tǒng)的帶寬應(yīng)不小于8Hz。

4.3.2.2對(duì)信號(hào)的濾波應(yīng)采用低通濾波器。通頻帶寬（從0Hz到-3dB處頻率f0）不得小于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性的濾波器進(jìn)行處理，

以保證由于濾波帶來(lái)的時(shí)間延遲是相同的。

注：為保存低頻信號(hào)，信號(hào)應(yīng)采用直流耦合。由于包含不同頻率成分的模擬信號(hào)濾波處理會(huì)發(fā)生相移，推薦采用4.3.3

節(jié)中描述的數(shù)字信號(hào)處理方法。

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4.3.3混疊誤差及抗混疊濾波器

4.3.3.1模擬信號(hào)處理的準(zhǔn)備包括：選擇避免混疊誤差的采樣頻率和濾波器幅值衰減特性、濾波器的相

位滯后和時(shí)間延遲特性。

4.3.3.2采樣和數(shù)字化應(yīng)考慮的內(nèi)容：保證數(shù)字化誤差最小的預(yù)采樣放大率、每次采樣的位數(shù)、每個(gè)周

期的采樣數(shù)、采樣和保持放大器、樣本空間。對(duì)于其它無(wú)相移數(shù)字濾波器應(yīng)考慮通帶、阻帶、衰減、允

許紋波的選擇，以及濾波器相位滯后的校正。

4.3.3.3為了實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)達(dá)到±0.5%的采集精度，應(yīng)綜合考慮上述影響因素。

4.3.3.4巴特沃斯濾波器的衰減和相移信息參見(jiàn)附錄D。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=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)字化的分辨率；

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。

示例：對(duì)于0.05%的分辨率，在5Hz范圍內(nèi)濾波器的幅值衰減應(yīng)小于0.05%。對(duì)于二分之一采樣頻率以上的所有頻率

處幅值衰減應(yīng)大于99.95%。

4.3.3.5推薦抗混疊濾波器是四階或者更高，參見(jiàn)附錄D。

4.3.3.6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)，相移尤其

應(yīng)注意。通過(guò)增加濾波器的截止頻率f0可以降低相移及時(shí)間延遲。

4.3.4采樣及數(shù)字化

4.3.4.1應(yīng)限制模擬輸入變化超過(guò)0.1%而引起的動(dòng)態(tài)誤差，采樣或數(shù)字化的時(shí)間應(yīng)小于32μs。每一對(duì)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。

4.3.4.2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%。

4.3.5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1）：

——通帶的范圍應(yīng)是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；

——阻帶濾波器增益應(yīng)是±0.01。

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說(shuō)明：

X——頻率,f(Hz)；

Y——濾波器增益；

a——通帶；

b——阻帶。

圖1無(wú)相移數(shù)字濾波器特點(diǎn)要求

5試驗(yàn)條件

5.1總則

本章主要說(shuō)明環(huán)境條件和汽車(chē)測(cè)試條件的要求，特定的試驗(yàn)也應(yīng)遵循這些條件。任何與本文件規(guī)定

不一致的都應(yīng)在測(cè)試報(bào)告中列出，見(jiàn)附錄A和附錄B，包括顯示結(jié)果的各圖表。對(duì)于每種測(cè)試方法，特定

的測(cè)試條件和會(huì)變化的數(shù)據(jù)（如輪胎花紋深度）應(yīng)按附錄B的格式做一個(gè)單獨(dú)的測(cè)試報(bào)告。

5.2試驗(yàn)場(chǎng)地

所有試驗(yàn)都應(yīng)在平整、干凈、干燥并且鋪設(shè)均勻的場(chǎng)地上進(jìn)行。測(cè)試場(chǎng)地的坡度在任何方向不能超

過(guò)2%（推薦1.5%）。對(duì)于每次試驗(yàn)，測(cè)試報(bào)告應(yīng)記錄試驗(yàn)場(chǎng)地表面條件和道路材料，見(jiàn)附錄B。

5.3風(fēng)速

試驗(yàn)中周?chē)h(huán)境風(fēng)速應(yīng)不超過(guò)3m/s。每次試驗(yàn)，試驗(yàn)報(bào)告均應(yīng)記錄測(cè)試時(shí)的氣候條件，見(jiàn)附錄B。

5.4試驗(yàn)汽車(chē)

試驗(yàn)汽車(chē)的基本數(shù)據(jù)信息應(yīng)記錄在附錄A的測(cè)試報(bào)告中。任何汽車(chē)參數(shù)的變化（如負(fù)荷），均應(yīng)再

次記錄基本數(shù)據(jù)信息。

車(chē)輪定位參數(shù)應(yīng)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

5.5輪胎

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5.5.1輪胎應(yīng)按照汽車(chē)制造商的說(shuō)明書(shū)選擇新輪胎安裝到試驗(yàn)汽車(chē)上。如果輪胎制造商沒(méi)有明確說(shuō)明，

輪胎應(yīng)在被測(cè)試汽車(chē)或者相似汽車(chē)上磨合至少150km，但要保證無(wú)過(guò)度使用，如緊急剎車(chē)、急加速、急

轉(zhuǎn)彎、壓路肩等等。磨合后，輪胎應(yīng)保持在相同的位置進(jìn)行測(cè)試。

5.5.2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%以上。

5.5.3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B。試驗(yàn)輪胎距生產(chǎn)日期不應(yīng)超過(guò)一年。

5.5.4輪胎應(yīng)按照汽車(chē)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)于胎壓小于等于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%。

5.5.5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B。

5.5.6除基本輪胎條件外，其它條件下也可進(jìn)行試驗(yàn)。具體的細(xì)節(jié)應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中記錄（見(jiàn)附錄B）。

5.6關(guān)鍵部件

影響整車(chē)性能測(cè)試的關(guān)鍵部件（如部件型號(hào)及車(chē)型號(hào)）和測(cè)試條件（如減震器參數(shù)和懸架幾何參數(shù)）

應(yīng)滿足制造商的說(shuō)明。任何偏離制造商說(shuō)明的數(shù)據(jù)都應(yīng)記錄在基本信息里，見(jiàn)附錄A。

5.7載荷條件

5.7.1試驗(yàn)總質(zhì)量應(yīng)在汽車(chē)整備質(zhì)量和最大允許總重量之間，最大軸荷不應(yīng)超過(guò)允許值。

5.7.2應(yīng)保證重心位置和慣量與正常使用載荷條件下的偏差最小。由此產(chǎn)生的輪荷應(yīng)測(cè)量并記錄到試驗(yàn)

報(bào)告中，見(jiàn)附錄A。

6試驗(yàn)準(zhǔn)備

6.1預(yù)熱

在試驗(yàn)開(kāi)始之前，所有汽車(chē)的相關(guān)部件都應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱從而使其溫度能夠達(dá)到代表一般駕駛條件下的

溫度。輪胎也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行預(yù)熱使其達(dá)到能夠代表正常駕駛條件的平衡溫度和壓力。汽車(chē)應(yīng)按照試驗(yàn)速度行

駛10km或者以3m/s2的側(cè)向加速度行駛500m（包括向左轉(zhuǎn)向和向右轉(zhuǎn)向）對(duì)輪胎進(jìn)行預(yù)熱。

6.2初始條件

6.2.1概述

汽車(chē)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)需規(guī)定初始行駛狀態(tài)，可以是穩(wěn)態(tài)直線行駛也可以是穩(wěn)態(tài)圓周行駛。

如果在試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有特別要求，試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)于手動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)，對(duì)于多個(gè)擋位適用的應(yīng)選用

高擋位，對(duì)于自動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)應(yīng)采用D擋。換擋桿位置以及所選擇的駕駛模式應(yīng)當(dāng)記錄在試驗(yàn)報(bào)告中，

見(jiàn)附件B。

在初始行駛條件下，轉(zhuǎn)向盤(pán)的位置以及加速踏板的位置應(yīng)盡可能的保持不變。用來(lái)估計(jì)穩(wěn)態(tài)條件的

觀測(cè)時(shí)刻tss定義為參考時(shí)間點(diǎn)t0之前0.5s～0.8s之間的時(shí)間點(diǎn)。觀測(cè)時(shí)刻tss達(dá)到6.2.2和6.2.3的要求

（如圖2所示，定義的t1和t2），應(yīng)認(rèn)為初始條件是穩(wěn)定的。

注：如果僅是用來(lái)確定穩(wěn)態(tài)值的試驗(yàn)方法，觀測(cè)時(shí)刻tss與參考時(shí)間t0相同。

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說(shuō)明：

+標(biāo)準(zhǔn)差

平均值

-標(biāo)準(zhǔn)差

圖2試驗(yàn)觀測(cè)時(shí)刻定義

——t0試驗(yàn)中的時(shí)刻；

——t1測(cè)量時(shí)間1；

——t2測(cè)量時(shí)間2；

——tss估計(jì)穩(wěn)態(tài)工況的觀測(cè)時(shí)刻

6.2.2穩(wěn)態(tài)直線行駛

在t1到t2時(shí)間段內(nèi)初始行駛的縱向速度不應(yīng)超過(guò)標(biāo)稱值的±1km/h（速度超過(guò)100km/h時(shí)，偏差不超

過(guò)±2km/h），側(cè)向加速度的平均值應(yīng)保持在-0.3m/s2～0.3m/s2的范圍內(nèi)，側(cè)向加速度標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過(guò)

0.3m/s2。作為側(cè)向加速度限制的替代，可以選擇限定橫擺角速度的平均值在-0.5o/s～0.5o/s范圍內(nèi)，

橫擺角速度的標(biāo)準(zhǔn)差不超過(guò)0.5o/s。

在時(shí)間段t1～tss及tss～t2內(nèi)，縱向速度的平均值偏差不應(yīng)超過(guò)±1km/h(速度超過(guò)100km/h時(shí)，偏差

不應(yīng)超過(guò)±2km/h)。

6.2.3穩(wěn)態(tài)圓周行駛

初始半徑R0通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算：

2

R0=u0/r或R0=u0/aY,0（1）

u0為初始縱向速度，r為橫擺角速度，aY,0為初始側(cè)向加速度。

在時(shí)間段t1～t2范圍內(nèi)，初始行駛工況的半徑相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值的偏差不應(yīng)超過(guò)2%或±2m。

在t1～t2時(shí)間范圍內(nèi)，側(cè)向加速度的標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過(guò)其平均值的5%；縱向速度的標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過(guò)其

平均值的3%。

在時(shí)間段t1～tss及tss～t2內(nèi)，側(cè)向加速度的標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過(guò)均值的5%。縱向速度的偏差不應(yīng)超過(guò)平

均值的3%。

在t1到t2時(shí)間段內(nèi)，側(cè)向加速度的平均值不應(yīng)超過(guò)標(biāo)稱值的±3%。

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AA

附錄A

（規(guī)范性附錄）

試驗(yàn)報(bào)告——一般數(shù)據(jù)

表A.1給出了試驗(yàn)報(bào)告——一般數(shù)據(jù)的模板。

表A.2給出了參照參考點(diǎn)的傳感器位置表模板。

表A.1試驗(yàn)報(bào)告——一般數(shù)據(jù)模板

汽車(chē)識(shí)別汽車(chē)標(biāo)號(hào)：

汽車(chē)類型：

生產(chǎn)廠家：

車(chē)型：

年款/首次登記日期：

傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)形式：□前驅(qū)□后驅(qū)

四驅(qū)類型：

特點(diǎn)：

發(fā)動(dòng)機(jī)識(shí)別碼:

氣缸的排量/數(shù)量：cm3缸

最大功率/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：KW1/min

最大扭矩/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：Nm1/min

變速箱識(shí)別碼:

□手動(dòng)擋

前進(jìn)擋的類型/數(shù)量：□自動(dòng)擋

無(wú)級(jí)變速（例如CVT）

1檔：:12檔：:1

傳動(dòng)比:3檔：:14檔：:1

5檔：:16檔：:1

主傳動(dòng)比：:1

后橋后橋類型：

懸架/減振器：

穩(wěn)定桿：□是□否

前橋前橋的類型：

懸掛/減振器：

穩(wěn)定桿：□是□否

轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向軸：□前軸□后軸

助力：□是□否

前軸總轉(zhuǎn)向比：

轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑：mm

制動(dòng)系統(tǒng)真空助力：□是□否

制動(dòng)防抱死系統(tǒng):□是□否

類型:

前軸車(chē)輪制動(dòng)器類型:□鼓式□盤(pán)式

后軸車(chē)輪制動(dòng)器類型:□鼓式□盤(pán)式

車(chē)輪輪輞尺寸：前：后：

輪胎尺寸：前：后：

花紋深度（新）：前：后：

汽車(chē)制造商說(shuō)明的充氣壓力：

——在整車(chē)整備質(zhì)量時(shí)：前：kPa后：kPa

——在允許最大總質(zhì)量時(shí)：前：kPa后：kPa

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表A.1試驗(yàn)報(bào)告——一般數(shù)據(jù)模板（續(xù)）

質(zhì)量整車(chē)整備質(zhì)量：kg

最大允許總質(zhì)量：kg

最大允許軸荷:前：kg后：kg

用于質(zhì)量代替的負(fù)載類型：

試驗(yàn)汽車(chē)車(chē)輪荷載，包括駕駛員和儀器設(shè)FL:kgFR:kg

備:RL:kgRR:kg

汽車(chē)尺寸總長(zhǎng):mm

總寬:mm

試驗(yàn)質(zhì)量時(shí)的總高度：mm

軸距:mm

輪距：前：mm后：mm

整車(chē)整備質(zhì)量重心高度:mm

Xv（離半軸距點(diǎn)）:mm

測(cè)量變量的參考點(diǎn)坐標(biāo)Yv（離半輪距點(diǎn)）:mm

Zv（離地面）:mm

總體描述和（或）其他相關(guān)細(xì)節(jié)

表A.2傳感器位置（參照參考點(diǎn)）

變量X(mm)Y(mm)Z(mm)

縱向速度

橫向速度

側(cè)偏角

縱向加速度

橫向加速度

橫擺角速度

俯仰角速度

側(cè)傾角速度

側(cè)傾角度

俯仰角度

8

GB/TXXXXX—XXXX

BB

附錄B

（規(guī)范性附錄）

試驗(yàn)條件

試驗(yàn)條件記錄模板見(jiàn)表B.1。

表B.1試驗(yàn)條件記錄模板

測(cè)試方法GB

試驗(yàn)場(chǎng)地位置：

道路半徑：

環(huán)境條件路面：類型：

條件：

道路溫度：°C

輪胎與地面最大摩擦系數(shù)：

摩擦測(cè)量方法：

氣候：空氣溫度：°C

相對(duì)濕度：%

風(fēng)速：m/s

風(fēng)向：

輪胎生產(chǎn)日期:前：后：

花紋深度：

——預(yù)熱前：FL:mmFR:mm

輪胎壓力：

——預(yù)熱前：FL:kPaFR:kPa

RL:kPaRR:kPa

驅(qū)動(dòng)型式手動(dòng)變速器:嚙合擋位:擋

自動(dòng)變速器：變速方案:

換檔桿位置:

人員駕駛員：

工程師：

數(shù)據(jù)分析人員：

試驗(yàn)方法的具體數(shù)據(jù)

9

GB/TXXXXX—XXXX

CC

附錄C

（資料性附錄）

傳感器及其安裝

C.1綜述

傳感器（包括商用的和定制的）主要用于測(cè)量要求的和可選的變量。如果傳感器不能直接測(cè)量需要

的變量，在保證精度的基礎(chǔ)上應(yīng)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整傳感器信號(hào)以獲取此變量。

由于試驗(yàn)儀器種類較多，因此應(yīng)記錄下每一種使用設(shè)備；并且將設(shè)備在汽車(chē)上的安裝位置記錄在試

驗(yàn)數(shù)據(jù)表格上（見(jiàn)附件A）。

各種直接測(cè)量變量的傳感器誤差要求見(jiàn)下列條款。由幾個(gè)傳感器的輸出信號(hào)計(jì)算得到的變量其凈百

分比誤差可通過(guò)此變量的微分值除以計(jì)算變量獲得。

C.2轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角

典型的傳感器是多圈電位計(jì)或者數(shù)字光電編碼器，它們通過(guò)齒輪與轉(zhuǎn)向盤(pán)后部相連或者連接在“附

加轉(zhuǎn)向盤(pán)”上。

C.3縱向速度

縱向速度傳感器應(yīng)安裝在距離參考點(diǎn)盡可能近的位置上。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，應(yīng)記錄速度傳感器的

安裝位置，并進(jìn)行必要的信號(hào)修正以獲得參考點(diǎn)縱向速度。典型的傳感器是五輪儀，其精度為0.2km/h；

基于光學(xué)的或多普勒原理的“非接觸”速度傳感器，基于光學(xué)的速度傳感器精度為0.1km/h；基于多普

勒的速度傳感器精度為0.5km/h。五輪儀的穩(wěn)態(tài)信號(hào)與水平速度非常接近，而光學(xué)傳感器則測(cè)量縱向速

度（水平速度在X方向上的分量等于水平速度與側(cè)偏角余弦的乘積）。另外一種可選測(cè)量縱向速度的方

法是利用全球定位系統(tǒng)（GPS）（見(jiàn)C.11）。

C.4側(cè)向速度及側(cè)偏角

按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)安裝的基于光學(xué)原理的雙向速度傳感器可直接測(cè)量給定點(diǎn)的側(cè)向速度。傳感器的安

裝位置應(yīng)記錄。任何其它點(diǎn)的側(cè)向速度則可以通過(guò)兩個(gè)側(cè)向速度傳感器進(jìn)行內(nèi)插或外推獲得，也可通過(guò)

測(cè)量點(diǎn)的側(cè)向速度加上橫擺角速度與所求點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)之間距離的乘積得到。側(cè)偏角通過(guò)側(cè)向速度除以縱

向速度的正切得到。商用雙向速度傳感器滿量程±10m/s，穩(wěn)態(tài)滿量程精度±1%。

側(cè)向速度也可以通過(guò)側(cè)向加速度的積分（經(jīng)過(guò)位置、側(cè)傾角及表面傾斜誤差糾正）減去縱向速度與

橫擺角速度的乘積得到，之后可計(jì)算得到側(cè)偏角。因?yàn)閮艏铀俣日`差（包括零偏）是會(huì)累積的，此方法

僅適用于短時(shí)間測(cè)試。

C.5角速度

橫擺角速度、側(cè)傾角速度及俯仰角速度可以通過(guò)按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行安裝的角速度傳感器直接測(cè)

量。傳統(tǒng)的角速度傳感器是指陀螺儀。一般情況下，良好的陀螺儀性能包括：在1/2滿量程范圍內(nèi)，線

10

GB/TXXXXX—XXXX

性度為滿量程的±0.2%～±0.5%，在1/2到滿量程范圍內(nèi)，線性度為滿量程的±1%～±2%；0.04%的交叉

靈敏度；滿量程±0.05%的閾值；滿量程0.15%的滯后?；诳剖霞铀俣取⒐饫w、激光或者其他物理原理

的角速度傳感器已商業(yè)化。它們通常擁有以下特性：滿量程±0.1%～1%的線性度；0.01%的閾值靈敏度；

零滯后。

角速度傳感器通常固定在汽車(chē)上。因此，在穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向過(guò)程中它們測(cè)量的是大地平面橫擺角速度乘以

車(chē)身側(cè)傾角的余弦值。為了獲得大地平面的橫擺角速度，必須通過(guò)車(chē)身側(cè)傾角和俯仰角修正。

如果側(cè)偏角傳感器同時(shí)安裝在前軸和后軸，大地平面內(nèi)的橫擺角速度可以通過(guò)前軸和后軸側(cè)向速度

的差除以兩傳感器之間的縱向距離計(jì)算得到。

C.6側(cè)向加速度

在大多數(shù)工況中，尤其是在穩(wěn)態(tài)條件下，關(guān)注的量是向心加速度。典型情況下實(shí)際測(cè)量量是側(cè)向加

速度。如果其它汽車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量已知，通過(guò)側(cè)向加速度可得到向心加速度。

側(cè)向加速度（aY）可以通過(guò)在足夠帶寬范圍（包括穩(wěn)態(tài)）內(nèi)具有足夠精度的加速度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。其

安裝方法如下列方式之一：

a)加速度計(jì)安裝在簧載質(zhì)量上，并且使量測(cè)軸與汽車(chē)Yv軸保持平齊。如果安裝點(diǎn)不在汽車(chē)坐標(biāo)系原

點(diǎn)時(shí)，由于橫擺加速度、側(cè)傾加速度和俯仰加速度的影響，其輸出會(huì)存在一定誤差。盡管這些誤差在穩(wěn)

態(tài)工況下不存在，但仍需記錄加速度計(jì)的安裝位置。位置校正后的信號(hào)測(cè)量量是“側(cè)向加速度”，因此，

必須依次用車(chē)身側(cè)傾角正弦值和路面傾斜角正弦值計(jì)算的重力加速度分量進(jìn)行修正；

b)加速度計(jì)安裝在陀螺儀系統(tǒng)穩(wěn)定的平臺(tái)上，位置校正按照上述。

如上a)和b)所述，加速度計(jì)安裝在汽車(chē)簧載質(zhì)量上測(cè)量的是簧載質(zhì)量側(cè)向加速度。在穩(wěn)態(tài)條件下，

它相當(dāng)于整車(chē)的側(cè)向加速度。

高質(zhì)量“伺服”加速度計(jì)具有滿量程線性度為±0.05%～±0.1%，0.02%的滯后及0.001%分辨率?；?/p>

于光束或彈簧形變的加速度計(jì)擁有滿量程±1%的線性度。測(cè)量誤差主要取決于安裝條件：例如，0.6°

的側(cè)傾角補(bǔ)償誤差會(huì)導(dǎo)致0.01g加速度測(cè)量誤差。穩(wěn)態(tài)向心加速度可以由水平速度和橫擺角速度相乘得

到。穩(wěn)態(tài)向心加速度與側(cè)向加速度的區(qū)別為汽車(chē)側(cè)偏角余弦值。在數(shù)據(jù)處理中會(huì)使用修整系數(shù)，對(duì)于足

夠小的側(cè)偏角（例如8°的余弦值為0.99），這些偏差可以被忽略。

當(dāng)行駛在已知半徑的穩(wěn)態(tài)工況下，向心加速度可以通過(guò)水平速度的平方除以道路半徑或者通過(guò)橫擺

角速度的平方乘以道路半徑得到。通過(guò)這種方式計(jì)算加速度，半徑應(yīng)是理想?yún)⒖键c(diǎn)的曲率半徑，應(yīng)包括

車(chē)體側(cè)傾等在內(nèi)的修正。實(shí)際上應(yīng)用過(guò)程中，這些誤差是可以忽略的。

注：側(cè)向加速度是該點(diǎn)加速度矢量在Y方向上的分量。

C.7車(chē)身角度

相對(duì)于重力方向的汽車(chē)側(cè)傾角和俯仰角可以通過(guò)兩軸陀螺儀測(cè)量得到，可以選擇無(wú)參考陀螺儀或重

力參考垂向陀螺儀。自由陀螺儀是框架結(jié)構(gòu)的，不進(jìn)行測(cè)量時(shí)應(yīng)當(dāng)鎖在其殼體上。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)解鎖時(shí)，

它在慣性空間內(nèi)保持不變，能夠進(jìn)行汽車(chē)運(yùn)動(dòng)角度的測(cè)量。自由陀螺儀可以用來(lái)測(cè)量側(cè)傾角和橫擺角，

或者側(cè)傾和俯仰運(yùn)動(dòng)。通過(guò)主動(dòng)控制慢轉(zhuǎn)力矩電機(jī)作用，垂向陀螺儀相對(duì)于重力垂直方向是“豎立的”。

以上兩種陀螺儀都不能在長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向下獲得所需測(cè)量的加速度。根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，自由陀螺儀及

垂直系統(tǒng)失效的垂向陀螺儀以最大每分鐘0.5°～1°速度“漂移”；有效安裝垂直系統(tǒng)的垂向陀螺儀會(huì)

以每分鐘2°～5°的速率搜尋“視垂線”，它是重力和側(cè)向加速度的矢量之和。在無(wú)側(cè)向加速度的情況

時(shí)，垂向陀螺儀的垂直精度可以達(dá)到±0.15°～±0.1°。

相對(duì)于路面的汽車(chē)側(cè)傾和俯仰角可以通過(guò)以下方法進(jìn)行測(cè)量：

11

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a)角度測(cè)量傳感器應(yīng)安裝在側(cè)偏小車(chē)側(cè)傾和俯仰平衡架上；

b)通過(guò)超聲波或光學(xué)傳感器，測(cè)量位于汽車(chē)前面、后面或側(cè)面的參考點(diǎn)到大地的垂向距離的變化。

超聲波或光學(xué)傳感器達(dá)到0.5mm測(cè)量精度就足夠了，路面遠(yuǎn)非平坦的，且其粗糙度不容忽視也很明顯。

三個(gè)汽車(chē)傳感器將定義一個(gè)平面，以此來(lái)計(jì)算相對(duì)于路面的俯仰角和側(cè)傾角。建議將超聲波傳感器或者

光學(xué)傳感器安裝在盡可能遠(yuǎn)的位置以提高測(cè)量精度；

c)車(chē)輪相對(duì)于簧載質(zhì)量上下跳動(dòng)的測(cè)量，主要考慮懸架連桿的影響。（該方法并未考慮輪胎變形）

在上述每一種方法中，在測(cè)試試驗(yàn)中無(wú)其它約束時(shí)，都可以達(dá)到其說(shuō)明精度。為了獲得相對(duì)于大地

平面的汽車(chē)側(cè)傾角和俯仰角，測(cè)量信號(hào)應(yīng)經(jīng)過(guò)道路平面相對(duì)于水平面的角度修正。

汽車(chē)側(cè)傾角和俯仰角相對(duì)于初始測(cè)試條件的變化量可以通過(guò)角速度陀螺儀信號(hào)的積分測(cè)量得到。該

方法僅適用于短期測(cè)試，這是由于包括零點(diǎn)漂移在內(nèi)的整個(gè)信號(hào)都會(huì)被累積。

注1：具有懸置駕駛室或者單獨(dú)駕駛室的汽車(chē)，會(huì)存在兩個(gè)車(chē)體角度。一個(gè)是駕駛室相對(duì)于路面的車(chē)體角度，另一

個(gè)是底盤(pán)相對(duì)于路面的車(chē)體角度。

注2：通過(guò)超聲波傳感器或光學(xué)傳感器測(cè)量汽車(chē)兩側(cè)參考點(diǎn)相對(duì)于路面的垂向距離變化獲得的側(cè)傾角也許不同于其

它方法的測(cè)量結(jié)果，該方法與汽車(chē)底盤(pán)的側(cè)傾剛度有關(guān)。具有獨(dú)立底盤(pán)或者非常長(zhǎng)的汽車(chē)該影響尤其要注意。

根據(jù)最終用途不同，應(yīng)當(dāng)利用路面傾斜角修正所測(cè)得的相對(duì)于路面或者重力方向的側(cè)傾角數(shù)據(jù)。

C.8轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩

轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩可以通過(guò)按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)安裝的力矩傳感器測(cè)量，主要測(cè)量作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上相對(duì)于旋轉(zhuǎn)

軸線的力矩。在一些測(cè)試中，如果轉(zhuǎn)向盤(pán)慣量與原車(chē)不一致時(shí)，它的測(cè)量結(jié)果是不準(zhǔn)確的。

C.9車(chē)輪轉(zhuǎn)向角

相對(duì)于簧載質(zhì)量的車(chē)輪轉(zhuǎn)向角可以通過(guò)角度傳感器測(cè)量。傳感器位于簧載質(zhì)量及轉(zhuǎn)向節(jié)總成之間，

安裝在車(chē)輪輪轂的軸承上，并通過(guò)允許有前/后、垂向及外傾運(yùn)動(dòng)的約束聯(lián)接到簧載質(zhì)量上；或者利用

安裝在轉(zhuǎn)向拉桿上的線位移或者角位移傳感器測(cè)量。

由懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)形成的前輪轉(zhuǎn)向角可以通過(guò)減去轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角除以總轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比計(jì)算得

到的轉(zhuǎn)向角獲得。

除了四輪轉(zhuǎn)向的汽車(chē)外，由懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)形成的后輪轉(zhuǎn)向角與后車(chē)輪轉(zhuǎn)向角相等。

C.10輪胎側(cè)偏角

輪胎側(cè)偏角可通過(guò)光學(xué)傳感器直接測(cè)量得到。另一種方法是，可以通過(guò)前后輪側(cè)滑角減去相應(yīng)的車(chē)

輪轉(zhuǎn)角計(jì)算獲得。

C.11汽車(chē)軌跡

汽車(chē)軌跡可以通過(guò)全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量得到。GPS提供一個(gè)簡(jiǎn)單的非接觸的測(cè)量大地坐標(biāo)系下

速度以及X,Y位置的方法。采樣更新速率通常為20Hz。由X,Y坐標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)楹较蚪强梢酝ㄟ^(guò)后處理或者商業(yè)

模塊實(shí)現(xiàn)。一些商用模塊可以提供模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)輸出。典型的速度測(cè)量精度可以達(dá)到0.1km/h，

分辨率可達(dá)到0.01km/h。典型的距離分辨率為1cm。典型的航向角精度為0.1°，分辨率可達(dá)0.01°。軌

跡可以通過(guò)X、Y方向的速度分量進(jìn)行積分得到，或者直接得到X、Y方向的位移。側(cè)偏角可以通過(guò)X、Y

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方向的速度計(jì)算得到，或者通過(guò)航向角與固定在汽車(chē)上的橫擺角速度陀螺儀得到的積分信號(hào)之差得到。

GPS說(shuō)明精度僅在穩(wěn)態(tài)條件下有效。

13

GB/TXXXXX—XXXX

DD

附錄D

（資料性附錄）

模擬信號(hào)濾波：巴特沃斯濾波器

D.1對(duì)于巴特沃斯濾波器，其衰減為：

11

A2和A2

=2n=2n

1+(fmaxf0)1+(fNf0)

其中：

——n為濾波器階數(shù)；

——fmax為相關(guān)的頻率范圍（5Hz）；

——f0為濾波截止頻率；

——fN為奈奎斯特或者“折疊”頻率。

D.2對(duì)于四階濾波器：

——對(duì)于A=0.9995:f0=2.37×fmax=11.86Hz；

——對(duì)于A=0.0005:fs=2×（6.69×f0）=158Hz，其中，fs為采樣頻率：fs=2×fN。

D.3在濾波器幅值特性保持平滑的頻率范圍內(nèi)，巴特沃斯濾波器的移相Ф可以近似為：

——對(duì)于二階：Ф=81×（f/f0）度；

——對(duì)于四階：Ф=150×（f/f0）度；

——對(duì)于八階：Ф=294×（f/f0）度。

D.4對(duì)于所有階次的時(shí)間滯后為：t=(Ф/360o)×(1/f0)。

D.5對(duì)于四階濾波器，數(shù)據(jù)采樣頻率fs應(yīng)大于13.4×f0，如果相位誤差在隨后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理中進(jìn)行調(diào)

節(jié)，通帶頻率f0（從0Hz到f0）應(yīng)大于2.37×fmax，否則應(yīng)當(dāng)大于5×fmax。其它階次濾波器，f0和fs的選擇

應(yīng)使得響應(yīng)曲線有足夠的平坦度及抗混疊誤差。

14

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。

本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC114）歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用ISO15037-1-2006。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：吉林大學(xué)汽車(chē)仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：管欣、詹軍、楊得軍、盧萍萍、高越、郭睿、賈鑫、趙旗、郭學(xué)立、梁榮亮、

李飛。

I

GB/TXXXXX—XXXX

AA

附錄A

（規(guī)范性附錄）

試驗(yàn)報(bào)告——一般數(shù)據(jù)

表A.1給出了試驗(yàn)報(bào)告——一般數(shù)據(jù)的模板。

表A.2給出了參照參考點(diǎn)的傳感器位置表模板。

表A.1試驗(yàn)報(bào)告——一般數(shù)據(jù)模板

汽車(chē)識(shí)別汽車(chē)標(biāo)號(hào)：

汽車(chē)類型：

生產(chǎn)廠家：

車(chē)型：

年款/首次登記日期：

傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)形式：□前驅(qū)□后驅(qū)

四驅(qū)類型：

特點(diǎn)：

發(fā)動(dòng)機(jī)識(shí)別碼:

氣缸的排量/數(shù)量：cm3缸

最大功率/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：KW1/min

最大扭矩/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：Nm1/min

變速箱識(shí)別碼:

□手動(dòng)擋

前進(jìn)擋的類型/數(shù)量：□自動(dòng)擋

無(wú)級(jí)變速（例如CVT）

1檔：:12檔：:1

傳動(dòng)比:3檔：:14檔：:1

5檔：:16檔：:1

主傳動(dòng)比：:1

后橋后橋類型：

懸架/減振器：

穩(wěn)定桿：□是□否

前橋前橋的類型：

懸掛/減振器：

穩(wěn)定桿：□是□否

轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向軸：□前軸□后軸

助力：□是□否

前軸總轉(zhuǎn)向比：

轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑：mm

制動(dòng)系統(tǒng)真空助力：□是□否

制動(dòng)防抱死系統(tǒng):□是□否

類型:

前軸車(chē)輪制動(dòng)器類型:□鼓式□盤(pán)式

后軸車(chē)輪制動(dòng)器類型:□鼓式□盤(pán)式

車(chē)輪輪輞尺寸：前：后：

輪胎尺寸：前：后：

花紋深度（新）：前：后：

汽車(chē)制造商說(shuō)明的充氣壓力：

——在整車(chē)整備質(zhì)量時(shí)：前：kPa后：kPa

——在允許最大總質(zhì)量時(shí)：前：kPa后：kPa

7

GB/TXXXXX-20××

A.2測(cè)量數(shù)據(jù)

表A.1測(cè)量參數(shù)表

測(cè)試質(zhì)量(kg)整車(chē)長(zhǎng)度(m)

總功率及轉(zhuǎn)速1)(kW，r/min)PMR(kW/t)

行駛模式