《輕型汽車操縱穩(wěn)定性試驗通用條件》征求意見稿

ICS43.020

T41

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/TXXXXX—XXXX

輕型汽車操縱穩(wěn)定性試驗通用條件

Generalconditionsofvehicledynamicstestforpassengercars

點擊此處添加與國際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識

（征求意見稿）

GB/TXXXXX—XXXX

輕型汽車操縱穩(wěn)定性試驗通用條件

1范圍

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

本標(biāo)準(zhǔn)適用最大設(shè)計總質(zhì)量不超過3.5t的M1類、M2類和N1類車輛。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(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汽車和掛車類型的術(shù)語和定義

3變量

3.1參考坐標(biāo)系

試驗記錄的運動變量坐標(biāo)原點通常取在車輛質(zhì)心，也可取在其它位置處，但應(yīng)記錄在試驗報告中，

見附錄A。

3.2應(yīng)確定的變量

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

——轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，δsw；

——轉(zhuǎn)向盤力矩，MH；

——縱向速度，u；

——整車側(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)的測試試驗均應(yīng)指明使用了哪些變量。依據(jù)特定的標(biāo)準(zhǔn)進行試驗，可增加或推薦其

它變量。這些變量可以直接測量或者由測量值計算得到。

4測量

4.1測量設(shè)備要求

1

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試驗采用多通道采集系統(tǒng)和傳感器測量。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。無論是測量還是計算的變量均應(yīng)達到指定的精度要求,為了計算某些特征值，應(yīng)提高測量精度。

若采用系統(tǒng)的誤差超過推薦值，則該誤差以及實際最大誤差應(yīng)記錄在試驗報告中，見附錄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

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

±4o，δsw＞180o時

±0.1Nm，MH≤10Nm

轉(zhuǎn)向盤力矩-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

橫擺角速度-50o/s～50o/s

±1o/s，r＞20o時

±0.3o/s，q≤20o時

俯仰角速度-50o/s～50o/s

±1o/s，q＞20o時

±0.3o/s，p≤20o時

側(cè)傾角速度-50o/s～50o/s

±1o/s，p＞20o時

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)處理中對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，傳感器安裝參見

附錄C。

4.3數(shù)據(jù)處理

4.3.1概述

輕型汽車操縱穩(wěn)定性的測試、評價的頻率范圍0Hz～5Hz。

4.3.2模擬信號試調(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對信號的濾波應(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%。所有模擬信號應(yīng)使用具有相同相位特性的濾波器進行處理，

以保證由于濾波帶來的時間延遲是相同的。

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

節(jié)中描述的數(shù)字信號處理方法。

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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)、每個周

期的采樣數(shù)、采樣和保持放大器、樣本空間。對于其它無相移數(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為了實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)達到±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附錄D。應(yīng)避免無法校正的混疊誤差，在采樣和數(shù)字化

之前對模擬信號應(yīng)正確濾波。濾波器階次及其通帶的選擇應(yīng)根據(jù)關(guān)注頻率范圍和對應(yīng)采樣頻率下信號平

整度的要求來確定。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)，模擬信號的最大衰減量應(yīng)小于信號數(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，參見附錄D。

4.3.3.6應(yīng)抗混疊濾波，也應(yīng)避免過度的模擬信號濾波。此外，所有的濾波器應(yīng)具有相同的相位特性，

以確保信號之間的時間延遲差異滿足時域測量精度的要求。

注：因為被測變量幅值相乘時，相移及相應(yīng)的時間延遲會增加，因此當(dāng)被測變量相乘后形成新的變量時，相移尤其

應(yīng)注意。通過增加濾波器的截止頻率f0可以降低相移及時間延遲。

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0.1%而引起的動態(tài)誤差，采樣或數(shù)字化的時間應(yīng)小于32μs。每一對或

一組要比較的樣本數(shù)據(jù)應(yīng)同時或在足夠短的時間內(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

號的放大應(yīng)保證：在數(shù)字化過程中，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無相移數(shù)字濾波器

對于用于評價的數(shù)據(jù)的濾波，無相移（0相移）數(shù)字濾波器應(yīng)具有以下特點（見圖1）：

——通帶的范圍應(yīng)是0Hz～5Hz；

——阻帶應(yīng)在10Hz～15Hz之間開始；

——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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說明：

X——頻率,f(Hz)；

Y——濾波器增益；

a——通帶；

b——阻帶。

圖1無相移數(shù)字濾波器特點要求

5試驗條件

5.1總則

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

不一致的都應(yīng)在測試報告中列出，見附錄A和附錄B，包括顯示結(jié)果的各圖表。對于每種測試方法，特定

的測試條件和會變化的數(shù)據(jù)（如輪胎花紋深度）應(yīng)按附錄B的格式做一個單獨的測試報告。

5.2試驗場地

所有試驗都應(yīng)在平整、干凈、干燥并且鋪設(shè)均勻的場地上進行。測試場地的坡度在任何方向不能超

過2%（推薦1.5%）。對于每次試驗，測試報告應(yīng)記錄試驗場地表面條件和道路材料，見附錄B。

5.3風(fēng)速

試驗中周圍環(huán)境風(fēng)速應(yīng)不超過3m/s。每次試驗，試驗報告均應(yīng)記錄測試時的氣候條件，見附錄B。

5.4試驗汽車

試驗汽車的基本數(shù)據(jù)信息應(yīng)記錄在附錄A的測試報告中。任何汽車參數(shù)的變化（如負荷），均應(yīng)再

次記錄基本數(shù)據(jù)信息。

車輪定位參數(shù)應(yīng)滿足產(chǎn)品設(shè)計要求。

5.5輪胎

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5.5.1輪胎應(yīng)按照汽車制造商的說明書選擇新輪胎安裝到試驗汽車上。如果輪胎制造商沒有明確說明，

輪胎應(yīng)在被測試汽車或者相似汽車上磨合至少150km，但要保證無過度使用，如緊急剎車、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行測試。

5.5.2輪胎花紋深度（包括輪胎整個接觸地面的寬度及整個輪胎表面）應(yīng)是初始輪胎花紋深度90%以上。

5.5.3在試驗測試條件中應(yīng)記錄輪胎的生產(chǎn)日期，見附錄B。試驗輪胎距生產(chǎn)日期不應(yīng)超過一年。

5.5.4輪胎應(yīng)按照汽車制造商說明的對應(yīng)試驗環(huán)境溫度的壓力充氣。對于胎壓小于等于250kPa，冷充氣

壓力的誤差應(yīng)為±5kPa；胎壓超過250kPa時，誤差應(yīng)不超過2%。

5.5.5預(yù)熱前的輪胎壓力和輪胎胎面花紋深度應(yīng)在試驗報告中記錄，見附錄B。

5.5.6除基本輪胎條件外，其它條件下也可進行試驗。具體的細節(jié)應(yīng)在試驗報告中記錄（見附錄B）。

5.6關(guān)鍵部件

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

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

5.7載荷條件

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

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)測量并記錄到試驗

報告中，見附錄A。

6試驗準(zhǔn)備

6.1預(yù)熱

在試驗開始之前，所有汽車的相關(guān)部件都應(yīng)進行預(yù)熱從而使其溫度能夠達到代表一般駕駛條件下的

溫度。輪胎也應(yīng)當(dāng)進行預(yù)熱使其達到能夠代表正常駕駛條件的平衡溫度和壓力。汽車應(yīng)按照試驗速度行

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）對輪胎進行預(yù)熱。

6.2初始條件

6.2.1概述

汽車操縱穩(wěn)定性試驗需規(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。

如果在試驗標(biāo)準(zhǔn)中沒有特別要求，試驗過程中，對于手動變速器來說，對于多個擋位適用的應(yīng)選用

高擋位，對于自動變速器來說應(yīng)采用D擋。換擋桿位置以及所選擇的駕駛模式應(yīng)當(dāng)記錄在試驗報告中，

見附件B。

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

觀測時刻tss定義為參考時間點t0之前0.5s～0.8s之間的時間點。觀測時刻tss達到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：如果僅是用來確定穩(wěn)態(tài)值的試驗方法，觀測時刻tss與參考時間t0相同。

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說明：

+標(biāo)準(zhǔn)差

平均值

-標(biāo)準(zhǔn)差

圖2試驗觀測時刻定義

——t0試驗中的時刻；

——t1測量時間1；

——t2測量時間2；

——tss估計穩(wěn)態(tài)工況的觀測時刻

6.2.2穩(wěn)態(tài)直線行駛

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

過±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

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0.5o/s。

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

不應(yīng)超過±2km/h)。

6.2.3穩(wěn)態(tài)圓周行駛

初始半徑R0通過下式進行計算：

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。

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

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

平均值的3%。

在時間段t1～tss及tss～t2內(nèi)，側(cè)向加速度的標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過均值的5%?？v向速度的偏差不應(yīng)超過平

均值的3%。

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

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AA

附錄A

（規(guī)范性附錄）

試驗報告——一般數(shù)據(jù)

表A.1給出了試驗報告——一般數(shù)據(jù)的模板。

表A.2給出了參照參考點的傳感器位置表模板。

表A.1試驗報告——一般數(shù)據(jù)模板

汽車識別汽車標(biāo)號：

汽車類型：

生產(chǎn)廠家：

車型：

年款/首次登記日期：

傳動系統(tǒng)驅(qū)動形式：□前驅(qū)□后驅(qū)

四驅(qū)類型：

特點：

發(fā)動機識別碼:

氣缸的排量/數(shù)量：cm3缸

最大功率/發(fā)動機轉(zhuǎn)速：KW1/min

最大扭矩/發(fā)動機轉(zhuǎn)速：Nm1/min

變速箱識別碼:

□手動擋

前進擋的類型/數(shù)量：□自動擋

無級變速（例如CVT）

1檔：:12檔：:1

傳動比:3檔：:14檔：:1

5檔：:16檔：:1

主傳動比：: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)向盤直徑：mm

制動系統(tǒng)真空助力：□是□否

制動防抱死系統(tǒng):□是□否

類型:

前軸車輪制動器類型:□鼓式□盤式

后軸車輪制動器類型:□鼓式□盤式

車輪輪輞尺寸：前：后：

輪胎尺寸：前：后：

花紋深度（新）：前：后：

汽車制造商說明的充氣壓力：

——在整車整備質(zhì)量時：前：kPa后：kPa

——在允許最大總質(zhì)量時：前：kPa后：kPa

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表A.1試驗報告——一般數(shù)據(jù)模板（續(xù)）

質(zhì)量整車整備質(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)量代替的負載類型：

試驗汽車車輪荷載，包括駕駛員和儀器設(shè)FL:kgFR:kg

備:RL:kgRR:kg

汽車尺寸總長:mm

總寬:mm

試驗質(zhì)量時的總高度：mm

軸距:mm

輪距：前：mm后：mm

整車整備質(zhì)量重心高度:mm

Xv（離半軸距點）:mm

測量變量的參考點坐標(biāo)Yv（離半輪距點）:mm

Zv（離地面）:mm

總體描述和（或）其他相關(guān)細節(jié)

表A.2傳感器位置（參照參考點）

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

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BB

附錄B

（規(guī)范性附錄）

試驗條件

試驗條件記錄模板見表B.1。

表B.1試驗條件記錄模板

測試方法GB

試驗場地位置：

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)：

摩擦測量方法：

氣候：空氣溫度：°C

相對濕度：%

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)動型式手動變速器:嚙合擋位:擋

自動變速器：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：

試驗方法的具體數(shù)據(jù)

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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）主要用于測量要求的和可選的變量。如果傳感器不能直接測量需要

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

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

驗數(shù)據(jù)表格上（見附件A）。

各種直接測量變量的傳感器誤差要求見下列條款。由幾個傳感器的輸出信號計算得到的變量其凈百

分比誤差可通過此變量的微分值除以計算變量獲得。

C.2轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角

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

加轉(zhuǎn)向盤”上。

C.3縱向速度

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

安裝位置，并進行必要的信號修正以獲得參考點縱向速度。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)信號與水平速度非常接近，而光學(xué)傳感器則測量縱向速

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）。另外一種可選測量縱向速度的方

法是利用全球定位系統(tǒng)（GPS）（見C.11）。

C.4側(cè)向速度及側(cè)偏角

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

裝位置應(yīng)記錄。任何其它點的側(cè)向速度則可以通過兩個側(cè)向速度傳感器進行內(nèi)插或外推獲得，也可通過

測量點的側(cè)向速度加上橫擺角速度與所求點與測量點之間距離的乘積得到。側(cè)偏角通過側(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)向速度也可以通過側(cè)向加速度的積分（經(jīng)過位置、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，之后可計算得到側(cè)偏角。因為凈加速度誤差（包括零偏）是會累積的，此方法

僅適用于短時間測試。

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按照產(chǎn)品說明書進行安裝的角速度傳感器直接測

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

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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上。因此，在穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向過程中它們測量的是大地平面橫擺角速度乘以

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

如果側(cè)偏角傳感器同時安裝在前軸和后軸，大地平面內(nèi)的橫擺角速度可以通過前軸和后軸側(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。典型情況下實際測量量是側(cè)向加

速度。如果其它汽車運動狀態(tài)量已知，通過側(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進行測量。其

安裝方法如下列方式之一：

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

點時，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的安裝位置。位置校正后的信號測量量是“側(cè)向加速度”，因此，

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

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

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

它相當(dāng)于整車的側(cè)向加速度。

高質(zhì)量“伺服”加速度計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擁有滿量程±1%的線性度。測量誤差主要取決于安裝條件：例如，0.6°

的側(cè)傾角補償誤差會導(dǎo)致0.01g加速度測量誤差。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)別為汽車側(cè)偏角余弦值。在數(shù)據(jù)處理中會使用修整系數(shù)，對于足

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水平速度的平方除以道路半徑或者通過橫擺

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

車體側(cè)傾等在內(nèi)的修正。實際上應(yīng)用過程中，這些誤差是可以忽略的。

注：側(cè)向加速度是該點加速度矢量在Y方向上的分量。

C.7車身角度

相對于重力方向的汽車側(cè)傾角和俯仰角可以通過兩軸陀螺儀測量得到，可以選擇無參考陀螺儀或重

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

它在慣性空間內(nèi)保持不變，能夠進行汽車運動角度的測量。自由陀螺儀可以用來測量側(cè)傾角和橫擺角，

或者側(cè)傾和俯仰運動。通過主動控制慢轉(zhuǎn)力矩電機作用，垂向陀螺儀相對于重力垂直方向是“豎立的”。

以上兩種陀螺儀都不能在長時間的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向下獲得所需測量的加速度。根據(jù)產(chǎn)品說明書，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

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。在無側(cè)向加速度的情況

時，垂向陀螺儀的垂直精度可以達到±0.15°～±0.1°。

相對于路面的汽車側(cè)傾和俯仰角可以通過以下方法進行測量：

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

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

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

三個汽車傳感器將定義一個平面，以此來計算相對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的位置以提高測量精度；

c)車輪相對于簧載質(zhì)量上下跳動的測量，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，在測試試驗中無其它約束時，都可以達到其說明精度。為了獲得相對于大地

平面的汽車側(cè)傾角和俯仰角，測量信號應(yīng)經(jīng)過道路平面相對于水平面的角度修正。

汽車側(cè)傾角和俯仰角相對于初始測試條件的變化量可以通過角速度陀螺儀信號的積分測量得到。該

方法僅適用于短期測試，這是由于包括零點漂移在內(nèi)的整個信號都會被累積。

注1：具有懸置駕駛室或者單獨駕駛室的汽車，會存在兩個車體角度。一個是駕駛室相對于路面的車體角度，另一

個是底盤相對于路面的車體角度。

注2：通過超聲波傳感器或光學(xué)傳感器測量汽車兩側(cè)參考點相對于路面的垂向距離變化獲得的側(cè)傾角也許不同于其

它方法的測量結(jié)果，該方法與汽車底盤的側(cè)傾剛度有關(guān)。具有獨立底盤或者非常長的汽車該影響尤其要注意。

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

C.8轉(zhuǎn)向盤力矩

轉(zhuǎn)向盤力矩可以通過按照產(chǎn)品說明書安裝的力矩傳感器測量，主要測量作用在轉(zhuǎn)向盤上相對于旋轉(zhuǎn)

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

C.9車輪轉(zhuǎn)向角

相對于簧載質(zhì)量的車輪轉(zhuǎn)向角可以通過角度傳感器測量。傳感器位于簧載質(zhì)量及轉(zhuǎn)向節(jié)總成之間，

安裝在車輪輪轂的軸承上，并通過允許有前/后、垂向及外傾運動的約束聯(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量。

由懸架運動學(xué)和彈性運動學(xué)形成的前輪轉(zhuǎn)向角可以通過減去轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角除以總轉(zhuǎn)向傳動比計算得

到的轉(zhuǎn)向角獲得。

除了四輪轉(zhuǎn)向的汽車外，由懸架運動學(xué)和彈性運動學(xué)形成的后輪轉(zhuǎn)向角與后車輪轉(zhuǎn)向角相等。

C.10輪胎側(cè)偏角

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

輪轉(zhuǎn)角計算獲得。

C.11汽車軌跡

汽車軌跡可以通過全球定位系統(tǒng)（GPS）測量得到。GPS提供一個簡單的非接觸的測量大地坐標(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^后處理或者商業(yè)

模塊實現(xiàn)。一些商用模塊可以提供模擬信號和數(shù)字信號輸出。典型的速度測量精度可以達到0.1km/h，

分辨率可達到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0.01°。軌

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

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方向的速度計算得到，或者通過航向角與固定在汽車上的橫擺角速度陀螺儀得到的積分信號之差得到。

GPS說明精度僅在穩(wěn)態(tài)條件下有效。

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DD

附錄D

（資料性附錄）

模擬信號濾波：巴特沃斯濾波器

D.1對于巴特沃斯濾波器，其衰減為：

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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對于四階濾波器：

——對于A=0.9995:f0=2.37×fmax=11.86Hz；

——對于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：

——對于二階：Ф=81×（f/f0）度；

——對于四階：Ф=150×（f/f0）度；

——對于八階：Ф=294×（f/f0）度。

D.4對于所有階次的時間滯后為：t=(Ф/360o)×(1/f0)。

D.5對于四階濾波器，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。

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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)由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（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)汽車仿真與控制國家重點實驗室、中國汽車技術(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）

試驗報告——一般數(shù)據(jù)

表A.1給出了試驗報告——一般數(shù)據(jù)的模板。

表A.2給出了參照參考點的傳感器位置表模板。

表A.1試驗報告——一般數(shù)據(jù)模板

汽車識別汽車標(biāo)號：

汽車類型：

生產(chǎn)廠家：

車型：

年款/首次登記日期：

傳動系統(tǒng)驅(qū)動形式：□前驅(qū)□后驅(qū)

四驅(qū)類型：

特點：

發(fā)動機識別碼:

氣缸的排量/數(shù)量：cm3缸

最大功率/發(fā)動機轉(zhuǎn)速：KW1/min

最大扭矩/發(fā)動機轉(zhuǎn)速：Nm1/min

變速箱識別碼:

□手動擋

前進擋的類型/數(shù)量：□自動擋

無級變速（例如CVT）

1檔：:12檔：:1

傳動比:3檔：:14檔：:1

5檔：:16檔：:1

主傳動比：: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)向盤直徑：mm

制動系統(tǒng)真空助力：□是□否

制動防抱死系統(tǒng):□是□否

類型:

前軸車輪制動器類型:□鼓式□盤式

后軸車輪制動器類型:□鼓式□盤式

車輪輪輞尺寸：前：后：

輪胎尺寸：前：后：

花紋深度（新）：前：后：

汽車制造商說明的充氣壓力：

——在整車整備質(zhì)量時：前：kPa后：kPa

——在允許最大總質(zhì)量時：前：kPa后：kPa

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GB/TXXXXX-20××

A.2測量數(shù)據(jù)

表A.1測量參數(shù)表

測試質(zhì)量(kg)整車長度(m)

總功率及轉(zhuǎn)速1)(kW，r/min)PMR(kW/t)

行駛模式