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1、精品学习资源汽车操纵稳固性道路试验测试方法讨论汽车道路试验是在规章路面输入和典型驾驶输入下对汽车的动力性、制动性、主动安全性和操作稳固性等性能的不解体实车进行测试；汽车道路试验检测技术是推动汽车技术进步的一种极为重要的力法，也是保证产品性能、提高产品质量和市场竞争力的重要手段，随着汽车工业的进展其作用和位置不断提高；因此，如何通过有效的试验方法和检测系统来检测、评判汽车的性能具有重要的意义；目前，关于汽车道路试验的讨论主要可分为两个方向：一是依据汽车道路试验的特点，在提高道路试验的牢靠性、测试方法、测试精度等方面做文章，因此催生出了一大批相关的新型传感器和测试方法；二是道路模拟试验技术的进展，
2、在试验室进行道路模拟试验，可以排除气候等因素的影响，大大地缩短试验周期和节省资金，并且试验的可控性好，试验结果的重复性强、精度高，便于对比，可以提高汽车测试效率，具有重要的工程应用价 值；本文着重对前者的技术进展状况做一个梳理；位移、轨迹、速度、加速度和平面运动角速度等是汽车运动性能的主要描述参数，汽车的各种动力性能试验、制动性能试验和操纵稳固性能试验主要是通过对以上参数的时问特性进行测量和分析，以达到性能评判的目的；由于汽车道路试验涉及的内容比较多，这里主要以操纵稳固性为例，结合汽车稳固性掌握系统vehicle stability control system ，简称 VSC 对汽车位置姿势
3、测量技术、车轮力测量技术和为解决客观评判引入的汽车道路试验转向机器人技术的国内外讨论进展进行阐述；汽车道路试验特点及测试系统架构汽车道路试验测试系统为车载,而试验法规要求对汽车进行充分鼓励才能完成有效测试,故对测试系统的牢靠性要求很高；传感器等的安装不能要求转变原车的结构,对传感器的安装位 置、体积、质量等提出了更高的要求；另外,汽车信号属于低频信号通常在 25 Hz 以下 ,且由于是短时测量 ,大多数变量对采样频率、测量精度等要求不高,但各信号采样需有较好的同 步性；基于以上特点构建的汽车道路试验测试系统是汽车道路试验的基础,图 1 所示是汽车道路试验系统的原理图,主要由传感、数据采集、数据
4、记录和分析3 部分组成；依据牢靠性和详细的测试方法 ,这 3 部分或集成在一起,或部分集成；具有CAN 节点的车载测试传感器, 集成 CA 节点和数据储备、LCD 过程显示等功能的数据采与处理装置是汽车道路试验测试系统的进展方向；欢迎下载精品学习资源传感器数据采集器过程监控 / 数据记录 / 离线分析欢迎下载精品学习资源图 1车身运动姿势和质心轨迹的测量长期以来由于缺乏有效的测试技术手段，汽车做曲线运动的速度难以精确测取，汽车质心动态轨迹无法精密测定，以至涉及汽车安全的汽车制动方向稳固性能和高速操纵稳固性实验条件掌握困难、测试结果不能全面反映汽车的动态特性2；传统的测量方法是：其中，、质心在地
5、面固定坐标系中的坐标欢迎下载精品学习资源、轨迹起始点坐标车速 ,汽车质心处速度矢量在地平面上的投影有效试验时间由上式可以看出 ,轨迹测量最终归结为车速、质心侧偏角 和汽车方位角 的测量问题 ,而车速和质心侧偏角的测量可详细为汽车纵向速度和侧向速度的测量；通常利用垂直陀螺或汽车操稳性测试仪直接测量得到的横摆角速度,经一次积分得到汽车方位角；汽车纵向速度和侧向速度通常采纳双向非接触式光学速度传感器进行直接测量15, 但由于安装位置的影响,需要利用横摆角速度进行补偿；可以看出，上述测量方法存在以下不足：通过横摆角速度积分得到汽车方位角,积分存在累积误差，且误差发散；忽视了地球自转角速度的影响；对横摆
6、角速度没有进行姿势补偿，测量存在原理性误差，在转向制动等大的鼓励输入下测量误差较大；针对传统方法对汽车运动学参数测量的局限性，近年来有很多学者将惯性导航技术和卫星测量技术应用于汽车道路试验测试中,如路面附着系数识别，速度、侧偏角、位置和姿势的 精确测量，汽车动力学掌握应用，以及测试系统同步机制实现；其中捷联惯性测量系统strapdown inertial measurement system ，简称 SIMS 和 GPS 组合测量汽车轨迹姿势方法有效解决了测量高精度和低成本间的冲突；利用这种方法可以精确测量得到汽车的轨迹、姿态、质心侧偏角，以及运动坐标系和车体坐标系下的线加速度、角速度等重要的
7、运动学参数，成为汽车运动学参数测量方法新的进展方向；差分定位方式 DGPS 就是利用两台 GPS 接收机来确定待定点在地心坐标中的肯定位置；利用差分技术可以将卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差完全排除，传播推迟误差也可大部分排除，因此该方法的定位精度高目前最好GPS 差分定位可达到厘M级的定位精度，因而能够较好的满意汽车性能试验的要求；欢迎下载精品学习资源测试系统结构如图1 所示，由 2 台 VBOX 、 1 台 Vector Crescent、1 台便携式运算机和电源等组成； VBOX 是单天线系统 ,由英国 Racelogic 公司研制的面对汽车测试应用的仪器， 其主要特点是数据
8、更新速率高100 Hz、集成有多路AD 接口、供应外部 CAN 通信接口、供应基于内部数据的数字或模拟信号接口给其他设备同步采集；其标称水平速度精度是01 km/h7 ；Vector Crescent 是加拿大 hemisphere GPS公司研发的双天线定向仪器，可以以 20 Hz 的数据更新速率给出两天线基座连线基线 与真北方向的夹角，在基线长度为2 m时标称测量精度为；测试系统框架图欢迎下载精品学习资源测试系统中的2 台 VBOX 均可测量得到天线处的水平速度及其速度方向，由于是单频单天线系统，只能工作在标准定位模式SPS,其测速是基于 Dopple r 频移技术；依据刚体运动学理论 ,
9、在两天线距离已知时可以求出车身天向横摆角速度；收机分别测量得到；为基线与轴的夹角 ,为汽车质心侧偏角，其定义为式中，汽车纵轴线与正北方向的夹角通过 GPS测量得到 A、B 处的位置 ，、，就对式 2直接运算得到的值进行修正，即下图所示是由GPS 测量数据运算汽车车身侧偏角的方法示意图；图中OGxGyG为高斯水平直角坐标系，图中AB 连线尽量位于汽车纵向对称平面，A 点尽量位于汽车质心上方，AB 间距离尽可能拉大，称AB 连线为基线， A 处放置的天线为主天线，B 处放置的天线为辅天线； uA、uB 和 f、 r 分别为 A、B 天线处的水平速度及其与正北方向的夹角，由GPS接欢迎下载精品学习资
10、源然后代入式 1进行运算；车轮力的测量汽车运动主要由地面对车轮的作用力引起，车轮力直接测量技术为汽车底盘运动掌握系统包括轮胎模型和悬架掌握开发和性能评判动力总成匹配、道路载荷谱采集和道路性能讨论与评判等供应了新的手段；基于测力车轮对车轮力直接测量是一种有效的方式；测力车轮的核心部分为车轮力传感器wheforce transducer, 简称 WFT；图 4 是 KistlInstrument AGRWD 结构简图 ,其结构具有代表性；对传统车轮轮辋改进后,通过两个连接法兰将WFT 传感体串联在车轮轮辋和制动器轮毂之间,地面对车桥的作用力传递路线变为:地面胎体改制轮辋轮辋调剂法兰传感体轮毂调剂法
11、兰制动器轮毂,所以测力车轮能够更为精确地 测量地面和汽车对车轮的作用力；目前东南高校在进行 WFT 的产业化讨论，研发的某型 WFT 实物车上安装；所研发的 WFT基于电阻应变式测量原理，采纳八梁轮辐式传感体结构，在应变片布片组桥、非接触能量和信号传输、多分力信号结构解耦和标定、数据采集装置和数据分析等方面进行了深化讨论； WFT 按测量原理分为电阻应变片测量和压电效应测量，其研发的关键技术包括传感体设计、信号传输、标定与解耦等；其中对WFT 的动态标定和解耦是讨论的难点，需要借助轮胎试验设备；利用轮胎试验设备模拟实际路况进行复合载荷加载标定，构造合适的算法进行维间耦合动态解耦和补偿可以显著提
12、高WFT 的测量精度；另外，针对汽车道路试验的特点，减小传感器体积、提高通用性和牢靠性也是产业化过程中需要解决的重要问题；转向力的测量为了有效解决VSC产业化过程中道路试验方向盘转角精确掌握问题，需要讨论驾驶机器人代替人类驾驶员实现对转向速度、转向精度的精确掌握；图 6 所示是清华高校为满意DSC产业化开发而研制的转向机器人设计原理图；图中两虚线方框给出的是GPS定位测速系统车载其余部分是转向机器人掌握系统，其中GPS系统通过RS232接口为转向机器人系统实时供应精确的位置、速度等信息；GPS系统的接收机为加拿大 novAtel 公司的产品，均工作在载波相位差分模式,通过两电台实现差分数据由基站向移动站的实时传输，移动站RTK数据更新速率为 50 Hz；欢迎下载精品学习资源汽车道路试验用转向机器人讨论主要技术包括：转向机器人安装后不影响驾驶员驾驶操 作，且在适当的时候对其工作进行主动干预；硬件设计移植性好，现场可快速装配和拆 卸；模拟真实人的转向操作，具有足够的转向力度和角度；构造牢靠实时掌握算法、路径跟踪精确和转向掌握精确等；欢迎下载