CN110231179A - 一种车辆侧风稳定性试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆侧风稳定性试验方法，S1、安装测试设备，用于为测试车辆提供侧风，以及用于采集测试车辆的数据信息；S2、在测试跑道上设置基准线，测试车辆沿基准线直线行驶；S3、设置车辆横向位置变化测试区域，用于检测测试汽车在区域内行驶时的横向位置变化；S4、采集车辆在侧风区的测试数据，该测试数据必须符合步骤S3的要求，否则为无效数据，通过计算公式计算侧向偏移量。本发明所述的车辆侧风稳定性试验方法可以准确定量测量汽车对侧风作用的敏感性，且所用试验装置安装简单，使用便利，对评估车辆在高速行驶时的操稳性和安全性具有重要意义。

Description

一种车辆侧风稳定性试验方法

技术领域

本发明属于汽车试验技术领域，尤其是涉及一种车辆侧风稳定性试验方法。

背景技术

汽车的动态特性是车辆主动安全的重要组成部分。在行驶过程中，汽车、驾驶员以及周围环境组成一个独特的闭环系统。由于该闭环系统中每个要素自身的复杂性以及它们之间显著的相互影响，针对汽车动态特性的评价是非常困难的。因此，对汽车性能进行完整且精确的描述必须包括一系列不同类型的测试。例如在汽车行驶过程中，汽车的运动会受到侧风的干扰，相关资料统计显示，每年因交通事故造成的直接经济损失达10亿元，而在这些交通事故中有相当一定的比例是由于高速汽车受环境风影响造成的。因此，随着行车速度的不断提高，定量测量汽车的横风稳定性具有十分重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆侧风稳定性试验方法，以解决目前缺少对车辆进行侧风试验的方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆侧风稳定性试验方法，包括：

S1、安装测试设备，用于为测试车辆提供侧风，以及用于采集测试车辆的数据信息；

S2、在测试跑道上设置基准线，测试车辆沿基准线直线行驶；

S3、设置车辆横向位置变化测试区域，用于检测测试汽车在区域内行驶时的横向位置变化；

S4、采集车辆在侧风区的测试数据，该测试数据必须符合步骤S3的要求，否则为无效数据，通过计算公式计算侧向偏移量。

进一步的，所述步骤S1中，测试设备包括安装在测试车辆上的横摆角速度传感器、侧向加速度传感器、转向盘角度传感器和纵向车速传感器；

测试设备还包括安装在测试跑道侧风区一侧的风机，所述风机的数量为1台以上，风机产生的侧风平均风速需达到20m/s±3m/s；

侧风平均风速需要在有效空间范围体积内进行测量；

有效空间范围体积计算公式如下：

V≥L×H×W

其中，L为侧风区长度；H为车辆高度；W为侧风区宽度

进一步的，所述步骤S2中，测试车辆在无侧风条件下，在测试跑道上以100km/h的速度直线行驶完全程，该直线为基准线。

进一步的，所述步骤S3中，车辆横向变化测试区域设置在侧风区之前，设侧风区起点为X₀，X₀之前20m为测量点X_-20，X₀之前40m为测量点X_-40，横向变化测试区域设置在侧风区起点X₀和测量点X_-40之间；

测试时，纵向车速稳定在100km/h，若测量点X_-20和X_-40的横向位置变化大于0.2m，则该轮测试数据无效，反之则保留。

进一步的，所述步骤S4中，测试车辆在测试过程中，转向盘通过固定装置固定，侧风区内设有转向盘固定测试区，所述转向盘固定测试区设置在侧风区起点至测试车辆行驶2s到达的测量点X_d之间；

转向盘固定测试区内转向盘角度最大偏移量对比其偏移量平均值须保证小于2°，否则数据舍去，反之保留。

进一步的，所述步骤S4中，测试车辆在在进行测试时需要经过不少于5轮的测试，每次测试时，侧风区起点X₀之前纵向车速的改变量需保证在±2km/h以内，起点之后将油门踏板固定。

进一步的，所述步骤S4中，进入侧风区2S后开始计算侧向偏移量，计算公式如下：

其中：ψ为横摆角；β为侧偏角；γ为侧向偏移；为横摆角速度；a_Y为侧向加速度；v_X为纵向车速。

进一步的，测试跑道整体的表面光滑且具有高摩擦系数，无明显坡度，长度不小于300m，宽度大于7m，侧风区长度不低于15m。

进一步的，还包括车辆侧风敏感性测量方法，方法如下：

在所述测试车辆底部中心位置安装喷水装置，喷水装置用于喷洒染色示踪剂，根据染色示踪剂喷洒的线条与基准线的间距判断测试车辆对侧风的敏感性。

进一步的，所述染色示踪剂为亚甲基蓝溶液；

所述喷水装置距离地面的高度为0.02m；

染色示踪剂喷洒的线条用于判断测试车辆对侧风的敏感性，判断依据为测试车辆进入侧风区2S后，染色示踪剂喷洒的线条与基准线之间的垂直距离。

相对于现有技术，本发明所述的车辆侧风稳定性试验方法具有以下优势：

本发明所述的车辆侧风稳定性试验方法可以准确定量测量汽车对侧风作用的敏感性，且所用试验装置安装简单，使用便利，对评估车辆在高速行驶时的操稳性和安全性具有重要意义。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的车辆侧风稳定性试验方法流程图；

图2为本发明实施例所述的车辆侧风稳定性试验设施示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：根据传感器安装说明书在待试验车辆相应位置上安装横摆角速度传感器、侧向加速度传感器、转向盘角度传感器和纵向车速传感器；

步骤b：在距离测试路面0.02m高处的车辆底部中心截面上安装喷水装置，喷水装置内放置有染色示踪剂；

步骤c：在侧风区内安装至少一台风机，风机产生的侧风平均风速需达到20m/s±3m/s(在周围环境风速小于1m/s的条件下)，计算平均风速值的空间范围体积可按下式计算：

V≥L×H×W

其中：L为侧风区长度；H为车辆高度；W为侧风区宽度；

步骤d：预热并启动车辆，在无侧风输入条件下，保持车辆在测试跑道上以100km/h的速度直线行驶完全程，并将该直线设定为基准线；

步骤e：车辆重新回到测试跑道起点，如图2所示，在侧风区起点X₀之前20m和40m处设置测量点X_-20和X_-40,在侧风区起点至之前40m位置点X_-40之间的区域内，将纵向车速稳定在100km/h，若测量点X_-20和X_-40,的横向位置变化大于0.2m，则该轮测试数据应被排除，反之则保留；

步骤f：保持转向盘固定，驾驶车辆自侧风区起点通过该区，在侧风区内行驶2s后设置测量点X_d，转向盘固定区域为侧风区起点至行驶2s后的位置点X_d之间，此期间转向盘角度最大偏移量对比其偏移量平均值须保证小于2°；

步骤g：重复步骤d至f，至少进行五轮测试，每次重复试验时，在侧风区起点X₀之前纵向车速的改变量需保证在±2km/h以内，起点之后将油门踏板固定；

步骤h：根据试验采集的数据，使用数值计算法分析车辆对侧风的敏感性，侧风区起点2s后的侧向偏移可由下列方程组获得：

γ＝∫[v_Xsin(ψ+β)]dt＝∫[v_X(ψ+β)]dt

其中：ψ为横摆角；β为侧偏角；γ为侧向偏移；为横摆角速度；a_Y为侧向加速度；v_X为纵向车速。

所述的步骤a中的摆角速度传感器、侧向加速度传感器、转向盘角度传感器和纵向车速传感器均采用集成于博世第九代ESP控制系统中的传感器，将各项传感器集成于一体，有效减少产品重量和尺寸，且新一代控制系统有着强大的数据处理和运算能力；

所述的步骤b中的喷水装置的安装位置应尽量靠近车辆质心，喷水装置内的染色示踪剂采用亚甲基蓝，靠近车辆质心可更精准的获取车辆运行轨迹，亚甲基蓝显色明显，且遇还原剂可还原为无色状态；

所述的步骤c中的风机采用低噪耐腐蚀的叶片可调轴流风机，低噪可减少对环境的噪音污染，耐腐蚀可延长叶片在自然环境下的使用寿命，叶片可调便于维修，单个叶片损坏，将其拆卸换装新叶片即可使用；

所述的步骤e中的测试跑道整体的表面光滑且具有高摩擦系数，无明显坡度，长度不小于300m，宽度大于7m，侧风区长度不低于15m，避免因路面条件对测试结果造成影响；

所述的步骤f中转向盘的固定可采用方向盘T型锁或者折叠锁，可保证方向盘固定，有利于准确测量侧风对车辆的影响；

所述的步骤h中分析车辆对侧风的敏感性也可采用染色示踪法进行，通过测量车辆进入侧风区2s后位置点X_d处与基准线之间的垂直距离，作为车辆对侧风敏感性的判断依据，该方法简单且可以直接判断车辆对侧风的敏感性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于，包括：

S1、安装测试设备，用于为测试车辆提供侧风，以及用于采集测试车辆的数据信息；

S2、在测试跑道上设置基准线，测试车辆沿基准线直线行驶；

S3、设置车辆横向位置变化测试区域，用于检测测试汽车在区域内行驶时的横向位置变化；

S4、采集车辆在侧风区的测试数据，该测试数据必须符合步骤S3的要求，否则为无效数据，通过计算公式计算侧向偏移量。

2.根据权利要求1所述的车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于：所述步骤S1中，测试设备包括安装在测试车辆上的横摆角速度传感器、侧向加速度传感器、转向盘角度传感器和纵向车速传感器；

测试设备还包括安装在测试跑道侧风区一侧的风机，所述风机的数量为1台以上，风机产生的侧风平均风速需达到20m/s±3m/s；

侧风平均风速需要在有效空间范围体积内进行测量；

有效空间范围体积计算公式如下：

V≥L×H×W

其中，L为侧风区长度；H为车辆高度；W为侧风区宽度。

3.根据权利要求1所述的车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于：所述步骤S2中，测试车辆在无侧风条件下，在测试跑道上以100km/h的速度直线行驶完全程，该直线为基准线。

4.根据权利要求1所述的车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于：所述步骤S3中，车辆横向变化测试区域设置在侧风区之前，设侧风区起点为X₀，X₀之前20m为测量点X_-20，X₀之前40m为测量点X_-40，横向变化测试区域设置在侧风区起点X₀和测量点X_-40之间；

测试时，纵向车速稳定在100km/h，若测量点X_-20和X_-40的横向位置变化大于0.2m，则该轮测试数据无效，反之则保留。

5.根据权利要求1所述的车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于：所述步骤S4中，测试车辆在测试过程中，转向盘通过固定装置固定，侧风区内设有转向盘固定测试区，所述转向盘固定测试区设置在侧风区起点至测试车辆行驶2s到达的测量点X_d之间；

转向盘固定测试区内转向盘角度最大偏移量对比其偏移量平均值须保证小于2°，否则数据舍去，反之保留。

6.根据权利要求1所述的车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于：所述步骤S4中，测试车辆在在进行测试时需要经过不少于5轮的测试，每次测试时，侧风区起点X₀之前纵向车速的改变量需保证在±2km/h以内，起点之后将油门踏板固定。

7.根据权利要求6所述的车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于：所述步骤S4中，进入侧风区2S后开始计算侧向偏移量，计算公式如下：

γ＝∫[v_Xsin(ψ+β)]dt＝∫[v_X(ψ+β)]dt

其中：ψ为横摆角；β为侧偏角；γ为侧向偏移；为横摆角速度；a_Y为侧向加速度；v_X为纵向车速。

8.根据权利要求1所述的车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于：测试跑道整体的表面光滑且具有高摩擦系数，无明显坡度，长度不小于300m，宽度大于7m，侧风区长度不低于15m。

9.根据权利要求1所述的车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于，还包括车辆侧风敏感性测量方法，方法如下：

在所述测试车辆底部中心位置安装喷水装置，喷水装置用于喷洒染色示踪剂，根据染色示踪剂喷洒的线条与基准线的间距判断测试车辆对侧风的敏感性。

10.根据权利要求9所述的车辆侧风稳定性试验方法，其特征在于：所述染色示踪剂为亚甲基蓝溶液；

所述喷水装置距离地面的高度为0.02m；

染色示踪剂喷洒的线条用于判断测试车辆对侧风的敏感性，判断依据为测试车辆进入侧风区2S后，染色示踪剂喷洒的线条与基准线之间的垂直距离。