《輕型汽車操縱穩(wěn)定性試驗通用條件》

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前言

本標準按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。

本標準由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。

本標準由全國汽車標準化技術委員會（SAC/TC114）歸口。

本標準等同采用ISO15037-1-2006。

本標準起草單位：吉林大學汽車仿真與控制國家重點實驗室、中國汽車技術研究中心有限公司。

本標準主要起草人：管欣、詹軍、楊得軍、盧萍萍、高越、郭睿、賈鑫、趙旗、郭學立、梁榮亮、

李飛。

I

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輕型汽車操縱穩(wěn)定性試驗通用條件

1范圍

本標準規(guī)定了輕型汽車操縱穩(wěn)定性試驗通用條件。

本標準適用最大設計總質量不超過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語和定義

3變量

3.1參考坐標系

試驗記錄的運動變量坐標原點通常取在車輛質心，也可取在其它位置處，但應記錄在試驗報告中，

見附錄A。

3.2應確定的變量

與車輛操縱穩(wěn)定性相關的駕駛員輸入和車輛響應描述主要變量如下：

——轉向盤轉角，δsw；

——轉向盤力矩，MH；

——縱向速度，u；

——整車側偏角，β或者側向速度，v；

——縱向加速度，aX；

——側向加速度，aY；

——橫擺角速度，r；

——側傾角速度，p；

——俯仰角速度，q；

——側傾角，φ；

——俯仰角，θ；

所有參考該標準的測試試驗均應指明使用了哪些變量。依據(jù)特定的標準進行試驗，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測量設備要求

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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達到指定的精度要求,為了計算某些特征值，應提高測量精度。

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

轉向盤轉角-360°～360°±2o，50o＜δsw≤180o時

±4o，δsw＞180o時

±0.1Nm，MH≤10Nm

轉向盤力矩-30Nm～30Nm

±0.3Nm，MH＞10Nm

±1km/h，u≤100km/h

縱向速度0km/h～180km/h

±2km/h，u＞100km/h

側向速度-36km/h～36km/h±0.72km/h

側偏角-20o～20o±0.3o

縱向加速度-15m/s2～15m/s2±0.15m/s2

側向加速度-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

側傾角速度-50o/s～50o/s

±1o/s，p＞20o時

側傾角-15o～15o±0.15o

俯仰角-15o～15o±0.15o

4.2傳感器安裝

應準確記錄傳感器在參考坐標系中的安裝位置，以便數(shù)據(jù)處理中對數(shù)據(jù)準確轉換，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

4.3.2.1傳感器和采集系統(tǒng)的帶寬應不小于8Hz。

4.3.2.2對信號的濾波應采用低通濾波器。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，幅值誤差應小于±0.5%。所有模擬信號應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)字化應考慮的內容：保證數(shù)字化誤差最小的預采樣放大率、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

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

整度的要求來確定。最低濾波特性和最小采樣頻率應滿足：

a）在0Hz～fmax=5Hz的頻率范圍內，模擬信號的最大衰減量應小于信號數(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范圍內濾波器的幅值衰減應小于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應抗混疊濾波，也應避免過度的模擬信號濾波。此外，所有的濾波器應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，相移及相應的時間延遲會增加，因此當被測變量相乘后形成新的變量時，相移尤其

應注意。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)字化的時間應小于32μs。每一對或

一組要比較的樣本數(shù)據(jù)應同時或在足夠短的時間內采集。

4.3.4.2數(shù)字化應采用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)字化的不準確而導致的綜合誤差應小于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)字濾波器應具有以下特點（見圖1）：

——通帶的范圍應是0Hz～5Hz；

——阻帶應在10Hz～15Hz之間開始；

——通帶濾波器增益應是1±0.005；

——阻帶濾波器增益應是±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，特定的試驗也應遵循這些條件。任何與本文件規(guī)定

不一致的都應在測試報告中列出，見附錄A和附錄B，包括顯示結果的各圖表。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

所有試驗都應在平整、干凈、干燥并且鋪設均勻的場地上進行。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，測試報告應記錄試驗場地表面條件和道路材料，見附錄B。

5.3風速

試驗中周圍環(huán)境風速應不超過3m/s。每次試驗，試驗報告均應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），均應再

次記錄基本數(shù)據(jù)信息。

車輪定位參數(shù)應滿足產品設計要求。

5.5輪胎

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5.5.1輪胎應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

轉彎、壓路肩等等。磨合后，輪胎應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）應是初始輪胎花紋深度90%以上。

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

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

壓力的誤差應為±5kPa；胎壓超過250kPa時，誤差應不超過2%。

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

5.6關鍵部件

影響整車性能測試的關鍵部件（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)）

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

5.7載荷條件

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

5.7.2應保證重心位置和慣量與正常使用載荷條件下的偏差最小。由此產生的輪荷應測量并記錄到試驗

報告中，見附錄A。

6試驗準備

6.1預熱

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

溫度。輪胎也應當進行預熱使其達到能夠代表正常駕駛條件的平衡溫度和壓力。汽車應按照試驗速度行

駛10km或者以3m/s2的側向加速度行駛500m（包括向左轉向和向右轉向）對輪胎進行預熱。

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。

如果在試驗標準中沒有特別要求，試驗過程中，對于手動變速器來說，對于多個擋位適用的應選用

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

見附件B。

在初始行駛條件下，轉向盤的位置以及加速踏板的位置應盡可能的保持不變。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），應認為初始條件是穩(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：

+標準差

平均值

-標準差

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時間段內初始行駛的縱向速度不應超過標稱值的±1km/h（速度超過100km/h時，偏差不超

過±2km/h），側向加速度的平均值應保持在-0.3m/s2～0.3m/s2的范圍內，側向加速度標準差不應超過

0.3m/s2。作為側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，

橫擺角速度的標準差不超過0.5o/s。

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

不應超過±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為初始側向加速度。

在時間段t1～t2范圍內，初始行駛工況的半徑相對于標準值的偏差不應超過2%或±2m。

在t1～t2時間范圍內，側向加速度的標準差不應超過其平均值的5%；縱向速度的標準差不應超過其

平均值的3%。

在時間段t1～tss及tss～t2內，側向加速度的標準差不應超過均值的5%?？v向速度的偏差不應超過平

均值的3%。

在t1到t2時間段內，側向加速度的平均值不應超過標稱值的±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

汽車識別汽車標號：

汽車類型：

生產廠家：

車型：

年款/首次登記日期：

傳動系統(tǒng)驅動形式：□前驅□后驅

四驅類型：

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)動機轉速：KW1/min

最大扭矩/發(fā)動機轉速：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

轉向轉向軸：□前軸□后軸

助力：□是□否

前軸總轉向比：

轉向盤直徑：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：

——在整車整備質量時：前：kPa后：kPa

——在允許最大總質量時：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)）

質量整車整備質量：kg

最大允許總質量：kg

最大允許軸荷:前：kg后：kg

用于質量代替的負載類型：

試驗汽車車輪荷載，包括駕駛員和儀器設FL:kgFR:kg

備:RL:kgRR:kg

汽車尺寸總長:mm

總寬:mm

試驗質量時的總高度：mm

軸距:mm

輪距：前：mm后：mm

整車整備質量重心高度:mm

Xv（離半軸距點）:mm

測量變量的參考點坐標Yv（離半輪距點）:mm

Zv（離地面）:mm

總體描述和（或）其他相關細節(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

側偏角

縱向加速度

橫向加速度

橫擺角速度

俯仰角速度

側傾角速度

側傾角度

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：%

風速：m/s

風向：

輪胎生產日期:前：后：

花紋深度：

——預熱前：FL:mmFR:mm

輪胎壓力：

——預熱前：FL:kPaFR:kPa

RL:kPaRR:kPa

驅動型式手動變速器: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，在保證精度的基礎上應適當?shù)卣{整傳感器信號以獲取此變量。

由于試驗儀器種類較多，因此應記錄下每一種使用設備；并且將設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轉向盤轉角

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

加轉向盤”上。

C.3縱向速度

縱向速度傳感器應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；

基于光學的或多普勒原理的“非接觸”速度傳感器，基于光學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側向速度及側偏角

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

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

測量點的側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。側偏角通過側向速度除以縱

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%。

側向速度也可以通過側向加速度的積分（經(jīng)過位置、側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、側傾角速度及俯仰角速度可以通過按照產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，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，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?、光纖、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)轉向過程中它們測量的是大地平面橫擺角速度乘以

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

如果側偏角傳感器同時安裝在前軸和后軸，大地平面內的橫擺角速度可以通過前軸和后軸側向速度

的差除以兩傳感器之間的縱向距離計算得到。

C.6側向加速度

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

速度。如果其它汽車運動狀態(tài)量已知，通過側向加速度可得到向心加速度。

側向加速度（aY）可以通過在足夠帶寬范圍（包括穩(wěn)態(tài)）內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系原

點時，由于橫擺加速度、側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“側向加速度”，因此，

必須依次用車身側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量上測量的是簧載質量側向加速度。在穩(wěn)態(tài)條件下，

它相當于整車的側向加速度。

高質量“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°

的側傾角補償誤差會導致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)向心加速度與側向加速度的區(qū)別為汽車側偏角余弦值。在數(shù)據(jù)處理中會使用修整系數(shù)，對于足

夠小的側偏角（例如8°的余弦值為0.99），這些偏差可以被忽略。

當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，半徑應是理想?yún)⒖键c的曲率半徑，應包括

車體側傾等在內的修正。實際上應用過程中，這些誤差是可以忽略的。

注：側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構的，不進行測量時應當鎖在其殼體上。當框架結構解鎖時，

它在慣性空間內保持不變，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傾角和橫擺角，

或者側傾和俯仰運動。通過主動控制慢轉力矩電機作用，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)定轉向下獲得所需測量的加速度。根據(jù)產品說明書，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”，它是重力和側向加速度的矢量之和。在無側向加速度的情況

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)角度測量傳感器應安裝在側偏小車側傾和俯仰平衡架上；

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

超聲波或光學傳感器達到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傾角。建議將超聲波傳感器或者

光學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

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

汽車側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傳感器測量汽車兩側參考點相對于路面的垂向距離變化獲得的側傾角也許不同于其

它方法的測量結果，該方法與汽車底盤的側傾剛度有關。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，應當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傾角數(shù)據(jù)。

C.8轉向盤力矩

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

軸線的力矩。在一些測試中，如果轉向盤慣量與原車不一致時，它的測量結果是不準確的。

C.9車輪轉向角

相對于簧載質量的車輪轉向角可以通過角度傳感器測量。傳感器位于簧載質量及轉向節(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)接到簧載質量上；或者利用

安裝在轉向拉桿上的線位移或者角位移傳感器測量。

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

到的轉向角獲得。

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

C.10輪胎側偏角

輪胎側偏角可通過光學傳感器直接測量得到。另一種方法是，可以通過前后輪側滑角減去相應的車

輪轉角計算獲得。

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坐標轉變?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。側偏角可以通過X、Y

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GB/TXXXXX—XXXX

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。

13

GB/TXXXXX—XXXX

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：

11

A2和A2

=2n=2n

1+(fmaxf0)1+(fNf0)

其中：

——n為濾波器階數(shù)；

——fmax為相關的頻率范圍（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，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應大于13.4×f0，如果相位誤差在隨后的數(shù)字數(shù)據(jù)處理中進行調

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

應使得響應曲線有足夠的平坦度及抗混疊誤差。

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ICS43.020

T41

中華人民共和國國家標準

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準一致性程度的標識

（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

本標準規(guī)定了輕型汽車操縱穩(wěn)定性試驗通用條件。

本標準適用最大設計總質量不超過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語和定義

3變量

3.1參考坐標系

試驗記錄的運動變量坐標原點通常取在車輛質心，也可取在其它位置處，但應記錄在試驗報告中，

見附錄A。

3.2應確定的變量

與車輛操縱穩(wěn)定性相關的駕駛員輸入和車輛響應描述主要變量如下：

——轉向盤轉角，δsw；

——轉向盤力矩，MH；

——縱向速度，u；

——整車側偏角，β或者側向速度，v；

——縱向加速度，aX；

——側向加速度，aY；

——橫擺角速度，r；

——側傾角速度，p；

——俯仰角速度，q；

——側傾角，φ；

——俯仰角，θ；

所有參考該標準的測試試驗均應指明使用了哪些變量。依據(jù)特定的標準進行試驗，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測量設備要求

1

GB/TXXXXX—XXXX

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達到指定的精度要求,為了計算某些特征值，應提高測量精度。

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

轉向盤轉角-360°～360°±2o，50o＜δsw≤180o時

±4o，δsw＞180o時

±0.1Nm，MH≤10Nm

轉向盤力矩-30Nm～30Nm

±0.3Nm，MH＞10Nm

±1km/h，u≤100km/h

縱向速度0km/h～180km/h

±2km/h，u＞100km/h

側向速度-36km/h～36km/h±0.72km/h

側偏角-20o～20o±0.3o

縱向加速度-15m/s2～15m/s2±0.15m/s2

側向加速度-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

側傾角速度-50o/s～50o/s

±1o/s，p＞20o時

側傾角-15o～15o±0.15o

俯仰角-15o～15o±0.15o

4.2傳感器安裝

應準確記錄傳感器在參考坐標系中的安裝位置，以便數(shù)據(jù)處理中對數(shù)據(jù)準確轉換，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

4.3.2.1傳感器和采集系統(tǒng)的帶寬應不小于8Hz。

4.3.2.2對信號的濾波應采用低通濾波