汽車道路滑行試驗中的精度控制

呂吉徹 孫忠旭

（一汽轎車股份有限公司）

為了提高能源利用效率、創造節約型社會[1]，人們對汽車燃油經濟性和動力性的要求不斷提高。通過在試驗場進行滑行試驗，可以測量出汽車在道路上的等速行駛阻力[2]，進而就可以對汽車的燃油經濟性、動力性或污染物排放進行仿真計算或使用底盤測功機進行測試[3-4]。因此滑行試驗測量行駛阻力時的精度控制就顯得尤為重要。文章通過在海南熱帶汽車試驗場對某型車進行滑行試驗，分析滑行阻力試驗數據，得出試驗場障礙物對儀器接收衛星導航信號存在干擾。在處理數據時消除這些障礙物的影響，就可以提高汽車滑行阻力的試驗精度[5-6]。

1　試驗過程分析

1.1　試驗條件

1）氣象條件。試驗應在大氣溫度為0～40℃時進行，不應有霧、雨或雹；風速不大于3 m/s；大氣壓力不低于91kPa；相對濕度不大于95%。實際試驗時的溫度為26.9℃，濕度為42.9%，風速為0.5m/s，氣壓為102.2 kPa。

2）道路條件。試驗路面應是清潔、干燥、平直的混凝土或瀝青（或相類似）路面，其縱向坡度不應大于0.1%。

1.2　試驗設備

基于GPS的VBOX III數據采集系統[7]，如圖1所示。它基于新一代的高性能衛星接收器，能夠提供汽車橫縱向加速度、減速度、平均減速度（MFDD）、制動時間，以及滑行、加速等距離的準確測量；外接各種模塊和傳感器，可以采集油耗、溫度、加速度、角速度及角度，以及車輛CAN接口信息等其他許多數據。由于它的體積較小且安裝簡便，其非常適合于汽車綜合測試時使用。由于VBOX本身帶有標準的模擬、數字及CAN總線接口，整個系統的功能可以根據用戶的需要進行擴充。VBOX III完全兼容所有現存的外部功能擴展模塊，包括多功能顯示器模塊、數字信號輸入模塊ADC03、溫度模塊TC8、頻率輸入模塊FIM03及偏航傳感器YAW03。

采集數據后通過對GPS載波信號進行多普勒頻移轉換計算，將數據存儲在Type I閃存卡中。通過閃存讀卡器連接計算機，數據以標準的計算機文件格式進行傳輸。VBOXIII數據輸入/輸出原理，如圖2所示。

圖2　VBOX III數據輸入/輸出原理

1.3　試驗結果及分析

海南熱帶汽車試驗場直線性能路的中段有人行天橋和高大的樹木。天橋和樹木對VBOXIII接收衛星導航信號存在干擾，原理如圖3和圖4所示。

圖4　衛星導航信號受干擾的角度圖

某車型的試驗總質量為1 603 kg，4×2前輪驅動，輪胎型號為205/55 R16 91V。按照GB/T 12534—1990《汽車道路試驗方法通則》[8]和GB 18352.5—2013《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第五階段）》[9]規定，在海南熱帶汽車試驗場直線性能路進行數據采樣。試驗分為高速（130～90，100～60 km/h）滑行試驗和低速（70～30，40～10 km/h）滑行試驗，如圖 5和圖 6所示。在直線性能路上往返滑行。

圖5　滑行試驗高速滑行曲線圖

圖6　滑行試驗低速滑行曲線圖

從圖5和圖6中可以看出，對汽車進行4段滑行試驗的曲線均由于有障礙物的干擾導致接收的衛星導航信號數據出現偏差，偏差出現在打圈標注處。

如果不對受到干擾的數據進行優化處理，結果必然出現誤差，甚至錯誤。用VBOX III中的VBOX Tool進行數據的平滑處理，可以得到優化后的曲線，如圖7所示。

圖7　優化后的130～90 km/h滑行試驗曲線圖

2018年3月基本型乘用車（轎車）銷售匯總表

指標名稱基本型乘用車（轎車）總計國內制造純電動排量≤1 L 1 L＜排量≤1.6 L 1.6 L＜排量≤2.0 L 2.0 L＜排量≤2.5 L 2.5 L＜排量≤3.0 L 3.0 L＜排量≤4.0 L 4.0 L以上本月完成/輛1 026 463 1 020 241 39 551 3 230 728 243 233 913 13 089 2 333 64 0本期止累計/輛2 862 189 2 843 262 77 664 8 124 2 069 059 652 424 30 089 5 947 137 0同期止累計/輛2 839 536 2 819 651 38 861 11 894 2 237 836 495 821 29 322 5 675 142 100比上月增長/%51.62 51.90 103.32 88.01 50.79 47.01 86.08 69.06 137.04 0.00比同期增長/%3.66 3.77 75.99-45.51-4.99 33.98 15.42 7.81 14.29-100.00比同期累計增長/%0.80 0.84 99.85-31.70-7.54 31.58 2.62 4.79-3.52-100.00

從圖7可以看出，曲線優化后，原來被障礙物干擾后產生的數據波動不存在了。其他滑行試驗曲線的處理也一樣可以進行優化，用優化后的曲線進行數據處理和分析得到的結果就會比未處理的曲線精度高，這樣就消除了試驗場障礙物對試驗精度的影響。

2　結論

從VBOX III接收數據后生成的圖像中可以看出障礙物導致的干擾很明顯，運用軟件內置功能可以很好地消除這種干擾。本方法適用于任何由于試驗場障礙物所導致的VBOX III接收衛星導航信號存在的干擾。文中的數據處理方法符合要求，數據處理后得到的汽車行駛阻力試驗結果的可信度和精度高于國家標準。這為以后解決類似的試驗場障礙物對汽車滑行試驗阻力的影響提供了重要的依據和參考。