虚拟仪器在汽车滑行试验的应用研究

张更娥，蒋正忠，陆海

（1.南宁学院，广西 南宁 530200；2. 广西柳工机械股份有限公司，广西 柳州 545007）

虚拟仪器在汽车滑行试验的应用研究

张更娥1，蒋正忠2，陆海1

（1.南宁学院，广西 南宁 530200；2. 广西柳工机械股份有限公司，广西 柳州 545007）

汽车滑行试验是进行汽车相关性能试验的前提试验，试验数据的精确与否直接影响到车辆相关性能的评价，为了对滑行试验数据进行精确的记录并存储，本文将虚拟仪器应用到试验当中，设计一套试验测试系统，该系统具有简单、有效、易于操作和实施的特点。

滑行试验；虚拟仪器 ；测试系统

CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)01-53-03

前言

随着汽车保有量的上升，汽车的安全性、动力性、经济性、环保性越来越受到人们的关注，在汽车的行驶过程中，汽车所受到的滚动阻力Ff、惯性阻力Fi、空气阻力Fw、坡道阻力Fj对于汽车整车性能的影响至关重要，所以我国国家标准规定必须对车辆进行汽车滑行试验，并制订了G B /T 1253 6一90汽车滑行试验方法，在用汽车按照国标进行相关试验，根据测量数据，经过运算处理得出车辆的空气阻力系数、滚动阻力系数等相关目标系数，来进行汽车产品开发及国标规定的其他试验检测。为了精确检测相关的试验参数，本文分析了国标关于滑行试验的相关要求，利用虚拟仪器设计了一套测试系统，可以快速、精确的检测车辆的行驶速度及滑行距离，并进行相关的非线性二次方程拟合，得出车辆的目标系数，降低试验成本，提高试验精度。

1、滑行试验方法分析

1.1 试验条件

G B /T 1253 6一90汽车滑行试验方法规定，试验车辆的装载质量、轮胎气压、燃料、润滑油、制动液均应符合该车的技术条件要求或现行国家标准的规定。试验应在无雨、无雾且风速不大于3m/s的气候条件下进行，试验过程中应关闭门窗。

1.2 试验方法

试验所选用路段长约1000m，当汽车进入滑行区段时，车速应大于50km/h，驾驶员空挡滑行，使车辆减速滑行，用五轮仪记录数据，直至车辆完全停止，试验应至少往返各滑行一次。

1.3 数据校正方法

按公式1计算出，v0=50km/h的滑行距离。

式中：a——计算系数，1/s2;

s——初速度为50km/h时的滑行距离，m ；

b—常数，m/ s2(b=0.2；当车重≦40000N且滑行距离≦600m时，b=0.3)。

2、虚拟仪器在道路滑行试验的应用

虚拟仪器应用在道路滑行试验中，使试验设备具有高度的系统性、集成性、模块性及灵活性，在道路滑行试验中，利用虚拟仪器设计了一套测试系统，主要由传感器、计算机、数据采集卡及一些辅助设备构成。传感器负责采集车速信号，以电压的形式传递给数据采集卡，经数据采集卡进行滤波、放大后输送给测试系统，测试系统对其进行整理、运算、处理、输出，并以EXCEL的形式存储，可直接进行二次回归方程的拟合，得出相应的车辆目标系数。系统工作流程见图1。

2.1 DRS-3多普勒雷达测速传感器

DRS-3 多普勒雷达测速传感器，能精确测量各种车辆的滑行距离和运动速度，与参数设置见表1所示。五轮仪相比，DRS-3多普勒雷达测速传感器的测试精度更高。

表1 DRS-3 多普勒雷达测速传感器参数设置

2.2 NI USB-6216 DAQ数据采集卡

NI USB-6216数据采集卡为NI-USB M系列多功能数据采集(DAQ)模块，具体的参数见表3-1，结构见图3-4所示。能精确的向ECU输送采集到的数据。

表2 数据采集卡参数

2.3 测试系统软件设计

该测试系统的设计包括前面板及程序框图的设计，前面板主要用来显示各种波形、数据，安放各种功能控制按钮。

如图4所示。

程序框图包括参数初始化模块、数据采集及存储模块、显示模块等各种程序模块。

（1）参数初始化模块

参数初始化模块，是用来对相关的参数进行初始化设置的，包括斜率、截距、开始测量的时速、停止测量标志、允许输入及输出的最大最小电压值、时速和路程测量通道的设置、速度采集间隔等，参数初始化设置直接影响到后续测量结果的精确度。

（2）数据采集及存储模块 脉冲读取、行驶路程转换及数据存储模块

该模块主要是通过数据采集卡对相关的物理参数进行脉冲读取，并利用相关的VI子程序对采集道德数据进行运算及处理，以表格的形式进行存储，用户在试验完成后，利用EXCEL表格的二次回归方程拟合功能对相关的数据进行拟合，得出车辆目标系数。

（3）显示模块

显示模块的作用是把车辆的实时车速及实测滑行距离以数字及波形的形式显示在前面板上，使用户可以随时观察车辆的运行状态，及时判断试验数据是否适用。

3、试验结果分析

做好相关试验准备，按照G B /T 1253 6一90进行滑行试验，按公式1、式2将试验数据进行计算、处理，记录入表3中。

表3 试验数据

利用matlab软件或者直接利用EXCEL表格的非线性二次回归方程拟合功能，拟合出关于速度和加速度的二次回归方程，得出车辆道路阻力系数A=7.40,B=0,C=0.05020。

4、结论

将虚拟仪器应用在汽车滑行试验中，可以提高试验的测试精度，满足国家相关试验标准，适应于各种车型，实现滑行试验数据的记录并存储。

[1] G B /T 1253 6一90汽车滑行试验方法.

[2] 韩宗奇. 用滑行试验法测定汽车空气阻力系数研究.汽车技术，2001（5）.

[3] DRS-3 多普勒雷达测速传感器说明书.

[4] 吴倩.一种新型汽车综合道路试验系统.中国科技信息,2014 (2).

[5] National Instrument Corporation. DAQ Quick Start Guide[M]. July2004 Edition.

[6] 赵相君,等. 汽车滑行试验及阻力系数测定.汽车实用技术, 2013(3).

The Application of Virtual Instrument in Automobile Coasting Test Research

Zhang Genge1, Ju Chengwei2, Lu Hai1
(1.Nanning University, Guangxi Nanning 530200；2. Guangxi liugong machinery Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545007)

Automobile coasting test is the premise of automobile performance test，test data of accurate or not will directly affect the vehicle performance evaluation. In order to record test data and storage, In this paper, the virtual instrument will applicate to test, design a set of test system, the system has the characteristics of simple and effective is easy to operation and implementation.

Sliding Test; Virtual Instrument; Test System

U467.1

A

1671-7988(2015)01-53-03

张更娥，讲师，就职于南宁学院，研究方向汽车运用技术。

南宁学院科研项目。