汽车道路滑行试验中的精度控制

吕吉彻 孙忠旭

（一汽轿车股份有限公司）

为了提高能源利用效率、创造节约型社会[1]，人们对汽车燃油经济性和动力性的要求不断提高。通过在试验场进行滑行试验，可以测量出汽车在道路上的等速行驶阻力[2]，进而就可以对汽车的燃油经济性、动力性或污染物排放进行仿真计算或使用底盘测功机进行测试[3-4]。因此滑行试验测量行驶阻力时的精度控制就显得尤为重要。文章通过在海南热带汽车试验场对某型车进行滑行试验，分析滑行阻力试验数据，得出试验场障碍物对仪器接收卫星导航信号存在干扰。在处理数据时消除这些障碍物的影响，就可以提高汽车滑行阻力的试验精度[5-6]。

1　试验过程分析

1.1　试验条件

1）气象条件。试验应在大气温度为0～40℃时进行，不应有雾、雨或雹；风速不大于3 m/s；大气压力不低于91kPa；相对湿度不大于95%。实际试验时的温度为26.9℃，湿度为42.9%，风速为0.5m/s，气压为102.2 kPa。

2）道路条件。试验路面应是清洁、干燥、平直的混凝土或沥青（或相类似）路面，其纵向坡度不应大于0.1%。

1.2　试验设备

基于GPS的VBOX III数据采集系统[7]，如图1所示。它基于新一代的高性能卫星接收器，能够提供汽车横纵向加速度、减速度、平均减速度（MFDD）、制动时间，以及滑行、加速等距离的准确测量；外接各种模块和传感器，可以采集油耗、温度、加速度、角速度及角度，以及车辆CAN接口信息等其他许多数据。由于它的体积较小且安装简便，其非常适合于汽车综合测试时使用。由于VBOX本身带有标准的模拟、数字及CAN总线接口，整个系统的功能可以根据用户的需要进行扩充。VBOX III完全兼容所有现存的外部功能扩展模块，包括多功能显示器模块、数字信号输入模块ADC03、温度模块TC8、频率输入模块FIM03及偏航传感器YAW03。

采集数据后通过对GPS载波信号进行多普勒频移转换计算，将数据存储在Type I闪存卡中。通过闪存读卡器连接计算机，数据以标准的计算机文件格式进行传输。VBOXIII数据输入/输出原理，如图2所示。

图2　VBOX III数据输入/输出原理

1.3　试验结果及分析

海南热带汽车试验场直线性能路的中段有人行天桥和高大的树木。天桥和树木对VBOXIII接收卫星导航信号存在干扰，原理如图3和图4所示。

图4　卫星导航信号受干扰的角度图

某车型的试验总质量为1 603 kg，4×2前轮驱动，轮胎型号为205/55 R16 91V。按照GB/T 12534—1990《汽车道路试验方法通则》[8]和GB 18352.5—2013《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）》[9]规定，在海南热带汽车试验场直线性能路进行数据采样。试验分为高速（130～90，100～60 km/h）滑行试验和低速（70～30，40～10 km/h）滑行试验，如图 5和图 6所示。在直线性能路上往返滑行。

图5　滑行试验高速滑行曲线图

图6　滑行试验低速滑行曲线图

从图5和图6中可以看出，对汽车进行4段滑行试验的曲线均由于有障碍物的干扰导致接收的卫星导航信号数据出现偏差，偏差出现在打圈标注处。

如果不对受到干扰的数据进行优化处理，结果必然出现误差，甚至错误。用VBOX III中的VBOX Tool进行数据的平滑处理，可以得到优化后的曲线，如图7所示。

图7　优化后的130～90 km/h滑行试验曲线图

2018年3月基本型乘用车（轿车）销售汇总表

指标名称基本型乘用车（轿车）总计国内制造纯电动排量≤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/辆1 026 463 1 020 241 39 551 3 230 728 243 233 913 13 089 2 333 64 0本期止累计/辆2 862 189 2 843 262 77 664 8 124 2 069 059 652 424 30 089 5 947 137 0同期止累计/辆2 839 536 2 819 651 38 861 11 894 2 237 836 495 821 29 322 5 675 142 100比上月增长/%51.62 51.90 103.32 88.01 50.79 47.01 86.08 69.06 137.04 0.00比同期增长/%3.66 3.77 75.99-45.51-4.99 33.98 15.42 7.81 14.29-100.00比同期累计增长/%0.80 0.84 99.85-31.70-7.54 31.58 2.62 4.79-3.52-100.00

从图7可以看出，曲线优化后，原来被障碍物干扰后产生的数据波动不存在了。其他滑行试验曲线的处理也一样可以进行优化，用优化后的曲线进行数据处理和分析得到的结果就会比未处理的曲线精度高，这样就消除了试验场障碍物对试验精度的影响。

2　结论

从VBOX III接收数据后生成的图像中可以看出障碍物导致的干扰很明显，运用软件内置功能可以很好地消除这种干扰。本方法适用于任何由于试验场障碍物所导致的VBOX III接收卫星导航信号存在的干扰。文中的数据处理方法符合要求，数据处理后得到的汽车行驶阻力试验结果的可信度和精度高于国家标准。这为以后解决类似的试验场障碍物对汽车滑行试验阻力的影响提供了重要的依据和参考。