浅谈麋鹿测试结果及提升方向

怀自力

浅谈麋鹿测试结果及提升方向

怀自力

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230022）

文章以乘用车开发过程中的麋鹿试验为研究对象，首先选取了市场同级别的几台车辆开展验证测试。解读了测试注意事项和麋鹿测试的结果。通过对车辆性能的感知和分析，梳理了对试验结果影响较大的几大因素，然后从车辆动力学的理论角度概述了影响的原因，最后给出了提升建议。文章从设计开发前期的角度入手系统解读了麋鹿测试，为改善该性能提供了开发思路。

麋鹿测试；试验方法；影响因素；提升措施

引言

随着汽车速度和智能化水平的不断提升，如何在高速行驶的过程中能快速地躲避突然出现的障碍物越来越受到国内同行的重视，特别在国外部分乡村高速不限速且麋鹿较多，此类高速突然出现的避障失误的交通失误也频繁发生，因此在汽车设计前期如何针对性地提升麋鹿避障通过速度显得格外重要，根据笔者在网上查找的数据表明：（1）通过速度一般在60 km/h～90 km/h，大部分通过速度都在70 km/h以上；（2）本文只研究了乘用车的通过速度，轿车的质心和姿态均低于SUV，因此通过速度普遍优于SUV[1]。麋鹿测试结果虽然只是操纵稳定性能的一个方面，但通过速度较高的测试结果至少能表明该车辆的主动安全性较为优秀。

1 麋鹿试验介绍

1.1 试验方法

“麋鹿测试”是国内外衡量车辆安全性的重要标准。这个测试的名称来源于一种分布于北欧的斯堪的纳维亚半岛和北美大部分地区的麋鹿，它们经常会在车辆前出其不意地跳出来，与高速行驶的车辆相撞，造成严重的交通事故。“麋鹿测试”中要检验的就是车辆在高速行驶状态下做出S转向躲避障碍的能力。目前行业常用麋鹿测试采用的是ISO3888— 2，路线见下图1所示，方法是车辆设计载荷状态下保持恒定速度进入测试桩区，当车头到达第一个桩时迅速放开油门踏板，在不踩刹车和油门的情况下进行高速闪避。从低速到高速反复进行，记录达到失控状况下入道时的vbox显示速度为评价指标，同时再进行两次验证，确定失控车速数值的可靠性。

图1 麋鹿测试摆桩及路线示意

1.2 行业现状

随着客户对车辆安全性预期的不断提升，特别是最近几年各大传统造车企业对麋鹿测试的结果格外重视，宣传重点也纷纷向此倾斜，为了了解行业目前的状况和水平，从网上查找相关车型数据，统计如下表1（数据来源于网络，仅供参考）。

表1 麋鹿测试通过速度汇总 单位：km/h

车型及配置通过速度车型及配置通过速度 CS75plus67.3Q5 (40TF)76 H669.7瑞虎7 (1.5T)76.6 博越pro69.6RAV4 (2.0L)75 UNI−T (1.5T)72.1本田CRV (1.5T)70 探岳(2.0T)75东南DX770 捷达VS5 (1.4T)65.5星瑞(2.0T)73 捷达VS775传祺GS4 (1.5T)72 探岳X (380四)70.1传祺GS4PLUS (2.0T)77 星越L79领克06 (1.5T)70 瑞虎8 (1.6T)71缤越(1.5T)72 荣威RX578福特探险者(285四)63 Q3 (35TF)68

1.3 试验开展

按照试验要求，在操稳广场开展封闭试验，邀请专业技术人员开展麋鹿测试，针对开发车型及目前市场同级别车型分别调整桩距开展试验。试验时间为夏季午后一点左右，场地为标准操稳广场，试验车辆带驾驶员乘坐三人，状态满足试验要求均配置安全装备，分别安装陀螺仪记录车速，副驾负责记录车辆入桩时刻显示的速度为麋鹿测试（通过速度，单位为km/h）结果，试验过程中不踩制动和加速踏板。

四位驾驶员分别对每台车开展试验，结果偏差在0.5 km/h范围内则试验结束，排除驾驶人员的影响。本次试验结果仅代表个人观点故隐藏车辆信息，结果如见表2。

表2 麋鹿测试通过速度 单位：km/h

车辆序号结果（ESC开）结果（ESC关）离开测试区域桩速度网上结果 165623873.3 264643967.3 365613772.1 467643375 563633869.7 6626239 7646239

试验表明：（1）车辆麋鹿测试过程中姿态和车身状态均较稳定，未出现失控和轮胎侧翻离地的不安全现象；（2）测试成绩较好的车辆1、3、4和7ESC均已经开始工作，特别是车辆4介入得比较早和明显，这对结果具有较大改善。车辆2、5和6ESC还未介入，反复尝试转向的速度和角度均未介入，后来将ESC关闭状态下测试车辆2、5和6结果未变化，也证明了结论的准确性。（3）离开桩时刻的通过速度某种程度上表明了相同距离断车辆速度的衰退情况，结果也表明了ESC介入对车辆4通过速度的改善作用。（4）测试的车型整车尺寸基本相同，通过速度差距不大，但受试验环境的差异，故数据和网上存在一定的差距，笔者认为差距的主要原因是试验方法不统一、摆桩距离不规范、车速表和实际速度每个厂家控制标准不同、ESC介入时机和能力的影响、场地和试验人员水平等，但是笔者仅从设计开发入手，从车辆动力学理论出发进行浅析说明。

2 影响因素分析

2.1 影响因素

（1）制动ESC介入时机。麋鹿测试是对车辆主动安全性的考察，若车辆入道后ESC介入较快，当车辆在麋鹿测试过程中出现不稳定的趋势时，ESC会根据四个车轮的轮速信号快速降低车辆速度，保证车辆具有足够的时间安全过渡到后面车道，表2中自主开展实验结果较好的ESC均介入得比较早。

（2）试验场路面附着系数。车辆的抓地能力对麋鹿测试结果影响很大，若地面附着系数较小，即使发动机提供的驱动力很大，但是受试验场路面影响无法充分发挥汽车的驱动力则容易出现车辆打滑甩尾。

（3）轮胎抓地能力。在路面附着系数足够大时，可以提高轮胎的侧向抓地能力，提高变道通过能力[2]。

（4）悬架支撑性[3]。车辆快速变道时，支撑性强的悬架可以保证整车姿态不发生较大变化，载荷转移也较小，轮胎的侧偏刚度不会因为载荷转移发生较大变化，可保证车辆侧向力的充分发挥。

（5）转向响应快速精准。由于测试时间较短，因此快速、精准的转向响应会提高实验结果。

（6）驾驶员操作水平。麋鹿实验结果和驾驶员实操水平关系很大。驾驶员操作熟练、掌握技巧、经常练习对实验结果也有一定的影响。

2.2 原因分析

针对以上影响因素，总结原因如下：

（1）轮胎附着特性。

如下图3所示，以195/65 R15轮胎为例，附着率是滑移率的函数，在达到最大附着性能前，附着率基本和速度没有关系，当存在一定的滑移时，附着率才达到最大值，因此只有当车轮发生12%左右的滑移时，才能将由地面传递给车轮的纵向和横向运动效率发挥到最大[4]。但当滑移路率超0.3以后附着性能会发生较大的下降，此时车辆容易失控侧滑出去。

图3 附着率和滑移率的关系曲线

（2）轮胎附着特性。

车辆的横向抓地力由方向介入开始慢慢变大，是有一个过程的。因此为了迅速获得趋近极限的最大抓地力，就需要借助由前后轴转向过程中发生的载荷转移现象，时刻使得转向轮保持最佳抓地力。不过由于轮胎所能提供的附着条件如下图4摩擦圆所示，轮胎提供的纵向和侧向力合力只能在圆内，因此需要根据车辆的滑移和载荷转移情况，合理匹配好提供给车轮向前所必需的纵向力的同时，提高侧向力。

（3）载荷转移轮胎侧偏刚度。

由轮胎的侧偏特性可知，未发生载荷转移时候的侧偏刚度为K1，当发生左右轮载荷转移后，侧偏刚度分别为K2和K3，其平均值小于K1，且载荷转移越大，该轴的等效平均侧偏刚度就越小，此时相同的侧偏角度提供的侧向力就会小，则侧向的抓地能力明显会降低[5]，因此尽量降低载荷转移引起的侧偏变化。

图4 轮胎摩擦圆示意图

3 提升方向

综合以上分析，后期可在以下方面进行提升：

（1）ESC调校过程中需要重新均衡介入时机，可调整介入策略开展试验验证。

（2）场地的附着系数影响较大，可选择在地面附着系数较大的试验场开展实验。

（3）轮胎设计过程中需要提升抓地能力，提高侧向抓地变道性能。

（4）悬架设计过程中，尽量设计偏支撑性强悬架方案，可降低载荷转移引起的侧偏刚度降低。

（5）转向系统可以在设计初期加大线角传动比，可以在相同的方向盘转角和速度的前提下，加大车轮的转向侧偏角提升转向响应。

（6）二次转向降低载荷转移趋势，当感觉到车轮发生较大的侧倾和载荷转移时，可通过快速反打方向盘降低载荷转移的趋势，然后快速重新输入转向需求。

4 结束语

针对乘用车麋鹿测试通过速度的问题，通过试验对比验证，最终分析了主要影响因素是ESC介入速度、轮胎抓地能力、悬架支撑性能、转向响应速度等，并对上述影响因素从理论分析的角度给出一定的阐述，最后给出了一些针对性的设计提升思路，可以为后续车型的开发提供借鉴意义：（1）合理利用轮胎的摩擦圆特性和附着特性；（2）尽可能降低车辆的载荷转移现象。

[1] 郭孔辉.汽车操纵动力学[M].第1版.长春: 吉林科学技术出版社,1991.

[2] 王霄锋.汽车悬架和转向系统设计[M].第1版.北京: 清华大学出版社, 2015.

[3] 王光飞,王浩.基于平台化开发的悬架动力学分析[J].汽车实用技术,2018(15):47-49.

[4] 阚萍,石琴,祝安定.基于ADAMS的双横臂式前悬架K&C特性的仿真分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2012,35(06): 732-735.

[5] 丁海涛.轮胎附着极限下汽车稳定性控制的仿真研究[D].长春:吉林大学,2003.

Interpretation and Improvement of Moose Test

HUAI Zili

( Technology Center, Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230022 )

Taking the moose test in the development process of passenger cars as the research object, firstly, several vehicles of the same level in the market were selected to carry out the verification test. Interpreted the test precautions and the results of the moose test. Through the perception and analysis of vehicle performance, several major factors that have a greater impact on the test results are sorted out, and then the reasons for the impact are summarized from the perspective of vehicle dynamics, and finally, suggestions for improvement are given. This article interprets the moose test system from the perspective of the early stages of design and development, and provides development ideas for improving the perfor- mance.

Elk test; Test method; Influencing factors; Improvement measures

U467

A

1671-7988(2021)24-90-04

U467

A

1671-7988(2021)24-90-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.024.020

怀自力，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。