王朝斌 吴旭 李青林 刘长锁 李勋

摘  要：文中作者依据ISO16234-2006试验方法开展试验并对试验数据進行分析，发现其对变量横摆角速度的处理结果比较离散、一致性程度低，作者结合多年客观测量和主观评价经验，对横摆角速度的变化过程进行分析，增加了横摆角速度响应时间、初始横摆角加速度、航向角的偏离变化等指标，利用并使处理后的指标与数据之间有较高的相关性程度高。

关键词：横摆角速度；横摆角加速度；航向角

中图分类号：U467.5        文献标志码：A     文章编号：1005-2550（2023）06-0059-05

The Study of Evaluation Indicator about Commercial Vehicle Straight-ahead Braking on the Split-Surface

WANG Chao-bin， WU Xu， LI Qin-lin， LIU Chang-suo， LI Xun

（ National Automobile Quality Inspection and Test Center （Xiangyang），

Xiangyang 441004， China）

Abstract： In this paper， the author carries out the test according to the ISO16234-2006 test method and analyzes the test data. It is found that the processing results of the variable yaw rate are relatively discrete and the degree of consistency is low. The author combines years of objective measurement and subjective evaluation experience to analyze the change process of yaw rate. The yaw velocity response time， initial yaw acceleration， deviation change of course angle and other indicators are increased， and the correlation between the processed indicators and the data is high.

Key Words： Yaw Velocity; Yaw Acceleration; Course Angle

引    言

ISO16234-2006《Heavy commercial vehicles and buses —Straight-ahead braking on surfaces with split coefficient of friction — Open-loop test method》是商用车对开路面直线制动的操纵稳定性试验方法，该试验并未转换成国家标准，在中国商用车开发试验中使用的也并不是很多。该项试验是一个开环试验，可以客观量化车辆在对开路面制动时的稳定性。

近期开展相关的试验，但对其采集的数据进行处理时，发现评价指标存在诸多不合理的地方，对此，笔者对采集的数据进行了梳理，并从中提取了更为合理的指标，更好量化重型商用车对开路面制动的稳定性。

1    标准简介

ISO16234-2006试验目的确定在对开直线路面上进行制动动作时，车辆的横摆响应及对纵向加速度的影响。下面对试验方法和评价指标进行介绍。

1.1   试验方法

车辆直线行驶，车辆的X-Z对称面应保证位于高附着系数和低附着系数路面之间的边界上。

驾驶员或机械装置应保持方向盘固定不动， 松开油门踏板并尽快全制动。对于气压制动系统，全制动相当于制动踏板行程的100%，对于液压制动系统，全制动相当于制动踏板力的100%，即不小于500N。

测量期间方向盘位置与初始状态的平均值不得相差不超过±3°。手动变速箱的车辆，试验应在传动系统脱离的情况下进行，可以在传动系接合的情况下进行附加试验。装有自动变速器或自动换档变速箱的车辆，在试验过程中所选择的变速杆位置应保持不变。

1.2   数据有效性

在t1到t2的时间间隔内方向盘固定不动，转角变化量在±3°以内（见图1）；

第一次试验应以30km/h的初速度进行，后续初速度应该以10km/h的逐步增加，直到达到的所期望的最大速度；

测量周期从开始制动（t0）前至少2s开始，并在评估期后至少2s结束；

时间t0到时间tv之间的时间不得超过0.2s。一旦制动踏板达到其最大位置，保持制动踏板位置不变（见图2）：

1.3   评价指标

评估期从开始促动制动踏板后0.5s的时间开始，评估期的持续时间不超过2秒。考虑到车辆的实际横摆情况，可以在适当的情况下使用其他值（见图3）：

评价指标如下：

对至之间的参数数据进行线性拟合如下：

相关系数

相关系数

相关系数

评价指标如下：

1）评估期的平均横摆角加速度：

2）评估期的平均纵向加速度：

3）评估期的平均横摆铰接角速度：

4）t0+1s时的横摆角速度：

2    主要问题点

在评价指标中，主要依据的是对至之间拟合指标进行，其中对是从试验开始的0加0.5s开始，到，根据标准推荐，的时间是开始后2s，或车辆偏出行驶区域的时间。若如图3的曲线所示，是没问题，但在横摆角速度实际测试中，其曲线如图4所示：

图中，0、、d按ISO标准定义，其中蓝色虚线为按标准进行的拟合线，表示平均横摆角加速度，该拟合线的斜率与图3示意完全相反，这可能与技术的发展相关，毕竟该标准制订于2006年，其稳定控制系统还不够太快。总而言之，再用1.3章节中的指标，去评价平均横摆角加速度是不合适的。需要指出的是，1.3章节对于平均纵向加速速度的评价还是合适的，因为速度的变化总体是线性的，没有像横摆角速度有这么大的变化。

表1是某试验车提取一组数据，从表中可以看出，平均横摆角加速度的相关性很差，评价是不合适的，但平均纵向加速度的相关性很高，评价是合适的。

3    评价指标探讨

根据该试验的目的，一是量化车辆的横摆响应，二是量化对纵向加速度的影响。根据第2章的讨论，对平均纵向加速度影响的量化没有问题，下面重点讨论对于横摆角速度怎么进行量化。

3.1   横摆角速度响应过程及思考

车辆在对开路面制动时，位于高附一侧的制动力大于位于低附一侧的制动力，从面产生横摆力矩，车辆开始横摆，当横摆角速度或横摆角加速度达到一定程度时，横摆控制系统（如ESP等）发生作用，横摆角速度减小，通过反复调节，使车辆处于相对稳定状态。

这个过程中，需要思考的变量如下：

·横摆角速度开始响应的时间？即从什么时间开始产生横摆；

·初始横摆角加速度有多大？此数据反映了车辆从稳定的直线行驶状态至非稳定状态的变化过程，初始横摆角加速度越大，则人会越紧张；

·从初始到最大横摆角速度之间的平均横摆角速度有多大？这个是平均值，量化了整个横摆角加速度的大小；

·从初始制动到1s时的横摆角速度有多大？这个是人的一个通常反应，从制动到1s时的状态；

·从制动开始，至观察器结束，最大横摆角速度是多少？这个反映了制动过程中，车辆极限运动情况；

·从制动开始，至观察器结束，平均横摆角速度是多少？这个反映了制动过程中，平均横摆角速度的水平；

·从制动开始，至观察器结束，车辆偏离直线行驶方向的角度是多少？这个反应了车辆在制动时，车辆相对原直线行驶方向的变化。

3.2   评价指标的提取

针对图4的数据，做了以下数据处理，见图6。

0的起始点没有改变；

不再是0后加0.5s时刻，而是横摆角速度初始平均线与横摆角速度初始拟合线的交点，因此e又是横摆角速度响应的起始点；

横摆角速度初始拟合线的斜率即使初始横摆角加速度值；

d不用观察期的时间点（即+2s），而用在观察期横摆角速度最大值时刻，-d之间的斜率就表示了横摆角速度从开始至最大值的平均横摆角加速度；

从制动0开始，至观察期结束（即+2s），横摆角速度的最大值和平均值即代表了横摆角速度度在观察期内的统计值；

对横摆角速度进行积分（见图7），就可以计算出车辆相对直线位置的偏离程度，可以对就求-（e+2s）之间的斜率，代表平均横摆角速度（与观察期内平均横摆角速度不同，但强相关），0+1s时的偏离角度，0-（e+2s）时的偏离角度，及它们之间的相对变化量等。

处理完的数据见表2：

从表2可以看出，评价方法优化后的数据，其拟合相关性都非常高，数据更加客观、可信。

参照ISO16234的处理要求，对上面数据进行平均后，部分绘图如下：

4    结论与建议

4.1   结论

本文对ISO16234-2006的評价指标进行了分析，对其以横摆角速度信号为基础的评价参数进行了优化，优化后的评价方法：

（1）重新设置d时刻，使数据的拟合相关度更高，评价指标更加可靠，通过观察期内的统计分析，更客观反映横摆角速度的变化水平

（2）评价指标中增加了横摆角速度的响应时间、初始横摆角加速度，更能反映汽车的横摆运动特性。

评价指标中，增加了航向角变量的评价，评价汽车与初始行驶方向的偏离程度，从车辆运动的状态上客观评价车辆。

4.2   建议

本文所有试验数据都是ISO 16234-2006试验方法基础上获取的，数据处理，都是经过作者程序实现的，处理客观，无人为因素的影响，有利于对汽车对开路面试验不同车辆之间的比较更加客观。建议在今后该标准修订或各汽车企业在制订各自企业标准时能采用该指标，并通过编程语言实现数据自动化处理。

参考文献：

[1]ISO16234-2006， Heavy commercial vehicles and buses —Straight-ahead braking on surfaces with split coefficient of friction — Open-loop test method.

[2]ISO 15037-2：2002， Road vehicles — Vehicle dynamics test methods — Part 2： General conditions for heavy vehicles and buses.

专家推荐语

郭  虎

东风商用车技术中心

智能网联部技术总师  研究员级高级工程师

本文对ISO16234-2006商用车对开路面直线制动的操纵稳定性试验方法的评价指标进行了研究，发现其对变量横摆角速度的处理结果比较离散、一致性程度低，本文结合实际车辆的测试数据对其评价参数进行了优化，使评价指标与车辆实际性能相关性程度更高，对商用车操稳评价有一定的借鉴意义。