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简述正弦迟滞试验

2020-01-27 19:59:40·  来源：IND4汽车人  作者：寒星1999  
　
随着技术的进步，生产成本的摊销，ESP(ESC,VDA,VDC.)这个以前只有豪华车上才配置的车辆被动安全装置，现在即使低端车也趋于标配了。现在几乎所有以前生产过ABS
随着技术的进步，生产成本的摊销，ESP(ESC,VDA,VDC….)这个以前只有豪华车上才配置的车辆被动安全装置，现在即使低端车也趋于标配了。
现在几乎所有以前生产过ABS 模块的供应商都具备生产ESP 模块的能力，因为ABS/ESP模块做对比，差异并不太大。关于ESC 的具体工作原理，纠偏的策略，详情可参考相关课程。
乘用车制动系统开发系列课程第七讲--制动控制单元
 
现在各个主机厂，供应商都有自己的相关标准，法规来考核ESP的纠偏能力，但如果车辆要通过国家法规，或者出口国外，那必须得有一个国际通行且大家都承认的法规来考核这项功能。而这项试验就是今天我们要讨论的ESP 考核试验---正弦迟滞试验。
 
什么是正弦迟滞
 
通俗一点讲，正弦迟滞试验很像我们之前文章中提到过的一个‘麋鹿试验’或者叫双移线试验
但正弦迟滞试验和‘麋鹿试验’相比较又有很大不同。
 
第一：麋鹿试验追求最大通过车速，而正弦迟滞的车速是恒定的。
第二：麋鹿试验是驾驶员控制车辆转向，而正弦迟滞试验则是转向机器人操纵方向盘。
 
转向机器人
第三：麋鹿试验只追求车辆通过而不碰锥桶即可，而正弦迟滞则有严格的横摆及侧向位移客观值的要求。
 
麋鹿试验
正弦迟滞具体试验方法
 
正弦迟滞试验内容繁多，光准备工作，包括场地、车辆都需要很大的工作量，在这么短的篇幅内不可能讲述完全。我们直奔主题，捡重点来讲。在文章末尾，会给出相关的标准法规号，有兴趣的读者可以检索相关法规来查看。
现在我们假定车辆一切准备工作包括车辆磨胎试验都就绪了，首先需要做一个慢增量转向试验。
 
具体试验方法是：车辆稳定在80±2KPH,以13.5°/s的角速度向一个方向打方向盘，直到车辆达到0.5g的侧向加速度，有点类似ESP标定中的‘蜗牛试验’。
 
反复三次试验以确认，换一个方向再一组（三次），最终我们获取六组（三左三右）方向盘转角与侧向加速度的曲线。除非车辆转向机构设计鲁棒性太差。一般情况左右都呈很好的对称性，每组之间都呈很好的一致性。
 
我们取3.0m/S2侧向加速度时的方向盘转角值作为一个基准参考，比如A，因为不同车辆设计上的差异，所以每一台需要做该试验的车辆，都需要通过这个慢增量试验来确定这个A值。
 
在获得A值之后，我们就可以开始正弦迟滞试验了。车辆依旧保持80±2KPH高档位状态，以1.5A开始（1.5倍的转角A）以0.7HZ频率，速度完成一次方向盘的正弦输入，其中在第二个峰值位置停留500毫秒，如下图所示。
这只是一次试验，相同的试验还要进行多次直到达到6.5A的方向盘角度，每次方向盘的转角增加0.5A，而车速和方向盘转角频率始终保持恒定。如果6.5A计算出的总角度大于了300°就取300°.所以最终试验后会得到一组的方向盘输入曲线。
在0.7HZ也就是1/0.7秒内完成打正负300°方向盘转角，车辆的侧倾将会非常剧烈，所以具有一定的危险性。所以车辆必须安装内防滚架。
对于稳定系数较低的SUV/MPV/Pick UP 车辆，在进行该试验时还必须安装外防滚架。

我们来讨论一下正弦迟滞试验后的结果判定。
一 关键点
正弦迟滞对于车辆的车辆性能的考核，核心就是对横摆响应的判断，横摆不能太大，因为容易翻车。横摆也不能太小，太小也就意味着避障能力的丧失。具体内容我们后面详述，在讨论之前，我们先了解几个试验中的名词
1） BOS（Beginning Of Steer）：方向盘操作起始点。
2） COS (Completion Of Steer )：方向盘操作终止点。
二  横摆判断
试验过程中设备自动记录车辆的横摆，如下图所示，上曲线为方向盘转角，而下曲线则是车辆的横摆（Yaw Rate）
首先横摆不能太大，所以这里有两个特征点的判断
1） COS +1S位置，也就是方向盘结束后1秒的时间点。Yaw rate不大于第二峰值的35%，如下图所示。这一项考核的是车辆的横摆增益梯度，不可以太大。
2) COS+1.75S 位置的Yaw rate 不大于第二峰值的20%，如下图所示,这一项考核的是车辆横摆后收敛速度要足够快，体现了车辆从失控状态回复到受控状态的能力。
如果单纯考核这两项，那太容易‘投机取巧’了。比如，我们将轮胎的附着系数降低，这样车辆对方向盘的响应很慢，横摆自然就小了。其结果就是:
这有点类似于在冰雪路面上开车,遇到紧急情况。你急打方向，但车辆并不听你的话….
为了堵住这个漏洞，所以有了第三个考核指标，侧向位移。
3) COS+1.07S 时的侧向位移大于1.83m(质量小于3500kg车辆，如果大于3500kg 侧向位移要求1.52m).如下图所示，从图上看两次试验均满足标准
在试验中为了方便对比，通常会将前两项中的COS+1S 以及COS+1.75S时刻的Yaw Rate 读取出来与Second Peak时刻的Yaw Rate做直观对比。如下图所示，从图上来看，试验2（绿线）合格，而试验1（红线）不合格。
这三项考核指标，实际上就将车辆的横摆表现限定在了一个带状区域。不能太大，也不可过小。对于不适用外防滚架的轿车，全部满足这三条就算合格。而对于我们上一篇中我们说过的稳定系数较低的车辆，如SUV,皮卡等车辆，使用外防滚架的情况，除过满足上面三条之外，还有一条，就是外防滚架不可触地，如果触地则是一票否决。
三  各国法规
由于这一项试验是对ESC 系统考核的基本通行规，所以各国的法规虽然名称不同，但核心内容是相同的。
欧盟 的ECE R140\北美FMVSS126 以及我国的GB/T30677,还有比如澳大利亚 ADR-88,印度的AIS-133

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