虛擬儀器在汽車滑行試驗的應用研究

張更娥，蔣正忠，陸海

（1.南寧學院，廣西 南寧 530200；2. 廣西柳工機械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

虛擬儀器在汽車滑行試驗的應用研究

張更娥1，蔣正忠2，陸海1

（1.南寧學院，廣西 南寧 530200；2. 廣西柳工機械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

汽車滑行試驗是進行汽車相關性能試驗的前提試驗，試驗數據的精確與否直接影響到車輛相關性能的評價，為了對滑行試驗數據進行精確的記錄并存儲，本文將虛擬儀器應用到試驗當中，設計一套試驗測試系統，該系統具有簡單、有效、易于操作和實施的特點。

滑行試驗；虛擬儀器 ；測試系統

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

前言

隨著汽車保有量的上升，汽車的安全性、動力性、經濟性、環保性越來越受到人們的關注，在汽車的行駛過程中，汽車所受到的滾動阻力Ff、慣性阻力Fi、空氣阻力Fw、坡道阻力Fj對于汽車整車性能的影響至關重要，所以我國國家標準規定必須對車輛進行汽車滑行試驗，并制訂了G B /T 1253 6一90汽車滑行試驗方法，在用汽車按照國標進行相關試驗，根據測量數據，經過運算處理得出車輛的空氣阻力系數、滾動阻力系數等相關目標系數，來進行汽車產品開發及國標規定的其他試驗檢測。為了精確檢測相關的試驗參數，本文分析了國標關于滑行試驗的相關要求，利用虛擬儀器設計了一套測試系統，可以快速、精確的檢測車輛的行駛速度及滑行距離，并進行相關的非線性二次方程擬合，得出車輛的目標系數，降低試驗成本，提高試驗精度。

1、滑行試驗方法分析

1.1 試驗條件

G B /T 1253 6一90汽車滑行試驗方法規定，試驗車輛的裝載質量、輪胎氣壓、燃料、潤滑油、制動液均應符合該車的技術條件要求或現行國家標準的規定。試驗應在無雨、無霧且風速不大于3m/s的氣候條件下進行，試驗過程中應關閉門窗。

1.2 試驗方法

試驗所選用路段長約1000m，當汽車進入滑行區段時，車速應大于50km/h，駕駛員空擋滑行，使車輛減速滑行，用五輪儀記錄數據，直至車輛完全停止，試驗應至少往返各滑行一次。

1.3 數據校正方法

按公式1計算出，v0=50km/h的滑行距離。

式中：a——計算系數，1/s2;

s——初速度為50km/h時的滑行距離，m ；

b—常數，m/ s2(b=0.2；當車重≦40000N且滑行距離≦600m時，b=0.3)。

2、虛擬儀器在道路滑行試驗的應用

虛擬儀器應用在道路滑行試驗中，使試驗設備具有高度的系統性、集成性、模塊性及靈活性，在道路滑行試驗中，利用虛擬儀器設計了一套測試系統，主要由傳感器、計算機、數據采集卡及一些輔助設備構成。傳感器負責采集車速信號，以電壓的形式傳遞給數據采集卡，經數據采集卡進行濾波、放大后輸送給測試系統，測試系統對其進行整理、運算、處理、輸出，并以EXCEL的形式存儲，可直接進行二次回歸方程的擬合，得出相應的車輛目標系數。系統工作流程見圖1。

2.1 DRS-3多普勒雷達測速傳感器

DRS-3 多普勒雷達測速傳感器，能精確測量各種車輛的滑行距離和運動速度，與參數設置見表1所示。五輪儀相比，DRS-3多普勒雷達測速傳感器的測試精度更高。

表1 DRS-3 多普勒雷達測速傳感器參數設置

2.2 NI USB-6216 DAQ數據采集卡

NI USB-6216數據采集卡為NI-USB M系列多功能數據采集(DAQ)模塊，具體的參數見表3-1，結構見圖3-4所示。能精確的向ECU輸送采集到的數據。

表2 數據采集卡參數

2.3 測試系統軟件設計

該測試系統的設計包括前面板及程序框圖的設計，前面板主要用來顯示各種波形、數據，安放各種功能控制按鈕。

如圖4所示。

程序框圖包括參數初始化模塊、數據采集及存儲模塊、顯示模塊等各種程序模塊。

（1）參數初始化模塊

參數初始化模塊，是用來對相關的參數進行初始化設置的，包括斜率、截距、開始測量的時速、停止測量標志、允許輸入及輸出的最大最小電壓值、時速和路程測量通道的設置、速度采集間隔等，參數初始化設置直接影響到后續測量結果的精確度。

（2）數據采集及存儲模塊 脈沖讀取、行駛路程轉換及數據存儲模塊

該模塊主要是通過數據采集卡對相關的物理參數進行脈沖讀取，并利用相關的VI子程序對采集道德數據進行運算及處理，以表格的形式進行存儲，用戶在試驗完成后，利用EXCEL表格的二次回歸方程擬合功能對相關的數據進行擬合，得出車輛目標系數。

（3）顯示模塊

顯示模塊的作用是把車輛的實時車速及實測滑行距離以數字及波形的形式顯示在前面板上，使用戶可以隨時觀察車輛的運行狀態，及時判斷試驗數據是否適用。

3、試驗結果分析

做好相關試驗準備，按照G B /T 1253 6一90進行滑行試驗，按公式1、式2將試驗數據進行計算、處理，記錄入表3中。

表3 試驗數據

利用matlab軟件或者直接利用EXCEL表格的非線性二次回歸方程擬合功能，擬合出關于速度和加速度的二次回歸方程，得出車輛道路阻力系數A=7.40,B=0,C=0.05020。

4、結論

將虛擬儀器應用在汽車滑行試驗中，可以提高試驗的測試精度，滿足國家相關試驗標準，適應于各種車型，實現滑行試驗數據的記錄并存儲。

[1] G B /T 1253 6一90汽車滑行試驗方法.

[2] 韓宗奇. 用滑行試驗法測定汽車空氣阻力系數研究.汽車技術，2001（5）.

[3] DRS-3 多普勒雷達測速傳感器說明書.

[4] 吳倩.一種新型汽車綜合道路試驗系統.中國科技信息,2014 (2).

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

[6] 趙相君,等. 汽車滑行試驗及阻力系數測定.汽車實用技術, 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

張更娥，講師，就職于南寧學院，研究方向汽車運用技術。

南寧學院科研項目。