汽车试验学教学课件
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第33页
动力学参数试验技术
轮毂 改制轮辋
轮辋调 节法兰 传感体
第9页
定位与作用
国外主要公司
➢ 德国 Corrsys-Datron Sensor System Inc. ➢ 瑞士 Kistler Instrument AG ➢ 美国 Michigan Scientific Corporation ➢ 美国 MTS Systems Corp. ➢ 日本株式会社共和电业（Kyowa Electronic
试验1 汽车制动性试验与数据处理（4 课时） 试验2 汽车轮速测量与参考车速计算（3 课时） 试验3 汽车稳态转向特性试验数据处理（3 课时）
第4页
第1章 绪论
实车试验录像
清华大学研究性道路试验 ABD驾驶机器人相关试验
定位与作用 道路试验系统架构 运动学参数试验技术(汽车位置姿态) 动力学参数试验技术(车轮力) 道路试验驾驶机器人技术 应用简介
第5页
定位与作用
汽车试验的重要意义
✓ 汽车出厂检测试验 ✓ 在用车安全、环保性能试验 ✓ 汽车改装后的性能试验 ✓ 汽车控制系统开发试验 ✓ 汽车试验设备开发试验
第6页
定位与作用
不解体整车与总成件性能测试
第7页
定位与作用
台架试验和道路试验
第8页
定位与作用
通过道路试验对汽车运动学参数和 动力学参数进行(组合)测量
Instruments Co. Ltd） ➢ 日本株式会社小野测器（Ono Sokki Co. Ltd）
第10页
定位与作用
国内主要高校和科研机构
➢ 国家“六五”期间重点推广了汽车检测和诊断技术。 ➢ “七五”期间交通部把“汽车检测、设备诊断在汽车维
修生产中的应用”课题列为重点新技术推关项目，此后 有计划地在全国公路运输和车辆管理部门筹建汽车检测 站。
第2页
课程定位
➢ 《汽车试验学》涉及汽车试验理论和方法，包括汽车测试
系统、试验方法和性能评价方法、数据处理等。
➢ 综合性和实践性很强 ➢ 总课时30，其中理论课时20，试验课时10 ➢ 期末考试60%,平时成绩30%，试验10％.
第3页Байду номын сангаас
课程内容
第1章 绪论（4 课时） 第2章 汽车传感器（4 课时） 第3章 汽车道路试验测试系统（2 课时） 第4章 数据处理方法（4 课时） 第5章 汽车总成与整车性能试验方法（6 课时）
第14页
道路试验系统架构
Kistler Instrument AG RoaDyn 无线传输采集系统
第15页
道路试验系统架构
清华大学购置的基于GPS技术的汽车道路试验设备
第16页
道路试验系统架构
VBOX 显示装置
第17页
道路试验系统架构
美国NI公司PXI和cRIO控制器
第18页
道路试验系统架构
车辆试验学
安徽农业大学工学院 1
参考书目:
教材： 赵立军 主编.汽车试验学.北京：北京大学出版社，2008
教辅 1 余志生 主编.汽车理论.北京：机械工业出版社，2009 2《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册.试验篇.北京：人民交通
出版社，2006
3 付百学 主编.汽车试验技术.北京：北京理工大学出版社，2007
GPS差分和单点模式定位性能对比
第26页
运动学参数试验技术
用VBOX III测量得到的汽车轨迹
第27页
运动学参数试验技术
第28页
运动学参数试验技术
SIMS/GPS浅组合方案
SIMS/GPS浅组合实际试验解算曲线
第29页
动力学参数试验技术
车辆运动是由地面对车轮作用力、车辆对车轮作用力以及空气作用力 等共同作用的结果，其中地面轮胎附着作用是主要因素，并受路面因 素、轮胎因素、车辆因素和车辆行驶工况因素等影响，在高速时空气 作用力会明显增强，并能在轮胎受力上得到体现。
➢ 70 年代后期国内有关企事业单位开始从国外引进部分较 先进的检测仪器设备，80 年代初一些厂家开始试制生产 检测设备。
➢ 高校：清华大学、东南大学、西华大学
第11页
道路试验系统架构
第12页
道路试验系统架构
日本小野测器汽车道路试验数据采集装置（DL-3000 ）
第13页
道路试验系统架构
Corrsys-Datron 公司车轮位置传感器和 Kistler Instrument AG 公司RWD 和车轮位置、轮速等组合传感器
车轮力直接实时测量能为车辆设计、性能测试和评价、道路评价和损 坏机理研究等提供准确的试验依据，是架起道路试验向室内试验转变 的桥梁，在车辆动力学分析和虚拟试验中起着重要的作用。
✓ 轮胎动态模型研究；
✓ 悬架特性研究；
✓ 路面和桥梁损坏机理研究；
✓ 车辆底盘运动控制系统控制算 法验证和整车匹配性能评价研 究；
西华大学汽车学院开发的汽车道路试验系统(部分)
第19页
道路试验系统架构
东南大学仪器科学与工程学院开发的汽车道路试验数据采集装置
第20页
运动学参数试验技术
车身线速度：光学速度传感器;GPS测速 车身角速度： 陀螺仪 车身位置姿态：SIMU/GPS组合测量
（Strap-down Inertial Measurement System）
动力学参数试验技术
车轮力测量的核心技术为车轮力传感器（Wheel Force Transducer, WFT）。对传统车轮轮辋改进后，通过两个 连接法兰将WFT传感体串联在车轮轮辋和制动器轮毂之 间，地面对车桥的作用力传递路线变为：
地面→ 胎体 → 改制轮辋 → 轮辋调节法兰 → 传感体 → 轮 毂调节法兰 → 制动器轮毂
✓ 制动系统动态模型研究； ✓ 地面力学特性测试和通过性研究； ✓ 基于载荷谱的试验场试验路面评
价研究； ✓ 动力总成匹配研究。
第30页
动力学参数试验技术
第31页
动力学参数试验技术
典型轮力测量方法
(a) WIM 法； (b) 台架称重法；(c) 轮胎变形超声测量原理；(d) 车桥应变片布置。 第32页
第21页
运动学参数试验技术
第22页
运动学参数试验技术
初始定位 捷联解算 Kalman滤波 组合测量
第23页
运动学参数试验技术
GPS测速定位授时 GPS工作模式：单点定位，差分定位； 基于伪距码，基于载波相位
第24页
运动学参数试验技术
卫星位置 星站距离 降低误差
差分GPS工作原理
第25页
运动学参数试验技术
动力学参数试验技术
轮毂 改制轮辋
轮辋调 节法兰 传感体
第9页
定位与作用
国外主要公司
➢ 德国 Corrsys-Datron Sensor System Inc. ➢ 瑞士 Kistler Instrument AG ➢ 美国 Michigan Scientific Corporation ➢ 美国 MTS Systems Corp. ➢ 日本株式会社共和电业（Kyowa Electronic
试验1 汽车制动性试验与数据处理（4 课时） 试验2 汽车轮速测量与参考车速计算（3 课时） 试验3 汽车稳态转向特性试验数据处理（3 课时）
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第1章 绪论
实车试验录像
清华大学研究性道路试验 ABD驾驶机器人相关试验
定位与作用 道路试验系统架构 运动学参数试验技术(汽车位置姿态) 动力学参数试验技术(车轮力) 道路试验驾驶机器人技术 应用简介
第5页
定位与作用
汽车试验的重要意义
✓ 汽车出厂检测试验 ✓ 在用车安全、环保性能试验 ✓ 汽车改装后的性能试验 ✓ 汽车控制系统开发试验 ✓ 汽车试验设备开发试验
第6页
定位与作用
不解体整车与总成件性能测试
第7页
定位与作用
台架试验和道路试验
第8页
定位与作用
通过道路试验对汽车运动学参数和 动力学参数进行(组合)测量
Instruments Co. Ltd） ➢ 日本株式会社小野测器（Ono Sokki Co. Ltd）
第10页
定位与作用
国内主要高校和科研机构
➢ 国家“六五”期间重点推广了汽车检测和诊断技术。 ➢ “七五”期间交通部把“汽车检测、设备诊断在汽车维
修生产中的应用”课题列为重点新技术推关项目，此后 有计划地在全国公路运输和车辆管理部门筹建汽车检测 站。
第2页
课程定位
➢ 《汽车试验学》涉及汽车试验理论和方法，包括汽车测试
系统、试验方法和性能评价方法、数据处理等。
➢ 综合性和实践性很强 ➢ 总课时30，其中理论课时20，试验课时10 ➢ 期末考试60%,平时成绩30%，试验10％.
第3页Байду номын сангаас
课程内容
第1章 绪论（4 课时） 第2章 汽车传感器（4 课时） 第3章 汽车道路试验测试系统（2 课时） 第4章 数据处理方法（4 课时） 第5章 汽车总成与整车性能试验方法（6 课时）
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道路试验系统架构
Kistler Instrument AG RoaDyn 无线传输采集系统
第15页
道路试验系统架构
清华大学购置的基于GPS技术的汽车道路试验设备
第16页
道路试验系统架构
VBOX 显示装置
第17页
道路试验系统架构
美国NI公司PXI和cRIO控制器
第18页
道路试验系统架构
车辆试验学
安徽农业大学工学院 1
参考书目:
教材： 赵立军 主编.汽车试验学.北京：北京大学出版社，2008
教辅 1 余志生 主编.汽车理论.北京：机械工业出版社，2009 2《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册.试验篇.北京：人民交通
出版社，2006
3 付百学 主编.汽车试验技术.北京：北京理工大学出版社，2007
GPS差分和单点模式定位性能对比
第26页
运动学参数试验技术
用VBOX III测量得到的汽车轨迹
第27页
运动学参数试验技术
第28页
运动学参数试验技术
SIMS/GPS浅组合方案
SIMS/GPS浅组合实际试验解算曲线
第29页
动力学参数试验技术
车辆运动是由地面对车轮作用力、车辆对车轮作用力以及空气作用力 等共同作用的结果，其中地面轮胎附着作用是主要因素，并受路面因 素、轮胎因素、车辆因素和车辆行驶工况因素等影响，在高速时空气 作用力会明显增强，并能在轮胎受力上得到体现。
➢ 70 年代后期国内有关企事业单位开始从国外引进部分较 先进的检测仪器设备，80 年代初一些厂家开始试制生产 检测设备。
➢ 高校：清华大学、东南大学、西华大学
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道路试验系统架构
第12页
道路试验系统架构
日本小野测器汽车道路试验数据采集装置（DL-3000 ）
第13页
道路试验系统架构
Corrsys-Datron 公司车轮位置传感器和 Kistler Instrument AG 公司RWD 和车轮位置、轮速等组合传感器
车轮力直接实时测量能为车辆设计、性能测试和评价、道路评价和损 坏机理研究等提供准确的试验依据，是架起道路试验向室内试验转变 的桥梁，在车辆动力学分析和虚拟试验中起着重要的作用。
✓ 轮胎动态模型研究；
✓ 悬架特性研究；
✓ 路面和桥梁损坏机理研究；
✓ 车辆底盘运动控制系统控制算 法验证和整车匹配性能评价研 究；
西华大学汽车学院开发的汽车道路试验系统(部分)
第19页
道路试验系统架构
东南大学仪器科学与工程学院开发的汽车道路试验数据采集装置
第20页
运动学参数试验技术
车身线速度：光学速度传感器;GPS测速 车身角速度： 陀螺仪 车身位置姿态：SIMU/GPS组合测量
（Strap-down Inertial Measurement System）
动力学参数试验技术
车轮力测量的核心技术为车轮力传感器（Wheel Force Transducer, WFT）。对传统车轮轮辋改进后，通过两个 连接法兰将WFT传感体串联在车轮轮辋和制动器轮毂之 间，地面对车桥的作用力传递路线变为：
地面→ 胎体 → 改制轮辋 → 轮辋调节法兰 → 传感体 → 轮 毂调节法兰 → 制动器轮毂
✓ 制动系统动态模型研究； ✓ 地面力学特性测试和通过性研究； ✓ 基于载荷谱的试验场试验路面评
价研究； ✓ 动力总成匹配研究。
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动力学参数试验技术
第31页
动力学参数试验技术
典型轮力测量方法
(a) WIM 法； (b) 台架称重法；(c) 轮胎变形超声测量原理；(d) 车桥应变片布置。 第32页
第21页
运动学参数试验技术
第22页
运动学参数试验技术
初始定位 捷联解算 Kalman滤波 组合测量
第23页
运动学参数试验技术
GPS测速定位授时 GPS工作模式：单点定位，差分定位； 基于伪距码，基于载波相位
第24页
运动学参数试验技术
卫星位置 星站距离 降低误差
差分GPS工作原理
第25页
运动学参数试验技术