基于實(shí)際出行場(chǎng)景的整車駕控性能測(cè)試與評(píng)價(jià)

王長(zhǎng)青 孟云龍 雷斌 梁榮亮

【摘要】為了直觀地評(píng)價(jià)中國(guó)消費(fèi)者實(shí)際出行場(chǎng)景的整車駕控性能，提出一種駕控性能測(cè)試與評(píng)價(jià)方法。根據(jù)中國(guó)路況，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選擇駕控性能測(cè)試工況與測(cè)試工況中的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重，選取3款車型在測(cè)試工況下進(jìn)行道路試驗(yàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析得出指標(biāo)限值。結(jié)果表明，3款車型的駕控性能得分與車輛級(jí)別、能源類型相關(guān)，且與駕駛員主觀駕駛感受一致，說(shuō)明此駕控性能測(cè)試與評(píng)價(jià)方法具有可行性與準(zhǔn)確性，可以為開(kāi)發(fā)或驗(yàn)證階段的工程樣車進(jìn)行整車駕控性能的策略標(biāo)定及驗(yàn)證測(cè)評(píng)。

關(guān)鍵詞：出行場(chǎng)景；駕控性能；客觀評(píng)價(jià)方法；動(dòng)力駕駛性；制動(dòng)性能；操縱穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：U467.1? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? DOI： 10.19822/j.cnki.1671-6329.20230125

Vehicle Driving Control Performance Test and Evaluation Based on Actual Travel Scenarios

Wang Changqing1，Meng Yunlong2，Lei Bin1，Liang Rongliang1

（1.CATARC Automotive Test Center （Tianjin） Co.， Ltd， Tianjin 300300; 2.Hebei University of Technology， Tianjin 300400）

【Abstract】 In order to intuitively evaluate the driving control performance of the vehicle based on the actual travel scenarios of Chinese consumers， this paper proposes a driving control performance testing and evaluation method. According to Chinese road conditions， combined with engineering experience and national standards， driving control performance test conditions and the evaluation indexes and weights in the test conditions are selected. Three vehicles are selected for the road test under the test conditions， and obtain the index limits through data analysis. The results show that the driving control performance scores of the three vehicles are related to the level and energy type of the vehicle，are consistent with the subjective driving experience. It indicates this driving performance testing and evaluation method is feasible and accurate， and can be used for strategy calibration and validation evaluation of the entire vehicle driving performance for engineering samples in the development or validation stage.

Key words： Travel scenarios， Driving control performance， Objective evaluation method， Powerdriving performance， Braking performance， Handing stability

0 引言

整車駕控性能是指汽車動(dòng)態(tài)行駛時(shí)駕駛員對(duì)車輛可駕馭、可控制的能力[1]。駕控性能包括動(dòng)力駕駛性、制動(dòng)性能以及操縱穩(wěn)定性，這3項(xiàng)性能是整車綜合性能的核心部分。

目前對(duì)于動(dòng)力駕駛性、制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)主要有2種，其一為汽車企業(yè)測(cè)評(píng)人員在專業(yè)開(kāi)發(fā)層面進(jìn)行的工程化評(píng)價(jià)；其二為自媒體、第三方汽車行業(yè)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行的評(píng)測(cè)。這2種評(píng)價(jià)均基于現(xiàn)有的一系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的測(cè)評(píng)工況與中國(guó)消費(fèi)者的典型出行場(chǎng)景特征不符，無(wú)法準(zhǔn)確地體現(xiàn)日常行駛工況下的整車性能及消費(fèi)者在日常出行時(shí)的主觀駕駛感受。

余超等[1]建立了一套基于用戶真實(shí)用車體驗(yàn)的汽車動(dòng)態(tài)駕控性能評(píng)價(jià)方法。馬健君等[2]通過(guò)問(wèn)卷調(diào)研方式獲取用戶對(duì)汽車各項(xiàng)性能的得分，運(yùn)用3種方法設(shè)定權(quán)重系數(shù)，得出整車性能評(píng)價(jià)結(jié)果。黃偉等[3]提出了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的起步工況駕駛性品質(zhì)評(píng)估方法，確定了響應(yīng)延遲、加速時(shí)間、沖擊度、加速度峰值等多維評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行車輛駕駛性品質(zhì)的評(píng)估。吳延鵬等[4]通過(guò)對(duì)市場(chǎng)用戶制動(dòng)工況的分析，結(jié)合整車道路制動(dòng)性能試驗(yàn)手段，搭建了整車制動(dòng)踏板感覺(jué)試驗(yàn)評(píng)估體系。

有關(guān)駕控性能的測(cè)評(píng)方式雖取得了一定的進(jìn)展，但這些方法未完全覆蓋日常駕駛車輛操控性能的所有關(guān)鍵指標(biāo)。本文針對(duì)中國(guó)消費(fèi)者出行場(chǎng)景，對(duì)整車駕控性能進(jìn)行詳盡的測(cè)試與評(píng)價(jià)。首先根據(jù)消費(fèi)者的實(shí)際出行場(chǎng)景，結(jié)合一系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定試驗(yàn)工況及其評(píng)價(jià)指標(biāo)和權(quán)重。其次在設(shè)定工況下進(jìn)行大量試驗(yàn)，通過(guò)分析得出評(píng)價(jià)指標(biāo)的限值，最后通過(guò)實(shí)車測(cè)試驗(yàn)證測(cè)評(píng)方式的有效性。

1 整車駕控性能測(cè)評(píng)方法

1.1 制定測(cè)評(píng)方案

針對(duì)中國(guó)消費(fèi)者出行場(chǎng)景的整車駕控性能測(cè)試評(píng)價(jià)提出以下方案：

（1）根據(jù)消費(fèi)者日常出行場(chǎng)景，進(jìn)行小樣本調(diào)研，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和各項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定試驗(yàn)工況、試驗(yàn)工況下的評(píng)價(jià)指標(biāo)與指標(biāo)權(quán)重。

（2）對(duì)設(shè)定的試驗(yàn)工況及其評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行大量試驗(yàn)，得出每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的分布以及各指標(biāo)限值。

（3）選取不同能源類型的車型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

1.2 測(cè)評(píng)方法要求

隨著新能源汽車以及線控底盤(pán)的興起，汽車的動(dòng)力傳動(dòng)方式發(fā)生改變，汽車結(jié)構(gòu)布局也變得更加緊湊，這使得新能源汽車整車駕控性能的特點(diǎn)與傳統(tǒng)汽車整車駕控性能特點(diǎn)不同。

在設(shè)定測(cè)試工況與進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)考慮車輛類型，保證測(cè)評(píng)方法的全面性；在設(shè)定評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重時(shí)，應(yīng)考慮消費(fèi)者的關(guān)注點(diǎn)，保證測(cè)評(píng)方法的嚴(yán)謹(jǐn)性；在對(duì)測(cè)評(píng)方法進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，將得出的客觀數(shù)據(jù)與汽車類型、特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，保證測(cè)評(píng)方法的準(zhǔn)確性。

1.3 駕乘體驗(yàn)測(cè)評(píng)細(xì)則

本次測(cè)試項(xiàng)目主要參考《中國(guó)汽車消費(fèi)者研究與評(píng)價(jià)（CCRT）管理規(guī)則（2021年版）》附錄D中的駕乘體驗(yàn)測(cè)評(píng)細(xì)則。在CCRT駕乘體驗(yàn)細(xì)則中篩選能夠進(jìn)行客觀試驗(yàn)的項(xiàng)目做為本文測(cè)評(píng)項(xiàng)目。

動(dòng)力駕駛性測(cè)評(píng)細(xì)則中主要關(guān)注起步和超越加速過(guò)程中動(dòng)力系統(tǒng)扭矩大小、動(dòng)力響應(yīng)是否及時(shí)、起步是否吃力、加速線性度及加速連續(xù)性；制動(dòng)性能主要關(guān)注制動(dòng)踏板感覺(jué)、制動(dòng)效能、制動(dòng)舒適性、制動(dòng)穩(wěn)定性以及制動(dòng)振動(dòng)噪聲；操縱穩(wěn)定性主要關(guān)注轉(zhuǎn)向力、轉(zhuǎn)向響應(yīng)、回正性能、轉(zhuǎn)向精準(zhǔn)性、直線行駛穩(wěn)定性、彎道行駛穩(wěn)定性以及瞬態(tài)操縱穩(wěn)定性。

1.4 動(dòng)力駕駛性工況調(diào)研

在CCRT選取測(cè)試工況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行小樣本調(diào)研，主要目的是進(jìn)行動(dòng)力駕駛性的工況選擇。調(diào)研對(duì)象應(yīng)滿足性別分散、學(xué)歷分散、年齡階段分散、行業(yè)分散、工作分散，有較高的汽車使用頻率。采用問(wèn)卷調(diào)查的形式對(duì)滿足以上條件的調(diào)研對(duì)象進(jìn)行調(diào)研。

在全國(guó)15個(gè)省市選取630個(gè)有效樣本，對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行分析。關(guān)于消費(fèi)者駕駛習(xí)慣的調(diào)研結(jié)果如表1～表6所示。

由表1～表6可看出大部分消費(fèi)者在城市路段起步時(shí)的平均速度集中在20～40 km/h內(nèi)，踏板開(kāi)度約為30%；在城郊路段超車時(shí)的平均速度集中在40～80 km/h內(nèi)，踏板開(kāi)度約為60%；在高速公路超車時(shí)的平均速度集中在100～140 km/h內(nèi)，踏板開(kāi)度為60%以上。

2 駕控性能測(cè)試工況與評(píng)價(jià)指標(biāo)

整車駕控性能測(cè)試工況與評(píng)價(jià)指標(biāo)包含3個(gè)方面：動(dòng)力駕駛性、制動(dòng)性能和操縱穩(wěn)定性。

2.1 動(dòng)力駕駛性

動(dòng)力駕駛性指的是直線行駛性能，也就是動(dòng)力系統(tǒng)的表現(xiàn)，其主要包含2個(gè)方面：動(dòng)力系統(tǒng)的響應(yīng)性和平順性。

目前GB/T 12543 《汽車加速性能試驗(yàn)方法》[5]中的測(cè)評(píng)工況僅包括0～100 km/h以及60～100 km/h全油門(mén)加速的極限工況，但在日常用車過(guò)程中這2種工況十分少見(jiàn)，其與中國(guó)消費(fèi)者典型出行場(chǎng)景不符。

由CCRT駕乘體驗(yàn)測(cè)評(píng)細(xì)則可以看出，中國(guó)消費(fèi)者在日常行車場(chǎng)景中的動(dòng)力駕駛性方面更關(guān)注加速的快慢（推背感）以及動(dòng)力輸出是否平順（頓挫感）。消費(fèi)者更希望汽車動(dòng)力強(qiáng)勁、響應(yīng)快以及傳動(dòng)系統(tǒng)換擋平順。

結(jié)合加速工況調(diào)研結(jié)果（表1）與中國(guó)實(shí)際出行場(chǎng)景，將動(dòng)力駕駛性測(cè)試工況分為低速（0～30 km/h，30%踏板開(kāi)度）、中速（40～80 km/h，60%踏板開(kāi)度）以及高速（100～140 km/h，100%踏板開(kāi)度）。低速動(dòng)力駕駛性測(cè)試是模擬市區(qū)工況起步加速及交通擁堵場(chǎng)景下走走停停狀態(tài)車輛的動(dòng)力駕駛性能；中速動(dòng)力駕駛性測(cè)試是模擬市區(qū)快速路工況車輛加速超車場(chǎng)景下，車輛的動(dòng)力性能及動(dòng)力響應(yīng)特性；高速動(dòng)力駕駛性測(cè)試是模擬高速工況下車輛后半程加速的動(dòng)力性能及動(dòng)力響應(yīng)特性。選擇加速時(shí)間、加速踏板時(shí)間以及動(dòng)力系統(tǒng)沖擊作為動(dòng)力駕駛性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

其中選取的高速公路油門(mén)踏板開(kāi)度與調(diào)研結(jié)果有所不同，其原因有2點(diǎn)：根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一些車型在踏板開(kāi)度達(dá)到70%以上時(shí)已接近全踏板開(kāi)度動(dòng)力輸出；在對(duì)汽車進(jìn)行動(dòng)力駕駛性測(cè)試時(shí)，應(yīng)考慮到全油門(mén)加速的極限性能。所以選擇100～140 km/h、100%加速踏板開(kāi)度進(jìn)行測(cè)試。

2.2 制動(dòng)性能

目前對(duì)于整車制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)工況大多基于GB 21670—2008《乘用車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》[6]，該標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)工況大多為極限制動(dòng)工況，不能準(zhǔn)確體現(xiàn)整車在實(shí)際出行工況下的制動(dòng)性能以及駕駛員的主觀感受。

由CCRT駕乘體驗(yàn)測(cè)評(píng)細(xì)則可以看出，對(duì)于制動(dòng)性能，消費(fèi)者更關(guān)心汽車在制動(dòng)過(guò)程的制動(dòng)距離、制動(dòng)穩(wěn)定性和制動(dòng)過(guò)程中的信心感。消費(fèi)者希望汽車制動(dòng)效能呈現(xiàn)線性變化，感覺(jué)不到明顯的車身頓挫、搖晃等情況。

從消費(fèi)者日常實(shí)際用車場(chǎng)景出發(fā)，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及工程經(jīng)驗(yàn)，選取干地制動(dòng)測(cè)試、濕地制動(dòng)測(cè)試、制動(dòng)穩(wěn)定性測(cè)試、制動(dòng)踏板線性度測(cè)試以及輕微制動(dòng)測(cè)試作為制動(dòng)性能的測(cè)試工況。選定制動(dòng)距離、制動(dòng)穩(wěn)定性、制動(dòng)響應(yīng)靈敏度、制動(dòng)踏板線性度、制動(dòng)舒適性作為測(cè)試的指標(biāo)。

制動(dòng)距離分為干地制動(dòng)距離以及濕地制動(dòng)距離。干地制動(dòng)距離是指車輛在高附著系數(shù)路面上車速?gòu)?00 km/h下降到0 km/h的制動(dòng)距離；濕地制動(dòng)距離是指車輛在濕滑路面上車速?gòu)?0 km/h下降到20 km/h的制動(dòng)距離。

制動(dòng)穩(wěn)定性試驗(yàn)是指車輛以80 km/h的初速度在對(duì)開(kāi)路面行駛時(shí)制動(dòng)，車輛是否發(fā)生制動(dòng)跑偏失控情況，評(píng)價(jià)指標(biāo)是橫擺角速度峰值。

制動(dòng)踏板線性度包括初期制動(dòng)踏板力線性度、初期制動(dòng)踏板行程線性度、末期制動(dòng)踏板力線性度。初期制動(dòng)踏板力線性度評(píng)價(jià)車輛在小減速度范圍（0～4 m/s2）內(nèi)踏板力輸入和減速度輸出之間的線性關(guān)系；初期制動(dòng)踏板行程線性度評(píng)價(jià)車輛在小減速度范圍（0～4 m/s2）內(nèi)踏板行程輸入和減速度輸出之間的線性關(guān)系；末期制動(dòng)踏板力線性度評(píng)價(jià)車輛在大減速度范圍（5～8 m/s2）內(nèi)踏板力輸入和減速度輸出之間的線性關(guān)系。

制動(dòng)響應(yīng)靈敏度包括輕微制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間以及緊急制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間。輕微制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間評(píng)價(jià)車輛在小減速度范圍（0～4 m/s2）制動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間；緊急制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間評(píng)價(jià)車輛在緊急制動(dòng)下的響應(yīng)時(shí)間。

制動(dòng)舒適性包括制動(dòng)俯仰角以及減速度變化率。制動(dòng)俯仰角評(píng)價(jià)車輛在制動(dòng)過(guò)程中隨重心轉(zhuǎn)移變化的制動(dòng)過(guò)程俯仰特性；減速度變化率評(píng)價(jià)車輛在制動(dòng)過(guò)程中保持總體制動(dòng)性能一致性的能力。

2.3 操縱穩(wěn)定性

操縱穩(wěn)定性不僅影響汽車駕駛時(shí)的操縱方便程度，也決定汽車安全行駛的關(guān)鍵性能，因此對(duì)于整車操縱穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高。

目前對(duì)于操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方式有2種，即主觀評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)法是根據(jù)人的感覺(jué)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但易受到評(píng)價(jià)人員狀態(tài)和環(huán)境因素影響，難以保證評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性和準(zhǔn)確性[7]。客觀評(píng)價(jià)法是基于GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》[8]進(jìn)行試驗(yàn)，該標(biāo)準(zhǔn)中評(píng)價(jià)指標(biāo)繁多且難以理解，不能直觀地反映汽車操縱穩(wěn)定性品質(zhì)。本文通過(guò)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)篩選得出關(guān)于操縱穩(wěn)定性的試驗(yàn)，并對(duì)其評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)化。

由CCRT駕乘體驗(yàn)測(cè)評(píng)細(xì)則可以看出，對(duì)于操縱穩(wěn)定性，消費(fèi)者更關(guān)注駕駛車輛過(guò)程中是否感覺(jué)到“飄”、“反應(yīng)遲鈍”、“晃”（汽車行駛方向可控力下降，難以穩(wěn)定）以及轉(zhuǎn)向盤(pán)輕便程度的問(wèn)題。這些問(wèn)題涵蓋了轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾的大小、極限避障能力、直線行駛性能、回正性能、轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性和機(jī)動(dòng)性等性能。

由于對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)向力輕便程度的評(píng)價(jià)因人而異，不能通過(guò)客觀測(cè)試結(jié)果表示其優(yōu)劣。根據(jù)日常用車場(chǎng)景匹配相關(guān)工況，對(duì)消費(fèi)者關(guān)注的操縱穩(wěn)定性能進(jìn)行測(cè)試。選取車身側(cè)傾度測(cè)試、避障試驗(yàn)、中心區(qū)轉(zhuǎn)向特性測(cè)試、低速轉(zhuǎn)向回正性能測(cè)試、高速轉(zhuǎn)向回正性能測(cè)試、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗(yàn)、掃頻試驗(yàn)、最小轉(zhuǎn)彎直徑測(cè)試以及轉(zhuǎn)向盤(pán)圈數(shù)測(cè)試作為操縱穩(wěn)定性的測(cè)試工況。選取穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)操縱穩(wěn)定性、中心區(qū)轉(zhuǎn)向特征、轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性、轉(zhuǎn)向回正性能、機(jī)動(dòng)性作為測(cè)試指標(biāo)。

穩(wěn)態(tài)操縱穩(wěn)定性通過(guò)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)車輛側(cè)傾度大小。瞬態(tài)操縱穩(wěn)定性通過(guò)測(cè)試避障最高通過(guò)車速評(píng)價(jià)車輛極限避障能力。

中心區(qū)轉(zhuǎn)向特征通過(guò)中心區(qū)連續(xù)正弦輸入試驗(yàn)中的側(cè)向加速度遲滯評(píng)價(jià)車輛響應(yīng)相對(duì)于轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩的滯后，轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角遲滯評(píng)價(jià)車輛轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角相對(duì)于轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩的滯后，來(lái)表征直線行駛性能。

轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性通過(guò)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗(yàn)中的側(cè)向加速度響應(yīng)時(shí)間評(píng)價(jià)車輛的響應(yīng)速度；通過(guò)掃頻試驗(yàn)中的諧振頻率評(píng)價(jià)車輛在快速轉(zhuǎn)向輸入時(shí)的響應(yīng)特性。

轉(zhuǎn)向回正性能包括橫擺角速度超調(diào)量和殘留轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角。橫擺角速度超調(diào)量評(píng)價(jià)車輛在高速轉(zhuǎn)彎行駛回正后是否會(huì)發(fā)生較大幅度的晃動(dòng)；殘留轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角評(píng)價(jià)車輛在低速行駛工況下（如停車場(chǎng)）的回正能力。

機(jī)動(dòng)性包括最小轉(zhuǎn)彎直徑和轉(zhuǎn)向盤(pán)圈數(shù)。通過(guò)測(cè)試車輛的最小轉(zhuǎn)彎直徑評(píng)價(jià)靈活性；通過(guò)測(cè)試車輛的轉(zhuǎn)向盤(pán)圈數(shù)評(píng)價(jià)駕駛便利性。

3 測(cè)試與評(píng)價(jià)過(guò)程

3.1 動(dòng)力駕駛性

3.1.1 低速動(dòng)力駕駛性測(cè)試

車輛以30%油門(mén)開(kāi)度由靜止加速至30 km/h。

3.1.2 中速動(dòng)力駕駛性測(cè)試

在車輛以不低于50 km/h勻速行駛狀態(tài)下，松開(kāi)加速踏板，帶擋滑行至（40±1） km/h時(shí)，立即踩下加速踏板將油門(mén)開(kāi)度達(dá)到60%±1%并保持（加速踏板起躍時(shí)間不大于0.2 s），車輛加速至80 km/h以上。

3.1.3 高速動(dòng)力駕駛性測(cè)試

在車輛以不低于110 km/h的速度勻速行駛狀態(tài)下，松開(kāi)加速踏板，帶擋滑行至（100±1） km/h時(shí)，立即踩下加速踏板將油門(mén)開(kāi)度提升至100%并保持（加速踏板的起躍時(shí)間不大于0.2 s），車輛加速至140 km/h以上。

3.1.4 部分?jǐn)?shù)據(jù)處理結(jié)果

圖1為A車、B車起步時(shí)加速踏板開(kāi)度、縱向加速度與時(shí)間的關(guān)系。對(duì)縱向加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行3 Hz低通濾波處理，圖中加速踏板響應(yīng)時(shí)間為加速踏板開(kāi)度超過(guò)10%到縱向加速度達(dá)到峰值的50%所需時(shí)間。A車、B車加速踏板響應(yīng)時(shí)間分別為0.20 s和0.64 s，分析結(jié)果可以得出A車加速踏板響應(yīng)較快，在起步加速時(shí)可以更快地達(dá)到峰值加速度。

圖2為車輛起步時(shí)的沖擊變化。對(duì)縱向加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行10 Hz低通濾波處理。

圖中最大沖擊為踩下踏板至縱向加速度達(dá)到峰值過(guò)程中縱向加速度最大斜率。得到C車、D車起步?jīng)_擊分別為5.29 m/s3和19.78 m/s3，分析結(jié)果可以得出甲車起步?jīng)_擊較小，在其起步加速時(shí)駕駛員會(huì)有更舒適的主觀體驗(yàn)。

3.2 制動(dòng)性能

在進(jìn)行制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，制動(dòng)之前手動(dòng)變速器車型應(yīng)切換至空擋，自動(dòng)變速器車型應(yīng)保持在D擋。

3.2.1 干地制動(dòng)測(cè)試

在滿載狀態(tài)下，試驗(yàn)車加速至105 km/h以上，松開(kāi)加速踏板，當(dāng)車速下降至（100±2） km/h時(shí)，快速踩下制動(dòng)踏板到防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）開(kāi)始工作或踏板力達(dá)到500 N，直至車輛停止。

3.2.2 濕地制動(dòng)測(cè)試

道路條件滿足GB/T 21910—2017《轎車輪胎濕路面相對(duì)抓著性能試驗(yàn)方法》[9]中5.1和5.2的要求。將試驗(yàn)車在啟動(dòng)路段加速至（85±2） km/h，車輛進(jìn)入試驗(yàn)路面，松開(kāi)加速踏板，同時(shí)進(jìn)行緊急制動(dòng)，ABS系統(tǒng)開(kāi)始工作，并維持制動(dòng)直至車輛停止。

3.2.3 制動(dòng)穩(wěn)定性測(cè)試

車輛左右車輪分別在附著系數(shù)不同的2種路面上以80 km/h的初速度全力制動(dòng)，直至車輛靜止（試驗(yàn)過(guò)程中允許進(jìn)行轉(zhuǎn)向盤(pán)修正）。其中路面應(yīng)滿足高附著系數(shù)路面的附著系數(shù)kH≥0.5，低附著系數(shù)路面與高附著系數(shù)路面的附著系數(shù)應(yīng)滿足kH/kL≥2。

3.2.4 制動(dòng)踏板線性度測(cè)試

在輕載狀態(tài)下，試驗(yàn)車加速至105 km/h以上，松開(kāi)加速踏板，當(dāng)車速下降到（100±2） km/h時(shí)，勻速慢速踩下制動(dòng)踏板直到觸發(fā)ABS工作，過(guò)程要求減速度呈線性變化，且盡可能延長(zhǎng)踩踏過(guò)程。

3.2.5 輕微制動(dòng)測(cè)試

在輕載狀態(tài)下，試驗(yàn)車加速至65 km/h以上，松開(kāi)加速踏板，當(dāng)車速下降到（60±2） km/h時(shí)，快速踩下制動(dòng)踏板并保持踏板行程不變（制動(dòng)踏板起躍時(shí)間不超過(guò)0.2 s），直至車輛停止。制動(dòng)踏板行程選定，應(yīng)滿足在該次試驗(yàn)過(guò)程中，車速在50～30 km/h內(nèi)，平均減速度在1.8～2.2 m/s2內(nèi)。

3.2.6 部分?jǐn)?shù)據(jù)處理結(jié)果

圖3為制動(dòng)穩(wěn)定性測(cè)試中橫擺角速度變化。對(duì)橫擺角速度1～2 s內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，橫擺角速度峰值為踩下制動(dòng)踏板后2 s內(nèi)橫擺角速度絕對(duì)值的最大值。得出圖3中2車輛的橫擺角速度峰值分別為2.82 （°）/s和9.67 （°）/s，分析得出E車在對(duì)開(kāi)路面制動(dòng)時(shí)的橫擺角速度峰值較小，具有較好的制動(dòng)穩(wěn)定性。

圖4為制動(dòng)踏板力與制動(dòng)減速度的關(guān)系。選用踏板行程大于5 mm至減速度到達(dá)4 m/s2范圍內(nèi)的制動(dòng)踏板力和減速度計(jì)算制動(dòng)踏板初期的力線性度。計(jì)算公式如式（1）。

[R2=F?A-FAn2F2-F2nA2-A2n]? ? ? ? ?（1）

式中：R2為線性度，F(xiàn)為制動(dòng)踏板力，A為減速度，n為數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

求得圖4中G車和H車的初期制動(dòng)踏板力線性度分別為0.9 845和0.8 968。分析結(jié)果可以得出G車在踩下制動(dòng)踏板初期的力線性度較好。

圖5為制動(dòng)踏板力與制動(dòng)減速度的關(guān)系。選用減速度在5～8 m/s2范圍內(nèi)的制動(dòng)踏板力和減速度計(jì)算制動(dòng)踏板末期的力線性度。計(jì)算方法與初期力線性度相同，求得圖5中I車、J車的末期制動(dòng)踏板力線性度分別為0.9 998和0.8 767。分析結(jié)果可以得出I車在踩下制動(dòng)踏板末期的力線性度較好。

選用踏板行程大于5 mm至減速度到達(dá)4 m/s2范圍內(nèi)的制動(dòng)踏板行程和減速度計(jì)算線性度，如式（2）。

[R2=S?A-SAn2S2-S2nA2-A2n]? ? ? ? ? ? ? ? （2）

式中：S為制動(dòng)踏板行程。

求得圖6中K車、L車的初期制動(dòng)踏板行程線性度分別為0.9 888和0.8 004。分析結(jié)果可以得出K車在踩下制動(dòng)踏板初期的行程線性度較好，駕駛員“隨踩隨有”的制動(dòng)體驗(yàn)感更好。

圖7為輕微制動(dòng)測(cè)試中車速由50 km/h減速至30 km/h過(guò)程中的制動(dòng)減速度變化。對(duì)制動(dòng)減速度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，輕微制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間為從踩下制動(dòng)踏板開(kāi)始至平均減速度達(dá)到90%所需要的時(shí)間。求得圖7中M車、N車的輕微制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間分別為0.09 s和0.64 s，分析結(jié)果可以得出M車在輕微踩下制動(dòng)踏板時(shí)的響應(yīng)較快。

圖8為輕微制動(dòng)測(cè)試中車速由50 km/h減速至30 km/h過(guò)程中制動(dòng)減速度與車速的關(guān)系。減速度變化率K的計(jì)算公式如式（3）。

[K=Ax50-30-Ax10-5Ax50-30]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

式中：[Ax50-30]為車速由50 km/h減速至30 km/h過(guò)程中的平均減速度，[Ax10-5]為車速由10 km/h減速至5 km/h過(guò)程中的平均減速度。

求得圖8中O車、P車的減速度變化率分別為5.99%和30.94%，分析結(jié)果可以得出O車在輕微踩下制動(dòng)踏板時(shí)的減速度變化率較小，輕微制動(dòng)時(shí)保持總體制動(dòng)性能一致性的能力較好。

3.3 操縱穩(wěn)定性

3.3.1 車身側(cè)傾度測(cè)試

采用 GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》[8]中10.3所述方法。

3.3.2 避障試驗(yàn)

采用 GB/T 40521.2—2021 《乘用車緊急變線試驗(yàn)車道 第2部分：避障》[10]中第2部分所述方法。

3.3.3 中心區(qū)轉(zhuǎn)向特性測(cè)試

采用 GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》[8]中11.3所述方法。

3.3.4 低速轉(zhuǎn)向回正性能測(cè)試

試驗(yàn)車輛沿試驗(yàn)路段以（10±1） km/h車速直線行駛，隨后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)至極限位置，待穩(wěn)定后迅速松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)，過(guò)程中保持車速不變。

3.3.5 高速轉(zhuǎn)向回正性能測(cè)試

采用 GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》[8]中8.3.2所述方法。

3.3.6 轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗(yàn)

采用 GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》[8]中6.3所述方法，試驗(yàn)車速為100 km/h，按穩(wěn)態(tài)側(cè)向加速度值為4 m/s2，預(yù)選轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角的位置（輸入角）。

試驗(yàn)車輛以（100±2） km/h繞圓行駛，達(dá)到穩(wěn)態(tài)側(cè)向加速度4 m/s2時(shí)的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角作為預(yù)選轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角。車輛以（100±2） km/h的試驗(yàn)車速直線行駛，在橫擺角速度為（0±0.5）（°）/s的平衡條件下開(kāi)始，以預(yù)先確定的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角幅值對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)進(jìn)行頻率逐漸增加的連續(xù)正弦輸入，頻率由0.2 Hz逐漸增加至3 Hz，時(shí)長(zhǎng)不少于20 s。試驗(yàn)過(guò)程中保持車速不變。

3.3.8 最小轉(zhuǎn)彎直徑測(cè)試

采用 GB/T 12540—2009《汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、最小轉(zhuǎn)彎通道圓直徑和外擺值測(cè)量方法》[11]中4.1.1～4.1.3所述方法進(jìn)行試驗(yàn)。

3.3.9 轉(zhuǎn)向盤(pán)圈數(shù)測(cè)試

轉(zhuǎn)向盤(pán)處于中間位置，記下各測(cè)量變量的零線。緩慢而均勻地向左轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)力轉(zhuǎn)向盤(pán)至轉(zhuǎn)角最大值，再反向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)力轉(zhuǎn)向盤(pán)（向右）至轉(zhuǎn)角最大值，最后（向左）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)力轉(zhuǎn)向盤(pán)至中間位置。記錄整個(gè)過(guò)程中各測(cè)量變量的變化。至少進(jìn)行3次試驗(yàn)。

3.3.10 部分?jǐn)?shù)據(jù)處理結(jié)果

圖9～圖14為操縱穩(wěn)定性部分?jǐn)?shù)據(jù)處理結(jié)果。圖9為穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)中車身側(cè)傾角與側(cè)向加速度的關(guān)系，采用GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》[8]中10.4所述方法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，車身側(cè)傾度為曲線上側(cè)向加速度為2 m/s2處的平均斜率。求得圖9中Q車、R車的車身側(cè)傾度分別為2.95 （°）/g和6.03 （°）/g，分析結(jié)果可以得出Q車在穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)時(shí)側(cè)傾度較小。

圖10、圖11為側(cè)向加速度與轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩關(guān)系回線組、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩關(guān)系回線組。采用GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》[8]中11.4所述方法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)遲滯回線組進(jìn)行多項(xiàng)式擬合得到側(cè)向加速度遲滯與轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角遲滯。求得S車、T車側(cè)向加速度遲滯分別為0.25 m/s2、1.70 m/s2，轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角遲滯分別為0.38°、9.40°。

圖12中橫擺角速度超調(diào)量為橫擺角速度響應(yīng)第一個(gè)峰值超過(guò)新新穩(wěn)態(tài)值的部分與初始值之比。

圖13為轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入試驗(yàn)的側(cè)向加速度變化。采用GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》[8]中6.4所述方法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，側(cè)向加速度響應(yīng)時(shí)間為側(cè)向加速度第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值90%的時(shí)間。圖13中2車側(cè)向加速度響應(yīng)時(shí)間分別為0.22 s和0.47 s，分析結(jié)果可以得出W車轉(zhuǎn)向響應(yīng)速度較快。

圖14為掃頻試驗(yàn)中轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角輸入和橫擺角速度響應(yīng)的幅頻與相頻特性。采用GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》[8]中7.4所述方法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，諧振頻率為幅頻特性諧振峰所對(duì)應(yīng)的頻率。求得圖14中2車輛的諧振頻率分別為1.77 Hz和0.43 Hz。

4 駕控性能指標(biāo)限值與得分計(jì)算方法

4.1 整車駕控性能指標(biāo)限值

選取不同品牌、級(jí)別、能源類型、變速器類型的經(jīng)典主流車輛做為樣本，按上文試驗(yàn)方法對(duì)樣本進(jìn)行大量試驗(yàn)，將得到的三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，所有車輛的評(píng)分值符合均值為80分、標(biāo)準(zhǔn)差為10分的正態(tài)分布（圖15），則有95.5%的車輛的得分在60～100分之間，從而得到指標(biāo)限值，如表7所示。

以車身側(cè)傾度（圖16）為例，樣本數(shù)量為53，由上述方法可計(jì)算出得分100的限值K100為3 （°）/g；得分60的限值K60為7 （°）/g。

根據(jù)消費(fèi)者對(duì)車輛性能的關(guān)注程度，并結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景與工程經(jīng)驗(yàn)，劃定駕控性能各級(jí)指標(biāo)權(quán)重見(jiàn)表7。

4.2 整車駕控性能評(píng)價(jià)得分計(jì)算方法

將選定的測(cè)試指標(biāo)分為一級(jí)指標(biāo)、二級(jí)指標(biāo)、三級(jí)指標(biāo)（表1）。駕控性能總體得分根據(jù)一級(jí)指標(biāo)得分及權(quán)重計(jì)算得出，保留小數(shù)點(diǎn)后1位，如式（4）所示。

[S=i=13Si×ai]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（4）

式中：S為駕控性能的評(píng)價(jià)總分，i為一級(jí)指標(biāo)序號(hào)，Si和ai分別為序號(hào)為主的一級(jí)指標(biāo)得分及權(quán)重。

一級(jí)指標(biāo)得分根據(jù)二級(jí)指標(biāo)得分及權(quán)重計(jì)算得出，保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，如式（5）所示。

[Si=i=1niSij×bij]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （5）

式中：j為一級(jí)指標(biāo)內(nèi)二級(jí)指標(biāo)的序號(hào)，ni為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)數(shù)量，[Sij]、[bij]分別為序號(hào)為i的一級(jí)指標(biāo)內(nèi)序號(hào)為j的二級(jí)指標(biāo)的得分和對(duì)應(yīng)二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重。

二級(jí)指標(biāo)得分根據(jù)三級(jí)指標(biāo)得分及權(quán)重計(jì)算得出，計(jì)算方法參考一級(jí)指標(biāo)得分計(jì)算方法。

三級(jí)指標(biāo)得分需根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得的指標(biāo)結(jié)果結(jié)合表1中60分和100分對(duì)應(yīng)的指標(biāo)限值，通過(guò)線性插值方法計(jì)算得出，保留小數(shù)點(diǎn)后2位，計(jì)算結(jié)果大于100分時(shí)，按100分計(jì)算。

5 測(cè)試與評(píng)價(jià)方法驗(yàn)證

5.1 客觀測(cè)試結(jié)果

選取車型A、車型B、車型C進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。車型A為某合資品牌兩廂緊湊型轎車；車型B為某合資品牌緊湊型SUV；車型C為某合資品牌中型SUV。3輛車的能源類型分別為：汽油、純電動(dòng)、油電混合。3車測(cè)試結(jié)果與各級(jí)評(píng)分如表8所示。按上述方法計(jì)算二級(jí)指標(biāo)評(píng)分見(jiàn)表9、一級(jí)指標(biāo)評(píng)分以及整車駕控性能總得分見(jiàn)表10。

由表8和圖17中可以看出，車型A作為一款小排量燃油車，其動(dòng)力駕駛性相比于純電動(dòng)車、混動(dòng)車動(dòng)力駕駛性存在一定的劣勢(shì)。其中加速踏板響應(yīng)時(shí)間在低、中、高速加速時(shí)都比較長(zhǎng)，中、高速加速時(shí)沖擊較大。在制動(dòng)時(shí)初期制動(dòng)踏板線性度比較差。操縱穩(wěn)定性方面，由于其車身較小、較輕，在避障試驗(yàn)（瞬態(tài)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)）中表現(xiàn)一般，其他的操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)中表現(xiàn)較好。

車型B作為一款純電動(dòng)車，加速性能、加速響應(yīng)比較好，但加速?zèng)_擊較大。制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性整體表現(xiàn)較好，由于車身較大、質(zhì)量較大導(dǎo)致制動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)動(dòng)性一般，以及中心區(qū)轉(zhuǎn)向特性一般。

車型C作為混合動(dòng)力汽車，由于低速加速電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，高速加速發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，所以此款車在動(dòng)力駕駛性方面優(yōu)于其他兩款車。由于車身大、車身高、整車質(zhì)量大，在制動(dòng)性能與操縱穩(wěn)定性方面劣于其他兩款車，其中制動(dòng)距離較長(zhǎng)，穩(wěn)態(tài)操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向響應(yīng)以及機(jī)動(dòng)性較差。

5.2 主觀評(píng)價(jià)驗(yàn)證

主觀評(píng)價(jià)驗(yàn)證采用駕乘性能評(píng)價(jià)規(guī)則中的等級(jí)打分評(píng)價(jià)方法，即十分制，0.25分作為最小分度值。由CCRT主觀評(píng)價(jià)專家?guī)熘械?位專家對(duì)上述3車型進(jìn)行評(píng)價(jià)，主觀評(píng)價(jià)的一級(jí)指標(biāo)得分結(jié)果如表11所示。

由表11得出各個(gè)性能排序，加速性能：車型C＞車型B＞車型A；制動(dòng)性能：車型A＞車型B＞車型C；操控性能：車型A＞車型B＞車型C。這與上文駕控性能測(cè)試得出的一級(jí)指標(biāo)結(jié)果排序一致。

由上文可見(jiàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出的得分與汽車的級(jí)別、能源類型等均存在聯(lián)系，并與主觀評(píng)價(jià)結(jié)果一致。所以本文中介紹的整車駕控性能測(cè)試評(píng)價(jià)方法是準(zhǔn)確的、可行的。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文基于中國(guó)消費(fèi)者的出行場(chǎng)景提出了一種客觀的、科學(xué)的整車駕控性能測(cè)試評(píng)價(jià)方法。此方法實(shí)現(xiàn)了主觀評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)的融合，基本覆蓋了消費(fèi)者使用場(chǎng)景中的關(guān)鍵性指標(biāo)，非常貼切消費(fèi)者日常駕駛時(shí)的感受，并且提出了一種帶有權(quán)重與標(biāo)準(zhǔn)限值的評(píng)分方法，可以更直觀地反映日常駕車場(chǎng)景中整車性能的優(yōu)劣。

汽車企業(yè)在新車型開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可采用本文中提到的測(cè)評(píng)工況以及評(píng)分方法對(duì)開(kāi)發(fā)或驗(yàn)證階段的工程樣車進(jìn)行整車駕控性能的策略標(biāo)定及驗(yàn)證測(cè)評(píng)，達(dá)到整車開(kāi)發(fā)目標(biāo)的定位。進(jìn)而推動(dòng)產(chǎn)品的技術(shù)升級(jí)，最終提高消費(fèi)者的出行品質(zhì)。

參 考 文 獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 梵鈴）