汽车整车性能测试系统

GPS 技术在 1995 年就已经面世但是知道最近才足够精确 用于车辆测试 （见 GPS 的概述） 。 采用多普勒变换速率方法， 在车辆测试的应用中， GPS 现在已变成最好的方法来精确测 量车辆速度和距离。
VBOX 在 2001 年 1 月面世， 采用了目前有的最精确的和最 快的 GPS 引擎。 高速微处理器和专用的 DSP 可检测最多 12 颗卫星并且每隔 50ms 计算一个独立的位置和速率。 复杂的 算术运算减少多路误差，而且同时使用来自至少 4 颗卫星的 多普勒值来测量速度。 目前市面上也有很便宜的引擎，但是我们发现他们不能提供 一个真正的 20Hz 更新率，并且没有可用于精确的车辆测试 所需的同样的精度等级。
光电式传感器在许多年来一直是大多数车辆测试的基准，并 且可提供相当好的精度。他们的缺点是烦人的和冗长的安装 步骤，经常的反复校核，并且在不是干燥的，平滑的沥青路 面下较差的性能表现。同样，由于一些光电式传感器产生的 信号的噪音特性，需要一个滤波器来限制测量的带宽，它的 带宽是 GPS 的大约一半。 经过许多次的试验，和与我们的主要客户一起通过与其它各 种形式的非接触式速度测量进行背靠背的比较，我们可以说 VBOX 可以放心的使用在加速和制动试验中用于替代光电式 传感器，雷达系统和第五轮。 这就是为什么 MIRA, Millbrook 和 Idiada 在为他们的客 户进行测试时都选择使用 VBOX。因为你能得到很高的精度 而安装却相当的容易。
1.4
可进行的试验：
滑行试验 油耗试验 爬陡坡试验 最高车速试验 加速性能试验 制动性能试验 操纵稳定性试验 最小稳定车速试验 最小转弯直径测量实验 制动踏板力测量实验 制动踏板行程测量实验 制动管路压力测量实验 汽车防抱制动系统性能实验 温度测量实验 里程，速度表校验 等其它试验
由于最开始美国军方限制这些卫星的民用信号 的精度，使得绝对定位误差达到 100 米，在 2000 年 5 月， 这种对民用频道的限制取消了， 前所未有的提高了定位精度（使用标准的接收 器可以达到 15－20 米） 。 GPS 的精度受到几个因素的限制，主要的因素就是由于在电离层的天气状况造成的信号延迟，和从附 近建筑物和地面反射造成的延迟。 在手持式娱乐用 GPS 接收器中，速度每秒钟测量一次，通过现在的位置减去之前的位置值来计算。这 种计算速度的方法受到以上提到的误差的影响，使得结果不适合于需要高精度的数据分析 VBOX 使用多普勒变换转换从每颗卫星来的载波信号，同样，一个雷达枪用来计算速度。 载波频率不会受到电离层和反射的影响，这意味着最终速度的精度能够达到每秒钟一厘米，这种技术 使得 GPS 成为测量移动车辆速度精度最高的方法之一。 我们采用高度复杂的 GPS 多普勒变换仿真计算来校核 VBOX，提供完全可追踪的校核证书。这是唯一 可以确保开发和校核基于 GPS 系统的方法。
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测试方法
The Spirent 可以仿真来自 12 颗 GPS 卫星的信号，我们使用它提供不同的速度值，将 VBOX 的输出与实 际速度值进行比较。 我们还仿真 1g,0.5g,和 0.25g 的制动停车，将实际制动距离和 VBOX 报告的距离进行比较，对于加速度 采用同样的方法。 我们在不同的速度下模拟以 10m,50m,100m 和 250m 为半径的环形赛道来测试横向加速度。 我们还进行实际的 10m,100m 和 1000m 的距离测试，每个 VBOX 的精度都必须确保满足我们的产品技 术规格，然后我们会出一份完整的可追溯的校准证书。 (注意: 在我们目前所有测试过的 VBOX 里面，实际测试所得出的结果精度远远高于产品技术规格的要求， 我们经常在在 1g 的制动停车试验中，测得的距离误差小于 5 厘米。
汽车滑行试验 汽车加速性能 汽车爬坡性能 汽车最高车速 汽车制动系统性能 汽车操纵稳定性试验方法 汽车最小转弯直径测定方法 汽车防抱制动系统性能要求和试验方法
1.6 应用实例图片:
VBOX II 在测试世界（芬兰）的应用：
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2.
关于 Racelogic 公司 VBOX 产品概述
精度 0.05% 0.1 公里/小时 0.001 秒 ± 0.2% 1mg 0.1° /s
±0.5Nm 满刻度时 0.1°
转向角 温度 制动踏板力传感器（带
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—— 0-1500N
—— 0.5%
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实时显示器） 制动踏板行程 制动管路压力 发动机转速
今天 VBOX 是目前市场上同类产品中第一个也是 销售 GPS 速度测量设备中销量最高的。它已经在 超过 20 个国家，100 多个不同的汽车生产商中使 用。 所有的设备均通过 12 通道的 GPS 多普勒仿真器 校核来确保无可比拟的精度。
目前 VBOX 的销量已经超过 1000 多套，我们将继续投入巨大的精力 到技术开发和基于客户的使用建议来为客户提供产品的改进。 这种开发的两个例子就是多功能显示器可以实时显示多种参数和 100HZ 的 VBOX 速度传感器。
测量
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VBOX 可用于测量车辆性能的许多的不同参数，直线加速/制动 和转弯两者都可以。复杂的试验可以在几分钟内设置完，通过采 用全面的模板，并且在一个试验线路的一定点进行触发，你可以 定义一个用作为 GPS 参考的“虚拟”门。
VBOX 能以标准的形式测量下列参数： 速度 距离 时间 位置 方向 高度 横向加速度 纵向加速度 垂直速度 与中心线的漂移 转弯半径
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传统上，精确的速度和距离测量是一个很复杂的过程，非接触式系统依靠 光电，微波和雷达技术来进行速度测量。他们要求不断的校正，需要较长 的准备时间，在崎岖和湿的路面上效果很差。 VBOX 只需几秒钟就可以安装在车辆上， 可以在与路面上情况无关下工作， 它还具备比其他单一测试仪更宽的测试范围，准备时间短可以有效的提高 效率。 Racelogic 成立在 10 年前，1995 年以来一直致力于开发 GPS 系统，我们投 入了大量的时间和资源开发 VBOX，作为直接的结果，VBOX 问世后迅速 在性能，处理和制动测试的测试行业上取得一席之地。请参考我们的客户 名单。
用其它的硬件可测量的参数包括： 外部数字触发 温度 模拟电压 CAN 总线信息 偏航率 滚动角 倾斜角
滑行角度
校准
我们目前可以为 VBOX 提供提供全面的可追踪校准认证。 我们已经从 Spirent 通讯公司购买了一套非常复杂的 GPS 多普勒变换仿真器，该机器可以使得我们能在各种 不同的环境下测试 VBOX，对 VBOX 的所有输出提供校 准认证。是目前被认为权威的检查校准 GPS 设备的测试 方法。 该设备投资较大，显示了我们为客户提供最好的产品和服务的决心。 (该测试设备的其他用户包括 NASA, 欧洲宇航局，美国军方，国家物理实验室)
1.2 可测量的参数的量程及精度：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量参数 距离 速度 时间 燃油消耗（实时显示） X，Y，Z 三轴向加速度 角速度（侧倾，俯仰， 横摆）
转向力矩
量程 -0-1600 公里/小时 -0.3-120 升/小时 ± 1.7g ± 150° /s
± 50Nm ±1250°
1.5 可满足的国家标准：
GB/T 12545 - 1990 汽车燃料消耗量 GB/T 12547 - 1990 最低稳定车速
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GB/T 12536 - 1990 GB/T 12543 - 1990 GB/T 12539 - 1990 GB/T 12544 - 1990 GB/T 12676 - 1999 GB/T 6323 - 94 GB/T 12540 - 90 GB/T 13594 - 92
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系统配置： 一．Racelogic 公司 VBOX III 数据采集系统一套： 1．VBOX IIIDGPS 主机（带配套软件） 2．GPS 磁性天线 3．制动触发器 4．电池组 5．充电器 6．多功能显示器+固定装置 7．128M 闪寸卡 二．频率输入模块 三．模拟量输入模块 四．热电偶模块 五．陀螺仪 六．测力方向盘 七．油耗仪 八．制动踏板力传感器 九．制动踏板位移传感器 十．制动管路压力传感器 十一．车轮增量传感器 十二．发动机转速计 十三．热电偶 十四．热电阻（带变送器） 十五．笔记本电脑 十六．热敏打印机 以上第二——十九项为可选项
0 - 300 mm 0-200 Bar 0-10000 转/分钟
0.1 mm 0.25% ±1 转/分钟
1.3

特点：
全套测量系统体积极小，安装简便迅速 能完成国家标准要求的汽车动力性，经济性，操纵稳定性，制动性能等实验 在线显示 4 个测量参数 各种测量或采集到的参数可以实时显示 可根据要求设定各种不同的试验条件进行试验 制动触发形式多样，使试验更加方便 WINDOWS 操作界面的设定和分析软件，使用方便 高精度、高可靠性，高耐振、抗冲击性能确保测试质量 用 GPS 非接触式速度和距离测量 现场即时打印功能，打印各个测量或采集到的参数，实现现场数据阅读 大容量紧凑式闪存卡（CF 卡）即时存储数据，以便后处理 可扩展连接其他各种传感器 绘制轨迹图，圈数定时
独立测试结果
就是最近 MIRA（汽车工业研究联合会 www.mira.co.uk）进行了一项主要用于制动试验的 各种速度测试设备的性能分析，他们在车上装上了 光学的，雷达，微波，第五轮和 VBOX GPS 系统。 整个报告见相关文件。
VBOX 汽车整车性能测试系统
源自文库
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1. VBOX III 汽车整车性能测试方案
1.1 系统方案介绍
基于 GPS 的 VBOX III 数据采集系统是一种功能强大的仪器。 它是基于新一代的高性能 卫星接收器，主机一套用于测量移动汽车的速度和距离并且提供横纵向加速度值，减速度， MFDD， 时间和制动、 滑行、 加速等距离的准确测量； 外接各种模块和传感器可以采集油耗， 温度，加速度，角速度及角度，转向角速度及角度，转向力矩，制动踏板力，制动踏板位 移，制动风管压力，车辆 CAN 接口信息等其它许多数据。由于它的体积较小及安装简便， 其非常适合汽车综合测试时使用。 由于 VBOX 本身带有标准的模拟， 数字， CAN 总线接口， 整个系统的功能可以根据用户的需要进行扩充。 系统组成图如下：
VBOX 速度仪
使用 GPS 技术的非接触式速度和距离 测试设备
VBOX 是一个功能强大的用于移动车辆 速度和位置测量的仪器。它基于新一代 高性能的卫星接收器，可以测量车辆加 速度，制动距离，时间，转弯力甚至更 多。由于具有尺寸小，安装方便，VOBX 特别适合在汽车，摩托车，无公路车辆 和船上使用。
用 Ferrari 的试验
毫无疑问，GPS 成为确定车辆性能参数的一个新的参考，所有其他形式的速度测量方法都将被这种简 易使用的方法代替！ VBOX 拥有这种新技术，并且探索把所有的特点放在一个容易使用的，强大的组件包中。
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GPS 概述
在地球的表面上空共有 24 颗由美国政府制造的 Navstar 通讯 卫星在围绕地球作轨道运动，目的是提供地球表面和上空的地 理位置。 这些卫星从地球的任何角落可以观察到，而且服务是完全免费 的。 地面上的 GPS 接收器采集这些卫星上传来的信号， 然后利用这 些信号的时间差别可以计算接收器离每颗卫星之间的距离。通 过这些计算结果，接受器通过三角定位确定接收器在地面上的 位置。