ISO 14793:2003
(Main)Road vehicles — Heavy commercial vehicles and buses — Lateral transient response test methods
Road vehicles — Heavy commercial vehicles and buses — Lateral transient response test methods
ISO 14793:2003 specifies test methods for determining the transient response behaviour of heavy commercial vehicles, heavy commercial vehicle combinations, buses and articulated buses, as defined in ISO 3833 for trucks and trailers above 3,5 t and buses above 5 t maximum weight and in UNECE (United Nations Economic Commission for Europe) and EC vehicle classification, categories M3, N2, N3, O3 and O4.
Véhicules routiers — Véhicules utilitaires lourds et autobus — Méthodes d'essai de réponse transitoire latérale
L'ISO 14793:2003 spécifie les méthodes d'essai pour déterminer le comportement de réponse transitoire des véhicules utilitaires lourds, des ensembles de véhicules utilitaires lourds, des autobus et des autobus articulés, comme définis dans l'ISO 3833 pour les camions et remorques de charge maximale supérieure à 3,5 t et les autobus de charge maximale supérieure à 5 t, et dans les classifications CEE/ONU (Commission économique des Nations Unies pour l'Europe) et CE des véhicules, catégories M3, N2, N3, O3 et O4.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14793
First edition
2003-02-15
Road vehicles — Heavy commercial
vehicles and buses — Lateral transient
response test methods
Véhicules routiers — Véhicules utilitaires lourds et autobus —
Méthodes d'essai de réponse transitoire latérale
Reference number
ISO 14793:2003(E)
©
ISO 2003
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ISO 14793:2003(E)
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Published in Switzerland
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ISO 14793:2003(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Principle . 2
5 Reference system . 2
6 Variables . 3
7 Measuring equipment. 3
7.1 Description . 3
7.2 Transducer installation. 3
7.3 Data processing . 3
8 Test conditions. 7
8.1 General. 7
8.2 Test track . 7
8.3 Weather conditions. 7
8.4 Test vehicle. 8
8.5 Warm-up. 9
8.6 Test speed . 9
8.7 Lateral acceleration . 9
8.8 Average longitudinal acceleration . 10
9 Step input. 10
9.1 Test procedure . 10
9.2 Data analysis . 10
9.3 Data presentation. 11
10 Sinusoidal input — One period (see ISO/TR 8725). 12
10.1 Test procedure . 12
10.2 Data analysis . 12
10.3 Data presentation. 13
11 Random input (see ISO/TR 8726) . 13
11.1 Test procedure . 13
11.2 Data analysis . 14
11.3 Data presentation. 14
12 Pulse input. 15
12.1 Test procedure . 15
12.2 Data analysis . 15
12.3 Data presentation. 15
13 Continuous sinusoidal input . 16
13.1 Test procedure . 16
13.2 Data analysis . 16
13.3 Data presentation. 16
Annex A (normative) Test report — General data. 17
Annex B (normative) Test report — Presentation of results. 22
Bibliography . 28
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ISO 14793:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14793 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 9, Vehicle
dynamics and road-holding ability.
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ISO 14793:2003(E)
Introduction
Road-holding ability is a most important part of active vehicle safety. Any given heavy commercial vehicle,
combination or bus, together with its driver and the prevailing environment, forms a unique closed-loop
system. The task of evaluating road-holding ability is therefore very difficult since there is a significant
interaction between these driver–motor-vehicle–(trailer)–environment elements, each of which is complex in
itself. A complete and accurate description of the behaviour of such a vehicle must necessarily involve
information obtained from a number of tests of different types. Since they quantify only a small part of the
whole vehicle-handling field, the results of these tests can only be considered significant for a correspondingly
small part of the overall handling behaviour of heavy vehicles, heavy-vehicle combinations and buses.
Moreover, insufficient knowledge is available concerning the relationship between accident avoidance and the
dynamic characteristics evaluated by these tests. A substantial amount of effort is necessary to acquire
sufficient and reliable data on the correlation between accident avoidance and vehicle dynamic properties in
general and the results of these tests in particular.
Therefore it is not possible to use these test methods and results for regulation purposes at present. The best
that can be expected is that the transient response tests are used as some among many other (mostly
transient) tests, which together cover the field of vehicle dynamic behaviour.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14793:2003(E)
Road vehicles — Heavy commercial vehicles and buses —
Lateral transient response test methods
1 Scope
This International Standard specifies test methods for determining the transient response behaviour of heavy
commercial vehicles, heavy commercial vehicle combinations, buses and articulated buses, as defined in
ISO 3833 for trucks and trailers above 3,5 t and buses above 5 t maximum weight, and in UNECE (United
Nations Economic Commission for Europe) and EC vehicle classification, categories M3, N2, N3, O3 and O4.
NOTE The open-loop manoeuvres specified in this International Standard are not representative of real driving
conditions, but are nevertheless useful for obtaining measures of vehicle transient behaviour — particularly with respect to
that which the driver experiences — in response to several specific types of steering input under closely controlled test
conditions. For combinations where the response of the last vehicle unit is of importance, see ISO 14791.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1176:1990, Road vehicles — Masses — Vocabulary and codes
ISO 3833:1977, Road vehicles — Types — Terms and definitions
ISO/TR 8725:1988, Road vehicles — Transient open-loop response test method with one period of sinusoidal
input
ISO/TR 8726:1988, Road vehicles — Transient open-loop response test method with pseudo-random steering
input
ISO 8855:1991, Road vehicles — Vehicle dynamics and road-holding ability — Vocabulary
ECE Regulation No. 30, Uniform provisions concerning the approval of pneumatic tyres for motor vehicles and
their trailers
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8855 and the following apply.
3.1
vehicle unit
unit of a vehicle combination which is connected with a yaw-articulation joint
EXAMPLE Tractor, semitrailer, dolly.
NOTE The number of vehicle units is one more than the number of articulation joints.
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ISO 14793:2003(E)
4 Principle
IMPORTANT — The method of data analysis in the frequency domain is based on the assumption that
the vehicle has a linear response. Over the whole range of lateral acceleration this is unlikely to be the
case, the standard method of dealing with such a situation being to restrict the range of the input so
that linear behaviour can be assumed and, if necessary, to perform more than one test at different
ranges of inputs which, together, cover the total range of interest.
The objective of these tests is to determine the transient response of a vehicle. Characteristic values and
functions of both linear and nonlinear behaviour are considered necessary for fully characterizing vehicle
transient response. Linear characteristic values and functions are determined with tests in the frequency
domain and nonlinear characteristic values and functions with tests in the time domain. In the case of vehicle
combinations, it is primarily the response of the first vehicle unit that is evaluated.
Important characteristics in the time domain are
time lags between steering-wheel angle, lateral acceleration and yaw velocity,
response times of lateral acceleration and yaw velocity (see 9.2.1),
lateral acceleration gain (lateral acceleration divided by steering-wheel angle),
yaw velocity gain (yaw velocity divided by steering-wheel angle), and
overshoot values (see 9.2.3).
Important characteristics in the frequency domain are the transfer functions of
lateral acceleration related to steering-wheel angle, and
yaw velocity related to steering-wheel angle,
expressed as gain and phase functions between input and output variables.
There are several test methods for obtaining these characteristics in the time and frequency domains, as
follows, the applicability of which depends in part on the size of the test track available.
a) Time domain:
1) step input;
2) sinusoidal input (one period).
a) Frequency domain:
1) random input;
2) pulse input;
3) continuous sinusoidal input.
5 Reference system
The variables of motion used to describe the vehicle behaviour in a test-specific driving situation relate to the
intermediate axis system (X, Y, Z) (see ISO 8855).
The location of the origin of the vehicle axis system (X , Y , Z ) is the reference point and shall be thus
V V V
defined.
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ISO 14793:2003(E)
6 Variables
The following variables shall be determined:
yaw velocity, ψ ;
lateral acceleration, a ;
Y
steering-wheel angle, δ ;
H
longitudinal velocity, v .
X
The following variables may be determined:
lateral deviation, y;
roll angle at relevant points, ϕ;
steering-wheel torque, M ;
H
sideslip angle, β.
These variables, all but lateral deviation defined in ISO 8855, are not intended to comprise a complete list.
7 Measuring equipment
7.1 Description
The variables to be determined in accordance with Clause 6 shall be measured by means of appropriate
transducers. Their time histories shall be recorded on a multi-channel recording system having a time base.
The typical operating ranges and recommended maximum errors of the transducers and the recording system
are given in Table 1.
7.2 Transducer installation
The transducers shall be installed so that the variables corresponding to the terms and definitions of ISO 8855
can be determined.
If the transducer does not measure the variable directly, appropriate transformations into the reference system
shall be carried out.
7.3 Data processing
7.3.1 General
The frequency range relevant for this test is between 0 Hz and the maximum utilized frequency of f = 2 Hz.
max
Depending on the data processing method chosen (analog or digital data processing) the provisions of 7.3.2
or 7.3.3 shall be observed.
For lighter trucks it may be necessary to increase f to 3 Hz. In this case, the following requirements
max
concerning the frequency f may be modified correspondingly.
max
7.3.2 Analog data processing
The bandwidth of the entire, combined transducer/recording system shall be no less than 8 Hz.
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ISO 14793:2003(E)
In order to execute the necessary filtering of signals, low-pass filters of order four or higher shall be employed.
The width of the passband (from 0 Hz to frequency f at −3 dB) shall be not less than 9 Hz. Amplitude errors
0
shall be less than ± 0,5 % in the relevant frequency range of 0 Hz to 2 Hz. All analog signals shall be
processed with filters having phase characteristics sufficiently similar to ensure that time delay differences due
to filtering lie within the required accuracy for time measurement.
NOTE During analog filtering of signals with different frequency contents, phase shifts can occur. Therefore, a digital
data processing method, as described in 7.3.3, is preferable.
Table 1 — Variables, their typical operating ranges and recommended maximum errors
Variable Range Recommended maximum error of
combined transducer and recorder
system
Yaw velocity − 50°/s to + 50°/s ± 0,5°/s
2 2 2
Lateral acceleration − 15 m/s to + 15 m/s ± 0,15 m/s
Steering-wheel angle − 360° to + 360° ± 2° for angles < 180°
± 4° for angles > 180°
Longitudinal velocity 0 m/s to 35 m/s ± 0,35 m/s
Roll angle − 15° to + 15° ± 0,15°
Side slip angle − 10° to + 10° ± 0,3°
Lateral velocity − 10 m/s to + 10 m/s ± 0,1 m/s
Steering-wheel torque
without power steering − 50 N·m to + 50 ⋅ m ± 0,5 N ⋅ m
with power steering − 20 N·m to + 20 N ⋅ m ± 0,2 N ⋅ m
Transducers for some of the listed variables are not widely available and are not in general use. Many such instruments are developed
by users. If any system error exceeds the recommended maximum value, this and the actual maximum error shall be stated under
general data in the test report (see Annex A).
7.3.3 Digital data processing
7.3.3.1 General considerations
Preparation of analog signals includes consideration of filter amplitude attenuation and sampling rate in order
to avoid aliasing errors, and filter phase lags and time delays. Sampling and digitizing considerations include
pre-sampling amplification of signals so as to minimize digitizing errors, the number of bits per sample, the
number of samples per cycle, sample and hold amplification, and timewise spacing of samples.
Considerations for additional phaseless digital filtering include the selection of passbands and stopbands, and
the attenuation and allowable ripple in each, as well as correction of anti-alias filter phase lags. Each of these
factors shall be considered so that an overall data-acquisition accuracy of ± 0,5 % is achieved.
7.3.3.2 Aliasing errors
In order to avoid uncorrectable aliasing, the analog signals shall be appropriately filtered before sampling and
digitizing. The order of the filters used and their passband shall be chosen according to both the required
flatness in the relevant frequency range and the sampling rate. The minimum filter characteristics and
sampling rate shall be such that
within the relevant frequency range of 0 Hz to f = 2 Hz the attenuation is less than the resolution of the
max
data acquisition system, and
at one-half the sampling rate (i.e. the Nyquist or “folding” frequency) the magnitudes of all frequency
components of signal and noise are reduced to less than the system resolution.
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ISO 14793:2003(E)
For 12-bit data acquisition systems with a resolution of 0,05 % the filter attenuation shall be less than 0,05 %
to 2 Hz, and the attenuation shall be greater than 99,95 % at all frequencies greater than one-half the
sampling frequency.
NOTE For a Butterworth filter the attenuation is given by
1
2
=
A
2n
f
max
1+
f
0
and
1
2
=
A
2n
f
N
1+
f
0
where
n is the order of the filter;
f is the relevant frequency range (2 Hz);
max
f is the filter cut-off frequency;
0
f is the Nyquist or “folding” frequency;
N
f is the sampling frequency = 2 × f
s N
For example, for a fourth-order filter:
for A = 0,9995, f = 2,37 × f = 4,74 Hz;
0 max
for A = 0,0005, f = 2 × (6,69 × f ) = 63,4 Hz.
s 0
7.3.3.3 Phase shifts and time delays for anti-aliasing filtering
Excessive analog filtering shall be avoided, and all filters shall have sufficiently similar phase characteristics to
ensure that time delay differences lie within the required accuracy for the time measurement.
Phase shifts are especially significant when measured variables are multiplied together to form new variables.
This is because, while amplitudes multiply, phase shifts and associated time delays add. Phase shifts and
time delays are reduced by increasing f . Whenever equations describing the presampling filters are known, it
0
is practical to remove their phase shifts and time delays by simple algorithms performed in the frequency
domain.
NOTE In the frequency range in which the filter amplitude characteristics remain flat, the phase shift, ϕ, of a
Butterworth filter can be approximated by
ϕ = 81° (f/f ) for 2nd order,
0
ϕ = 150° (f/f ) for 4th order,
0
ϕ = 294° (f/f ) for 8th order.
0
The time delay for all filter orders is t = (ϕ/360°) × (1/f )
0
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ISO 14793:2003(E)
7.3.3.4 Data sampling and digitizing
At 2 Hz the signal amplitude changes by up to 1,25 %/ms. To limit dynamic errors caused by changing analog
−6
inputs to 0,1 %, sampling or digitizing time shall be less than 80 × 10 s. All pairs or sets of data samples to
be compared shall be taken simultaneously or over a sufficiently short time period.
In order not to exceed an amplitude error of 0,5 % in the relevant frequency range from zero to f , the
max
sampling rate, f , shall be at least 30 f .
s max
7.3.3.5 Data acquisition system requirements
The data acquisition system shall have a resolution of 12 bits or more (± 0,05 %) and an accuracy of
2 LSB ± 0,1 %. Anti-aliasing filters shall be of order four or higher and the relevant frequency range shall be
from 0 Hz to f .
max
For fourth-order filters, f shall be greater than 2,37 f if phase errors are subsequently adjusted in digital data
0 max
processing, and greater than 5 f otherwise; data sampling frequency f shall be greater than 13,4 f .
max s 0
For filters of orders other than the fourth order, f and f shall be selected for adequate flatness and prevention of
0 s
alias error.
Amplification of the signal before digitizing shall be such that in the digitizing process the additional error is less
−6
than 0,2 %. Sampling and digitizing time for each data channel sampled shall be less than 80 × 10 s.
7.3.3.6 Digital filtering
For filtering of sampled data in data evaluation, phaseless (zero-phase-shift) digital filters shall be used, in
accordance with the following (see Figure 1):
the passband shall range from 0 Hz to 2 Hz;
the stopband shall begin at < 6 Hz;
the filter gain in the passband shall be 1 ± 0,005 (100 ± 0,5) %;
the filter gain in the stopband shall be u 0,01 (u 1 %);
the filter gain shall fall within the unshaded area of Figure 1.
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ISO 14793:2003(E)
a
Passband
b
Stopband
Figure 1 — Required characteristics of phaseless digital filters
8 Test conditions
8.1 General
Limits and specifications for the ambient wind and vehicle test conditions in accordance with 8.3 and 8.4 shall
be maintained throughout the test. Any deviations shall be shown in the test report (see Annex A), including
the individual diagrams of the presentation of results (see Annex B).
8.2 Test track
All standard tests shall be carried out on a smooth, clean, dry and uniform paved road surface. The gradient of
the paved surface shall not exceed 2,5 % in any direction when measured over any distance greater than or
equal to the vehicle track. In addition, for tests concerned with damping of combination vehicles, the gradient
of the test surface shall not exceed 1 % along the path of the vehicle as measured over any distance of 25 m
or more. For each test the road surface conditions and paving material shall be recorded in the test report
(see Annex A).
8.3 Weather conditions
During the measurements, ambient wind velocity shall not exceed 5 m/s.
For each test procedure, weather conditions shall be recorded in the test report (see Annex A).
Since, in certain cases, ambient temperature can have a significant influence on test results, it should be
taken into account when making comparisons between vehicles.
© ISO 2003 — All rights reserved 7
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ISO 14793:2003(E)
8.4 Test vehicle
8.4.1 General data
Appropriate general data on the test vehicle or vehicle unit shall be presented in the test report in accordance
with Annex A.
8.4.2 Tyres
For the standard test conditions, new tyres shall be fitted on the test vehicle according to the vehicle
manufacturer’s specifications. They shall have a tread depth of at least 90 % of the original value in the
principal grooves within 0,75 of the tread breadth (in accordance with specifications for tread-wear indicators
given in ECE Regulation No. 30), shall have been stored in accordance with the manufacturer's
recommendation and shall not have been manufactured more than two years prior to the test. The date of
manufacture shall be noted in the test report (see Annex A).
NOTE The tread breadth is the width of that part of the tread which, with the tyre correctly inflated, is in contact with
the road in normal straight-line driving.
If not otherwise specified by the tyre manufacturer, the tyres shall be run in for at least 150 km on the test
vehicle or an equivalent vehicle without excessively harsh use such as severe braking, acceleration, cornering
or hitting the kerb. After running in, the tyres shall be maintained at the same position on the vehicle
throughout the tests.
Tyres shall be inflated to the pressure specified by the vehicle manufacturer for the test vehicle configuration.
The tolerance for setting the cold inflation pressure is ± 2 %.
Inflation pressure and tread depth before tyre warm-up and after completion of the test shall be recorded in
the test report (see Annex A).
The tests may also be performed with tyres in any state of wear as well as with retreaded or regrooved tyres.
The details shall be recorded in the test report (see Annex A). As tread depth or uneven tread wear can have
a significant influence on test results, these should be taken into account when making comparisons between
vehicles or between tyres.
8.4.3 Other operating components
For the standard test conditions, any operating component likely to influence the results of a test (e.g. shock
absorbers, springs and other suspension components and suspension geometry) shall be as specified by the
manufacturer. Any deviations from the manufacturer’s specification shall be recorded in the test report
(see Annex A).
Levelling systems of the chassis and cabin suspension which affect the response behaviour inappropriately
should be disabled during steady-state and step-input tests.
8.4.4 Vehicle loading conditions
8.4.4.1 General
The maximum design total mass (Code: ISO-M07) and the maximum design axle
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14793
Première édition
2003-02-15
Véhicules routiers — Véhicules utilitaires
lourds et autobus — Méthodes d'essai de
réponse transitoire latérale
Road vehicles — Heavy commercial vehicles and buses — Lateral
transient response test methods
Numéro de référence
ISO 14793:2003(F)
©
ISO 2003
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ISO 14793:2003(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 14793:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Système de référence. 3
6 Paramètres. 3
7 Équipement de mesure. 3
7.1 Description. 3
7.2 Installation des capteurs. 3
7.3 Traitement des données. 4
8 Conditions d'essai . 7
8.1 Généralités. 7
8.2 Piste d'essai. 7
8.3 Conditions ambiantes. 8
8.4 Véhicule d'essai . 8
8.5 Mise en température . 9
8.6 Vitesse d'essai. 10
8.7 Accélération transversale . 10
8.8 Accélération longitudinale moyenne . 10
9 Entrée en échelon . 10
9.1 Mode opératoire d'essai . 10
9.2 Analyse des données . 11
9.3 Présentation des données . 11
10 Entrée sinusoïdale — Une période (voir l'ISO/TR 8725). 13
10.1 Mode opératoire d'essai . 13
10.2 Analyse des données . 13
10.3 Présentation des données . 14
11 Entrée aléatoire (voir l'ISO/TR 8726) . 14
11.1 Mode opératoire d'essai . 14
11.2 Analyse des données . 15
11.3 Présentation des données . 15
12 Entrée impulsionnelle. 16
12.1 Mode opératoire d'essai . 16
12.2 Analyse des données . 16
12.3 Présentation des données . 17
13 Entrée sinusoïdale continue . 17
13.1 Mode opératoire d'essai . 17
13.2 Analyse des données . 17
13.3 Présentation des données . 18
Annexe A (normative) Rapport d'essai — Données générales. 19
Annexe B (normative) Rapport d'essai — Présentation des résultats . 24
Bibliographie . 30
© ISO 2003 — Tous droits réservés iii
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ISO 14793:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 14793 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 9,
Dynamique des véhicules et tenue de route.
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ISO 14793:2003(F)
Introduction
La tenue de route constitue une partie importante de la sécurité active d'un véhicule. Tout véhicule utilitaire
lourd, ensemble de véhicules ou autobus avec son conducteur et son environnement du moment constitue un
système en boucle fermée unique. La tâche consistant à évaluer la tenue de route est donc très difficile en
raison de l'interaction significative entre ces éléments conducteur — automobile — (remorque) —
environnement, chacun d'entre eux étant en lui-même complexe. Une description complète et précise du
comportement d'un tel véhicule doit nécessairement impliquer des informations obtenues à partir de plusieurs
essais de types différents. Comme ils ne quantifient qu'une petite partie de l'ensemble du domaine du
comportement du véhicule, les résultats de ces essais ne peuvent être considérés comme significatifs que pour
une partie tout aussi limitée du comportement sur route des véhicules lourds, des ensembles de véhicules
lourds et des autobus.
De plus, on ne dispose pas de connaissances suffisantes sur la relation entre la prévention des accidents et
les caractéristiques dynamiques évaluées lors de ces essais. Un effort substantiel est nécessaire pour
acquérir des données suffisantes et fiables sur la corrélation entre la prévention des accidents et les
propriétés dynamiques des véhicules, en général, et les résultats de ces essais, en particulier.
Par conséquent, il n'est pas possible actuellement d'utiliser ces méthodes et les résultats des essais à des
fins réglementaires. Au mieux, on peut espérer que les essais de réponse transitoire soient utilisés comme
des essais parmi de nombreux autres, qui couvrent, ensemble, le domaine du comportement dynamique du
véhicule.
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NORME INTERNATIONALE ISO 14793:2003(F)
Véhicules routiers — Véhicules utilitaires lourds et autobus —
Méthodes d'essai de réponse transitoire latérale
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les méthodes d'essai pour déterminer le comportement de réponse
transitoire des véhicules utilitaires lourds, des ensembles de véhicules utilitaires lourds, des autobus et des
autobus articulés, comme définis dans l'ISO 3833 pour les camions et remorques de charge maximale
supérieure à 3,5 t et les autobus de charge maximale supérieure à 5 t, et dans les classifications CEE/ONU
(Commission Économique des Nations Unies pour l'Europe) et CE des véhicules, catégories M3, N2, N3, O3
et O4.
NOTE Les manœuvres en boucle ouverte spécifiées dans la présente Norme internationale ne sont pas
représentatives des conditions réelles de conduite mais sont utiles pour obtenir des mesures du comportement transitoire
du véhicule, en particulier ce que le conducteur expérimente, en réponse à un type spécifique de commande au volant
dans un environnement d'essai très contrôlé. Dans le cas d'ensembles de véhicules où la réponse du dernier véhicule est
importante, voir l'ISO 14791.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1176:1990, Véhicules routiers — Masses — Vocabulaire et codes
ISO 3833:1977, Véhicules routiers — Types — Dénominations et définitions
ISO/TR 8725:1988, Véhicules routiers — Méthode d'essai en régime transitoire et boucle ouverte avec
impulsion d'entrée sinusoïdale d'une période
ISO/TR 8726:1988, Véhicules routiers — Méthode d'essai en régime transitoire et sur boucle ouverte avec
signal d'entrée pseudo-aléatoire
ISO 8855:1991, Véhicules routiers — Dynamique des véhicules et tenue de route — Vocabulaire
CEE/ONU Règlement No. 30, Prescriptions uniformes relatives à l'homologation des pneumatiques pour
automobiles et leurs remorques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 8855 ainsi que le suivant
s'appliquent.
3.1
véhicule solo
élément d'un ensemble de véhicules attelé avec un dispositif d'articulation en lacet
EXEMPLE Tracteur, semi-remorque, dolly.
NOTE Le nombre de véhicules est égal au nombre de dispositifs d'articulation plus un.
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4 Principe
IMPORTANT — La méthode d'analyse de données dans le domaine fréquentiel est fondée sur
l'hypothèse que le véhicule a une réponse linéaire. Il est peu probable que ce soit le cas sur toute la
plage d'accélérations transversales, la procédure normalisée face à ce type de situation consistant à
limiter la plage des signaux d'entrée de manière que l'on puisse présupposer un comportement
linéaire et, si nécessaire, à effectuer plusieurs essais en variant la plage des signaux d'entrée, qui,
pris ensemble, couvrent toute la plage jugée intéressante.
L'objectif de ces essais est de déterminer la réponse transitoire d'un véhicule. Les valeurs et fonctions
caractéristiques des comportements linéaire et non linéaire sont considérées nécessaires pour caractériser
complètement la réponse transitoire du véhicule. Les valeurs et fonctions caractéristiques linéaires sont
déterminées par des essais effectués dans le domaine fréquentiel et les valeurs et fonctions caractéristiques
non linéaires par des essais effectués dans le domaine temporel. Dans le cas d'ensembles de véhicules, c'est
principalement la réponse du premier véhicule qui est évaluée.
Les caractéristiques importantes dans le domaine temporel sont
les retards entre l'angle au volant, l'accélération transversale et la vitesse de lacet,
les temps de réponse de l'accélération transversale et de la vitesse de lacet (voir 9.2.1),
le gain en accélération transversale (accélération transversale divisée par l'angle au volant),
le gain en vitesse de lacet (vitesse de lacet divisée par l'angle au volant), et
les valeurs de dépassement (voir 9.2.3).
Les caractéristiques importantes dans le domaine fréquentiel sont les fonctions de transfert
de l'accélération transversale en fonction de l'angle au volant,
de la vitesse de lacet en fonction de l'angle au volant,
exprimées en tant que fonctions de gain et de phase entre les paramètres d'entrée et de sortie.
Il existe plusieurs méthodes d'essai pour obtenir ces caractéristiques dans les domaines temporel et
fréquentiel, comme suit, leur possibilité d'application dépendant en partie de la dimension de la piste d'essai
disponible.
a) Domaine temporel:
1) entrée en échelon;
2) entrée sinusoïdale (une période);
b) Domaine fréquentiel:
1) entrée aléatoire;
2) entrée impulsionnelle;
3) entrée sinusoïdale continue.
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5 Système de référence
Les paramètres de mouvement utilisés pour décrire le comportement du véhicule dans une situation de
conduite spécifique à un essai se rapportent au référentiel intermédiaire (X, Y, Z) (voir l'ISO 8855).
L'emplacement de l'origine du référentiel véhicule (X , Y , Z ) est le point de référence et doit être ainsi défini.
V V V
6 Paramètres
Les paramètres suivants doivent être déterminés:
la vitesse de lacet, ψ;
l'accélération transversale, a ;
Y
l'angle au volant, δ ;
H
la vitesse longitudinale, v ;
X
Les paramètres suivants peuvent être déterminés:
la déviation transversale, y;
l'angle de roulis aux points pertinents, ϕ ;
le couple au volant, M ;
H
l'angle de dérive, β.
Ces paramètres, tous définis dans l'ISO 8855 sauf la déviation transversale, ne sont pas censés constituer
une liste exhaustive.
7 Équipement de mesure
7.1 Description
Les paramètres à déterminer conformément à l'Article 6 doivent être mesurés à l'aide de capteurs appropriés.
Leur variation en fonction du temps doit être enregistrée au moyen d'un système d'enregistrement multicanal
avec base de temps.
Les plages types de fonctionnement et les erreurs maximales recommandées des capteurs et du système
d'enregistrement sont indiquées dans le Tableau 1.
7.2 Installation des capteurs
Les capteurs doivent être installés de manière que les paramètres correspondant aux termes et définitions de
l'ISO 8855 puissent être déterminés.
Si le capteur ne mesure pas directement le paramètre, des modifications appropriées doivent être apportées
au système de référence.
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ISO 14793:2003(F)
7.3 Traitement des données
7.3.1 Généralités
La plage de fréquences applicable à cet essai est comprise entre 0 Hz et la fréquence maximale utilisée,
f = 2 Hz. En fonction de la méthode choisie pour le traitement des données (traitement analogique ou
max
numérique), les dispositions données en 7.3.2 ou en 7.3.3, doivent être respectées.
Pour les camions plus légers, il peut s'avérer nécessaire d'augmenter f à 3 Hz. Dans ce cas, les exigences
max
suivantes concernant la fréquence f peuvent être modifiées en conséquence.
max
7.3.2 Traitement analogique des données
La largeur de bande de l'ensemble de la chaîne de mesure ne doit pas être inférieure à 8 Hz.
Pour effectuer le filtrage nécessaire des signaux, des filtres passe-bas d'ordre quatre ou plus doivent être
utilisés. La largeur de la bande passante (de 0 Hz à la fréquence f à − 3 dB) ne doit pas être inférieure à 9 Hz.
0
Les erreurs d'amplitude doivent être inférieures à ± 0,5 % dans la plage de fréquences applicable, comprise
entre 0 Hz et 2 Hz. Tous les signaux analogiques doivent être traités à l'aide de filtres possédant des
caractéristiques de phase suffisamment similaires pour garantir que les déphasages dus au filtrage soient
compris dans les limites de l'exactitude requise pour le mesurage du temps.
NOTE Pendant le filtrage analogique de signaux ayant des composantes fréquentielles différentes, des déphasages
peuvent se produire. C'est pourquoi, une méthode numérique de traitement des données, comme celle décrite en 7.3.3,
est préférable.
Tableau 1 — Paramètres, plages types de fonctionnement et erreurs maximales recommandées
Paramètre Plage type de fonctionnement Erreur maximale recommandée
de la chaîne de mesure
Vitesse de lacet − 50°/s à + 50°/s ± 0,5°/s
2 2 2
Accélération transversale − 15 m/s à + 15 m/s ± 0,15 m/s
Angle au volant − 360° à + 360° ± 2° pour les angles < 180°
± 4° pour les angles > 180°
Vitesse longitudinale 0 m/s à 35 m/s ± 0,35 m/s
Angle de roulis − 15° à + 15° ± 0,15°
Angle de dérive − 10° à + 10° ± 0,3°
Vitesse transversale − 10 m/s à + 10 m/s ± 0,1 m/s
Couple au volant
sans direction assistée − 50 N⋅m à + 50 N⋅m ± 0,5 N⋅m
avec direction assistée − 20 N⋅m à + 20 N⋅m ± 0,2 N⋅m
Pour certains des paramètres indiqués ci-dessus, les capteurs ne sont pas largement répandus et leur utilisation n'est pas généralisée.
Les utilisateurs développent de nombreux instruments de ce genre. Si une erreur du système dépasse la valeur maximale
recommandée, cette valeur et l'erreur maximale réelle doivent être consignées sous les données générales, dans le rapport d'essai
(voir Annexe A).
7.3.3 Traitement numérique des données
7.3.3.1 Généralités
La préparation des signaux analogiques prend en compte l'atténuation de l'amplitude du filtre et la fréquence
d'échantillonnage pour éviter des erreurs de repliement de spectre, des retards de phase du filtre et des
temporisations. L'échantillonnage et la numérisation doivent prendre en compte l'amplification de pré-
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échantillonnage des signaux pour réduire autant que possible les erreurs de numérisation, le nombre de bits
par échantillon, le nombre d'échantillons par cycle, l'amplification échantillonnage-blocage et l'espacement
temporel des échantillons. Les facteurs à prendre en compte pour un filtrage numérique supplémentaire sans
phase comprennent la sélection de bandes passantes et de bandes coupées, l'atténuation et l'ondulation
admissible de chacune d'elles et la correction des retards de phase du filtre antirepliement. Chacun de ces
facteurs doit être pris en compte pour obtenir une exactitude globale de l'acquisition des données de ± 0,5 %.
7.3.3.2 Erreurs de repliement de spectre
Pour éviter des repliements de spectre impossibles à corriger, les signaux analogiques doivent être filtrés de
façon appropriée avant l'échantillonnage et la numérisation. L'ordre des filtres utilisés et leur bande passante
doivent être choisis en fonction de la planéité requise dans la plage de fréquences applicable et de la
fréquence d'échantillonnage. Les caractéristiques minimales du filtre et de la fréquence d'échantillonnage
doivent être telles que
dans la plage de fréquences applicable, comprise entre 0 Hz et f = 2 Hz, l'atténuation soit inférieure à
max
la résolution du système d'acquisition des données, et
à la moitié de la fréquence d'échantillonnage (c'est-à-dire à la fréquence de Nyquist ou de «repliement du
spectre»), les grandeurs de toutes les composantes fréquentielles du signal ou du bruit soient réduites à
un niveau inférieur à la résolution du système.
Pour les systèmes d'acquisition de données à 12 bits possédant une résolution de 0,05 %, l'atténuation du
filtre doit être inférieure à 0,05 % jusqu'à 2 Hz, et supérieure à 99,95 % à toutes les fréquences supérieures à
la moitié de la fréquence d'échantillonnage.
NOTE Pour un filtre de Butterworth, l'atténuation est donnée par
1
2
A =
2n
f
max
1 +
f
0
et
1
2
A =
2n
f
N
1 +
f
0
où
n est l'ordre du filtre;
f est la fréquence la plus élevée (2 Hz) de la plage de fréquences applicable;
max
f est la fréquence de coupure du filtre;
0
f est la fréquence de Nyquist ou de «repliement du spectre»;
N
f est la fréquence d'échantillonnage = 2 × f .
s N
Par exemple, pour un filtre d'ordre quatre:
pour A = 0,999 5, f = 2,37 × f = 4,74 Hz;
0 max
pour A = 0,0005, f = 2 × (6,69 × f ) = 63,4 Hz.
s 0
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7.3.3.3 Déphasages du filtre et temporisations pour un filtrage antirepliement de spectre
Un filtrage analogique excessif doit être évité et tous les filtres doivent avoir des caractéristiques de phase
suffisamment similaires pour garantir que les différences de temporisation se situent dans les limites
d'exactitude requises pour le mesurage du temps.
Les déphasages sont particulièrement significatifs quand les paramètres mesurés sont multipliés entre eux
pour former de nouveaux paramètres, car les amplitudes se multiplient tandis que les déphasages et les
temporisations associés s'additionnent. Les déphasages et les temporisations sont réduits en augmentant f .
0
Quand il existe des équations décrivant des filtres de pré-échantillonnage, il est pratique d'éliminer leurs
déphasages et temporisations à l'aide de simples algorithmes appliqués dans le domaine fréquentiel.
NOTE Pour la plage de fréquences dans laquelle les caractéristiques d'amplitude du filtre demeurent plates, le
déphasage, ϕ, d'un filtre de Butterworth peut être approché par
ϕ = 81° × ( f/f ) pour un filtre d'ordre 2;
0
ϕ = 150° × ( f/f ) pour un filtre d'ordre 4;
0
ϕ = 294° × ( f/f ) pour un filtre d'ordre 8.
0
La temporisation de tous les ordres de filtres est t = (ϕ /360°) × (1/f ).
0
7.3.3.4 Échantillonnage et numérisation des données
À 2 Hz, l'amplitude change d'une valeur pouvant atteindre jusqu'à 1,25 %/ms. Pour limiter à 0,1 % les erreurs
dynamiques causées par des entrées analogiques changeantes, la durée d'échantillonnage ou de
−6
numérisation doit être inférieure à 80 × 10 s. Toutes les paires ou tous les ensembles d'échantillons de
données à comparer doivent être relevés simultanément ou pendant une période suffisamment courte.
Afin de ne pas dépasser une erreur d'amplitude de 0,5 % dans la plage de fréquences applicable, comprise
entre 0 Hz et f , la fréquence d'échantillonnage, f , doit être d'au moins 30 f .
max s max
7.3.3.5 Exigences relatives au système d'acquisition des données
Le système d'acquisition des données doit avoir une résolution minimale de 12 bits (± 0,05 %) et une
exactitude de 2 LSB ± 0,1 %. Les filtres antirepliement de spectre doivent être d'ordre quatre ou plus et la
plage de fréquences applicable doit être comprise entre 0 Hz et f .
max
Pour les filtres d'ordre quatre, f doit être supérieure à 2,37 × f si les erreurs de phase sont ensuite
0 max
ajustées par traitement numérique des données, et elle doit être supérieure à 5 × f dans les autres cas.
max
Pour les filtres d'ordre quatre, la fréquence d'échantillonnage des données, f , doit être supérieure à 13,4 × f .
s 0
Pour les filtres d'ordre différent de quatre, f et f doivent être choisies pour assurer une planéité appropriée et
0 s
la prévention des erreurs de repliement de spectre.
L'amplification du signal avant la numérisation doit être telle que l'erreur supplémentaire durant le processus
de numérisation soit inférieure à 0,2 %. La durée de l'échantillonnage et de la numérisation pour chaque canal
−6
de données échantillonnées doit être inférieure à 80 × 10 s.
7.3.3.6 Filtrage numérique
Pour le filtrage des données échantillonnées pendant l'évaluation des données, des filtres numériques (à
déphasage nul) doivent être utilisés conformément à ce qui suit (voir Figure 1):
la bande passante doit être comprise entre 0 Hz et 2 Hz;
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la bande coupée doit commencer à moins de 6 Hz;
le gain du filtre dans la bande passante doit être égal à 1 ± 0,005 (100 ± 0,5 %);
le gain du filtre dans la bande coupée doit être u 0,01 (u 1 %);
le gain du filtre doit être compris dans la zone non grisée de la Figure 1.
a
Bande passante.
b
Bande coupée.
Figure 1 — Caractéristiques requises des filtres numériques sans phase
8 Conditions d'essai
8.1 Généralités
Les limites et les spécifications relatives au vent ambiant et aux conditions d'essai du véhicule, conformes à
8.3 et 8.4, doivent être maintenues pendant tout l'essai. Tous les écarts éventuels doivent être mentionnés
dans le rapport d'essai (voir Annexe A), comprenant les différents diagrammes de présentation des résultats
(voir Annexe B).
8.2 Piste d'essai
Tous les essais normalisés doivent être effectués sur une surface lisse, propre, sèche et uniforme d'une
chaussée revêtue. La pente de la surface revêtue ne doit pas dépasser 2,5 %, quelle que soit la direction, cette
pente étant mesurée sur une distance supérieure ou égale à la voie du véhicule. De plus, pour les essais
portant sur l'amortissement des ensembles de véhicules, la pente de la surface d'essai mesurée sur 25 m ou
plus, ne doit pas excéder 1 % sur la trajectoire parcourue par le véhicule. Pour chaque essai, l'état de la
surface de la route et le matériau de revêtement doivent être consignés dans le rapport d'essai
...
Questions, Comments and Discussion
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