Road vehicles -- Heavy commercial vehicle combinations and articulated buses -- Lateral stability test methods

This International Standard specifies test methods to determine the lateral stability of heavy commercial vehicle combinations as defined in ISO 3833, including truck centre-axle trailer combinations and articulated buses. It is applicable to trucks and trailers having a mass exceeding 3,5 t and buses having a mass exceeding 5 t, i.e. vehicle categories N2, N3, O3, O4 and M3 according to 92/53/EEC. The manoeuvres specified in these test methods are not fully representative of real driving conditions, but are useful for determining the lateral stability of a heavy vehicle combination.

Véhicules routiers -- Ensembles articulés utilitaires lourds et autobus articulés -- Méthodes d'essai de stabilité latérale

La présente Norme Internationale spécifie des méthodes d'essai destinées ŕ évaluer la stabilité latérale des ensembles articulés utilitaires lourds, tels que définis dans l'ISO 3833, y compris les ensembles articulés tracteur/remorque ŕ essieux centraux et les autobus articulés. Elle s'applique aux véhicules tracteurs et aux véhicules remorqués ayant une masse supérieure ŕ 3,5 t et aux autobus ayant une masse supérieure ŕ 5 t, c'est-ŕdire aux véhicules des catégories N2, N3, O3, O4 et M3 telles que spécifiées dans la Directive 92/53/CEE. Les manoeuvres spécifiées dans ces méthodes d'essai ne sont pas totalement représentatives des conditions de conduite réelles mais elles sont utiles pour déterminer la stabilité latérale d'un ensemble de véhicules lourds.

General Information

Status
Published
Publication Date
12-Apr-2000
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
16-Feb-2000
Completion Date
13-Apr-2000
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Standard
ISO 14791:2000 - Road vehicles -- Heavy commercial vehicle combinations and articulated buses -- Lateral stability test methods
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ISO 14791:2000 - Véhicules routiers -- Ensembles articulés utilitaires lourds et autobus articulés -- Méthodes d'essai de stabilité latérale
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14791
First edition
2000-04-15
Road vehicles — Heavy commercial vehicle
combinations and articulated buses —
Lateral stability test methods
Véhicules routiers — Ensembles de véhicules utilitaires lourds et autobus
articulés — Méthodes d'essai de stabilité latérale
Reference number
ISO 14791:2000(E)
ISO 2000
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 14791:2000(E)
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ISO 14791:2000(E)
Contents Page

Foreword.....................................................................................................................................................................iv

Introduction.................................................................................................................................................................v

1 Scope ..............................................................................................................................................................1

2 Normative references ....................................................................................................................................1

3 Terms and definitions ...................................................................................................................................1

4 Test objectives...............................................................................................................................................2

5 Measuring equipment....................................................................................................................................4

5.1 Description .....................................................................................................................................................4

5.2 Transducer installation .................................................................................................................................4

5.3 Data processing.............................................................................................................................................5

6 Test conditions ..............................................................................................................................................6

6.1 Test tracks......................................................................................................................................................6

6.2 Tyres ...............................................................................................................................................................6

6.3 Operating components .................................................................................................................................7

6.4 Loading conditions........................................................................................................................................7

7 Test method....................................................................................................................................................7

7.1 Warm-up .........................................................................................................................................................7

7.2 Test speed ......................................................................................................................................................7

7.3 Lateral acceleration .......................................................................................................................................8

7.4 Pseudo-random input....................................................................................................................................8

7.5 Single lane-change ........................................................................................................................................8

7.6 Pulse input......................................................................................................................................................9

8 Data analysis and presentation..................................................................................................................12

8.1 Preliminary analysis ....................................................................................................................................12

8.2 Rearward amplification ...............................................................................................................................12

8.3 Offtracking....................................................................................................................................................13

8.4 Zero-damping speed and yaw damping ....................................................................................................13

8.5 Yaw-velocity ratio ........................................................................................................................................14

Annex A (normative) General data sheet................................................................................................................16

Annex B (normative) Presentation of results.........................................................................................................19

Annex C (informative) Technique and verification for path-following.................................................................22

Annex D (informative) Calculation of confidence interval for the rearward amplification ................................25

Bibliography..............................................................................................................................................................26

© ISO 2000 – All rights reserved iii
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ISO 14791:2000(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 3.

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 International Standard may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

International Standard ISO 14791 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee

SC 9, Vehicle dynamics and road-holding ability.

Annexes A and B form a normative part of this International Standard. Annexes C and D are for information only.

iv © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 14791:2000(E)
Introduction

The road-holding ability of heavy commercial vehicle combinations and articulated buses is a most important part of

active vehicle safety. Any given heavy commercial vehicle combination, together with its driver and the prevailing

environment, constitutes a closed-loop system that is unique. The task of evaluating road-holding ability is,

therefore, very difficult because of the significant interaction of these driver/motor vehicle/trailer/road elements,

each of which is in itself complex. A complete and accurate description of the behaviour of a heavy vehicle

combination must necessarily involve information obtained from a number of tests of different types.

Because they quantify only a small part of the whole vehicle handling field, the results of the tests specified in this

International Standard can only be considered significant for a correspondingly small part of the overall handling

behaviour of heavy commercial vehicle combinations and articulated buses.

In addition, the results obtained from these tests apply only for combinations of identical types of vehicle units. The

results will not describe the behaviour of the vehicle units separately.

Moreover, insufficient knowledge is available concerning the relationship between overall vehicle dynamic

properties and accident avoidance. Since the number of variants of heavy truck combinations is tremendously

large, each truck combination is unique. So the measured result is valid only for the tested vehicle or combination

and the transition of the results to obviously similar vehicle combinations is, especially for heavy trucks, not

possible. Therefore, it is not possible to use these test methods and the test results for regulation purposes.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14791:2000(E)
Road vehicles — Heavy commercial vehicle combinations and
articulated buses — Lateral stability test methods
1 Scope

This International Standard specifies test methods to determine the lateral stability of heavy commercial vehicle

combinations as defined in ISO 3833, including truck centre-axle trailer combinations and articulated buses. It is

applicable to trucks and trailers having a mass exceeding 3,5 t and buses having a mass exceeding 5 t, i.e. vehicle

categories N2, N3, O3, O4 and M3 according to 92/53/EEC.

The manœuvres specified in these test methods are not fully representative of real driving conditions, but are

useful for determining the lateral stability of a heavy vehicle combination.
2 Normative references

The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of

this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these

publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to

investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For

undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC

maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 1176:1990, Road vehicles — Masses — Vocabulary and codes.
ISO 3833:1977, Road vehicles — Types — Terms and definitions.

ISO 8855:1991, Road vehicles — Vehicle dynamics and road-holding ability — Vocabulary.

ISO 9815:1992, Passenger-car/trailer combinations — Lateral stability test.

EC Council Directive No. 92/53/EEC. Annex II, Definition of vehicle categories and vehicle types.

3 Terms and definitions

For the purposes of this International Standard, the terms and definitions given in ISO 8855 and the following

apply.
3.1
vehicle unit

rigid (i.e. non-articulating) vehicle element operating alone or in combination with one or more other rigid elements

joined at yaw-articulation joints
EXAMPLES Tractor, semitrailer and dolly.
3.2
rearward amplification

ratio of the maximum value of the motion variable of interest of a following vehicle unit to that of the first vehicle unit

during a specified manœuvre
© ISO 2000 – All rights reserved 1
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ISO 14791:2000(E)
3.3
offtracking

lateral deviation between the path of the centreline point of the front axle of the vehicle and the path of the centre-

line point of some other part of the vehicle
NOTE 1 See 8.3 for determination of offtracking.

NOTE 2 In a single-lane-change manœuvre where the path of the other part of the vehicle is farther from the projection of the

original path of the vehicle than is the path of the front axle, the path of the other part is said to “overshoot” the path of the front

axle at that point. If the opposite is true, the path of the other part is said to “undershoot” the path of the front axle.

3.4
zero-damping speed

speed at which the damping coefficient of the free oscillatory yaw movements of the vehicle combination equals

zero
3.5
reference-damping speed

speed at which the damping coefficient of the free oscillatory yaw movements of the vehicle combination equals

0,05
3.6
centreline point

point at the intersection of the ground plane and the x-z plane of symmetry of the part of interest, which point lies

directly below a longitudinal reference position

NOTE For an axle, the longitudinal reference point is the wheel-spin axis. For other parts, the longitudinal reference point

should be stated.
3.7
yaw-articulation angle

yaw angle of the x-axis of the intermediate axis system of a more forward vehicle unit in the intermediate axis

system of a following vehicle unit, i.e. the angle between the x-axes of the two units with polarity determined by the

rotation of the leading unit in the axis system of the following unit
NOTE The units involved are usually adjacent, but not necessarily so.
4 Test objectives

The primary objective of these tests is to determine the lateral stability of heavy commercial vehicle combinations

and articulated buses.
The lateral stability is characterized by:
� rearward amplification of lateral acceleration and yaw velocity;
� dynamic offtracking;
� zero-damping speed;
� yaw damping, including mode-shape information.

Of these four performance measures, two, rearward amplification and dynamic offtracking, relate to forced

response properties and the other two, zero-damping speed and yaw damping, relate to free response properties.

2 © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 14791:2000(E)
For a complete set of measurements, it is necessary to determine:
� steering-wheel angle;
� longitudinal velocity;
� yaw velocity of the first and the last vehicle units;

� lateral acceleration of the front axle of the first vehicle unit at or below the height of the wheel centre, and

lateral acceleration of the centre of gravity of the last vehicle unit;

� articulation angles or articulation angular velocity between the vehicle units;

� offtracking of the most severely offtracking axle of the vehicle combination.

In order to acquire a deeper understanding of the behaviour of the vehicle combination, it is desirable to determine:

� lateral acceleration in the centre of gravity of each vehicle unit;
� yaw velocity of each vehicle unit;
� the roll angle of each vehicle unit, preferably above the rearmost axle;
� lateral velocity or slip angle of the rearmost axle of each vehicle unit;
� dynamic wheel loads of each vehicle unit;
� lateral motion of each axle in the combination;

� offtracking of the most severely offtracking point, other than an axle, of the vehicle combination.

The following test methods can be used to determine the various characteristics of the lateral stability:

� pseudo-random input;
� single lane-change;
� pulse input.

Pseudo-random input can be used to determine the maximum rearward amplification. It provides complete

information about the frequency dependency of the rearward amplification.

With a single lane-change, rearward amplification and dynamic offtracking can be determined for a specific,

realistic manœuvre. The single lane change may be carried out by applying either a single sine-wave steering input

or by following a path producing a single sine-wave lateral acceleration input.

NOTE Rearward amplification measurements obtained using pseudo-random input and single lane-change will differ. The

two test methods have a fundamental difference. The pseudo-random input method is intended to yield a full representation of

the system gain in the frequency domain. The single-lane-change method, however, provides only the composite gain of the

system as results from the distributed frequency content of the specific lane-change performed in the test.

Also, the measurements obtained from the two lane-change methods should be expected to differ, because the frequency

content of the steering input will be different in the two cases. With the single sine-wave steering method, the steer input is

defined, while for the path-following method the lateral acceleration is defined. In the first method, lateral acceleration depends

on the dynamics of the vehicle combination and the properties of the steering system, e.g. lash and compliance. In the second

method, steering depends on the same influences. This yields a different composite gain of the system as measured by the two

methods.

The pulse input is used for determining zero-damping speed, yaw damping and yaw-velocity ratio.

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ISO 14791:2000(E)

The analyses for the pseudo-random method are made in the frequency domain. All other analyses are made in

the time domain.

The methods chosen shall be indicated in the general data presentation (see annex A) and in the presentation of

the test results (see annex B).
5 Measuring equipment
5.1 Description

Those of the variables listed in clause 4 which are selected for test purposes shall be monitored using appropriate

transducers, and the data shall be recorded on a multichannel recorder with a time base. The typical operating

ranges and recommended maximum errors of the transducer/recorder system are given in Table 1.

Table 1 — Variables, typical operating ranges and recommended maximum errors
Variable Typical operating range Recommended maximum
error of combined system
Steering-wheel angle
� 180° � 2°
Longitudinal velocity 0 to 35 m/s
� 0,3 m/s
2 2
Lateral acceleration
� 15 m/s � 0,15 m/s
Articulation angles between vehicle units
� 30° � 0,3°
Articulation angular velocity
� 50°/s � 0,5°/s
Yaw velocity � 50°/s � 0,5°/s
Lateral displacement of vehicle axle centre-
� 10 m � 0,05 m
line points relative to the path of the front
axle centreline point
Wheel loads 0 to rated axle load � 2 % of full scale
Roll angle
� 15° � 0,2°
Lateral velocity
� 10 m/s � 0,2 m/s
Slip angle
� 10° � 0,5°

Some of the transducers listed are neither widely available nor in general use. Many such instruments are

developed by users. If any system error exceeds the maximum values recommended, this fact and the actual

system error shall be stated in the general data.
5.2 Transducer installation

The required variables may be measured directly or indirectly. If a transducer does not measure the required

variable directly, appropriate corrections for linear and angular displacement shall be made to its signals so as to

obtain the required level of accuracy.

Transducers for measuring lateral acceleration shall be installed on the sprung mass.

Optionally, the transducer for measuring the lateral acceleration of the front axle of the first vehicle unit may be

mounted on the front axle if this is a solid axle. In this case, the transducer shall be mounted at or below the height

of the wheel centre, and the signal from this transducer need not be corrected for errors associated with roll.

4 © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 14791:2000(E)
5.3 Data processing
5.3.1 General

The frequency range relevant to these tests is between zero and the maximum utilized frequency, f =2Hz.

max

According to the chosen data-processing method, i.e. analog or digital processing, the following stipulations shall

be observed.
5.3.2 Analog data processing

The bandwidth of the entire combined transducer/recorder system shall be not less than 8 Hz.

In order to execute the necessary filtering of signals, low pass filters with order 4 or higher are required. The width

of the passband (– 3 dB at frequency f ) shall be not less than 8 Hz. Amplitude errors less than � 0,5 % have to be

attained in the relevant frequency range of 0 to 2 Hz. All analog signals shall be processed with filters having

sufficiently similar phase characteristics in order to ensure that time delay differences due to filtering lie within

required accuracy for time measurement.

NOTE Phase shifts may occur during analog filtering of signals with different frequency contents. Therefore, a data-

processing method as mentioned in 5.3.2 is preferable.
5.3.3 Digital data processing
5.3.3.1 Preparation of analog signals

In order to avoid aliasing, the analog signals shall be filtered before digitizing. In this case low pass filters with order

4 or higher shall be employed. The width of the passband (– 3 dB at frequency f )shallbe f >5 f .

0 0 max

The amplitude error of the anti-aliasing filter should not exceed � 0,5 % in the utilized frequency range from zero to

f . All analog signals shall be processed with anti-aliasing filters having phase characteristics sufficiently similar

max

to ensure that time delay differences lie within the required accuracy for time measurement.

Additional filters shall be avoided in the data acquisition system.

Amplification of the signals shall be such that, in relation to the digitizing process, the additional error is less than

0,2 %.
5.3.3.2 Digitizing

The sampling rate, f , shall be such that the attenuation of the anti-aliasing filter at all frequencies greater than

f – f is at least 60 dB.
s max

In order not to exceed an amplitude error of 0,5 % in the relevant frequency range from zero to f , the sampling

max
rate, f , shall be at least 30 f .
s max
5.3.3.3 Digital filtering

For filtering of sampled data in data evaluation, phaseless (zero phase-shift) digital filters incorporating the

following characteristics shall be used (see Figure 1):
� the passband shall range from 0 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 < 0,01 (< 1 %);

� the filter gain between the passband and the stopband shall drop as fast as feasible.

© ISO 2000 – All rights reserved 5
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ISO 14791:2000(E)
Figure 1 — Digital filter characteristics
6 Test conditions
6.1 Test tracks

All tests shall be carried out on a uniform hard surface which is free from contaminants and has not more than 2 %

gradient as measured over any distance of 5 m or more in any direction and not more than 1 % gradient as

measured over any distance of 25 m or more along the path of the vehicle. For standard test conditions, a smooth

dry pavement of asphalt or cement concrete or a high-friction test surface is recommended.

The ambient wind speed shall not exceed 5 m/s. Wind velocity and direction shall be reported.

The test surface should be maintained over a minimum of 8 m track width. For the pseudo-random-input test, a

track length sufficient to permit at least 30 s running at the test speed, in addition to the run-up and stopping

requirements should be provided.

Yaw damping of vehicle combinations is known to be sensitive to the longitudinal slope of the test surface. Where

this slope approaches the maximum allowable value (1 %), it is recommended that the test be conducted in both

directions. Results should be averaged as described in 8.4.2.
6.2 Tyres

For standard test conditions, the tyres on the vehicle shall have been run in for at least 200 km, and they shall have

a tread depth of at least 90 % of the original value over the whole tread width and circumference of the tyres. The

tyres shall have been stored according to the tyre manufacturer’s recommendation and shall not have been

manufactured more than two years before the test. The date of manufacture of all tyres shall be reported.

The tread depth of any tyre shall not decrease more than 2 mm during the test. Tread depth and wear shall be

reported.

Tyres shall be inflated to pressures as specified by the vehicle manufacturer for the test vehicle configuration at the

ambient temperature. The tolerance for the cold-inflation pressure is �2%.

Because tread depth may have a significant influence on test results, it is recommended that tread depth be taken

into account when comparing vehicles or tyres.
6 © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 14791:2000(E)
6.3 Operating components

All operating components likely to influence the results of these tests (e.g. shock absorbers, springs and

suspension parts) shall be inspected to check they meet the vehicle manufacturer's specifications and shall be

properly adjusted and secured. The results of these inspections and measurements shall be recorded and, in

particular, any deviations from the manufacturer's specifications shall be noted in the general data presentation.

6.4 Loading conditions
6.4.1 General conditions

In no case shall the manufacturer's maximum design total mass and the manufacturer's maximum design axle load

(both defined in ISO 1176) be exceeded.

The axle loads, the centre-of-gravity height, the total mass and the yaw moment of inertia can be expected to

influence the results. All of these parameters shall be reported.

Care shall be taken to ensure that the centre-of-gravity positions and the values of the moments of inertia are

representative of normal, in-use loading conditions.
6.4.2 Maximum loading conditions

For the maximum loading condition, the total mass of a fully laden vehicle shall consist of the complete vehicle kerb

mass (see 6.4.1) plus the maximum payload of interest, distributed in such a way that none of the maximum axle

loads is exceeded. The centre-of-gravity height and the mass distribution of the payload should be established to

reflect the application of interest and recorded in adequate definitions to determine the centre-of-gravity position in

three dimensions and the yaw moment of inertia. The maximum loading condition is the standard test condition.

6.4.3 Minimum loading conditions

The total vehicle mass for each vehicle unit for the minimum loading condition shall consist of the complete vehicle

kerb mass (see ISO 1176), plus the mass of the instrumentation. In the case of the first vehicle unit, the mass of

the driver and, if applicable, the mass of an instrument operator or observer shall be added. The minimum loading

condition is optional.
6.4.4 Other loading conditions

Other loading conditions representing special transport conditions are encouraged.

7 Test method
7.1 Warm-up

The vehicle shall be warmed up prior to the tests by driving at the test speed over a distance of at least 10 km.

7.2 Test speed

All tests, except the pulse input test of 7.6, shall be conducted at either 80 km/h, 90 km/h or 100 km/h depending

on intended use of the vehicle, or at the maximum speed of the vehicle if it is less than 80 km/h. Tests at higher

speeds are encouraged.

For each test run, the average speed shall be maintained within a tolerance of � 2 km/h of the selected speed. A

deviation of the vehicle speed of � 3 km/h from the selected speed is permissible.

© ISO 2000 – All rights reserved 7
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ISO 14791:2000(E)
7.3 Lateral acceleration

In all of the proposed test manœuvres, the recommended value of the maximum lateral acceleration of the first unit

is 2 m/s , but it may be decreased for the purpose of limiting the response of the last unit to no more than 75 % of

the estimated rollover limit and no more than 75 % of any tyre friction limit. For the pseudo-random input test, it

may be decreased further in order to keep all vehicle units within the linear regime.

Stepwise increase of the lateral acceleration and the use of outriggers on the last unit are strongly recommended in

order to prevent rollover.
7.4 Pseudo-random input

Test runs shall be made by driving the vehicle at the required test speed and making continuous inputs to the

steering wheel up to predetermined limits of steering-wheel amplitude. The limit is determined for a lateral

acceleration level within the range in which the vehicle exhibits linear behaviour. This limit applies to all units in the

combination.

Any mechanical limitations of the steering wheel shall not be engaged because of their effect on the harmonic

content of the input. It is also important that the input be continuous because periods of relative inactivity seriously

reduce the signal/noise r
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 14791
Première édition
2000-04-15
Véhicules routiers — Ensembles articulés
utilitaires lourds et autobus articulés —
Méthodes d'essai de stabilité latérale
Road vehicles — Heavy commercial vehicle combinations and articulated
buses — Lateral stability test methods
Numéro de référence
ISO 14791:2000(F)
ISO 2000
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ISO 14791:2000(F)
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Version française parue en 2002
Imprimé en Suisse
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ISO 14791:2000(F)
Sommaire Page

Avant-propos..............................................................................................................................................................iv

Introduction.................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application...................................................................................................................................1

2Références normatives .................................................................................................................................1

3Termesetdéfinitions.....................................................................................................................................1

4 Objectifs des essais ......................................................................................................................................2

5 Équipement de mesure .................................................................................................................................4

5.1 Description .....................................................................................................................................................4

5.2 Installation du capteur ..................................................................................................................................4

5.3 Traitement des données ...............................................................................................................................5

6 Conditions d’essai.........................................................................................................................................7

6.1 Pistes d’essai .................................................................................................................................................7

6.2 Pneumatiques ................................................................................................................................................7

6.3 Composants fonctionnels.............................................................................................................................7

6.4 États de charge ..............................................................................................................................................7

7Méthode d’essai.............................................................................................................................................8

7.1 Mise en température......................................................................................................................................8

7.2 Vitesse d’essai ...............................................................................................................................................8

7.3 Accélération transversale.............................................................................................................................8

7.4 Entrée pseudo-aléatoire................................................................................................................................9

7.5 Changement de voie......................................................................................................................................9

7.6 Entrée impulsionnelle .................................................................................................................................12

8Analyseetprésentation des résultats.......................................................................................................13

8.1 Analyse préliminaire....................................................................................................................................13

8.2 Amplification vers l’arrière .........................................................................................................................14

8.3 Désalignement .............................................................................................................................................15

8.4 Vitesse d’amortissement zéro et amortissement en lacet ......................................................................15

8.5 Rapport de vitesse de lacet ........................................................................................................................17

Annexe A (normative) Données générales.............................................................................................................18

Annexe B (normative) Présentation des résultats d'essai....................................................................................21

Annexe C (informative) Technique et vérification du suivi de trajectoire ...........................................................24

Annexe D (informative) Calcul de l'intervalle de confiance pour l'amplification vers l'arrière .........................27

Bibliographie .............................................................................................................................................................28

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ISO 14791:2000(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 confiéeaux

comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de fairepartie ducomité

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 3.

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 delaprésente Norme internationale 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.

La Norme internationale ISO 14791 a étéélaboréepar le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers,

sous-comité SC 9, Dynamique des véhicules et tenue de route.

Les annexes A et B constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale. Les annexes C et D

sont données uniquement à titre d’information.
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ISO 14791:2000(F)
Introduction

La tenue de route des ensembles articulés utilitaires lourds et des autobus articulés constitue l'un des aspects les

plus importants de la sécurité active des véhicules. Tout ensemble de véhicules utilitaires lourds forme, avec son

conducteur et l'environnement en présence, un système unique en boucle fermée. L'évaluation de la tenue de

route est donc une tâche très difficile, compte tenu des interactions entre les éléments conducteur/véhicule à

moteur/véhicule tracté/route, chacun étant complexe en lui-même. Une description complète et précise du

comportement d'un ensemble de véhicules lourds doit nécessairement englober les informations obtenues à partir

de plusieurs essais de types différents.

Du fait qu'ils ne quantifient qu'une petite partie du domaine de la tenue de route du véhicule, les résultats d'essai

contenus dans la présente Norme internationale ne peuvent être considérés comme significatifs que pour une

faible partie du comportement routier des ensembles articulés utilitaires lourds et des autobus articulés.

De plus, les résultats obtenus à partir de cet essai ne s'appliquent qu'aux ensembles articulés de types identiques.

Les résultats ne décrivent pas le comportement des véhicules pris séparément.

En outre, on ne dispose pas d'une connaissance suffisante concernant la relation entre les propriétés dynamiques

des véhicules et le nombre d'accidents évités. Étant donné le nombre considérable de variantes d'ensembles

articulés utilitaires lourds, chaque ensemble de véhicules utilitaires lourds est unique. Aussi le résultat d'essai ne

vaut-il que pour le véhicule ou l'ensemble essayé, et la transposition des résultats d'essai à des ensembles

articulés apparemment semblables n'est pas admissible, surtout pour des véhicules utilitaires. Par conséquent, il

est impossible d'utiliser cette méthode d'essai et les résultats d'essai à des fins de réglementation.

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NORME INTERNATIONALE ISO 14791:2000(F)
Véhicules routiers — Ensembles articulés utilitaires lourds et
autobus articulés — Méthodes d'essai de stabilité latérale
1 Domaine d'application

La présente Norme Internationale spécifie des méthodes d'essai destinées àévaluer la stabilité latérale des

ensembles articulés utilitaires lourds, tels que définis dans l'ISO 3833, y compris les ensembles articulés

tracteur/remorque à essieux centraux et les autobus articulés. Elle s'applique aux véhicules tracteurs et aux

véhicules remorqués ayant une masse supérieure à 3,5 t et aux autobus ayant une masse supérieure à 5t, c’est-à-

dire aux véhicules des catégories N ,N ,O ,O et M telles que spécifiées dans la Directive 92/53/CEE.

2 3 3 4 3

Les manœuvres spécifiées dans ces méthodes d'essai ne sont pas totalement représentatives des conditions de

conduite réelles mais elles sont utiles pour déterminer la stabilité latérale d'un ensemble de véhicules lourds.

2Références normatives

Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui par suite de la référence qui y est faite,

constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les

amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes

aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les

éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière

édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des

Normes internationales en vigueur.
ISO 1176:1990, Véhicules routiers — Masses — Vocabulaire et codes.
ISO 3833:1977, Véhicules routiers — Types — Dénominations et définitions.

ISO 8855:1991, Véhicules routiers — Dynamique des véhicules et tenue de route — Vocabulaire.

ISO 9815:1992, Ensemble voiture particulière/remorque — Essai de stabilité latérale.

Directive CE du Conseil n 92/53/CEE. Annexe II, Définition des catégories et des types de véhicules.

3 Termes et définitions

Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions donnésdansl’ISO 8855 ainsi que

les suivants s'appliquent.
3.1
partie d’un ensemble de véhicules

élément rigide (non articulé)d'un véhicule, utilisé seul ou en combinaison avec un ou plusieurs autres éléments

rigides reliés au moyen d'une articulation en lacet
EXEMPLES Tracteur, semi-remorque et chariot.
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ISO 14791:2000(F)
3.2
amplification vers l’arrière

rapport entre la valeur maximale d’un paramètre considéré d’une partie d’un ensemble de véhicules et celle de la

partie précédentedumême ensemble de véhicules pendant un certain type de manœuvre

3.3
désalignement

écart latéral entre la trajectoire du milieu de l’essieu avant du véhicule et la trajectoire d’un point du plan

longitudinal médian d’une quelconque autre partie du véhicule
NOTE 1 Voir 8.3 pour la déterminationdudésalignement.

NOTE 2 Dans une manœuvre de changement de voie où la trajectoire de l’autre partie du véhicule est plus éloignéede la

projection de la trajectoire rectiligne originale du véhicule que ne l’est la trajectoire de l’essieu avant, on dit que la trajectoire de

l’autre partie dépasse positivement la trajectoire de l’essieu avant au niveau de ce point. Si l’inverse est vrai, on dit que la

trajectoire de l’autre partie dépasse négativement la trajectoire de l’essieu avant.

3.4
vitesse d’amortissement zéro

vitesse à laquelle l’amortissement des mouvements de lacet oscillants libres de l’ensemble de véhicules est égal à

zéro
3.5
vitesse d’amortissement de référence

vitesse à laquelle l’amortissement des mouvements de lacet oscillants libres de l’ensemble de véhicules est égal

à 0,05
3.6
point médian

point situéà l’intersection du sol et du plan de symétrie x-z de la partie concernée, positionné directement

au-dessous d’unepositionderéférence longitudinale

NOTE Pour un essieu, la référence longitudinale est l’axe de rotation de la roue. Pour les autres parties, la position de

référence longitudinale doit être indiquée.
3.7
angle d’articulation de lacet

angle de l’axe x du système d’axes intermédiaires d'une partie avant de deux parties d’un ensemble de véhicules

par rapport au système d’axes intermédiaires d'une partie qui suit, c'est-à-dire l’angle entre les axes x des deux

parties avec une polarité déterminée par la rotation de la partie antérieure dans le système d’axes de la partie

articulée

NOTE Les parties impliquées sont généralement adjacentes, mais pas nécessairement.

4 Objectifs des essais

L'objectif principal de ces essais consiste à déterminer la stabilité latérale des ensembles articulés utilitaires lourds

et des autobus articulés.
La stabilité latérale se caractérise par:

� l'amplification vers l'arrière de l'accélération latérale et de la vitesse de lacet;

� le désalignement dynamique;
� la vitesse d'amortissement zéro;
� l'amortissement en lacet, y compris l'information de forme du mode.
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Parmi ces quatre mesures de performances, deux, à savoir l'amplification vers l'arrière et le désalignement

dynamique, concernent des propriétésderéponse forcée, tandis que les deux autres, à savoir la vitesse

d'amortissement zéro et l'amortissement en lacet, concernent des propriétésderéponse libre.

Pour une série complète de mesurages, il est nécessaire de déterminer:
� l'angle de rotation du volant;
� la vitesse longitudinale;

� la vitesse de lacet des première et dernière parties de l'ensemble de véhicules;

� l'accélération latérale de l'essieu avant de la première partie de l'ensemble de véhicules au niveau ou au-

dessous de la hauteur du centre de la roue, et l'accélération latérale du centre de gravité de la dernière partie

de l'ensemble de véhicules;

� lesanglesd’articulation ou la vitesse angulaire d’articulation entre les parties de l’ensemble de véhicules;

� le désalignement de l'essieu de l'ensemble de véhicules qui présenteledésalignement le plus important.

Afin d'obtenir une meilleure compréhension du comportement de l'ensemble de véhicules, il est souhaitable de

déterminer:

� l'accélération latérale au centre de gravité de chaque partie de l'ensemble de véhicules;

� la vitesse de lacet de chaque partie de l'ensemble de véhicules;

� l'angle de roulis de chaque partie de l'ensemble de véhicules, de préférence au-dessus de l'essieu le plus en

arrière;

� la vitesse transversale ou l'angle de dérive de l'essieu le plus en arrière de chaque partie de l'ensemble de

véhicules;

� les charges dynamiques sur les roues de chaque partie de l'ensemble de véhicules;

� le mouvement transversal de chaque essieu de l'ensemble de véhicules;

� le désalignement du point de l'ensemble de véhicules qui présente le désalignement le plus sévère, en dehors

de l'un des essieux.

Les méthodes d'essai suivantes peuvent être utilisées pour déterminer les différentes caractéristiques de la

stabilité latérale:
� entrée pseudo-aléatoire;
� changement de voie;
� entrée impulsionnelle.

L'entrée pseudo-aléatoire peut être utilisée pour déterminer l'amplification maximale vers l'arrière. Elle fournit des

informations complètes sur la dépendance de l'amplification vers l'arrière vis-à-vis de la fréquence.

Avec un changement de voie, l'amplification vers l'arrière et le désalignement dynamique peuvent être déterminés

pour une manœuvre spécifique réaliste. Le changement de voie peut être effectué soit en appliquant une entréeen

impulsion au volant selon une seule sinusoïde, soit en suivant une trajectoire produisant une entréeenimpulsion

en accélération transversale selon une seule sinusoïde.
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NOTE Les mesures d'amplification vers l'arrière obtenues à l'aide de l'entrée pseudo-aléatoire et du changement de voie

vont être différentes. Les deux méthodes d'essai présentent une différence fondamentale. La procédure d'entrée pseudo-

aléatoire a pour but de fournir une représentation totale du gain du système dans le domaine fréquentiel. La procédure de

changement de voie ne fournit cependant que le gain composite du système sous la forme de résultats provenant des

composantes fréquentielles distribuées du changement de voie spécifique effectué dans l'essai.

De même, on doit s'attendre à ce que les mesures obtenues à partir des deux méthodes de changement de voie diffèrent parce

que les composantes fréquentielles de l'entrée en impulsion au volant sont différentes dans les deux cas. Avec la méthode en

impulsion au volant selon une seule sinusoïde, c'est le braquage du volant en entrée qui est défini, tandis que pour la méthode

du suivi de trajectoire, c'est l'accélération latérale qui est définie. Dans la première méthode, l'accélération latérale dépend de la

dynamique de l'ensemble de véhicules et des propriétés du dispositif de direction, par exemple de son jeu et de sa souplesse.

Dans la deuxième méthode, la direction dépend des mêmes influences. Cela fournit un gain composite du système différent

selon qu'il est mesuré par l'une ou l'autre méthode.

L'entrée impulsionnelle est utilisée pour déterminer la vitesse d'amortissement zéro,l'amortissement en lacetetle

rapport de vitesse de lacet.

Les analyses concernant la procédure pseudo-aléatoire sont effectuées dans le domaine fréquentiel. Toutes les

autres entrées sont effectuées dans le domaine temporel.

Les méthodes choisies doivent être indiquées dans la présentation des données générales (voir annexe A) et dans

la présentation des résultats d'essai (voir annexe B).
5 Équipement de mesure
5.1 Description

Les paramètres énumérés dans l'article 4 et choisis en vue de l'essai doivent être mesurés en utilisant des

capteurs appropriés, et les données doivent être acquises sur un enregistreur multivoie sur une base de temps.

Les étendues de mesure habituelles et les erreurs maximales recommandées de la chaîne de mesure sont

données dans le Tableau 1.

Certains des capteurs cités dans la liste ne sont ni aisément disponibles ni largement répandus. Beaucoup de ces

équipements sont mis au point par les utilisateurs. Si une erreur quelconque du système dépasse les valeurs

maximales recommandées, ce dépassement ainsi que l'erreur effective du système doivent être indiquésdansles

données générales.
5.2 Installation du capteur

Les paramètres requis peuvent être mesurés directement ou indirectement. Si un capteur ne mesure pas

directement le paramètre requis, des corrections appropriées pour les déplacements linéaire et angulaire doivent

être apportées à ses signaux de façon à obtenir le niveau de précision requis.

Les capteurs destinés à mesurer l'accélération transversale doivent être installés sur la masse suspendue.

De façon optionnelle, le capteur destinéà mesurer l'accélération transversale de l'essieu avant de la première

partie de l'ensemble de véhicules peut être monté sur l'essieu avant si ce dernier est un essieu rigide. Dans ce cas,

le capteur doit être monté au niveau du centre ou au-dessous du centre de la roue, et le signal provenant de ce

capteur n'a pas besoin d'être soumis à une correction des erreurs associées au roulis.

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Tableau 1 — Paramètres, étendues de mesure et erreurs maximales recommandées
Erreur maximale
Paramètre Étendue de mesure recommandéedelachaîne
de mesure
Angle de rotation du volant � 180° � 2°
Vitesse longitudinale 0 m/s à 35 m/s
� 0,3 m/s
2 2
Accélération transversale
� 15 m/s � 0,15 m/s
Angle d'articulation entre les parties de l'ensemble de véhicules � 30° � 0,3°
Vitesse angulaire d'articulation � 50°/s � 0,5°/s
Vitessedelacet
� 50°/s � 0,5°/s
Déplacement latéral des points médians des essieux du véhicule
� 10 m � 0,05 m
par rapport à la trajectoire du point médian de l'essieu avant
Charges sur la roue 0 à charge nominale � 2 % de la pleine échelle
sur l'essieu (N)
Angle de roulis � 15° � 0,2°
Vitesse transversale
� 10 m/s � 0,2 m/s
Angle de dérive
� 10° � 0,5°
5.3 Traitement des données
5.3.1 Généralités

La gamme de fréquences à utiliser pour ces essais est comprise entre zéro et la fréquence maximale utilisée,

� = 2 Hz. Selon la méthode de traitement des données choisie, analogique ou numérique, il convient de

max
respecter les dispositions suivantes.
5.3.2 Traitement analogique des données

La largeur de bande de toute la chaîne de mesure ne doit pas être inférieure à 8Hz.

Pour effectuer le filtrage nécessaire des signaux des filtres passe-bas d'ordre 4 ou supérieur doivent être utilisés.

La largeur de la bande passante (–3dB à la fréquence � ) ne doit pas être inférieure à 8Hz. Il est nécessaire

d'obtenir des erreurs d'amplitude inférieures à � 0,5 % dans la gamme de fréquences correspondante de 0 à 2Hz.

Tous les signaux analogiques doivent être traités au moyen de filtres ayant des caractéristiques de phase

suffisamment proches pour que les déphasages dus au filtrage se situent dans les limites de précision requise pour

le mesurage du temps.

NOTE Pendant le filtrage analogique des signaux ayant des composantes fréquentielles différentes, il peut se produire des

déphasages. C'est pourquoi il est préférable d'utiliser une méthode de traitement de données comme celle décriteen5.3.3.

5.3.3 Traitement numérique des données
5.3.3.1 Préparation des signaux analogiques

Afin d'éviter tout repliement du spectre, les signaux analogiques doivent être filtrés avant leur numérisation. Dans

ce cas, il faut utiliser des filtres passe-bas d'ordre 4 ou supérieur. La largeur de la bande passante (–3dB à la

fréquence� )doit être� >5� .
0 0 max

L'erreur d'amplitude du filtre d'antirepliement du spectre ne doit pas dépasser � 0,5 % dans la gamme de

fréquences utilisées de zéro à � . Tous les signaux analogiques doivent être traités avec des filtres

max
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d'antirepliement du spectre ayant des caractéristiques de phase suffisamment proches pour que les déphasages

dus au filtrage se situent dans les limites de précision requise pour le mesurage du temps.

Il faut éviter d'utiliser des filtres supplémentaires dans le système d'acquisition de données.

L'amplification des signaux doit être telle que, par rapport au procédé de numérisation, l'erreur supplémentaire soit

inférieure à 0,2 %.
5.3.3.2 Numérisation

La fréquence d'échantillonnage � doit être telle que l'atténuation du filtre d'antirepliement du spectre à toutes les

fréquences supérieures à� – f soit au moins égale à 60 dB.
s max

Afin de ne pas dépasser une erreur d'amplitude de 0,5 % dans la gamme de fréquences applicables de zéro à

� ,lafréquence d'échantillonnage,� ,doit êtreaumoins égale à 30� .
max s max
5.3.3.3 Filtrage numérique

Pour le filtrage des signaux échantillonnés, lors de l'évaluation des données, il convient d'utiliser des filtres

numériques sans phase (déphasage zéro) possédant les caractéristiques suivantes (voir Figure 1):

� la bande passante doit être comprise entre 0 et 2 Hz;
� la coupure doit commencer à une valeur inférieure à 6Hz;
� le gain du filtre dans la bande passante doit être de 1� 0,005 (100 %� 0,5 %);
� le gain du filtre à la coupure doit être inférieur à 0,01 (inférieur à 1%);

� le gain du filtre entre la bande passante et la coupure doit chuter aussi rapidement que possible.

Figure 1 — Caractéristiques des filtres numériques
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6 Conditions d’essai
6.1 Pistes d’essai

Tous les essais doivent être effectués sur une surface dure, uniforme et exempte de contaminants. La pente ne

doit pas dépasser 2 % lorsqu'elle est mesurée sur n'importe quelle distance de 5 m ou plus quelle que soit la

direction, et ne doit pas dépasser 1 % lorsqu'elle est mesurée sur n'importe quelle distance de 25 m ou plus, le

long de la trajectoire du véhicule. Pour les conditions d'essai normalisées, il est recommandé d'utiliser un

revêtement sec et lisse d'asphalte ou de béton de ciment, ou une surface d'essai ayant une adhérence élevée.

La vitesse du vent ne doit pas dépasser 5 m/s. La vitesse du vent et sa direction doivent être consignées.

La piste d'essai doit avoir une largeur d'au moins 8 m. Pour l'essai d'entrée pseudo-aléatoire, la piste doit avoir une

longueur suffisante pour permettre au moins 30 s de déplacement à la vitesse d'essai, en plus des distances de

lancement et d'arrêtdu véhicule.

On sait que l'amortissement en lacet des ensembles articulés est sensible à la pente longitudinale de la surface

d'essai. Lorsque cette pente se rapproche de la valeur maximale admissible (1 %), il est recommandé d'effectuer

l'essai dans les deux directions et de calculer la moyenne des résultats comme cela est décrit en 8.4.2.

6.2 Pneumatiques

Pour avoir des conditions d'essai normalisées, les pneumatiques équipant le véhicule doivent avoir roulé pendant

au moins 200 km et doivent avoir une profondeur de sculpture de la bande de roulement d'au moins 90 % de la

valeur originale sur toute la largeur de la bande de roulement et sur toute la circonférence des pneumatiques. Les

pneumatiques doivent avoir été stockés selon les recommandations du fabricant de pneumatiques et ne doivent

pas avoir été fabriqués plus de deux ans avant l'essai. La date de fabrication de tous les pneumatiques doit être

consignée.

La profondeur de sculpture de la bande de roulement du pneumatique ne doit pas diminuer de plus de 2 mm

pendant l'essai. La profondeur de sculpture de la bande de roulement et l'usure de cette bande doivent être

consignées.

Les pneumatiques doivent être gonflés aux pressions qui sont spécifiées par le constructeur du véhicule pour la

configuration du véhicule d'essai, à la température ambiante. La tolérance pour la pression de gonflage à froid est

de� 2%.

Étant donné que la profondeur de sculpture de la bande de roulement peut exercer une influence significative sur

les résultats d'essai, il est recommandé que la profondeur de sculpture de la bande de roulement soit prise en

compte lors d'essais comparatifs de véhicules ou de pneumatiques.
6.3 Composants fonctionnels

Tous les composants fonctionnels susceptibles d'influencer les résultats d'essai (par exemple les pare-chocs, les

ressorts et les pièces en suspension) doivent être inspectés pour vérifier qu'ils sont conformes aux spécifications

du constructeur de véhicules et doivent êt
...

Questions, Comments and Discussion

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