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整车制动性能主观评价方法研究与应用

2019-12-10 22:56:41·  来源：智数汽车大数据  作者：谢杰聪，陈龙  
　
摘要：在车辆开发测试阶段，从客户实际用车角度出发，遵循顾客的车辆驾驶习惯，对整车制动性能进行主观评价，分别对制动人机工程、制动踏板感、制动效能、制动方
摘要： 在车辆开发测试阶段，从客户实际用车角度出发，遵循顾客的车辆驾驶习惯，对整车制动性能进行主观评价，分别对制动人机工程、制动踏板感、制动效能、制动方向稳定性、制动热稳定性、制动振噪6 个维度进行主观评价，从车辆开发早期阶段参与同步开发评价，联合客观测试试验，对车辆制动性能开发提出改善方向及意见。
 
关键词：制动性能；主观评价；评分
 
前言
汽车的制动系统作为车辆的重要安全系统，其性能的好坏直接影响驾乘人员的出行安全。为此，在车型开发阶段，进行大量的性能试验，以验证制动性能是否达标。然而，汽车的最终使用者是人，车辆制动性能是由人体感知的，从这层面看，主观评价结果更接近于客户的实际用户体验，因此，研究与用户需求相贴合的主观评价方法，建立主观评价与客观测试相联系的测试评价体系，可有效地评价车辆制动系统性能，对提高车辆制动性能的用户体验，具有重大实际意义。
 
1、整车制动性能评价指标
无论是传统燃油车，还是代表着未来发展方向的新能源汽车，其制动系统的工作原理都是将汽车的动能转换成热能或者通过能量回收系统回收动能。汽车制动系统主要由供能装置、控制装置、传动装置，制动器等部分组成。而带能量回收系统的，除了传统汽车制动系统外，通常带有电机、ebooster 等电器装置。
从主观评价的角度出发，整车制动性能包括静态评价与动态评价两大方面。从静态角度出发，包括驾驶员操作制动装置时操纵装置的位置感、操作感；从动态角度出发，包括驾驶员操作制动装置时车辆制动踏板力与行程给予的反馈、车辆减速度建立速度、制动时车辆方向可控性等性能指标。
因此，整车制动性能主观评价因素主要有以下几个方面：
（1）制动系统人机工程；
（2）制动踏板感；
（3）制动效能；
（4）制动方向稳定性；
（5）制动热稳定性；
（6）制动振噪。
本文主要从用户实际用车出发，研究驾驶员对车辆制动性能的主观感受，从用户实际用车角度去研究整车制动性能主观评价方法。

2、整车制动性能主观评价方法
对整车制动性能的开发研究，需要从制动人机工程、制动踏板感、制动效能、制动方向稳定性、制动热稳定性、制动振噪等方面出发，建立可行有效的主客观模型，将用户语言转化成工程语言，以客观性能为设计目标，代入整车参数，依据整车制动系统设计理论匹配公式及经验参数，对各个制动部进行参数并进行仿真计算，最终选出理论性能最优方案，并做出样件，搭载在试验车上，继而车辆进行主观评价及客观试验，验证主客观目标，以主观目标为指导，对车辆不达标子性能进行改善并测量，最终达成设定目标。
 
2.1 制动系统人机工程
对于制动系统，驾驶员在实际使用过程，第一感知度由制动系统人机工程构成。驾驶员对制动系统人机的主观感受，主要包括制动踏板高度、制动踏板角度、制动踏板—加速踏板距离、制动踏板—加速踏板高度差等。
图1 制动与加速踏板测量
在模拟用户停车工况下，以正常驾驶的坐姿，分别踩踏制动踏板、制动与加速踏板之间切换，并将座椅、方向盘调至不同姿态，评价不同坐姿下制动踏板的高度与角度、制动与加速踏板间的高度差与距离的用户友好度，进行评价及测量制动踏板与油门踏板的间距、高度差、制动踏板高度等。统计评分记录及测量数据，在评分高的车型中，拟合出ΔL、ΔH、 H 的数据范围（方法见图1），再根据车型的定位设定设计目标。
2.2 制动踏板感
制动踏板感，是指驾驶员在踩踏制动踏板的过程中，对车辆减速度、制动踏力、踏板行程等的综合感受，是反映制动性能的重要评价指标。评价方法主要是模拟驾驶员在不同车速、不同踩踏速度的驾驶模式下，评价踏板行程、踏力与减速度三者之间的关系。在本领域中，不同车系有不同的制动踏板感风格，典型的日系车风格偏线性舒适，欧美系偏紧凑、踏力稍重。
图2 制动踏板感感主客观联系建立模型
对制动踏板感风格的设定，需要从用户的角度出发，对车辆不同车速、减速度、工况的评价以及客观数据的测量，分析主客观之间的相关性，建立主观与客观相关联的评价体系，将用户语言转化成工程语言，输入到整车开发体系并设定制动踏板感风格，常用的评价工况及评价要点如表1 所示：
表1 制动踏板感评价方法
2.3 制动效能
制动效能是模拟用户在行车过程中遇到突发障碍物而采取快踩制动或紧急制动后车辆的制动能力。主要评价指标为制动距离和制动减速度，主要评价方法是在低速、中速、高速行驶下，驾驶员分别进行快踩制动、紧急制动等操作后，驾驶员对制动减速度、制动响应、制动过程信心感、安心感的评价。为更好的覆盖不同用户的驾驶习惯，可在不同车速下，分别采用不同的速率踩踏踏板、定值踏力、轻踩制动→重踩制动、重踩制动→轻踩制动等不同的评价方法分别评价制动效能感、安心感及响应性。常用的评价工况及评价要点如表2所示：
表2 制动效能评价方法
2.4 制动方向稳定性
制动方向稳定性是模拟用户在不同道路中，进行不同程度的制动操作后，车辆减速的同时维持车道行驶的能力。在直线、弯道驾驶中，评价车辆在慢踩制动、中等制动、紧急制动，车辆是否能够保持车道行驶，主要评价指标为车辆的左右制动力、制动响应速度是否一致，评价过程中，不允许车辆出现跑偏、甩尾等不安全车辆动态。常用的评价工况及评价要点如表3所示：
表3 制动方向稳定性评价方法
2.5 制动热稳定性
制动热稳定性是模拟用户山路、高速驾驶等工况下，对车辆进行连续多次加减速操作后，制动摩擦片及制动盘温度升高之后，制动踏力与行程的变化及制动性能衰退是否能够满足实际驾驶需求，评价过程中不允许出现制动踏板行程触底、车辆减速度严重不足等情况。常用的评价工况及评价要点如表4 所示：
表4 制动热稳定性评价方法
2.6 制动振噪
制动振噪主要指摩擦片、制动盘、制动卡钳及其他制动系统相关部件产生振动发出的振动或噪声，常见的制动振噪包括啸叫音（Squarel）、蠕动音（Groan）、哞音（Moan）、撞击音（Clonk）、刷盘音（Wire-brush）、抖动（Judder）等。其影响因素较为复杂，如制动器本身的磨耗、环境温度、湿度、天气等均会对制动振噪产生巨大影响，因此评价需要在不同的行驶里程、不同的行驶工况下模拟用户的不同驾驶环境，如在夜晚静置、洗车、雨天等条件下，模拟用户晨起、早晚高峰、城市驾驶、山路及高速等工况进行评价。
表5 制动振噪评价方法
在国内，各大厂家参考美国及西班牙关于制动振噪评价方法并利用安徽黄山高湿度、降水多的气候特点，建立了一套相对成熟的从0km→16000km 的制动振噪评价方法，其中包括8000km 高速、8000km 公路，并在固定的路线中设定固定的评价点，针对不同的噪音运用不同的评价方法，其中常见的评价方法如表5 所示。
3、实际应用
基于2.1-2.6 对整车制动性能主观评价方法的研究，结合市场用户的反馈信息，本文通过大量的主观评价及客观试验，建立了一套主客观相结合的评价体系，并在A 车型开发中应用。在量产前举行该车型制动性能用户评价活动，评价前对参与者展开评价项目说明，评价运用十分评价法，最终该车在用户评价中评价得分达到7.24 分，在所选对标车中达到中上水平，说明该评价方法对整车制动性能的改善具有一定的指导意义，该主观评价方法有一定的适应性、有效性，有利于提升整车性能竞争力。
图3 整车制动性能主观评价
4、总结
本文主要列举了整车制动性能主观评价各个性能指标在制动性能开发中的作用及对应的评价方法，基于目前多数车企以主观评价-客观试验-主观评价的开发流程，对制动性能主观评价方法的研究与引用有利于建立一套完善有效的整车制动性能主客观验证体系，可有效评价整车制动系统的优劣，有效指导制动系统的开发及改善方向，有利于提高用户体验及车辆性能、缩短开发周期，与此同时，长时间进行不同项目的主观评价，可形成有效及完善的主观评价体系，不断扩充的评价体系数据库，可为新车型的开发提供主观评价依据。 
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