某SUV关门声品质分析与优化控制

摘要：文章介绍了汽车关门力度对关门声响度的影响，对某款SUV车型进行主、客观评价。针对该车型关门力较大导致关门声响度偏大的问题，对车门铰链机构进行拆解及分析，获知影响关门力较大的关键因素为车门限位器拉杆线性度较差、限位器滑块内弹簧刚度偏大导致限位块与拉杆在运动中产生的摩擦力变大。提出对限位拉杆进行线性化处理，并采用降低限位器滑块内弹簧刚度的方法降低关门力度。通过试验验证表明，该方案成功地减小了关门力，降低了关门响度，改善了该车型关门声品质。该技术可为类似问题的控制与优化提供参考思路和方案借鉴，具有一定的工程应用价值。

引言

关门声品质包含客户能感知的关门力的大小、门关闭时的厚重程度、是否存在金属撞击声、是否存在其他杂音，反映到客观指标上为关门力、响度、尖锐度及震颤等。关车门的力度对声品质的影响很大，通过多次试验验证发现，关门力度与响度成正比。由于关门力不方便直接测出，采用最小关门速度间接表示关门力的大小，即最小关门速度越小，所需的关门力越小。因此，我们有必要从控制最小关门速度的角度来控制关门力，进而控制关门声响度，达到改善关门声品质的目的。

本文针对某款SUV关门力较大导致关门声响度偏大的声品质问题进行研究，提出利用优化限位器拉杆线性度及降低限位器内滑块弹簧的刚度控制方案，为解决因关门力过大导致关门声响度偏大的关门声品质问题提供了一种新的思路和途径。

1 某SUV关门力较大原因分析

1.1 问题呈现

某SUV车型在开发的过程中，进行关门声品质测试时发现关门不顺畅，关门力较大导致关门声响度偏大，影响用户在关门过程的动态感知，并且会对关门声品质印象较差。图1为关门声品质测试示意图。主观评价表现为关门不顺畅，阻滞感强，关门力偏大，关门声响度偏大（见表1）。图2为两车最小关门速度下的响度曲线。客观测试表现为该款SUV最小关门速度比标杆车大0.26 m/s，即关门力较标杆车大，响度大3.2 sone（见表2）。因此从主、客观数据得出，该款SUV关门品质感与标杆车相比还有较大的提升空间，为了减小该SUV关门力度，即减小最小关门速度，降低关门声响度，需要从关门力的角度进行优化控制，进而提升关门品质感。

图1 车门声品质测试示意图


图2 最小关门速度响度曲线对比


表1 某SUV车/标杆车关门声品质主观评价结果对比表

表2 某SUV车/标杆车关门声品质客观评价结果对比表

1.2 问题影响因素分析

车门关闭力影响用户在关门过程的动态体验，关门力的大小将影响关门时响度的大小，因此合理地设计关门力值的大小是车门性能设计的重要内容。该款SUV在关门时感觉较沉重，关门力偏大，与标杆车相比还有一定的提升空间，需要对其关门力大小进行分析。
对该车车门相关机构进行分析得出可能影响关门力大小的因素为整车气密性、密封条、关门感应装置、弹簧反作用力、限位块、车门重量、重心、门锁、车门开度限位器、铰链同轴度、铰链轴线。采用逐个排除的验证方法：拆除限位器后，关门力显著减小，图3中对比关门力适中的标杆车限位器拉杆，该SUV车门限位器拉杆线型设计较差，各挡位凹槽较深且不平缓，拆除限位器后主观感受开关门力明显减小；此外，减小图4中限位器滑块内弹簧的刚度，关门力也有所下降；拆除其他机构时关门力变化不大。


图3 限位器拉杆对比图


图4 限位器滑块内弹簧（圆圈内）

2 改进措施及验证

通过对该SUV主观评价及客观测试、车门相关机构逐个拆除验证分析发现，该SUV关门力大的主要原因如下：①车门限位器拉杆设计不合理，限位槽深度过大，导致关门不顺畅、阻力大；②限位器内滑块弹簧刚度过大，增大了滑块与拉杆的预紧力，导致关门力较大。对其改进措施如下：①对限位器拉杆角度做平滑处理（如图5所示）；②图6所示为滑块内弹簧刚度从49.7 N/mm降低到32 N/mm。


图5 限位器拉杆平滑优化前后样件对比


图6 刚度为32 N/mm的限位块内弹簧

从以上分析得知，该款SUV车门限位器经改进后，关门力峰值显著减小；车门开度为第一挡时，相同的关门力下关门速度明显增大，说明克服车门阻力减小；最小关门速度达到标杆车的水平，最小关门速度对应的响度降低了2.3 sone，接近标杆车水平，整体上提升了关门品质感。因此，证明对限位器拉杆的线型优化及限位器内弹簧刚度优化方案能有效降低关门阻力，能够有效提升关门品质感。

表3为整车状态下，1挡关门速度对比，可以看出改进后相同关门力下关门速度明显增大。表4为最小关门速度及最小关门速度对应的响度对比，图7为车门限位器优化前后各挡关门力曲线对比，图8为优化后某SUV与对标车最小关门速度响度曲线。可以看出，改进后最小关门速度与标杆车在同一水平，最小关门速度对应的响度接近标杆车，改善效果明显。


图7 车门限位器优化前后各挡关门力曲线对比
表3 优化后1挡车门开度相同关门力关门速度分析结果对比



表4 某SUV车优化后关门声品质客观评价结果对比

图8 优化后某SUV与对标车最小关门速度响度曲线
3 总结

本文对某款SUV及其标杆车的关门品质感水平进行了研究，从主观评价和客观测试结果上进行详细对比，并对该款SUV车型关门品质感较差进行了优化论证分析，得到以下结论。

（1）关门力大小影响用户的关门体验并与关门响度正相关，进而影响到关门品质感。

（2）车门限位器拉杆的线性度及滑块内弹簧的刚度是影响关门力度的关键因素。

（3）合理设计限位器拉杆的线性度及限位块内弹簧刚度，能有效减小关门力，进而降低关门响度，改善关门品质感及用户体验感。

作者：李淑英1，莫星明2，赵 钪1
单位：1．上汽通用五菱汽车股份有限公司；2．中国汽车技术研究中心汽车工程研究院