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高品质汽车全流程异响性能管控技术

2022-10-23 20:53:49·  来源：架构开发中心党总支  
　
值此东方风起，星核跃迁之际，架构开发中心发布了“技往开来，研心立行”技术品牌，旨在通过展示架构开发中心最具实力的产品、最前沿的技术资讯和最优秀的研发团队，引领广大架构人继续在新征程上开拓进取，敢为人先，协同共赢。随着汽车工业水平的发展和国民

值此东方风起，星核跃迁之际，架构开发中心发布了“技往开来，研心立行”技术品牌，旨在通过展示架构开发中心最具实力的产品、最前沿的技术资讯和最优秀的研发团队，引领广大架构人继续在新征程上开拓进取，敢为人先，协同共赢。


随着汽车工业水平的发展和国民生活水平的提高，消费者对汽车转向系统的要求也从耐用可靠向使用品质方面转移。经调查表明，在容易引起消费者抱怨的品质项目中，异响是发生频率最高的问题之一。同时异响问题也往往伴随着运动干涉、松旷等异常情况，容易恶化成其他故障，对用户体验极不友好。汽车转向异响机理错综复杂，往往具有不规律性。因此，相比去解决已发生的异响问题，如何通过正向设计来避免转向异响的发生具有更加重要的意义。

长期以来，转向系统异响问题主要依靠开发阶段所暴露出的问题被动地进行改善，随机性较大。在解析过程中，异响点的确定主要通过主观评价来分析，工作效率低。而转向专业团队开发的异响性能管控技术能够在开发过程中就有效识别、分析、验证、改善异响风险点，以客户感知为核心，正向打造出让客户满意、舒适的高品质产品。

如何在设计端就将异响问题溯源并改进，并且在生产端严格把控，避免问题流入市场，今天我们将同大家分享转向专业团队在提升汽车转向驾驶品质方面开发的全流程转向系统异响性能管控技术。

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 ▲ 转向系统全流程开发控制体系


 1.转向系统异响机理及避免措施正向设计


转向系统异响是指车辆在颠簸路面上，受到来自路面的冲击，通过轮胎传递到转向系统啮合部位产生的响声。当在颠簸路面行驶时，轮胎带动齿条做快速的往复运动，齿条和齿轮以及调整体部位会产生连续的碰撞，这种振动会传递到齿轮齿条和蜗轮蜗杆等啮合位置，通过对这些部位的检测可以评价异响的大小程度。

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 ▲ 转向系统异响激励源   

通过对异响成因的分析，转向异响的避免措施主要围绕设计端及生产端两个维度进行展开。在设计端，转向专业团队将系统级设计指标分解为零部件级指标，并对系统及零部件进行仿真分析指导转向系统的正向设计。此外，通过前期大量针对异响的FTA分析，转向系统还梳理出关键尺寸及关键技术要求，在前期设计时便针对关键点进行再发防止处理。

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 ▲ P-EPS关键部位尺寸定义

在生产端，转向专业团队采用产线验证的方法，对转向系统零部件制造实施生产管控。在实际生产过程中，需要及时识别零件的异响风险。转向专业联合供应商，在生产过程中增加了产线验证方法。通过监测转向系统工作时的旋转噪声等，将每件产品与标杆件数据进行比对。不同类型的故障，可以根据不同部位的传感器采集得到的数据，实时准确反馈。从而对异常件进行及时隔离并返修，避免问题件流出。

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▲ 实时监测的生产管控


2.转向系统台架及整车试验

对于装车后已发生的异响问题，快速准确地寻找出异响位置同样十分关键，否则难以排查出异响根源，无法进行有效的闭环生产管控。为了对零件异响位置进行准确锁定，专业制定了转向异响的台架试验方法，模拟道路使用的工况，对多个异响风险点进行检测，并与OK件数据进行比对，可快速识别异常点。

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              ▲ 台架试验识别异常点     

在整车试验方面，转向专业采用了振动及频谱采集方法，用于转向系统开发过程中的异响管控与解析，主要分为对样车的摸底采集和故障车辆的解析测试。  其原理为采用三向加速度传感器测量转向系统典型异响位置的振动数据（时域数据、频域数据），评估现有车型硬点、零部件状态下的转向系统噪音及异响性能，将故障车振动数据与耳旁麦克风数据以及样车（非故障车）数据进行对比分析，逐步分析锁定异响源位置。

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      ▲ 转向系统振动及频谱采集     

转向异响类数据分析主要依靠最大振动加速度对比以及时域图形对比。（数据对比需要使用同一车型、相同工况的数据进行对比）。

也可以采集后适当对数据进行处理和过滤，对麦克风采样进行回放，找出异响点，对应时间刻度排查各传感器数据，该时刻加速度曲线走势与麦克风数据接近的传感器距离异响源较近。

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 ▲ 转向异响类数据分析  

3.团队技术积累


转向专业团队总结多年开发经验，制定了全流程的异响管控手段与避免措施。从异响产生机理出发，根据零件机构特点进行正向设计与重点管控。从台架的早期验证，到量产中的生产线过程控制，均制定了相关机制，并在奕炫MAX、皓极等车型中开展应用。同时，开展了《转向系统异响机理及避免措施研究》和《转向系统振动及频谱采集分析》等课题，提高了团队整体的专业能力水平。

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▲ 皓极开展8字绕桩测试

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