劉遵勇，王旭東，金鑫

（陜西汽車控股集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710200）

1 引言

在汽車科技飛速進(jìn)步的今天，人們對汽車功能性的需求逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ξa(chǎn)品性能的追求，在滿足功能及安全的前提下，性能的好壞直接影響了汽車的產(chǎn)品力。以往對汽車制動系統(tǒng)的評價主要體現(xiàn)在制動效能、制動效能的恒定性、制動時方向的穩(wěn)定性三個方面[1]。隨著人們對汽車舒適性要求的不斷提高，更希望汽車能夠根據(jù)制動踏板的感覺得到相應(yīng)的制動效果。

目前商用汽車的制動踏板的反饋感差異很大，而且普遍存在踏板空行程較小、制動疲軟、制動踏板感覺線性度差等問題，這些差異和問題就是由于不同的踏板感覺設(shè)定造成的[2]。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，對于新開發(fā)的制動系統(tǒng)的踏板感覺參數(shù)如何通過試驗手段獲取并與設(shè)計參數(shù)相比較，此類試驗研究開展較少，不能滿足新產(chǎn)品開發(fā)需要。

為此，本文結(jié)合當(dāng)前開展的試驗情況，利用現(xiàn)有的試驗資源和人員設(shè)備等，給出了測量商用汽車制動踏板感覺的試驗方案，并在實際車型上對此試驗方案進(jìn)行了應(yīng)用和驗證。

2 試驗設(shè)備及系統(tǒng)組建

2.1 試驗設(shè)備

本次試驗所用儀器及設(shè)備見表1，主要的設(shè)備見圖1、圖2 和圖3。

圖1 陀螺儀

圖2 踏板力計

圖3 數(shù)據(jù)采集器

表1 試驗儀器設(shè)備

2.2 試驗系統(tǒng)的組建

將踏板力傳感器、制動觸發(fā)器固定于制動踏板上，利用線卡將位移傳感器一端與制動踏板固定，另一端利用支架固定在駕駛室儀表臺下部或方向盤管柱側(cè)部，用于得到制動時的踏板力和踏板位移。將陀螺儀固定于汽車質(zhì)心位置，用于得到穩(wěn)定的汽車制動減速度。壓力傳感器分別安裝于需測量的制動回路或制動分泵處，用于得到相應(yīng)的制動壓力。以上信號通過采集儀傳輸至電腦進(jìn)行記錄。

3 試驗測量方法及原理

3.1 制動踏板行程試驗

（1）將車輛停至平整試驗場地。

（2）車輛怠速，放松手制動器，模擬車輛行車狀態(tài)，為保證安全，應(yīng)當(dāng)采取措施避免車輛前后移動。

（3）調(diào)整設(shè)備零點并記錄。

（4）每次試驗開始時制動儲能裝置的壓力，應(yīng)大于車輛最大制動壓力的90%。

（5）全行程制動，記錄踏板從初始位置至總程位置的制動踏板全行程d。

（6）緩慢制動，觀察踏板行程與前后制動回路的壓力，記錄制動回路壓力開始上升時的踏板行程，即為踏板的空行程d1。

（7）同一工況測試三組數(shù)據(jù)，記錄制動踏板行程、制動壓力、制動踏板力。

3.2 有效踏板行程、當(dāng)前踏板行程、減速度、制動壓力、制動踏板力關(guān)系測定試驗

（1）有效踏板行程的計算：

式中：

d ——制動踏板全行程，mm；

d1——制動踏板空行程，mm；

d2——制動踏板有效行程，mm。

（2）當(dāng)前踏板行程的計算

在制動踏板有效行程內(nèi)設(shè)定n 個測試點，各測試點踏板行程為：

式中：

d3i——第i 個測試點制動踏板行程，mm；

n ——取值原則應(yīng)當(dāng)使最終試驗數(shù)據(jù)可以較為準(zhǔn)確的描述有效踏板行程d2、減速度a、制動壓力p 等參數(shù)的曲線關(guān)系，且便于駕駛員操作。

（3）制動觸發(fā)前，樣車應(yīng)保持至少2s 滑行，車速降至制動初速度，以d3i踏板行程進(jìn)行制動。制動初速度應(yīng)確保所有測試點均可獲取穩(wěn)定時間大于2s 的減速度a。

（4）同一測試點測試三組數(shù)據(jù)，記錄制動壓力p、減速度a、踏板行程d、制動踏板力f。

（5）重復(fù)n 次上文（1）至（4）試驗過程，達(dá)到制動踏板全行程或者減速度和制動壓力不再增加。

4 試驗數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用分析

4.1 試驗數(shù)據(jù)處理

4.1.1 制動踏板行程試驗數(shù)據(jù)處理方法

測得的試驗結(jié)果的平均值作為制動踏板全行程d、空行程d1 的試驗測定值。

4.1.2 當(dāng)前踏板行程與減速度、制動壓力、制動踏板力關(guān)系測定試驗數(shù)據(jù)處理方法

測得的各次試驗結(jié)果的平均值作為當(dāng)前踏板行程d3i、減速度a、制動壓力p、制動踏板力f 的試驗測定值，共計n組。

4.1.3 關(guān)系曲線繪制

繪制制動踏板全行程與減速度關(guān)系曲線、制動踏板全行程與制動壓力關(guān)系曲線、減速度與制動壓力關(guān)系曲線、制動踏板力與減速度關(guān)系曲線。

4.2 試驗應(yīng)用與分析

該試驗方案得到論證后，在某車型對標(biāo)試驗項目中，利用本文提出的試驗方案對標(biāo)桿車的制動踏板感覺進(jìn)行了測量。

選擇制動初速度為50km/h，每次試驗車速與規(guī)定車速之間允許有不超過±2%的偏差[3]。試驗結(jié)果見表2 和圖4、圖5、圖6。

圖4 踏板位移與制動距離關(guān)系曲線

圖5 踏板位移與MFDD 關(guān)系曲線

圖6 踏板位移與踏板力關(guān)系曲線

表2 樣車制動踏板感覺試驗數(shù)據(jù)

從以上數(shù)據(jù)可以看出，該車型制動踏板位移小于50mm時，踏板位移與制動距離關(guān)系成線性關(guān)系，制動踏板位移大于60mm 時，制動距離基本保持不變；制動踏板位移小于65mm 時踏板位移與MFDD 成線性關(guān)系，制動踏板位移大于60mm 時，MFDD 基本保持不變；而制動踏板位移與踏板力基本成線性關(guān)系。

從得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可見：該車型雖然制動踏板力遠(yuǎn)小于國標(biāo)要求[4]，且制動踏板位移中段與踏板力基本成線性關(guān)系，但隨著踏板位移的逐步增加（特別是大于60mm 時），制動效能不再增加。這樣40%的踏板行程是沒有充分利用的，這就造成了60mm 至100mm 的行程中，制動強(qiáng)度并沒有隨著用戶踩下的踏板深度而增加，容易給用戶造成制動行程短、后半程制動力不足的感覺。同時制動踏板空行程約30mm，存在空行程過大問題。這些問題直接影響用戶的制動踏板感覺和行車安全，是制動系統(tǒng)開發(fā)中值得關(guān)注和重點標(biāo)定的系統(tǒng)。

5 結(jié)論

本文通過分析現(xiàn)有制動踏板感覺存在的問題，給出了一種針對制動踏板感覺測量分析的試驗方案，介紹了試驗所用設(shè)備、試驗臺架的組成、測量原理和試驗數(shù)據(jù)的處理方法。最后，通過對某試驗樣車的實車測量和分析，對該試驗方案進(jìn)行了驗證和應(yīng)用分析，結(jié)果表明該試驗方案可滿足整車制動踏板感覺測量的要求，為設(shè)計參數(shù)的驗證和改進(jìn)提供了準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)。