车辆制动踏板感觉综合评价方法

车辆制动踏板感觉综合评价方法

0制动感受的情况随着汽车工业的发展，国内汽车产量也在增加，用户对汽车的需求也在增加。与汽车的安全性能相比，汽车的刹车性能一直受到关注，尤其是线圈的感觉。根据JDPower的反馈,对汽车制动感觉方面反映最多的问题主要有制动不够力、制动偏软、刹车不够灵敏等,但目前还没有这方面的国标可以参考,所以本文提出了对制动感觉综合评价的方法,采用制动感觉指数来评判制动感觉所设计到的各个方面的性能,结合实际车辆进行试验,对所得的数据进行分析和比较,给车辆制动系统的设计开发和评价提供一种有效的方法。1觉醒指数制动感觉指数是对用户在实施制动的过程中脚踩踏板感觉以及对车辆减速感知程度的综合评价指数。它通过8项参数指标来描述,具体如表1所示。1.1带弹簧的带初始力如图1所示是踏板预载试验的结果,它是踏板行程(T)和踏板力(F)的一根关系曲线,从图中可以看出,当对踏板施加力进行制动的时候,踏板是不会马上移动的,因为踏板机械结构的原因,它本身内部有回位弹簧的弹性力,还有踏板系统内部的摩擦力,所以必须克服这些阻力达到一个阈值以后,踏板才会开始动作,这就是踏板开始移动的初始力。而制动踏板预载力指的是使踏板开始有一个明显移动时的踏板力,工程上定义为踏板力对踏板行程的二阶微分大于等于6mm/N2时对应的踏板力,即:d2(T)/d(F)≥6。踏板预载力的大小直接影响驾驶员开始踩踏板实施制动时的感觉,不易太重,一般在20N左右比较合适。1.2“减速初始阶段”在对车辆开始实施制动之前,车辆本身处于滑行状态,此时它有一个减速度,称为滑行减速度。“减速初始阶段”指的是车辆的减速度超过滑行减速度的0.05g的时刻,此时驾驶员感觉车辆“开始”减速。我们用此刻踏板力和踏板行程来衡量车辆刚开始减速时的踏板感觉,如图2、3所示。一般说来,此刻的踏板力要小于27N,踏板行程要小于23mm为合适。1.3标准化减速度10.5g由于不同车辆制动系统“刚开始减速”时的踏板力和踏板行程存在着差异,所以我们把踏板力和踏板行程进行0.5g的标准化(即用减速度超过“刚开始减速”的0.5g所对应的踏板力和行程减去“刚开始减速”时的踏板力和行程,由此得到的值称为0.5g标准化后的踏板力和行程,如图2～3所示),以避免由此带来的混淆,这样,我们就可以在相同层面上进行比较。根据大量的试验和以往的经验,这个踏板力应在55～65N为适宜,而踏板行程应在30mm左右。1.4本方式所达到的最大减速度b这是衡量车辆在制动过程中达到最大减速度时需要施加的踏板力。这个力的大小和车辆能够达到的最大减速度有关,应符合以下经验公式:踏板力(F)≤最大制动减速度×245+3/7,这个力太大会使驾驶者感觉踏板太硬,对快速制动到车辆停止降低信心。1.5车轮制动工况用左前轮和右前轮的平均响应时间来作为整车的制动响应时间。它是指在对车辆实施制动后前轮制动管路压力达到稳态的63.2%时所需要的时间。如图4所示,这个值越小说明制动系统的响应越快,实施制动也就越快,一般小于0.11s最佳。1.6最小二乘法线性拟合这是评价踏板力与制动减速度之间的关系,本文中希望减速度和踏板力的线性度要好,由减速度和踏板力曲线,通过最小二乘法线性拟合可以得到:Dec=Const×Force×exp,其中的exp就是踏板力线性指数,一般控制在0.85～1.05之间为宜。2试验数据的比较和分析本文中分别对6辆车做了制动感觉主观评价和客观试验。分别对踏板力、踏板行程、减速度和管路压力等进行了测试并得到以下数据。2.1制动板上力的减速度如图5所示,其中车辆#4的性能最好,因为随着施加在制动踏板上的力不断增加,它的减速度上升的最快;而车辆#1上升的速度最慢,因此这辆车的减速度和踏板力特性最差。2.2制动板行程对减速度的影响如图6所示,其中车辆#4的性能最好,因为随着制动踏板行程的不断增加,对应的减速度上升的最快;而车辆#6上升的速度最慢,因此这辆车的减速度和踏板行程特性最差。3觉醒指数3.1制动动力学反应本次研究中邀请一些客户对这6辆车的制动踏板感觉作了主观评价,直观地判别在制动过程中的感受,结果如下:(1)车辆#4的踏板感觉最好。制动起始的感觉比较好,踏板力不重,空行程较短,中制动时感觉踏板力适中,踏板行程也不是很长,能较好的符合驾驶员的意图。紧急制动时系统响应较快,较容易地将踏板踩下,能很快地使车辆的速度降下来,给驾驶员有足够的信心,整个制动过程脚下的力呈线性增加,踏板感觉良好。(2)车辆#5的踏板感觉最差。在刚开始制动时的踏板力较重,空行程很大,中制动时感觉踏板力较重,行程也很大,感觉已经踩下去很多并且很费力,但车辆的速度没有明显的下降,紧急制动时需要费很大的劲将踏板踩下,而且系统反应比较慢,驾驶员感觉此车刹不下来。3.2振动场感觉指数的客观评价本文中采用制动感觉指数对上述6辆车的制动系统进行评估。表2为根据上述踏板力和减速度及踏板行程和减速度曲线分析所得出的对比数据。4制动响应时间(1)车辆#4的踏板预载力(19.9N)比较适中,实际驾驶时的踏板感觉也较合适,车辆#3和车辆#5分别为34.5N和33.2N,相对来说比较大,踏板感觉也较重。(2)对于刚开始减速时的踏板力而言,车辆#2(27.8N)和车辆#4(27.6N)相对较小,感觉较轻,使驾驶员容易实施制动,而车辆#3(43.0N)的力过大,踏板偏重。(3)对于刚开始减速时的踏板行程,车辆#4也是最小的,但是车辆#1,#2,#3,#6也是可以接受的,而车辆#5达到29.8mm,有点偏大,踏板行程较长。(4)0.5g标准化后的踏板力,车辆#3,车辆#4都可以接受,但是车辆#1的踏板力达到109.7N,偏大,脚感太重,不易于驾驶员所接受。(5)对于0.5g标准化后的踏板行程,车辆#1(29.1mm)和车辆#3(31.4mm)都是比较好的,此时的踏板行程不宜太长也不宜太短,一般在30mm为合适,而车辆#5的行程(40.2mm)太长,驾驶员感觉脚下的移动量太大。(6)车辆满载达到最大减速度时的最大踏板力,车辆#4为116.6N,在6辆车中是比较小的,在紧急制动时驾驶员比较容易实施,车辆#3和车辆#6也是可以接收的,而车辆#5则达到了319.9N,明显偏重,给人感觉需要施加很大的力才能将车刹住。(7)制动响应时间,越小越好,这个取决于制动系统内各个部件的整体协调性能,包括助力器、ABS、制动软管和制动钳等。车辆#5和车辆#6最差。(8)踏板力线性指数,车辆#4(0.83)和车辆#6(0.86)都是可以的,而车辆#5(0.61)显然线性度较差,一般要求0.85～1.05之间。5提高车辆制动性能,促