某輕型卡車制動踏板力問題淺析

劉云飛

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某輕型卡車制動踏板力問題淺析

劉云飛

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

針對制動踏板力問題進行研究，并結合實際車型制動踏板力大的問題進行分析解決，提高制動舒適性。關鍵詞：制動踏板感；制動踏板力；制動踏板行程；制動減速度

CLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)03--

引言

制動感覺較多地影響了人們對汽車制動系統的評估。建立在大量試驗數據統計基礎上的制動感覺指數評價體系，通過對各階段的制動踏板行程、制動踏板力及相應的制動減速度的測量，能很好地反映、評估制動感覺。運用實例可知，這種主觀評估客觀試驗化的方法，相對簡化、易操作，并在保證正確性的同時，使相關的工程開發改進的人員、時間、成本得以有效降低。

1、研究踏效感的目的和意義

制動系統的操作作為汽車用戶日常駕駛中最重要的交互界面之一。制動系統的表現除了我們平時常見的制動距離等硬指標外，制動感覺也是制動系統性能評估中不可或缺的重要組成部分。通常說的剎車“軟”、“硬”，其實就是對制動感覺的部分簡單描述。就人體感知而言，制動感覺較之制動距離更易被察覺。這也意味著制動感覺較多地影響了人們對于所駕車輛制動系統的評價。

2、制動感覺指數試驗評估體系介紹

當下，關于制動感覺，各大廠商、機構通常以主觀評估為主，輔之以各類系統特性曲線來作為設計或改進最后審評的依據。這就需要擁有一批專業的評估人員來進行相當數量的評估工作，而且主觀評估會受到各種外界因素的干涉，科學、可靠性有所欠缺。有鑒于此，建立一個基于客觀的、能正確反映主觀感受的試驗評估體系是解決問題的有效方法一。自上世紀90年代初以來，通用的研發人員通過對大量試驗數據的統計分析后，建立了制動感覺指數(BFI)試驗評估體系。期望能正確、可靠地反映制動系統的踏板感覺，且試驗過程相對簡單易行、具有可重復性。

踏板預置力是指駕駛員在踩制動踏板時，在制動力矩尚未施加于輪邊前的踏板力的反應。通過踏板力與行程的關系可知，這個踏板力的初始起跳點就是踏板預置力，如圖1所示。通常計算時，我們把踏板力對行程的2次微分值大于6 mm／N2時的踏板力作為踏板預置力。這個力的存在，是由于現代轎車大多使用真空助力器作為伺服源。除去踏板機構本身的機械阻尼，踏板預置力的大小主要取決于助力器的輸出特性。

駕駛員在實際駕駛中的制動操作一般都是帶檔制動。隨著制動踏板的踩下，在經過初始的踏板運動后，制動總閥（主缸）將制動力施加于制動蹄片和制動盤，由此產生的制動力矩作用于車輪，使得車速降低并伴之制動減速度的產生。在常用的制動操作時，減速度一般小于0.6 g。極限減速度小于1 g。通常情況下，若減速度大于0.7 g，ABS就有可能作用。而此時制動效能較之制動踏板感覺將更多被人們關注。有鑒于此，如圖2所示，我們將制動前的減速度加上0.05時的A點作為制動的初始點，即正常制動的實際零點位置。設置這樣一個零點充分考慮了因車型及制動系統的不同所造成的制動前的行車阻力、制動力的傳遞遲滯等因素的影響，使得我們對研究真實的制動過程有了相同的參考基點。B點，即在歷經制動初始點后0.5 g處作為制動的正常作用點。在這一點前的制動減速度、制動力、行程通常呈線性關系。而之后的制動歷程中，如圖2所示C點之后，由于ABS的介入，這樣的線性關系將不再呈現。

我們還選用了下列6個參數作為評價制動感覺的重要組成部分。

·制動初始點踏板力。

·制動初始點踏板行程。

·正常制動至0．5 g時的踏板力。

·正常制動至0．5 g時的踏板行程。

·踏板力的線性度指數。指在制動初始點到正常制動的區域內，制動踏板力相對于制動減速度的線性度指數。若該值接近于1，則表明踏板的輸入與輸出的制動減速度是完全的線性關系。這將是一個理想的制動踏板關系狀態。

·滿載最大制動減速度時之踏板力。這里的最大制動減速度是指ABS尚未起作用的制動階段所能獲得的最大制動減速度，此時的制動效率也最高。這時的踏板力大小直接影響著人們對制動性能表現之安全感的多少。

表1 兩種不同踏板的試驗數據

3、某輕卡制動踏板感分析

3.1 問題現象描述

制動踏板感覺初始階段‘重’。

3.2 試驗數據輸入（同一總閥，不同行程踏板）

通過數據與曲線可以直觀的看出，初始階段，短行程制動踏板力增加較快。當人體適應初始階段后，后續感覺就不明顯，表現出來的主觀感覺就是初始時期制動踏板‘硬’。

3.3 問題原因分析

由于氣壓制動系統踏效感評價零部件主要參考制動總閥及踏板參數，因此我們這里針對制動總閥特性曲線及制動踏板杠桿比進行分析。在一款車型選定制動總閥的條件下，制動總閥的輸出氣壓值與制動總閥推桿的行程及推力就已經根據制動總閥特性曲線確定下來了。制動總閥通過制動踏板再反饋至駕駛員，駕駛員從制動踏板獲取直觀感受。

制動踏板行程由制動總閥推桿行程以及各零部件間空行程等組成，制動踏板力由制動總閥推桿力以及各零部件間阻尼力等組成。最終總行程及總的力通過杠桿比反饋至駕駛員。

與同系列車型對比：在采用同一制動總閥條件下，在相同減速度時，踏板行程短的，踏板力偏大。

綜上，我們暫總結造成制動踏板偏重的原因有以下幾個：（1）該車型踏板杠桿比偏小；

（2）該車型力的傳遞效率偏低；

針對以上分析的原因，我們查找兩種不同制動踏板的圖紙，如下圖所示。

兩種制動踏板盡管結構不相同，但是杠桿比分別為6.8與6.7，極為接近，對制動力的影響可以忽略。

短行程制動踏板的力傳遞效率較差是產生該問題的主要原因。

4、總結

盡管駕駛者應該是汽車系統品質的最終評價者，但是通過試驗及其后數據的分析，覺得這種結合了主觀評估理念的客觀試驗方法，在正確反映系統表現時，又能做到評估過程相對簡化、易操作，具有可重復再現性。相對于依賴昂貴的試車員來做主觀評估，這種方法無疑是一種進步。在工程開發周期日益縮短的當下，這種方法或理念也越來越多得到重視，具有良好的應用價值。

[1] 王霄鋒.汽車底盤設計.北京：清華大學出版社.2010.

[2] 江淮汽車集團研發中心.江淮輕型卡車設計規范.第一版,合肥∶ 江淮汽車股份有限公司,2006年6月.

[3] 汽車制動系統的結構分析與設計計算.北京：清華大學出版社.2004.

Simulation for brake pedal force problem of a light truck

Liu yunfei
(Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601)

Study on brake pedal force problem, and combining with the actual vehicle brake pedal force heavy problem solving for analysis, enhance the brake comfort.

brake pedal feeling；brake pedal force；brake pedal stroke；The braking deceleration

U463.5

A

1671-7988(2015)03--

劉云飛，就職于江淮汽車技術中心商用車研究院。