EPB系統(tǒng)工作噪音分析及優(yōu)化

孫瓊，王光飛，孫召健

（1.安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601；2.合肥邦立電子股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，越來越多的安全性、舒適性的功能運(yùn)用在汽車上，以滿足客戶的需求。EPB電子駐車系統(tǒng)憑借優(yōu)越的安全性能，越來越獲得汽車制造商的青睞，被運(yùn)用到很多汽車上，用來替換傳統(tǒng)的手剎配置。

EPB系統(tǒng)工作時會產(chǎn)生工作噪音，由于整車匹配的NVH性能不同和系統(tǒng)本身的特點，不同車型駕駛室內(nèi)傳遞的工作噪音也不盡相同，對汽車的舒適性在一定程度上造成了影響。

1 EPB工作噪音產(chǎn)生的原理

EPB系統(tǒng)一般由EPB執(zhí)行機(jī)構(gòu)、EPB開關(guān)（Switch）、EPB控制器（ECU）、EPB指示燈及EPB卡鉗等相關(guān)零部件組成，如圖1所示。

圖1 EPB系統(tǒng)構(gòu)成

EPB工作噪音產(chǎn)生的原理是為了完成卡鉗釋放或夾緊動作，卡鉗的電機(jī)需要在短時間內(nèi)高速轉(zhuǎn)動，同時借助齒形皮帶來驅(qū)動行星減速齒輪組轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動推桿作軸向運(yùn)動。以上這些動作，尤其是電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，造成電機(jī)齒輪部分產(chǎn)生較大的振動和噪音。

2 EPB工作噪音傳遞路徑的確認(rèn)

2.1 輻射噪音或結(jié)構(gòu)噪音排查

EPB卡鉗脫離車身后測試EPB工作噪音。

圖2 EPB卡鉗脫離車身工作噪音頻譜圖

從頻譜圖中看出：

EPB卡鉗脫離車身前后，車外噪音曲線基本重合，表明外場噪音基本沒有變化；EPB卡鉗脫離車身前后，車內(nèi)1000Hz頻率以上噪聲頻譜曲線基本重合，而160Hz～1000Hz頻段內(nèi)聲壓級峰值降低可達(dá)15dB（A），表明傳入車內(nèi)的EPB工作噪音主要為中低頻結(jié)構(gòu)噪聲。

2.2 結(jié)構(gòu)噪音傳遞路徑排查

該車型EPB卡鉗安裝于轉(zhuǎn)向節(jié)上，轉(zhuǎn)向節(jié)與車身通過副車架、減震器、縱臂等懸架系統(tǒng)相連，即結(jié)構(gòu)噪音主要是通過懸架系統(tǒng)傳遞到車身上。通常有兩種方法來判斷主要的傳遞路徑：一是在連接點處布置振動傳感器，監(jiān)測EPB工作時各連接點的振動情況，通過振動大小來判斷主要路徑；二是逐一拆除連接點，同時測試駕駛室內(nèi)噪音水平，通過變化量來判斷主要路徑。前者可以較快的判斷方向，后者可以作為印證，一般兩者結(jié)合判斷。

圖3 脫離減震器后的EPB工作噪音頻譜圖

圖4 脫離縱臂后的EPB工作噪音頻譜圖

圖5 脫離后副車架的EPB工作噪音頻譜圖

該車型布置在連接點處的振動傳感器數(shù)據(jù)顯示，縱臂及后副車架在EPB卡鉗工作時，振動相對明顯，且關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，初步判斷為結(jié)構(gòu)噪音主要傳遞路徑。現(xiàn)在通過逐一拆除連接測量對比來進(jìn)行驗證，測試結(jié)果如圖3、4、5所示。

從頻譜圖中看出：

拆除減震器后，駕駛室內(nèi) EPB工作噪音的峰值頻段（160Hz～1000Hz）聲壓級基本沒有變動；而分別拆除縱臂和后副車架后，在160Hz～1000Hz頻段內(nèi)的噪聲峰值降幅較大，同時駕駛室內(nèi)的 EPB工作噪音總聲壓級也有較大幅度的降低。故中低頻結(jié)構(gòu)噪音是此車型駕駛室內(nèi)的主要EPB工作噪音，EPB電機(jī)激勵通過縱臂及后副車架傳遞到車身，與空氣的耦合導(dǎo)致了駕駛室內(nèi)的結(jié)構(gòu)噪聲。

3 駕駛室內(nèi)EPB工作噪音的優(yōu)化

對于噪音的優(yōu)化有三種較為常見的方法：減小噪音源，隔絕傳遞路徑，減小噪音響應(yīng)（主要是振動響應(yīng)），對于駕駛室內(nèi)EPB工作噪音也一樣。 本文主要介紹在EPB系統(tǒng)不變的情況下，可以通過優(yōu)化傳遞路徑的方法來降低EPB工作時駕駛室內(nèi)的噪音。

通過之前的測試，該車型EPB工作噪音頻帶較寬，但高頻噪音（1000Hz以上）通過整車較好的密封性及聲學(xué)包消音，已經(jīng)較好的隔絕了。但是中低頻結(jié)構(gòu)噪音（160Hz～1000Hz）主要通過后副車架及縱臂傳遞到駕駛室內(nèi)。因此可以針對結(jié)構(gòu)噪音的傳遞路徑進(jìn)行優(yōu)化。

3.1 后副車架連接點增加橡膠墊

圖6 后副車架優(yōu)化后駕駛室內(nèi)EPB工作噪音頻譜圖

該車型后副車架通過兩個固定螺栓和兩個固定螺母固定在車身下底鈑金上，

后副車架與車身支架直接是金屬接觸，無阻尼結(jié)構(gòu)，所以優(yōu)化的主要方向是在四個固定點位置增加緩沖橡膠墊，通過試驗對比，在駕駛室內(nèi)EPB工作噪音峰值頻段，噪音聲壓級有一定幅度的降低，如圖6所示。說明橡膠墊能夠隔振的效果，從而達(dá)到降低駕駛室內(nèi)EPB工作噪音的目的。

3.2 縱臂增加配重+襯套剛度降低

圖7 縱臂優(yōu)化后駕駛室內(nèi)EPB工作噪音頻譜圖

通過在縱臂上增加配重塊來降低縱臂振動的幅度，通過襯套剛度的降低來減少振動量再往車身的傳遞。試驗對比，噪音峰值頻段聲壓級也有一定程度的降低，如圖7所示。說明減小縱臂本身的振動及振動傳遞，可以降低駕駛室內(nèi)EPB工作噪音。

4 結(jié)論

本文針對EPB工作噪音產(chǎn)生的原理，駕駛室內(nèi)EPB工作噪音的測試，傳遞路徑的確認(rèn)，提出通過優(yōu)化傳遞路徑來降低EPB工作噪音的改進(jìn)方案，并通過測試分析對其進(jìn)行驗證，為EPB工作噪音的優(yōu)化提供一種可行方法。

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[2] 楊娜.汽車車內(nèi)噪音傳遞路徑的分析及研究[D].工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2004.

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