童成前， 鄭素云， 王華拓

(北京汽車集團(tuán) 越野車有限公司， 北京 101300)

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展及對生活品質(zhì)的追求，人們對制動系統(tǒng)不僅追求更短的制動距離，而且對制動踏板感這種舒適性能也提出了更高的要求。近年來對制動踏板感匹配方法的研究逐漸增多，如文獻(xiàn)[2]針對液壓制動踏板感影響因素進(jìn)行了分析；文獻(xiàn)[3]提出采用制動踏板感覺指數(shù)來比較不同車型或相同車型不同設(shè)計(jì)方案的制動踏板感，但比較抽象；文獻(xiàn)[4-6]對制動踏板感的表述方法進(jìn)行了探討，但不夠全面。該文在分析踏板力、踏板行程與減速度關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上，對制動踏板感匹配方法及匹配要點(diǎn)進(jìn)行探討。

1 制動踏板感定義

駕駛員踩下制動踏板，在克服制動踏板機(jī)構(gòu)間隙和阻力的同時(shí)通過真空助力器推動制動主缸活塞，制動主缸產(chǎn)生的高壓油通過制動管路推動前、后制動器，制動摩擦片與制動盤之間產(chǎn)生力矩，使輪胎與路面之間產(chǎn)生摩擦力而實(shí)現(xiàn)車輛的減速。制動過程中，駕駛員腳上的感覺，如踏板力大小、踏板行程長短及車輛反饋給駕駛員的整體制動感覺即為制動踏板感。

制動踏板感是駕駛員在車輛制動工況下身體感官上的綜合感覺，由制動系統(tǒng)零部件及制動系統(tǒng)與整車的匹配所決定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，踏板力與減速度關(guān)系曲線、踏板行程與減速度關(guān)系曲線是表述和匹配制動踏板感的有效方法，一些汽車企業(yè)也大都采用這兩種關(guān)系曲線進(jìn)行制動踏板感匹配，并在進(jìn)行大量對標(biāo)測試和分析的基礎(chǔ)上定義了各自的踏板力與減速度關(guān)系曲線、踏板行程與減速度關(guān)系曲線的匹配范圍。

2 制動踏板感匹配方法探討

2.1 踏板力與減速度關(guān)系曲線

圖1為踏板力與減速度關(guān)系曲線。從圖1可以看出：踏板力與減速度關(guān)系曲線定義為一個(gè)范圍，規(guī)定了同一減速度下踏板力的上限和下限值。制動踏板感的計(jì)算誤差、測量誤差及客戶使用的主觀性等因素決定了踏板力與減速度關(guān)系曲線需定義在一個(gè)范圍內(nèi)。

圖1 踏板力與減速度關(guān)系曲線

2.2 踏板行程與減速度關(guān)系曲線

圖2為踏板行程與減速度關(guān)系曲線。從圖2可看出：與踏板力的定義一樣，踏板行程與減速度關(guān)系曲線也定義為一個(gè)范圍，規(guī)定了同一減速度下踏板行程的上限和下限值。

圖2 踏板行程與減速度關(guān)系曲線

2.3 踏板力與踏板行程關(guān)系曲線

僅以踏板力與減速度關(guān)系曲線、踏板行程與減速度關(guān)系曲線來表述和匹配制動踏板感存在一些缺陷，如圖3、圖4所示，車型A、B、C、D的踏板力及踏板行程實(shí)測值均滿足圖1、圖2中的標(biāo)準(zhǔn)范圍，但制動踏板感主觀評價(jià)(采用10分制)得分(見表1)卻差別較大。

圖3 踏板力與減速度實(shí)測值

圖4 踏板行程與減速度實(shí)測值

表1 制動踏板感主觀評價(jià)結(jié)果

為弄清楚主觀評價(jià)的差異性，結(jié)合圖3、圖4，得出踏板力與踏板行程關(guān)系曲線(見圖5)。從圖5可看出：車型A、B、C、D的曲線走向差別較大，得分較高的車型A、D的曲線基本趨勢一致，且踏板行程隨踏板力的變化趨勢相對于車型B、C較緩；車型B、C在制動后段線性較差，且踏板力的變化率相比踏板行程的大，表明制動踏板不輕便、線性差，與主觀評價(jià)結(jié)果一致。

圖5 踏板力與踏板行程關(guān)系曲線

綜上，踏板力與踏板行程關(guān)系曲線在制動踏板感匹配和分析中起到非常重要的參考作用。因此，踏板力與踏板行程關(guān)系曲線應(yīng)與踏板力與減速度關(guān)系曲線、踏板行程與減速度關(guān)系曲線一起作為制動踏板感匹配的表述方式。

3 制動踏板感匹配要點(diǎn)

對于制動踏板感匹配的常見影響因素，文獻(xiàn)[1]、[8]、[10-11]中都有詳細(xì)闡述，在此不再贅述，僅針對易被忽略的問題提出制動踏板感匹配要點(diǎn)。

(1) 對于容易產(chǎn)生制動點(diǎn)頭現(xiàn)象的車輛，可將初始減速度設(shè)置得略低一些，以減小不舒適感。

(2) 為實(shí)現(xiàn)制動踏板感的輕便性，踏板力需匹配略小些，但也不是越小越好，過小的踏板力會使駕駛者的腳部反饋感變差，建議越野車車型的初始踏板力不低于18 N。另外，踏板力應(yīng)與踏板行程有較好的匹配關(guān)系。如圖6、圖7所示，某B80A車型的踏板力和踏板行程都接近標(biāo)準(zhǔn)值，但主觀評價(jià)得分較高，為7.5分；如圖8所示，該車型的踏板力與踏板行程關(guān)系曲線與車型A、D趨勢基本一致，即踏板力與踏板行程關(guān)系實(shí)現(xiàn)了較好的匹配，可獲得較高分值。

(3) 制動踏板感的線性感很重要，而線性感需要各關(guān)鍵零部件如真空助力器、制動鉗、軟管總成、制動踏板等的剛性來保證。實(shí)踐證明，貫穿式真空助力器的剛性比非貫穿式真空助力器的好，固定式制動鉗的整體剛性比浮動式制動鉗的好。

圖6 某B80A車型的踏板力與減速度關(guān)系曲線

圖7 某B80A車型的踏板行程與減速度關(guān)系曲線

圖8 某B80A車型的踏板力與踏板行程關(guān)系曲線

(4) 注重采用主觀評價(jià)方式，有時(shí)從客觀測試的數(shù)據(jù)看都能滿足設(shè)定的目標(biāo)，但主觀評價(jià)得分卻不高，如初速度100 km/h下輕踩制動踏板的減速感評價(jià)需采用主觀評價(jià)方式進(jìn)行。

(5) 車輛怠速行駛時(shí)，輪邊驅(qū)動力對制動踏板感的影響較大，在制動踏板感匹配時(shí)要充分考慮該因素，否則可能出現(xiàn)低速制動力沉或低速制動竄車問題。如圖9所示，相對于車型2，車型1的輪邊驅(qū)動力大很多，但車型1在評價(jià)過程中出現(xiàn)了低速制動竄車問題。

圖9 輪邊驅(qū)動力隨車速的變化

4 結(jié)語

針對僅以踏板力與減速度關(guān)系曲線、踏板行程與減速度關(guān)系曲線來表述和匹配制動踏板感存在的缺陷，提出將踏板力與踏板行程關(guān)系曲線作為對制動踏板感匹配方法的補(bǔ)充，并對一些容易被忽略的問題提出制動踏板感匹配建議，為制動踏板感匹配設(shè)計(jì)提供參考。