童成前 王华拓 郑素云

摘 要：为了解决某自动挡车型连续制动硬问题，分析制动踏板力增大的主要影响因素，通过对连续制动过程的分析，确定以调整电子真空泵工作逻辑为优化方案，通过软件仿真分析和实车试验证明了优化方案的有效性，为后续车型制动系统匹配提供了设计经验。

关键词：汽车;连续制动;仿真;优化

中图分类号：U463.5  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）09-169-03

Analysis method of continuous braking hard problem of an automatic vehicle

Tong Chengqian， Wang Huatuo， Zheng Suyun

（Baic group off-road vehicle Co.， Ltd， Beijing 101300）

Abstract： In order to solve the continuous braking hard problem of an automatic vehicle， Analyze the main influencing factors of the increase of brake pedal force， Through the analysis of the continuous braking process， it is determined to adjust the working logic of the electronic vacuum pump as the optimization scheme. The effectiveness of the optimization scheme is proved by the software simulation analysis and the real vehicle test， which provides the design experience about brake system matching for the subsequent vehicle.

Keywords： Vehicle; Continuous braking; Simulation; Optimization

CLC NO.： U463.5  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）09-169-03

引言

生活品质的改善，促使汽车保有量逐步提升。在日常行驶，制动系统作为安全部件，至关重要。一项调查统计显示，交通安全事故出现几率呈现递增走向，且由制动系统造成的安全事故达到了一半。由此可见，一定要重视制动系统的匹配设计，增加车辆运行的安全性^[1]。

车辆在拥堵路况跟车或倒车入库过程中，经常出現连续制动工况，即连续几次制动且每次制动间隔时间很短的情况;在这种工况下，制动踏板感特别是踏板力不应随着制动次数的增加而逐渐变大，以保证驾驶者有相同的预期，避免出现不适感;因此，研究连续制动工况对于汽车制动系统匹配有着重要的意义。文献^[2]针对热机工况连续制动时制动踏板力增大问题进行了分析研究，提出了一些改进措施并最终解决问题，但对改善措施细节未作过多介绍，对于真空度变化对制动踏板力的影响机理也没有展开分析。

本文以某自动挡车型连续制动硬问题为例，分析影响制动踏板力增大的因素，并对连续制动过程进行分析，提出最终优化方案，问题得到解决。

1 问题描述

某自动挡车型在堵车路况跟车或倒车入库过程中;如果连续的踩制动踏板，从第二脚开始，就会出现制动踏板力逐渐且明显变大、车辆减速感变差的情况。

2 制动踏板力增大的影响因素

造成制动踏板力逐渐增大的影响因素较多，如摩擦片摩擦系数变化、真空度变化、整车载荷变化等;经分析，该车型行驶过程中无明显载荷变化，因此本文主要分析摩擦片摩擦系数变化、真空度变化对制动踏板力增大的影响。

2.1 摩擦片摩擦系数变化

连续制动过程中，摩擦片由于热衰退会出现摩擦系数降低情况，因此要达到与之前相同的减速度，则需要更大的制动踏板力。该车型因为在连续三次制动后，制动器温度仍较低（≤150℃），所以该因素可排除。

2.2 真空度变化

根据工作原理可知^[3]，制动总泵及真空助力器总成助力特性只有在足够的真空度条件下才能正常发挥作用，制动总泵及真空助力器总成在不同的真空度下助力特性不同，较大的真空度会获得较好的助力特性;相反，当真空度较差时，真空助力器的助力效果变差。如图1所示，在相同的输入力F时，不同真空度下产生的液压差别很大：P1（-66.7kpa）> P2 （-50kpa）>P3（-40kpa）>P4（-30kpa）;相反的，要得到相同的液压，随着真空度的降低则需要更大的制动踏板力。

目前，一些发动机由于自身的结构设计及标定的需要往往无法给制动系统提供足够的真空，特别是在高原、寒冷早晨初次点火、连续制动的使用工况下，真空度不足问题会更加凸显。装配这类发动机的车型往往匹配辅助电子真空泵，在真空不足情况下，辅助电子真空泵为车辆提供真空补偿;因此，辅助电子真空泵的工作逻辑必须得到充分验证，以实现与发动机所提供真空之间的较好匹配，最终使制动总泵及真空助力器总成始终能够在较好真空下工作。

该车型装配的发动机为涡轮增压发动机，发动机歧管无法一直提供较好的真空;且该车型匹配了辅助电子真空泵;因此分析连续制动过程中真空情况可为问题解决提供有效途径。

3 连续制动过程分析

如图2所示为该车型某次连续制动工况下，真空度随制动次数的变化情况，初始时真空度为-72KPa，第1次制动后，真空度-55KPa;第2次制动后，真空度-38KPa，第三次制动后，真空度-33KPa，真空度逐渐下降。由2.2节可知，制动踏板力会逐渐增大。

如图3为该车型的发动机歧管压力变化情况，从图3可以看出：发动机进气歧管由正压到-66.7KPa真空度所需时间约为1.5s，时间较长;当快速连续制动时，不能及时补偿真空助力器正常工作所需真空;第1次制动后辅助电子真空泵仍未达开启条件，而发动机补偿又较慢，自然会出现图2的情况。若此时辅助电子真空泵能及时工作，则系统真空度可得到改善，相应的制动踏板力会有所下降，因此辅助电子真空泵工作逻辑调整可考虑为优化方案。

4 优化方案

辅助电子真空泵原工作逻辑如表1所示，为了辅助电子真空及时开启，将开启条件进行优化如表2所示。

5 仿真试验分析

采用Amesim软件搭建制动总泵及真空助力器模型，对其在辅助电子真空泵工作逻辑优化前后的真空变化情况进行仿真分析，分析结果如图4所示（说明：图中曲线为绝对压力值），从图可以看出，采用优化后的辅助电子真空泵工作逻辑，制动总泵及真空助力器总成在连续制动工况下的真空度可以得到极大改善。

6 实车试验分析

实车试验结果如表3所示，从表中可以看出：采用优化后的工作邏辑，第二脚及第三脚的制动踏板力相对于第一脚增加不明显。

针对优化后的辅助电子真空泵工作逻辑，进行道路实车主观评价，车辆没有出现之前的连续制动硬问题，主观感觉可接受。

7 结论

（1）本文以某自动挡车型连续制动硬问题为例，分析了制动踏板力增大的主要影响因素，并通过对连续制动过程进行分析，确定以调整电子真空泵工作逻辑为优化方案;

（2）通过软件仿真分析和实车试验证明了优化方案的有效性，为后续车型制动系统匹配提供了设计经验。

参考文献

[1] 唐菲.基于汽车制动系统的匹配设计要点研究[J].时代汽车，2016， （6）：44-45.

[2] 张光辉，殷农民，王广林，等.热机工况连续制动时踏板力增大问题的研究[J].汽车实用技术，2019，（11）：114-116.

[3] 王飞，马立璞.车辆高原地区制动助力不足的试验验证[J].北京汽车， （2）：17-20.