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再聊转向主观评价

汽车智慧(稿源) 2022-4-24 18:49 No.1670


车辆转向系统是驾驶员与车辆之间最直接的交流,控制车辆方向并接受来自车辆的反馈,良好的转向性能为驾驶员提供良好的反馈并隔离噪声干扰.


一 转向系统的评价内容


作为车辆操控输入的最主要途径,驾驶员对方向盘输入的感受,以及来自方向盘的反馈,需要评价的指标很多。如果按车速以及方向盘输入角度来综合分配,我们可以分为三个阶段,1 停车(车速低,方向盘输入大);


2 中心区(车速高、方向盘输入小,直线行驶为主,侧向加速度0.1-0.2g );


3非中心区(车速低-高,方向盘输入大,包括高速弯道、突发情况避障等极限工况)。



为了方便理解,我们先从中心区说起,那中心区是个什么概念?


中心区:就是一个方向盘的转向区间,在该区间,即使不需要关注也不会导致潜在的危险,中心区的大小一般在正负3°,不同车辆的中心区不同,通常侧向加速度定义则更科学:侧向加速度于0.1-0.2 g范围。


我们为何要评价中心区?


我们驾驶车辆95% 的时候方向盘是处于中心区的,如果方向盘在中心区域能自己保持一个稳定的状态,它将大大减轻了司机的精力,同时还能保持车辆在一条直线上,所以评价中心区是环境决定的,因为它存在的机会大,所以它显得就重要。



现在我们知道了什么是中心区,还有为何要评价中心区,接下来我们看看要评价中心区,我们要关注哪些内容?


二 中心区评价内容


中心区的内容主要有四项,其中重点关注前两项


Torque Deadband 力矩死区,理想状态,随着车速增加死区应减少。


Yaw Deadband 横摆死区,理想状态,随车速增加不要快速改变。


Ay Gain/Steering Sensitivity:侧向加速度增益/转向灵敏度。


Yaw Gain/Steering Sensitivity:横摆角速度增益/转向灵敏度。



对于中心区评价的一个最基本原则就是:Torque 增加一定要先于 Yaw 的增加,也就是Torque Deadband实际是小于Yaw Deadband, 作为驾驶感受那就是,过了中心区,方向盘先变重,然后车辆才出现Yaw……如果反了,那这个车辆转向系统一定不是一个优秀的设计。


评价中心区内容的时候一定要有‘’Groove Feel” 沟槽感觉,感受车辆在直线行驶时是否有在“槽中”开车的感觉。


槽太宽,则直线行驶性能不好,而槽太深,则转向力突变太大,另外车辆Yaw 也出现突变的情况,如下图三根线的区别。



三 Off Center 非中心区


有中心区就有非中心区,非中心区转弯的特点是有更高水平的转向输入和横向加速度。它与中心区处理的不同之处在于,由于较高水平的转弯力,大部分低速率衬套的配合性都被占用了。离中心通常发生在0.3g及以上。


从中心区到非中心区,我们主要评价什么内容呢?首先从中心区到非中心区,偏航率增(Yaw-Rate)是评估的一部分内容,评价Yaw-Rate增益是否顺滑线性,此外体现在方向盘上的力矩增加是否线性!再次,由于非中心区的侧向加速度ay 也是评价的内容之一,当然,ay的建立以及ay的大小不单单跟转向系统相关,与整个前后悬架也有关系。


无论是Yaw-rate,torque,还是ay我们都希望它能有线性的增长。


四 (停车)Parking


Parking是开车人都要面对的一种场景,对应的车辆工况就是低速而大方向盘转角的工况,这种场景,方向盘给驾驶员的回馈是否理想是考验车辆转向系统的一个重要指标。


Parking 阶段评价的内容主要集中在低速大转角的范围之内,所以基本上集中于方向盘本身的感受之上,对于车辆的Yaw,ay的关注并不多。


Peak Torque 停车力矩 最大转动力矩


Torque Variation 转矩变化 方向盘全行程内的力矩变化


Handwheel Effort 方向盘作用力 通常是完成停车操作所需的转向量。长轴距高比转向系统将需要更多的转向转弯完成比更短的轴距,更低比的车辆。


Steering System NVH 转向系统NVH 由于转向系统在停车操作中负荷大,系统的振动和噪音可能增加。注意声音转向泵噪音、液压或发动机堵塞引起的方向盘振动以及任何机械噪音,如转向停止或悬架部件吱吱作响


Self-Centering Ability 自寻中能力 也称为可返回性,只在滚动停车中进行评估。通常从不同水平的初始车轮角度评估到并包括锁。注意车辆是否总是返回,以及它返回到直线前方有多远。


Returnability Character 回正能力特性


总结


归纳起来,我们评价转向系统就分三个基本阶段:中心区(高速,小转角),非中心区(中速,中转角),Parking(低速大转角),而三个阶段的评价又以中心区最为关键,因为它在行车中出现的频率最高,Parking 其次,而非中心区其实在现实中并不算常见。


作为一个普通驾驶者,我们是否有评价转向的能力呢?其实我们每天都在评价,如果你的车让你开起来不累,不紧张,它不跑偏,转向力恰到好处….那它本身就是一个优秀的设计,只不过专业的评价用了更加客观的术语而已。


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