ADAS系统售后问题解决方案之降低制动噪声
文章来源：焉知汽车
发布时间：2020-06-10
到底是什么原因导致在ACC制动期间产生制动噪音呢？
针对上市销售的ADAS系统车型，用户反馈在其中低速跟车期间容易听到间歇性噪音，特别是在频繁加速到急减速切换期间，该噪音尤为明显，而在高速巡航行驶过程中，该噪音却并没有那么明显，通过NVH专业对整车进行排查后发现该噪音源自于制动系统，这里可以暂时确定该噪音为制动噪音，由于高速阶段发动机、轮胎、风躁以及其它的排气、车身结构等等因素引起的噪音分贝数均较大，覆盖了制动噪音，故对制动噪音的感知并不明显。
从表象上看，该制动系统噪音只有在ACC激活并减速期间尤为明显，用户抱怨率集中在对ACC控制所产生的制动噪音上，为了进一步区分该制动噪音是否由ADAS系统引起，我们做了相关实验进行排查，发现当驾驶员踩制动踏板时，并未出现相关噪音，或相关噪音并不明显，而当同时对ACC进行如下实验时发现出现了不同程度的噪音大小。
工况 |
详细描述 |
噪声表现 |
ACC激活，驾驶员不干预主动驾驶 |
本车跟随前车行驶，前车缓慢减速，本车跟随前车平缓减速 |
本车噪声不明显，体验感较好 |
本车跟随前车行驶，前车快速减速，本车跟随前车紧急减速 |
本车噪声明显，体验感较差 |
本车定速巡航，驾驶员缓慢按压Set/-减小巡航速度 |
本车噪声不明显，减速缓慢 |
本车定速巡航，驾驶员快速按压Set/-减小巡航速度 |
本车噪声明显，减速出现顿挫感 |
ACC激活，驾驶员干预主动驾驶 |
高速情况ACC制动控制下，驾驶员踩制动踏板 |
本车ACC制动时具备一定噪声，驾驶员踩下时噪声消失 |
低速情况ACC制动控制下，驾驶员踩踏板 |
本车在ACC制动时噪声较大，驾驶员踩下后噪声消失 |
ACC未激活 |
驾驶员踩踏油门跟随低速前车行驶（本车车速大于前车），突然松开油门同时按压ACC激活按键 |
激活ACC瞬间，本车减速避撞，出现较大噪声 |
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驾驶员手动开车时踩制动踏板 |
本车无噪声 |
从以上实验结果不难分析，驾驶员控制的整个制动减速不会出现较大的制动噪音，而整个制动系统噪音来自于ACC对自身减速度的控制上，当ACC有制动请求时，就会根据其减速请求大小产生不同分贝的噪声（减速度越大，其噪声分贝数越大），那么问题出来了，到底是什么原因导致在ACC制动期间产生制动噪音呢？
通过分析发现，ACC在制动期间，其制动系统的工作模式和传统驾驶员主动制动有如下区别：
通过如上图所示，驾驶员踩下制动踏板，其制动请求主要是通过主缸压力直接进入轮缸后增压并响应到制动轮端，而期间除了制动管路进行直接接触外，无其他制动部分介入，故这种情况下，驾驶过程更多是由于制动管路噪声引起的。
ACC有制动请求时，发送建压信号给ESC，ESC控制单元ECU控制电磁隔离阀开启，电磁换向阀关闭，通过总泵建立制动压力，此时常开阀打开，常闭阀关闭，制动压力进入车轮制动器，车轮转速降低，直到ECU通过轮速传感器与加速度传感器综合判断建压值满足要求为止。
进一步地，我们对制动系统噪音产生可能的原因分析如下图，从图中不难看出，整个制动噪声的产生包含两个方面：
1）声音源：
其一它来自于不同的“工作方式”，它包含对阀、泵、马达的相关工作模式的影响程度；其二则是“压力波动”，它包含对流通通道和泵工作状态的影响程度；
2）振动源：
其一它来自惯性/质量等物理因素，其中马达、阀、支架/零件本身等信息会对其产生一定影响；其二，安装强度的不同也会导致由管路布置、支架/零件导致一定的震动声音。
从AC
C与制动系统的工作交互原理不难看出，当ACC工作时，其制动噪音主要来自于与驾驶员主动操作制动时不同的工作方式或压力波动源，由此，我们减小对噪音源的可能的排查范围为阀、流通通道、泵以及马达。
由于ACC制动方式中会要求常开阀和常闭阀的开闭切换，故可以通过试验专门对该两种阀门进行测试，测试结果如下图所示。从图中可知，对常闭阀进行开闭操作时，其噪声曲线图和传统压力方式保持大致上的一致，而对常开阀的操作时，其中的前端脉冲噪声被完全消除，可以看出常开阀对于脉冲式噪声影响最为明显，说明常开阀的脉冲式噪声是最主要的噪声。
常开阀和常闭阀的开闭主要表征了制动系统增压方式的不同，一般的对于ACC系统而言，其增压方式采用轮缸主动增压，这里通过改变增压方式可以实现显著的噪声降低。此项影响因素主要由ESC本身内部结构有关，招标完成后提升度较小，只能在前期技术要求中进行严格规范。
由ACC制动基本原理可知，ACC发送减速度后，ESC开始通过马达增压，从而将制动液泵入轮缸，此过程将完成轮缸建压，其中马达增压的过程是通过马达电机带动马达旋转产生的力进行带动的。但是马达转动将会产生一定的噪声，这就是ACC系统制动过程中出现的制动噪音最本质的来源。由此，我们对马达进行了专门的噪声测试如下图：
利用人工加电方式启动马达旋转，分别测试在不用的电流触发的马达转速下相应的噪声大小，从图中可以发现，噪声分贝数几乎与马达转速成正比例关系。
由于马达噪声完全取决于马达转速，而马达转速的大小由完全取决于ACC发送减速请求后，制动系统换算出的制动力大小，为了减小马达马达转速过大造成的减速噪音，有两种方式可以实现：
1）制动系统接受到ACC制动信号后，减缓响应减速度的建压斜率，此时可能出现刹停距离拉长，甚至撞车的风险；
2）ACC提前发出制动指令，但是要求制动命令斜率足够平缓，此时由于提早发出制动指令，可能造成对前方目标的误制动。
以上两种方式各有利弊，在实际应用中，只能通过ACC系统工程与底盘制动系统ESC进行联调匹配从而寻找一个平衡点加以解决。
ACC制动过程中，通过马达旋转将制动液被压入泵里后，油压会发生相应的改变，并产生波动，从而形成噪声源。从下图可知，油压主要通过泵进行控制液流控制，控制源头主要受泵的大小和多少决定。
减小噪声源的方式是尽量减少油压波动，如下图，当回路中泵的活塞越多时，其压力波动的频率越大，各波动频段的幅度值反而变小（噪声也越小），故可以通过增加更多的活塞来减小压力波动。
本文根据售后市场反馈的开车噪音问题进行了详细的解剖分析，首先通过NVH专业测试找出其噪音源来自于制动系统，随后分别对可能产生制动噪声源的几个方向进行排查后，针对各种可能的原因提出了相应的解决措施，最后从舒适性与安全性上权衡利弊出推荐了最优解决方案。
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