某車型智能座艙系統壽命測試研究方法

【摘" 要】本文通過研究汽車智能座艙系統的壽命測試方法，快速發現座艙前期的各種異常問題，通過問題整改，可有效提升整車可靠性。

【關鍵詞】智能座艙；系統關鍵壽命；整車失效；可靠性

中圖分類號：U463.6" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2022 ）12-0086-04

Research Method of Intelligent Cockpit System Life Test

SUN Xiao-bao，SHI Yu-yu

（Chery commercial vehicle（Anhui）Co.，Ltd.，Wuhu 241003，China）

【Abstract】In this paper，by studying the system life test method of the intelligent cockpit，various abnormal problems in the early stage of the cockpit can be quickly found. Through problem rectification，the reliability of the whole vehicle can be effectively improved.

【Key words】intelligent cockpit；system critical life；vehicle failure；reliability

1" 智能座艙測試研究背景

隨著5G技術的普及，汽車逐步向智能化、網聯化發展，智能座艙已經成為新時代汽車開發的核心點，新技術的快速進度，市場競爭的激烈殘酷，要求汽車開發企業要在最短的時間內打造最舒適、最科技智能座艙。

新開發汽車在可靠性路試測試階段經常出現卡扣脫落、異音異響等諸多問題，因軟件仿真與實物表現不匹配造成。當故障發現后，需要重新二次設計，進行模具修改、材料變更等返工手段，不僅耽誤了汽車開發進度，也造成了大量金錢浪費。本文以研究智能座艙的穩定性為出發點，將座艙可靠性測試提前，使用進階版KLT測試方法進行座艙系統壽命測試。

2" 試驗準備

2.1" 車輛準備

1）車身模塊：截取合適的車身，一般應截取從A柱到B柱的電泳或油漆車身，如果儀表板橫梁附近還受發動機艙部分結構影響時需要一起截取，不含發動機及相關附件。對切割位置焊接支架做加強固定，為保持足夠剛性，要求車身底部安裝板厚度在16mm以上。如圖1所示。

2）內外飾模塊：將儀表臺、中控臺、內外后視鏡、方向盤、座椅等模塊按照實車安裝。

3）電子電器：將儀表、導航、蓄電池、線束等按照實車安裝，連通外部電源。

2.2" 布置傳感器

1）力傳感器：根據道路模擬試驗的目的，確定采集通道和采集路面，采集測點安排見表1。具體傳感器的布置依據座艙內部造型執行（圖2），采集參數設置采樣率512Hz，截止頻率200Hz。

2）音頻傳感器：根據駕駛員視聽模擬試驗的目的布置在主駕駛耳朵右側，采集參數設置采樣率120Hz，截止頻率200Hz。

3" 試驗設備和儀器

1）六自由度振動臺（MAST）：①作動器工作行程不得小于±100mm；②系統最大工作頻率100Hz；③作動器輪盤加速度不低于6.5g，設置如圖3所示。

2）六自由度溫度箱（-40～100℃）。

3）音頻分析儀：不低于80kHz帶寬和200Hz采用率。

4）帶模擬信號輸出通道的數據采集系統（模擬輸出通道數至少10 個）。

5）各類加速度傳感器：音頻采集傳感器若干。

4" 試驗方法

4.1" 狀態檢查及位置標定

4.1.1" 狀態檢查

1）外觀檢查：依據設計部門提供的系統部件裝配清單進行外觀檢查。

2）安裝狀態檢查：檢查儀表板系統包含零部件的安裝狀態，要求裝配齊全，無漏裝、錯裝等現象，同時確保各零部件處在正確的安裝狀態，若狀態不正確，將其調整到正確狀態。

4.1.2" 位置標記

依據設計部門提供的尺寸技術規范（DTS）用記號筆進行位置標記，同時用記號筆在橫梁、儀表板本體、副儀表板本體等部件的主要安裝螺栓和/或螺釘上標記初始安裝位置。為避免拆裝造成裝配問題，一般要求在裝車過程做標記，并拍照存儲。

4.2" 間隙面差、力矩測量

4.2.1" 間隙面差測量

1）將儀表板系統所含功能件閉合。

2）結合尺寸技術規范（DTS），使用塞尺和間隙面差測量尺，依據不同車型選擇關鍵位置測量標記點的間隙面差。

4.2.2" 力矩測量

1）裝車時，要求依據儀表板系統裝配調整技術條件和力矩清單進行裝配；用普通扳手將主要安裝螺栓和/或螺釘預緊，然后使用預置式扭矩扳手按照力矩要求旋緊，記錄力矩值。

2）KLT試驗后，檢查螺栓和/或螺釘上的記號位置是否變動，以檢查螺栓和/或螺釘是否松動；若出現松動，則使用扭矩扳手按照初始力矩的一定比例（根據不同車型定義的目標值確定）對主要安裝螺栓和/或螺釘進行旋緊；若無法進一步轉動，則滿足產品設計要求，若可進一步轉動，則不滿足產品設計要求。

4.2.3" 間隙面差定義及測量方法

試驗前后測量所標記點的間隙和面差，間隙面差測量方法如圖4所示。

4.3" 操作力、開啟時間測試

KLT試驗前后測試儀表板系統各功能件的操作力和開啟時間，表2為操作力、開啟時間測量記錄表。

4.4" 異響主觀評價

將車身振動夾具安裝固定在振動臺臺面上，KLT試驗前期和后期均需對儀表板系統進行異響主觀評價。如圖5所示。

4.4.1" 正弦掃頻

用一個峰值為0.15g，頻率在5～100Hz 范圍內，以0.48 Hz/s±0.1 Hz/s的線性速度在垂直方向上正弦掃頻來對儀表板系統進行異響主觀估計。當噪聲發生時，使用手動控制尋找并記錄每一個聲音的發生點、最高點和中止點，見表3。

4.4.2" 隨機振動

頻率在8～100Hz范圍內，在垂直方向上進行隨機振動異響主觀評價。當噪聲發生時，記錄每一個聲音的發生位置，見表4。

4.5" 臺架迭代

1）按照數據采集位置粘貼加速度傳感器，選擇左右A柱附近的兩個加速度信號作為目標信號在MAST上進行迭代再現。

2）依據目標信號和頻響函數逆矩陣，計算第一次驅動命令。

3）運行第一次驅動命令，驅動系統得到第一次響應信號，比較響應信號與目標信號的誤差，然后反復迭代。

4）經過多次迭代，當RMS（目標信號-響應信號）/RMS（目標信號）≤20%時，停止迭代，對照響應信號與參考信號綜合確定試驗的最終振動驅動程序。

5）在試驗軟件（MTS MPT 或MTS RPC）對應模塊中設置試驗參數，以此作為系統試驗的振動輸入；例如強化路：驅動程序循環次數n=15000/6.67=2249 cycles；綜合路：按照綜合試驗循環設置驅動程序循環。如圖6所示。

4.6" KLT試驗

1）溫度存儲。振動溫度壽命子循環試驗前進行24h溫度存儲試驗，存儲溫度-40～90℃，并在-40℃±2℃進行主觀評價，主觀評價主要針對系統各樣件的外觀檢查和操作性能檢查。圖7為溫度存儲試驗示意圖。

2）振動溫度壽命子循環試驗。每個循環周期為48h，試驗示意如圖8所示，各主要溫濕度點和陽光模擬時間見表5。

注：陽光模擬（圖9）加熱到110℃±2℃后，持續照射2h；為保證溫度能加熱到110℃±2℃，應調節燈架到合適位置。

根據各車型配置按照表6在各個溫濕度點進行部件壽命試驗。部件壽命次數根據振動溫度壽命子循環試驗的總循環數平均分配，部件壽命循環總次數不限于表6要求，可根據部件可靠性指標要求進行。

4.7" 音效測試

1）處于“ON”擋狀態，關閉所有門窗。

2）背景噪聲測試：用1kHz標準音源測試背景噪聲，測試中要求主機音量調節到65dB，并保存曲線。

3）主機調節：進入粉紅噪聲或掃頻信號曲目并循環播放。

4）依次測出駕駛位、副駕駛、左后席、右后席4個位置的左右耳的8條整車頻響曲線（圖10），并保存所有曲線，另單獨保存駕駛位右耳曲線。20～30Hz為該車發動機的幅值，會給低頻段帶入混響聲，與標準的頻響曲線相比，低頻不足，50～200Hz間波動幅度較大，導致渾濁不清和轟鳴聲，低頻與中頻段（200～500Hz）幅度相當，導致音樂的層次感不明顯，樂器的渲染力不夠，因此聽上去沒特別的張力，平淡，吸引力不夠。

5" 結束語

本文通過8個維度綜合性驗證研究，綜合性驗證了智能座艙的整體性能方法。研究驗證確保了智能座艙儀表臺質、型、效的特點，從而可以有效提升產品感官品質、內在性能，減少了售后品質問題，提升了客戶滿意度。

（編輯" 楊" 景）