Riassunto analitico
Il brake creep groan è un disturbante rumore a bassa frequenza causato dal sistema frenante. Può verificarsi a basse velocità quando il conducente o i sistemi di assistenza alla guida applicano i freni. Questo rumore è particolarmente più evidente nei veicoli elettrificati, che siano ibridi plug-in o veicoli elettrici a batteria. Le ragioni includono l'assenza di rumore mascherante del motore a combustione interna e il condizionamento dei freni più critico a causa dell'ampio utilizzo della rigenerazione elettrica rispetto al sistema frenante meccanico.
Il fenomeno deriva da un effetto stick-slip tra il disco del freno e la pastiglia del freno, che eccita il telaio a vibrare e viene percepito dagli occupanti attraverso la trasmissione del rumore veicolato dalla struttura nella cabina. Per ridurre il creep groan nell'intero veicolo, è necessaria una comprensione dettagliata della fisica dietro il fenomeno.
Questa tesi mira a studiare il brake creep groan durante driving tests. Per caratterizzare le vibrazioni del telaio, viene condotta un'analisi delle Operational Deflection Shapes (ODS). Utilizzando l'Operational Modal Analysis (OMA), saranno derivate i modi del telaio eccitati durante il fenomeno e quindi confrontati con una simulazione FEM esistente. La trasmissione acustica del fenomeno nell'abitacolo del veicolo viene indagata mediante un'analisi del percorso di trasferimento. Queste analisi saranno effettuate su tre veicoli diversi, con sistemi di sospensione e assali differenti.
È emerso che le vibrazioni fondamentali associate al creep groan sono principalmente di due tipi: un movimento longitudinale dell'intero assale a bassa frequenza e una rotazione a frequenza più elevata. Si mostra che questi modi sono presenti anche nella simulazione FEM. Questi risultati sono in linea con le ricerche esistenti.
L'obiettivo principale delle analisi oggettive utilizzando i metodi descritti è generare una migliore comprensione della fisica del fenomeno nell'intero veicolo. Mostrando le forme di vibrazione e i percorsi di trasmissione, questo lavoro dovrebbe fungere da base per generare nuove idee su come affrontare efficacemente il brake creep groan nell'intero veicolo.
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Abstract
Brake creep groan is a low-frequency noise disturbance caused by the braking system. It can occur at low speeds when the brake is applied by the driver or by the driver assistance systems. This noise is particularly more noticeable to customers in electrified vehicles (being these PHEVs or BEVs). Reasons for this include the absence of masking noise by the internal combustion engine and the more critical brake conditioning due to the prevalent use of electric regeneration over the mechanical braking system.
The phenomenon arises from a stick-slip motion between the brake disc and the brake pad, which excites the chassis to vibrate and is perceived by the occupants through structure-borne noise transmission into the cabin. In order to reduce brake creep groan in the overall vehicle, a detailed understanding of the physics behind the phenomenon is needed.
This thesis aims to study brake creep groan during driving tests. To characterize the chassis vibration, an Operational Deflection Shape (ODS) analysis is conducted. Using Operational Modal Analysis (OMA), the chassis modes excited during Brake Creep Groan will be derived and then compared with an existing FE simulation. The acoustic transmission of the phenomenon into the vehicle interior is investigated using a transfer path analysis. These analyses will be carried out on three different vehicles, having different suspension and axle systems.
It was found that the fundamental vibrations associated with brake creep groan are primarily of two kinds: a longitudinal motion of the whole axle at low frequency and a rotation at higher frequency. It is shown that these modes are also present in the FE Simulation. These findings are consistent with existing research.
The OTPA indicates that the most relevant transfer paths are the strut and the lower control arm.
The primary goal of the objective analyses using the described methods is to generate a better understanding of the physics of brake creep groan in the whole vehicle. By showing the vibration forms and transmission paths, this work should serve as a basis for generating new ideas about how brake creep groan could be effectively tackled in the full-vehicle.
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