劉 丹

（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710300）

引言

如今，乘用車已經(jīng)成為主要交通工具，消費(fèi)者在要求車輛具有安全、高速環(huán)保之外，同時要求車輛及具有良好的乘坐舒適性。其中，乘坐舒適性是評價乘用車性能的重要因素之一，具有良好乘坐舒適性的車輛不僅不會使駕乘人員感到疲憊感，還大大提高了駕乘安全；相反，乘坐舒適性較差的車輛使得車內(nèi)乘員會感到疲憊、頭疼等癥狀，降低行車安全。

乘用車性能評價可通過兩種方式：主觀評價和客觀評價。主觀評價屬于傳統(tǒng)且最有效的汽車性能評價方法，也是最終評價方法，但缺點(diǎn)是主觀因素強(qiáng)，受車內(nèi)乘員生理和心理影響大，評價差異較大，具有不確定性，對評價人員要求高，進(jìn)行主觀評價前需進(jìn)行充分培訓(xùn)?？陀^評價是對主觀評價的重要補(bǔ)充，以客觀參量為評價依據(jù)，能夠獲得很多人為感知不到的可量化信息，缺點(diǎn)在于實(shí)際操作過程中，試驗(yàn)工況復(fù)雜，可獲得理想數(shù)據(jù)的能力有限。本論文旨在分析當(dāng)前乘用車乘坐舒適性主觀評價與客觀測量之間相關(guān)性的研究現(xiàn)狀，以探索乘用車乘坐舒適性研究的重要研究方向和發(fā)展趨勢，為后續(xù)的乘用車乘坐舒適性研究提供理論依據(jù)。

1 影響乘坐舒適性的因素

乘坐舒適性是指在乘用車行駛過程中，用于評價為車內(nèi)人員提供舒適、愉悅乘坐環(huán)境能力的一個主要綜合性能，其中，平順性[1]是指行駛在正常行駛速度范圍內(nèi)的乘用車，避免產(chǎn)生振動和沖擊的能力，良好的平順性不會使人感到不舒服或者疲勞，受汽車振動的影響較大；汽車噪聲主要來源于內(nèi)燃機(jī)、喇叭、輪胎等部件，嚴(yán)重時會影響車內(nèi)人員的身體健康。查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，振動是影響乘坐舒適性的最大因素，上下顛簸和噪聲次之。

聲學(xué)分析研究發(fā)現(xiàn)，噪聲源于振動，還可產(chǎn)生結(jié)構(gòu)共振，因此振動、噪聲與乘坐舒適性相互作用、相輔相成[2]。目前，國內(nèi)外的汽車制造廠商以及研發(fā)部門都已經(jīng)加大開發(fā)力度，改善汽車結(jié)構(gòu)，以滿足客戶對乘坐舒適性的要求。

2 研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外研究學(xué)者已經(jīng)開始對乘用車乘坐舒適性主觀評價與客觀評價的相關(guān)性進(jìn)行研究，并將其設(shè)定為汽車行駛性能研究的重要內(nèi)容。

2.1 國外研究現(xiàn)狀

國外對于乘坐舒適性主觀與客觀評價相關(guān)性的研究開始相對較早，自1935年開始發(fā)表相關(guān)論文，到后來相繼提出的舒適性標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)于乘坐舒適性的K系數(shù)法以及關(guān)于乘坐舒適性評價的吸收功率法，都為后期的相關(guān)性研究打下了基礎(chǔ)。

1972年，德國Mitschkep[3]針對乘用車乘坐舒適性主觀與客觀評價相關(guān)性展開研究，但存在評價過程中沒有考慮人為主觀因素的缺陷。

2000年，歐洲Volvo汽車公司的Kristian[4]根據(jù)5名試驗(yàn)工程師對5輛同等級別車輛的乘坐舒適性能進(jìn)行試驗(yàn)、主觀評價打分并排序，得出綜合主觀得分，同時測量出車輛俯仰角。研究發(fā)現(xiàn)，俯仰角與主觀排序和主觀分值的相關(guān)性較高，但是與主觀總得分的相關(guān)性較差。

2002年，利茲大學(xué)H.A.S.Ash[5]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)探索主觀評價與客觀測量之間的關(guān)系，但客觀測量數(shù)據(jù)必須處于客觀指標(biāo)適用范圍內(nèi)，具有一定的局限性。

2007年，韓國Sung-JongKim等人[6]重點(diǎn)研究了車內(nèi)噪聲品質(zhì)，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)加速工況下的聲品質(zhì)客觀評價，初步完成乘用車噪聲舒適性的主觀評價客觀化。

2009年，Yasue M.Hironobu F與Satoru S等人[7]根據(jù)人機(jī)工程學(xué)，以腦動電流圖測量為客觀評價，探索研究主觀評價關(guān)于人體腦動電流圖特征的相關(guān)性。

同年，M Valasek、J Pelika與J Ulehla等人[8]通過10名試驗(yàn)工程師對10輛試驗(yàn)車進(jìn)行主客觀評價并尋找主客觀評價之間的關(guān)系，研究結(jié)果表明主觀評價與客觀評價呈正相關(guān)。

2010年，Paulraj M P.Sazali Y與Allan Melvin Andrew[9]在乘用車噪聲舒適性研究中，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究了15輛試驗(yàn)車輛關(guān)于噪聲舒適性的主觀評價與客觀評價之間的關(guān)系。

2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

相比國外，國內(nèi)乘用車乘坐舒適性主客觀評價的相關(guān)性研究起步較晚，差距也較大。如今，汽車行業(yè)研究部門與部分高校已經(jīng)就乘用車性能主客觀評價相關(guān)性問題開始研究，并取得了一定的研究成果。

2000年，西南交通大學(xué)的杜子學(xué)[10]就振動乘坐舒適性提出“綜合振動舒適度”評價方法，為后續(xù)乘坐舒適性評價提供了理論依據(jù)。

2005年，重慶交通學(xué)院李鴻煒等人[11]經(jīng)研究提出一種乘坐舒適性綜合評價辦法并確定影響汽車乘坐舒適性的主要因素。

2008年，吉林大學(xué)劉宗巍等人[12]對4種不同類型的車輛進(jìn)行主觀評價，分析并建立基于心理學(xué)客觀參數(shù)的主觀評價車內(nèi)聲品質(zhì)分析模型，明確了穩(wěn)態(tài)工況下的主要影響因素。

2009年，吉林大學(xué)唐榮江[13]利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)特性對汽車振動乘坐舒適性評價方法進(jìn)行研究，試圖建立1/3倍頻分析法處理客觀振動量加速度數(shù)值與實(shí)際主觀感受兩者之間的映射關(guān)系。

2012年，吉林大學(xué)蘇麗俐[14]在車內(nèi)聲品質(zhì)研究中，采用包括支持向量機(jī)回歸原理在內(nèi)的多種方法建立車內(nèi)聲品質(zhì)的主客觀評價模型，對比發(fā)現(xiàn)基于支持向量機(jī)回歸原理的主客觀評價模型適用性更好。

2013年，江蘇大學(xué)李芳等人[15]對在不同工況下4種不同類型車輛的車內(nèi)噪聲品質(zhì)煩惱度進(jìn)行評價并建立數(shù)學(xué)模型，研究結(jié)構(gòu)表明受低沉度與音調(diào)度兩個影響因素較強(qiáng)。

2014年，吉林大學(xué)孫琳琳[16]對車輛座椅舒適性主客觀關(guān)系進(jìn)行了研究，分析得到對于人體主觀感受影響最大的因素是體壓分布最大值、體壓分布接觸面積和體壓分布載荷。

2020年，同濟(jì)大學(xué)陳長等人[17]基于特征振動信息構(gòu)造的特征振動劑量值對正交試驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化，研究結(jié)果表明征振動劑量值與人體真實(shí)感受的一致性更好。

3 存在問題與發(fā)展趨勢

分析國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，振動與噪聲是乘用車乘坐舒適性的主要因素，主要存在問題有：第一，大多數(shù)乘坐舒適性研究都只是針對振動或者車內(nèi)噪聲等單一指標(biāo)進(jìn)行主客觀評價；其次，還有一些研究是對乘坐舒適性主觀或者客觀進(jìn)行單一的評價，但在實(shí)際運(yùn)行工況中，汽車是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，而客觀試驗(yàn)工況單一，屬于理想化工況，同時主觀評價主觀因素較強(qiáng)，存在不確定性。因此在后續(xù)研究中，應(yīng)當(dāng)充分考慮噪聲與振動舒適性兩大因素，探索并建立乘用車乘坐舒適性主觀評價與客觀實(shí)車測量的相關(guān)性模型，以客觀數(shù)據(jù)反映主觀評價。

目前，汽車乘坐舒適性主觀評價與客觀評價相關(guān)性研究是汽車性能研究的重要方向，在國內(nèi)起步較晚，還處于初步探索階段；同時大部分研究都是單方面針對主觀評價或客觀評價進(jìn)行研究，二者相關(guān)性研究較少。因此在今后研究中，基于振動與噪聲研究乘用車乘坐舒適性主觀評價與客觀測量的相關(guān)性將成為必要趨勢。

4 結(jié)論

振動與噪聲是乘用車乘坐舒適性評價的兩個主要因素，可采用主觀評價和客觀評價兩種方法進(jìn)行，現(xiàn)階段的研究主要是單方面針對主觀評價或客觀評價進(jìn)行研究，適用性較差。本論文基于對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析得出結(jié)論：綜合考慮噪聲與振動舒適性，探索并建立乘用車乘坐舒適性主觀評價關(guān)于客觀參數(shù)的相關(guān)性模型，以客觀數(shù)據(jù)反映主觀評價，將成為乘用車乘坐舒適性研究的重要發(fā)展方向和必然趨勢。