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捍卫操稳主观评价的江湖地位【上篇】

2018-04-27 21:41:26·  来源:汽车底盘零件设计  
 
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关于汽车操纵稳定性研究和评价的叙述很多,并提出了各种数学模型、评价指标、实验方法和实验手段,但迄今为止还没有公认的客观定量评价汽车操纵稳定性的好方法。主要是汽车操纵稳定性受研究目的驾驶任务、人为感觉及环境条件等多种因素影响,使其研究和评价错综复杂。
汽车操纵稳定性是影响汽车主动安全性的重要性能之一。因此,如何评价汽车的操纵稳定性是汽车技术的重要话题。

关于汽车操纵稳定性研究和评价的叙述很多,并提出了各种数学模型、评价指标、实验方法和实验手段,但迄今为止还没有公认的客观定量评价汽车操纵稳定性的好方法。主要是汽车操纵稳定性受研究目的驾驶任务、人为感觉及环境条件等多种因素影响,使其研究和评价错综复杂。

因此,今天的汽车工业仍然以对样车的主观评价作为最终的开发手段。

01、什么是汽车操稳特性的主观评价?

汽车操纵稳定性的主观评价是驾驶员根据不同的驾驶任务操纵汽车时,依据对操纵动作难易程度的感觉来对汽车进行评价,即驾驶员对汽车的易操纵性所进行的评价。由于个体的生理心理存在很大差异,因此,不同的驾驶员对同一汽车同一特性的评价可能大不相同,致使主观评价结果产生很大的离散性。

02、怎么玩好主观评价?

为减小离散性,使主观评价真实可信,故通常要指定一组评价者,一般为10~25名,用统计的方法来获得评价结果。

在选取评价者时,要对评价者的评价能力提出要求:
即评价者应具有较好的分辨能力和记忆力;
要尽可能排除其它干扰因素,如因评价者是被测车的设计者而产生的偏袒,或被测车与自己已习惯的车相比较而导致评价的片面性等;
被测车对评价者应当是未知的,以避免评价者利用自己的技术知识弥补观察和感觉的不足。


汽车操纵稳定性的主观评价包含不同驾驶任务的多项目评价和总评价。评价项目可分为:

01、直线行驶稳定性(包括转向回正能力、侧风敏感性、路面不平敏感性等)。
02、行车变道的操纵性。
03、转弯稳定(包括转向的准确性、固有转向特性、转弯制动特性等)。
04、操纵负荷
05、多弯道路段上汽车总特性的评价

03、一对双胞胎 — 定性和定量

主观评价一般包括定性评价和定量评价,定性评价一般是多种汽车方案的相对排序。

定量评价有两种方法,一是采用相对分数法,即首先确定一参考样车,其他车型的主观评价分数是相对于样车而言的;二是采用绝对分数法,即把主观评价内容用数值化的评分等级表示出来。

目前,汽车操纵稳定性的主观评价方法及等级是参考飞机上的主观评价方法及等级制定的(在航空领域里广泛使用的是被称为Looper—Harper Rating Scale的10点评分法),且各国不统一。

如日本和加拿大采用10点评分等级:1~3.5点为最佳至满足,3.5~6.5点表示虽然满足性能但驾驶员负担过重,6.5~10点表示既不满足性能要求,驾驶员负担又过重。而美国则采用0~10的11点评分等级 ,所用的主观评价方法和术语也不尽相同。

04、主观评价说:表装,我和你有关系!

研究汽车操纵稳定性的目的是改善操纵稳定性,减少由此而发生的交通事故。

汽车操纵稳定性只能通过主观评价来确定!但主观评价与汽车设计参数的关系十分模糊!汽车的响应参数似乎又与驾驶员主观评价有一定关系,汽车响应参数可以通过以设计参数为基础的数学模型求出的。根据上面的弯弯绕,我们得出结论:主观评价与设计参数是存在关系的。

因此,前辈们在汽车响应参数(客观测量值)与主观评价之间的关系进行了大量研究,结果表明,主观评价与开环系统的下列响应参数有关:
① 转向盘转角与横向加速度(或横摆角速度)的时间滞后;
② 横向加速度(或横摆角速度)的反应时间;
③ 横向加速度(或横摆角速度)增益;
④ 横向加速度(或横摆角速度)超调量;
⑤ 因子TB值等。

但主观评价与开环系统响应参数的相关性只能达到0.8左右,而主观评价与闭环系统响应参数的相关性可以达到0.9以上。

04、影响主观评价的因素

如果能够明确影响驾驶员的主观评价的物理量,就能在汽车的设计阶段预测其操纵性!

关于汽车的响应参数和主观评价之间的关系已经进行了大量研究。

但对于由人操纵汽车这样一个复杂闭环系统而言,讨论操纵性只靠响应参数是不够的,必须连同驾驶员特性一起研究。

因此,影响主观评价的因素分为两大类:一是闭环系统的控制效果,二是驾驶员的作业负担。

闭环系统控制效果通常用汽车实际轨迹与目标值(理想轨迹)偏差的大小来表示。驾驶员的作业负担分为精神作业负担和体力作业负担。

精神作业负担是指相对于控制对象的动特性,操作者本人的动特性要进行调节,以求达到闭环系统的稳态和瞬态特性良好。精神作业负担就是为此进行的补偿动作而造成的。它正比于操作者有必要处理的信息量,受驾驶气氛、松弛感、危机感等精神因素的影响,目前关于精神负担的模型化还处在探索阶段 。

体力作业负担是驾驶员操纵控制装置时肉体所承担的负荷。具体地可以考虑控制装置的幅值、操纵速度或角速度,操纵力或力矩及操纵频率等确定。若采用动力转向装置,驾驶员的体力负担则轻于精神负担。

此时,精神负担的模型化更为重要!下篇细说主观评价的具体玩法。