乘用車乘坐舒適性主客觀評價相關性 研究現狀分析

劉 丹

（陜西國防工業職業技術學院，陜西 西安 710300）

引言

如今，乘用車已經成為主要交通工具，消費者在要求車輛具有安全、高速環保之外，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。主觀評價屬于傳統且最有效的汽車性能評價方法，也是最終評價方法，但缺點是主觀因素強，受車內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，進行主觀評價前需進行充分培訓。客觀評價是對主觀評價的重要補充，以客觀參量為評價依據，能夠獲得很多人為感知不到的可量化信息，缺點在于實際操作過程中，試驗工況復雜，可獲得理想數據的能力有限。本論文旨在分析當前乘用車乘坐舒適性主觀評價與客觀測量之間相關性的研究現狀，以探索乘用車乘坐舒適性研究的重要研究方向和發展趨勢，為后續的乘用車乘坐舒適性研究提供理論依據。

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，用于評價為車內人員提供舒適、愉悅乘坐環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的乘用車，避免產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燃機、喇叭、輪胎等部件，嚴重時會影響車內人員的身體健康。查閱相關文獻發現，振動是影響乘坐舒適性的最大因素，上下顛簸和噪聲次之。

聲學分析研究發現，噪聲源于振動，還可產生結構共振，因此振動、噪聲與乘坐舒適性相互作用、相輔相成[2]。目前，國內外的汽車制造廠商以及研發部門都已經加大開發力度，改善汽車結構，以滿足客戶對乘坐舒適性的要求。

2 研究現狀

國內外研究學者已經開始對乘用車乘坐舒適性主觀評價與客觀評價的相關性進行研究，并將其設定為汽車行駛性能研究的重要內容。

2.1 國外研究現狀

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

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5名試驗工程師對5輛同等級別車輛的乘坐舒適性能進行試驗、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。研究發現，俯仰角與主觀排序和主觀分值的相關性較高，但是與主觀總得分的相關性較差。

2002年，利茲大學H.A.S.Ash[5]基于神經網絡探索主觀評價與客觀測量之間的關系，但客觀測量數據必須處于客觀指標適用范圍內，具有一定的局限性。

2007年，韓國Sung-JongKim等人[6]重點研究了車內噪聲品質，結合神經網絡實現加速工況下的聲品質客觀評價，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]根據人機工程學，以腦動電流圖測量為客觀評價，探索研究主觀評價關于人體腦動電流圖特征的相關性。

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

2010年，Paulraj M P.Sazali Y與Allan Melvin Andrew[9]在乘用車噪聲舒適性研究中，利用神經網絡研究了15輛試驗車輛關于噪聲舒適性的主觀評價與客觀評價之間的關系。

2.2 國內研究現狀

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

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

2005年，重慶交通學院李鴻煒等人[11]經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，吉林大學劉宗巍等人[12]對4種不同類型的車輛進行主觀評價，分析并建立基于心理學客觀參數的主觀評價車內聲品質分析模型，明確了穩態工況下的主要影響因素。

2009年，吉林大學唐榮江[13]利用BP神經網絡自學習特性對汽車振動乘坐舒適性評價方法進行研究，試圖建立1/3倍頻分析法處理客觀振動量加速度數值與實際主觀感受兩者之間的映射關系。

2012年，吉林大學蘇麗俐[14]在車內聲品質研究中，采用包括支持向量機回歸原理在內的多種方法建立車內聲品質的主客觀評價模型，對比發現基于支持向量機回歸原理的主客觀評價模型適用性更好。

2013年，江蘇大學李芳等人[15]對在不同工況下4種不同類型車輛的車內噪聲品質煩惱度進行評價并建立數學模型，研究結構表明受低沉度與音調度兩個影響因素較強。

2014年，吉林大學孫琳琳[16]對車輛座椅舒適性主客觀關系進行了研究，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，同濟大學陳長等人[17]基于特征振動信息構造的特征振動劑量值對正交試驗進行了優化，研究結果表明征振動劑量值與人體真實感受的一致性更好。

3 存在問題與發展趨勢

分析國內外研究發現，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，大多數乘坐舒適性研究都只是針對振動或者車內噪聲等單一指標進行主客觀評價；其次，還有一些研究是對乘坐舒適性主觀或者客觀進行單一的評價，但在實際運行工況中，汽車是一個復雜的系統，而客觀試驗工況單一，屬于理想化工況，同時主觀評價主觀因素較強，存在不確定性。因此在后續研究中，應當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車測量的相關性模型，以客觀數據反映主觀評價。

目前，汽車乘坐舒適性主觀評價與客觀評價相關性研究是汽車性能研究的重要方向，在國內起步較晚，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行研究，二者相關性研究較少。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性將成為必要趨勢。

4 結論

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行，現階段的研究主要是單方面針對主觀評價或客觀評價進行研究，適用性較差。本論文基于對國內外研究現狀的分析得出結論：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于客觀參數的相關性模型，以客觀數據反映主觀評價，將成為乘用車乘坐舒適性研究的重要發展方向和必然趨勢。