CN115964810B - 一种车辆座椅动态舒适度评价及选型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆座椅动态舒适度评价及选型方法，涉及汽车座椅舒适度评价的技术领域，采集多种车型在不同路况行驶下对应的路谱振动数据；在六自由度平台上，获取不同路谱激励下座椅振动响应参数；基于座椅SEAT因子和共振点传递率Q，计算座椅导轨、座椅支撑面处加速度加权均方根值；获取不同路谱激励下座椅动态舒适度主观评价得分数据；定义基于不同车型在不同运行路面的路谱占比权重；建立座椅动态舒适度评价模型；对座椅进行选型，并进行展示。本发明解决目前座椅动态评价指标单一和主观评价结果离散大的问题，提高了座椅在不同车型的适配度。

Description

一种车辆座椅动态舒适度评价及选型方法

技术领域

本发明涉及汽车座椅舒适度评价的技术领域，特别涉及一种车辆座椅动态舒适度评价及选型方法。

背景技术

商用车舒适性主要包括静态舒适性和动态舒适性两部分，动态舒适性对于商用车驾驶员而言更加重要，不仅影响驾驶体验感，而且对驾驶疲劳感具有重要影响，剧烈颠簸等动态舒适性差的表现甚至会影响车辆正常驾驶和驾驶安全；座椅作为商用车动态舒适性影响因素重要环节，其自身的动态舒适性表现以及与整车的选型匹配对驾驶员动态体验感具有重要影响。

随着商用车座椅种类繁多，动态性能表现不一，动态舒适性评价标准和评价指标欠缺。目前座椅动态舒适性评价方法主要为对比不同振动下频率响应函数的峰值频率及其幅值的变化, 判断频率响应函数的峰值频率是否在人体振动敏感频率范围内,或者根据不同频率下的振动传递率的曲线来判断座椅动态舒适性优劣表现。

然而，不同路面路谱的振动激励频率成分和幅值大小均不相同，而且座椅在不同幅值激励下的隔振性能表现即隔振率并非相同，因此，单纯基于白噪声激励测取座椅隔振率和主观评价来衡量座椅动态舒适性的方法并非合适有效，特别对于行驶工况复杂的商用车座椅评价和选型，座椅评价和选型的误差较大，影响座椅评价和选型的精度，甚至产生误导。

发明内容

本发明提供一种车辆座椅动态舒适度评价及选型方法，方法通过构建基于特定车型的座椅动态舒适性评价模型，为不同细分市场车型座椅动态舒适性评价提供量化评价指标，为细分市场车型座椅选型提供指导。

方法包括：

步骤1：采集多种车型在不同路况行驶下对应的路谱振动数据；

步骤2：在六自由度平台上，获取不同路谱激励下座椅振动响应参数；

步骤3：基于座椅SEAT因子和共振点传递率Q，计算座椅导轨及座椅支撑面处加速度加权均方根值；

步骤4：获取不同路谱激励下座椅动态舒适度主观评价得分数据；

步骤5：定义基于不同车型在不同运行路面的路谱占比权重；

步骤6：建立座椅动态舒适度评价模型；

步骤7：对座椅进行选型，并进行展示。

进一步需要说明的是，步骤1中，振动数据采集点为座椅两侧导轨前后对应共计四个振动测点，同步采集X轴、Y轴、Z轴三个方向振动数据，不同路面路谱振动数据单独采集和保存。

进一步需要说明的是，步骤1中的行驶路况包括：特征路辅助路、比利时路、卵石路、铁轨路、井盖路、减速带、搓板路、混泥土冲击路、破损水泥路、粗糙沥青路、坑洼路、长波路、短波路、鱼鳞坑路、二级公路以及高速公路。基于不同行驶路况设置行车速度范围。

进一步需要说明的是，步骤2中，将座椅安装在六自由度振动台上，在预设位置安装传感器；

将采集到的座椅导轨四个点的数据选取三个点的数据进行台架激励加载，另外一个点作为平台振动激励和实车激励一致性校核点；

通过在六自由度平台上加载激励的同时测取点振动数据，利用点振动数据和实车测试该点数据进行对比，判断六自由度平台对路谱激励的复现准确性是否满足要求；

如满足，则根据车型在实际路面路谱采集情况，按顺序分别载入不同路面路谱激励信号，记录并保存各个传感器在X轴、Y轴、Z轴三个方向加速度信息。

进一步需要说明的是，步骤3中，通过下式计算座椅导轨及座椅支撑面处加速度加权均方根值，

其中

为作为时间函数的加速度加权均方根值；T为测试的时间长度；

座椅SEAT因子的计算方式为，

其中，

、/>

分别为座椅支撑面和放脚处测得的z向加权加速度均方根值。

进一步需要说明的是，通过下式计算共振点传递率Q，

其中，

、/>

分别为座椅支撑面和放脚处测得的加权加速度均方根值。

进一步需要说明的是，步骤4中，在六自由度平台上加载不同路面路谱激励，座椅评价人员坐在座椅上进行主观评价打分，得出同一座椅在不同路面路谱激励下的动态舒适性主观评价结果A_n，n为不同路面编号。

进一步需要说明的是，步骤5还包括：定义基于不同车型在特征路辅助路、比利时路、卵石路、铁轨路、井盖路、减速带、搓板路、混泥土冲击路、破损水泥路、粗糙沥青路、坑洼路、长波路、短波路、鱼鳞坑路、二级公路以及高速公路的路谱占比权重。

进一步需要说明的是，步骤6还包括：座椅动态舒适度评价模型计算公式如下所示，

n为不同路面编号，

w_n为不同细分市场车型对应的各个路面路谱占比权重值。I为座椅动态舒适度综合指标，I₁、I₂、I₃……I₁₈的分别表示商用车动态舒适性评价路面。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的车辆座椅动态舒适度评价及选型方法通过六自由度运动模拟平台加载不同路面路谱振动激励，获取不同路面下的座椅动态响应参数，结合座椅应用车型行驶工况各路面占比权重和不同路面激励下的座椅主观评价结果，构建基于特定车型的座椅动态舒适性评价模型，为不同车型座椅动态舒适性评价提供量化评价指标，本发明为车型座椅选型提供指导。解决对于行驶工况复杂的商用车座椅评价和选型，座椅评价和选型的误差较大，影响座椅评价和选型的精度，甚至产生误导的问题。

本发明能够对车辆座椅在不同路面信息的舒适性进行评价汇总，方便测试人员和选型人员进行查阅和使用，有效的提升车辆座椅选型精度。还能够对车辆座椅在不同路面信息以及评价信息高效率地收集、存储，并进行处理，使用多维空间描述整个评价及选型过程。提高评价及选型的效率和精度，及时发现在选型过程中的问题，控制评价及选型过程的不确定性，从而实现车辆座椅评价及选型全过程监督、管理和控制的及时性和科学性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为车辆座椅动态舒适度评价及选型方法流程图；

图2为座椅导轨振动原始数据示意图；

图3为单频激励信号示意图。

具体实施方式

本发明提供的车辆座椅动态舒适度评价及选型方法主要是构建商用车座椅动态舒适性评价指标体系，通过六自由度运动模拟平台加载不同路面路谱振动激励，获取不同路面下的座椅动态响应参数，结合座椅应用车型行驶工况各路面占比权重和不同路面激励下的座椅主观评价结果，构建基于特定车型的座椅动态舒适性评价模型，为不同细分市场车型座椅动态舒适性评价提供量化评价指标，基于本发明方法可以为多种车型座椅选型提供指导。其中，车型可以涉及客车、货车、半挂牵引车。还可以涉及小型车、微型车、紧凑车型、中等车型、高级车型、豪华车型、三厢车型、CDV车型、MPV车型以及SUV等。

本发明涉及的六自由度运动模拟平台是由六支作动筒，上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成，下平台固定在基础上，借助六支作动筒的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的运动，从而可以模拟出车辆座椅各种空间运动姿态，满足评价及选型需要。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示是一具体实施例中车辆座椅动态舒适度评价及选型方法的流程图，评价及选型方法包括：

S1：采集多种车型在不同路况行驶下对应的路谱振动数据；

商用车动态舒适性评价路面组成和行车速度如表1所示，根据实际车型运行工况选取不同路面路谱进行振动数据采集，振动数据采集点为座椅两侧导轨前后对应共计四个振动测点，同步采集X轴、Y轴、Z轴三个方向振动数据，不同路面路谱振动数据单独采集和保存。

表1商用车动态舒适性评价的路面信息；

某一车型对应某路面下采集的座椅导轨某一测点的X轴、Y轴、Z轴三个方向振动原始数据如图2所示。

S2：在六自由度平台上，获取不同路谱激励下座椅振动响应参数；

本发明中将座椅安装在六自由度振动台上，并布置传感器检测座椅参数；传感器可以包括：多个加速度传感器。加速度传感器可以安装到坐垫上，安装到座椅靠背上，或安装到六自由度振动台上等等，可以在六自由度振动台上安装方向盘，油门踏板等等模拟驾驶位，提升车辆座椅舒适度评价及选型的精度。

在一个示例性实施例中，将采集到的座椅导轨四个点的数据选取三个点的数据进行台架激励加载，另外一个点作为平台振动激励和实车激励一致性校核点，通过在六自由度平台上加载激励的同时测取点振动数据，利用点振动数据和实车测试点振动数据进行对比，判断六自由度平台对路谱激励的复现准确性，如满足准确性要求，可进行后续座椅振动响应参数采集。

根据细分市场车型实际路面路谱采集情况，按顺序分别载入不同路面路谱激励信号，记录各个传感器基于X轴、Y轴、Z轴三个方向加速度信息。

S3：基于座椅SEAT因子和共振点传递率Q，计算座椅导轨及座椅支撑面处加速度加权均方根值；计算座椅导轨及座椅支撑面处加速度加权均方根值。

其中，通过下式计算座椅导轨及座椅支撑面处加速度加权均方根值，

其中

为作为时间函数的加速度加权均方根值，单位为m/s²。计算方法依据GB/T13441.1-2007执行；T为测试的时间长度，单位为s。

其中，

、/>

分别为座椅支撑面和放脚处(座椅导轨)测得的z向加权加速度均方根值。

共振点传递率Q，

其中，

、/>

分别为座椅支撑面和放脚处(座椅导轨)测得的加权加速度均方根值。/>

和/>

的计算方式是在单频激励下获取。单频激励信号的信号处理方式为：x=0，y=0，

。

其中，t为时间序列，f _r为座椅固有频率；A是由悬架行程20 % 确定的幅值，单频激励时域信号如图3所示。

S4：获取不同路谱激励下座椅动态舒适度主观评价得分数据；

通过在六自由度座椅振动试验台架上加载不同路面路谱激励，邀请有经验的座椅评价人员坐在座椅上进行主观评价打分，得出同一座椅在不同路面路谱激励下的动态舒适性主观评价结果A_n，n为不同路面编号。

主观评价得分判定方法如表2所示。

表2 主观评价得分判定方法；

S5：定义基于不同车型在不同运行路面的路谱占比权重；

根据细分市场车型实际运行工况的不同路面占比对车型路谱占比权重进行定义，以快递快运牵引车为例对该细分市场车型的路谱占比权重进行了定义，具体定义结果如表3所示，各个路面路谱权重w_n分配总和为100%。

表3 快递快运牵引车路谱占比权重定义；

S6：建立座椅动态舒适度评价模型；

本发明的座椅动态舒适度评价模型综合了座椅振动台架客观测试结果和动态舒适性主观评价结果，同时也考虑了不同路面的占比权重，具体舒适度评价模型计算公式如下所示，

n为不同路面编号，

w_n为不同细分市场车型对应的各个路面路谱占比权重值。I为座椅动态舒适度综合指标，I₁、I₂、I₃……I₁₈的分别表示商用车动态舒适性评价路面。

座椅动态舒适度综合指标I的数值约大，代表该座椅在该细分市场车型应用时动态舒适性越好。

S7：对座椅进行选型，并进行展示。

不同座椅在不同路面激励下的动态响应特性不同，因此不同座椅在不同细分市场车型上的动态舒适性表现也不同，根据不同座椅在不同细分市场车型的动态舒适度综合指标

的数值大小来确定不同细分市场车型座椅适配度，得分越高说明该座椅在该细分市场车型的适配度越高。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

这样，基于上述评价及选型方法，本发明能够对车辆座椅在不同路面信息的舒适性进行评价汇总，方便测试人员和选型人员进行查阅和使用，有效的提升车辆座椅选型精度。还能够对车辆座椅在不同路面信息以及评价信息高效率地收集、存储，并进行处理，使用多维空间描述整个评价及选型过程。提高评价及选型的效率和精度，及时发现在选型过程中的问题，控制评价及选型过程的不确定性，从而实现车辆座椅评价及选型全过程监督、管理和控制的及时性和科学性。

本发明的车辆座椅动态舒适度评价及选型方法中所公开的实施例描述的各示例的传感器及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种车辆座椅动态舒适度评价及选型方法，其特征在于，方法包括：

步骤1：采集多种车型在不同路况行驶下对应的路谱振动数据；

步骤2：在六自由度平台上，获取不同路谱激励下座椅振动响应参数；

步骤3：基于座椅SEAT因子和共振点传递率Q，计算座椅导轨、座椅支撑面处加速度加权均方根值；

步骤4：获取不同路谱激励下座椅动态舒适度主观评价得分数据；

步骤5：定义基于不同车型在不同运行路面的路谱占比权重；

步骤6：建立座椅动态舒适度评价模型；

步骤7：对座椅进行选型，并进行展示；

步骤1中的行驶路况包括：特征路辅助路、比利时路、卵石路、铁轨路、井盖路、减速带、搓板路、混泥土冲击路、破损水泥路、粗糙沥青路、坑洼路、长波路、短波路、鱼鳞坑路、二级公路以及高速公路；

步骤4中，在六自由度平台上加载不同路面路谱激励，座椅评价人员坐在座椅上进行主观评价打分，得出同一座椅在不同路面路谱激励下的动态舒适性主观评价结果

，n为不同路面编号；

步骤5还包括：定义基于不同车型在特征路辅助路、比利时路、卵石路、铁轨路、井盖路、减速带、搓板路、混泥土冲击路、破损水泥路、粗糙沥青路、坑洼路、长波路、短波路、鱼鳞坑路、二级公路以及高速公路的路谱占比权重；

步骤6还包括：座椅动态舒适度评价模型计算公式如下所示，

n为不同路面编号，

为不同细分市场车型对应的各个路面路谱占比权重值；

为座椅动态舒适度综合指标，/>

、/>

、/>

……/>

的分别表示商用车动态舒适性评价路面。

2.根据权利要求1所述的车辆座椅动态舒适度评价及选型方法，其特征在于，步骤1中，振动数据采集点为座椅两侧导轨前后对应共计四个振动测点，同步采集X轴、Y轴、Z轴三个方向振动数据，不同路面路谱振动数据单独采集和保存。

3.根据权利要求1所述的车辆座椅动态舒适度评价及选型方法，其特征在于，基于不同行驶路况设置行车速度范围。

4.根据权利要求1所述的车辆座椅动态舒适度评价及选型方法，其特征在于，步骤2中，将座椅安装在六自由度振动台上，在预设位置安装传感器；

将采集到的座椅导轨四个点的数据选取三个点的数据进行台架激励加载，另外一个点作为平台振动激励和实车激励一致性校核点；

通过在六自由度平台上加载激励的同时测取点振动数据，利用点振动数据和实车测试点数据进行对比，判断六自由度平台对路谱激励的复现准确性是否满足要求；

如满足，则根据车型在实际路面路谱采集情况，按顺序分别载入不同路面路谱激励信号，记录并保存各个传感器在X轴、Y轴、Z轴三个方向加速度信息。

5.根据权利要求1所述的车辆座椅动态舒适度评价及选型方法，其特征在于，步骤3中，通过下式计算座椅导轨及座椅支撑面处加速度加权均方根值，

其中

为作为时间函数的加速度加权均方根值；T为测试的时间长度；

座椅SEAT因子的计算方式为，

其中，

、/>

分别为座椅支撑面和放脚处测得的Z向加权加速度均方根值。

6.根据权利要求5所述的车辆座椅动态舒适度评价及选型方法，其特征在于，通过下式计算共振点传递率Q，

其中，

、 />

分别为座椅支撑面和放脚处测得的加权加速度均方根值。

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