探究乘用車操縱穩(wěn)定性評價方法論文
1目前國內(nèi)汽車操穩(wěn)性評價主要存在的問題
汽車的操縱穩(wěn)定性是駕駛員在不過分緊張、疲勞的情況下，汽車能按照駕駛員意圖行駛，且當遭遇外界干擾時，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。汽車的操縱穩(wěn)定性能是主動安全性中不可忽視的重要部分，顯示了駕駛員控制車輛的安全與否，同時也決定著汽車高速時的主動安全。隨著全國道路狀況的改善，特別是高速公路的迅速發(fā)展，汽車行駛平均速度日益提高，有些運動型轎車的最高車速甚至超過每小時三百公里。因此，汽車的操縱穩(wěn)定性將更加被重視，是現(xiàn)代汽車重要的使用性能之一。
1.1國內(nèi)外汽車操縱穩(wěn)定性評價方法分析
汽車操縱穩(wěn)定性可分為操縱性和穩(wěn)定性兩個部分，二者相互關(guān)聯(lián)，相互影響。操縱性主要是駕駛員對汽車的操縱輸入的響應效果，包括轉(zhuǎn)向回正性能、變道操縱性能、轉(zhuǎn)向操縱性能等;穩(wěn)定性則表示車輛應對外界干擾，保持穩(wěn)定行駛的能力，包括抵抗來自路面干擾和空氣干擾的能力。產(chǎn)品設(shè)計時，應使二者之間合理協(xié)調(diào)。汽車的操縱穩(wěn)定性最終應通過試驗的方法來測定與評價，試驗中的性能評價包括主觀評價和客觀評價兩種方法�？陀^評價是通過測試儀器測出表征性能的物理量如橫擺角速度、側(cè)向加速度、側(cè)傾角及轉(zhuǎn)向力等來評價操縱穩(wěn)定性的方法。主觀評價就是感覺評價，其方法就是讓試驗評價人員根據(jù)試驗時自身的感覺來進行評價。由于汽車操穩(wěn)性受多種因素影響，其客觀評價指標并不能完整評定汽車操縱穩(wěn)定性，因此主觀評價在汽車操穩(wěn)性評價中仍占有重要地位。國家標準(GB/T 6323-[4] 2014)《汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法》進行汽車操縱穩(wěn)定性的客觀評價。
對比可以看出，我國、日本和國際標準化組織，都要求對車輛進行蛇形試驗，因為蛇形試驗綜合性較高，具有一定代表性和重要性，在一定程度上可以反映出汽車的側(cè)偏特性和橫擺情況。進行對比的四個國家和組織都要求進行穩(wěn)態(tài)試驗，原因是穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗中包含對不足轉(zhuǎn)向度的測量，適度的不足轉(zhuǎn)向量有助于高速安全，但不足轉(zhuǎn)向量過大，也會帶來駕駛疲勞。觀察發(fā)現(xiàn)，美國和日本都很關(guān)注車輛的抗側(cè)風能力，原因可能是，兩個國家的`大部分地區(qū)經(jīng)常遭受臺風侵襲，因而做出這方面的考慮。
1.2國家標準操穩(wěn)性評價方法存在的主要問題
一方面，主觀評價往往受評價者個人主觀因素的影響，不同評價者對同一產(chǎn)品給出的評價結(jié)果差別較大，并且也不能給出“汽車性能”與 “汽車結(jié)構(gòu)”之間的聯(lián)系。另一方面，對于不同車型尤其在車體構(gòu)造和性能等方面差別較大的車輛，現(xiàn)行汽車操縱穩(wěn)定性國家標準的評價試驗方法和指標限值并沒有分類制定或者有任何不同之處，這顯然是不合理的。并且，近年來汽車工業(yè)技術(shù)不斷進步和發(fā)展，汽車操穩(wěn)性評價方法也應按現(xiàn)行汽車對操縱穩(wěn)定性要求而更新。
2乘用車操穩(wěn)性的評價方法和評價指標的改進建議
按照現(xiàn)行國家標準(GB/T 3730.1-2001)《汽車和掛車類型的術(shù)語和定義》可將汽車分為乘用車和商用車。但由于各類汽車自身結(jié)構(gòu)形式、類型用途、使用情況、行駛路況不盡相同，所以在操穩(wěn)性評價時應將上述分類加以細分。本文主要討論乘用車(包含轎車、客車和越野車)操穩(wěn)性的評價方法和評價指標的改進建議。
2.1乘用車操穩(wěn)性各指標相關(guān)性討論及改進建議
1)多數(shù)現(xiàn)代轎車的行駛路況良好，路面平整度較好，坡度及轉(zhuǎn)彎半徑都較小，因此對轎車的轉(zhuǎn)向輕便性能不應要求較高。加上現(xiàn)在許多轎車都裝有轉(zhuǎn)向助力裝置，裝有轉(zhuǎn)向助力的車與沒有轉(zhuǎn)向助力的車測得的轉(zhuǎn)向輕便性結(jié)果不具可比性。且輕便性試驗與轉(zhuǎn)向回正性試驗具有一定關(guān)聯(lián)性，轉(zhuǎn)向回正性試驗結(jié)果在一定程度上也反映了轉(zhuǎn)向輕便性。所以建議輕便性試驗權(quán)重可在一定程度上有所降低。
2)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗中測試的不足轉(zhuǎn)向度是為了防止轉(zhuǎn)向過度造成側(cè)傾隱患，對于高速車輛來講是必備條件。但不足轉(zhuǎn)向量也不應過大，因為車輛應具有適度的不足轉(zhuǎn)向量，以防止不足轉(zhuǎn)向量過大導致駕駛員疲勞。應該適當提高乘用車高速不足轉(zhuǎn)向度U在操穩(wěn)性評價中的比重。
3)轉(zhuǎn)向回正性試驗按高速回正性和低速回正性進行試驗。多數(shù)現(xiàn)代轎車最高車速達100km/h�？蛙囕d客量大、車身偏長的特點導致對其操穩(wěn)性要求較高，在長途行駛或山路轉(zhuǎn)彎較頻繁的時候，車輛的轉(zhuǎn)向回正性能尤為重要。越野車多數(shù)時間的行駛路況復雜，路面不平坦，障礙物較多，且彎道、上下坡等較頻繁，車輛的轉(zhuǎn)彎特性中回正性也很重要。故在兩項試驗都進行時應加大上述三種車型高速回正性能試驗的比重。
4)蛇形試驗是幾個穩(wěn)態(tài)響應試驗中綜合性最高的一項，側(cè)面反映轉(zhuǎn)向回正試驗、轉(zhuǎn)向輕便試驗、轉(zhuǎn)向盤角階躍、角脈沖試驗，具有一定代表性和重要性，在一定程度上可以反映出汽車的側(cè)偏特性和橫擺情況。且蛇形試驗評價與汽車安全穩(wěn)定性密不可分。根據(jù)上式1.3，應在上述三種車型中大幅增加平均橫擺角速度峰值試驗值的計分權(quán)重。
2.2改進后的乘用車操穩(wěn)性評價指標
需要說明的是，改進后標準中計分值比例α、β、γ、ε值應按轎車、客車和越野車各自的設(shè)計側(cè)重點來確定相應值。在這個確定過程中，應由相關(guān)專家及有經(jīng)驗的不同駕乘人員經(jīng)過主觀評價后給出相應值，經(jīng)過大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)求平均值后確定。
3結(jié)論及建議
汽車的操縱穩(wěn)定性關(guān)系到交通安全，重大交通事故往往與發(fā)生側(cè)偏、轉(zhuǎn)向時操縱性能不好、遇緊急情況時穩(wěn)定性能不好等情況有關(guān)，故汽車操縱穩(wěn)定性是汽車安全行駛的重要保障。鑒于此對于汽車操穩(wěn)性能及其評價方法的改進始終是汽車設(shè)計制造和使用部門的重要任務。
本文通過對我國汽車操穩(wěn)性評價方法和評價指標的詳細分析，就我國當前汽車操穩(wěn)性評價方法出現(xiàn)的問題進行了探討，具體研究成果如下：
1)國家標準規(guī)定的試驗方法規(guī)程中某些限值與現(xiàn)實情況不相符。當前國家標準規(guī)定的汽車操穩(wěn)性評價試驗方法中，幾處條件限值或指標權(quán)重規(guī)定與現(xiàn)實生產(chǎn)生活中的情況并不相符。例如：蛇形試驗中標樁間距設(shè)定偏大;轉(zhuǎn)向回正性試驗中高、低速回正性試驗指標總比例相同，但現(xiàn)實情況中汽車高速時回正性能遠比低速時重要的多。
2)各評價指標權(quán)重比相同，不能區(qū)分其重要性，單項與綜合評價結(jié)果不準確。評價車輛操穩(wěn)性的6個試驗均有其所屬評價指標，總評價計分按6個試驗評分取其平均值。顯而易見，各評價指標間重要性均等，各試驗方法間亦無著重突出部分，這樣的評價體系并不能給出準確的評價結(jié)果。本文利用車輛對各個指標的權(quán)重度，進行各項加權(quán)，從而得到操縱穩(wěn)定性的綜合評價體系。
3)對于不同車型、不同使用條件的車輛評判應存在差異性。因為不同類型的汽車對各個指標的要求不一樣，而且不同的路況使用條件也對汽車的操穩(wěn)性產(chǎn)生不同程度的影響。因此，對汽車操縱穩(wěn)定性進行評價時，要充分考慮路況條件，車輛類型等。建議增加轉(zhuǎn)彎制動試驗�，F(xiàn)實生活中的大量交通事故都是由于汽車在彎道制動時操穩(wěn)性出現(xiàn)狀況而導致的。在這個過程中可能出現(xiàn)制動跑偏和后軸側(cè)滑等現(xiàn)象，嚴重影響車輛行駛安全性。因此要求用任何速度在彎道制動，汽車都不應喪失其操縱性和方向穩(wěn)定性。
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