基于操縱力感知場的汽車轉(zhuǎn)向操縱舒適性研究.pdf

1、汽車轉(zhuǎn)向操縱舒適性關(guān)系到汽車駕駛體驗(yàn)以及汽車行駛的安全性和穩(wěn)定性，改善汽車轉(zhuǎn)向操縱舒適性對(duì)于降低交通事故與疲勞損傷風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。鑒于人、車、道路環(huán)境三者相互關(guān)聯(lián)，在研究汽車轉(zhuǎn)向操縱舒適性時(shí)必須綜合考慮汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性、駕駛者的個(gè)體差異以及駕駛場景特征。
　　針對(duì)這一問題，首先提出操縱力感知場理論，將影響人機(jī)系統(tǒng)操縱舒適性的共性特征因素映射至場結(jié)構(gòu)中進(jìn)行歸類分析，進(jìn)而構(gòu)建操縱力感知場模型用以定量測(cè)評(píng)人機(jī)系統(tǒng)操縱舒適性;其次，將操

2、縱力感知場模型應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向操縱作業(yè)實(shí)例中，以轉(zhuǎn)向力反饋特征參量為基礎(chǔ)度量指標(biāo)，綜合駕駛者及駕駛場景因素，對(duì)汽車轉(zhuǎn)向操縱舒適性進(jìn)行定量測(cè)評(píng);在此基礎(chǔ)上，通過模擬移線試驗(yàn)研究特定的車況和路況條件下對(duì)應(yīng)不同被試者的最優(yōu)轉(zhuǎn)向力反饋特征參量，并借助試驗(yàn)測(cè)量與虛擬仿真結(jié)合的方法分析舒適的轉(zhuǎn)向操縱過程中駕駛者的上肢運(yùn)動(dòng)及發(fā)力特征，最終為汽車轉(zhuǎn)向操縱舒適性的測(cè)評(píng)及優(yōu)化提供理論與方法指導(dǎo)。主要的內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)分析不同類型操縱作業(yè)的同

3、性特征、影響因素以及影響規(guī)律，重點(diǎn)圍繞人-機(jī)接觸力以及人的肢體運(yùn)動(dòng)及發(fā)力特征構(gòu)建操縱力感知場模型，作為普適性的操縱舒適性度量方法。
　　(2)通過汽車轉(zhuǎn)向操縱過程中所需的轉(zhuǎn)向力特性、汽車對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)以及駕駛者的操縱行為特征三個(gè)方面分析汽車轉(zhuǎn)向操縱人機(jī)交互特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，將操縱力感知場模型應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向操縱作業(yè)實(shí)例，用以定量測(cè)評(píng)汽車轉(zhuǎn)向操縱舒適性。
　　(3)結(jié)合實(shí)物仿真和虛擬仿真方法，針對(duì)轉(zhuǎn)向操縱舒適性測(cè)評(píng)試驗(yàn)需

4、求，以線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤總成為核心機(jī)構(gòu)原型，設(shè)計(jì)并開發(fā)了可自由調(diào)整布局的汽車轉(zhuǎn)向操縱模擬與測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向操縱力反饋和駕駛視覺場景進(jìn)行同步模擬。
　　(4)通過聘請(qǐng)男、女各20名被試者進(jìn)行模擬移線試驗(yàn)，結(jié)合被試者的主觀偏好選擇和客觀的轉(zhuǎn)向操縱作業(yè)表現(xiàn)，測(cè)定三車道公路上的汽車移線駕駛場景條件下最優(yōu)的簡化轉(zhuǎn)向力反饋特征參量，即最大反饋力矩MA和轉(zhuǎn)向剛度系數(shù)k。結(jié)果表明:隨著車速的上升，最優(yōu)MA和最優(yōu)k均有所增大;并且，在同為6