座椅靜態(tài)舒適性控制方法研究

畢思剛、侯坤、沈洪析、于大川、王迦

一汽奔騰轎車有限公司 長(zhǎng)春 130013

1、前言

隨著國(guó)內(nèi)汽車消費(fèi)升級(jí)，汽車舒適性逐步成為各主機(jī)廠研究的重要內(nèi)容。座椅作為駕乘人員與車輛直接接觸的部件，其舒適性成為整車舒適性的關(guān)鍵組成部分。汽車座椅靜態(tài)舒適性指的是座椅的造型、骨架、發(fā)泡、面料以及縫合工藝等因素影響下的座椅舒適性。本文主要結(jié)合日常工作的經(jīng)驗(yàn)積累，進(jìn)行靜態(tài)舒適性控制方法的論述。

汽車座椅在汽車使用中有如下作用：

①為駕駛員和乘客提供支撐作用。通過(guò)座椅坐墊和靠背側(cè)翼，可以充分保證汽車行駛過(guò)程中司乘人員的平衡和穩(wěn)定性。

②為司乘人員提供舒適的姿態(tài)。設(shè)計(jì)良好的座椅可以給駕駛員提供較好的視野，便捷的操控性，合理的體壓分布可以減輕長(zhǎng)時(shí)間駕駛的疲憊感。

③保證司乘人員的安全。汽車發(fā)生碰撞時(shí)，設(shè)計(jì)良好的座椅擁有足夠的強(qiáng)度。同時(shí)，配合安全帶使用可以最大程度的保護(hù)司乘人員的安全。

座椅舒適性是指人體處于振動(dòng)環(huán)境中所感受到主觀上的相對(duì)舒適程度，其是汽車駕駛體驗(yàn)的重要組成部分，也是消費(fèi)者購(gòu)買產(chǎn)品最重要參考指標(biāo)。

根據(jù)以上分析及工作實(shí)踐，總結(jié)出座椅靜態(tài)舒適性的控制方法：對(duì)造型的約束，對(duì)座椅的相關(guān)工程參數(shù)進(jìn)行約束，靜態(tài)舒適性主觀評(píng)價(jià)。

2、靜態(tài)舒適性控制方法

2.1 定義

所謂汽車靜態(tài)舒適性，就是評(píng)價(jià)汽車在靜止情況下，座椅的尺寸舒適度、軟硬度、包裹性以及在側(cè)傾時(shí)座椅對(duì)人體的保持性等。

就靜態(tài)舒適性而言，主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)有6個(gè)。

①柔軟感，按照正常的方式乘坐，評(píng)價(jià)座椅的綜合軟硬度感覺(jué)（包括泡沫，蒙皮）；

②貼合感，評(píng)價(jià)肩部、腿部等離去點(diǎn)，坐墊長(zhǎng)短、及寬度等程度，判斷是否與人體貼合的主觀感受；

③支撐感，腿部凸出感，主要評(píng)價(jià)的是臀、大腿及后背等部位壓力分布的感受；

④姿態(tài)保持性，主要評(píng)價(jià)的是人體在動(dòng)作過(guò)程中，座椅側(cè)翼及腰部靠背對(duì)于人體的限定約束，保持正確坐姿的感受；

⑤振動(dòng)吸收性，評(píng)價(jià)座椅泡沫壓縮變形、疲勞后的硬度損失及振動(dòng)傳遞的感受；

⑥防疲勞性，主要評(píng)價(jià)身體是否能夠完全放松，從而減輕長(zhǎng)時(shí)間駕駛帶來(lái)的身體疲勞。

2.2 控制方法

無(wú)論是靜態(tài)舒適性還是動(dòng)態(tài)舒適性，對(duì)座椅型面的要求都是一致的，即座椅靠背和座墊型面曲線與人體曲線趨向一致，如圖1所示。

圖1 駕駛舒適坐姿

在座椅設(shè)計(jì)的早期，可以通過(guò)對(duì)于造型的型面限制，達(dá)到從源頭控制舒適性的目的。為此經(jīng)過(guò)研究，初步推導(dǎo)出37項(xiàng)造型約束參數(shù)，如表1所示。

表1 約束造型的舒適性參數(shù)

表2 設(shè)計(jì)參數(shù)表

2.2.3.1 評(píng)價(jià)方法

1）評(píng)價(jià)準(zhǔn)備

推薦同時(shí)準(zhǔn)備待評(píng)價(jià)車型與其對(duì)標(biāo)車型。對(duì)于不同面料及不同配置的座椅應(yīng)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)車輛放置地面應(yīng)水平。

評(píng)價(jià)者身高應(yīng)位于95百分位中國(guó)男子（181cm）與5百分位中國(guó)女子（150cm）之間。每次評(píng)價(jià)應(yīng)不少于7人，其中女性比例應(yīng)占20%～33%。評(píng)價(jià)者評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)排除身體其它不適因素，無(wú)法排除時(shí)，應(yīng)向評(píng)價(jià)組織者說(shuō)明，不參與本次評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)組織者應(yīng)按附錄A準(zhǔn)備《座椅舒適性評(píng)價(jià)表》。

2）評(píng)價(jià)過(guò)程

評(píng)價(jià)組織者負(fù)責(zé)發(fā)放表格，說(shuō)明表格填寫方法，安排評(píng)審順序；評(píng)價(jià)者按順序依次對(duì)評(píng)價(jià)車型座椅進(jìn)行評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)者首先將座椅調(diào)節(jié)到模擬駕駛的狀態(tài)（對(duì)駕駛座椅）或正常舒適乘坐的狀態(tài)（乘員座椅），根據(jù)自己感受填寫《座椅舒適性評(píng)價(jià)表》，如見(jiàn)表3所示。

表3 舒適性分值含義

1.評(píng)價(jià)過(guò)程中，各評(píng)價(jià)者不應(yīng)交流感受，以免對(duì)其他評(píng)價(jià)者產(chǎn)生影響。

2.表格填好后，評(píng)價(jià)者將表格交回評(píng)價(jià)組織者，評(píng)價(jià)組織者確認(rèn)表格填寫是否完整。

3.評(píng)價(jià)結(jié)束后，組織者進(jìn)行評(píng)價(jià)結(jié)果處理。

2.2.3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果的處理

1)計(jì)算各個(gè)車型的每種座椅的單項(xiàng)得分，單項(xiàng)得分為所有評(píng)價(jià)者評(píng)分的平均分（評(píng)價(jià)的正值與負(fù)值直接計(jì)算，不取絕對(duì)值），精確到小數(shù)點(diǎn)后二位。將評(píng)價(jià)車型與對(duì)標(biāo)車型單項(xiàng)得分記錄到同一表格中。

2)按下述公式計(jì)算其10分制舒適性得分。C=10-3a

式中：

a -某車型單項(xiàng)得分絕對(duì)值的平均分；C-車型舒適性得分。試驗(yàn)結(jié)果的表示：以上面的計(jì)算結(jié)果C表示車型舒適性得分，精確到小數(shù)點(diǎn)后二位。

2.2.3.3 設(shè)計(jì)更改及固化

根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果及報(bào)告，進(jìn)行對(duì)比分析；分?jǐn)?shù)低的區(qū)域，針對(duì)性的分析，判斷是否進(jìn)行優(yōu)化；更改后再次測(cè)評(píng)，固化參數(shù)。

3、結(jié)論

本文意在結(jié)合日常座椅開(kāi)發(fā)工作對(duì)汽車座椅的靜態(tài)舒適性控制方法進(jìn)行研究：首先進(jìn)行兩點(diǎn)約束：為達(dá)到“人體貼合性、支撐性”的目的，需在開(kāi)發(fā)前期針對(duì)座椅舒適性相關(guān)的外形參數(shù)進(jìn)行造型約束（座椅尺寸、舒適性截面等）及工程參數(shù)約束。目前已將研究結(jié)果在開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目中應(yīng)用，有待實(shí)件驗(yàn)證測(cè)評(píng)。第二步進(jìn)行評(píng)價(jià)：在研項(xiàng)目的座椅樣件制造出后，需對(duì)樣件進(jìn)行主觀性舒適性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的結(jié)果作為更改的依據(jù)及后續(xù)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)積累。

目前所施行的推薦參數(shù)是根據(jù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的積累及對(duì)目前用戶的分析總結(jié)而出，帶有一定的局限性；后續(xù)還需要針對(duì)市場(chǎng)的趨勢(shì)及用戶的測(cè)評(píng)分析，進(jìn)行舒適性參數(shù)的更新及固化。

附錄A 座椅舒適性評(píng)價(jià)表