Model člověka pro testy pohodlí

Transkript

1 Model člověka pro testy pohodlí 7.1 Řízení pohybu vozidla Výzkum kritérií a nástrojů hodnocení pohodlí Vytvoření biomechanického modelu člověka v automobilu (sedící osádka vozidla) s modely svalů v různých konfiguracích na základě experimentů Pavel Steinbauer Jiří Svoboda Zbyněk Šika Ondřej Vaculín Michael Valášek 1M Str. 1 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

2 Kritéria a nástroje hodnocení pohodlí Jedním z cílů návrhu vozidel (a mnohdy rozhodující vlastností konkurenceschopnosti) je jejich pohodlí. To je tradičně definováno pomocí kritérií vibrační expozice dané normou ISO. V nedávné době se zjistilo (často pragmaticky v rámci průmyslového vývoje), že tato kriteria nevyjadřují pohodlí ve vozidlech. Jednotliví výrobci si vyvinuli svoje dílčí empirická kriteria, která pečlivě tají. Proto je výzkum a vývoj v této oblasti velmi žádoucí. 1M Str. 2 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

3 Kritéria a nástroje hodnocení pohodlí Cíl práce: Výzkum a vývoj kritérií a nástrojů hodnocení vibračního pohodlí člověka v automobilu, syntéza integrovaného řízení podvozku na základě těchto kritérií a nástrojů 1M Str. 3 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

4 Návaznost na předchozí práce Vývoj poloaktivního pérování vozidel pro snížení dynamických sil kolo-vozovka při současném uchování vibračního pohodlí EU SADTS Project 1M Str. 4 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

5 Komfort při odděleném řízeném pérování kabiny a podvozku S 4 S 3 S 1 S 2 Dynamic road tyre forces Pareto-set Spatial decomposition 0.87 S1, S2 pro bezpečnost S3, S4 pro pohodlí Comfort 1M Str. 5 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

6 Vertikální akcelerace (ISO filtrovaná) Vertical acceleration (ISO filtered) passive semi-active Time [s] 1M Str. 6 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

7 Nesymetrické charakteristiky nelze z ISO-normy odvodit Force F [N] A 0.6 A 0.9 A 1.2 A 1.4 A 1.7 A 2.0 A Velocity v [m/s] 1M Str. 7 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

8 Práce v roce 2005 Analýza existujících pramenů Komfortní (instrumentovaná mechatronická) figurína Komfort předvídání nelineární vlastnosti Nové objektivní kriterium pohodlí ve vozidle Stavba biomechanického modelu člověka v automobilu (sedící osádka vozidla) s modely svalů Prvotní experimenty měření pohodlí 1M Str. 8 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

9 Nová objektivní kriteria pro vyhodnocení pohodlí (VW) Korelace 84-98%!? 1M Str. 9 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

10 Biomechanický model člověka část těla hmotnost [kg] hlava 4,137 krk 0,965 thorax (hrudník) 23,763 abdomen (břicho) 2,365 pelvis (pánev) 11,414 paže+rameno * 1,769 předloktí+ruka * 2,022 stehno * 8,614 holeň * 3,587 noha * 0,981 celková hmotnost 76,6 1M Str. 10 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

11 Biomechanický model člověka 1M Str. 11 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

12 Prvotní experimenty měření pohodlí Vozidlo: Škoda Fabia Combi Vozovka: Velmi dobrá Rychlost: 50 km/h Poloha akcelerometrů: Jednoosý vpředu na nosníku nárazníku na kolejnici sedadla v zavazadlovém prostoru Tříosý na koberečku podlahy u řidiče na sedadle na volantu 1M Str. 12 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

13 Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka 1M Str. 13 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

14 7. Vozidlo - pohodlí Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka Power Spectrum Magnitude (db) Power Spectrum Magnitude (db) Power Spectrum Magnitude (db) Levy Z Frequency Triosy X Frequency Triosy Y Frequency Power Spectrum Magnitude (db) Power Spectrum Magnitude (db) Power Spectrum Magnitude (db) Pravy Z Frequency Triosy Z Frequency Frequency Levy Z Pravy Z Triosy X Triosy Z Triosy Y 1M Str. 14 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

15 Problémy Utajování postupů v průmyslu Metodika měření vibračního pohodlí Experimentální data objektivní/subjektivní Okruh vlivů na vnímání vibračního pohodlí (např. krátkodobé/dlouhodobé pohodlí, předvídání přejezdu překážky, předvídání manévru u řidiče/spolujezdce, atd.) Koncept simulace vnímání vibračního pohodlí 1M Str. 15 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

16 Shrnutí Použití ISO normy pro hodnocení vibračního pohodlí je obtížné Firemní výzkum je většinou nedostupný Zahájen vývoj modelů člověka s realistickou složitostí popisu vlastností 1M Str. 16 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

17 Další postup řešení Další vývoj modelu osádky vozidla (sedačka, stavy napětí svalů, aj.) Provedení experimentů pro zjištění korelace mezi subjektivním a objektivním hodnocením 1M Str. 17 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha

18 Optimální řešení? Truck 1M Str. 18 Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha