Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Model člověka pro testy pohodlí 7.1 Řízení pohybu vozidla 7.1.4 Výzkum kritérií a nástrojů hodnocení pohodlí 7.1.4.1 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 1M6840770002
Str. 1
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
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.
1M6840770002
Str. 2
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
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
1M6840770002
Str. 3
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Návaznost na předchozí práce Vývoj poloaktivního pérování vozidel pro snížení dynamických sil kolo-vozovka při současném uchování vibračního pohodlí EU SADTS Project
1M6840770002
Str. 4
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Dynamic road tyre forces
Komfort při odděleném řízeném pérování kabiny a podvozku 0.95 Pareto-set Spatial decomposition
0.94 0.93
S4
0.92
S3 S1
0.91
S2
0.9
0.89 0.88 0.87 0.86
S1, S2 pro bezpečnost S3, S4 pro pohodlí 1M6840770002
0.84
0.86
Comfort Str. 5
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
0.88
0.9
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Vertikální akcelerace (ISO filtrovaná)
Vertical acceleration(ISO filtered)
16 passive semi-active
14 12 10 8 6 4 0
1M6840770002
2
4
6 Time [s] Str. 6
8
10
12
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Nesymetrické charakteristiky nelze z ISO-normy odvodit 18000 16000 14000
Force F [N]
12000 10000
0.0 A 0.6 A 0.9 A 1.2 A 1.4 A 1.7 A 2.0 A
8000 6000 4000 2000 0 -2000
1M6840770002
-0.4
-0.2
0 Velocity v [m/s] Str. 7
0.2
0.4
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
0.6
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
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
1M6840770002
Str. 8
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Nová objektivní kriteria pro vyhodnocení pohodlí (VW)
Korelace 84-98% !? 1M6840770002
Str. 9
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Biomechanický model člověka
1M6840770002
Str. 10
část těla hlava krk thorax (hrudník) abdomen (břicho) pelvis (pánev) paže+rameno * předloktí+ruka * stehno * holeň * noha *
hmotnost [kg] 4,137 0,965 23,763 2,365 11,414 1,769 2,022 8,614 3,587 0,981
celková hmotnost
76,6
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Biomechanický model člověka
1M6840770002
Str. 11
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
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 1M6840770002
Str. 12
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
1M6840770002
Str. 13
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
Power Spectrum Magnitude (dB) Power Spectrum Magnitude (dB) Power Spectrum Magnitude (dB)
Power Spectrum Magnitude (dB) Power Spectrum Magnitude (dB) Power Spectrum Magnitude (dB)
7. Vozidlo - pohodlí Levy Z 0 -10 -20 -30 -40 -1 10
0
1
10
10 Frequency Triosy X
20
0
-20
-40 -1 10
0
1
10
10 Frequency Triosy Y
0
-10
-20
-30 -1 10
0
1
10
10 Frequency
1M6840770002
Pravy Z 0 -10 -20 -30 -40 -1 10
0
1
10
10 Frequency Triosy Z
20
0
-20
-40 -1 10
0
1
10
10 Frequency
20
0
-20
-40 -1 10
0
1
10
10 Frequency
Str. 14
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Levy Z Pravy Z Triosy X Triosy Z Triosy Y
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
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
1M6840770002
Str. 15
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Shrnutí Použití ISO normy pro hodnocení vibračního pohodlí je obtížné Firemní výzkum je většinou nedostupný Zahájen vývoj modelů člověka s realistickou složitostí popisu vlastností
1M6840770002
Str. 16
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Další postup řešení Další vývoj modelu osádky vozidla (sedačka, stavy napětí svalů, aj.) Provedení experimentů pro zjištění korelace mezi subjektivním a objektivním hodnocením
1M6840770002
Str. 17
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 1. kolokvium Josefa Božka, Praha, 31.1. – 1.2. 2006 -
7. Vozidlo – pohodlí a bezpečnost
Optimální řešení?
Truck
1M6840770002
Str. 18
Michael Valášek, ČVUT FSI, Praha
