第二章 文獻回顧
2.4 行車舒適指標
劉怡焜[4]在研究中指出,對一般客運車輛來說,車體左右搖晃及加減速控 制不當造成之前後俯仰,為最易造成乘客不適的因素;此外,速率時快時慢,使 乘客身體需要經常適應不同慣性,也是造成乘車不適的原因之一。彭新勝[5]以 數值的方法來探討懸吊系統避震器阻尼對於車輛模組動態反應之影響,再以車體 垂直加速度為目標函數、車輪動態負荷比與車體俯仰角位移為限制函數,進行整 體車輛模組構件之最佳化分析,以求得可使車輛最具舒適性與操控性,且確保行 車安全之懸吊系統避震器阻尼參數值。
Uys 等人[19]研究了震動對人體的影響,以不同速率通過各種不同的鋪面,
觀察垂直方向加速力之變化,結果如圖 2.13 所示,之後再藉由車輛的各種設定 (dumper、spring),來降低乘客的不舒適感,找出各種不同鋪面建議行駛的速度。
並介紹一些國際標準對此有詳細規範,舉例其中三項 ISO 2631-1、BS 6841[20]、
VDI 2057,其中 BS 6841 之規範如表 2.2。
Driver plus passenger weighted RMS vertical acceleration for optimized suspension at different speeds over different road profiles.
圖 2.13 不同鋪面和速度之垂直加速度 表 2.2 BS 6841 震動對於乘客感受之影響 Levels of acceptability of ride quality
Range: BS weighted RMS of
Vertical acceleration (m/s²) Acceptability
<0.315 Not Uncomfortable (不會不舒服) 0.315~0.63 A little Uncomfortable (略微不舒服) 0.5~1 Fairly Uncomfortable (有點不舒服) 0.8~1.6 Uncomfortable (一般不舒服) 1.25~2.5 Very Uncomfortable (非常不舒服)
>2 Extremely Uncomfortable (極端不舒服)
Watts[14]於英國地區(British locations)選擇九條路段測試減速丘對車輛的減 速效果,實驗研究結果得在減速丘路段的總平均行車速度為35.7 km/h,並提出較 理想的減速丘特性,亦針對不同車速說明乘客的舒適程度,提出理想的減速丘行 車速率在19 km/h,研究中也說明減速丘的設計高度在3英吋,駕駛者與乘客通過 時有較佳的舒適度,如果高度增加到4英吋,舒適度不佳且亦造成車輛的損害,
危害駕駛者與乘客的安全。
吳德和、徐正宗[6]利用實驗分析與車輛電腦模擬模式量測車輛行經不同型 態之減速丘的震動特性及舒適度。分析後得知,固定減速丘高度(0.1m),當車速 愈快,對車體所造成的加速度就愈大,駕駛者與乘客的舒適度就愈不好;減速丘
長度愈長,對車體所造成的加速度就愈小,駕駛者與乘客的舒適度就愈好;減速 丘高度愈高,對車體所造成的加速度就愈大,駕駛者與乘客的舒適度就愈不好。
許勝雄[7],振動研究常以「舒適度」(Comfort)作為評鑑的指標,而舒適度 是一種主觀的感受,須依個人的經驗而定,研究者並無法直接知道或以觀察法來 獲得個人的舒適水準。美國航空暨太空總署(NASA)為了避免語意混淆,訂定了 不舒適程度的比率量表(Discomfort Ratio Scale),並設定以「DISC」為衡量單位,
此種尺度係以不舒適閾限(Discomfort Threshold)為基準,也就是說有50%的人覺 得不舒適時,就是1個DISC,有90%的人不適時評為2個DISC,表示比1DISC 時 有二倍的不舒適,如果100%的人均感覺不適時則評為3個DISC,顯然人們對於 不舒適感覺的百分率,隨著每一DISC 單位的遞增而急速上升。
國際標準組織(International Standard Organization, ISO)經過了七年的研究 [21],對全身振動的暴露依速度、頻率以及持續的時間訂出一套人體舒適度標準 Exposure Limits) 是維持人體安全及健康的最上限,亦即人體若暴露於此極限以 上的環境中將馬上感到不適、反應遲鈍,並會對身體產生危害,除非特殊理由,
否則人體應避免處在如此環境中;「疲勞或熟練度降低邊界」 (Fatigue or Decreased Proficiency Boundaries) 表示人體在此極限環境中會感到疲勞,但仍然 能維持工作的效率,通常駕駛車輛的環境至少要符合這種情況;至於「舒適度降 低邊界」 (Reduced Comfort Boundaries) 則是維持人體避免感到不適的最下限,
超過此極限,人體將會開始有感到不舒服的現象發生,通常在此環境下可以從事 閱讀、寫字及進食等工作。ISO將「安全暴露極限」定義在比「疲勞或熟練度降 低邊界」高6dB的地方,而「舒適度降低邊界」定義在比「疲勞或熟練度降低邊 界」低10dB的地方,因此從ISO的研究觀點,是可以從垂直及水平加速度的值來 評估人體受振動之舒適度。
圖 2.14 垂直方向全身振動暴露最大加速度圖