陈升鹏，胡立好

（安徽江淮汽车集团控股有限公司 技术中心，安徽 合肥230031）

操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，也是决定高速汽车安全行驶的主要性能，性能评价结果直接影响整车性能［1］。汽车操纵稳定性涉及的问题较为广泛，需要采用较多的物理参考量从多方面进行评价。目前国内以汽车操纵稳定性试验标准为主，进行客观试验，采集处理数据并提取试验物理参考量，或根据物理参考量的经验值范围，或根据物理参考量的评价方法转化为百分制得分去评价汽车操纵稳定性，部分企业也会根据主观试验项目去评价汽车操纵稳定性［2-3］。文中通过分析现有操纵稳定性评价体系，将主客观评价结合，对多项评价项目进行多级划分，并结合层次分析法确定每项指标的权重系数，得出汽车操纵稳定性的综合评价结果，为新车标定提供科学依据。

1 操纵稳定性评价体系及试验

1.1 主客观试验项目

主观评价项目是由主观评价工程师根据车辆在特定工况下显现出来的性能和状态进行评价。评 价 项 目 包 含 表1 中 指 标C3～C7、C9～C14、C17～C22、C26、C28～C32、C34～C40、C44、C47～48、C54～C56。主观评价项目评分标准如下：非常失望1～4分，有点失望5分，基本满意6～7分，非常满意8分，完全满意9～10分。

客观试验由VBOX、RT陀螺仪、ABD 转向制动机器人和笔记本等设备仪器采集，处理并提取的物理参考量［4］，包括表1中指标C1～C2、C8、C15～C16、C23～25、C27、C33、C41～C43、C45～C46、C49～C53。客观项目评分是将客观试验数据结果处理后，经过公式计算转化成10分制得分。以0.2 g时不足转向度为例，如式（1）所示：

式中：Su为不足转向度评分；U为不足转向度实验值；l为比值系数；Ud为不足转向度下限；Uu为不足转向度上限。

1.2 操纵稳定性评价试验

根据主客观评价项目分类整合，对汽车操纵稳定性进行多层级划分，如表1所示。在江淮汽车新港试验场地对不同品牌的3 辆车进行主客观操稳试验，并根据评分标准进行统计，结果见表2。

表1 操纵稳定性多级评价指标体系

表2 操纵稳定性指标试验评分

2 操稳评价体系权重系数确定

2.1 层次分析法

层次分析法（AHP）［5-6］是系统分析方法,适用于将结构错综复杂、模糊不清的相互关系转化为定量分析。通常AHP把所要研究的问题分解为不同的组成因素，然后根据总目标要求，按照各个因素之间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合，形成1个多层有序递阶的层次结构图；然后两两比较每一层次中各因素相对于上一层目标的相对重要程度,构造出两两比较的判断矩阵，其中引入了1～9 比率标度法；最后综合这些判断，确定各因素相对于总目标重要程度的总排序。判断矩阵标度和意义如表3所示。

表3 判断矩阵标度及其意义

层次分析法具体步骤如下：1）分析系统中各因素之间的关系，建立层次结构模型；2）结合设计和专业评价员等要求，按照表构造出两因素相互比较矩阵；3）计算出单一因数下各指标的相对权重。矩阵的元素归一化计算公式为

式中：aij为矩阵中第i行第j列对应的值；a'ij为矩阵中第i行第j列对应值的归一化结果。将列归一化后的元素按行相加计算：

得到的列元素按归一化后计算得到权重：

2.2 指标权重系数计算

根据操纵稳定性的因素关系建立一级评价指标A1～A5。结合设计和专业评价员要求，运用及比率标度法得出判断矩阵，再根据式（2）～（4）计算出一级指标权重系数W，如表4所示。

表4 二级指标判断矩阵

根据上述计算方法可分别计算出每个层级、每个项目的权重系数，权重计算结果如表5所示。从表5中可以看出：一级指标中稳态回转和蛇行具有较高的权重，中心区、转向回正和转向轻便次之。二级指标中不足转向度、车身侧倾度和蛇形中的基准车速权重系数较大。

表5 操稳多级评价指标权重系数

2.3 操纵稳定性综合评价

根据表2和表5计算出车辆操纵稳定性的二级指标及以上指标得分，最终得出综合评价结果。性能总评价得分为

式中：S为操纵稳定性总评分；qA1为稳态回转权重系数；qA2为转向回正权重系数；qA3为转向轻便权重系数；qA4为蛇形权重系数；qA5为中心区权重系数；SA1为稳态回转评分；SA2为转向回正评分；SA3为转向轻便评分；SA4为蛇形评分；SA5为中心区评分。单项计算以一级指标蛇形和其二级指标为例：

式中：qB11为基准车速权重系数；qB12为高速权重系数；SB11为基准车速评分；SB12为高速评分。

式中：qC32为操作难易度权重系数；qC33为横摆角速度权重系数；qC34为转向灵敏度权重系数；qC35为侧倾大小权重系数；SC32为操作难易度评分；SC33为横摆角速度评分；SC34为转向灵敏度评分；SC35为侧倾大小评分。

式中：qC36为最高车速权重系数；qC37为稳定性权重系数；SC36为最高车速评分；SC37为稳定性评分。

根据上述公式计算出3 辆车的操纵稳定性综合评价结果，如表6所示。从表6中可以看出车辆3 的评分为7.65，车辆2 的评分为7.50，车辆1 的评分为7.35，说明车辆1的操纵稳定性能最差，车辆3的操纵杆稳定性最好。二级指标性能差异见图1，可以看出车辆3 整体性能较好，主要体现在蛇行、稳态回转和转向轻便；车辆1 性能较差，主要体现在蛇行方面。

图1 操纵稳定性综合评价雷达图

表6 操纵稳定性综合评价结果

3 结论

文中采用多层级划分、主客观试验相结合的方法建立操纵稳定性评价体系，使得评价更全面、完善；引入层次分析法计算各层级权重系数，使得评价结果更为客观化，评价结果更为严谨；将客观试验结果转换为10 分制，结合主观评价结果和权重系数，计算出操纵稳定性综合评价得分，结果直观化，绘制性能雷达图，对比不同车辆间操稳的性能差异，为车辆性能开发提供指导。