某越野車組合儀表視野的布置校核設(shè)計(jì)

趙德虎，張 珍，祁 斌，方 波

Zhao Dehu，Zhang Zhen，Qi Bin，F(xiàn)ang Bo

（北京汽車研究總院有限公司，北京 101300）

組合儀表視野屬于駕駛員視野中的直接視野。組合儀表視野校核的主要工作有：儀表布置、確定儀表盲區(qū)及儀表防炫目校核，其中確定儀表盲區(qū)是重點(diǎn)。組合儀表視野的主要影響因素有轉(zhuǎn)向盤的位置及大小和座椅R點(diǎn)[1]。

1 組合儀表的視野校核

1.1 眼橢圓制作

在汽車研發(fā)設(shè)計(jì)的前期，人體的坐姿已經(jīng)確定，相關(guān)信息見表1。

表1 人體坐姿參數(shù)

假人及眼橢圓如圖1所示。

1.2 組合儀表盲區(qū)校核

1）確定左右單眼盲區(qū)及典型盲區(qū)。

根據(jù)確定的左右眼橢圓分別作出 2個(gè)眼的橢圓中心[2]，再根據(jù)轉(zhuǎn)向盤作出其內(nèi)外兩側(cè)的輪廓線，根據(jù)組合儀表作出組合儀表的儀表平面，分別過 2個(gè)眼橢圓的中心作直線，掃描轉(zhuǎn)向盤的兩側(cè)輪廓線，在儀表平面上形成2個(gè)區(qū)域，這2個(gè)區(qū)域即為左眼單眼盲區(qū)和右眼單眼盲區(qū)。

圖1 95%的假人人體及眼橢圓

左右單眼盲區(qū)如圖2所示。

左右單眼盲區(qū)的交集即為典型盲區(qū)，如圖3所示。2）確定C點(diǎn)。

在左右單眼盲區(qū)中，最難被駕駛員雙眼觀察到的一個(gè)點(diǎn)，稱為最嚴(yán)重障礙點(diǎn)，即為C點(diǎn)。過左右眼點(diǎn)連線作其中點(diǎn)，根據(jù)轉(zhuǎn)向盤輪緣上邊緣作出其中心點(diǎn)，過上述中點(diǎn)及中心點(diǎn)的直線與儀表平面的交點(diǎn)即為C點(diǎn)，如圖4所示。

圖2 左右單眼盲區(qū)

圖3 典型盲區(qū)

圖4 確定C點(diǎn)

3）確定C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡橢圓。

根據(jù)左右眼橢圓作出中央眼橢圓，過轉(zhuǎn)向盤輪緣上邊緣中心點(diǎn)做一系列中央眼橢圓的切線，該切線集與中央眼橢圓相交出一條密閉曲線，過該封閉曲線與轉(zhuǎn)向盤上輪緣中心點(diǎn)放射，與儀表平面相交得出一橢圓，該橢圓即為C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖5所示。

4）確定雙眼總盲區(qū)。

典型盲區(qū)以C點(diǎn)為中心，在C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡上移動(dòng)一周，掃過的區(qū)域即為雙眼總盲區(qū)，如圖 6所示。

5）校核組合儀表。

校核組合儀表如圖7所示。可以看出，組合儀表信息顯示區(qū)域全部在雙眼總盲區(qū)之外，滿足布置要求。

圖5 C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡

圖6 雙眼總盲區(qū)

圖7 校核組合儀表視野

1.3 組合儀表的反光炫目校核

外界光線通過前風(fēng)擋玻璃射入的光線全部被儀表板的帽檐遮擋，光線不會(huì)通過組合儀表產(chǎn)生反射光線，如圖8所示，圖8中入射光線為從前風(fēng)擋玻璃最上部射入到組合儀表最下方，為入射光線的極限狀況。

圖8 反光炫目校核1

從組合儀表發(fā)出射向前風(fēng)擋玻璃的光線全部被儀表板的帽檐遮擋，光線不會(huì)在前風(fēng)擋玻璃產(chǎn)生反射，如圖9所示，圖9中入射光線為組合儀表最下方光源發(fā)出到前風(fēng)擋玻璃，為入射光線的極限狀況。

圖9 反光炫目校核2

經(jīng)過上述校核發(fā)現(xiàn)，儀表板的帽檐解決了組合儀表的反光炫目問題。

2 組合儀表炮筒視野校核

根據(jù)項(xiàng)目開發(fā)要求，為增加組合儀表動(dòng)感效果，要求在組合儀表上增加炮筒結(jié)構(gòu)。

根據(jù)儀表上多個(gè)功能顯示區(qū)域，為保證最好的人機(jī)視野效果，使駕駛員雙眼都能看到儀表上顯示的所有信息，根據(jù)95%人體眼橢圓百分比，給出8個(gè)控制面，要求組合儀表炮筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能超出控制面。

組合儀表炮筒控制面如圖10所示。

圖10 組合儀表炮筒控制面

2.1 組合儀表炮筒結(jié)構(gòu)視野校核

根據(jù)輸入的組合儀表炮筒 CAS（Concept A Surface，汽車初步造型面）數(shù)據(jù)，并結(jié)合前期的 8個(gè)控制面，進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果如圖11、圖12所示。

橢圓圈中區(qū)域炮筒結(jié)構(gòu)超出控制面 3 mm左右，需校核其超出部分對(duì)視野的影響。

圖11 視野控制面與炮筒數(shù)據(jù)對(duì)比1

橢圓圈中區(qū)域炮筒結(jié)構(gòu)超出控制面 2 mm左右，需校核其超出部分對(duì)視野的影響。

圖12 視野控制面與炮筒數(shù)據(jù)對(duì)比2

校核上述 2處組合儀表炮筒結(jié)構(gòu)對(duì)視野的實(shí)際影響，校核結(jié)果如圖13、圖14所示。

圖13 炮筒視野校核1

圖14 炮筒視野校核2

經(jīng)過校核后發(fā)現(xiàn)，新輸入的組合儀表炮筒數(shù)據(jù)對(duì)主表盤的指示信息沒有任何遮擋，但會(huì)遮擋上部轉(zhuǎn)向指示燈部分區(qū)域和下方機(jī)油信號(hào)指示燈部分區(qū)域。

2.2 組合儀表炮筒結(jié)構(gòu)改進(jìn)及校核

將校核的結(jié)果反饋給造型及組合儀表設(shè)計(jì)部門，對(duì)造型及相應(yīng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，則改進(jìn)后的數(shù)據(jù)校核如圖15、圖16所示。

經(jīng)校核發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)后的數(shù)據(jù)滿足人機(jī)視野要求。

圖15 炮筒視野校核3

圖16 炮筒視野校核4

3 結(jié) 論

使用人機(jī)工程、SAE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和CATIA軟件對(duì)某越野車組合儀表的視野進(jìn)行校核分析，并對(duì)增加的儀表炮筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)控制及校核，使組合儀表視野滿足駕駛員的使用要求。

[1]趙江洪. 人機(jī)工程學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[2]Describing and Measuring the Driver′s Field of View：SAE J 1050[S]，2003.