汽车总布置设计中视野校核项分析
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驾驶员内后视野校核一、概述:在汽车设计中,驾驶员视野直接影响汽车的使用和安全等方面,在进行布置设计时必须考虑视野是否符合法规要求,是否能够满足使用要求。
本方法采用Catia软件总布置模块绘制驾驶员内后视野区域。
采用UG软件手工绘制此区域时,可以参考此规范。
二、引用文件:下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB 15084-2006 机动车辆后视镜的性能和安装要求三、定义后视镜满足标准规定视野内,看清车辆后部和侧面图像的装置;内后视镜满足标准规定视野要求,装在车辆成员舱内部的装置;外后视镜满足标准规定视野要求,装在车辆外部的装置;后视镜型式以下主要特征没有差别的后视镜:——后视镜反射面的尺寸和曲率半径;——后视镜的设计、形状及材料;后视镜的类别具有一种或多种共同特性和功能的后视镜,可分为以下几类:——I类:内后视镜;——II、III类:主外后视镜;——IV类:广角外后视镜;——V类:补盲外后视镜;A柱指位于V点前68 mm处横向铅垂平面以前的任何车顶支撑件,包括不透明的零件,如挡风玻璃镶条、门框、支撑附件等;r反射面的平均曲率半径;镜面中心反射面可见区域的质心;驾驶员的眼点通过汽车制造厂确定的驾驶员设计乘坐位置中心,作一平行于汽车纵向基准面的平面。
从该平面内的驾驶员乘坐R点向上635mm,做垂直于该平面的一条直线段。
在直线段与该平面交点的两侧各32.5mm处(总距离65mm)作两个点,即为驾驶员眼点;双眼总视野左右单眼视野重合而获得的总视野;空载质量车辆可行驶的质量,为载人员、货物,但包括驾驶75kg质量,相对于制造厂制定燃料溶剂的90%燃料质量和冷却液、润滑油、随车工具、备胎的质量(若装备的话)等;四、设计要求驾驶员外后视野要求,可参考标准GB 15084-2006中的规定,具体如下:1.在装在M1类汽车上的外后视镜为Ⅲ类或Ⅱ类后视镜;2.M类汽车必须在其左、右两侧各安装一个外后视镜,M1类汽车上必须安装一个内后视镜;3.汽车驾驶员一侧的外后视镜必须安装在后视镜中心至驾驶员两眼点(两眼点之间的距离为65mm)中心连线的铅垂面与纵向基准面间的夹角不大于55°的范围内;4.外后视镜应能从汽车侧窗或前风窗玻璃刮水器刮刷到的区域中看到;5.内后视镜的视野a.驾驶员借助内后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为20m的视野区域,其中心平面为汽车纵向基准面,并从驾驶员的眼点后60m处延伸至地平线;如下图所示。
编号:技术分析报告外后视镜视野法规校核编制:审核:批准:一、目的为了某车改型项目的顺利展开,指导工程结构在满足法规的基础上进行设计,对改型汽车的外后视镜视野进行校核。
二、参考标准/规范GB 15084-XXXX 《机动车辆间接视野的性能和安装要求》(代替GB 15084-2006)ECE R46《关于批准后视镜和后视镜的安装方面机动车辆的统一规定》三、分析内容国标与欧标要求一致,仅对国标进行校核。
(1)外后视镜及安装法规要求1、所有的后视镜均能调节。
2、尺寸要求:对M1和N1类汽车的Ⅲ类外后视镜,必须能在其反射面上绘出一个高度为40mm,底边长为a的矩形,和与该矩形的高平行的70mm长的线段。
a计算公式为式中r为外后视镜的曲率半径,对于Ⅲ类外后视镜,其反射面的曲率半径r不得小于1200mm。
根据以上标准规定,A23目前的外后视镜曲率半径为1400mm,经验证其反射面上可以绘出高为40mm,底边长为76mm的矩形和与该矩形的高平行的70mm长的线段。
3、位置要求:在确定车辆驾驶员一侧外后视镜的位置时,应保证车辆垂直纵向中间平面与通过后视镜中心和连接驾驶员两眼点65mm线段中心的平面之间的夹角不大于55°。
当车辆处于最大设计满载质量条件下,如果某个外后视镜的下端距离地面的高度不足1800mm,那么该后视镜不得超过车辆总宽(测量时,取下后视镜)250mm以上。
4、视野要求:驾驶员一侧的外后视镜:驾驶员至少能看到4000mm宽、由平行于车辆垂直纵向中间平面并且通过驾驶员一侧车辆最远点的平面所界定,并延伸至驾驶员眼点后方20000mm的、平坦道路的水平部分。
同时,驾驶员必须能够看到从通过驾驶员两眼点的垂直后方4000mm的点开始、宽1000mm、由平行于车辆垂直纵向中间平面并通过车辆最远点的平面所限定的路面。
(见图1)乘员一侧的外后视镜:驾驶员至少能看到4000mm宽、由平行于车辆垂直纵向中间平面并且通过驾驶员一侧车辆最远点的平面所界定,并延伸至驾驶员眼点后方20000mm的、平坦道路的水平部分。
组合仪表视野及眩目校核编制:校对:审核:批准:目录1、目的 (1)2、适用范围 (1)3、引用标准 (1)4、术语定义 (1)5、校核步骤 (2)5.1、输入数据 (2)5.2、标准和经验要求 (2)5.3、视距和视角(以XX设计车为例) (2)5.4、方向盘盲区 (4)5.5、组合仪表眩目(以XX设计车为例) (5)6、注意事项 (14)7 、输出 (14)8 、结束语 (14)1、目的分析组合仪表视野及校核组合仪表是否眩目。
2、适用范围适用于轿车、SUV、MPV、皮卡及其变型车。
3、引用标准美国Henrry Dreffns标准SAE J1050-2003驾驶员视野的描述和测量SAE J903-1999 乘用车前风窗刮水系统SAE J941-2002 汽车驾驶员眼睛位置GB 15084-2006 机动车辆后视镜的性能和安装要求A类汽车眼椭圆、头部包络面设计规范A类汽车人机工程主要边界条件设计规范4、术语定义♦SAEJ903 C区:在侧视图上,区域的上下边界有两个平面同风窗玻璃外表面的相交线来确定,这两个平面表示为眼椭圆上下边的切线。
这两个平面通过YY线上偏5度,下偏1度。
在俯视图上,区域的左右边界由同眼椭圆相切的两个垂直平面同风窗玻璃外表面的交线来确定。
这两个平面通过XX线左偏10度,右偏15度。
♦驾驶员眼点:通过汽车制造厂确定的驾驶员设计乘坐位置中心,作一平行于汽车纵向基准面的平面。
驾驶员座椅R点向上635mm,作垂直于该平面的一条直线段。
在直线段与该平面交点的两侧各32.5mm处(总距离65mm)作两个点,即为驾驶员眼点。
♦视距:左右眼椭圆中心点连线的中心与组合仪表发光面中心的距离。
整车技术部设计指南138第 17 章前方视野校核17.1 概论17.1.1 指南的主要目的主要有两个方面:1)掌握前方视野法规校核技术要求;2)掌握前方视野法规校核的主要步骤和方法。
17.1.2 指南的校核内容1)校核玻璃透明区是否满足要求;2)驾驶员180°视野是否满足法规要求。
17.2 前方视野校核17.2.1 前方视野校核引用的法规标准和要求1)相关标准a)GB/T11559-1989汽车室内尺寸测量用三维H点装置b)GB/11562-94 汽车驾驶员前方视野要求和测量方法c)GB/T11563-1995汽车H点确定程序d)GB/11556-94 汽车风窗玻璃除霜系统性能要求及试验方法2)点的定义a)V点:表征驾驶员眼睛位置的点,它与纵向铅锤平面R点及设计座椅靠背角有关。
通常用V1和V2两点表示V点的不同位置。
b)风挡玻璃基准点:从V点向前的射线与风挡玻璃外表面的交点。
c)P点:驾驶员眼睛高度上的头部中心点。
通常用P1和P2两点表示驾驶员水平观察物体时P点的不同位置。
d)Pm点:纵向铅锤平面与P1和P2连线的交点。
e)E点:驾驶员眼睛的中心(简称眼点)。
E1,E2(E3,E4)分别为头部中心点P在P1(P2) 位置时的左右两只眼点,它们用于评价A柱视野障碍。
3) 技术要求(欧洲和美国法规要求相同)a)风挡玻璃透明区至少应包括风挡玻璃基准点连线所包围的面积。
这些基准点是:A.V1点水平向前偏左17˚的基准点a;B.V1点向前沿铅垂平面向上7˚的基准点b;整车技术部设计指南139C.V2点向前沿铅垂平面向下5˚的基准点c;D.在汽车纵向对称平面的另一侧,应增加三个辅助基准点a΄,b΄,c΄,它们与三个基准点a,b,c相对称。
b)驾驶员前方视野180°范围内,在通过V1的水平面下方和通过V2的三个平面(三个平面都和水平面向下成4°夹角,其中一个平面垂直于Y轴基准平面,另两个平面垂直于X基准平面)上方的范围内,除了A柱、三角窗分割条、车外无线电天线、后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外,不得有其它障碍,但一下情况除外:1.直径小于0.5mm的嵌入式天线,或小于1.0mm的印刷天线,不认为是视野障碍;2.无线电天线的导线一般不得进入A区(GB11556中5.1的规定),但是导线直径小于0.5mm时,可允许三根导线进入,此种情况不认为是视野障碍;3.最发直径为0.03mm,导线是竖直的,最下间距1.25mm,或导线是水平的,最小间距 2.0mm的除霜及除雾导线,不认为是视野障碍。
仪表板视野校核
1 组合仪表视野校核
1.1 组合仪表视距与视角校核
(1)仪表盘中心和眼椭圆中心连线与水平面的夹角应小于30°(2)仪表盘面中心到眼椭圆中心的距离应在650mm-760mm之间(3)仪表盘中心和眼椭圆中心连线与仪表盘平面夹角为90°±10°某车型校核如下图:
1.2 组合仪表视野盲区校核
组合仪表所有显示信息处于可视区域内
注:一般用UG校核
某车型校核如下图:
1.3 组合仪表夜间成像校核
(1)组合仪表在侧风窗的成像不得进入驾驶员观看外后视镜所需的透明区域内。
(2)组合仪表在前风窗成像不得进入B区。
注:前风窗玻璃B区见GB 11555-2009 《汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和试验方法》
1.4 组合仪表面罩成虚像校核
组合仪表玻璃面罩上不能出现影响驾驶安全的倒立虚像。
1.5 组合仪表白天眩目校核
所有外界射入的光线经组合仪表玻璃面罩反射后不能进入眼椭圆,以免对驾驶员造成眩目。
2 中控显示屏视野校核
2.1 中控显示屏障碍物校核
驾驶员在正常驾驶位置时观测中控显示屏时无障碍物(方向盘、换挡手柄等)遮挡。
2.2 中控显示屏夜间成像校核
(1)中控显示屏在侧风窗的成像不得进入驾驶员观看外后视镜所需的透明区域内。
(2)中控显示屏在前风窗成像不得进入B区。
2.3 中控显示屏白天眩目校核
所有外界射入的光线经组合仪表玻璃面罩反射后不能进入眼椭圆,以免对驾驶员造成眩目。
目录1.概述 (1)2.汽车驾驶员视野基本要求 (1)3.XX车型驾驶员前方视野校核 (1)3.1引用标准 (1)3.2汽车前方视野技术要求 (2)3.3XX车型视野校核状态的确定 (3)3.4XX车型前方视野校核 (3)3.5小结 (5)4.XX车型驾驶员后视野校核 (6)4.1引用标准 (6)4.2汽车后视野技术要求 (6)4.3XX车型后视野校核状态的确定 (8)4.4XX车型后视野校核 (8)4.5小结 (11)5 总结 (11)1.概述在汽车设计中,驾驶员视野直接影响汽车的使用和安全等,在进行布置设计时必须考虑视野是否符合法规要求,是否能够满足使用要求。
下面以相关标准和法规为基础,结合XX车型布置设计情况,对XX 车型驾驶员前、后视野分别进行校核。
2.汽车驾驶员视野基本要求在车身布置图上,确定了代表驾驶员眼睛分布位置的眼椭圆后,即可作出驾驶员的实际视野范围,进行前视野、外后视野、内后视野的校核。
根据相关国家标准,对汽车驾驶员视野的基本要求如下:2.1前视野规定了驾驶员前方180º范围内直接视野的校核。
2.2每根A柱双目障碍角不得超过6°。
若两A柱相对汽车纵向铅垂面是对称的,则右柱不需要再测量。
2.3汽车不得有两根以上A柱。
2.4对于总质量小于2000kg的M1和N1类汽车,驾驶员借助外后视镜必须能同时在水平路面上看见一段位于驾驶员眼点后4m处的宽度至少为1m的视野区域和一段位于驾驶员眼点后20m处的宽度至少为4m 的视野区域,其右边与汽车纵向基准面平行且与汽车左边最外侧点相切,并从驾驶员的眼点后20m处延伸至地平线;对于乘客一侧外后视镜的视野,要求相同。
2.5内后视镜的视野规定了驾驶员借助内后视镜必须能在水平路上看见一段宽度至少为20m的视野区域。
3.XX车型驾驶员前方视野校核3.1引用标准汽车前方视野必须符合标准GB11562-1994中的规定。
(1)风窗玻璃透明区至少应包括风窗玻璃基准点联线所包围的面积。
某汽车设计开发项目驾驶员视野校核报告1.引言本报告旨在对汽车设计开发项目中驾驶员视野进行校核和评估。
驾驶员视野对于汽车的安全性和驾驶体验至关重要,因此在设计和开发过程中应经过详细的测试和校核。
本报告将包括驾驶员视野的校核方法、测试结果和评估,并提出改进建议。
2.校核方法为了评估驾驶员的视野,我们采用了以下方法:-室内模拟测试:使用模拟器进行驾驶员视野测试,模拟真实驾驶场景,并对不同驾驶条件进行测试。
-室外实地测试:在实际驾驶环境中对驾驶员视野进行测试,记录驾驶员在不同情况下的视野范围和盲点。
-数据分析:通过对测试数据的分析,确定驾驶员的视野范围和盲点。
3.测试结果通过室内模拟测试和室外实地测试,我们获得了以下结果:-视野范围:驾驶员的前方视野范围较宽,能够清晰地看到前方和两侧的道路情况。
然而,在后方和底部视野方面存在一些盲点,需要注意。
-盲点:在驾驶者的后方和底部视野范围存在一些盲点,导致驾驶者在变道或倒车时可能会错过其他车辆或障碍物。
-夜间视野:夜间驾驶时,驾驶员对道路的能见度会受到限制,因此需要在设计中考虑更好的照明系统。
4.评估根据测试结果,我们对驾驶员视野进行了评估:-安全性:驾驶员的前方视野较好,能够及时发现前方和两侧的障碍物。
然而,在后方视野和底部视野方面存在盲点,可能会影响驾驶员的安全性。
-用户体验:前方视野良好,能够提高驾驶员的舒适感和信心。
然而,盲点的存在可能会引起驾驶员的焦虑和不便。
5.改进建议基于对驾驶员视野的评估-后视镜系统的改进:通过改变后视镜的形状和角度,以减少盲点的存在,提高驾驶员在后方的视野范围。
-车辆照明系统的优化:加强夜间驾驶时的照明效果,提高驾驶员对道路的能见度。
-高清晰度摄像头的安装:通过安装高清晰度的摄像头,提供更清晰的图像,帮助驾驶员观察车辆周围的情况。
-提供辅助驾驶系统:通过引入辅助驾驶系统,如倒车雷达和盲点检测系统,提供更全面的信息和警示,提高驾驶员的安全性。
汽车总布置设计中视野校核项分析
作者:文/张露
来源:《时代汽车》 2017年第17期
张露
上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州市545007
摘要:汽车驾驶最重要的是安全性,而汽车驾驶员操作过程中视野的情况直接与驾驶的安全与可靠相关,因此在进行车辆设计与开发时必须进一步加强对视野设计工作的考虑,确保
考虑方案设计的全面性。
本文结合现代车辆视野校核的内容,并以此为基础针对汽车驾驶员驾
驶视野的校核工作结合汽车总布置设计进行分析,以供参考。
关键词:汽车;总布置;设计;视野校核
1 引言
伴随着科技的不断发展,人机工程兴起,汽车驾驶过程中关于驾驶员驾驶汽车舒适性也处
于不断的变化与调节当中,当前的应用更全面地考虑到驾驶员的感受,也对其驾驶过程中产生
的问题进行深入的分析。
比如驾驶员视野方面的问题,这是最能确保驾驶安全性的问题,也是
汽车设计布置与开发的重点[1]。
视野的问题必须与国家相关标准强制性相符,并与驾驶员的视觉要求相符。
2 视觉原理简述
汽车视野工作的设计,要从全面掌握视野原理出发,笔者结合自身在上汽通用五菱汽车股
份有限公司多年的工作经验对此进行探讨。
首先是视野,这是指人眼睛观看到的正前方的空间
范围,通常情况下以角度来表示,也可以用状态划分为动视野与静视野。
正常的驾驶员静视野
的范围垂直方向约为130°,包括60°上和70°下,水平方向为120°,包括视野重合的60°
以及两侧的各30°。
另外,为了在一定程度上减轻用眼的疲劳感,人机系统中对人视觉视野的
设计更多以静视野为准,如果在40km/h 车速下人的动视野双眼角度为100°,那么当车速达到75km/h 时双眼的总视野就为65°,而车速为100km/h的程度双眼总视野就减少到40° [2]。
由此可见,汽车在高速行驶的状态下,驾驶员要做到及时发现甚至躲避突然闯入的人或物,非
常困难。
其次是视距,是指驾驶人眼睛到他所观察到的事物之间的距离,通常情况下要考虑到
被观察事物的形状与大小,从理论来看最佳的视距范围是380mm~760mm,但通常不能超过620mm。
最后是视觉的运动规律,视觉运动的规律有以下几点:(1)人眼的水平运动比垂直运动快;(2)视线习惯:从左到右、从上到下、顺时针看;(3)眼睛沿上下方向运动比水平方向运动
容易疲劳;(4)对水平方向的尺寸和比例估计比对垂直方向的尺寸和比例估计要准确得多;(5)对直线轮廓比对曲线轮廓更易接受。
3 视野校核的主要内容
有相关数据显示[3],汽车驾驶员在驾驶过程中信息的来源有超过80% 依靠视觉,也就是说,驾驶人员自身视野的开阔程度与其安全驾驶的系数大小有直接的关系。
驾驶人员视野角度
有不同的种类,比如以上汽通用五菱汽车为例,下图所示进行分析。
3.1 前方地面视野分析
在汽车驾驶员驾驶汽车的过程中,其眼点与车辆前遮盖面相切的切线,延长至于地面相交,该交点与车辆最前端在地面投影的直线距离称为下视野的不可视距离,通常情况下应保持在5
米以内,并且越小越好,只有这个标准才能确保基本的对地视野效果。
具体的视野评价指标见下表1。
3.2 交通灯视野分析
在汽车行驶的公路中,交通灯指挥交通,确保行驶安全的作用。
驾驶汽车时,驾驶人员要
根据交通灯表现的颜色来执行相关的操作,通常情况下驾驶员的视野设计是距离停车线10 米
左右以外,对应的视线不会被车辆前上部的其他东西遮挡,只有这样才能确保对交通指示灯指
示的执行效果。
3.3 直接或间接的后方视野分析
直接后方视野,指的是驾驶员在进行转头倒车的操作时,直接从后挡风玻璃看到的视野。
直接后方视野盲区,是指从驾驶员的眼点与后挡风玻璃下端的连线,延长至于地面相交,其交
点与车辆最后端在地面投影的直线距离。
这个距离通常情况下,后方视野盲区也是越小越好,
在设计上要求为不超过20 米。
间接后方视野则表示驾驶人员借助车辆的辅助设备所看到的车辆后方的视野。
车辆上能提
供这种辅助作用的设备比较多,比如内后视镜、外后视镜,当然还有很多伴随科技不断发展下
使用安装的电子摄像头等等,这些都成为当前人们广泛使用的后方视野扩展工具。
3.4 仪表盘视野分析
关于仪表盘视野理论的提出更多源于驾驶员在驾驶汽车过程中直接掌握方向盘的缘故,再
加上方向盘本身存在一定的体积,且在来回旋转的同时还会对驾驶员操作其下部仪表盘视野产
生影响。
其中主要的因素就是方向盘,以方向盘遮挡仪表盘的来看,仪表盘视野与汽车方向盘
的大小及中间镂空程度有一定的关系。
方向盘越大,驾驶过程中就能进一步通过方向盘中间镂
空的位置对仪表盘进行观察,也就提高了驾驶人员对仪表盘的视野范围。
此外,方向盘中间位
置的镂空程度越大,驾驶人员对仪表盘视野也将越大。
另外,仪表盘视野的效果还和汽车驾驶
人自身的高度有关,比如男女驾驶人员在驾驶汽车的过程中,对仪表盘视野的程度就有着明显
的差异,必须依据不同的特点来选择驾驶的车型,以此来提高驾驶人员驾驶汽车所能达到的最
大视野效果值。
除了上述的要素以外,汽车上还有很多部件都能对视野产生效果,也都可以通
过设计来扩大视野,具体情况见下图2。
4 汽车总布置视野设计及校核研究
4.1 车身视野设计
对汽车车身的设计要尽量以加大车上透明玻璃的面积来实现视野的扩大,通常情况下,大
视野的驾驶背景更能在驾驶过程中增加预见性事件的处理时间,特别是在立柱需要靠近驾驶员
的过程中,驾驶员可以通过视野中立柱与车辆外部视野的实际障碍来判断并将其降低,另外还
能有效降低立柱的宽度,进而降低立柱对汽车驾驶人视野产生的影响。
而车辆前后盖高度也会
降低,这都是在汽车设计中的要求与标准,以此方法来降低车身方面的因素对驾驶人员视野上
产生的影响。
4.2 座位视野设计
与上述的观点相结合,汽车驾驶人座位的左右偏向、高低情况都与驾驶人视野范围相关,
所以驾驶人在身高、体重等方面的不同对其视野有着极大的影响,必须充分考虑到各种人群对
汽车驾驶视野的需求。
比如通过加大驾驶人员座位在上下、左右方向的调节幅度和范围等方式,来满足不同驾驶人员的需求。
4.3 后视镜视野设计
由于汽车驾驶过程中,驾驶人员要通过后视镜来观察车辆行驶与交通的情况,也就是说,
后视镜成为驾驶人员掌握路面交通状况的主要手段,加强后视镜的反射范围,才能拓宽后部的
视野。
工作人员可以通过增加后视镜面积、创新设计方案,并从相关的角度调整上进行调节,
以满足驾驶人员对后视镜作用的使用,有效掌握现场交通的情况。
4.4 仪表盘视野设计
对于汽车仪表盘的设计,更多的是从仪表数据设计方面下功夫,要将其设计在方向盘遮盖
不到的地方,才能预防出现在超速或油量不足的情况下不至于被驾驶人员忽略的情况,也很大
程度上提高了驾驶人员对仪表盘的视野范围。
4.5 夜间视野设计
由于在夜间是驾驶人员视野最差的时间,所以针对夜间驾驶设计更要确保万无一失,那么
就要加强对近光灯、远光灯以及转向灯等照明指示灯灯源的设计,以提高夜间驾驶时驾驶人员
的视野范围和安全系数。
确保灯光的配光性能,严格根据国家的强制性规定,确保照明效果。
5 结语
总之,针对汽车驾驶员视野的问题在设计时必须引起高度的重视,最大程度保证驾驶员安全驾驶。
在进行汽车总布置与设计的工作中,要进一步拓宽驾驶人的视野,从车身、座位、仪表盘、后视镜以及夜间视野等多个角度综合进行设计,考虑到各个方面的问题,才能进一步确保驾驶人员的视野开阔。