淺談汽車儀表反光及炫目校核

許 苘

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淺談汽車儀表反光及炫目校核

許 苘

東南（福建）汽車工業有限公司技術研發中心

儀表作為汽車上最主要的信息輸出系統，時時刻刻為駕駛員提供汽車狀態，但白天儀表的炫目（反光）及夜晚儀表上發光件投影在玻璃將導致駕駛員看不清前方或者后視鏡而造成交通事故，本文介紹了一款新的儀表如何從造型初期就確保不會產生炫目，為判定儀表造型可行性奠定基礎。

儀表；炫目；投影；眼橢圓；反光；鏡面成像

作為現代社會最常用的交通工具，汽車在人們的日常生活中使用越來越頻繁，人們對汽車的安全性能的要求越來越高。汽車在行駛過程中，駕駛員獲得訊息的途徑80%是通過視覺獲得的，因此良好的視野是安全行駛的先決條件，而儀表的炫目，晚上車內發光體在玻璃上的成像（俗稱“鬼影”）將嚴重影響駕駛員的視野，因此合理的儀表造型及安裝角度是保證駕駛員良好視野的前提條件。

本文結合某款新車的儀表的炫目及“鬼影”校核方法，詳細闡述如何在造型初期確保儀表不會產生炫目及“鬼影”。

1 產生炫目及“鬼影”的原因

1）光線通過儀表的反光面反光，直接進入駕駛員的眼睛區域，造成炫目，致使駕駛員無法專心駕駛，造成潛在危險。

2）夜晚儀表上的發光件會投影在前擋風上，駕駛員會在前擋上看到發光件的投影，影響駕駛員的視野，從而造成潛在危險。

3）夜晚儀表發光件同樣會投影在前門玻璃看后視鏡的區域，駕駛員在看后視的時候，也會看到反光件在前門玻璃上的投影，從而影響駕駛員的視野，造成潛在危險。

2 儀表炫目的確認方法

2.1 主要原理

利用橢圓的特性，從一個焦點發出的光反射到周圍就必須通過另一個焦點的特性（如圖1）。利用此原理可設定不會有反光的儀表亮面。

2.2 目標

獲得一個不會有炫目的儀表亮面（光的反射線不能進入95百分位假人的眼橢圓區域）

2.3 主要作法

①從總布置圖上獲取相關信息，95百分位及99百分位眼橢圓。

②從造型處獲取儀表臺、儀表上遮光罩、儀表下遮光罩及方向機柱飾蓋的斷面（通過駕駛員點且與平面平行的斷面）。

③在METER BEZEL（儀表下遮光罩）上尋找一點A作為橢圓的左焦點，具體選點要求如圖2基本應用原理B向放大圖。

④以儀表最下緣那個點做99百分位眼橢圓切線所得到切點作為橢圓的右焦點。

⑤以兩焦點作為基準，考慮到儀表的型式（指針式或者顯示屏LCD），參考儀表廠商提供的該型式儀表各個部件的尺寸(如圖2)，可作出一個橢圓，由于焦點A是儀表下遮光板最靠外點，因此從下面的入射光線必須通過焦點A才能進入亮面區，利用橢圓的特性，這部分光線將通過橢圓的另外一個焦點，即可以用通過A點的直線與亮面的交點與焦點2直接連線，確認是否與95百分位假人的眼橢圓有交點；考慮到該橢圓是下曲線橢圓，因此從儀表下遮光射到儀表亮面上的光線將全數向下反射，而無法進入眼橢圓造成炫目。

⑥考慮到目前流行的車輛儀表的造型趨勢，儀表的上下遮光板在儀表的兩端都會比中間的小(即所謂的帽檐造型)，必須依照以下原則再進行判斷：將儀表及方向機柱飾罩蓋沿軸方向投影到平面上，如果方向機柱飾蓋將儀表的邊緣擋住（如圖3左側區域）則無須再做確認，若方向機柱飾蓋無法完全遮擋儀表（如圖3右側區域），則須依照上述方法（①-⑤）在儀表的兩側重新再確認，以確保整個儀表面不會產生反光。

圖1 橢圓特性圖

圖2 基本應用原理

由于儀表的亮面會影響整個儀表的感覺，若造型提供的亮面經上述方法確認會產生反光，而造型單位又非常在意儀表的整體感覺，在成本壓力較小的情況下可以考慮采用儀表亮面蝕刻或者貼漫反射光膜的方法。

圖3 方向機柱飾罩設計原則

3 儀表在前檔上“鬼影”的校核方法

3.1 主要原理

方法一：利用光的反射原理，即入射角等于反射角，來確定反射光線是否通過95百分位的眼橢圓。

方法二：利用光學成像原理，把前擋玻璃假想為鏡子，作出眼橢圓在鏡子中的影像，用成像的眼橢圓來判定“鬼影”是否會在玻璃的A或B區。

3.2 目標

調整儀表上遮光板的大小及儀表的安裝角度最好能使“鬼影”發生區域在前擋比例的A、B區域之外

3.3 主要作法

方法一：

①將總布置中的相關數據取出，（主要包含95百分位假人眼橢圓、方向盤、儀表及儀表上遮光板等）（如圖4）。

②以儀表的發光區域向上遮光板最外緣作直線作為入射光線，以玻璃作為反射面求作反射光線，若該直接與玻璃無交線則不需要確認。

③確認反射光線與95百分位的假人眼橢圓沒有交線。

④由于新車型的上遮光板的造型都是采用“帽檐”，在儀表的兩側，“帽檐”會變小，更容易產生“鬼影”，因此須在儀表的兩側重復（①-③）以確保整個儀表不會產生“鬼影”。

圖4 儀表“鬼影”確認

方法二：

①依照GB 11555-1994來確定前擋玻璃的A、B區（作法請參照GB11555-1994 汽車風窗玻璃除霜系統的性能要求）。

②將總布置中的相關數據取出，（主要包含95/99百分位假人眼橢圓、方向盤、儀表及儀表上遮光板，前檔包含A/B區位置等）（如圖5）。

③因成像的眼橢圓越靠車后，成像的眼橢圓與儀表的發光面之間的連線與前擋交點越靠車后，表明儀表亮區在前擋玻璃上的成像區越靠近A、B區，越有可能影響駕駛員的視野。因此在99百分位眼橢圓最上緣做一條水平線，與前擋玻璃取得一個交點C 點。

④以C點為切點，做玻璃的切線。

⑤以該切線為鏡面，作出眼橢圓的鏡像。

⑥以儀表亮區的最上緣點及最下緣點分別作眼橢圓的切線，與玻璃的交點組成的區域。

⑦由于新車型的上遮光板的造型都是采用“帽檐”，在儀表的兩側，“帽檐”會變小，更容易產生“鬼影”，因此須在儀表的兩側重復①-⑥步驟確認以確保整個儀表不會產生“鬼影”。

若在儀表與玻璃之間沒有阻擋物（如儀表上遮光板），即直接投影在玻璃上就形成“鬼影”，因此儀表是否會在前擋玻璃上存在“鬼影”，主要取決于上遮光板的形狀，如圖4中的會產生與不會產生“鬼影”的兩種上遮光板的設計。

圖5 “鬼影”的確認方法

4 儀表在前門玻璃的“鬼影”確認

4.1 主要原理

利用光學成像原理，取得投影影像配合眼橢圓來確認是否會在前門玻璃上產生鬼影。

4.2 目標

不要在前門看后視鏡的區域產生“鬼影”

4.3 主要作法

①從總布置圖上取得相關資料，取得95百分位假人的眼橢圓俯視位置、后視鏡的位置。

②以后視鏡玻璃最外緣作眼橢圓切線，并取得與前門玻璃的交點，確定校核區域（兩交點連線,由于前門的玻璃弧度較平，可把這條連線視同為直線來校核）。

③以該連線為鏡面，取得儀表的影像。

④選擇儀表影像最靠外點，作眼橢圓的切線，如果切線與左側擋光板的影像有交線，則表明不會產生鬼影（如圖6前門玻璃成像）。

圖6 前門玻璃成像

5 結論

以上方法僅僅是針對儀表的校核方法，在項目中除了校核儀表外，包含DVD屏幕、所有的發光零件及在儀表臺上的鍍鉻件均須進行反光及鬼影的校核，該方法已經在東南V3車型上驗證過，采用該方法可在造型及設計階段就將反光及“鬼影”問題消除，避免在量產初期出現大量設計變更及模具修改，節省時間及費用。

[1] 溫吾凡.汽車人體工程學[M].吉林：吉林科學技術出版社,1991.

[2] 陳家瑞.汽車構造[M].北京：人民交通出版社,2002..

[3] 王魁,劉文龍,盧金火, 等.CATIA V5 操作指南[M].北京:中國和平出版社, 2002.

[4] SAE J941-1997 (R)MOTOR VEHICLE DRIVER’S EYE LOCATIONS.

[5] SAE J1050-1994 (R)Describing and Measuring the D river’s Field of View.

[6] GB11555-1994 汽車風窗玻璃除霜系統的性能要求即試驗方法[S].

The Confirmation of Reflection and dDazzling of Automobile Meter

Xu Qing

(Research and Development Centre, Southeast (Fujian) Automobile Industry Co., Ltd., Fuzhou 350119, China)

As the most important information output system，automobile meter provides for the driver the state of automobile momentarily. The daily dazzling (reflection) and the night projection image of the meter lighting part on the glass windshield may interfere the driver’s view, which might cause traffic accidents. A new type of automobile meter is presented which prevents dazzling at the design..

instrument; dazzling; projection; eye ellipse; reflection; glass image