某SUV外后視鏡外形尺寸改進分析

劉劍，張文祥，連勝利

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

某SUV外后視鏡外形尺寸改進分析

劉劍，張文祥，連勝利

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

針對某自主品牌SUV車型外后視鏡造型設計實踐中，發現汽車后視鏡尺寸偏大，笨重問題，從外后視鏡法規要求、結構、造型分塊、鏡片位置四方面，闡述了對外后視鏡形狀尺寸影響，提供外形減小解決方案，并通過試驗驗證確認方案有效。

外后視鏡；結構；鏡片布置；后視野

CLC NO.:U463.9 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)05-21-04

前言

外后視鏡作為汽車設計一個重要安全件，又是一個裝飾件，在汽車行駛過程中，駕駛員需要不斷觀察，確認側后方視野情況，以確保行車安全;其外造型尺寸合理性，即影響整車認可程度，又影響產品質量，故設計合理外形尺寸至關重要，如外形尺寸偏大會導致產品成本增加、行車噪聲增大、鏡片抖動不利控制，尺寸偏小視野盲區大，行車安全隱患高；某自主品牌SUV車型，在初版A面時發現外后視鏡外形尺寸偏大，主觀評價不能滿足要求，經工程分析需選擇大載荷馬達，噪音增高2 dB(A)，單車成本增加60元。為根本上解決以上問題，本文從后視鏡結構、鏡片布置、造型分塊三方面進行入手，通過進行軟件仿真分析、實車試驗、主觀評價技術手段對失效原因進行分析。

1、設計法規要求

1.1 法規對后視野要求

我國在GB 15084-2013《機動車輛 間接視野裝置 性能和安裝要求》中對M1類汽車左右外后視鏡的視野區域進行了詳細規定（與ECE R46規定區域相同）如圖1中陰影部分表示駕駛員通過后視鏡必須能看到區域，也是外后視鏡設計過程中必須滿足的最基本的視野區域。

1.2 法規對鏡片大小要求

對于本文分析的M1類車型，要求“必須能在其反射面商繪出一個高度為40mm、底邊長為a的矩形，和一條與該矩形的高平行的b線段”。a、b的計算公式如下：

公式中，r為外后視鏡的曲率半徑，r不小于1 200mm。

2、問題現狀分析

目前某款SUV外后視鏡外形尺寸長240mm，高190mm，深130mm，對比目標車型奧迪Q5、大眾途觀、保時捷卡宴、奔馳ML350、沃爾沃XC60車型，該車相比整體尺寸均偏大，設計車尺寸需減小20%。尺寸偏大帶來后視鏡重量增大，風阻較大，成本較高。

為了解外后視鏡尺寸過大原因，需先從后視鏡結構進行入手。外后視鏡外形尺寸由鏡圈厚度，鏡片尺寸，以及鏡片與鏡圈間隙組成。

2.1 鏡圈結構分析

1）設計車外后視鏡A面數據中鏡殼上端厚度為10.9mm，下厚度為10.2mm，如圖2，從產品結構上對比分析，如圖 3某德系后視鏡結構，鏡圈上下端厚度分別為7.6mm和9.1mm，A面中鏡圈厚度設計不合理，偏大4.4mm；

2）設計車鏡片與鏡圈初始位置間隙上端為 5mm，下端為4.9mm，如圖2；從鏡片旋轉分析，經驗值最小間隙可設計為 2.7mm，如圖 3 某德系后視鏡結構。設計車鏡片與鏡圈間隙設計偏大4.5mm。

2.2 鏡片尺寸分析

目前該車型A面中鏡片Z向尺寸為152mm，其法規區域要求區域為 148mm，標桿車途觀尺寸為 130mm，法規區域要求區域為118m該車型。

2.3 鏡片曲率半徑分析

該車型曲率半徑設計為R1400mm，工藝上可實現半徑為1260+60mm，如途觀鏡片曲率半徑設計值為1240mm。該車型曲率半徑選用較大，鏡片相同位置下，在 CATIA中修改曲率半徑為1320mm鏡片，鏡片中投影法規區域Z向尺寸單邊可降低2mm，降低至144mm。

2.4 造型分塊分析

設計車后視鏡鏡殼、鏡圈采用同色設計，鏡殼高度比深度為0.68；途觀、Q5、卡宴等車型鏡殼、鏡圈采用分色設計，鏡圈注塑黑色，鏡殼車身同色，且鏡殼高度比深度為0.95，從視覺上色彩、比例較合理，故設計車采用同色設計，從感官上看上較大，且鏡殼高度比深度比例設計不合理，偏大。

通過以上對比分析，可確定后視鏡尺寸偏大是由于造型初版面鏡圈厚度過大、鏡片尺寸設計過大、曲率半徑設計過大、造型分塊定義不合理四方面導致。

3、問題對策研究

針對發生原因分別制定對策。

3.1 鏡圈結構優化

根據以往車型開發經驗鏡圈壁厚最薄可設計為2mm，脫模角度3°，鏡圈上下端厚度可設計為6.8mm（3mm+1.8mm+ 2.0mm）優化后結構，如圖 4。 3.2 鏡片尺寸改進研究

為解決鏡片尺寸偏大問題，首先需對目標車后視鏡鏡片布置進行研究分析，了解設計車型與目標車型鏡片在整車中布置位置差異。

表1

從上圖對比可知，后視鏡鏡片中心與R點關系：

1）鏡片中心與R點Z坐標差值在413.6mm～496.8mm，設計車差值為537.8，結論：設計車鏡片位置偏高；

2）鏡片中心與R點X坐標差值在603mm～645.1mm，設計車差值為557.5mm，

結論：設計車型鏡片位置偏后；

利用 CATIA軟件，先將設計車鏡片位置調整到目標車型區間內，設計車鏡片沿-X向78mm,-Z向40mm，再將車型如下參數輸入進去：

1）眼點坐標：X=mm;Y=mm,Z=mm(R點上635mm)

2）地面線數據：3D數據

3）車寬數據：1840mm（車寬為外把手處提供把手 3D數據）

4）鏡面曲率半徑R：1260mm±60mm

5）鏡片的旋轉中心：鏡面旋轉點距鏡面9mm

將ECE R46 要求Ⅲ類后視鏡視野區域，投影到鏡片中，繪制出五邊形，定義的鏡片應將繪制五邊形包絡進去。如圖5。

并能在鏡片上繪制出所要求的高度為 40mm底邊長為72.5mm的矩形，按照經驗一般要求最終的鏡面玻璃比最小的理論面積周邊至少要大 3mm。對后視鏡 Z向測量，為138mm,將該布置與造型設計師進行溝通，確認后視鏡鏡片位置較靠前，數據設計時鏡殼與車上安裝位置連接不順暢，不能滿足要求；需對后視鏡鏡片向X向進行調整，經過多次調整，A面外觀效果圖均不理想，故鏡片X向不做移動，保持原造型位置，僅Z向下移40mm。按照同樣方法測量鏡片尺寸Z向為141mm（135mm+3mm+3mm）。并進行視野遮擋校核，作為駕駛員觀察后方道路交通情況的主要途徑，外后視鏡鏡面不得被任何車身結構（如A柱、密封條、車門結構等）所遮擋，為了使后視鏡滿足大部分駕駛者的要求，采用 95百分位眼橢圓進行校核。如圖6所示，以右側后視鏡為例，先作出眼橢圓上下前后4個極限點，用這4個點來代表駕駛員在駕駛時眼點所處的4個極限位置，從4個極限點分別向鏡面邊緣作一系列直線，作為駕駛員看后視鏡時的視野線，這些視野線不能被遮擋，即不能與車身任何部分產生干涉。

經過校核，駕駛員借助左外后視鏡能在水平路面上同時看見一段位于駕駛員眼點后4m處的寬度為2059mm的視野區域和一段位于駕駛員眼點后20m處的寬度為7476mm的視野區域，其右邊與汽車縱向基準面平行且與汽車左邊最外側點相切，并從駕駛員眼點后10m處延伸至地平線。駕駛員借助右外后視鏡能在水平路面上看見一段位于駕駛員眼點后4m處的寬度為1059mm的視野區域和一段位于駕駛員眼點后20m處的寬度為4531mm的視野區域，其左邊與汽車縱向基準面平行且與汽車右邊最外側點相切，并從駕駛員眼點后20 m處延伸至地平線，如圖7。

3.3 外造型造型分塊方案

將外鏡殼采用分色設計，鏡圈采用黑色注塑，鏡殼采用車身同色設計。并增加鏡殼深度，使后視鏡高深比例協調。

經過采取以上措施，后視鏡整車尺寸由長 240mm 寬190mm 深130mm，減小至長190mm寬160mm深160mm，滿足預期目標要求，同時滿足小型折疊電機選型要求，降低零部件成本。

4、方案驗證

4.1 主觀評價

對改進后后視鏡制作RP件進行效果驗證，并將樣件裝配在試驗車上，將車停穩在水平路面，在車兩側最寬處駕駛員眼點后4m 和20m 處垂直于車中心線方向各貼一條長1m和4m 的膠帶。從身高上選擇能代表多數群體的人員做主觀評價，調節后視鏡到某一合適位置，此時駕駛員可以同時看到眼點后方的兩條完整的膠帶。當經主觀評價視野能夠滿足要求，位置舒適性滿足要求，后視鏡尺寸偏大感消除。

4.2 RP件檢測機構視野校核

將RP樣件裝配試驗車上，試驗車按照ECE R46要求調整到規定狀態，并將做視野分析時提供的參數，提供檢測機構。經確認視野從駕駛員的眼點后4米處，能夠看到1米寬視野區域；駕駛員的眼點后20m處，能夠看到4米寬視野區域，滿足ECE R46 Ⅲ后視鏡視野要求。

4.3 流場分析驗證

從兩模型駕駛艙檢測點聲壓級曲線和路試試驗數據對比來看，3KHZ以上，優化模型的檢測較原狀態模型檢測點聲壓曲線下降明顯，噪聲性能優于原后視鏡，改善車內噪聲品質。

5、結束語

本文通過標桿對比研究分析，總結出后視鏡鏡片中心與R點布置關系，從后視鏡結構布置、鏡片曲率半徑選擇、造型分塊定義三方面進行優化，并通過主觀評價、CATIA軟件校核、實車測量、路試驗證等檢測手段，驗證方案有效，從而降低零部件成本、提高產品性能，提高顧客滿意度，取得良好改善效果。

[1] ECE46 devices for indirect vision and of motor vehicles with regard to the installation of these devices.

[2] SAE J 1050 Describing and Measuring the Driver's Field of View.

[3] SAE J 941 Motor Vehicle Drivers' Eye Locations.

[4] GB 15084-2013 機動車輛 間接視野裝置 性能和安裝要求.

[5] 劉志剛，后視鏡布置及校核方法的研究，《汽車電器)2009年第6期.

Improvement analysis on certain SUV rear view mirror’ shape and dimension

Liu Jian, Zhang Wenxiang, Lian Shengli
(Technology Center of Great Wall Motor Company Limited, Hebei Motor Engineering Technology Research Center, Hebei Baoding 071000)

This article combined rear view model design practice of certain native SUV brand. It specify the effect on rear view mirror’ shape and dimension from rear view mirror structure, model block and mirror position, and have tested valid.

Rearview mirror; Structure; Mirror position; Rear-view scope

U463.9

B

1671-7988(2015)05-21-04

劉劍，就職于長城汽車股份有限公司技術中心。