基于國家標準的某乘用車視野理論分析

王國鋒，田國富

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基于國家標準的某乘用車視野理論分析

王國鋒，田國富

（沈陽工業大學 機械工程學院，遼寧 沈陽 110087）

為了驗證駕駛員位置布置的合理性，避免設計后期修改的不便性，根據國家最新修訂的GB11562－2014和GGB11562－2014的駕駛員視野法規，在不借助任何視野模擬軟件幫助的前提下，只使用Catia制圖軟件按照國家法規要求作圖分別對駕駛員前、后、內、外視野進行了計算和分析。由此得出的風窗玻璃基準點、A柱障礙角、駕駛員180°視野等條件均滿足國家法規的要求。避免了布置人員使用不同分析標準得出的不同結論引起爭議的情況，從而使分析和驗證的結果更加具有說服力。

駕駛員視野；汽車視野安全；GB 11562－2014；GB 11562－2014；Catia

在汽車設計中，駕駛員的視野直接影響汽車的使用和安全，而視野與車身設計結構密切相關。在進行車身設計及總布置時，不僅要考慮造型美觀，更要保證駕駛員的視野符合法規要求[1]。汽車視野安全在整個主動安全性中具有非常重要的地位，直接影響到汽車的行駛安全性、乘坐舒適性和操作方便性[2]。因此，后視鏡的合理布置和設計是提高汽車主動安全性的重要條件，是汽車車身總布置設計過程中一個重要環節[3]。同時，駕駛員的前視野也不能夠被忽視。因此，本文根據最新修訂的國家標準GB 11562－2014[4]和GB 15084－2013[5]對某乘用車的數模的風窗玻璃前基準點、A柱障礙角、駕駛員前方視野、駕駛員外后視鏡視野和駕駛員內后視鏡視野分別進行了計算，以驗證是否滿足標準。

1駕駛員前方視野分析

1.1 GB 11562－2014測量條件

1.1.1點、點、點位置

點、點、點位置如表1所示。

點：即為座椅參考點，是汽車設計廠商為某一乘坐位置規定的設計點。

點：表示駕駛員眼睛的位置。

點：駕駛員頭部轉動的中心點。

當座椅水平調節范圍超過108 mm時，需要對1、2的方向進行修正，數模上的水平調節范圍為137 mm，Δ＝-32 mm，因此修正后的點相對點的坐標如表2所示。

表1 R點、V點和P點的坐標

表2 修正后P點相對R點的坐標

1.1.2點位置

點與點的相對位置如圖1所示。

圖1 E點與P點的相對位置

點代表駕駛員的眼點，根據國標規定視野分析均用此點分析。

1和2點距離1點距離都為104 mm，1和2距離為65 mm。

3和4點距離2點距離都為104 mm，3和4距離為65 mm。

1.2 風窗玻璃基準點分析

根據GB 11562－2014的要求[4]：風窗玻璃透明區域至少包括風窗玻璃基準點、、、、、。

其中點為1點沿水平方向偏左17°；點為1點沿水平方向偏上7°；點為2點沿水平方向偏下5°；、、分別與、、在汽車縱向平面對稱。

由圖2可知、、與、、六點連線形成的幾何圖形完全在風窗玻璃透明區域，因此滿足條件。

圖2 風窗玻璃基準點分析

1.3 駕駛員A柱障礙角計算與分析

P為1和2中點，從P分別向前作與水平面向上2°的平面和與水平面向下5°的平面。并與A柱分別相交得到兩個平面。再從兩個平面的最前點作水平面，與A柱分別相交，得到1和2兩個平面。最后將1和2兩個平面投影到點所在的水平面內。P P12A柱1212點之間的關系如圖3所示。

在此平面內，根據與點的相對位置，使1和2繞點旋轉，旋轉至1點作與A柱2面外側的切線與1和2的連線成90°時，過2點作和A柱1面的切線。此時，兩個切線之間的夾角即為A柱的障礙角。同理，也可過3和4作另外一側的障礙角。

國標規定每根A柱的雙目障礙角不超過6°，并且兩側A柱關于車輛中央縱向鉛垂面對稱，乘員側不需要分析[4]。按照上述方法，如圖4求得駕駛員一側的A柱障礙角為4.2°。結果小于6°，故滿足國家法規要求。

圖3 A柱障礙角示意圖

圖4 A柱雙目障礙角分析

1.4 駕駛員180°視野分析

過2點分別作向前水平向下4°的平面、向左水平向下4°的平面、向前右水平向下4°的平面，與過1點作的水平面組成一個區域。

法規規定，在駕駛員前視野的180°的范圍內，除了A柱、車外的無線電天線、固定或者活動的排氣通風口、三角窗、后視鏡或者雨刮等，不能有其他的障礙[4]。

如圖5為駕駛員的視野。在組成的區域內沒有其他障礙，因此滿足法規要求。

2 駕駛員后方視野分析

2.1 GB 15084－2013測量條件

國家標準規定，測量是在雙眼總視野的條件下進行。

駕駛員眼點：通過駕駛員乘坐中心，作一個平行于汽車縱向基準面的平面。在該平面內的點向上作635 mm的線段。在過此點向兩端分別作32.5 mm的線段垂直于縱向基準面。得到的兩點分別為駕駛員的左、右眼點[5]。

2.2 主外視鏡視野的分析

根據文獻[5]的要求，本乘用車屬于M1類。故應選用第Ⅲ類外后視鏡。

法規規定駕駛員通過兩側的外后視鏡至少分別能在左右側距離眼點4000 mm處水平路面上看見一段寬度為1000 mm的水平區域，并且在距離眼點20000 mm處水平路面上看見一段寬度為4000 mm的水平路面[5]。

如圖6所示，駕駛員通過左側外后視鏡可以在距離眼點4000 mm處水平路面上看見寬度為2592 mm的水平區域。其右面與汽車縱向基準面平行，且與汽車左邊最外側相切。

圖6 駕駛員距離眼點4000 mm和20000 mm處可見寬度

通過左側外后視鏡可以在距離眼點20000 mm處水平路面上看見寬度為8849 mm的水平區域。其右面與汽車縱向基準面平行且與汽車左邊最外側相切，并且繼續向后延伸。

通過右側外后視鏡可以在距離眼點4000 mm處水平路面上看見寬度為3285 mm的水平區域。其右面與汽車縱向基準面平行，且與汽車左邊最外側相切。

通過右側外后視鏡可以在距離眼點20000 mm處水平路面上看見寬度為14938 mm的水平區域。其左面與汽車縱向基準面平行且與汽車右邊最外側相切，并且繼續向后延伸。

所得視野寬度均大于國標規定。因此，符合國家法規要求。

2.3內后視鏡視野的分析

法規規定駕駛員借助內后視鏡可以看見一段寬度為至少20000 mm的視野區域，關于汽車縱向基準面對稱并從眼點后方60000 mm出延伸至地平面[5]。

如圖7經過計算分析，在內后外視鏡邊緣均勻選擇20點，從眼點出發作這20點的反射光線，除去后視鏡內視野區域內的障礙物如高位剎車燈、后排座椅頭枕等可以在眼點后方6000 mm處看到一段寬度為26487.112 mm的視野區域。故此，滿足法規的要求。

圖7內后視鏡視野的分析

3 結論

根據文獻[4-5]的分析方法，從理論上對新設計的某乘用車的車身和總布置的合理性進行了驗證，分析結果如下：

（1）風窗玻璃基準點都在風窗內。

（2）駕駛員側A柱障礙角為4.2°小于國家規定的6°。

（3）駕駛員180°視野范圍內除了規定的遮擋沒有其他物體。

（4）駕駛員可以通過左、右側外后視鏡可以在距離眼點4000 mm處水平路面上分別看見寬度為2592 mm和3285 mm的水平區域；在距離眼點20000 mm處看見寬度為8849 mm和14938 mm的水平區域。通過內后視鏡可觀察到眼點后方6000 mm處段寬度為26487.112 mm的視野區域。這些區域均大于法規規定的區域寬度。

綜合以上分析，可以看出本車型設計滿足國家法規規定的視野標準。

[1]呂昌平，韓菲菲. 汽車駕駛員視野校核方法[J]. 汽車工程師，2007（5）：29-32.

[2]趙云，唐如亞，陳華杰. 后視鏡布置與視野安全性分析[J]. 機電技術，2012，35（1）：90-93，109.

[3]盧秉杰，白原新，于開國. 汽車后視鏡后視野要求及測試方法探討[J]. 汽車技術，1997，28（5）：17-22.

[4]GB11562－2014，汽車駕駛員前方視野要求及測量方法[S].

[5]GB15084－2013，機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求[S].

Theoretical Analysis of the Vision of the Vehicle Based on National Standard

WANG Guofeng，TIAN Guofu

(School of Mechanical Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang110087, China )

In the early stage of the design, the general layout of vehicle occupants need to be analyzed for the car models. When the models meet the requirements of strength, it should also meet the requirements of ergonomics including requirements for the driver's vision. According to the latest revision of the regulations—— GB-11562-2014 and GB-15084-2013, the driver's front, rear, internal and external vision was calculated and analyzed without the aid of any visual simulation software, so as to avoid controversial conclusions drawn from different analytical standards, which verify the rationalityof the general layout.

driver's field of view；safetyofAutomobileVisibility；GB11562－2014；GB11562－2014；Catia

R770.42+2

A

1006－0316 (2018) 04－0056－05

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.04.013

2017－08－04

遼寧省科技計劃項目（20170540674）

王國鋒（1993－），男，河北省人，碩士研究生，主要研究方向為車輛工程；田國富（1968－），男，吉林長春人，博士研究生，教授，主要研究方向為車輛工程。