基于主觀評價前下視野對駕駛員坐姿的影響

張超，王隆宇，劉殿科，祝鉑，羅興來，呂濤，宮振興

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基于主觀評價前下視野對駕駛員坐姿的影響

張超，王隆宇，劉殿科，祝鉑，羅興來，呂濤，宮振興

（華晨汽車工程研究院，遼寧 沈陽 110141）

首先根據設計人機硬點，應用Ramsis軟件建立駕駛員坐姿。然后通過搭建整車驗證模型，采集實際主觀評價人員的H點Z向坐標并與設計人機硬點進行對比分析。在保證設計人機硬點不變的前提下，調整駕駛員前方下視野，多次進行實際主觀評價和對比分析。證實了駕駛員前方下視野對H30數值的影響。

Ramsis；驗證模型；下視野；主觀評價；總布置；舒適性；H30

1 前言

汽車駕駛對于駕駛員來說屬于一種運動，在某些情況下，駕駛員需要在一個封閉的空間內長時間駕駛汽車，舒適的駕駛坐姿和廣闊的視野對駕駛員說非常重要。我們經過市場調研對比20款車型得出下視野7°比較適宜。所以若能保證駕駛員在舒適的駕駛坐姿和適宜的視野兩個條件下駕駛汽車，可提高駕駛安全性。

RAMSIS是一種被廣泛應用在汽車行業的數字人體模型，是用于駕駛員、乘員模擬仿真和車輛人機工程設計的高效工具，可在概念設計階段來進行人機工程模擬仿真分析，提高工作效率以及縮短開發周期。

2 駕駛員坐姿的影響因素

駕駛員的前下視野與駕駛員的坐姿息息相關，若能先確定駕駛員的坐姿，就可以得到駕駛員的眼點，從而得出駕駛員的下視野。

2.1 加速踏板參考點（BOF、AHP）

加速踏板X方向的位置主要參考防火墻的位置而定，而防火墻的位置主要受限于發動機和輪胎兩個因素。加速踏板Y向的位置會根據不同車型的寬度來定義。根據加速踏板的位置并參照SAE標準可以得到BOF點和AHP點。

2.3 座椅參考點（SgRP）

座椅參考點（SgRP）是座椅制造商定義的特定的、唯一的H點。目前市場上絕大多數車型都配備了可調式駕駛員座椅，雖然可調式駕駛員座椅在其可調節路徑上有無數個H點，但僅有一個H點被定義為SgRP點。

根據駕駛員頭部空間、腿部空間等確定H點并選擇座椅平臺，確定座椅調節范圍。座椅前后調節行程需大于204mm，一般定義在240mm左右即可。座椅上下調節行程一般定義在50mm-60mm即可。座椅前后調節行程與上下調節行程對駕駛員H30都有直接影響。

2.4 方向盤中心點（SWC）、方向盤傾角（A19）

根據下圖（圖1）可以確定方向盤中心點（SWC）和方向盤傾角（A19）。

圖1 方向盤位置相關參數

3 RAMSIS人體模型的建立

3.1 RAMSIS人體模型選擇

根據該車型的市場定位、目標人群以及客戶的年齡段來選擇合適的人體模型。本文選擇中國18-60歲的95%男性人體尺寸范圍（對應Ramsis Very Tall男性）模擬分析。

3.2 RAMSIS人體模型的建立

根據定義的加速踏板參考點（AHP）、方向盤中心點（SWC）、座椅調節平面等用Ramsis創建人體模型并反復優化之前定義的加速踏板參考點（AHP）、方向盤中心點（SWC）進而得到相對最舒適的駕駛員坐姿。

3.3 RAMSIS人體模型建立完成

按照上述流程約束Ramsis人體模型（圖2）。此時駕駛員H點在整車的坐標為（1310，-380，370），H30為340mm，駕駛員前方下視野定義為7°。為了方便，我們可以在整車模型上選取一個基準點，此時駕駛員R點相對于該基準點的坐標為（X:-50，Z：400）。

圖2 調整到舒適姿態的Very Tall男性假人

4 搭建驗證模型進行主觀評價

根據Ramsis建立的人體模型人機硬點搭建整車驗證模型來進行人機主觀評價。驗證模型的人機硬點嚴格參照上述的人機硬點，駕駛員前方下視野根據Ramsis眼點和機蓋高度定義為7°。

4.1 人機主觀評價

本輪主觀評價根據中國18-60歲的95%男性人體尺寸范圍（對應Ramsis Very Tall男性）挑選20名年齡段25-40歲，具有三年駕齡，身高180mm左右的男士進行主觀評價。分析20名評價人員的實際H點與設計R點的偏差量，進一步驗證主觀評價坐姿和數字模型的相似度。參考基準點來定義實際H點X方向和Z方向的坐標。以ΔX和ΔZ來定義實際H點與設計R點的偏差量（表1）。

表1 主觀評價實際H點信息表

4.2 人機主觀評價分析結果

表1為各評價人員實際H點坐標值、實際H點坐標與設計R點坐標偏差量。X方向最大偏差量為11mm，最小偏差量為1mm，平均偏差量為3.95mm。Z方向最大偏差量為15mm，最小偏差量為2mm，平均偏差量為3.75mm。

從采集的數據上來看評價人員實際H點坐標值與設計R點坐標值基本相似。以上我們可以認為主觀評價與Ramsis模擬基本相似。

5 更改前下視野進行主觀評價

保持上述人機硬點（AHP、SWC）不變，抬高發動機蓋將下視野定義為6°，再次進行主觀評價，分析駕駛員H30是否較之前發生變化。

5.1 人機主觀評價

本輪主觀評價根據中國18-60歲的95%男性人體尺寸范圍（對應Ramsis Very Tall男性）挑選20名年齡段25-40歲，具有三年駕齡，身高180mm左右的男士進行主觀評價。分析20名評價人員的實際H點與設計R點的偏差量，進一步驗證主觀評價坐姿和數字模型的相似度。參考基準點來定義實際H點X方向和Z方向的坐標。以ΔX和ΔZ來定義實際H點與設計R點的偏差量（表2）。

表2 主觀評價實際H點信息表

5.2 人機主觀評價分析結果

表2為各評價人員實際H點坐標值、實際H點坐標與設計R點坐標偏差量。X方向最大偏差量為18mm，最小偏差量為0mm，平均偏差量為8.95mm。Z方向最大偏差量為31mm，最小偏差量為8mm，平均偏差量為20.45mm。

從采集的數據上來看評價人員實際H點坐標值與設計R點坐標值偏差較大。以上我們可以認為同一整車平臺的產品在保證其人機硬點（AHP、SWC、）不變的前提下，改變發動機蓋的高度更改駕駛員前方下視野對駕駛員實際H點Z向坐標（即H30）有一定影響。以本文為例，駕駛員前方下視野由7°改為6°之后，駕駛員實際H點Z向坐標增加約17mm。

由此可見，在保證人機硬點（AHP、SWC）不變的前提下，駕駛員前方下視野對H30有一定影響。由于每款車型的L113不同，所以可根據實際情況來具體分析。

6 結語

本文以整車平臺模型為基礎，利用Ramsis軟件創建出中國18-60歲的95%男性人機模型并獲得整車R點的坐標。采集20名主觀評價人員實際H點坐標與Ramsis模型獲得的R點坐標進行對比分析。并且在保證其人機硬點（AHP、SWC）不變的前提下更改駕駛員前方下視野之后再次采集20名主觀評價人員實際H點坐標與之前Ramsis模擬的R點坐標進行對比分析之后發現實際H點的Z向坐標變化較大，證明此誤差為駕駛員前方下視野導致。本文為整車平臺開發過程中如何保證人機硬點提供了有效的參考。

[1] Ramsis-Handbook-English,2011.

[2] Motor Vehicle Dimensions.SAE J1100,2005.

[3] 李鴻煒,肖盛燮,徐進,等.用多級模糊綜合評判理論評價汽車乘坐舒適性.公路與汽車,2005.

The Influence of Subjective Evaluation of the Front Field Vision toDriver’s Seated Posture

Zhang Chao, Wang Longyu, Liu Dianke, Zhu Bo, Luo Xinglai, Lv Tao, Gong Zhenxing

（Brilliance Automotive Engineering Research Institute, Liaoning Shenyang 110141）

Firstly the seated posture was rehearsed with software Ramsis according to the hardpoints. Then Z coordinates of the subjective evaluators’ H points were collected in vehicle verification model and compared with designed ergonomic hardpoints. On the premise of that hardpoints were not changed, driver’s front field vision were adjusted repeatedly, after -wards subjective evaluation and comparative analysis were carried out. This study verified the influence of driver’s front field vision to the H30 value.

Ramsis; verification model; field vision; subjective evaluation; package; comfort; H30

U467

B

1671-7988(2019)08-89-03

U467

B

1671-7988(2019)08-89-03

張超，工程師，本科，就職于華晨汽車工程研究院，研究方向為人機工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.08.029