某越野車組合儀表視野的布置校核設計

趙德虎，張 珍，祁 斌，方 波

Zhao Dehu，Zhang Zhen，Qi Bin，Fang Bo

（北京汽車研究總院有限公司，北京 101300）

組合儀表視野屬于駕駛員視野中的直接視野。組合儀表視野校核的主要工作有：儀表布置、確定儀表盲區及儀表防炫目校核，其中確定儀表盲區是重點。組合儀表視野的主要影響因素有轉向盤的位置及大小和座椅R點[1]。

1 組合儀表的視野校核

1.1 眼橢圓制作

在汽車研發設計的前期，人體的坐姿已經確定，相關信息見表1。

表1 人體坐姿參數

假人及眼橢圓如圖1所示。

1.2 組合儀表盲區校核

1）確定左右單眼盲區及典型盲區。

根據確定的左右眼橢圓分別作出 2個眼的橢圓中心[2]，再根據轉向盤作出其內外兩側的輪廓線，根據組合儀表作出組合儀表的儀表平面，分別過 2個眼橢圓的中心作直線，掃描轉向盤的兩側輪廓線，在儀表平面上形成2個區域，這2個區域即為左眼單眼盲區和右眼單眼盲區。

圖1 95%的假人人體及眼橢圓

左右單眼盲區如圖2所示。

左右單眼盲區的交集即為典型盲區，如圖3所示。2）確定C點。

在左右單眼盲區中，最難被駕駛員雙眼觀察到的一個點，稱為最嚴重障礙點，即為C點。過左右眼點連線作其中點，根據轉向盤輪緣上邊緣作出其中心點，過上述中點及中心點的直線與儀表平面的交點即為C點，如圖4所示。

圖2 左右單眼盲區

圖3 典型盲區

圖4 確定C點

3）確定C點運動軌跡橢圓。

根據左右眼橢圓作出中央眼橢圓，過轉向盤輪緣上邊緣中心點做一系列中央眼橢圓的切線，該切線集與中央眼橢圓相交出一條密閉曲線，過該封閉曲線與轉向盤上輪緣中心點放射，與儀表平面相交得出一橢圓，該橢圓即為C點運動軌跡，如圖5所示。

4）確定雙眼總盲區。

典型盲區以C點為中心，在C點運動軌跡上移動一周，掃過的區域即為雙眼總盲區，如圖 6所示。

5）校核組合儀表。

校核組合儀表如圖7所示。可以看出，組合儀表信息顯示區域全部在雙眼總盲區之外，滿足布置要求。

圖5 C點運動軌跡

圖6 雙眼總盲區

圖7 校核組合儀表視野

1.3 組合儀表的反光炫目校核

外界光線通過前風擋玻璃射入的光線全部被儀表板的帽檐遮擋，光線不會通過組合儀表產生反射光線，如圖8所示，圖8中入射光線為從前風擋玻璃最上部射入到組合儀表最下方，為入射光線的極限狀況。

圖8 反光炫目校核1

從組合儀表發出射向前風擋玻璃的光線全部被儀表板的帽檐遮擋，光線不會在前風擋玻璃產生反射，如圖9所示，圖9中入射光線為組合儀表最下方光源發出到前風擋玻璃，為入射光線的極限狀況。

圖9 反光炫目校核2

經過上述校核發現，儀表板的帽檐解決了組合儀表的反光炫目問題。

2 組合儀表炮筒視野校核

根據項目開發要求，為增加組合儀表動感效果，要求在組合儀表上增加炮筒結構。

根據儀表上多個功能顯示區域，為保證最好的人機視野效果，使駕駛員雙眼都能看到儀表上顯示的所有信息，根據95%人體眼橢圓百分比，給出8個控制面，要求組合儀表炮筒結構設計不能超出控制面。

組合儀表炮筒控制面如圖10所示。

圖10 組合儀表炮筒控制面

2.1 組合儀表炮筒結構視野校核

根據輸入的組合儀表炮筒 CAS（Concept A Surface，汽車初步造型面）數據，并結合前期的 8個控制面，進行對比。對比結果如圖11、圖12所示。

橢圓圈中區域炮筒結構超出控制面 3 mm左右，需校核其超出部分對視野的影響。

圖11 視野控制面與炮筒數據對比1

橢圓圈中區域炮筒結構超出控制面 2 mm左右，需校核其超出部分對視野的影響。

圖12 視野控制面與炮筒數據對比2

校核上述 2處組合儀表炮筒結構對視野的實際影響，校核結果如圖13、圖14所示。

圖13 炮筒視野校核1

圖14 炮筒視野校核2

經過校核后發現，新輸入的組合儀表炮筒數據對主表盤的指示信息沒有任何遮擋，但會遮擋上部轉向指示燈部分區域和下方機油信號指示燈部分區域。

2.2 組合儀表炮筒結構改進及校核

將校核的結果反饋給造型及組合儀表設計部門，對造型及相應的內部結構進行調整，則改進后的數據校核如圖15、圖16所示。

經校核發現，改進后的數據滿足人機視野要求。

圖15 炮筒視野校核3

圖16 炮筒視野校核4

3 結 論

使用人機工程、SAE相關標準和CATIA軟件對某越野車組合儀表的視野進行校核分析，并對增加的儀表炮筒結構進行設計控制及校核，使組合儀表視野滿足駕駛員的使用要求。

[1]趙江洪. 人機工程學[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[2]Describing and Measuring the Driver′s Field of View：SAE J 1050[S]，2003.