汽車外后視鏡布置策略

宋麗

（泛亞汽車技術(shù)中心有限公司）

汽車外后視鏡是一種在規(guī)定的視野內(nèi)，呈現(xiàn)出汽車后方清晰圖象的裝置，也是構(gòu)成汽車外部造型的重要部件。從功能上看，外后視鏡為駕駛員提供行車時(shí)左右方及后方的間接視野；從外形上看，外后視鏡的形狀對(duì)外飾造型、整車風(fēng)阻系數(shù)以及風(fēng)噪狀態(tài)有著很大影響[1]。外后視鏡視野是直接影響到汽車行駛安全性的一個(gè)重要因素，也是汽車安全認(rèn)證的主要項(xiàng)目之一。外后視鏡視野設(shè)計(jì)在滿足所有相關(guān)法律法規(guī)的同時(shí)，也要滿足駕駛員主觀視野的方便性要求[2]。文章從整車總布置的角度出發(fā)，對(duì)外后視鏡的布置要求進(jìn)行闡述，再?gòu)陌惭b方案著手，對(duì)比其在成本、造型等方面的差別。

1 外后視鏡的布置要求

外后視鏡的結(jié)構(gòu)組成，如圖1 所示。涉及的布置工作主要分為基座的布置、鏡片的法規(guī)檢查以及外后視鏡的其他視野評(píng)估的要求。其中鏡片的法規(guī)檢查標(biāo)準(zhǔn)在GB15084—2006《機(jī)動(dòng)車輛后視鏡的性能和安裝要求》中已經(jīng)做了詳細(xì)闡述，故文章中主要討論基座的布置要求以及外后視鏡其他視野的評(píng)估要求。

圖1 汽車外后視鏡的結(jié)構(gòu)組成

1.1 基座的布置要求

外后視鏡的基座是其最主要的承重件。在設(shè)計(jì)時(shí)首先要滿足強(qiáng)度、剛度以及整車振動(dòng)噪聲（NVH）的指標(biāo)。此外，后視鏡基座還要滿足與周邊零件的配合要求。根據(jù)車門(mén)結(jié)構(gòu)的不同，后視鏡緊固件和車門(mén)配合的零件也不相同。如果門(mén)結(jié)構(gòu)是內(nèi)、外板均一體沖壓成型（Inlay Door），則后視鏡緊固件和門(mén)內(nèi)板（包括鉸鏈加強(qiáng)板）、門(mén)外板同時(shí)配合；如果門(mén)結(jié)構(gòu)是僅內(nèi)板一體沖壓成型（FUG），則后視鏡緊固件和門(mén)內(nèi)板、窗框配合；如果門(mén)結(jié)構(gòu)是滾壓門(mén)框（APH），則后視鏡緊固件和窗框支架配合。圖2 示出FUG 門(mén)結(jié)構(gòu)情況下，后視鏡底座在緊固件位置和門(mén)板的配合斷面。其中，窗框和門(mén)內(nèi)板在緊固位置需要貼合，通過(guò)增加局部的板厚，減少因?yàn)殚g隙變化帶來(lái)的配合和性能問(wèn)題。局部的板厚總和不得小于1.5 mm。對(duì)于其他門(mén)結(jié)構(gòu)亦同理。

圖2 某汽車外后視鏡基座與FUG 門(mén)框鈑金的配合斷面

1.2 外后視鏡主觀視野的評(píng)估要求

外后視鏡除了要滿足法規(guī)規(guī)定的視野要求外，也要能夠讓駕駛員清晰、直觀、無(wú)遮擋地觀察到鏡片上反射的周邊環(huán)境。在外后視鏡的布置工作中，常見(jiàn)的問(wèn)題有 3 類[3]。

1）駕駛員看向外后視鏡鏡片的視線被遮擋。通常人們只關(guān)注到鏡片上法規(guī)要求區(qū)的可視范圍不受障礙物遮擋，但如果鏡片上其他邊角區(qū)域被障礙物遮擋，也會(huì)給客戶帶來(lái)觀測(cè)上的不便。某項(xiàng)目開(kāi)發(fā)階段，通過(guò)軟件模擬發(fā)現(xiàn)從5%百分位女性駕駛員視野角度看副駕側(cè)外后視鏡鏡片，下邊緣局部被內(nèi)水切遮擋，如圖3 所示。針對(duì)此問(wèn)題，應(yīng)在外后視鏡鏡片造型確定后就對(duì)各百分位人體的視野進(jìn)行相關(guān)檢查，同時(shí)結(jié)合各階段的整車物理模型進(jìn)行評(píng)估來(lái)保證駕駛員的視野不受遮擋[4]。

圖3 某項(xiàng)目外后視鏡鏡片被內(nèi)飾門(mén)板遮擋的模擬圖

2）夜間零件反光侵入外后視鏡鏡面觀測(cè)區(qū)域。夜間行車時(shí)，行駛可見(jiàn)度低，外后視鏡能夠準(zhǔn)確清晰地反映后方路況尤為重要。而夜間儀表盤(pán)上某些亮度較高的指示燈或裝飾條在后視鏡中的反光不但會(huì)影響客戶感知質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生安全隱患。某車型儀表盤(pán)的指示燈在夜間反光在側(cè)窗玻璃以及外后視鏡區(qū)域，如圖4所示。對(duì)于此類問(wèn)題，應(yīng)借助軟件對(duì)儀表區(qū)域發(fā)光、高光零件進(jìn)行反光模擬檢查，觀察反光是否侵入外后視鏡的觀測(cè)區(qū)域。

圖4 某車型儀表盤(pán)指示燈夜間反光狀態(tài)

3）外后視鏡鏡殼對(duì)前方視野的遮擋面積過(guò)大。某車型A 柱附近的視野遮擋盲區(qū)過(guò)大，如圖5 所示。通過(guò)模型評(píng)估發(fā)現(xiàn)，沿駕駛員視野看去，后視鏡殼體與玻璃框架視覺(jué)上連成了一整片，形成了約25°的障礙角，客戶抱怨非常大。此類問(wèn)題主要發(fā)生在側(cè)圍前三角區(qū)域有固定玻璃和A2 柱的設(shè)計(jì)中。此類項(xiàng)目在外后視鏡設(shè)計(jì)初期就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行視野的檢查[5]，以便更早地調(diào)整外后視鏡的造型或周邊零件的布置。

圖5 某車型外后視鏡殼體與玻璃框架遮擋視野狀態(tài)

2 現(xiàn)有車輛外后視鏡的布置方案

調(diào)研目前市面在售車型的外后視鏡布置方案，按照其基座布置位置可以將其分為兩大類：一類將外后視鏡基座安裝在車門(mén)水切以上的鈑金上，即Mirror Patch；另一類其外后視鏡基座安裝在車門(mén)水切以下的車門(mén)鈑金上，即Mirror on door。其中Mirror on door 從造型外觀上又分為將外后視鏡支架布置在車門(mén)水切處且與水切基本等寬（Mirror on belt）和傳統(tǒng)的布置在車門(mén)水切以下（Mirror belowbelt）2 種情況。

2.1 Mirror Patch 方案

將外后視鏡基座布置在車門(mén)水切上方，基于不同的門(mén)框造型角度特征，有2 種常見(jiàn)的類型，如圖6 所示。門(mén)框傾角較小的，基座可布置在門(mén)框與水切之間的三角區(qū)，如圖6a 所示；門(mén)框角度較為豎直的，基座可布置在門(mén)框立柱上，如圖6b 所示。

圖6 Mirror Patch 布置方案車型示意圖

Mirror Patch 的設(shè)計(jì)不能給駕駛員帶來(lái)很好的A柱下區(qū)域視野感知。考慮到外后視鏡本身的剛度模態(tài)要求、玻璃導(dǎo)軌的位置以及內(nèi)部零件和線束的布置空間等，三角區(qū)域的基座長(zhǎng)度無(wú)法做到很短，這會(huì)增加A柱下區(qū)域的視野遮擋面積，引起駕駛員的抱怨。但由于此類設(shè)計(jì)的外后視鏡支架的迎風(fēng)面寬度較小，可以有效減小風(fēng)阻系數(shù)，視覺(jué)上也可以達(dá)到窄支架的輕盈化外后視鏡的造型意圖。

2.2 Mirror on belt 方案

近2 年，市面上有些車型采用了mirror on belt 的設(shè)計(jì)方案，使得外后視鏡有一種輕盈漂浮的感覺(jué)，令人眼前一亮，如圖7 所示。

圖7 某車型采用Mirror on belt 設(shè)計(jì)方案的的外后視鏡造型

此類外后視鏡安裝時(shí)需要從門(mén)鈑金開(kāi)口處將基座插入，并由內(nèi)向外用螺栓緊固在門(mén)內(nèi)鈑金或內(nèi)鈑金加強(qiáng)板上，如圖8 所示。但由車內(nèi)觀察有螺釘或通孔外露的問(wèn)題，因此需要使用門(mén)內(nèi)飾板或塑料罩蓋進(jìn)行遮擋。由于支架厚度小，對(duì)基座剛度模態(tài)的要求更高，因此基座的長(zhǎng)度要大于mirror patch，占用更多空間。

圖8 某Mirror on belt 形式車門(mén)內(nèi)鈑金布置圖

該設(shè)計(jì)方案，駕駛員的A 柱下區(qū)域視野感知較好。由于基座布置在門(mén)水切以下，不會(huì)占用玻璃的透明區(qū)域。另外，由于整個(gè)后視鏡外接門(mén)外鈑金，內(nèi)固定在內(nèi)鈑金上，因此基座上方無(wú)法布置滑動(dòng)玻璃，一般考慮到造型的意圖，會(huì)在基座上方加一塊門(mén)板固定玻璃，這也會(huì)優(yōu)化A 柱下區(qū)域的視野感知。

Mirror on belt 是在外觀造型以及整車風(fēng)阻系數(shù)方面最滿意的設(shè)計(jì)。透明玻璃與門(mén)鈑金之間的窄支架從外觀上來(lái)說(shuō)更具有關(guān)注度與沖擊性。另外，較小的迎風(fēng)面可以降低風(fēng)阻系數(shù)，帶來(lái)更好的空氣動(dòng)力性能。

2.3 Mirror below belt 方案

外后視鏡基座安裝在門(mén)鈑金水切以下，從螺釘安裝方向來(lái)說(shuō)，分為由外向內(nèi)和由內(nèi)向外2 種，如圖9 所示。

圖9 某Mirror below belt 形式外后視鏡安裝斷面圖

其中，由外向內(nèi)安裝螺釘，后視鏡底座與外鈑金、窗臺(tái)加強(qiáng)框、外后視鏡加強(qiáng)框貼合緊固，緊固后再安裝后視鏡支架的罩蓋。如果門(mén)外鈑金與內(nèi)鈑金距離足夠大，基座上方可以使滑動(dòng)玻璃在滑動(dòng)過(guò)程中與后視鏡螺釘保持安全距離；由內(nèi)向外緊固，則需要門(mén)內(nèi)鈑金開(kāi)通孔，保證安裝空間，相應(yīng)地也需要使用內(nèi)飾板或堵蓋對(duì)內(nèi)板通孔進(jìn)行遮擋。

該設(shè)計(jì)一般情況下，基座上方是透明玻璃。駕駛員的A 柱下區(qū)域視野感知較好。但由于外后視鏡支架的安裝面即其迎風(fēng)面，因此寬度受到緊固件安裝空間以及支架剛度模態(tài)的要求，無(wú)法做到較窄。相對(duì)來(lái)說(shuō)，此種設(shè)計(jì)的支架迎風(fēng)面最大，風(fēng)阻系數(shù)也較大。

3 不同外后視鏡布置方案綜合對(duì)比

文章分別闡述了不同外后視鏡基座布置方案的特點(diǎn)以及優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際項(xiàng)目決策時(shí)，還需要考慮方案成本、實(shí)際零件裝配難易度等方面，以某APH 車門(mén)項(xiàng)目為例，對(duì)不同的后視鏡基座布置方案進(jìn)行對(duì)比[6]。

3.1 外后視鏡基座布置在門(mén)鈑金處

對(duì)于Mirror on belt 以及Mirror below belt 的外后視鏡布置方案，其基座都是固定在門(mén)板上，所以將此2 種布置方案一并做討論與比較。

從安裝方式來(lái)看，基座布置在門(mén)板的方案可以分為3 類，如表1 所示。方案1 安裝較為便捷，但要增加后視鏡蓋板的分件；方案2 需要在內(nèi)鈑金上開(kāi)通孔，為了美觀需要有內(nèi)飾板遮蓋；方案3 也需要門(mén)內(nèi)飾板遮蓋，另外由于此設(shè)計(jì)支架厚度薄，對(duì)基座的強(qiáng)度要求更高，相應(yīng)地會(huì)增加一些質(zhì)量和成本。

表1 汽車外后視鏡基座布置在門(mén)鈑金方案對(duì)比

3.2 外后視鏡基座布置在門(mén)框上

Mirror on patch 的外后視鏡布置方案，有2 種外型方案，如表2 所示。方案1 將基座固定在門(mén)框加強(qiáng)板上，形成一塊三角區(qū)域，如圖6a 所示，一般基座長(zhǎng)度受基座安裝點(diǎn)、玻璃升降等限制，前后向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，內(nèi)飾需要有塑料板遮蓋；方案2 將基座固定在門(mén)框上，如圖6b 所示，安裝點(diǎn)高度距離較大，前后向較短，內(nèi)飾也有相應(yīng)的飾板。2 種方案成本質(zhì)量無(wú)較大差異，造型可根據(jù)整車環(huán)境匹配需求選擇。

表2 汽車外后視鏡基座布置在門(mén)框方案對(duì)比

4 結(jié)論

文章從總布置的角度出發(fā)，針對(duì)外后視鏡列舉了常見(jiàn)的駕駛員主觀視野抱怨問(wèn)題，并分別對(duì)問(wèn)題進(jìn)行闡述，給出相應(yīng)的解決辦法。又從外后視鏡基座的布置出發(fā)，歸納并分析了外后視鏡的布置方案種類，綜合對(duì)比后發(fā)現(xiàn)：

1）安裝方便性。由車外向車內(nèi)打緊的安裝方式，操作最為簡(jiǎn)便。能夠?qū)崿F(xiàn)此安裝的設(shè)計(jì)是基座安裝在門(mén)鈑金上，但外后視鏡外殼需要增加蓋板分件。

2）外觀特征。外觀造型最希望得到窄支架且外后視鏡有“懸浮感”的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)此效果的設(shè)計(jì)是外后視鏡支架布置在車門(mén)水切處。

3）成本以及質(zhì)量。綜合對(duì)比基座安裝在門(mén)鈑金和安裝在窗框上的方案：安裝在門(mén)鈑金上，相對(duì)門(mén)鈑金的模態(tài)略低，增加的水切加強(qiáng)板以及外后視鏡加強(qiáng)板相對(duì)安裝在門(mén)框上增加的門(mén)框加強(qiáng)板會(huì)產(chǎn)生更多的成本與質(zhì)量，尤其是將支架布置在車門(mén)水切處的設(shè)計(jì)對(duì)基座強(qiáng)度要求更高，也是眾多設(shè)計(jì)中成本質(zhì)量投入最多的一個(gè)。文章中成本質(zhì)量的推算都以APH 門(mén)框結(jié)構(gòu)為例，不同的門(mén)框結(jié)構(gòu)成本和質(zhì)量的增加會(huì)有所不同。具體的對(duì)比信息也要視具體項(xiàng)目的方案而定。