右舵車型車體架構件的布置與開發

關鍵詞：右舵車；車體架構件；踏板系統；人機舒適性

0 前言

左舵車，即車輛駕駛員座位、方向盤和加速踏板-制動踏板-離合踏板（以下簡稱“ABC 三踏板”）都布置于駕駛艙左側；右舵車，即駕駛員座位、方向盤和ABC 三踏板均布置于駕駛艙右側。我國道路通行方向為靠右行駛（香港、澳門除外），所以在我國道路上行駛的車輛均為左舵車，但國外很多國家的道路通行方向為靠左行駛，所以很多出口車輛為右舵車。之前，我國汽車制造企業出口的右舵車大多是在左舵車的基礎上設計開發的。近年來，隨著我國對英國、澳大利亞、新西蘭等右舵車市場國家的出口量猛增，越來越多的汽車制造企業在開發系列車型時，會考慮左、右舵車型同步開發。

根據中國汽車工業協會統計，2022 年我國汽車出口量為311.1 萬輛，同比上一年增長54.4%，有效拉動我國汽車行業的整體增長，并首次超過德國成為全球第二大汽車出口國。在2020 年以前，我國的汽車出口主要面向沙特阿拉伯、埃及等國家。隨著我國汽車出口量的快速增長和結構優化，目前汽車出口市場逐漸轉移到了歐洲、澳洲、北美等國家。海關總署數據表明，2022 年我國新能源汽車出口的前三大市場國家為比利時、英國和菲律賓。過去的5 年中，中國汽車在澳大利亞的銷量處于快速增長狀態，短短5 年從不到5 000 輛的出口量，增加到超過12 萬輛的出口量［1-2］。

在左舵車型的基礎上設計開發右舵車型，除了一些國家特殊的配置要求外，為了滿足不同國家的法規和不同用戶的駕駛習慣，主要變更內容包括轉向系統、車身前結構、空調系統、儀表板系統、雨刮系統、燃油加速系統、制動系統、動力系統等。

某運動型多用途汽車（SUV）右舵車開發項目是在左舵車型開發結束后根據市場部需求開始進行右舵車型開發的。由于左舵車型開發中未兼顧右舵車型的要求，缺少設計預留，因此右舵車型需要重新開發的部件（以下簡稱“新開件”）數量多，導致開發成本高。比如：機械管柱電機在平移后與空調系統的前排駕駛員吹腳風道干涉，若空調吹腳風管避讓，計算流體力學（CFD）仿真結果則不達標，若電機沿管柱軸向轉60°避讓，則需要全新開發管柱電機；踏板系統Y 向總空間不足，且受真空助力器安裝包絡和熱管理需求的影響，制動踏板的布置相對人體比較居中，容易引起顧客滿意度下降。

本文以某左、右舵同步開發的多用途汽車（MPV）開發為例，研究右舵車型車體架構件和踏板系統的布置，以降低開發成本為目標，盡量減小右舵車型零部件開發范圍，減少新開件，同時保障踏板系統的人機舒適性需求。

1 人機硬點及架構件的布置方法

右舵車型的人機硬點、架構件及其布置方法見表1。其中，序號1～17 由上車體布置工程師負責，序號18～23 由下車體布置工程師負責。一般來說，以左舵為基礎完成右舵布置集成開發，發動機總成位置無需變更；轉向系統、轉向相關硬點不變；轉向器一般按照對稱設計；轉向橫拉桿、擺臂等零部件盡可能沿用。在布置真空助力器、離合主缸等時需要考慮熱管理需求、踏板位置變更、減振塔位置、真空助力器拆卸包絡等因素。

以左舵為基礎完成右舵布置的集成開發，前排人機硬點是完全對稱的。首先，根據左舵人機硬點，對稱確定右舵H 點、方向盤中心點、轉向管柱軸線等硬點信息。其次，以對稱后的點、中心線為基準裝配，得到座椅、方向盤、轉向管柱上管柱、轉向管柱中間軸。為了保證方向盤與轉向管柱的夾角與左舵一致，在操作上也可簡化為對左舵架構件的方向盤、轉向管柱上管柱沿Y 向平移，平移距離為W20×2（W20 為座椅參考點（SgRP）Y 軸坐標值）。

前圍板是分隔發動機艙與乘員艙的主要屏障，車身主線束、空調進出水管及進風口、洗滌機構等都安裝在前圍板總成上。在左舵車型的基礎上開發右舵車型時，空調進風口需要對稱到左側，轉向管柱中間軸、ABC 三踏板需要從左側移動到右側，雨刮系統需要重新布置，這些更改輸入都要求車身重新設計前圍板及流水槽。在對標中也發現如果競品車型的發動機為縱置，則其真空助力器周邊空間相對富余，因此前圍板可按共用設計。例如競品途觀、第5 代高爾夫、寶馬5 系的車身前圍板采用局部模塊化設計，不影響焊裝白車身，具體操作方法為在總裝車間將模塊螺接在前圍板鈑金上，周邊增加涂膠槽密封，以減少新開鈑金，但密封性能有損失。

右舵車型需要重新布置的電器模塊主要有儀表、娛樂主機、中控開關面板、智能車載域控制器（ICGM）、車載網聯通信終端（T-Box）、4G 網絡模塊、全球定位系統（GPS）模塊、儀表主線束、機艙線束、前門線束。電器模塊一般平移到對稱位置，若模塊平移后無法安裝，則需要對稱開發支架。儀表一般平移到人體中心對稱面上，但該MPV 車型采用儀表與娛樂同尺寸雙聯屏，需要在整體平移后將儀表與娛樂屏的液晶屏內部互換，由于其外殼與右舵儀表板無法匹配，需要重新開發。

右舵車型內飾變更主要集中在儀表板系統、轎廂橫梁（CCB）、前圍隔音墊。儀表板外觀造型一般沿XZ 平面對稱設計，副儀表板為本體沿用，因此左舵儀表板設計時應考慮與副儀表板的搭接關系。儀表板左、右側裝飾件對稱開發；蓋板總成可沿用；儀表板本體骨架對稱設計，兩側及下部邊界對稱設計。對于CCB 的布置，采用原左舵件對稱設計，并將局部支架進行平移。前圍隔音墊需要匹配前圍板鈑金、空調箱本體、線束過孔等右舵件輸入進行重新開發。

換檔機構一般為平移或不變：若左舵換檔機構在Y0 對稱面，則在右舵車型上無需變更；若左舵換檔機構布置偏向駕駛員側，則右舵車型設計時需要將其平移到對稱位置。如果自身非對稱，則換檔球頭的造型需要重新開發。因此，建議在左舵車型開發時避免明顯的左、右舵造型差異。

對于組合撥桿或懷檔的布置，則需要工程師了解目標市場當地的使用習慣。左舵車型中，其燈光功能在組合撥桿左側，雨刮功能在組合撥桿右側。而右舵車型中，地區不同，習慣不同。例如英國、澳大利亞及新西蘭雖然同樣使用右舵車型，英國與我國習慣一致，即燈光功能在組合撥桿左側、雨刮功能在組合撥桿右側，而在澳大利亞、新西蘭，雨刮功能在組合撥桿左側、燈光功能在組合撥桿右側。目前，在所調研的市場中，懷檔桿均位于右側。

2 空調箱本體的布置策略及機械管柱電機干涉問題的解決方案

空調系統的變更分為發動機艙和乘員艙兩部分，其中發動機艙內主要是管路的變化，駕駛室內主要是暖風機、鼓風機、蒸發器及風道設計。在歷史項目中，大多數外形是按照對稱設計的，可能會出現風道與管柱電機干涉問題，如圖1 所示。本著減少新開件的原則，最佳做法應是在左舵管柱選型時同步右舵布置，選擇可以兼顧左、右舵環境的管柱和電機。

左舵管柱選型一般會在項目啟動立項前初定。圖2 為管柱供應商提供的一些選型件。左、右舵對于波動率、潰縮、手柄力等設計要求相同。如果空調工程師無法提供右舵空調箱本體，則布置工程師可以自行對稱右舵數據進行空間保護。

最終選擇出一款與左、右舵空調箱本體均無干涉的管柱電機形式，如圖3 所示。在確定管柱電機與左、右舵空調箱本體均無干涉后，還需要確定其他周邊件是否有干涉的可能性。在該車型中，經排查，其右舵位置與右舵保險絲盒發生干涉。保險絲盒體積較小，解決該干涉的方案很多，即使涉及新開件，其開發費也遠低于管柱電機開發費，這里不再詳細贅述。

3 踏板系統布置

右舵ABC 三踏板和歇腳踏板可以根據右舵車二維假人測試進行布置。右舵前輪胎包絡占用一定油門踏板空間，會導致右舵踏板Y 向空間小于左舵，因此4 個踏板的左移量并不相同。一般先平移左舵ABC 三踏板作為初版位置，然后再進行調整。由表1 可以看出，對轉向管柱中間軸關于Y0 平面鏡像布置。初定的右舵ABC 三踏板位置可能會存在以下3 個問題：① 離合/制動踏板下極限位置與管柱中間軸包絡間隙不滿足設計要求，甚至干涉，如圖4 所示；② 加速踏板下極限位置與右前輪罩鈑金間隙不滿足設計要求；③ 油門踏板下極限位置與輪胎包絡的距離不足，如圖5 所示。

通常踏板及周邊環境的初版數據并非最精準的尺寸，布置工程師需要結合歷史車型、競品車型數據庫，反復調整及壓縮結構尺寸。通過經驗總結，右舵踏板系統關鍵零部件最小間隙要求見表2。其中，關于隔音墊局部厚度減薄至7 mm 的要求，需要與噪聲-振動-聲振粗糙度（NVH）工程師協商，一般應保障隔音墊大部分厚度在20～30 mm。

由表2 可以看出，布置時需要確認踏板臂彎折極限，調整踏板Y 向位置，踏板面Y 向尺寸、間隙要求見表3。在調整時，尤其應注意制動踏板右側到人體中心線的距離，避免制動踏板過于居中，導致顧客滿意度下降。其中，要達到碰撞安全五星級別時歇腳踏板的寬度最窄要求為100 mm。

若右舵ABC 三踏板與人體關系無法滿足表3要求，則考慮左、右舵尺寸同步增大前輪中心與駕駛員腳在油門踏板上踏點的X 向距離（L113）或增大腳踵點（AHP）與輪心的Z 向距離，以滿足ABC三踏板操作舒適性要求。最終，該車型右舵踏板布置見表4。

4 整體布置與人機舒適性驗證

在完成整體布局后，按照GB/T 17346—1998《轎車 腳踏板的側向間距》及ECE R35《 關于就腳控制件的布置方面批準車輛的統一規定》要求，對右舵數據進行校核與修正，以及按照各個系統間隙要求對數據進行運動包絡及靜態間隙檢查。

由于右舵踏板系統與左舵踏板系統的差異較大，需要開展人機乘坐模型驗證。邀請不同身高人群評審打分，打分標準見表5。對乘坐模型進行主觀評價是設計階段最常用的驗證手段，可以對數據模擬查漏補缺，以發現某些在數據上難以發現的問題。在乘坐模型的制作過程中，需要與模型供應商溝通制作方案，準確體現踏板的極限位置，并需要掃描確認模型實物與設計數據相一致。經過乘坐模型驗證評審，參評人員對踏板系統的靜態操作舒適性給出的平均分為7.6 分，比原左舵踏板系統低0.5 分，但仍屬于被認可的狀態。將來還會在右舵集成樣車（EP）階段繼續開展動態測評。

5 結語

在MPV 左、右舵開發中，總結了右舵硬點及架構件的布置方法，涉及空調、車身、內飾、電器多個系統。優先考慮右舵管柱可能發生的干涉問題，從左舵選型開始同步布置校核左、右舵，節省了右舵管柱電機重新開發和標定的費用；優先考慮到踏板可能遇到的人機問題、架構問題，對踏板系統及周邊對手件所需的結構空間尺寸鏈進行精細化設計，使得右舵踏板的舒適性達到人機預定目標；對右舵目標市場調研，配置了正確的組合撥桿形式。該MPV 右舵車型上車體架構件的布置與開發可為同類車型右舵開發提供參考。