徐峰, 吳海波, 李炭

(上汽大眾汽車有限公司，上海 201805)

0 引言

汽車儀表板是汽車內(nèi)飾中最重要的總成。儀表板方案直接關(guān)系到汽車內(nèi)飾開發(fā)的成功與否。汽車前期開發(fā)階段，制作方案樣車數(shù)據(jù)是最重要的分析方法。它能為市場調(diào)研、造型方向、新裝備可行性分析等提供直觀的幫助。在汽車市場競爭日趨激烈、新裝備層出不窮的市場環(huán)境中，這顯得尤為重要。汽車儀表板大面受到多方面因素的影響[1]，包括：人機、安全、結(jié)構(gòu)、裝配等。這就決定了汽車儀表板大面是有規(guī)律可循的。本文作者分析了乘用車儀表板大面的特征和受限制的因素，整理了儀表板大面重要控制線，并由此得出一種高效、快速的儀表板方案數(shù)據(jù)建模方法。

1 儀表板大面受限因素分析

1.1 儀表板大面整體介紹

汽車儀表板具有多種功能。在儀表板的下方一般裝有空調(diào)主機、車身控制模塊、主線束、油門和剎車踏板等。從可見區(qū)域來看，儀表板可以分為儀表板上體、儀表板下體以及儀表板中部(儀表板、導(dǎo)航或收音機、飾板)3個區(qū)域。 如圖1所示：儀表板前方和前風(fēng)窗玻璃相連，并呼應(yīng)引擎蓋后邊沿；左右兩側(cè)與A柱和門內(nèi)飾相接，常與中央通道連成一個整體；儀表板下體則與前排乘客的腿部空間、手套箱容積、碰撞時的膝部保護等息息相關(guān)。由此可見，汽車儀表板總成具有重要的功能和造型方面的要求。

圖1 儀表板組成

1.2 儀表板上體大面受限因素

儀表板上體前邊沿與前風(fēng)窗玻璃相接，其走向是由前風(fēng)窗玻璃決定的。儀表板前邊沿還需要呼應(yīng)引擎蓋的后邊沿。儀表板前邊沿的高度是由引擎蓋后邊沿與人體眼點之間的連線決定的，如圖2所示。

圖2 儀表板上體前邊沿高度分析

儀表板后邊緣兩側(cè)與門內(nèi)飾相連，儀表板的寬度通常與車輛級別相關(guān)。越是級別高的車，儀表板就越寬。其高度是由側(cè)風(fēng)窗玻璃位置決定。后邊緣中間部分通常取決于造型和儀表板Z向尺寸鏈。在滿足Z向尺寸的前提下，儀表板后邊緣不能太高。否則對駕駛員，特別是對高個子駕駛員的前方視野有不良影響。儀表板后邊緣高度通過95%人體H點校核，如圖3所示。

圖3 儀表板后邊緣高度檢查

在副駕駛側(cè)儀表板上體下方安裝有安全氣囊，必須在前風(fēng)窗玻璃和儀表板中間為安全氣囊蓋留有足夠的距離。副駕駛安全氣囊是儀表板上體大面重要的決定因素。設(shè)計階段，必須要分析副駕駛安全氣囊蓋的打開空間，如圖4所示。

由以上分析可知，儀表板上體前邊沿A1、后邊沿A2及經(jīng)過副駕駛R點Y平面的上體表面曲線B5是儀表板上體大面重要的特征線，見后文。

圖4 安全氣囊蓋打開空間和尺寸鏈檢查

1.3 儀表板下體大面受限因素

儀表板下體首先需要保證駕駛員有足夠的腿部空間，特別是對于5%小個子女性駕駛員來講，當(dāng)座椅移到最上靠前的位置時，座椅和儀表板下體的距離就更小。因此設(shè)計時需要檢查儀表板下體到座椅最上靠前位置時的距離，如圖5所示。同時，也需要注意儀表板下體對前排乘客的上下車方便性也有重要影響，如圖6所示。

儀表板下體與手套箱也有較大的相關(guān)性。如果下體大面太靠車后，則影響手套箱的打開角度和手套箱的開口；如果太靠車前，會影響手套箱的容積，從而導(dǎo)致手套箱的裝載性能降低，如圖7所示。

圖5 儀表板下體和座椅距離檢查

駕駛側(cè)有剎車踏板、油門踏板和離合器踏板，因此，儀表板下邊沿離地毯需要有足夠的距離滿足腳部空間要求，并且下體后邊沿的前后位置也要合適。后邊沿太靠后，會影響小腿的運動空間；下邊沿太靠前，則影響儀表板內(nèi)部的空間，妨礙膝部氣囊、雜物盒、保險絲盒等的布置。因此分析時，需重點關(guān)注儀表板下邊沿，如圖8所示。

部分車型中，儀表板下體靠近Y0側(cè)有大面連接中央通道，該處大面對駕駛員的腿部空間有重要影響，如圖9所示。

因此文中選擇儀表板下體下邊沿A5、A7，后邊沿A4、A6及下體側(cè)邊沿表面曲線B1、B4控制儀表板下體大面，并選擇B2、B3及C1、C2控制儀表板和中央通道連接的大面，如圖10所示。

圖8 腳部空間和下邊沿檢查

圖9 腿部空間檢查

圖10 導(dǎo)航屏幕手伸及性檢查

1.4 儀表板中部大面受限因素

在儀表板的中部裝有方向盤、轉(zhuǎn)向管柱開關(guān)、組合儀表、導(dǎo)航屏(或收音機)、吹面出風(fēng)口、裝飾板等，這些部件對儀表板中部大面有重要的影響。

轉(zhuǎn)向管柱開關(guān)跟隨方向盤上下左右移動。需要確保：方向管柱開關(guān)調(diào)節(jié)到最前方，在上下可以調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)，儀表板不能和方向管柱的撥桿有干涉；還需為方向管柱開關(guān)和點火鑰匙留有足夠的手部操作空間，如圖11和圖12所示。

圖11 方向管柱開關(guān)空間檢查

圖12 點火操作空間檢查

隨著時代發(fā)展，特別是自動駕駛技術(shù)的發(fā)展，前風(fēng)窗抬頭顯示系統(tǒng)有向中低端車型普及的趨勢。抬頭顯示系統(tǒng)裝在組合儀表前方，這就造成X方向的尺寸鏈緊張，必須分析風(fēng)管、抬頭顯示系統(tǒng)、組合儀表等有沒有足夠的空間[2]，如圖13所示。

圖13 組合儀表板前方空間檢查

儀表板中間部分裝有導(dǎo)航屏或收音機。現(xiàn)在的趨勢是，中間屏幕的尺寸會越來越大。這對儀表板大面也愈發(fā)重要。中間屏幕的布置要從手伸及性、反光、可視性等方面進行考慮。隨著屏幕尺寸變大，屏幕右上角的手伸及性會變差。由于大個子人體坐的位置相對靠后，屏幕手伸及性更加苛刻。屏幕手伸及性通常用95%人體進行校核，如圖14所示。

圖14 導(dǎo)航屏幕手伸及性檢查

對于屏幕可視性而言，滿足小個子女性的要求比較困難。由于小個子女性的坐姿靠前，方向盤一般處于最前最上的位置。小個子女性在看屏幕的左下方時，其視野可能會被方向盤遮住。因此屏幕視野用5%女性人體進行校核，如圖15所示。

圖15 導(dǎo)航屏幕視野檢查

反光問題也是屏幕布置時需要重點考慮的問題。特別屏幕點亮?xí)r，會在前擋風(fēng)玻璃上有一個很亮的鏡像，如果該鏡像的位置太低，會對駕駛員前方視野形成干擾。因此建議，要使該鏡像位于駕駛員前方向上15°視野之上，如圖16所示。這就要求導(dǎo)航屏幕不能太靠車前，和水平面的夾角也不能過小。導(dǎo)航屏幕的位置也就決定了儀表板中間大面的走向。

圖16 導(dǎo)航屏幕反光檢查

在副駕駛側(cè)，儀表板上體或者飾板連接導(dǎo)航屏幕和門內(nèi)飾，應(yīng)該分析其位置和走向?qū)Π踩珰饽矣袥]有影響，如圖4所示。

因此，選擇儀表板中間部分一水平面曲線A6控制儀表板

大面前后位置，在Y0平面上作一條曲線B4控制儀表板中間部分的大面特征和傾角，如圖10所示。

2 儀表板方案樣車數(shù)據(jù)快速建模

方案樣車是汽車前期開發(fā)階段重要的技術(shù)手段，可以為市場調(diào)研、方案決策、新裝備可行性等方面提供直觀的幫助。方案樣車數(shù)據(jù)對圓角、縫道等沒有嚴格的要求，但是各個模塊需要在準確的位置，并且需要滿足法規(guī)、人機等方面的要求。同時，制作方案樣車數(shù)據(jù)時，需要快速響應(yīng)各方面的要求[3]。

儀表板方案樣車數(shù)據(jù)是汽車內(nèi)飾方案樣車最復(fù)雜和重要的部分。作者根據(jù)第1節(jié)的分析，模擬了某型汽車的儀表板，以此來展示儀表板方案樣車數(shù)據(jù)快速建模的方法。

首先，確定如圖10所示的儀表板重要控制線。部分控制線的兩端需要適當(dāng)延長，以保證生產(chǎn)大面能夠相互剪切。接著，利用掃略、多截面等方法生成儀表板控制大面，如圖17所示。

然后，可以通過剪切、合并、倒角等命令生產(chǎn)儀表板大面，如圖18所示。

最后，加上儀表板帽檐，定位各個模塊，加上儀表板飾板和出風(fēng)口，經(jīng)過剪切、圓角等命令，就可以生產(chǎn)儀表板方案樣車數(shù)據(jù)，如圖19所示。

圖17 儀表板控制大面 圖18 剪切后的儀表板大面 圖19 儀表板方案樣車數(shù)據(jù)

3 結(jié)論和展望

通過以上分析和實踐得出，在確定好儀表板的重要控制線后，可以快速地生產(chǎn)儀表板方案樣車數(shù)據(jù)。通過修改各個控制線的參數(shù)，可以快速響應(yīng)各個方面的要求和反饋，及時生產(chǎn)新的儀表板方案樣車數(shù)據(jù)。

在此工作基礎(chǔ)上，可以通過參數(shù)化設(shè)置、給飾板增加控制草圖和掃略曲線、定位數(shù)據(jù)參數(shù)控制等方法，使儀表板方案樣車數(shù)據(jù)的生成更加參數(shù)化和智能化。