文/李麗鳳 許明春 胡雋雋 姚其海 洪麗(江淮汽車股份集團(tuán)有限公司技術(shù)中心)
在汽車設(shè)計(jì)過(guò)程中,駕駛員的視野校核是一項(xiàng)非常重要的工作,是汽車研發(fā)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。汽車的視野性能直接影響到汽車的行駛安全性、乘員的乘坐舒適性及操作方便性,因此,保證汽車駕駛員的視野需求是汽車總布置設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。
目前,國(guó)內(nèi)主流車企采取的駕駛員視野要求主要分為兩大類,一類是國(guó)家法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求,如國(guó)標(biāo)《汽車駕駛員前方視野要求及測(cè)量方法》(GB11562—2014)對(duì)前方視野、A 柱視野的要求,以及國(guó)標(biāo)《機(jī)動(dòng)車輛 間接視野裝置 性能和安裝要求》(GB15084—2022)對(duì)內(nèi)外后視鏡的設(shè)計(jì)要求等;另一類是各大主機(jī)廠現(xiàn)行的非法規(guī)項(xiàng)要求,如對(duì)側(cè)門玻璃視野、整車視野、組合儀表視野的要求等。本文主要對(duì)目前主流的視野設(shè)計(jì)要求及校核方法進(jìn)行介紹。
所有的M1 類車,其駕駛員前方180°范圍內(nèi)的直接視野均應(yīng)滿足GB 11562—2014 的要求,標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)“V 點(diǎn)”“S 區(qū)域”“透明區(qū)”“風(fēng)窗玻璃基準(zhǔn)點(diǎn)”等術(shù)語(yǔ)都有明確的定義,同時(shí)規(guī)定了相應(yīng)的技術(shù)要求,本文不再贅述。在實(shí)際的汽車總布置校核中,會(huì)根據(jù)如圖1所示的法規(guī)要求繪制出風(fēng)窗玻璃基準(zhǔn)點(diǎn),再繪制出如圖2 所示的要求區(qū)域,如該區(qū)域在前擋風(fēng)玻璃透明區(qū)內(nèi),即表明駕駛員前方視野滿足要求,目前,針對(duì)駕駛員前方視野校核,國(guó)內(nèi)主流主機(jī)廠均采用此種校核方法。
圖2 前方視野校核方式
法規(guī)中,對(duì)A 柱的定義為位于V 點(diǎn)前68 毫米處橫向鉛垂平面前方的車頂支撐件和不透明零件,在實(shí)際的汽車設(shè)計(jì)過(guò)程中,有些車型的骨架有雙立柱結(jié)構(gòu)時(shí),不透明三角窗也會(huì)計(jì)入A 柱內(nèi),如圖3 所示。法規(guī)的具體要求在國(guó)標(biāo)中均有描述,具體測(cè)量方式如圖4所示。若汽車的左右A 柱關(guān)于汽車的中心面左右對(duì)稱,則只需要校核駕駛員一側(cè)的A 柱即可,法規(guī)GB 11562—2014 中,對(duì)于防彈車輛的要求為小于10°,對(duì)于普通車輛的要求為小于6°,目前國(guó)內(nèi)主流主機(jī)廠均采用此種測(cè)量方法,但設(shè)計(jì)要求會(huì)根據(jù)具體車型適當(dāng)加嚴(yán),A 柱障礙角通常設(shè)置在4°~6°。
圖3 雙A 柱結(jié)構(gòu)
圖4 前方視野校核方式
前方視野及A 柱視野均為駕駛員可以直接看到的視野。汽車設(shè)計(jì)過(guò)程中,同樣會(huì)有間接視野的設(shè)計(jì)要求,間接視野裝置如內(nèi)外后視鏡均需滿足GB 15084—2022 的要求。其中,內(nèi)后視鏡(Ⅰ類)的要求為駕駛員應(yīng)能在水平路面上看到以車輛縱向基準(zhǔn)面為中心,寬度至少為20 米并從駕駛員的眼點(diǎn)后60 米處延伸至地平線的區(qū)域,如圖5 所示;外后視鏡(Ⅱ類)的要求為駕駛員應(yīng)能在水平路面上看到5 米寬,由平行于車輛縱向基準(zhǔn)面并且通過(guò)駕駛員側(cè)車輛最外側(cè)點(diǎn)的平面所界定,從駕駛員眼點(diǎn)后方30 米處延伸至地平線的區(qū)域。同時(shí),駕駛員應(yīng)能看到從通過(guò)駕駛員兩眼點(diǎn)的垂面后方4 米的點(diǎn)開(kāi)始,寬度為1 米,由平行于車輛縱向基準(zhǔn)面并通過(guò)車輛最外側(cè)點(diǎn)的平面所限定的區(qū)域,如圖6 所示。
圖5 Ⅰ類內(nèi)后視鏡視野
圖6 Ⅱ類外后視鏡的視野
對(duì)于整車的360°視野要求,法規(guī)中無(wú)強(qiáng)制要求,但各大主機(jī)廠會(huì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的校核,常用的方法為從主駕H點(diǎn)沿Z向往上635 毫米得到V點(diǎn),過(guò)V點(diǎn)作XY平面,用該平面切整車的初步造型面(concept a surface,CAS,包括外CAS 面、所有玻璃、柱護(hù)板CAS)得到截面,在該截面上,過(guò)V點(diǎn)做各立柱的切線,具體如圖7 所示。對(duì)于整車360°視野的校核,各主機(jī)廠的要求不同,通常對(duì)A 柱視野夾角的限值要求大于B 柱視野夾角,C 柱視野夾角的限值要求最小。目前,國(guó)內(nèi)主流主機(jī)廠的限值要求見(jiàn)表1。
表1 整車360°視野限值要求
圖7 整車360°視野校核方式
側(cè)門玻璃視野也是駕駛員視野中的重要組成,是行車過(guò)程中觀察側(cè)后方來(lái)車情況的重要途徑,側(cè)門玻璃視野的校核多采用如圖8 所示的測(cè)量方法,對(duì)上下視線與水平面的夾角進(jìn)行限值要求。目前,各主機(jī)廠的設(shè)計(jì)要求多為上視線與水平線的夾角不小于25°,下視線與水平線的夾角不小于15°。
圖8 側(cè)門玻璃視野要求
圖9 兒童視野要求
兒童視野校核主要是為了讓駕駛員可以及時(shí)觀察車外兒童的情況,兒童視野的要求是駕駛員在行車過(guò)程中可以看到車外兒童的頭頂。目前,各主流主機(jī)廠在實(shí)際的汽車設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要采用高度為1 米的圓柱體來(lái)模擬兒童的身高。兒童視野校核分為兩個(gè)方面:直接視野校核和間接視野校核。一般先校核間接視野,若圓柱體可以通過(guò)內(nèi)外后視鏡看到,則滿足設(shè)計(jì)要求;如果無(wú)法通過(guò)間接視野裝置看到,則需要校核直接視野,常用校核方法為通過(guò)眼點(diǎn)做水平面,觀察從眼點(diǎn)到圓柱體頂面的連線是否有遮擋,若視線無(wú)遮擋,則滿足設(shè)計(jì)要求。
在汽車行駛過(guò)程中,組合儀表實(shí)時(shí)反映整車重要部件如發(fā)動(dòng)機(jī)控制、變速箱、底盤系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),駕駛員會(huì)通過(guò)組合儀表或顯示屏上的信息來(lái)判斷車輛的行駛狀態(tài),若組合儀表設(shè)計(jì)不合理,容易造成駕駛員不能及時(shí)了解到整車信息,同時(shí)可能容易造成駕駛員疲勞,影響行車安全,組合儀表的視野良好是保證安全駕駛的重要因素之一。
目前,國(guó)內(nèi)主流主機(jī)廠對(duì)組合儀表的布置位置均有相應(yīng)要求,其中,最基礎(chǔ)的校核項(xiàng)目為眼橢圓中心到組合儀表中心連線與水平線的夾角及長(zhǎng)度,即圖10中角度A1和長(zhǎng)度L1,具體測(cè)量方式如圖10 所示。
圖10 組合儀表位置要求
駕駛員在觀看組合儀表時(shí),視線會(huì)受到方向盤的遮擋,存在一定的視野盲區(qū),在汽車的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中,組合儀表的布置需在5%的女性及95%的男性視野范圍內(nèi)。在實(shí)際的汽車設(shè)計(jì)過(guò)程中,組合儀表位置還需考慮方向盤的遮擋,在布置組合儀表時(shí),根據(jù)如圖11所示方向盤的位置做出方向盤雙目遮擋區(qū)域,調(diào)整組合儀表位置,使主要儀表顯示避開(kāi)雙目遮擋區(qū)域。
圖11 組合儀表位置要求
本文綜述了我國(guó)現(xiàn)行的汽車駕駛員視野的設(shè)計(jì)要求和校核方法,包含了現(xiàn)行的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求和各大主流主機(jī)廠常用的校核方式,對(duì)后續(xù)汽車研發(fā)過(guò)程中的駕駛員視野設(shè)計(jì)提供了參考,有利于保證駕駛員在行車過(guò)程中接收到正確及時(shí)的信息,對(duì)保障汽車安全駕駛有著重要意義。