某SUV外后视镜外形尺寸改进分析

刘剑，张文祥，连胜利

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

某SUV外后视镜外形尺寸改进分析

刘剑，张文祥，连胜利

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

针对某自主品牌SUV车型外后视镜造型设计实践中，发现汽车后视镜尺寸偏大，笨重问题，从外后视镜法规要求、结构、造型分块、镜片位置四方面，阐述了对外后视镜形状尺寸影响，提供外形减小解决方案，并通过试验验证确认方案有效。

外后视镜；结构；镜片布置；后视野

CLC NO.:U463.9 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)05-21-04

前言

外后视镜作为汽车设计一个重要安全件，又是一个装饰件，在汽车行驶过程中，驾驶员需要不断观察，确认侧后方视野情况，以确保行车安全;其外造型尺寸合理性，即影响整车认可程度，又影响产品质量，故设计合理外形尺寸至关重要，如外形尺寸偏大会导致产品成本增加、行车噪声增大、镜片抖动不利控制，尺寸偏小视野盲区大，行车安全隐患高；某自主品牌SUV车型，在初版A面时发现外后视镜外形尺寸偏大，主观评价不能满足要求，经工程分析需选择大载荷马达，噪音增高2 dB(A)，单车成本增加60元。为根本上解决以上问题，本文从后视镜结构、镜片布置、造型分块三方面进行入手，通过进行软件仿真分析、实车试验、主观评价技术手段对失效原因进行分析。

1、设计法规要求

1.1 法规对后视野要求

我国在GB 15084-2013《机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求》中对M1类汽车左右外后视镜的视野区域进行了详细规定（与ECE R46规定区域相同）如图1中阴影部分表示驾驶员通过后视镜必须能看到区域，也是外后视镜设计过程中必须满足的最基本的视野区域。

1.2 法规对镜片大小要求

对于本文分析的M1类车型，要求“必须能在其反射面商绘出一个高度为40mm、底边长为a的矩形，和一条与该矩形的高平行的b线段”。a、b的计算公式如下：

公式中，r为外后视镜的曲率半径，r不小于1 200mm。

2、问题现状分析

目前某款SUV外后视镜外形尺寸长240mm，高190mm，深130mm，对比目标车型奥迪Q5、大众途观、保时捷卡宴、奔驰ML350、沃尔沃XC60车型，该车相比整体尺寸均偏大，设计车尺寸需减小20%。尺寸偏大带来后视镜重量增大，风阻较大，成本较高。

为了解外后视镜尺寸过大原因，需先从后视镜结构进行入手。外后视镜外形尺寸由镜圈厚度，镜片尺寸，以及镜片与镜圈间隙组成。

2.1 镜圈结构分析

1）设计车外后视镜A面数据中镜壳上端厚度为10.9mm，下厚度为10.2mm，如图2，从产品结构上对比分析，如图 3某德系后视镜结构，镜圈上下端厚度分别为7.6mm和9.1mm，A面中镜圈厚度设计不合理，偏大4.4mm；

2）设计车镜片与镜圈初始位置间隙上端为 5mm，下端为4.9mm，如图2；从镜片旋转分析，经验值最小间隙可设计为 2.7mm，如图 3 某德系后视镜结构。设计车镜片与镜圈间隙设计偏大4.5mm。

2.2 镜片尺寸分析

目前该车型A面中镜片Z向尺寸为152mm，其法规区域要求区域为 148mm，标杆车途观尺寸为 130mm，法规区域要求区域为118m该车型。

2.3 镜片曲率半径分析

该车型曲率半径设计为R1400mm，工艺上可实现半径为1260+60mm，如途观镜片曲率半径设计值为1240mm。该车型曲率半径选用较大，镜片相同位置下，在 CATIA中修改曲率半径为1320mm镜片，镜片中投影法规区域Z向尺寸单边可降低2mm，降低至144mm。

2.4 造型分块分析

设计车后视镜镜壳、镜圈采用同色设计，镜壳高度比深度为0.68；途观、Q5、卡宴等车型镜壳、镜圈采用分色设计，镜圈注塑黑色，镜壳车身同色，且镜壳高度比深度为0.95，从视觉上色彩、比例较合理，故设计车采用同色设计，从感官上看上较大，且镜壳高度比深度比例设计不合理，偏大。

通过以上对比分析，可确定后视镜尺寸偏大是由于造型初版面镜圈厚度过大、镜片尺寸设计过大、曲率半径设计过大、造型分块定义不合理四方面导致。

3、问题对策研究

针对发生原因分别制定对策。

3.1 镜圈结构优化

根据以往车型开发经验镜圈壁厚最薄可设计为2mm，脱模角度3°，镜圈上下端厚度可设计为6.8mm（3mm+1.8mm+ 2.0mm）优化后结构，如图 4。 3.2 镜片尺寸改进研究

为解决镜片尺寸偏大问题，首先需对目标车后视镜镜片布置进行研究分析，了解设计车型与目标车型镜片在整车中布置位置差异。

表1

从上图对比可知，后视镜镜片中心与R点关系：

1）镜片中心与R点Z坐标差值在413.6mm～496.8mm，设计车差值为537.8，结论：设计车镜片位置偏高；

2）镜片中心与R点X坐标差值在603mm～645.1mm，设计车差值为557.5mm，

结论：设计车型镜片位置偏后；

利用 CATIA软件，先将设计车镜片位置调整到目标车型区间内，设计车镜片沿-X向78mm,-Z向40mm，再将车型如下参数输入进去：

1）眼点坐标：X=mm;Y=mm,Z=mm(R点上635mm)

2）地面线数据：3D数据

3）车宽数据：1840mm（车宽为外把手处提供把手 3D数据）

4）镜面曲率半径R：1260mm±60mm

5）镜片的旋转中心：镜面旋转点距镜面9mm

将ECE R46 要求Ⅲ类后视镜视野区域，投影到镜片中，绘制出五边形，定义的镜片应将绘制五边形包络进去。如图5。

并能在镜片上绘制出所要求的高度为 40mm底边长为72.5mm的矩形，按照经验一般要求最终的镜面玻璃比最小的理论面积周边至少要大 3mm。对后视镜 Z向测量，为138mm,将该布置与造型设计师进行沟通，确认后视镜镜片位置较靠前，数据设计时镜壳与车上安装位置连接不顺畅，不能满足要求；需对后视镜镜片向X向进行调整，经过多次调整，A面外观效果图均不理想，故镜片X向不做移动，保持原造型位置，仅Z向下移40mm。按照同样方法测量镜片尺寸Z向为141mm（135mm+3mm+3mm）。并进行视野遮挡校核，作为驾驶员观察后方道路交通情况的主要途径，外后视镜镜面不得被任何车身结构（如A柱、密封条、车门结构等）所遮挡，为了使后视镜满足大部分驾驶者的要求，采用 95百分位眼椭圆进行校核。如图6所示，以右侧后视镜为例，先作出眼椭圆上下前后4个极限点，用这4个点来代表驾驶员在驾驶时眼点所处的4个极限位置，从4个极限点分别向镜面边缘作一系列直线，作为驾驶员看后视镜时的视野线，这些视野线不能被遮挡，即不能与车身任何部分产生干涉。

经过校核，驾驶员借助左外后视镜能在水平路面上同时看见一段位于驾驶员眼点后4m处的宽度为2059mm的视野区域和一段位于驾驶员眼点后20m处的宽度为7476mm的视野区域，其右边与汽车纵向基准面平行且与汽车左边最外侧点相切，并从驾驶员眼点后10m处延伸至地平线。驾驶员借助右外后视镜能在水平路面上看见一段位于驾驶员眼点后4m处的宽度为1059mm的视野区域和一段位于驾驶员眼点后20m处的宽度为4531mm的视野区域，其左边与汽车纵向基准面平行且与汽车右边最外侧点相切，并从驾驶员眼点后20 m处延伸至地平线，如图7。

3.3 外造型造型分块方案

将外镜壳采用分色设计，镜圈采用黑色注塑，镜壳采用车身同色设计。并增加镜壳深度，使后视镜高深比例协调。

经过采取以上措施，后视镜整车尺寸由长 240mm 宽190mm 深130mm，减小至长190mm宽160mm深160mm，满足预期目标要求，同时满足小型折叠电机选型要求，降低零部件成本。

4、方案验证

4.1 主观评价

对改进后后视镜制作RP件进行效果验证，并将样件装配在试验车上，将车停稳在水平路面，在车两侧最宽处驾驶员眼点后4m 和20m 处垂直于车中心线方向各贴一条长1m和4m 的胶带。从身高上选择能代表多数群体的人员做主观评价，调节后视镜到某一合适位置，此时驾驶员可以同时看到眼点后方的两条完整的胶带。当经主观评价视野能够满足要求，位置舒适性满足要求，后视镜尺寸偏大感消除。

4.2 RP件检测机构视野校核

将RP样件装配试验车上，试验车按照ECE R46要求调整到规定状态，并将做视野分析时提供的参数，提供检测机构。经确认视野从驾驶员的眼点后4米处，能够看到1米宽视野区域；驾驶员的眼点后20m处，能够看到4米宽视野区域，满足ECE R46 Ⅲ后视镜视野要求。

4.3 流场分析验证

从两模型驾驶舱检测点声压级曲线和路试试验数据对比来看，3KHZ以上，优化模型的检测较原状态模型检测点声压曲线下降明显，噪声性能优于原后视镜，改善车内噪声品质。

5、结束语

本文通过标杆对比研究分析，总结出后视镜镜片中心与R点布置关系，从后视镜结构布置、镜片曲率半径选择、造型分块定义三方面进行优化，并通过主观评价、CATIA软件校核、实车测量、路试验证等检测手段，验证方案有效，从而降低零部件成本、提高产品性能，提高顾客满意度，取得良好改善效果。

[1] ECE46 devices for indirect vision and of motor vehicles with regard to the installation of these devices.

[2] SAE J 1050 Describing and Measuring the Driver's Field of View.

[3] SAE J 941 Motor Vehicle Drivers' Eye Locations.

[4] GB 15084-2013 机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求.

[5] 刘志刚，后视镜布置及校核方法的研究，《汽车电器)2009年第6期.

Improvement analysis on certain SUV rear view mirror’ shape and dimension

Liu Jian, Zhang Wenxiang, Lian Shengli
(Technology Center of Great Wall Motor Company Limited, Hebei Motor Engineering Technology Research Center, Hebei Baoding 071000)

This article combined rear view model design practice of certain native SUV brand. It specify the effect on rear view mirror’ shape and dimension from rear view mirror structure, model block and mirror position, and have tested valid.

Rearview mirror; Structure; Mirror position; Rear-view scope

U463.9

B

1671-7988(2015)05-21-04

刘剑，就职于长城汽车股份有限公司技术中心。