某越野车组合仪表视野的布置校核设计

赵德虎，张 珍，祁 斌，方 波

Zhao Dehu，Zhang Zhen，Qi Bin，Fang Bo

（北京汽车研究总院有限公司，北京 101300）

组合仪表视野属于驾驶员视野中的直接视野。组合仪表视野校核的主要工作有：仪表布置、确定仪表盲区及仪表防炫目校核，其中确定仪表盲区是重点。组合仪表视野的主要影响因素有转向盘的位置及大小和座椅R点[1]。

1 组合仪表的视野校核

1.1 眼椭圆制作

在汽车研发设计的前期，人体的坐姿已经确定，相关信息见表1。

表1 人体坐姿参数

假人及眼椭圆如图1所示。

1.2 组合仪表盲区校核

1）确定左右单眼盲区及典型盲区。

根据确定的左右眼椭圆分别作出 2个眼的椭圆中心[2]，再根据转向盘作出其内外两侧的轮廓线，根据组合仪表作出组合仪表的仪表平面，分别过 2个眼椭圆的中心作直线，扫描转向盘的两侧轮廓线，在仪表平面上形成2个区域，这2个区域即为左眼单眼盲区和右眼单眼盲区。

图1 95%的假人人体及眼椭圆

左右单眼盲区如图2所示。

左右单眼盲区的交集即为典型盲区，如图3所示。2）确定C点。

在左右单眼盲区中，最难被驾驶员双眼观察到的一个点，称为最严重障碍点，即为C点。过左右眼点连线作其中点，根据转向盘轮缘上边缘作出其中心点，过上述中点及中心点的直线与仪表平面的交点即为C点，如图4所示。

图2 左右单眼盲区

图3 典型盲区

图4 确定C点

3）确定C点运动轨迹椭圆。

根据左右眼椭圆作出中央眼椭圆，过转向盘轮缘上边缘中心点做一系列中央眼椭圆的切线，该切线集与中央眼椭圆相交出一条密闭曲线，过该封闭曲线与转向盘上轮缘中心点放射，与仪表平面相交得出一椭圆，该椭圆即为C点运动轨迹，如图5所示。

4）确定双眼总盲区。

典型盲区以C点为中心，在C点运动轨迹上移动一周，扫过的区域即为双眼总盲区，如图 6所示。

5）校核组合仪表。

校核组合仪表如图7所示。可以看出，组合仪表信息显示区域全部在双眼总盲区之外，满足布置要求。

图5 C点运动轨迹

图6 双眼总盲区

图7 校核组合仪表视野

1.3 组合仪表的反光炫目校核

外界光线通过前风挡玻璃射入的光线全部被仪表板的帽檐遮挡，光线不会通过组合仪表产生反射光线，如图8所示，图8中入射光线为从前风挡玻璃最上部射入到组合仪表最下方，为入射光线的极限状况。

图8 反光炫目校核1

从组合仪表发出射向前风挡玻璃的光线全部被仪表板的帽檐遮挡，光线不会在前风挡玻璃产生反射，如图9所示，图9中入射光线为组合仪表最下方光源发出到前风挡玻璃，为入射光线的极限状况。

图9 反光炫目校核2

经过上述校核发现，仪表板的帽檐解决了组合仪表的反光炫目问题。

2 组合仪表炮筒视野校核

根据项目开发要求，为增加组合仪表动感效果，要求在组合仪表上增加炮筒结构。

根据仪表上多个功能显示区域，为保证最好的人机视野效果，使驾驶员双眼都能看到仪表上显示的所有信息，根据95%人体眼椭圆百分比，给出8个控制面，要求组合仪表炮筒结构设计不能超出控制面。

组合仪表炮筒控制面如图10所示。

图10 组合仪表炮筒控制面

2.1 组合仪表炮筒结构视野校核

根据输入的组合仪表炮筒 CAS（Concept A Surface，汽车初步造型面）数据，并结合前期的 8个控制面，进行对比。对比结果如图11、图12所示。

椭圆圈中区域炮筒结构超出控制面 3 mm左右，需校核其超出部分对视野的影响。

图11 视野控制面与炮筒数据对比1

椭圆圈中区域炮筒结构超出控制面 2 mm左右，需校核其超出部分对视野的影响。

图12 视野控制面与炮筒数据对比2

校核上述 2处组合仪表炮筒结构对视野的实际影响，校核结果如图13、图14所示。

图13 炮筒视野校核1

图14 炮筒视野校核2

经过校核后发现，新输入的组合仪表炮筒数据对主表盘的指示信息没有任何遮挡，但会遮挡上部转向指示灯部分区域和下方机油信号指示灯部分区域。

2.2 组合仪表炮筒结构改进及校核

将校核的结果反馈给造型及组合仪表设计部门，对造型及相应的内部结构进行调整，则改进后的数据校核如图15、图16所示。

经校核发现，改进后的数据满足人机视野要求。

图15 炮筒视野校核3

图16 炮筒视野校核4

3 结 论

使用人机工程、SAE相关标准和CATIA软件对某越野车组合仪表的视野进行校核分析，并对增加的仪表炮筒结构进行设计控制及校核，使组合仪表视野满足驾驶员的使用要求。

[1]赵江洪. 人机工程学[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[2]Describing and Measuring the Driver′s Field of View：SAE J 1050[S]，2003.