駕駛員前視野的設計校核方法課件

1、技術研究院2004年12月駕駛員前方視野的設計校核方法 車身中心 張敏 2008年8月目錄概述視野設計、校核的相關法規(guī)視野設計、校核的相關術語前方視野的設計校核概述視野是指人眼所能觀察到的空間范圍，汽車行駛時80%以上的交通信息是由駕駛員視覺得到的，因此駕駛員在汽車上的視野范圍好壞直接影響駕駛員的駕駛安全性及駕駛舒適性。駕駛員視野分類： 1.直接視野：無須借助后視鏡而能直接見到的視野區(qū)域。 前方視野：是指駕駛員坐在駕駛座椅上，通過前風窗玻璃觀察道路交通情況和交通標志、信號的可見范圍。 側方視野：是指駕駛員通過側門風窗等直接可見的視野范圍。 全周視野：主要用于轎車。因為轎車經(jīng)常要進出停車場地，或

2、在擁擠的街道上行駛，所以駕駛員需要環(huán)視前后左右，這就要求轎車的全周視野要好。 2.間接視野：借助后視鏡才能見到的區(qū)域，也就是后視野。 本次主要討論駕駛員前方視野的設計以及校核方法。視野設計、校核的相關法規(guī)類別項目國標EECECESAE南非俄羅斯適用范圍備注視野前視野GB 11562-199477/649/EEC M1內(nèi)容基本相同GOST R 51266-99M、N除霜除霧GB 11555-1994 78/317/EEC M1內(nèi)容基本相同GB 11556-1994 M1SAE J381-2000（無中文版）載貨車，大客車和多用途車刮水洗滌GB 15085-199478/318/EECAIS019

3、(暫無標準)M1內(nèi)容基本相同GB/T11565-1989適用于轎車和不超過9座的客車后視鏡GB 150841994 2003/97/ECECE R46SAEJ 985-2002M、N視野設計、校核的相關術語H點R點設計座椅靠背角實際座椅靠背角駕駛員眼橢圓：比較理想的視野設計工具，SAE法規(guī)采用。V點（視原點）：可代替眼橢圓進行視野設計，使作圖簡單化 ， 國標、EEC法規(guī)用。P點：用于評價A柱視野障礙。E點：用于評價A柱視野障礙。駕駛員眼點：用于后視鏡視野校核，國標、ECE、EC指令采用。H點 指安放在車輛座椅中的3 DH裝置的軀干與大腿的鉸接中心?！癏”點位于該裝置兩側“H”點標記鈕中心線的中

4、點上。在理論上“H”點與“R”點一致。一旦按“H點確定程序”規(guī)定的程序（見GB/T11563）確定，即認為“H”點相對座椅墊結構是固定的，且隨座椅的調(diào)節(jié)而移動。R點 “ R點”即“乘坐基準點”,座椅處于正常駕駛和乘座狀態(tài)時的最后位置H點. 設計座椅靠背角： 指過“R”點的鉛垂線與車輛制造廠規(guī)定的座椅靠背設計位置 所對應的軀干線之間的夾角。實際座椅靠背角： 指過“H”點的鉛垂線與軀干線之間的夾角，用3DH裝置的背部角量角器測量。理論上實際靠背角與設計靠背角相一致 。駕駛員眼橢圓 1.概念 指不同身材的駕駛員按自己的意愿將座椅調(diào)整到適意位置、并且以正常的駕駛姿勢入座后，他們眼睛位置在車內(nèi)坐標系中的

5、統(tǒng)計分布圖形。由于圖形成橢圓狀，因此被稱為駕駛員眼橢圓。汽車駕駛員眼橢圓的確立為研究汽車視野性能提供了科學的基準。 圖1：不同百分位人群的眼橢圓側視圖 2.測定方法 眼橢圓的測定需在相當大的室或廳內(nèi)進行。在室或廳的一面墻上設有寬銀幕，銀幕前方一定距離處停放測定用的汽車，銀幕中央安設一架照相機，在汽車駕駛員旁側一定距離處設置第二架照相機，兩照相機等高, 并且光軸互相垂直。測試場地的布局如圖所示。 被測駕駛員在明確了測定要求后，將座椅按自己身材調(diào)整到舒適位置，以正常駕駛姿態(tài)入坐。當銀幕上放映出事先拍攝好的市區(qū)街道交通景像時，駕駛員如同在此交通情況下行車，進行相應的觀察與操作。 此時兩架照相機便同步

6、拍攝被測駕駛員眼睛在汽車車身坐標系中位置的照片。由于兩照相機的光軸在同一水平面內(nèi), 且互相垂直，故可根據(jù)照片確定眼睛在車身坐標系中的位置。圖2：眼橢圓測定方法 3.眼橢圓的畫法和眼橢圓樣板 汽車車身設計中，常將各種百分位的眼橢圓事先制作成樣板，以便設計或校核之用。 畫出眼橢圓正視圖的坐標軸線 XX-ZZ 和俯視圖的坐標軸線 XX-YY，見圖3。 根據(jù)選定或給定的汽車駕駛座椅 H 點前后方向水平調(diào)節(jié)量的大小, 由表1查得眼橢圓中心在其自身坐標系中的坐標位置值, 然后分別在側視圖和俯視圖上標出橢圓中心的位置。表1：眼橢圓中心在自身坐標中的位置（mm）H點水平調(diào)節(jié)量XZY左眼Y右眼1021.8-5.

7、6-6.458.0114-4.6-6.4-5.658.9127-10.7-7.1-5.159.0140-17.0-7.6-4.359.7152-20.3-8.4-4.160.2165-22.9-8.4-4.160.5圖3：眼橢圓坐標系 確定眼橢圓的長軸和短軸的方向。在眼橢圓正視圖上,橢圓長軸 XX 的方向與坐標軸線 XX-ZZ 成 - 6.4(長軸前方向下傾斜)夾角；在眼橢圓俯視圖上, 橢圓長軸的方向與坐標軸線 XX 成 5.4(長軸前方向外傾斜)夾角。 根據(jù)選定或給定的汽車駕駛座椅 H 點水平調(diào)節(jié)量的大小及選定的人群百分位數(shù), 由表2、表3查得眼橢圓長軸和短軸的長度。然后分別在正視圖和俯視圖

8、上畫出橢圓的長軸和短軸。橢圓長軸在兩個視圖上的投影可認為等長;而橢圓短軸在兩個視圖上的投影不等。H點水平調(diào)節(jié)量眼橢圓百分比H點水平調(diào)節(jié)量眼橢圓百分比90%95%99%90%95%99%102109147216140147185254114122160229152155193262127135173241165160198267表2：眼橢圓長軸（mm）短軸眼橢圓百分比90%95%99%側視圖7786122俯視圖82105149表3：眼橢圓短軸（mm） 根據(jù)橢圓中心的位置及橢圓長、短軸的位置和長度,按幾何作圖法,分別在正視圖和俯視圖上畫出眼橢圓,如圖4所示。 按照畫出的眼橢圓, 制作眼橢圓樣板。圖

9、4：眼橢圓畫法 4.眼橢圓樣板在車身視圖上的定位 眼橢圓樣板在車身視圖上的定位步驟如下： 根據(jù)設計已確定的H點水平調(diào)節(jié)量及眼橢圓百分位，在樣板組選取相應的樣板。 車身側視圖上的定位：由最后H點向上作垂直工作線，并量取635mm，在該處再作水平工作線。根據(jù)駕駛員座椅靠背角的選定值，由表4查得眼橢圓樣板自身坐標系相對于垂直工作線與水平工作線的偏移量，即確定出眼橢圓在車身側視圖上的坐標原點。座椅靠背角為25時眼橢圓自身坐標原點相對于垂直工作線和水平工作線的偏移量為0，圖5所示即為此種情形。 車身俯視圖上的定位：.轎車：按汽車縱向中心線與眼橢圓樣板的XX軸之間的距離為0.85W7+0.075W3。.貨

10、車、大客車和轎車的變形車：如駕駛員座椅為長條型，則按A法則定位；如為單人椅或斗形椅則按：將左右眼橢圓中心連線的中點置于H點上，且保持X-X軸與汽車縱向中心線相平行即可。 圖5：確定眼橢圓的位置表4：眼橢圓自身坐標的偏移量 眼橢圓樣板在車身視圖上的標注符號說明如下: L17：H 點的前后方向的水平調(diào)節(jié)量； L40：座椅靠背角； L33：H 點至加速踏板踵點的水平距離； H30：H 點至加速踏板踵點的垂直距離； H50：H 點的垂直調(diào)節(jié)量； W3 ：H 點向上 254 mm 處的駕駛室最小寬度； W7 ：方向盤中心離汽車縱向?qū)ΨQ平面的距離。 V點（視原點）： “V點”是表征駕駛員眼睛位置的點，它與

11、通過駕駛員乘坐位置中心線的縱向鉛垂平面、R點及設計座椅椅背角有關。此點用于檢查汽車視野是否符合要求。通常用V1、V2兩點表示V點不同的位置。 表5是設計靠背角為25時的V點相對R點的坐標： V點XYZV168 mm- 5 mm665 mmV268 mm- 5 mm589 mm表5： V1、V2點的位置 坐標的正方向如圖6所示，若設計座椅靠背角不是25時，則按表6對X、Z坐標進行修正 ： 圖6： V點的坐標方向 表6：座椅靠背角變化時V點、P點坐標的修正值 P點： “P點”是駕駛員眼睛高度上的頭部中心點，通常以P1、P2兩點表示駕駛員水平觀察物體時P點的不同位置。Pm點是指通過R點的縱向鉛錘面與

12、P1、P2連線的交點。 表7是設計靠背角為25時的P點相對R點的坐標：P點XYZP135 mm- 20 mm627 mmP263 mm47 mm627 mmPm43.36 mm0 mm627 mm 表7： P點的相對R點的坐標圖7： P點的坐標方向座椅水平調(diào)節(jié)范圍X108 至 120 mm- 13 mm121 至 132 mm- 22 mm133 至 145 mm- 32 mm146 至 158 mm- 42 mm大于158 mm- 48 mm 座椅水平調(diào)節(jié)范圍超過108 mm時P1、P2點的X軸坐標按表8修正： 表8： P點X軸坐標的修正值 若設計座椅靠背角不是25時，P點還要按表5對X、Z

13、坐標進行修正。 圖8：E點和P點相對位置尺寸圖 E點： “E點”指駕駛員眼睛的中心（簡稱眼點），通常以E1、E2(E3 、 E4)四點表示頭部中心點P在P1（P2）位置時的左右兩只眼點。E點和P點在同一水平面內(nèi)。它們用于評價A柱視野障礙。 E1和E2距P1各為l04 mm，E2距E1為65 mm。 E3和E4距P2各為 104 mm，E3距E4為 65 mm。駕駛員眼點： GB 15084-94 中規(guī)定駕駛員的眼點為: 通過汽車制造廠確定的駕駛員設計乘坐位置中心, 作一個平行于汽車縱向基準面的縱向垂直平面, 從該平面內(nèi)的駕駛員 “座椅基準點”(“R”點) 向上 635 mm ,作垂直于該平面的

14、一條直線段, 在此直線段與該平面的交點的兩側各 32.5 mm 處(總距離為 65 mm )作兩個點, 即為駕駛員的眼點, 也稱駕駛員視點。用于后視鏡視野校核。圖9： GB 1508494中規(guī)定駕駛員視點前方視野的設計校核設計要求(5條)1.風窗玻璃透明區(qū)至少應包括風窗玻璃基準點連線所包圍的面。 透明區(qū)指汽車風窗玻璃或其它透明表面的透光率(當光線與表面成直角測量時)不小于70%的區(qū)域。 風窗玻璃基準點指從V點向前的射線與風窗玻璃外表面的交點。分別為： .V1點水平向前偏左 17的基準點. b. V1點向前沿鉛垂面偏上7的基準點. c. V2點向前沿鉛垂面偏下 5的基準點. d.在汽車縱向?qū)ΨQ平

15、面另一側，還有3個與上述三點對稱的基 準點。 A = 68 mmB = 5 mmC = 589 mmD = 665 mm圖10： 風窗玻璃基準點（1）汽車縱向中間平面的跡線。（2）通過R點的縱向鉛垂平面的跡線。（3）通過V1及V2點的縱向鉛垂平面的跡線。2.每根A柱雙目障礙角不得超過6。 A柱:指位于V點前68 mm處橫向鉛垂平面以前的任何車頂支撐(不透明的零件)，如門框、風窗玻璃鑲條、支撐附件等。 若兩A柱相對汽車縱向鉛垂面是對稱的，則乘員側A柱障礙角無需測量。 確定A柱障礙角的方法（見圖11）：.從Pm點向前作與水平面向上呈2的平面，過此平面與A柱相交的最前點作水平截面S1 。b.從Pm點

16、向前作與水平面向下呈5的平面，過此平面與A柱相交的最前點作水平截面S2 。c.將S1 、S2兩截面投影在P點所在水平面內(nèi)。d.將E1和E2的連接線繞P1旋轉，使E1點至左A柱的S2截面外側的切線與E1、E2連線成直角，從E1向S2截面外側作切線，從E2向S1截面內(nèi)側作切線，從E2點作前一切線平行線，與后切線所成的平面視野角度即為駕駛員側的A柱雙目障礙角。e.將E3和E4的連接線繞P2旋轉，使E4點至右A柱的S2截面外側的切線與E3、E4連線成直角，從E4向S2截面外側作切線，從E3向S1截面內(nèi)側作切線，從E3點作前一切線平行線，與后切線所成的平面視野角度即為乘員側的A柱雙目障礙角。 乘員側A柱

17、雙目障礙角駕駛員側A柱雙目障礙角圖11： A柱障礙角3.汽車不得有兩根以上的A柱。 4.在駕駛員前視野 180范圍內(nèi)，在通過V1的水平面下方和通過V2的三個平面 (三個平面都和水平面向下成 4夾角，其中一個平面垂直于Y基準平面，另兩個平面垂直于X基準平面)上方的范圍內(nèi)（見圖10），除了A柱、三角窗分隔條、車外無線電天線、后視鏡和風窗玻璃刮水器等造成的障礙外，不得有其它障礙。以下情況除外：直徑小于 0.5 mm的嵌入式天線，或小于1.0 mm的印刷式天線，不認為是視野障。無線電天線的導線一般不得進入A區(qū)但是導線直徑小于 0.5 mm時，可允許導線進入，此種情況不認為是視野障礙 。豎直導線最大直徑

18、為0.03mm,最小間距1.25mm，水平導線最小間距2.0mm的除霜除霧導線不認為是視野障礙 。（僅國標）成鋸齒形或正弦曲線形，可見最大寬度0.03mm，導線最大密度:垂直導線8/cm，水平導線5/cm的除霜、除霧導線不認為是視野障礙 。（僅EEC）5.通過V2垂直于Y基準平面且與方向盤上邊緣相切的平面，如該平面相對于水平面至少后下傾斜1 時，則方向盤上邊緣以下的儀表板所構成的障礙是允許的。（僅國標）圖12：駕駛員前方 180范圍內(nèi)直接視野障礙評估前風窗玻璃刮掃及除霜面積的確定1.A區(qū)：是下述從V點向前延伸的4個平面與風窗玻璃外表面相交的交線所封閉的面積(見圖13)。 .通過V1和V2點且在

19、X軸的左側與X軸成13角的鉛垂平面； b.通過V1點，與X軸成3仰角且與Y軸平行的平面： c.通過V2點，與X軸成1俯角且與Y軸平行的平面； d.通過Vl和V2點且在X軸的右側與X軸成20角的鉛垂平面。 B區(qū)：指由下述4個平面所圍成的風窗玻璃外表面的面積，且距風窗玻璃透明區(qū)的邊緣向內(nèi)至少25 mm (見圖14)。 .通過V1點，與X軸成7仰角且與Y軸平行的平面： b.通過V2點，與X軸成5俯角且與Y軸平行的平面； c.通過V1與V2點且在X軸的左側與X軸成17角的鉛垂平面； d.以汽車縱向中間平面為基準面且與上一條中的平面對稱的平面。（1）汽車縱向中間平面的跡線。（2）通過R點的縱向鉛垂平面的

20、跡線。（3）通過V1及V2點的縱向鉛垂平面的跡線。圖13：視野區(qū)域A圖14：視野區(qū)域B（1）汽車縱向中間平面的跡線。（2）通過R點的縱向鉛垂平面的跡線。（3）通過V1及V2點的縱向鉛垂平面的跡線。2.前風窗玻璃刮掃及除霜面積的要求序號項目要求備注A區(qū)B區(qū)1除霜20 min時，除霜面積8040 min時，除霜面積95（國標）25 min時，乘客所在位置一側的風窗玻璃的除霜面積應與駕駛員所在位置一側的風窗玻璃的除霜面積相當40 min時，除霜面積95（EEC）2除霧lO min時，除霧面積90lO min時，除霧面積80國標與EEC相同3刮掃刮刷面積98 %。刮刷面積80 %。4洗滌清洗面積603.SAE標準的要求（從車輛人機工程學摘錄）.SAE對小客車的風窗玻璃刮掃要求(半小時內(nèi))區(qū)域刮凈率（）眼橢圓百分位（）角度（）左右上下A80951856105B9595145353C10095101551b.SAE對貨車和大