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发表于 2020-7-8 09:14:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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浅谈汽车仪表布置校核

陈秀国

(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽 合肥 230601)

【中国汽车材料网】摘 要:仪表作为汽车上最重要的显示装置,驾驶员在驾驶过程中80%的讯息是通过其获得的,因此在进行汽车设计时,仪表的布置校核显得尤为重要。文章从人机工程的角度对仪表的位置分析、视野分析和炫目校核等方面较为系统的介绍了一种汽车仪表的布置校核方法,可在造型及设计阶段就发现问题、解决问题,避免样车出来后的大量设计变更及模具更改,节省大量时间和费用。
关键词:仪表;布置;视距;盲区;炫目


前言
在汽车的人机界面中,驾驶员通过“显示装置”接受来自汽车的信息,经过大脑的加工、决策,然后通过“操纵装置”向汽车发出指令,改变汽车的运动状态,实现驾驶员到车的信息传递。本文结合某款车型的组合仪表布置校核方法,详细阐述如何在造型初期通过校核满足人机工程的要求。
组合仪表布置时,优先考虑在驾驶员头部不移动时,保证所有的指示器及信号装置是可见的,否则,应至少保证国标中要求的指示器及信号装置的布置区域是可见的。在进行总布置校核时,转向盘选用上极限位置为设计状态,H点坐标为座椅最后最下位置的座椅参考点,选用 95%的驾驶员眼椭圆进行相关的设计校核。主要在如下几个方面:

1 组合仪表的位置分析
1.1 视距分析
视距是指人眼到观察仪表的距离,校核分析时测量组合仪表显示面中心与眼椭圆中心的距离,该距离一般控制在700mm左右为最佳,也可与参考车型进行对比。
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图1



1.2 视线角度分析
只用左眼或右眼单独观察时所能看到的区域称为单眼视区,用左眼或右眼单独观察到的两个单眼视区的合成称为两单眼视区;用左、右眼同时观察时两眼都能看到的区域,即两单眼视区的重叠部分称为双眼视区。眼睛保持向前直视,眼球和头部均不转动时,单眼水平视区为 150°,及能看见直前视线一侧90°、另一侧60°的区域。双眼视区为120°,两单眼视区为 180°。在垂直方向上的双眼视区为直前视线上方55°~55°,下方60°~70°。如图所示:
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图2 水平/垂直方向视图


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图3 水平/垂直方向的视区


为确保驾驶员获得最佳的仪表视野区域,仪表板中心视线(组合仪表显示面中心与眼椭圆中心连线)尽量垂直于仪表面,同时仪表板中心视线与水平面夹角需控制在垂直方向双眼视区范围内。在水平方向上,一般要求组合仪表面中心与方向盘中心均在通过座椅中心(H点)且平行于整车纵向对称面的平面上,如有偏差尽量控制在右偏10mm以内。某车型的仪表布置视线角度如图所示:
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图4 视线角度图


2 组合仪表视野分析
驾驶员在观察仪表时,驾驶员的视线要受到转向盘的阻挡,转向盘的轮缘、轮辐和轮毂都会在仪表板上形成相应的盲区,这些盲区严重影响了驾驶员对仪表等显示装置信息的获取。下面结合实例说明组合仪表盲区的一般做法。
2.1 求做封闭曲线
过转向盘上半部轮缘中心点,作中间眼椭圆的切线,这些切线的反向延长线与仪表板表面相交,形成一个封闭曲线。
转向盘上半部轮缘中心点。
封闭曲线:
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图5


2.2 求做典型盲区
分别过左、右眼椭圆的中心,作直线扫描转向盘的内、外两侧的轮廓,在仪表表面上分别形成左眼盲区和右眼盲区,左、右眼盲区的交集是典型盲区。
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图6


2.3 求做双眼总盲区
典型盲区以“C”点(“C”点为通过中眼椭圆中心与转向盘上半部轮缘中心的直线,与仪表的交点)为中心,在封闭曲线上移动一周,扫过的区域即双眼总盲区。
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图7


组合仪表上车速里程表、转向指示灯、安全带警报等指示灯要求在无头部移动可见时,其位置不能在方向盘在仪表上的总盲区以内。
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图8


3 组合仪表炫目分析
白天仪表的炫目(反光)及夜晚仪表上发光件在玻璃上的投影将可能导致驾驶员看不清前方或者后视镜而造成交通事故。
3.1 仪表眩目(白天)
白天驾驶时,仪表眩目由组合仪表透明面罩反射外界光线所产生,在进行校核时所有可能射向仪表透明罩的任意方向的外界光线和车内光源反射的光线均不应出现在99%眼睛椭圆视圈之内,需要校核的光源一般包括:透过前风挡、侧窗、后风窗入射的日光及车内光源或其它反光物体(如驾驶员的手、脸、身体及所佩带的首饰等)。
透过前风挡入射光线 反射光线 99%眼椭圆
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图9


3.2 仪表眩目(夜间)
夜间驾驶时,由仪表发出的光线会投影到前风窗玻璃或侧窗等区域,会严重影响驾驶员前视野和后视野。
3.2.1 组合仪表在前风窗的投影校核
组合仪表发出的光线在前风窗的投影不允许出现前风窗玻璃A区范围内,最好在透明区域无投影或处于B区以外。如图所示,组合仪表在前风窗玻璃的投影虽然出现在B区,但投影光线全部被仪表罩遮挡,满足设计要求。
眼点
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图10


3.2.2 组合仪表在侧窗玻璃上的投影
组合仪表在侧窗玻璃上的投影应避免与外后视镜观察区域重合,否则会造成炫目影响夜间行驶时后视镜视野。如图所示组合仪表在侧窗玻璃上的投影与外后视镜观察区域有较多重合,不满足设计要求。
组合仪表 侧窗玻璃 外后视镜
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图11


4 结束语
由于造型及结构设计等方面的原因,仪表的视野、炫目等问题往往很难完全避免,对于校核存在的问题,可根据情况严重程度,在人机工程、造型和结构设计之间做出平衡,比如组合仪表在侧窗玻璃上的投影与外后视镜观察区域重合比例如小于20%有时也可视为合格,但须在后期的物理模型上进行主观评价和验证。

参考文献
[1] 杜子学.汽车人机工程学[M].北京:机械工业出版社,2011.2.




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