驾驶员前视野的设计校核方法ppt课件

驾驶员前方视野的设计校核方法 0 目录 概述 视野设计 校核的相关法规 视野设计 校核的相关术语 前方视野的设计校核 1 概述 视野是指人眼所能观察到的空间范围 汽车行驶时80 以上的交通信息是由驾驶员视觉得到的 因此驾驶员在汽车上的视野范围好坏直接影响驾驶员的驾驶安全性及驾驶舒适性 驾驶员视野分类 1 直接视野 无须借助后视镜而能直接见到的视野区域 前方视野 是指驾驶员坐在驾驶座椅上 通过前风窗玻璃观察道路交通情况和交通标志 信号的可见范围 侧方视野 是指驾驶员通过侧门风窗等直接可见的视野范围 全周视野 主要用于轿车 因为轿车经常要进出停车场地 或在拥挤的街道上行驶 所以驾驶员需要环视前后左右 这就要求轿车的全周视野要好 2 间接视野 借助后视镜才能见到的区域 也就是后视野 本次主要讨论驾驶员前方视野的设计以及校核方法 2 视野设计 校核的相关法规 3 视野设计 校核的相关术语 H点 R点 设计座椅靠背角 实际座椅靠背角 驾驶员眼椭圆 比较理想的视野设计工具 SAE法规采用 V点 视原点 可代替眼椭圆进行视野设计 使作图简单化 国标 EEC法规用 P点 用于评价A柱视野障碍 E点 用于评价A柱视野障碍 驾驶员眼点 用于后视镜视野校核 国标 ECE EC指令采用 4 H点指安放在车辆座椅中的3DH装置的躯干与大腿的铰接中心 H 点位于该装置两侧 H 点标记钮中心线的中点上 在理论上 H 点与 R 点一致 一旦按 H点确定程序 规定的程序 见GB T11563 确定 即认为 H 点相对座椅垫结构是固定的 且随座椅的调节而移动 R点 R点 即 乘坐基准点 座椅处于正常驾驶和乘座状态时的最后位置H点 5 设计座椅靠背角 指过 R 点的铅垂线与车辆制造厂规定的座椅靠背设计位置所对应的躯干线之间的夹角 实际座椅靠背角 指过 H 点的铅垂线与躯干线之间的夹角 用3DH装置的背部角量角器测量 理论上实际靠背角与设计靠背角相一致 6 驾驶员眼椭圆1 概念指不同身材的驾驶员按自己的意愿将座椅调整到适意位置 并且以正常的驾驶姿势入座后 他们眼睛位置在车内坐标系中的统计分布图形 由于图形成椭圆状 因此被称为驾驶员眼椭圆 汽车驾驶员眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提供了科学的基准 图1 不同百分位人群的眼椭圆侧视图 7 2 测定方法眼椭圆的测定需在相当大的室或厅内进行 在室或厅的一面墙上设有宽银幕 银幕前方一定距离处停放测定用的汽车 银幕中央安设一架照相机 在汽车驾驶员旁侧一定距离处设置第二架照相机 两照相机等高 并且光轴互相垂直 测试场地的布局如图所示 被测驾驶员在明确了测定要求后 将座椅按自己身材调整到舒适位置 以正常驾驶姿态入坐 当银幕上放映出事先拍摄好的市区街道交通景像时 驾驶员如同在此交通情况下行车 进行相应的观察与操作 此时两架照相机便同步拍摄被测驾驶员眼睛在汽车车身坐标系中位置的照片 由于两照相机的光轴在同一水平面内 且互相垂直 故可根据照片确定眼睛在车身坐标系中的位置 图2 眼椭圆测定方法 8 3 眼椭圆的画法和眼椭圆样板汽车车身设计中 常将各种百分位的眼椭圆事先制作成样板 以便设计或校核之用 画出眼椭圆正视图的坐标轴线XX ZZ和俯视图的坐标轴线XX YY 见图3 根据选定或给定的汽车驾驶座椅H点前后方向水平调节量的大小 由表1查得眼椭圆中心在其自身坐标系中的坐标位置值 然后分别在侧视图和俯视图上标出椭圆中心的位置 表1 眼椭圆中心在自身坐标中的位置 mm 图3 眼椭圆坐标系 9 确定眼椭圆的长轴和短轴的方向 在眼椭圆正视图上 椭圆长轴XX的方向与坐标轴线XX ZZ成 6 4 长轴前方向下倾斜 夹角 在眼椭圆俯视图上 椭圆长轴的方向与坐标轴线XX成5 4 长轴前方向外倾斜 夹角 根据选定或给定的汽车驾驶座椅H点水平调节量的大小及选定的人群百分位数 由表2 表3查得眼椭圆长轴和短轴的长度 然后分别在正视图和俯视图上画出椭圆的长轴和短轴 椭圆长轴在两个视图上的投影可认为等长 而椭圆短轴在两个视图上的投影不等 表2 眼椭圆长轴 mm 表3 眼椭圆短轴 mm 10 根据椭圆中心的位置及椭圆长 短轴的位置和长度 按几何作图法 分别在正视图和俯视图上画出眼椭圆 如图4所示 按照画出的眼椭圆 制作眼椭圆样板 图4 眼椭圆画法 11 4 眼椭圆样板在车身视图上的定位眼椭圆样板在车身视图上的定位步骤如下 根据设计已确定的H点水平调节量及眼椭圆百分位 在样板组选取相应的样板 车身侧视图上的定位 由最后H点向上作垂直工作线 并量取635mm 在该处再作水平工作线 根据驾驶员座椅靠背角的选定值 由表4查得眼椭圆样板自身坐标系相对于垂直工作线与水平工作线的偏移量 即确定出眼椭圆在车身侧视图上的坐标原点 座椅靠背角为25 时眼椭圆自身坐标原点相对于垂直工作线和水平工作线的偏移量为0 图5所示即为此种情形 车身俯视图上的定位 轿车 按汽车纵向中心线与眼椭圆样板的XX轴之间的距离为0 85W7 0 075W3 货车 大客车和轿车的变形车 如驾驶员座椅为长条型 则按A法则定位 如为单人椅或斗形椅则按 将左右眼椭圆中心连线的中点置于H点上 且保持X X轴与汽车纵向中心线相平行即可 图5 确定眼椭圆的位置 12 表4 眼椭圆自身坐标的偏移量 13 眼椭圆样板在车身视图上的标注符号说明如下 L17 H点的前后方向的水平调节量 L40 座椅靠背角 L33 H点至加速踏板踵点的水平距离 H30 H点至加速踏板踵点的垂直距离 H50 H点的垂直调节量 W3 H点向上254mm处的驾驶室最小宽度 W7 方向盘中心离汽车纵向对称平面的距离 14 V点 视原点 V点 是表征驾驶员眼睛位置的点 它与通过驾驶员乘坐位置中心线的纵向铅垂平面 R点及设计座椅椅背角有关 此点用于检查汽车视野是否符合要求 通常用V1 V2两点表示V点不同的位置 表5是设计靠背角为25 时的V点相对R点的坐标 表5 V1 V2点的位置 坐标的正方向如图6所示 若设计座椅靠背角不是25 时 则按表6对X Z坐标进行修正 15 图6 V点的坐标方向 16 表6 座椅靠背角变化时V点 P点坐标的修正值 17 P点 P点 是驾驶员眼睛高度上的头部中心点 通常以P1 P2两点表示驾驶员水平观察物体时P点的不同位置 Pm点是指通过R点的纵向铅锤面与P1 P2连线的交点 表7是设计靠背角为25 时的P点相对R点的坐标 表7 P点的相对R点的坐标 18 图7 P点的坐标方向 19 座椅水平调节范围超过108mm时P1 P2点的X轴坐标按表8修正 表8 P点X轴坐标的修正值 若设计座椅靠背角不是25 时 P点还要按表5对X Z坐标进行修正 20 图8 E点和P点相对位置尺寸图 E点 E点 指驾驶员眼睛的中心 简称眼点 通常以E1 E2 E3 E4 四点表示头部中心点P在P1 P2 位置时的左右两只眼点 E点和P点在同一水平面内 它们用于评价A柱视野障碍 E1和E2距P1各为l04mm E2距E1为65mm E3和E4距P2各为104mm E3距E4为65mm 21 驾驶员眼点 GB15084 94中规定驾驶员的眼点为 通过汽车制造厂确定的驾驶员设计乘坐位置中心 作一个平行于汽车纵向基准面的纵向垂直平面 从该平面内的驾驶员 座椅基准点 R 点 向上635mm 作垂直于该平面的一条直线段 在此直线段与该平面的交点的两侧各32 5mm处 总距离为65mm 作两个点 即为驾驶员的眼点 也称驾驶员视点 用于后视镜视野校核 图9 GB15084 94中规定驾驶员视点 22 前方视野的设计校核 设计要求 5条 1 风窗玻璃透明区至少应包括风窗玻璃基准点连线所包围的面 透明区指汽车风窗玻璃或其它透明表面的透光率 当光线与表面成直角测量时 不小于70 的区域 风窗玻璃基准点指从V点向前的射线与风窗玻璃外表面的交点 分别为 V1点水平向前偏左17 的基准点 b V1点向前沿铅垂面偏上7 的基准点 c V2点向前沿铅垂面偏下5 的基准点 d 在汽车纵向对称平面另一侧 还有3个与上述三点对称的基准点 23 A 68mmB 5mmC 589mmD 665mm 图10 风窗玻璃基准点 1 汽车纵向中间平面的迹线 2 通过R点的纵向铅垂平面的迹线 3 通过V1及V2点的纵向铅垂平面的迹线 24 2 每根A柱双目障碍角不得超过6 A柱 指位于V点前68mm处横向铅垂平面以前的任何车顶支撑 不透明的零件 如门框 风窗玻璃镶条 支撑附件等 若两A柱相对汽车纵向铅垂面是对称的 则乘员侧A柱障碍角无需测量 25 确定A柱障碍角的方法 见图11 从Pm点向前作与水平面向上呈2 的平面 过此平面与A柱相交的最前点作水平截面S1 b 从Pm点向前作与水平面向下呈5 的平面 过此平面与A柱相交的最前点作水平截面S2 c 将S1 S2两截面投影在P点所在水平面内 d 将E1和E2的连接线绕P1旋转 使E1点至左A柱的S2截面外侧的切线与E1 E2连线成直角 从E1向S2截面外侧作切线 从E2向S1截面内侧作切线 从E2点作前一切线平行线 与后切线所成的平面视野角度即为驾驶员侧的A柱双目障碍角 e 将E3和E4的连接线绕P2旋转 使E4点至右A柱的S2截面外侧的切线与E3 E4连线成直角 从E4向S2截面外侧作切线 从E3向S1截面内侧作切线 从E3点作前一切线平行线 与后切线所成的平面视野角度即为乘员侧的A柱双目障碍角 乘员侧A柱双目障碍角 驾驶员侧A柱双目障碍角 图11 A柱障碍角 26 3 汽车不得有两根以上的A柱 4 在驾驶员前视野180 范围内 在通过V1的水平面下方和通过V2的三个平面 三个平面都和水平面向下成4 夹角 其中一个平面垂直于Y基准平面 另两个平面垂直于X基准平面 上方的范围内 见图10 除了A柱 三角窗分隔条 车外无线电天线 后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外 不得有其它障碍 以下情况除外 直径小于0 5mm的嵌入式天线 或小于1 0mm的印刷式天线 不认为是视野障 无线电天线的导线一般不得进入A区但是导线直径小于0 5mm时 可允许导线进入 此种情况不认为是视野障碍 竖直导线最大直径为0 03mm 最小间距1 25mm 水平导线最小间距2 0mm的除霜除雾导线不认为是视野障碍 仅国标 成锯齿形或正弦曲线形 可见最大宽度0 03mm 导线最大密度 垂直导线8 cm 水平导线5 cm的除霜 除雾导线不认为是视野障碍 仅EEC 5 通过V2垂直于Y基准平面且与方向盘上边缘相切的平面 如该平面相对于水平面至少后下倾斜1 时 则方向盘上边缘以下的仪表板所构成的障碍是允许的 仅国标 27 图12 驾驶员前方180 范围内直接视野障碍评估 28 前风窗玻璃刮扫及除霜面积的确定1 A区 是下述从V点向前延伸的4个平面与风窗玻璃外表面相交的交线所封闭的面积 见图13 通过V1和V2点且在X轴的左侧与X轴成13 角的铅垂平面 b 通过V1点 与X轴成3 仰角且与Y轴平行的平面 c 通过V2点 与X轴成1 俯角且与Y轴平行的平面 d 通过Vl和V2点且在X轴的右侧与X轴成20 角的铅垂平面 B区 指由下述4个平面所围成的风窗玻璃外表面的面积 且距风窗玻璃透明区的边缘向内至少25mm 见图14 通过V1点 与X轴成7 仰角且与Y轴平行的平面 b 通过V2点 与X轴成5 俯角且与Y轴平行的平面 c 通过V1与V2点且在X轴的左侧与X轴成17 角的铅垂平面 d 以汽车纵向中间平面为基准面且与上一条中的平面对称的平面 29 1 汽车纵向中间平面的迹线 2 通过R点的纵向铅垂平面的迹线 3 通过V1及V2点的纵向铅垂平面的迹线 图13 视野区域A 30 图14 视野区域B 1 汽车纵向中间平面的迹线 2 通过R点的纵向铅垂平面的迹线 3 通过V1及V2点的纵向铅垂平面的迹线 31 2 前风窗玻璃刮扫及除霜面积的要求 32 3 SAE标准的要求 从 车辆人机工程学 摘录 SAE对小客车的风窗玻璃刮扫要求 半小时内 33 b SAE对货车和大客车的风窗玻璃刮扫部位的要求 34 c SAE对汽车的风窗玻璃除霜要求 35 前方视