楊燦 王彥平 周喜格
【摘 要】隨著人們對汽車安全性的要求越來越高,汽車安全駕駛也越來越受到人們的關(guān)注。汽車視野與汽車的行駛安全性密切相關(guān),而汽車前方視野是汽車整體視野中最重要的組成,好的汽車前方視野設(shè)計能明顯減少交通事故發(fā)生的頻率。文章對汽車駕駛員前方視野進(jìn)行了綜合分析,并基于NX軟件計算出汽車前方視野可視性面積,按此可視面積計算整車前方視野可視性評價總分。按所得總分對汽車前方視野的優(yōu)異程度進(jìn)行分析,以更好地指導(dǎo)汽車前方視野區(qū)域零件的設(shè)計和開發(fā)。
【關(guān)鍵詞】汽車;視野;可視性;總布置
【中圖分類號】U463.82 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688(2017)05-0050-04
隨著人們對汽車安全性要求越來越高,汽車安全駕駛也越來越受到人們的關(guān)注。汽車視野性能與汽車的行駛安全性密切相關(guān),而汽車前方視野是汽車整車視野中最重要的組成,好的汽車前方視野設(shè)計能明顯減少交通事故發(fā)生的頻率。
常規(guī)前方視野評價是將前方視野分為A柱障礙角、前擋風(fēng)玻璃透明區(qū)域、前門玻璃透明區(qū)域、外后視鏡遮擋、內(nèi)后視鏡遮擋5個部分進(jìn)行分開的視野評估,各區(qū)域的視野重要程度和遮擋率不同,無法實現(xiàn)對汽車前方視野的整體性評估。
通過對汽車前方視野5個部分的綜合研究分析,基于NX軟件設(shè)計出以下汽車前方視野可視性評價系統(tǒng),按此評價系統(tǒng)可獲得整車前方視野可視性評價總分,基于此對汽車前方視野的優(yōu)異程度進(jìn)行分析,以更好地指導(dǎo)汽車前方視野區(qū)域零件的設(shè)計和開發(fā)。
以某微型車為例,在前期設(shè)計過程中由于窗臺線造型較高導(dǎo)致后視鏡較高,后期試驗車出現(xiàn)駕駛員前方視野差的問題,針對此問題后期做一系列分析和改進(jìn),總結(jié)出以下汽車前方視野可視性評價系統(tǒng),并將此推廣至后續(xù)所有開發(fā)車型。
1 前方視野可視性投影面的準(zhǔn)備工作
1.1 找準(zhǔn)駕駛員H點(diǎn)和眼點(diǎn)
H點(diǎn):人體軀干與大腿相連的鉸接點(diǎn),簡稱胯點(diǎn)。眼點(diǎn):H點(diǎn)上方635 mm的點(diǎn)即為眼點(diǎn)。
1.2 畫出駕駛員前方視野可視性投影面
駕駛員前方視野可視性投影面是指在駕駛員眼點(diǎn)前方水平180°范圍內(nèi),以駕駛員眼點(diǎn)為中心做垂直于空載地面線的半徑為6 m的圓柱面(如圖1所示)。
其中,駕駛員前方可視區(qū)域為駕駛員視野通過汽車風(fēng)窗玻璃或其他透明表面向外可視區(qū)域。駕駛員前方不可視區(qū)域為駕駛員視野被汽車A柱、內(nèi)后視鏡、外后視鏡及其他不透明零件遮擋的不可視區(qū)域(如圖2所示)。
2 前方視野可視性總分計算方法
駕駛員前方視野可視性總分計算應(yīng)包含對前方視野水平方向劃分、前方視野豎直方向劃分、前方視野可視性投影面區(qū)域劃分、前方視野可視性投影面各區(qū)域加權(quán)系數(shù)、前方視野可視性總分計算等步驟。
2.1 前方視野水平方向劃分
在駕駛員眼點(diǎn)所在水平面上,沿眼點(diǎn)水平向前方向做豎直面,以其左側(cè)21°、55°,右側(cè)25°、75°各做一個豎直面,對駕駛員前方視野進(jìn)行水平方向的劃分(如圖3所示)。
2.2 駕駛員前方視野豎直方向劃分
在駕駛員眼點(diǎn)所在豎直面上,沿眼點(diǎn)水平向前方向做水平面,以其向上12°、20°,向下5°、15°各做一個垂直于豎直面的平面,以此對駕駛員前方視野進(jìn)行豎直方向的劃分(如圖3所示)。
2.3 前方視野可視性投影面區(qū)域劃分
按上文對前方視野可視性投影面進(jìn)行區(qū)域劃分,劃分出A、B、C、D、E共5個區(qū)域(如圖3所示)。
2.4 前方視野可視性投影面各區(qū)域加權(quán)系數(shù)
根據(jù)駕駛員前方各區(qū)域重要程度,確定A、B、C、D、E區(qū)域加權(quán)系數(shù),各區(qū)域?qū)?yīng)加權(quán)系數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。
3 前方視野可視性總分計算
3.1 區(qū)域可視面積百分比
各區(qū)域可視面積百分比應(yīng)按公式(1)計算:
Pi=■×100%(1)
式(1)中:i為指代A、B、C、D、E的其中一個區(qū)域;Pi為i所指代區(qū)域可視面積百分比,單位為%;Ki為i所指代區(qū)域可視區(qū)域面積,單位為mm2;Si為i所指代區(qū)域總面積,單位為mm2。
3.2 各區(qū)域可視性得分
A、B、C、D、E區(qū)域可視性得分應(yīng)按公式(2)計算:
Ni=Pi×Wi×100%(2)
式(2)中:i為指代A、B、C、D、E的其中一個區(qū)域;Ni為i所指代區(qū)域可視性得分;Pi為i所指代區(qū)域可視面積百分比,單位為%;Wi為i所指代區(qū)域加權(quán)系數(shù)。
3.3 前方視野可視性總分計算
前方視野可視性總分應(yīng)按公式(3)計算:
Sc=Na+Nb+Nc+Nd+Ne(3)
式(3)中:Sc為前方視野可視性總分;Na為A區(qū)域可視性得分;Nb為B區(qū)域可視性得分;Nc為C區(qū)域可視性得分;Nd為D區(qū)域可視性得分;Ne為E區(qū)域可視性得分。
3.4 汽車前方視野可視性總分等級評定
汽車前方視野可視性總分(Sc)的滿分為31分,實車測試前方視野可視性總分等級評定應(yīng)符合表2的規(guī)定。
4 通過前方視野可視性總分分析零件設(shè)計改進(jìn)方向
通過前方可視性總分評定某車型前方視野可視性是否達(dá)到目標(biāo)要求。通過某車型前方視野各區(qū)域?qū)?yīng)可視性面積比對前方A柱障礙角、前擋風(fēng)玻璃透明區(qū)域、前門玻璃透明區(qū)域、外后視鏡遮擋、內(nèi)后視鏡遮擋5個部分進(jìn)行細(xì)致分析。A區(qū)域可視性面積比較大,則汽車正前方視野較好,B區(qū)域可視性面積比影響的零件為汽車左側(cè)A柱,C區(qū)域則受右側(cè)A柱影響,D區(qū)域可視面積比由左側(cè)外后視鏡及駕駛員下視野來確定,E區(qū)域則由駕駛員上下視野即前擋風(fēng)玻璃處的內(nèi)后視鏡遮擋率來確定。在對比分析汽車各區(qū)域可視面積后,針對對應(yīng)區(qū)域零件進(jìn)行修改和調(diào)整,以實現(xiàn)駕駛員前方視野可視性的優(yōu)化。
5 汽車前方視野可視性評價系統(tǒng)的NX應(yīng)用操作
5.1 NX中前方視野可視性投影面制作
以某車型駕駛員H點(diǎn)位置計算出駕駛員眼點(diǎn)位置,以眼點(diǎn)為中心做一個半徑為6 m的圓柱面。依據(jù)駕駛員前方視野重要度對圓柱面進(jìn)行區(qū)域劃分,做出駕駛員可視性投影面。
5.2 駕駛員前方視野可視性區(qū)域投影
抽取某車型前方視野范圍內(nèi)透明區(qū)域的邊線,使用通過曲線拉伸面的命令將眼點(diǎn)與透明區(qū)域邊線連接成錐形面,錐形面范圍內(nèi)駕駛員前方可視區(qū)域,即駕駛員可以通過汽車向外觀看的區(qū)域。在駕駛員可視區(qū)域內(nèi)有外后視鏡、內(nèi)后視鏡等障礙物,將此類障礙物邊緣線抽出,用通過曲線拉伸面的命令將障礙物邊緣線與眼點(diǎn)邊緣線連接成錐形面。將錐形面延長至與可視性投影面相交,通過2個面的交線即可做車駕駛員前方可視性區(qū)域投影。
5.3 駕駛員前方視野可視性總分計算
依據(jù)可視性投影面上的可視面積和不可視面積,計算出各區(qū)域可視面積百分比,乘以各區(qū)域加權(quán)分?jǐn)?shù),得出各區(qū)域總分,將區(qū)域總分相加即得出某車型前方視野可視性總分。某車型A區(qū)域可視面積百分比為99%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)16,得分為15.91;B區(qū)域可視面積百分比為55%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)8,得分為4.37;C區(qū)域可視面積百分比為70%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)4,得分為2.81;D區(qū)域可視面積百分比為50%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)2,得分為1.01;E區(qū)域可視面積百分比為50%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)1,得分為0.50。A、B、C、D、E區(qū)域得分總和為24.57分。即,某車型的前方視野可視性總分為24.57分(如圖4所示)。
5.4 某車型汽車前方可視性總分等級評定結(jié)果
汽車前方可視性總分(Sc)的滿分為31分,某車型前方可視性總分為24.57,處于評分表中良好水平,由此可判斷此車型前方可視性良好。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]張志波.汽車駕駛員前方視野測量即評價[J].汽車技
術(shù),2013(4).
[2]GB 11562—2014,汽車駕駛員前方視野要求及測試方法[S].
[3]周曉明.H點(diǎn)及總布置關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2015(8).
[4]SAE J1100—2009,(R)Motor Vehicle Dimensions[S].
[責(zé)任編輯:鐘聲賢]