姚蘭杰

（江蘇敏安電動汽車有限公司研究院）

隨著整車成本控制壓力的不斷增加以及產(chǎn)品更新周期的不斷縮短，國內(nèi)車企越來越傾向于汽車平臺化開發(fā)，而汽車平臺開發(fā)周期的長短對車型開發(fā)至關(guān)重要。在汽車平臺開發(fā)中，需要對市場進行研究和預(yù)判，而駕駛員和乘客的操縱及乘坐舒適性也是其中的重要關(guān)注對象。文章從工程開發(fā)角度，對舒適性進行維度分解，并將整車的300 個以上可量化的關(guān)鍵人機尺寸歸類其中。在充分分析這些關(guān)鍵尺寸的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性后，從長度、寬度、高度3 個方向提出了汽車平臺開發(fā)的11 個關(guān)鍵人機尺寸，并闡述了這些關(guān)鍵尺寸影響的范圍。根據(jù)實際的項目開發(fā)經(jīng)驗，提供了2 種關(guān)鍵尺寸確定方法以作參考。文章對厘清人機基礎(chǔ)、聚焦汽車平臺關(guān)鍵區(qū)域具有一定的指導(dǎo)意義。

1 整車人機舒適性衡量參數(shù)[1-2]

作為客戶直接感知的一部分，人機舒適性在整車開發(fā)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，而客戶的感知主要表現(xiàn)為主觀評價。在實際整車開發(fā)中，為了使人機舒適性分析更加客觀和細化，可以將其分成5 個維度進行衡量。

1）人體坐姿：包括靠背角、腳踝角、臀角、膝蓋角、R點高度等；

2）內(nèi)部空間：包括肩部空間、肘部空間、臀部空間、頭部空間、膝部空間、腳部空間、上下車方便性等；

3）視野安全：包括前方上下視野、后方上下視野、側(cè)方上下視野、A 柱障礙角、360°視野、內(nèi)后視鏡視野、外后視鏡視野、組合儀表視野、中控屏視野、組合儀表反光炫目、中控屏反光炫目等；

4）儲物空間：包括手套箱空間、扶手箱空間、門護板儲物空間、行李箱儲物空間、座椅儲物空間等；

5）操縱舒適性：包括轉(zhuǎn)向盤、換擋、踏板、空調(diào)控制旋鈕、杯托、門開啟拉手、前艙蓋開啟、后背門開啟、組合開關(guān)、門上開關(guān)組等的操縱舒適性。

在以上的5 個維度中，每個維度均細化為可量化的尺寸或參數(shù)來進行衡量，經(jīng)過大量的對標和主觀評價驗證，可以一一確定相關(guān)的參數(shù)。在這些細化的尺寸中，通過對其相互之間關(guān)系的分析，可以找到一些基本的框架尺寸，在汽車平臺開發(fā)階段確定這些尺寸后，能夠簡化汽車平臺開發(fā)的控制要素，同時很好地控制汽車平臺上各車型的人機舒適性。

2 汽車平臺關(guān)鍵人機尺寸[3]

2.1 長度方向

長度方向的人機尺寸基本決定了整車軸距，通過對這些尺寸的優(yōu)化，可以開發(fā)出同軸距、大空間的效果。圖1 示出汽車平臺開發(fā)中長度方向關(guān)鍵尺寸示意圖。

圖1 汽車平臺長度方向關(guān)鍵尺寸示意圖

如圖1所示，長度方向的汽車平臺人機尺寸主要有5 個。

1）L113 為駕駛員腳踏點與前輪心的X 向距離。對于前驅(qū)車型，前輪心基本決定了動力總成的位置，而腳踏點基本決定了三踏板的位置，因此L113 尺寸可以體現(xiàn)前艙的布置情況，A 級車的L113 推薦尺寸不大于480 mm。

2）L6 為駕駛員腳踏點與轉(zhuǎn)向盤中心點的X 向距離。L6 主要影響轉(zhuǎn)向盤的位置、儀表板的邊界等。

3）L53 為駕駛員R 點與腳踵點的X 向距離，基本決定了駕駛員的X 向坐姿、座椅的位置及行程、前門洞的開口、B 柱位置。

4）L50 為前后排的R 點距離，決定了第2 排人體的坐姿、膝部空間、第2 排座椅的位置。

5）L115 為第2 排駕駛員與后輪心的X 向距離，影響后排人體的上下車方便性、后門洞的開口、后輪部的空間以及懸架行程。

在上述尺寸中，L6 和L53 決定了駕駛員頭部和眼睛的位置，進而影響整車的內(nèi)部空間和駕駛員視野。L113，L53，L50，L115 4 個尺寸構(gòu)成了確定整車軸距的尺寸鏈，通過對這4 個尺寸的調(diào)整和優(yōu)化，在同一軸距條件下，可以對這個汽車平臺上的車型進行不同的組合，以滿足市場上差異化的需求。

在汽車平臺開發(fā)過程中，L113 基本不變，L53，L50，L115，L6 會設(shè)定一定的帶寬以適應(yīng)汽車平臺車型。

2.2 寬度方向

寬度方向人機尺寸是輪距的決定因素之一，同時基本決定了整車內(nèi)部的橫向空間。圖2 示出汽車平臺開發(fā)中寬度方向關(guān)鍵尺寸（W20）示意圖。

圖2 汽車平臺寬度方向關(guān)鍵尺寸示意圖

如圖2所示，W20 為駕駛員和乘客 R 點的Y 向值，主要影響肩部/肘部/臀部空間、座椅寬度、門洞止口邊、軸距、門板厚度及側(cè)向的上下車方便性等。

2.3 高度方向

高度方向的人機尺寸是整車高度的決定性因素，也是決定地板高度、整車通過性以及整車姿態(tài)的因素之一。圖3 示出汽車平臺開發(fā)中高度方向關(guān)鍵尺寸示意圖。

圖3 汽車平臺高度方向關(guān)鍵尺寸示意圖

如圖3所示，相關(guān)的關(guān)鍵尺寸主要包含3 類5 個尺寸。

1）H17 為轉(zhuǎn)向盤中心點與駕駛員腳踵點的Z 向距離。H17 與L6 一起決定了轉(zhuǎn)向盤的位置，主要影響點為：a.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置位置；b.駕駛員的前方下視野，進而影響組合儀表的位置和高度；c.換擋等操縱機構(gòu)的位置，由于轉(zhuǎn)向盤為駕駛員使用最頻繁的操縱機構(gòu)，駕駛員的手需要長時間放置在轉(zhuǎn)向盤上，其它操縱機構(gòu)的位置就需要依據(jù)轉(zhuǎn)向盤的位置來確定，以使駕駛員操縱舒適；d.駕駛員的上下車方便性。

2）H30 為駕駛員及乘客的R 點與腳踵點的Z 向距離，H30 為人機最基本尺寸，它決定了駕駛員頭部包絡(luò)、眼橢圓等一系列人機分析基準，也是從人機角度區(qū)分車輛類型的依據(jù)（A/B 類車型）。

3）H5 為駕駛員及乘客R 點的離地高度，主要影響整車的姿態(tài)以及駕駛員和乘客的上下車方便性。

3 關(guān)鍵尺寸的確定方法

3.1 競品對標

開發(fā)的車型最終需要面向市場，對市場上的競爭對手進行詳細的了解，因此可以搜集同級別車型參數(shù)，并按競爭策略（LACU）進行參數(shù)設(shè)定。例如L50 決定了后排人體的乘坐空間，可以將同級別車型的L50 進行測量和比較，在軸距相同的情況下，將L50 設(shè)置為最優(yōu)，這樣就可以保證后排人體的乘坐空間在競爭車型中處于最優(yōu)。

3.2 模擬分析

目前各國都有自己的人體數(shù)據(jù)庫，一些人機軟件（如RAMSIS）應(yīng)用得比較廣泛，可以根據(jù)里面的人體尺寸以及舒適性推薦范圍對人體坐姿進行模擬，通過不同方案的對比，達到尺寸的最優(yōu)。

4 結(jié)論

文章通過對整車人機舒適性的分析，將其劃分為人體坐姿、內(nèi)部空間、視野安全、儲物空間、操縱舒適性5 個維度進行衡量，并在對這些尺寸相互關(guān)系研究的基礎(chǔ)上，從長度、寬度、高度3 個方面提出了汽車平臺開發(fā)的關(guān)鍵人機尺寸。簡化汽車平臺開發(fā)，讓開發(fā)聚焦在關(guān)鍵區(qū)域，同時能夠厘清人機基礎(chǔ)，找出關(guān)鍵參數(shù)，以在具體車型開發(fā)中避免走彎路。