程坤 李家烽 黃曉珍

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，當前國內(nèi)汽車市場競爭日趨激烈，亮眼的汽車外飾造型相對更能吸引消費者，而成功的造型設(shè)計始于合理制定的前期工程輸入，而總布置限制面就是其中一項非常重要的輸入.準確合適的總布置輸入能夠更好地輔助以及約束造型前期開發(fā)，減少造型和工程設(shè)計過程的反復，同時節(jié)約項目開發(fā)時間，并能確保后續(xù)的工程開發(fā)基于造型設(shè)計順利開展。

2 整車總布置限制面梳理總結(jié)

2.1 整車總布置限制面的定義

總布置限制面是指基于某一區(qū)域的斷面及其它各類，包括但不限于人機工程要求、標準法規(guī)、零部件裝配、售后維修需求等一系列工程條件整合而成的一組整體可用的數(shù)據(jù)，通常體現(xiàn)為二維限制面或三維實體限制數(shù)模。在汽車內(nèi)外飾造型的重要區(qū)域，工程均需輸入限制模型，用于輔助及約束造型設(shè)計，以免設(shè)計出的造型脫離項目前期設(shè)定的整車構(gòu)架目標。

2.2 整車總布置外飾限制面的分類及作用

整車總布置外飾限制面按區(qū)域分為整車外廓參數(shù)、兩側(cè)、前端、后端限制面。

整車外廓參數(shù)限制面相關(guān)內(nèi)容及其作用見表1。

表1 整車外廓參數(shù)限制面內(nèi)容及作用

外飾兩側(cè)限制面相關(guān)內(nèi)容及其作用見表2。

表2 外飾兩側(cè)限制面內(nèi)容及作用

外飾前端限制面清單見表3。

表3 外飾前端限制面內(nèi)容及作用

外飾后端限制面清單見表4。

表4 外飾后端限制面內(nèi)容及作用

3 整車總布置外飾限制面的應(yīng)用探討

整車總布置限制面的設(shè)計依據(jù)來源于整車物理及性能構(gòu)架目標。新車型在開發(fā)設(shè)計前，技術(shù)部門需和規(guī)劃、市場部門一起提前進行市場調(diào)研，并對市場上的主流競爭車型的參數(shù)進行充分的對標分析，從而制定極富競爭力的整車開發(fā)目標。根據(jù)規(guī)劃和市場部門設(shè)定的整車開發(fā)目標制定對應(yīng)合理的整車物理、性能構(gòu)架，并將之細化分解，轉(zhuǎn)化為更詳細的總布置參數(shù)目標。而總布置工程師則可根據(jù)分解指定的總布置參數(shù)目標，設(shè)計開發(fā)對應(yīng)的限制面約束造型和工程區(qū)域。本章以某國產(chǎn)新車型開發(fā)為基礎(chǔ)，對總布置設(shè)計中駕駛員前后上下視野限制面和A柱障礙角限制面在新車型外飾造型中的應(yīng)用進行分析探討。

3.1 駕駛員前后上下視野限制面

駕駛員前后上下視野限制面為整車外飾前端和后端限制面，其中駕駛員前上下視野限制面主要約束發(fā)罩、雨刮、前擋風玻璃、頂蓋等外飾零件的設(shè)計位置，駕駛員的后上下視野限制面主要約束后擋風玻璃、尾門、頂蓋、后雨刮等外飾件的設(shè)計位置。

駕駛員前后方上下視野是車輛行駛過程中最直觀的視野，其直接影響駕駛安全性，因此項目新產(chǎn)品開發(fā)時要盡量保證駕駛員前后方上下視野處于人機設(shè)計最優(yōu)水平。

根據(jù)市場調(diào)研用戶需求以及主要競品車型數(shù)據(jù)對標，并參考相關(guān)設(shè)計推薦標準后，確定新開發(fā)車型A的前后視野設(shè)計目標如表5所示。

表5 駕駛員前后方上下視野設(shè)計目標

確定駕駛員前后方上下視野設(shè)計目標，并過總布置人機團隊評審后，前后方上下視野可采用三維軟件內(nèi)草圖和表達式方法進行可編輯的參數(shù)化設(shè)計，首先基于2D人體和眼橢圓模塊生成眼橢圓，通過草圖設(shè)計Y向眼橢圓截面的前后方視野切線，利用表達式設(shè)計方法設(shè)定前后上視野和前后下視野與水平線之間的夾角參數(shù)，通過輸入前方上下視野目標值定義參數(shù)，可使上下視野分析數(shù)據(jù)隨人機關(guān)鍵硬點的變化而變化，生成前后上下視野限制面，如圖1為駕駛員前后上下視野限制面。

圖1 駕駛員前后上下視野限制面

將駕駛員前后上下視野限制面輸入給造型作為視野限制界面。在造型CAS面發(fā)布時，需要對造型數(shù)據(jù)進行校核，要求發(fā)布的造型數(shù)據(jù)滿足總布置人機目標要求，如不滿足則需制定更改方案以達到目標需求。經(jīng)校核，發(fā)布的造型數(shù)據(jù)不符合前下視野參數(shù)化模型目標要求，造型數(shù)據(jù)僅6.3°，經(jīng)過人機臺架評審驗證發(fā)現(xiàn)前下視野確實偏小，造型數(shù)據(jù)需要匹配前下視野限制面目標更改。工程數(shù)據(jù)發(fā)布時，通過駕駛員前后上下視野限制面檢查，最終發(fā)布的工程數(shù)據(jù)滿足前后上下視野人機設(shè)計目標。設(shè)計校核如圖2所示。

圖2 駕駛員前后方上下視野限制面在造型及工程設(shè)計中的應(yīng)用

3.2 A柱障礙角限制面

A柱障礙角限制面是整車外飾兩側(cè)限制面，其主要作用為約束A柱視野，要求A柱障礙角低于限制面，好的A柱視野可以大幅提升駕駛舒適性，同時降低行車安全風險，A柱障礙角則是體現(xiàn)A柱視野的重要指標。

A柱障礙角的設(shè)計目標需滿足國標GB 11562 《汽車駕駛員前方視野要求及測量方法》的相關(guān)要求，同時為了更好的優(yōu)化視野，需結(jié)合對標車型以及市場用戶需求，在兼顧造型和整車碰撞要求情況下，將A柱障礙角設(shè)置一個合理的目標。新開發(fā)車型A設(shè)計目標如表6所示。

表6 A柱障礙角設(shè)計目標

確定A柱障礙角設(shè)計目標，并過總布置人機團隊評審后，在三維軟件環(huán)境中，使用“A柱障礙角”布置工具，選取車型A的眼橢圓或眼點，結(jié)合A柱、膠條、玻璃黑邊以及設(shè)計目標，利用總布置工具生成A柱障礙角限制面如圖3所示。

圖3 A柱障礙角限制面

將此限制面輸入給造型作為A柱障礙角限制界面。在造型CAS面發(fā)布時，需要對造型數(shù)據(jù)進行校核，要求發(fā)布的造型數(shù)據(jù)滿足總布置人機目標要求，如不滿足則需制定更改方案以達到目標需求。經(jīng)校核發(fā)布的造型數(shù)據(jù)不符合A柱障礙角參數(shù)化模型要求，造型數(shù)據(jù)5.2°。經(jīng)過人機臺架評審驗證發(fā)現(xiàn)A柱視野確實偏大，造型數(shù)據(jù)需要匹配A柱障礙角參數(shù)化模型目標更改。T2階段工程數(shù)據(jù)發(fā)布時，通過參數(shù)化模型檢查，最終發(fā)布的工程數(shù)據(jù)滿足A柱障礙角人機設(shè)計目標。設(shè)計校核如圖4所示。

圖4 A柱障礙角限制面在造型及工程設(shè)計中的應(yīng)用

4 結(jié)語

整車總布置應(yīng)充分對標市場上主流車型競爭對手的相關(guān)總布置參數(shù)以及人機工程，結(jié)合公司市場調(diào)研分析，配合項目制定合理且富有競爭力的整車設(shè)計目標，基于整車構(gòu)架目標設(shè)計詳細的總布置限制面。本文詳細介紹了整車外飾限制面的類型及作用，并結(jié)合某汽車公司新開發(fā)車型，以駕駛員前后上下視野限制面以及A柱障礙角視野限制面為例，對限制面的目標設(shè)定，設(shè)計及應(yīng)用展開了相關(guān)的分析探討，證實了總布置限制面的準確和高效性?？偛贾孟拗泼娴募皶r準確輸入可以有效降低造型與工程間的沖突，可以減少設(shè)計反復造成的時間浪費。

隨著信息時代的到來，很多新車型都有了更新更酷炫的配置，比如超大屏幕、流媒體后視鏡，氛圍燈，HUD、天幕等，其對應(yīng)的人機應(yīng)用場景也相較傳統(tǒng)的車型會有很大的不同。而如何保證新車型開發(fā)中準確合理的約束造型和工程，則需要我們根據(jù)實際具體的用戶場景制定更加貼切合理的限制面，使得新時代的車型也能高效迅速的推進開發(fā)。