淺談汽車儀表布置校核

陳秀國

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

在汽車的人機界面中，駕駛員通過“顯示裝置”接受來自汽車的信息，經(jīng)過大腦的加工、決策，然后通過“操縱裝置”向汽車發(fā)出指令，改變汽車的運動狀態(tài)，實現(xiàn)駕駛員到車的信息傳遞。本文結合某款車型的組合儀表布置校核方法，詳細闡述如何在造型初期通過校核滿足人機工程的要求。

組合儀表布置時，優(yōu)先考慮在駕駛員頭部不移動時，保證所有的指示器及信號裝置是可見的，否則，應至少保證國標中要求的指示器及信號裝置的布置區(qū)域是可見的。在進行總布置校核時，轉(zhuǎn)向盤選用上極限位置為設計狀態(tài)，H點坐標為座椅最后最下位置的座椅參考點，選用 95%的駕駛員眼橢圓進行相關的設計校核。主要在如下幾個方面：

1 組合儀表的位置分析

1.1 視距分析

視距是指人眼到觀察儀表的距離，校核分析時測量組合儀表顯示面中心與眼橢圓中心的距離，該距離一般控制在700mm左右為最佳，也可與參考車型進行對比。

圖1

1.2 視線角度分析

只用左眼或右眼單獨觀察時所能看到的區(qū)域稱為單眼視區(qū)，用左眼或右眼單獨觀察到的兩個單眼視區(qū)的合成稱為兩單眼視區(qū)；用左、右眼同時觀察時兩眼都能看到的區(qū)域，即兩單眼視區(qū)的重疊部分稱為雙眼視區(qū)。眼睛保持向前直視，眼球和頭部均不轉(zhuǎn)動時，單眼水平視區(qū)為 150°，及能看見直前視線一側(cè)90°、另一側(cè)60°的區(qū)域。雙眼視區(qū)為120°，兩單眼視區(qū)為 180°。在垂直方向上的雙眼視區(qū)為直前視線上方55°～55°，下方60°～70°。如圖所示：

圖2 水平/垂直方向視圖

圖3 水平/垂直方向的視區(qū)

為確保駕駛員獲得最佳的儀表視野區(qū)域，儀表板中心視線（組合儀表顯示面中心與眼橢圓中心連線）盡量垂直于儀表面，同時儀表板中心視線與水平面夾角需控制在垂直方向雙眼視區(qū)范圍內(nèi)。在水平方向上，一般要求組合儀表面中心與方向盤中心均在通過座椅中心（H點）且平行于整車縱向?qū)ΨQ面的平面上，如有偏差盡量控制在右偏10mm以內(nèi)。某車型的儀表布置視線角度如圖所示：

圖4 視線角度圖

2 組合儀表視野分析

駕駛員在觀察儀表時，駕駛員的視線要受到轉(zhuǎn)向盤的阻擋，轉(zhuǎn)向盤的輪緣、輪輻和輪轂都會在儀表板上形成相應的盲區(qū)，這些盲區(qū)嚴重影響了駕駛員對儀表等顯示裝置信息的獲取。下面結合實例說明組合儀表盲區(qū)的一般做法。

2.1 求做封閉曲線

過轉(zhuǎn)向盤上半部輪緣中心點，作中間眼橢圓的切線，這些切線的反向延長線與儀表板表面相交，形成一個封閉曲線。

轉(zhuǎn)向盤上半部輪緣中心點。

封閉曲線：

圖5

2.2 求做典型盲區(qū)

分別過左、右眼橢圓的中心，作直線掃描轉(zhuǎn)向盤的內(nèi)、外兩側(cè)的輪廓，在儀表表面上分別形成左眼盲區(qū)和右眼盲區(qū)，左、右眼盲區(qū)的交集是典型盲區(qū)。

圖6

2.3 求做雙眼總盲區(qū)

典型盲區(qū)以“C”點（“C”點為通過中眼橢圓中心與轉(zhuǎn)向盤上半部輪緣中心的直線，與儀表的交點）為中心，在封閉曲線上移動一周，掃過的區(qū)域即雙眼總盲區(qū)。

圖7

組合儀表上車速里程表、轉(zhuǎn)向指示燈、安全帶警報等指示燈要求在無頭部移動可見時，其位置不能在方向盤在儀表上的總盲區(qū)以內(nèi)。

圖8

3 組合儀表炫目分析

白天儀表的炫目（反光）及夜晚儀表上發(fā)光件在玻璃上的投影將可能導致駕駛員看不清前方或者后視鏡而造成交通事故。

3.1 儀表眩目（白天）

白天駕駛時，儀表眩目由組合儀表透明面罩反射外界光線所產(chǎn)生，在進行校核時所有可能射向儀表透明罩的任意方向的外界光線和車內(nèi)光源反射的光線均不應出現(xiàn)在99%眼睛橢圓視圈之內(nèi)，需要校核的光源一般包括：透過前風擋、側(cè)窗、后風窗入射的日光及車內(nèi)光源或其它反光物體（如駕駛員的手、臉、身體及所佩帶的首飾等）。

透過前風擋入射光線 反射光線 99%眼橢圓

圖9

3.2 儀表眩目（夜間）

夜間駕駛時，由儀表發(fā)出的光線會投影到前風窗玻璃或側(cè)窗等區(qū)域，會嚴重影響駕駛員前視野和后視野。

3.2.1 組合儀表在前風窗的投影校核

組合儀表發(fā)出的光線在前風窗的投影不允許出現(xiàn)前風窗玻璃A區(qū)范圍內(nèi)，最好在透明區(qū)域無投影或處于B區(qū)以外。如圖所示，組合儀表在前風窗玻璃的投影雖然出現(xiàn)在B區(qū)，但投影光線全部被儀表罩遮擋，滿足設計要求。

眼點

圖10

3.2.2 組合儀表在側(cè)窗玻璃上的投影

組合儀表在側(cè)窗玻璃上的投影應避免與外后視鏡觀察區(qū)域重合，否則會造成炫目影響夜間行駛時后視鏡視野。如圖所示組合儀表在側(cè)窗玻璃上的投影與外后視鏡觀察區(qū)域有較多重合，不滿足設計要求。

組合儀表 側(cè)窗玻璃 外后視鏡

圖11

4 結束語

由于造型及結構設計等方面的原因，儀表的視野、炫目等問題往往很難完全避免，對于校核存在的問題，可根據(jù)情況嚴重程度，在人機工程、造型和結構設計之間做出平衡，比如組合儀表在側(cè)窗玻璃上的投影與外后視鏡觀察區(qū)域重合比例如小于20%有時也可視為合格，但須在后期的物理模型上進行主觀評價和驗證。