基于A車型變道視野盲區(qū)優(yōu)化的研究

趙炳根

摘要：本文基于UG NX建立一種評估變道超車視野盲區(qū)的模型，并通過實(shí)車確認(rèn)模型的準(zhǔn)確性。通過建立的模型量化分析公司車型右側(cè)盲區(qū)在主流競品車中的水平，對比出影響視野盲區(qū)的因素，最終找到優(yōu)化盲區(qū)的方案，從而提升車輛超車時(shí)的視野范圍。

關(guān)鍵詞：變道超車;視野盲區(qū);評估模型

中圖分類號：U462 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

汽車變道超車時(shí)的視野盲區(qū)，是指汽車在變道或超車過程中右側(cè)出現(xiàn)的視野盲區(qū)，既無法通過外后視鏡觀察到右側(cè)車輛，也無法通過右前側(cè)窗觀察到右側(cè)車輛，嚴(yán)重影響駕駛員對車輛右方道路情況的判斷，可能造成交通事故。

1 研究背景

經(jīng)售后市場反饋，公司某車型A在向右側(cè)變道超車過程中視野盲區(qū)較大，影響安全駕駛?；谠搯栴}，以A車型為例，展開對車輛右側(cè)視野盲區(qū)優(yōu)化的分析研究。

2 變道超車視野盲區(qū)模型

2.1 變道超車視野盲區(qū)評價(jià)指標(biāo)

為有效分析A車型右側(cè)視野盲區(qū)大小，需建立評價(jià)視野盲區(qū)模型，確定模型的評價(jià)指標(biāo)有以下2點(diǎn)：第一，右側(cè)外后視鏡可視范圍邊界與右側(cè)前窗可視范圍邊界，在右側(cè)被超車道中央測得的X向尺寸L;第二，右側(cè)前窗可視范圍邊界到地面，在右側(cè)被超車道中央測得的Z向尺寸H（圖1）。

2.2 變道超車視野盲區(qū)評估模型

影響超車視野盲區(qū)評價(jià)指標(biāo)的影響因素主要有以下5個(gè)方面：人眼的位置;后視鏡的位置及尺寸;B柱的位置;水切的位置;行駛車道的寬度?；谏鲜龅挠绊懸蛩丶霸u價(jià)指標(biāo)，建立UG NX基本模型，過程流程如圖2所示。

眼點(diǎn)位置的選取，根據(jù)SAE J941[1]定義的95%眼橢圓，基于SAE PAPER 680105[2]中對人眼視野范圍的描述，按照SAE J1050[3]中的方法分別確定駕駛員眼點(diǎn)位置。

提取B柱前沿和水切上沿作為右側(cè)前窗的可視邊界。

調(diào)整后視鏡鏡片角度，使車身占據(jù)鏡片橫向中心線的1/4，地面面積占據(jù)鏡片縱向中心線的2/3。

選取合適的車道寬度，根據(jù)《CJJ37-2012城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]要求：設(shè)計(jì)車速大于等于60 km/h，車道寬度標(biāo)準(zhǔn)為3 500 mm;設(shè)計(jì)車速小于60 km/h，車道寬度標(biāo)準(zhǔn)為3 250 mm;車道越寬，右側(cè)車輛位于變道超車盲區(qū)越大位置處。因此，本模型車道寬度設(shè)為3 500 mm。

2.2.1 應(yīng)用評估模型測量A車型盲區(qū)指標(biāo)L

（1）應(yīng)用UG NX軟件，根據(jù)上述注釋中的方法確定眼點(diǎn)位置，調(diào)節(jié)外后視鏡鏡片，做出外后視鏡可視范圍邊界，如圖3所示。

（2）繼續(xù)旋轉(zhuǎn)上一步確定的眼點(diǎn)，確保左眼55°視線可以看到B柱前沿。過眼點(diǎn)，做右前車窗B柱視野可視邊界，如圖4所示。

（3）在右側(cè)被超車道中央測量超車盲區(qū)尺寸L，如圖5所示。

2.2.2 應(yīng)用評估模型測量A車型盲區(qū)指標(biāo)H

（1）應(yīng)用UG NX軟件，確保左眼55°視線可以看到B柱前沿。過眼點(diǎn)，做水切上沿視野可視邊界，如圖6所示。

（2）在右側(cè)被超車道中央測量超車盲區(qū)尺寸H，如圖7所示。

3 變道超車盲區(qū)模型實(shí)車驗(yàn)證

3.1 驗(yàn)證過程

（1）選取狀態(tài)良好的A車型1輛，在車輛尾部中心做好標(biāo)記，便于定位右側(cè)被超車道中心線。

（2）選取平直視野開闊的路面，在車輛中心右側(cè)3 500 mm處地面，用膠帶模擬被超車道中心線。

（3）右側(cè)后視鏡鏡面左右1/4處，上下1/3處用記號筆劃線，作為被測人員調(diào)節(jié)外后視鏡參考。

（4）駕駛員上車后調(diào)節(jié)舒適坐姿并系好安全帶，按照注釋說明調(diào)節(jié)右外后視鏡鏡片位置。

（5）測試人員用手機(jī)的閃光燈模擬可視目標(biāo)物體，沿著貼好膠帶的模擬車道中心線，從車后5 m遠(yuǎn)處向前行進(jìn)，記錄駕駛員通過外后視鏡剛好看不到閃光燈的位置1。測試人員繼續(xù)前進(jìn)，記錄駕駛員通過右側(cè)前窗B柱與水切交點(diǎn)位置，剛好看到閃光燈時(shí)的測試人員的位置2。同時(shí)測量閃光燈此時(shí)的高度H（圖8）。

（6）用米尺測量位置1和位置2的水平距離L（圖9）。

（7）用同樣的方法，分別測量18組被測人員，記錄整理測量結(jié)果并匯總。

3.2 驗(yàn)證結(jié)果

A車型評估模型測量的變道超車盲區(qū)評價(jià)指標(biāo)L=5 162 mm，H=925 mm;實(shí)車測量結(jié)果為L=4 945 mm，H=950 mm，評估模型測量結(jié)果與實(shí)車測量結(jié)果接近。L偏差為4.2%，H偏差為-2.7%。A車型盲區(qū)實(shí)際測試結(jié)果如表1所示。

4 A車型超車盲區(qū)的優(yōu)化

4.1 選取對比車型

選取與A車型同級別的3款市場主流車型，應(yīng)用變道超車視野盲區(qū)模型，分別測量每款車型的盲區(qū)視野評價(jià)指標(biāo)L和H，與車型A進(jìn)行對比分析。通過對模型評估結(jié)果的對比（表2），得出結(jié)論：A車型超車視野盲區(qū)要優(yōu)于競品2和競品3，差于競品1。

4.2 對比影響因素

進(jìn)一步對比分析影響超車視野盲區(qū)的以下幾項(xiàng)主要因素（表3），找出改善A車型超車視野盲區(qū)的方案。

通過對影響汽車右側(cè)視野盲區(qū)的7項(xiàng)主要因素的對比，可以發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)差距。

（1）B柱與R點(diǎn)X向距離a。以競品1為優(yōu)化目標(biāo)，A車型a值可增大9 mm。

（2）鏡片與水切Y向距離b。以競品1為優(yōu)化目標(biāo)，A車型b值可減少6 mm。

（3）鏡片尺寸c。A車型在4款車型中c值最大，無需優(yōu)化。

（4）鏡片與前門把手Z向距離d。以競品1為優(yōu)化目標(biāo)，A車型門把手上抬23 mm，使1/4鏡片能看到前門把手。

（5）水切與R點(diǎn)高度差e。以競品1為優(yōu)化目標(biāo)，A車型e值可減少4 mm。

（6）R點(diǎn)離地高度f。A車型較競品1差了19 mm，由于R點(diǎn)作為整車硬點(diǎn)，調(diào)整R點(diǎn)，弊大于利，故不做調(diào)整。

（7）水切與R點(diǎn)Y向距離g。A車型較競品1小了32 mm，由于該因素調(diào)整，對L影響較小，且會(huì)使H變差，故不做調(diào)整。

4.3 A車型優(yōu)化過程

根據(jù)上述分析，對A車型B柱、水切和鏡片位置進(jìn)行調(diào)整。B柱后移9 mm，水切降低4 mm（圖10），鏡片-Y向調(diào)整6 mm（圖11），前門把手上抬23 mm（圖12）。

重新用評估模型測量，調(diào)整優(yōu)化后測得的A車型超車視野盲區(qū)評價(jià)指標(biāo)為L=4 605 mm，H=911 mm。較優(yōu)化前，L改善了557 mm（圖13），H改善了14 mm（圖14）。

5 結(jié)束語

本文通過建立變道超車視野盲區(qū)模型，并實(shí)車測量確認(rèn)模型的準(zhǔn)確性，量化公司A車型右側(cè)盲區(qū)的大小，并通過對比市場主流車型，查找影響視野盲區(qū)的主要因素，最終找到優(yōu)化盲區(qū)的方案。變道超車視野盲區(qū)模型的建立，同時(shí)能為后續(xù)車型改善超車視野盲區(qū)提供一種分析思路和評估方法，提高公司車型的競爭力。