整车部设计手册人机校核.docx

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整车部设计手册人机校核

整车集成篇

第二章人机校核

2.1人体乘坐舒适性

2.1.1人体姿态角度

Ramsis里面的二维人体模型是95％SAE人体，其默认最舒适角度如下图1所示：

图1RAMSIS默认舒适角度

Ramsis中的靠背角调节角度是5°-40°，躯干角是60°-130°，膝盖角是80°-180°，踝角是87°-135°，基本上能够反映大部分人体常规姿态。

而实际在汽车设计当中，人体有一个设计舒适角度，见表1和图2示意。

表1舒适角度

舒适角度

最佳角度

20°＜A1＜30°

25°

95°＜A2＜110°

95°

95°＜A3＜135°

125°

85°＜A4＜110°

87°

25°＜A5＜60°

80°＜A6＜165°

170°＜A7＜190°

图2人体姿态角度示意

当然，设计值并非一成不变的，对于微型车以及后排乘客而言，某些角度是能够在上述舒适角度范围之外的，特别是臀部角度以及后排乘客的踝角。

比如还有一种设计，根据车型种类来定义人体角度，见表2。

表2根据车型定义人体舒适角度范围

臀部角度

膝关节

紧凑型轿车

90°-95°

115°-120°

小型轿车

95°

125°

中型轿车

95°-100°

125°-130°

大型轿车

100°

130°

在实际的人机校核当中，一般根据上述经验角度来验证人体姿态的舒适性，如果超出了舒适范围，则在有足够布置空间的状态下，考虑适当调整人体。

2.1.2座椅使用舒适性

一般座椅的设计H点位置与人体的H点轨迹是一致的，因此首先可以查看座椅行程轨迹的可行性。

一般情况下，汽车设计当中驾驶员座椅主要考虑5％女性－95％男性之间所有的人体情况。

因此，座椅的位置，必须至少包含这个范围，也就是座椅设计H点的轨迹必须包括这个范围内的所有SgRp点（如果是紧凑型轿车，也可以选择座椅轨迹两端为座椅实际轨迹），也就是大致包括所有范围的人体。

滑轨角度为3°-5°，普通轿车高度方向调节量为35mm左右（X向接近时候测量），人体设计R点在高度调节范围内的中间位置，见图3。

图3座椅轨迹范围

一般后排乘客的膝部与前排靠背的间隙最小要保证51mm（95％SAE人体的腿部粗），见图4。

图4膝部间隙

座椅的压缩量设计舒适值见图5，可以根据这些值验证座椅的压缩量的合理性。

图5座椅压缩量

其它比如靠背和头枕的高度、宽度等座椅的实际尺寸，根据相关座椅法规校核。

另外，后期也可以通过主观评价来分析座椅的舒适性进行适当调整。

2.2内部空间尺寸合理性

内部空间尺寸包括整车与人体相关的内部尺寸，头部空间、肩部空间、臀部空间、腿部空间、肘部空间，还包括人体进出方便性尺寸以及其它一些内部人体周边尺寸。

2.2.1主要人体内部尺寸

人体内部主要尺寸包括头部空间、肩部空间、臀部空间和腿部空间。

设计值根据车型不同，参考值如下表2和表3所示。

表2前排内部空间参考值

腿部空间

头部空间

臀部空间

坐垫宽度

肩部空间

H点座标

横向头部间隙

紧凑型轿车

1055

970

1310

510

1310

315

315

小型轿车

1065

970

1360

520-530

1335

335

335

中型轿车

1075

975

1450

540

1445

365

365

大型轿车

1085

975-980

1500

550

1490

380

380

表3后排内部空间参考值

腿部空间

头部空间

臀部空间

坐垫宽度

肩部空间

H点座标

横向头部间隙

紧凑型轿车

750-800

920-1000

1300

--

1300

285

320

小型轿车

850-900

950

1350

--

1350

315

340

中型轿车

900-950

960

1450

--

1440

350

370

大型轿车

≥950

970

1500

--

1490

375

385

以上设计值仅作参考，具体还要根据车型定义，与竞品车对比定出目标值，在后期通过控制达到。

2.2.2人体进出方便性

（1）概述

评价进出方便性的尺寸有很多，主要包括下图6中各项目：

图6进出方便性评价指标

除此之外，还包括头部垂直空间、人体与A柱和B柱关系空间，人体与方向盘的关系，脚步进出空间（L18）以及小腿与门槛外板的关系等。

（2）进出高度

进出高度的两种评价方法，评价方式见图7和表4：

·进入高度-前（H11）：

从前H点X平面至H点位置上方装饰车身开启处的垂直尺寸。

·进入高度-后（H12）：

从后H点至H点前方330mm的一个截面上部装饰车身开启处的垂直尺寸。

·出口高度-后（H69）：

从后H点至上部装饰车身开启处的垂直尺寸。

它位于装饰车身开启处与后H点上方483mm一个水平面相交处前方254mm这个位置。

图7尺寸示意

表4进出高度设计值

前排进入高度－H11

后排进入高度－H12

后排出口高度－H69

770-800（780-810）

760-810

710-780

两种评价方式的前排进入高度要求为770mm以上。

（3）人体与A柱和B柱、（C柱）之间的关系

人体与A柱的关系如图8所示，通过过方向盘中心点的横向和纵向尺寸来评价。

图8人体与A柱关系

人体与B柱的关系如图9所示，包括H点和H点上方500mm处空间，一般评分至少要满足6分以上，8分为较好状态。

图9人体与B柱关系

人体与前方A柱或者B柱，后方B柱和C柱的关系也可以参考下图10值：

图10人体与A、B（C）柱关系

（4）人体、座椅与方向盘，座椅与仪表板的关系

当方向盘处于中间位置时，下沿与大腿轴线的距离定义70-85mm比较好，见图11。

图11腿部与方向盘间隙

其它相关尺寸还有方向盘和座垫以及靠背之间的关系，仪表台下部和座垫之间的关系。

（5）前排脚部进出空间L18和后排脚部进出空间

该尺寸是车门开启最大时，从门槛内饰上方的102mm处测得的座垫与内饰件最小距离（位于R点之前330mm的门槛截面上，取Z座标最大的一点，点1，再向上位移102mm的水平截面）。

它主要表征人的整个腿部、脚部是否能够顺利在进出，一般应保证L18>430mm，如图12所示。

开迪

开瑞

PRIUS

CK

F3

NL-1

450

420

450

348

440

450

FC-1

FE-1

YARIS

LC-1

LG-1

CE-1

430

401

440

430

464

423

图12L18尺寸和竞品车对比

对双门车后排乘客，脚部进出空间300mm以上比较好，见图13；对紧凑型的单门车辆以及对三排座椅的最后排，则可以要求前一排座椅前滑后计算后排进出空间，这样的脚部进出空间200mm以上较好（比如单门的yaris，三排座的奥德赛三排只有167mm）。

对躯干而言，进出空间至少应该达到300mm以上。

图13后排脚部进出空间

另外，还有踵点到点1之间的垂直高度H701（小于100mm较好）和H704（小于160mm较好）见图14。

（6）小腿进出方便性

小腿与门槛外板如图14所示，主要应考虑小腿是否与门槛外板有间隙，该项目主要以第五百分位的女人为分析对象。

图14小腿进出方便性

其它还有门槛高度H130和H131见图15。

（7）其它

图15进出方便性其它项目

2.3人机系统操作方便性

2.3.1换挡机构和手刹

2.3.2踏板操作

基本检查按照以下图和表设计值，详细可见踏板布置设计以及欧标踏板法规指南。

图自动档踏板

图手动档踏板

表踏板尺寸

名称

项目

主要内容

油门踏板

1

油门踏板宽度最小25MM，推荐为50MM。

长度不小于130MM。

2

油门踏板到地板高度100~120MM（未踏时）

3

油门踏板到通道有25~40MM间隙，推荐在30MM

4

油门踏板操作空间不小于144MM

5

油门踏板到制动踏板有64~90MM间隙

6

油门踏板到制动踏板高度方向有50~60MM差值（推荐为55MM）

制动踏板

1

制动踏板宽度最小50MM，推荐为75MM，最大130MM。

2

制动踏板高度推荐50MM

3

制动踏板中心线到地板高度180~215MM（未踏时）

4

制动踏板到方向盘不小于600MM间隙（推荐610MM）

5

制动踏板右边界到油门踏板中心距离60~90MM（推荐75MM）

6

制动踏板到油门踏板有64~90MM间隙，高度方向有50~60MM差值（推荐为55MM）

7

制动踏板左侧空间不小于144MM

离合踏板

1

离合踏板宽度50~75MM，推荐为75MM

2

离合踏板到制动踏板高度方向有0~19MM差值（推荐为0MM）

3

离合踏板到制动踏板间隙大于137MM

歇脚踏板

1

歇脚踏板侧视时在油门踏板前0~38MM。

2

歇脚踏板角度为油门踏板的四分之一

3

歇脚踏板面积同制动踏板间隙大于15MM

4

歇脚踏板宽度大于100MM，长度大于280MM（沿斜坡表面包括地毯）

5

歇脚踏板强度在施加1070N的压力时变形小于3MM。

2.3.3方向盘方便性

方向盘的中心和角度可以通过下图经验公式大致校核：

对于一般轿车，还可以参考下图：

①

②

③

④

⑤

θ

L

260-340

370-380

405-415

390-395

23°-25°

1°-2°

0-10mm

2.3.2机舱盖和后备门（背门）开启方便性

2.3.3仪表台操作按钮（仪表台和车门，顶灯）

2.3.2车门操作机构、扶手和按钮

门把手、安全拉手、遮阳板、顶灯和座椅操控装置

（1）车门外把手的操作舒适性范围如下图所示：

2.4视野方便性

2.4.1前方视野

X除了法规和设计目标要求项目之外（参考单独的前方视野法规设计指南），验证的时候，也要保证前方上视野必须看到前方12m处5m高的红灯，角度必须大于14°，下视角大于5°。

验证视点到仪表的目视距离是否符合要求，美国dyerfas标准的规定为最大目视距离为711mm，推荐值为550mm。

2.4.2后视镜视野

X后视镜布置要参照人眼和头部的极限转动范围,充分考虑人眼的视野角度,以靠近直前视线为宜。

根据人机工程学的布置原则,内后视镜在水平方向的位置应处于直前视线的左、右各60°范围内，在垂直方向的位置应处于直前视线上、下各45°范围内。

为避免车后交通信息频繁的映人驾驶员眼内而干扰注意力,上述角度可适当减小。

对驾驶员一侧的外后视镜,水平方向宜布置在驾驶员直前视线的55°范围内，对乘客一侧的外后视镜,水平方向宜布置在驾驶员直前视线的75°范围内,垂直方向位置应处于直前视线上、下各45°范围内。

2.5安全性

2.5.1碰撞安全

碰撞安全包括了安全带的校核、安全气囊，正碰和侧碰的安全性。

包括空间的合理性，安全系统的使用方便性和有效性。

比如低速碰撞头与保险杠横梁最好有35mm以上重合区；又比如低速碰撞头侵入30mm最好不要损坏雾灯等。

2.5.2行人保护

行人保护法规检查有专门的行人保护法规检查，还包括空间上的一些经验值。