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汽車組合儀表的相關知識及設計

2016/4/21 9:02:28
相關知識
在駕駛員-車輛-環境系統中,人機界面的視覺鏈的優化匹配,必須以駕駛員的眼睛為之為定位基準。由于人的個體不同,眼睛位置也是不同的。
運用統計的觀點和方法研究駕駛員的視點分布規律,發現車輛駕駛員的視點分布圖形時橢圓狀的,故稱為駕駛員眼橢圓。汽車駕駛員眼橢圓的概念是美國汽車工程師協會(SAE)車身工程委員會人體模型分會研究提出的,SAE眼橢圓分為第90,第95,99第百分位等若干圖形,分別摸個百分位人權的眼橢圓分布規律。汽車駕駛員眼橢圓的確立為研究汽車視野性能提供了科學基準。本文中第2.1部分就是基于眼橢圓對汽車儀表的研究。
一般傳統汽車組合儀表需要顯示的內容有發動機轉速,車速,燃油液位,水溫及各種指示等,汽車儀表的一般要求是:結構簡單,工作可靠,顯示數據準確,清晰,當電源的電壓出現波動和環境溫度出現變化時,數據顯示的變化應盡可能;除此之外,儀表的抗震,耐沖擊性能也要好。
2汽車組合儀表設計實例
某公司開發設計的一款輕型客車組合儀表。該儀表是采用SAEJ1939通訊協議的步進電機電子CAN總線儀表,具有簡單,抗強電磁干擾,時尚大方,功能齊全等特點。
2.1人機工程校核
2.1.1夜間風窗玻璃反射校核夜間風窗玻璃反射校核見圖2.工程要求:光線不能通過風窗玻璃的反射,射到99%的駕駛員眼橢圓內。
校核說明:在夜間,駕駛室內外光線昏暗,如果從儀表板發出的光線,通過風窗玻璃的反射到人的眼睛,會造成儀表的表板在風窗玻璃上成像,使駕駛員不能看清楚車外的路況,造成行車危險。
校核方法:自組合儀表表板的下沿到儀表板的上沿畫一條線,其射線與風窗玻璃內表面有一個交點(如果沒有說明夜間風窗玻璃反射校核合格),以該點的法線為對稱軸做上述射線的對稱線,如對稱線未在99%眼橢圓20mm偏置線之上,則夜間風窗玻璃反射校核為合格,否則為不合格,需要重新調整相關結構,重新校核。
2.1.2日間風窗玻璃反射校核日間風窗玻璃反射校核見圖3. 125第2期劉斐,孫宇:基于人機工程的汽車組合儀表設計研究工程要求:光線不能通過風窗玻璃的反射,射到99%的駕駛員眼橢圓內。
校核說明:由于組合儀表面罩的表面是鏡面,從風窗玻璃入射的光線照在組合儀表面罩上,光線的一部分將被反射回駕駛室內,這部分光線如果射入到駕駛員眼睛里,將會給駕駛員造成炫目,影響行車安全。
2.1.3日間內部表面反射校核日間內部表面反射校核見圖4.工程要求:光線不能通過組合儀表面罩和音響面罩等鏡面的反射,反射到99%的駕駛員眼橢圓內。
2.1.4組合儀表的可視校核組合儀表的可視校核見工程要求:
1)組合儀表板離人眼的距離在750~790mm之間;
2)板面中線視線與水平視線的夾角在17(~ 20(之間;
3)駕駛員的視線不能被方向盤遮擋。
除上述校核項目以外,在儀表設計時,還要考慮組合儀表與儀表板之間安裝的操作性,和儀表的維修便捷性。例如,組合儀表與儀表臺之間是否有充足的工具操作空間;儀表在維修時,是否要拆卸儀表板,方向盤等。
2.2信號顯示設計信號顯示設計主要是對模擬式顯示,數字式顯示和屏幕式顯示進行協調,根據使用習慣和造型的要求,發動機轉速,車速,燃油液位和冷卻液溫度采用模擬式顯示,其它信號采用屏幕式顯示。
2.2.1模擬式顯示設計模擬式顯示裝置是用刻度和指針來指示有關參量或狀態的裝置。該顯示方式具有可靠性高,穩定性好,易于顯示信號的變化趨向,易于判斷信號值與額定值之差等優點。模擬式顯示設計主要包括合理選擇和設計刻度盤,指針,文字符號及顏色匹配,使他們之間相互協調。
刻度大小要適宜,太小不利于認讀,度數的準確度和速度都低;太大則使刻度盤尺寸增大,不但不經濟,而且也使認讀效果降低。人眼直接讀數時,刻度的最小尺寸不應小于0.6~1mm,一般宜在1~2.5mm間選取。
為了使每一刻度線所代表的被測值一目了然,便于迅速認讀,每一個刻度線最好代表被測量的一個單位值或2個,5個單位值,或者1)10 x,
2)10 x,5)10 x(x為正整數)倍單位。根據GB15082 126遼東學院學報(自然科學版)第17卷-2008汽車用車速表#的規定,車速表單位應以km/h表示。在20km/h以上至上限之間,分度值應標示成1,2,5,10km/h的任一種。
2.2.2屏幕式顯示設計
屏幕式顯示裝置是在有限面積的顯示屏幕上顯示各種類型信息的裝置。屏幕式顯示中的指示器主要遵循GB4094- 1999汽車操縱件,指示器及信號裝置的標志#,根據該的實際情況。
2.2.3其它信息顯示
隨著汽車電子技術的飛速發展,越來越多的電子設備被應用在整車上,需要在組合儀表上顯示的信息也越來越多,但汽車組合儀表的空間是有限的,為此把一些不經常用的,對整車安全性不起關鍵作用的信息集中到一塊或幾塊LCD屏上顯示,通過切換鍵進行信息的切換,這樣既節省了空間,又能夠滿足駕駛員對整車信息的查詢需求。在本實例中,將行使里程,尿素液位,胎壓和各控制系統的故障信息等,集中到了一塊無斷碼LCD屏幕上,通過組合儀表上的兩個調整按鈕進行調整,切換的操作。
3結束語
基于人機工程的汽車組合儀表設計研究是在保障儀表的功能的前提下,改進外形設計,以達到符合人機工程的一般原理,使駕駛員,儀表及環境相互協調,提高車輛的主動安全性能。
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