1、技术研究院技术研究院2004年年12月月驾驶员前方视野的设计校核方法驾驶员前方视野的设计校核方法 车身中心车身中心 张敏张敏 20082008年年8 8月月目录目录概述概述视野设计、校核的相关法规视野设计、校核的相关法规视野设计、校核的相关术语视野设计、校核的相关术语前方视野的设计校核前方视野的设计校核概述概述视野是指人眼所能观察到的空间范围，汽车行驶时视野是指人眼所能观察到的空间范围，汽车行驶时80%以上的以上的交通信息是由驾驶员视觉得到的，因此驾驶员在汽车上的视野交通信息是由驾驶员视觉得到的，因此驾驶员在汽车上的视野范围好坏直接影响驾驶员的驾驶安全性及驾驶舒适性。范围好坏直接影响驾驶员的驾
2、驶安全性及驾驶舒适性。驾驶员视野分类：驾驶员视野分类：1.直接视野：无须借助后视镜而能直接见到的视野区域。直接视野：无须借助后视镜而能直接见到的视野区域。前方视野：是指驾驶员坐在驾驶座椅上，通过前风窗玻璃前方视野：是指驾驶员坐在驾驶座椅上，通过前风窗玻璃观察道路交通情况和交通标志、信号的可见范围。观察道路交通情况和交通标志、信号的可见范围。侧方视野：是指驾驶员通过侧门风窗等直接可见的视野范侧方视野：是指驾驶员通过侧门风窗等直接可见的视野范围。围。全周视野：主要用于轿车。因为轿车经常要进出停车场地，全周视野：主要用于轿车。因为轿车经常要进出停车场地，或在拥挤的街道上行驶，所以驾驶员需要环视前后左
3、右，这就或在拥挤的街道上行驶，所以驾驶员需要环视前后左右，这就要求轿车的全周视野要好。要求轿车的全周视野要好。2.间接视野：借助后视镜才能见到的区域，也就是后视野。间接视野：借助后视镜才能见到的区域，也就是后视野。本次主要讨论驾驶员前方视野的设计以及校核方法。本次主要讨论驾驶员前方视野的设计以及校核方法。视野设计、校核的相关法规视野设计、校核的相关法规类别项目国标EECECESAE南非俄罗斯适用范围备注视野前视野GB 11562-199477/649/EEC M1内容基本相同GOST R 51266-99M、N除霜除雾GB 11555-1994 78/317/EEC M1内容基本相同GB 11
4、556-1994 M1SAE J381-2000（无中文版）载货车，大客车和多用途车刮水洗涤GB 15085-199478/318/EECAIS019(暂无标准)M1内容基本相同GB/T11565-1989适用于轿车和不超过9座的客车后视镜GB 150841994 2003/97/ECECE R46SAEJ 985-2002M、N视野设计、校核的相关术语视野设计、校核的相关术语 ，图图1 1：不同百分位人群的眼椭圆侧视图：不同百分位人群的眼椭圆侧视图图图2 2：眼椭圆测定方法：眼椭圆测定方法 H点水平调节量XZY左眼Y右眼1021.8-5.6-6.458.0114-4.6-6.4-5.658.
5、9127-10.7-7.1-5.159.0140-17.0-7.6-4.359.7152-20.3-8.4-4.160.2165-22.9-8.4-4.160.5H点水平调节量眼椭圆百分比H点水平调节量眼椭圆百分比90%95%99%90%95%99%102109147216140147185254114122160229152155193262127135173241165160198267短轴眼椭圆百分比90%95%99%侧视图7786122俯视图82105149 V点XYZV168 mm-5 mm665 mmV268 mm-5 mm589 mmP P点点X XY YZ ZP P1 135
6、mm35 mm-20 mm-20 mm627 mm627 mmP P2 263 mm63 mm47 mm47 mm627 mm627 mmPmPm43.36 mm43.36 mm0 mm0 mm627 mm627 mm座椅水平调节范围座椅水平调节范围X108 至至 120 mm-13 mm121 至至 132 mm-22 mm133 至至 145 mm-32 mm146 至至 158 mm-42 mm大于大于158 mm-48 mm 座椅水平调节范围超过座椅水平调节范围超过108 mm108 mm时时P1P1、P2P2点的点的X X轴坐标轴坐标按表按表8 8修正：修正：若设计座椅靠背角不是若设
7、计座椅靠背角不是2525时，时，P P点还要按表点还要按表5 5对对X X、Z Z坐标进行修正。坐标进行修正。图8：E点和P点相对位置尺寸图 前方视野的设计校核前方视野的设计校核设计要求设计要求(5(5条条)1.1.风窗玻璃透明区至少应包括风窗玻璃基准点连线所包围的面。风窗玻璃透明区至少应包括风窗玻璃基准点连线所包围的面。透明区指汽车风窗玻璃或其它透明表面的透光率透明区指汽车风窗玻璃或其它透明表面的透光率(当光线与表当光线与表面成直角测量时面成直角测量时)不小于不小于70%70%的区域。的区域。风窗玻璃基准点指从风窗玻璃基准点指从V V点向前的射线与风窗玻璃外表面的交点点向前的射线与风窗玻璃外
8、表面的交点。分别为：。分别为：.V1.V1点水平向前偏左点水平向前偏左 1717的基准点的基准点.b.b.V1V1点向前沿铅垂面偏上点向前沿铅垂面偏上7 7的基准点的基准点.c.V2 c.V2点向前沿铅垂面偏下点向前沿铅垂面偏下 5 5的基准点的基准点.d.d.在汽车纵向对称平面另一侧，还有在汽车纵向对称平面另一侧，还有3 3个与上述三点对称的基个与上述三点对称的基 准点。准点。A=68 mmB=5 mmC=589 mmD=665 mm图10：风窗玻璃基准点（1）汽车纵向中间平面的迹线。（2）通过R点的纵向铅垂平面的迹线。（3）通过V1及V2点的纵向铅垂平面的迹线。2.2.每根每根A A柱双目
9、障碍角不得超过柱双目障碍角不得超过6 6。A A柱柱:指位于指位于V V点前点前68 mm68 mm处横向铅垂平面以前的任何车顶支撑处横向铅垂平面以前的任何车顶支撑(不透明的零件不透明的零件)，如门框、风窗玻璃镶条、支撑附件等。，如门框、风窗玻璃镶条、支撑附件等。若两若两A A柱相对汽车纵向铅垂面是对称的，则乘员侧柱相对汽车纵向铅垂面是对称的，则乘员侧A A柱障碍角柱障碍角无需测量。无需测量。确定确定A A柱障碍角的方法（见图柱障碍角的方法（见图1111）：）：.从从PmPm点向前作与水平面向上呈点向前作与水平面向上呈2 2的平的平面，过此平面与面，过此平面与A A柱相交的最前点作水平截柱相交
10、的最前点作水平截面面S1 S1。b.b.从从PmPm点向前作与水平面向下呈点向前作与水平面向下呈5 5的平的平面，过此平面与面，过此平面与A A柱相交的最前点作水平截柱相交的最前点作水平截面面S2 S2。c.c.将将S1 S1、S2S2两截面投影在两截面投影在P P点所在水平面点所在水平面内。内。d.d.将将E1E1和和E2E2的连接线绕的连接线绕P1P1旋转，使旋转，使E1E1点至点至左左A A柱的柱的S2S2截面外侧的切线与截面外侧的切线与E1E1、E2E2连线成连线成直角，从直角，从E1E1向向S2S2截面外侧作切线，从截面外侧作切线，从E2E2向向S1S1截面内侧作切线，从截面内侧作切
11、线，从E2E2点作前一切线平点作前一切线平行线，与后切线所成的平面视野角度即为行线，与后切线所成的平面视野角度即为驾驶员侧的驾驶员侧的A A柱双目障碍角。柱双目障碍角。e.e.将将E3E3和和E4E4的连接线绕的连接线绕P2P2旋转，使旋转，使E4E4点至点至右右A A柱的柱的S2S2截面外侧的切线与截面外侧的切线与E3E3、E4E4连线成连线成直角，从直角，从E4E4向向S2S2截面外侧作切线，从截面外侧作切线，从E3E3向向S1S1截面内侧作切线，从截面内侧作切线，从E3E3点作前一切线平点作前一切线平行线，与后切线所成的平面视野角度即为行线，与后切线所成的平面视野角度即为乘员侧的乘员侧的
12、A A柱双目障碍角。柱双目障碍角。乘员侧A柱双目障碍角驾驶员侧A柱双目障碍角图11：A A柱障碍角柱障碍角3.3.汽车不得有两根以上的汽车不得有两根以上的A A柱。柱。4.4.在驾驶员前视野在驾驶员前视野 180180范围内，在通过范围内，在通过V1V1的水平面下方和通过的水平面下方和通过V2V2的三个平面的三个平面 (三个平面都和水平面向下成三个平面都和水平面向下成 4 4夹角，其中一个平面垂直于夹角，其中一个平面垂直于Y Y基准平面，另基准平面，另两个平面垂直于两个平面垂直于X X基准平面基准平面)上方的范围内（见图上方的范围内（见图1010），），除了除了A A柱、三角窗分隔柱、三角窗分
13、隔条、车外无线电天线、后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它条、车外无线电天线、后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它障碍。以下情况除外：障碍。以下情况除外：直径小于直径小于 0.5 mm0.5 mm的嵌入式天线，或小于的嵌入式天线，或小于1.0 mm1.0 mm的印刷式天线，不认为是视的印刷式天线，不认为是视野障。野障。无线电天线的导线一般不得进入无线电天线的导线一般不得进入A A区但是导线直径小于区但是导线直径小于 0.5 mm0.5 mm时，可允许导时，可允许导线进入，此种情况不认为是视野障碍线进入，此种情况不认为是视野障碍 。竖直导线最大直径为竖直导线最大直径为0.
14、03mm,0.03mm,最小间距最小间距1.25mm1.25mm，水平导线最小间距，水平导线最小间距2.0mm2.0mm的除的除霜除雾导线不认为是视野障碍霜除雾导线不认为是视野障碍 。（仅国标）。（仅国标）成锯齿形或正弦曲线形，可见最大宽度成锯齿形或正弦曲线形，可见最大宽度0.03mm0.03mm，导线最大密度，导线最大密度:垂直导线垂直导线8/cm8/cm，水平导线，水平导线5/cm5/cm的除霜、除雾导线不认为是视野障碍的除霜、除雾导线不认为是视野障碍 。（仅。（仅EECEEC）5.5.通过通过V2V2垂直于垂直于Y Y基准平面且与方向盘上边缘相切的平面，如该平面相对于水基准平面且与方向盘
15、上边缘相切的平面，如该平面相对于水平面至少后下倾斜平面至少后下倾斜1 1 时，则方向盘上边缘以下的仪表板所构成的障碍是允许时，则方向盘上边缘以下的仪表板所构成的障碍是允许的。（仅国标）的。（仅国标）图12：驾驶员前方驾驶员前方 180180范围内直接视野障碍评估范围内直接视野障碍评估前风窗玻璃刮扫及除霜面积的确定前风窗玻璃刮扫及除霜面积的确定1.A1.A区：是下述从区：是下述从V V点向前延伸的点向前延伸的4 4个平面与风窗玻璃外表面相交个平面与风窗玻璃外表面相交的交线所封闭的面积的交线所封闭的面积(见图见图13)13)。.通过通过V1V1和和V2V2点且在点且在X X轴的左侧与轴的左侧与X
16、X轴成轴成1313角的铅垂平面；角的铅垂平面；b.b.通过通过V1V1点，与点，与X X轴成轴成3 3仰角且与仰角且与Y Y轴平行的平面：轴平行的平面：c.c.通过通过V2V2点，与点，与X X轴成轴成1 1俯角且与俯角且与Y Y轴平行的平面；轴平行的平面；d.d.通过通过VlVl和和V2V2点且在点且在X X轴的右侧与轴的右侧与X X轴成轴成2020角的铅垂平面。角的铅垂平面。B B区：指由下述区：指由下述4 4个平面所围成的风窗玻璃外表面的面积，且距个平面所围成的风窗玻璃外表面的面积，且距风窗玻璃透明区的边缘向内至少风窗玻璃透明区的边缘向内至少25 mm(25 mm(见图见图14)14)。
17、.通过通过V1V1点，与点，与X X轴成轴成7 7仰角且与仰角且与Y Y轴平行的平面：轴平行的平面：b.b.通过通过V2V2点，与点，与X X轴成轴成5 5俯角且与俯角且与Y Y轴平行的平面；轴平行的平面；c.c.通过通过V1V1与与V2V2点且在点且在X X轴的左侧与轴的左侧与X X轴成轴成1717角的铅垂平面；角的铅垂平面；d.d.以汽车纵向中间平面为基准面且与上一条中的平面对称的以汽车纵向中间平面为基准面且与上一条中的平面对称的平面。平面。（1）汽车纵向中间平面的迹线。（2）通过R点的纵向铅垂平面的迹线。（3）通过V1及V2点的纵向铅垂平面的迹线。图13：视野区域视野区域A A图14：视
18、野区域视野区域B B（1）汽车纵向中间平面的迹线。（2）通过R点的纵向铅垂平面的迹线。（3）通过V1及V2点的纵向铅垂平面的迹线。2.2.前风窗玻璃刮扫及除霜面积的要求前风窗玻璃刮扫及除霜面积的要求序号项目要求备注A区B区1除霜20 min时，除霜面积8040 min时，除霜面积95（国标）25 min时，乘客所在位置一侧的风窗玻璃的除霜面积应与驾驶员所在位置一侧的风窗玻璃的除霜面积相当40 min时，除霜面积95（EEC）2除雾lO min时，除雾面积90lO min时，除雾面积80国标与EEC相同3刮扫刮刷面积98%。刮刷面积80%。4洗涤清洗面积603.SAE3.SAE标准的要求（从标准
19、的要求（从车辆人机工程学车辆人机工程学摘录）摘录）.SAE.SAE对小客车的风窗玻璃刮扫要求对小客车的风窗玻璃刮扫要求(半小时内半小时内)区域 刮净率（）眼椭圆百分位（）角度（）左右上下A80951856105B9595145353C10095101551b.SAEb.SAE对货车和大客车的风窗玻璃刮扫部位的要求对货车和大客车的风窗玻璃刮扫部位的要求车种胯点至地面距离（mm）区域角度（）车种胯点至地面距离（mm）区域角度（）左右上下左右上下CBE和CAE型载重汽车01020A1051056COE型载重汽车1020以上A691856B531453B171453C511015C1510151020
20、1270A871856大客车操纵机构前置12801520A7141865B351453B2111865C331015C11118251270以上A691856轻型多用途载重汽车12801520A751649B171453B431349C151015C42813注：CBE型-驾驶室在发动机之后；CAE型-发动机在驾驶室旁边；COE型-驾驶室在发动机之上；c.SAEc.SAE对汽车的风窗玻璃除霜要求对汽车的风窗玻璃除霜要求区域半小时内的最低除霜率（）角度（）风窗玻璃的型式最低除霜率（）左右上下ABCA801850105整块809499C100101551多块657084前方视野的扩展前方视野的扩展
21、 1.1.前上方视野前上方视野 为了看清十字路口的交通信号及桥梁、涵洞等标志，应有足为了看清十字路口的交通信号及桥梁、涵洞等标志，应有足够的前上方视角，但前上方视角过大又会造成入射阳光刺眼，因够的前上方视角，但前上方视角过大又会造成入射阳光刺眼，因此用前上方最小视角（此用前上方最小视角（）评价前上方视野。）评价前上方视野。2.2.动态前方视野动态前方视野 为了扩大前方视野，前风窗玻璃下缘应尽量低，但前风窗玻为了扩大前方视野，前风窗玻璃下缘应尽量低，但前风窗玻璃下缘过低，会导致驾驶员驾驶车辆高速行驶时产生恐慌和发璃下缘过低，会导致驾驶员驾驶车辆高速行驶时产生恐慌和发晕，这是用于视角速度过大的缘故，因此用视角速度（晕，这是用于视角速度过大的缘故，因此用视角速度（）评价）评价动态前方视野。动态前方视野。试验验证：试验验证：2rad2rad/s/s为舒适的驾驶视野范围；为舒适的驾驶视野范围；2244 rad rad/s/s为不舒适的驾驶视野范围；为不舒适的驾驶视野范围；4rad4rad/s/s为具有恐怖感的为具有恐怖感的驾驶视野范围。驾驶视野范围。以上计算方法详见以上计算方法详见车辆人机工程学车辆人机工程学。
