淺談汽車儀表反光及炫目校核

許 苘

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淺談汽車儀表反光及炫目校核

許 苘

東南（福建）汽車工業(yè)有限公司技術(shù)研發(fā)中心

儀表作為汽車上最主要的信息輸出系統(tǒng)，時(shí)時(shí)刻刻為駕駛員提供汽車狀態(tài)，但白天儀表的炫目（反光）及夜晚儀表上發(fā)光件投影在玻璃將導(dǎo)致駕駛員看不清前方或者后視鏡而造成交通事故，本文介紹了一款新的儀表如何從造型初期就確保不會(huì)產(chǎn)生炫目，為判定儀表造型可行性奠定基礎(chǔ)。

儀表；炫目；投影；眼橢圓；反光；鏡面成像

作為現(xiàn)代社會(huì)最常用的交通工具，汽車在人們的日常生活中使用越來越頻繁，人們對(duì)汽車的安全性能的要求越來越高。汽車在行駛過程中，駕駛員獲得訊息的途徑80%是通過視覺獲得的，因此良好的視野是安全行駛的先決條件，而儀表的炫目，晚上車內(nèi)發(fā)光體在玻璃上的成像（俗稱“鬼影”）將嚴(yán)重影響駕駛員的視野，因此合理的儀表造型及安裝角度是保證駕駛員良好視野的前提條件。

本文結(jié)合某款新車的儀表的炫目及“鬼影”校核方法，詳細(xì)闡述如何在造型初期確保儀表不會(huì)產(chǎn)生炫目及“鬼影”。

1 產(chǎn)生炫目及“鬼影”的原因

1）光線通過儀表的反光面反光，直接進(jìn)入駕駛員的眼睛區(qū)域，造成炫目，致使駕駛員無法專心駕駛，造成潛在危險(xiǎn)。

2）夜晚儀表上的發(fā)光件會(huì)投影在前擋風(fēng)上，駕駛員會(huì)在前擋上看到發(fā)光件的投影，影響駕駛員的視野，從而造成潛在危險(xiǎn)。

3）夜晚儀表發(fā)光件同樣會(huì)投影在前門玻璃看后視鏡的區(qū)域，駕駛員在看后視的時(shí)候，也會(huì)看到反光件在前門玻璃上的投影，從而影響駕駛員的視野，造成潛在危險(xiǎn)。

2 儀表炫目的確認(rèn)方法

2.1 主要原理

利用橢圓的特性，從一個(gè)焦點(diǎn)發(fā)出的光反射到周圍就必須通過另一個(gè)焦點(diǎn)的特性（如圖1）。利用此原理可設(shè)定不會(huì)有反光的儀表亮面。

2.2 目標(biāo)

獲得一個(gè)不會(huì)有炫目的儀表亮面（光的反射線不能進(jìn)入95百分位假人的眼橢圓區(qū)域）

2.3 主要作法

①從總布置圖上獲取相關(guān)信息，95百分位及99百分位眼橢圓。

②從造型處獲取儀表臺(tái)、儀表上遮光罩、儀表下遮光罩及方向機(jī)柱飾蓋的斷面（通過駕駛員點(diǎn)且與平面平行的斷面）。

③在METER BEZEL（儀表下遮光罩）上尋找一點(diǎn)A作為橢圓的左焦點(diǎn)，具體選點(diǎn)要求如圖2基本應(yīng)用原理B向放大圖。

④以儀表最下緣那個(gè)點(diǎn)做99百分位眼橢圓切線所得到切點(diǎn)作為橢圓的右焦點(diǎn)。

⑤以兩焦點(diǎn)作為基準(zhǔn)，考慮到儀表的型式（指針式或者顯示屏LCD），參考儀表廠商提供的該型式儀表各個(gè)部件的尺寸(如圖2)，可作出一個(gè)橢圓，由于焦點(diǎn)A是儀表下遮光板最靠外點(diǎn)，因此從下面的入射光線必須通過焦點(diǎn)A才能進(jìn)入亮面區(qū)，利用橢圓的特性，這部分光線將通過橢圓的另外一個(gè)焦點(diǎn)，即可以用通過A點(diǎn)的直線與亮面的交點(diǎn)與焦點(diǎn)2直接連線，確認(rèn)是否與95百分位假人的眼橢圓有交點(diǎn)；考慮到該橢圓是下曲線橢圓，因此從儀表下遮光射到儀表亮面上的光線將全數(shù)向下反射，而無法進(jìn)入眼橢圓造成炫目。

⑥考慮到目前流行的車輛儀表的造型趨勢(shì)，儀表的上下遮光板在儀表的兩端都會(huì)比中間的小(即所謂的帽檐造型)，必須依照以下原則再進(jìn)行判斷：將儀表及方向機(jī)柱飾罩蓋沿軸方向投影到平面上，如果方向機(jī)柱飾蓋將儀表的邊緣擋住（如圖3左側(cè)區(qū)域）則無須再做確認(rèn)，若方向機(jī)柱飾蓋無法完全遮擋儀表（如圖3右側(cè)區(qū)域），則須依照上述方法（①-⑤）在儀表的兩側(cè)重新再確認(rèn)，以確保整個(gè)儀表面不會(huì)產(chǎn)生反光。

圖1 橢圓特性圖

圖2 基本應(yīng)用原理

由于儀表的亮面會(huì)影響整個(gè)儀表的感覺，若造型提供的亮面經(jīng)上述方法確認(rèn)會(huì)產(chǎn)生反光，而造型單位又非常在意儀表的整體感覺，在成本壓力較小的情況下可以考慮采用儀表亮面蝕刻或者貼漫反射光膜的方法。

圖3 方向機(jī)柱飾罩設(shè)計(jì)原則

3 儀表在前檔上“鬼影”的校核方法

3.1 主要原理

方法一：利用光的反射原理，即入射角等于反射角，來確定反射光線是否通過95百分位的眼橢圓。

方法二：利用光學(xué)成像原理，把前擋玻璃假想為鏡子，作出眼橢圓在鏡子中的影像，用成像的眼橢圓來判定“鬼影”是否會(huì)在玻璃的A或B區(qū)。

3.2 目標(biāo)

調(diào)整儀表上遮光板的大小及儀表的安裝角度最好能使“鬼影”發(fā)生區(qū)域在前擋比例的A、B區(qū)域之外

3.3 主要作法

方法一：

①將總布置中的相關(guān)數(shù)據(jù)取出，（主要包含95百分位假人眼橢圓、方向盤、儀表及儀表上遮光板等）（如圖4）。

②以儀表的發(fā)光區(qū)域向上遮光板最外緣作直線作為入射光線，以玻璃作為反射面求作反射光線，若該直接與玻璃無交線則不需要確認(rèn)。

③確認(rèn)反射光線與95百分位的假人眼橢圓沒有交線。

④由于新車型的上遮光板的造型都是采用“帽檐”，在儀表的兩側(cè)，“帽檐”會(huì)變小，更容易產(chǎn)生“鬼影”，因此須在儀表的兩側(cè)重復(fù)（①-③）以確保整個(gè)儀表不會(huì)產(chǎn)生“鬼影”。

圖4 儀表“鬼影”確認(rèn)

方法二：

①依照GB 11555-1994來確定前擋玻璃的A、B區(qū)（作法請(qǐng)參照GB11555-1994 汽車風(fēng)窗玻璃除霜系統(tǒng)的性能要求）。

②將總布置中的相關(guān)數(shù)據(jù)取出，（主要包含95/99百分位假人眼橢圓、方向盤、儀表及儀表上遮光板，前檔包含A/B區(qū)位置等）（如圖5）。

③因成像的眼橢圓越靠車后，成像的眼橢圓與儀表的發(fā)光面之間的連線與前擋交點(diǎn)越靠車后，表明儀表亮區(qū)在前擋玻璃上的成像區(qū)越靠近A、B區(qū)，越有可能影響駕駛員的視野。因此在99百分位眼橢圓最上緣做一條水平線，與前擋玻璃取得一個(gè)交點(diǎn)C 點(diǎn)。

④以C點(diǎn)為切點(diǎn)，做玻璃的切線。

⑤以該切線為鏡面，作出眼橢圓的鏡像。

⑥以儀表亮區(qū)的最上緣點(diǎn)及最下緣點(diǎn)分別作眼橢圓的切線，與玻璃的交點(diǎn)組成的區(qū)域。

⑦由于新車型的上遮光板的造型都是采用“帽檐”，在儀表的兩側(cè)，“帽檐”會(huì)變小，更容易產(chǎn)生“鬼影”，因此須在儀表的兩側(cè)重復(fù)①-⑥步驟確認(rèn)以確保整個(gè)儀表不會(huì)產(chǎn)生“鬼影”。

若在儀表與玻璃之間沒有阻擋物（如儀表上遮光板），即直接投影在玻璃上就形成“鬼影”，因此儀表是否會(huì)在前擋玻璃上存在“鬼影”，主要取決于上遮光板的形狀，如圖4中的會(huì)產(chǎn)生與不會(huì)產(chǎn)生“鬼影”的兩種上遮光板的設(shè)計(jì)。

圖5 “鬼影”的確認(rèn)方法

4 儀表在前門玻璃的“鬼影”確認(rèn)

4.1 主要原理

利用光學(xué)成像原理，取得投影影像配合眼橢圓來確認(rèn)是否會(huì)在前門玻璃上產(chǎn)生鬼影。

4.2 目標(biāo)

不要在前門看后視鏡的區(qū)域產(chǎn)生“鬼影”

4.3 主要作法

①從總布置圖上取得相關(guān)資料，取得95百分位假人的眼橢圓俯視位置、后視鏡的位置。

②以后視鏡玻璃最外緣作眼橢圓切線，并取得與前門玻璃的交點(diǎn)，確定校核區(qū)域（兩交點(diǎn)連線,由于前門的玻璃弧度較平，可把這條連線視同為直線來校核）。

③以該連線為鏡面，取得儀表的影像。

④選擇儀表影像最靠外點(diǎn)，作眼橢圓的切線，如果切線與左側(cè)擋光板的影像有交線，則表明不會(huì)產(chǎn)生鬼影（如圖6前門玻璃成像）。

圖6 前門玻璃成像

5 結(jié)論

以上方法僅僅是針對(duì)儀表的校核方法，在項(xiàng)目中除了校核儀表外，包含DVD屏幕、所有的發(fā)光零件及在儀表臺(tái)上的鍍鉻件均須進(jìn)行反光及鬼影的校核，該方法已經(jīng)在東南V3車型上驗(yàn)證過，采用該方法可在造型及設(shè)計(jì)階段就將反光及“鬼影”問題消除，避免在量產(chǎn)初期出現(xiàn)大量設(shè)計(jì)變更及模具修改，節(jié)省時(shí)間及費(fèi)用。

[1] 溫吾凡.汽車人體工程學(xué)[M].吉林：吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1991.

[2] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通出版社,2002..

[3] 王魁,劉文龍,盧金火, 等.CATIA V5 操作指南[M].北京:中國和平出版社, 2002.

[4] SAE J941-1997 (R)MOTOR VEHICLE DRIVER’S EYE LOCATIONS.

[5] SAE J1050-1994 (R)Describing and Measuring the D river’s Field of View.

[6] GB11555-1994 汽車風(fēng)窗玻璃除霜系統(tǒng)的性能要求即試驗(yàn)方法[S].

The Confirmation of Reflection and dDazzling of Automobile Meter

Xu Qing

(Research and Development Centre, Southeast (Fujian) Automobile Industry Co., Ltd., Fuzhou 350119, China)

As the most important information output system，automobile meter provides for the driver the state of automobile momentarily. The daily dazzling (reflection) and the night projection image of the meter lighting part on the glass windshield may interfere the driver’s view, which might cause traffic accidents. A new type of automobile meter is presented which prevents dazzling at the design..

instrument; dazzling; projection; eye ellipse; reflection; glass image