杨 帆 ，万鑫宇

（江苏大学京江学院，江苏 镇江 212000）

0 引言

伴随着石油能源消耗，新能源电动汽车发展成为当今时代发展的一种标志，而无论哪种新能源电动汽车，保证驾驶员驾驶视野安全性都是不可或缺的一部分[1]。汽车视野设计直接影响着驾驶员的操作和安全，因此在整车的研发设计过程中必须要符合法规要求和驾驶员的使用要求。

视野安全性校核方法的基本要求是准确、高效，而开发一种能同时适应各款车型且符合国家标准的视野校核方法，是目前汽车视野安全研究的热门方向。张露[2]提出汽车驾驶视野与驾驶的安全性有显著关系，因此驾驶视野校核十分必要。汪新伟[3]提出将眼椭圆应用到视野校核中，发现该方法可有效对驾驶视野进行评估。邢艳云等[4]用正向和逆向相结合的方法对汽车的视野进行校核，有效提高了设计效率。王波[5]和姜永胜等[6]分别对汽车前后视野的校核方法进行了研究，结果发现均能直观地评价汽车视野情况。王宇等[7]对A 柱障碍角的影响因素进行了分析，并最终通过一种简化视角模型定性分析了工程及造型因素对A 柱障碍角的影响。因此，开发一种新能源汽车驾驶视野校核分析方法十分必要。本文基于CATIA平台，分别从直接视野与后方视野校核两方面对某型新能源电动汽车的驾驶视野进行校核分析，通过理论与仿真研究验证了该车视野符合设计要求。

1 汽车视野设计原理简述

驾驶员在驾驶汽车的过程中，存在驾驶视野无法达到的外侧及内部视线盲区的问题，车身设计过程就需要精心修正盲区以达到驾驶视野安全要求。盲区的存在直接影响到驾驶安全性，设计过程就需要精心校核盲区的大小和部位，设计过程中可以调整内、外视镜等来扩大视野范围。行车过程中，驾驶员需要拥有足够的视野范围，汽车视野需要保证在90%以上才能基本符合视觉要求。

1.1 直接视野

前风窗玻璃透明区；驾驶员前视野180°范围区域；每根A柱双目障碍角；能够看见前方上视野12 m、高5 m的物体以及前方下视野地面8.5 m以内的物体；考虑天气原因，风窗雨刮器的刮刷面积也会对前方视野造成视觉影响；等等。

1.2 间接视野

驾驶员借助内后视镜在水平路面上看见的区域范围至少为20 m；允许头枕、遮阳板、后风窗雨刮器和加热元件等部件遮挡部分视野，但遮挡部分的总和应占所规定视野的15%以下；主外后视镜满足法规GB 15084—2022《机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求》及ECE R46 的要求；等等。

2 直接视野校核

2.1 前风窗基准点校核

风窗测试基准点确定方法：V1 点水平向前偏左17°的基准点a；V1 点向前沿铅垂面偏上7°的基准点b；V2 点向前沿铅垂面偏下5°的基准点c；在汽车纵向对称平面另一侧，应增加三个辅助基准点a′、b′、c′，它们与a、b、c 三个基准点关于ZX 面相对称[8]。该车型R 点坐标值为（1 264，-310，323），靠背角为20°，驾驶员座椅调节范围为160 mm。根据GB 11562—2014《汽车驾驶员前方视野要求及测量方法》的规定，计算结果如表1 所示。根据数据得到如图1 所示的风窗基准点及连线区域，结果表明风窗基准点连线区域在风窗玻璃范围之内，符合法规设计要求[9]。

表1 V点、P 点、E 点坐标值计算结果

2.2 驾驶员前方180°视野校核

校核要求是在前视野180°范围区域内，左侧除法规允许的A 柱、三角窗分隔条，右侧除了允许的A柱、三角窗分隔条、右主后视镜一部分外，在红、绿、蓝与上部深绿面之间没有其余障碍物。由图2 驾驶员前方180°视野区域可知，前方180°视野符合要求。

图2 驾驶员前方180°视野区域

2.3 A柱双目障碍角校核

每根A 柱双目障碍角不得超过6°，根据前风窗基准点校核确定出的点Pm 与E1、E2 坐标，作出S1 与S2 截面，投影在点P 所在的平面内，如图3 所示。根据作图验证，左侧障碍角0.252°，右侧障碍角1.013°，每根A柱双目障碍角均达到规定要求。

图3 A柱双目障碍角

2.4 A、B、C柱直接视野障碍校核

按照IDG 的标准，对A、B、C 柱的直接视野障碍角进行测量。直接视野障碍的视点位于驾驶员R 点正上方635 mm 处，相对R 点的坐标为（0，0，635）。用过视点的水平面作车辆A、B、C 柱的截面，过视点分别作A、B、C 柱两侧的切线，两切线所夹的角度为A、B、C 柱直接视野障碍角。如图4 所示，该6 个障碍角相加值约为70.6°，经与成熟车型相比，此值略小4°～5°，基本相同，因此A、B、C 柱障碍角符合视野要求。

图4 A、B、C柱直接视野障碍角

2.5 上、下视野校核

2.5.1 上视野

上视野校核的要求为驾驶员可以看到前方12 m、高5 m 的物体。校核的方法有以下两种：1）在前保险杠前端沿X 轴向前12 m 处作一高5 m 的竖直线；2）作一条切线过眼椭圆上部切点与前方上部遮挡零部件（顶棚内饰最低处和风挡涂黑区，以最低点为准）最低处，向前延伸至5 m 高竖直线处。如果切线高于5 m竖直线则为符合要求，否则不符合要求。

根据法规要求，在该车型数据中作图，如图5 所示，上视野切线距前方12 m、高5 m 线段处高出最高点，上视野符合法规要求。

图5 上视野区域

2.5.2 下视野

下视野校核要求为驾驶员可以看到前方地面8.5 m 以内的物体。校核的方法是作一条切线过眼椭圆下部切点与前方下部遮挡零部件（仪表板最高处、风挡下部涂黑区、C 点，以最高点为准）最高处，向前延伸至地平线，与地平线相交，交点到前保险杠前端距离为下视野最小可视区域。

根据法规要求，在此车型数据中作图，如图6 所示，下视野切线与前方地面交点距保险杠最前端最远为7.4 m，最近为5.1 m，符合法规要求的在8.5 m 以内，下视野符合法规要求。

图6 下视野区域

2.6 前风窗玻璃刮刷面积校核

前风窗玻璃雨刮器法规要求：雨刮器的刮刷面积覆盖B 区域应不少于80%；雨刮器的刮刷面积覆盖A区域应不少于98%。为了使风窗玻璃雨刮器有效地消除附着在挡风玻璃上的雾、霜、雨、泥、尘埃及其他污物，保证驾驶员的视线清晰，保证雨雪天气行车安全，整车设计时需对风窗雨刮器进行刮刷面积校核分析[10]。

根据GB 11555—2009《汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和试验方法》要求，作图确定出A 区域与B 区域，结果如图7 所示，红线包围范围为A 区域，蓝线包围范围为B区域。

图7 A区域与B 区域范围

3 后方视野校核

3.1 主外后视镜视野

后视镜两个眼点相对R 点的坐标为E1（0，32.5，635），E2（0，-32.5，635）。

根据国标GB 15084—2022《机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求》，该车型必须安装Ⅲ类主外后视镜，两眼点中点与后视镜中心连线角度与ZX 平面夹角不能大于55°，Ⅲ类主外后视镜必须符合如图8所示的要求[11]。

图8 主外后视镜法规要求

在该车型数模中，按国标要求绘制，所得图形如图9 所示。在眼点后4 m 处，两侧距车身左右侧的距离均大于1 m；在眼点后20 m 处，两侧距车身左右侧的距离均大于4 m，符合法规要求。

图9 主外后视镜视野区域

按厂家实际设计情况，该主外后视镜可在自由安装时绕中心左右旋转8°，左主外后视镜为顺时针旋转5°情况下的视野范围，右主外后视镜为顺时针旋转4°情况下的视野范围，经过计算，在此状态下即可满足国标视野要求。并且该状态还未调整到后视镜视野最大范围，因此该主外后视镜符合整车要求。

在测定上述后视野时，只要车身结构和门把手、示廓灯、转向指示灯、后保险杠两端和后视镜反射面清洗装置等部件所遮挡部分的总和占所规定视野的10%以下即可[12]。

3.2 内后视镜视野

驾驶员借助后视镜应能在水平路面上看见一段宽度至少为20 m 的视野区域（双眼总成视野），其中心平面为汽车纵向基准面，并从驾驶员的眼点后60 m处延伸至地平线[13]。具体要求如图10所示。

图10 法规内后视镜视野要求

根据入射角等于反射角适合于所有平面镜与凸面镜原理，在该车型的数模车型上作图确定内后视镜总体后视野，如图11 所示，在距眼点60 m处，视野区域为25.6 m，大于20 m，符合法规要求。

图11 内后视镜总体后视野

内后视镜的视野障碍物在测定上述后视野时，允许头枕、遮阳板、后风窗雨刮器和加热元件等部件遮挡部分视野，但遮挡部分的总和应占所规定视野的15%以下。

4 结论

本文基于CATIA 平台，分别从直接视野与后方视野校核两方面对某型新能源电动汽车的驾驶视野进行校核分析，通过理论与仿真研究验证了该车视野符合设计要求。结果表明，该车型前、后视野区域均在GB 11562—2014《汽车驾驶员前方视野要求及测量方法》与GB 15084—2022《机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求》的要求范围之内，且前风窗玻璃刮刷面积也符合法规要求，因此该车型视野符合法规要求。该方法针对新能源汽车驾驶视野的校核分析结果准确、高效，可为类似项目提供借鉴和参考。