客车车身设计：驾驶员眼椭圆的最新成果

早在1963年，美国选用三种车型，对2300多人进行了眼点测试。被测试者来自世界各地，然后对测试的眼点位置进行统计分析，形成最佳的与实际相符的曲线。统计的结果是：眼睛分布范围在俯视图和侧视图的投影均可近似为椭圆，故称为眼椭圆。

眼椭圆是描述不同身材驾驶员眼睛在空间上相对车辆内部参考点位置的一种统计表示法。其英文名称为eyellipse，是由眼睛eye和椭圆ellipse组合而成的。

汽车驾驶员眼椭圆实际上就是不同身材的驾驶员按自己的意愿将座椅调整到适宜的位置，并以正常的驾驶姿势入座后，他们眼睛的位置在车内坐标系的统计分布结果：呈椭圆形分布，左右各一个，分别代表左右眼所在的区域。

据此，美国制定了SAE J941《汽车驾驶员眼范围》标准。在标准中，根据眼点的分布情况，分为90百分位、95百分位、99百分位等眼椭圆。

驾驶员眼椭圆的建立为汽车视野设计提供了视点基准。

眼椭圆作图包括两个步骤：作眼椭圆样板和眼椭圆样板在车身坐标系中定位。

1.作眼椭圆样板

1）画出眼椭圆的自身坐标轴X、Y和Z。

2）根据H点的水平行程（即座椅水平调节量）在表10-16中查出眼椭圆中心在自身坐标系中的值X、Z、Y_左眼、Y_右眼，从而确定椭圆中心的位置。

表10-16 眼椭圆中心的X、Y、Z坐标值

关于H点水平行程的确定，因为我们没有做出第5百分位女性的H点位置，所以我们通过比较第50百分位和第95百分位男性的H点位置，找到其行程，那么定位眼椭圆的H点行程就是第50到第95百分位行程的2倍，如与图10-55中的数据相比较，大客车的H点行程是126mm，接近于表10-16中的127mm。

3）在侧视图上经眼椭圆中心画倾角为-11.6°（A类车是-6.4°），前低后高的斜线作为长轴；在俯视图上经左右眼椭圆中心分别画倾角为5.4°、前高后低的两条斜线作为长轴。在两个视图上，长轴被认为是相等的，其值根据H点行程可从表10-17中查出。短轴长度在两个视图中是不等的，可以从表10-18中查出。

图10-55 大客车驾驶椅H点行程的确定

图10-56是已经做出的90%、95%和99%三个百分位的眼椭圆样板。

表10-17 眼椭圆长轴值 （单位：mm）

表10-18 眼椭圆短轴值 （单位：mm）

2.眼椭圆样板在车身坐标系中定位

（1）客车驾驶员第50百分位H点的定位 有了眼椭圆样板后，还必须将其正确定位于车身坐标系中才能应用。由于我们讨论的是客车，这相当于SAE标准中的B类车眼椭圆定位方法。

在SAE J1516标准中，B类车眼椭圆的定位是采用ATRP方法来定位。ATRP即驾驶室布置工具图形定位基准点，是英文Accommodation Tool Reference Point的缩写。(www.xing528.com)

根据使用群体中男女比例的不同，ATRP的位置可分三种情况来计算：

X=855.31-0.509Z（男女比例为90∶10）

X=822.41-0.460Z（男女比例为75∶25）

X=798.74-0.446Z（男女比例为50∶50）

式中X为ATRP到AHP的水平距离，mm；Z为ATRP到AHP的垂直距离，mm。

这三条曲线实际上是SAE J1517中定义的第50百分位的H点位置曲线。

但从前面我们得到的结果来看，SAE的方程让人感到疑惑。而让我们感到比较有可信度的是用作图法得到的第50百分位的H点位置。因此，我们不妨将ATRP点定位在第50百分位的H点，即图10-55中的第50百分位的H点。

（2）眼椭圆的定位 有了ATRP点后，眼椭圆中心点相对于ATRP点的定位公式就可由表10-19直接查出。表中：

图10-56 三个百分位的眼椭圆样板

X为椭圆中心相对于ATRP的水平距离（mm），正值为ATRP点的后方，负值为ATRP点的前方；

Y_左、Y_右分别为左、右眼椭圆中心相对于ATRP的侧向距离（mm）；

Z为眼椭圆中心相对于ATRP的垂直距离（mm）；

α为躯干后倾角，也可认为是座椅靠背角（°）。

表10-19 眼椭圆中心相对于ATRP点的定位公式

客车中采用的男女比例取为90∶10，此时也可用表10-20直接查出X、Z与α的对应值。

表10-20 男女比例是90∶10时X、Z与α的对应值

图10-57是采用男女比例为90∶10时做出的客车驾驶员眼椭圆定位，ATRP是第50百分位的H点，取α=13°，按表10-19计算X、Z值，图中未画出俯视图的眼椭圆。

图10-57 男女比例为90∶10时的客车驾驶员眼椭圆位置