10.16638/jki.1671-7988.2019.13.065
汽车内饰造型与人机工程学
孙洋，王帅
（华晨汽车工程研究院，辽宁沈阳110141）
摘要：通过对汽车内饰的造型创意设计，进而从人机工程学角度研究对汽车造型的影响，总结人机工程学在汽车设计中的应用。人机工程学是一门汽车基础学科，它从人的生理和心理出发，研究人和车使用环境相互关系和相互作用的规律，并使人机系统工作效能达到最佳。而在汽车内饰造型设计中应用人机工程学，就是以人为中心和美学的完美融合，创造一个舒适的、方便可靠的乘坐环境和驾驶环境。文章就汽车内饰造型设计和人机工程学的关系和应用进行分析。
关键词：内饰造型设计；人机工程学
中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)13-195-03
Automotive interior styling and ergonomics
Sun Yang, Wang Shuai
（Brilliance Automotive Engineering Research Institute, Liaoning Shenyang 110141）
Abstract: Through the modeling and creative design of automobile interior, the influence of ergonomics on automobile modeling is studied from the perspective of ergonomics, and the application of ergonomics in automobile design is sum -marized. Ergonomics is a basic subject of automobile. It starts from human physiology and psychology, studies the law of interaction between human and vehicle using environment, and makes the man-machine system work efficiency reach the best. The application of ergonomics in automobile interior decoration design is the perfect combination of human-centered and aesthetics to create a comfortable, convenient and reliable ride environment and driving environment. This paper analy -zes the relationship and application between automotive interior design and ergonomics.
Keywords: Interior design; Ergonomics
CLC NO.: U462 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)13-195-03
前言
汽车内饰造型设计就是要达到工程与艺术、技术与美学的完美融合。内饰设计师更接近生活，真正做到想我们所想，把用户的需求作为设计主题，通过身边的事物、文化氛围以及各种流行元素寻灵感，以“品质、舒适、科技”为设计理念，将元素的形态韵律融入其中，并结合外观造型特点以及人机工程来设计内饰造型。通过不断的斟酌与推敲、以及对细节品质的不倦追求从而形成最后的设计，给用户带来不一样的视觉冲击和高贵奢华的驾驶感受。
人机工程学是汽车设计领域一门基础学科。乘客舱内人机工程布置设计及校核是车身及内饰总布置设计工作的重中之重，同时也是整车总布置设计的重要环节，随着整车开发历程，人机工程在整车设计中的地位越来越重要，也是车辆未来销售的重要卖点之一。
本文针对通过对汽车内饰造型和人机工程学的开发设计，达到内饰设计美学与工程的融合与平衡。
整车进口作者简介：孙洋，就职于华晨汽车工程研究院。
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汽车实用技术
196 1 造型设计和人机工程学的关系
随着现代车型对造型和人机工程方面的更高要求，如果布置空间允许，许多车型上都大量采用了更为人性化的中控台布局方案，对于中控台布置，主要是结合变速操纵装置及手制动手柄的布置方案进行，
其中变速操纵手柄的布置对仪表板区域的造型影响也较大。中控台布置的主要原则为保证功能件基本布置要求后，最大化的考虑人机工程方面舒适性要求，同时许多便利性人性化的附件配置，也是近来中控台区域布置的重要考虑方向。
关于车身内外饰在概念设计造型阶段的工作主要集中于法规及标准的定义，同时依据Benchmark 及初始设计信息不断定义采集并定义硬点尺寸，作为造型的输入及约束条件。在造型CAS 数据生成后将开始大量的3D 布置论证确认，不断审查并校核造型方案，提出更改解决方案。
现代人机工程学设计基本原则有几个特点：
（1）结合整车概念草案，充分考虑人机工程方面的布置要求。
（2）考虑整车风阻系数目标要求。
（3）考虑车身内外饰布置所需要满足的基本法规要求。 （4）依据概念草案，充分考虑新车型借用零部件比例。 （5）结合CAE 及其他专业设计处室设计输入，充分考虑整车碰撞性能要求。
（6）综合总体设计概念，在满足工程需要的前提下，最大化的实现造型方案。
2 造型设计中的人机工程学应用
2.1 驾驶员视野研究
驾驶员的视野是人机工程学最重要的要素之一，视野直接关系驾驶人员的主观感受、安全驾驶和信息获取。驾驶员视野主要分为前方视野，侧方视野和后视视野，包括上下视野、内外后视镜和盲区等。
x8图1  驾驶员视野分析
首先确定前座H 点位置，是乘客舱布置的关键要素，人机工程软件已广泛应用于整车设计开发中，其中运用此软件所需要的许多前期输入则基本来源于参数数据库及竞品车型
benchmark 信息等。在总布置图上，分别根据SAE 标准和H 点位置画出眼椭圆的位置，以此作为驾驶员视线的出发点进行视野校核，用来保证良好的上下视野、侧面视野和后方视野。另外重要审核参考点是驾驶员眼点V 点。另外，眼椭圆也是校核仪表等内部部件可见性的重要依据。
仪表板的功能之一是为驾驶员提供车辆行驶过程中的各种信息，行驶的里程、发动机转速、油温、车速和水温等。因此，需要良好的仪表视野可见性。由于仪表板上的手操纵件或按钮的位置就是仪表板的表面位置，考虑到仪表板的横向布置和板面整体造型、风格以及组合仪表的造型，确定仪表板的布置。仪表板的上表面高度主要由法规面定义并尽可能降低，以满足更好的视野要求。
图2  驾驶员仪表可视分析恒驰1价格
2.2 乘员空间分析
人体尺寸决定了人体所占据的人体的活动范围和几何空间大小，首先定义人体模型尺寸，及各比例人体模型的舒适座姿是车身内外饰布置工作的首要任务，也是后续大量布置工作的重要辅助依据。依据ramsis 定义的5及95百分位驾驶座姿及后排乘员座姿，主要用于定义H 点范围及后期乘客舱的布置。
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在造型阶段相关的草图和油泥模型阶段，总布置工程师需要与内饰造型工程师同步设计，随时检查造型的尺寸、方案是否满足法规要求和设计目标，但在一般情况下，有时为了产品美观，需要总布置向造型妥协从而对工程进行更改。在CAS 数据出来后，就要进行方案校核，同时重点关注几项外饰法规项的校核。
在造型阶段，要结合工程部门提供的典型断面进行CAS 数据校核，以确保造型能够在工程时实现。在典型断面的制作过程中，要保证各个组所用的是同一个坐标的平面，以便能够在典型位置（与整车总布置相关的重要位置）体现结构、尺寸方面的信息。通过平面上的断面信息，就能反映出总布置的基本尺寸、前后排乘员的位置及周围的空间，相关零件的基本结构和零件间的相互关系。
汽车总布置设计中，驾驶员及乘员的头部位置是指人体
头部的前部、顶部、后部和侧面的位置，其中顶部和后部包括头发。具体形状用头部包络来描述。在
汽车总布置设计中，利用头部包络来进行头部空间限制条件的设定，主要是前部、顶部、后部和侧面的空间限制。头部包络在整车坐标系下的定位，是在汽车内部描绘出驾驶员及乘员在舒适的乘坐状态
孙洋 等：汽车内饰造型与人机工程学
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下头部活动范围。这就使得在总布置设计中，头部空间及车顶高度的确定变得方便、准确。
图3  乘员头部空间分析
2.3 乘员出入方便性分析
以出入方便性为例说明总布置尺寸的定义。主要通过对H 点到门开口尺寸的测量来评价出入的方便性。车身侧围车门的开口和位置，以及车门的数量直接影响着乘员上下车方便性，上下车方便性与门上梁的高度、门槛、车门开口与座椅的相对位置，以及前后轮罩的相对位置，门支柱的布置有关。软件的分析及PFM 验证模型具有更为直观的评价。
图4  门框口尺寸分析
图5  门框口尺寸设计
图6  人体、座椅与方向盘设计
人体、座椅与方向盘，座椅与仪表板的关系对进出方便性的影响，当方向盘处于中间位置时，下沿与大腿轴线的距
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图7  车门立柱设计
车门立柱应适当倾斜，当车门立柱直立时，前后座入座都会感到很别扭，如果将门立柱适当倾斜，则可以大大改善入座的方便性（见上图）。但B 柱的最大倾斜角度一般不超过12度。
4 结论
综上所述，在汽车设计过程中，总布置工程师需要与内饰造型工程师同步设计，在造型阶段相关的草图和油泥模型
阶段，同时分析造型的尺寸、方案是否满足法规要求和设计目标，但在一般情况下，有时为了产品美观，需要总布置向造型妥协从而对工程进行更改。在造型阶段，要结合工程部门提供的典型断面进行CAS 数据校核，以确保造型能够在工程时实现。所以造型和人机工程是相辅相成，只有达到工程与艺术、技术与美学两方面的平衡才能设计出最好的汽车。
参考文献
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业大学,2004.
[6] 周飞.基于人机工程学的汽车制动器操纵机构的安全设计[D].上
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