汽车座椅开发及注意事项

汽车座椅开发及注意事项驾驶员H点设计首先我们要确定H点定义及其意义H点的定义及不同表达方式H点是指二维或三维人体模型样板中人体躯干与大腿的连接点即胯点(HipPoint)。在人体模板中为髋关节。在确定驾驶室布置工具在车身中的位置时常以此点作为定位基准点。根据应用场合的不同H点的表达也有所不同。设计H点(DESIGNH-POINT)设计H点是指在汽车总布置时的设计基准点，最后设计H点表示的是第95百分位的男子人体模型在最后位置时的胯点，最前设计H点表示的是第5百分位的女子人体模型在最前位置时的胯点由最前和最后设计H点便可以求得座椅的水平行程和垂直升程。A实际H点(ACTUALH-POINT)实际H点是指当H点三维人体模型按规定步骤安放在汽车座椅中时，人体模型上左右H点标记连接线的中点。它表示汽车驾驶员或乘员入座后胯关节在车身中的位置。汽车的实际H点在汽车车身总布置设计中有重要意义由于H点三维人体模型各构件的尺寸、质量及质心位置均以人体测量数据为依据，座板与背板的轮廓线形状均是真实人体臀部和背部轮廓线形状的统计描述，因此它可以比较真实地模拟出驾驶员以正常驾驶姿势如座后的实际的H点位置。H点有许多种确定方法，我们先讲一种比较困难和理论性比较强的方法。SAE推荐H点适意线方法首先要建立SAEJ1517中推荐的H点适意线，同时对于SAE推荐H点适意线进行分析提出更为符合驾驶员实际驾驶要求的H点区域法。SAE根据不同身材的驾驶员在各自的适意驾驶姿势时，实际H点在车身坐标系中位置的不同，针对不同百分位的驾驶员，统计出了一组H点曲线，该曲线表征了不同百分位驾驶员在适意驾驶姿势时，H点的常用位置，利用它可以直接地确定出对应于不同的H点高度。一些相关的名词定义相关定义1加速踏板踵点AHP指在加速踏板未压缩时人体模型的踵点在被压塌的地板覆盖件上的点。2.拇趾参考点BOF在侧视图上过AHP点作人体样板鞋底的切线在该切线上离AHP点203mm处的一个点。3.踏板装置角在侧视图上踏板平面与水平面的夹角4.踏平面角驾驶员以正常驾驶姿势踏在加速踏板上时在侧视图上鞋底平面与水平面的夹角。5.坐姿舒适性驾驶员或乘员的舒适性是车身设计中一个非常重要的性能指标。舒适性的内容非常广泛，包括坐姿舒适，动态舒适，温度舒适等，并且具有综合性主观性个体性的特点。人机工程定义了舒适的概念，即没有不舒适的状态，从生理学的角度考虑舒适，应该是在生理上从事的活动在一定约束下的能量的最小化。由此可见坐姿的最小不舒适就是坐姿舒适。6.A类汽车指H30的大小在127mm和405mm之间方向盘直径(W9)小于450mm的汽车通常包括轿车旅行车及轿车变型车。7.B类汽车指H30的大小在405mm和530之间方向盘直径(W9)在450mm和560mm之间的汽车通常包括重型及中型载货车及一些大客车。拇趾参考点BOF的确定。拇趾参考点是人体模型鞋底平面上的一个点，其意义在于驾驶员在踏动踏板过程中通过该点（鞋底平面与踏板相切于该点）对踏板施加力比较方便。如图所示，设在侧视图上踏板平面与地板平面交点为AP，坐标为(XAP,ZAP)，拇趾参考点坐标为(XBOF,ZBOF)，踵点坐标为(XAHP,ZAHP)，踏板装置角为ϕ，踏平面角为θ。则拇趾参考点和踵点的求解过程如下：首先根据车型设计要求（轿车级别车型总高等）及相关车型的设计经验选择一个H点高度H30（H点与踵点的垂直距离），然后根据SAE统计的踏平面角θ与H点高度H30间的经验公式求得踏平面角θ′θ=78.96−0.15*(H30)−0.0173*(H30)2(3-1)如图所示当计算踏平面角θ′ϕ时，取实际踏平面θ=ϕ，此时实际踵点和踏板平面与地板平面交点AP相重合，即脚底平面与踏平面相重合拇趾参考点为在踏板平面上与AP点AHP点距离为203mm的点其坐标为：SAE推荐适意H点位置线SAE推荐的适意驾驶位置时的H点位置线分为A类车和B类车两种，在此仅考虑A类车的H点适意线。SAE针对不同的百分位的驾驶员，在各自适意驾驶位置时，H点在车身坐标系中的位置统计了一组从第2.5百分位到97.5百分位七条曲线，它们是以拇趾参考点为基准点，考虑驾驶员的舒适性而建立的一组曲线，其中每条曲线表示H点与拇趾参考点的水平距离是H点高度H30的二次函数。参考图所示H点适意线的方程为公式座椅调节行程的确定满足度（适应级）是指所设计的产品或工程系统，在尺寸上能满足的适合使用者的人数占特定使用者群体的百分率。这是产品设计或工程设计系统中有关人机工程设计的一项基本指标。基于人体尺寸变异性大的特点，设计人员应当充分认识到他所设计的产品或工程系统决不是仅供某一小部分身材的人使用，而是为满足占特定使用者群体中相当大百分率的人使用而设计的。要想达到100%的满足度，在技术和经济上往往是不可能实现，或是不合理的。在汽车产品设计中常常以满足度达到90%作为设计目标。其上限取为95th，下限取为5th。为满足第95th驾驶员舒适性操纵性安全性等的要求，最后设计H点应采用第95th驾驶员的H点，同样最前设计H点采用第5th驾驶员的H点，根据最前和最后设计H点的位置，便可以求得座椅的水平行程L23。具体求解过程无法贴出，请大家原谅。座椅参考点(SGRP)座椅参考点是指座椅上的一个设计参考点，它是座椅制造厂规定的设计基准点。考虑到座椅的所有调节形式（水平垂直和倾斜），座椅参考点确定了在正常驾驶或乘坐时座椅的最后位置。它表征了当第95百分位的人体模型按规定摆放在座椅上时，实际H点应与座椅参考点相重合。SgRP点相对于车身坐标系的XYZ坐标为SAE中的L31，W20，H70着三个硬点尺寸。H点在车身设计中的意义驾驶员在车身中的位置（H点的位置）决定着驾驶员身体各关节角度和眼椭圆、头廓包络线、手伸及界面等在车身中的位置。因此H点决定了驾驶员的舒适性操纵性安全性和视野性等如图3-1所示，表述了驾驶员在驾驶过程中的各种性能和驾驶室环境间的关系，由图中我们可以看出H点的位置直接决定了驾驶室环境与驾驶员的相互关系是“人……机……环境”中“人”与“机”的衔接链。在SAEJ1100中定义了三百多个硬点信息来控制整车总布置，其中控制整车外形和第一第二排驾驶和乘坐空间的主要硬点信息就有70多个，这些硬点大部分是以H点为基准或是与H点相关的。另外这些硬点信息之间又具有复杂的关联性。因此合理地确定H点在车身中的位置直接关系整车的设计质量，实际上该过程是一个不断重复迭代修改寻求最佳的折衷方案的过程。在座椅设计中经常要遇到的一些事情，就是流程上了一些事情，我司的大概流程是这样的。1、采用95%假人，座椅设定在最后位置确认H点，布置座椅，校核人机工程学，这一点是座椅设计的基础也是最关键的地方。我司由于车身布置和座椅的H点的设计全部由设计公司给承包了，所以我们这些个项目管理者和产品工程师，就只能在人家鄙视的眼神中最后拿到了三个座标值。其实后来弄明白了，原来他们确认的三个H点座标原来并不是最理想的，而当我们根据他的数据设计座椅布置座椅的时候，麻烦事情也就来了。2、根据确认的三个座标点确认座椅位置，布置座椅和其他相关内饰件的位置和要求。3、确认座椅的功能、市场定位，以及客户对座椅的性能需求，比如说你是根据国标做，还是要进一步符合美规和欧洲标准的要求。等等。4、确认座椅的结构形式。5、确认座椅面料形式6、确认座椅造型7、确认座椅的颜色配置。8、确认车身数模的配合问题在以上步骤完成后，要进行座椅的制作。在工作中，手工样件的过程非常重要，前排的座椅的强度头枕的强度以及各种手柄过得操作力对的规定，这些规定符合哪些法规的规定都是非常重要的工作。座椅在开发过程中容易出现的问题和解决办法1、选定的产品造型在完成手工样件的制作后，经过评审效果不理想，需要重新或者局部的修整造型，只要涉及到的变化是泡绵的造型变更和布样的剪裁需要重新调整。这样话题又回到一个评审制度的建立和运行上，好的座椅造型是在设计人员的脑子里运转了很久，经过严格周密的思考最后定型的，当然肯定会有一些不足的地方，但是在配套厂的支持下，在制作手工样件的过程中应该可以将一些问题消灭掉。这样出来的产品应该是比较成熟的产品了。但是如果没有完善的评审制度和运行机制的话，这样的座椅在一些专业和非专业甚至有些别有用心的人的评审下，肯定是千疮百孔，体无完肤，最后的结构就是继续改进，接着进入下一个循环。许多产品的开发在此阶段的循环都存在，但是可能外观件和座椅是循环比较多的，这样的症结和设计员关系不大，但是却验证打击设计员和配套厂的积极性，实在是不足取。好的办法其实是有的，其实不用我说，有识之士早就心知肚明了。我简单的贴上两条内容：座椅泡绵造型的几点说明：前排造型改动部分主要有——座垫后部的加高和修剪与中央通道干涉的部分。同时还有座椅整体后移10mm的骨架部分的改动。二排座椅造型增加凹凸感，凹凸深度为30-40mm,增加座垫前部的高度，最高点加20毫米，使前部的曲面加大。2、座椅功能失效，调整不到位，各种操纵手柄的操纵力过大，使用不舒服。这样的事情在手工样件中经常的出现，不要以为是因为手工制作粗糙，没有工装保证造成的，以后的正常产品可以做到更好。我所经历的却不是这样，虽然在以后的正式产品中消除了一些问题，但是功能上的一些问题还是存在，比如说，滑到沉，调整不顺畅，调角器等手柄调整力过大，扳动困难，在一个的控制了二次配套商的产品的质量后，问题得到解决。3、要让供应商提交足够的资料以保证产品开发和生产的正常顺利进行，在前期要准备的资料主要有以下几种：①配套商所开发零部件的重要质量特性分级表。②所开发零部件在设计过程中常见的故障模式。③外观装配零部件装配间隙及其公差设定（以往设计的经验值）。④零部件验收标准。⑤检具的种类及管控点，以及公差精度。⑥大型模具件的试模时间及管控点。⑦批量生产时的工艺控制点。⑧所开发零部件的性能试验试验计划。⑨以往类似产品的PPM值。⑩色差和批次的处理。⑪所开发零部件的卖点说明。在这些资料都要认真的对应审核，得到确认的答复后要严格控制。还有一些问题，大家也可以看看是什么原因造成的。1、二排座椅头枕位置偏后，角度不够，需要重新校核位置和角度。2、二排座椅的拉带挂钩能否取消。3、三排座椅的靠背低，乘员乘坐不舒适，校核增加50－60毫米后使用舒适度及翻转的过程是否与其他件干涉。4、三排座椅右座翻转后靠背与车身钣金间的间隙小，与侧围内饰板有干涉，校核修整后对整体造型和强度的影响。5、座椅调节手柄的边缘锐边6、正副司机座椅的边缘过硬，上下车硌腿7、后排座椅安全带锁止器无摆放固定位置8、中排座椅与地板卡钩失效，卡不住9、司机座椅前后调整手柄作用力大，有震响10、前后排座椅头枕晃动11、司机座椅座垫受力异响12、司机座椅靠背顶腰手柄未装13、司机安全带插座报警线束外露14、司机座椅前后滑动时，座椅底部与螺丝饰盖干涉15、中排座椅前端固定螺丝饰盖破损一个，漏装一个16、中排座椅左侧调角器螺丝过长陷入座垫17、中排座椅两座椅之间骨架尺寸不足，中部结合处塌软