CN111645780B - 车辆副仪表台的设计方法及车辆副仪表台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆副仪表台的设计方法及车辆副仪表台。其中，方法包括：获取车辆副仪表台的初始尺寸信息；将车辆副仪表台沿着车辆的车长方向分为副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部；获取副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部的初始设计参数并选取若干设计因子；由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成多组试验工况，对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算试验，选择其中一组试验工况作为选定工况。采用上述方案，车辆副仪表台不但能有效的限制碰撞假人在远端碰撞中向内车倾倒撞击到其他内饰件，而且还能降低副仪表台对碰撞假人胸腹部以及盆骨的伤害，提高了车辆的安全性。

Description

车辆副仪表台的设计方法及车辆副仪表台

技术领域

本发明涉及副仪表台的设计技术领域，特别涉及一种车辆副仪表台的设计方法及车辆副仪表台。

背景技术

随着汽车的普及以及人们对生活水平的要求越来越高，汽车已经成为了人们日常生活中不可或缺的工具。在选购车辆的同时，人们也对车辆的安全性能提出了更高的要求。并且自2020年开始，欧洲新车评价规程(EuroNCAP)中也新增了对车辆安全性能的条款，例如，对远端碰撞的性能要求。

汽车碰撞测试具体包括正面碰撞和侧面碰撞，而侧面碰撞又包括近端碰撞和远端碰撞。在进行汽车碰撞测试时，会先在车辆的驾驶位上放置一个硅胶材质的碰撞假人，在测试结束后，参考碰撞假人的受伤害程度判断车辆的性能。

其中，在近端碰撞中，主要关心的是车辆受到撞击后，靠近撞击侧的碰撞假人的伤害程度，例如，碰撞假人在驾驶位上，车辆的驾驶位一侧受到撞击。而在远端碰撞中，则是关心车辆在收到撞击后，远离撞击侧的碰撞假人的伤害程度，例如，碰撞假人在驾驶位上，车辆的副驾驶位一侧受到撞击。

在近端碰撞时，受惯性作用，碰撞假人的头部会朝驾驶位侧的门内饰方向撞击，如果在侧面碰撞中如果没有在车辆侧面设置气囊，碰撞假人头部会撞击到车门玻璃，头部就会受到伤害。

在远端碰撞中，受惯性作用，碰撞假人会朝车内移动，例如，碰撞假人在驾驶位上，副驾驶位侧受到撞击，碰撞假人会朝向副驾驶位滑移。具体为碰撞假人的臀部朝副驾驶侧移动，同时头部会甩向副驾驶侧，虽然碰撞假人的头部不会受到伤害，但是如果头部甩动太大可能会造成颈部以及胸腹和骨盆的伤害。

现有技术中，为了防止车辆在受到远端碰撞的时候，碰撞假人发生滑移或侧翻而对胸腹部以及骨盆造成伤害，考虑到设置刚度较大、搞得较高的车辆的副仪表台对碰撞假人进行限制。但是这种方式仍不能避免对碰撞假人的伤害。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中车辆受到远端碰撞时，车辆副仪表台容易对车内乘员造成伤害的问题。本发明提供了一种车辆副仪表台的设计方法及车辆副仪表台，能够最大程度减小车辆受到远端碰撞时，车辆副仪表盘对车内乘员的伤害。

为解决上述技术问题，本发明实施方式公开了一种车辆副仪表台的设计方法，包括以下步骤：

S1：根据车体内部总体内部布置获取车辆副仪表台的初始尺寸信息；

S2：将车辆副仪表台沿着车辆的车长方向分为副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部；

S3：获取副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部的初始设计参数；

S4：由初始设计参数中选取若干设计因子；

S5：基于若干设计因子，由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成多组试验工况，对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算试验，选择其中一组试验工况作为选定工况，选定工况对应的设计因子和相应的设计水平作为最终设计参数。

采用上述技术方案，通过根据放置于车辆座椅上的碰撞假人的状态将车辆副仪表台沿着车辆的车长方向分为副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部，便于对车辆副仪表盘进行设计，以使其满足对碰撞假人的不同保护需求。然后获取副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部的初始设计参数，并选取若干设计因子，再由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成多组试验工况，对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算试验，选择其中一组试验工况作为选定工况，选定工况对应的设计因子和相应的设计水平作为最终设计参数。通过获取设计参数和设计因子，能够初步限定出满足设计要求的副仪表台的各个部位的参数，然后再将各个部位的参数进行计算实验，得到与预先经过评估而设定的对碰撞假人的伤害程度较小的工况拟合程度最高的工况，并以该工况对应的副仪表台的设计参数进行设计。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施例提供的车辆副仪表台的设计方法，在步骤S3中，初始设计参数至少包括以下参数：

副仪表台前部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；副仪表台中部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；副仪表台后部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；并且在步骤S4中，设计因子至少包括：

副仪表台前部的宽度参数、高度参数和的刚度参数；副仪表台中部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；副仪表台后部的宽度参数、高度参数和的刚度参数。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施例提供的车辆副仪表台的设计方法，在步骤S2中，以放置于车辆座椅上的碰撞假人的髋关节中心点为基础，确定副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部的初始尺寸；其中副仪表台前部的长度自副仪表台前部的前部延伸至碰撞假人的大腿1/2，且沿着车辆的车身宽度方向看时，副仪表台前部的高度覆盖碰撞假人的腿部；副仪表台中部的长度自副仪表台前部的后部延伸至车辆座椅的靠背，且沿着车辆的车身宽度方向看时，副仪表台中部的高度覆盖碰撞假人的腹部；以及副仪表台后部自副仪表台中部的后部向后延伸，且沿着车辆的车身宽度方向看时，副仪表台后部的覆盖车辆座椅的靠背的一半高度。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施例提供的车辆副仪表台的设计方法，在步骤S5中，还将车辆是否设置有远端气囊模块作为额外的设计因子，与其他的设计因子一起形成若干组试验工况。

采用上述方案，通过设置远端气囊模块，在发生远端碰撞时，气囊会弹出以对碰撞假人的头部运动加以限制，且采用体积较大的气囊还可以在抑制碰撞假人头部运动的同时对碰撞假人胸腹进行保护。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施例提供的车辆副仪表台的设计方法，在步骤S5中，根据田口计算法，由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成试验工况组成的矩阵。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施例提供的车辆副仪表台的设计方法，在步骤S5中，每个设计因子的至少两个设计水平为两个设计水平，分别包括第一设计水平和第二设计水平；

基于每个设计因子的第一设计水平和第二设计水平获得多组试验工况；

对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算，并根据设定标准选择其中的一个试验工况作为选定工况，其中，判断12个工况中与设定标准的拟合度最高的工况为选定工况。

采用上述方案，将各个部位的参数进行计算实验，得到与预先经过评估而设定的对碰撞假人的伤害程度较小的工况拟合程度最高的工况，并以该工况对应的副仪表台的设计参数进行设计。由此，车辆副仪表台不但能有效的限制碰撞假人在远端碰撞中向内车倾倒撞击到其他内饰件，而且还能降低副仪表台对碰撞假人胸腹部以及盆骨的伤害，提高了车辆的安全性。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施例提供的车辆副仪表台的设计方法，在步骤S5中，副仪表台前部的每个设计因子的第一设计水平和第二设计水平分别为：

副仪表台前部的宽度参数的第一水平为：沿着车长方向看时，与人机限制面的宽度平齐；第二水平为：沿着车长方向看时，人机限制面的宽度缩短5cm；副仪表台前部的高度参数的第一水平为：沿着车身宽度方向看时，与座椅上的碰撞假人的膝盖上表面齐平；第二水平为：沿着车身宽度方向看时，抬高至与人机限制面的高度平齐；副仪表台前部的刚度参数的第一水平为：侧向刚度的最大值；第二水平为：侧向刚度的最大值的2/3。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施例提供的车辆副仪表台的设计方法，对于副仪表台中部，每个设计因子的第一设计水平和第二设计水平分别为：

副仪表台中部的长度参数的第一水平为：沿着车身宽度看时，副仪表台中部的前部位于碰撞假人的大腿长度1/2处；第二水平为：沿着车身宽度看时，仪表台中部的前部位于碰撞假人的大腿长度3/4处；副仪表台中部的宽度参数的第一水平为：沿着车长方向看时，延伸到座椅坐垫外包络轮廓；第二水平为：沿着车长方向看时，延伸到座椅坐垫外包络轮廓向内5cm；副仪表台中部的高度参数的第一水平为：沿着车身宽度看时，副仪表台中部的上表面位于碰撞假人的腹部上肋骨中心线位置；第二水平为：沿着车身宽度看时，上表面到碰撞假人的腹部上肋骨与腹部下肋骨中间的空隙位置；副仪表台中部的刚度参数的第一水平为：侧向刚度的最小值；第二水平为：侧向刚度的最小值的4/3。

采用上述方案，通过将副仪表台中部的高度参数设置在座椅坐垫外包络轮廓附近的位置，车内乘员的手臂能够自然的放置在汽车副仪表台上面；将副仪表台中部的刚度参数设置为较小的范围，碰撞假人胸部的肋骨不容易受到伤害。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施例提供的车辆副仪表台的设计方法，对于副仪表台后部，每个设计因子的第一设计水平和第二设计水平分别为：副仪表台后部的宽度参数的第一水平为：沿着车长方向看时，延伸到座椅靠背外包络轮廓；第二水平为：沿着车长方向看时，延伸到座椅靠背外包络轮廓向内5cm；副仪表台后部的高度参数的第一水平为：沿着车身宽度看时，与靠背的顶面齐平；第二水平为：沿着车身宽度看时，比靠背的顶面下降10cm；副仪表台后部的刚度参数的第一水平为：侧向刚度的最大值；第二水平为：侧向刚度的最大值的2/3。

采用上述方案，副仪表台后部的高度参数和刚度参数设置为较大的范围，可以提供足够的高度和刚度用来支撑座椅的侧向移动和倾倒。

基于上述车辆副仪表台的设计方法，本发明的实施方式还公开了一种车辆副仪表台，采用如上任意实施方式所描述的车辆副仪表台的设计方法设计得到。

本发明的有益效果是：

本发明通过根据放置于车辆座椅上的碰撞假人的状态将车辆副仪表台沿着车辆的车长方向分为副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部，便于对车辆副仪表盘进行设计，以使其满足对碰撞假人的不同保护需求。然后获取副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部的初始设计参数，并选取若干设计因子，再由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成多组试验工况，对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算试验，选择其中一组试验工况作为选定工况，选定工况对应的设计因子和相应的设计水平作为最终设计参数。通过获取设计参数和设计因子，能够初步限定出满足设计要求的副仪表台的各个部位的参数，然后再将各个部位的参数进行计算实验，得到与预先经过评估而设定的对碰撞假人的伤害程度较小的工况拟合程度最高的工况，并以该工况对应的副仪表台的设计参数进行设计。由此，车辆副仪表台不但能有效的限制碰撞假人在远端碰撞中向内车倾倒撞击到其他内饰件，而且还能降低副仪表台对碰撞假人胸腹部以及盆骨的伤害，提高了车辆的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的车辆副仪表台的设计方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的车辆副仪表台的设计方法中碰撞假人设置在驾驶位时的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的车辆副仪表台的设计方法中碰撞假人设置在驾驶位时的另一结构示意图；

图4是本发明实施例提供的车辆副仪表台的设计方法中，根据田口计算法得到的试验工况组成的矩阵示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

为解决现有技术中的问题，本实施例提供一种车辆副仪表台的设计方法，具体地，参考图1示出的本发明实施例提供的车辆副仪表台的设计方法的流程示意图。本发明实施方式提供的车辆副仪表台的设计方法具体包括以下步骤：

步骤S1：根据车体内部总体内部布置获取车辆副仪表台的初始尺寸信息；

步骤S2：将车辆副仪表台沿着车辆的车长方向分为副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部；

步骤S3：获取副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部的初始设计参数；

步骤S4：由初始设计参数中选取若干设计因子；

步骤S5：基于若干设计因子，由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成多组试验工况，对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算试验，选择其中一组试验工况作为选定工况，选定工况对应的设计因子和相应的设计水平作为最终设计参数。

采用上述设计方法得到的车辆副仪表台，不但能有效的限制碰撞假人在远端碰撞中向内车倾倒撞击到其他内饰件，而且还能降低副仪表台对碰撞假人胸腹部以及盆骨的伤害，提高了车辆的安全性。

下面参考图2示出的本发明实施例提供的车辆副仪表台的设计方法中碰撞假人设置在驾驶位时的结构示意图、图3示出的本发明实施例提供的车辆副仪表台的设计方法中碰撞假人设置在驾驶位时的另一结构示意图和图4示出的本发明实施例提供的车辆副仪表台的设计方法中，根据田口计算法得到的试验工况组成的矩阵示意图对本发明实施例提供的车辆副仪表台的设计方法做具体描述。

首先，根据车体内部总体内部布置获取车辆副仪表台的初始尺寸信息。

具体地，车辆副仪表台的初始尺寸信息包括但不限于副仪表台的设置位置、高度范围、宽度范围等。车体内部总体内部布置包括但不限于车身的高度，车体内部车顶至脚垫的垂直距离，前挡风玻璃到前排座椅靠背的距离等。而此步骤中，根据车体内部总体内部布置获取车辆副仪表台的初始尺寸信息是为了让设计出的车辆副仪表台满足基本的外观要求，以及行业内对于车辆副仪表台的各种限制性要求。

然后，参考图2，将车辆副仪表台沿着车辆的车长方向分为副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部。

具体地，车辆的车辆方向也就是前挡风玻璃到后挡风玻璃的方向。在该方向上，将车辆副仪表台分为相连的三个区域：副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部。其中，副仪表台前部靠近前挡风玻璃，副仪表台后部靠近车辆的前排座椅靠背，副仪表台中部则为副仪表台前部和副仪表台后部之间的区域。

更具体地，将车辆副仪表台分为上述三个区域可以根据碰撞假人在驾驶位上的状态划分。当碰撞假人的脚部自然放置在车辆的踏板上时，碰撞假人的脚踝至大腿中部的位置区域为副仪表台前部；碰撞假人大腿中后部及后背的位置区域为副仪表台中部；碰撞假人的后背至副仪表台靠近车辆后挡风玻璃的位置区域为副仪表台后部。

优选的，本实施例中，具体是以放置于车辆座椅上的碰撞假人的髋关节中心点为基础，确定副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部的初始尺寸。其中副仪表台前部的长度自副仪表台的前部部延伸至碰撞假人的大腿1/2，且沿着车辆的车身宽度方向看时，副仪表台前部的高度覆盖碰撞假人的腿部；副仪表台中部的长度自副仪表台前部的后部延伸至车辆座椅的靠背，且沿着车辆的车身宽度方向看时，副仪表台中部的高度覆盖碰撞假人的腹部；副仪表台后部自副仪表台中部的后部向后延伸，且沿着车辆的车身宽度方向看时，副仪表台后部的覆盖车辆座椅的靠背的一半高度。

接下来，参考图2和图3，获取副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部的初始设计参数。

具体地，初始设计参数具体包括以下12个参数：副仪表台前部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；副仪表台中部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；副仪表台后部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数。

更具体地，获取上述参数的方法包括但不限于直接用工具，例如尺子或陀螺仪扭杆测量。

继续参考图2和图3，由初始设计参数中选取若干设计因子。

具体地，本实施例中，设计因子至少包括：副仪表台前部的宽度参数、高度参数和的刚度参数；副仪表台中部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；副仪表台后部的宽度参数、高度参数和的刚度参数。

也就是说，此步骤中，在初始设计参数中选取设计因子时，会筛除两个初始设计参数。需要说明的是，本实施例中仅仅是示意性地筛除了副仪表台前部的长度参数和副仪表台后部的长度参数。事实上，在本发明的其他实施方式中，可以保留全部的初始设计参数为设计因子，还可以去除任意一个初始设计参数，还可以去除初始设计参数中的其他两个参数或三个参数。本实施例对此不做具体限定。

接下来，参考图2至图4，基于若干设计因子，由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成多组试验工况，对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算试验，选择其中一组试验工况作为选定工况，选定工况对应的设计因子和相应的设计水平作为最终设计参数。

优选的，本实施例中，还将车辆是否设置有远端气囊模块作为额外的设计因子，与其他的设计因子一起形成若干组试验工况。

需要说明的是，本实施例中，参考图4，形成多组试验工况，对多组试验工况分别进行计算机辅助工程(Computer Aided Engineering，CAE)计算试验的方法具体为，根据田口计算法，由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成试验工况组成的矩阵。

具体地，计算机辅助工程(CAE)是指工程设计中的计算机辅助工程，具体为一种近似数值分析方法。计算机辅助工程的主体是有限元方法。其基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。这种方法灵活性很大，只要改变单元的数目，就可以使解的精确度改变，得到与真实情况无限接近的解。需要说明的是，本实施例仅仅是以利用计算机辅助工程对实验工况进行计算，本领域技术人员可以根据实际需要选择其他的方法对实验工况进行计算，例如，通过工装样品(off tooling sample，OTS)来进行实验设计(design ofexperiment，DOE)，本实施例对此不做具体限定。

口田计算法(Taguchi method)是基于正交试验和信噪比的稳健设计方法。其是利用正交表设计实验方案，以信噪比作为衡量质量特性的指标，通过对实验方案的统计分析，找出可靠、稳定的加工工艺参数的组合，达到成本最低、质量最优的综合效果。而本实施例中，是将上述设计因子为指标，通过实验得到对碰撞假人伤害程度较小的设计方案。需要说明的是，本实施例仅仅是以口田计算法作为对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算试验的方法，事实上，本领域技术人员还可以选择其他的方法对多组实验工况进行分析计算，例如，经典DOE方法，即通过获取响应面的方法来获取最佳组合，以及谢宁DOE的方法。本实施例对此不做具体限定。需要说明的是，本实施例中优选采用口田法，因为口田法可以使用简单的正交设计表格来获取较少的试验次数。

还需要说明的是，图4示出的是根据田口计算法得到的试验工况组成的矩阵示意图，其中，第一行中字母A-K为每个工况对应的设计因子的设计水平，本实施例仅以11个设计因子为例。第一列中，数字1-12是指正交设计矩阵中12个不同的实验工况。而表格中1和2代表两个设计水平(即第一水平和第二水平)。

具体地，本实施例中，基于若干设计因子，由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成多组试验工况中，设计水平也即为设计因子的取值或设定值。且设计水平的数量可以为两个、三个甚至更多，而本实施例仅以每个设计因子包括两个设计水平做具体描述。当每个设计因子包括两个设计水平时，设计水平分别包括第一设计水平和第二设计水平。

更具体地，副仪表台的三个部分的每一个设计因子都分别包括第一设计水平和第二设计水平。其中：

副仪表台前部的每个设计因子的第一设计水平和第二设计水平分别为：

副仪表台前部的宽度参数的第一水平为：沿着车长方向看时，与人机限制面的宽度平齐；第二水平为：沿着车长方向看时，人机限制面的宽度缩短5cm；副仪表台前部的高度参数的第一水平为：沿着车身宽度方向看时，与座椅上的碰撞假人的膝盖上表面齐平；第二水平为：沿着车身宽度方向看时，抬高至与人机限制面的高度平齐；副仪表台前部的刚度参数的第一水平为：侧向刚度的最大值第二水平为：侧向刚度的最大值的2/3。

需要说明的是，副仪表台前部的功能是提供足够大的刚度可以支撑住碰撞假人的小腿、大腿以及膝盖部位，且该部位不会对碰撞假人造成太大伤害，因此副仪表台前部的刚度参数可以尽量设计得较大。

还需要说明的是，本实施例中，人机限制面常是描述车内空间的可利用程度的一个指标。在车内，沿着车身宽度方向看时，副仪表台越宽，车辆前排座椅的空间就越小，驾驶员与副驾驶员的身体所处的空间就越小。而不同大小、形状的车辆，人机限制面都是不同的，本实施例对此不做具体限定。而人机限制面的高度是指，将座椅调节到驾驶空间的中间最低的位置，将碰撞假人放置在座椅上，碰撞假人的小臂可以自然水平放置在副仪表盘上，该高度即为人机限制面的高度。而刚度的最大值为供应商可选材料中杨氏模量最高的材料，其根据具体材料决定，本实施例对此不做具体限定。

对于副仪表台中部，每个设计因子的第一设计水平和第二设计水平分别为：

副仪表台中部的长度参数的第一水平为：沿着车身宽度看时，副仪表台中部的前部位于碰撞假人的大腿长度1/2处；第二水平为：沿着车身宽度看时，仪表台中部的前部位于碰撞假人的大腿长度3/4处；副仪表台中部的宽度参数的第一水平为：沿着车长方向看时，延伸到座椅坐垫外包络轮廓；第二水平为：沿着车长方向看时，延伸到座椅坐垫外包络轮廓向内5cm；副仪表台中部的高度参数的第一水平为：沿着车身宽度看时，副仪表台中部的上表面位于碰撞假人的腹部上肋骨中心线位置；第二水平为：沿着车身宽度看时，上表面到碰撞假人的腹部上肋骨与腹部下肋骨中间的空隙位置；副仪表台中部的刚度参数的第一水平为：侧向刚度的最小值；第二水平为：侧向刚度的最小值的4/3。

需要说明的是，副仪表台中部需要在尽可能限制碰撞假人臀部运动的同时降低对碰撞假人胸腹的伤害。此外，副仪表台的中部还需要至少能够保证车内乘员的手臂可以自然的放置在上面。当然，副仪表台的中部还需要有效限制碰撞假人胸腹以上的运动。因此，本实施例中，优选将副仪表台中部的高度设计在腹部上肋骨的中心线位置。由此，碰撞假人胸部的肋骨不容易受到伤害，车内乘员的手臂还能够自然的放置在汽车副仪表台上面。

还需要说明的是，刚度的最小值为供应商可选材料中杨氏模量最低的材料，其根据具体材料决定，本实施例对此不做具体限定。

对于副仪表台后部，每个设计因子的第一设计水平和第二设计水平分别为：

副仪表台后部的宽度参数的第一水平为：沿着车长方向看时，延伸到座椅靠背外包络轮廓；第二水平为：沿着车长方向看时，延伸到座椅靠背外包络轮廓向内5cm；副仪表台后部的高度参数的第一水平为：沿着车身宽度看时，与靠背的顶面齐平；第二水平为：沿着车身宽度看时，比靠背的顶面下降10cm；副仪表台后部的刚度参数的第一水平为：侧向刚度的最大值；第二水平为：侧向刚度的最大值的2/3。

需要说明的是，副仪表台后部的高度参数和刚度参数需要尽可能大一些，以提供足够的高度和刚度用来支撑座椅的侧向移动和倾倒。

还需要说明的是，本实施例仅仅是示意性地以副仪表台的前部、副仪表台的中部、副仪表台的后部包括上述第一水平和第二水平为例，事实上，在本发明的其他实施方式中，本领域技术人员可以根据实际需要选择不同的第一水平和第二水平，也可以根据需要设置更多的设计水平，本实施例对此均不做具体限定。

本实施中，基于每个设计因子的第一设计水平和第二设计水平获得多组试验工况之后，对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算，并根据设定标准选择其中的一个试验工况作为选定工况。其中，判断12个工况中与设定标准的拟合度最高的工况为选定工况。

具体地，设定标准是预先经过评估而设定的对碰撞假人的伤害程度较小的工况。与该设定标准拟合程度最高，则说明该工况下的设计因子就是车辆副仪表台的最佳设计方案。采用该方案，车辆副仪表台能够最大程度地限制在发生远端碰撞时，车内乘员的滑移，也能够减小对车内乘员盆骨等部位的伤害。

采用上述车辆副仪表台的设计方法，通过根据放置于车辆座椅上的碰撞假人的状态将车辆副仪表台沿着车辆的车长方向分为副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部，便于对车辆副仪表盘进行设计，以使其满足对碰撞假人的不同保护需求。然后获取副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部的初始设计参数，并选取若干设计因子，再由每个设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成多组试验工况，对多组试验工况分别进行计算机辅助工程计算试验，选择其中一组试验工况作为选定工况，选定工况对应的设计因子和相应的设计水平作为最终设计参数。通过获取设计参数和设计因子，能够初步限定出满足设计要求的副仪表台的各个部位的参数，然后再将各个部位的参数进行计算实验，得到与预先经过评估而设定的对碰撞假人的伤害程度较小的工况拟合程度最高的工况，并以该工况对应的副仪表台的设计参数进行设计。由此，车辆副仪表台不但能有效的限制碰撞假人在远端碰撞中向内车倾倒撞击到其他内饰件，而且还能降低副仪表台对碰撞假人胸腹部以及盆骨的伤害，提高了车辆的安全性。

基于上述车辆副仪表台的设计方法，本发明的实施方式还提供一种车辆副仪表台。具体地，本实施例提供的车辆副仪表台采用如上实施方式所描述的车辆副仪表台的设计方法设计得到。

采用上述设计方法得到的车辆副仪表台，不但能有效的限制碰撞假人在远端碰撞中向内车倾倒撞击到其他内饰件，而且还能降低副仪表台对碰撞假人胸腹部以及盆骨的伤害，提高了车辆的安全性。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种车辆副仪表台的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据车体内部总体内部布置获取所述车辆副仪表台的初始尺寸信息；

S2：将所述车辆副仪表台沿着车辆的车长方向分为副仪表台前部、副仪表台中部以及副仪表台后部；

S3：获取所述副仪表台前部、所述副仪表台中部以及所述副仪表台后部的初始设计参数；

S4：由所述初始设计参数中选取若干设计因子；

S5：基于若干所述设计因子，由每个所述设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成多组试验工况，对多组所述试验工况分别进行计算机辅助工程计算试验，选择其中一组试验工况作为选定工况，所述选定工况对应的所述设计因子和相应的设计水平作为最终设计参数；并且，在所述步骤S3中，所述初始设计参数至少包括以下参数：

所述副仪表台前部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；

所述副仪表台中部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；

所述副仪表台后部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；并且

所述步骤S4中，所述设计因子至少包括：

所述副仪表台前部的宽度参数、高度参数和的刚度参数；

所述副仪表台中部的长度参数、宽度参数、高度参数和刚度参数；

所述副仪表台后部的宽度参数、高度参数和的刚度参数；

在所述步骤S2中，以放置于车辆座椅上的碰撞假人的髋关节中心点为基础，确定所述副仪表台前部、所述副仪表台中部以及所述副仪表台后部的初始尺寸；其中

所述副仪表台前部的长度自所述副仪表台前部的前部延伸至所述碰撞假人的大腿1/2，且沿着车辆的车身宽度方向看时，所述副仪表台前部的高度覆盖所述碰撞假人的腿部；

所述副仪表台中部的长度自所述副仪表台前部的后部延伸至所述车辆座椅的靠背，且沿着所述车辆的车身宽度方向看时，所述副仪表台中部的高度覆盖所述碰撞假人的腹部；以及

所述副仪表台后部自所述副仪表台中部的后部向后延伸，且沿着所述车辆的车身宽度方向看时，所述副仪表台后部的高度覆盖所述车辆座椅的所述靠背的一半高度。

2.如权利要求1所述的车辆副仪表台的设计方法，其特征在于，

在所述步骤S5中，还将所述车辆是否设置有远端气囊模块作为额外的设计因子，与其他的设计因子一起形成若干组试验工况。

3.如权利要求2所述的车辆副仪表台的设计方法，其特征在于，

在所述步骤S5中，根据田口计算法，由每个所述设计因子的至少两个设计水平作为参数，形成所述试验工况组成的矩阵。

4.如权利要求3所述的车辆副仪表台的设计方法，其特征在于，

在所述步骤S5中，每个所述设计因子的所述至少两个设计水平为两个设计水平，分别包括第一设计水平和第二设计水平；

基于每个所述设计因子的所述第一设计水平和所述第二设计水平获得多组试验工况；

对所述多组试验工况分别进行所述计算机辅助工程计算，并根据设定标准选择其中的一个所述试验工况作为所述选定工况，其中，判断12个所述工况中与所述设定标准的拟合度最高的工况为所述选定工况。

5.如权利要求4所述的车辆副仪表台的设计方法，其特征在于，

在所述步骤S5中，所述副仪表台前部的每个所述设计因子的所述第一设计水平和所述第二设计水平分别为：

所述副仪表台前部的宽度参数的所述第一设计水平为：沿着所述车长方向看时，与人机限制面的宽度平齐；所述第二设计水平为：沿着所述车长方向看时，所述人机限制面的宽度缩短5cm；

所述副仪表台前部的高度参数的所述第一设计水平为：沿着所述车身宽度方向看时，与所述车辆座椅上的碰撞假人的膝盖上表面齐平；所述第二设计水平为：沿着所述车身宽度方向看时，抬高至与所述人机限制面的高度平齐；

所述副仪表台前部的刚度参数的所述第一设计水平为：侧向刚度的最大值；所述第二设计水平为：所述侧向刚度的最大值的2/3。

6.如权利要求5所述的车辆副仪表台的设计方法，其特征在于，对于所述副仪表台中部，每个所述设计因子的所述第一设计水平和所述第二设计水平分别为：

所述副仪表台中部的长度参数的所述第一设计水平为：沿着所述车身宽度看时，所述副仪表台中部的前部位于所述碰撞假人的大腿长度1/2处；所述第二设计水平为：沿着所述车身宽度看时，所述副仪表台中部的前部位于所述碰撞假人的大腿长度3/4处；

所述副仪表台中部的宽度参数的所述第一设计水平为：沿着所述车长方向看时，延伸到座椅坐垫外包络轮廓；所述第二设计水平为：沿着所述车长方向看时，延伸到座椅坐垫外包络轮廓向内5cm；

所述副仪表台中部的高度参数的所述第一设计水平为：沿着所述车身宽度看时，所述副仪表台中部的上表面位于所述碰撞假人的腹部上肋骨中心线位置；所述第二设计水平为：沿着所述车身宽度看时，所述上表面到所述碰撞假人的腹部上肋骨与腹部下肋骨中间的空隙位置；

所述副仪表台中部的刚度参数的所述第一设计水平为：侧向刚度的最小值；所述第二设计水平为：所述侧向刚度的最小值的4/3。

7.如权利要求6所述的车辆副仪表台的设计方法，其特征在于，对于所述副仪表台后部，每个所述设计因子的所述第一设计水平和所述第二设计水平分别为：

所述副仪表台后部的宽度参数的所述第一设计水平为：沿着所述车长方向看时，延伸到座椅靠背外包络轮廓；所述第二设计水平为：沿着所述车长方向看时，延伸到座椅靠背外包络轮廓向内5cm；

所述副仪表台后部的高度参数的所述第一设计水平为：沿着所述车身宽度看时，与所述靠背的顶面齐平；所述第二设计水平为：沿着所述车身宽度看时，比所述靠背的顶面下降10cm；

所述副仪表台后部的刚度参数的所述第一设计水平为：所述侧向刚度的最大值；所述第二设计水平为：所述侧向刚度的最大值的2/3。

8.一种车辆副仪表台，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的车辆副仪表台的设计方法设计得到。

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