某前置后驱车型C点布置优化设计

程坤 黄晓珍

摘 要：汽车C点处于发动机舱和驾驶舱之间，它既是造型外饰的重要特征点，也是总布置设计的关键硬点。在汽车新产品开发过程中往往会出现造型设计的C点位置和总布置设计位置冲突，从而导致设计方案反复刺穿项目节点的问题。本文对C点布置主要影响因素进行了分析研究，并基于某前置后驱车型整车设计开发中出现的C点布置问题，提出了C点优化设计方案，解决了前下视野小、遮阳板及内后视镜操作不便、仪表板触及困难、发动机舱零部件售后维修不便等问题，对后续新车型总布置设计开发提供经验教训，避免出现类似问题导致设计反复。

关键词：C点 总布置 造型

Abstract：Car C point is located between the engine compartment and the cockpit， which is not only an important feature of the exterior decoration， but also a key point of the general layout design.In the process of automobile new product development， there will often be a conflict between the position of C point in modeling design and the position of general layout design， which leads to the problem that the design scheme repeatedly pierces the project node.In this paper， the C point layout， this paper analyzes the main influence factors， and based on a front drive model after the C point layout problems in vehicle design and development， put forward the C point optimized design scheme， solved before the small field of vision， visor and inner rear-view mirror operation inconvenience， dashboard is hard to hit and nacelle parts after-sales maintenance， etc.，Provide experience and lessons for the general layout design and development of subsequent new models to avoid repeated design caused by similar problems.

Key words：Point C， general layout， modeling

1 引言

隨着国内民众生活水平的提升，汽车市场竞争日渐激烈，为快速抢占市场先机，汽车新产品的成本和周期是非常关键的因素，而总布置的高效合理设计可以有效缩短整车开发周期并降低整车开发成本。本文阐述了整车总布置设计中的C点布置及其定义，对C点布置的相关因素进行了研究，并结合某前置后驱新车型的开发，对C点布置中出现的问题进行了原因分析及优化设计，为后续整车C点布置设计提供了经验参考。可以有效避免因布置方案反复而导致的开发周期延长问题。

C点是汽车纵向中心面上引擎盖或其他零件的最高点在前挡玻璃外表面上的水平投影点，定义参考《SAE J1100 NOV 2009 Motor Vehicle Dimensions》中Cowl Point描述[1]，一般乘用车中C点大部分为汽车纵向中心面上发动机罩盖后沿点在前挡风玻璃上的投影点，如图1所示。

2 C点布置影响因素

汽车C点位于发动机舱及驾驶舱交界处，它既是造型外饰硬点也是整车总布置关键硬点，在汽车设计开发中至关重要。影响C点布置的因素较多，涉及发动机舱动力总成、底盘零件和仪表模块总成布置以及造型设计，汽车新产品开发时需要综合考虑所有影响因素，工程和造型需要反复沟通确认达成一致意见。C点的布置位置主要影响汽车造型以及总布置人机工程设计。

2.1 对造型外饰比例的影响

C点在外饰造型设计比例中是一个关键硬点，其在X向影响到发动机舱和车内空间的分配，在Z向定义了窗台线的高度，划分了整车的透明区和非透明区。外饰造型区域会基于汽车产品的市场定位及车型分类来设计创意效果图，例如SUV车型C点位置一般偏高偏后，使得发动机罩盖比例偏大，侧围离地偏高，给用户营造一种运动、高通过性的视觉效果，同时为保持车内的大空间需求，车窗和车体的比例也会放大，因此SUV车型往往较轿车偏高。通过造型效果图可以体现出外饰造型设计师的创作意图，C点的位置需综合考虑外饰侧面造型设计需求来确定。

2.2 对总布置人机工程的影响

C点位于前风挡玻璃纵向截面最前方，其位置直接影响驾驶员前方视野以及侧视野。同时由于C点的位置位于发动机舱和驾驶舱的交界处，其布置位置也直接影响发动机舱内动力总成以及驾驶舱内仪表板、空调箱的布置。

2.2.1 前下视野

前方下视野反映了驾驶员前方下部的视野范围，其测量方式为：在驾驶员中心Y截面上测量，抽取UG97版本的95%中间眼椭球中心线，并投影至驾驶员中心Y截面上，从眼椭圆下方作切线至前方下部非透明零件止（如风挡黑边、发罩、仪表板、上安装板等，不包括方向盘和前雨刮），前方下视野为切线与水平面间的夹角，按照设计要求乘用车下视野角≥5°，家用车及乘用车下视野角要求≥6°，为了提升市场竞争力，设计时也需要根据市场定位需求对标主流竞品车型，制定合理和富有竞争力的下视野设计目标。一般乘用车的发罩或者上安装板装饰罩位于前挡风玻璃水平投影最高点，也就是C点，其位置限制着前方下视野线，C点越靠下靠后，下视野角越大视野越好，反之变差。

2.2.2 A柱视野

A柱为驾驶员前方两侧连接发動机舱和顶盖的钣金支柱，其所处位置会影响驾驶员的侧前方视野，形成A柱盲区，影响行车安全。根据GB 11562《汽车驾驶员前方视野要求及测量方法》[2]评估A柱视野好坏的指标为A柱障碍角，A柱障碍角越小越好。根据A柱障碍角的测量方式，在驾驶员人体姿态不变的情况下，A柱越靠前越好，而C点位于A柱之前，同理也是越靠前越好。因此C点的布置也会对A柱视野产生影响。

2.2.3 外后视镜视野

外后视镜一般布置于A 柱三角窗区域或前门外板上，驾驶员眼点与外后视镜形成的夹角越小则驾驶员观察外后视镜时头部旋转幅度越小，对于人机工程越有利。C点的位置确定后，外后视镜的位置基本也可确定在一定范围内，由此可知C点越靠前，则外后视镜也越靠前，驾驶员眼点与外后视镜形成的夹角也越小，驾驶员人体头部观察外后视镜时扭头的幅度也越小。另外根据《GB 15084—2013机动车辆间接视野装置性能和安装要求》，外后视镜越靠前，驾驶员通过后视镜观察汽车后方的范围也越广。

2.3 驾驶舱与发动机舱的布置

C点处于发动机机舱与驾驶舱中间位置，发动机舱内主要涉及动力总成、前悬挂系统、主缸助力器、蓄电池等零部件布置，驾驶舱主要涉及仪表板模块、三踏板、转向系统、空调系统等零部件的布置。在整车物理构架设计阶段需充分考虑C点的位置对发动机舱内动力总成、底盘零部件的布置空间影响，同时也需评估驾驶舱内仪表板模块、空调系统等的布置空间影响。保证C点的设计位置既能满足零部件的布置空间需求，也能符合总布置人机工程设计目标以及整车动力底盘性能目标。

3 某前置后驱车型C点布置问题及优化设计

某前置后驱新车型基于公司现有平台构架开发，造型重新设计，其动力总成、底盘构架、空调系统均沿用原平台现有车型。如此，设计开发时则可最大化实现平台化模块化需求，降低研发成本并大幅缩短项目开发周期。该新车型市场定位为商务前置后驱MPV，造型区域基于市场定位及整车总布置输入进行了创意以及CAS面设计。 新车型造型CAS面数模C点位置与现有平台内对标车型相比，C点位置X向前移369mm，Z向上抬4mm。

为便于直观评价造型数据是否满足总布置人机工程设计目标需求，总布置区域基于新车型造型CAS面搭建了人机台架模型，示意见图2，并组织专业的人机评审团队对搭建的人机台架模型进行了主观评价。经评审发现前下视野偏小，视野盲区大，遮阳板及内后视镜操作偏远，仪表板X向偏大等问题，本文针对人机评审出现的人机工程问题以及数据评审时出现的布置问题进行了原因分析并提出了改进优化设计。

3.1 前下视野问题及优化

驾驶员从挡风玻璃及后视镜观察车外情况，通过下视野线设计控制直接前方视野。经过人机台架模型评审，发现新开发车型前下视野偏小。经对造型CAS面数据进行分析，新开发车型C点位于总布置输入的下视野线限制面之前，风挡玻璃与前围上部搭接结构亦高出下视野线限制面， 增大了前方下视野盲区。目前造型C点位置对应的前下视野角为6.3°，与主要对标车型相比偏小，总布置人机工程要求设计要求≥7.6°，前下视野对标数据见表1示意。为解决前下视野偏小问题可将C点后移或人体H点上抬。

3.2 遮阳板及内后视镜操作问题及优化

遮阳板和内后视镜为驾驶舱内的重要操纵件，其安装位置均位于前风挡玻璃上侧。遮阳板主要作用是为驾驶员和副驾乘员遮挡阳光，避免阳光直接照射眼睛，影响驾驶安全，内后视镜主要作用是为驾驶员提供汽车后方的视野信息。遮阳板和内后视镜需满足驾驶员人机操作便利性需求，经采用人机虚拟软件RAMSSIS进行模拟分析，发现驾驶员处于正常坐姿时操作遮阳板和内后视镜存在不舒适的情况，后续经过人机台架模型主观评价，发现实际操作遮阳板和内后视镜偏远，需侧身才能操作，证实了虚拟仿真提出的问题准确性。

经过数据分析，发现问题出现的原因主要在于C点位置过于靠前，前风挡玻璃黑边也随之靠前，驾驶员人体的H点位置与风挡玻璃偏远导致，主要对标车型数据见表2，为解决前下视野偏小问题可将C点及前挡风玻璃后移或人体H点上抬。

3.3 仪表板布置问题及优化

仪表板的布置与人机工程息息相关，仪表板的前端影响驾驶员前下视野，下端影响人体脚部和膝部空间，仪表板上布置的开关、旋钮等操纵件位置影响驾驶员的操作便利性。经人机台架评审发现新车型仪表板上表面X向宽度过大，感知过于宽厚，其上表面临时放置纸巾盒、毛巾等物品时难以触及。

经对造型数据及对标车进行对比分析，发现目前造型数据状态的仪表板X向宽度处于同级车型中最宽水平，解决方案为C点后移，仪表板前端同步后移或者人体及仪表板后端前移。经分析发现受前轮轮胎包络限制，离合踏板踩踏行程与前轮罩钣金间隙仅15mm，前轮罩钣金与前轮轮胎包络间隙仅10mm，人体及三踏板布置已无前移空间，因此仪表板上表面X向宽度过大问题只能通过C点和仪表板前端同步后移解决。

3.4 发动机舱布置问题及优化

本文所述新车型为前置后驱车型，其动力总成为纵向布置，目前造型数据相比其他前置后驱对标车型C点过于靠前，流水槽上安装板X向已完全覆盖发动机点火线圈及前轮罩悬挂安装点，示意见图3，售后维修时点火线圈难以拆卸，前悬挂在轮罩上安装点难以安装。需要将流水槽上安装板设计成总装件，前悬挂完成装配后再安装流水槽上安装板，点火线圈售后维修时需先拆卸流水槽及上方的雨刮、装饰盖等零部件或者直接拆卸发动机，售后维修工时大大增加。

经对前置后驱车型动力总成布置及C点位置进行对标分析，需将C点与发动机点火线圈位置相对关系参考厂内前置后驱对标车型布置。

3.5 人机工程布置优化

经过对新车型人机台架评审提出的问题进行初步分析，发现这些问题都与C点的布置位置相关，问题的解决方案也是需将C点适当后移，要求既满足工程设计需求，也符合造型创意定义。综合所述制定人机工程及布置优化方案。

发动机点火线圈售后维护问题作为首要解决的问题，经对标前置后驱平台车型，C点需X向后移180mm，Z向已无下降空间，因此Z向高度不更改。同时针对前下视野小、内后视镜和遮阳板难操作问题，同步对人体姿态（坐高H30）进行调整，方案见表3所示。经过综合对比分析，方案二为最优更改方案，将优化方案输入人机台架模型进行调整，并重新组织人机评审团队进行主观评价，评审发现可满足人机目标需求并高出行业主流水平。通过对骡子车进行发动机点火线圈拆装验证，证实售后维护空间满足要求。

4 结语

C点的布置设计影响因素众多，涉及总布置、人机工程、造型设计等。因此新产品开发前期，造型外饰创意设计时，需同步考虑造型C点布置的工程可行性，避免出现造型导致的工程问题，减少设计反复带来的项目时间成本浪费。

本文对C点的布置影响因素进行了分析，并对某前置后驱车型C点布置设计中出现的问题进行了分析，针对C点布置问题进行了布置优化设计。通过实际汽车项目开发中出现的问题，可以总结C点布置经验教训，形成设计规范，为后续新项目车型开发提供设计参考。

参考文献：

[1]Society，of，Automotive，Engineers.，SAE，J1100，Revised，SEP2005， （R），Motor，Vehicle，Dimensions[S].，Warrendale：，SAE，International，，2005：，40.

[2]国家标准化管理委员会. GB 15084—2013 机动车辆间接视野装置性能和安装要求[S].北京：中国标准出版社，2014：14.