限制面在汽车造型外饰设计中应用

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摘要：汽车新车型开发设计中，整车总布置限制面是项目前期非常重要的一项交付物，其依据整车构架目标而设计开发，能有效的约束造型及工程按照设定的总布置目标进行开发，可以在项目前期避免造型和工程区域的设计反复。本文对整车总布置限制面的定义及整车总布置外饰限制面的分类和作用进行了梳理总结，并基于某新车型的开发，探讨了整车总布置外饰限制面在造型外饰设计中的应用。通过实车验证了总布置限制面在汽车造型外饰设计中的精确性及高效性，为整车前期造型开发提供参考。

关键词：限制面总布置造型

1引言

随着汽车工业的迅猛发展，当前国内汽车市场竞争日趋激烈，亮眼的汽车外饰造型相对更能吸引消费者，而成功的造型设计始于合理制定的前期工程输入，而总布置限制面就是其中一项非常重要的输入.准确合适的总布置输入能够更好地辅助以及约束造型前期开发，减少造型和工程设计过程的反复，同时节约项目开发时间，并能确保后续的工程开发基于造型设计顺利开展。

2整车总布置限制面梳理总结

2.1整车总布置限制面的定义

总布置限制面是指基于某一区域的断面及其它各类，包括但不限于人机工程要求、标准法规、零部件装配、售后维修需求等一系列工程条件整合而成的一组整体可用的数据，通常体现为二维限制面或三维实体限制数模。在汽车内外饰造型的重要区域，工程均需输入限制模型，用于辅助及约束造型设计，以免设计出的造型脱离项目前期设定的整车构架目标。

2.2整车总布置外饰限制面的分类及作用

整车总布置外饰限制面按区域分为整车外廓参数、两侧、前端、后端限制面。2.2.1整车外廓参数限制面。整车外廓参数限制面相关内容及其作用见表1。2.2.2外饰两侧限制面外饰两侧限制面相关内容及其作用见表2。2.2.3外饰前端限制面。外饰前端限制面清单见表3。2.2.4外饰后端限制面。外饰后端限制面清单见表4。

3整车总布置外饰限制面的应用探讨

整车总布置限制面的设计依据来源于整车物理及性能构架目标。新车型在开发设计前，技术部门需和规划、市场部门一起提前进行市场调研，并对市场上的主流竞争车型的参数进行充分的对标分析，从而制定极富竞争力的整车开发目标。根据规划和市场部门设定的整车开发目标制定对应合理的整车物理、性能构架，并将之细化分解，转化为更详细的总布置参数目标。而总布置工程师则可根据分解指定的总布置参数目标，设计开发对应的限制面约束造型和工程区域。本章以某国产新车型开发为基础，对总布置设计中驾驶员前后上下视野限制面和A柱障碍角限制面在新车型外饰造型中的应用进行分析探讨。

3.1驾驶员前后上下视野限制面

驾驶员前后上下视野限制面为整车外饰前端和后端限制面，其中驾驶员前上下视野限制面主要约束发罩、雨刮、前挡风玻璃、顶盖等外饰零件的设计位置，驾驶员的后上下视野限制面主要约束后挡风玻璃、尾门、顶盖、后雨刮等外饰件的设计位置。3.1.1驾驶员前后上下视野限制面目标设定驾驶员前后方上下视野是车辆行驶过程中最直观的视野，其直接影响驾驶安全性，因此项目新产品开发时要尽量保证驾驶员前后方上下视野处于人机设计最优水平。根据市场调研用户需求以及主要竞品车型数据对标，并参考相关设计推荐标准后，确定新开发车型A的前后视野设计目标如表5所示。3.1.2驾驶员前后上下视野限制面的设计及应用确定驾驶员前后方上下视野设计目标，并过总布置人机团队评审后，前后方上下视野可采用三维软件内草图和表达式方法进行可编辑的参数化设计，首先基于2D人体和眼椭圆模块生成眼椭圆，通过草图设计Y向眼椭圆截面的前后方视野切线，利用表达式设计方法设定前后上视野和前后下视野与水平线之间的夹角参数，通过输入前方上下视野目标值定义参数，可使上下视野分析数据随人机关键硬点的变化而变化，生成前后上下视野限制面，如图1为驾驶员前后上下视野限制面。将驾驶员前后上下视野限制面输入给造型作为视野限制界面。在造型CAS面发布时，需要对造型数据进行校核，要求发布的造型数据满足总布置人机目标要求，如不满足则需制定更改方案以达到目标需求。经校核，发布的造型数据不符合前下视野参数化模型目标要求，造型数据仅6.3°，经过人机台架评审验证发现前下视野确实偏小，造型数据需要匹配前下视野限制面目标更改。工程数据发布时，通过驾驶员前后上下视野限制面检查，最终发布的工程数据满足前后上下视野人机设计目标。设计校核如图2所示。

3.2A柱障碍角限制面

A柱障碍角限制面是整车外饰两侧限制面，其主要作用为约束A柱视野，要求A柱障碍角低于限制面，好的A柱视野可以大幅提升驾驶舒适性，同时降低行车安全风险，A柱障碍角则是体现A柱视野的重要指标。3.2.1A柱障碍角限制面目标设定A柱障碍角的设计目标需满足国标GB11562《汽车驾驶员前方视野要求及测量方法》的相关要求，同时为了更好的优化视野，需结合对标车型以及市场用户需求，在兼顾造型和整车碰撞要求情况下，将A柱障碍角设置一个合理的目标。新开发车型A设计目标如表6所示。3.2.2A柱障碍角限制面设计及应用确定A柱障碍角设计目标，并过总布置人机团队评审后，在三维软件环境中，使用“A柱障碍角”布置工具，选取车型A的眼椭圆或眼点，结合A柱、胶条、玻璃黑边以及设计目标，利用总布置工具生成A柱障碍角限制面如图3所示。将此限制面输入给造型作为A柱障碍角限制界面。在造型CAS面发布时，需要对造型数据进行校核，要求发布的造型数据满足总布置人机目标要求，如不满足则需制定更改方案以达到目标需求。经校核发布的造型数据不符合A柱障碍角参数化模型要求，造型数据5.2°。经过人机台架评审验证发现A柱视野确实偏大，造型数据需要匹配A柱障碍角参数化模型目标更改。T2阶段工程数据发布时，通过参数化模型检查，最终发布的工程数据满足A柱障碍角人机设计目标。设计校核如图4所示。

4结语

整车总布置应充分对标市场上主流车型竞争对手的相关总布置参数以及人机工程，结合公司市场调研分析，配合项目制定合理且富有竞争力的整车设计目标，基于整车构架目标设计详细的总布置限制面。本文详细介绍了整车外饰限制面的类型及作用，并结合某汽车公司新开发车型，以驾驶员前后上下视野限制面以及A柱障碍角视野限制面为例，对限制面的目标设定，设计及应用展开了相关的分析探讨，证实了总布置限制面的准确和高效性。总布置限制面的及时准确输入可以有效降低造型与工程间的冲突，可以减少设计反复造成的时间浪费。随着信息时代的到来，很多新车型都有了更新更酷炫的配置，比如超大屏幕、流媒体后视镜，氛围灯，HUD、天幕等，其对应的人机应用场景也相较传统的车型会有很大的不同。而如何保证新车型开发中准确合理的约束造型和工程，则需要我们根据实际具体的用户场景制定更加贴切合理的限制面，使得新时代的车型也能高效迅速的推进开发。

作者:程坤 李家烽 黄晓珍 单位:上汽通用五菱汽车股份有限公司