一種汽車換擋桿前后位置的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車換擋機構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及一種汽車換擋桿前后位置的確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代乘用車換擋機構(gòu)形式多樣，有懷擋、撥片換擋、電子換擋、桿式換擋等形式。目前，大多數(shù)車型仍采用桿式換擋機構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用機械傳動，簡單可靠，故障率低，成本低。對于采用桿式換擋機構(gòu)的車輛，在行駛過程中駕駛員需要頻繁操作換擋桿，因此其相對于駕駛員的位置極其重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，常常根據(jù)以往經(jīng)驗來確定換擋桿的位置，沒有考慮到駕駛員的實際情況。這樣不可避免地會出現(xiàn)換擋桿相對于駕駛員靠前或者靠后，以致加重駕駛員的疲勞感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種汽車換擋桿前后位置的確定方法，能夠以駕駛員的實際情況為參考來確定換擋桿的位置，減少駕駛員在駕駛過程中的疲勞感。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例公開了一種汽車換擋桿前后位置的確定方法，包括步驟:
[0006]獲得汽車的H30值和R點坐標(biāo)值；H30值為駕駛員踵點與R點的垂直距離；R點為三維人體模型放置在座椅上時的Η點位置，其中，Η點為三維人體模型的軀干線與大腿線的交占.
[0007]按預(yù)設(shè)的表示駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點與Η30值和R點坐標(biāo)值之間數(shù)學(xué)關(guān)系的第一坐標(biāo)公式，和預(yù)設(shè)的表示駕駛員肘部旋轉(zhuǎn)點與Η30值和R點坐標(biāo)值之間數(shù)學(xué)關(guān)系的第二坐標(biāo)公式，獲得表示駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點位置的第一坐標(biāo)和表示駕駛員肘部旋轉(zhuǎn)點位置的第二坐標(biāo)；所述的第一坐標(biāo)公式和第二坐標(biāo)公式，是根據(jù)從人機驗證平臺獲得的Η30值、R點坐標(biāo)值、實測的駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點和肘部旋轉(zhuǎn)點位置的統(tǒng)計結(jié)果獲得的；
[0008]獲得以所述第一坐標(biāo)為圓心，以預(yù)設(shè)的人體手臂長度為半徑的第一球面，和以所述第二坐標(biāo)為圓心，以預(yù)設(shè)的人體小臂長度為半徑的第二球面；
[0009]將第一球面上車前方向預(yù)設(shè)第一范圍內(nèi)的部分球面確定為前極限控制面，將第二球面上車前方向預(yù)設(shè)第二范圍內(nèi)的部分球面確定為后極限控制面；
[0010]確定換擋桿位于所述前極限控制面和后極限控制面之間的位置。
[0011]較佳的，所述第一坐標(biāo)公式為:
[0012]X1= t (H30) 2_t2*H30+a
[0013]Yx= Ry±b
[0014]lx= t 3*H30+c
[0015]所述第二坐標(biāo)公式為:
[0016]X2= X i+d
[0017]Y2= Ry±e
[0018]Z2= Z「f
[0019]其中，Xp Υρ ΖΛ所述第一坐標(biāo)；X 2、Y2、厶為所述第二坐標(biāo)；Ry為R點的Y坐標(biāo)絕對值；&、t2、t3、a、b、c、d、e和f為根據(jù)所述統(tǒng)計結(jié)果獲得的多個常數(shù)值。
[0020]較佳的，所述的^取值范圍為-0.009?0 ;所述的t2取值范圍為0.05?0.93 ;所述的t3取值范圍為0.2?1.4 ;所述的a取值范圍為1100?1300mm ;所述的b取值范圍為120?160mm ;所述的c取值范圍為200?600mm ;所述的d取值范圍為30?40mm ;所述的e取值范圍為100?300mm ;所述的f取值范圍為140?160mm。
[0021]較佳的，所述第一坐標(biāo)公式和第二坐標(biāo)公式通過如下方法獲得:
[0022]采用指定標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的假人作為駕駛員，在人機驗證平臺上進行實際測量，分別測量出在不同H30值、不同R點坐標(biāo)的多種情況下，駕駛員的肩部旋轉(zhuǎn)點和肘部旋轉(zhuǎn)點位置的三維坐標(biāo)；獲得H30值、R點坐標(biāo)值、實測的駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點和肘部旋轉(zhuǎn)點位置的三維坐標(biāo)的統(tǒng)計結(jié)果；
[0023]根據(jù)駕駛員的肩部旋轉(zhuǎn)點和肘部旋轉(zhuǎn)點位置的三維坐標(biāo)的統(tǒng)計結(jié)果，分別繪制出肩部旋轉(zhuǎn)點和肘部旋轉(zhuǎn)點的X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)和Z坐標(biāo)與H30值或R點坐標(biāo)值關(guān)系的坐標(biāo)曲線；
[0024]對繪制的坐標(biāo)曲線進行曲線擬合，獲得所述第一坐標(biāo)公式、第二坐標(biāo)公式和多個常數(shù)值。
[0025]較佳的，所述預(yù)設(shè)第一范圍內(nèi)的部分球面為:
[0026]以過駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點到車前方向的水平線為界限，水平線向上和向下各30°的區(qū)域，以及以過駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點到車前方向的水平線為界限，水平線向左10°和向右40°的區(qū)域所對應(yīng)的部分球面；
[0027]所述預(yù)設(shè)第二范圍內(nèi)的部分球面為:
[0028]以過駕駛員肘部旋轉(zhuǎn)點到車前方向的水平線為界限，水平線向上和向下各30°的區(qū)域，以及以過駕駛員肘部旋轉(zhuǎn)點到車前方向的水平線為界限，水平線向左10°和向右40°的區(qū)域所對應(yīng)的部分球面。
[0029]較佳的，所述預(yù)設(shè)的人體手臂長度為600_?700_之間；所述預(yù)設(shè)的人體小臂長度為300mm?450mm之間。
[0030]較佳的，所述確定換擋桿位于所述前極限控制面和后極限控制面之間的位置，包括:
[0031]確定換擋桿位于所述前極限控制面和后極限控制面之間，與兩個極限控制面距離相等的位置。
[0032]由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例是在獲取駕駛員位于正常駕駛位置時的H30值和R點坐標(biāo)值情況下，將這些參數(shù)代入駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點和肘部旋轉(zhuǎn)點坐標(biāo)公式，獲得駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點和肘部旋轉(zhuǎn)點坐標(biāo)，并分別以這兩個坐標(biāo)點為原點，以預(yù)設(shè)的人體手臂長度和小臂長度為半徑作兩個球面，從兩個球面上確定出換擋桿的前極限控制面和后極限控制面，將換擋桿確定在前極限控制面和后極限控制面之間。也就是說，在確定換擋桿的前后位置時，考慮了駕駛員的實際情況。這樣，盡可能地避免了換擋桿的位置相對于駕駛員靠前或者靠后，從而減輕了由此導(dǎo)致的駕駛員的疲勞感。當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種汽車換擋桿前后位置的確定方法的流程圖；
[0035]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種汽車換擋桿前后極限控制面的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0037]本發(fā)明實施例提供了一種汽車換擋桿前后位置的確定方法。在該方案中，首先需要獲得汽車的H30值和R點坐標(biāo)值；H30值為駕駛員踵點與R點的垂直距離；R點為三維人體模型放置在座椅上時的Η點位置，其中，Η點為三維人體模型的軀干線與大腿線的交點。
[0038]其次，按預(yù)設(shè)的表示駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點與Η30值和R點坐標(biāo)值之間數(shù)學(xué)關(guān)系的第一坐標(biāo)公式，和預(yù)設(shè)的表示駕駛員肘部旋轉(zhuǎn)點與Η30值和R點坐標(biāo)值之間數(shù)學(xué)關(guān)系的第二坐標(biāo)公式，獲得表示駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點位置的第一坐標(biāo)和表示駕駛員肘部旋轉(zhuǎn)點位置的第二坐標(biāo)；所述的第一坐標(biāo)公式和第二坐標(biāo)公式，是根據(jù)從人機驗證平臺獲得的Η30值、R點坐標(biāo)值、實測的駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點和肘部旋轉(zhuǎn)點位置的統(tǒng)計結(jié)果獲得的。
[0039]再次，獲得以所述第一坐標(biāo)為圓心，以預(yù)設(shè)的人體手臂長度為半徑的第一球面，和以所述第二坐標(biāo)為圓心，以預(yù)設(shè)的人體小臂長度為半徑的第二球面。
[0040]然后，將第一球面上車前方向預(yù)設(shè)第一范圍內(nèi)的部分球面確定為前極限控制面，將第二球面上車前方向預(yù)設(shè)第二范圍內(nèi)的部分球面確定為后極限控制面。
[0041]最后，確定換擋桿位于所述前極限控制面和后極限控制面之間的位置。
[0042]下面通過具體實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0043]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種汽車換擋桿前后位置的確定方法的流程圖，包括如下步驟:
[0044]步驟S101:獲得汽車的Η30值和R點坐標(biāo)值；
[0045]Η30值為駕駛員踵點與R點的垂直距離；R點為三維人體模型放置在座椅上時的Η點位置，其中，Η點為三維人體模型的軀干線與大腿線的交點。
[0046]Η30和R點位置如圖2所示。
[0047]步驟S102:按預(yù)設(shè)的表示駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點與Η30值和R點坐標(biāo)值之間數(shù)學(xué)關(guān)系的第一坐標(biāo)公式，和預(yù)設(shè)的表示駕駛員肘部旋轉(zhuǎn)點與Η30值和R點坐標(biāo)值之間數(shù)學(xué)關(guān)系的第二坐標(biāo)公式，獲得表示駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點位置的第一坐標(biāo)和表示駕駛員肘部旋轉(zhuǎn)點位置的第二坐標(biāo)；
[0048]駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點位置如圖2中位置1所示，駕駛員肘部旋轉(zhuǎn)點位置如圖2中位置2所示。
[0049]所述的第一坐標(biāo)公式和第二坐標(biāo)公式，是根據(jù)從人機驗證平臺獲得的H30值、R點坐標(biāo)值、實測的駕駛員肩部旋轉(zhuǎn)點和肘部旋轉(zhuǎn)點位置的統(tǒng)計結(jié)果獲得的。
[0050]實際應(yīng)用中，所述第一坐標(biāo)公式可以為:
[0051]Xi= t (H30) 2-t2*H30+a
[0052]Yx= Ry±b
[0053]lx= t 3*H30+c
[0054]所述第二坐標(biāo)公式可以為:
[0055]X2= X !+?
[0056]Y2= Ry±e
[0057]Z2= Zff
[0058]其中，1、ΖΛ所述第一坐標(biāo)；X 2、Y2、厶為所述第二坐標(biāo)；Ry為R點的Y坐標(biāo)絕對值41^2^3、8、13、(3、(1、6和￡為根據(jù)所述統(tǒng)計結(jié)果獲得的多個常數(shù)值。所有坐標(biāo)值均以車身坐標(biāo)系為參考。
[0059]其中，所述的L取值范圍為-0.009?0 ;所述的12取值范圍為0.05?0.93 ;所述的t3取