一种汽车换挡杆前后位置的确定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车换挡机构设计领域，特别涉及一种汽车换挡杆前后位置的确定方法。
【背景技术】
[0002]现代乘用车换挡机构形式多样，有怀挡、拨片换挡、电子换挡、杆式换挡等形式。目前，大多数车型仍采用杆式换挡机构，该结构采用机械传动，简单可靠，故障率低，成本低。对于采用杆式换挡机构的车辆，在行驶过程中驾驶员需要频繁操作换挡杆，因此其相对于驾驶员的位置极其重要。
[0003]现有技术中，常常根据以往经验来确定换挡杆的位置，没有考虑到驾驶员的实际情况。这样不可避免地会出现换挡杆相对于驾驶员靠前或者靠后，以致加重驾驶员的疲劳感。
【发明内容】
[0004]本发明实施例的目的在于提供一种汽车换挡杆前后位置的确定方法，能够以驾驶员的实际情况为参考来确定换挡杆的位置，减少驾驶员在驾驶过程中的疲劳感。
[0005]为了达到上述目的，本发明实施例公开了一种汽车换挡杆前后位置的确定方法，包括步骤:
[0006]获得汽车的H30值和R点坐标值；H30值为驾驶员踵点与R点的垂直距离；R点为三维人体模型放置在座椅上时的Η点位置，其中，Η点为三维人体模型的躯干线与大腿线的交占.
[0007]按预设的表示驾驶员肩部旋转点与Η30值和R点坐标值之间数学关系的第一坐标公式，和预设的表示驾驶员肘部旋转点与Η30值和R点坐标值之间数学关系的第二坐标公式，获得表示驾驶员肩部旋转点位置的第一坐标和表示驾驶员肘部旋转点位置的第二坐标；所述的第一坐标公式和第二坐标公式，是根据从人机验证平台获得的Η30值、R点坐标值、实测的驾驶员肩部旋转点和肘部旋转点位置的统计结果获得的；
[0008]获得以所述第一坐标为圆心，以预设的人体手臂长度为半径的第一球面，和以所述第二坐标为圆心，以预设的人体小臂长度为半径的第二球面；
[0009]将第一球面上车前方向预设第一范围内的部分球面确定为前极限控制面，将第二球面上车前方向预设第二范围内的部分球面确定为后极限控制面；
[0010]确定换挡杆位于所述前极限控制面和后极限控制面之间的位置。
[0011]较佳的，所述第一坐标公式为:
[0012]X1= t (H30) 2_t2*H30+a
[0013]Yx= Ry±b
[0014]lx= t 3*H30+c
[0015]所述第二坐标公式为:
[0016]X2= X i+d
[0017]Y2= Ry±e
[0018]Z2= Z「f
[0019]其中，Xp Υρ ΖΛ所述第一坐标；X 2、Y2、厶为所述第二坐标；Ry为R点的Y坐标绝对值；&、t2、t3、a、b、c、d、e和f为根据所述统计结果获得的多个常数值。
[0020]较佳的，所述的^取值范围为-0.009?0 ;所述的t2取值范围为0.05?0.93 ;所述的t3取值范围为0.2?1.4 ;所述的a取值范围为1100?1300mm ;所述的b取值范围为120?160mm ;所述的c取值范围为200?600mm ;所述的d取值范围为30?40mm ;所述的e取值范围为100?300mm ;所述的f取值范围为140?160mm。
[0021]较佳的，所述第一坐标公式和第二坐标公式通过如下方法获得:
[0022]采用指定标准中规定的假人作为驾驶员，在人机验证平台上进行实际测量，分别测量出在不同H30值、不同R点坐标的多种情况下，驾驶员的肩部旋转点和肘部旋转点位置的三维坐标；获得H30值、R点坐标值、实测的驾驶员肩部旋转点和肘部旋转点位置的三维坐标的统计结果；
[0023]根据驾驶员的肩部旋转点和肘部旋转点位置的三维坐标的统计结果，分别绘制出肩部旋转点和肘部旋转点的X坐标、Y坐标和Z坐标与H30值或R点坐标值关系的坐标曲线；
[0024]对绘制的坐标曲线进行曲线拟合，获得所述第一坐标公式、第二坐标公式和多个常数值。
[0025]较佳的，所述预设第一范围内的部分球面为:
[0026]以过驾驶员肩部旋转点到车前方向的水平线为界限，水平线向上和向下各30°的区域，以及以过驾驶员肩部旋转点到车前方向的水平线为界限，水平线向左10°和向右40°的区域所对应的部分球面；
[0027]所述预设第二范围内的部分球面为:
[0028]以过驾驶员肘部旋转点到车前方向的水平线为界限，水平线向上和向下各30°的区域，以及以过驾驶员肘部旋转点到车前方向的水平线为界限，水平线向左10°和向右40°的区域所对应的部分球面。
[0029]较佳的，所述预设的人体手臂长度为600_?700_之间；所述预设的人体小臂长度为300mm?450mm之间。
[0030]较佳的，所述确定换挡杆位于所述前极限控制面和后极限控制面之间的位置，包括:
[0031]确定换挡杆位于所述前极限控制面和后极限控制面之间，与两个极限控制面距离相等的位置。
[0032]由上述技术方案可见，本发明实施例是在获取驾驶员位于正常驾驶位置时的H30值和R点坐标值情况下，将这些参数代入驾驶员肩部旋转点和肘部旋转点坐标公式，获得驾驶员肩部旋转点和肘部旋转点坐标，并分别以这两个坐标点为原点，以预设的人体手臂长度和小臂长度为半径作两个球面，从两个球面上确定出换挡杆的前极限控制面和后极限控制面，将换挡杆确定在前极限控制面和后极限控制面之间。也就是说，在确定换挡杆的前后位置时，考虑了驾驶员的实际情况。这样，尽可能地避免了换挡杆的位置相对于驾驶员靠前或者靠后，从而减轻了由此导致的驾驶员的疲劳感。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本发明实施例提供的一种汽车换挡杆前后位置的确定方法的流程图；
[0035]图2为本发明实施例提供的一种汽车换挡杆前后极限控制面的示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]本发明实施例提供了一种汽车换挡杆前后位置的确定方法。在该方案中，首先需要获得汽车的H30值和R点坐标值；H30值为驾驶员踵点与R点的垂直距离；R点为三维人体模型放置在座椅上时的Η点位置，其中，Η点为三维人体模型的躯干线与大腿线的交点。
[0038]其次，按预设的表示驾驶员肩部旋转点与Η30值和R点坐标值之间数学关系的第一坐标公式，和预设的表示驾驶员肘部旋转点与Η30值和R点坐标值之间数学关系的第二坐标公式，获得表示驾驶员肩部旋转点位置的第一坐标和表示驾驶员肘部旋转点位置的第二坐标；所述的第一坐标公式和第二坐标公式，是根据从人机验证平台获得的Η30值、R点坐标值、实测的驾驶员肩部旋转点和肘部旋转点位置的统计结果获得的。
[0039]再次，获得以所述第一坐标为圆心，以预设的人体手臂长度为半径的第一球面，和以所述第二坐标为圆心，以预设的人体小臂长度为半径的第二球面。
[0040]然后，将第一球面上车前方向预设第一范围内的部分球面确定为前极限控制面，将第二球面上车前方向预设第二范围内的部分球面确定为后极限控制面。
[0041]最后，确定换挡杆位于所述前极限控制面和后极限控制面之间的位置。
[0042]下面通过具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0043]图1为本发明实施例提供的一种汽车换挡杆前后位置的确定方法的流程图，包括如下步骤:
[0044]步骤S101:获得汽车的Η30值和R点坐标值；
[0045]Η30值为驾驶员踵点与R点的垂直距离；R点为三维人体模型放置在座椅上时的Η点位置，其中，Η点为三维人体模型的躯干线与大腿线的交点。
[0046]Η30和R点位置如图2所示。
[0047]步骤S102:按预设的表示驾驶员肩部旋转点与Η30值和R点坐标值之间数学关系的第一坐标公式，和预设的表示驾驶员肘部旋转点与Η30值和R点坐标值之间数学关系的第二坐标公式，获得表示驾驶员肩部旋转点位置的第一坐标和表示驾驶员肘部旋转点位置的第二坐标；
[0048]驾驶员肩部旋转点位置如图2中位置1所示，驾驶员肘部旋转点位置如图2中位置2所示。
[0049]所述的第一坐标公式和第二坐标公式，是根据从人机验证平台获得的H30值、R点坐标值、实测的驾驶员肩部旋转点和肘部旋转点位置的统计结果获得的。
[0050]实际应用中，所述第一坐标公式可以为:
[0051]Xi= t (H30) 2-t2*H30+a
[0052]Yx= Ry±b
[0053]lx= t 3*H30+c
[0054]所述第二坐标公式可以为:
[0055]X2= X !+?
[0056]Y2= Ry±e
[0057]Z2= Zff
[0058]其中，1、ΖΛ所述第一坐标；X 2、Y2、厶为所述第二坐标；Ry为R点的Y坐标绝对值41^2^3、8、13、(3、(1、6和￡为根据所述统计结果获得的多个常数值。所有坐标值均以车身坐标系为参考。
[0059]其中，所述的L取值范围为-0.009?0 ;所述的12取值范围为0.05?0.93 ;所述的t3取