CN112140875B - 一种轻卡三踏板的布置方法 - Google Patents

Abstract

一种轻卡三踏板的布置方法，包括如下步骤：根据H30初步计算油门踏板的预估踏板高度h；根据H30初步计算油门踏板的预估踏板角Ra；根据待设计车辆的座椅高度H30计算油门踏板平面角A47；根据油门踏板的预估踏板高度h、油门踏板的预估踏板角Ra、油门踏板平面角A47以及油门踏板的形状尺寸确定油门踏板的初始位置；确定油门踏板行程；确定油门踏板旋转中心；布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的法向高差；布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置；校核踏板与周边零件的3D数据是否有干涉。本设计能有效减少后期的设计变更和试制样件的次数，从而提高布置效率，缩短开发周期，降低开发成本。

Description

一种轻卡三踏板的布置方法

技术领域

本发明涉及一种三踏板的布置方法，尤其涉及一种轻卡三踏板的布置方法，具体适用于布置轻卡的三踏板。

背景技术

随着汽车工业技术的发展，轻卡的三踏板作为驾驶人员操作频繁的汽车部件，其操作的舒适度以及安全性显得尤为重要。在驾驶室总布置设计阶段，需要对三踏板进行布置，并确定三踏板的基本参数，包括踏板起始角度，踏板中心点位置等。在三踏板的布置中，确定踏板高度和横向位置时，既要考虑踏板的脚部操作舒适性，也要考虑三个踏板之间的关系，尤其要保证油门踏板与制动踏板切换时的顺畅及合理。

目前，在轻卡三踏板的布置过程中，通常都是在CAD软件中进行人体姿态摆放后；再确定加速踏板机构、制动踏板机构、离合踏板机构的输入，依据一定的公式指导A47大小，踏板高度，完成侧视图布置，再利用经验值来布置横向间隙；布置过程中往往需要反复进行调整，在三踏板布置过程中需要反复尝试和多次试制样件，开发周期长且大大增加了成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的轻卡三踏板布置过程中需要反复尝试和多次试制样件，开发周期长且开发成本高的问题，提供了一种缩短开发周期且能降低开发成本的轻卡三踏板的布置方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种轻卡三踏板的布置方法，所述三踏板的布置方法基于如下条件，所述轻卡三踏板的布置方法为吊挂式三踏板的设计；已知待设计车辆的座椅高度H30、跨点H、踵点AHP、吊挂式油门踏板的形状和尺寸、吊挂式制动踏板的形状和尺寸、吊挂式离合踏板的形状和尺寸以及压缩状态下的地毯平面；

一种轻卡三踏板的布置方法，包括如下步骤：

步骤一，根据H30初步计算油门踏板的预估踏板高度h：

h＝-0.0005(H30)²+0.2025(H30)+138 式(1)；

所述油门踏板的踏板高度h可在计算结果±10mm的范围内取值；

步骤二，根据H30初步计算油门踏板的预估踏板角Ra：

Ra＝0.0008(H30)²-0.4803(H30)+122 式(2)；

所述油门踏板的踏板角Ra可在计算结果可±5°的范围内取值；

步骤三，根据待设计车辆的座椅高度H30计算油门踏板平面角A47：

根据座椅高度H30，将H30代入下列公式计算得到油门踏板平面角A47；

A47＝2.522*(10^-7)*(H30³)-3.961*(10^-4)*(H30²)+0.04644*(H30)+73.374 式(3)；

步骤四，根据油门踏板的预估踏板高度h、油门踏板的预估踏板角Ra、油门踏板平面角A47以及油门踏板的形状尺寸确定油门踏板的初始位置：

在整车纵向平面上，在AHP点上方任取一个与AHP点竖直距离为h的点M，过M做与竖直方向夹角为Ra的直线L1，根据油门踏板形状及尺寸做油门踏板面弧线，使油门踏板面弧线以油门踏板中心点A的位置为切点与直线L1相切，随后以AHP点为起点做与压缩状态的地毯平面夹角为A47的射线L2，在射线上L2上取距离AHP点203mm的点为BOFRP点，再移动油门踏板面弧线使油门踏板面弧线与L2在BOFRP点相切，此时油门踏板面弧线所在位置即为油门踏板位于初始位置时油门踏板上表面的位置，油门踏板的初始位置被确定；

步骤五，确定油门踏板行程：

油门踏板位于初始位置时，油门踏板中心点位于为Ai的位置，即Ai为油门踏板初始位置参考点；

根据座椅高度H30，将H30代入下列公式计算得到油门踏板行程角θ：

θ＝0.00005*(H30²)+0.0122(H30)+34.5 式(4)；

在油门踏板初始位置参考点Ai确定后，设置油门踏板行程La，所述油门踏板行程La的取值范围为50±10mm，在整车纵向平面上，以油门踏板初始位置参考点Ai为起点，在与压缩后的地毯平面夹角为θ的方向上取与Ai点距离为La的点Af，则Af为油门踏板极限位置参考点；

根据上述步骤可得到油门踏板行程La与油门踏板极限位置参考点Af；

步骤六，确定油门踏板旋转中心：

油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度为ω，油门踏板的旋转系数为Ta，则Ta、La与ω的取值符合如下公式：

其中ω的取值范围在0.28±0.05rad区间内；

由于La已确定，因此根据公式(3)可得到Ta的值；

在整车纵向平面上，作在油门踏板初始位置参考点Ai与油门踏板极限位置参考点Af的连线的垂直平分线，在该垂直平分线上取与Ai和Af之间连线的中点距离为Ta的点，即为油门踏板旋转中心点o；

步骤七，布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的法向高差：

所述油门踏板中心点为A、制动踏板中心点为B、离合踏板中心点为C，将油门踏板、制动踏板、离合踏板投影到整车纵向平面上，从离合踏板中心点C到制动踏板的最短距离即为离合踏板到制动踏板的法向高差PL2；从制动踏板中心点B到油门踏板的最短距离即为制动踏板到油门踏板的法向高差PL3；

根据油门踏板的初始位置布置制动踏板、离合踏板在竖直方向上的高度，使油门踏板、制动踏板、离合踏板的高度同时满足如下条件：

条件一、PL2的取值在35-65mm范围内；

条件二、PL3的取值在0-15mm范围内；

得到法向高度符合要求的油门踏板、制动踏板、离合踏板的高度位置；

步骤八，布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置：

根据H点的位置布置油门踏板、制动踏板、离合踏板之间的横向位置关系，使其同时满足如下要求：

条件一、油门踏板中心点A与H点的横向距离为a的长度为205mm到230mm；

条件二、油门踏板和制动踏板之间的间距b为60mm到75mm；

条件三、离合踏板中心点C与H点的横向距离c小于或等于150mm；

得到符合要求的油门踏板、制动踏板、离合踏板横向位置；

步骤九、校核：

根据上述步骤得到符合要求的三踏板的布置范围，在三踏板的布置范围内挑选多组踏板布置方案进行仿真设计，将每组的仿真数据输入3D软件，确认踏板与周边零件的3D数据中确认是否有干涉,挑选出无干涉且位置最合适的一组，作为最终的三踏板布置方案，此时三踏板布置完成；

所述A47为油门踏板平面角，即踏板平面与水平面夹角。

所述AHP点为脚部正确放置在油门踏板初始位置时脚跟与压缩状态下的地毯面的接触点。

所述轻卡的三踏板布置方法还包括综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布：

在步骤八布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置后，判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置是否同时符合如下判定要求，

离合踏板中心点C的横向跨度d为330毫米到390毫米；

制动踏板中心点B与H点的横向距离e为150毫米到180毫米；

若油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置不符合判定要求，则返回到步骤八对油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置进行调整；

若油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置符合判定要求，则进入步骤九。

所述轻卡的三踏板布置方法还包括校核油门踏板与制动踏板的横向分布和落差分布的空间关系：

在综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布后，根据如下要求校核油门踏板与制动踏板的横向分布和法向落差的空间关系：

65≤b≤80时，35≤PL3≤-1.67b+173；

50≤b≤65时，-0.5b+70≤PL3≤65；

若油门踏板与制动踏板的布置不符合上述校核要求，则返回步骤一重新布置；

若油门踏板与制动踏板的布置符合上述校核要求，则进入步骤九进行校核。

所述θ为油门踏板行程角，即油门踏板由初始位置移动到极限位置的位移与压缩后的地毯平面之间的夹角。

所述Ai与BOFRP点的位置可以重合，也可以不重合。

所述ω为油门踏板转动角，即油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种轻卡三踏板的布置方法中通过在布置过程中限制油门踏板、制动踏板和离合踏板的各项布置参数范围，排除了大量不符合实际应用需求的设计，加强了三踏板设计的实用性，并减少了后期的设计变更，提高了布置效率。因此，本设计通过在布置过程中限制油门踏板、制动踏板和离合踏板的各项布置参数范围，并在符合一定要求的三踏板的布置范围内挑选方案进行校核，能提高布置效率，降低开发成本。

2、本发明一种轻卡三踏板的布置方法中的步骤六根据油门踏板行程La、油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度ω、油门踏板的旋转系数Ta之间的约束关系，通过限定ω与La的范围，能保证布置得到的油门踏板的旋转系数Ta设置合理，从而使踩下油门踏板时脚部的运动更合理，且油门踏板面能与足底充分接触，提高了操作的舒适度。因此本设计限制了ω与La的取值范围，根据油门踏板行程La、油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度ω、油门踏板的旋转系数Ta之间的约束关系得到合理的旋转系数Ta的取值范围，能使根据本方法布置的油门踏板操作更舒适。

3、本发明一种轻卡三踏板的布置方法中步骤七限制了三踏板的法向高差，步骤八限制了三踏板的横向位置，使三踏板的法向高差和横向位置符合一定的要求，排除了大量不符合实际应用需求的三踏板布置位置，提高布置效率，缩短开发周期、降低开发成本。因此，本设计通过在布置过程中限制三踏板的法向高差及横向位置，提高布置效率，缩短开发周期、降低开发成本。

4、本发明一种轻卡三踏板的布置方法中的综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布进一步排除了不符合实际应用需求的设计，能有效减少驾驶室开发过程中的反复尝试和试制样件次数，提高了布置效率，降低试制开发成本。因此，本设计通过综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布，提高了布置效率，降低了开发成本。

5、本发明一种轻卡三踏板的布置方法中的校核油门踏板与制动踏板的横向分布和落差关系，在横向布局的经验值的基础上，总结了制动踏板和油门踏板的横向布局与纵向落差的关联性并在三踏板布置过程中进行校核，使脚部在布置得到的油门踏板与制动踏板切换时运行量合理，脚部切换踏板时更顺畅；且能有效减少后期的设计变更和试制样件的次数，从而缩短开发周期、降低开发成本。因此，本设计通过校核油门踏板与制动踏板的横向分布和落差关系，使脚部在布置出的油门踏板与制动踏板切换时脚部运行量合理，脚部切换更顺畅；并能缩短开发周期、降低开发成本。

附图说明

图1是本发明中确定油门踏板的初始位置的示意图。

图2是本发明中确定油门踏板的行程及旋转中心的示意图。

图3是本发明中Ta取不同值时，油门踏板由初始位置移动至极限位置时的位置变化情况；

图4是本发明中Ta的长度与ω的取值之间的约束关系。

图5是本发明中三踏板的法向高差示意图。

图6是本发明中三踏板的横向位置关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图6，一种轻卡三踏板的布置方法，所述三踏板的布置方法基于如下条件：所述轻卡三踏板的布置方法为吊挂式三踏板的设计；已知待设计车辆的座椅高度H30、跨点H、踵点AHP、吊挂式油门踏板的形状和尺寸、吊挂式制动踏板的形状和尺寸、吊挂式离合踏板的形状和尺寸以及压缩状态下的地毯平面，包括如下步骤：

步骤一，根据H30初步计算油门踏板的预估踏板高度h：

h＝-0.0005(H30)²+0.2025(H30)+138 式(1)；

所述油门踏板的踏板高度h可在计算结果±10mm的范围内取值；

步骤二，根据H30初步计算油门踏板的预估踏板角Ra：

Ra＝0.0008(H30)²-0.4803(H30)+122 式(2)；

所述油门踏板的踏板角Ra可在计算结果可±5°的范围内取值；

步骤三，根据待设计车辆的座椅高度H30计算油门踏板平面角A47：

根据座椅高度H30，将H30代入下列公式计算得到油门踏板平面角A47；

A47＝2.522*(10^-7)*(H30³)-3.961*(10^-4)*(H30²)+0.04644*(H30)+73.374 式(3)；

步骤四，根据油门踏板的预估踏板高度h、油门踏板的预估踏板角Ra、油门踏板平面角A47以及油门踏板的形状尺寸确定油门踏板的初始位置：

在整车纵向平面上，在AHP点上方任取一个与AHP点竖直距离为h的点M，过M做与竖直方向夹角为Ra的直线L1，根据油门踏板形状及尺寸做油门踏板面弧线，使油门踏板面弧线以油门踏板中心点A的位置为切点与直线L1相切，随后以AHP点为起点做与压缩状态的地毯平面夹角为A47的射线L2，在射线上L2上取距离AHP点203mm的点为BOFRP点，再移动油门踏板面弧线使油门踏板面弧线与L2在BOFRP点相切，此时油门踏板面弧线所在位置即为油门踏板位于初始位置时油门踏板上表面的位置，油门踏板的初始位置被确定；

步骤五，确定油门踏板行程：

油门踏板位于初始位置时，油门踏板中心点位于为Ai的位置，即Ai为油门踏板初始位置参考点；

根据座椅高度H30，将H30代入下列公式计算得到油门踏板行程角θ：

θ＝0.00005*(H30²)+0.0122(H30)+34.5 式(4)；

在油门踏板初始位置参考点Ai确定后，设置油门踏板行程La，所述油门踏板行程La的取值范围为50±10mm，在整车纵向平面上，以油门踏板初始位置参考点Ai为起点，在与压缩后的地毯平面夹角为θ的方向上取与Ai点距离为La的点Af，则Af为油门踏板极限位置参考点；

根据上述步骤可得到油门踏板行程La与油门踏板极限位置参考点Af；

步骤六，确定油门踏板旋转中心：

油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度为ω，油门踏板的旋转系数为Ta，则Ta、La与ω的取值符合如下公式：

其中ω的取值范围在0.28±0.05rad区间内；

由于La已确定，因此根据公式(3)可得到Ta的值；

在整车纵向平面上，作在油门踏板初始位置参考点Ai与油门踏板极限位置参考点Af的连线的垂直平分线，在该垂直平分线上取与Ai和Af之间连线的中点距离为Ta的点，即为油门踏板旋转中心点o；

步骤七，布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的法向高差：

所述油门踏板中心点为A、制动踏板中心点为B、离合踏板中心点为C，将油门踏板、制动踏板、离合踏板投影到整车纵向平面上，从离合踏板中心点C到制动踏板的最短距离即为离合踏板到制动踏板的法向高差PL2；从制动踏板中心点B到油门踏板的最短距离即为制动踏板到油门踏板的法向高差PL3；

根据油门踏板的初始位置布置制动踏板、离合踏板在竖直方向上的高度，使油门踏板、制动踏板、离合踏板的高度同时满足如下条件：

条件一、PL2的取值在35-65mm范围内；

条件二、PL3的取值在0-15mm范围内；

得到法向高度符合要求的油门踏板、制动踏板、离合踏板的高度位置；

步骤八，布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置：

根据H点的位置布置油门踏板、制动踏板、离合踏板之间的横向位置关系，使其同时满足如下要求：

条件一、油门踏板中心点A与H点的横向距离为a的长度为205毫米到230毫米；

条件二、油门踏板和制动踏板之间的间距b为60毫米到75毫米；

条件三、离合踏板中心点C与H点的横向距离c小于或等于150毫米；

得到符合要求的油门踏板、制动踏板、离合踏板横向位置；

步骤九、校核：

根据上述步骤得到符合要求的三踏板的布置范围，在三踏板的布置范围内挑选多组踏板布置方案进行仿真设计，将每组的仿真数据输入3D软件，确认踏板与周边零件的3D数据中确认是否有干涉,挑选出无干涉且位置最合适的一组，作为最终的三踏板布置方案，此时三踏板布置完成。

所述轻卡的三踏板布置方法还包括综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布：

在步骤八布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置后，判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置是否同时符合如下判定要求，

离合踏板中心点C的横向跨度d为330毫米到390毫米；

制动踏板中心点B与H点的横向距离e为150毫米到180毫米；

若油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置不符合判定要求，则返回到步骤八对油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置进行调整；

若油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置符合判定要求，则进入步骤九。

所述轻卡的三踏板布置方法还包括校核油门踏板与制动踏板的横向分布和落差分布的空间关系：

在综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布后，根据如下要求校核油门踏板与制动踏板的横向分布和法向落差的空间关系：

65≤b≤80时，35≤PL3≤-1.67b+173；

50≤b≤65时，-0.5b+70≤PL3≤65；

若油门踏板与制动踏板的布置不符合上述校核要求，则返回步骤一重新布置；

若油门踏板与制动踏板的布置符合上述校核要求，则进入步骤九进行校核。

所述A47为油门踏板平面角，即踏板平面与水平面夹角。

所述θ为油门踏板行程角，即油门踏板由初始位置移动到极限位置的位移与压缩后的地毯平面之间的夹角。

所述Ai与BOFRP点的位置可以重合，也可以不重合。

所述AHP点为脚部正确放置在油门踏板初始位置时脚跟与压缩状态下的地毯面的接触点。

所述ω为油门踏板转动角，即油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度。

本发明的原理说明如下：

已知待设计车辆的座椅高度H30、跨点H、踵点AHP、吊挂式油门踏板的形状和尺寸、吊挂式制动踏板的形状和尺寸、吊挂式离合踏板的形状和尺寸以及压缩状态下的地毯平面；

参见图1，根据H30初步计算油门踏板的预估踏板高度h：

h＝-0.0005(H30)²+0.2025(H30)+138 式(1)；

h可在计算结果±10mm的范围内取值；

根据H30初步计算油门踏板的预估踏板角Ra：

Ra＝0.0008(H30)²-0.4803(H30)+122 式(2)；

Ra可在计算结果可±5°的范围内取值；

根据待设计车辆的座椅高度H30计算A47：

根据座椅高度H30，将H30代入下列公式计算得到A47

A47＝2.522*(10^-7)*(H30³)-3.961*(10^-4)*(H30²)+0.04644*(H30)+73.374 式(3)；

在整车纵向平面上，在AHP点上方任取一个与AHP点竖直距离为h的点M，过M做与竖直方向夹角为Ra的直线L1，根据油门踏板形状及尺寸做油门踏板面弧线，使油门踏板面弧线以油门踏板中心点A的位置为切点与直线L1相切，同时使油门踏板中心点A的位置与M点重合，此时油门踏板面弧线所在位置为油门踏板预估初始位置；

随后以AHP点为起点做与压缩状态的地毯平面夹角为A47的射线L2，在射线上L2上取距离AHP点203mm的点为BOFRP点，再移动油门踏板面弧线使油门踏板面弧线与L2在BOFRP点相切，即对油门踏板预估初始位置进行校正，此时油门踏板面弧线所在位置即为油门踏板位于初始位置时油门踏板上表面的位置，油门踏板的初始位置被确定。

参见图2，所述θ为油门踏板行程角，即油门踏板由初始位置移动到极限位置的位移与压缩后的地毯平面之间的夹角，图2中的横向直线表示一个与压缩后的地毯平面平行的面，以便于理解。

参见图3，图3中ω为油门踏板转动角，即油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度；图3中虚线分别表示当Ta取45mm、105mm、185mm时，油门踏板处于极限位置时的姿态。

所述油门踏板初始位置指油门踏板未被踩下时的位置，油门踏板极限位置指油门踏板被踩到底时的位置。

实施例1：

一种轻卡三踏板的布置方法，所述三踏板的布置方法基于如下条件：所述轻卡三踏板的布置方法为吊挂式三踏板的设计；已知待设计车辆的座椅高度H30、跨点H、踵点AHP、吊挂式油门踏板的形状和尺寸、吊挂式制动踏板的形状和尺寸、吊挂式离合踏板的形状和尺寸以及压缩状态下的地毯平面，包括如下步骤：

步骤一，根据H30初步计算油门踏板的预估踏板高度h：

h＝-0.0005(H30)²+0.2025(H30)+138 式(1)；

所述油门踏板的踏板高度h可在计算结果±10mm的范围内取值；

步骤二，根据H30初步计算油门踏板的预估踏板角Ra：

Ra＝0.0008(H30)²-0.4803(H30)+122 式(2)；

所述油门踏板的踏板角Ra可在计算结果可±5°的范围内取值；

步骤三，根据待设计车辆的座椅高度H30计算油门踏板平面角A47：

根据座椅高度H30，将H30代入下列公式计算得到油门踏板平面角A47；

A47＝2.522*(10^-7)*(H30³)-3.961*(10^-4)*(H30²)+0.04644*(H30)+73.374 式(3)；

步骤四，根据油门踏板的预估踏板高度h、油门踏板的预估踏板角Ra、油门踏板平面角A47以及油门踏板的形状尺寸确定油门踏板的初始位置：

在整车纵向平面上，在AHP点上方任取一个与AHP点竖直距离为h的点M，过M做与竖直方向夹角为Ra的直线L1，根据油门踏板形状及尺寸做油门踏板面弧线，使油门踏板面弧线以油门踏板中心点A的位置为切点与直线L1相切，随后以AHP点为起点做与压缩状态的地毯平面夹角为A47的射线L2，在射线上L2上取距离AHP点203mm的点为BOFRP点，再移动油门踏板面弧线使油门踏板面弧线与L2在BOFRP点相切，此时油门踏板面弧线所在位置即为油门踏板位于初始位置时油门踏板上表面的位置，油门踏板的初始位置被确定；

步骤五，确定油门踏板行程：

油门踏板位于初始位置时，油门踏板中心点位于为Ai的位置，即Ai为油门踏板初始位置参考点；

根据座椅高度H30，将H30代入下列公式计算得到油门踏板行程角θ：

θ＝0.00005*(H30²)+0.0122(H30)+34.5 式(4)；

在油门踏板初始位置参考点Ai确定后，设置油门踏板行程La，所述油门踏板行程La的取值范围为50±10mm，在整车纵向平面上，以油门踏板初始位置参考点Ai为起点，在与压缩后的地毯平面夹角为θ的方向上取与Ai点距离为La的点Af，则Af为油门踏板极限位置参考点；

根据上述步骤可得到油门踏板行程La与油门踏板极限位置参考点Af；

步骤六，确定油门踏板旋转中心：

油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度为ω，油门踏板的旋转系数为Ta，则Ta、La与ω的取值符合如下公式：

其中ω的取值范围在0.28±0.05rad区间内；

由于La已确定，因此根据公式(3)可得到Ta的值；

在整车纵向平面上，作在油门踏板初始位置参考点Ai与油门踏板极限位置参考点Af的连线的垂直平分线，在该垂直平分线上取与Ai和Af之间连线的中点距离为Ta的点，即为油门踏板旋转中心点o；

步骤七，布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的法向高差：

所述油门踏板中心点为A、制动踏板中心点为B、离合踏板中心点为C，将油门踏板、制动踏板、离合踏板投影到整车纵向平面上，从离合踏板中心点C到制动踏板的最短距离即为离合踏板到制动踏板的法向高差PL2；从制动踏板中心点B到油门踏板的最短距离即为制动踏板到油门踏板的法向高差PL3；

根据油门踏板的初始位置布置制动踏板、离合踏板在竖直方向上的高度，使油门踏板、制动踏板、离合踏板的高度同时满足如下条件：

条件一、PL2的取值在35-65mm范围内；

条件二、PL3的取值在0-15mm范围内；

得到法向高度符合要求的油门踏板、制动踏板、离合踏板的高度位置；

步骤八，布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置：

根据H点的位置布置油门踏板、制动踏板、离合踏板之间的横向位置关系，使其同时满足如下要求：

条件一、油门踏板中心点A与H点的横向距离为a的长度为205毫米到230毫米；

条件二、油门踏板和制动踏板之间的间距b为60毫米到75毫米；

条件三、离合踏板中心点C与H点的横向距离c小于或等于150毫米；

得到符合要求的油门踏板、制动踏板、离合踏板横向位置；

步骤九、校核：

根据上述步骤得到符合要求的三踏板的布置范围，在三踏板的布置范围内挑选多组踏板布置方案进行仿真设计，将每组的仿真数据输入3D软件，确认踏板与周边零件的3D数据中确认是否有干涉,挑选出无干涉且位置最合适的一组，作为最终的三踏板布置方案，此时三踏板布置完成；

所述A47为油门踏板平面角，即踏板平面与水平面夹角；

所述AHP点为脚部正确放置在油门踏板初始位置时脚跟与压缩状态下的地毯面的接触点。

实施例2：

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：

所述轻卡的三踏板布置方法还包括综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布：

在步骤八布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置后，判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置是否同时符合如下判定要求，

离合踏板中心点C的横向跨度d为330毫米到390毫米；

制动踏板中心点B与H点的横向距离e为150毫米到180毫米；

若油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置不符合判定要求，则返回到步骤八对油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置进行调整；

若油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置符合判定要求，则进入步骤九。

实施例3：

实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：

所述轻卡的三踏板布置方法还包括校核油门踏板与制动踏板的横向分布和落差分布的空间关系：

在综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布后，根据如下要求校核油门踏板与制动踏板的横向分布和法向落差的空间关系：

65≤b≤80时，35≤PL3≤-1.67b+173；

50≤b≤65时，-0.5b+70≤PL3≤65；

若油门踏板与制动踏板的布置不符合上述校核要求，则返回步骤一重新布置；

若油门踏板与制动踏板的布置符合上述校核要求，则进入步骤九进行校核。

Claims (6)

1.一种轻卡三踏板的布置方法，其特征在于：所述三踏板的布置方法基于如下条件：

所述轻卡三踏板的布置方法为吊挂式三踏板的设计；

已知待设计车辆的座椅高度H30、跨点H、踵点AHP、油门踏板的形状和尺寸、制动踏板的形状和尺寸、离合踏板的形状和尺寸以及压缩状态下的地毯平面，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，根据H30初步计算油门踏板的预估踏板高度h：

h=-0.0005(H30)²+0.2025(H30)+138 式（1）；

所述油门踏板的踏板高度h可在计算结果±10mm的范围内取值；

步骤二，根据H30初步计算油门踏板的预估踏板角Ra：

Ra=0.0008(H30)²-0.4803(H30)+122 式（2）；

所述油门踏板的踏板角Ra可在计算结果可±5°的范围内取值；

步骤三，根据待设计车辆的座椅高度H30计算油门踏板平面角A47：

根据座椅高度H30，将H30代入下列公式计算得到油门踏板平面角A47；

A47=2.522*(10^-7)*(H30³)-3.961*(10^-4)*(H30²)+0.04644*(H30)+73.374 式（3）；

步骤四，根据油门踏板的预估踏板高度h、油门踏板的预估踏板角Ra、油门踏板平面角A47以及油门踏板的形状尺寸确定油门踏板的初始位置：

在整车纵向平面上，在AHP点上方任取一个与AHP点竖直距离为h的点M，过M做与竖直方向夹角为Ra的直线L1，根据油门踏板形状及尺寸做油门踏板面弧线，使油门踏板面弧线以油门踏板中心点A的位置为切点与直线L1相切，随后以AHP点为起点做与压缩状态的地毯平面夹角为A47的射线L2，在射线上L2上取距离AHP点203mm的点为BOFRP点，再移动油门踏板面弧线使油门踏板面弧线与L2在BOFRP点相切，此时油门踏板面弧线所在位置即为油门踏板位于初始位置时油门踏板上表面的位置，油门踏板的初始位置被确定；

步骤五，确定油门踏板行程：

油门踏板位于初始位置时，油门踏板中心点位于为Ai的位置，即Ai为油门踏板初始位置参考点；

根据座椅高度H30，将H30代入下列公式计算得到油门踏板行程角θ：

θ=0.00005*（H30²）+0.0122（H30）+34.5 式（4）；

在油门踏板初始位置参考点Ai确定后，设置油门踏板行程La，所述油门踏板行程La的取值范围为50±10mm，在整车纵向平面上，以油门踏板初始位置参考点Ai为起点，在与压缩后的地毯平面夹角为θ的方向上取与Ai点距离为La的点Af，则Af为油门踏板极限位置参考点；

根据上述步骤可得到油门踏板行程La与油门踏板极限位置参考点Af；

步骤六，确定油门踏板旋转中心：

油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度为ω，油门踏板的旋转系数为Ta，则Ta、La与ω的取值符合如下公式：

式（5）

其中ω的取值范围在0.28±0.05rad区间内；

由于La已确定，因此根据公式（3）可得到Ta的值；

在整车纵向平面上，作在油门踏板初始位置参考点Ai与油门踏板极限位置参考点Af的连线的垂直平分线，在该垂直平分线上取与Ai和 Af之间连线的中点距离为Ta的点，即为油门踏板旋转中心点o；

步骤七，布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的法向高差：

所述油门踏板中心点为A、制动踏板中心点为B、离合踏板中心点为C，将油门踏板、制动踏板、离合踏板投影到整车纵向平面上，从离合踏板中心点C到制动踏板的最短距离即为离合踏板到制动踏板的法向高差PL2；从制动踏板中心点B到油门踏板的最短距离即为制动踏板到油门踏板的法向高差PL3；

根据油门踏板的初始位置布置制动踏板、离合踏板在竖直方向上的高度，使油门踏板、制动踏板、离合踏板的高度同时满足如下条件：

条件一、PL2的取值在35-65mm范围内；

条件二、PL3的取值在0-15mm范围内；

得到法向高度符合要求的油门踏板、制动踏板、离合踏板的高度位置；

步骤八，布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置：

根据H点的位置布置油门踏板、制动踏板、离合踏板之间的横向位置关系，使其同时满足如下要求：

条件一、油门踏板中心点A与H点的横向距离为a的长度为205毫米到230毫米；

条件二、油门踏板和制动踏板之间的间距ｂ为60毫米到75毫米；

条件三、离合踏板中心点C与H点的横向距离c小于或等于150毫米；

得到符合要求的油门踏板、制动踏板、离合踏板横向位置；

步骤九、校核：

根据上述步骤得到符合要求的三踏板的布置范围，在三踏板的布置范围内挑选多组踏板布置方案进行仿真设计，将每组的仿真数据输入3D软件，确认踏板与周边零件的3D数据中确认是否有干涉, 挑选出无干涉且位置最合适的一组，作为最终的三踏板布置方案，此时三踏板布置完成；

所述A47为油门踏板平面角，即踏板平面与水平面夹角；

所述AHP点为脚部正确放置在油门踏板初始位置时脚跟与压缩状态下的地毯面的接触点。

2.根据权利要求1所述的一种轻卡三踏板的布置方法，其特征在于：

所述轻卡的三踏板布置方法还包括综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布：

在步骤八布置油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置后，判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置是否同时符合如下判定要求，

离合踏板中心点C的横向跨度d为330毫米到390毫米；

制动踏板中心点B与H点的横向距离e为150毫米到180毫米；

若油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置不符合判定要求，则返回到步骤八对油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置进行调整；

若油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向位置符合判定要求，则进入步骤九。

3.根据权利要求2所述的一种轻卡三踏板的布置方法，其特征在于：

所述轻卡的三踏板布置方法还包括校核油门踏板与制动踏板的横向分布和落差分布的空间关系：

在综合判定油门踏板、制动踏板、离合踏板的横向分布后，根据如下要求校核油门踏板与制动踏板的横向分布和法向落差的空间关系：

65≤b≤80时，35≤PL3≤-1.67b+173；

50≤b≤65时，-0.5b+70≤PL3≤65；

若油门踏板与制动踏板的布置不符合上述校核要求，则返回步骤一重新布置；

若油门踏板与制动踏板的布置符合上述校核要求，则进入步骤九进行校核。

4.根据权利要求3所述的一种轻卡三踏板的布置方法，其特征在于：

所述θ为油门踏板行程角，即油门踏板由初始位置移动到极限位置的位移与压缩后的地毯平面之间的夹角。

5.根据权利要求4所述的一种轻卡三踏板的布置方法，其特征在于：

所述Ai与BOFRP点的位置可以重合，也可以不重合。

6.根据权利要求5所述的一种轻卡三踏板的布置方法，其特征在于：

所述ω为油门踏板转动角，即油门踏板由初始位置转动到极限位置时沿旋转中心所转动的角度。

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