汽車常用功能按鍵操作力和行程的研究與應用

關鍵詞：按鍵；操作力；行程；操作力-行程曲線；主觀評價

0引言

在現(xiàn)代汽車上，為了實現(xiàn)車輛各項電氣功能的控制，或多或少都存在一些物理操作按鍵，如方向盤按鍵、門窗控制按鍵和中控臺按鍵等。隨著同類按鍵在車內數(shù)量的增多，開關操作手感的好壞和一致性問題，被越來越多的用戶所關注，也在很大程度上會影響用戶對汽車品質及精良性的評價。

某車型在實際量產(chǎn)上之后，出現(xiàn)不同程度的按鍵操作力大小不均、行程不一致以及操作力不一致問題，嚴重時會導致按鍵卡滯、按壓不到位以及誤操作等各種問題。而這些問題將直接影響用戶對汽車的整體印象，極大地降低了用戶的購買欲望。已購車的用戶，該問題也影響用戶的日常使用便利性，導致存在用戶抱怨及投訴的風險。

因此，本文通過對各個車企不同車型的按鍵操作力、行程、操作力-行程曲線進行測試和分析，總結出汽車上各個區(qū)域具有良好操作力感的按鍵操作力、行程、操作力-行程曲線推薦值，為汽車企業(yè)開發(fā)過程中按鍵的開發(fā)和參數(shù)選擇提供建議和指導。

1按鍵測試及評價方法

影響按鍵操作手感的因素包括操作力、行程和操作力-行程曲線等。通過對按鍵的實際操作，從操作力感、行程感和位置感等綜合評價來判別其好壞。其中，操作力感是指實際操作過程的操作力大小及反饋到人手的感受；行程感是指實際操作過程中的按鍵位移大??；位置感是指在操作過程中開關反饋給人手的位置感是否明確[1]，也是判斷開關是否按下且有效的標志。

按鍵的主觀評價是在車輛上，模擬用戶的實際使用場景進行操作，評價按鍵操作的舒適度?？陀^測試是要求把車輛上的按鍵拆解下來，固定到拉伸壓縮試驗臺架進行測試（圖1），通過軟件設置，直接生成數(shù)據(jù)，包括按鍵力峰值、按鍵行程、按鍵力-行程曲線等。采用主觀評價和客觀測試相結合的方式進行對比分析，評判按鍵實際使用的舒適度[2]。主觀評價采用10分制進行評分，具體細則如表1所示。

2按鍵的測試及評價

通過對汽車上功能按鍵的操作力和行程進行測量，軟件生成操作力-行程曲線圖，結合主觀評價進行判定，得出操作力、行程和操作力-行程曲線的推薦值。從操作力-行程曲線圖中可以看出操作力增加是否線性，峰值過渡是否自然，峰值后操作力下降是否線性，止位是否清晰等，這些跟按鍵的主觀感受具有很強的相關性[3]。

如某車輛方向盤上的一個按鍵，操作松散感強，按下時行程長、止位感差；另一車輛方向盤上的一個按鍵，操作舒適，止位感好，有質感。這2輛車方向盤按鍵拉伸壓縮測試曲線對比如圖2所示。特別說明，不同車輛，因配置、設計等因素，每個按鍵都是獨立進行操作和測試的。各區(qū)域的按鍵數(shù)量不一致，不影響實際評價和測試數(shù)據(jù)。

2.1方向盤區(qū)域按鍵

不同車企、不同車型，方向盤上的按鍵數(shù)量不一，但或多或少都會有實體按鍵存在。本研究選擇了8家不同車企各自的某款車型，對這些車輛方向盤上所有按鍵操作力及行程進行測量（圖3），并結合主觀評價進行分析（表2）。

通過對大量不同車企車輛方向盤按鍵操作力和行程的測量數(shù)據(jù)，可繪制車輛按鍵操作力及行程（均值）對比圖（圖4）。結合實際操作主觀評價經(jīng)驗，方向盤按鍵操作力在4.00±0.50N，行程在1.00±0.10mm時，主觀感受比較舒適。操作力曲線推薦如圖5所示。

2.2門窗控制按鍵

目前市場上幾乎所有的在售車型，門窗升降都是通過按鍵來控制。由于不同的成本控制，各種車型門窗升降控制方式有一鍵自動升降、一鍵自動下降長按升起和長按升降等模式[4]。對不同車企的車輛車窗升降按鍵操作力及行程進行測量，結合主觀評價進行分析，結果如圖6和表3所示。

通過對大量不同車企車輛門窗控制按鍵操作力和行程的測量數(shù)據(jù)，可繪制車輛門窗控制按鍵操作了及行程（均值）對比圖（圖7）。結合實際操作主觀評價經(jīng)驗，門窗控制按鍵1級操作力在4.00±0.50N，2級操作力在8.00±0.50N；1級行程在1.70±0.10mm，2級行程在1.70±0.10mm時，主觀感受比較舒適。操作力曲線推薦如圖8所示。

2.3中控按鍵

目前市面上汽車的很多功能都是通過中控的按鍵進行操控，如空調控制按鍵等。中控區(qū)域或多或少都會存在一些實體按鍵，按鍵操控的品質直接影響用戶的車輛使用的評價[5]。對不同車企的車輛中控按鍵操作力及行程進行測量，結合主觀評價進行分析，結果如圖9和表4所示。

通過對大量不同車企車輛中控按鍵操作力和行程的測量，可繪制中控按鍵操作了及行程（均值）對比圖（圖10）。結合實際操作主觀評價經(jīng)驗，中控按鍵操作力在3.50±0.20N，行程在1.00±0.10mm，主觀操作感受比較舒適。操作力曲線推薦如圖11所示。

3適用應用范圍

表5所示為汽車各區(qū)域按鍵操作力及行程的推薦范圍。同時控制適當?shù)牟僮髁?行程曲線，按鍵的操作舒適度、質感會得到有效保證，主觀評分達到8.0分以上，處于行業(yè)比較優(yōu)秀、有競爭力的水平。

4生產(chǎn)應用

目前該按鍵操作力、行程和操作力-行程曲線推薦值已應用到某車企代號730S車型上。方向盤按鍵操作力實際測量在3.80～4.50N，行程在0.90～1.10mm；門窗控制按鍵一級操作力在3.80～4.40N，一級行程1.60～1.80mm，二級操作力在8.00～8.50N，二級行程在1.60～1.80mm；中控區(qū)域按鍵操作力在3.50～3.70N，行程在0.90～1.10mm。操作力-行程曲線與推薦的曲線接近。這幾個區(qū)域的按鍵實際操作舒適感好，品質優(yōu)秀。該推薦值將在后續(xù)研發(fā)的新車型中繼續(xù)應用。

5結束語

針對按鍵操作質感的提升，本文研究了按鍵操作力、行程和操作力-行程曲線的特點，分析了實際操作質感優(yōu)秀對應的操作力、行程和操作力-行程曲線，列出了推薦范圍。經(jīng)實際應用到某車企的多個項目中，取得令人滿意的效果。通過該研究，確定了按鍵開發(fā)的操作力、行程和操作力-行程曲線，明確開發(fā)目標，可以縮短開發(fā)匹配周期，提升產(chǎn)品品質，同時也為其他相類似的零件操作品質提供了優(yōu)化研究方向。