汽車常用功能按鍵操作力和行程的研究與應(yīng)用

韋聯(lián)鋒、劉娟娟

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，柳州 545007）

0 引言

在現(xiàn)代汽車上，為了實(shí)現(xiàn)車輛各項(xiàng)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(tái)按鍵等。隨著同類按鍵在車內(nèi)數(shù)量的增多，開(kāi)關(guān)操作手感的好壞和一致性問(wèn)題，被越來(lái)越多的用戶所關(guān)注，也在很大程度上會(huì)影響用戶對(duì)汽車品質(zhì)及精良性的評(píng)價(jià)。

某車型在實(shí)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(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致按鍵卡滯、按壓不到位以及誤操作等各種問(wèn)題。而這些問(wèn)題將直接影響用戶對(duì)汽車的整體印象，極大地降低了用戶的購(gòu)買欲望。已購(gòu)車的用戶，該問(wèn)題也影響用戶的日常使用便利性，導(dǎo)致存在用戶抱怨及投訴的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，本文通過(guò)對(duì)各個(gè)車企不同車型的按鍵操作力、行程、操作力-行程曲線進(jìn)行測(cè)試和分析，總結(jié)出汽車上各個(gè)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(kāi)發(fā)過(guò)程中按鍵的開(kāi)發(fā)和參數(shù)選擇提供建議和指導(dǎo)。

1 按鍵測(cè)試及評(píng)價(jià)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(guò)對(duì)按鍵的實(shí)際操作，從操作力感、行程感和位置感等綜合評(píng)價(jià)來(lái)判別其好壞。其中，操作力感是指實(shí)際操作過(guò)程的操作力大小及反饋到人手的感受；行程感是指實(shí)際操作過(guò)程中的按鍵位移大?。晃恢酶惺侵冈诓僮鬟^(guò)程中開(kāi)關(guān)反饋給人手的位置感是否明確[1]，也是判斷開(kāi)關(guān)是否按下且有效的標(biāo)志。

按鍵的主觀評(píng)價(jià)是在車輛上，模擬用戶的實(shí)際使用場(chǎng)景進(jìn)行操作，評(píng)價(jià)按鍵操作的舒適度。客觀測(cè)試是要求把車輛上的按鍵拆解下來(lái)，固定到拉伸壓縮試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行測(cè)試（圖1），通過(guò)軟件設(shè)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(píng)價(jià)和客觀測(cè)試相結(jié)合的方式進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)判按鍵實(shí)際使用的舒適度[2]。主觀評(píng)價(jià)采用10 分制進(jìn)行評(píng)分，具體細(xì)則如表1所示。

表1 10 分制主觀評(píng)價(jià)評(píng)分表（評(píng)分可細(xì)化到0.25 分為一個(gè)等級(jí)）

圖1 工廠常用擰緊工具

2 按鍵的測(cè)試及評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)汽車上功能按鍵的操作力和行程進(jìn)行測(cè)量，軟件生成操作力-行程曲線圖，結(jié)合主觀評(píng)價(jià)進(jìn)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(guò)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(qiáng)的相關(guān)性[3]。

如某車輛方向盤上的一個(gè)按鍵，操作松散感強(qiáng)，按下時(shí)行程長(zhǎng)、止位感差；另一車輛方向盤上的一個(gè)按鍵，操作舒適，止位感好，有質(zhì)感。這2 輛車方向盤按鍵拉伸壓縮測(cè)試曲線對(duì)比如圖2所示。特別說(shuō)明，不同車輛，因配置、設(shè)計(jì)等因素，每個(gè)按鍵都是獨(dú)立進(jìn)行操作和測(cè)試的。各區(qū)域的按鍵數(shù)量不一致，不影響實(shí)際評(píng)價(jià)和測(cè)試數(shù)據(jù)。

圖2 方向盤按鍵的操作力-行程曲線對(duì)比圖

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(huì)有實(shí)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(duì)這些車輛方向盤上所有按鍵操作力及行程進(jìn)行測(cè)量（圖3），并結(jié)合主觀評(píng)價(jià)進(jìn)行分析（表2）。

表2 A～H 車企某車型方向盤按鍵操作力及行程主觀評(píng)價(jià)

圖3 A～H 車企某車型方向盤按鍵操作力及行程測(cè)試結(jié)果

通過(guò)對(duì)大量不同車企車輛方向盤按鍵操作力和行程的測(cè)量數(shù)據(jù)，可繪制車輛按鍵操作力及行程（均值）對(duì)比圖（圖4）。結(jié)合實(shí)際操作主觀評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)，方向盤按鍵操作力在4.00±0.50 N，行程在1.00±0.10 mm 時(shí)，主觀感受比較舒適。操作力曲線推薦如圖5所示。

圖4 方向盤按鍵操作力及行程（均值）對(duì)比圖

圖5 方向盤按鍵力-行程曲線推薦

2.2 門窗控制按鍵

目前市場(chǎng)上幾乎所有的在售車型，門窗升降都是通過(guò)按鍵來(lái)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(dòng)升降、一鍵自動(dòng)下降長(zhǎng)按升起和長(zhǎng)按升降等模式[4]。對(duì)不同車企的車輛車窗升降按鍵操作力及行程進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合主觀評(píng)價(jià)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖6和表3所示。

表3 A～H 車企某車型門窗控制按鍵操作力及行程主觀評(píng)價(jià)

圖6 A～H 車企某車型門窗控制按鍵操作力及行程測(cè)試結(jié)果

通過(guò)對(duì)大量不同車企車輛門窗控制按鍵操作力和行程的測(cè)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(duì)比圖（圖7）。結(jié)合實(shí)際操作主觀評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)，門窗控制按鍵1級(jí)操作力在4.00±0.50 N，2 級(jí)操作力在8.00±0.50 N ；1 級(jí)行程在1.70±0.10 mm，2 級(jí)行程在1.70±0.10 mm 時(shí)，主觀感受比較舒適。操作力曲線推薦如圖8所示。

圖7 門窗按鍵操作力及行程（均值）對(duì)比圖

圖8 門窗按鍵力-行程曲線推薦

2.3 中控按鍵

目前市面上汽車的很多功能都是通過(guò)中控的按鍵進(jìn)行操控，如空調(diào)控制按鍵等。中控區(qū)域或多或少都會(huì)存在一些實(shí)體按鍵，按鍵操控的品質(zhì)直接影響用戶的車輛使用的評(píng)價(jià)[5]。對(duì)不同車企的車輛中控按鍵操作力及行程進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合主觀評(píng)價(jià)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖9和表4所示。

表4 A～H 車企某車型中控控制按鍵操作力及行程主觀評(píng)價(jià)

圖9 A～H 車企某車型中控按鍵操作力及行程測(cè)試結(jié)果

通過(guò)對(duì)大量不同車企車輛中控按鍵操作力和行程的測(cè)量，可繪制中控按鍵操作了及行程（均值）對(duì)比圖（圖10）。結(jié)合實(shí)際操作主觀評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)，中控按鍵操作力在3.50±0.20 N，行程在1.00±0.10 mm，主觀操作感受比較舒適。操作力曲線推薦如圖11所示。

圖10 中控按鍵操作力及行程（均值）對(duì)比圖

圖11 中控盤按鍵力-行程曲線推薦

3 適用應(yīng)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(shí)控制適當(dāng)?shù)牟僮髁?行程曲線，按鍵的操作舒適度、質(zhì)感會(huì)得到有效保證，主觀評(píng)分達(dá)到8.0 分以上，處于行業(yè)比較優(yōu)秀、有競(jìng)爭(zhēng)力的水平。

表5 汽車功能按鍵操作力及行程推薦值

4 生產(chǎn)應(yīng)用

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

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)按鍵操作質(zhì)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(diǎn)，分析了實(shí)際操作質(zhì)感優(yōu)秀對(duì)應(yīng)的操作力、行程和操作力-行程曲線，列出了推薦范圍。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用到某車企的多個(gè)項(xiàng)目中，取得令人滿意的效果。通過(guò)該研究，確定了按鍵開(kāi)發(fā)的操作力、行程和操作力-行程曲線，明確開(kāi)發(fā)目標(biāo)，可以縮短開(kāi)發(fā)匹配周期，提升產(chǎn)品品質(zhì)，同時(shí)也為其他相類似的零件操作品質(zhì)提供了優(yōu)化研究方向。