淺談汽車控制面板結(jié)構(gòu)和布局設(shè)計(jì)

趙云 朱明明

摘 要：汽車空調(diào)對(duì)控制面板一般布置于汽車前風(fēng)擋儀表板的中間，便于駕駛者和乘員進(jìn)行操控，本文主要從汽車空調(diào)控制面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、按鍵設(shè)計(jì)、旋鈕設(shè)計(jì)、內(nèi)部設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行總結(jié)和敘述。

關(guān)鍵詞：空調(diào);控制面板;設(shè)計(jì)

0 概述

隨著汽車總線技術(shù)的發(fā)展，空調(diào)向環(huán)保、綠色、自動(dòng)化方向發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)的控制面板由鋼絲拉鎖式向電子式和總線式的傳輸方式轉(zhuǎn)變，逐漸演變成為電子電器控制單元的重要節(jié)點(diǎn)，是需要重點(diǎn)研究的一項(xiàng)課題。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

控制面板是負(fù)責(zé)控制汽車空調(diào)模式，溫度，風(fēng)速等。空調(diào)控制面板結(jié)構(gòu)組成，主要由關(guān)鍵部件按鍵、旋鈕、主體結(jié)構(gòu)等組成，如圖1所示。

空調(diào)控制面板結(jié)構(gòu)是基于人機(jī)工程學(xué)原理設(shè)計(jì)的，考慮使用操作的便捷性和舒適性。各關(guān)鍵部件之間通過定位孔、定位槽或卡扣的方式相互連接，并保持相對(duì)位置固定，最后通過輔助部件將整體結(jié)合起來，保持零件的穩(wěn)定性。在各零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，各部分的功能元件都要有不同的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而保證整體功能輸出能夠滿足總成設(shè)計(jì)要求。控制面板通常采用同按壓式控制，很少部分采用下拔式控制。按壓式控按鍵整體感和穩(wěn)定桿較為突出;下拔式按鍵的動(dòng)感和控制桿較為突出，兩種控制方式的結(jié)構(gòu)原理基本上是一致的。

2 按鍵設(shè)計(jì)

（1）空調(diào)按鍵是駕駛過程中主要操控和功能組成部分，直至影響成駕駛者和成員的感官感受。在控制面板設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮匹配其周圍的環(huán)境，是其整體感官協(xié)調(diào)、舒服，一般設(shè)計(jì)偏向于條紋要求;其次在結(jié)構(gòu)上考慮間隙、平面度、按壓手感等技術(shù)要求。

（2）各按鍵之間布局要整潔、整齊，不僅相鄰兩個(gè)按鍵之間間隙均勻?qū)ΨQ，各個(gè)按鍵之間間隙也要保持勻稱，既要保證按鍵在按壓時(shí)自由活動(dòng)功能，也要滿足整體外觀的審美要求。間隙過大易造成灰塵或雜物即虐面板內(nèi)部造成功能失效;間隙過小則易造成按鍵卡滯，影響功能實(shí)現(xiàn)。按鍵間隙一般設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為0.25±0.1mm，高度差±0.2mm。

（3）當(dāng)按下按鍵，按鍵雖有下壓動(dòng)作，但相應(yīng)的功能有時(shí)并未激活，因?yàn)閺脑O(shè)計(jì)角度來說需要一個(gè)預(yù)壓區(qū)間，目的是防止誤操作導(dǎo)致功能變化。隨著下壓深度的變化，壓力會(huì)隨之增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一臨界值時(shí)，功能激活，這就是所謂的開關(guān)按鍵力與位移的行程關(guān)系。在按下按鍵的過程中，案件對(duì)下面的硅膠墊存在擠壓作用，按壓力隨位移行程變化，不容許中間出現(xiàn)頓挫感式的突變點(diǎn)。

3 旋鈕設(shè)計(jì)

旋鈕是空調(diào)面板設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用到的功能，通常用來調(diào)節(jié)風(fēng)量大小。通常由一個(gè)微動(dòng)開關(guān)加上外部的配套固定鍵按鈕的按壓功能，旋鈕的旋轉(zhuǎn)特性在操作過程中，也不容許出現(xiàn)停頓或力突變現(xiàn)象。外觀上通常采用鍍鉻來裝修，進(jìn)而提升空調(diào)操作的檔次。

4 內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

控制面板內(nèi)部結(jié)構(gòu)是保證外部按鍵和旋鈕的基礎(chǔ)，有效支持和傳遞功能的輸出。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)重點(diǎn)考慮控制面板背景光和防水防潮的設(shè)計(jì)方案。

（1）背景光設(shè)計(jì)，首先要保證夜間行車能清晰辨別各個(gè)按鍵圖標(biāo)和功能，防止2種燈光之間串光或漏光，避免駕駛者誤認(rèn)為操作錯(cuò)誤或影響正常行駛。因此在燈光設(shè)計(jì)中，在保證光線正常傳播路線暢通的同時(shí)，還要確保相應(yīng)的隔射板對(duì)其發(fā)散的光線范圍進(jìn)行相隔。

（2）防水防潮設(shè)計(jì)，控制面板設(shè)置于儀表板中部，控制面板的電路設(shè)計(jì)在下層線，而上層線包含略微突起按鈕，當(dāng)按下上層線面板上按鍵，這時(shí)連接到按鈕的兩端的導(dǎo)線連接、該面板每個(gè)按鍵引出一個(gè)導(dǎo)線同時(shí)帶有一個(gè)地線。按下按鍵，接地線連接到相應(yīng)的鍵，從而微控控制器接收一個(gè)低信號(hào)。一旦有液體滲入受潮就會(huì)使電路系統(tǒng)功能失效，一般會(huì)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上留有排水口或排水槽。

5 硬件設(shè)計(jì)

空調(diào)控制面板逐漸向電子電器架構(gòu)上的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)變，面板的硬件設(shè)計(jì)趨向模塊化，如：電源電路接口設(shè)計(jì)，LIN/CAN總線電路設(shè)計(jì)，LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，旋鈕電路設(shè)計(jì)、溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、執(zhí)行器控制模塊等，在零部件選型設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量選擇通用性和互換性的部件，以便后期零部件的維修和替換。

6 軟件設(shè)計(jì)

電子電器技術(shù)的發(fā)展為汽車技術(shù)的創(chuàng)新帶來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，AUTOSAR這個(gè)架構(gòu)有利于車輛電子系統(tǒng)軟件的交換與更新，并為高效管理越來越復(fù)雜的電子系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)提供一個(gè)基礎(chǔ)。計(jì)劃目標(biāo)主要有3項(xiàng)：①建立獨(dú)立于硬件的分層軟件構(gòu)架;②為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用提供方法論，包括制定無縫的軟件架構(gòu)堆疊流程并將應(yīng)用軟件整合至ECU中;③制定各種車輛應(yīng)用接口規(guī)范，作為應(yīng)用軟件整合標(biāo)準(zhǔn)，以便軟件構(gòu)件在不同的汽車平臺(tái)上使用，即實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和基礎(chǔ)模塊之間的分離。

7 其它額外配置設(shè)計(jì)

在汽車控制面板實(shí)際布置中，使用單獨(dú)的液晶屏來顯示空調(diào)控制內(nèi)容已成為主流設(shè)計(jì)，這樣會(huì)提升用戶的直觀感受，增加用戶體驗(yàn)效果，深受汽車廠商的歡迎。同時(shí)一些人機(jī)交互接口的按鍵，也會(huì)集成在控制面板上一起布置，如：電話、導(dǎo)航等快捷按鍵，方便駕駛者操控。

8 結(jié)束語

人們通常比較關(guān)注空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和原理，而非專注空調(diào)控制面板的設(shè)計(jì)，而在實(shí)際用戶直觀感受層面，空調(diào)控制面板的整體設(shè)計(jì)布局會(huì)影響用戶的第一印象產(chǎn)。隨著汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”和空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，控制面板結(jié)構(gòu)和布局設(shè)計(jì)地位將會(huì)更加突出。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉永蘭.汽車空調(diào)系統(tǒng)問題診斷中問題樹分析的應(yīng)用[J].

[2]馬明金.汽車空調(diào)構(gòu)造使用與維修[M].北京：北京大學(xué)出版社，2005.