朱子川，張 寧

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心 河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

隨著汽車成為越來越多消費(fèi)者的代步工具，大家對(duì)汽車各方面性能也越來越了解，內(nèi)飾燈光已成為一個(gè)關(guān)注點(diǎn)，是汽車產(chǎn)品精致感的直接體現(xiàn)，盡管國家標(biāo)準(zhǔn)與汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都還未對(duì)其進(jìn)行明確定義和規(guī)定，但是作為夜間安全行駛系統(tǒng)的一部分，整車內(nèi)飾背光性能的好壞將直接影響駕駛員的駕駛安全。在整車開發(fā)過程中，為使駕駛員在外界光線較暗或夜間能更好地操控車內(nèi)的各種功能，即良好的人機(jī)交互，需要對(duì)整車內(nèi)飾背景光［1］進(jìn)行評(píng)價(jià)。下面本文將從HMI（人機(jī)交互）與終端用戶分析、功能安全規(guī)范、仿真、測試流程、主觀評(píng)價(jià)方法等幾方面進(jìn)行闡述。

1 HMI與終端用戶分析

在人一汽車一環(huán)境系統(tǒng)中，人與汽車系統(tǒng)是主體。人與汽車相互作用的過程，就是利用人機(jī)界面上的顯示器和控制器，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)的信息交換過程。作為消費(fèi)者，總是希望愛車的人機(jī)系統(tǒng)具備各種各樣的功能，總體來說可概述為操作一致性好、可靠性高、滿足法規(guī)、高科技創(chuàng)新智能化、可升級(jí)與強(qiáng)兼容性且適用于每個(gè)駕駛員的交互系統(tǒng)。

HMI的設(shè)計(jì)目標(biāo)就要以滿足不同消費(fèi)者的需求而設(shè)立：首先以功能安全和可靠性為整體要求，根據(jù)用戶的不同需求，設(shè)計(jì)出安全、舒適、便捷、可靠、美觀的產(chǎn)品，這就需要我們對(duì)終端用戶進(jìn)行詳盡的分析。

1.1 根據(jù)用戶實(shí)際情況分析

分析用戶的年齡、性別、職業(yè)、住址等信息，據(jù)此可分析其可能購買的車型，及對(duì)車型人機(jī)交互的需求。見表1。

1.2 根據(jù)使用環(huán)境分析

分析車輛目標(biāo)客戶的地域、經(jīng)濟(jì)、文化、語言、當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)、用戶習(xí)慣等，為人機(jī)交互系統(tǒng)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。例如：環(huán)境高低溫、雨、雪天氣、沙漠、隧道等各種環(huán)境對(duì)人機(jī)交互系統(tǒng)的影響。

終端用戶分析是對(duì)客戶使用需求的把控，是設(shè)計(jì)開發(fā)的目標(biāo)，也是開發(fā)過程測試用例制定及測試結(jié)果判定的依據(jù)。

表1 用戶情況分析

1.3 終端用戶使用習(xí)慣調(diào)研

調(diào)研不同性別、年齡段的用戶在使用車內(nèi)燈光、操縱件等人機(jī)交互系統(tǒng)時(shí)的使用方法習(xí)慣，有助于產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)和測試用例的制定。例如駕駛員習(xí)慣大力按操作鍵、習(xí)慣連續(xù)按2次等。不同年齡駕駛員操作反應(yīng)時(shí)間調(diào)研見表2。

上述調(diào)研分析，為后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)、測試明確目標(biāo)，為制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。

2 貫徹產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的功能安全規(guī)范

ISO 26262是基于IEC 61508（電氣／電子／可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全）道路車輛設(shè)計(jì) （沒有卡車）定義所有電氣電子部件的ASIL標(biāo)準(zhǔn)，在項(xiàng)目進(jìn)行過程中需保證滿足ASIL標(biāo)準(zhǔn)要求。

ISO 26262由以下部分組成，一般道路車輛主題下，功能安全：第1部分：詞匯；第2部分：功能安全管理；第3部分：概念設(shè)計(jì)階段；第4部分：產(chǎn)品開發(fā)——系統(tǒng)層；第5部分：產(chǎn)品開發(fā)——硬件層；第6部分：產(chǎn)品開發(fā)——軟件層；第7部分：生產(chǎn)運(yùn)行；第8部分：支持流程；第9部分：以ASIL為導(dǎo)向的和以安全為本的分析；第10部分：ISO 26262的指導(dǎo)方針。如圖1所示。

表2 不同年齡駕駛員操作反應(yīng)時(shí)間調(diào)研

圖1 ISO 26262組成

ISO 26262以滿足與道路車輛電子／電氣系統(tǒng)部分匹配的特定需求。這種匹配適用于整個(gè)開發(fā)期間，包括由電氣、電子以及軟件元素組成的，提供相關(guān)功能安全的安全系統(tǒng)的壽命周期。

開展功能安全必須從高層開始創(chuàng)造安全文化，建立安全政策并給予充足的資源用于保持和支持安全，并且任命足夠權(quán)威的安全管理者，在開發(fā)過程中任命安全經(jīng)理，負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的功能安全活動(dòng)，建立完善的安全驗(yàn)證流程，確保項(xiàng)目的整體功能安全。

3 產(chǎn)品開發(fā)、仿真、測試流程

產(chǎn)品開發(fā)分為軟件、硬件兩方面，均以保證產(chǎn)品符合目標(biāo)客戶區(qū)域法規(guī)為目的；硬件方面需要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求開展環(huán)境、耐久等性能開發(fā)測試；軟件方面首先進(jìn)行模型仿真驗(yàn)證，即MIL，然后為功能組件驗(yàn)證，多功能組件聯(lián)合驗(yàn)證，如圖2所示。

圖2 軟硬件開發(fā)關(guān)系

仿真、測試 （圖3）是產(chǎn)品開發(fā)過程中必須開展的工作，前期越早發(fā)現(xiàn)問題，造成的時(shí)間、成本損失越小，所以概念設(shè)計(jì)階段就對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行基于市場反饋和經(jīng)驗(yàn)的FMEA／FTA分析、以ASIL標(biāo)準(zhǔn)定義產(chǎn)品安全目標(biāo)，結(jié)合前期用戶分析調(diào)研，形成產(chǎn)品功能需求，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)；在系統(tǒng)層開發(fā)過程中將功能安全要求完全融入產(chǎn)品中，并進(jìn)行模型仿真測試。

測試用例根據(jù)產(chǎn)品功能規(guī)范進(jìn)行制定并逐項(xiàng)驗(yàn)證，例如，驗(yàn)證CD操作便捷性，是否考慮到手指粗大的人群對(duì)按鈕的操控便利性；鎖車后，左右側(cè)照地?zé)羰欠裢瑫r(shí)熄滅等主觀性評(píng)價(jià)在設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程中就需要開展，整個(gè)測試流程如圖4所示。

圖4中，測試需編制測試規(guī)范、測試計(jì)劃、測試腳本、測試結(jié)果報(bào)告，確定材料、測試條件、軟硬件版本及樣件的一致。另外，需要注意三階段的測試管理，即單獨(dú)ECU平臺(tái)測試、集成測試和實(shí)車測試。每個(gè)階段需要驗(yàn)證通過后才可開始下一階段。如果不能遵循這個(gè)基礎(chǔ)流程，售后失效分析將更加復(fù)雜。驗(yàn)收流程如圖5所示。

4 主觀評(píng)價(jià)方法

主觀評(píng)價(jià)是基于人的視覺感知的一種評(píng)價(jià)方法，是目前汽車制造商對(duì)背光系統(tǒng)慣用的評(píng)價(jià)方法，主要是偏向于功能、亮度的評(píng)價(jià)。環(huán)境、人員和評(píng)價(jià)角度是主觀評(píng)價(jià)的三要素。

本文論述的主觀評(píng)價(jià)方法是以用戶調(diào)研分解為測試用例和測試判定依據(jù)的，將整車燈光按照組件形式進(jìn)行分解，并對(duì)每項(xiàng)組件進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終得出整體評(píng)價(jià)結(jié)果，具體流程如下。

4.1 燈光組件分解

將整車內(nèi)飾燈光，按照組合儀表、中控面板、空調(diào)系統(tǒng)、LCD、閱讀燈［2］等組件進(jìn)行分解，然后再對(duì)每個(gè)組件進(jìn)行再次分解，例如將組合儀表分解為轉(zhuǎn)速指針、車速指針、遠(yuǎn)光指示符……見表3。

4.2 定義評(píng)價(jià)項(xiàng)目

燈光主觀評(píng)價(jià)項(xiàng)目主要有顏色、顏色一致性、亮度、亮度一致性、漏光、眩光、圖符大小及一致性、反光等，將分解的每個(gè)組件［3］分別對(duì)應(yīng)上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目形成評(píng)價(jià)打分表。見表4。

圖3 系統(tǒng)測試

圖4 測試流程圖

圖5 驗(yàn)收流程

表3 燈光組件分解

表4 主觀評(píng)價(jià)打分表

4.3 確定測試方法及目標(biāo)

根據(jù)用戶分析確定測試方法及目標(biāo)，將用戶使用習(xí)慣轉(zhuǎn)化為測試條件、目標(biāo)，例如內(nèi)飾燈光亮度調(diào)節(jié)過程方法使車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，逐漸調(diào)節(jié)亮度，而目標(biāo)則為所有亮度隨調(diào)節(jié)變化的按鈕亮度變化需一致，無突變、跳變現(xiàn)象，以此類推，將所有燈光組件的測試條件、目標(biāo)進(jìn)行定義。見表5。

表5 測試條件

4.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、條件確定

完成上述工作后，則需進(jìn)行評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及條件的確定，即定義何為好，何為不好，定義時(shí)同樣需考慮產(chǎn)品的目標(biāo)顧客和地域，例如對(duì)于男性消費(fèi)者，SUV類產(chǎn)品定義燈光時(shí)則體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、豪放等元素，轎車類產(chǎn)品則體現(xiàn)時(shí)尚、舒適、細(xì)膩元素，在設(shè)定評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)應(yīng)進(jìn)行區(qū)別考慮，但是亮度一致、顏色一致、無漏光、眩目等基本要求必須保證。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表6。

4.5 評(píng)價(jià)環(huán)境

基于整車內(nèi)飾燈光主要是為夜間安全行駛提供服務(wù)，所以評(píng)價(jià)環(huán)境一般是黑暗的環(huán)境，可選擇暗室。但是根據(jù)不同地域顧客使用需求不同，也會(huì)增加室外正常光線環(huán)境、室外強(qiáng)光環(huán)境、市內(nèi)正常光線環(huán)境和市內(nèi)強(qiáng)光環(huán)境，在每個(gè)環(huán)境下完成燈光組件的評(píng)價(jià)。

5 總結(jié)

隨著消費(fèi)者對(duì)汽車產(chǎn)品的要求越來越高，整車內(nèi)飾燈光必然會(huì)成為關(guān)注點(diǎn)，本文從人機(jī)交互 （HMI）用戶分析到產(chǎn)品主觀評(píng)價(jià)方法，都是以用戶使用為前提的，所以用戶分析調(diào)研至關(guān)重要；在設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程充分考慮用戶使用安全，過程驗(yàn)證測試是核心內(nèi)容，主觀評(píng)價(jià)部分是具體實(shí)施的一種方案，在主觀評(píng)價(jià)時(shí)，也可借用色度亮度計(jì)等測試工具進(jìn)行測試，以獲取更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

表6 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本文介紹的整車內(nèi)飾燈光的評(píng)價(jià)思路和流程，已在實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中應(yīng)用，并且取得了很好的成效。如哈弗H9車型，通過專業(yè)測試驗(yàn)證及進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，使內(nèi)飾燈光達(dá)到了亮度與色調(diào)統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、舒適的視覺效果，使得這些人機(jī)界面更加友好，大大提高了操控的舒適性。