凌新新 蔣敏 龍家樂 彭軍軍

凌新新

畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)，本科學(xué)歷，在職研究生就讀于華南理工大學(xué)車輛工程專業(yè)。任廣汽研究院底盤部傳動科主管工程師，傳動科副科長，主要研究方向：制動系統(tǒng)及傳動操縱系統(tǒng)零部件研發(fā)工作，已發(fā)表文章2篇。

摘要：某乘用車換擋覆蓋件擋位燈由背光燈和指示燈（后文簡稱指示燈）組成，對應(yīng)照亮P/R/N/D擋位字符，當(dāng)背光燈亮起時，無區(qū)分統(tǒng)一照亮所有擋位字符，人眼無感知差異;當(dāng)指示燈亮起時，目標(biāo)擋位字符被照亮、可被明顯感知，即當(dāng)駕駛員換擋時，通過換擋覆蓋件上的指示燈就能明確知悉當(dāng)前車輛擋位信息。夜晚模式下，人眼對于亮度敏感度較高，故夜晚模式下指示燈對于亮度要求不高;白天模式下，由于自然光強(qiáng)較大，此時指示燈需要達(dá)到較高的亮度才能被人眼識別。本文旨在說明通過對電氣、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化來提高指示燈的亮度，從而達(dá)到在白天模式的強(qiáng)光下，指示燈也能輕易被駕駛員識別的方法。

關(guān)鍵詞：換擋覆蓋件;指示燈;亮度

中圖分類號：U463.65+2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005-2550（ 2021） 06-0094-05

The brightness improvement of Automatic Gear Shift Cover

Assy. For a Passenger Car

LING Xin-xin， JIANG Min， LONG Jia-le， PENG Jun-jun

（ Guangzhou Automobile Group Co.， Ltd.， Automotive Engineering Institute，

Guangzhou 511434， China）

Abstract：A gear shift cover assy. includes backlights and indicating lights， the P/R/N/Dcharacters shall be lighten up. When backlights on， all the characters are lighten up， whenindicating light of a gear on， the target light is lighten up， it shall be recognized by people. Sothe driver could get the right gear position information of the car according to the indicatinglight. When night， the eyes are more sensitive， so the brightness requirement is much lowerthan daytime mode. This article is to describe how to improve the brightness of daytime modefrom electric and structure factors.

Key Words： Gear Shift Cover Assy; Indicating Light; Brightness

該車輛換擋覆蓋件指示燈初始亮度低，當(dāng)指示燈處于陽光照射狀態(tài)時，即使指示燈亮起，駕駛員也無法清晰識別該燈是否亮起，所以無法直接通過指示燈知悉當(dāng)前車輛所處擋位，影響駕駛員的用戶體驗(yàn)，本文將重點(diǎn)闡述通過指示燈電氣、相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化來提高亮度，改善用戶體驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)無論陽光處于何種照射狀態(tài)，當(dāng)相應(yīng)指示燈被點(diǎn)亮?xí)r，駕駛員能清晰識別當(dāng)前擋位。

1 現(xiàn)狀及目標(biāo)

某乘用車換擋覆蓋件指示燈初始設(shè)計(jì)亮度低，白天模式陽光照射下無法識別指示燈是否亮起，在此情況下，通過客戶感知向工程語言轉(zhuǎn)化并進(jìn)行目標(biāo)分解，將影響亮度提升的關(guān)鍵因素分解到對應(yīng)電氣、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)零件，通過不斷優(yōu)化、驗(yàn)證，最終達(dá)到清晰識別的效果，明顯提升用戶體驗(yàn)。圖1和表1為初始結(jié)構(gòu)和參數(shù)展示：

2 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程

2.1主觀評價確定對標(biāo)件

通過主觀評價找尋白天模式太陽光直射下?lián)跷蛔址汕逦蛔R別的競品件，具體方法為分別選取歐系、美系、日系暢銷車型中各兩款換擋覆蓋件進(jìn)行主觀評價，最終確定對標(biāo)件。

小結(jié)：通過主觀評價，歐系A(chǔ)車型和日系E車型的零件辨識度得分最高，確定將該兩零件作為主要對標(biāo)件進(jìn)行后續(xù)工作。

2.2 客觀參數(shù)測試

對選取的對標(biāo)件進(jìn)行參數(shù)測試，由此得出待改善樣件的客觀參數(shù)目標(biāo)。對零件A和E進(jìn)行測試，得到客觀數(shù)據(jù)，見表3，

小結(jié)：

1）對同一顏色的燈光，波長的波動與亮度的強(qiáng)弱無關(guān)聯(lián);

2）當(dāng)紅色燈光亮度值在600cd/m2左右時，指示燈可被清晰辨識。

3）當(dāng)黃色燈光亮度值在1200cd/m2左右時，指示燈可被清晰辨識。

2.3 將辨識度進(jìn)行工程語言細(xì)化

通過主觀評價、客觀測試、結(jié)構(gòu)拆解對辨識度進(jìn)行工程語言細(xì)化，見表4：

2.4 對標(biāo)件及改善件工程參數(shù)展示

表5和表6為對標(biāo)件A和E的對標(biāo)參數(shù)展示，表7為待改善件參數(shù)：

2.5 對標(biāo)小結(jié)

通過對標(biāo)，總結(jié)如下，見表8：

2.6 改善方案制定

2.6.1

R/N/D擋指示燈改善方案

2.6.2

P指示燈改善方案

2.6.3 導(dǎo)光柱優(yōu)化原理介紹

長距離傳播光線且保證發(fā)光強(qiáng)度損失最小，需要運(yùn)用光的全反射原理，見圖3：

圖3中：

L1-光源發(fā)出的入射光線;

a——入射角;

B -11產(chǎn)生的折射角;

L2-LI產(chǎn)生的折射光線;

v -L2的入射角;

L3-L2產(chǎn)生的折射光線;

8 -L2產(chǎn)生的折射角;

L4-L2產(chǎn)生的反射光線;

L5-LA產(chǎn)生的折射光線;

N1-空氣折射率，一般取1;

N2-導(dǎo)光柱材料的折射率，一般取1.58;

當(dāng)光線從空氣進(jìn)入導(dǎo)光柱：

sina/sinp=N2/N1

（1）

式（1）中：

當(dāng)a≤90°

B =arcsin（sina/1.58）≤39.5°

p+y=90°

則r≥50.5。

當(dāng)光線從導(dǎo)光柱進(jìn)入空氣：

Siny/sin8=N1/N2

（2）

式（2）中：

^y =arcsin（sin8x0.632）

當(dāng)

=90°時，光線產(chǎn)生全反射，即光線不會從導(dǎo)光柱進(jìn)入空氣，此時，r=39.5°

即當(dāng)r≥39.5°時，光線在導(dǎo)光柱內(nèi)產(chǎn)生全反射，而實(shí)際上，r≥50.5°°，滿足全反射條件。

改善方案中，導(dǎo)光柱的優(yōu)化充分運(yùn)用了光的全反射原理，將底部凹面填充，光線從空氣進(jìn)入導(dǎo)光柱后被封閉在導(dǎo)光柱中進(jìn)行傳播，從而最大程度的從出射面發(fā)出，提升了亮度。

3 主觀評價

為了驗(yàn)證改善效果，分別針對紅色和黃色LED各做一套樣件裝車進(jìn)行評價，采用十分評價方法，邀請了20位群眾進(jìn)行主觀評價，該評價對于是否持有駕照無關(guān)，評價時需擋位燈處于太陽光直射狀態(tài)方能進(jìn)行，表11為評價表匯總信息。

4 總結(jié)

本文重點(diǎn)闡述了指示燈白天模式下辨識度即亮度的提升方法，整個過程運(yùn)用了“現(xiàn)狀分析”→“確定對標(biāo)件”→“獲得客觀參數(shù)”→“工程語言細(xì)化”→“結(jié)構(gòu)對標(biāo)”→“實(shí)施改善方案”→“主觀評價”→“總結(jié)”的流程，符合工程問題的解決思路，同時在方案改善過程中抓住重點(diǎn)，不斷鞏固學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，應(yīng)用光學(xué)原理，從而解決了該問題，后續(xù)項(xiàng)目將徹底杜絕該類問題的發(fā)生，同時也為其他問題的解決提供了很好的解決思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈常宇，金尚忠，光學(xué)原理[M].北京：清華大學(xué)出版社.2017.

[2]梁東云，何建強(qiáng)，吳曉云.基于STC15W408AS的RGB調(diào)光電路設(shè)計(jì)[J].商洛學(xué)院學(xué)報，2020.34（ 06）.

[3]王林生，馬瑛.基于單片機(jī)無線RGB彩燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]軟件工程師，2015（ 03）.

[4]宋鵬程，文尚勝，尚俊，史晨陽，陳穎聰，基于PWM的三基色LED的調(diào)光調(diào)色方法[J].光學(xué)學(xué)報，2015（ 03）.

[5]何駿，董孟迪，孫耀杰，林燕丹.一定色溫下白光LED理論光效的簡易計(jì)算方法[J]照明工程學(xué)報，2014（ 06）.

專家推薦語

唐西清

東風(fēng)商用車技術(shù)中心

研究員級高級工程師

該文邏輯清晰，描述的工程方法具有較高的實(shí)用指導(dǎo)意義，闡述的問題解決思路或方法有較好的延展性。