王鎮(zhèn)龍，彭翼尖，梁振堃，彭宏，滕永泉

淺述汽車門飾板人性化設(shè)計(jì)理念

王鎮(zhèn)龍，彭翼尖，梁振堃，彭宏，滕永泉

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

文章從人性化開發(fā)理念出發(fā)，介紹了門飾板系統(tǒng)開發(fā)要點(diǎn)。從設(shè)計(jì)角度闡述了舒適、精致、空間、安全等方面的設(shè)計(jì)思路，有助于主機(jī)廠在前期設(shè)計(jì)階段綜合考慮，以設(shè)計(jì)最佳的用戶體驗(yàn)產(chǎn)品。

門飾板系統(tǒng)；人性化；舒適；安全

前言

近年來受全球經(jīng)濟(jì)放緩及新冠疫情的影響，整個(gè)汽車行業(yè)的下行壓力增大。中國自主品牌在整體承壓，面臨大洗牌的狀況下[1]，唯有通過深挖消費(fèi)者需求，提升自身產(chǎn)品競爭力，才能在汽車寒冬中逆襲。汽車內(nèi)飾與消費(fèi)者日常用車息息相關(guān)，人性化的設(shè)計(jì)能極大提升消費(fèi)者對品牌的好感度。對用戶體驗(yàn)的設(shè)計(jì)已研究多年，曹維福論述了從內(nèi)飾的形態(tài)設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)、燈光設(shè)計(jì)等方面的優(yōu)化原則[2]；周甘華、王書等人研究了基于用戶體驗(yàn)的汽車內(nèi)飾的發(fā)展趨勢，從用戶體驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行分析[3]。但以往研究著重于整體內(nèi)飾宏觀設(shè)計(jì)原則論述，對于具有內(nèi)飾零件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)鮮有提及，本文聚焦于汽車門飾板系統(tǒng)的人性化設(shè)計(jì)要點(diǎn)的研究，給出了門飾板設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)思考。

1 門飾板系統(tǒng)介紹

門飾板系統(tǒng)是指安裝在前后側(cè)門鈑金上，在車內(nèi)側(cè)起遮擋修飾作用，并具有一定操作、倚靠、保護(hù)乘員安全、儲(chǔ)物等功能的內(nèi)飾零件；同時(shí)門飾板系統(tǒng)還承載電器開關(guān)，高音喇叭等電器零件的安裝。

門飾板系統(tǒng)通常由多個(gè)分零件件通過焊接、螺接等方式組成。依據(jù)造型和配置有不同，零件分塊會(huì)有差異，如圖1所示主要包括：上裝飾板、嵌飾板、扶手、開關(guān)面板、本體、地圖袋、內(nèi)開拉手等零件。

門飾板系統(tǒng)在乘客日常駕車過程中提供緊密接觸，貼近消費(fèi)者的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能為乘員提供安心享受的乘車環(huán)境。

2 舒適性設(shè)計(jì)

門飾板為乘客提供側(cè)面依靠與支撐，大面積軟質(zhì)零件設(shè)計(jì)，極大滿足了乘客身體肩、肘、手臂各部位對舒適的要求。目前軟質(zhì)包覆的種類豐富，如手工包覆、熱壓覆合、真空吸附、kimekomi（壓邊工藝）、低壓注塑，根據(jù)整車風(fēng)格會(huì)采用不同工藝。

上裝飾板既要與儀表臺(tái)的造型風(fēng)格銜接，又同時(shí)要為肩部提供依靠。通常會(huì)采用了陰模吸附（IMG）工藝來生產(chǎn)。這種工藝能使產(chǎn)品兼具高光澤度和皮紋飽滿的優(yōu)點(diǎn)，又能提供柔軟的質(zhì)感，其主要工藝見圖2。

圖2 IMG工藝流程圖

嵌飾板及扶手是為胳膊提供舒適的休息空間，需要零件柔軟富有彈性，兼顧成本因素，常選用帶有發(fā)泡厚度的PVC表皮。此外，考慮到手肘支撐的特殊手感，可以在扶手位置增加PU發(fā)泡層來滿足，發(fā)泡厚度推薦≥10 mm，如下圖所示。

圖3 扶手包覆層結(jié)構(gòu)

要達(dá)到舒適的手感，可以通過控制發(fā)泡層的密度來實(shí)現(xiàn)軟硬質(zhì)感。設(shè)計(jì)階段，采用不同的表皮與發(fā)泡層厚度組合，通過一系列工藝參數(shù)設(shè)計(jì)[4]，進(jìn)而選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

3 精致性設(shè)計(jì)

精致的產(chǎn)品一向受到消費(fèi)者青睞，門飾板通過縫線、裝飾條等搭配，能為消費(fèi)者帶來親切的主觀享受。縫線可以在包覆表皮上勾勒出不同的線型和色彩，呈現(xiàn)出多樣的風(fēng)格，圖4列出了常用縫線類型。

表1 縫線類型及效果

序號縫紉類型圖示 縫紉方法正面反面 1翻邊雙縫（真雙縫） 2假雙縫 3單面翻邊縫紉 4裝飾縫紉

針對不同表皮的材質(zhì)、厚度及縫合形式，對應(yīng)選用不同縫線的間距、粗細(xì)、縫紉方式，能夠設(shè)計(jì)出更人性化的風(fēng)格。

裝飾條的設(shè)計(jì)引入，則進(jìn)一步提升門飾板精致檔次。裝飾條從最早的桃木紋，發(fā)展到現(xiàn)在具有觸感的仿木紋，都離不開裝飾條生產(chǎn)工藝的提升。目前主流采用的模內(nèi)嵌件注塑（INS, Film Insert Molding），能給消費(fèi)者帶來豐富多彩的圖案種類。圖4展示了INS工藝可以將印刷好的片材先進(jìn)行預(yù)成型并裁剪后再放到模具中，在注塑成型的同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝飾的工藝。由于圖案可以預(yù)先印刷在膜紙上，因此INS工藝幾乎可實(shí)現(xiàn)任意圖案的裝飾。

圖4 INS工藝流程

4 空間性設(shè)計(jì)

門飾板空間設(shè)計(jì)主要包括人機(jī)空間和儲(chǔ)物空間，用心的設(shè)計(jì)能提供便捷的體驗(yàn)。

人機(jī)空間設(shè)計(jì)主要是根據(jù)不同人體的尺寸和使用需求，設(shè)計(jì)適合于消費(fèi)者使用的結(jié)構(gòu)[5]，以達(dá)到最佳操作手感。不僅包括內(nèi)扣拉手、扶手、拉手盒、把手布置位置設(shè)計(jì)要滿足人機(jī)工程要求，如圖5所示；還包括內(nèi)開拉手手柄尺寸、操作空間尺寸、拉手盒尺寸設(shè)計(jì)等，通過在拉手盒位置增加隨手型的結(jié)構(gòu)，能提升消費(fèi)者使用的舒適度。參考圖6要求，考慮到乘客手指在操作中的舒適性，要對各種類型的拉手操作尺寸對標(biāo)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)出最適合人機(jī)操作的尺寸。

圖5 門飾板人機(jī)布置要求

圖6 不同類型內(nèi)開拉手尺寸示意

門飾板的地圖袋承載了消費(fèi)者們儲(chǔ)物的期望，充裕的地圖袋空間設(shè)計(jì)必然能拓展消費(fèi)者用車場景。設(shè)計(jì)時(shí)要對市場上不同尺寸飲料瓶等尺寸進(jìn)行收集整理，更需要對儲(chǔ)物的取放過程進(jìn)行校核設(shè)計(jì)，結(jié)合人機(jī)工程要求，設(shè)計(jì)出便于取放的地圖袋結(jié)構(gòu)，如下圖7所示。

圖7 地圖袋水平取放校核

此外，門飾板上增加卡槽、儲(chǔ)物盒、雨傘槽等優(yōu)秀設(shè)計(jì)也越來越多應(yīng)用，設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮人機(jī)、結(jié)構(gòu)等限制，增加門飾板儲(chǔ)物空間的多樣性。

5 安全性設(shè)計(jì)

車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)，門飾板與乘客直接接觸，任何設(shè)計(jì)的瑕疵都將帶來致命的后果。門飾板的側(cè)碰防護(hù)性能是設(shè)計(jì)的核心，體現(xiàn)出主機(jī)廠對于消費(fèi)者安全的負(fù)責(zé)。在側(cè)碰過程中乘客的肩部、腹部、骨盆3處最易受到傷害，如圖8所示。

主流門飾板設(shè)計(jì)采用“碰撞能量吸收”的理念，在各體側(cè)碰風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域做吸能設(shè)計(jì)。針對人體肩部和腹部區(qū)域，門飾板與鈑金間保留適當(dāng)?shù)陌踩彌_距離，可以在碰撞時(shí)形成重要的緩沖空間?？紤]到扶手區(qū)域需要滿足支持剛度和舒適性等要求，則可以通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞吸收能量來達(dá)到保護(hù)乘客腹部安全的作用，如增加弱化槽、結(jié)構(gòu)挖空等方案實(shí)現(xiàn)。而在人體臀部區(qū)域，門飾板背面增加防撞塊（吸能塊）結(jié)構(gòu)。防撞塊的布置和尺寸的設(shè)計(jì)需要結(jié)合整車的碰撞要求確定。側(cè)碰過程中，防撞塊的設(shè)計(jì)，能夠有效地推動(dòng)人體發(fā)生側(cè)傾，又進(jìn)一步降低腹部收到的沖擊力。防撞塊可以采用PU發(fā)泡體與本體焊接而成；也可以與地圖袋設(shè)計(jì)成PP材質(zhì)的一體結(jié)構(gòu)，降低成本，如下圖所示。

圖8 假人側(cè)碰點(diǎn)示意

圖9 防撞塊與地圖袋一體設(shè)計(jì)

對門飾板碰撞性能的研究了許多年，常通過工程設(shè)計(jì)中的CAE (計(jì)算機(jī)輔助工程)來指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再通過實(shí)物零件碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證分析結(jié)果，修正CAE參數(shù)[6-8]。不斷積累數(shù)據(jù)，能得到有效的仿真分析結(jié)果，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)，降低成本與周期。

6 結(jié)論

門飾板系統(tǒng)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了主機(jī)廠對精工極致的追求、對顧客需求的負(fù)責(zé)、對工匠精神的堅(jiān)持。越來越多公司已經(jīng)將用戶體驗(yàn)作為開發(fā)的重點(diǎn)，許多新技術(shù)如3D mash材料的應(yīng)用、發(fā)光飾條等已經(jīng)在門飾板上應(yīng)用，極大提升消費(fèi)者用車體驗(yàn)，人機(jī)交互理念逐步形成[9]。正如胡海中研究稱[10]，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)從內(nèi)飾外觀品質(zhì)、結(jié)構(gòu)造型以及功能配置和技術(shù)工藝與選料等多個(gè)方面著手，這樣才能提高內(nèi)飾設(shè)計(jì)的人性化、個(gè)性化水平。

[1] 劉春輝.2019年中國汽車市場發(fā)展回顧及2020年展望[J].汽車與配件,2020(04):50-53.

[2] 曹維福.關(guān)于汽車內(nèi)飾優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考[J].內(nèi)燃機(jī)與配件, 2020(03):264-265.

[3] 周甘華,王書,吳功臣,等.基于用戶體驗(yàn)的汽車內(nèi)飾的發(fā)展趨勢研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2018(01):190-191.

[4] 蔣志軍,張志剛,呂崇建,等.汽車內(nèi)飾包覆零件設(shè)計(jì)與工藝研究[J].汽車實(shí)用技術(shù),2018(07):131-134.

[5] 王旭初,李新,鄒剛.門飾板內(nèi)扣手與內(nèi)把手舒適性研究[J].汽車實(shí)用技術(shù),2018(21):165-168+171.

[6] 陳維新,蔣偉春,張健,等.基于C-NCAP側(cè)撞性能優(yōu)化的轎車門內(nèi)飾板設(shè)計(jì)[J].上海汽車,2008(4):13-17.

[7] 曹日山,楊東升,孫歷強(qiáng).基于側(cè)撞目標(biāo)要求的門內(nèi)飾板結(jié)構(gòu)及性能優(yōu)化[A].中國汽車工程學(xué)會(huì).2015中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集（Volume2）[C].中國汽車工程學(xué)會(huì):中國汽車工程學(xué)會(huì),2015:6.

[8] 張學(xué)庸,程昕.門飾板側(cè)碰安全性能分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].汽車技術(shù),2009(9):30-34.

[9] 逄蘭芹.關(guān)于“以人為本”的汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)[J].汽車實(shí)用技術(shù),2018 (20):179-181.

[10] 胡忠海,卿劍波.汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)過程中的人性化元素思考[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2019(31):73-74.

Discuss on Humanized Design Concept of Automobile Door Trim Panel

WANG Zhenlong, PENG Yijian, LIANG Zhenkun, PENG Hong, TENG Yongquan

( Automotive Engineering Research Institute of Guangzhou Automobile Group Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 511434 )

Based on the concept of humanized development, this paper discusses the key points of door trim system design. From the design angle, this paper expounds the design ideas of comfort, delicacy, space and safety, which is helpful for comprehensively consideration in the preliminary design stage, so as to design products with the best user experience.

Door trim system;Hommization;Comfortable;Security

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.021.028

U463.83+4

A

1671-7988(2021)21-110-04

U463.83+4

A

1671-7988(2021)21-110-04

王鎮(zhèn)龍，碩士，工程師，就職于廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，從事門飾板、立柱等設(shè)計(jì)開發(fā)工作。