康 波，吳曉龍，魯紹健

（威馬汽車科技集團有限公司，四川 成都 610000）

隨著近年來家用汽車的逐漸普及，汽車已經(jīng)進入千家萬戶，越來越多的消費者在購車時都對車內(nèi)形形色色的控制開關(guān)產(chǎn)生了極大的興趣，在購車試駕時都會實際操作體驗一下，操作手感這個直接體現(xiàn)汽車品質(zhì)的關(guān)鍵屬性也越來越引起消費者的重視。

操作手感屬于感性的評價范疇，不同的消費者有不同的喜好，但任何開關(guān)都具有幾個共性的關(guān)鍵要素，如：操作力、操作行程、順滑度、操作檔位感。這幾個要素都要達到特定的要求才能體現(xiàn)出大多數(shù)消費者認可的足夠優(yōu)秀的操作手感。目前業(yè)內(nèi)實現(xiàn)這些特性操作手感的方式可歸納為4種，分別為：彈簧+頂桿+檔位齒方式；導(dǎo)電橡膠方式；微動開關(guān)鍋仔片式；觸摸+感知反饋。

1 彈簧+頂桿+檔位齒方式（圖1）

彈簧+頂桿+檔位齒方式主要在組合開關(guān)上使用較多，組合開關(guān)裝配在轉(zhuǎn)向管柱上，位于轉(zhuǎn)向盤下方，本體大部被轉(zhuǎn)向管柱護罩包裹，只露出操作手柄，主要功能大致分為燈光控制、雨刮控制、巡航控制、檔位控制等。不同品牌的不同車型可能組合方式不同。該方式具體的實現(xiàn)方式如圖1所示，頂桿在彈簧的彈力推動下，由操作者繞著特定的圓心進行運動，操作者手部所感受到的力量來自頂桿的切向分力，該力量隨彈簧壓縮量的不同而不同，而頂桿在檔位齒不同位置時，彈簧的壓縮量是不一致的，故操作者在轉(zhuǎn)動開關(guān)手柄過程中，彈簧壓縮量時鐘處于一個不斷變化的狀態(tài)，從而傳遞給操作者的力量也不斷變化，這個不斷變化的過程就是開關(guān)給操作者帶來的手感。

圖1 彈簧+頂桿+檔位齒方式

2 導(dǎo)電橡膠方式

導(dǎo)電橡膠是汽車電器開關(guān)中一種常用的零件，絕大部分汽車電器開關(guān)中都有它的身影，它的主要材料是硅橡膠，在外形結(jié)構(gòu)上設(shè)計成類似碗的形狀（圖2），通過上部的柱狀結(jié)構(gòu)承擔(dān)操作者通過開關(guān)其他頂桿結(jié)構(gòu)傳遞下來的壓力，底部的碗狀結(jié)構(gòu)在受頂桿的壓力之后會有一個反向支撐力，而隨著操作者逐漸下壓按鍵，碗狀結(jié)構(gòu)底部的導(dǎo)電材料也隨之不斷下降，最終接觸到下方線路板上的金手指，電路導(dǎo)通。此時操作者繼續(xù)下壓，隨著底部橡膠被不斷壓縮反向支撐力會持續(xù)增大，至此，操作者感知阻力增加明顯且已經(jīng)到達按鍵極限位移。當(dāng)操作者減少施加在按鍵上的力，皮碗由于彈性形變的原因會逐漸上升，底部導(dǎo)電材料脫離線路板，電路斷開，被壓縮的碗狀結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)形狀，直至完全松開。整個的一個操作過程給與操作者的反饋即形成了手感。

圖2 導(dǎo)電橡膠方式的外形結(jié)構(gòu)

由于硅膠軟硬程度、碗狀結(jié)構(gòu)的形狀設(shè)計等可變因素，導(dǎo)致不同開關(guān)的反向支撐力的大小即便是在相同下壓位移下也不同。這就引申出一個手感優(yōu)劣問題，導(dǎo)電橡膠結(jié)構(gòu)常用的力曲線圖如圖3所示，具體的評價舒適手感的指標(biāo)定義為CC值，CC=（F1-F2）/F1×100%。一般CC值的大小在45%左右為一個較為舒適的手感值。

圖3 導(dǎo)電橡膠結(jié)構(gòu)常用的力曲線圖

3 微動開關(guān)鍋仔片式

鍋仔片是一種厚度僅為0.06mm的具有彈性的金屬片，由于其很小，厚度也很薄，一般置于微動開關(guān)里面如圖4所示。鍋仔片在汽車開關(guān)中一般適用于直按式的開關(guān)，行程很小，普遍在0.5mm以內(nèi)，主要是通過金屬片自身的彈性形變來獲得手感。鍋仔片的手感由于是通過金屬彈性形變得來，故聲音十分清脆，金屬片在未受力時處于自由狀態(tài)，且金屬片只接觸邊緣的觸點，在操作者按下開關(guān)后，金屬片受力，當(dāng)力值大于其峰值力后瞬間發(fā)生彈性形變，中心部分由凸出狀態(tài)變?yōu)榉窗?，同時中心部分接通中間的觸點，電路導(dǎo)通。操作者松手后由于金屬片受到的壓力解除，金屬片隨即回彈，變回凸出狀態(tài)，電路斷開。由于鍋仔片被安裝在微動開關(guān)里面，整個按壓的穩(wěn)定性和可靠性也能夠得到較好的保證，鍋仔片開關(guān)的按壓壽命一般能到50萬次以上。

圖4 微動開關(guān)鍋仔片式

4 觸摸+感知反饋

觸摸技術(shù)在汽車上最早應(yīng)用于手寫板和觸摸屏，后來逐步發(fā)展到電器開關(guān)?，F(xiàn)階段觸摸技術(shù)基本上均為電容觸摸，在方向盤開關(guān)、門窗開關(guān)、儀表板左側(cè)開關(guān)均有應(yīng)用?，F(xiàn)有車型上由于防誤觸等原因，單純觸摸操作的開關(guān)較少，普遍結(jié)合反饋使用，有聲音反饋、振動反饋、按壓行程反饋等。其中具有操作手感的是振動反饋和按壓行程反饋。這兩種反饋的實現(xiàn)方式不盡相同，振動反饋有壓電陶瓷、電馬達等幾種方式，通過不同的布置方式，達到不同的振動效果，同時，也可以模擬不同位置的按壓反饋。按壓行程方式主要是操作者在觸摸整個觸摸面板過程中還需要將面板本身按壓，并使其整體下壓一個行程才能觸發(fā)信號，該方式主要是傳統(tǒng)按壓式開關(guān)和觸摸技術(shù)的一個結(jié)合，便于操作者延續(xù)操作習(xí)慣的同時，又可以實現(xiàn)整個面板觸摸功能。

5 結(jié)束語

隨著家用汽車的逐漸普及，相信會有更多的人認識和接觸到汽車開關(guān)，上述幾種開關(guān)操作手感的實現(xiàn)方式在現(xiàn)階段來說均屬主流，但隨著科技的不斷進步，汽車上的電器開關(guān)正朝著集約化、智能化的方向發(fā)展，觸摸結(jié)合操作反饋或?qū)⒊蔀榻酉聛砥囬_關(guān)發(fā)展的主流方向。相信不遠的將來，會有更多更具科技感、更新穎的汽車開關(guān)呈現(xiàn)在我們面前。