汽车常用功能按键操作力和行程的研究与应用

韦联锋、刘娟娟

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

0 引言

在现代汽车上，为了实现车辆各项电气功能的控制，或多或少都存在一些物理操作按键，如方向盘按键、门窗控制按键和中控台按键等。随着同类按键在车内数量的增多，开关操作手感的好坏和一致性问题，被越来越多的用户所关注，也在很大程度上会影响用户对汽车品质及精良性的评价。

某车型在实际量产上之后，出现不同程度的按键操作力大小不均、行程不一致以及操作力不一致问题，严重时会导致按键卡滞、按压不到位以及误操作等各种问题。而这些问题将直接影响用户对汽车的整体印象，极大地降低了用户的购买欲望。已购车的用户，该问题也影响用户的日常使用便利性，导致存在用户抱怨及投诉的风险。

因此，本文通过对各个车企不同车型的按键操作力、行程、操作力-行程曲线进行测试和分析，总结出汽车上各个区域具有良好操作力感的按键操作力、行程、操作力-行程曲线推荐值，为汽车企业开发过程中按键的开发和参数选择提供建议和指导。

1 按键测试及评价方法

影响按键操作手感的因素包括操作力、行程和操作力-行程曲线等。通过对按键的实际操作，从操作力感、行程感和位置感等综合评价来判别其好坏。其中，操作力感是指实际操作过程的操作力大小及反馈到人手的感受；行程感是指实际操作过程中的按键位移大小；位置感是指在操作过程中开关反馈给人手的位置感是否明确[1]，也是判断开关是否按下且有效的标志。

按键的主观评价是在车辆上，模拟用户的实际使用场景进行操作，评价按键操作的舒适度。客观测试是要求把车辆上的按键拆解下来，固定到拉伸压缩试验台架进行测试（图1），通过软件设置，直接生成数据，包括按键力峰值、按键行程、按键力-行程曲线等。采用主观评价和客观测试相结合的方式进行对比分析，评判按键实际使用的舒适度[2]。主观评价采用10 分制进行评分，具体细则如表1所示。

表1 10 分制主观评价评分表（评分可细化到0.25 分为一个等级）

图1 工厂常用拧紧工具

2 按键的测试及评价

通过对汽车上功能按键的操作力和行程进行测量，软件生成操作力-行程曲线图，结合主观评价进行判定，得出操作力、行程和操作力-行程曲线的推荐值。从操作力-行程曲线图中可以看出操作力增加是否线性，峰值过渡是否自然，峰值后操作力下降是否线性，止位是否清晰等，这些跟按键的主观感受具有很强的相关性[3]。

如某车辆方向盘上的一个按键，操作松散感强，按下时行程长、止位感差；另一车辆方向盘上的一个按键，操作舒适，止位感好，有质感。这2 辆车方向盘按键拉伸压缩测试曲线对比如图2所示。特别说明，不同车辆，因配置、设计等因素，每个按键都是独立进行操作和测试的。各区域的按键数量不一致，不影响实际评价和测试数据。

图2 方向盘按键的操作力-行程曲线对比图

2.1 方向盘区域按键

不同车企、不同车型，方向盘上的按键数量不一，但或多或少都会有实体按键存在。本研究选择了8 家不同车企各自的某款车型，对这些车辆方向盘上所有按键操作力及行程进行测量（图3），并结合主观评价进行分析（表2）。

表2 A～H 车企某车型方向盘按键操作力及行程主观评价

图3 A～H 车企某车型方向盘按键操作力及行程测试结果

通过对大量不同车企车辆方向盘按键操作力和行程的测量数据，可绘制车辆按键操作力及行程（均值）对比图（图4）。结合实际操作主观评价经验，方向盘按键操作力在4.00±0.50 N，行程在1.00±0.10 mm 时，主观感受比较舒适。操作力曲线推荐如图5所示。

图4 方向盘按键操作力及行程（均值）对比图

图5 方向盘按键力-行程曲线推荐

2.2 门窗控制按键

目前市场上几乎所有的在售车型，门窗升降都是通过按键来控制。由于不同的成本控制，各种车型门窗升降控制方式有一键自动升降、一键自动下降长按升起和长按升降等模式[4]。对不同车企的车辆车窗升降按键操作力及行程进行测量，结合主观评价进行分析，结果如图6和表3所示。

表3 A～H 车企某车型门窗控制按键操作力及行程主观评价

图6 A～H 车企某车型门窗控制按键操作力及行程测试结果

通过对大量不同车企车辆门窗控制按键操作力和行程的测量数据，可绘制车辆门窗控制按键操作了及行程（均值）对比图（图7）。结合实际操作主观评价经验，门窗控制按键1级操作力在4.00±0.50 N，2 级操作力在8.00±0.50 N ；1 级行程在1.70±0.10 mm，2 级行程在1.70±0.10 mm 时，主观感受比较舒适。操作力曲线推荐如图8所示。

图7 门窗按键操作力及行程（均值）对比图

图8 门窗按键力-行程曲线推荐

2.3 中控按键

目前市面上汽车的很多功能都是通过中控的按键进行操控，如空调控制按键等。中控区域或多或少都会存在一些实体按键，按键操控的品质直接影响用户的车辆使用的评价[5]。对不同车企的车辆中控按键操作力及行程进行测量，结合主观评价进行分析，结果如图9和表4所示。

表4 A～H 车企某车型中控控制按键操作力及行程主观评价

图9 A～H 车企某车型中控按键操作力及行程测试结果

通过对大量不同车企车辆中控按键操作力和行程的测量，可绘制中控按键操作了及行程（均值）对比图（图10）。结合实际操作主观评价经验，中控按键操作力在3.50±0.20 N，行程在1.00±0.10 mm，主观操作感受比较舒适。操作力曲线推荐如图11所示。

图10 中控按键操作力及行程（均值）对比图

图11 中控盘按键力-行程曲线推荐

3 适用应用范围

表5所示为汽车各区域按键操作力及行程的推荐范围。同时控制适当的操作力-行程曲线，按键的操作舒适度、质感会得到有效保证，主观评分达到8.0 分以上，处于行业比较优秀、有竞争力的水平。

表5 汽车功能按键操作力及行程推荐值

4 生产应用

目前该按键操作力、行程和操作力-行程曲线推荐值已应用到某车企代号730S 车型上。方向盘按键操作力实际测量在3.80～4.50 N，行程在0.90～1.10 mm；门窗控制按键一级操作力在3.80～4.40 N，一级行程1.60～1.80 mm，二级操作力在8.00～8.50 N，二级行程在1.60～1.80 mm；中控区域按键操作力在3.50～3.70 N，行程在0.90～1.10 mm。操作力-行程曲线与推荐的曲线接近。这几个区域的按键实际操作舒适感好，品质优秀。该推荐值将在后续研发的新车型中继续应用。

5 结束语

针对按键操作质感的提升，本文研究了按键操作力、行程和操作力-行程曲线的特点，分析了实际操作质感优秀对应的操作力、行程和操作力-行程曲线，列出了推荐范围。经实际应用到某车企的多个项目中，取得令人满意的效果。通过该研究，确定了按键开发的操作力、行程和操作力-行程曲线，明确开发目标，可以缩短开发匹配周期，提升产品品质，同时也为其他相类似的零件操作品质提供了优化研究方向。