淺談汽車控制面板結構和布局設計

趙云 朱明明

摘 要：汽車空調對控制面板一般布置于汽車前風擋儀表板的中間，便于駕駛者和乘員進行操控，本文主要從汽車空調控制面板結構設計、按鍵設計、旋鈕設計、內部設計等方面進行總結和敘述。

關鍵詞：空調;控制面板;設計

0 概述

隨著汽車總線技術的發(fā)展，空調向環(huán)保、綠色、自動化方向發(fā)展，空調系統(tǒng)的控制面板由鋼絲拉鎖式向電子式和總線式的傳輸方式轉變，逐漸演變成為電子電器控制單元的重要節(jié)點，是需要重點研究的一項課題。

1 結構設計

控制面板是負責控制汽車空調模式，溫度，風速等。空調控制面板結構組成，主要由關鍵部件按鍵、旋鈕、主體結構等組成，如圖1所示。

空調控制面板結構是基于人機工程學原理設計的，考慮使用操作的便捷性和舒適性。各關鍵部件之間通過定位孔、定位槽或卡扣的方式相互連接，并保持相對位置固定，最后通過輔助部件將整體結合起來，保持零件的穩(wěn)定性。在各零件的結構設計中，各部分的功能元件都要有不同的規(guī)范標準要求，進而保證整體功能輸出能夠滿足總成設計要求。控制面板通常采用同按壓式控制，很少部分采用下拔式控制。按壓式控按鍵整體感和穩(wěn)定桿較為突出;下拔式按鍵的動感和控制桿較為突出，兩種控制方式的結構原理基本上是一致的。

2 按鍵設計

（1）空調按鍵是駕駛過程中主要操控和功能組成部分，直至影響成駕駛者和成員的感官感受。在控制面板設計時，首先要考慮匹配其周圍的環(huán)境，是其整體感官協調、舒服，一般設計偏向于條紋要求;其次在結構上考慮間隙、平面度、按壓手感等技術要求。

（2）各按鍵之間布局要整潔、整齊，不僅相鄰兩個按鍵之間間隙均勻對稱，各個按鍵之間間隙也要保持勻稱，既要保證按鍵在按壓時自由活動功能，也要滿足整體外觀的審美要求。間隙過大易造成灰塵或雜物即虐面板內部造成功能失效;間隙過小則易造成按鍵卡滯，影響功能實現。按鍵間隙一般設計標準為0.25±0.1mm，高度差±0.2mm。

（3）當按下按鍵，按鍵雖有下壓動作，但相應的功能有時并未激活，因為從設計角度來說需要一個預壓區(qū)間，目的是防止誤操作導致功能變化。隨著下壓深度的變化，壓力會隨之增大，當到達某一臨界值時，功能激活，這就是所謂的開關按鍵力與位移的行程關系。在按下按鍵的過程中，案件對下面的硅膠墊存在擠壓作用，按壓力隨位移行程變化，不容許中間出現頓挫感式的突變點。

3 旋鈕設計

旋鈕是空調面板設計中經常使用到的功能，通常用來調節(jié)風量大小。通常由一個微動開關加上外部的配套固定鍵按鈕的按壓功能，旋鈕的旋轉特性在操作過程中，也不容許出現停頓或力突變現象。外觀上通常采用鍍鉻來裝修，進而提升空調操作的檔次。

4 內部結構設計

控制面板內部結構是保證外部按鍵和旋鈕的基礎，有效支持和傳遞功能的輸出。在內部結構設計過程中應重點考慮控制面板背景光和防水防潮的設計方案。

（1）背景光設計，首先要保證夜間行車能清晰辨別各個按鍵圖標和功能，防止2種燈光之間串光或漏光，避免駕駛者誤認為操作錯誤或影響正常行駛。因此在燈光設計中，在保證光線正常傳播路線暢通的同時，還要確保相應的隔射板對其發(fā)散的光線范圍進行相隔。

（2）防水防潮設計，控制面板設置于儀表板中部，控制面板的電路設計在下層線，而上層線包含略微突起按鈕，當按下上層線面板上按鍵，這時連接到按鈕的兩端的導線連接、該面板每個按鍵引出一個導線同時帶有一個地線。按下按鍵，接地線連接到相應的鍵，從而微控控制器接收一個低信號。一旦有液體滲入受潮就會使電路系統(tǒng)功能失效，一般會在內部結構上留有排水口或排水槽。

5 硬件設計

空調控制面板逐漸向電子電器架構上的節(jié)點轉變，面板的硬件設計趨向模塊化，如：電源電路接口設計，LIN/CAN總線電路設計，LED驅動電路設計，旋鈕電路設計、溫度采集系統(tǒng)設計、執(zhí)行器控制模塊等，在零部件選型設計過程中，應盡量選擇通用性和互換性的部件，以便后期零部件的維修和替換。

6 軟件設計

電子電器技術的發(fā)展為汽車技術的創(chuàng)新帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，AUTOSAR這個架構有利于車輛電子系統(tǒng)軟件的交換與更新，并為高效管理越來越復雜的電子系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)提供一個基礎。計劃目標主要有3項：①建立獨立于硬件的分層軟件構架;②為實現應用提供方法論，包括制定無縫的軟件架構堆疊流程并將應用軟件整合至ECU中;③制定各種車輛應用接口規(guī)范，作為應用軟件整合標準，以便軟件構件在不同的汽車平臺上使用，即實現應用程序和基礎模塊之間的分離。

7 其它額外配置設計

在汽車控制面板實際布置中，使用單獨的液晶屏來顯示空調控制內容已成為主流設計，這樣會提升用戶的直觀感受，增加用戶體驗效果，深受汽車廠商的歡迎。同時一些人機交互接口的按鍵，也會集成在控制面板上一起布置，如：電話、導航等快捷按鍵，方便駕駛者操控。

8 結束語

人們通常比較關注空調系統(tǒng)的設計和原理，而非專注空調控制面板的設計，而在實際用戶直觀感受層面，空調控制面板的整體設計布局會影響用戶的第一印象產。隨著汽車產業(yè)“新四化”和空調技術的發(fā)展，控制面板結構和布局設計地位將會更加突出。

參考文獻：

[1]劉永蘭.汽車空調系統(tǒng)問題診斷中問題樹分析的應用[J].

[2]馬明金.汽車空調構造使用與維修[M].北京：北京大學出版社，2005.