汽车内饰智能表面关键技术之触摸开关

汽车HMI从物理按键到触控按键的发展之路伴随着汽车智能系统的普及,汽车内饰和汽车HMI相关的产品将发生巨大的变化,我们常常说到的汽车内饰智能表面,塑电一体化,电子和内饰的融合等等概念。他们都离不开一个大的课题,那就是汽车传统的物理按键开关到当下流行的触摸开关。

传统汽车的物理按键好比诺基亚手机一样经久耐用,但是随着技术的发展,相信汽车内饰的发展也好比智能手机,未来的车机不再是简单的交通工具,他是未来的生活的第三空间,也可称为移动办公室或者车居娱乐空间。这时我们希望汽车的内饰是具备更多的设计感,人机交互功能。随着5G时代的到来,汽车还会是一个万物互联的载体,物理开关终将会成为过去,触摸开关时代则横空出世。

触摸开关案例:吉利几何A和路虎揽胜

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吉利几何A采用了极简的内饰设计风格,造型时尚简约又充满未来感。车内大部分的功能按键均采用为触控式,包括换挡机构前方的E-touch中央超感触控区、无线充电仓上方的高维悬浮操控中心等,都进一步提升了车内的档次感。

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新款揽胜运动版的方向盘控制装置采用直观的新型电容式触控开关和动态发光按键

为什么触摸开关会取代传统触摸按键?

由于现代汽车高度的集成性与多功能性,作为汽车控制中心,传统的汽车中控区域通过数量众多的按键开关来实现。这就导致了控制功能占据大量区域,影响内饰美观不说,其操作便利性也是未必。

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奥迪100(C4),中控处大量按键

相比于按键,触摸开关在空间、使用与设计等多方面有着极大的优势:

  • 轻量化,节约空间。触摸开关将大量结构整合在一张薄膜上,轻量化的同时还能够节省大量空间。
  • 设计自由度高。汽车触摸开关取代物理按键,可以让产品的集成度更高,设计更简洁。
  • 美观。面板图案可随心所欲,按键大小、形状任意设计,字符、商标、透视窗等任意搭配,外型美观、时尚,不褪色、不变形。
  • 操作便捷。电容式感应触摸开关不需要按压传统的物理按键,操作便捷,即使带手套也可以使用,并且不受天气干燥潮湿人体电阻变化等影响,使用更加方便。
  • 耐久度高。理论上来说,触摸开关没有任何机械部件,不会磨损,无限寿命,减少后期维护成本。
  • 防水防尘,稳定性好。其感测部分可以放置到任何绝缘层(通常塑料材料喷漆光刻或者iml零件)的后面,很容易制成与周围环境相密封的一体化设计。电容式感应触摸开关可以穿透绝缘材料外壳3mm (玻璃、塑料等等)左右, 准确无误地侦测到手指的有效触摸。并保证了产品的灵敏度、稳定性、可靠性等不会因环境条件的改变或长期使用而发生变化,且具有防水和强抗干扰能力。
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伴随触摸开关发展的另外一个技术,车载显示屏也是汽车智能内饰的发展趋势。在2019年上海车展上,我们可以看到汽车车载大屏、多屏化的趋势,这也是触摸应用的另外一种形式,部分展品便是直接在显示屏上做的触摸开关,还有一些是在显示屏四周传统物理按键的位置更改为了触摸开关。我们来看看行业内的车载显示屏代表车型:上汽和拜腾

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近年来,这样的设计数不胜数,这也反应了触摸技术在汽车智能内饰上的应用趋势:汽车虽不会像手机那样从按键到智能机只需要一天的时间,但未来的车机发展方向也是一样的。智能时代的到来让消费者无法接受物理按键的存在。

触摸开关的技术痛点和应对方案:

自特斯拉中控大屏出现之后,越来越多的汽车厂家开始取消中控繁杂的物理按钮,大面积使用触摸屏幕或者触摸按键开关。但是对于汽车来说,驾驶员在没有按键回馈情况下,边操作边开车不是容易分心吗?

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全新奔驰A级,引入中控屏

触控开关最大的痛点是不能像传统开关一样实现盲操作,给驾驶者带来反馈。让使用者没有安全感的同时,确实在一些功能上可能存在不安全性,所以,如何实现触控开关的良好反馈是一个痛点。

随着技术的发展,触控反馈也正在突破,比如说,iphone 菜单键从物理按键到震动反馈的技术就是一个很好的思路。震动反馈技术可以说是触摸开关的核心技术。

震动反馈:这个汽车设计上目前还很少,所有触摸开关做的效果都不是很好,小编没有办法在网络上找到汽车触控开关震动反馈产品的介绍,但是我们可以介绍一下手机上的震动反馈原理和案例(比如苹果手机的home健)。以下是网上的介绍资料,原理上同汽车触摸开关上是一样的,只是汽车产品的面积更大所以需要更大尺寸和功率的产品,以及怎么样实现震动均衡都是很大的挑战。

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该图片是Iphone home按键的Taptic Engine 震动马达,可以看看扬声器出音孔的细节。

TapticEngine是什么总的来说,TapticEngine是苹果产品上推出的全新震动模块名称,TapticEngine的全新震动模块,这颗震动模块经过特殊设计,能在短时间内达到震动的最佳状态,是普通振动马达所做不到的。Taptic这个单词本身没有什么含义,比较接近的词是Haptic(触觉)。TapticEngine工作原理传统的手机震动器是马达带着偏振片一起转动,从而产生震动而TapticEngine是直线电机驱动带着震块做直线往返运动。看看下面这两张蜜汁动感的示意图,你就一下子就明白它是怎么产生震动的了。

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除了震动反馈,汽车触控开关还有使用声音反馈和照明反馈,声音或者指示灯照明可以在一定程度上给使用者一个反馈,但是和物理按键对比还是有很大的差异。

智能时代,汽车触摸开关取代传统按键开关是大势所趋,但触摸开关要做的还有很多:比如说当前最重要的做好反馈,防止误操作。技术的进步需要主机厂、方案设计、零部件供应商、材料企业等的共同努力。

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江耀贵

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