基于卡諾模型的轉向盤表面材質手感分析

郭洋 白哲 董松梅 黑晶 陶麗娟 董玉婷

（廣汽乘用車有限公司）

隨著汽車工業的迅猛發展，客戶對于汽車的需求不再限于法規、功能、安全等基礎元素上的滿足，而漸漸衍生出對視覺、聽覺、嗅覺和觸覺等多個感官方面的愉悅需求[1]。在汽車眾多的零件當中，轉向盤作為汽車上客戶頻繁接觸的零件之一，對客戶感官體驗有著至關重要的作用。分析國內對于轉向盤的研究可以發現，目前對于轉向盤的研究依然主要聚焦于改善和提升轉向盤的功能性，在轉向盤的表面材質和表面處理對客戶感知的影響方面研究較少。更加科技智能的轉向盤的確是未來的發展趨勢之一，但這對于更加注重情感體驗上愉悅感的現代駕駛者而言，顯然是不能滿足的[2]。文章從影響轉向盤手感的因素出發，研究了表面材質對客戶感知的影響。

1 轉向盤的分類與結構

轉向盤的分類方式有多種，如按照轉向盤輻數可以分為兩輻、三輻、四輻轉向盤；按照轉向盤造型可以分為D 型轉向盤與圓形轉向盤；按照表面材質可以劃分為PU 發泡轉向盤、皮革包覆轉向盤、水轉印+皮革包覆轉向盤、木殼+皮革包覆轉向盤和木殼轉向盤等。其中第3 種分類方式應用最為廣泛。同時，就目前市場占有率來看，PU 發泡轉向盤與皮革包覆轉向盤占據了市場絕大多數的份額。文章僅針對該2 種轉向盤表面材質對手感的影響進行探究。

探究轉向盤表面材質對于手感的影響，需要先了解轉向盤的結構。圖1 示出轉向盤結構爆炸圖。對于PU 發泡轉向盤，表層僅由PU 發泡構成。而皮革包覆轉向盤則是在PU 發泡層外包覆了一層皮革層。皮革包覆轉向盤比PU 發泡轉向盤結構復雜，加工工藝上也多了皮革包覆工藝，成本也相應更高。從結構上看，對于應用廣泛的PU 發泡轉向盤和皮革包覆轉向盤而言，與人體接觸最多的是PU 發泡層和皮革包覆層，這2 層的理化性能是影響其手感的關鍵因素。

圖1 轉向盤結構

2 影響轉向盤手感的因素

手感，是人手與材質觸碰，皮膚里的感受器產生一定的動作電位由神經系統傳遞給大腦皮層后，大腦皮層形成的感覺[3]。不同的材質給大腦帶來的動作電位不同，人腦產生的滿足感也相差甚遠。

不同轉向盤的手感影響因素，如圖2 所示。對于PU 發泡轉向盤而言，影響其手感的因素主要體現在PU 發泡的物理性質上，如發泡的軟硬度、表面紋理。皮革包覆轉向盤在最外一層是皮革層，其對客戶感知影響較大。皮革的優劣、紋理風格、表面處理方式都會對轉向盤手感產生較大的影響。另外，在發泡層與皮革層之間，使用泡棉可以改善轉向盤的柔軟度。

圖2 影響轉向盤手感的因素

3 樣件準備與調查方式

為了探究轉向盤各影響因素的感知度，文章準備了不同紋理和硬度的PU 發泡轉向盤以及不同材質、紋理、具備泡棉的皮革包覆轉向盤若干。針對PU 發泡轉向盤，主要分析紋理粗細與發泡硬度2 個因素對客戶感知的影響；針對皮革包覆轉向盤，則從皮革材質、皮革紋理、軟硬度三方面考慮其影響。為了減少組合開關、安全氣囊及品牌對評審的影響，本次評審樣件均去除了該部分組件，僅保留轉向盤本體部分，樣件示例，如圖3 所示。

圖3 轉向盤調研樣件示例

圖4 示出駕駛員樣本特征統計。本次調研的樣本容量為37 人，其中男性占比89%，女性占比11%，如圖4a 所示；所有評審客戶的駕齡統計，如圖4b 所示。駕齡超過3 年的駕駛員占比較大，所持觀點能夠代表駕駛者的訴求，具有較高的可信度。

圖4 駕駛員樣本特征統計

同時，文章采用卡諾模型的調查方式，從正反兩方面調查詢問同一因素對客戶感知的影響程度，問卷調查詢問方式，如表1 所示。通過該調查問卷可以將評價結果分為5 種類別：可疑結果、魅力屬性、無差異屬性、期待屬性、必備屬性，如圖5 所示。

圖5 卡諾模型評價圖

由圖5 可以看出：

1）可疑結果：客戶的答案自相矛盾。

2）無差異屬性：設計屬性不影響滿意度。

3）魅力屬性：設計屬性提升，滿意度提升；設計屬性下降，滿意度不降。

4）期待屬性：提升設計屬性，滿意度提升；缺失屬性，滿意度下降。

5）必備屬性：缺失設計屬性滿意度下降，提升設計屬性，滿意度提升有限。

6）反向屬性：設計屬性與客戶需求相反，設計屬性提升，客戶滿意度下降。

在反向屬性中，文章將客戶無法忍受的群體分離出來，作為使用設計屬性引起客戶抱怨的統計；將期待屬性和必備屬性的和，作為缺失設計屬性引起客戶抱怨的統計。

4 數據分析

4.1 PU發泡轉向盤手感調研

4.1.1 硬度對PU 發泡轉向盤的影響

本次調研的PU 發泡轉向盤參考樣件的邵氏硬度值分別為75 和60。圖6 示出PU 發泡轉向盤在硬度較大時，客戶的感知調研結果。從圖6 中可以發現，62%的客戶表示對于轉向盤軟硬度并不關注，但依舊可以發現客戶整體對軟硬度有較明顯的偏好。硬度大是一個較大的反向屬性，同時其期待屬性和必備屬性的占比為0。這說明，硬度大的轉向盤會引起近32%客戶的反感，僅有3%的客戶對此表示歡迎。從調查結果統計得知，這32%的客戶中有19%的客戶會抱怨（使用硬度較大的轉向盤表示無法忍受）。

圖6 大硬度PU 發泡轉向盤客戶手感知調研結果

4.1.2 紋理對PU 發泡轉向盤的影響

圖7 示出在PU 發泡轉向盤采用粗紋理時客戶的感知調研結果。其中51%的客戶表示對PU 發泡轉向盤紋理并不關注，但是剩余客戶對粗紋理轉向盤偏愛明顯。圖7 中顯示，粗紋理轉向盤有6%的反向屬性，而魅力屬性和期待屬性的比例較高。使用粗紋理轉向盤會引起6%的客戶抱怨；但是使用細紋理轉向盤卻會遭到17%（必備屬性+期待屬性）的客戶抱怨。

圖7 粗紋理PU 發泡轉向盤客戶手感知調研結果

4.2 皮革包覆轉向盤手感分析

4.2.1 皮革類型的影響

皮革包覆轉向盤首先考慮的問題是真皮與人造革的影響。圖8 示出人造革對皮革包覆轉向盤客戶手感的影響。從統計結果可以看出，超過70%的客戶對于皮革類型表示無所謂。調查過程中發現，造成這種現象的主要原因是多數客戶無法區分真皮與人造革。調查結果顯示，反感人造革的客戶占比達到25%，并且人造革不存在期待屬性和必備屬性。由此可以發現，使用人造革會引起客戶抱怨，而真皮不會。

圖8 人造革包覆轉向盤的客戶手感知調研結果

4.2.2 真皮等級的影響

真皮等級可分為頭層皮和二層皮。頭層皮具有粒面層，二層皮無粒面層，故頭層皮相對于二層皮質感優越。真皮等級對客戶感知的影響結果，如圖9 所示。從調研結果可以看出，皮革的等級是一個提升客戶感知的重大因素：轉向盤真皮由二層皮變更為頭層皮會提高43%（35%+8%）的滿意度。通常，頭層真皮所具有的天然組織帶來的手感更加親膚，使轉向盤稍稍偏軟。盡管皮革能使客戶滿意度提升較多，但是轉向盤皮革等級帶來的成本壓力也不容小覷，在成本與客戶感知提升上尋找平衡點是設計方需要攻克的課題。

圖9 頭層皮包覆轉向盤的客戶手感知調研結果

4.2.3 紋理粗細的影響

圖10 示出不同粗細紋理的真皮轉向盤的調研結果。其中粗紋理具有較大的反向屬性，使用粗紋理轉向盤約有26%的客戶表示反感，而這其中有11%會抱怨（表示無法忍受）；而使用細紋理轉向盤則會有3%的客戶抱怨。與PU 發泡轉向盤對比，可以發現，在紋理方面，PU 發泡轉向盤和皮革包覆轉向盤具有截然不同的結果。對于PU 發泡轉向盤，客戶偏愛粗紋理；而對于真皮轉向盤，客戶偏愛細膩的風格。從與客戶的調研中發現，對于PU 發泡轉向盤而言，粗紋理在增加質感的同時，其更具皮革的視覺效果，減輕了PU 發泡轉向盤的塑料感。而對于真皮轉向盤，客戶追求的是細膩親膚的手感，此時細紋理恰能發揮其功能。

圖10 粗紋理對皮革包覆轉向盤感知影響的調研結果

4.2.4 泡棉的影響

最后，文章針對轉向盤皮革背面增加泡棉的情況進行了調查分析，結果如圖11 所示。轉向盤背面增加泡棉會提高51%（43%+8%）的客戶滿意度，此時僅有3%的客戶反對。背面增加泡棉后，轉向盤手感柔軟舒適，是吸引客戶的主要原因。3%客戶持反對意見主要有兩方面原因：一是個人偏愛硬度較大的轉向盤；二是擔心背面增加泡沫雖然提升了手感，但是犧牲耐久性，隨著時間的推移會出現真皮褶皺等質量問題。結合PU 發泡轉向盤中硬度的影響，可以發現，不論是PU 發泡轉向盤還是真皮轉向盤，多數客戶還是更加支持硬度較小的轉向盤。

圖11 采用泡棉對皮革包覆轉向盤感知影響的調研結果

5 結論

無論是PU 發泡轉向盤還是皮革包覆轉向盤，客戶對于轉向盤手感的要求是：柔軟親膚，高檔舒適。對轉向盤的具體偏好是：對于PU 轉向盤，客戶偏愛粗紋理小硬度；對于皮革包覆轉向盤，客戶偏愛高檔真皮，細膩紋理，小硬度。文章通過卡諾模型的調查分析方式揭示了客戶對于不同因素的需求程度，對于汽車轉向盤的材質定義具有參考意義。轉向盤在感知品質領域的價值不言而喻。文章僅對轉向盤的手感提升進行了探究，對轉向盤結構及開關等其他方面的感知領域未有涉及。提升轉向盤客戶感知質量依舊任重而道遠。