某乘用車換擋覆蓋件指示燈亮度提升方法

凌新新 蔣敏 龍家樂(lè) 彭軍軍

凌新新

畢業(yè)于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)，本科學(xué)歷，在職研究生就讀于華南理工大學(xué)車輛工程專業(yè)。任廣汽研究院底盤部傳動(dòng)科主管工程師，傳動(dòng)科副科長(zhǎng)，主要研究方向：制動(dòng)系統(tǒng)及傳動(dòng)操縱系統(tǒng)零部件研發(fā)工作，已發(fā)表文章2篇。

摘要：某乘用車換擋覆蓋件擋位燈由背光燈和指示燈（后文簡(jiǎn)稱指示燈）組成，對(duì)應(yīng)照亮P/R/N/D擋位字符，當(dāng)背光燈亮起時(shí)，無(wú)區(qū)分統(tǒng)一照亮所有擋位字符，人眼無(wú)感知差異;當(dāng)指示燈亮起時(shí)，目標(biāo)擋位字符被照亮、可被明顯感知，即當(dāng)駕駛員換擋時(shí)，通過(guò)換擋覆蓋件上的指示燈就能明確知悉當(dāng)前車輛擋位信息。夜晚模式下，人眼對(duì)于亮度敏感度較高，故夜晚模式下指示燈對(duì)于亮度要求不高;白天模式下，由于自然光強(qiáng)較大，此時(shí)指示燈需要達(dá)到較高的亮度才能被人眼識(shí)別。本文旨在說(shuō)明通過(guò)對(duì)電氣、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化來(lái)提高指示燈的亮度，從而達(dá)到在白天模式的強(qiáng)光下，指示燈也能輕易被駕駛員識(shí)別的方法。

關(guān)鍵詞：換擋覆蓋件;指示燈;亮度

中圖分類號(hào)：U463.65+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-2550（ 2021） 06-0094-05

The brightness improvement of Automatic Gear Shift Cover

Assy. For a Passenger Car

LING Xin-xin， JIANG Min， LONG Jia-le， PENG Jun-jun

（ Guangzhou Automobile Group Co.， Ltd.， Automotive Engineering Institute，

Guangzhou 511434， China）

Abstract：A gear shift cover assy. includes backlights and indicating lights， the P/R/N/Dcharacters shall be lighten up. When backlights on， all the characters are lighten up， whenindicating light of a gear on， the target light is lighten up， it shall be recognized by people. Sothe driver could get the right gear position information of the car according to the indicatinglight. When night， the eyes are more sensitive， so the brightness requirement is much lowerthan daytime mode. This article is to describe how to improve the brightness of daytime modefrom electric and structure factors.

Key Words： Gear Shift Cover Assy; Indicating Light; Brightness

該車輛換擋覆蓋件指示燈初始亮度低，當(dāng)指示燈處于陽(yáng)光照射狀態(tài)時(shí)，即使指示燈亮起，駕駛員也無(wú)法清晰識(shí)別該燈是否亮起，所以無(wú)法直接通過(guò)指示燈知悉當(dāng)前車輛所處擋位，影響駕駛員的用戶體驗(yàn)，本文將重點(diǎn)闡述通過(guò)指示燈電氣、相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化來(lái)提高亮度，改善用戶體驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)論陽(yáng)光處于何種照射狀態(tài)，當(dāng)相應(yīng)指示燈被點(diǎn)亮?xí)r，駕駛員能清晰識(shí)別當(dāng)前擋位。

1 現(xiàn)狀及目標(biāo)

某乘用車換擋覆蓋件指示燈初始設(shè)計(jì)亮度低，白天模式陽(yáng)光照射下無(wú)法識(shí)別指示燈是否亮起，在此情況下，通過(guò)客戶感知向工程語(yǔ)言轉(zhuǎn)化并進(jìn)行目標(biāo)分解，將影響亮度提升的關(guān)鍵因素分解到對(duì)應(yīng)電氣、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)零件，通過(guò)不斷優(yōu)化、驗(yàn)證，最終達(dá)到清晰識(shí)別的效果，明顯提升用戶體驗(yàn)。圖1和表1為初始結(jié)構(gòu)和參數(shù)展示：

2 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程

2.1主觀評(píng)價(jià)確定對(duì)標(biāo)件

通過(guò)主觀評(píng)價(jià)找尋白天模式太陽(yáng)光直射下?lián)跷蛔址汕逦蛔R(shí)別的競(jìng)品件，具體方法為分別選取歐系、美系、日系暢銷車型中各兩款換擋覆蓋件進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，最終確定對(duì)標(biāo)件。

小結(jié)：通過(guò)主觀評(píng)價(jià)，歐系A(chǔ)車型和日系E車型的零件辨識(shí)度得分最高，確定將該兩零件作為主要對(duì)標(biāo)件進(jìn)行后續(xù)工作。

2.2 客觀參數(shù)測(cè)試

對(duì)選取的對(duì)標(biāo)件進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，由此得出待改善樣件的客觀參數(shù)目標(biāo)。對(duì)零件A和E進(jìn)行測(cè)試，得到客觀數(shù)據(jù)，見(jiàn)表3，

小結(jié)：

1）對(duì)同一顏色的燈光，波長(zhǎng)的波動(dòng)與亮度的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)聯(lián);

2）當(dāng)紅色燈光亮度值在600cd/m2左右時(shí)，指示燈可被清晰辨識(shí)。

3）當(dāng)黃色燈光亮度值在1200cd/m2左右時(shí)，指示燈可被清晰辨識(shí)。

2.3 將辨識(shí)度進(jìn)行工程語(yǔ)言細(xì)化

通過(guò)主觀評(píng)價(jià)、客觀測(cè)試、結(jié)構(gòu)拆解對(duì)辨識(shí)度進(jìn)行工程語(yǔ)言細(xì)化，見(jiàn)表4：

2.4 對(duì)標(biāo)件及改善件工程參數(shù)展示

表5和表6為對(duì)標(biāo)件A和E的對(duì)標(biāo)參數(shù)展示，表7為待改善件參數(shù)：

2.5 對(duì)標(biāo)小結(jié)

通過(guò)對(duì)標(biāo)，總結(jié)如下，見(jiàn)表8：

2.6 改善方案制定

2.6.1

R/N/D擋指示燈改善方案

2.6.2

P指示燈改善方案

2.6.3 導(dǎo)光柱優(yōu)化原理介紹

長(zhǎng)距離傳播光線且保證發(fā)光強(qiáng)度損失最小，需要運(yùn)用光的全反射原理，見(jiàn)圖3：

圖3中：

L1-光源發(fā)出的入射光線;

a——入射角;

B -11產(chǎn)生的折射角;

L2-LI產(chǎn)生的折射光線;

v -L2的入射角;

L3-L2產(chǎn)生的折射光線;

8 -L2產(chǎn)生的折射角;

L4-L2產(chǎn)生的反射光線;

L5-LA產(chǎn)生的折射光線;

N1-空氣折射率，一般取1;

N2-導(dǎo)光柱材料的折射率，一般取1.58;

當(dāng)光線從空氣進(jìn)入導(dǎo)光柱：

sina/sinp=N2/N1

（1）

式（1）中：

當(dāng)a≤90°

B =arcsin（sina/1.58）≤39.5°

p+y=90°

則r≥50.5。

當(dāng)光線從導(dǎo)光柱進(jìn)入空氣：

Siny/sin8=N1/N2

（2）

式（2）中：

^y =arcsin（sin8x0.632）

當(dāng)

=90°時(shí)，光線產(chǎn)生全反射，即光線不會(huì)從導(dǎo)光柱進(jìn)入空氣，此時(shí)，r=39.5°

即當(dāng)r≥39.5°時(shí)，光線在導(dǎo)光柱內(nèi)產(chǎn)生全反射，而實(shí)際上，r≥50.5°°，滿足全反射條件。

改善方案中，導(dǎo)光柱的優(yōu)化充分運(yùn)用了光的全反射原理，將底部凹面填充，光線從空氣進(jìn)入導(dǎo)光柱后被封閉在導(dǎo)光柱中進(jìn)行傳播，從而最大程度的從出射面發(fā)出，提升了亮度。

3 主觀評(píng)價(jià)

為了驗(yàn)證改善效果，分別針對(duì)紅色和黃色LED各做一套樣件裝車進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用十分評(píng)價(jià)方法，邀請(qǐng)了20位群眾進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)對(duì)于是否持有駕照無(wú)關(guān)，評(píng)價(jià)時(shí)需擋位燈處于太陽(yáng)光直射狀態(tài)方能進(jìn)行，表11為評(píng)價(jià)表匯總信息。

4 總結(jié)

本文重點(diǎn)闡述了指示燈白天模式下辨識(shí)度即亮度的提升方法，整個(gè)過(guò)程運(yùn)用了“現(xiàn)狀分析”→“確定對(duì)標(biāo)件”→“獲得客觀參數(shù)”→“工程語(yǔ)言細(xì)化”→“結(jié)構(gòu)對(duì)標(biāo)”→“實(shí)施改善方案”→“主觀評(píng)價(jià)”→“總結(jié)”的流程，符合工程問(wèn)題的解決思路，同時(shí)在方案改善過(guò)程中抓住重點(diǎn)，不斷鞏固學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)用光學(xué)原理，從而解決了該問(wèn)題，后續(xù)項(xiàng)目將徹底杜絕該類問(wèn)題的發(fā)生，同時(shí)也為其他問(wèn)題的解決提供了很好的解決思路。

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專家推薦語(yǔ)

唐西清

東風(fēng)商用車技術(shù)中心

研究員級(jí)高級(jí)工程師

該文邏輯清晰，描述的工程方法具有較高的實(shí)用指導(dǎo)意義，闡述的問(wèn)題解決思路或方法有較好的延展性。