CN111469821A - 人机交互角度防油门当刹车解决方法 - Google Patents

Abstract

本发明从人机交互学原理出发提出一个防油门当刹车的解决方法，具有防误触、效率高、考虑用户差异的特点；因其具有良好的人机交互指标，部分驾驶员在熟悉后可能完全取代现有脚刹系统。该方法提出，把刹车触板放置在方向盘幅端靠近方向盘圆位置，由于刹车触板远离油门故使用该刹车可以避免油门当刹车，并且驾驶员行车驾驶脚放置于油门上时，手指诸如大拇指可以轻松放置在刹车触板上，目标距离为零。该方法提出，方向盘幅端的刹车触板应该考虑用户差异，使得多种握方向盘方式的人都能轻松方便地使用刹车触板功能。该方法提出，使用警示灯，以在使用触板时进行提醒和警示用，同时也起防误触作用。

Description

人机交互角度防油门当刹车解决方法

1技术领域

本发明属于汽车制造领域，提供一个符合人机交互学原理的方法解决驾驶汽车时油门当刹车的安全问题。该装置具有良好的人机交互指标，一旦推出，对于部分驾驶员来说，可能在完全习惯后取代现有的脚刹系统。

2背景技术

本发明提出以人机交互原理来解决汽车刹车油门当刹车问题。相关人机交互相关理论包括但不限于：Fitts定律，可用性之低出错，用户差异。

(1)Fitts定律(即费茨定律)

1954年，当时担任美国空军人类工程学部门主任的保罗·费茨(Paul M.Fitts)博士，对人类操作过程中的运动特征、运动时间、运动范围和运动准确性进行了研究，提出了著名的 Fitts定律。该定律被誉为“最健壮并被广泛采用的人类运动模型之一”，能够预测使用某种定位设备指向某个目标的时间。该定律经MacKenzie发展得到的困难指数为ID(Index of Difficulty)＝log₂(D/S+1)(bits)，运动平均时间MT＝a+b×log₂(D/S+1)。

该定律指出，使用指点设备到达一个目标的时间，与当前设备位置和目标位置的距离(D) 和目标大小(S)有关。距离越长，所用时间越长；目标越大，所用时间越短。在汽车刹车时，刹车的人体部位(手刹用手，脚刹用脚)的当前位置和目标位置(汽车刹车)相距越近，我们就需要越少的时间来移动。当距离为D＝0，此时刹车所需的时间最少。现有的脚刹与油门有一定的距离，手刹与方向盘有一定的距离；即现有的刹车D＞0。

(2)可用性之低出错

根据Nielsen(1993)和ISO 9241-11的人机交互理论，低出错是可用性(易学性，易记性，高效率，低出错，主观满意度)的一个要素。人是会犯错误的，有些错误会被用户发现并纠正，有些错误会带来灾难性后果。一个可以采取的措施是保证导致灾难性后果错误的发生频率降到最低。

现有汽车刹车设计在低出错方面仍有缺憾：现有的脚刹和油门都使用脚，两个挨在一起，而手刹却离方向盘距离较远；所以，总有少数驾驶员，尤其是初学者，因为紧张或者不熟练而导致现有汽车在使用时刹车当油门踩，因此导致的险象发生，甚至导致财产损失和人身伤亡事故的发生。

笼统地说，把刹车装置放在方向盘上也是有问题的。方向盘与手的关系：(a)在手所握的方向盘圆位置，每个人手握方向盘的力度不一致，如果刹车放在方向盘圆上，人在紧张情况、转弯情况、超车情况等很多情况都可能有紧握方向盘的情况发生，从而导致应该加速却触发了刹车装置。所以刹车放在方向盘圆上是不安全的。(b)把刹车放在幅端距离手握方向盘超过一个手指的距离，或者放在方向盘轴心上，此时刹车与放置于方向盘上的手有一定距离，对于Fitts定律来说，D＞0，这种情况也不是最优设置。

(3)用户差异

交互产品设计人员应该意识到个性的差异，用户并不是完全相同的，在设计中尽可能地体现这些差异。用户差异体现在体验水平，年龄，文化，健康等。

本发明中涉及需要考虑的用户差异主要体现在：驾驶员使用方向盘的握手位置和握手习惯不尽相同。虽然大多数时候驾驶员是双手握方向盘，但偶尔也有单手握方向盘的时候；有时手指就放在方向盘幅端上，有时手指不放在方向盘幅端上；有时驾驶员手放在方向盘幅上面，有时手放在方向盘幅侧边。因为传统汽车刹车设计缘故，大多数驾驶员都能很好地用好

脚刹，在紧急情况下也不出错，但有少数驾驶员偶尔会出现把脚刹和油门混淆的情况，从而导致险情。

3发明内容

本发明的目的是提供一个种人机交互角度防油门当刹车的解决方法，解决现有汽车刹车方案所存在的缺憾。

从人机交互学来看，现有的汽车刹车系统存在如下问题：

(1)脚刹与手刹存在目标距离，具有一定的困难指数；

(2)脚刹与油门用同一只脚在某些特殊情况下存在油门当刹车的情况，可用性方面存在出错可能问题。

本发明提出的刹车触板位于方向盘幅端靠近方向盘圆位置。本发明提出的刹车触板位置强调位于方向盘幅端靠近方向盘圆位置，既不是放在方向盘圆上，也不是放在方向盘轴位置处，也不是放置在方向盘幅中部和方向盘幅靠近轴心位置。现有汽车手刹离方向盘有一定距离，并且刹车体验与脚刹有所区别；假如刹车触板放置在方向盘圆上，从人机交互上来说，也是不安全的，因为驾驶员随时都在手握方向盘，并且有的人在兴奋紧张情况下一旦握紧方向盘，则会误触刹车；而导致紧张的情况很多，例如需要加速行驶危险路段(与大货车并驾行驶，或者超车等)，车速快时也可能会握紧方向盘。所以，把刹车触发装置放置在方向盘圆上，是不安全的。

本发明所提出的把刹车触板放在方向盘幅端靠近方向盘圆的位置，是符合人机交互学相关设计原理的。

(1)本方案是现有手刹和脚刹系统的冗余设计，保留现有脚刹和手刹系统的刹车性能特点，完全不影响习惯用脚刹和手刹的传统用户的使用；

(2)本方案增加的刹车触板，在开车时不影响驾驶员开车体验，但是刹车触板目标距离 D可以为0，困难指数最低；

(3)本方案提出的刹车系统与脚刹联动，刹车效果与脚刹效果相同；

(4)本方案提出方案增加的警示灯，是为了提醒和防误触警示目的；

(5)本方案刹车触板远离油门，并且不是用脚使用，不存在油门当刹车的情况；

(6)本方案考虑到用户差异，多种使用系统(例如握方向盘习惯)的可能情况都进行了考虑。

(7)本方案提出的刹车触板位于方向盘幅端而不是方向盘圆上，不影响握方向盘的任何操作，不会影响驾驶员进行方向把握和转向操作。

(8)本方案从安全与使用体验角度出发，对幅端刹车触板的位置、力度进行了规定，对警示灯的效果做了要求。

4具体实施方式 本发明提出的防油门当刹车的解决方法，规定刹车位于方向盘幅端靠近方向盘圆位置，从Fitts定律角度降低刹车时的困难指数，并考虑了用户差异。保留现有脚刹和已有手刹的设计，既是可用性的需求，也是用户差异性的体现。既可以满足传统用户使用习惯的需要，也是从安全角度冗余设计备份设计的需要；同时，汽车现有脚刹系统也比较成熟，从设计角度，增加新的刹车系统会增加出现新的安全问题可能性存在，所以本解决方法方向盘幅端刹车提出与脚刹联动。

本发明在汽车方向盘的幅端增加刹车触板功能，其刹车与脚刹效果一样，脚刹联动。(i)不管用户握方向盘的习惯怎样，总能非常自然地用至少一只手的一个手指，一般是大拇指非常自然地放在方向盘的一个幅的幅端。此时，根据Fitts定律，手指与刹车触板的距离D＝0，难度系数最小，刹车所需的时间最少，所以相对于传统汽车的脚刹和手刹安全。(ii)方向盘的幅端只有刹车触板，不会把刹车当油门，不像脚刹的油门和刹车踏板距离近而且是同一只脚而可能导致混淆，故安全。

从驾驶员使用体验与安全角度出发，方向盘幅端的刹车触板，不一定是一个板状物，命名为触板而已。手指不需要很用力就能触发触板从而启用刹车功能，稍微用力就能触发有助于避免手指疲劳；提议触板使用力敏元件，根据手指施加力度大小和脚刹一样让驾驶员感觉是无级刹车减速效果。考虑到用户手握方向盘时可能触发幅端刹车的手指的位置，触板功能应该布置于靠近方向盘圆的方向盘幅端的上面和侧边。

本发明在方向盘上设计一个警示灯与方向盘幅端刹车对应。首先，一般情况下，握方向盘时放在幅端的大拇指处于不给力状态，一般情况都不会误触。其次，方向盘幅端刹车启用，则警示灯亮；幅端刹车释放，则警示灯灭。这样，既可以在幅端刹车使用时进行提示，也可以在万一误触幅端刹车刹板时进行警示提醒作。该警示灯位置及效果以不影响开车注意力、但能明显提醒驾驶员来定，例如放置在方向盘上就是一个可选项。

考虑到有部分个别用户可能有不习惯幅端刹车，只喜欢传统脚刹手刹的情况，设计一个设置开关，可以观察到状态并且方便地开启或者关闭幅端刹车功能。

根据用户需要、用户方向盘幅数，有一个幅端刹车、两个幅端刹车、三个幅端刹车或者四个幅端刹车。例如，如果一个汽车的方向盘有两个幅，则最多有两个幅端刹车。如果幅端刹车个数少于方向盘幅的个数，则有幅端刹车的幅端进行明显的外观区别显示。

Claims (4)

1.一种基于人机交互原理的解决汽车油门当刹车的解决方案：在汽车方向盘幅端近方向盘圆位置提供刹车功能，刹车时警示灯亮进行提醒，脚刹联动。

2.如权利书要求1所述的一种基于人机交互原理的解决汽车油门当刹车的解决方案，其特征在于：刹车触板位于方向盘幅端靠近方向盘圆的位置。

3.如权利书要求1所述的一种基于人机交互原理的解决汽车油门当刹车的解决方案，其特征在于：使用方向盘幅端刹车时，警示灯亮；释放后则警示灯灭。

4.如权利书要求1所述的一种基于人机交互原理的解决汽车油门当刹车的解决方案，其特征在于：使用方向盘幅端刹车时，与脚刹一样的功效，即脚刹联动。