汽车创新设计的途径探索

1 前言
汽车创新设计的目的是开发新的汽车产品和改 进现有汽车产品，使之升级换代。由于汽车技术的更 新速度是一个汽车企业科技水平的综合反映以及科 技进步的标志，因此采用创新来促进汽车产品的发 展和提高，无疑具有重要的意义。
2 汽车的概念创新设计
概念创新设计是汽车产品创新的最高形式，创 新的内容最多，力度最大，是彻头彻尾的创新。它是 通过设计师的预见能力所能够达到的范围来考虑人 们生活的未来，是一种开发性的构思，是对未来需求 的设计构想，往往融入十分强烈的超前的意识和艺 术成分。它能改变人们的价值观念和生活方式，创造 新的生活方式、创造潜在需求。这类创新是指企业首 次向市场导入，代表了汽车产业的发展方向和基本 思路，是汽车公司设计水平和科技水平的象征。
品牌创新，指的是随着企业经营环境的变化和 消费者需求的变化，品牌的内涵和表现形式通过不 断变化发展，以适应社会经济发展的需要。汽车品 牌创新包括对品牌形象的内涵和外延的创新。世界 著名汽车品牌无一例外都在不断进行品牌的形象 创新，以确保自身的领导地位和消费者对品牌的忠 诚度。汽车品牌名称对品牌在消费者心目中的印象 影响很大，因此，在汽车品牌设计中要求品牌名称 要简洁、上口、易记、符合风俗习惯等。
参考文献 １ Ｂ． Ｄｏｎｇ， Ｇ． Ｍ． Ｇｏｅｔｃｈｉｕｓ， Ａ． Ｅ． Ｄｕｎｃａｎ． Ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ Ａｃｈｉｅｖｅ ＮＶＨ Ｇｏａｌｓ： Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ Ｔａｒｇｅｔｓ ｖｉａ “Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ” Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ［Ｊ］． ＳＡＥ Ｐａｐｅｒ
１９９９－０１－１６９２： １２６－１３５． ２ Ａｌａｎ Ｅ． Ｄｕｎｃａｎ， Ｆｒａｎｋ Ｃ． Ｓｕ， Ｗａｌｔｅｒ Ｌ．
图 ９ 雷克萨斯
雷克萨斯的名字很容易让人联想到顶级豪华 车劳斯莱思，而且两者在含义都近乎空白，但是却 明显的说明日本汽车业已经把成为世界一流的汽 车制造，甚至赶超欧洲最顶级豪华车设定为新时期 的目标了！
7 汽车生态型创新
生态型创新设计是指可持续性发展的创新设 计。 其目的是通过在设计中考虑环境因素，从而最
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技术纵横 ５
图 ２ 新甲壳虫汽车
（２）仿物法 几乎全部的汽车的造型设计都是仿生物的，不 过任何事情都不是绝对的，仿物的汽车同样存在。下 面我们就一睹仿飞机汽车的风采，如图 ３ 所示。 其独一无二的“前开启式顶盖”由喷气式飞机 机舱盖“演化”。全景玻璃车顶以及融合侧窗的环绕 式挡风玻璃完全摒弃了车门和 Ａ 柱，营造出飞机驾 驶舱的氛围和全景效果，１８０ 度的无障碍视野可将 头部转动范围内的路况一览无遗。
（１）仿生法 仿生设计对于汽车造型设计具有重大意义，甚 至是汽车造型发展的原动力。 仿生物抽象形态的汽车造型设计，是设计师在 对生物认知的基础上，运用联想、想象、移植等方式 抽象地转化到汽车设计上去，使人产生一定的心 理、生理效应和情感呼应，最终实现汽车设计的功 能和意义。 德国大众于 ９０ 年代后期推出了复古的 “新甲 壳虫汽车”，使得这一汽车设计史上仿形设计最为 成功的车型又重新焕发了青春，继续创造着世界车 坛的神话，如图 ２ 所示。
图 １０ 电动车—Ｐｅａｐｏｄ
8 汽车的人机界面创新
人机界面是指人机间相互施加影响的区域，凡 参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。
“人的尺度，既应有作为自然人的尺度，还应有 作为社会人的尺度，既研究生理、心理、环境等对人 的影响和效能，也研究人的文化、审美、价值观念等 方面的变化”。 从心理学意义来分，界面可分为感 觉（视觉、触觉、听觉等）和情感两个层次。汽车界面 创新设计是一个复杂的有不同学科参与的工程，认 知心理学、设计学、语言学等在此都扮演着重要的角 色。人机界面创新设计的三大原则是：置界面于用户 的控制之下；减少用户的记忆负担；保持界面的一致 性。
Ｗｏｌｆ． Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ＮＶＨ Ｂａｓｉｃｓ ［Ｃ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｏｄｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ， （ＩＢＥＣ） １９９６： ２６８－２７２．
３ Ｋｏｍｐｅｌｌａ． Ｍ． Ｓ， Ｂｅｒｎｈａｒｄ． Ｒ． Ｊ． Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ－Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ ［Ｊ］． Ｎｏｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇ． Ｊｏｕｒｎａｌ． ４４ （２）， １９９６．２７－３１．
２００４ 年 ６ 月，丰田在北京宣布，ＬＥＸＵＳ 的中文 名称将从目前中国人熟悉的“凌志”变为“雷克萨 斯”，如图 ９ 所示。
图 ７ 米其林“主动车轮”
５．３ 功能仿生创新 主要研究生物体和自然界物质存在的功能原 理，并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系 统，以促进汽车产品的更新换代或新汽车产品的开 发。 功能仿生在汽车设计上的体现是非常广泛，最 典型的例子莫过于鸥翼的车门设计了，如图 ８ 所示。 设计师设计了独特的、有别于传统的车门开启方式， 将车门的开启由通常的横向开启变为纵向开启，仿 佛海鸥的翅膀一样，诞生了鸥翼式的车门。
５．１ 整体功能创新 图 ５ 是 ２００６ 年在荷兰推出的飞行概念车。正 常情况下，这款飞行汽车形似三轮机动车，仅供 １ 人乘坐，一旦堵车，它可摇身变为小型直升机，从拥 堵路面升空后快速到达目的地。
图 ３ 萨博的 Ａｅｒｏ Ｘ 概念车
4 内部形态的创新
所谓“形态”，是指由内在的品质、组织、结构、 内涵等本质因素延伸到外在表象因素，通过视觉而 产生的一种生理、心理过程。它与感觉、构成、结构、 材质、色彩、空间、功能等要素紧密联系。
轻型汽车技术 ２０１０（９）总 ２５３ 终提高产品的环境绩效。因而，可以通过以下方法明 显减少汽车产品整个生命周期的环境影响：
（１） 减少汽车产品整个生命周期各种源材料 ／ 能源的使用数量；
（２） 使用环境影响小的替代材料； （３） 通过预防措施减少各种废物的排放。 图 １０ 所 示 为 克 莱 斯 勒 旗 下 的 ＧＥＭ 公 司 于 ２００８ 年 ９ 月推出的电动汽车。
通过增加或减少内部组件到一定极限来改变汽 车的使用特性和形态结构。对汽车内部形态设计的 各个方案，都仔细分析组成产品的各个单元，确定实 现主要功能的必不可少的组件，这样就产生了实现 汽车功能所允许的极限。在第十一届上海国际汽车 工业展览会上，雷诺 Ｆｌｕｅｎｃｅ 概念车因去掉操纵手 柄而变成自动驾驶汽车，如图 ４ 所示。
样，也没有严格的规则可循。从本文亦可看出，每一
个创新的途径都不是严格独立的，它都关联着其它
途径的创新。比如概念的创新就要涉及到造型、功
能、人机界面、材料等各个方面的创新。这就需要汽
车设计师有灵活开放而又严谨的思维，从日常生活
中寻找灵感，找到汽车创新设计的突破点和途径。
这样才能设计出更先进、新颖、个性化的汽车产品，
5结论
本文提出了整车开发过程中用有限元仿真进行 室内中频结构噪声设计的有效方法，给出了主观等 级与客观测量的转化公式，通过样车对标试验设定 新车总体目标，对设计初期合成的数字“骡子样车” 和参考样车模型进行仿真分析评估整车 ＮＶＨ 性能。 在各种激励工况下对噪声传递路径进行排序，根据 声压频响函数 Ｐ／Ｆ、原点导纳 Ｖ／Ｆ、动态刚度比 Ｋｒａｔｉｏ 和输入力水平 Ｆｉ 等参数确定主要路径的结构噪声 根源，并设置子系统 ＮＶＨ 性能改进目标，通过子系 统的改进最终实现整车目标。文中通过某车研发过 程中动力总成结构噪声实例验证了本文方法的有效 性，可为新车 ＮＶＨ 研发提供参考。
图 11 第二代 BMW iDrive 系统
技术纵横 ７
图 １１ 是 ＢＭＷ 于 ２００９ 年推出的第二代 ＢＭＷ ｉＤｒｉｖｅ 系统。ｉＤｒｉｖｅ 多向控制旋钮按理想的人体工学 设计，布置在中央控制台上。通过 ｉＤｒｉｖｅ 系统，如同 使用鼠标一样控制汽车［４］。
9 汽车材料创新
目前，汽车车身、骨架以及除轮胎外的其它大 部分受力和运动部件的材料依然是钢铁，不过，随 着人们对汽车性能、轻量化和个性化的要求越来越 高，钢铁材料的使用比例越来越低，取而代之的是 铝镁材料及其它合金，甚至是非金属材料。不同材 料的各项性能大不相同，因此使用不同的材料就给 汽车的设计制造以及功能、性能等各方面带来了很 大变化。
图 １ 所示为奥迪的名叫鲨鱼的融合船体、雪橇 甚至航天飞行器的概念车。流线型的车身外观给我 们带来了新鲜感，该车的车尾拥有较低的扰流，并且 呈现鱼鳍状的造型，仿佛该车就是畅游于海洋中的 鲨鱼［１］。
3 汽车的造型创新设计
造型创新是汽车创新设计最重要的途径之一。
图 １ 奥迪鲨鱼概念车
造型设计承载了更多的文化内涵，也传递了更多的 民族文化特色，成为汽车风格与文化的载体，体现 了个性特征与时代精神的象征。造型创新也是树立 品牌的重要手段。其所采用的方法和途径主要有：
图 ４ Ｆｌｕｅｎｃｅ 的内部形态
5 汽车的功能创新
汽车是一个实用性的产品，其功能是汽车的核 心意义和主要内涵。它要求设计师首要考虑汽车的 功能性，并进而达到形式与功能的统一，取得功能 结构、形态结构、经济结构、审美结构整和的合目的 性设计结构。从功能入手系统地研究、分析汽车，是 汽车功能创新的主要方法。
北卡罗莱纳州立大学制造了一款名为“Ｓｐｌｉｎ－ ｔｅｒ”的跑车，是全球第一台木质超跑，其外壳、悬挂 的摇臂和弹簧、方向盘乃至车轮等等均是由木材制 造而成的，如图 １２ 所示。
图 １２ 全木质跑车
10 结 论
汽车创新设计是汽车设计师及汽车行业永恒
的主题，其重要性毋容置疑。汽车创新设计的途径
并不仅限于本文探索的那几个方面，其途径多种多
图 ５ 会飞行的汽车
２００９ 年 ３ 月，世界首款量产两栖客车曝光，如 图 ６ 所示。它可以自由行驶在陆地街道和风浪较小 的水巷和湖面上面。
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