本發(fā)明涉及一種特別用于機(jī)動(dòng)車輛的控制接口，且尤其是涉及一種旋轉(zhuǎn)控制接口或旋鈕，其能夠傳送觸感反饋(比如可變阻力)至用戶。

背景技術(shù)：

觸感反饋，例如在旋鈕上的觸感反饋，包括具有可變值的阻力，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于用于經(jīng)由所討論的接口而被控制的設(shè)備的不同命令的硬點(diǎn)和級(jí)別。在駕駛時(shí)該觸感反饋是有利的，因?yàn)槠湫枰獊碜择{駛者的少許注意力；特別地，其不需要駕駛者將視線從道路移開。

然而，帶有限定的觸感反饋模式的控制接口僅可適于有限數(shù)量的控制功能。這些功能必須具有例如在抓握元件的完整行程上等于硬點(diǎn)的數(shù)量的相同數(shù)量的可行的控制。

此外，這種控制接口通常是大型的且難以在緊湊的空間里與其它控件相聯(lián)接。

而且，為了瀏覽菜單和/或驗(yàn)證所選擇的功能，旋鈕必須經(jīng)常被聯(lián)接至其它類型的控件。

因此，為了控制一組功能，由于各種各樣的控制元件，現(xiàn)有技術(shù)的控制接口是繁瑣的且需要新的連接件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了獲得能夠在減小的空間內(nèi)并且通過簡(jiǎn)單安裝選擇和驗(yàn)證多個(gè)控制的控制接口，本發(fā)明的主題是一種特別用于機(jī)動(dòng)車輛的觸感反饋控制接口，其被設(shè)計(jì)為通過為用戶提供觸感反饋來考慮用戶的動(dòng)作，其包括磁流變液體模塊，所述模塊包括：

-圍繞所述模塊5的軸Z旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件，所述旋轉(zhuǎn)元件與磁流變液體接觸且被設(shè)計(jì)為被聯(lián)接到抓握元件，

-用于將磁場(chǎng)施加到磁流變液體的施加單元，用以改變所述磁場(chǎng)的強(qiáng)度，

所述接口還包括控制單元接口，該控制單元接口包括布置于抓握元件的中心處的固定的觸覺敏感表面。

這種接口允許獲得旋轉(zhuǎn)控件，該旋轉(zhuǎn)控件包括聯(lián)接到觸覺敏感表面的可重構(gòu)觸感反饋，其全部被布置在減小的空間內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，接口被構(gòu)造為當(dāng)觸覺敏感表面被使用時(shí)經(jīng)由用于施加磁場(chǎng)的施加單元來阻止旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)觸覺敏感表面被使用時(shí)，抓握表面也可被用戶用作扶手或手指引導(dǎo)件。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，用于將磁場(chǎng)施加到磁流變液體的施加單元被構(gòu)造為根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)元件圍繞模塊5的軸Z的旋轉(zhuǎn)來改變所施加的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。

這種接口允許簡(jiǎn)單的安裝和帶有分度的觸感反饋。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，控制單元還包括聯(lián)接到觸覺敏感接口的顯示裝置。

這種接口允許顯示與控制接口有關(guān)的信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，觸覺敏感表面是電容性表面。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，觸覺敏感表面是電阻性表面。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，觸覺敏感表面被聯(lián)接到手勢(shì)檢測(cè)設(shè)備。

這種接口被用以根據(jù)預(yù)定手勢(shì)配置命令。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，磁流變液體模塊具有大致圓柱形的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的其中一個(gè)端部是閉合的，且該結(jié)構(gòu)包括固定的中心軸，觸覺敏感表面安裝在中心軸上，旋轉(zhuǎn)元件圍繞固定的中心軸被樞轉(zhuǎn)地安裝且被插入包括磁流變液體的模塊的空腔。此外，用于施加磁場(chǎng)的施加單元包括線圈，該線圈環(huán)繞包括磁流變液體的模塊的所述空腔。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，旋轉(zhuǎn)元件通過軸承或球軸承而被引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，抓握元件圍繞觸覺敏感表面形成旋轉(zhuǎn)環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，控制單元還包括電子板，該電子板被構(gòu)造以為觸覺敏感表面供電并控制觸覺敏感表面，所述電子板經(jīng)由經(jīng)過中心軸的電氣連接而被供電。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，旋轉(zhuǎn)元件聯(lián)接到位置編碼器，該位置編碼器被構(gòu)造以提供表示旋轉(zhuǎn)元件的角位置的信號(hào)。

附圖說明

參照附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀以下以示例而非限制性的方式被給出的描述而變得更加清晰明了，附圖中：

-圖1示出了包括磁流變液體模塊的控制接口，該磁流變液體模塊包括根據(jù)本發(fā)明的觸覺敏感表面；

-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的磁流變液體模塊的橫截面視圖。

在所有圖中，相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

如圖1中所示，本發(fā)明涉及帶有觸感反饋的控制接口1，例如用于機(jī)動(dòng)車輛的儀表板，或用于機(jī)動(dòng)車輛的中央控制臺(tái)，以控制車輛上的系統(tǒng)?？刂平涌?包括磁流變液體模塊5，該磁流變液體模塊5能夠?qū)⒂|感反饋以施加到抓握元件3的阻力的形式傳送給用戶。此外，模塊5包括控制單元31，該控制單元31包括觸覺敏感表面33。

圖2示出了磁流變液體模塊的橫截面視圖。模塊5包括大致圓柱形的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在其端部中的一個(gè)處是閉合的，其包括固定的中心軸6和空腔23，旋轉(zhuǎn)元件7安裝在該固定的中心軸6上，且空腔23被設(shè)計(jì)為一方面接收磁流變液體，另一方面接收旋轉(zhuǎn)元件7的一個(gè)末端。旋轉(zhuǎn)元件7因此部分地被浸沒在磁流變液體中。模塊5的結(jié)構(gòu)還包括圓形凹槽8，該圓形凹槽8至少部分地環(huán)繞空腔23。圓形凹槽8接收一個(gè)或多個(gè)線圈，該一個(gè)或多個(gè)線圈連同其一個(gè)或多個(gè)電源(未示出)形成用于將磁場(chǎng)施加到磁流變液體上的施加單元9。

由線圈生成的磁場(chǎng)與流經(jīng)該線圈的電流成比例，以使得能夠通過改變對(duì)該線圈的供電，來改變施加到磁流變液體的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，這允許改變液體的粘度。

此外，由磁流變液體施加到旋轉(zhuǎn)元件7上的摩擦力根據(jù)液體與可動(dòng)元件7接觸的表面面積而改變。因此，旋轉(zhuǎn)元件7可包括與空腔23的壁相對(duì)的多個(gè)壁16?？涨?3可尤其包括被布置在旋轉(zhuǎn)元件7的壁16之間的中心壁18，以增加旋轉(zhuǎn)元件7與空腔23的固定壁16、18之間的相對(duì)的表面積，并因此以給定的電源增加可被施加到旋轉(zhuǎn)元件7上的力偶。

另一方面，在圖2的實(shí)施例中，空腔23被壓緊密封件22的蓋20而封閉，確保真空密封，從而阻止了磁流變液體的任何泄漏。蓋20還包括外殼以容置軸承或球軸承24，其確保了與旋轉(zhuǎn)元件7的連接及旋轉(zhuǎn)元件7的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

此外，在圖2中所示的示例中，抓握元件3是一體的，即被剛性連接到旋轉(zhuǎn)元件7。旋轉(zhuǎn)元件7具有輸出軸41，該輸出軸41將模塊5連接到抓握元件3。抓握元件3，例如，與旋轉(zhuǎn)元件7是一體的，或被夾持在旋轉(zhuǎn)元件7上，或通過銷或通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何緊固裝置被固定?？商娲?，抓握元件3可經(jīng)由齒輪系統(tǒng)或任何其它確保抓握元件3與旋轉(zhuǎn)元件7之間的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接的機(jī)械裝置被聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)元件7。齒輪系統(tǒng)尤其用于產(chǎn)生抓握元件與旋轉(zhuǎn)元件7的旋轉(zhuǎn)之間的齒輪減速以允許更加精確的旋轉(zhuǎn)控制。

此外，旋轉(zhuǎn)元件7通過固定元件38被保持為平移運(yùn)動(dòng)，固定元件例如比如銷或任何其它現(xiàn)有技術(shù)中已知的固定元件。

模塊5還包括控制單元31，該控制單元31包括觸覺敏感表面33，該觸覺敏感表面33聯(lián)接到安裝在模塊5的固定中心軸6上的電子板或印刷電路37。觸覺敏感表面33例如通過電容性表面、電阻性表面或通過用戶的觸覺位置的光學(xué)檢測(cè)(即光學(xué)手勢(shì)檢測(cè))制成。電阻或電容性觸覺敏感表面允許待檢測(cè)觸覺敏感表面33的觸摸或接近位置(電容性)，且是比較便宜的，同時(shí)手勢(shì)檢測(cè)使得可能增倍與預(yù)定手勢(shì)相關(guān)聯(lián)的命令的數(shù)量。

可選地，控制單元31還包括定位為與觸覺敏感表面33相對(duì)且在其下面的顯示屏幕35。在該情況下，觸覺敏感表面33是透明的。優(yōu)選地，顯示屏幕35盡可能地靠近觸覺敏感表面33而被定位。顯示屏幕35可以是如圖1中所示的矩形形狀，但也可是圓形的并與抓握元件3的形狀相一致。此外，密封件或泡沫(未示出)也可被插置在觸覺敏感表面33的邊緣與抓握元件3之間以確保防灰塵或液體的真空密封。

因此，觸覺敏感表面33，且可選地顯示屏幕37通過電子板37而被供電并被控制。電子板37，例如，由電氣連接件40，例如通過經(jīng)過中心軸6的柔性連接件而被供電。

磁流變液體模塊5還包括旋轉(zhuǎn)元件7的傳感器或位置編碼器21，其允許獲知旋轉(zhuǎn)元件7的角位置，以經(jīng)由施加單元9根據(jù)旋轉(zhuǎn)元件7的角位置施加觸感反饋。位置編碼器21例如可包括電刷和一組觸頭，當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件7旋轉(zhuǎn)時(shí)，該電刷與所述觸頭中的一些觸頭連續(xù)地接觸?？商娲?，位置編碼器21可以是包括一個(gè)或多個(gè)光學(xué)叉或壓電設(shè)備或任何其它現(xiàn)有技術(shù)中已知的位置傳感器的光學(xué)編碼器。位置編碼器21可被布置在接近于旋轉(zhuǎn)元件7，且尤其可被布置為緊挨著抓握元件3的不同位置處。

此外，可替代地，位置編碼器21也可被構(gòu)造為相對(duì)參考點(diǎn)來確定抓握元件3的絕對(duì)角位置。

模塊5的電源需要控制單元31、施加單元9和位置編碼器的供電。電源例如通過三個(gè)連接器39制成。因此，在安裝模塊5時(shí)，僅需簡(jiǎn)單地連接這三個(gè)連接器39。

用于將磁場(chǎng)施加到磁流變液體的施加單元9因此被連接到位置編碼器21，且被構(gòu)造為根據(jù)由位置編碼器21提供的信號(hào)來產(chǎn)生所期望的觸感反饋。該施加單元9被構(gòu)造為自位置編碼器21接收信號(hào)，且根據(jù)接收到的信號(hào)確定抓握元件3的預(yù)定位置，例如一定數(shù)量的分度位置，并在達(dá)到分度位置時(shí)改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度。

可取決于施加單元9的構(gòu)造獲得不同的觸感反饋形狀。例如，磁場(chǎng)強(qiáng)度可具有方形的形狀，在方形的形狀中，除在分度位置處之外，強(qiáng)度是零；在該分度位置處，該強(qiáng)度是強(qiáng)的以在經(jīng)過分度位置處產(chǎn)生顯著的摩擦力。在可變磁場(chǎng)的作用下，磁流變液體的粘度改變，使得當(dāng)沒有施加磁場(chǎng)時(shí)由磁流變液體引起的摩擦力是弱的，且當(dāng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度增加時(shí)由磁流變液體引起的摩擦力變得越來越強(qiáng)。因此，施加方形形狀的強(qiáng)度能夠在分度點(diǎn)處產(chǎn)生硬點(diǎn)，對(duì)其而言強(qiáng)度是高的。

取決于位置，其它阻力輪廓或模式也是可行的，例如圍繞分度位置分布的三角形或鋸齒輪廓，使得該分度位置被感覺為在達(dá)到硬點(diǎn)時(shí)和在離開時(shí)或僅在達(dá)到硬點(diǎn)時(shí)要克服的漸進(jìn)式硬點(diǎn)。

施加單元可通過施加不同的觸感反饋輪廓而幾乎被瞬間重構(gòu)，這特別地允許硬點(diǎn)的位置和/或數(shù)量改變。因此，通過不同的分度位置數(shù)量和不同的觸感反饋輪廓，模塊5可被使用于多個(gè)不同的功能。

還可使用阻力以改善抓握元件3的位移精度。例如，如果必須達(dá)到一個(gè)位置范圍內(nèi)的精確的位置，則可根據(jù)抓握元件3的旋轉(zhuǎn)速度減小或增加阻力，例如，當(dāng)翻看整個(gè)列表時(shí)，在抓握元件3的旋轉(zhuǎn)速度快時(shí)通過減小阻力，且在接近列表的末尾時(shí)通過增加阻抗力進(jìn)行。也可通過為線圈供應(yīng)強(qiáng)電流產(chǎn)生非常強(qiáng)的力以模擬止動(dòng)器，例如，在列表的開始或末尾處。觸感反饋的阻力也能夠被用戶調(diào)節(jié)，如果他希望更加明顯或較不明顯的觸感反饋，例如通過在設(shè)置菜單中調(diào)節(jié)阻力參數(shù)。

由于抓握元件3和觸覺敏感表面33被安裝在相同的模塊上，因此可在它們之間產(chǎn)生相互作用。因此，在觸覺敏感表面33被聯(lián)接到顯示屏幕35的情況下，當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)抓握元件33時(shí)顯示也可被使用。例如，可在屏幕上圖示旋轉(zhuǎn)命令的分度點(diǎn)或顯示可根據(jù)抓握元件的位置而改變。

此外，當(dāng)觸覺敏感表面33正被使用時(shí)，抓握元件3的旋轉(zhuǎn)可被阻止。當(dāng)用戶正在使用觸覺敏感表面33以施加命令時(shí)，他可能需要將觸覺敏感表面33的外圍的表面用作扶手或手指導(dǎo)向件。該表面可由抓握元件3在其被阻止旋轉(zhuǎn)時(shí)提供。可通過施加單元9將足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)施加到磁流變液體來阻止旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)控制單元31檢測(cè)到用戶出現(xiàn)在觸覺敏感表面31處時(shí)，阻止信號(hào)從控制單元31被發(fā)送到施加單元9以阻止旋轉(zhuǎn)元件7旋轉(zhuǎn)，并因此阻止抓握元件3旋轉(zhuǎn)。

因此，本發(fā)明允許獲得緊湊的控制模塊，該控制模塊包括帶有可重構(gòu)的觸感反饋的旋轉(zhuǎn)控件，該帶有可重構(gòu)的觸覺反饋的旋轉(zhuǎn)控件與觸覺敏感表面聯(lián)接，該觸感表面使得能夠?qū)崿F(xiàn)命令或其它驗(yàn)證及信息的顯示。因此，單個(gè)模塊能夠控制多個(gè)車輛設(shè)備，同時(shí)由于減少的連接件數(shù)量而易于安裝。