具有触觉反馈的机动车操作设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车(1)的操作设备(3)，所述操作设备包括：被提供用于检测使用者操纵的操纵元件(8)，所述操纵元件能移动地支承；致动装置(17)，所述致动装置具有电磁体(19)和永磁体(18)；控制装置(13)，所述控制装置以下述方式布置：所述控制装置为电磁体(19)加载第一电流(I1)，通过所述第一电流使电磁体(19)为永磁体(18)加载第一磁力(26)，所述第一磁力使操纵元件(8)从静止位置(S)移出。操纵元件(8)的移出应能作为短暂的敲击而没有震动地感知。为此本发明专利技术提出，提供有机械的止挡元件(24)，以能弹性变形的方式构成的复位装置(22)利用复位力(23)朝向静止位置(S)将操纵元件(8)压到或拉到止挡元件(24)上。

Motor vehicle operating equipment with tactile feedback

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有触觉反馈的机动车操作设备
本专利技术涉及一种用于机动车的操作设备，借助所述操作设备可以由使用者操作机动车的至少一个仪器。为此，操作设备具有用于检测使用者动作的操纵元件。操纵元件例如可以是按键。此外提供有致动装置，通过该致动装置能使操纵元件移动，其中，致动装置为此具有电磁体和永磁体。最后提供有控制装置，该控制装置基于操纵信号为电磁体加载电流，以便由此使操纵元件从静止位置移出。本专利技术还包括一种具有根据本专利技术的操作设备的机动车以及用于运行操作设备的方法。
技术介绍
具有所述特征的操作设备由US2011/0037546A1已知。这种操作设备具有板作为操纵元件，该板支承在两个致动装置之间，该致动装置分别具有永磁体以及电线圈作为电磁体。利用致动装置可以使板从静止位置移出。该板保持在静止位置中，因为该板夹紧在两个弹性区域、一个密封区域和一个支承区域之间。在已知的操作设备中不利的是，该板在通过致动装置移出之后易于围绕静止位置振动，此前致动装置已经被去激活。对此的原因是，板弹性支承在弹性元件之间。由此，由使用者在操纵板时可感知的触觉回馈(反馈)被感觉为非精确的或海绵状的或缓慢消逝的振动。相反值得期望的是一种操作设备，其中，操纵元件、例如按键执行时间上受限的、可由使用者明确感知的一次运动，例如敲击运动或震动或跳跃。由DE102011089400A1已知一种用于机动车的操作设备，其中，操纵元件的运动借助磁流变液来制动，其中，在液体中在粘性方面能通过外部磁场来控制。在此借助永磁体来中止运动，并且通过取消永磁体磁场能借助电磁体使得操纵元件移动。由DE102011079863A1已知一种转动-按压-调节器，其通过使用者操纵在空间上移开以下述方式来检测，在转动-按压-调节器上布置永磁体，并且在调节器旁布置的印刷电路板的霍尔传感器检测永磁体的磁场变化。
技术实现思路
本专利技术的目的是，在机动车的操作设备中针对使用者产生时间上明确限定的或时间上明确受限的触觉反馈。所述目的通过独立权利要求的主题来实现。本专利技术的有利的改进方案通过从属权利要求给出。通过本专利技术提供了一种用于机动车的操作设备。操作设备以所述方式具有操纵元件，该操纵元件被提供用于检测使用者操纵。操纵元件例如可以设计成按键。操纵元件关于操作设备的壳体能移动地支承。为了产生触觉反馈提供有致动装置，该致动装置具有电磁体作为第一磁元件和永磁体作为第二磁元件，其中，两个磁元件之一关于操纵元件并且两个磁元件中的另一个关于壳体固定地支承。控制装置以下述方式布置：所述控制装置基于预先确定的操纵信号为电磁体加载第一电流，通过所述第一电流使电磁体为永磁体加载第一磁力，所述第一磁力使操纵元件从静止位置移出。控制装置例如可以基于微型控制器或处理器装置来实现。操纵元件例如可以基于对操纵元件的操纵来产生。通过为电磁体加载第一电流，操纵元件主动地通过致动装置来移动。上述情况使使用者感觉为触觉反馈。现在为了明确地在时间上限定这种触觉反馈，根据本专利技术提供有机械的止挡元件，以能弹性变形的方式构成的复位装置将操纵元件压到止挡元件上并使其进入静止位置中。操作设备还可以具有多个止挡元件。下面仅参考止挡元件，因为本专利技术原则上可以利用唯一一个止挡元件来实现。复位装置例如可以设计成弹簧、例如盘簧/螺旋弹簧或板簧。通过复位装置，操纵元件永久地或持久地被加载复位力，该复位力将操纵元件压到静止位置中。复位元件还能以下述方式布置：复位元件将操纵元件拉到静止位置中。止挡元件例如可以是在壳体上的肋片或凸起。止挡元件特别是由刚性的、即非弹性的材料、例如由塑料或金属制成。这一点克服振动。通过本专利技术得出了下述优点，在去激活第一电流之后，当致动装置因此在永磁体和电磁体之间不再产生磁力时，移出的操纵元件通过复位装置由于复位力而被压到或拉到止挡元件上。只要到达了止挡元件、即操纵元件在静止位置中接触止挡元件，则移出——即操纵元件的运动——结束。不能实现围绕静止位置的振动衰减。因此触觉反馈突然地和/或简短地和/或随着止挡元件由操纵元件接触而结束。操纵元件从静止位置借助致动装置移出以及操纵元件的随后的返回移动至止挡元件由使用者感觉为敲击、即例如敲击按键。本专利技术包括改进方案，通过其特征得出了附加的优点。根据一种改进方案，控制装置以下述方式布置：所述控制装置在第一电流之后、即在电磁体已经被加载第一电流之后为电磁体加载第二电流，通过所述第二电流使电磁体为永磁体加载反向于第一磁力的第二磁力。例如电流被换向，以便从第一电流切换至第二电流。通过为永磁体加载第二磁力，移出的操纵元件返回到静止位置中并被压到或拉到止挡元件上。换句话说，复位装置通过电磁体进行辅助，使操纵元件返回到静止位置中并且在那里将该操纵元件压到或拉到止挡元件上。由此，针对使用者可以明确感知的一次移出、即碰撞或震动可以在操纵元件中引起或产生。根据一种改进方案，控制装置在此被设计用于，所述控制装置在操纵元件从静止位置的移出开始之后在预先确定的持续时间上产生第二电流。换句话说，移出自移出开始、即自远离静止位置的运动开始持续了预先确定的持续时间。该持续时间小于200ms。由此得出了简短的机械敲击，使用者例如可以利用手指在操纵元件上感知该敲击。对此的另一标记是响片效果(Knackfroscheffekt)。一种改进方案提出，控制装置被设计用于，所述控制装置借助第二磁力在预先确定的持续时间上将操纵元件保持在静止位置中。持续时间例如可以处于10ms至500ms的范围内。通过这种改进方案以有利的方式获得了反弹抑制(Prellunterdrückung)。换句话说防止了：操纵元件在止挡元件上反弹并且再一次执行能由使用者感知的反弹运动。根据一种改进方案，操纵元件不仅具有单个的按键，而且还具有多个按键区。换句话说，在操纵元件上提供有多个可彼此区分的按键。按键区例如可以通过按键罩或按键模型形成，其固定在操纵元件上。传感器装置为了检测使用者操纵而被设计用于，探测使用者接触按键区中的哪一个。为此，在每个按键区中例如可以设置电容式传感器或微型开关。通过这种改进方案得出了下述优点，利用单个的致动装置(永磁体和电磁体)针对多个按键或按键区实现了所述触觉反馈。为了区分，由使用者在使用者操纵时已经操作或按压或接触按键区中的哪一个，则使用所述传感器装置，该传感器装置与每个按键自己的致动装置相比在技术上能尤其费用更低地提供。根据一种改进方案，提供有力传感器，所述力传感器产生力信号，所述力信号与在使用者操纵时对操纵元件加载的操作力相关。力传感器例如可以基于电阻形成，其电阻值基于操作力改变。在这种情况下，控制装置以下述方式布置：如果力信号表明操作力大于预先给定的阈值，则所述控制装置产生操纵信号。阈值例如可以处于两牛顿和六牛顿之间的范围内。通过这种改进方案得出了下述优点，简单的接触或接近操纵元件并没有引起操纵元件通过致动装置的所述移出。而使用者首先必须至少施加大于阈值的操作力，以便还确实记录或探测使用者操纵。由此有效地避免了无意地操纵该操作设备。根据一种改进方案，控制装置以下述方式布置：所述控制装置利用预先确定的触觉信号来调制第一电流和/或第二电流的电流强度时间曲线。换句话说，在操纵元件从静止位置移出运动和/或返回至静止位置中期间为操纵元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车(1)的操作设备(3)，所述操作设备包括：‑操纵元件(8)，所述操纵元件关于操作设备(3)的壳体(9)能移动地支承，‑致动装置(17)，所述致动装置具有电磁体(19)作为第一磁元件和永磁体(18)作为第二磁元件，其中，两个磁元件之一关于操纵元件(8)固定地支承并且两个磁元件中的另一个关于壳体(9)固定地支承，和‑控制装置(13)，所述控制装置以下述方式布置：所述控制装置基于预先确定的操纵信号(25)为电磁体(19)加载第一电流(I1)，通过所述第一电流使电磁体(19)为永磁体(18)加载第一磁力(26)，所述第一磁力使操纵元件(8)从静止位置(S)移出，其特征在于，提供有至少一个机械的止挡元件(24)，以能弹性变形的方式构成的复位装置(22)利用复位力(23)朝向静止位置(S)将操纵元件(8)压到或拉到止挡元件(24)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.02 DE 102015008537.91.一种用于机动车(1)的操作设备(3)，所述操作设备包括：-操纵元件(8)，所述操纵元件关于操作设备(3)的壳体(9)能移动地支承，-致动装置(17)，所述致动装置具有电磁体(19)作为第一磁元件和永磁体(18)作为第二磁元件，其中，两个磁元件之一关于操纵元件(8)固定地支承并且两个磁元件中的另一个关于壳体(9)固定地支承，和-控制装置(13)，所述控制装置以下述方式布置：所述控制装置基于预先确定的操纵信号(25)为电磁体(19)加载第一电流(I1)，通过所述第一电流使电磁体(19)为永磁体(18)加载第一磁力(26)，所述第一磁力使操纵元件(8)从静止位置(S)移出，其特征在于，提供有至少一个机械的止挡元件(24)，以能弹性变形的方式构成的复位装置(22)利用复位力(23)朝向静止位置(S)将操纵元件(8)压到或拉到止挡元件(24)上。2.根据权利要求1所述的操作设备(3)，其中，控制装置(13)以下述方式布置：所述控制装置在第一电流(I1)之后为电磁体(19)加载第二电流(I2)，通过所述第二电流使电磁体(19)为永磁体(18)加载反向于第一磁力(26)的第二磁力(28)，并且由此使被移出的操纵元件(8)返回到静止位置(S)中并将该操纵元件压到或拉到所述至少一个止挡元件(24)上。3.根据权利要求2所述的操作设备(3)，其中，控制装置(13)被设计用于，所述控制装置在操纵元件(8)从静止位置(S)的移出开始之后在预先确定的持续时间内产生第二电流(I2)，其中，该持续时间小于200毫秒。4.根据权利要求2或3所述的操作设备(3)，其中，控制装置(13)被设计用于，所述控制装置借助第二磁力(28)在预先确定的持...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·沃辛格尔，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE