CN110870204A - 用于机动车的操作设备，用于借助于操作设备运行机动车的方法，控制装置和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车(16)的操作设备(10)，其具有带有框架元件(18)和中央区域(20)的触敏操作元件(12)，其中，触敏操作表面(22)在至少两个预定触摸位置上具有相应一个预定的操作区域(36)以用于激活与相应的操作区域(36)相关联的操作功能，并且其中，操作元件布置成能至少部分地沿与操作表面(22)相交的平移轴(T)移动。操作设备(10)仅具有一个检测元件(14)，该检测元件布置为朝向触敏操作元件(22)的背离触敏操作表面(22)的内侧，且设置用于检测每个操作区域(36)沿平移轴(T)的位移。本发明还涉及一种用于借助于操作设备(10)运行机动车(16)的方法。

Description

用于机动车的操作设备，用于借助于操作设备运行机动车的 方法，控制装置和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的操作设备，该操作设备具有带有框架元件和中央区域的触敏操作元件，其中，框架元件具有触敏操作表面并至少部分地或完全地包围中央区域。
背景技术
随着机动车***和机动车***的操作功能的数量和变型的增加，在机动车中提供了操作设备，以便操作仪器或仪器组件。这样的操作设备具有操作元件，即用于接收机动车用户的操作动作的构件或组件，其中，操作元件可以例如构造为按钮或开关或触敏屏幕。在某些操作功能中可以规定，用户可以设定控制参数的理论值，例如收音机的音量或要由空调***设定的温度。
经典的音量调节件设计为旋钮，其中，在一个方向上转动可以引起增大音量，而在相反方向上转动可以引起减小音量。可替代地，这样的示例性音量调节件可以设计为滑动调节件(“Slider”)，例如被配置为显示在触敏屏幕(“Touchdisplay”)上的滑动调节件。在现有技术的另一个实施方案中，音量调节件可以被设计为控制面板中的电容性线性滑动调节件。
虽然能够直观地操作经典的音量调节件，但是它是一个附加的、即额外的元件，且与尽可能无缝和表面齐平设计的趋势背道而驰。由于越来越多数量的可能的操作功能，如果没有通过例如触敏屏幕或语音识别来操作这些功能，则需要越来越多数量的旋钮，其中，可以将每个旋钮分配给一个操作功能。
在触敏屏幕上以滑动调节件形式显示的音量调节件的缺点是，其操作困难，因为用户必须看到屏幕，以便触及滑动调节件，并且在完成设置音量或温度时不从显示滑动调节件的显示区滑离。这种滑动调节件在屏幕上会占用极大空间，尤其是对于其它额外功能来说。如果这种滑动调节件位于第二菜单级别，则其操作速度可能会更慢。另外，在屏幕上的滑动运动在人体工程学上也会很困难。
电容式滑动调节件同样也难以通过线性运动来操作，因为手指在此也会滑脱。由于操作面短，所以可实现性较差。这种电容式滑动调节件需要大量空间用于附加功能，并且当校正线性滑动调节件时，例如在实践中很难将这种线性滑动调节件安置在中央控制台中。
DE 10 2011 114 051 A1描述了一种具有至少一个可转动且可按压的构件的操作设备，其中，该构件配设有至少一个触敏输入-和/或显示面。
由DE 10 2010 042 376 A1已知了一种用于车辆的显示-和输入设备，其中，触敏屏幕可以显示多种功能和信息。可以使用物理输入单元来设定功能的理论值。
DE 10 2010 010 574 A1描述了一种用于车辆的操作设备，该操作设备包括触敏表面和调节元件。
另外，由现有技术已知了一种便携式数字媒体播放器(“iPod nano”)，其具有带有多个微动开关的圆形操作元件。
现有技术中提到的操作元件要么不能消除上述缺点，要么只能在一定程度上令人满意地消除上述缺点。
发明内容
本发明的一个目的是在节省安装空间的情况下简化多种操作功能的操作。
该目的通过根据本发明的设备在根据独立权利要求所述的根据本发明的方法下实现。从属权利要求给出了有利的改进方案。
本发明基于这样的思想，即，将触敏操作元件仅安置在一检测元件上，其中，通过触敏传感器***实现了控制参数的值或操作功能的理论值的改变，以及借助于检测元件触发多个附加功能。检测元件在此理解为用于压力传感地和/或接触传感地和/或电容式地检测操作动作的构件或构件组合。在此，该检测元件例如可以设计为升降按钮(Hubtaste)和/或微动开关。
根据本发明的用于机动车的操作设备具有触敏操作元件，该触敏操作元件具有框架元件和中央区域，其中，该框架元件具有触敏操作表面并至少部分地或完全地包围中央区域。触敏操作表面在至少两个预定触摸位置上分别具有一预定的操作区域以用于激活与相应的操作区域相关联的操作功能。换句话说，为每个操作区域以及进而每个接触位置都分配了操作功能。在此，操作元件布置成至少部分地沿与操作表面相交的平移轴可移动或可移位，因此例如可以将其压入操作设备的可选的壳体中或内室装饰元件中。
操作设备的特征在于，其仅具有一个检测元件，该检测元件布置为朝向触敏操作元件的背离触敏操作表面的内侧，且设置用于检测每个操作区域沿平移轴的位移。如果例如操作元件布置在操作设备的壳体中或内室装饰元件的壳体中，则触敏操作表面朝外定向，使得用户可以触摸该触敏操作表面，而壳体中或内室装饰元件中的唯一的检测元件则例如布置在触敏操作元件下方。
换句话说，触敏操作元件和检测元件形成另外的、例如压敏和/或电容操作元件。
这有利地由此得出非常好的可操作性和高度的灵活性，功能模型的证明，并且几乎不可能发生错误触发。另外，当触敏操作元件沿平移轴移动或运动时，提供触觉反馈，例如在媒体播放器的操作功能、例如“跳过”(跳过歌曲)，“静音”(静音)和/或“开/关”的情况下。操作设备仅需要极小的安装空间，并且可以齐平地布置在例如中央控制台中。基于这种平整度改进了碰撞安全性，并且在碰撞试验中将重物落在中央控制台上时降低了损坏风险。由此也减少了受伤的风险。
另一个优点是由于平整度而提供现代感的和有吸引力的设计。由于检测元件的布置，仅需要唯一的检测元件，因此减少了构件数量。由此也降低了制造成本。操作元件也不会从诸如中央控制台的表面突出。
例如，检测元件可以被设计为压力传感器和/或微动开关和/或接触传感器。
根据一个特别优选的实施方式，检测元件可以至少部分地布置为朝向中央区域，优选地，检测元件可以相对于中央区域布置在中央或几乎中央。由此例如每个操作区域和中央区域可以被同样可靠地按压。
根据操作设备的另一实施方式，框架元件可具有被设计为材料下沉部的感测区(Fühlsteg)，用于沿着运动路径引导对象和/或身体部分。由此促进直观操作并进而提高驾驶安全性。
除了检测元件和触敏操作元件之外，操作设备还可以具有至少部分地包围框架元件的环形元件，该环形元件优选可以包围框架元件。以这种方式，可以执行用于执行操作动作的对象和/或身体部分的附加引导，例如针对用户的手指或输入笔的引导。
根据本发明的操作设备的一个特别优选的实施方式，框架元件可以相对于中央区域下沉地布置或设计，优选地其中，框架元件可以设计成朝向中央区域锥形地延伸。换句话说，框架元件可以设计成倒角/倒棱(Fase)。由此进一步促进了用于执行操作动作的对象和/或身体部分的引导，并且用户可以更好地定向。这还进一步促进了直观的盲操作，从而提高了驾驶安全性。
所述目的通过一种用于借助于根据本发明的操作设备的实施方式运行机动车的方法来实现。该方法具有由控制装置执行的以下步骤，其中，控制装置优选可以是操作设备的控制装置。在此，控制装置理解为被设置为用于接收、评估和生成信号的构件、仪器或仪器组件，并且控制装置例如可以设计为控制芯片、控制板或控制器。
首先检测在操作元件的触敏操作表面上执行的操作动作。
如果作为操作动作检测到对象和/或身体部分沿着运动路径在操作表面的至少两个操作区域上的划过或移动，即例如如果在触敏操作表面上检测到划过-或滑动手势，则激活与框架元件相关联的第一操作功能，优选激活音量调节，以及基于检测到的操作动作在运动路径上的方向和/或基于由操作动作预定的、运动路径上的运动路段的长度来设定由激活的操作功能预定的控制参数的理论值。换句话说，例如，如果用户在示例性圆形框架元件的情况下顺时针或逆时针划过，则可以增大或减小音量。可替代地，与框架元件相关联的操作功能可以是例如气温控制或气温调节、灯光设置——其中该操作元件可以设置为灯开关，或镜子调节。
作为操作动作，如果仅在至少两个触摸位置之一处检测到触摸了触敏操作表面，换句话说，如果仅检测到触摸了操作区域中的一个作为操作动作，则预先确定与被触摸的触摸位置——即操作区域——相关联的另一个操作功能。接着，通过检测元件检测另一个操作动作，该另一个操作动作描述了操作区域和/或操作元件沿着与操作表面相交的平移轴的移动或移位；并基于通过检测元件检测到的沿着平移轴的移动或移位来触发预先确定的操作功能。换句话说，例如通过对象和/或身体部分停留在触摸位置或操作区域上，预先确定了相应的、为相应的操作区域预定的操作功能，该操作功能随后则可以例如通过按压操作区域或整个框架元件来触发。
由此得到了上述优点。
通过根据本发明的控制装置来实现上述目的，其特征在于，控制装置被设置为用于，执行根据本发明的方法的实施方案。在此也实现了上面提到的优点。该控制装置可以优选地设计为控制电路板或控制器。理想地，控制装置可以具有处理器装置、即用于电子数据处理的构件或仪器组件，其可以优选地具有至少一个微控制器和/或至少一个微处理器。优选地，处理器装置可以被设置为用于，执行存储在数据存储器中的程序代码，其中，程序代码可以被设置为用于，在由处理器装置执行时使控制设备执行根据本发明的方法。
上述目的通过根据上述实施方式之一的操作设备来实现，其特征在于，其包括根据本发明的控制装置的实施方式。
上述目的通过一种机动车来实现，该机动车可以例如被设计为汽车、例如乘用车。机动车的特征在于根据本发明的操作设备的实施方案和/或根据本发明的控制装置的实施方案。
本发明还包括根据本发明的方法的改进方案，其具有和已经结合根据本发明的机动车的改进方案描述的特征相同的特征。因此，在此不再描述根据本发明的方法的相应的改进方案。
附图说明
下面描述本发明的实施例。附图示出：
图1以剖视图示出根据本发明的操作设备的第一实施例的示意图；
图2以剖视图示出根据本发明的操作设备的另一实施例的示意图；
图3以剖视图示出根据本发明的操作设备的另一实施例的示意图；
图4示出根据本发明的操作设备的另一实施例的示意性三维视图；
图5示出根据本发明的方法的一个实施例的示意图；以及
图6示出根据本发明的方法的另一实施例的示意图。
下面说明的实施例是本发明的优选实施方案。在实施例中，实施方案的所述组件分别代表本发明的各个可视作彼此独立的特征，这些特征也分别彼此独立地改进本发明并进而也可以单独地或以与示出的组合不同的组合视作本发明的组成部分。此外，所述的实施方案也可以通过已经描述的本发明的其它特征来补充。
在附图中，功能上相同的元件分别设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出根据本发明的操作设备10的原理，在图1中示意性且以剖视图根据第一实施例示出。在此，操作设备10可以可选地具有壳体，在壳体中可以布置触敏操作元件12和检测元件14。另选地，检测元件14和触敏操作元件12的组合也可以被称为操作设备。
图1的操作设备10例如在机动车16、例如汽车中示出，其中，操作设备10例如可以布置在中央控制台中并且设置用于操纵信息娱乐***。
触敏操作元件12具有框架元件18和中央区域20，其中，在图1的示例中，框架元件18可以围绕中央区域20布置成圆形。
触敏操作元件12的触敏操作表面22伸出框架元件18/延伸超出框架元件外，其中可选地，中央区域20也可以具有触敏操作表面22。
图1还示出平移轴T，例如可以通过按压触敏操作表面22的操作区域之一来沿着该平移轴例如向下按压操作元件(参见图2，其中，移动由箭头指示)。
优选地，检测元件14可以面向中央区域20居中布置或略微错开，这在图1的示例中在安置在中央控制台中的操作设备10中可以对应于在操作元件12下方，以及至少部分地在中央区域20下方。优选地，检测元件14可以被设计为微动开关。
本领域技术人员从现有技术中已知触敏操作表面22为电容表面。操作元件12可以例如像按钮一样安装，并且可以例如布置在可选的弹簧元件24上方，通过该弹簧元件，操作元件12可以例如在被按压之后弹回到其初始位置中。
中央区域20例如可以是非电容表面，其可以可选地与框架元件18连接。另选地，中央区域20也可以被设计为单独的构件。可以可选地将附加操作功能分配给中央区域20，例如可以通过触摸触敏中央区域20来激活和/或触发该附加操作功能。
附加地或另选地，操作元件12可以不具有单独的中央区域20，也就是说，框架元件18可以无缝地过渡到中央区域中。
作为在中央控制台中的示例性布置的替代，操作设备10可以例如转动90°并且布置在控制面板中，使得平移轴T例如可以平行于或基本平行于机动车的纵向方向延伸。在这种情况下，检测元件14在安装状态下未布置在操作元件12的下方，而是从用户的角度来看，布置在操作元件12的后面。可替代地，操作设备10可以例如布置在机动车10的车门中或在机动车座椅上，以及例如设置用于调节后视镜和/或调节机动车座椅。
触敏操作表面22的电容性电子装置例如可以布置在中央控制台中或壳体中或可选的环形元件26中，并且例如可以借助于缆线与触敏操作表面22连接。示例性的缆线例如可以沿着机动车竖直轴延伸，然后在可选的弹簧元件24运动时随之运动，并且例如可以***框架的长孔中。
操作元件12和/或环形元件26可以由本领域技术人员从现有技术已知的材料制成，例如由塑料或玻璃制成。环形元件26可以例如由木头和/或铝制成。触敏操作表面22和/或环形元件26的表面可以设计成例如黑色。例如，框架元件18上可选的标记可以被照亮。替代地或附加地，环形元件26可以设计为灯环。
图1还示出可选的控制装置32，其可以借助于数据通信连接33——例如电线或缆线——或无线的数据通信连接33与操作元件12和检测元件14连接。可选的控制装置32可以可选地具有带有例如多个微处理器的处理器装置37和/或可以设计为例如存储卡或存储芯片的数据存储器39。
图2示出操作设备10，其例如可以类似于图1的操作设备10那样设计。如上所述，图2示出操作元件12沿平移轴T在箭头方向上的移动。
例如，当按压操作元件12和/或框架元件18和/或中央区域20时，可以例如沿直线向下引导运动、即位移，例如像图2所示，或者侧向偏移。换句话说，框架元件18或操作元件12的位移或倾斜可以由检测元件14检测。
图3示出根据本发明的操作设备10的另一实施例。该实施例可以布置在示例性的中央控制台28中。框架元件18和中央区域20可以牢固地彼此连接。环形元件26可以例如构造为壁或壳体元件。框架元件18可以以稍微锥形偏移的方式下沉到环形元件26中，其中，框架元件18的相对于中央区域20的突出边缘下沉的区域能够形成感测区。例如可以通过倒角30来实现过渡到示例性的中央控制台28，该倒角也可以辅助对用户手指的引导。在此，锥形下沉和倒角减少了错误操作的可能性。
中央区域20的示例性直径可以例如在从5毫米到20毫米的范围内，例如直径为12毫米。框架元件18的直径例如可以是32毫米，而环形元件26的示例性直径例如可以是36毫米。
图4示出根据本发明的操作设备10的一个实施方案，其中，下面仅讨论区别。在该示例中是从斜上方观察的三维视图。
在此，图4示出围绕圆形中央区域20的框架元件18的圆形设计方案，该圆形中央区域可以被框架元件18完全地包围。框架元件18可以具有不同的形状，例如圆形，半圆形，椭圆形，角形，弯曲形或S形。另选的设计方案例如可以设置线性的、矩形的、三角形的、其它多角形的或长形的框架元件18。替代地，操作元件12可以具有平坦的或锥形凸起的表面。
图4示例性地示出四个操作区域36，其中，在图4的示例中，操作区域36中的每个操作区域可以显示出用于标识由相应的操作区域36分配的操作功能的标记。功能之一可以是例如“静音”功能，也就是说，使扬声器静音，在播放列表中跳回或跳过(“skip”)和/或关闭示例性的扬声器。可替代地，可以设置操作设备10，其例如用于控制通风和/或用于通过空调设施设定温度和/或作为灯开关和/或作为后视镜调节器和/或作为座椅调节器和/或作为用于内室中的灯的开关。
图5和图6示意性地示出根据本发明的方法的一个实施方案，该方法例如可以通过根据本发明的操作设备10的上述实施例来执行。为了清楚起见，在图5和图6中未示出机动车16，并且并非所有特征都设有附图标记。
图5示出用户的身体部分34、示例性的手指。可替代地，用户可以使用例如输入笔来操纵操作设备10。
在第一方法步骤S1中，控制装置32检测用于设定理论值的操作动作(S3)，在图5的示例中，该操作动作可以是身体部分34沿着框架元件18的滑动或划过，其中，通过箭头B显示出相应的运动路径的不同的、可能的运动方向。例如可以规定，逆时针方向的划过规定了示例性的音量的减小，而顺时针方向的划过规定了音量的增大。
可以借助于本领域技术人员从现有技术中已知的、用于数字式检测触敏操作表面上的操作动作的电子装置激活示例性的音量调节件作为第一操作功能(S2)。控制装置可以根据身体部分34经过的运动路段和执行的运动方向来产生相应的控制信号，并且该控制信号可以描述待设定的理论值，并且可以被发送至扬声器或收音机(S4)。
在图6的示例中，传感的操作表面22例如可以检测(S4)，身体部分34在操作区域36之一上的触摸位置处停留了更长的时间，例如，可以为该操作区域之一分配播放列表中的歌曲的选择。
当检测到这种操作动作时(S1)，可以预定选择下一首歌曲的操作功能(S5)。在方法步骤S6中，可以通过控制装置32检测另外的操作动作、例如向下按压操作元件12。为此，检测元件14可以首先接收该另外的操作动作(S7)，并且将相应的信号发送到控制装置32以用于检测该操作动作(S6)。然后，根据所检测到的另外的操作动作，可以触发预定的操作功能(S7)，即中断当前正在播放的歌曲并播放下一首歌曲。
总体上，实施例显示出如何通过本发明提供例如圆形音量调节件作为具有附加功能的操作设备10，该音量调节件被安置在检测元件14上，其中，检测元件14例如可以设计为升降按钮或微动开关。
根据另一个实施例，具有相关功能(“开/关”，“向右/向左跳过”，“静音”)的示例性音量调节件可以被设计为例如圆形的电容性接触表面22，其中，该接触表面又以可平移的方式被安置。
如果身体部分34——例如手指——例如圆形地沿着例如圆形的触敏操作表面22运动，则例如可以调节音量。例如，通过按压标记之一，即在操作区域36之一上，操作表面22可以平移地例如向下移动，并且可以通过致动检测元件14、例如微动开关来触发功能。可以借助于电容位置识别来区分不同的操作功能，这些操作功能也可称为“提示功能”。因此减少了错误操作。从而产生了上述优点。

Claims (10)

1.一种用于机动车(16)的操作设备(10)，所述操作设备具有带有框架元件(18)和中央区域(20)的触敏操作元件(12)，其中，框架元件(18)具有触敏操作表面(22)并至少部分地或完全地包围中央区域(20)，
-触敏操作表面(22)在至少两个预定的触摸位置上分别具有预定的操作区域(36)以用于激活与相应的操作区域(36)相关联的操作功能，
-操作元件布置成能至少部分地沿与操作表面(22)相交的平移轴(T)移动，
其特征在于，操作设备(10)具有：
-仅一个检测元件(14)，该检测元件布置为朝向触敏操作元件(22)的背离触敏操作表面(22)的内侧，且设置用于检测每个操作区域(36)沿平移轴(T)的位移。
2.根据权利要求1所述的操作设备(10)，其特征在于，检测元件(14)设计为压力传感器和/或微动开关和/或接触传感器。
3.根据前述权利要求中任一项所述的操作设备(10)，其特征在于，检测元件(14)布置为至少部分地朝向中央区域(20)，优选其中，检测元件(14)布置为相对于中央区域(20)居中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的操作设备(10)，其特征在于，框架元件(18)具有被设计为材料下沉部的感测区，用于沿着运动路径引导对象和/或身体部分(34)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的操作设备(10)，其特征在于，操作设备(10)具有：
-至少部分地包围框架元件(18)的环形元件(26)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的操作设备(10)，其特征在于，框架元件(18)布置或设计为相对于中央区域(20)下沉，优选地其中，框架元件(18)设计成朝向中央区域(20)锥形地延伸。
7.一种用于借助于根据权利要求1至6中任一项所述的操作设备(10)运行机动车(16)的方法，所述方法具有如下由控制装置(32)执行的步骤：
-检测在操作元件(12)的触敏操作表面(22)上执行的操作动作(S1)；
以及步骤：
如果作为操作动作检测到对象和/或身体部分(34)沿着运动路径在操作表面(22)的至少两个操作区域(36)上的划过或移动：
-激活与框架元件(18)相关联的第一操作功能(S2)，优选激活音量调节，以及
-基于检测到的操作动作在运动路径上的方向和/或基于运动路径上的运动路段的长度来设定由激活的操作功能预定的控制参数的理论值(S3)；
如果作为操作动作检测到仅在至少两个触摸位置中的一个触摸位置处对触敏操作表面(22)的触摸：
-预先确定与被触摸的触摸位置相关联的、另一个操作功能(S5)；
-通过检测元件(14)检测另一个操作动作(S6)，所述另一个操作动作描述了操作区域(36)和/或操作元件(12)沿着与操作表面(22)相交的平移轴(T)的位移，以及
-基于检测到的沿着平移轴(T)的位移：触发预先确定的操作功能(S7)。
8.一种控制装置(32)，其特征在于，所述控制装置(32)被设置为用于，执行根据权利要求7所述的方法。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的操作设备(10)，其特征在于，所述操作设备(10)具有根据权利要求8所述的控制装置(32)。
10.一种机动车(16)，其特征在于，所述机动车(16)具有根据权利要求1至6中任一项所述的或者根据权利要求9所述的操作设备(10)和/或根据权利要求8所述的控制装置。
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