CN101223618A - 带有集成功能的控制按钮 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车中的控制按钮(1，100)，具有：用于将所述控制按钮(1，100)安装在轴上的套筒(4)、抗旋转的部分(2)、可旋转的部分(3)、转角传感器、用于产生旋转触觉的器件(5，17)、以及电子器件(16)，通过该电子器件可以控制设置在所述控制按钮(1，100)中的部件(7，10)和分析信号发生器(14，19，20)的信号，并且所述控制按钮(1，100)可以通过该电子器件与所述汽车的车载电子器件连接。

Description

带有集成功能的控制按钮

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的控制按钮，其将多种功能例如产生触觉和不同的操作功能集为一体。

背景技术

在汽车中，各种不同的功能越来越多地一个通过唯一的菜单结合车载计算机来控制。为此，通常使用一个将多种输入功能集为一体的中央控制部件，例如按键和旋转传感器。其中，控制按钮的触觉通常可动态地适配，例如以裸露的卡槽或端部止挡的形式。

发明内容

迄今已知类型的控制部件的缺点是，与相应的汽车类型适配比较麻烦。因此本发明的目的在于，提出一种控制按钮，其将多种功能集为一体并可容易地与汽车适配。

所述目的通过权利要求1的特征得以实现。其它有益的改进方案在从属权利要求中给出。

本发明的用于汽车的控制按钮具有：一个用于将控制按钮安装到一轴上的套筒、一个抗旋转的部分、一个可旋转的部分、转角传感器、用于产生旋转触觉的器件以及电子器件，通过该电子器件可以控制设置在控制按钮中的部件并且可以分析信号发生器的信号，并且控制按钮可以通过该电子器件与汽车的电子器件连接。

控制按钮通过其套筒插到轴上并由此固定在汽车中。套筒或者刚性地或者可沿着一个或多个方向倾斜地支承，从而在可倾斜地支承的轴上控制按钮用作操纵杆的手柄。控制按钮的抗旋转部分不能绕轴旋转，而可旋转部分则相对于抗旋转部分可旋转地设置。可旋转部分优选是一个环，该环形成控制按钮的圆周面的一部分。

通过转角传感器可以探测可旋转的部分的旋转状态。为此将转角传感器构造为绝对值传感器或增量式转角传感器。绝对值传感器提供可旋转的部分的绝对的转角，而增量式转角传感器则表示旋转过一定的量。一个或多个用于产生旋转触觉的器件为使用者给出有关操作可旋转部分的触觉反馈。

电子器件用于控制所述设置在控制按钮中的部件，例如控制用于产生旋转触觉的器件。此外，电子器件分析信号发生器例如转角传感器的信号，并提供这些信号，从而这些信号可以直接传输至汽车的车载电子器件。

其中优选通过数据总线将控制按钮连接至车载电子器件。于是控制按钮的电子器件有利地这样构造，使得它通过数据总线接收控制按钮的所要求的触觉并相应地控制这些部件，以及在相应的消息中通过数据总线发送有关控制按钮的操作的信息。因此可以通过根据车载电子器件对所述电子器件进行设计或编程来实现控制按钮与一汽车类型适配。

根据对本发明的改进，用于产生旋转触觉的器件通过与卡锁轮廓配合的卡锁弹簧构成。其中卡锁弹簧插入到卡锁轮廓中且在可旋转的部分旋转时变形，由此产生规定的旋转阻力。卡锁形成的原理对于本领域技术人员来说是常见的，因此不予以详细说明。优选卡锁弹簧设置在控制按钮的抗旋转部分中并将卡锁轮廓制出到可旋转的部分中。

根据另一种改进方案，在控制按钮中设有可调节的挺杆，其可与卡锁轮廓嵌接。如果可调节的挺杆与卡锁轮廓嵌接，则与旋转相反地施加一个附加的力。该反向力被使用者感觉为特殊的卡槽，例如中间卡槽。可调节的挺杆例如通过一个电磁铁与卡锁轮廓嵌接或与其脱离。对工作原理的详细说明见本申请人的德国专利申请10 2005 043587.4。

根据本发明的另一改进方案，控制按钮具有用于闭锁可旋转部分的旋转的闭锁装置。通过该闭锁装置实现可动态接通且可自由定位的端部止挡，该端部止挡有助于旋转触觉的产生。优选闭锁装置由至少一个电磁铁构成，通过该电磁铁可以使一个滚珠与设置在可旋转的部分上的闭锁轮廓的嵌接。在这种情况下，电磁铁将滚珠吸到如下位置中，即在该位置滚珠在可旋转的部分和抗旋转的部分中的闭锁轮廓之间夹紧，由此阻止可旋转的部分继续旋转。本申请人的德国专利申请10 2005 024 883.5详细说明了这种闭锁装置的工作原理和构造。

根据对闭锁装置的另一种改进方案，一个永久磁铁通过电磁铁在两个位置之间移动。一个滚珠跟随该永久磁铁的位置并由此也在两个位置之间交替。在一个位置，该滚珠在控制按钮的抗旋转的部分和闭锁轮廓之间夹紧，从而阻止可旋转部分的旋转。在滚珠的第二位置允许旋转。在本申请人的德国专利申请10 2006 015 294.8中详细说明了这种闭锁装置的工作原理以及举例的构造形式。

根据对本发明的一种有益的构造形式，闭锁轮廓设置在可旋转部分的环形构造的端面上。端面例如作为可旋转部分的可由使用者控制的区域的突起位于控制按钮的内部。闭锁轮廓优选如此设计，使得通过闭锁轮廓实现的端部止挡与通过卡锁轮廓和卡锁弹簧产生的卡锁位置相一致。

根据对本发明的另一实施形式，在控制按钮的顶侧设有图标。优选该图标被照明器件照明，其中特别是可产生不同的寻找照明和功能照明。同样通过控制按钮的电子器件对照明器件进行控制。

根据上述实施方式的一种变型方案，在控制按钮中设有用于显示控制按钮的顶侧上的可变化的图标的器件。该器件例如由显示器和一个或多个用于照明显示器的光源构成。优选在控制按钮的控制显示器和光源的电子器件中存储有不同的图标。汽车的车载电子器件通过数据总线向控制按钮通知将显示哪个图标。替代地或附加地，车载电子器件通过数据总线将固定格式的完整的图标传输至控制按钮。由此可以例如在更新汽车的驱动软件时添加新的图标，这些新图标在控制按钮安装在汽车中时尚未提供。用于显示可变的图标的器件的可能的构造形式见本申请人的德国专利申请103 42 142.4或10 2005 043 588.2。

根据对本发明的一种构造形式，控制按钮具有按键，特别是在控制按钮的顶侧上的按键。为此，优选形成控制按钮的顶侧的一部分的按键帽可相对于余下的控制按钮平移地移动。可借助于一个开关器件探测对按键的操作。该开关器件用作信号发生器，控制按钮的电子器件分析该信号发生器的信号并将该信号传输至汽车的车载电子器件。

根据另一替代的构造形式，控制按钮可沿着轴相对于套筒移动。通过这种方式，并非键帽相对于控制按钮的余下部分移动，而是整个控制按钮相对于套筒移动，其中控制按钮通过套筒固定在轴上。

控制部件的电子器件一方面接收车载电子器件的关于控制部件的所要求的动作的指令。由此电子器件产生用于各种部件如可调节的挺杆、闭锁装置的电磁铁、照明器件或显示器的控制信号。另一方面，该电子器件分析各种部件例如转角传感器和开关或按键的输出信号，并将相应的信息传输至车载电子器件。

附图说明

将借助两个实施例更详细地说明本发明。

图中示出：

图1为本发明的控制按钮的剖视图；

图2为图1的控制按钮的沿着线A-A的另一剖视图；

图3为本发明的控制按钮的另一实施方式的剖视图；

图4为图3的控制按钮的沿着线B-B的另一剖视图；和

图5为在操纵收音机时的显示器的视图。

具体实施方式

图1为本发明的控制按钮1的剖视图，其具有一个抗旋转的部分2、一个可旋转的部分3和一个套筒4。控制按钮1借助于套筒4被插到未示出的轴上。该轴固定地或者可倾斜地支承在汽车中。在可倾斜地支承时，控制按钮1除了其自己的功能外还作为操纵杆的手柄。

可旋转部分3的环状构造的区域形成控制按钮1的外侧的区域，且在那里可由使用者在此旋转。可旋转部分3的在控制按钮1的内部延伸的区域通过轴承12例如滚珠轴承与控制按钮的抗旋转的部分2连接。可旋转的部分3未伸到控制按钮1的顶侧，由此实现在由使用者倾斜或按压控制按钮1时可旋转的部分3不会被无意地调节。

在可旋转部分3的内部圆周上设有一个卡锁轮廓5。该卡锁轮廓特别是由图2可见，图2为控制按钮的沿着线A-A的另一剖视图。在卡锁轮廓5中插入预张紧的卡锁弹簧7，该卡锁弹簧在可旋转部分3旋转时通过卡锁轮廓5的边缘(Flanke)弹性变形，并由此与旋转相反地施加一个力。这个力可由使用者作为旋转触觉感受到，并产生可旋转部分3的卡锁位置。

可旋转部分3的旋转可借助一个闭锁装置进行闭锁。该闭锁装置由两个电磁铁7和10构成，借助于这两个电磁铁，分别可以使一滚珠与设置在可旋转部分3上的闭锁轮廓6嵌接。电磁铁7使滚珠9运动，通过电磁铁10运动的滚珠在图1中被遮挡住了。闭锁轮廓6设置在可旋转部分3的环形构造的端面上。所述电磁铁7和10的每个都闭锁可旋转的部分3的一个旋转方向。电磁铁10移动到带有腿11a和11b的U形铁心上。通过对电磁铁10的不同的供电(Bestromung)，铁心中的磁场可以换向。根据铁心中磁场的方向，一个未示出的永久磁铁在腿11a的上部位置和腿11b的下部位置之间运动。为了说明闭锁装置的工作原理，图1中省去了电磁铁7的铁心。同样借助于电磁铁7，一个未示出的永久磁铁可在一个上部位置和一个下部位置之间移动。可磁化的滚珠9跟随该电磁铁的运动。在永久磁铁的且由此滚珠9上部位置中，所述滚珠9嵌入到闭锁轮廓6中，并因此阻止可旋转部分3的旋转。在所述磁铁的下部位置，滚珠9位于槽(Tasche)8中，滚珠9在该槽内不会阻止可旋转部分3的旋转。

此外控制按钮1具有转角传感器，通过该转角传感器可以探测可旋转部分的旋转。在本实施例中，转角传感器由一个设置在抗旋转部分2中的光栅19和一个设置在可旋转的部分3上的编码环18构成。在可旋转的部分3旋转时，编码环18移动经过光栅19的检测区域。光栅19的输出信号通过在编码环18中的空隙而改变，由此确定可旋转部分3的转角和转向。这种确定对于本领域技术人员来说是公知的，因此这里不予以详细说明。

控制按钮1附加地具有一个按键，通过该按键例如可以激活车载计算机的所选功能。该按键由一个可压入到抗旋转部分2中的按键帽13和一个开关14构成。所述开关14一方面探测对按键帽13的操作，另一方面在操作按键帽后使其复位。

印制电路板15上承载有控制按钮的电子器件16，该电子器件控制着控制按钮1的所有部件并且分析信号发生器的信号。此外，该电子器件例如通过数据总线与汽车的车载电子器件的建立电子接触。电子器件16含有车载计算机的关于当前应提供控制按钮1的哪些功能的信息，并且相应地控制各部件例如电磁铁7和10。此外，电子器件16分析光栅19和开关14的信号。经过分析的数据通过数据总线传输至汽车的车载电子器件。因此控制按钮1只需通过很少的改型便可用于多种汽车。只是用于连接的接口必须与汽车总线适配。

图3和4示出类似于图1和2的控制按钮1的改型。控制按钮100的结构基本上相应于控制按钮1的结构，但没有按键帽13和开关14。相同的或相同作用的部件标有相同的附图标记。对于控制按钮1来说形成按键帽13的区域在控制按钮100上刚性地与抗旋转的部分2连接。相反，具有其抗旋转的部分2和其可旋转的部分3的控制按钮100可相对于套筒4平移地移动，由此可沿着轴移动。因此通过按压基本上整个控制按钮100来执行按键功能。在按压控制按钮100时，开关20的接触罩压到套筒4的固定的板上，由此触发按键功能，其被电子器件16探测。开关20同时施加回复力，该回复力在所述按压之后使得控制按钮100复位到其初始位置。

图5示出对控制按钮1或控制按钮100的举例应用。在本实例中将控制一个汽车收音机，其中从一个列表中选出一个无线电发射器。由图5可见，当前可接收五个无线电发射器：电台1至电台5。此时电台1的名字被突出显示。车载计算机通知控制按钮1或100的电子器件16，电子器件应允许可旋转的部分3的五个卡锁位置，并且当前选择相应于第一位置。据此，电子器件16阻止可旋转部分3的顺时针旋转，通过该电子器件为电磁铁7供电，从而滚珠9与闭锁轮廓6嵌接。如果使用者将可旋转部分3顺时针旋转一个卡槽(Rast)，那么电子器件16借助光栅19的输出信号确定此点。电子器件16发信号将该旋转通知给车载计算机，车载计算机据此对电台2予以标记。可旋转的部分3可以继续顺时针旋转，直到电台5被标记，并且借助于电磁铁10防止可旋转部分3继续旋转。如果使用者通过按压按键帽13或整个控制按钮100来选择一个电台，那么电子器件16将此点通知给车载计算机，车载计算机据此切换至所选择的无线电发射器。

前述实施例是纯示例性的，并且不局限于这些实施例。特别是对本发明的控制按钮的应用也不局限于此，除了选择无线电发射器外，还可以对车载计算机或另一设备进行任意控制。同样，控制按钮的结构可以在不偏离本发明构思的情况下与图1至4所示的形式有所不同。因此例如可以将一个图标特别是一个可照明的图标嵌入到控制按钮的顶侧。此外可以借助显示器将一个可变的图标投影到控制按钮的顶侧上。另外可以在控制按钮中设有用于产生裸露(exponierten)的卡槽、例如中间卡槽的器件。同样由控制按钮的电子器件对这些附加的部件进行控制。

Claims (9)

1.一种用于汽车中的控制按钮(1，100)，具有一个用于将所述控制按钮(1，100)安装在一轴上的套筒(4)、一个抗旋转的部分(2)、一个可旋转的部分(3)、一个转角传感器、用于产生旋转触觉的器件(5，17)以及电子器件(16)，通过该电子器件可以控制设置在所述控制按钮(1，100)中的部件(7，10)并且可以分析信号发生器(14，19，20)的信号，并且所述控制按钮(1，100)通过该电子器件可以与汽车的车载电子器件连接。

2.如权利要求1所述的控制按钮(1，100)，其特征在于，所述用于产生旋转触觉的器件通过一个与卡锁轮廓(5)配合的卡锁弹簧(17)构成。

3.如权利要求2所述的控制按钮(1，100)，其特征在于，设有可与所述卡锁轮廓(5)嵌接的可调节的挺杆。

4.如权利要求1至3中任一项所述的控制按钮(1，100)，其特征在于，设有用于闭锁所述控制按钮的可旋转部分的旋转的闭锁装置。

5.如权利要求4所述的控制按钮(1，100)，其特征在于，所述闭锁装置由至少一个电磁铁(7，10)构成，通过所述电磁铁可以使滚珠(9)与设置在可旋转部分(3)上的闭锁轮廓(6)嵌接。

6.如权利要求5所述的控制按钮(1，100)，其特征在于，所述闭锁轮廓(6)设置在可旋转部分(3)的环形构造的端面上。

7.如权利要求1至6中任一项所述的控制按钮(1，100)，其特征在于，设有用于显示控制按钮的顶侧上的可变的图标的器件。

8.如权利要求1至7中任一项所述的控制按钮(1，100)，其特征在于，设有特别是在控制按钮的顶侧上的按键。

9.如权利要求1至7中任一项所述的控制按钮(1，100)，其特征在于，所述控制按钮(1，100)可沿着所述轴相对于所述套筒(4)移动。

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