CN103287346A - 车辆输入设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种车辆输入设备。被布置在转向盘（200）的核心单元（220）上的输入设备（100）具有可操作体（10）。可操作体（10）具有带有传递表面部分（26）的多个应变体（20）。传递表面部分（26）具有在其上形成的位移传递表面（26a），并且位移传递表面（26a）具有检测器（30），用于根据施加于操作表面（14）的操作力来检测位移传递表面（26a）的位移。应变体（20）和可操作体（10）被布置成使得：可操作体（10）的一部分从线（M、N）朝向转向盘（200）的边缘（240）延伸或与之交叉，线（M、N）连接相比于其它应变体（20b、20c、20f）、被定位成更靠近边缘（240）的两个应变体（20a、20d、20e、20g）。

Description

车辆输入设备

技术领域

本公开总体上涉及一种车辆输入设备，该设备输入用于操作安装在车辆中的车载装置的操作信息。

背景技术

在日本专利特开第2009-298285号中公开了一种用于将车辆输入设备安装在车辆的转向盘上的位置处的技术，该车辆输入设备可以输入用于操作车载装置的操作信息。

本公开的发明人已经提交了关于输入设备的申请JP-2010-200887，该输入设备包括应变体和应变检测器。应变体具有确定操作力在操作表面上的位置的、用于将操作力传递到操作表面的外围的位移传递表面。应变检测器检测位移传递表面的位移。发明人在先前提交中所公开的输入设备可以被安装在转向盘上。

根据发明人的关于可以将输入设备多么接近地定位到转向盘的边缘（握持部分）的研究，位于操作表面的外围上或周围的应变体可能干扰输入设备到转向盘上的安装。当操作表面的安装位置由于这种干扰而不充分靠近转向盘的边缘时，在驾驶者正用他们的手握持转向盘的边缘（即，握持状态）时，车辆的驾驶者可能难以操作该操作表面。

发明内容

本公开的目的是提供一种车辆输入设备，该车辆输入设备使得车辆的驾驶者能够在转向盘握持状态下将操作信息输入到该设备中。

在本公开的一个方面中，车辆输入设备被布置在车辆的转向设备上，并输入用于操作安装在车辆中的车载装置的操作信息。转向设备具有核心单元和边缘单元，该核心单元被固定在转向轴上以便与该转向轴一起旋转，并且该边缘单元被布置在核心单元的外围上并由用户握持。车辆输入设备包括被布置在核心单元上的壳体、以及被布置在壳体上的可操作体。可操作体具有操作表面。

车辆输入设备还包括至少三个应变体、应变仪和输出单元。应变体被布置在壳体上，以使得应变体中的位于最靠近边缘单元的两个应变体被指定为最靠近边缘的应变体。每个应变体具有接合部分、固定部分和传递表面部分。接合部分被耦接至可操作体的外围，固定部分被附着到壳体，并且传递表面部分处于接合部分与固定部分之间。传递表面部分还具有在其上形成的位移传递表面，用于使应变体根据通过来自用户的操作力引起的压力而产生位移。

应变仪被布置在应变体的位移传递表面上，并检测通过应变体的位移引起的位移传递表面的应变。基于每个应变仪的检测结果，输出单元计算操作力和操作力在操作表面上的操作位置，并将作为操作信息而计算出的操作位置和操作力输出到车载装置。

可操作体和应变体被布置，使得：可操作体被定位成使可操作体的边缘端部部分朝向边缘单元延伸超出最靠近边缘的应变体。具体地，可操作体的边缘端部部分与在最靠近边缘的应变体的端点之间限定的端点线交叉。

根据本公开，在平面视图中，可操作体的边缘侧端部从跨越在连同其它应变体一道的被定位成最靠近边缘单元的两个应变体的相应端部之间的端部线突出或延伸。以这种方式，最靠近边缘单元的应变体的位置相比于可操作体距边缘单元的位置更远离边缘单元。因此，可操作体能够被定位成尽可能靠近边缘单元。

附图说明

根据参照附图安排的以下详细描述，本公开的其它目的、特征和优点将变得更明显，在附图中：

图1是本公开的具有输入设备的转向盘的图示；

图2是第一实施例中的输入设备的图示；

图3是第一实施例中的输入设备的横截面视图；

图4A是在输入设备的操作表面上施加的力的图示；

图4B是关于图4A的施加的力的X轴的转动力矩的图示；

图4C是关于图4A的施加的力的Y轴的转动力矩的图示；

图5是具有检测元件的输入设备的应变体的图示；

图6是应变体的传递表面的位移和应变的图示；

图7是应变体的检测元件的等效电路的电路图；

图8是每个检测元件的电阻值改变的表；

图9是第二实施例中的应变体的图示，其中应变体的传递表面具有渐缩形式；

图10是第三实施例中的具有输入设备的转向盘的图示，其中输入设备在第三实施例中具有与第一实施例不同的应变体的布置；

图11是第四实施例中的输入设备的横截面视图；

图12是第五实施例中的输入设备的操作体的图示，其中，操作体的操作表面不同于第一实施例的操作表面；

图13是沿着图12的线XIII-XIII截取的图12的输入设备的横截面视图；

图14是第六实施例中的输入设备的操作体的图示，其中操作体的操作表面不同于第一和第五实施例的操作表面；以及

图15是沿着图14的线XIV-XIV截取的图14的输入设备的横截面视图。

具体实施方式

现在，参照附图描述本公开的各个实施例。在各个实施例中，相似的部件具有相似的附图标记，并且不会重复相似部件的描述。

（第一实施例）

参照图1至8，描述本公开的第一实施例中的输入设备100。

用作车辆的转向装置的转向盘200连接至转向盘轴280。车辆的轮胎通过车辆的驾驶者转动转向盘200来转向。转向盘200包括：核心单元220，其被固定到轴280并与轴280一起旋转；以及边缘单元240，其被布置在核心单元220的外围并由驾驶者握持。核心单元220具有安装在其上的接近边缘单元240的输入设备100。输入设备接收用于操作车载装置（诸如导航设备）的操作信息的输入。

参照图1-3，输入设备100包括壳体50、可操作体10、应变体20a、20b、20c和20d、检测器30、信号处理器40、以及其它部件。应变体20a、20b、20c和20d可以被统一地且总体上称作应变体20。

壳体50被固定地布置到核心单元220，并支承可操作体10、应变体20、检测器30、致动器60和信号处理器40。

应变体20连接至可操作体10。此外，应变体20和壳体50限定了置于其间的间隔D（图3）。更具体地，应变体20（除了其固定部分24之外）和可操作体10以间隔D被定位在壳体50的底部52上方。间隔D是为可操作体10和应变体20的移动所保留的空间，使得当来自驾驶者的操作力被施加到可操作体10的操作表面14上时，保持可操作体10接触底部52。

底部52在面向可操作体10的操作表面14的背侧的位置处具有作为第一位移调节单元的第一停止器54，其间具有预定间隔。此外，底部52在面向传递表面部分26（其是应变体20的一部分）的传递表面26a的背侧的位置处具有作为第二位移调节单元的第二停止器56，其间具有预定间隔。稍后描述可操作体10和应变体20的细节。此外，壳体50具有安装在其上的致动器60，用于通过致动器60的操作来使壳体50振动。

可操作体10可由车辆的驾驶者操作。可操作体10的一部分从形成在核心单元220上的开口260露出，用于允许驾驶者的手指触摸和操作可操作体10。可操作体10包括盘状的主体部分12、以及在径向向外的方向上从主体部分1的外围伸出的两个臂（伸出部分）18。主体部分12和臂18被形成为一体。操作表面14被设置在主体部分12的面向驾驶者的表面上。臂18可以被称作操作表面连接单元。

参照图3，在具有与操作表面14的重心16相符的原点的X-Y坐标系中，一个臂18被形成为具有在X轴上的位置，而另一个臂18被形成为具有在Y轴上的位置。臂18被形成在相对于重心16的边缘单元240的相反侧上。此外，由臂18限定的角为大约90度（图2）。具体地，从重心16向各个臂18绘制的两条线之间的并且面向转向盘轴280的角为约90度。

应变体20被布置在壳体50中并且是可弹性形变的构件，其通过驾驶者相对于操作表面14的操作力（即施加的压力）而弹性形变。输入设备100具有四个应变体20。每个应变体20具有板状，并且包括接合部分22、固定部分24和传递表面部分26。

接合部分22被布置在应变体20的一端上，并且连接至臂18的末端部分。固定部分24被布置在应变体20的与接合部分22相反的另一端上，并被固定到壳体50。

传递表面部分26是可弹性形变的构件，其中根据操作力在操作表面14上的垂直力因素，引起了使传递表面部分26的主体弯曲的弹性形变。传递表面部分26被布置在接合部分22与固定部分24之间，并在其表面上具有传递表面26a。

在通过驾驶者置于操作表面14上的操作力而产生的压力之下，传递表面26a产生位移。当在固定部分24被固定在壳体50上的情况下操作力被施加于操作表面14时，根据施加于操作表面14的操作力的位置，可操作体10通过操作力相对于壳体50倾斜。换言之，可操作体10在对应于驾驶者所施加的压力的方向上产生位移或移动。可操作体10的这种位移经由臂18被传递到接合部分22。以这种方式，以弯曲的方式使传递表面部分26形变，从而使传递表面26a的位置位移，其中固定部分24在其端部处被固定地支承在壳体50上。因此，在向内的方向上在传递表面26a上引起弹性形变，这会压缩表面26a。也就是，传递表面26a可以在弹性形变时具有凹形曲线。

在本实施例中，两个应变体20连接至两个臂18中的一个臂的末端（图2），并且其余两个应变体20连接至两个臂18中的另一个臂的末端。具体地，应变体20a和20b沿着X轴被布置在臂18上，而应变体20c和20d沿着Y轴被布置在臂18上。

两个应变体20的位于臂18处的接合部分22彼此抵靠，其中应变体20的轴线彼此对准。换言之，如果应变体20a、20b的轴线被限定为从接合部分22开始穿过传递表面部分26向固定部分24延伸，则应变体20a、20b的轴线在一条直线上延展。应变体20a、20b沿着轴线和臂18的伸出方向连接至臂18。应变体20a、20b的轴线与在臂18的伸出方向的臂18交叉，使得应变体20a、20b的轴线可以垂直地与臂18的伸出方向交叉。针对应变体20c、20d和沿着Y轴延伸的臂18，也设置相似的配置。

操作表面14和所有传递表面26a基本上被定位在同一平面上（图3）。此外，当应变体20连接至臂18时，操作体10的大部分被定位为朝向边缘单元240。具体地，应变体20a、20d比应变体20b、20c更靠近边缘单元240。虚线M连接应变体20a、20d的端点，并且可操作体10的一部分从虚线M朝向边缘单元240（即，可操作体10的最靠近边缘的端部）延伸。

继续参照图2，两条短划线分别从操作表面14的重心16朝向应变体20a、20b的接合部分22和应变体20c、20d的接合部分22延伸。在两条短划线之间形成结合角θ₀，并且结合角θ₀朝向转向盘轴280敞开并小于180度。在本实施例的图2中，两条短划线之间的结合角θ₀为约90度。

在本实施例中，最靠近边缘单元240的应变体20是右上应变体20和左下应变体20（即，分别为应变体20a、20d）。此外，在本实施例中，另外两个应变体20（即，应变体20b、20c）被布置成更靠近转向盘轴280并且在更靠近边缘单元240的应变体20（即，应变体20a、20d）之间。

参照图4，垂直于操作表面14（即，沿着Z轴）的力Fz在下述位置处被施加于操作表面14：该位置在原点位于操作表面14的重心16上的X-Y坐标系中具有坐标x1和y1。若从X轴观看，在形成在X轴上的臂18上生成顺时针转动力矩m_z1以及力f_z1，力f_z1垂直地指向可操作体10的操作表面14的背侧。若从Y轴观看，在形成在Y轴上的臂18上生成逆时针转动力矩m_z2以及力f_z2，力f_z2垂直地指向可操作体10的操作表面14的背侧。力矩和垂直于操作表面14的垂直力经由接合部分22被传输到传递表面26a，传递表面26a在向内的方向上产生位移。传递表面26a的向内位移引起传递表面26a上的拉伸反作用力或压缩反作用力。

每个检测器30被布置在传递表面26a上，检测由于拉伸反作用力或压缩反作用力而引起的应变以作为弹性形变量，并根据弹性形变量向信号处理器40输出桥电压Vout。在权利要求书中检测器30可以被称作应变仪，并且信号处理器40可以被称作输出单元。

参照图5，每个检测器30具有四个元件30a至30d，其中元件30a、30b被布置为靠近固定部分24，而元件30c、30d被布置为靠近接合部分22，并且这些元件的位置被选择为对应于拉伸和压缩反作用力生成位置。

为了简便，在图5和6中仅示出了在图2的右上侧描绘的应变体20和检测器30（即，应变体20a和其相关联的检测器30）。

参照图6和8，四个元件30a至30d中的每个的电阻值根据由对应变体20的力fz产生的、在元件30a至30d的安装位置处的反作用力而改变。换言之，根据应变体20的弹性形变量改变。例如，当生成拉伸反作用力并且传递表面26a以膨胀方式弹性形变时，元件30a、30b的电阻值减小，当生成压缩反作用力并且传递表面26a以收缩方式弹性形变时，元件30c、30d的电阻值增加。

参照图7，元件30a至30d的等效电路被表示为桥电路，并且根据元件30a至30d中的每个的电阻值的改变，桥电压Vout改变。因此，基于布置在应变体20上的每个检测器30的桥电压Vout，使得能够实现力矩m_z1、m_z2和力f_z1、f_z2的计算。

当沿着与操作表面14平行的表面方向（即沿水平方向）施加力时，在元件30a至30d的安装位置处的所有反作用力是拉伸反作用力或压缩反作用力。因此，未引起桥电压Vout的改变。因此，检测器30对于沿着水平方向的这种力不具有灵敏度。

当驾驶者操作输入设备100时，致动器60用于使得壳体50振动，这最终被传递到驾驶者的手指。例如，当驾驶者按压操作表面14（即，对其执行按压操作）时，致动器60使得壳体50振动，以便为驾驶者提供能触知的感测或能触知的反馈，从而使得驾驶者感觉像是他/她已经按压了机械开关。以这种方式，改进了输入设备100的操作性。

此外，致动器60还可以用于经由致动器60引起的壳体50的振动将来自车辆的警告传送给驾驶者。

信号处理器40被实施为计算机（即，硬件），其包括公知的部件，诸如CPU、ROM、RAM和诸如A/D转换电路的信号处理器。信号处理器40通过例如控制CPU执行存储在ROM中的程序来实现输入设备100的各种功能。更具体地，它基于来自检测器30的信号（即，桥电压Vout）计算力矩m_z1、m_z2和力f_z1、f_z2，并计算操作力及其在操作表面14上的位置。此外，它将计算出的操作力及其位置作为操作信息输出到车载装置。

参照图4，描述了识别输入设备100的操作位置的计算原理，其中，操作力（Fz）被施加于具有坐标x1和y1的X标记的位置。在垂直方向上施加于操作表面14的力Fz是等式1中的力f_z1和力f_z2的合成力。此外，等式2提供了在施加操作力时对于可操作体10的关于Y轴的力矩平衡，等式3提供了在施加操作力时对于可操作体10的关于X轴的力矩平衡。在等式2和3中，w是从重心到臂18的各个末端的总距离。

当关于坐标x1和y1（即，在该点的变量）组合等式1至3时，导出等式4和5。通过替代由信号处理器40计算出的力矩m_z1、m_z2和力f_z1、f_z2，计算出代表操作力在操作表面14上的位置的坐标x1和y1。

（等式1）

F_z＝f_z1+f_z2

（等式2）

$F_z\·x1=f_{z1}\·\frac{w}{2}+m_{z2}$

（等式3）

$F_z\·y1=m_{z1}-f_{z2}\·\frac{w}{2}$

（等式4）

$x1=\frac{f_{z1}\·\frac{w}{2}+m_{z2}}{f_{z1}+f_{z2}}$

（等式5）

$y1=\frac{m_{z1}-f_{z2}\·\frac{w}{2}}{f_{z1}+f_{z2}}$

继续参照图2，根据平面视图中的输入设备100，设备100使得可操作体10的最靠近边缘的端部从虚线M朝向边缘单元240延伸，虚线M连接最靠近边缘240的应变体20（即，应变体20a、20d）。当输入设备100被安装在核心单元220上时，每个应变体20的位置被定位成相比于可操作体10距边缘单元240的位置更远离边缘单元240。因此，可操作体10被定位成尽可能靠近边缘单元240。结果，其手正在握持边缘单元240的驾驶者可以容易地延伸他/她的拇指以到达操作表面14。

当可操作体10与每个应变体20之间的位置关系被简单地限定为使得可操作体10的最靠近边缘的端部从虚线M朝向边缘单元240延伸时，在边缘单元240的最靠近可操作体10的部分具有径向向外的（即，径向伸出的）弧形形状的情况下，例如在本实施例中，应变体20可能干扰边缘单元240。结果，会难以相对于边缘单元240接近地定位可操作体10。

因此，在本实施例中，设计出以下两种布置。首先，分别连接操作表面14的重心16和最靠近边缘单元240的应变体20（例如，应变体20a、20d）的相应接合部分22的两条线被配置成具有小于180度的结合角θ₀，该结合角是从面向转向盘轴280的转动中心的开口测量的（即，结合角θ₀朝向转向盘轴280敞开）。

其次，位于最靠近边缘单元240的应变体20之间的应变体20被配置成定位在相对于最靠近边缘单元240的应变体20更靠近转向盘轴280的转动中心的一侧。换言之，除了最靠近边缘单元240的应变体20之外的应变体20被布置为朝向可操作体10的转向盘轴侧、在最靠近边缘单元240的应变体20之间。例如，应变体20b、20c被定位在应变体20a、20d之间、并且在更靠近转向盘轴280的转动中心的侧。

根据上述配置，相比于应变体20被布置成彼此面对（其中操作表面14以插入的方式处于正中间）的配置，操作表面14的大部分被保留用于朝向边缘单元240延伸，其中对于这两种情况，可操作体10具有相同的形状。因此，通过使得操作表面14的大部分朝向边缘单元240延伸，基本上防止应变体20与边缘单元240之间的干扰。甚至当边缘单元240具有弧形形状或圆形形状时，基于描述的所设计的布置，可操作体10被定位成尽可能靠近边缘单元240。

此外，在本实施例中，可操作体10通过沿着可操作体10的操作表面14的外围被布置的应变体20而由壳体50支承。当驾驶者执行对操作表面14的按压操作时，可操作体10相对于壳体50倾斜或产生位移。

当沿着二维正交坐标系的X-Y平面设置可操作体10的操作表面14时，根据关于X轴和Y轴的转动力矩以及在与操作表面14垂直的方向上的力，使传递表面26a产生位移。因此，检测器30检测由关于X轴和Y轴的转动力矩和在垂直方向上的力产生的应变。此外，由于传递表面26a的位移根据操作表面14上的操作位置而改变，所以检测器30的检测结果反映出转动力矩和在垂直方向上的力。信号处理器40然后基于上面的检测结果来计算操作位置。以这种方式，根据本实施例，操作表面14上的操作位置被准确地计算。

如果例如操作表面14的位置通过腿部被布置在相对于由传递表面26a定义的平面更高的位置处（即，在高度方向上升高），则在与操作表面14平行的方向上的力因素或在操作表面14的操作力中的水平力因素引起操作表面14的倾斜，检测器30的检测结果可能会受到由这种水平力因素引起的应变的影响。

这种水平力因素与操作力的操作位置无关，并且对于计算操作位置而言是不必要的。也就是，在操作表面14位于相对于传递表面26a被定位的平面的升高的高度处的情况下，由信号处理器40进行的计算会更复杂以从这种水平力因素中排除影响。

在本实施例中，由于操作表面14和所有传递表面26a基本上被布置在同一平面上，所以防止检测器30的检测结果包含水平力因素影响。因此，简化了信号处理器40对操作位置的计算。

此外，相对于如图2所示的可操作体10的边缘侧端部，操作表面14与传递表面26a之间的位置关系（即，同一平面的布置）（否则这会引起其间的干扰）将会由于应变体20在“内部”中或在退回侧上的位置而不导致这种干扰。

在本实施例中，传递表面部分26是可弹性形变的构件，其中，根据垂直于操作表面14的操作力的垂直力因素，引起使得构件弯曲的弹性形变。根据这种配置，可弹性形变的构件（即，传递表面部分26）的弯曲形变引起在传递表面26a的向内方向上的弹性形变。布置在传递表面部分26的传递表面26a上的检测器30检测到向内方向上的弹性形变量。基于前述内容，由检测器30检测到的弹性形变量准确地反映出在垂直于操作表面14的垂直方向上的力。因此，使得信号处理器40能够基于以上述方式检测到的弹性形变量来计算垂直于操作表面14的力。

在本实施例中，两个应变体20的接合部分22的每个连接至一个臂18的末端。当将操作力施加于操作表面14时，操作力集中在臂18上。因此，由于应变体20在臂18的末端上的布置，集中在臂18上的力被牢固地传递到应变体20的传递表面26a。

两个应变体20（诸如应变体20a、20b）的接合部分22可以组合成一体，接合部分22的这种主体被连接至臂18的末端。因此，由于接合部分22的数目减小，形成在可操作体10上的臂18的数目也减小。此外，由于应变体20的接合部分22的总数减小，当应变体20连接至可操作体10时，使得与传递表面26a在同一平面上的操作表面14的定位变得容易。

甚至当例如大于正常力的过度操作力被施加于操作表面14时，布置在壳体50的底部52上的第一停止器54防止对可操作体10的损坏。此外，使得第二停止器56布置在壳体50的底部52上，甚至当例如大于正常力的过度操作力被施加于操作表面14时，防止对传递表面部分26的损坏。

（第二实施例）

第二实施例与第一实施例的不同在于：应变体20的传递表面部分26具有不同的形状。参照图9，传递表面部分26具有基部渐缩部分26b和末端渐缩部分26c，使基部渐缩部分26b的宽度朝向接合部分22增大，并使末端渐缩部分26c的宽度朝向固定部分24增大。沿着传递表面部分26的最靠近接合部分22的部分形成基部渐缩部分26b。沿着传递表面部分26的最靠近固定部分24的部分形成末端渐缩部分26c。通过具有渐缩的结构，传递表面部分26的最靠近接合部分22的端部以及传递表面部分26的最靠近固定部分24的端部具有增加的刚性和强度，从而增加应变体20的耐久性并允许输入设备100的操作力的更大许可量。

此外，在本实施例中，在传递表面部分26的基部渐缩部分26b与轴线L之间的角中，角度θ₁被定义为具有30度到60度之间的值（即，30≤渐缩角≤60）。此外，在传递表面部分26的末端渐缩部分26c与轴线L之间的角中，角度θ₂被定义为具有30度到60度之间的值（即，30≤渐缩角≤60）。以这种方式，传递表面部分26的两端的刚性增加，以及使得传递表面部分26根据传递表面部分26上的操作力引起适当的形变。因此，这种结构使得能够实现传递表面部分26的增加的刚性以及防止传递表面部分26的检测灵敏度的退化。

（第三实施例）

参照图10，第三实施例与第一实施例的不同在于：其具有不同的应变体20的布置。在第三实施例中，主体部分12具有从其伸出的三个臂18。每个臂18具有连接至其的一个应变体20（即，应变体20e、20f、20g）。甚至在这种布置中，可操作体10的最靠近边缘单元240的部分（即，可操作体10的最靠近边缘的端部）从连接最靠近边缘单元240的应变体20的端部部分的线伸出。例如，可操作体10的最靠近边缘的端部从连接应变体20e、20g的端部部分的虚线N延伸。

此外，在本实施例中，两条短划线从操作表面14的重心16向最靠近边缘单元240的应变体20（即，应变体20e、20g）的相应接合部分22延伸。在两条短划线之间并朝向转向盘轴280敞开的结合角θ₃小于180度。此外，第三应变体20（即，应变体20f）沿着可操作体10的面向转向盘轴280的（即，远离边缘单元240）侧，被布置在最靠近边缘单元240的应变体20（即，应变体20e和20g）的对之间。

根据上面的内容，甚至在三个应变体20的布置中，实现了与第一实施例相同的优点。此外，应变体20的传递表面部分26可以具有与第二实施例相同的结构。

本实施例中的应变体20的数目是三个，其小于第一实施例。然而，当具有至少三个应变体20时，也可以检测到垂直于操作表面14的垂直力以及关于X轴和Y轴的力矩，从而使得能够实现操作力的操作位置的准备计算。

（第四实施例）

参照图11，在第四实施例中，显示单元70被布置在可操作体10的背部后。密封构件72被置于显示单元70与可操作体10之间，并且可操作体10由透光材料制成。显示单元70被配置成显示目标车载装置的操作按钮图像。车辆驾驶者可以在观看显示的按钮图像的情况下操作输入设备100。以这种方式，使得驾驶者能够直观地操作输入设备100，从而具有改进的操作性。

甚至在这样的实施例中，当采用与第一和/或第三实施例相同的应变体的布置时，实现了与第一实施例相同的优点。

此外，通过采用与第二实施例相同的应变体结构，实现了与第二实施例相同的优点。

（第五实施例）

参照图12和13，在第五实施例中，操作表面14的形状与第一实施例相比是不同的。第五实施例的操作表面14具有凹槽14b。通过具有凹槽14b，使得驾驶者能够仅通过触摸操作表面14识别出操作表面14上的粗略操作位置而无需观看操作表面14。甚至在这种配置中，第五实施例通过采用与第一和/或第三实施例相同的应变体的布置来实现与第一实施例相同的优点。

此外，通过采用与第二实施例相同的应变体结构来实现与第二实施例相同的优点。

（第六实施例）

参照图14和15，在第六实施例中，操作表面14c的形状与第一实施例中的操作表面的形状不同。第六实施例的操作表面14c被升高，或具有抬起的形状。通过具有操作表面14c的这种抬起的形状，使得驾驶者能够仅通过触摸操作表面14c识别出操作表面14c上的粗略操作位置而无需观看操作表面14c。甚至在这种配置中，第五实施例通过采用与第一和/或第三实施例相同的应变体布置来实现与第一实施例相同的优点。

此外，通过采用与第二实施例相同的应变体结构来实现与第二实施例相同的优点。

（其它实施例）

虽然已经参照附图结合本公开的第一至第六实施例充分描述了本公开，但是应注意，对于本领域技术人员而言，各种改变和变型将变得明显。

例如，虽然第一实施例中的边缘单元240被描述为具有圆环形状，但是边缘单元240可以具有其它形状，诸如线性形状、弧形形状等，只要边缘单元240可由车辆的驾驶者“握持”。甚至通过边缘单元240的这种形状，实现了与第一至第六实施例相同的效果和优点。

这种改变、变型和概述的方案应被理解为在所附权利要求所限定的本公开的范围之内。

Claims (11)

1.一种车辆输入设备（100），所述车辆输入设备（100）被布置在车辆的转向设备（200）上，所述转向设备（200）具有核心单元（220）和边缘单元（240），所述核心单元（220）被固定在转向轴（280）上以便与所述转向轴（280）一起旋转，并且所述边缘单元（240）被布置在所述核心单元（220）的外围上并由用户握持，所述车辆输入设备（100）输入用于操作安装在所述车辆中的车载装置的操作信息，所述车辆输入设备（100）包括：

壳体（50），被布置在所述核心单元（220）上；

可操作体（10），被布置在所述壳体（50）上并具有操作表面（14）；

至少三个应变体（20），被布置在所述壳体（50）上并且各自具有接合部分（22）、固定部分（24）和传递表面部分（26），所述接合部分（22）被耦接至所述可操作体（10）的外围，所述固定部分（24）被附着到所述壳体（50），并且所述传递表面部分（26）处于所述接合部分（22）与所述固定部分（24）之间，并具有在其上形成的位移传递表面（26a），用于使所述应变体（20）根据通过来自所述用户的操作力引起的压力而产生位移，其中，所述应变体（20）中的被定位成最靠近所述边缘单元（240）的两个应变体被指定为最靠近边缘的应变体（20a、20d、20e、20g）；

应变仪（30），被布置在所述应变体（20）的所述位移传递表面（26a）上，用于检测通过所述应变体（20）的位移引起的所述位移传递表面（26a）的应变；以及

输出单元（40），其基于每个所述应变仪（30）的检测结果来计算所述操作力和所述操作力在所述操作表面（14）上的操作位置，并将作为所述操作信息而计算出的所述操作位置和所述操作力输出到所述车载装置，其中，

所述可操作体（10）被定位成使得所述可操作体（10）的边缘端部部分朝向所述边缘单元（240）延伸超出所述最靠近边缘的应变体（20a、20d、20e、20g），以使得所述可操作体（10）的边缘端部部分与在所述最靠近边缘的应变体（20a、20d、20e、20g）的端点之间限定的端点线（M、N）交叉。

2.根据权利要求1所述的车辆输入设备（100），其中，

所述边缘单元（240）在靠近所述可操作体（10）的部分处具有径向向外的弧形形状，

从所述操作表面的重心向所述最靠近边缘的应变体（20a、20d、20e、20g）的相应接合部分延伸的两条线限定了结合角（θ₀、θ₃），所述结合角（θ₀、θ₃）朝向所述转向轴（280）敞开并小于180度，并且

除了所述最靠近边缘的应变体之外的应变体（20b、20c、20f）被布置在所述最靠近边缘的应变体（20a、20d、20e、20g）之间、朝向所述可操作体（10）的转向轴侧。

3.根据权利要求1或2所述的车辆输入设备（100），其中，

所述可操作体（10）的操作表面（14）具有由二维正交坐标系的X轴和Y轴限定的平面，

当所述操作力被施加于所述操作表面时，所述应变仪（30）根据在垂直于所述操作表面的方向上的垂直力，来检测关于X轴的转动力矩、关于Y轴的转动力矩和所述位移传递表面的应变，并且

所述输出单元（40）基于由每个所述应变仪（30）检测到的所述关于X轴的转动力矩、所述关于Y轴的转动力矩和在垂直于所述操作表面（14）的方向上的所述垂直力，来计算所述操作力和所述操作力的操作位置。

4.根据权利要求3所述的车辆输入设备（100），其中，

所述操作表面（14）和所有所述位移传递表面（26a）基本上被定位在同一平面上。

5.根据权利要求4所述的车辆输入设备（100），其中，

所述传递表面部分（26）是可弹性形变的构件，所述可弹性形变的构件能够通过施加于所述操作表面（14）的所述操作力而弹性形变，垂直于所述操作表面（14）的所述操作力的垂直力因素引起了下述弹性形变：该弹性形变使得所述可弹性形变的构件相对于固定在所述壳体（50）上的所述固定部分（24）弯曲，

所述应变仪（30）检测在所述位移传递表面（26a）中沿着所述位移传递表面（26a）的向内方向引起的弹性形变量，并且

所述输出单元（40）基于由每个所述应变仪（30）检测到的所述弹性形变量来计算垂直于所述操作表面（14）的垂直力因素。

6.根据权利要求1或2所述的车辆输入设备（100），其中，

所述可操作体（10）具有带有所述操作表面（14）的主体部分（12）、以及分别从所述主体部分（12）的外围伸出的多个操作表面连接单元（18），并且

所述应变体（20）的至少一个接合部分（22）被连接至所述操作表面连接单元（18）的末端。

7.根据权利要求6所述的车辆输入设备（100），其中，

两个应变体（20）的所述接合部分（22）被组合成单一体并连接至所述操作表面连接单元（18）的末端。

8.根据权利要求1或2所述的车辆输入设备（100），其中，

所述壳体（50）具有形变调节单元（54），所述形变调节单元（54）面向所述可操作体（10）的相对于所述操作表面（14）的背侧，其中在所述形变调节单元（54）与所述可操作体（10）的所述背侧之间保留了预定量的间隔。

9.根据权利要求1或2所述的车辆输入设备（100），其中，

所述壳体具有形变调节单元（56），所述形变调节单元（56）面向所述传递表面部分（26）的与所述位移传递表面（26a）相反的表面，其中在所述形变调节单元（56）与所述传递表面部分（26）的所述相反的表面之间保留了预定量的间隔。

10.根据权利要求1或2所述的车辆输入设备（100），其中，

所述传递表面部分（26）具有沿着靠近所述接合部分（22）的端部形成的基部渐缩部分（26b），其中所述基部渐缩部分的宽度朝向所述接合部分（22）增大，并且

所述传递表面部分（26）具有沿着靠近所述固定部分（24）的端部形成的末端渐缩部分（26c），其中所述末端渐缩部分（26c）的宽度朝向所述固定部分（24）增大。

11.根据权利要求10所述的车辆输入设备（100），其中，

在所述传递表面部分（26）的所述基部渐缩部分（26b）与纵向轴线（L）之间的角中的接合部分侧角（θ₁）具有在30度到60度的范围内的值，以及

在所述传递表面部分（26）的所述末端渐缩部分（26c）与纵向轴线之间的角中的固定部分侧角（θ₂）具有在30度到60度的范围内的值。

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