CN106462224A - 用于机动车辆的控制装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的控制方法和控制装置，包括触摸敏感表面(2)和触觉反馈模块(4)，所述触觉反馈模块设计为使触摸敏感表面(2)响应与触摸敏感表面(2)的接触而振动，其特征在于，触摸敏感表面(2)产生的振动通过2G至8G的触摸敏感表面(2)的移动加速度进行的触摸敏感表面(2)的幅度为5至110μm的移动(dR)产生。

Description

用于机动车辆的控制装置和控制方法
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的控制装置和用于控制所述控制装置的方法。
背景技术
在近年中，由于新出现技术(例如，动力转向、ABS、巡航控制、后停车辅助等)的显现，汽车变得越来越容易操作。但是，矛盾地，在驾驶期间要控制的功能的数量本身也明显增多。这可导致与缺乏这些功能用途的知识以及它们的多样性相关的一定复杂度。汽车已经成为真实的生活空间，被认为是个人和互联通信中心，例如通过MP3播放器、GPS、至移动电话的连接件。
这些新功能的引入本身表现为汽车驾驶座舱仪表板上的按钮数量的增加。但是，按钮数量不能无限地增加，特别是由于最终的复杂度、受限空间、可访问性或认知负荷。此外，驾驶员与汽车中的车载系统的交互可再生一种注意力超负荷的情形，在该情形下，驾驶员不能理想地处理驾驶任务的所有信息，表现为错误和长的检测时间。
一种可能性是通过将按钮用触摸屏代替而使按钮集中。这允许功能的数量继续增加，根据被激活功能的背景，所述功能变为可编程的和可重新构造的，且被临时或永久地暴露。屏幕由此包括多功能设备，同时使按钮虚拟化且可被定制。此外，屏幕具有三个其他主要优势：一方面，它们允许直接交互(显示器和输入器的共同定位)，另一方面，它们是灵活的(显示器可容易地被构造用于一定数量的功能)，最后是，它们是直观的(熟悉的交互方法诸如“触控”)。
但是，与按钮的情况相反，当驾驶员与触摸屏交互时，除了他的压在屏幕上的手指的简单接触之外，他没有接收到与他在界面上的动作直接相关的反馈。
为了补偿触摸屏代替传统机械界面导致的信息损失，提出增加反馈，诸如触觉反馈，以便从系统向用户提供响应。该反馈避免系统考虑用户动作的可能的模糊，该模糊可以促进危险情形的出现。但是，其必须还避免已经在驾驶任务中涉及的视觉和听觉路径过载。实际上，触摸屏在机动车辆中的使用必须不能使驾驶员注意力分心。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种控制装置和用于控制所述控制装置的方法，其不干涉驾驶，被用户良好感知和意识，且可与遵循汽车约束的用于触摸屏应用的其他信号区别。
为此目的，本发明的主题是一种用于机动车辆的控制装置，包括触摸敏感表面和触觉反馈模块，所述触觉反馈模块构造为使触摸敏感表面响应与触摸敏感表面的接触而振动，其特征在于，触摸敏感表面产生的振动通过触摸敏感表面的移动获得，该移动具有5至110μm的量以及2*G至8*G的触摸敏感表面的移动加速度。
发明人实际上已经发现，对于汽车驾驶，如果感觉接近传统按钮的操作的感觉，触觉反馈被用户更好地感知。因为传统按钮的操作需要大体在多于一毫米的范围中按压，发明人已经注意到，通过一方面控制触摸传感表面的加速度值、另一方面控制触摸敏感表面的移动量，被传感的振动提供物理按钮的操作的幻觉。实际上，振动反馈的这两个物理参数的改变——对于触摸敏感表面的移动为5至100μm，对于触摸敏感表面的移动的加速度为2*G至8*G，这是对影响用户感觉最相关的——允许振动反馈被感知为按钮且由此被用户在驾驶时更好地区别、避免他分心。
根据一个示例性实施例，触觉反馈模块被构造为产生以下触摸敏感表面的移动量：
-对于4.5*G至8*G的触摸敏感表面的移动加速度，产生5至38μm的触摸敏感表面的移动量，和/或
-对于2*G至4.5*G的触摸敏感表面的移动加速度，产生54至110μm的触摸敏感表面的移动量。
实际上注意到，为了逼近“按钮感觉”，优选地是，加速度随着小移动的移动量(小于38μm)的增加而增加。对于具有更大量的移动(超过54μm)，加速度也随着移动的增加而增加，但是以比对于小移动的更低的值。
触摸敏感表面的振动的时长例如小于200ms。
触摸敏感表面的振动的频率例如为60至200Hz。
本发明的主题还是一种用于控制如上所述的用于机动车辆的控制装置的方法，其特征在于，响应于通过使触摸敏感表面以2*G至8*G的触摸敏感表面的移动加速度移动5至110μm的量而与触摸敏感表面的接触，触摸敏感表面产生振动。
根据一个示例性实施例，产生触摸敏感表面的移动量：
-对于4.5*G至8*G的触摸敏感表面的移动加速度，产生5至38μm的触摸敏感表面的移动量，和/或
-对于2*G至4.5*G的触摸敏感表面的移动加速度，产生54至110μm的触摸敏感表面的移动量。
根据一个实施例，触摸敏感表面的移动量和触摸敏感表面的移动的加速度具有相互依赖的值。
例如，触摸敏感表面的移动量值的增加与触摸敏感表面的移动的加速度值的增加大约成比例。
附图说明
其他优点和特征将通过阅读本发明说明书和附图而变得明显，所述附图示出本发明的非限制性示例实施例，且其中：
图1示出用于汽车的控制装置的例子，和
图2示出作为触摸敏感表面的以μm计的移动值的函数的触摸敏感表面的加速度值，其值为G。
在这些附图中，相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出用于机动车辆1的控制装置，例如布置在车辆的控制面板中。
控制装置1包括触摸敏感表面2和触觉反馈模块4，该触觉反馈模块构造为使得触摸敏感表面2响应例如进行改变或选择一控制的用户的手指或任何其他激活器件(例如手写笔)与触摸敏感表面2的接触而振动。
术语“触觉”是指通过触摸而反馈。由此，触觉反馈是振动或振动触觉信号。
触摸敏感表面2例如是触摸屏的触摸敏感表面。触摸屏是外围输入装置，其允许系统的用户通过触摸而与所述系统交互。其允许用户在他希望选择用于各种用途的区域上的直接交互，所述用户例如选择目的地地址或目录中的名字、空调系统的调节、专门功能的激活、从列表选择轨迹或大体地浏览选项、选择、验证和错误列表。
触摸敏感表面2包括承载接触传感器的板，以检测用户的手写笔或手指的移动或触摸压力。
接触传感器例如是压力传感器，诸如利用FSR(“力传感电阻”)技术、即利用压力敏感电阻的压力传感器。FSR技术具有非常好的抗性和鲁棒性，同时具有高的分辨率。此外，其非常活跃且准确，同时在时间上相对稳定。其可具有非常长的服役寿命，且可与任何类型的激活器件以相对低的成本一起使用。
根据FSR技术的一个设计，传感器通过在两个导电层之间建立接触(例如通过手指的动作)而操作。其中一个实施方式包括用一层导电墨覆盖玻璃板，在该导电墨层上叠置有柔性聚酯片，该柔性聚酯片本身在其内表面上通过一层导电墨覆盖。绝缘和透明柱将板与聚酯片绝缘。触摸敏感表面上的激活产生聚酯层的轻微按压，该聚酯层与玻璃板的导电层接触。两个导电层的局部接触引起施加到板的电流的改变，对应于电压梯度。
根据不同例子，接触传感器包括柔性的半导电层，其例如夹置在导电层和电阻层之间。通过施加压力或滑动到FSR层，其欧姆电阻减小，由此允许被施加的压力和/或压力被施加的位置的定位通过被适应的电压的施加而被测量。
根据不同例子，接触传感器基于电容技术。
触觉反馈模块4包括至少一个促动器3，其连接到触摸敏感表面2的板，以便产生作为源自接触传感器的信号的函数的触觉反馈。触觉反馈是振动信号，诸如由发送到促动器3的正弦控制信号或包括一个脉冲或一连串脉冲的控制信号产生的振动。振动例如沿触摸敏感表面2的平面或正交于触摸敏感表面2的平面被引导，或根据这两个方向的组合被引导。
在多个促动器的情况下，所述促动器在不同位置(在中心或在一侧)或以不同取向(沿在表面上按压的方向或沿不同的轴线)被布置在触摸敏感表面2下。
根据一个示例性实施例，促动器3基于类似于扬声器或“音圈”技术的技术。其包括固定部分和可移位的部分，该可移位的部分在固定部分的间隙中在第一和第二位置之间平行于可移动部分的纵向轴线可移位，该间隙例如在200μm的范围。可移动部分例如通过在固定线圈内滑动的可移动磁体或通过绕固定磁体滑动的可移动线圈形成，可移动部分和固定部分由于电磁作用协作。可移动部分连接到板，从而可移动部分的移动导致板的移位，以便产生对用户手指的触觉反馈。该技术是可容易控制的，且允许大质量块(诸如屏幕的)以各种频率移动，且遵守非常严格的汽车约束，所述约束是低成本、对大温度变化有良好抗性且容易实施。
触觉反馈模块4被构造为，使得触摸敏感表面2响应与触摸敏感表面2的接触而振动，以使得触摸敏感表面2产生的振动使触摸敏感表面2移动5至110μm的移动dR的量(图1)，其中，触摸敏感表面2的移动的加速度为2*G至8*G，这里，G对应于大约9.8m/s2。
发明人实际上已经发现，对于汽车驾驶，如果感觉接近传统按钮的操作的感觉，触觉反馈被用户更好地感知。因为传统按钮的操作需要大体在多于一毫米的范围中按压，发明人已经注意到，通过一方面控制触摸传感表面2的加速度值、另一方面控制触摸敏感表面2的移动量，被传感的振动提供物理按钮的操作的幻觉。实际上，振动反馈的这两个物理参数的改变——对于触摸敏感表面2的移动为5至100μm，对于触摸敏感表面2的移动的加速度为2*G至8*G，这是对影响用户感觉最相关的——允许振动反馈被感知为按钮且由此被用户在驾驶时更好地区别。
在移动量为5至110μm以及移动加速度为2*G至8*G的操作范围中，可更准确地限定两个子范围。
例如提出，触觉反馈模块4被构造为，产生5至38μm的触摸敏感表面2的移动量以及4.5*G至8*G的触摸敏感表面的加速度。
还可提出，触觉反馈模块4被构造为，产生54至110μm的量以及2*G至4.5*G的触摸敏感表面2的移动加速度。
根据一个示例性实施例，触觉反馈模块4被构造为，对于4.5*G至8*G的触摸敏感表面的加速度，产生5至38μm的触摸敏感表面2的移动量，以及对于2*G至4.5*G的触摸敏感表面2的移动加速度，产生54至110μm的触摸敏感表面2的移动量。
由此，根据被用户选择的功能的类型，可以产生一种触觉反馈，其是不同的，但是其移动的量和加速度保持在两个子范围的一个内。
图2由此示意性地示出两组点G1、G2。
第一组点G1表示第一子范围，对于该第一子范围，触摸敏感表面2的移动量是5至38μm，触摸敏感表面的加速度是4.5*G至8*G。第二组点G2表示第二子范围，对于该第二子范围，移动量是54至110μm，触摸敏感表面2的移动加速度是2*G至4.5*G。
根据一个示例性实施例，触摸敏感表面的移动量值和触摸敏感表面的移动的相应加速度值形成具有椭圆形状的至少一组点。椭圆形状例如大体沿操作范围的对角线延伸，对此，移动量为5至110μm，移动加速度是2*G至8*G。
在图2所示的例子中，触摸敏感表面的移动量值和触摸敏感表面的移动的相应加速度值形成两组点G1、G2，其相应形状是椭圆的，大体沿相应子范围的对角线P1、P2延伸。
此外，可提出，触摸敏感表面的移动量和触摸敏感表面的移动的加速度具有相互依赖的值，即，一个的确定牵涉另一个的确定。
例如，触摸敏感表面的移动量值的增加与触摸敏感表面的移动的加速度值的增加大约成比例。
作为触摸敏感表面的移动量的函数的触摸敏感表面的加速度的选择以及反过来均允许触觉反馈感觉被改进。
更准确地，触摸敏感表面2的移动量的选择和加速度值的选择允许对传统按钮的近似程度被细化。实际上需注意，如果与2至4.5*G的低加速度相关联(图2中的P2)，54至110μm的平均移动量被更好地感知和区别。相反，如果与4.5至8*G的平均加速度相关联(图2中的P1)，5至38μm的小移动量被更好地感知和区别。
由此，为了逼近“按钮感觉”，加速度值必须随着小移动的移动量(小于38μm)的增加而增加。对于更大的移动量(超过54μm)，加速度也随着移动的增加而增加，但是以比对于小移动的更低的值。
根据一个示例性实施例，触摸敏感表面2的振动的持续时间短，即小于200ms，且优选的为70至200ms，诸如110至140ms。短信号实际上在触摸敏感表面2的移动的加速度和移动的这些范围中被更好地感知。触摸敏感表面2的振动的频率例如为60至200Hz，诸如120Hz。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的控制装置，包括触摸敏感表面(2)和触觉反馈模块(4)，所述触觉反馈模块构造为使触摸敏感表面(2)响应与触摸敏感表面(2)的接触而振动，其特征在于，触摸敏感表面(2)产生的振动通过触摸敏感表面的移动获得，该移动具有5至110μm的量(dR)以及2*G至8*G的触摸敏感表面(2)的移动加速度。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，触觉反馈模块(4)构造为产生以下触摸敏感表面(2)的移动量(dR)：
-对于4.5*G至8*G的触摸敏感表面(2)的移动加速度，产生5至38μm的触摸敏感表面的移动量，和/或
-对于2*G至4.5*G的触摸敏感表面(2)的移动加速度，产生54至110μm的触摸敏感表面的移动量。
3.如前述权利要求中的任一项所述的控制装置，其特征在于，触摸敏感表面(2)的振动的时长小于200ms。
4.如前述权利要求中的任一项所述的控制装置，其特征在于，触摸敏感表面(2)的振动的频率为60至200Hz。
5.一种用于控制如前述权利要求中的任一项所述的用于机动车辆的控制装置的方法，其特征在于，响应于通过使触摸敏感表面(2)以2*G至8*G的触摸敏感表面(2)的移动加速度移动5至110μm的量(dR)而与触摸敏感表面(2)的接触，触摸敏感表面(2)产生振动。
6.如前述权利要求所述的控制方法，其特征在于，触摸敏感表面(2)的移动量产生为：
-对于4.5*G至8*G的触摸敏感表面(2)的移动加速度，产生5至38μm的触摸敏感表面的移动量，和/或
-对于2*G至4.5*G的触摸敏感表面(2)的移动加速度，产生54至110μm的触摸敏感表面的移动量。
7.如权利要求5或6中的任一项所述的控制方法，其特征在于，触摸敏感表面(2)的移动量和触摸敏感表面(2)的移动的加速度具有相互依赖的值。
8.如权利要求5至7中的任一项所述的控制方法，其特征在于，触摸敏感表面(2)的移动量的值的增加与触摸敏感表面(2)的移动的加速度的值的增加大约成比例。
9.如权利要求5至8中的任一项所述的控制方法，其特征在于，触摸敏感表面(2)的振动的时长小于200ms。
10.如权利要求5至9中的任一项所述的控制方法，其特征在于，触摸敏感表面(2)的振动的频率为60至200Hz。
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