CN107415694A - 使用接近感测的车辆换挡器界面装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种包括用户界面面板的换挡器界面装置。换挡器界面装置还包括设置为在面板上提供接近开关键的多个接近传感器，其中接近开关形成可由用户选择以输入车辆操作模式的固定输入键。换挡器界面装置还包括控制器，该控制器处理由接近传感器产生的信号，以检测一个或多个接近传感器的激活。

Description

使用接近感测的车辆换挡器界面装置

技术领域

本发明总体上涉及用于车辆的用户换挡器界面装置，并且更具体地涉及采用接近感测来输入车辆操作模式的增强型换挡器界面装置。

背景技术

机动车辆通常配备有用于选择车辆的各种操作模式的换挡器界面装置，该操作模式包括驻车、倒挡、空挡、驱动和低速挡位选择。一些机动车辆已经使用采用诸如按钮的用户界面输入装置的线控换挡系统代替了传统的变速杆。期望提供用于在车辆上使用的用户输入换挡器界面装置的增强操作。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种换挡器界面装置。换挡器界面装置包括用户界面面板和布置成在面板上提供接近开关键的多个接近传感器。接近开关键可由用户选择以输入车辆的操作模式。换挡器界面装置还包括控制器，该控制器处理由接近传感器产生的信号，以检测一个或多个接近开关键的激活。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆换挡器界面装置。换挡器界面装置包括车辆中的用户界面面板和布置成在面板上提供接近开关键的多个接近传感器。接近开关键可由用户选择以输入车辆的操作模式。车辆换挡器界面装置还包括控制器，控制器处理由接近传感器产生的信号以检测一个或多个接近开关键的激活并命令输入的运行模式。

根据本发明的一个实施例，其中所述接近传感器包括电容传感器。

根据本发明的一个实施例，其中所述面板可在前方使用位置和收起位置之间移动。

根据本发明的一个实施例，还包括使所述面板相对于所述收起位置向前移动的致动器。

根据本发明的一个实施例，其中所述多个接近传感器包括形成在所述面板的第一表面上的多个第一接近传感器和形成在所述面板的第二表面上的多个第二接近传感器。

根据本发明的一个实施例，其中所述第一表面包括大体上水平的表面，并且所述第二表面包括大体竖直的表面。

根据本发明的一个实施例，还包括位于面板上处在相邻接近开关键之间的一个或多个触觉构件。

根据本发明的一个实施例，还包括用于照亮所述接近开关键中的一个或多个的背光介质。

本领域技术人员一经研究了以下说明书、权利要求书和附图就将理解和领会本发明的这些和其他方面、目的和特征。

附图说明

在附图中：

图1是根据一个实施例的具有按钮换挡器界面装置的机动车辆的乘客舱的透视图，其中按钮换挡器界面装置具有接近传感器；

图1A是在前方使用位置被示出的按钮换挡器界面装置的放大透视图；

图2是在收起位置被示出的按钮换挡器界面装置的透视图；

图3是在收起位置被示出的图2的按钮换挡器界面装置的俯视图；

图3A是在前方使用位置被示出的图2的按钮换挡器界面装置的俯视图；

图4是根据一个实施例的采用电容接近感测的按钮按键之一的俯视图；

图4A是通过图4的线IVA-IVA截取的横截面图；

图5是根据另一实施例的采用替代性电容接近感测布置的按钮按键的俯视图；

图5A是沿图5的线VA-VA截取的横截面图；

图6是用户与根据电容感测实施例的按钮按键的交互的示意图；

图7是示出了在用户与按钮按键交互时产生的与电容传感器相关联的信号的曲线图；

图8是示出当用户在按钮按键上暂停时与电容传感器相关联的信号的曲线图；

图9是示出当用户按下激活按钮按键中的一个时与电容传感器相关联的信号的曲线图；

图10是根据另一实施例的采用红外传感器的按钮换挡器界面装置的透视图，其中按钮按键被示出处于收起位置；

图10A是图10的按钮换挡器界面装置的透视图，其中按钮按键被示出处于前方使用位置；

图10B是通过图10A的线XB-XB截取的按钮换挡器界面装置的透视截面图；

图11是根据另一实施例的采用使多个按钮按键相对于壳体向前滑动的致动器的按钮换挡器界面装置的俯视图；

图11A是图12的按钮换挡器界面装置的俯视图，图12示出了在使用位置向前延伸的按钮按键；

图12是示出仪表组中的PRNDL车辆操作模式的交互式显示器的前视图；

图12A是显示器的正视图，其示出了一个键和示出与该键交互的用户的手指的放大图示；

图13是示出用于按钮换挡器界面装置的控制装置的方框图；

图14是示出用于提供按钮换挡器接近感测和控制交互显示的例程的流程图；

图15是示出用于控制按钮换挡器界面总成的移动和位置的例程的流程图；

图16是根据另一实施例的使用接近传感器的用户激活的换挡器界面装置的透视图，并示出了处于前方使用位置的可移动面板；

图16A是图16所示的换挡器界面装置的立体图，其进一步示出了可移动面板处于收起位置；

图17是图16的换挡器界面装置的一部分的放大俯视图，图16还示出了形成接近开关键的接近传感器；

图18是沿图17的线XVIII-XVIII截取的截面图，图17还示出了接近感测装置；

图19A是沿图17的接近开关键之一截取的透视截面图，图17还示出了处于前方使用位置的可移动面板；

图19B是处于收起位置的图19A所示的接近开关键的立体剖视图；

图20是根据另一个实施例的使用接近传感器的用户激活的换挡器界面的透视图，并示出了处于前方使用位置的可移动面板；

图20A是图20的换挡器界面装置的透视图，其中示出可移动面板处于收起位置；

图21是图20的换挡器界面装置的一部分的俯视图，图20示出了形成接近开关键的接近传感器；

图22是沿图21的XXII-XXII线截取的截面图，图21还示出了接近感测装置；

图23A是沿图21的接近开关键之一截取的透视截面图，图21还示出了处于前方使用位置的可移动面板；

图23B是沿接近开关键截取的透视截面图，其示出了处于收起位置的可移动面板；和

图24是表示通过使用接近感测的换挡器界面装置进行用户激活的换挡器界面装置输入的程序的流程图。

具体实施方式

参照图1和图1A，根据一个实施例，机动车辆10的内部乘客舱总体被示为具有按钮换挡器界面装置24。根据车辆中的常规座椅布置，车辆10通常配备有位于方向盘14后方并且驾驶员可通过乘客门18使用的驾驶员座椅12。按钮换挡器界面装置24示出为位于前方面板20(例如仪表板)中，并且通常是坐在驾驶员座椅12中的车辆的驾驶员可以触及和使用的范围内。按钮换挡器界面装置24包括多个按钮按键30，其使得驾驶员能够输入车辆操作模式，诸如包括驻车(P)、倒挡(R)、空挡(N)、驱动(D)和低速挡(L)(也称为PRNDL输入)的变速器挡位模式。

按钮换挡器界面装置24包括被配置为移动平台的可移动总成25，移动平台支撑多个按钮按键30，每个按钮可被致动以作为用户输入来输入车辆操作模式中的一个。按钮换挡器界面装置24还包括接近传感器装置，其被配置为感测诸如车辆的驾驶员的用户接近按钮按键30。致动器响应于感测到用户接触或极为接近按钮按键30而致动可移动总成25到使用位置。另外，仪表组16内的显示器22显示由图标表示的操作模式、当前模式的选择以及用户的手指相对于按钮按键30的位置。显示器22可以是位于仪表组16中的大致在方向盘14前方并且可由坐在驾驶员座椅12中的驾驶员看到的数字显示器。显示器22以单独的图标P、R、N、D和L来显示可用的操作模式，以放大、高亮的或点亮的表示方式显示当前选择的操作模式，并通过指示当前感测到的用户与之交互的按钮按键来显示用户正在与按钮换挡器界面装置24交互的指示。

通过采用接近传感器装置，按钮换挡器界面装置24提供改进的用户界面装置性能。在一个实施方式中，接近感测使得显示器能够在执行按钮按键30的实际致动之前和同时向驾驶员显示驾驶员的手指正在其上探测的按键30。在另一实施方式中，接近传感器装置使得致动器能够将可移动总成25致动到使用位置，例如收起位置前方的位置，其使得坐在驾驶员中的车辆的驾驶员能够更容易使用按钮按键30。致动器可以致动可移动总成到仪表板20的前面，和/或也可以将总成25旋转或致动到更适合于由驾驶员与按键30交互的角度。

在如图1-9所示的实施例中，旋转按钮换挡器界面装置24设置有可移动总成25，该可移动总成25相对于驾驶员向前旋转一定角度，到达使用位置，如图1所示。按钮换挡器界面装置24具有由后框架32和作为可移动总成25的一部分的枢轴杆34支撑的多个按钮按键30。按钮按键30可以处于仪表板20中的托盘或壳体26内或部分位于托盘或壳体内的收起位置并且通过示出为马达38的致动器向外展开，所述致动器使总成25绕枢轴36旋转并向前移动，以使总成25朝向驾驶员枢转到使用位置。按钮换挡器界面装置24在图1A-3A中示出，其具有由框架32支撑的五个不同的按钮按键30和在可移动总成25上的枢轴杆34。按钮按键30在框架32内与互连的杆34连接和相对其枢转。每个键30具有在顶表面上印刷或形成的指示可选择的操作模式的标记，诸如PRNDL操作模式之一。按钮按键30通过用户施加的力被机械地向下致动，并且包括柔性返回构件，该返回构件通过偏置力使键30返回到上方位置。每个键30可通过用足够的力向下推动到开关被激活以产生模式选择输入信号的位置来致动。此外，壳体26具有顶表面27，该顶表面27悬置在处于收纳位置中的键的至少一部分上，从而形成至少部分地设置在多个按钮按键30上方的盖子或悬置部，其用于防止无意的启动按钮按键30。为了允许激活或感测键30的激活，顶部悬置表面27优选地仅部分地与多个键30重叠。

多个按钮按键30中的每一个包括诸如图4所示的接近传感器50。作为接近传感器装置的一部分，其感测与相应的按钮按键30接触或紧邻的用户(例如，人的手指)。根据一个实施例，接近传感器50包括电容传感器。每个电容传感器可以被配置为具有驱动电极52和接收电极54，每个电极具有用于产生电容场的交叉的导电指状物。图4中示出电容传感器的交叉的指状物的一个示例。接近传感器50可以通过将导电油墨印刷到聚合物按键30的顶表面上或其底表面上而形成。应当理解，根据其他实施例，接近传感器50还可以例如通过将预成型的导电电路迹线组装到基板上来形成。驱动电极52可以接收以一电压施加的方波驱动脉冲，而接收电极54具有用于产生输出电压的输出。应当理解，电极52和54可以布置成各种其它配置，以用于产生电容场作为激活场。驱动电极52可以被施加以作为方波脉冲的电压输入，该方波脉冲具有足以将接收电极54充电到期望电压的充电脉冲周期。接收电极54因此用作测量电极。当用户或操作者(例如用户的手指)进入激活场时，接近传感器50检测由手指对激活场引起的干扰，并且控制器确定干扰是否足以激活相应的接近传感器。通过处理与相应的信号通道相关联的充电脉冲信号来检测激活场的干扰。每个接近传感器具有其自己的专用信号通道，其生成充电脉冲计数，该计数被处理以确定感测的条件。控制器或控制电路可以被包括在其中以处理每个传感器的激活场，以通过将激活场信号与一个或多个阈值进行比较来感测相应传感器的用户激活。应当理解，可以采用模拟和/或数字控制电路来处理每个激活场，确定用户接近感测以及启动控制动作。根据一个实施例，控制电路可以采用使用的QMatrix获取方法(QMatrix acquisition method)。根据另一实施例，可以采用QTouch电容感测技术，其中单个数据采集通道可以用于每个传感器。使用QMatrix配置，使用电极组的扫描无源矩阵检测触摸。单个QMatrix设备可以驱动大量按键。可以采用诸如mTouch之类的其他电容传感器技术。

参考图5，示出了采用在每个按钮按键30的顶部前边缘上形成并且延伸到其底表面上的铬传感器(chrome sensor)50A的替代电容感测技术。使用金属装饰件作为键30的顶部前边缘上的传感器50A可以用作电容传感器。铬传感器50A可以在下面延伸到按钮按键30的底部和背面，以将信号传导到处理器或其他控制电路，或者可以使用柔性连接器/导电泡沫。每个按钮按键30上的电容传感器50A产生可以被处理以确定用户相对于按钮换挡器界面装置的位置或接近度的增量信号计数。

按钮按键30以横向“钢琴键”布置的样式来布置。每个图4A和5A所示的按钮30具有水平对准的摇杆式按钮，其在远离使用者的末端附近的杆34处枢转。摇杆式按钮按键30包括弹性的弹性体圆顶40和安装在键30下方的开关42。弹性体圆顶40在按键30下方固定到壳体32并用于提供向上的偏压力。或者，可以采用螺旋弹簧或其他偏置力机构。当使用者按压按钮按键30时，按键30绕枢轴杆34枢转，并且激活开关42并按下弹性体圆顶40。当开关42被激活时，输出指示按键30致动的信号。弹性体圆顶40是弹性的，使得其在用户的手指从按键30移开时弹性体圆顶40将按钮按键34推回到其上方位置。应当理解，按钮按键30的其它构造可以与按钮换挡器界面装置24结合使用。还应当理解，根据其他实施例，可以使用接近开关，例如电容开关来代替机械按钮按键。

在图6中，示出了用户的手指58与按钮换挡器界面装置24交互。在该实施例中，按钮换挡器界面装置24采用电容式接近传感器50，其中的每一个产生激活场56。当用户的手指或其他身体部位与相应的接近传感器50的激活场56交互时，由控制电路生成和处理信号，以检测接触或接近相应的按钮按键30的手指。用户(例如用户的手指58)可以接触或与接近传感器50紧密接触，以至足以触发要与按钮换挡器界面装置24交互的手指58的检测。当用户最初与按钮换挡器界面装置24交互时，具有按钮按键30的可移动总成25可以被向前致动到使用位置。另外，用户的手指58的位置可以显示在显示器22上以向用户呈现相对于按键的手指位置的视图，并且显示器被呈现在大体车辆驾驶员前方的区域中。

参照图7-9，根据各种示例，显示传感器充电脉冲计数的变化的信号60A-60E被示出，其中充电脉冲计数的变化被以与五个接近传感器30相关联的多个信号通道的Δ传感器计数来显示。传感器充电脉冲计数的变化是没有在激活场中存在任何手指或其他物体的初始参考计数值与相应的传感器读数之间的差。在这些示例中，当用户的手指在按钮换挡器界面装置24上移动时，用户的手指进入与接近传感器之一相关联的激活场56。信号通道是与相应按钮按键30所关联的电容传感器50相关联的传感器充电脉冲计数的变化(Δ)。在所公开的实施例中，接近传感器50是电容传感器。当用户的手指与传感器50接触或接近传感器50时，手指改变在相应的传感器50处测量的电容。电容与未触摸的传感器垫寄生电容并联，并且因此测量为补偿值。用户或操作者感应的电容与用户的手指或其他身体部分介电常数、暴露于电容垫的表面成正比，并且与用户的肢体到电容传感器50的距离成反比。根据一个实施例，每个传感器50通过脉冲宽度调制(PWM)被一连串电压脉冲激发，直到传感器充电到设定电压电位。这将接收电极充电到已知的电压电位。重复该循环，直到测量电容器两端的电压达到预定电压。将用户的手指放置在传感器50的触摸表面上引入外部电容，其增加每个周期传送的电荷量，从而减少测量电容达到预定电压所需的总周期数。用户的手指使传感器充电脉冲计数的变化增加，因为该值基于初始参考计数减去传感器读数。

参考图7所示，当用户的手指滑过按钮换挡器界面装置24时，手指进入与每个按钮按键30上的电容传感器50相关联的连续激活场，每个按钮按键30产生对应于五个按钮按键30上的五个电容传感器50的信号60A-60E。因此，手指在按钮换挡器界面装置24上的线性滑动导致所示的信号图像。当用户在其中一个按钮按键30上暂停手指时，产生如图8所示信号60B的暂停信号图像。当用户暂停并进一步按下按钮按键30中的一个时，出现图9所示的信号图像60B。如图9所示，当用户在点62处按压键时导致信号60B中的尖峰，从而得到信号60B。应当理解，控制电路将信号60A-60E中的每一个与阈值进行比较，并且当信号超过阈值时确定接触或紧密接近(例如，在1mm内)的用户手指的检测。当一个或多个信号超过阈值时，检测到与按钮换挡器界面装置24交互的用户，这可以使具有按钮按键30的总成25移动到前方使用位置。另外，当任何信号检测到大于阈值的阈值时，在显示器22上向用户显示PRNDL模式的显示，使得向用户呈现手指当前正在与哪个按键30交互的图像指示。此外，应当理解，控制电路可以确定信号(例如信号60B)何时由于在用户按下相应键时在点62处的尖峰而超过激活阈值，并且可以使用在点62处检测到的按压来确认用户按下按钮按键作为按键致动的确认。因此，电容传感器50还可以用于意图致动按钮按键30的用户的冗余确认。

参照图10-10B，根据另一实施例，按钮换挡器界面装置24被进一步示出采用多个红外传感器，以用于感测与按钮按键30交互的用户。在图10中，按钮按键30被示出为部分地从壳体26延伸，其形成大体上在按钮按键30上方间隔开的悬置表面27，使得在壳体26和按键30之间存在空间，以使用户的手指接触按键30的顶部外端。红外感测装置包括红外传感器50'，红外传感器50'具有位于壳体26的悬置表面27和下侧中的多个红外发射器50B，其设置用于向下发射红外光束到红外感测区域50A的相应的按钮30上。红外传感器50'还具有多个红外接收器50C，其位于悬置表面27上的下侧位置并且定向成从相应的红外发射器50B和按钮按键30感测红外感测区域50A中的返回红外信号。红外发射器50B和接收器50C被布置为在对应的按键30的红外感测区域56A上感测对象(诸如用户的手指)的存在。因此，当用户接触或将手指滑过按钮换挡器界面装置24的表面时，相应的红外传感器50'将检测在每个按键30上手指的存在。响应于检测到手指的存在，按钮换挡器界面装置24可以被致动到使用位置并可以在显示器22上显示手指相对于特定按键的位置的显示。

如图10B所示，按钮换挡器界面装置24在图10A和10B中进一步示出具有用于在图10A所示的外部使用位置和图10所示的收起位置之间致动多个按键30的线性致动器。根据一个实施例，可以通过采用驱动齿轮82的马达84来实现致动，该齿轮82接合与包含按钮按键30的可移动总成25一致移动的齿状臂80。应当理解，可以采用其它致动机构，例如线性定位螺钉或具有空气阻尼器的预加载弹簧，以在使用位置和收起位置之间致动按钮换挡器界面装置24的可移动总成25。在一个示例中，总成25在收起位置和使用位置之间移动一至三英寸。

在图11和11A中，线性致动的按钮换挡器界面装置24'进一步示出为处于图11中的收起位置和图11A中的前方使用位置。在收起位置，按钮按键30被示出为部分地从壳体26的悬置表面27向前延伸，使得用户的手指可以接触以与每个按钮按键30交互。一旦感测到用户与一个或多个按钮按键30交互，响应于感测接近传感器感测到用户，按钮换挡器界面装置24致动可移动总成25使按钮按键30向前移动到图11A所示的使用位置。在该使用位置中，用户可以自由地与按钮按键30中的一个或多个交互并激活一个或多个按钮按键30以选择车辆的驾驶模式。当驾驶员已经完成与按钮换挡器界面装置24的交互或者在一定时间过去之后，按钮按键30可以收回到图11所示的收起位置。根据一个实施例，可移动总成25的线性动作可以通过马达驱动齿轮82和齿状臂80实现。

参照图12和图12A，更详细地示出了存在于车辆10的仪表组16中的显示器22。如图12所示，显示器22是数字显示器，其以用于表示包括P、R、N、D和L图标的车辆模式的每个可选择位置的图标70的形式提供指示。当通过与按钮换挡器界面装置24交互的接近传感器检测到用户时，控制显示器22以提供放大的图标和用户正在与哪个按钮按键30进行交互的指示。在所示的示例中，手指72的图标72在图12A中示出为叠加在图标70上，图标70示出了用户当前被检测到与之交互的按键30。此外，用户与之交互的按键30被示为图标的放大图像，其比其他图标更大并且因此移动起来更为明显，使得车辆的驾驶员可以容易地确定他的手指与哪个按键交互而不用分散司机的注意力。应当理解，显示器22可以进一步以更亮的颜色或不同的颜色照亮所选择的按键，并且可以提供表示车辆驾驶员当前交互的模式和用户手指的位置的其他类型的图标或指示。虽然显示器22被示出在仪表组16中，但是应当理解，显示器22可以位于车辆上的其他地方。

根据图13中的一个实施例，按钮换挡器界面装置24可以采用如图所示的控制器90。在该装置中，控制器90被示为具有微处理器(μP)92和存储器90形式的控制电路。应当理解，可以采用包括模拟和/或数字控制电路的其它控制电路。存储在存储器94内的是换挡器接近感测例程100和换挡器呈现例程200。控制器90从与按钮按键30相关联的每个接近传感器50接收信号。控制器90处理接近传感器输入并基于例程100和200的处理产生被提供给的PRNDL显示器22和换挡器托盘致动器38的输出。换挡器接近感测例程100检测用户接触或接近按钮按键30并控制显示器22显示接近用户手指的按钮按键30的表示。换挡器呈现例程200检测接触或接近按钮换挡器界面装置24的用户，并且在使用位置和收起位置之间致动换挡器托盘或可移动总成。

参考图14，示出了换挡器接近感测例程100，其在步骤102开始，并且进行到判定步骤104，以确定是否已经检测到足够幅度的接近传感器信号。如果没有检测到足够幅度的信号，则在返回之前在步骤106使PRNDL显示最小化。在最小化状态下，显示器提供对可用操作模式PRNDL的正常尺寸读取，并且以亮起的颜色或增强的照明高亮显示当前操作模式。如果已经检测到指示用户接触或接近一个或多个按键的信号，则例程100前进到步骤108，以计算已经检测到的手指位置。可以通过传感器使用最大信号或信号的加权平均值来计算手指的位置。接下来，在步骤110，显示器显示手指的当前位置，使得车辆的驾驶员可以容易地在显示器上查看其手指相对于按钮按键的位置。在判定步骤112，例程100确定手指是否仍然在按钮按键上而没有按下按钮，并且如果是，则在返回到步骤104之前在步骤114向驾驶员显示不要将手搁置在换挡器上的警告。如果在没有按压的按钮按键上没有手指，则例程100进行到判定步骤116以确定手指是否在不允许的按钮按键上，诸如尝试将车辆置于车辆倒车模式，而车辆在相反方向上向前移动。如果在不允许的按键上检测到手指，则例程100在返回步骤104之前在步骤118向驾驶员显示该按键不被允许并且车辆处于运动中的警告。否则，例程100返回到步骤104。

参照图15，示出了换挡器呈现例程200，其从步骤202开始，并且进行到判定步骤204，以确定车辆是否被占用。如果车辆没有被占用，则例程200进行到判定步骤206以确定驾驶员车门是否打开，并且如果否，则返回到步骤204。如果驾驶员车门打开，则例程200进行到步骤210以将换挡器总成在返回到步骤204之前推出到前方使用位置。通过在车门打开并且车辆未被占用时将换挡器总成滑出到使用位置，当驾驶员进入车辆时，按钮换挡器界面装置204的按钮按键被自动且方便地呈现给车辆的驾驶员以允许驾驶员首先与其交互并且输入车辆的期望操作模式。

如果车辆被占用，则例程200进行到判定步骤208，以确定是否检测到用户接近换挡器。如果检测到用户接触或用户接近按钮换挡器界面装置，则例程200然后前进到步骤210，以在返回到步骤204之前将换挡器总成滑出到前方使用位置。因此，每当车辆被占用时接近传感器被检测到由车辆的驾驶员进行交互时，按钮换挡器界面装置的可移动总成被移动到前方使用位置。如果没有检测到用户接近换挡器，则例程200进行到判定步骤212，以确定车辆速度是否大于预定阈值Vth，并且如果是，则在步骤214将可移动换挡器总成滑动到收起位置，之后返回到步骤204。因此，如果车辆速度足够大，例如大于每小时十英里，则按钮换挡器界面装置24的可移动总成被移动到收起位置。否则，例程200返回到步骤204。

因此，按钮换挡器界面装置24有利地检测用户与按钮按键30交互，并且作为响应，将按键移动到更方便车辆的操作者使用的前方使用位置。另外，按钮换挡器界面装置24进一步在显示器22上显示用户的手指相对于按钮按键30的位置，其方式为容易观察并且不会使车辆10的驾驶员分心。

参考图16-19B，根据另一实施例，用户激活的换挡器界面装置325总体被示出为安装在机动车辆10的内部乘客舱中。换挡器界面装置325可以位于前面板20(诸如仪表板)中，类似于本文公开的其它实施例，并且总体位于就坐在驾驶员座椅内的车辆驾驶员的触及和使用范围内。在该实施例中，换挡器界面装置325包括呈现在可移动用户界面面板332上的多个固定的接近开关输入装置或键330和350。固定接近开关键由形成接近开关的接近传感器而形成。在一个实施例中，接近传感器是形成电容式开关的电容式传感器。根据一个实施例，换挡器界面装置325的布置可以使得它位于仪表面板20内，大致位于一对气流调风器304和306以及人机界面显示器302的下方。然而，应当理解，换挡器界面装置325可以位于车辆的驾驶员可以触及和使用的车辆的其他地方。

换挡器界面装置325包括被配置为具有顶部水平表面334和前部竖直表面336的移动平台或托盘的可移动用户界面面板332。可移动面板332支撑顶部水平表面334上的多个第一固定接近开关键330和前部竖直表面336上的多个第二固定接近开关键350。固定接近开关键330和350中的每一个被配置为由用户输入(诸如用户手指紧密靠近或接触接近开关键)激活，来输入对车辆操作模式之一的选择。诸如马达的致动器被构造成致动可移动面板332到延伸穿过仪表板20中开口328的前方使用位置，如图16所示。响应于感测到用户与固定接近开关键350接触或接近，可移动面板332可以向前移动。固定接近开关键330和350中的每一个显示车辆操作模式标识符，诸如字符P、R、N、D和L，其指示用于每个接近开关键的用户可选择的车辆操作模式。应当理解，可移动面板332可以处于如图16A所示的收起位置并且当检测到用户的手指通过在前部竖直壁336上的触摸或滑动或其他手势与一个或多个接近开关键350相交互时，可移动面板332可以向前展开到使用位置。在完成使用换挡器界面装置325或者在预定时间到期之后，可移动面板332可以经由致动器(例如马达)回缩回到图16A所示的收起位置。

根据一个实施例，固定接近开关键330和350被配置为包括接近传感器，例如图17-19B所示的电容式传感器。示出的形成在可移动面板332的水平表面334上的多个第一固定接近开关键330包括位于水平表面334下方或底部的第一电容传感器340。背光介质342位于接近传感器340和水平表面334之间。背光介质342可以包括光源和具有字母数字字符或符号或其他字符的标签，例如表示驻车操作模式的字符“P”。应当理解，顶部水平表面334上的每个固定接近开关键330同样可以配置有接近传感器和具有标识可选车辆操作模式的字符的背光介质。

位于可移动面板332前端的竖直壁336上的多个第二固定接近开关键350同样构造成包括接近传感器360。接近传感器360被示出位于沿着形成表面360的前部竖直壁的后侧。设置在竖直壁表面336和接近传感器360之间的是背光介质362。背光介质362可以同样包括光源和字母数字字符、符号或其他字符，其指示用于相应的固定接近开关键的操作模式，如驻车模式的“P”。多个第二固定接近开关键350被示出为复制多个第一接近开关键330的车辆操作模式输入选择(PRNDL)和功能。应当理解，每个固定接近开关键350可以被配置为具有用于相应的固定接近开关键330的相同或单独的接近传感器和背光。

可移动用户界面面板332可以包括诸如电动马达384的致动器，其驱动与齿臂80接合的齿轮382，以便使可移动面板332在图19A所示的前方使用位置和图19B所示的收起位置之间移动。应当理解，可以使用诸如线性固定螺钉或具有空气阻尼器的预加载弹簧的其它致动机构来在前方位置和收起位置之间前后地驱动换挡器界面装置325的可移动面板332。

诸如车辆的驾驶员的用户可以激活上部水平固定接近开关键330或前部竖直固定接近开关键350中的一个或多个，以选择车辆的操作模式。在可移动面板332处于收起位置的情况下，用户可以通过接触或定位手指足够靠近固定接近开关键350之一来激活前部竖直固定接近开关键350。与一个或多个固定接近开关键350的交互可能会使可移动面板332经由致动器(例如马达384)向前移动。还应当理解，当车门打开和关闭时或者在车辆发动机启动时，可移动面板332可以展开到前方使用位置。当可移动面板332处于前方使用位置时，用户可以接近并激活上部水平固定接近开关键330之一。应当理解，当可移动面板332处于前方使用位置时，用户可以激活多个第一或多个第二固定接近开关键330和350中的一个。

图16中示出了面板332的上水平表面334，其包括设置在相邻接近开关键330之间的一个或多个触觉构件370。触觉构件370可各自包括凹陷或肋或其它表面变化，其为用户提供触觉来指示分隔并形成每个电容式开关键330边界的位置。因此，触觉构件370允许用户更好地区分每个固定的接近开关键350的位置。还应当理解，还可以在面板332的前方竖直表面326上的接近开关键350之间设置一个或多个触觉构件370。

当用户的身体部位(例如手指)跨越换挡器界面装置325的多个第一固定接近开关键330或多个第二固定键350滑动时，用户的手指进入与每个固定接近开关键上的电容式传感器相关联的连续激活场，这可产生对应于图7所示的五个电容式传感器的一系列信号60A-60E。因此，跨过多个第一或多个第二固定接近开关键中的任一个的手指的线性滑动会导致所示的信号模式。当用户将手指停留在固定接近开关键中的一个上时，信号60B的暂停信号模式如图8所示。当用户停留并进一步按压固定接近开关键之一时，可以产生图9所示的信号图形60B。当用户在点62处按下固定接近开关键时产生信号60B，这导致信号60B中的尖峰。应当理解，控制器(例如图13所示的控制器90)可以将信号60A-60E中的每一个与阈值进行比较，并且当信号超过阈值时，确定对接触或接近(例如，在一毫米内)的用户手指的检测。当一个或多个信号超过阈值时，或者当检测到诸如手的滑动或接近运动的手势时，检测到用户与换挡器界面装置325的交互，这可能导致可移动面板332移动到前方使用位置。此外，应当理解，当诸如信号60B之类的信号由于点62处的尖峰而超过激活阈值时，控制器90可以确定此时用户按下相应的按键，并且可以使用在点62处检测到的按压确认用户正在按下固定接近开关键以激活该接近开关键作为用户输入。因此，电容传感器形成开关输入键以指示车辆操作模式的预期启动。

根据一个实施例，接近传感器340和360在这里被分别示出和描述为提供电容性开关键330和350的电容传感器。每个接近开关键330和350包括至少一个接近传感器340或360，其提供感测激活场以感测用户相对于接近传感器的接触或紧密接近(例如，在一毫米内)。因此，每个接近传感器的感测激活场是示例性实施例中的电容场，并且用户的手指具有引起感测激活场中的改变或干扰的电连接性和介电性质，这对于本领域技术人员应该是显而易见的。控制器90处理由接近传感器产生的信号以检测一个或多个接近开关键的激活。应当进一步理解，接近传感器340和360可以包括配置成各种形状和尺寸的交叉式电极指状物的布置，以产生所需的电容场。本领域技术人员还应该理解，可以使用附加或替代类型的接近传感器，例如但不限于电感式传感器、光学或成像传感器、温度传感器、电阻式传感器、超声波传感器、红外传感器等等或其组合。示例性接近传感器在2009年4月9日的爱特梅尔公司触摸传感器设计指南10620D-AT 42-04/09中描述，在此引用整个参考文献作为参考。

参见图20-23B所示，根据另一实施例，示出了仅在顶部水平表面334上采用电容式开关键330的用户激活的换挡器界面装置325'。在该实施例中，不采用先前实施例中的面板332的前部竖直表面336上的竖直接近传感器和开关。可以使用并检测施加到可移动组件的前部竖直表面336的力，以激活可移动面板332从图20A所示的收起位置移动到图20所示的前方使用位置，前方使用位置将接近开关键330呈现给车辆的驾驶员。这样的力可以通过力传感器(未示出)检测。顶部水平表面334具有设置在其上的接近传感器340，以形成如图21和22所示的固定接近开关键330。每个固定的接近开关键330具有位于水平构件334的下侧上的接近传感器340，其中背光介质342设置在接近传感器340和水平表面334之间。背光可以包括指示可选车辆操作模式的字母数字字符、符号或其他字符，例如一个示例中所示的符号“P”。触觉构件370也显示在相邻的接近开关键330之间。

换挡器界面装置325'同样可以包括致动器，例如驱动齿轮382和齿条380，以使可移动面板332在图23A所示的前方使用位置和图23B所示的收起缩回位置之间移动的马达384。当使用者将力施加到可移动面板332的前端壁336上时，面板332可以经由马达384致动到图23A所示的前方使用位置。此外，当车门打开然后关闭或车辆马达启动时，可移动面板332可以被致动到前方使用位置。在前方使用位置，接近开关键330被呈现以供显示并由车辆驾驶员激活。

如图24所示，示出了在图16-23B中所示的实施例中执行接近开关运行的例程400。例程400在步骤402开始，并且进行到步骤404，以确定任何接近传感器是否已经检测到信号，并且如果不是，则在返回到步骤404之前，在步骤406将车辆操作模式PRNDL的显示最小化。如果已经检测到接近传感器信号，例程400进行到步骤408，以计算手指相对于接近开关键的位置。这可以包括使用最大信号或加权平均来计算传感器的位置。接下来，在步骤410，例程400显示操作模式PRNDL的交互式显示。例程400然后进行到判定步骤412，以确定手指是否仍然在接近开关键上而没有按压，并且如果是，则在返回到步骤404之前，在步骤414中向使用者显示不要将手放置在换挡器界面装置上的警告。如果在没有按压的接近开关键上没有检测到用户的手指，则例程400进行到判定步骤416，以确定用户的手指是否在不被允许的接近开关键上。可能不被允许的接近开关键可以包括当车辆沿相反方向移动时的驱动或倒车操作模式。如果手指位于不被允许的接近开关键上，则例程400进行到步骤418，以在车辆运动时向用户显示接近开关键不被允许的警告，并返回到步骤404。如果在不被允许的按键上不存在手指，例程400进行到判定步骤420，以确定是否检测到接近开关键上的虚拟按压。如果检测到虚拟按压，则程序400在返回到步骤404之前在步骤422执行输入换挡请求。例如，如果用户按下被配置为激活由D表示的驱动操作模式的接近开关键，则车辆将转入驱动操作模式。如果在检测到接近开关键上没有虚拟按压，则程序400返回到步骤404。

因此，用户可激活的换挡器界面装置325和325'使用接近感测来形成用于激活车辆操作模式的固定接近开关键，其有利地提供增强的换挡器界面。换挡器界面装置325和325'使用接近开关键，该接近开关键相对于彼此固定，其不需要在按钮按键中存在的单独的机械运动，并且可以根据接近感测的灵敏度以很少或不接触地方式进行操作。固定接近开关键可以在可移动面板上呈现给车辆驾驶员，并且在不需要时被收起。

应当理解，在不脱离本发明的构思的情况下，可以对上述结构进行变化和修改，并且进一步地，应当理解，这些构思旨在被所附权利要求所涵盖，除非这些权利要求通过其文字明确做出了相反的表述。

Claims (11)

1.一种换挡器界面装置，包括：

用户界面面板；

多个接近传感器，所述多个接近传感器被设置为在所述面板上提供接近开关键，其中所述接近开关键可由用户选择以输入车辆的操作模式；和

控制器，所述控制器处理由所述接近传感器产生的信号以检测一个或多个所述接近开关键的激活。

2.根据权利要求1所述的换挡器界面装置，其中所述接近传感器包括电容传感器。

3.根据权利要求1所述的换挡器界面装置，其中所述面板可在使用位置和收起位置之间移动。

4.根据权利要求3所述的换挡器界面装置，还包括使所述面板相对于所述收起位置向前移动的致动器。

5.根据权利要求1所述的换挡器界面装置，其中所述多个接近传感器包括形成在所述面板的第一表面上的多个第一接近传感器和形成在所述面板的第二表面上的多个第二接近传感器。

6.根据权利要求5所述的换挡器界面装置，其中所述第一表面包括大体上水平的表面，并且所述第二表面包括大体上竖直的表面。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的换挡器界面装置，其中所述多个接近传感器包括多个电容传感器。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的换挡器界面装置，其中所述换挡器界面装置位于所述车辆中并且被配置为允许所述车辆的驾驶员选择所述车辆操作模式。

9.根据权利要求1所述的换挡器界面装置，还包括位于所述面板上在相邻的所述接近开关键之间的一个或多个触觉构件。

10.根据权利要求1-6和权利要求9中任一项所述的换挡器界面装置，还包括用于照亮所述接近开关键中的一个或多个的背光介质。

11.一种车辆换挡器界面装置，包括：

车辆中的用户界面面板；

多个接近传感器，所述多个接近传感器被设置为在所述面板上提供接近开关键，其中所述接近开关键可由用户选择以输入所述车辆的操作模式；和

控制器，所述控制器处理由所述接近传感器产生的信号以检测一个或多个所述接近开关键的激活并且命令所输入的所述操作模式。