CN107430434B - 根据探测方向提供触觉反馈的操作控制元件 - Google Patents

根据探测方向提供触觉反馈的操作控制元件 Download PDF

Info

Publication number
CN107430434B
CN107430434B CN201680014438.2A CN201680014438A CN107430434B CN 107430434 B CN107430434 B CN 107430434B CN 201680014438 A CN201680014438 A CN 201680014438A CN 107430434 B CN107430434 B CN 107430434B
Authority
CN
China
Prior art keywords
actuator
excitation signal
detection
actuating
electrical excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680014438.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107430434A (zh
Inventor
M·贾特纳
M·克莱因
A·克拉姆利克
M·卢斯特
B·斯密特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Preh GmbH
Original Assignee
Preh GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Preh GmbH filed Critical Preh GmbH
Publication of CN107430434A publication Critical patent/CN107430434A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107430434B publication Critical patent/CN107430434B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0338—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/015—Force feedback applied to a joystick

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及的是一种操作元件，它包含：基底(1)；可活动地支撑在基底(1)上的致动件(2)；附接至在基底(1)并作用在致动件(2)上的电致动器(7)，用于通过电激励信号驱动致动件(2)往激励方向(10)运动，从而产生触觉反馈；用以在两个探测方向(3、4、5)中探测致动件(2)致动动作的探测装置(6)，该探测方向分别与激励方向(10)构成不同的角度；分析单元(11)，配置为，当在两个探测方向(3、4、5)之一中探测到致动的时候，根据结果，即动作发生于两个探测方向(3、4、5)中的哪一个，用特定的电激励信号驱动致动器。

Description

根据探测方向提供触觉反馈的操作控制元件
技术领域
本发明涉及的是一种带有致动件的操作元件，此外它还有作用到致动件上的致动器，用于产生触觉反馈。
背景技术
致动器的设计用途是，主要在一激励方向上引发动作刺激，例如引发致动件产生纯平移运动。在这种根据激励方向具有不同操作或探测方向并且可能因此产生不同致动面的操作元件中，存在一个问题，即传递到操作者手上或手指上的触觉反馈，要么不会随着探测方向的改变而产生变化，要么会根据致动件在基底上的机械支承结构和/或者致动件的结构以及因致动对致动器的影响而出现异常强的变化。
发明内容
发现这一缺陷后，发明人设定的目标是，对带有多个与触觉反馈的激励方向不同的探测取向的操作元件进行改进，使得作用于致动面的、操作员手或手指感受到的触觉反馈，在不同的致动下，相对于多个探测方向可以通过变化互相平衡，也就是“彼此协调”，即触觉反馈至少要给人几乎一致的感觉。这一任务被根据本发明第一方面的操作元件解决。同等有利的用途为本发明第二方面的主题。同等有利的触觉产生方法为本发明第三方面的主题。操作元件的有利的设计方案均为从属权利要求的主题。应注意，权利要求中单独列出的特征可以任意的、技术上合理的方式彼此组合形成本发明的其它设计方案。说明内容，尤其是配合附图所作的说明进一步地突出了本发明的特征和具体内容。
发明涉及的是一种具有基底的操作元件。在汽车内使用时，基底要与车辆相连，例如与仪表板或操作台固定连接。例如，基底完全或部分由热塑性塑料或压铸用锌合金制成。根据本发明，基底上安装有可移动的致动件。此外，根据本发明，基底上还附接了作用于致动件的电致动器，以通过电激励信号驱动致动件往激励方向移动，以产生触觉反馈。例如，该致动器可以是一电动机式致动器。
此外，根据本发明，这里还设计有在至少两个探测方向上对致动件的致动进行探测的装置，并且可通过装置解析的探测方向分别与激励方向形成不同的角度，例如0°、45°、90°或180°。本发明意义上的激励方向主要是由致动器的作用方向决定的，尤其是致动件从静止位置开始移动的方向。
这里所用的“致动”概念要从广义上理解。这不一定是指致动件的移动，有时理解成致动力对致动件的作用就够了。因此，从本发明的意义上来说，这包括让致动件在发生致动时因其活动自由度而往与自由度相符的探测方向运动的致动，但是也包括让因相关的探测装置而形成的触敏表面发生接触，同时又不一定导致致动件或其零件产生移动的致动。换句话说，“致动”这个概念不一定指的是致动所带来的致动件运动。
相应地，“探测方向”这个概念也要从广义上理解。根据本发明，探测方向不一定产生于致动所引起的运动的方向，而是最终由探测装置及其解析能力定义，即由可探测的所有可能的致动方向决定。例如可以采用这样的实施形式：让产生作用的致动力转向，并且不同的探测方向通过转向的致动力对触敏表面的不同作用位置而被解析。例如，必要时可以让致动引起的运动只有在超过规定的最小动作(公差)时才进入规定的角度范围，进而被识别为探测方向上的致动。
在一种设计方案中，探测方向或者其平行线与激励方向处于一平面上。优选地，至少两个的探测方向中的至少一个位于由激励方向和另一探测方向所构成的平面范围外。在另一个优选的设计方案中，规定的探测方向与激励方向平行或者垂直。
由于致动不一定就意味着致动件移动，因此在一个变型方案中，用于探测致动件致动动作的装置被设计为，在与探测方向垂直的触摸面上进行触摸探测和/或者在与探测方向平行的方向中进行运动探测。
另一个变型方案则利用致动件的运动来检测致动动作。例如，通过光学、磁、电容、感应或声学装置，探测致动动作引起的偏移，完成运动探测，或者设置了力传感器。优选设置电容力传感器来探测运动动作。例如，可将测得的结果与规定的阀值对比，实现探测。
此外，根据本发明还要设置一分析单元，用于在探测到两个探测方向之一中的致动动作时，根据结果，即动作发生于两个探测方向的哪一个，用特定的电激励信号驱动致动器。特定的含义是，电激励信号彼此不同，只能对两个探测方向之一进行探测。例如，特定的电信号或者其特征值可预存在一查询表中，或者根据需要通过算法计算出来。
因此，用于控制致动器的电激励信号就会因探测方向而发生变化。对触觉反馈进行这样的个性化处理之后，即可在简单的情况中给操作者提供独特的反馈，因为这种反馈现在与具体的探测方向关联，因此操作者不仅可以通过反馈了解到有致动发生，更可以进一步了解到，致动动作是发生在至少两个探测方向中的哪一个方向上。优选对特定电激励信号(也可将其称为探测方向相关电激励信号)加以选择，使得触觉反馈在感受上彼此一致。例如，可以通过经验测定或者数学建模(例如模型分析)的方法确定致动件或操作元件的系统响应，并且选择合适的输出信号(例如信号的时间曲线，上升和下降特性)，在不同的探测方向上实现高度的一致。
在一个优选设计方案中，分析单元被设计在同时探测到两个探测方向的时候，产生额外的特定电激励信号用以驱动致动器。这样就会出现三个特定的、至少可在一项特征值上区分的电激励信号。例如，这可以通过对两种上述特定电激励信号取平均值来产生。
在另一个变型方案中，相关的探测装置在至少两个的探测方向上采用不同的结构。例如，一电阻或电容传感器负责一探测方向上的触摸探测，而余下探测方向上的致动动作则通过电容式力传感器或者非接触式(例如磁或光学)动作传感器来探测。触摸探测方法优选与其它探测方法结合，这样有个优点，例如两个致动方向(包括触摸探测的方向)上同时有致动的时候，借助探测可以让操作者用手抓住或者用手指接触到致动件，从而利用致动件让触觉反馈发生变化。
致动器优选为线性驱动致动件的致动器，例如压电致动器。但如果是电动致动器(例如电机式的)或者电磁致动器则更好。因为一般来说线性工作的致动器，尤其是电动或电磁致动器存在一个问题，即致动动作经常会在致动件和基底之间引发与致动动作一致的相对位移，并且根据这一相对位移的方向，这一情况可能会对驱动性能产生影响，由于，例如相对的取向、弹性复位的支承结构作用于致动件上的复位力，以及最主要的是共同作用的致动器构件的磁相互作用，导致致动器的工作点在触觉反馈生成之前和生成过程中会因此改变。
因此，在操作元件的一个优选设计方案中，分析单元会对特定电激励信号进行选择，至少对致动件的致动动作引起的致动器工作点位移进行部分补偿。
电动和电磁致动器尤其会敏感地对从静止位置开始的偏移作出反应，并且在这里存在着更高的电激励信号调整需求，以在不同的致动方向条件下“协调”触觉反馈。
在一个优选的设计方案中，电激励信号为脉冲信号或者脉冲序列信号，例如高斯脉冲、三角脉冲或其序列。
用于控制致动器的电激励信号优选包含一矩形加速脉冲，并且特定的电激励信号仅对矩形加速脉冲的占空比产生变化。本发明意义上的矩形加速脉冲意味着，用于控制致动器的电激励信号包括让致动件从其静止位置开始移动的第一脉冲或矩形脉冲。事实显示，即使探测方向不同，通过改变占空比也可以简单地产生让操作者产生在触觉上没有区别的感受。矩形脉冲通过脉冲宽度调制产生，相关方法为专业人员所熟知，不属于当前发明的主题。让与探测方向相关的电激励信号仅在最大振幅方面有区别，则是更好的做法。
最大振幅优选根据角度(探测方向和激励方向所包围的角度)发生变化。例如，最大振幅仅随着角度的增大而下降或者变大。
根据一个优选设计方案，激励信号仅是加速脉冲和制动脉冲的序列。所有特定电激励信号，优选加速脉冲和制动脉冲优选都具有一致的方向。加速脉冲和制动脉冲之间的时间滞差对于所有特定电激励信号优选都是相同的。
本发明意义的加速脉冲这个概念意味着，激励信号包含让致动件从其起始位置开始移动的第一脉冲，制动脉冲与之相反，它对起始运动有制动效果，其中起始运动可能是一个方向上的运动，或者是往复运动的序列。例如，高斯脉冲、三角脉冲或矩形脉冲可以作为制动脉冲。此外，根据致动器的设计结构，制动脉冲可以具有与加速脉冲相同或者相反的极性。
根据一个设计方案，致动件在基底上的支承结构可以让其自动弹性(必要时通过机械阻尼)复位到致动件的静止位置。在这样形成的振动系统中，制动脉冲优选在加速脉冲之后的时间滞差内出现。特定电激励信号在时间滞差上优选不要与加速脉冲和制动脉冲有区别。例如，制动脉冲产生时，振动系统的过冲变小或者被避免。
致动件优选是立体的凸起结构，其侧面同时作为致动面。例如旋钮式致动件，通过围绕旋转轴的旋转位置探测实现其首个开关功能，通过与旋转轴平行的额外的致动件活动性或者通过朝向操作者的旋钮端面上的触摸探测来实现附加的开关功能。例如，致动器在与旋转轴垂直的方向上产生激励，形成触觉反馈。
操作元件优选是操纵杆，并且其致动件具有可枢转或者可移动的支承结构。
此外，本发明还涉及采用前述实施形式之一的操作元件在汽车内的用途。
另外，本发明还涉及一种在操作元件上形成触觉的方法，且该方法包括以下步骤。准备步骤：提供基底、可活动地支撑在基底上的致动件、通过电激励信号驱动致动件往激励方向运动以产生触觉反馈的电致动器、用于在至少两个探测方向(分别与激励方向形成不同的角度)上探测致动件的致动动作的装置。根据本发明的探测步骤：在至少两个探测方向中进行致动动作探测。
在一后续步骤中：若在两个探测方向之一中探测到致动动作，则产生用于致动器的特定电激励信号，并且激励信号会根据结果，即致动动作发生于两个探测方向的哪一个，发生变化。
与之前所述步骤同时的或者在时间上被后置的步骤：如果在两个探测方向之一中探测到致动，则用特定电激励信号激发致动器。
因此，致动器的激励信号会因探测方向而发生变化。对触觉反馈进行这样的个性化处理之后，即可在简单的情况中给操作者提供独特的反馈，因为这种反馈现在与具体的探测方向关联，因此操作者不仅可以通过反馈了解到有致动发生，更可以进一步了解到，致动动作是发生在至少两个探测方向中的哪一个方向上。优选对探测方向相关的电激励信号加以选择，使得触觉反馈在感受上彼此一致。例如，可以通过经验测定或者数学建模(例如模型分析)的方法确定致动件或操作元件的系统响应特性，并且选择合适的输出信号(例如信号的时间曲线，上升和下降特性)，在不同的探测方向上实现高度的一致。
在一个优选的方法实施形式中，致动器被设计成仅对致动件进行线性驱动。但如果是电动致动器(例如电机式的)或者电磁致动器则更好。因为通常来说线性工作致动器，尤其是电动或电磁致动器存在一个问题，即致动动作经常会在致动件和基底之间引发与致动动作一致的相对位移，并且根据这一相对位移的方向，这一情况可能会对驱动性能产生影响，因为，例如相对的取向、共同作用的致动器构件的磁相互作用，将导致致动器的工作点在触觉反馈生成之前和生成过程中改变。
在根据本发明的方法的一个优选变型中，会选择特定电激励信号，对致动件的致动动作引起的致动器工作点位移进行补偿。所有致动器，尤其是电动和电磁致动器都会敏感地对致动之后、电控之前发生的从其静止位置开始的偏移作出反应，因为这会引起工作点位移，从而影响所产生的触觉反馈。因此，其中致动之后更需要对电激励信号进行相应的调整，才能在致动方向不同的情况下“协调”触觉反馈。
根据一个优选的方法变型，电激励信号都是脉冲信号或者脉冲序列信号。
此外，根据本发明的方法的另一个设计方案，通过触摸探测装置探测致动件的触摸，根据触摸探测的结果改变特定的电激励信号。例如，这样可以根据致动件上因操作者手或手指的接触方式而存在的触摸，改变生成的触觉。例如，在触敏表面上存在肯定的探测结果时，接受操作者手指的致动触摸，通过特定电激励信号改变生成的触觉。
在根据本发明的方法的一个优选设计方案中有一测定步骤，用于在同时探测到两个探测方向的时候，产生额外的特定电激励信号用以驱动致动器。“同时”这个概念不能从狭义上理解，它也指处于共同分析间隔内的致动，不一定要处于绝对相同的时间内。例如，这样就会至少出现三个特定的、至少可在一项特征值上区分的电激励信号。例如，通过相关探测方向中的探测结果的绝对比值，确定一项电特征值(例如特定电激励信号的最大振幅)。
激励信号优选包含有矩形加速脉冲，且特定电激励信号仅根据占空比(优选是仅根据矩形加速脉冲的最大振幅)发生变化。
激励信号优选仅是加速脉冲和制动脉冲的序列。
附图说明
下面将根据以下附图进一步阐释本发明内容。这里的附图仅作示例，仅代表了优选的实施型式。附图具体为：
图1是根据本发明的操作元件的一个实施形式图示，
图2a和2b分别是叠加的特定电激励信号-探测方向的时间图，显示了加速脉冲、制动脉冲以及相关的致动件路径-时间图，
图3和4是根据本发明的操作元件的第二实施形式；
图5a至5c是根据本发明的操作元件的第三实施形式。
具体实施方式
安装在基底1上的可移动致动件2可以在箭头4和5构成的平面中，和垂直于该平面在方向3中移动。未详细画出的基底1上的致动件2支承结构可以让致动件自动弹性(必要时通过机械阻尼)复位到图1所示的致动件2静止位置中。此外还有探测装置6用于探测致动件2从静止位置开始的运动。例如，通过至少一个光学或者至少一个电磁传感器，或者通过至少一个力传感器或者通过传感器组合实现运动探测。绘出的探测方向3、4和5都是被探测装置6等解析探测出来的探测方向。因此，致动探测是沿着三个探测方向3、4和5完成的，所属的探测结果在分析单元11中进行评估。分析单元11使用查询表或者数学算法，向致动器7发出特定的电激励信号。致动器7由这一电激励信号驱动。线性驱动的电磁致动器7作用到致动件2上将其从静止位置推出，致动器7根据特定电激励信号沿着激励方向10线性地产生触觉反馈。如图2所示，激励方向10与探测方向4和5构成的平面平行。从图1可看出，探测装置6所确定的探测方向3、4和5分别与激励方向10构成不同的角度值。其中对所有特定电激励信号而言都相同的激励方向10是通过一加速脉冲定义的，致动件2就在该方向中被从其静止位置推出，同时产生触觉反馈，其中，虚线箭头8所示的方向是要指明附属于所有特定电激励信号的、时间上位于加速脉冲之后的制动脉冲的作用方向。
如图2a和2b所示，特定电激励信号具有位于激励方向10上的让致动件从其静止位置开始移动的第一加速脉冲12，和随后的与起始运动相反的第二制动脉冲14。时间叠加图所表现的是可自由移动的、仅通过致动器进行驱动的致动件的路径/时间曲线，阐明致动件对激励信号的系统响应。可以明显看出，时间上，制动脉冲14是在达到最大偏移之后发生的。图2a和2b的唯一区别就在于加速脉冲12和制动脉冲14的振幅，也就是路径/时间表示中的致动件所作的运动曲线，而致动件主要根据致动器7偏移的最大振幅13发生变化。例如，图2a所示的激励信号和相关的运动图与图1中致动件往箭头4运动所产生的激励信号和运动图一致，而图2b所示的探测曲线与箭头3方向中的致动一致。由于最大振幅根据探测方向发生变化，因此操作者可得到从感觉上没有区别的触觉反馈。
图3显示的是根据本发明的操作元件的第二实施形式。致动件2作用于作为探测装置的空间位置解析触控板或触控屏6的触敏输入区上。借助触控板或触控屏6上致动件2的作用位置的空间位置解析测定，可以确定可能的探测方向。例如，由于位置13上的作用，因此箭头4所指的探测方向是可探测的，并且可以与作用到致动件2相反一侧上的、未画出的相反致动区别开来。在探测到，通过未画出的致动器，沿线性的与触控板或触控屏6平行的方向，作用到触控板或触控屏6上的致动时，将触发沿箭头方向10的触觉反馈。
由于，如图4所示，在致动件2的顶面上，致动件2的往方向3的致动，无法通过触控板或触控屏6，与根据图3的致动区别开来，但因为不同的手指位置，又需要为这种致动提供不同的触觉反馈，即为致动器提供不同的激励信号，因此在当前实施形式中，在致动件2顶面增加了运动探测装置12。以这样的方式就可以改善探测装置6的解析度，即对另一探测方向3进行解析，并且可以为这一探测方向3中的致动分配触觉反馈或特定的电激励信号，与图3箭头4探测方向中的致动所分配的激励信号区别开来。
图5a至5c要阐述的是根据本发明的操作元件的第二实施形式。这种操作元件包括被弹性复位装置14以复原的方式保持在静止位置的操作元件2，该操作元件通过电机或电磁致动器7往箭头10方向驱动，从而产生触觉反馈。该触觉反馈10根据致动，或者准确地说根据可探测到的致动方向发生变化。可探测的致动方向产生于探测装置6的解析能力及其探测方向3、4、5。例如，在当前情况中是光学探测装置6，在致动时探测从静止位置开始的致动件2偏移X、Y，且按三个探测方向3、4、5进行解析。根据三个探测方向3、4、5中的致动量，分析单元11会在致动件2发生致动偏移的过程中和之后引发用于致动器7的特定电激励信号，并且该信号根据三个探测方向3、4、5中的主导方向发生变化。这种变化的目标是，将触觉反馈适配于与三个探测方向3、4、5对应的三个致动。从图5b应可明显看出，X偏移所带来的位移会影响电机致动器7的工作点，从而影响致动器的力激励F，因此需要进行适配处理。
图5b所显示的三个探测方向3、4、5中的不同致动就是这种情况。为了适配触觉反馈，这里设计让分析单元11根据图5c中的情形4和5为不同的致动选择激励信号，让图5b所示的工作点位移至少部分得到补偿，且FA箭头所代表的触觉反馈在不同的情形中至少接近一致。例如，在情形4中，这就意味着，箭头4方向上的致动所引起的致动器7工作点位移本来会伴随着较强的触觉激励FA"，但由于使用了比情形3更弱的特定电激励信号，因此触觉反馈就适配为与情形3的一样。情形5则相反，通过箭头5方向上的致动，分析单元11改变激励信号，对工作点的位移和伴随出现的箭头FA’所示的触觉激励的削弱作出反应，生成比情形3更强的特定电激励信号，让触觉反馈适配为与情形3趋于一致。

Claims (24)

1.一种操作元件，包括：
基底(1)；
可活动地支撑在基底(1)上的致动件(2)；
附接至基底(1)且作用于致动件(2)的电致动器(7)，以通过电激励信号驱动致动件(2)往预定的激励方向(10)线性移动，产生触觉反馈；
探测装置(6)，用于在两个探测方向(3、4、5)中探测致动件(2)的、由致动动作引起的偏移，这两个探测方向分别与激励方向(10)构成不同的角度；
分析单元(11)，配置为在探测到两个探测方向(3、4、5)之一中的致动动作时，根据结果，即动作发生于两个探测方向(3、4、5)的哪一个，用特定电激励信号驱动致动器；其中特定电激励信号或者其特征值预存在一查询表中，或者根据需要通过算法计算出来，
其特征在于，
对特定电激励信号加以选择，以针对不同的结果协调触觉反馈，其中由致动动作引起的致动件(2)和基底(1)之间的相对位移对致动器(7)驱动性能的影响得到补偿。
2.根据权利要求1所述的操作元件，其中分析单元(11)配置为用于在两个探测方向(9)中探测到致动的时候，用另一特定电激励信号驱动致动器(7)。
3.根据权利要求1所述的操作元件，其中探测装置还包括触摸探测装置，用以探测在致动件上的触摸，且分析单元还配置为用于根据触摸探测结果改变电激励信号。
4.根据权利要求1所述的操作元件，其中致动器(7)是电磁致动器或电动致动器。
5.根据权利要求4所述的操作元件，其中致动器(7)是电机致动器。
6.根据权利要求1所述的操作元件，其中电激励信号分别包含矩形加速脉冲(12)，且特定电激励信号仅根据占空比而发生变化。
7.根据权利要求6所述的操作元件，其中特定电激励信号仅根据矩形加速脉冲的最大振幅(13)而发生变化。
8.根据权利要求1所述的操作元件，其中电激励信号是加速脉冲(12)和制动脉冲(14)构成的序列。
9.根据权利要求1所述的操作元件，其中特定电激励信号的最大振幅(13)根据角度变化。
10.根据权利要求1所述的操作元件，其中至少两个的探测方向(3、4、5)与激励方向平行或垂直。
11.根据权利要求1所述的操作元件，其中操作元件(2)是三维凸起部，其侧面限定致动面。
12.根据权利要求1所述的操作元件，其中所述操作元件是操纵杆，该操纵杆的致动件(2)具有可枢转或可移动支承结构。
13.根据权利要求1所述的操作元件，其中激励方向与致动件(2)的背离操作者的底面平行。
14.根据权利要求1所述的操作元件，其中特定电激励信号经由分析单元(11)挑选，对由致动件(2)的致动动作引起的致动器(6)工作点位移进行补偿。
15.根据前述权利要求任一项所述的操作元件在机动车内的用途。
16.在操作元件上产生触觉的方法，包含以下步骤：
设置基底(1)、可活动地支撑在基底(1)上的致动件(2)、电致动器(7)，其中电致动器(7)用于通过电激励信号驱动致动件(2)往预定的激励方向(10)线性移动，以产生触觉反馈，以及设置探测装置(6)，用于在至少两个探测方向(3、4、5)中探测致动件(2)的由致动动作引起的偏转，其中该至少两个探测方向分别与激励方向(10)构成不同的角度；
在两个探测方向之一中探测致动动作；
若在两个探测方向(3、4、5)之一中探测到致动，产生用于致动器(7)的特定电激励信号，其中特定电激励信号或者其特征值预存在一查询表中，或者根据需要通过算法计算出来；
若在探测方向(3、4、5)之一中探测到致动，用特定电激励信号(13)激发致动器(7)；
其特征在于，
对特定电激励信号加以选择，以针对不同的结果协调触觉反馈，其中由致动动作引起的致动件(2)和基底(1)之间的相对位移对致动器(7)驱动性能的影响得到补偿。
17.根据权利要求16所述的方法，其中特定电激励信号经过挑选，对由致动件(2)的致动动作引起的致动器(7)工作点位移进行补偿。
18.根据权利要求16所述的方法，其中在两个探测方向中探测到同时致动时，产生另一特定电激励信号。
19.根据权利要求16所述的方法，其中通过触摸探测装置探测在致动件上的触摸，并且特定的电激励信号还额外地根据触摸探测的结果发生变化。
20.根据权利要求16所述的方法，其中致动器(7)是电磁致动器或电动致动器。
21.根据权利要求20所述的方法，其中致动器(7)是电机致动器。
22.根据权利要求16所述的方法，其中电激励信号分别包含矩形加速脉冲，且特定电激励信号仅根据占空比而发生变化。
23.根据权利要求22所述的方法，其中特定电激励信号仅根据矩形加速脉冲的最大振幅而发生变化。
24.根据权利要求16所述的方法，其中激励信号是仅由加速脉冲(12)和制动脉冲(14)构成的序列。
CN201680014438.2A 2015-03-09 2016-03-08 根据探测方向提供触觉反馈的操作控制元件 Active CN107430434B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015103407.7 2015-03-09
DE102015103407.7A DE102015103407A1 (de) 2015-03-09 2015-03-09 Bedienelement mit von der Detektionsrichtung abhängigem haptischem Feedback
PCT/EP2016/054895 WO2016142373A1 (de) 2015-03-09 2016-03-08 Bedienelement mit von der detektionsrichtung abhängigem haptischem feedback

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107430434A CN107430434A (zh) 2017-12-01
CN107430434B true CN107430434B (zh) 2020-05-12

Family

ID=55524307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680014438.2A Active CN107430434B (zh) 2015-03-09 2016-03-08 根据探测方向提供触觉反馈的操作控制元件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10719128B2 (zh)
EP (1) EP3268845B1 (zh)
CN (1) CN107430434B (zh)
DE (1) DE102015103407A1 (zh)
WO (1) WO2016142373A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3475788B1 (de) * 2016-06-27 2021-08-11 PREH GmbH Berührempfindliches eingabegerät mit verbesserter haptikerzeugung
DE102017202408A1 (de) * 2017-02-15 2018-08-16 Robert Bosch Gmbh Eingabevorrichtung
DE102018110492A1 (de) * 2018-05-02 2019-11-07 Preh Gmbh Eingabegerät mit Betätigungsteil und elektromagnetischer Wechselfeldbeeinflussung zur Ermittlung einer Stellungsinformation
DE102019104347A1 (de) * 2019-02-20 2020-08-20 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Einstellelement zur Steuerung der Verzögerung und/oder Beschleunigung eines Schienenfahrzeugs zum Zweck eines automatisierten Fahrens
JP7371895B2 (ja) 2019-10-09 2023-10-31 ミネベアミツミ株式会社 アクチュエーター
JP7370822B2 (ja) * 2019-11-15 2023-10-30 ミネベアミツミ株式会社 振動アクチュエータ及び振動呈示装置
DE102020101145A1 (de) 2020-01-20 2021-07-22 Audi Aktiengesellschaft Displaysystem mit haptischer Rückmeldung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101203821A (zh) * 2005-03-04 2008-06-18 苹果公司 多功能手持设备

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6222525B1 (en) * 1992-03-05 2001-04-24 Brad A. Armstrong Image controllers with sheet connected sensors
US5959613A (en) 1995-12-01 1999-09-28 Immersion Corporation Method and apparatus for shaping force signals for a force feedback device
US6904823B2 (en) * 2002-04-03 2005-06-14 Immersion Corporation Haptic shifting devices
JP4314810B2 (ja) 2002-11-18 2009-08-19 富士ゼロックス株式会社 触覚インタフェース装置
JP4014504B2 (ja) 2002-12-27 2007-11-28 アルプス電気株式会社 力覚付与型入出力装置
US7742036B2 (en) * 2003-12-22 2010-06-22 Immersion Corporation System and method for controlling haptic devices having multiple operational modes
US9218059B2 (en) * 2007-08-24 2015-12-22 Denso Corporation Input apparatus for vehicle
DE102008015874A1 (de) * 2008-03-26 2009-10-01 Lemförder Electronic GmbH Betätigungseinrichtung mit Haptikemulation
US9568939B2 (en) * 2009-06-01 2017-02-14 Enovation Controls, Llc Tactile feedback for joystick position/speed controls
JP5515511B2 (ja) 2009-08-21 2014-06-11 富士ゼロックス株式会社 入力装置及び情報処理装置
KR101097332B1 (ko) * 2010-02-10 2011-12-21 삼성모바일디스플레이주식회사 햅틱 기능을 갖춘 디스플레이 모듈
EP2395414B1 (en) * 2010-06-11 2014-08-13 BlackBerry Limited Portable electronic device including touch-sensitive display and method of changing tactile feedback
US20130033366A1 (en) 2011-08-01 2013-02-07 Mcdonough Colin Albright Method and system for providing haptic feedback of variable intensity
DE102012004636A1 (de) * 2011-12-24 2013-06-27 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Berührungssensitive Bedieneinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
US20130229272A1 (en) * 2012-03-05 2013-09-05 Caterpillar Inc. Manual control device and method
WO2014091272A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-19 Renault Trucks A controller for controlling a function of a device of a motor vehicle
US9524030B2 (en) * 2013-04-26 2016-12-20 Immersion Corporation Haptic feedback for interactions with foldable-bendable displays
US9939900B2 (en) * 2013-04-26 2018-04-10 Immersion Corporation System and method for a haptically-enabled deformable surface
US9690390B2 (en) * 2013-05-17 2017-06-27 SeeScan, Inc. User interface devices
US10185397B2 (en) * 2015-03-08 2019-01-22 Apple Inc. Gap sensor for haptic feedback assembly

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101203821A (zh) * 2005-03-04 2008-06-18 苹果公司 多功能手持设备

Also Published As

Publication number Publication date
US10719128B2 (en) 2020-07-21
DE102015103407A1 (de) 2016-09-15
EP3268845A1 (de) 2018-01-17
US20180246571A1 (en) 2018-08-30
CN107430434A (zh) 2017-12-01
WO2016142373A1 (de) 2016-09-15
EP3268845B1 (de) 2020-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107430434B (zh) 根据探测方向提供触觉反馈的操作控制元件
US10232714B2 (en) Motor vehicle operating device with controller to provide bounce suppression for actuating element
US9176583B2 (en) Method for haptic feedback control
JP6543328B2 (ja) 電気機器用操作ユニット
JP6104468B2 (ja) 弾性結合されたアクチュエータを備えた自動車用ハプティックアクセルペダル並びに当該ハプティックアクセルペダルを閉ループ制御する方法および閉ループ制御ユニット
KR101994576B1 (ko) 신속한 햅틱 피드백을 구비한 조작 장치
US20130047776A1 (en) Drive pedal unit for motor vehicles
KR102608389B1 (ko) 버튼형 액추에이터, 이를 포함하는 버튼형 액추에이터 피드백 시스템 및 그 제어 방법
CN112119364B (zh) 具有主动触觉反馈和干扰振动抑制的输入装置
JP7069291B2 (ja) 操作ユニット
CN108369450B (zh) 在用户界面中的触觉反馈
US20230400924A1 (en) Three-dimensional touch interface providing haptic feedback
CN110892180B (zh) 用于在机动车中选择行驶挡级的设备和方法
WO2019003254A2 (en) HAPTIC ACTUATOR AND HAPTIC INTERFACE COMPRISING AT LEAST ONE OF THESE ACTUATORS
WO2016083011A3 (de) Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren einer signalgebervorrichtung eines haptischen fahrpedalmoduls für ein kraftfahrzeug sowie haptisches fahrpedalmodul
Zoller et al. Novel thin electromagnetic system for creating pushbutton feedback in automotive applications
CN108459760B (zh) 输入装置
US20220363132A1 (en) Input device
US20220187924A1 (en) Swipe gesture detection device and method for determining a swipe gesture performed on a moving surface element of a vehicle component
CN110858766B (zh) 用于机动车辆的多功能操作元件
US10008349B2 (en) Switching device and method for detecting whether said switching device is being actuated
US9755476B2 (en) Operator control device having an activation element with haptic feedback
US20200124165A1 (en) Device and method for selecting gears in motor vehicles
CN118838472A (zh) 用于操控车辆功能的踏板单元
JP2018041299A (ja) 触覚呈示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant