CN108205355B - 用于操作机动车仪器的操作设备及其运行方法和机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操作设备(3)，用于操作机动车(1)的至少一个仪器(G)，所述操作设备(3)具有操作件(4)，所述操作件(4)具有操作部分(5)，为了调节和/或选择仪器(G)的至少一个运行功能，所述操作部分(5)能够围绕操作件(4)的纵轴线(L)从操作部分(5)的初始位置(23)开始沿第一方向(28)转动到操作位置(26、27)，并且所述操作件(4)具有电容传感器(31)，借助电容传感器(31)在操作部分(5)相对于操作件(4)的基座部分(12)转动时能够产生电容变化，并且根据电容变化能够调节和/或选择运行功能，其中，所述操作设备(3)具有复位装置(9)，所述操作部分(5)借助复位装置(9)能够自动地从操作位置(26、27)朝初始位置(23)的方向沿着与第一方向(28)相反的第二方向(29)返回。

Description

用于操作机动车仪器的操作设备及其运行方法和机动车

技术领域

本发明涉及一种操作设备，用于操作机动车的至少一个仪器，所述操作设备具有操作件，所述操作件具有操作部分，为了调节和/或选择仪器的至少一个运行功能，所述操作部分能够围绕操作件的纵轴线从操作部分的初始位置开始沿第一方向转动到操作位置，并且所述操作件具有电容传感器，借助电容传感器能够在操作部分相对于操作件的基座部分转动时产生电容变化，并且根据电容变化能够调节和/或选择运行功能。本发明还涉及一种具有操作设备的机动车以及用于运行所述操作设备的方法。

现有技术

由现有技术已知一种操作设备，其具有操作件，操作件具有操作部分，为了调节和/或选择仪器的至少一个运行功能，操作部分能够围绕操作件的纵轴线从初始位置开始转动。操作设备仅能持续地转动，而不能再返回到起始位置(初始位置)。这种操作设备可以为了调节或选择运行功能而根据操作设备的电容传感器的电容变化对运行功能进行调节和/或选择。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种操作设备、一种机动车以及一种操纵操作设备的方法，其可以为操作部分的使用者产生触觉的反馈并且由此针对旋转位置明确地构造操作部分并且由此提高操作舒适度。

所述技术问题按照本发明通过一种操作设备解决，所述操作设备用于操作机动车的至少一个仪器，所述操作设备具有操作件，所述操作件具有操作部分，为了调节和/或选择仪器的至少一个运行功能，所述操作部分能够围绕操作件的纵轴线从操作部分的初始位置开始沿第一方向转动到操作位置，并且所述操作件具有电容传感器，借助电容传感器能够在操作部分相对于操作件的基座部分转动时产生电容变化，并且根据电容变化能够调节和/或选择运行功能，其中，所述操作设备具有复位装置，所述操作部分能够借助复位装置自动地从操作位置朝初始位置的方向沿着与第一方向相反的第二方向返回。

所述技术问题按照本发明还通过一种机动车解决，所述机动车具有前述类型的操作设备。所述技术问题按照本发明还通过一种运行操作设备的方法解决，所述方法用于操作机动车的至少一个仪器，所述操作设备具有操作件，所述操作件具有操作部分，其中，当围绕操作件的纵轴线从操作部分的初始位置开始沿第一方向转动到操作位置时调节和/或选择仪器的至少一个运行功能，并且其中，当操作部分相对于操作件的基座部分转动时产生操作设备的电容传感器的电容变化，并且根据电容变化调节和/或选择运行功能，其中，所述操作部分借助操作设备的复位装置自动地从操作位置朝初始位置的方向沿着与第一方向相反的第二方向返回。

按照本发明的用于操作机动车的至少一个仪器的操作设备具有至少一个操作件，所述操作件具有操作部分。为了调节和/或选择仪器的至少一个运行功能，所述操作部分能够围绕操作件的纵轴线从操作部分的初始位置开始沿第一方向转动到操作位置。所述操作件具有电容传感器，借助电容传感器能够在操作部分相对于操作件的基座部分转动时产生电容变化，并且能够根据电容变化调节和/或选择运行功能。

尤其电气仪器可以视作机动车的仪器。例如电气仪器可以涉及照明控制仪器，其设计用于控制机动车的照明设备。所述照明控制仪器例如可以从近光灯切换到远光灯或者从远光灯切换到近光灯，和/或也可用于操控显示屏。除了机动车的不同的仪器，当然也可以选择仪器的不同的功能。例如在信息娱乐设备中可以借助操作设备调节不同的广播发送者。空调设备也可以是这种仪器。

作为操作设备的初始位置尤其可以规定为一个位置，在该位置中操作设备并不选择仪器和/或并不调节仪器的功能。

本发明的本质设想在于，所述操作设备具有复位装置，所述操作部分能够借助复位装置自动地从操作位置朝初始位置的方向沿着与第一方向相反的第二方向返回。由此，操作件例如可以在围绕纵轴线沿顺时针偏转时可以再次朝初始位置的方向逆时针地返回到原先的初始位置中。这具有的优点是，借助电容传感器可以特别准确且特别实用地测取操作设备的操作位置，并且由此可以特别可靠地操作机动车的仪器。此外，还由此产生用于使用者的触觉反馈。使用者知道，操作件的操纵尤其始终从初始位置开始进行，并且在操纵时获得触觉反馈，从而通过对使用者的操纵的直观感知而提高了使用舒适性。

在有利的设计方案中同样可行的是，从操纵件的初始位置开始例如可以操作机动车的第二仪器，方法是，操作部分从初始位置开始可以沿第二方向旋转至第二操作位置，并且可以在相对于操作件的基座部分旋转操作部分时测取另外的电容变化，并且可以根据该电容变化调节和/或选择第二运行功能。对于第二方向也可以设计复位装置，使得操作部分自动地从第二操作方向朝初始位置的方向通过沿第一方向的运动返回。由此可以通过操作设备操纵两个仪器或者仪器的两个功能。

在有利的设计方案中，所述复位装置具有至少一个弹簧件。弹簧件尤其可以设计为螺旋弹簧。此外，弹簧件可以沿周向围绕纵轴线弯曲地布置。由此，复位力以特别的大小沿旋转方向并且由此沿围绕纵轴线的运动方位作用。此外尤其可以规定，弹簧件贴靠在环件或者柱件、尤其基座部分的外周壁的外侧上。由此，可以实施弹簧件的伸长和压缩。

还可以规定，操作设备具有第二弹簧件，操作件借助第二弹簧件自动地从第二操作位置开始可以返回到初始位置。当需要操作第二仪器或仪器的第二功能时，尤其可以设置第二弹簧件。

尤其规定，操作部分具有凸起，在凸起上可安置至少一个弹簧件和第二弹簧件。

根据另外有利的设计方案，所述电容传感器可以具有第一电极，所述第一电极具有垂直于纵轴线的方向定向的电极接片。电极接片尤其用于与电容传感器的第二电极的相互作用。由此借助电极接片可以提供一个用于相互作用的平面，该平面相应地设计用于可以可靠地引发电容传感器内部的电容变化。电容传感器的第一电极尤其与操作件相连并且在操作件旋转时第一电极可以一同旋转。此外可以规定，第一电极具有板状元件，其中，板状元件与电极接片电气地且机械耦连，并且其中，板状元件垂直于电极接片地布置。板状元件尤其平行地沿操作设备的纵轴线布置，并且电极接片同样垂直于操作设备的纵轴线和板状元件地布置。板状元件尤其用于第一电极与操作件、尤其与操作部分机械和电气耦连。

在另外有利的设计方案中，所述操作部分设计为多件式的并且具有内环和前端环。这种设计方案尤其具有的优点是，前端环与内环可以彼此独立地设计，并且由此例如可以外形不同地构造，并且对于前端环也可以实现扩展的功能。前端环例如可以具有多个触觉件，从而提高前端环的摩擦系数，以便可以在操作过程中减少使用者、尤其使用者的手指的滑脱。内环则可以与其功能相应地适配(与第一电极或复位装置的机械和电气耦连)。

根据另外有利的设计方案，所述前端环由导电的金属构成，用于与所述电容传感器的第一电极产生电容的相互作用。借助该设计方案，例如可以通过自身电容评估探测前端环的使用者的接触。这可以如此实现，即，前端环通过接触被电气接地。尤其可以规定，前端环由铬构成，由此既可以有利地实现外观的提升也可以实现导电。由此可以避免由于对操作部分的不希望的转动导致的意外操作。这有利于操作设备的操作安全性。

此外还有利的是，操作件的的前端环具有容纳凹槽，内环安置在容纳凹槽内。这具有的优点是，内环针对机械影响和污物被保护并且由此提高了操作设备的使用寿命。此外，可以借助这种内环在容纳凹槽内的布置方式，在视觉上“隐藏”地安置内环，由此可以提高操作设备的外观评价。容纳凹槽沿纵轴线的方向观察向后开放地设计。

此外还有利的是，在所述前端环的容纳凹槽内安置有所述电容传感器的第一电极和基座部分。这具有的优点是，第一电极和基座部分都针对污物和机械影响被保护，尤其可以提高操作设备的使用寿命。此外实现紧凑的结构。

此外还有利的是，在所述前端环的容纳凹槽内安置有复位装置。通过该设计方案，复位装置可以针对天气影响和机械影响被保护，由此更好地防止复位装置受损或磨损，这可以提高操作设备的使用寿命。借助复位装置、尤其借助弹簧件，这使得在前端环内具有传统的触感，该触感通过弹性常数等可以被调节。此外，通过弹簧件对操作设备的操纵对于使用者来说在传统的技术方案中是已知的，从而可以实现对操作设备的直观的操作。

根据另外有利的设计方案，所述基座部分可以设计为环形。由此，基座部分尤其与操作部分相对应，并且基座部分例如可以安置在前端环的容纳凹槽内并被容纳凹槽围绕。由此，在操作件的中央所提供可供使用的空间，从而例如将操作设备的照明件安置在所述空间中，所述操作设备例如描述仪器的状态。

在另外有利的设计方案中，所述复位装置可以与所述基座部分耦连。这具有的优点是，因为基座部分不旋转，所以复位装置相对基座部分具有固定的基准点，用于产生复位力，并且由此可以非常有利地形成复位力或弹性力。由此可以实现操作设备的可靠的操纵。

根据另外有利的设计方案，第二电极可以安置在操作部分以外。借助该设计方案可实现，第二电极与第一电极相互作用，因为第二电极例如可以在可旋转的操作部分以外固定地安置。由此，能够以简单的方式方法构成电容传感器，其中，第一电极可转动地布置并且第二电极在外部且固定地布置。由此，操作设备的电容变化可以被可靠地测取。

在有利的设计方案中，所述第二电极至纵轴线可以具有比所述第一电极至纵轴线更小的半径。由此可以特别节省结构空间地、但可靠地测取电容变化。

此外还有利的是，所述第二电极构造为电容薄膜和/或金属插入件和/或在电路板上。由此，例如基座部分可以安置在封闭的表面上，该封闭的表面具有电容结构(即电容薄膜和/或金属插入件和/或在电路板上的天线)。第二电极则尤其可以安置在封闭的表面的“后面”，并且通过自身电容或对应电容探测转动。这种方式是充分已知的，从而能够采用简单的和已有的方式或已知的结构。

根据另外有利的设计方案，所述第二电极能够安置在机动车构件上。机动车构件例如可以是仪表板和/或转向操作机构等。借助该设计方案，操作设备可以非常灵活地使用，由此可以扩大操作设备所应用的领域。

当然，在操作设备的内部可以安置至少一个另外的电容传感器，其具有另外的第一电极和/或另外的第二电极，其中，至少一个另外的电容传感器可用于进一步准确地测取操作件的转动，并且由此可更为可靠地操作机动车的仪器。

本发明还涉及一种机动车，其具有按照本发明的或有利实施方式所述的操作设备。尤其可以规定，所述机动车设计为轿车。

本发明还涉及一种运行操作设备的方法，所述方法用于操作机动车的至少一个仪器。所述操作设备具有操作件，所述操作件具有操作部分。当围绕操作件的纵轴线从操作部分的初始位置开始沿第一方向转动到操作位置时调节和/或选择仪器的至少一个运行功能。当操作部分相对于操作件的基座部分转动时产生操作设备的电容传感器的电容变化，并且根据电容变化调节和/或选择运行功能。本发明的本质设想在于，所述操作部分借助操作设备的复位装置自动地从操作位置朝初始位置的方向沿着与第一方向相反的第二方向返回。

操作设备的有利的设计方案也视作按照本发明的机动车和按照本发明的方法的有利的设计方案，其中，操作设备的具体的技术特征可以实施为方法步骤。

本发明的其他特征由权利要求书、附图和附图说明得出。在说明书中前述特征和特征组合还有仅在附图说明中提及和/或仅在附图中单独示出的特征和特征组合，不仅可以按相应给出的组合使用，而且还可以按其他的组合或单独地使用，只要不偏离本发明的框架即可。由此，在附图中未详细示出和阐述的、但是根据已述的实施方式由单独的特征组合可得知和产生的本发明的实施方式也视作已包含的和公开的。由此不具有原始正式的权利要求的所有技术特征的实施方式和特征组合也视作已公开的。此外，超出或偏离权利要求示出的特征组合的实施方式和特征组合尤其通过上述设计方案也被视作已公开的。

附图说明

以下结合附图阐述本发明。在附图中：

图1示出按照本发明的实施方式的具有操作设备的机动车；

图2示出具有操作设备的机动车的内部空间的剖面示意图；

图3示出操作设备的实施方式的分解示意图；

图4示出操作设备的实施方式的立体示意图；和

图5示出电容传感器的示意图。

在附图中相同或功能相同的元件标有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出按照本发明的实施方式的机动车1的俯视图。机动车1在此设计为轿车。机动车1包括内部空间2，在内部空间中安置有操作设备3。在此示意性示出的操作设备3包括至少一个操作件4，所述操作件可以由机动车1的驾乘人员操作。操作设备3可以如此安置在机动车1的内部空间2中，使得操作件4朝向机动车1的驾乘人员。

通过操作设备3能够以操纵操作件4的方式控制操作行为。通过由使用者、例如机动车1的驾驶员旋转操作件4，可以输出相应的控制信号。

尤其可以规定，借助操作设备3可以操作机动车1的至少一个仪器G。也可以规定，通过操作设备3可以操纵仪器G的多个功能，或者通过操作设备3可以操作多个仪器G。

图2示出具有操作设备3的机动车1的内部空间的剖视图。操作设备3在此例如安置在机动车构件21上，该机动车构件在此设计为仪表板21。操作设备3例如可以调节和/或选择机动车1的照明单元。

图3示出操作设备3的分解视图。操作件4尤其具有操作部分5，所述操作部分5具有前端环6和内环7。此外，操作件4还具有操作设备3的电容传感器31的第一电极8(图4)。操作件4还具有复位装置9，该复位装置在该实施例中通过第一弹簧件10和第二弹簧件11构成。

操作件4围绕操作件4的纵轴线L可转动。尤其可以规定，操作件4的基座部分12抗扭地布置，相较而言操作部分5通过第一电极8可转动地支承。在此，第一电极8尤其可以安置在内环7上，其中，所述内环7又可以安置在前端环6上。由此在旋转前端环6时，可以实现内环7随同第一电极8的旋转。

第一电极8尤其可以由电极接片13以及板状元件14构成。板状元件14尤其可以沿纵轴线L的方向板状地构造，其中，电极接片13尤其可以垂直于板状元件14并垂直于纵轴线L地布置。通过电极接片13提供一种平面，该平面设计为，可以与操作设备3的第二电极25(图4)产生相互作用。板状元件14尤其可以用于与内环7机械地且电气地耦连。

弹簧件10、11尤其设计为螺旋弹簧。弹簧件10、11沿周向和纵轴线L的方向弯曲地布置，使得弹簧件10、11的复位力主要沿旋转方向和由此沿运动方向以及纵轴线L的方向作用。弹簧件10、11尤其可以分别具有相应的第一端部15和相应的第二端部16。弹簧件10、11的第一端部15尤其可以固定在内环7的凸起17上，使得在转动内环7时在弹簧件10、11上施加力。弹簧件10、11的第二端部16尤其可以固定在基座部分12的外罩上。在基座部分12上尤其可以为相应的第二端部16构造至少一个另外的凸起31、尤其两个凸起31，弹簧件10、11可以固定在该凸起31上。由此，可以在操作部分5和静止的基座部分12之间产生力，由此在弹簧件10、11内部产生复位力。

前端环6尤其设计有容纳凹槽18，其中，在容纳凹槽18内可安置内环7、第一电极8、复位装置9和基座部分12。由此，内环7、第一电极8、复位装置9和基座部分12被布置为可针对污物和其它机械影响被保护。

前端环6还可以具有表面19，其中，表面19尤其设计为金属的、尤其由铬构成，从而可以产生与前端环6机械和电气耦连的第一电极8的电容的相互作用(尤其接地)。还可以规定，前端环6具有触觉件20，该触觉件增大表面19的摩擦系数，使得使用者在接触前端环6时不会打滑。

图4示出按照本发明的操作设备3的实施方式的立体图。操作设备3尤其安置在机动车构件21的封闭的表面上。机动车构件21尤其可以涉及仪表板或者转向操作装置、如方向盘。操作设备3例如可以设计用于控制机动车1的照明设备。例如可以规定，通过将操作件4旋转至操作位置26、27(图4)可以打开或关闭机动车1的近光灯。

如图2所示，前端环6将内环7和第一电极8容纳在容纳凹槽18内。由此，前端环6在前端侧构成封闭的表面，使得污物不会进入容纳凹槽18内，由此保护了在前端环6内的构件。在使用者旋转前端环6时，第一电极8和内环7发生转动。基座部分12此时保持静止。

可以规定，在机动车构件21上安置未示出的第二电极25，该第二电极例如作为电容薄膜、作为金属插入件或作为天线直接安置在电路板24上。第二电极25在此与第一电极8一同构成电容传感器31。通过第一电极8的转动，可以测取电容传感器31的电容变化，根据电容变化选择和/或调节机动车1的电气仪器G。

尤其可以规定，基座部分12同样设计为环形，使得前端环6可以完全容纳操作件结构，并且在前端环6的中央产生一个空间，在该空间内例如可以安置发光件22，该发光件例如可以显示功能或仪器G的状态。

图5示出示意性示出的电容传感器31的俯视图，用于阐释电容传感器31的工作原理。图4在此简化地示出第一电极8的电极接片。操作设备3在此尤其处于初始位置23中。初始位置23尤其可以是一个功能位置，在该功能位置中没有操作机动车1的仪器G。初始位置20尤其可以是相对于操作设备3的电路板24而言的。电路板24在此可以具有多个第二电极25，其中，在该实施例中设计有三个第二电极25。相对于电路板24备选地，也可以使用触摸薄膜或金属插入件。

在为了到达操作位置26而旋转操作部分5时，使用者围绕纵轴线L沿第一方向28旋转操作部分5和由此尤其旋转电极接片13。通过电极接片13相对于第二电极25的转动而产生电容变化。这种电容变化可以通过控制装置30被评估。例如，向右转动导致右侧的和中间的第二电极25的相互间的电容增大。在达到一定的阀值时，则可以通过控制装置30产生用于选择和/或调节仪器G的输出信号。

通过沿第一方向28的转动可以在复位单元9的内部、尤其在弹簧件10、11的内部蓄积力。在通过使用者达到操作位置26并且随之松开操作部分5时，则可以通过在图4中未示出的复位装置9使操作部分5重新自动地返回到初始位置23中。返回沿与第一方向28不同的第二方向29发生。

同样可行的是，操作部分5可以从初始位置23沿第二方向29导引，从而到达相对于操作位置26不同的操作位置27。这同样可以导致电极接片13相对于第二电极25的电容变化，这种电容变化可以通过控制装置30被确定并且可以产生相应的输出信号。在通过使用者从第二操作位置27松开操作部分5时，则可以类似地通过复位装置9使操作部分5沿第一操作方向28自动地返回到初始位置23中。

Claims (16)

1.一种操作设备(3)，用于操作机动车(1)的至少一个仪器(G)，所述操作设备(3)具有操作件(4)，所述操作件(4)具有操作部分(5)，为了调节和/或选择仪器(G)的至少一个运行功能，所述操作部分(5)能够围绕操作件(4)的纵轴线(L)从操作部分(5)的初始位置(23)开始沿第一方向(28)转动到操作位置(26、27)，并且所述操作件(4)具有电容传感器(31)，借助电容传感器(31)能够在操作部分(5)相对于操作件(4)的基座部分(12)转动时产生电容变化，并且根据电容变化能够调节和/或选择运行功能，其特征在于，所述电容传感器(31)具有第一电极(8)，所述第一电极(8)由电极接片(13)和板状元件(14)构成，所述板状元件(14)沿所述纵轴线(L)的方向板状地构造，所述操作部分(5)设计为多件式的并且具有前端环(6)和内环(7)，所述操作设备(3)具有复位装置(9)，所述操作部分(5)能够借助复位装置(9)自动地从操作位置(26、27)朝初始位置(23)的方向沿着与第一方向(28)相反的第二方向(29)返回，其中，所述板状元件(14)与所述内环(7)机械地且电气地耦连。

2.按照权利要求1所述的操作设备(3)，其特征在于，所述复位装置(9)具有弹簧件(10、11)。

3.按照前述权利要求之一所述的操作设备(3)，其特征在于，所述第一电极(8)具有垂直于纵轴线(L)的方向定向的电极接片(13)。

4.按照权利要求1或2所述的操作设备(3)，其特征在于，所述前端环(6)具有容纳凹槽(18)。

5.按照权利要求4所述的操作设备(3)，其特征在于，由导电的金属制成的所述前端环(6)构造用于与所述电容传感器(31)的第一电极(8)产生电容的相互作用。

6.按照权利要求4所述的操作设备(3)，其特征在于，所述内环(7)尤其安置在所述容纳凹槽(18)内。

7.按照权利要求4所述的操作设备(3)，其特征在于，在所述前端环(6)的容纳凹槽(18)内安置有所述电容传感器(31)的第一电极(8)并安置有基座部分(12)。

8.按照权利要求4所述的操作设备(3)，其特征在于，在所述前端环(6)的容纳凹槽(18)内安置有复位装置(9)。

9.按照权利要求1或2所述的操作设备(3)，其特征在于，所述基座部分(12)设计为环形。

10.按照权利要求1或2所述的操作设备(3)，其特征在于，所述复位装置(9)与所述基座部分(12)耦连。

11.按照权利要求1或2所述的操作设备(3)，其特征在于，第二电极(25)安置在操作部分(5)以外。

12.按照权利要求11所述的操作设备(3)，其特征在于，所述第二电极(25)至纵轴线(L)具有比所述第一电极(8)至纵轴线(L)更小的半径。

13.按照权利要求12所述的操作设备(3)，其特征在于，所述第二电极(25)构造为电容薄膜和/或构造为金属插入件和/或构造在电路板(24)上。

14.按照权利要求11所述的操作设备(3)，其特征在于，所述第二电极(25)能够安置在机动车构件(21)上。

15.一种机动车(1)，具有按照权利要求1至14之一所述的操作设备(3)。

16.一种用于对机动车(1)中的至少一个仪器(G)进行操作的操作设备(3)的运行方法，所述操作设备(3)具有操作件(4)，所述操作件(4)具有操作部分(5)，其中，当围绕操作件(4)的纵轴线(L)从操作部分(5)的初始位置(23)开始沿第一方向(28)转动到操作位置(26、27)时调节和/或选择仪器(G)的至少一个运行功能，并且其中，当操作部分(5)相对于操作件(4)的基座部分(12)转动时产生操作设备(3)的电容传感器(31)的电容变化，并且根据电容变化调节和/或选择运行功能，其特征在于，所述电容传感器(31)具有第一电极(8)，所述第一电极(8)由电极接片(13)和板状元件(14)构成，所述板状元件(14)沿所述纵轴线(L)的方向板状地构造，所述操作部分(5)设计为多件式的并且具有前端环(6)和内环(7)，所述操作部分(5)借助操作设备(3)的复位装置(9)自动地从操作位置(26、27)朝初始位置(23)的方向沿着与第一方向(28)相反的第二方向(29)返回，其中，所述板状元件(14)与所述内环(7)机械地且电气地耦连。

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