CN108475167A - 触摸换档器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在汽车中通过线组件换档的操作装置(1)，其包括用于选择汽车的自动和/或自动化变速器的操作模式(R,N,D,B)的触敏显示器(3)，还包括触觉引导元件(5)，其用于引导对应于操作模式(R,N,D,B)的选择的操作者(V)的触摸手势，其中，触敏显示器(3)被配置成显示图像(7)，所述图像(7)是图形交互式用户界面对象，所述对象能够通过操作者(V)的触摸手势移动到触敏显示器(3)的预定区域(9)中以选择操作模式(R,N,D,B)，并且其中，触觉引导元件(5)提供至少一个选择路径(11)，图像(7)能够沿着该选择路径移动。

Description

触摸换档器
技术领域
本发明涉及一种用于在汽车中通过线组件换档的操作装置，其包括用于选择汽车的自动和/或自动化变速器的操作模式的触敏显示器，还包括用于引导与操作模式的选择相对应的操作者的触摸手势的触觉引导元件。
背景技术
这样的操作装置通常包括通信接口、一个或多个处理器、存储器和一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在存储器中并且被配置成由一个或多个处理器执行，所述程序包括指令，所述指令用于检测与触敏显示器的接触，特别是汽车操作者的触摸手势，并且当所述接触对应于用于选择所述操作模式之一的预定触摸手势时，经由通信接口输出操作模式选择信号。
这种操作装置在美国专利申请公开US2012/0041655A1中公开，其中公开了由汽车的操作者施加的手指压力产生的两个坐标定义的矢量与对所述矢量的长度和取向的预定要求相比较用于验证期望命令。还公开了用于保护触摸屏的元件可以放置在屏幕上，并且所述元件具有用于允许手指访问触摸屏的切口，使得操作者的手指可以施加压力并对应于期望命令的激活而移动。
在此背景下，本发明的目的是提出一种用于改变汽车中的变速模式的操作装置，该操作装置能够实现简单且无错误的操作。
发明内容
本发明的目的通过独立权利要求1的主题来实现。从属权利要求描述了本发明的优选实施例。
因此，本发明的目的通过一种用于在汽车中通过线组件换档的操作装置来实现，该操作装置包括用于选择汽车的自动和/或自动化变速器的操作模式的触敏显示器，还包括用于引导与操作模式的选择相对应的操作者的触摸手势的触觉引导元件，其中，触敏显示器被配置成显示图像，所述图像是图形的交互式用户界面对象，其可以随着操作者的触摸手势移动到触敏显示器的预定区域中以选择特定操作模式，并且其中，触觉引导元件提供至少一个选择路径，图像可沿着该路径移动。操作者或用户因此将图像拖动(即移动)到触敏显示器的区域中，从而触发到变速器控制器元件的信号，请求和/或提示选择所述操作模式。
这种操作装置允许在设置用于触发操作模式选择信号的要求时具有一定的灵活性。通过设置该要求，例如，在选择变速器的操作模式之前，图像在预定区域中保持特定的最小时间段，例如1秒，可以减小无意中进行操作模式选择的概率。这用于防止例如通过意外接触该触敏显示器而无意中进行传输模式选择。优选地，操作模式选择信号由触摸手势触发，该触摸手势包括将图像移动到预定区域中并且当图像在预定区域内时释放图像，即从触敏显示器移除压力。
操作模式的成功选择可以由触敏显示器可视地显示。此外，触觉和/或听觉反馈可以被输出给操作者，以便用信号通知成功或不成功的操作模式选择。例如，可以为触敏显示器提供用于支撑操作者的手的手托，所述手托用于向操作者提供触觉反馈。例如，手托可以包括振动发生器和/或加热器或其他装置，以便向操作者提供触觉反馈信号，指示成功和/或不完整和/或不成功的操作模式选择。手托可以实施为采用特定形式、纹理或硬度或柔韧性水平或任何其他触觉响应，以便向操作者发出信号。指示成功和/或不完整和/或不成功的操作模式选择的听觉反馈信号可以通过汽车的扬声器输出给操作者。为了实现这一点，操作装置的通信接口可以用于向处理器和/或控制器传送信号，用于控制扬声器。
触感和/或触觉反馈信号也可以由例如压电致动器输出，或者甚至由触敏显示器本身的表面输出。为了实现来自触敏显示器的表面的触觉反馈，许多技术诸如由专门从事触觉反馈技术的公司(例如公司Senseg、Fujitsu或Immersion)在例如2015年开发的那些技术可以被结合到触敏显示器中。这些技术可以基于例如通过使用静电层来操纵触敏显示器的表面和操作者的手指之间的静电力。或者，这种技术可以涉及例如操纵屏幕表面上的超声振动，以便产生触觉反馈。
例如，触敏显示器可以是具有集成触摸传感器系统的有机发光二极管显示器，其通过例如涉及薄膜嵌件模制电子器件的过程模制在一起。或者，触敏显示器可以包括具有集成和/或附接的触摸传感器系统的背投聚碳酸酯膜。触觉引导元件可以例如与显示器表面模制在一起，或者甚至由显示器表面本身构成。
在操作装置的实施例中，至少一个选择路径包括第一段和第二段，其中第一段被定向成使得图像可以沿着第一方向移动，而第二段被定向成使得图像可以沿着第二方向移动，第二方向不同于第一方向而不是与第一方向相反。因此，第一段和第二段彼此不平行，并且选择变速器的操作模式需要操作者执行触摸手势，该触摸手势在预定方向上沿着第一段移动图像，随后也在预定方向上沿着第二段移动图像。第一段和第二段可以彼此直接链接，例如在节点处彼此连接和/或通过共享触敏显示器的一个区域作为过渡区。因为选择路径是这样分段的，所以只可以通过在第一方向上移动图像然后在第二方向上移动图像来选择变速器的操作模式，从而减少了无意中进行变速器模式选择的机会。
当提供多于一个的选择路径使得可以选择多于一个的变速器操作模式时，则所有或一些选择路径可以共享第一段。
在操作装置的实施例中，触敏显示器被配置成在被动操作状态下在开始位置显示图像和/或将图像移动到开始位置，并且被配置成在主动操作状态下根据操作者的触摸手势显示图像，其中，在选择了变速器的操作模式之后，触敏显示器过渡到被动操作状态。任何时候当操作者撤回与触敏显示器的接触时，也可以转变到被动操作状态，使得操作装置基本上是单稳态操作装置。也就是说，当操作者执行触摸手势时，触敏显示器转变到主动操作状态，从而根据操作者的手势显示图像。当触摸手势被中断或完成并且操作者停止接触该触敏显示器时，图像将根据被动操作状态被显示移动回到开始位置或处于开始位置。因此，操作装置可以模仿传统的单稳态换档杆，同时大大降低了所需的机械复杂性。
在操作装置的实施例中，选择路径包括在第一段和第二段之间的过渡区域，并且当操作者的触摸手势将图像移动到所述过渡区域中时，选择其中扭矩传递发生中断的变速器的操作模式。由于变速器的操作模式是通过用于扭矩传递中断的该过渡区域(即通过空档)选择的，因此不管可能另外存在的电子安全电路如何，都降低了在操作该操作装置时操作者的错误而损坏换档机构的风险。
在操作装置的实施例中，触觉引导元件提供多于一个选择路径，并且每个选择路径相对于由触觉引导元件提供的所有其他选择路径在几何上是唯一的。如果路径具有唯一的形式和/或具有唯一的空间取向，则根据本发明可以认为选择路径在几何上是唯一的。由此，操作者可以在与操作装置接触时，单独地确定通过触摸即触觉反馈来接触哪个选择路径。选择路径的集合可以被认为是一个换档模式。基于对由触觉引导元件提供的单个选择路径的几何形状的物理感觉，操作者可以确定在换档模式中进行接触的位置，并且还可以确定开始位置的位置以用于执行用于选择变速器的操作模式的触摸手势。另外，开始位置可以由触觉引导元件唯一地指示。例如，开始位置在触敏显示器上的位置可以通过触觉引导元件中的凹陷来指示。凹陷可以具有唯一的形式，例如圆形或矩形形式。
在操作装置的实施例中，用于选择变速器的操作模式的预定区域显示在触敏显示器上。此外，触敏显示器可以被配置成显示变速器的当前选择的操作模式，特别是通过在指定用于选择当前选择的操作模式的预定区域的位置处显示它。
在操作装置的实施例中，提供制动选择路径以增加汽车的发动机制动和/或电动马达制动，其中发动机制动和/或电动马达制动可以根据图像通过操作者的触摸手势移动的距离而递增地增加。在一些汽车中，特别是电动混合动力汽车中，可以选择制动再生操作模式，该模式可以增加由发动机和/或电动马达实现的制动量，这是因为传统的变速箱可能不可用于例如在下长坡时以低速档增加制动功率。这有助于提高普通液压制动器的工作寿命。当汽车的动能被转移到车辆的电动马达时，电动马达可以用作用于车辆中的能量存储单元，特别是电池的发电机。具有用于选择这种制动再生操作模式的选择路径的操作装置由此允许操作者以简单的方式选择这种操作模式。通过使操作者能够以增量方式控制汽车的发动机制动和/或电动马达制动的量，操作装置允许操作者针对特定的驾驶情况调节制动，从而增加了传统上不可能的制动再生操作模式的灵活性和控制。
在操作装置的有利实施例中，触觉引导元件是模制塑料元件，其中选择路径由模制塑料元件的升高和/或降低的轮廓形成。触敏显示器可以是例如具有集成触摸传感器的液晶显示器或薄膜晶体管显示器。在这种情况下，触觉引导元件可以例如包括用于覆盖触敏显示器的模制塑料附件。在这种情况下，塑料元件的厚度应该足够小，以便不影响显示器表面的精度。
在操作装置的有利实施例中，触觉引导元件的表面包括至少两个表面纹理，所述纹理由触敏显示器的表面和/或触敏显示器的模制塑料附件构成。纹理可用于指示选择路径和/或开始位置。例如，第一纹理可以是传统触敏显示器的平坦表面，并且例如可以提供用于在触摸手势期间增加摩擦系数的第二纹理来指示选择路径的位置。例如，第二纹理可以追溯加工或蚀刻到触敏显示器或模制塑料附件的表面中。或者，触敏显示器可以由例如聚碳酸酯薄膜制造或形成，以包括不同的纹理。另外，触敏显示器上的位置，例如开始位置的位置，可以特别地用唯一的纹理来指定。
在操作装置的有利实施例中，触觉引导元件包括静电层，用于在触敏显示器的表面上引起触觉响应。这种静电层已经由许多公司诸如Senseg公司开发，用于向触摸屏用户提供触觉反馈。包括这种层的触觉引导元件可用于向触敏显示器提供纹理变化以描绘选择路径和/或开始位置。例如，当手指在触敏显示器的表面上移动时，通过这样的静电层，操作者的手指和触敏显示器之间的摩擦系数可以根据特定的预定图案增加或减小，或者甚至改变。
附图说明
下面将参考附图详细解释本发明的特定实施例。在附图中：
图1是本发明的实施例的透视图；
图2a-2d是根据本发明的实施例的各种操作模式选择手势的示意图；
图3a、3b是本发明的实施例的截面俯视图和截面侧视图；和
图4是本发明的实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出了本发明的实施例的透视图，其可以安装在例如汽车的中控台中。该实施例包括结构元件23、手托25和触敏显示器3。结构元件23用于支撑手托25和触敏显示器3，并且还用作手托25和触敏显示器3的外壳。
手托25用于支撑汽车的操作者V的手和/或手臂，并且还被实施为根据操作者V执行的触摸手势和/或操作模式R、N、D、B选择的成功产生用于向操作者V发送信号的触觉反馈。
触敏显示器3在三个侧面上被结构元件23部分地包围，这降低了汽车的操作者V或汽车的另一个乘员无意中与触敏显示器3接触的可能性。触敏显示器3也由触觉引导元件5部分地覆盖，触觉引导元件5是模制塑料元件。模制塑料元件包括凹陷部分21，即轮廓21，其允许接近触敏显示器3的表面，并且用于沿着显示器3上显示的选择路径11引导操作器V的手指，以选择变速器的操作模式R、N、D、B。
图2a示出了根据本发明的实施例的用于选择操作模式N的触摸手势的示意图，在该操作模式N中扭矩传递被中断，该操作模式N也称为空档N。特别地，当最初挂入倒档操作模式R时，通过所描绘的触摸手势来选择空档操作模式N。由触敏显示器3显示初始即当前挂入的操作模式R、N、D、B。在触摸手势开始时，操作者V将手指放置在由触觉引导元件5指定的开始位置17处，从而选择显示在显示器3上的图像7，即交互式用户界面对象。这描绘在图2a的第一帧I中。手指和触敏显示器3的表面之间的接触由传感器检测。当检测到接触时，存储在装置1的存储器中的程序可以发出指令以改变图像7的外观。图2a的第二帧II示出了操作者V沿着选择路径11在第一方向上朝着触敏显示器3的区域9移动图像，该区域9被指定用于选择中断扭矩传递的操作模式N。当操作者V的触摸手势使得图像到达指定用于选择空档N的触敏显示器3的区域9时，操作者可以通过放弃与显示器3的接触来释放即“放下”图像7。当传感器停止检测与触敏显示器3的接触时，由装置1的处理器运行的程序发出指令以提示选择变速器中的操作模式N，例如通过经由装置1的通信接口通过数据连接向变速器的控制器发送指令。由处理器运行的程序同时被配置成向显示器3发出指令，以改变指定用于选择空档操作模式N的触敏显示器3的区域9和/或图像7的外观。此外，如果操作模式N的选择由变速器控制器成功地执行，则向显示器3发出指令，以显示新选择的操作模式N。这显示在图2a的第三帧III中。触觉和/或声音反馈也可以分别通过例如图1显示的手托或者汽车的扬声器输出到操作器V。
在图2b中，示出了根据本发明的实施例的用于选择变速器的倒档操作模式R的触摸手势的示意图，其中空档操作模式N最初被挂入。在第一帧I中，操作者V在开始位置17选择图像7。在这里所示的本发明的实施例中，每当操作者V放弃与触敏显示器3的接触时，图像7返回到开始位置17。
在图2b的第二帧II中，操作者V沿着用于倒档操作模式R的选择路径11r移动图像7，如方向箭头所示。用于倒档操作模式R的选择路径11r包括两个段13、15。第一段13主要包括用于空档即无档位操作模式N的选择路径11n。用于选择倒档操作模式R的选择路径11r的第二段15被布置成使得图像7在第二段15中的移动在第二方向X2上，特别是基本上垂直于图像7在第一段13中的移动的方向。第二方向X2也不与第一方向X1相反。两个段13、15之间的过渡区域19基本上对应于指定用于选择空档操作模式N的触敏显示器3的区域9。
在图2b的第三帧III中，显示了倒档操作模式R的选择，其中操作者V将图像7放置在指定为9并显示在触敏显示器3上用于选择倒档操作模式R的区域中。也就是说，当图像7定位在显示器3的该区域9中时，操作者V将他或她的手指从触敏显示器3抬起。
图2c示出了根据本发明的实施例的用于选择变速器的前进档操作模式D的触摸手势的示意图，其中空档操作模式N最初被挂入。图2c所示的三个帧I、II、III对应于结合图2b描述的三个帧。用于选择前进档操作模式D的选择路径11d与用于选择倒档操作模式R和空档操作模式N的选择路径共享公共的第一段13。与用于选择倒档操作模式R的触摸手势相反，用于选择前进档操作模式D的选择路径11d的第二段15被定向为提供操作者V可以移动图像7的第三方向X3。第三方向X3不同于由选择路径11n、11r、11d的第一段13提供的第一方向，并且不与第一方向X1相反。第三方向X3也不同于由用于选择倒档操作模式R的选择路径11r的第二段15提供的第二方向X2。
图2d示出了根据本发明的实施例的用于选择变速器的操作模式B以增加汽车的发动机和/或电动马达的制动能力的触摸手势的示意图。在图2d的第一帧I中，操作者V已经在开始位置17处接触该触敏显示器3，并且沿着用于选择制动操作模式B的选择路径11b稍微移动图像7。触敏显示器3感测操作者V的触摸手势，并且装置1的存储器中的程序立即发出指令以增加发动机制动和/或电动马达制动。还向显示器3发出指令，以便可视地显示制动操作模式B的选择。
在图2d的第二帧II中，操作者V已经在由方向箭头指示的方向上沿着选择路径11b进一步移动图像7。图像7的移动以及操作者V在触敏显示器3上的接触点的相关移动由装置1的传感器监测，并且用作用于根据图像7已经沿着选择路径11b移动的距离发出指令以递增地增加发动机和/或电动马达的制动功能的基础。图2d的第三帧示出了触摸手势的结束，其中操作者V已经将图像7移动到选择路径11b的末尾并且放弃与显示器3的表面的接触，从而选择制动操作模式B。制动操作模式B的最终选择可以由显示器3以唯一的方式B2显示，使得汽车的操作者V可以在视觉上验证制动操作模式B已经被可视地选择。
图3a示出了本发明的实施例的截面俯视图，其中显示了用于选择各种操作模式R、N、D、B的选择路径11。选择路径11r、11n、11d、11b被布置成是唯一的，其中每个选择路径11r、11n、11d、11b相对于所示的其他选择路径11r、11n、11d、11b具有唯一的形式和/或唯一的空间取向。因此，汽车的操作者11r、11n、11d、11b可以单独通过触摸进行区分，其中在包括选择路径11r、11n、11d、11b的换档模式内进行了接触。
图3b示出了根据本发明的实施例的具有触觉引导元件5的触敏显示器3的构造的截面侧视图。截面图显示三个层。第一层对应于触觉引导元件5，触觉引导元件5示出为包括凹进区域21。这些凹部21用作限定选择路径11r、11n、11d、11b的轮廓21。图3b所示的第二层包括用于监测施加到触敏显示器3的表面的压力的触敏层27。例如，当手指沿着限定选择路径11r、11n、11d、11b的轮廓21通过时，可以通过操作者V的手指例如经由触觉引导元件5施加压力。显示的第三层对应于用于显示图像7的显示器3disp以及指定用于选择各种操作模式R、N、D、B的区域9。图像7可以由显示器3disp显示，使得当与触敏显示器3的表面的接触被撤回时，图像7通过显示器3disp显示为移动回到开始位置17。
图4示出了本发明的实施例的示意图，其中选择路径11r、11n、11d、11b的段13、15不再基本上彼此垂直地布置。相反，用于选择倒档操作模式R和前进档操作模式D的选择路径11r、11d被布置成使得它们共享第一段13，但是相应的选择路径11r、11d的第二段15相对于由第一段13提供的第一方向X1向后倾斜，分别与始于过渡区域19的第一段13形成锐角α。选择路径11r、11d的相应的第二段15的这种取向满足了由第二段15提供的第二方向X2是与第一方向X1不同的方向同时不是与第一方向X1相反的要求，并且每个选择路径11r、11n、11d、11b具有唯一的形式和/或空间取向。图4中显示的选择路径11r、11n、11d、11b的布置提供了操作装置1的更直观和舒适的操作，特别是对于使用右手来执行触摸手势的操作者V。对于使用左手来执行触摸手势的汽车操作者V，由选择路径11r、11n、11d、11b形成的换档模式当然可以颠倒，即反射，或者以另一种方式布置。
附图标记
1 操作装置
3 触敏显示器
5 触觉引导元件
7 图像
9 选择区域
11r,n,d,b 用于倒档、空档、前进档、制动的选择路径
13 选择路径的第一段
15 选择路径的第二段
17 开始位置
19 过渡区域
21 轮廓
23 结构元件
25 手托
27 触敏层
R,N,D,B 操作模式倒档、空档、前进档、制动
V 操作者
X1,X2,X3 第一、第二、第三方向

Claims (10)

1.一种用于在汽车中通过线组件换档的操作装置(1)，包括用于选择所述汽车的自动和/或自动化变速器的操作模式(R,N,D,B)的触敏显示器(3)，还包括触觉引导元件(5)，所述触觉引导元件用于引导与所述操作模式(R,N,D,B)的选择相对应的操作者(V)的触摸手势，其特征在于，所述触敏显示器(3)被配置成显示图像(7)，所述图像(7)是图形交互式用户界面对象，所述用户界面对象能够通过所述操作者(V)的触摸手势移动到所述触敏显示器(3)的预定区域(9)中以选择所述操作模式(R,N,D,B)，并且所述触觉引导元件(5)提供至少一个选择路径(11)，所述图像(7)能够沿着所述至少一个选择路径(11)移动。
2.根据权利要求1所述的操作装置(1)，其特征在于，所述至少一个选择路径(11)包括第一段(13)和第二段(15)，其中，所述第一段(13)被定向成使得所述图像(7)能够沿着第一方向(X1)移动，并且所述第二段(15)被定向成使得所述图像(7)能够沿着第二方向(X2,X3)移动，所述第二方向(X2,X3)不同于所述第一方向(X1)并且不与所述第一方向(X1)相反。
3.根据权利要求1或2所述的操作装置(1)，其特征在于，所述触敏显示器(3)被配置成在被动操作状态下在开始位置(17)处显示所述图像(7)和/或将所述图像(7)移动到开始位置(17)，并且被配置成在主动操作状态下根据所述操作者(V)的触摸手势显示所述图像(7)，其中，在已经选择了所述变速器的操作模式(R,N,D,B)后，所述触敏显示器(3)过渡到所述被动操作状态。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作装置(1)，其特征在于，所述选择路径(11)包括在所述第一段(13)和所述第二段(15)之间的过渡区域(19)，并且当所述操作者(V)的触摸手势将所述图像(7)移动到所述过渡区域(19)中时，选择所述变速器的操作模式(N)，在所述操作模式(N)中，发生扭矩传递的中断。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作装置(1)，其特征在于，所述触觉引导元件(5)提供多于一个选择路径(11)，并且每个选择路径(11)相对于由所述触觉引导元件(5)提供的所有其他选择路径(11)在几何上是唯一的。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作装置(1)，其特征在于，用于选择所述变速器的操作模式(R,N,D,B)的所述预定区域(9)被显示在所述触敏显示器(3)上。
7.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作装置(1)，其特征在于，提供制动选择路径(11b)以增加所述汽车的发动机制动和/或电动马达制动，并且所述发动机制动和/或电动马达制动能够根据所述图像(7)通过所述操作者(V)的触摸手势移动的距离而递增地增加。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作装置(1)，其特征在于，所述触觉引导元件(5)是模制塑料元件，其中所述选择路径(11)由所述模制塑料元件的升高和/或降低的轮廓(21)形成。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作装置(1)，其特征在于，所述触觉引导元件(5)的表面包括至少两个表面纹理，所述纹理由所述触敏显示器(3)的表面和/或所述触敏显示器(3)的模制塑料附件构成。
10.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作装置(1)，其特征在于，触觉引导元件(5)包括静电层，用于在所述触敏显示器(3)的表面上引发触觉响应。
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