CN108698540A - 力传感喇叭系统 - Google Patents

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Abstract

喇叭系统的各种实施方案包括布置在驾驶员安全气囊模块的第一部分上的一个或多个力传感器以及布置在所述驾驶员安全气囊模块的第二部分上的一个或多个致动器。例如，所述力传感器可以布置成邻近所述驾驶员安全气囊模块的底板的周边，并且所述致动器可以从所述驾驶员安全气囊模块的盖的内表面向内朝向所述力传感器延伸，或者反之亦然。为了致动所述喇叭，所述盖朝向所述底板轴向移动，从而使得所述致动器向所述力传感器施加力。从所述力传感器接收到的力信号由一个或多个处理器使用以确定所接收到的力的特性和/或基于所述力信号特性选择用于传送到所述喇叭系统的控制消息。

Description

力传感喇叭系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年12月4日提交的名称为“力传感喇叭系统”的美国申请号62/263,092的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
背景技术
喇叭开关可以集成到车辆内的驾驶员安全气囊模块中。例如，驾驶员安全气囊模块可以被固定到车辆中的方向盘的轮毂的框架上。驾驶员安全气囊模块可以包括电触点，当安全气囊模块朝向方向盘框架上的相应电触点移动时，该电触点实现了喇叭系统的电路闭合。通常，驾驶员安全气囊模块上的触点使用弹簧而偏离方向盘框架上的触点，并且车辆操作员必须用足够的力推动驾驶员安全气囊模块来克服弹簧的偏置力。由闭合该电路所产生的喇叭信号是开/关信号。另外，取决于触点的位置和数量，致动位于驾驶员安全气囊模块的中心处的喇叭所需的力可能大于从驾驶员安全气囊模块的周边致动喇叭所需的力。此外，如果车辆受到诸如越野条件之类的振动，则喇叭可能被无意地致动。
因此，本领域需要一种改进的喇叭系统。
发明内容
各种实施方案涉及用于在车辆中使用的改进的喇叭系统。喇叭系统包括布置在驾驶员安全气囊模块的第一部分上的一个或多个力传感器以及布置在驾驶员安全气囊模块的第二部分上的一个或多个致动器。例如，力传感器可以布置成邻近驾驶员安全气囊模块的底板的周边，例如在布置在底板的中央部分上的驾驶员安全气囊和气体发生器的外围，并且致动器可以从驾驶员安全气囊模块的盖的内表面向内朝向力传感器延伸，或者反之亦然。为了致动喇叭，盖朝着底板轴向移动，使得致动器向相应的力传感器施加力。从力传感器接收到的力信号由一个或多个处理器使用以确定所接收到的力的特性和/或基于该力信号特性选择用于传送到喇叭系统的控制消息。力信号也可以用于监测车辆、方向盘和/或驾驶员安全气囊模块的振动。此外，可以基于预期的力信号、驾驶员安全气囊模块内的力传感器的数量和空间布置、以及预期的和/或当前的车辆状况来设置各种喇叭模式(hornprofile)。另外，触觉反馈模式可以被配置为对应于力信号的力大小、位置和/或持续时间。
在各种实施方案中，车辆喇叭致动系统包括驾驶员安全气囊模块、至少一个力传感器、致动器和处理器。驾驶员安全气囊模块包括第一部分和第二部分，其中驾驶员安全气囊和气体发生器居中地布置在第一部分上，第一部分静止地联接到车辆的操控界面(steering interface)，并且第二部分相对于第一部分可轴向平移。该至少一个力传感器布置在第一部分或第二部分中的一个上，并且该力传感器布置在驾驶员安全气囊和气体发生器的外围。致动器布置在第二部分或第一部分中的另一个上，并且致动器和力传感器轴向对齐，使得致动器响应于轴向力施加到第二部分而朝向力传感器轴向移动。处理器与存储器通信，并且处理器执行存储在存储器上的计算机可读指令。所述指令使得处理器：(1)从力传感器接收力信号；以及(2)选择用于传送到喇叭系统的控制消息，其中从多个控制消息中根据该力信号选择该控制消息。
在其他各种实施方案中，车辆喇叭致动系统包括驾驶员安全气囊模块、至少一个力传感器、致动器和处理器。驾驶员安全气囊模块包括第一部分和第二部分，其中驾驶员安全气囊和气体发生器居中地布置在第一部分上，第一部分静止地联接到车辆的操控界面，并且第二部分相对于第一部分可轴向平移。该至少一个力传感器布置在第一部分或第二部分中的一个上，并且该力传感器布置在驾驶员安全气囊和气体发生器的外围。致动器布置在第二部分或第一部分中的另一个上，并且致动器和力传感器轴向对齐，使得致动器响应于轴向力施加到第二部分而朝向力传感器轴向移动。处理器与存储器通信，其中处理器执行存储在存储器上的计算机可读指令，并且该指令使得处理器：在回顾期(lookbackperiod)期间从力传感器接收力信号的频率；将接收到的力信号频率与阈值频率进行比较；响应于所接收到的频率高于阈值频率，通过将与回顾期期间的力信号相关联的力大小与第一力大小阈值相加来产生第二阈值，并且响应于与在回顾期之后所接收到的力信号相关联的力大小大于第二力大小阈值，选择用于传送到喇叭系统的控制消息，该控制消息是从多个控制消息中选择的。
其他各种实施方案包括车辆喇叭致动系统，其包括驾驶员安全气囊模块、两个或更多个力传感器、至少一个致动器和处理器。驾驶员安全气囊模块包括第一部分和第二部分，其中驾驶员安全气囊和气体发生器居中地布置在第一部分上，第一部分静止地联接到车辆的操控界面，并且第二部分相对于第一部分可轴向平移。该两个或更多个力传感器布置在第一部分或第二部分中的一个上，并且该力传感器布置在驾驶员安全气囊和气体发生器的外围，并彼此间隔开。该至少一个致动器布置在第二部分或第一部分中的另一个上，并且该至少一个致动器和力传感器轴向对齐，使得该至少一个致动器响应于轴向力施加到第二部分而朝向力传感器轴向移动。处理器与存储器通信，其中处理器执行存储在存储器上的计算机可读指令，所述指令使得处理器：基于从每个力传感器接收到的力信号来识别第二部分上的轴向力的位置；将与所识别的位置相关联的阈值力模式与来自每个力传感器的力信号进行比较；以及响应于该力信号对应于与所识别的位置相关联的阈值力模式，产生用于传送到喇叭系统的控制消息。
本发明的一个或多个实施方案的细节在附图中和下文的描述中阐述。本发明的其他特征、目的和优点将根据说明书和附图以及权利要求显而易见。
附图说明
在以下示例性附图中更详细地解释了本系统的各种实施方案。附图仅是示例性的，以说明系统的结构和可以单独使用或与其他特征组合使用的某些特征。本发明不应限于所示的实施方案。
图1是示例性转向设备的局部视图；
图2是根据一个实施方案的组装好的驾驶员安全气囊模块的侧视透视图。
图3是图2所示的组装好的驾驶员安全气囊模块的仰视图。
图4是图2所示的组装好的驾驶员安全气囊模块的侧视图。
图5是图2所示的组装好的驾驶员安全气囊模块的一部分的局部视图。
图6是图2所示的组装好的驾驶员安全气囊模块的局部仰视透视图。
图7是盖部分以及布置在图2所示的驾驶员安全气囊模块的基部上的力传感器中的一个传感器的局部侧视图。
图8是布置在图2所示的驾驶员安全气囊模块的基部上的力传感器中的一个传感器的局部侧视透视图。
图9是布置在图2所示的驾驶员安全气囊模块的基部上的力传感器中的一个传感器的局部俯视透视图。
图10是布置在图2所示的驾驶员安全气囊模块的基部上的力传感器中的一个传感器的局部后视透视图。
图11是根据一个实施方案的力传感器布置。
图12是根据一个实施方案的力传感器布置。
图13是根据一个实施方案的力传感器布置。
图14是根据一个实施方案的力传感器布置。
图15示出了根据本发明的实施方案的喇叭系统的框图。
图16示出了根据一个实施方案的流程图。
具体实施方式
各种实施方案涉及用于在车辆中使用的改进的喇叭系统。喇叭系统包括布置在驾驶员安全气囊模块的第一部分上的一个或多个力传感器以及布置在驾驶员安全气囊模块的第二部分上的一个或多个致动器。例如，力传感器可以布置成邻近驾驶员安全气囊模块的底板的周边，例如在布置在底板的中央部分上的驾驶员安全气囊和气体发生器的外围，并且致动器可以从驾驶员安全气囊模块的盖的内表面向内朝向力传感器延伸，或者反之亦然。为了致动喇叭，盖朝着底板轴向移动，使得致动器向相应的力传感器施加力。从力传感器接收到的力信号由一个或多个处理器使用以确定所接收到的力的特性和/或基于该力信号特性选择用于传送到喇叭系统的控制消息。力信号也可以用于监测车辆、方向盘和/或驾驶员安全气囊模块的振动。此外，可以基于预期的力信号、驾驶员安全气囊模块内的力传感器的数量和空间布置、以及预期的和/或当前的车辆状况来设置各种喇叭模式。另外，触觉和/或听觉反馈模式可以被配置为对应于力信号的力大小、位置和/或持续时间。
其中只有盖可轴向平移以致动喇叭系统的喇叭系统的某些实施方案提供较低的簧上质量。另外，在一些实施方案中，与当前系统相比，喇叭系统需要更少的位移来致动喇叭系统。该特征可以允许盖被布置得更靠近驾驶员安全气囊模块的底板，并且减小和/或消除操控界面(例如方向盘)和驾驶员安全气囊模块的盖之间的可见间隙。在其中安装后该盖的边缘与方向盘轮毂间隔开以使得其间的间隙可见的一些实施方案中，可压缩材料(例如弹性材料)可布置在该间隙内。当将气囊模块联接到轮毂时，这种可压缩材料允许盖移动穿过该间隙，但在安装后隐藏该间隙。
作为背景技术，图1示出了示例性操控界面的平面图，该操控界面实现了具有驾驶员安全气囊模块的改进的喇叭系统。操控界面110包括转向握把112、轮辐113和轮毂114。转向握把112可以以这样的方式成形，当握持转向握把112时便于驾驶员对车辆的控制。例如，图1所示的转向握把112具有环型形状，其外轮廓基本为圆形。然而，在其他实施方案中，转向握把可以限定任何合适的形状，包括例如圆形、椭圆形、正方形、矩形或任何其他规则或不规则的形状。此外，在其他实施方案中，转向握把可以包括单个连续抓握部或任何数量的独特抓握部段。
转向握把112可以经由轮辐113联接到轮毂114，并且轮毂114可以安装在车辆的固定部件上，使得转向握把112、轮辐113和轮毂114可以围绕转向轴线旋转地运动。示例性的固定部件可以包括例如转向管柱，该转向管柱容纳沿着转向管柱延伸的转向盘轴并且用于将转向握把112的旋转运动传递到机动车辆的车轮。转向握把112的旋转运动可以通过机械和/或电气方式传递到车轮。
驾驶员安全气囊模块120可操作地联接到转向轮毂114。驾驶员安全气囊模块120的示例性实施方案示于图2至图4中。如图所示，驾驶员安全气囊模块120包括底板124和盖122。底板124被配置为用于联接到轮毂114并且在安装后相对于轮毂114是静止的。驾驶员安全气囊和气体发生器136布置成邻近底板124的外表面的中心部分,如图3所示。底板124的外表面向外朝向盖122，并且底板124的内表面157在与底板124的外表面相反的方向上朝向轮毂114，如图2和图3所示。
根据图2至图4所示的实施方案，底板124经由一个或多个保持夹130联接到轮毂114。保持夹130从底板124的内表面157延伸并与限定在轮毂114中的对应开口相接合。例如，在图2至图4所示的实施方案中，驾驶员安全气囊模块120包括三个保持夹130。保持夹130防止底板124相对于轮毂114的移动。在替代实施方案中，底板124可以包括一个或多个保持器卡扣，其与轮毂114上的卡扣配合并接合以将驾驶员安全气囊模块120联接到轮毂114。在其他实施方案中，可以使用其他合适的紧固机构来将驾驶员安全气囊模块120联接到轮毂114。
盖122包括外表面123和内表面125。盖122的外表面123向外面朝车辆的操作者，而盖122的内表面125在与外表面123相反的方向上面朝底板124。内表面125在其中央部分限定接缝，驾驶员安全气囊在充气时通过该中央部分膨胀。
一个或多个侧壁135从盖122的内表面125朝向底板124延伸。侧壁135彼此间隔开并且邻近盖122的周边134，使得当盖122联接到底板124时，驾驶员安全气囊和气体发生器136布置在侧壁135之间。侧壁135限定穿过其的开口137。
底板124包括一个或多个侧壁，该一个或多个侧壁从底板124的内表面157或外表面邻近底板124的周边155延伸。一个或多个突片140从底板124的侧壁径向向外延伸，并相对于底板124的外表面轴向向下延伸。这些突片140延伸穿过盖122的侧壁135中的开口137以将盖122联接到底板124。每个开口137的高度h0被选择为允许相应的突片140在开口137内轴向移动。
至少一个力传感器202在被布置在底板124上的安全气囊和气体发生器136的覆盖区域(footprint)之外联接到底板124的外表面。例如，如图11至图14所示，至少一个力传感器202可以布置成邻近底板124的周边。
力传感器202可以是能够将力转换成信号的任何装置或结构。该信号可以是电气的、电子的(数字的或模拟的)、机械的或光学的。例如，力传感器202可以是响应于施加到盖122的力而改变至少一个电气特性(例如电阻)的任何传感器。在各种实施例中，力传感器是微机电系统(MEMS)传感器。在一个实施例中，该MEMS传感器是基于结构的压阻式传感器。
根据一些实施方案，每个力传感器202直接联接到印刷电路板(PCB)，并且PCB直接或间接地联接到底板124的外表面。例如，如图5、图8和图9所示，PCB 234直接联接到底座212，并且底座212联接到底板124。特别地，底座支架214从底板124的外表面延伸。底座支架214包括至少两个间隔开且相对的侧壁215，该包括至少两个间隔开且相对的侧壁215在其间限定通道216。底座支架214的每个侧壁215限定穿过侧壁215的开口219。底座212在由相对的侧壁215限定的通道216内滑动，并且从底座212的相对且间隔开的侧面延伸的突片217接合限定在侧壁215中的开口219以将底座212联接到底座支架214。
至少一个致动器与每个力传感器202轴向相对布置。如图2、图4、图5和图7所示，致动器包括通过螺旋压缩弹簧206而偏离力传感器202的柱塞204。特别地，柱塞204的近端联接到盖联接件210和/或盖122的内表面125，并且柱塞204的远端230相对于盖联接件210的远端232轴向地延伸。盖联接件210的近端联接到盖122的内表面125。根据各种实施方案，压缩弹簧206可以在一端处联接到柱塞204、盖122的内表面125或联接到盖联接件210。然而，在其他实施方案中，致动器包括当盖122相对于底板124轴向移动时接触一个或多个力传感器202的任何结构。例如，在一些替代实施方案中，致动器包括盖联接件210的一部分、盖122的内表面125的一部分和/或底板124的外表面的一部分。术语“轴向移动”是指盖122和底板124沿着延伸穿过盖122和底板124的轴线相对于彼此的移动。
为了防止当向盖122施加力时柱塞204的非轴向移动，底座联接件250布置成邻近底板124。底座联接件250包括侧壁251，该侧壁在邻近底座支架214的侧壁215的远端轴向远离底板124延伸。底座联接件250的侧壁251限定轴向定向的槽252。盖联接件210包括与柱塞204径向向外间隔开的侧壁240。盖联接件210的侧壁240限定从侧壁240径向向外延伸并围绕侧壁240周向间隔开的一个或多个突片242。盖联接件210的外径小于底座联接件250的内径，使得盖联接件210在底座联接件250的内径内滑动，并且突片242接合轴向定向的槽252以防止盖联接件210从底座联接件250轴向移除。当力施加到盖122时，突片242在轴向定向的槽252内轴向滑动。
可压缩材料(例如弹性材料)可以布置成在力传感器202上方或邻近该力传感器。可以包括可压缩材料以便保护传感器202免受振动和/或水的影响，和/或调整在力传感器202中产生信号所需的力或位移量。例如，如图10所示，可以在力传感器202上方布置弹性材料260，诸如硅胶包覆或帽。基于可压缩材料的性质和厚度来增加引起力传感器202产生力信号所需的力或位移量。通过考虑可压缩材料的性质，可压缩材料的类型和/或材料的厚度可以被选择以“调谐”力传感器202和喇叭系统。也可使用可压缩材料来将柱塞偏离力传感器202。另外，在其他实施方案中，可以使用其他减震材料和/或机构来将致动器偏离力传感器和/或增加使力传感器产生信号所需的力或位移量。
在一些实施方案中，一个或多个力传感器被定向在第一平面中，并且一个或多个其他力传感器被定向在第二平面中。第二平面与第一平面相交的角度大于0°。为了致动第一平面中的力传感器，盖沿着延伸穿过第一平面和盖的第一轴线移动。为了致动第二平面中的力传感器，盖沿着延伸穿过第二平面和盖的第二轴线移动。因此，在这样的实施方案中，盖沿两个或更多个方向移动以致动布置在不同平面中的传感器。例如，第一轴线可以是相对于包括盖的一部分的x-y平面的z轴，并且第二轴线可以是包括盖的该部分的x或y轴中的一个或两个。
在一些实施方案中，该系统还可以包括反馈发生，诸如用于产生触觉和/或听觉反馈的触感发生器。例如，触觉和/或听觉反馈发生器可以包括扬声器、无芯线圈和磁体组件、电触感激励器、旋转振动马达、LRA或其他合适的反馈发生器。根据一些实施方案，反馈发生器可以布置在安全气囊和气体发生器136的周边之外的、底座124与盖122的内表面125之间的任何位置。例如，反馈发生器可以联接到盖122的内表面或联接到底座124。
在其中力传感器202是MEMS传感器的实施方案中，产生力信号所需的力的量取决于弹簧206和/或布置成邻近力传感器202的任何可压缩(例如弹性的)材料的弹簧系数。例如，致动喇叭所需的最小力可能是3牛顿。此外，推动柱塞204抵靠力传感器202所需的轴向距离取决于柱塞204的远端230相对于力传感器202的间距。
图11至图14示出了力传感器202可以如何相对于底板124布置的示例性布局。相应的柱塞204与力传感器202轴向相对地布置在盖122上。然而，在一些实施方案中，诸如侧壁或细长杆的致动器可以从盖122的内表面125延伸以接触两个或更多个力传感器202。图11示出了力传感器布置，其中一个力传感器202a布置成邻近底板124的下周边并且两个力传感器202b、202c布置成邻近底板124的侧周边。图12示出了力传感器布置，其中四个力传感器202布置成邻近底板124的角落。图14示出了力传感器布置，其中两个力传感器202h、202i布置成邻近底板124的上周边并且盖122的下部枢转地联接到底板124。
图13示出了力传感器布置，其中两个力传感器202d、202e布置成邻近轮毂114，并且两个力传感器202f、202g布置成邻近在轮缘112与轮毂114之间延伸的轮辐113。相应的致动器(未示出)从底板124的内表面延伸，以响应于施加到盖122的力而将力施加到一个或多个力传感器202d、202e、202f、202g。弹簧可以围绕保持夹130布置以当保持夹130联接到轮毂114时允许安全气囊模块120超过其正常位置并且使安全气囊模块120偏离轮毂114和轮辐113。
上面关于图1至图14描述的实施方案可以用于激活车辆的喇叭系统的喇叭。特别地，由每个力传感器202产生的力信号被传送到计算机处理器，并且取决于所接收到的力信号的一个或多个特性和/或力模式，处理器从多个控制消息中选择控制消息来传送到车辆的喇叭系统。喇叭系统接收该控制消息并基于该控制消息致动喇叭。另外，由力传感器产生的力信号还可以用于为布置在驾驶员安全气囊模块内或操控界面上任何其他地方的一个或多个触觉和/或听觉反馈发生器选择控制消息。
例如，在一些实施方案中，控制消息可以包括如此致动该喇叭的指令：使得以某一声级、以特定级别或特定范围的级别周期性地致动该喇叭达某一时间段、在车辆的特定方向上(例如，正面、右侧、左侧)和/或使用特定的声音致动该喇叭。
另外，根据一些实施方案，力信号的特性可以包括施加的力的大小、施加的力在盖122上的位置、施加的力的持续时间、施加力的频率、或这些特性的任意组合。力模式可以包括例如一个或多个标准，该一个或多个标准包括以下中的一个或多个：力特性、在回顾期上力大小的变化、在回顾期期间中检测到的力大小所伴以的频率、或其组合。
图15示出了根据一个实施方案的从力传感器接收力信号并将控制消息传送到车辆喇叭系统520的基于力的传感器系统500的框图。如上所述，系统500还可以将控制消息传送到一个或多个触觉和/或听觉反馈发生器。传感器系统500可以被配置为用于识别来自力传感器的一个或多个力特性和/或力模式，并且基于该力特性和/或力模式为喇叭系统选择控制消息。例如，可以将一个或多个力特性和/或力模式和与各种控制消息相关联的一个或多个阈值特性和/或模式进行比较。此外，可以基于传感器的数量和布置、车辆制造商或操作员期望的可用性、和/或车辆的工况(例如，车辆和/或方向盘的振动、由触觉和/或听觉反馈发生器施加的振动、温度等)来调整与每个控制消息相关联的阈值标准。
传感器系统500可以包括计算单元506、系统时钟508、一个或多个力传感器510和通信硬件512。在其最基本的形式中，计算单元506可以包括处理器502和系统存储器504。处理器502可以是执行用于操作传感器系统500所必需的算术和逻辑运算的标准可编程处理器。处理器502可以被配置为执行编码在有形的计算机可读介质中的程序代码。例如，处理器502可以执行存储在系统存储器504中的程序代码，该系统存储器可以是易失性或非易失性存储器。系统存储器504仅仅是有形的计算机可读介质的一个实例。在一个方面，计算单元506可以被认为是诸如固件的集成装置。有形的计算机可读介质的其他实例包括软盘、CD-ROM、DVD、硬盘驱动器、闪存或任何其他机器可读存储介质，其中当程序代码被加载到机器(诸如处理器502)中并由机器执行时，机器变成用于实现所公开的主题的设备。
另外，一个或多个力传感器510可以包括上述的力传感器202。此外，通信硬件512与力传感器510介接并且接收/测量力传感器510所感测到的至少一个电气性质中的变化。另外，处理器502可以被配置成将力传感器510所感测到的至少一个电气性质中的变化与来自系统时钟508的时间相关联，并将感测到的变化和对应时间存储到系统存储器504。可选地，处理器502可以被配置成分析所存储的数据并且将力传感器510所测量的至少一个电气性质中的变化与用于控制喇叭功能的各种控制消息相关联。通信硬件512可以进一步被配置为用于将所选择的控制消息传送到喇叭系统520。
例如，来自力传感器510的力信号可以被传输到处理器502。与存储器504通信的处理器502执行存储在存储器504上的计算机可读指令。图16示出了根据各种实施方案的流程图，其示出了处理器502响应于上述指令而采取的步骤。在步骤1002中，处理器从一个或多个力传感器510(诸如力传感器202)接收力信号。在步骤1004中，处理器根据力信号确定力大小、力持续时间、力模式和/或力位置。例如，在一些实施方案中，力位置沿着盖122的宽度304和长度306，如图1所示。在步骤1006中，处理器基于该确定来选择用于传送到喇叭系统的控制消息。在步骤1008中，处理器将所选择的控制消息传送到喇叭系统。
力信号可以经由有线连接(包括光纤)、无线地(使用诸如蓝牙TM、WiFi(IEEE802.11n)等协议的RF)或其组合从力传感器202传输到处理器502。例如，通过将这些力传感器202的位置编程到其存储器504中，处理器502可以确定力是否正被施加到盖122的特定部段(例如，左上部段、右上部段、左下部段、右下部段、中心部段)。通过确定施加到力传感器202的力的大小，可以经由来自存储器504的指令对处理器502进行编程，以进一步改进力的位置并且基于盖122上的力的位置、施加到盖122的力的大小、施加到盖122的力的时间、施加到盖122的力的大小的变化率(例如，将拇指快速推入盖122的外围部分导致采取一个动作，同时将拇指缓慢推入盖122的外围部分可能导致采取不同的动作)、和/或施加到盖122的力的大小变化，从用于喇叭系统520的多个控制消息中选择控制消息。施加的力的位置可以包括一个维度(例如，X或Y方向)或两个维度(例如，X和Y方向)以及所施加的力的大小(例如在Z方向上的力)。
例如，处理器502可以被配置为用于响应于检测到来自一个或多个力传感器202的超过阈值力大小的力大小而从多个控制消息中选择用于喇叭系统的控制消息。例如，在图11所示的布置中，每个传感器的阈值力大小可以被设置为3牛顿。如果在任何一个传感器上的力超过3牛顿，则可以选择第一控制消息。如果在两个或更多个传感器上的力加起来超过6牛顿，则可以选择第二控制消息。并且，如果在所有三个传感器上的力加起来超过9牛顿，则可以选择第三控制消息。此外，处理器502可以被配置为平衡横跨盖122的外表面123所需的阈值力大小。另外，可以根据盖122上的力的位置来设定力阈值。例如，在一些实施方案中，力阈值可以被设置为横跨盖具有相同值，并且在其他实施方案中，力阈值在盖的一个或多个区域可以不同。
另外，每个控制消息可以与某个力位置、与每个位置相关联的大小(或力大小范围)、施加在每个位置处的力的持续时间和/或力模式相关联。例如，可以响应于检测到施加在盖的左上象限中的超过力大小阈值的力达与左上象限相关联的给定持续时间而选择第一控制消息，第二控制消息可以与施加在盖的右上象限中的超过力大小阈值的力达与盖的右上象限相关联的给定持续时间相关联，并且第三控制消息可以与施加在盖122的右下或左下象限或外表面123的中央中的超过力大小阈值的力达与右下象限或左下象限或外表面的中央相关联的给定持续时间相关联。
第一、第二和第三控制消息可以相同或不同。另外，与控制消息相关联的声级可以与力大小成比例，以提供对所接收到的力的模拟响应。
此外，在一些实施方案中，系统500被配置为用于检测盖122的振动并且偏置用于每个控制消息的标准以考虑该振动。当车辆遇到颠簸道路或越野条件时，该偏置可以防止意外的喇叭操作。例如，处理器502可以在回顾期期间从一个或多个力传感器202接收力信号的频率；将所接收到的频率与对应于车辆振动的阈值频率进行比较；并且响应于所接收到的频率高于该阈值频率，通过将与在回顾期期间接收到的力信号相关联的力大小与第一力大小阈值相加来产生第二力大小阈值。然后响应于在回顾期之后接收到的力大小大于第二力大小阈值来选择控制消息。根据某些实施方案，第一力大小也可以与特定的力位置相关联。另外，通过系统500监测驾驶员安全气囊模块120上的振动力允许监测驾驶员安全气囊模块减震系统和/或方向盘振动警告系统的有效性，允许极端的冲击响应，例如，由于车辆与另一物体的碰撞而被系统500检测到，并且允许监测触觉反馈系统的有效性(例如，以确认响应于力输入而产生触觉反馈信号)。
另外，处理器502可以被配置用于基于所接收到的力信号来选择用于触觉和/或听觉反馈发生器的控制消息。
可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可为计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于：电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或者以上各项的任何合适的组合。计算机可读存储媒体的更多特定实例(非详尽列表)将包括以下：具有一个或多个电线的电气连接；便携式电脑磁盘；硬盘；随机存取存储器(RAM)；只读存储器(ROM)；可擦可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)；光纤；便携式光碟只读存储器(CD-ROM)；光学存储装置；磁性存储装置或以上的任何合适组合。在本文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是可以含有或存储供指令执行系统、设备或装置使用或与之结合使用的程序的任何有形介质。
计算机可读信号介质可以包括其中包含有计算机可读程序代码的传播数据信号，例如在基带中或者作为载波的一部分。这样的传播信号可以采取多种形式中的任何形式，包括但不限于电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是不为计算机可读存储介质并且可以传送、传播或传输供指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序的任何计算机可读介质。
体现在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，所述介质包括但不限于无线、有线、光纤、RF等，或前述的任何合适的组合。
用于执行本发明的各个方面的操作的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写，所述编程语言包括面向对象的编程语言，诸如Java、Smalltalk、C++等，以及常规的程序性编程语言，诸如“C”编程语言或类似的编程语言。程序代码可以完全在用户计算机上、部分在用户计算机上、作为独立的软件包、部分在用户计算机上且部分在远程计算机上或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户计算机，所述网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者该连接可以连接到外部计算机(例如，通过互联网使用互联网服务提供商)。
以下参考根据本发明的实施例案的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述本发明的各方面。将理解，流程图图示和/或框图的每个方框以及流程图图示和/或框图中的方框的组合可以通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可被提供至通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作的方法。
这些计算机程序指令还可存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可引导计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置以特定方式工作，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品(其包括实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作的指令)。
计算机程序指令也可被加载至计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置上，以使一系列操作步骤在计算机、其它可编程设备或其它装置上执行以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作的过程。
本文使用的术语仅用于描述特定实现方案的目的并且不意在限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个/种”和“该/所述”旨在也包括复数形式。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所指出的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。
在下面的权利要求书中的对应的结构、材料、动作和所有方式或步骤加功能元件的等同物意在包括用于结合如具体要求保护的其他要求保护的元件来执行功能的任何结构、材料或动作。本发明的描述已经出于说明和描述的目的而提出，但是并不意在详尽本发明或将本发明限于所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对于本领域的普通技术人员来说，许多修改和变化将是显而易见的。选择并描述实现方案以便最好地解释本发明的原理以及实际应用，并且使本领域的技术人员能够针对具有适于预期的特定用途的各种修改的各种实施方案而理解本发明。

Claims (51)

1.一种车辆喇叭致动系统，其包括：
驾驶员安全气囊模块，其包括第一部分和第二部分，其中驾驶员安全气囊和气体发生器居中地布置在所述第一部分上，所述第一部分静止地联接到车辆的操控界面，并且所述第二部分相对于所述第一部分可轴向平移；
至少一个力传感器，其布置在所述第一部分或所述第二部分中的一个上，所述力传感器布置在所述驾驶员安全气囊和气体发生器的外围；
致动器，其布置在所述第二部分或所述第一部分中的另一个上，所述致动器和所述力传感器轴向对齐，使得所述致动器响应于轴向力施加到所述第二部分而朝向所述力传感器轴向移动；以及
与存储器通信的处理器，其中所述处理器执行存储在所述存储器上的计算机可读指令，所述指令使得所述处理器：
从所述力传感器接收力信号；以及
2.选择用于传送到喇叭系统的控制消息，其中从多个控制消息中根据所述力信号选择所述控制消息。根据权利要求1所述的喇叭致动系统，其中所述指令还使所述处理器确定与所述力信号相关联的相应力大小。
3.根据权利要求1所述的喇叭致动系统，其中所述力传感器是微机电系统(MEMS)传感器。
4.根据权利要求3所述的喇叭致动系统，其中所述MEMS传感器是基于结构的压阻式传感器。
5.根据权利要求3所述的喇叭致动系统，其还包括反馈发生器。
6.根据权利要求5所述的喇叭致动系统，其中所述反馈发生器是用于产生所述触觉和/或听觉反馈的触感发生器。
7.根据权利要求6所述的喇叭致动系统，其中所述触感发生器是扬声器。
8.根据权利要求1所述的喇叭致动系统，其中所述第二部分包括盖，所述盖具有所述致动器从其延伸的内表面以及在安装到所述车辆中时面向所述车辆的内部舱室的外表面。
9.根据权利要求8所述的喇叭致动系统，其中：
所述第一部分包括底板，并且所述驾驶员安全气囊、气体发生器和所述力传感器布置成邻近所述底板的外表面，
用于将所述底板固定到所述操控界面的至少一个保持器布置成邻近所述底板的内表面，并且
所述底板的所述外表面面向所述盖的所述内表面，并且所述底板的所述内表面面向与所述盖的所述内表面相反的方向。
10.根据权利要求9所述的喇叭致动系统，其中所述保持器包括夹子。
11.根据权利要求9所述的喇叭致动系统，其中所述力传感器布置在印刷电路板上，并且所述印刷电路板布置成邻近所述底板的所述外表面。
12.根据权利要求9所述的喇叭致动系统，其中所述致动器是柱塞。
13.根据权利要求12所述的喇叭致动系统，其中所述柱塞经由螺旋弹簧偏离所述力传感器。
14.根据权利要求12所述的喇叭致动系统，其中所述柱塞经由布置在所述力传感器与所述柱塞的远端之间的可压缩材料偏离所述力传感器。
15.根据权利要求14所述的喇叭致动系统，其中所述处理器响应于所述柱塞轴向移位一最小距离而从所述力传感器接收所述力信号，其中所述最小距离至少部分地基于所述可压缩材料的一个或多个力偏转特性以及所述可压缩材料的厚度。
16.根据权利要求2所述的喇叭致动系统，其中所述处理器响应于所检测到的力大小超过阈值力大小而选择所述控制消息。
17.根据权利要求12所述的喇叭致动系统，其中所述处理器响应于所述柱塞轴向移位至少3微米而从所述力传感器接收所述力信号。
18.根据权利要求1所述的喇叭致动系统，其中所述力传感器包括以间隔开的关系布置的至少两个力传感器以及与所述力传感器轴向对齐的至少一个致动器，并且存储在所述存储器中的指令使得所述处理器基于从所述力传感器接收的所述力信号来识别在所述驾驶员安全气囊模块的所述第一部分上施加的力的位置。
19.根据权利要求18所述的喇叭致动系统，其中所述致动器包括至少两个柱塞，每个柱塞与所述两个或更多个力传感器中的相应一个轴向对齐。
20.根据权利要求18所述的喇叭致动系统，其中所述选择的控制消息取决于所述识别的位置和/或在所述力传感器中的一个或多个力传感器处的力大小。
21.根据权利要求20所述的喇叭致动系统，其中所述控制消息包括与第一位置相关联的第一控制消息和与第二位置相关联的第二控制消息。
22.根据权利要求21所述的喇叭致动系统，其中响应于所述第一位置处的所述力大小大于与所述第一位置相关联的第一力阈值而选择所述第一控制消息，并且响应于所述第二位置处的所述力大小大于与所述第二位置相关联的第二力阈值而选择所述第二控制消息。
23.根据权利要求22所述的喇叭致动系统，其中所述第一力阈值与所述第二力阈值相同。
24.根据权利要求22所述的喇叭致动系统，其中所述第一力阈值不同于所述第二力阈值。
25.根据权利要求22所述的喇叭致动系统，其中响应于所述第一位置处的所述力大小大于与所述第一位置相关联的所述第一力阈值达第一最小持续时间而选择所述第一控制消息，并且响应于所述第二位置处的所述力大小大于与所述第二位置相关联的所述第二力阈值达第二最小持续时间而选择所述第二控制消息。
26.根据权利要求1所述的喇叭致动系统，其中所述选择的控制消息取决于所述力信号的持续时间和/或力大小。
27.根据权利要求1所述的喇叭致动系统，其中所述选择的控制消息取决于从所述力信号识别的力模式。
28.根据权利要求27所述的喇叭致动系统，其中所述力模式包括在回顾期上力大小的变化。
29.根据权利要求27所述的喇叭致动系统，其中所述力模式包括在回顾期期间内检测到的力大小所伴以的频率。
30.根据权利要求27所述的喇叭致动系统，其中所述控制消息包括与第一力模式相关联的第一喇叭激活消息和与第二力模式相关联的第二喇叭激活消息，其中响应于所述识别的力模式对应于所述第一力模式而选择所述第一喇叭激活消息，并且响应于所述识别的力模式对应于所述第二力模式而选择所述第二喇叭激活消息，其中所述第一力模式与所述第二力模式不同。
31.根据权利要求1所述的喇叭致动系统，其还包括布置在所述力传感器与所述致动器之间的减震材料。
32.根据权利要求31所述的喇叭致动系统，其中所述减震材料包括可压缩材料。
33.根据权利要求31所述的喇叭致动系统，其中基于使所述致动器朝向所述力传感器轴向移动并且使所述力传感器产生所述力信号而在所述第二部分上所期望的轴向力的量来选择可压缩材料的厚度和/或类型。
34.根据权利要求33所述的喇叭致动系统，其中所述轴向力的量是至少3牛顿。
35.根据权利要求1所述的喇叭致动系统，其还包括触觉和/或听觉反馈发生器。
36.根据权利要求35所述的喇叭致动系统，其中所述触觉和/或听觉反馈发生器是扬声器。
37.根据权利要求35所述的喇叭致动系统，其中存储在所述存储器中的所述指令使得所述处理器选择用于所述触觉和/或听觉反馈发生器的控制消息，其中用于所述触觉和/或听觉反馈发生器的所述控制消息是基于施加到所述第二部分的所述轴向力的力大小、所述力大小的力持续时间和/或力位置从用于所述触觉和/或听觉反馈发生器的多个控制消息中选择的。
38.根据权利要求1所述的喇叭致动系统，其中所述多个控制消息包括第一控制消息和第二控制消息，其中响应于所述力信号的力大小在第一阈值力范围内而选择所述第一控制消息，并且响应于所述力大小在第二阈值力范围内而选择第二控制消息，所述第一控制消息不同于所述第二控制消息。
39.根据权利要求38所述的喇叭致动系统，其中所述第一控制消息包括用于所述喇叭的第一声音，并且所述第二控制消息包括用于所述喇叭的第二声音，所述第一声音不同于所述第二声音。
40.根据权利要求38所述的喇叭致动系统，其中所述第一控制消息包括用于所述喇叭声音的第一持续时间，并且所述第二控制消息包括用于所述喇叭声音的第二持续时间，所述第一持续时间不同于所述第二持续时间。
41.根据权利要求1或2中任一项所述的车辆喇叭致动系统，其中所述指令还使得所述处理器确定与所述力信号相关联的相应的力持续时间。
42.根据权利要求1或2中任一项所述的车辆喇叭致动系统，其中所述指令还使得所述处理器确定与所述力信号相关联的相应的力频率。
43.根据权利要求1、2或42中任一项所述的车辆喇叭致动系统，其中所述指令还使得所述处理器确定与所述力信号相关联的位置。
44.根据权利要求1所述的车辆喇叭致动系统，其中所述控制消息包括喇叭激活消息。
45.根据权利要求44所述的车辆喇叭致动系统，其中所述喇叭激活消息包括声音和所述声音的持续时间。
46.一种车辆喇叭致动系统，其包括：
驾驶员安全气囊模块，其包括第一部分和第二部分，其中驾驶员安全气囊和气体发生器居中地布置在所述第一部分上，所述第一部分静止地联接到所述车辆的所述操控界面，并且所述第二部分相对于所述第一部分可轴向平移；
至少一个力传感器，其布置在所述第一部分或所述第二部分中的一个上，所述力传感器布置在所述驾驶员安全气囊和气体发生器的外围；
致动器，其布置在所述第二部分或所述第一部分中的另一个上，所述致动器和所述力传感器轴向对齐，使得所述致动器响应于轴向力施加到所述第二部分而朝向所述力传感器轴向移动；
与存储器通信的处理器，其中所述处理器执行存储在所述存储器上的计算机可读指令，所述指令使得所述处理器：
在回顾期期间从所述力传感器接收所述力信号的频率；
将所述接收的所述力信号的频率与阈值频率进行比较；
响应于所述接收的频率高于所述阈值频率，通过将与所述回顾期期间的力信号相关联的力大小与第一力大小阈值相加来产生第二阈值，并且
响应于与在所述回顾期之后接收的所述力信号相关联的所述力大小大于所述第二力大小阈值，选择用于传送到所述喇叭系统的控制消息，所述控制消息是从多个控制消息中选择的。
47.一种车辆喇叭致动系统，其包括：
驾驶员安全气囊模块，其包括第一部分和第二部分，其中驾驶员安全气囊和气体发生器居中地布置在所述第一部分上，所述第一部分静止地联接到所述车辆的所述操控界面，并且所述第二部分相对于所述第一部分可轴向平移；
两个或更多个力传感器，其布置在所述第一部分或所述第二部分中的一个上，所述力传感器布置在所述驾驶员安全气囊和气体发生器的外围，并彼此间隔开；
至少一个致动器，其布置在所述第二部分或所述第一部分中的另一个上，所述至少一个致动器和所述力传感器轴向对齐，使得所述至少一个致动器响应于轴向力施加到所述第二部分而朝向所述力传感器轴向移动；
与存储器通信的处理器，其中所述处理器执行存储在所述存储器上的计算机可读指令，所述指令使得所述处理器：
基于从每个力传感器接收的力信号来识别所述第二部分上的轴向力的位置；
将与所述识别的位置相关联的阈值力模式与来自每个力传感器的所述力信号进行比较；并且
响应于所述力信号对应于与所述识别的位置相关联的所述阈值力模式，产生用于传送到喇叭系统的控制消息。
48.根据权利要求47所述的喇叭致动系统，其中所述阈值力模式包括一个或多个标准，其中所述一个或多个标准包括与所述力传感器中的至少一个传感器相关联的最小力大小。
49.根据权利要求47所述的喇叭致动系统，其中所述阈值力模式包括一个或多个标准，其中所述一个或多个标准包括与所述力传感器中的至少一个传感器相关联的最小力持续时间。
50.根据权利要求47所述的喇叭致动系统，其中所述阈值力模式包括一个或多个标准，其中所述标准包括最小总阈值力大小，并且将来自每个传感器的所述力大小的总和与所述最小总阈值力大小进行比较。
51.根据权利要求47所述的喇叭致动系统，其中与所述控制消息相关联的声音与施加到所述第二部分的所述轴向力成比例。
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