CN110774990A - 操作装置、带有操作装置的机动车和运行操作装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及操作装置、带有操作装置的机动车和运行操作装置的方法，具体而言涉及一种用于机动车的操作装置，其包括操作元件，其能够通过力施加而下沉；布置在操作元件下方的弹动片材，其用于在弹动片材由于操作元件的下沉而变形时在操作元件处施加触觉反馈；在操作元件下方并在弹动片材旁边布置的由电活性的聚合物组成的阻止体，其形状能够取决于所施加的电压如此改变，使得阻止操作元件的下沉或实现操作元件的下沉以用于使弹动片材变形；探测装置，其用于探测手指在操作元件处的触碰位置；控制装置，其设置成用于，取决于所探测的手指的触碰位置来调整在阻止体处的电压。此外本发明涉及用于运行操作装置的方法以及带有这样的操作装置的机动车。

Description

操作装置、带有操作装置的机动车和运行操作装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的操作装置，一种带有这样的操作装置的机动车以及一种用于运行这类操作装置的方法。
背景技术
本身已知的是，设置例如呈按键或同类物形式的操作元件，在所述操作元件处能够输出触觉反馈。
由此US 2007/0152974 A1示出例如一种按钮，在该按钮处能够输出触觉反馈。在按钮下方布置有电活性的聚合物，其中，在电活性的聚合物下方还布置有金属拱形件，以便在操纵按钮时能够产生点击式的触觉反馈。通过电活性的聚合物能够给金属拱形件的刚性添加人造的刚性，以便影响在按钮处的触觉反馈。
DE 2014 219 316 A1示出一种操作元件，在该操作元件下方布置有弹动片材。当操作元件足够远地朝着弹动片材方向移动时，这造成弹动片材的自发变形，由此使两个接触部相互接触。
发明内容
本发明的任务是，提供一种解决方案，借助于该解决方案能够以特别简单的方式控制在操作元件处的触觉反馈的产生。
该任务通过带有独立权利要求的特征的一种用于机动车的操作装置以及一种用于运行这类操作装置的方法来解决。本发明的带有合乎目的的且非平凡的改进方案的有利的设计方案在从属权利要求中说明。
根据本发明的用于机动车的操作装置包括操作元件，该操作元件能够通过力施加而下沉。此外，操作装置包括布置在操作元件下方的弹动片材，该弹动片材用于在弹动片材由于操作元件的下沉而变形时在操作元件处施加触觉反馈。这样的弹动片材通常也被称为咔哒弹簧(Knackfeder)。弹动片材能够例如由弹簧钢组成，其中，弹簧钢被如此压制，使得该弹簧钢具有稳定的和亚稳定的(metastabil，有时称为准稳的)状态。通过力作用使该弹簧钢弯曲，直到该弹簧钢突然由于按下而经历亚稳定的状态。在该点处的突然的跳转通常产生能响亮听到的咔哒声响。如果该力施加又减弱，则实现回弹，在该回弹的情况下再次产生响亮的咔哒声。由此借助于弹动片材即能够实现当操作元件如此程度地下沉，使得该操作元件通过相应的力施加使布置在其下方的弹动片材变形时在操作元件处输出触觉的和还有声学的反馈。此外，当操作元件处的力施加被消除，由此操作元件(例如还通过复位弹簧支持地)返回到初始位置中时，弹动片材也输出触觉的和声学的反馈。在此，弹动片材又变形到其稳定的初始状态中。
此外，在操作元件下方并在弹动片材旁边布置有由电活性的聚合物组成的阻止体，该阻止体的形状能够取决于所施加的电压如此改变，使得阻止操作元件的下沉或实现操作元件的下沉以用于使弹动片材变形。根据阻止体即如何以电压来加载，该阻止体要么具有这样的形状，使得阻止体阻止操作元件的下沉，即该操作元件不能够下沉，要么在阻止体与操作元件之间存在如此多的空间，使得操作元件能够为了弹动片材的变形朝着弹动片材方向在弹动片材的变形下下沉。此外，操作装置包括用于探测手指在操作元件处的触碰位置的探测装置以及控制装置，该控制装置设置成用于，取决于所探测的手指的触碰位置来调整在阻止体处的电压。
借助于阻止体即通过相应地外加(Aufprägung)电压或通过完全地去掉电压能够实现，给操作元件(该操作元件例如能够涉及按键帽)提供如此多的自由空间，使得借助于操作元件能够将处于该操作元件下方的弹动片材(该弹动片材也能够理解为咔哒片材)带至萎陷并由此产生相应的切换感觉。借助于探测装置能够探测使用者的手指在操作元件处的相应的触碰位置，其中，控制装置根据所探测的触碰位置将相应的电压外加给阻止体或能够完全拿掉电压，以便要么在弹动片材的变形下实现操作元件的下沉要么防止操作元件的下沉。
由此，即提供一种特别简单地构造的用于机动车的操作装置，借助于该操作装置以特别简单的方式能够取决于所探测的手指在操作元件处的触碰位置来控制在操作元件处的触觉反馈的产生。
本发明的一个有利的实施方式设置成，阻止体的形状在所施加的电压的情况下实现操作元件的下沉以用于使弹动片材变形并且在没有施加的电压的情况下阻止操作元件的下沉。换言之，即必须将确定的电压外加或施加在阻止体处，由此阻止体关于操作元件的操纵方向或下沉方向如此程度地收紧(zusammenziehen，有时称为收缩)，使得在阻止体与操作元件之间出现足够的空间，使得操作元件能够朝着弹动片材的方向下沉。在没有施加的或没有外加的电压的情况下，阻止体的形状如此，使得该阻止体从下方直接地贴靠在操作元件处并由此防止：操作元件能够下沉。在此，优点是，在无电压的情况下并由此在没有电流的状态下始终能够保证，阻止体可靠地防止操作元件的下沉。即不必持久地将电压施加在阻止体处，由此该阻止体防止操作元件的下沉。
本发明的另一个有利的实施方式设置成，操作元件具有至少一个标记，其中，控制装置设置成用于，只有在手指触碰标记时此时才为了实现操作元件的下沉而相应地调整电压。该操作元件如所述的那样能够例如涉及按压键或按键，其中，标记例如能够耐久地例如以涂漆部或其它的持久的标识部的形式设置在操作元件处。也可行的是，该操作元件例如涉及对触碰敏感的显示装置，例如触摸屏或同类物，其中，在该情况下至少一个标记能够淡入。通过将控制装置设置成用于，只有在手指触碰标记时此时才为了实现操作元件的下沉而相应地在阻止体处调整电压，能够保证，属于操作元件的操纵的功能也只有在所涉及的使用者以其手指触碰标记时此时才触发。如果使用者以其手指例如在不存在所述的标记所在的其它的部位处触碰操作元件，那么能够禁止例如功能的错误触发并由此也禁止随之而来的通过弹动片材的反馈。
根据本发明的另一个有利的实施方式设置成，操作元件具有至少两个标记，其中，控制装置设置成用于，将电压振荡地外加给阻止体，以便当探测到手指布置在标记之间时将操作元件置于震动中。如果将电压振荡地外加给阻止体，则这促使，阻止体相应地振荡地膨胀和收紧，由此在操作元件处触发震动，使用者此时能够以其手指察觉到该震动。在此，电压优选地仅选择得如此大并且如此快速振荡地变化，使得使用者不能够将操作元件如此程度地向下压，使得弹动片材变形。由此能够以简单的方式使使用者认识到，该使用者既没有以其手指正好触碰这一个标记，也没有以其手指触碰另一个标记。由此能够避免关联于标记的功能的错误触发。因为督促使用者在其能够使操作元件在所涉及的部位处朝着弹动片材方向下沉之前将其手指相应地精准地安放在这两个标记中的一个标记上。
在本发明的另外的有利的设计方案中设置成，探测装置设计成用于，电容式地探测手指在操作元件处的触碰位置。由此以特别简单的方式能够可靠且精准地探测手指在操作元件处的触碰位置。
本发明的另一个有利的实施方式设置成，探测装置在阻止体旁边具有两个另外的这样的阻止体，其中，所有三个阻止体在没有外加的电压的情况下贴靠在操作元件下侧处并且在力施加到操作元件上的情况下产生电压，其中，控制装置设置成用于，根据所产生的电压借助于三角测量法探测手指在操作元件处的触碰位置。以这种方式仅仅借助于阻止体和控制装置能够探测手指在操作元件处的相应的触碰位置。在该情况下，例如也能够在没有任何另外的传感装置(例如电容式的传感装置、压力传感器或同类物)的情形下查明手指在操作元件处的触碰位置。
在本发明的另外的有利的设计方案中设置成，阻止体具有弹性的且绝缘电的硅酮体，该硅酮体布置在两个用作为电极的导电的硅酮弹性体层之间。后者能够简单地加载以电压，由此这两个硅酮弹性体层吸引并且将弹性的绝缘的硅酮体在其之间挤压。换言之，阻止体即构造一类能变形的电容器，在该电容器的情况下通过相应地加载电压或拿掉电压能够相当容易地改变形状。
根据本发明的机动车包括根据本发明的操作装置或根据本发明的操作装置的有利的实施方式。
在用于运行根据本发明的操作装置或根据本发明的操作装置的有利的实施方式的根据本发明的方法中，借助于控制装置取决于借助于探测装置所探测的手指的触碰位置来调整在阻止体处的电压，以便阻止操作元件的下沉或实现操作元件的下沉以用于使弹动片材变形。根据本发明的操作装置的有利的设计方案能够视作为根据本发明的方法的有利的设计方案并且反之亦然，其中，操作装置尤其具有用于执行方法步骤的器件。
本发明的另外的优点、特征和细节由随后对优选的实施例的描述以及根据附图来得出。之前在说明书中列举的特征和特征组合以及随后在附图说明中和/或在附图中仅仅示出的特征和特征组合不仅能够以相应说明的组合而且以其它组合或单独地使用，而不离开本发明的范围。
附图说明
附图在
图1中示出用于机动车的操作装置的示意性的图示，该操作装置具有操作元件，该操作元件能够通过力施加而下沉，其中，在操作元件下方设置有用于施加触觉反馈的弹动片材并且在其旁边还设置有用于阻止操作元件的下沉运动的阻止体，其阻止操作元件的下沉；以及在
图2中示出操作装置的另一个示意性的图示，其中，通过在阻止体处施加电压使该阻止体如此变形，使得操作元件能够朝着弹动片材的方向下沉。
在图中，相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。
附图标记列表
10 操作装置
12 操作元件
14 用于操作元件的引导部
16 弹动片材
18 阻止体
20 线材
22 探测装置
24 控制装置
26 承载件。
具体实施方式
在图1中以示意性的侧视图示出用于此处未示出的机动车的操作装置10。操作装置10包括操作元件12，该操作元件能够通过力施加而下沉。操作元件12能够例如涉及机动车的中控台上的按键或涉及在机动车的车辆内部空间中的其它部位处的任意其它按键。
操作元件12经由相应的引导部14如此引导和支承，使得操作元件12能够平移地从此处示出的位置出来向下下沉，其方式为，利用一个或多个手指将相应的力从上方施加到操作元件12上。此外，在操作元件12下方还布置有弹动片材16，该弹动片材在不受机械载荷的状态下圆顶形地或拱形地向上(即朝着操作元件12的方向)拱弯。
弹动片材16直接地贴靠在操作元件12下侧处。此外，同样在操作元件12下方并在弹动片材16旁边还布置有由电活性的聚合物组成的阻止体18。阻止体18的形状能够取决于所施加的电压如此改变，使得阻止操作元件12的下沉或为了使弹动片材16变形而实现操作元件12的下沉。当前，示意性地还绘入两个线材20，所述线材与阻止体18导电地连接，从而借助于线材能够将电压外加给阻止体18。
此外，操作装置10还包括此处仅示意性地表明的用于探测手指在操作元件12处的触碰位置的探测装置22。借助于探测装置22尤其能够查明，使用者利用其手指在与弹动片材16背离的上侧处在哪触碰操作元件12。此外，操作装置10还包括控制装置24，该控制装置设置成用于，取决于当前借助于探测装置22所探测的手指的触碰位置来调整在阻止体18处的电压。
阻止体18能够例如具有此处未更详细地示出的弹性的绝缘电的硅酮体，该硅酮体布置在两个用作为电极的导电的硅酮弹性体层之间。后者于是与相应的线材20导电地连接。如果电压施加到导电的硅酮弹性体层处，那么作用为电极的硅酮弹性体层相互吸引，由此布置在其之间的硅酮体被挤压。
在当期描述的实施例中，阻止体18在未施加电压的情况下具有此处示出的形状，在所述形状的情况下在阻止体18与操作元件12之间不存在间隙。换言之，即阻止体18在没有电压加载的情况下贴靠在操作元件12下侧处并由此防止操作元件12的下沉。一旦电压施加到阻止体18处，该阻止体就如此收紧，使得在阻止体18与操作元件12之间出现中间空间(Zwischenraum，有时称为空隙)，由此操作元件12能够朝着弹动片材16的方向下沉。
在图2中以另一个示意性的侧视图示出操作装置10，其中，阻止体18加载以电压，由此该阻止体如此程度地挤压，使得操作元件12现在能够朝着弹动片材16的方向下沉。两个引导部14、弹动片材16和阻止体18能够例如布置在呈板或同类物形式的保持件26上。由此，弹动片材16和还有阻止体18向下支撑。如果操作元件12足够远地向下压按，则弹动片材16如此程度地弯曲，直到弹动片材通过按下而翻转(umstülpen，有时称为倒置或颠倒)并且占据亚稳定的状态。在此，实现到该亚稳定的状态中的突然跳转，这产生响亮的咔哒声响。如果力施加又消除，则弹动片材16又弹回到此处示出的稳定形状中，其中再次产生响亮的咔哒声。借助于弹动片材16由此即能够输出触觉的和声学的反馈(亦即一次在操作元件12下压时并且一次又在操作元件12释放时)。在此，弹动片材16能够仅仅负责，使操作元件12在释放时又向上压按。也可行的是，该过程还通过此处未示出的复位弹簧来支持，该复位弹簧将力向上施加到操作元件12上。
操作元件12能够例如具有标记，该标记标明如下功能，该功能能够通过操纵操作元件12来触发。控制装置24设置成用于，只有在手指触碰标记时此时才为了实现操作元件12的下沉而相应地在阻止体18处调整电压。如果这不是这种情况，则防止操作元件12下压。由此，当使用者虽然尝试将操作元件12下压，然而在此，没触碰标记时，能够防止关联于所涉及的标记的功能的错误触发。
也可行的是，操作元件12例如具有两个标记，其中，控制装置24能够设置成用于，电压振荡地外加给阻止体18，以便当探测到使用者的手指布置在标记之间时将操作元件12置于震动中。由此，使用者能够以简单的方式认识到，该使用者以其手指既没有精准地触碰这一个标记又没有精准地触碰另一个标记。由此能够避免关联于标记的功能的错误触发，因为使用者直接地认识到如下情况，即，该使用者没有精准地选择或触碰标记中的任一个。
探测装置22能够例如电容式地探测手指在操作元件12处的触碰位置。备选地或附加地，也可行的是，探测装置22在此处所示出的阻止体18旁边具有两个另外的这样的阻止体，其中，于是这三个阻止体18在没有外加的电压的情况下贴靠在操作元件12下侧处并且在力施加到操作元件12上的情况中(即在阻止体挤压的情况中)产生电压。
控制装置24在这种情况下设置成用于根据所产生的电压借助于三角测量法来探测手指在操作元件12处的触碰位置。由此，在没有另外的传感装置的情形下也可行的是，在一定力加载到操作元件12上的前提下，仅仅借助于所述的三个阻止体18和控制装置24来探测手指在操作元件12处的相应的触碰位置。

Claims (9)

1.一种用于机动车的操作装置(10)，所述操作装置包括
- 操作元件(12)，所述操作元件能够通过力施加而下沉；
- 布置在所述操作元件(12)下方的弹动片材(16)，所述弹动片材用于在所述弹动片材(16)由于所述操作元件(12)的下沉而变形时在所述操作元件(12)处施加触觉反馈；
- 在所述操作元件(12)下方并在所述弹动片材(16)旁边布置的由电活性的聚合物组成的阻止体(18)，所述阻止体的形状能够取决于所施加的电压如此改变，使得阻止所述操作元件(12)的下沉或实现所述操作元件(12)的下沉以用于使所述弹动片材(16)变形；
- 探测装置(22)，所述探测装置用于探测手指在所述操作元件(12)处的触碰位置；
- 控制装置(24)，所述控制装置设置成用于，取决于所探测的所述手指的触碰位置来调整在所述阻止体处的电压。
2.根据权利要求1所述的操作装置(10)，
其特征在于，
所述阻止体(18)的形状在所施加的电压的情况下实现所述操作元件(12)的下沉以用于使所述弹动片材(16)变形并且在没有施加的电压的情况下阻止所述操作元件(12)的下沉。
3.根据权利要求1或2所述的操作装置(10)，
其特征在于，
所述操作元件(12)具有至少一个标记，其中，所述控制装置(24)设置成用于，只有在所述手指触碰所述标记时此时才为了实现所述操作元件(12)的下沉而相应地调整所述电压。
4.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(10)，
其特征在于，
所述操作元件(12)具有至少两个标记，其中，所述控制装置(24)设置成用于，将所述电压振荡地外加给所述阻止体(18)，以便当探测到所述手指布置在所述标记之间时将所述操作元件(12)置于震动中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(10)，
其特征在于，
所述探测装置(22)设计成用于，电容式地探测所述手指在所述操作元件(12)处的触碰位置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(10)，
其特征在于，
所述探测装置(22)在所述阻止体(18)旁边具有两个另外的这样的阻止体(18)，其中，所有三个阻止体(18)在没有外加的电压的情况下贴靠在所述操作元件(12)下侧处并且在力施加到所述操作元件(12)上的情况下产生电压，其中，所述控制装置(24)设置成用于，根据所产生的电压借助于三角测量法探测所述手指在所述操作元件(12)处的触碰位置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(10)，
其特征在于，
所述阻止体(18)具有弹性的且绝缘电的硅酮体，所述硅酮体布置在两个用作为电极的导电的硅酮弹性体层之间。
8.一种带有根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(10)机动车。
9.一种用于运行根据权利要求1至7中任一项所述的操作装置(10)的方法，在所述方法中，借助于所述控制装置(24)取决于借助于所述探测装置(22)所探测的所述手指的触碰位置来调整在所述阻止体(18)处的电压，以便阻止所述操作元件(12)的下沉或实现所述操作元件(12)的下沉以用于使所述弹动片材(16)变形。
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