CN111552372A - 车载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了车载装置，本发明的车载装置包含与中控平台电连接的处理单元，与中控平台及处理单元电连接的车载传感器，与处理单元电连接的马达驱动单元，与处理单元及马达驱动单元电连接的触觉反馈单元，该车载传感器用于将检测到的感应数据发送给中控平台和/或处理单元，中控平台和/或处理单元用于基于感应数据获取与感应数据匹配的触觉反馈信号，将触觉反馈信号发送给马达驱动单元，该马达驱动单元用于对触觉反馈信号进行放大，并发送给触觉反馈单元，触觉反馈单元用于执行接收到的触觉反馈信号，实现触觉反馈，相对于现有技术，提供了一种能够有效应用于汽车的实现触觉反馈的车载装置。

Description

车载装置

【技术领域】

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种车载装置。

【背景技术】

Haptics(触觉反馈)通常应用在手机中，但是目前在汽车行业开始有触觉反馈应用的需求。目前手机上主要采用螺线管式电磁阀实现，效果单一，结构复杂，且由于手机上实现触觉反馈的方案所使用的元器件与汽车上可使用的车规级元器件的差别巨大，无法将手机上的触觉反馈方案应用在汽车上。

因此，有必要提供一种在汽车上实现触觉反馈的方案。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种车载装置，用于解决现有技术中无法在汽车上实现触觉反馈的问题。

本发明的技术方案如下：一种车载装置，所述车载装置包括中控平台，所述车载装置还包括：与所述中控平台电连接的处理单元，与所述中控平台及所述处理单元电连接的车载传感器，与所述处理单元电连接的马达驱动单元，与所述处理单元及所述马达驱动单元电连接的触觉反馈单元；

所述车载传感器用于检测感应数据并将检测到的所述感应数据发送给所述中控平台和/或所述处理单元；

所述中控平台和/或所述处理单元用于基于所述感应数据获取与所述感应数据匹配的触觉反馈信号，将所述触觉反馈信号发送给所述马达驱动单元；

所述马达驱动单元用于对所述触觉反馈信号进行放大，并发送给所述触觉反馈单元；

所述触觉反馈单元用于执行接收到的所述触觉反馈信号，实现触觉反馈。

进一步地，所述马达驱动单元的数量为至少两个，所述处理单元与所述马达驱动单元具有一对多的对应关系，所述马达驱动单元与所述触觉反馈单元具有一一对应关系，且靠近所述触觉反馈单元。

进一步地，所述马达驱动单元的数量为1个，所述处理单元与所述马达驱动单元具有一对一的对应关系，所述马达驱动单元与所述触觉反馈单元具有一对多的对应关系，且所述马达驱动单元靠近所述处理单元。

进一步地，所述处理单元包括：与所述车载传感器、所述中控平台及所述马达驱动单元电连接的激励控制模块，及与所述激励控制模块电连接且存储有产生多种不同触觉效果的触觉反馈信号的效果库模块；

所述激励控制模块用于基于所述感应数据从所述效果库模块中获取对应的触觉反馈信号。

进一步地，所述处理单元还包括与所述激励控制模块电连接的数模转换模块，所述车载装置还包括位于所述数模转换模块与所述马达驱动单元之间的隔直流处理模块。

进一步地，所述处理单元还包括与所述激励控制模块电连接的脉冲宽度调制模块，所述车载装置还包括位于所述脉冲宽度调制模块与所述马达驱动单元之间的低频滤波模块。

进一步地，所述处理单元还包含设置于所述激励控制模块上的双向二线制同步串行总线I2C接口，所述马达驱动单元电连接至所述I2C接口。

进一步地，所述处理单元还包含设置于所述激励控制模块上的集成电路内置音频总线I2S接口，所述马达驱动单元电连接至所述I2S接口。

进一步地，所述触觉反馈单元包括：显示屏、触控板、按键、汽车座椅及方向盘，所述显示屏、触控板及按键采用硬件激励的方式进行触发，所述汽车座椅及所述方向盘用于进行响应。

进一步地，所述马达驱动单元具有至少8W/10ms的瞬态功率。

本发明的有益效果在于：车载装置包含与中控平台电连接的处理单元，与中控平台及处理单元电连接的车载传感器，与处理单元电连接的马达驱动单元，与处理单元及马达驱动单元电连接的触觉反馈单元，该车载传感器用于将检测到的感应数据发送给中控平台和/或处理单元，中控平台和/或处理单元用于基于感应数据获取与感应数据匹配的触觉反馈信号，将触觉反馈信号发送给马达驱动单元，该马达驱动单元用于对触觉反馈信号进行放大，并发送给触觉反馈单元，触觉反馈单元用于执行接收到的触觉反馈信号，实现触觉反馈，相对于现有技术，提供了一种能够有效应用于汽车的实现触觉反馈的车载装置。

【附图说明】

图1为本发明实施例中车载装置的框架示意图；

图2为本发明实施例中车载装置的另一框架示意图；

图3为本发明实施例中处理单元与马达驱动单元的连接方式的示意图；

图4为本发明实施例中处理单元与马达驱动单元的连接方式的另一示意图；

图5为本发明实施例中处理单元与马达驱动单元的连接方式的另一示意图；

图6为本发明实施例中处理单元与马达驱动单元的连接方式的另一示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请参阅图1，为本发明实施例中车载装置的框架示意图，该车载装置应用于汽车，用于实现汽车上的触觉反馈。该车载装置包括中控平台1，还包括与中控平台1电连接的处理单元2，与中控平台1及处理单元2电连接的车载传感器3，与处理单元2电连接的马达驱动单元4，与处理单元2及马达驱动单元4电连接的触觉反馈单元5。

其中，车载传感器3具体用于获取感应数据，并将感应数据发送给中控平台1和/或处理单元2。

中控平台1和/或处理单元2用于基于感应数据获取与感应数据匹配的触觉反馈信号，将触觉反馈信号发送给马达驱动单元4。

马达驱动单元4用于对触觉反馈信号进行放大，并发送给触觉反馈单元5。

触觉反馈单元5接收触觉反馈信号，且执行接收到的触觉反馈信号，实现触觉反馈。

在本发明实施例中，通过利用车载传感器3、处理单元2、马达驱动单元4及触觉反馈单元5与中控平台1构成车载装置，能够有效的在汽车上实现触觉反馈。

基于图1所示的实施例，需要说明的是，上述马达驱动单元4的设置至少存在两种情况，下面分别进行描述。

在一种可行的实现方式中，如图1所示，马达驱动单元4的数量至少为两个，其中，处理单元2与马达驱动单元4具有一对多的对应关系，且马达驱动单元4与触觉反馈单元5具有一一对应关系，且在设置时，为了实现该一一对应的关系，马达驱动单元4设置成靠近触觉反馈单元5。例如，可以位于触觉反馈单元5的周边的任意位置，或者与触觉反馈单元5集成。需要说明的是，在图1中，是以车载装置包含四个马达驱动单元4为例进行说明，在实际应用中可根据具体的需要设置马达驱动单元4的个数，此处不做限定。

在另一种可行的实现方式中，马达驱动单元4的数量可以为1个，请参阅图2，为本发明实施例中车载装置的另一框架示意图，该车载装置包括中控平台1，与中控平台1电连接的处理单元2，与中控平台1及处理单元2电连接的车载传感器3，与处理单元2电连接的马达驱动单元4，其中，处理单元2与马达驱动单元4具有一对一的对应关系，该马达驱动单元4与触觉反馈单元5具有一对多的对应关系，且马达驱动单元4设置成靠近处理单元2。在具体实现时，马达驱动单元4可以设置成位于处理单元2的周边的任意位置，或者，可以马达驱动单元4可以与处理单元2集成。需要说明的是，图2中的触觉反馈单元5包含多个单元，马达驱动模块是分别与多个触觉反馈单元5电连接的，图2中示意的单元AˉD，即表示的是多个分别与马达驱动单元4电连接的触觉反馈单元5。

在上述实施例中，车载传感器3包含多种不同类型的传感器，例如，可以是压力传感器、电容传感器、旋转角度传感器、视觉类传感器及温度传感器等等，通过使用多种不同类型的车载传感器3，可以实现多种不同的应用场景下的触觉反馈，且对于不同的车载传感器3，可以是将感应到的感应数据发送给中控平台1；可以将感应到的感应数据发送给处理单元2，还可以是将感应到的感应数据同时发送给中控平台1和处理单元2。在实际应用中，可以根据具体的情况确定车载传感器3感应到的感应数据的发送方式。例如，对于设置用于检测汽车的发动机冷却水的温度的温度传感器，该温度传感器检测到的温度值可以直接发送给中控平台1，中控平台1判断检测到的温度值是否大于预设温度阈值，若大于预设温度阈值，则向显示屏或者指示装置发送指示信号，该指示信号用于指示发动机冷水的温度超过预设温度阈值，同时，中控平台1还将向处理单元2发送包含上述温度值的触觉反馈指令，处理单元2基于该触觉反馈指令获取匹配的触觉反馈信号，并将该触觉反馈信号发送给相应的触觉反馈单元5，由触觉反馈单元5执行该触觉反馈信号，实现触觉反馈。

又例如，对于设置的用于检测车载旋钮角度变化的旋转传感器，该旋转传感器感应到旋钮的变化后，获取其变化后的位置值，包括当前所处的位置，增大或减小的角度值等等，将该位置值发送给处理单元2，处理单元2将根据该位置值进行相应设置，例如增大或减小音箱的声音，同时，处理单元2还将基于该位置值获取相应的触觉反馈信号，并将该触觉反馈信号发送给相应的触觉反馈单元5，由触觉反馈单元5执行该触觉反馈信号，该触觉反馈单元5可以是上述旋钮，使得用户在通过旋钮改变设置参数的同时，可以感觉到触觉反馈，以确认参数设置成功。

又例如，对于设置在显示屏的压力传感器，用户在显示屏进行触摸操作时，压力传感器能够感应到压力数据，该压力数据包括触摸位置数据及压力值，并将压力数据发送给中控平台1和处理单元2，中控平台1利用触摸位置数据确定此次触摸操作是否有效，若有效，则向处理单元2发送触摸有效指令，处理单元2在接收到触摸有效指令之后，利用压力数据中包含的压力值获取对应的触觉反馈信号，并将触觉反馈信号发送给相应的触觉反馈单元5，由触觉反馈单元5执行该触觉反馈信号。

需要说明的是，在本发明实施例中，中控平台1并不直接向马达驱动单元4发送信号或指令，而是先发送给处理单元2，由处理单元2进行发送。且在实际应用中，车载传感器3的感应数据是发送给处理单元2，还是中控平台1，或者同时发送给处理单元2及中控平台1，可以根据具体的需要进行设置，此处不做限定。

其中，处理单元2可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，或者是中控平台1的主处理器，或者是其他有相应资源且满足触觉反馈的处理设备。

进一步的，请参阅图1或图2，在一种可实现的方式中，处理单元2包括：与车载传感器3、中控平台1及马达驱动单元4电连接的激励控制模块21，及与激励控制模块21电连接且存储有产生多种不同触觉效果的触觉反馈信号的效果库模块22；激励控制模块21用于基于感应数据从效果库模块22中获取对应的触觉反馈信号。且车载传感器3、中控平台1、马达驱动单元4及触觉反馈单元5均可以是与激励控制模块21电连接。其中，效果库模块22与激励控制模块21连接，该效果库模块22中保存有多种不同的触觉效果的触觉反馈信号，其中，每个触觉反馈信号可以设置有编号，激励控制模块21可以通过编号获取到相应的触觉反馈信号。

在本发明实施例中，触觉反馈单元5包括：显示屏、触控板、按键、汽车座椅及方向盘，其中，显示屏、触控板及按键采用的是硬件激励的方式，汽车座椅及方向盘采用的是响应的方式。其中，硬件激励的方式是指需要先在触觉反馈单元5侧进行触发。具体的，处理单元2中预先存储了触觉反馈单元5与各车载传感器3之间的对应关系，触觉反馈单元5检测到触发操作时，将生成激励信号，同时，与该触觉反馈单元5具有对应关系的车载传感器3将检测到感应数据；触觉反馈单元5将通过马达驱动单元4对该激励信号进行放大，将放大后的激励信号发送给处理单元2，同时，车载传感器3将感应数据至少发送给处理单元2，处理单元2在接收到感应数据及激励信号之后，可基于预先存储的触觉反馈单元5与各车载传感器3之间的对应关系确定是哪一组触觉反馈单元5与车载传感器3，以便在有多组同时触发时，进行有效的区分。可以理解的是，通常硬件激励的方式应用于可以与汽车用户进行交互的设备，例如，触摸显示屏、触控板及按键等等。其中，响应的方式是指没有硬件激励的激励信号，即可实现触觉反馈。例如对于汽车座椅，用户在坐上汽车座椅之后，汽车座椅对应的压力传感器即可检测到压力数据的变化，并发送给处理单元2，由处理单元2进行处理之后实现汽车座椅的振动，以实现触觉反馈。

需要说明的是，在图1中激励信号是由马达驱动单元4发送给激励控制模块21，而在图2中激励信号是由触觉反馈单元5发送给激励控制模块21，是因为在图1中马达驱动单元4是位于触觉反馈单元5侧，在这种情况下，需要将马达驱动单元4与触觉反馈单元5看成是一个整体，触觉反馈单元5得到的激励信号需要先通过马达驱动单元4才能到达激励控制模块21，而在图2中马达驱动单元4是位于处理单元2侧，此时可以分为两条支路，其中一条就是由触觉反馈单元5向激励控制模块21发送激励信号。

进一步的，在本发明实施例中，处理单元2与马达驱动单元4之间的连接方式有多种，下面介绍部分可实现的方式。

在图1及图2所示的车载装置的基础上，如图3所述，处理单元2还包括与激励控制模块21电连接的数模转换模块23，车载装置还包括位于数模转换模块23与马达驱动单元4之间的隔直流处理模块24。

其中，数模转换模块23是用于将数字信号转换成模拟信号，数模转换模块23转换得到的模拟信号将发送给隔直流处理模块24，隔直流处理模块24进行隔直流处理后与马达驱动单元4电连接，建立触觉反馈信号的传输通道。

在另一实现方式中，如图4所示，处理单元2还包括与激励控制模块21电连接的脉冲宽度调制模块25，车载装置还包括位于脉冲宽度调制模块25与马达驱动单元4之间的低频滤波模块26。

其中，通过利用脉冲宽度调制模块25可以实现采用与设计波形同频的频率，并利用设计波形各点幅值直接控制脉宽的方式，输出脉冲形式的触觉反馈信号。且利用低频滤波模块26对脉冲形式的触觉反馈信号进行恢复，得到能够有效识别的触觉反馈信号。

可以理解的是，上述的隔直流处理模块24和低频滤波模块26可以根据所选用的模拟功放特点进行信号的滤波或者电气处理以匹配功放输入要求。且可选的，数模转换模块23和脉冲宽度调制模块25至少具备8kHZ/8bit的能力，马达驱动单元4具有至少8W/10ms的瞬态功率。

在另一实现方式中，如图5所示，处理单元2还包含设置于激励控制模块21上的双向二线制同步串行总线(I2C)接口27，马达驱动单元4电连接至该I2C接口27。

在另一实现方式中，如图6所示，处理单元2还包含设置于激励控制模块21上的集成电路内置音频总线(I2S)接口28，马达驱动单元4电连接至I2S接口28。

在本发明实施例中，构建可应用于汽车的用于实现触觉反馈的车载装置，能够有效实现采用车规级元件解决车载触觉反馈的实现问题。可根据实际需求设置驱动马达单元的数量，能够解决大治疗负载的驱动与效果同步问题，且通用性强，涵盖显示屏、触摸板、按键汽车座椅及方向盘等等的触觉反馈。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车载装置，所述车载装置包括中控平台，其特征在于，所述车载装置还包括：与所述中控平台电连接的处理单元，与所述中控平台及所述处理单元电连接的车载传感器，与所述处理单元电连接的马达驱动单元，与所述处理单元及所述马达驱动单元电连接的触觉反馈单元；

所述车载传感器用于检测感应数据并将检测到的所述感应数据发送给所述中控平台和/或所述处理单元；

所述中控平台和/或所述处理单元用于基于所述感应数据获取与所述感应数据匹配的触觉反馈信号，将所述触觉反馈信号发送给所述马达驱动单元；

所述马达驱动单元用于对所述触觉反馈信号进行放大，并发送给所述触觉反馈单元；

所述触觉反馈单元用于执行接收到的所述触觉反馈信号，实现触觉反馈。

2.根据权利要求1所述的车载装置，其特征在于，所述马达驱动单元的数量为至少两个，所述处理单元与所述马达驱动单元具有一对多的对应关系，所述马达驱动单元与所述触觉反馈单元具有一一对应关系，且靠近所述触觉反馈单元。

3.根据权利要求1所述的车载装置，其特征在于，所述马达驱动单元的数量为1个，所述处理单元与所述马达驱动单元具有一对一的对应关系，所述马达驱动单元与所述触觉反馈单元具有一对多的对应关系，且所述马达驱动单元靠近所述处理单元。

4.根据权利要求1所述的车载装置，其特征在于，所述处理单元包括：与所述车载传感器、所述中控平台及所述马达驱动单元电连接的激励控制模块，及与所述激励控制模块电连接且存储有产生多种不同触觉效果的触觉反馈信号的效果库模块；

所述激励控制模块用于基于所述感应数据从所述效果库模块中获取对应的触觉反馈信号。

5.根据权利要求4所述的车载装置，其特征在于，所述处理单元还包括与所述激励控制模块电连接的数模转换模块，所述车载装置还包括位于所述数模转换模块与所述马达驱动单元之间的隔直流处理模块。

6.根据权利要求4任意所述的车载装置，其特征在于，所述处理单元还包括与所述激励控制模块电连接的脉冲宽度调制模块，所述车载装置还包括位于所述脉冲宽度调制模块与所述马达驱动单元之间的低频滤波模块。

7.根据权利要求4所述的车载装置，其特征在于，所述处理单元还包含设置于所述激励控制模块上的双向二线制同步串行总线I2C接口，所述马达驱动单元电连接至所述I2C接口。

8.根据权利要求4所述的车载装置，其特征在于，所述处理单元还包含设置于所述激励控制模块上的集成电路内置音频总线I2S接口，所述马达驱动单元电连接至所述I2S接口。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的车载装置，其特征在于，所述触觉反馈单元包括：显示屏、触控板、按键、汽车座椅及方向盘，所述显示屏、触控板及按键采用硬件激励的方式进行触发，所述汽车座椅及所述方向盘用于进行响应。

10.根据权利要求1至8任意一项所述的车载装置，其特征在于，所述马达驱动单元具有至少8W/10ms的瞬态功率。

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