CN112537201A - 操作输入装置和转向输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆的操作输入装置(10)和转向输入装置(100)，其中操作输入装置(10)包括包含操作输入表面(11)的上部件(12)、下部件(13)、力传感器元件(14)、以及操作输入力传递元件(15)，该操作输入力传递元件(15)布置在上部件(12)和下部件(13)之间且分别联接到上部件(12)和下部件(13)，其中操作输入力传递元件(15)包括由刚性材料制成的一个部分(17)，且其配置为传递施加到力传感器元件(15)的操作输入表面(11)的操作输入力(F)，其中为了生成触觉反馈，上部件(12)和下部件(13)相对于彼此可移动地联接，且其中操作输入力传递元件(10)设计成使得在由刚性材料制成的所述部分(17)中，所述操作输入力传递元件(15)包括具有减小的弯曲刚度的一个区域(16)。

Description

操作输入装置和转向输入装置
技术领域
本发明涉及用于车辆的操作输入装置，优选布置在车辆的内部中，特别是布置在车辆的转向输入装置中，其中操作输入装置包括：上部件，其包括操作输入表面，该操作输入表面具有关联到至少一个操作功能的至少一个输入区域；下部件，其特别是用作上部件的支撑结构；力传感器元件，用于检测施加到输入表面的操作力；以及操作输入力传递元件，其布置在上部件和下部件之间，且分别联接到上部件和下部件，其中上部件通过操作输入力相对于下部件可移动，该操作输入力在操作输入方向上施加到操作输入表面上，该操作输入方向至少基本上垂直于操作输入表面延伸。
操作输入力传递元件包括至少一个部分，其由刚性材料制成且配置为将施加到操作输入表面的操作输入力至少部分地传递到力传感器元件，特别是在垂直于操作输入表面的方向上施加的操作输入力。为了生成触觉反馈，上部件和下部件还相对于彼此可移动地联接，使得通过可联接到操作输入装置的反馈致动装置，上部件至少在反馈生成方向上相对于下部件可移动，反馈生成方向至少基本上平行于操作输入表面。
本发明还涉及包括至少一个操作输入装置的转向输入装置。
背景技术
通常从现有技术，例如从WO 2018/108398 A1中熟知如上所述的操作输入装置和包括至少一个这种操作输入装置的转向输入装置。
在这样的背景下，本发明的目的是提供一种替代的操作输入装置，特别是改进的操作输入装置，其优选地允许更精确的触觉反馈生成，以及替代的，特别是改进的转向输入装置。
发明内容
这些目的通过根据相应的独立权利要求的操作输入装置和转向输入装置来实现。本发明的有利实施例是从属权利要求、说明书和附图的主题。
根据本发明的操作输入装置优选地配置为用于车辆，优选用于布置在车辆的内部中，特别是用于布置在车辆的转向输入装置中，且包括：上部件，包括操作输入表面，该操作输入表面具有关联到至少一个操作功能的至少一个输入区域；下部件，其特别是用作上部件的支撑结构；力传感器元件，用于检测施加到输入表面的操作输入力；以及操作输入力传递元件，其布置在上部件和下部件之间且分别联接到上部件和下部件，其中上部件通过操作输入力相对于下部件可移动，该操作输入力在操作输入方向上施加到操作输入表面上，该操作输入方向至少基本上垂直于操作输入表面延伸，其中操作输入力传递元件包括至少一个部分，其由刚性材料制成的且配置为将施加到操作输入表面的操作输入力至少部分地传递到力传感器元件，特别是在垂直于操作输入表面的方向上施加的操作输入力。为了生成触觉反馈，上部件和下部件还相对于彼此可移动地联接，使得通过可联接到操作输入装置的反馈致动机构，上部件至少在反馈生成方向上相对于下部件可移动，反馈生成方向至少基本上平行于操作输入表面。
根据本发明的操作输入装置的特征在于，操作输入力传递元件设计成使得，在由刚性材料制成的部分中，操作输入力传递元件包括至少一个区域，其与至少一个相邻区域相比具有关于弯曲的减小的弯曲刚度，该弯曲是由在反馈生成方向上上部件和下部件之间的相对运动导致的。
由于刚性材料，可以实现施加到输入表面的操作输入力从上部件(特别是从输入表面)到力传感器元件的良好的力传递。材料越刚性，特别是在垂直于输入表面的方向上的力传递就越好。
然而，在生成触觉反馈期间，通过在平行于操作输入表面的反馈生成方向上相对于下部件移动上部件或反之亦然，操作输入力传递元件经受弯曲和/或剪切，特别是由刚性材料制成的部分。材料越刚性，则弯曲刚度越高，且对上部件和下部件之间的相对运动的抵抗力也越高。
结果，操作输入力传递元件的弯曲刚度越高，反馈致动力越高，需要该反馈致动力以实现足够的相对运动，特别是在上部件和下部件之间的足够的相对位移，以生成令人愉悦的触觉反馈。另外，操作输入力传递元件的弯曲刚度越高，分别在操作输入力传递元件和力传感器元件之间的联接上，对力传感器元件产生较高的剪切作用。
通过根据本发明来设计操作输入力传递元件，在由刚性材料制成的所述部分中，操作输入力传递元件包括至少一个区域，其与至少一个相邻区域相比具有关于弯曲的减小的弯曲刚度，该弯曲是由在反馈生成方向上上部件和下部件之间的相对运动导致的，可以减小对反馈致动力的抵抗力。由此，在较低的反馈致动力的情况下，可以在上部件和下部件之间实现足够的相对运动，特别是足够的相对位移。另外，从而分别在操作输入力传递元件和力传感器元件之间的联接上，可以减小对力传感器元件的剪切作用。但是，施加到输入表面的操作力从输入表面到力传感器元件的力传递几乎不受影响，特别是只要操作输入力传递元件的屈服稳定性足够。
因此，利用根据本发明的操作输入力传递元件，可以提供输入装置，其允许在至少基本上平行于操作输入表面的反馈生成方向上以较低的反馈致动力生成触觉反馈，且由此可以减少由上部件和下部件之间的相对运动对力传感器元件产生的负面影响，特别是对施加到输入表面的操作力从上部件(特别是从输入表面)到力传感器元件的力传递几乎没有负面影响。
根据本发明的“操作输入装置”是配置为检测操作者的输入的装置。因此，操作输入装置优选地包括至少一个传感器元件且特别地配置为评估由所述至少一个传感器元件生成的至少一个传感器信号。优选地，根据本发明的操作输入装置还配置为输出至少一个控制信号，例如以控制至少一个操作功能。为此，根据本发明的操作输入装置还可以包括至少一个控制单元。
根据本发明的操作输入装置的上部件可以制成为一件或可以是组件，这意味着由若干部分组装而成，其中至少一个部分优选地通过塑料材料的注射模制制成。在优选的实施例中，根据本发明的操作输入装置的上部件由包括操作输入表面的至少一个部分和用于与下部件进行联接的一个部分组装而成。操作输入表面可以例如由玻璃或另一种透明材料或另一种材料制成。然而，操作输入表面优选地由至少半透明的材料制成，特别是使得输入表面可以被背景光源照射。
根据本发明的操作输入装置的下部件(其特别用作上部件的支撑结构)可以制成为一件或可以是组件，这意味着由若干部分组装而成，其中至少一个部分优选地通过塑料材料的注射模制制成。
在优选的实施例中，根据本发明的操作输入装置的下部件由至少一个支撑结构和电路板组装而成，特别是印刷电路板，优选地，力传感器元件安装在该电路板上。
根据本发明的“力传感器元件”是一种传感器元件或传感器组件，其配置为检测，特别是测量施加的力。根据本发明的操作输入装置可以包括一个或多个力传感器元件，其中至少一个力传感器元件优选地布置为检测，特别是测量施加到操作输入表面的输入力的至少一部分，特别是在垂直于输入表面和/或垂直于反馈生成方向的方向上作用的输入力的部分。通常，力传感器元件是现有技术中众所周知的，关于功能和设计方面的其他信息和细节在此引用。
根据本发明的操作输入装置优选地至少配置为检测操作者的输入，其中输入力，特别是足够的输入力，被施加到输入表面，优选至少部分地在垂直于输入表面的方向上。
根据本发明的“操作输入力传递元件”是一种元件，其配置为传递输入力。根据本发明的操作输入装置的操作输入力传递元件因此优选地设计为使得施加的输入力可以根据相应的使用情况的要求特别是尽可能无损耗地，特别是根据施加到输入表面的操作输入力的测量精度的要求优选基本上无损耗地传递。这可以通过基本刚性的操作输入力传递元件来实现。为此，根据本发明的操作输入装置的操作输入力传递元件包括由刚性材料制成的至少一个部分。在一些实施例中，可能有利的是，操作输入力传递元件因此完全由刚性材料或若干不同的刚性材料制成。
在本发明的含义中，“刚性材料”是在使用期间在一定温度条件下基本上不可压缩的材料。对于某些使用情况，根据本发明的操作输入装置的操作输入力传递元件的由刚性材料制成的部分可以例如由热塑性材料制成或可以包含热塑性材料，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或聚醚醚酮(PEEK)和聚氯乙烯(PVC)，或其组合。对于使用情况，特别是在较高温度下使用的情况，脲醛(duroplast)似乎更适合用作“刚性材料”，例如聚氨酯、聚酯或环氧树脂，或它们的组合。
根据本发明的操作输入装置的操作输入力传递元件包括至少一个部分，其由刚性材料制成且具有至少两个区域：一个区域具有减小的弯曲刚度，且至少一个区域布置在具有减小的弯曲刚度的区域附近。
然而，在一些使用情况下，如果操作输入力传递元件不完全由一种或多种刚性材料制成，而是替代地至少部分地由弹性材料制成或至少部分地被弹性材料覆盖可能更有利。操作输入装置内的弹性材料公差，特别是在操作输入力传递元件和力传感器元件之间，可以很容易地补偿。弹性材料还允许施加偏压力，以实现无游隙的力传递。因此，操作输入力传递元件可以包括至少一个另外的部分，其可以由弹性材料制成。替代地或附加地，操作输入力传递元件的部件或一部分可以由刚性材料或若干刚性材料的组合制成，并且可以至少部分地被弹性材料覆盖。
根据本发明的操作输入装置可以包括一个或多个操作输入力传递元件。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在优选的实施例中，操作输入装置还配置为通过电容式致动装置检测输入表面的触摸，例如通过人的手指或手，其中操作输入装置因此优选地包括具有至少一个电容式传感器元件的至少一个电容式传感器单元，其中至少一个电容式传感器元件优选地布置在输入表面下面。这使得能够提供具有一个或多个输入区域的操作输入装置，其中每个输入区域可以关联到至少一个操作功能。这使得能够以非常容易的方式提供有利的多功能操作输入装置。
在根据本发明的操作输入装置的优选实施例中，操作输入装置可以包括多于一个输入区域，其中优选地，每个输入区域关联到至少一个操作功能。这使得能够以非常容易的方式提供有利的多功能操作输入装置。
根据本发明的操作输入装置包括多于一个输入区域，操作输入装置特别配置为在输入表面上定位触摸。因此，可以检测在输入表面的哪个输入区域中触摸了输入表面以及应该触发哪个操作功能。
在本发明的意义上，关于上部件与下部件的联接的术语“可移动地联接”意味着该联接允许上部件和下部件之间的相对运动，其一方面被操作者感知为触觉反馈，另一方面创造了令人愉悦的操作输入感。在某些使用情况下，仅通过在上部件和下部件之间提供限定的游隙(可以通过游隙配合来实现)即可实现“可移动地联接”。在其他使用情况下，必要的运动可能需要更多的相对运动，其无法仅由通过上部件和下部件之间的游隙配合提供限定的游隙来实现，而是需要特殊的设计，其允许上部件和下部件之间的足够的相对运动。
在本发明的意义上，“反馈致动机构”优选地包括至少一个反馈致动器，例如电动机或类似物，其可以联接至上部件和下部件中的至少一个，并且可以引起这些部分中的至少一个相对于另一个的运动。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在优选的实施例中，操作输入力传递元件和力传感器元件分别布置且配置为使得，当操作输入力施加到输入表面时，特别是至少部分地在垂直于操作输入表面的方向上，操作输入力传递元件压靠输入力传感器元件，优选在垂直于操作输入表面的方向上。因此，可以实现向力传感器元件的有利的力传递，特别是直接向力传感器元件的力传递。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，操作输入力传递元件和力传感器元件可以分别布置和配置为使得，在操作输入装置的空载状态下(这意味着没有输入力施加到操作输入表面)，操作输入力传递元件优选与力传感器元件间隔开。当达到或超过足够的输入力(特别是输入力阈值时)，操作力传递元件和第一传感器元件刚好接触，可以以非常简单的方式提供一种操作输入装置，其允许仅在施加最小操作输入力的情况下触发操作功能。
在另一实施例中，特别是在替代实施例中，操作输入力传递元件和力传感器元件可以分别布置且配置为使得在操作输入装置的空载状态下，操作输入力传递元件也稍微压靠输入力传感器元件。因此，可以实现无游隙力传递和非常灵敏的操作输入检测。另外，在若干情况下，可以实现更令人愉悦的操作输入感觉，因为可以避免在操作输入力传递元件与力传感器元件接触时发生抵抗力的变化。
优选地，力传感器元件固定地安装至上部件或下部件，特别是下部件，在下部件，操作输入力传递元件优选地固定至另一部分，即，如果力传感器元件固定地安装到下部件则固定至上部件，如果力传感器元件固定地安装到上部件则固定至下部件。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，操作输入力传递元件是具有纵向轴线的杆，其中操作输入力传递杆优选地布置为使其纵向轴线至少基本上垂直，特别是垂直于操作输入表面。因此，可以桥接上部件和下部件之间的更大距离。另外，通过使用纵向操作输入力传递元件，例如通过使用杆，可以实现更好地减小操作输入力传递元件的弯曲刚度。对于上部件和下部件之间的相同的相对位移，操作输入力传递元件越长，影响力传感器元件的剪切力越小。
在由刚性材料制成的部分中的至少一个区域中，通过与至少一个相邻区域的截面积的尺寸相比的减小的截面积，可以以非常容易的方式实现操作输入力传递元件的减小的弯曲刚度。因此，在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，与至少一个相邻区域的截面积的尺寸相比，操作输入力传递元件在所述区域中包括减小的截面积。但是，优选地，截面积仍然大以使得实现所需的屈服稳定性。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，在具有减小的弯曲刚度的所述区域中，与至少一个相邻区域相比，操作输入力传递元件的厚度减小，特别是在反馈生成方向上。因此，可以以非常容易的方式减小在反馈生成方向上由上部件和下部件之间的相对运动引起的关于弯曲的弯曲刚度，特别是几乎不影响到力传感器元件的力传递(只要截面积仍然大以使得实现所需的屈服稳定性)。通过减小反馈生成方向上的厚度，特别地，可以以非常容易的方式实现关于围绕平行于输入表面且垂直于反馈生成方向延伸的轴线弯曲的更多的灵活性。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，在具有减小的弯曲刚度的所述区域中，操作力传递元件至少部分地在所述区域的长度上，特别是在所述区域的整个长度上，具有带有较短侧和较长侧的截面积，特别是具有较短侧边缘和较长侧边缘的截面积，其中操作输入力传递元件优选地布置在操作输入装置中，使得较短侧在反馈生成方向上延伸。由此，可以实现非常容易且有利的弯曲刚度减小。
截面积可以例如是椭圆形或矩形。另外，通过具有较短侧和较长侧的另一截面形状，可以实现上述有利效果。操作输入力传递元件在具有减小的弯曲刚度的所述部分中包括尖锐的边缘不是强制性的。但是，这当然是可能的。
优选地，然而，操作输入装置设计为使得从具有减小的弯曲刚度的区域(特别是从具有减小的截面积的区域)到至少一个相邻区域(特别是在垂直于操作输入表面的方向上)的过渡成型为使得减少凹口效应(notch effect)，其中过渡优选地为圆形、弯曲或光滑的，或包括特定的凹口效应减小设计。因此，可以减少具有减小的截面积与至少一个相邻区域之间的过渡区域中的应力峰值，这分别对操作输入力传递元件的和具有其的操作输入力传递元件的寿命具有积极影响，或允许使用具有较小尺寸的操作输入力传递元件。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是另一个但也优选的实施例中，力传感器元件是操作输入装置的下部件的一部分，其中下部件优选地为组件，包括电路板，特别是印刷电路板，优选由塑料材料制成或至少包含塑料材料的电路板，其中力传感器元件优选地安装至所述电路板，特别是在面向操作输入装置的上部件的一侧，其中电路板优选地布置为平行于操作输入表面延伸。这样允许关于力传递的精度和对施加到操作输入表面的操作输入力的非常精确的测量的非常有利的布置。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，操作输入力传递元件包括第一端和第二端，其中第一端优选地固定地安装至上部件或下部件，其中其特别地与对应的部分整体地模制。优选地，操作输入力传递元件的完整的刚性部分与所述部分整体地模制。这允许提供非常有利的操作输入装置，并且特别是非常容易组装操作输入装置。此外，这使得所述部分的制造非常容易。特别地，不需要用于将操作输入力传递元件安装到所述部分的单独的组装步骤。
如果上部件是由一个以上的部分组装而成的组件，则操作输入力传递元件优选地固定安装至配置为布置在上部件的底侧上的部分或与上部件组件的该部分整体模制。替代地，操作力输入传递元件也可以固定地安装到上部件的另一部分，例如安装到上部件的顶部，例如安装到操作输入表面的背侧。如果需要，操作输入力传递元件可以延伸穿过上部件的其他部分之一，以与下部件联接，特别是用于将操作输入力传递到操作力传感器元件。
操作输入力传递元件是上部件的部分，力传感器元件优选地是下部件的部分。
替代地，操作输入力传递元件可以固定地安装至下部件或与该部分整体地模制，特别是用其第二端。这也允许提供非常有利的操作输入装置，并且特别是非常容易组装操作输入装置。此外，这使得所述部分的制造非常容易。特别地，不需要用于将操作输入力传递元件安装到所述部分的单独的组装步骤。
如果下部件是由一个以上的部分组装而成的组件，则操作输入力传递元件优选地固定安装至配置为布置在下部件的顶侧上的部分或与下部件组件的该部分整体模制。替代地，操作力输入传递元件也可以固定地安装至下部件的另一部分。如果需要，操作输入力传递元件可以延伸穿过下部件的其他部分之一，特别是用于将操作输入力传递到操作力传感器元件。
操作输入力传递元件是下部件的部分，力传感器元件优选地是下部件的部分，其中在这种情况下，力传感器元件可以例如布置和/或安装至上部件的底侧，该底侧面朝下部件的顶侧。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，第二端是自由端且可轴向地相对于另一部分移动，即相对于下部件(如果第一端固定地安装至上部件)，相对于上部件(如果第一端固定地安装至下部件)，其中操作输入力传递元件在第二端处优选地包括端部部分，通过该端部部分，第二端特别地被轴向地引导，优选通过另一部分。从而，就力传递而言，可以实现操作输入力传递元件与力传感器元件的精确联接，从而可以减少在力传感器元件产生触觉反馈期间发生的剪切应力。
通常，替代地或附加地，第一端(也)是自由端且特别地也被轴向地引导。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，操作输入力传递元件的第二端处的端部部分至少部分地被轴向地引导，优选通过力传感器元件或者通过上部件或下部件的至少一个壁，特别是在力传递方向上，优选在垂直于操作输入表面的方向上。特别地，可以通过上部件或下部件的壁以非常容易的方式提供轴向引导。优选地，操作输入力传递元件的第二端处的端部部分在力传递方向上至少部分地被轴向地引导，在反馈生成方向上具有限定的间隙。
第二端处的端部部分可以布置为邻近具有减小的弯曲刚度的区域或之间的另一相邻的区域，其中端部部分优选地在反馈生成方向上至少部分地具有更大的厚度。在根据本发明的一个实施例中，操作输入力传递元件可以仅包括两个区域，它们具有不同的弯曲刚度，优选是由刚性材料制成的相同部分的部分，其可以特别是唯一由刚性材料制成的部分。替代地，可以提供至少一个或多个附加的区域，例如具有高弯曲刚度的顶部区域、具有减小的弯曲刚度的中间区域(所述区域)和也具有高弯曲刚度的底部区域，其中中间区域优选地布置在顶部区域和/或底部区域附近。另外，顶部区域或底部区域可以形成根据本发明的具有减小的弯曲刚度的“所述区域”。
为了非常容易的轴向引导，第二端处的端部部分优选地可以具有带有圆形截面的圆柱形状。替代地，第二端处的端部部分可以具有椭圆形截面或正方形或矩形的形状，其中截面的几何形状可以在纵向方向上是恒定的或可以变化。通过非旋转对称的截面，以非常容易的方式，确保了操作输入力传递元件相对于轴向引导件和/或力传感器元件的抗扭转得以实现。
为了减少将剪切应力引入到力传感器元件和/或操作输入力传递元件中和/或力传感器元件和操作力输入传递元件之间的联接中，这些部件可以经由至少一个弹性元件彼此联接。因此，在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，操作输入力传递元件的端部部分至少部分地被弹性材料覆盖，优选被弹性体材料覆盖，例如被橡胶材料覆盖，或至少部分地由弹性材料制成。
端部部分可以在纵向方向和/或周向方向上至少部分地或完全地被覆盖，特别是用弹性的，优选至少部分可压缩的材料，例如橡胶。由于弹性材料在反馈生成方向上的弹性，可以减小在力传感器元件生成触觉反馈期间发生的剪切应力。
端部部分可以至少部分地或完全地被覆盖，特别是除了在其底侧，优选在背向输入表面的一侧。由于纵向方向上的弹性，特别是在力传递方向上，可以实现上部件和下部件之间的偏压联接，特别是在操作输入力传递元件和力传感器元件之间的偏压联接，这允许更灵敏的力传递和对施加到操作输入表面的力的更准确的测量。此外，如上所述，可以在施加输入力期间获得更令人愉悦的触觉感觉。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，操作输入力传递元件的端部部分至少部分地被放置在端部部分周围的护套或放置在端部部分上的末端帽覆盖，特别是被由弹性体制成的护套或末端帽覆盖。这允许非常容易地用弹性材料覆盖，特别是根据本发明的操作输入装置的非常容易的设计和组装。替代地，操作输入力传递元件可以是2K部件，优选地可以通过2K注射模制来制造。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，操作输入装置配置为针对操作者的输入生成触觉反馈，其中操作输入装置还包括反馈致动机构，其优选至少部分或完全地布置在操作输入装置的上部件和下部件之间的空隙中。
在根据本发明的操作输入装置的一个实施例中，特别是在另一个但仍优选的实施例中，操作输入装置配置为触发至少一个操作功能，特别是车辆中的至少一个操作功能，其中通过操作输入装置触发至少一个操作功能优选地需要在输入方向上施加到操作输入装置的输入表面的最小操作力，优选在垂直于输入表面的方向上的最小操作力。因此，可以提供非常有利的操作输入装置，特别是这样的操作输入装置，其例如允许抓住方向盘并触摸与操作功能相关的至少一个输入区域，当施加到输入表面的输入力低于预定的操作输入力阈值时，不会错误触发相关的操作功能。
根据本发明的转向输入装置包括至少一个操作输入装置且其特征在于，该操作输入装置是根据本发明的操作输入装置。
根据本发明的转向输入装置可以例如是转向输入装置，特别是方向盘，优选具有至少一个辐条，其中根据本发明的操作输入装置可以例如布置在，优选集成在辐条中或中心区域中，优选使得操作输入表面与相邻的方向盘表面齐平。
相对于根据本发明的操作输入装置呈现的优选实施例及其优点相应地适用于根据本发明的转向输入装置，反之亦然。
根据权利要求书、附图和附图说明，本发明的其他特征将变得显而易见。在说明书中上面提到的所有特征和特征组合，以及以下在附图说明中提到和/或单独在附图中示出的特征和特征组合不仅可以在分别指示的组合中使用，也可以是其他组合或单独地，到目前为止，可以进行最终的组合。
附图说明
现在将参考本发明的优选的但非限制性的实施例并参考附图来描述本发明，在附图中示出了
图1是根据本发明的方向盘形式的转向输入装置的实施例，其包括根据本发明的两个操作输入装置，
图2是穿过图1的操作输入装置之一的截面图，
图3是从斜下方看的图2的操作输入装置的上部件的透视图，以及
图4是操作输入力传递元件周围的图2的放大部分。
具体实施方式
在图1中，示出了根据本发明的用于车辆的方向盘100的形式的转向输入装置100的实施例，其中方向盘100包括根据本发明的两个操作输入装置10。方向盘100包括方向盘轮缘104，其经由三个辐条101、102和103连接至未进一步示出的方向盘中心。
在每个辐条101和102中，特别是在左辐条100和右辐条102中，集成了根据本发明的操作输入装置10，其中每个操作输入装置10布置在辐条101、102中，使得操作输入表面11与方向盘表面平齐。每个操作输入装置10，特别是每个操作输入表面11，分别包括两个输入区域11A和11B以及11C和11D，其各自与操作功能相关联，例如音量增大或减小，或者向上或向下编程以控制车辆中的娱乐系统。输入区域11A、11B、11C和11D可以各自由背景光源12照明(见图2)。
图2示出了穿过图1的操作输入装置10之一的截面图，其中在图3中，从斜下方以透视图示出了上部件12。根据本发明且如上所述，操作输入装置10包括上部件12，其具有操作输入表面11，操作输入表面11具有两个输入区域11A和11B以及11C和11D。操作输入装置10还包括下部件13，其特别用作上部件12的支撑结构。
另外，操作输入装置10包括用于检测施加到输入表面11的操作力F的力传感器元件14，其中该实施例的力传感器元件14配置为检测，特别是测量，在垂直于操作输入表面11的方向上施加的操作输入力F。
为了将施加到操作输入表面11的操作输入力F转移到力传感器元件14，操作输入装置10还包括操作输入力传递元件15，其布置在上部件12和下部件13之间，且其分别联接到上部件12和下部件13，其中该实施例的操作输入力传递元件15是杆，其包括由刚性材料制成的部分17，该刚性材料在该实施例中是聚氨酯。
图4示出了操作输入力传递元件15周围的图2的放大部分X。
如果在至少基本上垂直于操作输入表面11的操作输入方向R1上在操作输入表面11上施加操作输入力F，则上部件12相对于下部件13移动，且操作输入力传递元件15压靠力传感器元件14。
为了针对操作者的输入生成触觉反馈，上部件12和下部件13进一步在反馈生成方向H上以限定的游隙相对于彼此可移动地联接，使得通过反馈致动机构，上部件12可以在基本上平行于操作输入表面11的反馈生成方向H上相对于下部件13移动，反馈致动机构在附图中未示出且可联接到操作输入装置10。为了布置反馈致动机构，空隙19设置在上部件12和下部件13之间。
为了减少对反馈致动力的抵抗力，根据本发明来设计操作输入力传递元件15，且其包括在由刚性材料制造的部分17中包括至少一个区域16，其相较于相邻的区域20具有关于弯曲的减小的弯曲刚度，该弯曲是在反馈生成方向H上由上部件12和下部件13之间的相对运动导致的。因此，在较低的反馈致动力的情况下，可以在反馈生成方向H上在上部件12和下部件13之间实现足够的相对运动，特别是足够的相对位移。另外，从而分别在操作输入力传递元件14和力传感器元件15之间的联接上，可以减小对力传感器元件14的剪切作用。但是，施加到输入表面11的操作输入力F从上部件12(特别是从输入表面11)到力传感器元件14的力传递几乎不受影响，特别是在当前情况下，操作输入力传递元件15的屈服稳定性足够。
在操作输入装置10的该实施例中，操作输入力传递元件15仅包括由刚性材料制成的一个部分17，其包括两个区域16和20，其中在在反馈生成方向H上由杆15的减小的厚度导致的区域16中，相较于第二端28处的端部部分29中的弯曲刚度，减小了弯曲刚度，其中，操作输入力传递元件15在所述区域16中包括矩形的截面，具有在反馈生成方向H上延伸的较短侧边缘25和垂直于反馈生成方向H延伸的较长侧边缘26。
上部件12由若干部分组装而成，其中上部件12包括第一部分12A，其具有操作输入表面11和支撑结构12B。在部分12A和12B之间且在操作输入表面11A下面，电容式传感器元件32布置为用于定位操作输入表面11上的触摸输入，特别是用于定位在输入区域11A，11B，11C和11D中的哪一个中触摸操作输入表面11。通过闩锁元件33，上部件13可以联接到下部件13，其中提供限定的游隙，使得上部件13可相对于下部件移动，以产生足够的触觉反馈和令人愉悦的操作输入感觉。
在操作输入装置10的该实施例中，下部件13也是组件，其中在这种情况下，下部件13包括支撑结构13A、印刷电路板31和另一支撑结构13B，其中电路板31布置在结构13A和支撑结构13B之间，平行于反馈生成方向H和操作输入表面11。力传感器元件14安装至电路板31且布置在操作输入力传递元件15下方，操作输入力传递元件在该实施例中设计为杆15。
通过也安装在电路板31上的光源21和光通道22，可以背景照明输入区域11A、11B、11C和11D。
在该实施例中，操作输入力传递杆15包括第一端27，通过该第一端27，操作输入力传递杆15固定地安装到上部件12，特别是安装到上部件12的支撑结构12B，其中操作输入力传递杆15在该实施例中与该部分12B整体地模制。
操作输入力传递杆15还包括第二端28，其在该实施例中是自由端28，其通过下部件元件13A的圆柱形的壁结构30轴向地被引导。第二端28处的端部部分29优选也是圆柱形的且至少部分地由橡胶材料制成的末端帽18覆盖。通过橡胶材料18，在周向方向上，可以减小影响操作输入力传递元件15和力传感器元件14的由上部件12和下部件13之间的相对运动引起的效应。通过弹性材料，特别是通过橡胶材料，在操作输入力传递元件15的底侧上，可以实现在输入力方向上，分别在纵向方向上，分别在垂直于输入表面11的方向上输入力传递元件15和力传感器元件14的偏压联接。
经由母插头24和至少一个触头针脚23，可以连接操作输入装置10，以与对应的控制单元和/或对应的电源进行信号和电力供给。经由该插头24，操作输入装置10可以连接至控制单元以控制至少一个操作功能。操作输入装置10的该实施例配置为触发车辆的至少一个操作功能，其中通过操作输入装置10触发至少一个操作功能需要在输入方向R1上施加到输入表面11的最小操作输入力F，优选在垂直于输入表面11的方向上施加的最小操作力F。
附图标记列表
100 根据本发明的操作输入装置
10 根据本发明的转向输入装置
11 操作输入表面
11A，11B 输入区域
12 上部件
12A 上部件的第一部分
12B 上部件的第二部分
13 下部件
13A 下部件的第一部分
13B 下部件的第二部分
14 力传感器元件
15 操作输入力传递元件
16 具有减小的弯曲刚度的区域
17 由刚性材料制成的部分
18 弹性体末端帽
19 反馈致动机构的空隙
20 与具有减小的弯曲刚度的区域相邻的区域
21 光源
22 光通道
23 触头针脚
24 母插头
25 较短侧
26 较长侧
27 第一端
28 第二端
29 第二端部部分
30 轴向引导
31 电路板
32 电容式传感器元件
33 闩锁元件
101，102，103 方向盘的辐条
104 方向盘轮缘
d 反馈生成方向上的厚度
A 操作输入力传递元件的纵向轴线
F 操作输入力
H 反馈生成方向
R1 操作输入方向

Claims (15)

1.一种用于车辆的操作输入装置(10)，优选用于布置在车辆的内部中，特别是用于布置在车辆的转向输入装置(100)中，所述操作输入装置(10)包括：
-上部件(12)，包括操作输入表面(11)，其具有关联到至少一个操作功能的至少一个输入区域(11A，11B)，
-下部件(13)，其特别是用作所述上部件(12)的支撑结构,
-力传感器元件(14)，用于检测施加到所述输入表面(11)的操作力(F)，以及
-操作输入力传递元件(15)，其布置在所述上部件(12)和所述下部件(13)之间，且分别联接至所述上部件(12)和所述下部件(13),
其中所述上部件(12)通过操作输入力(F)可相对于所述下部件(13)移动，所述操作输入力在操作输入方向(R1)上施加到所述操作输入表面(11)上，所述操作输入方向至少基本垂直于所述操作输入表面(11)延伸，
其中所述操作输入力传递元件(15)包括至少一个部分(17)，其由刚性材料制成且配置为将施加到所述操作输入表面(11)的操作输入力(F)至少部分地传递到所述力传感器元件(14)，特别是在垂直于所述操作输入表面(11)的方向上施加的操作输入力(F)，
其中为了生成触觉反馈，所述上部件(12)和所述下部件(13)还相对于彼此可移动地联接，使得通过可联接到所述操作输入装置(10)的反馈致动机构，所述上部件(12)至少在反馈生成方向(H)上可相对于所述下部件(13)移动，所述反馈生成方向至少基本上平行于所述操作输入表面(11),
其特征在于，所述操作输入力传递元件(15)设计成使得，在由刚性材料制成的所述部分(17)中，所述操作输入力传递元件(15)包括至少一个区域(16)，其与至少一个相邻区域(20)相比具有关于弯曲的减小的弯曲刚度，所述弯曲是由沿所述反馈生成方向(H)所述上部件(12)和所述下部件(13)之间的相对运动导致的。
2.根据权利要求1所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述操作输入力传递元件(15)和所述力传感器元件(14)分别布置且配置为使得，当操作输入力(F)施加到所述输入表面(11)时，特别是至少部分地在垂直于所述操作输入表面(11)的方向上，所述操作输入力传递元件(15)压靠所述输入力传感器元件(14)，优选在垂直于所述操作输入表面(11)的方向上。
3.根据权利要求1或2所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述操作输入力传递元件(15)是具有纵向轴线(A)的杆(15)，其中所述操作输入力传递杆(15)优选布置为使其纵向轴线(A)至少基本上垂直于所述操作输入表面(11)，特别是垂直于所述操作输入表面(11)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述区域(16)中的所述操作输入力传递元件(15)的减小的弯曲刚度是由与至少一个相邻区域(20)的截面积的尺寸相比的减小的截面积导致的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的操作输入装置(10)，其特征在于，在具有减小的弯曲刚度的所述区域(16)中，所述操作输入力传递元件(15)在所述反馈生成方向(H)上的厚度(d)与至少一个相邻区域(20)相比减小。
6.根据前述权利要求中任一项所述的操作输入装置(10)，其特征在于，在具有减小的弯曲刚度的所述区域(16)中，所述操作力传递元件(15)至少部分地在所述区域长度上，特别是在所述区域(16)的整个长度上，包括具有较短侧(25)和较长侧(26)的截面积，其中所述操作输入力传递元件(15)布置在所述操作输入装置(10)中，使得所述较短侧(25)在所述反馈生成方向(H)上延伸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述力传感器元件(15)是所述操作输入装置(10)的下部件(13)的一部分，其中所述下部件(13)优选是包括电路板(31)的组件，其中所述力传感器元件(14)优选地安装至所述电路板(31)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述操作输入力传递元件(15)包括第一端(27)和第二端(28)，其中所述第一端(27)优选固定地安装所述上部件(12)或所述下部件，特别是与所述部件(12，13)整体模制。
9.根据权利要求8所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述第二端(28)是自由端(28)且可轴向地相对于另一部件(13)移动，其中所述操作输入力传递元件(15)优选地在所述第二端(28)处包括端部部分(29)，通过所述端部部分，所述第二端(28)特别地通过所述另一部件(13)被轴向地引导。
10.根据权利要求9所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述操作输入力传递元件(15)的第二端(28)处的所述端部部分(29)被至少部分地轴向地引导，优选通过所述力传感器元件(14)或通过所述上部件(12)或所述下部件(13)的至少一个壁(30)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述操作输入力传递元件(15)的端部部分(29)至少部分地覆盖有弹性材料(18)，优选地覆盖有弹性体材料(18)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述操作输入力传递元件(15)的端部部分(29)至少部分地被放置在所述端部部分周围的护套或放置在所述端部部分上的末端帽(18)覆盖，特别是被由弹性体制成的护套或末端帽(18)覆盖。
13.根据前述权利要求中任一项所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述操作输入装置(10)配置为针对操作者的输入生成触觉反馈，其中所述操作输入装置(10)还包括反馈致动机构，其优选至少部分地布置在所述操作输入装置(10)的上部件(12)和下部件(13)之间的空隙(19)中。
14.根据前述权利要求中任一项所述的操作输入装置(10)，其特征在于，所述操作输入装置(10)配置为触发至少一个操作功能，特别是车辆中的至少一个操作功能，其中通过所述操作输入装置(10)触发至少一个操作功能优选地需要在输入方向(R1)上施加到所述操作输入装置(10)的输入表面(11)的最小操作输入力(F)，优选在垂直于所述输入表面(11)的方向上施加的最小操作力(F)。
15.一种包括至少一个操作输入装置(10)的转向输入装置(100)，其特征在于，所述操作输入装置(10)是根据权利要求1至14中任一项所述的操作输入装置(10)。
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