CN114228632A - 一种集成显示屏的方向盘压力传感开关 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种集成显示屏的方向盘压力传感开关，应用于汽车电子技术领域。其中，该压力传感开关包括显示屏、压力传感器组件和PCBA控制电路板，显示屏呈板状结构，可显示文字、图形、图像、动画中的一项或多项；压力传感器组件设置在显示屏和PCBA控制电路板之间，检测触摸显示屏所产生的压力信号，并将压力信号发送到PCBA控制电路板；PCBA控制电路板分别与显示屏和车辆ECU通讯连接，可根据所接收压力信号控制显示屏的显示输出和整车开关功能的开闭。通过多功能显示的显示屏与压力传感器组件的集成，可实现根据不同车辆配置相适配的方向盘开关的效果。

Description

一种集成显示屏的方向盘压力传感开关

技术领域

本说明书涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种集成显示屏的方向盘压力传感开关。

背景技术

随着汽车技术的不断发展，越来越多的功能性按键集成在方向盘上。现有技术中，方向盘上的控制开关多采用机械微动开关或者电容开关，但由于不同车辆的配置不同，不同车辆中会针对开关布置、结构和功能上有相适应的设计变更，现有技术中控制开关的功能性比较单一，适用性较差，并且较多的变体开关会增加管理和生产的困难，增加了开发周期和开发成本。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种集成显示屏的方向盘压力传感开关，可实现在集成显示屏上自定义设计方向盘开关上的按键大小和按键区域的功能，根据不同配置的车辆做适配，不仅功能性多变，并且适用性能高。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种集成显示屏的方向盘压力传感开关，包括显示屏、压力传感器组件和PCBA控制电路板，其中，

显示屏呈板状结构，可显示文字、图形、图像、动画中的一项或多项；

压力传感器组件设置在显示屏和PCBA控制电路板之间，检测触摸显示屏所产生的压力信号，并将压力信号发送到PCBA控制电路板；

PCBA控制电路板分别与显示屏和车辆ECU通讯连接，可根据所接收压力信号控制显示屏的显示输出和整车开关功能的开闭。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

通过对方向盘压力开关的改进设计，即通过将多功能显示屏和压力传感器组件进行集成，使得在显示屏受到预设压力值按压时，可根据压力值实现对开关的自定义设置，实现根据不同车辆配置相适配的方向盘开关的效果，避免了对开关功能管理过程中产生的管理困难，适用性高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本说明书实施例提供的一种集成显示屏的方向盘压力传感开关的结构示意图；

图2是本说明书实施例提供的一种集成显示屏的方向盘压力传感开关的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

虽然现有的方向盘开关可满足基本的开关功能需求，但在实际应用中，由于不同的汽车配置不同，现有的电容式开关或机械微动开关对不同的汽车适配性能较差，导致变体开关的管理相对困难，增加了生产成本。

有鉴于此，本说明书实施例提供了一种集成显示屏的方向盘压力传感开关，可根据不同配置的汽车自定义配置方向盘开关，进而提高方向盘开关与汽车的适配性能。

以下结合附图1至附图2，说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例一

本说明书实施例提供一种集成显示屏1的方向盘压力传感开关，如图1所示，包括显示屏1、压力传感器组件6和PCBA控制电路板7，其中，

显示屏1呈板状结构，可显示文字、图形、图像、动画中的一项或多项；

压力传感器组件6设置在显示屏1和PCBA控制电路板7之间，检测触摸显示屏1所产生的压力信号，并将压力信号发送到PCBA控制电路板7；

PCBA控制电路板7分别与显示屏1和车辆ECU(电子控制单元)通讯连接，可根据所接收压力信号控制显示屏1的显示输出和整车开关功能的开闭。

实施中，显示屏1显示设定的开关HMI(人机接口)界面，设定开关按键图形所需的按键大小或按键区域等信息，当显示屏1受到触压操作时，利用压力传感器组件6接收压力信号，PCBA控制电路板7接收压力信号后对其进行算法分析，以确定触压信号所希望触发的功能。

实施中，显示屏1包括显示模式和开关模式，通过显示屏1和压力传感器组件6的集成，使得显示屏1即可显示各种不同形象的功能按键，又可接收所受到的压力信号，并根据压力信号做不同的反馈。当显示屏1处于开关模式时，PCBA控制电路板7接受压力传感器组件6发送的压力信号，按预设的计算策略对压力信号计算并将计算结果发送到显示屏1，按预设的显示策略对显示屏1的显示图形进行控制；当显示屏1处于开关模式时，PCBA控制电路板7接受显示屏1发送的开关信号，并将开关信号发送到车辆ECU系统。

实施中，PCBA控制电路板7用于接收压力传感器组件6传输的压力信号，用算法判断触摸位置与操作力度大小；PCBA控制电路板7既可感知特定区域的压力阈值和位置信息，实现显示屏1上显示的具体功能，也可进一步感知特定区域的压力阈值或者手势，控制显示屏1面板的功能切换。

在一些实施方式中，显示屏1可显示预设的开关HMI界面，开关HMI界面上自定义有开关按键图形，PCBA控制电路板7预设相应的启动开关按键图形所需的压力信号，通过对开关按键图形的触压操作，实现开关按键图形对应功能的开闭。

在一些实施方式中，开关HMI界面还包括自定义的多级菜单，通过对开关按键图形的触压操作，实现显示界面的切换。

实施中，开关HMI界面上设置有若干开关按键图形，当显示屏1受到触压时将压力信号传输至PCBA控制电路板7，PCBA控制电路板7接收压力信号并做出反馈，开关按键图形可根据触压信号的反馈实现其所对应的功能，对按键大小或按键区域等信息进行个性化的设计；当显示屏1处于显示模式时，开关HMI界面上设置有多级菜单，通过对菜单按钮的触压操作，根据触压信号的反馈，可对所选按键的数据进行更新，实现不同界面的切换等功能。

其中，开关按键图形和菜单界面可设置为文字、图形、图像、动画中的一项或多项；开关按键图形和菜单界面按键的形状、大小、所占区域等可根据实际应用中需求设置，在此不做限定。

通过对显示屏1的自定义设置以及对多级菜单的切换，使得该传感开关可适配不同型号的车辆，实现不同的车辆ECU系统功能，其中，车辆ECU系统可包括比如娱乐控制系统或其他系统；触压开关HMI界面中对应的按键图形，实现与按键图形相对应的功能操作，达到了根据不同应用需求自定义配置显示界面的效果，提高了方向盘开关的适用性能。

在一些实施方式中，PCBA控制电路板7可根据预设的压力信号识别触压操作中的滑动和按压信号，包括以下策略：

PCBA控制电路板7标定压力信号的第一按压阈值、第二按压阈值、释放阈值和滑动手势距离；

当压力信号值大于第一按压阈值时，PCBA控制电路板7进入滑动检测状态，实时计算受力位置即为起始位置，当压力信号值低于释放阈值时，实时计算出受力位置即为释放位置，计算释放位置与起始位置的距离和方向，且当距离大于滑动手势距离，输出滑动手势信号；

当压力信号大于第一按压阈值时，PCBA控制电路板7进入滑动检测状态，实时计算受力位置信息，当压力信号进一步大于第二按压阈值时，输出按压信号；

其中，第一按压阈值、第二按压阈值和释放阈值为不相同的阈值。

实施中，PCBA控制电路板7中设置预设的第一按压阈值、第二按压阈值和释放阈值，在显示屏1受到压力触压时会产生压力信号传输至PCBA控制电路板7，此时PCBA控制电路板7接收压力信号并与预设阈值作比较，当压力信号值大于第一按压阈值时，PCBA控制电路板7进入滑动检测状态，并识别计算此时手指的触碰位置为滑动起始位置，当压力信号值低于释放阈值时，识别计算此时手指的触碰位置为滑动释放位置，计算释放位置与起始位置的距离和方向，且当距离大于预设的滑动手势距离，判定显示屏1接收到了滑动手势的指示，PCBA控制电路板7输出滑动手势信号所对应的反馈信号。

实施中，当显示屏1受到的压力信号值大于第一按压阈值时，PCBA控制电路板7进入滑动检测状态，并识别计算此时手指的触碰位置为滑动起始位置，当压力信号进一步大于第二按压阈值时，判定显示屏1收到按压操作的指示，受力位置即为定点输入位置，PCBA控制电路板7输出相应位置的反馈信号。

通过设定预设的阈值，使得显示屏1对不同的触压力度、滑动手势做给出相对应的反馈，并且当达不到触压阈值时，PCBA控制电路板7不会对压力信号进行处理，显示屏1不会做出反馈。设定精确的预设阈值，可通过识别触摸位置、力度大小、触摸距离与显示屏1协同判断是否触压信号真正操作开关按键，即需要同时满足触摸位置在显示屏1上划定的按键区域，力度大小、触摸距离在预设阈值范围内才能启动相应开关功能，有效的对显示屏1接收的不同触压操作进行精准判断，大大降低了误操作情况的发生，并且触摸式的操作使得开关增加了高级感。

需要说明的是，用于确定滑动检测状态的第一按压阈值、用于确定按压状态的第二按压阈值和用于确定非按压状态的释放阈值均为不相同的阈值，可通过不同的预设阈值，快速确定显示屏1的实时状态(实时状态可包括无触压信号状态、滑动触压状态、按压状态等)。

需要说明的是，滑动手势可设置为特定的手势操作，也可以设置为简单的直线型滑动，具体的滑动可根据实际需求自定义设置或者使用默认设置，在此不做限定。

进一步地，在本说明书实施例中，该方向盘压力传感开关还包括：连接支架5、上盖2、下盖8和预紧组件3，

压力传感器组件6设置在PCBA控制电路板7的上表面，PCBA控制电路板7置于下盖8腔室内并固定；

连接支架5贴合在PCBA控制电路板7上方，与压力传感器组件6接触；

显示屏1设置于上盖2内部，预紧组件3卡接在上盖2底部，上盖2固定在下盖8上，使显示屏1通过预紧组件3与连接支架5弹性固定；

连接支架5与上盖2和下盖8均不接触。

进一步地，在本说明书实施例中，该方向盘压力传感开关还包括：震动马达9、第一排线4、第二排线10，

震动马达9设置于下盖8的下方，震动马达9上表面设置有安装柱，安装柱穿过下盖8的通孔结构并依次穿过下盖8的下表面部分和PCBA控制电路板7，与连接支架5相对固定；

显示屏1通过第一排线4与PCBA控制电路板7连接通讯；

震动马达9通过第二排线10与PCBA控制电路板7连接通讯。

在一些实施方式中，压力传感器组件6分布在PCBA控制电路板7的轮廓边缘，预紧组件3为框型结构的弹簧片，覆盖在压力传感器组件6的上方区域。

在一些实施方式中，上盖2为只有侧壁的框型结构，显示屏1通过弹性结构卡接在框型结构内部。

实施中，上盖2为只有侧壁的框型结构，上盖2内安装有弹性结构，弹性结构将显示屏1在垂直于显示屏1方向上固定在上盖2的框型结构内；

显示屏1与连接支架5弹性固定，并通过第一排线4与PCBA控制电路板7通讯连接；

压力传感器组件6由若干个压力传感器组成，均安装于显示屏1和PCBA控制电路板7之间；压力传感器组件6与上盖2预紧固定在一起，并与连接支架5连接

PCBA控制电路板7紧密贴合固定在下盖8；PCBA控制电路板7和连接支架5贴合，并使得压力传感器组件6和连接支架5相接触，压力传感器组件6通过预紧组件3和连接支架5预紧；PCBA控制电路板7上设置有通孔，通孔用于震动马达9安装柱穿过。

震动马达9设置在下盖8的下方，震动马达9上设置有安装柱，安装柱从穿过下盖8和PCBA控制电路板7，并与连接支架5相固定；震动马达9通过第二排线10和PCBA控制电路板7通讯连接；

下盖8为具有侧壁和底壁的凹部结构，下盖8的底壁设有若干通孔，震动马达9安装柱和第二排线10可分别从不同的通孔中穿过。

将上盖2和下盖8固定连接后，下盖8和上盖2所形成的内部区域需容纳该压力传感开关中除显示屏1之外的其他部件。

在一个具体实施方式中，显示屏1通过卡扣安装在上盖2内，卡扣和上盖2之间通过橡胶垫片进行软连接。该连接方式不仅避免硬连接可能出现的压溃问题，并且可以提供足够的显示屏1和压力传感器组件6之间的预紧力。

在一个具体实施方式中，每个压力传感器可分别检测压力位置和数值大小的不同，根据实际功能需要，若干个压力传感器可安装在PCBA控制电路板7的不同位置。需要说明的是，压力传感器组件6和上盖2的预紧固定可通过橡胶、弹簧或者弹片等弹性结构实现。

在一个具体实施方式中，下盖8被安装到方向盘上的常用开关位置，如轮辐的正面或背面。

在一个具体实施方式中，上盖2用于包覆并保护显示屏1并作为压力传感器的接触介质，材料通常为金属或塑料等硬质材料。

在一些实施方式中，压力传感器组件6可根据实际需要进行设置，优选地，压力传感器组件6可包括以下任意一种传感器：MEMS(微机电系统)技术压力传感器或弹性波传感器。

在一些实施方式中，显示屏1可根据实际需要进行设置，优选地，显示屏1可包括以下任意一种：OLED(有机发光半导体)显示屏或LCD液晶显示屏。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，包括：显示屏、压力传感器组件和PCBA控制电路板，其中，

所述显示屏呈板状结构，可显示文字、图形、图像、动画中的一项或多项；

所述压力传感器组件设置在所述显示屏和所述PCBA控制电路板之间，检测触摸所述显示屏所产生的压力信号，并将所述压力信号发送到所述PCBA控制电路板；

所述PCBA控制电路板分别与所述显示屏和车辆ECU通讯连接，可根据所接收所述压力信号控制所述显示屏的显示输出和整车开关功能的开闭。

2.根据权利要求1所述的集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，所述显示屏可显示预设的开关HMI界面，所述开关HMI界面上自定义有开关按键图形，所述PCBA控制电路板预设相应的启动所述开关按键图形所需的压力信号，通过对所述开关按键图形的触压操作，实现所述开关按键图形对应功能的开闭。

3.根据权利要求2所述的集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，所述开关HMI界面还包括自定义的多级菜单，通过对所述开关按键图形的触压操作，实现显示界面的切换。

4.根据权利要求3所述的集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，所述PCBA控制电路板可根据所述预设的压力信号识别所述触压操作中的滑动和按压信号，包括以下策略：

所述PCBA控制电路板标定所述压力信号的第一按压阈值、第二按压阈值、释放阈值和滑动手势距离；

当所述压力信号值大于所述第一按压阈值时，所述PCBA控制电路板进入滑动检测状态，实时计算所述受力位置即为起始位置，当所述压力信号值低于释放阈值时，实时计算出所述受力位置即为释放位置，计算释放位置与起始位置的距离和方向，且当所述距离大于所述滑动手势距离，输出滑动手势信号；

当所述压力信号大于所述第一按压阈值时，所述PCBA控制电路板进入滑动检测状态，实时计算所述受力位置信息，当所述压力信号进一步大于所述第二按压阈值时，输出按压信号；

其中，第一按压阈值、第二按压阈值和释放阈值为不相同的阈值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，还包括：连接支架、上盖、下盖和预紧组件，

所述压力传感器组件设置在所述PCBA控制电路板的上表面，所述PCBA控制电路板置于所述下盖腔室内并固定；

所述连接支架贴合在所述PCBA控制电路板上方，与所述压力传感器组件接触；

所述显示屏设置于所述上盖内部，所述预紧组件卡接在所述上盖底部，所述上盖固定在所述下盖上，使所述显示屏通过所述预紧组件与所述连接支架弹性固定；

所述连接支架与所述上盖和所述下盖均不接触。

6.根据权利要求5所述的集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，所述压力传感器组件分布在所述PCBA控制电路板的轮廓边缘，所述预紧组件为框型结构的弹簧片，覆盖在所述压力传感器组件的上方区域。

7.根据权利要求6所述的集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，还包括：震动马达、第一排线、第二排线，

所述震动马达设置于所述下盖的下方，所述震动马达上表面设置有安装柱，所述安装柱穿过所述下盖的通孔结构并依次穿过所述下盖的下表面部分和所述PCBA控制电路板，与所述连接支架相对固定；

所述显示屏通过所述第一排线与所述PCBA控制电路板连接通讯；

所述震动马达通过所述第二排线与所述PCBA控制电路板连接通讯。

8.根据权利要求5所述的集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，所述上盖为只有侧壁的框型结构，所述显示屏通过弹性结构卡接在所述框型结构内部。

9.根据权利要求1所述的集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，所述压力传感器组件为MEMS技术压力传感器或弹性波传感器。

10.根据权利要求1所述的集成显示屏的方向盘压力传感开关，其特征在于，所述显示屏为OLED显示屏或LCD液晶显示屏。

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