[發明專利]用于車輛的操作單元

有效

• 申請號: 201680052217.4
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN108027627B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 哈里·潘克拉茨;巴斯蒂安·班德洛;馬蒂亞斯·斯塔爾埃因;拉爾斯·黑佩爾
• 申請（專利權）人: 貝爾-赫拉恒溫控制有限公司
• 主分類號: G05G5/03
• 分類號: G05G5/03;H01F7/16;G05G1/02;B60R16/02;G06F3/01
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

用于車輛的操作單元(10)設置有具有前表面的殼體(26)和設置在殼體(26)的前表面上且具有操作表面(14)的操作元件(12)。操作元件(12)以彈簧?彈性的方式安裝。此外，設置至少一個傳感器(28)以檢測操作元件(12)的致動運動。操作單元(10)另外具有至少一個致動器(32)，在由傳感器(28)以及分析和控制單元(30)檢測到的操作元件(12)的致動運動的情況下用于操作元件(12)的反饋運動，分析和控制單元(30)連接到所述至少一個傳感器(28)和致動器(32)。致動器(32)設計為電樞型電磁體，電樞型電磁體具有包括第一勵磁線圈(52)的第一定子(48)和作為驅動元件(34)的電樞(46)。此外，電樞(46)設置有測量線圈(56)，當由第一勵磁線圈(52)產生的磁通量流過電樞(46)時，測量電壓施加到測量線圈(56)。第一勵磁線圈(52)和測量線圈(56)連接到分析和控制單元(30)，并且通過分析和控制單元(30)，可以應用開環和/或閉環控制致動器(32)的電樞(46)可朝向第一定子(48)運動和/或電樞(46)從遠離其靜止位置的偏轉運動的力以及電樞(46)回到其靜止位置適于被控制和/或調節。

技術領域

本發明涉及一種用于車輛的操作單元，該操作單元例如可以是用于操作各種車輛部件的信息娛樂系統。

背景技術

操作單元具有顯示組件，在該顯示組件上例如各種符號字段(symbol fields)適于以菜單-驅動的方式來表示，通過該菜單-驅動方式可以通過有效的驅動來選擇用于車輛部件的功能，例如按壓(也稱為力感)，正變得越來越流行。例如，操作者將接收以操作元件在其激活之后的附加主動移動(所謂的力反饋)形式的功能選擇的觸覺確認。

從DE-A-10 2008 035 907和DE-A-10 2012 000 568中已知觸敏輸入裝置。從DE-A-10 2009 007 243中已知一種輸入裝置的橫向彈簧彈性安裝的操作元件。此外，在DE-A-100 43 805中公開了一種用于內燃機的閥操作的機電致動器，其中致動器設有測量線圈。

由于安裝空間和成本原因，常常使用沒有永磁體的電磁體(電樞型磁體)作為致動器。這種電樞型磁體(armature-type magnet)的定子因此被電磁操作。為了調整操作元件的操作表面的所需的運動，致動器處的時間力的進展(the temporal force progression)必須是精確可調的。另外，可能需要分別主動地建立操作元件前后移動的力。這可以通過在兩個電磁定子之間具有共同電樞的雙電樞型磁體來實現。

在磁場緩慢變化的情況下，電磁體的力基本上取決于電樞電流以及電樞與定子之間的氣隙。然而，在觸覺反饋(haptic feedback)情況下的力進展是非常動態的并且包括1kHz以上的頻率分量。在這里，在通常使用的用于引導磁通量的加工鋼或電氣板的情況下，電流和力之間的連接并不是微不足道的，并且只能通過非常復雜的建模來描述。此外，由于機械公差和操作表面的運動，氣隙并不完全已知，因此只能粗略估計電樞型磁體的作用力。

發明內容

本發明的目的是在構造為電磁體的致動器中提供相對精確且便宜的力測量，用于來自車輛操作單元的操作元件的觸覺反饋。為此目的，電磁體可以配置為單電樞或雙電樞。

為了實現該目的，本發明提供了一種用于車輛的操作單元，其中操作單元設置

-殼體，具有前表面，

-操作元件，設置在殼體的前表面上，其包括操作表面，其中操作元件為彈簧-彈性地安裝，

-至少一個傳感器，用于檢測操作元件的致動運動(actuation movement)，

-至少一個(例如，電磁的或壓電的)致動器，在由傳感器檢測操作元件的致動運動的情況下用于操作元件的反饋運動，以及

-分析和控制單元，其連接到至少一個傳感器和致動器。

根據本發明，在這種操作單元中提供