用于车辆部件的操作设备以及用于产生反馈的方法
阅读说明：本技术 用于车辆部件的操作设备以及用于产生反馈的方法 (Operating device for a vehicle component and method for generating feedback ) 是由 沃尔克·施特格曼 弗拉迪米尔·梅内 诺贝特·施陶特 海因茨-约尔格·勒弗林豪森 克劳斯·魏甘 于 2018-05-30 设计创作，主要内容包括：一种用于车辆部件的操作设备,包括操作区域(12)以及机械地与其耦联的电动机(34),所述电动机具有不平衡质量。探测器(20)能够检测用户对操作区域(12)的接触。为了基于用户对操作区域的接触精确地设定电动机的转动圈数,设有传感器(46)。经由该传感器确定转子的转动圈数。(An operating device for a vehicle component comprises an operating region (12) and an electric motor (34) mechanically coupled thereto, which has an unbalanced mass. The probe (20) is capable of detecting user contact with the operating area (12). In order to accurately set the number of revolutions of the motor based on the user's contact with the operating area, a sensor (46) is provided. The number of turns of the rotor is determined via the sensor.)
技术领域
本发明涉及一种用于车辆部件的操作设备以及一种用于在操纵车辆部件的操作设备时产生触觉反馈的方法。
背景技术
现代的操作系统在车辆中越来越少地构成为具有能够以可察觉的方式运动的按键的机电的开关模块，而是构成为触敏的系统，所述系统根据接触激活车辆功能。操作区域的被接触区域在与操作者的手指接触时不再运动，由此对于成功的操作不进行触觉的反馈。这些操作设备类似于移动电话或者笔记本电脑中的触摸面板的操作设备。这种操作区域通常设有多个部段(开关面)，所述部段为了操作不同的功能而在操作区域上联合并且在功能上对应于多个迄今为止已知的机电开关。操作区域的外侧通过板状的部件限定，所述部件通常具有集成到不同的区域中的符号。
为了在已经成功进行操作时能够提供触觉的反馈，所谓的不平衡马达被普遍接受。这种不平衡马达包括具有不平衡质量的电动机，也就是说，所述不平衡质量要么是具有不平衡部的转子要么是独立地与转子耦联的不平衡质量。电动机与操作区域机械地耦联，并且一旦探测器检测到用户接触操作区域，就保证操作区域的振动，更确切地说，保证板的振动。这种探测器例如能够是力传感器、电阻的或者电容的传感器等。本发明不受限于探测器的特定类型。
在特定的时间段之后，电动机再次被切断，使得板状的部件的振动停止。
从US 2014/0139450 A1中已知一种用于产生操作表面的触觉反馈的系统，其中压电致动器产生脉冲。
DE 10 2014 018 355 A1示出车辆中的触摸板，所述触摸板在玻璃板下具有用于探测操作者的触觉的脉冲的传感器。
US 2004/0075360 A1公开了这种能够给操作者提供触觉反馈的电开关，尤其压电开关，其为此使用不平衡马达。
US 2014/0104209 A1描述了一种具有触觉反馈的触摸板，其中凸轮使机械的传输机构朝向触摸板的表面运动并且激发振动。
发明内容
本发明的目的是，实现一种相对于现有技术更高品质的操作设备并且此外实现一种改进的用于产生触觉反馈的方法。
所述目的一方面通过用于车辆部件的操作设备实现，所述操作设备具有操作区域、与操作区域机械耦联的具有不平衡质量的电动机、用于确定用户对操作区域的接触的探测器、用于确定电动机的转子的旋转的传感器和控制单元，所述控制单元与电动机、探测器和传感器连接，其中控制单元设计为，使得所述控制单元在探测到对操作区域的接触时操控电动机并且启动转子旋转，以便在操作区域处产生触觉反馈，并且其中控制单元还设计为，使得在探测到预设的转动圈数之后所述控制单元使电动机停下来。
与现有技术相反，在根据本发明的操作设备中，经由传感器确定转子的旋转的数量并且在达到预设的旋转圈数时使转子停下来。由此能够以简单的方式精确地设定所期望的转动圈数，尤其能够实现相对少的转动。环境条件或者在电动机开始起动时因年龄引起的波动不再引起在预设的接通时间期间更高或者更低的转动圈数。电动机如之前所设定的那样频繁地精确转动。
传感器尤其是接近传感器，所述接近传感器相对于通过探测器而进行旋转的部件定向为，使得所述接近传感器探测所述部件的旋转。由传感器检测的该部件能够是转子本身或者是与转子耦联的独立的不平衡质量。
在将接近传感器与不平衡质量相关联的情况下，根据优选的实施方式，接近传感器相对于不平衡质量的径向外侧位置固定地设置。
优选地，不平衡质量具有外环周，所述外环周具有距转子轴线不同距离的部段。距转子轴线在此即虚拟的转子中轴线最远的部段于是由传感器在环绕时检测。
传感器应当构成为，使得所述传感器能够探测转子的整圈转动。不强制需要传感器以旋转角传感器的类型构成，所述旋转角传感器能够检测转子的瞬时位置。
电动机的控制单元构成为，使得所述控制单元以如下方式操控电动机：在探测对操作区域的接触时，转子实施至少两圈的整圈转动。该转动圈数是相对小的，然而足以提供可靠的反馈。除此之外，过多的转圈和伴随其的过长的嗡嗡的噪音对于操作者而言常常感觉是干扰。优选地，应当实施少于十圈，尤其少于五圈的转动，紧接着电动机停下来。
所述目的除此之外通过一种用于在操作车辆部件的操作设备，尤其根据本发明的操作设备时产生触觉反馈的方法以如下步骤来实现：
a)探测操作区域的接触，
b)给与操作区域机械耦联的电动机通电，使得转子和不平衡质量转动，以便在操作区域上产生触觉反馈，
c)确定转子的整圈转动的数量，以及
d)根据已经由电动机的转子实施的整圈转动的数量改变对电动机的通电。
如之前提及的那样，转子本身已经能够具有作用为不平衡质量的部段，或者在转子上能够固定有不平衡质量。给电动机通电引起转子停止。
根据本发明的方法提出，电动机优选被通电为，使得转子实施至少两圈的整圈转动，尤其最大十圈的整圈转动，更尤其最大五圈的整圈转动。
在步骤d)中能够通过沿着反方向通电而使电动机停下来。
附图说明
本发明的其它特征和优点从接下来的描述和接下来所参照的附图中得出。在附图中示出：
图1示出根据本发明的操作设备的一个实例的俯视图，
图2示出贯穿根据本发明的操作设备的示意性的横截面视图，
图3示出在根据本发明的操作设备中使用的由电动机和传感器构成的单元的示意性视图。
具体实施方式
在图1中示出操作设备10，所述操作设备安装在机动车辆中，在此即安装在方向盘的区域中。然而需强调的是，该操作设备的将在下文中阐述的构造自然也能够在其他操作设备中实现，所述其他操作设备安装在仪表板、中控台的区域中或者车辆内部空间的其它部位处。
在图1中可看到操作区域12，所述操作区域在外侧通过薄的板状的部件14限定。在操作区域12上设有多个切换符号16。这些切换符号16能够被压印到板状的部件14上，其在任何情况下都从背后照亮。为此，板状的部件14部段地是透明的或者半透明的。
操作区域的表面是连贯且光滑的，在切换符号16之间不存在间隙。更确切地说，板状的部件是连贯的、一件式的、基本上刚性的体部，尤其由塑料构成。围绕切换符号16构成开关面，所述开关面代替经典的开关。
在图2中示出贯穿根据图1的操作设备的示意性剖面。可以看到，板状的部件14以盖的形式构成，在其下方存在呈例如电容性传感器薄膜形式的探测器20，所述电容性传感器薄膜对于每个切换符号16和在该区域中形成的开关面能够确定：操作者是否接触开关面。
在板状的部件12中的用于构成切换符号16的透明的或者半透明的部段22同样在图2中示出。在板状的部件12的下侧上还能够存在光源24。
由板状的部件12和探测器20构成的单元置于框架26上，所述框架是内部空心的并且通过盖闭合。在如此产生的空腔中并且在框架26上放置有电动机30，所述电动机具有转子34。其是所谓的不平衡马达。电动机30与探测器20一样与控制装置36耦联，所述控制装置例如是电路板。
图3在示意性的细节中示出电动机单元，所述电动机单元具有电动机30以及其转子34。在转子34上放置有不平衡质量38，所述不平衡质量具有外环周40，所述外环周具有至少一个部段42，所述部段与在径向上位于更外部的部段44相比距离转子轴线A不那么远。
同样与控制装置36耦联的传感器46靠近不平衡质量38，使得当部段44与所述传感器相对置时，例如在图3中所示出的那样，所述传感器在转动时起反应。
经由传感器46探测转子34的旋转的数量。
一旦在开关面的区域中探测到对操作区域的触碰，那么控制装置36保证电动机30被通电并且转子34和不平衡质量38转动。通过电动机30机械地经由框架26与板状的部件14连接的方式，该部件进入振动，以便在操作区域12上向操作者提供触觉反馈。
一旦探测到多于两圈的整圈转动，优选小于十圈的整圈转动，尤其甚至小于五圈的整圈转动，那么控制装置36停止沿着相应的方向给电动机通电并且沿着反方向给其通电，以便使其停下来。
需强调的是，整圈转动的数量事先保存在控制装置36中，从而精确确定并且也遵循振动的数量。