本發(fā)明涉及用于機動車輛的觸覺反饋裝置，其響應(yīng)于觸敏表面上的接觸向用戶產(chǎn)生觸覺反饋。

背景技術(shù)：

在汽車行業(yè)中，具有觸敏表面的多功能控制接口越來越多地用于控制電氣或電子系統(tǒng)，例如空調(diào)系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)或甚至導(dǎo)航系統(tǒng)。這樣的接口可以與顯示屏相關(guān)聯(lián)，并允許彈出式菜單中的導(dǎo)航，其包括與待控制的系統(tǒng)相關(guān)的不同命令。

為了通過機械反饋來補償信息的損失，向用戶確認(rèn)觸敏表面上的接觸，觸覺反饋的產(chǎn)生作為反饋提供給用戶。觸覺反饋通常通過固定到觸敏表面的振動致動器的動作獲得，其被驅(qū)動以使觸敏表面響應(yīng)于表面上的接觸而振動。

用戶明確感覺到的觸覺反饋呈現(xiàn)出顯著的加速度幅度，其在第一脈沖之后被快速衰減。這是所謂的“強”觸覺效應(yīng)。然而，對于所謂的“懸浮”實施方式(其中包括致動器和觸敏表面的可移動部件通過阻尼器連接到固定部件)，這種觸覺效果可能難以產(chǎn)生。事實上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的振動的振蕩持續(xù)相對較長時間，降低了感知質(zhì)量

本發(fā)明的一個目的是提出一種觸覺反饋裝置，其中產(chǎn)生的振動的振蕩更快地衰減。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明的目的是一種用于機動車輛的觸覺反饋裝置，其包括：

-可移動部件，包括觸敏表面和用于振動所述觸敏表面的至少一個振動致動器，

-固定部件，意圖為固定到所述機動車輛，

其特征在于，其包括至少部分地插設(shè)在所述可移動部件和所述固定部件之間的至少一個非對稱阻尼構(gòu)件，所述非對稱阻尼構(gòu)件配置使得由所述振動致動器產(chǎn)生的振動在一個方向上比在相反的方向上衰減得更多。

非對稱阻尼使得可以使振蕩更快地衰減，這使得可以獲得由用戶更好地感知的強觸覺效果。

根據(jù)所述觸覺反饋裝置的一個或多個特征，單獨使用或組合使用，

-所述非對稱阻尼構(gòu)件包括第一部分，其被配置為使得由所述振動致動器產(chǎn)生的振動在所述一個方向上衰減，以及第二部分，其被配置為使得所述振動至少在所述相反的方向上衰減，

-所述觸覺反饋裝置包括至少一個固定構(gòu)件，用于通過所述非對稱阻尼構(gòu)件將所述可移動部件固定到所述固定部件，所述非對稱阻尼構(gòu)件包括插設(shè)在所述可移動部件和所述固定部件之間的第一部分，以及插設(shè)在所述固定部件和所述固定構(gòu)件的頭部之間的第二部分，

-所述非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分比所述非對稱阻尼構(gòu)件的第二部分更加剛硬。因此，非對稱阻尼構(gòu)件更多地衰減可移動部件朝向固定部件的位移，而不是朝向用戶的手指。因此，觸敏表面朝向用戶的手指的振動幅度遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)離手指，這通過賦予相同的能量強調(diào)了用戶的感覺。事實上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與手指的按壓相比，用戶對推力具有更好的靈敏度。此外，通過在抑制模式中使振動幅度更多地衰減，限制了產(chǎn)生朝向固定部件的振蕩而賦予的能量的損失。因此，優(yōu)化了為了位移可移動部件而賦予的能量的使用。

-所述非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分的幾何形狀比所述非對稱阻尼構(gòu)件的第二部分的幾何形狀賦予更大的剛度，

-所述非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分在振動方向上具有的厚度大于所述非對稱阻尼構(gòu)件的第二部分在振動方向上的厚度，

-所述非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分的材料比所述非對稱阻尼構(gòu)件的第二部分的材料呈現(xiàn)更大的剛度，

-所述非對稱阻尼構(gòu)件的所述第一部分和/或所述第二部分具有襯墊(washer)的形式，

-所述非對稱阻尼構(gòu)件包括連接所述第一部分和所述第二部分的中間部分，

-所述非對稱阻尼構(gòu)件插設(shè)在所述可移動部件和所述固定部件之間，并固定到所述可移動部件和所述固定部件，所述非對稱阻尼構(gòu)件在壓縮模式中與在牽引模式中呈現(xiàn)不同的阻尼特性。這使得，一方面可以避免為非對稱阻尼構(gòu)件提供第二部分，另一方面可以避免提供固定構(gòu)件。

-所述非對稱阻尼構(gòu)件在壓縮模式中比在牽引模式中衰減振動更多(dampsmore)。因此，通過賦予相同的能量強調(diào)了用戶的感覺，且限制了產(chǎn)生朝向固定部件的振蕩而賦予的能量的損失。

-所述非對稱阻尼構(gòu)件生產(chǎn)為單件，

所述振動致動器被配置為在與所述觸敏表面的平面成直角的振動方向上振動所述觸敏表面。

附圖說明

在閱讀本發(fā)明的描述時，并通過表示本發(fā)明的非限制性示范性實施例的附圖，其他優(yōu)點和特征將變得顯而易見，在附圖中：

圖1表示用于機動車輛的觸覺反饋裝置的第一示范性實施例，

圖2表示圖1的細(xì)節(jié)的放大圖，

圖3表示根據(jù)第一示范性實施例的觸覺反饋裝置的元件的截面圖，

圖4表示圖3的非對稱阻尼構(gòu)件的透視圖，

圖5示出了根據(jù)第一示范性實施例(實線曲線)的觸覺反饋裝置的和現(xiàn)有技術(shù)(虛線曲線)的系統(tǒng)的作為時間的函數(shù)的振動方向上的振動的幅度的曲線圖，以及

圖6示出了觸覺反饋裝置的第二示范性實施例。

在這些附圖中，相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。

具體實施方式

圖1和圖2表示用于機動車輛的觸覺反饋裝置1的第一示范性實施例，例如布置在車輛的儀表盤中。

觸覺反饋裝置1包括可移動部件2、意圖為固定到機動車輛4的固定部件3、以及至少部分地插設(shè)在可移動部件2和固定部件3之間的至少一個非對稱阻尼構(gòu)件5，以將可移動部件2連接到固定部件3。

更具體地，觸覺反饋裝置1例如包括兩個非對稱阻尼構(gòu)件5，其布置在可移動部件2的相反的邊緣下面。

可移動部件2包括觸敏表面6、用于振動觸敏表面6的至少一個振動致動器7，例如在與觸敏表面6的平面x，y成直角的振動方向z上，以及支承件8，其承載觸敏表面6并固定振動致動器7，包括振動致動器7的可移動部件2限定了所謂的“懸浮”型架構(gòu)。

觸敏表面6例如是平面表面。其包括傳感器，例如電阻式或電容式，以檢測表面上的用戶的接觸，并確定接觸的位置。觸敏表面6尤其允許用戶選擇、激活或驗證功能，例如空調(diào)、導(dǎo)航、或汽車無線電系統(tǒng)的功能，或者從列表(例如電話列表)滾動并進(jìn)行選擇。觸敏表面6例如與顯示屏相關(guān)聯(lián)，以形成觸屏屏幕，并允許彈出式菜單中的導(dǎo)航，其包括與待控制的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的不同命令。

觸敏表面6的振動使得可以響應(yīng)于接觸向用戶提供觸覺反饋，接觸例如是通過他或她的手指或者任何其他激活裝置(例如，觸控筆)的按壓或旋轉(zhuǎn)或線性位移等。反饋被稱為“觸覺”，這是由于其可以通過觸摸觸敏表面6感覺到。

支承件8和觸敏表面6例如由可以承載裝飾圖案的裝飾薄膜或玻璃板9覆蓋。

振動致動器7例如是erm(偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量)型，也稱為“振動電動機”或輕量電動機。根據(jù)另一示例，振動致動器7是電磁型。其例如依賴于類似于揚聲器技術(shù)(音圈技術(shù))的技術(shù)。振動致動器7例如是lra(線性諧振致動器)，也稱為“線性電動機”。可移動部件例如由在固定線圈內(nèi)滑動的可移動磁體形成，或由在固定磁體周圍滑動的可移動線圈形成，可移動部件和固定部件通過電磁效應(yīng)協(xié)作。根據(jù)另一示例，振動致動器7是壓電型。

固定部件3可以承載電子電路板10(例如，pcb，或“印刷電路板”)，其例如承載背光裝置、振動傳感器和電子軌道，尤其是將觸敏表面6的傳感器和振動致動器7連接到控制和電力供給單元。

非對稱阻尼構(gòu)件5被配置為在振動方向z的一個方向上比另一方向上使得由振動致動器7產(chǎn)生的振動更加衰減。

非對稱阻尼使得可以使振蕩更快地衰減，這使得可以獲得由用戶更好地感知的強觸覺效果。

非對稱阻尼構(gòu)件5例如包括彈簧或柔性材料(例如，橡膠)的塊，也稱為“消音塊”，或者這些元件的組合。

根據(jù)第一示范性實施例，其可以從圖2更好地看出，非對稱阻尼構(gòu)件5包括第一部分5a，其被配置為在一個方向上使振動致動器7產(chǎn)生的振動衰減，以及第二部分5b，其被配置為至少在相反的方向上使得振動衰減。

觸覺反饋裝置1還包括至少一個固定構(gòu)件11，用于通過非對稱阻尼構(gòu)件5將可移動部件2固定到固定部件3。

第一部分5a插設(shè)在可移動部件2和固定部件3之間，且第二部分5b插設(shè)在固定部件3與固定構(gòu)件11的頭部之間。

固定構(gòu)件例如是螺釘，包括在桿11b頂部的頭部11a，用于通過非對稱阻尼構(gòu)件5將可移動部件2固定到固定部件3，固定構(gòu)件11b的桿的端部例如插入到可移動部件2的支承件8的立柱中。

第一部分5a插設(shè)到可移動部件2與固定部件3a的邊緣之間，且第二部分5b插設(shè)到固定部件3與固定構(gòu)件11a的頭部之間?？梢苿硬考?、第一部分5a、固定部件3、第二部分5b以及固定構(gòu)件11a的頭部在振動方向z上與固定構(gòu)件11b的桿對準(zhǔn)。因此，固定部件3a的邊緣夾在非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分5a和第二部分5b之間。

因此，在操作中，當(dāng)振動致動器7振動觸敏表面6時，可移動部件2根據(jù)振動方向z在兩個方向上交替地位移。當(dāng)可移動部件2朝向用戶的手指位移時(圖1向上)，非對稱阻尼構(gòu)件的第二部分5b被壓縮并作用為阻尼器。當(dāng)可移動部件2朝向車輛位移時，在抑制模式中(在圖1向下)，非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分5a被壓縮并作用為阻尼器。因此，非對稱阻尼構(gòu)件的一部分5a和第二部分5b使得可以在兩個方向上衰減振蕩。

非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分5a例如比非對稱阻尼構(gòu)件的第二部分5b剛硬。因此，非對稱阻尼構(gòu)件5更多地衰減可移動部件2朝向固定部件3的位移，而不是朝向用戶的手指。

對此，非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分5a的幾何形狀例如比非對稱阻尼構(gòu)件的第二部分5b的幾何形狀賦予更大的剛度。

例如，且如圖3和圖4更好地表示，非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分5a在振動方向z上的厚度大于非對稱阻尼構(gòu)件的第二部分5b。

另外，且從圖3和圖4更好地看出，可以將非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分5a和/或第二部分5b提供為襯墊的形式。襯墊可以具有小波(wavelet)12，使得可以根據(jù)固定構(gòu)件10的螺釘緊固來改變非對稱阻尼構(gòu)件5的剛度。

替代地或作為附加，非對稱阻尼構(gòu)件的第一部分5a的材料比非對稱阻尼構(gòu)件的第二部分5b的材料呈現(xiàn)更大的剛度。

根據(jù)第一示范性實施例，第一部分5a和第二部分5b是兩個單獨且分離的元件。

例如提供第一部分5a使得其自由地安裝在可移動部件2和固定部件3之間，第一部分5a由固定構(gòu)件11b的桿穿過。第二部分5b例如通過膠粘固定在固定部件3與固定構(gòu)件11a的頭部之間。因此，第一部分5a僅在壓縮模式中工作，且第二部分5b在壓縮模式中和在牽引模式中工作。

根據(jù)另一示例，第一部分5a和第二部分5b自由地安裝在固定構(gòu)件11b的桿周圍。然后，兩個部分5a、5b僅在壓縮模式中交替地工作。

如圖3和圖4所示，還可以提供非對稱阻尼構(gòu)件5，使其包括在第一部分5a和第二部分5b之間的中間部分5c，其圍繞固定構(gòu)件10b的桿，并連接第一部分5a和第二部分5b。

非對稱阻尼構(gòu)件5a、5b、5c例如生產(chǎn)為單件(圖4)，且具有用于使固定構(gòu)件11通過的中心孔?？梢詫⒎菍ΨQ阻尼構(gòu)件5提供為包覆模制固定構(gòu)件11(未示出)。

因此，觸敏表面6朝向用戶的手指的振動幅度大于遠(yuǎn)離手指，這通過賦予相同的能量強調(diào)了用戶的感覺。事實上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與手指的按壓相比，用戶對推力具有更好的靈敏度。此外，通過在抑制模式中使振動幅度更多地衰減，限制了產(chǎn)生朝向固定部件的振蕩而賦予的能量的損失。因此，優(yōu)化了為了位移可移動部件2而賦予的能量的使用。

圖5的曲線圖比較了設(shè)置有非對稱阻尼構(gòu)件5的觸覺反饋裝置1(實線曲線)的以及設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)密封件的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)(虛線曲線)的在與觸敏表面6的平面x，y成直角的振動方向z上的作為時間的函數(shù)的振蕩的幅度。

在該曲線圖中可以看出，對于非對稱阻尼構(gòu)件5，振蕩次數(shù)減少，因此，振動的振蕩的衰減更快。也可以觀察到在振動方向+z上的曲線的偏移。因此，觸覺反饋呈現(xiàn)出強烈的方面，其加速度幅度是顯著的、持續(xù)時間短，優(yōu)選小于150毫秒。

圖6示出了第二實施例。

本實施例與之前描述的實施例的不同之處在于，非對稱阻尼構(gòu)件15僅插設(shè)在可移動部件2和固定部件3之間，并且在壓縮模式中與在牽引模式中呈現(xiàn)不同的阻尼特性。非對稱阻尼構(gòu)件15一方面固定到可移動部件2，另一方面固定到固定部件3，例如通過膠粘。這使得可以避免為非對稱阻尼構(gòu)件15提供第二部分和提供固定構(gòu)件。

還可以使非對稱阻尼構(gòu)件15在壓縮模式中比在牽引模式中衰減得更多。因此，如上所述，非對稱阻尼構(gòu)件15更多地衰減可移動部件2朝向固定部件3的位移，而不是朝向用戶的手指。因此，觸敏表面6朝向用戶的手指的振動幅度遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)離手指，這通過賦予相同的能量強調(diào)了用戶的感覺。此外，通過在抑制模式中使振動幅度更多地衰減，限制了產(chǎn)生朝向固定部件3的振蕩而賦予的能量的損失。因此，優(yōu)化了為了位移可移動部件2而賦予的能量的使用。