[发明专利]具有可移位旋钮的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及具有可移位旋钮的控制系统，所述控制系统用于机动车辆中作为数字控制接口。

背景技术

现代车辆的驾驶员使用的控制的多样性使得开发出许多接口，从而允许启用多种功能而不必查看控制器或他的手。使用者仅依赖于数字感知来对功能进行控制，并且因此可保持其眼睛集中在路面上。在这些数字接口之中，设置在位于前座之间的中央控制台处的方向旋钮现集合了对许多控制器的启用，尤其是导航系统、无线电、电话以及全部远程信息服务功能、以及对通风和空调的控制等。为了选择功能，使用者借助旋钮来引导监视屏上的光标，一旦已经显示期望功能，则使用者使得其选择有效。为了这样做，并且基于在计算机和互联网导航领域中发展起来的经验，各种方向旋钮已经被开发用于机动车辆环境。最初，旋钮仅可转动，并且按钮定位在旋钮周围从而允许功能有效。为了更愉悦和更精确的使用，旋钮的旋转产生由使用者感知到的循环力（或周期性变化的力）。

随后，外围按钮被移除并且用方向旋钮的额外功能来替代。在大多数最近的模型中，使用者可借助将旋钮朝向前方或后方、或从左至右移位来在提供于监视屏上的菜单中进行导航，该使用者仍可像以前那样将旋钮自身转动，并且为了最后有效化其选择，该使用者现在必须在旋钮上进行按压，所述旋钮像计算机键盘上的键那样起作用。与视频游戏中的操纵杆和控制杆不同，用于车辆的方向旋钮的移位具有非常小的幅度，限制在数个毫米。此外，该位移必须是确切并且精确的，使得精神集中在车辆驾驶上的使用者容易地选择并有效化其寻求的功能。因此，在没有任何操作的情况下，旋钮自身复位到中立位置中，并且该旋钮不具有可感知到的操作游隙，这种操作游隙对于使用者来说是十分不舒服的，并且旋钮的移位始终伴随有使用者感知到的复位力。

为了引导并且更快速地选择一些功能，有时候保留按钮。这些按钮可被设置在旋钮的紧邻周围，并且与旋钮一起构成通用控制单元。这些按钮还可被分布在能够由驾驶员接近的其他位置中。

由驾驶员操纵的旋钮的可视部组装有如下系统，该系统可以是机械的并且包括操纵杆、铰接节头、弹簧等；或者可以是电子的并且具有集成电路、角度传感器和步进马达等。

机械系统具体地在Eckert等人的WO 2008/113593 A1中被示出。提出了一种机械旋钮，所述机械旋钮在设计上前后和左右简单地枢转，但是位移受限。更复杂的机构由Torrents Gavalda在EP 1426991中被提出。该机构另外还允许旋钮的竖直按下，但不允许旋钮的合适旋转。第三机构由Sato在US 7,368,673 B2中提出，其中旋钮另外还可自身转动。与Eckert以及与Torrents Gavalda相反，Sato的旋钮的前后和左右位移是由平移引起而不是由枢转引起的。

上述所提出的机构的已知问题与如下事实相关，即：对于大多数时间来说，旋钮并不操作并且保持在中立位置中。零件并不移动并且接触发生在相同部位。因此，由不使用造成的老化导致局部变形，该局部变形可能产生与精度和使用者的感知方面有关的问题。为了防止这些变形，使用高级材料以及减少力是机械研究中的两种常规方法，然而，这些方法迄今并未形成可接受的方案。高强度材料更昂贵并且通常更难以工作，而减少力则导致了使用中的“柔弱”以及关于旋钮弹性复位或者保持在中立位置中的不可接受的低精度。

现在，比机械旋钮更昂贵的机电方向旋钮被装配到几乎所有长途车辆，并且构成可观的市场细分。然而，GPS、电话、空调、Hi-Fi、FM无线电等功能现今存在于几乎全部车辆中，并且它们的控制使得方向旋钮通用化。扩大的市场于是需要这样的控制系统，该控制系统与已经投入使用的控制系统一样是精确可靠的并且操作舒适的，但是由于修改的设计，该控制系统要便宜得多。

发明内容

本发明通过提出一种机械控制单元来解决了上述问题，该机械控制单元设置有复位机构使得在中立位置中力是小的，并且在操作时力将快速增加。