[发明专利]具有触觉反馈的切换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种切换装置，特别是在机动车中的切换装置，该切换装置包括具有操作界面的操作元件。

本发明特别是涉及一种这样的切换装置，所述切换装置例如安装在车辆方向盘上或者车门或仪表板或中控台的区域中并且用于操作多个功能。

背景技术

最新的在车辆中的切换装置通常具有平滑的连续的表面，在所述表面下安装有多个传感器，以便操作车辆中的不同机构。通过在操作元件上连续的操作界面产生高级的设计。配置给各传感器的各操作区通常通过符号表示，这些符号通过如下方式被照明，即操作区部分构成为可透光的。位于操作元件之后的传感器是压敏或触敏的。在压敏传感器时通常操作元件在相应操作区中例如由于固有弹性而容易弯曲。因此，因为切换行程处于操作者的感知界限之下，所以为了为操作者实现触觉反馈，操作元件通过电气驱动进行最小侧向运动。操作者自身不能区分该最小的侧向运动是由于操作元件的弯曲还是偏转，从而对于操作者来说将一种啪嗒或咔嗒按下切换开关被视为切换操作的反馈。该电动机构通常包括与操作元件机械耦合的电触觉执行器并且该操作元件在切换信号触发时移动以便产生触觉反馈信号。触觉执行器包括线圈和电枢。电枢在线圈中以一个或多个端部止挡部支承，电枢在往复移动中触碰所述端部止挡部。

发明内容

本发明的任务在于，如此改善特别是在车辆中的切换装置，使得切换装置经受较少的磨损并且在运行中非常小声地工作。

该任务通过一种切换装置解决，该切换装置包括：具有操作界面的操作元件；电触觉执行器，其与操作元件机械耦合并且使该操作元件在切换信号触发时移动以便产生触觉反馈信号；其中，触觉执行器具有线圈、可通过线圈移动的电枢以及至少一个用于电枢运动的内部端部止挡部；以及其中，操作元件如此支承并且与触觉执行器如此耦合，使得触觉执行器的工作行程远离端部止挡部。

按照本发明的切换装置规定，迄今在线圈内或在线圈上设置的端部止挡部不再用于电枢，因为电枢的工作行程亦即工作范围远离端部止挡部。迄今一直使用的端部止挡部导致在操作时的噪音，该噪音作为金属啪嗒啪嗒的噪音或震动噪音令人不舒服。因此按照本发明，工作行程远离端部止挡部，从而如果电枢由线圈或通过复位元件移动，电枢则既不到达端部止挡部的金属部也不到达可能放置在其上的减震器。按照本发明规定的工作行程的移动因此首先不是明显的，因为电枢通常在端部止挡部上以最大的力移动。触觉执行器则具有在端部止挡部上具有最大值的力-位移特性曲线，这对于如下事实也是有利的，因为电枢应引起的运动必须快速发生，因此线圈具有的最大力在现有技术中也被充分利用。本发明有意从之前的构思中摆脱出来。

按照本发明的一种设计方案规定，触觉执行器从其端部止挡部开始具有力-位移特性曲线，所述力-位移特性曲线具有远离端部止挡部的力最大值以及位于端部止挡部与力最大值之间的力最小值，其中，执行器的工作行程位于远离端部止挡部的部段中。换言之，在按照本发明的触觉执行器中，该触觉执行器也如通常一样在端部止挡部上具有力最大值。然而，力没有随着移动位移的增加而下降，如在之前的触觉执行器中的情况那样。更确切地说，设置远离端部止挡部的第二力最大值，并且工作行程位于在特性曲线的第二力最大值附近的范围中。

在力-位移曲线中实现这样的第二最大值的可能性在于，与线圈邻接的铁磁芯在工作行程的范围中具有不同厚度，优选从线圈的初始位置在工作行程中到偏移位置具有增加的厚度。铁磁芯也可以基本上完全包围线圈，亦即具有环绕的空心型材横截面。在不同厚度的区域中例如构成空气间隙。通过在厚度减小的区域中较小的铁横截面，场线吸收能力在该区域中下降，相反地磁饱和性以及力随着铁磁芯中的横截面增大而提高。优选地，铁磁芯的厚度朝向偏移位置连续增大。特别有效的是，铁磁芯或铁磁芯的至少那些具有不同厚度的部分位于线圈与电枢之间。

可以设有弹性复位元件，其将操作元件和电枢从通过线圈偏移的位置移回到初始位置。该复位元件可以直接贴靠在电枢或操作元件上。

操作元件——如上已经所述那样——优选横向于切换操作的方向可线性移动地支承。切换操作方向通常垂直于操作界面定向，或者如果操作界面是弯曲的，那么切换操作方向垂直于操作界面的如下区域定向，该区域具有要操作的操作区。