具有可編程止端及可變觸覺(jué)反饋的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有可編程止端及可變觸覺(jué)反饋的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)案
[0002]本申請(qǐng)案主張2013年12月9日提出申請(qǐng)的第61/913，680號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案的權(quán)益及優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)申請(qǐng)案特此以全文引用的方式并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)涉及旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。舉例來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)可結(jié)合與包含但不限于汽車(chē)的交通工具有附屬關(guān)系的線控?fù)Q檔變速器一起使用。
【背景技術(shù)】
[0004]增加地，對(duì)于更成熟人機(jī)接口(HMI)的需要越來(lái)越明顯。舉例來(lái)說(shuō)，駕駛員可盼望或期望各種旋轉(zhuǎn)行程及與特定功能有關(guān)系的止動(dòng)器的力。即，駕駛員可偏好提示無(wú)其它排檔來(lái)切換到(舉例來(lái)說(shuō))前進(jìn)檔到倒檔的反饋或使從前進(jìn)檔到倒檔切換變得困難的反饋。用于實(shí)現(xiàn)此成熟的當(dāng)前方法通常涉及使用螺線管及電機(jī)。
[0005]然而，螺線管及電機(jī)呈現(xiàn)特定挑戰(zhàn)。螺線管及電機(jī)可形成不合意的噪聲等等。另夕卜，螺線管及電機(jī)可花費(fèi)不合意的時(shí)間量來(lái)從不合意的位置調(diào)整到所要位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文中提供可解決旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)(包含線控?fù)Q檔應(yīng)用中所使用的那些旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān))還存在的問(wèn)題中的至少一者的系統(tǒng)、裝置及方法。本發(fā)明可呈現(xiàn)優(yōu)于現(xiàn)有解決方案的優(yōu)點(diǎn)，包含使用拼合齒輪技術(shù)來(lái)提供輸入旋鈕旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確測(cè)量。另一優(yōu)點(diǎn)可為通過(guò)消除電機(jī)及螺線管，本發(fā)明中所描述的系統(tǒng)及裝置可比使用電機(jī)及螺線管的常規(guī)系統(tǒng)更安靜且更快速(響應(yīng)時(shí)間)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是示范性組合件的分解圖。
[0008]圖2是示范性組合件的一部分的詳細(xì)剖視圖。
[0009]圖3是將旋轉(zhuǎn)度數(shù)對(duì)扭矩繪圖的圖表。
[0010]圖4是展示在激活及不激活制動(dòng)裝置的情況下的旋鈕旋轉(zhuǎn)扭矩測(cè)量曲線的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。此類(lèi)參考打算為示范性的，且不限于所附權(quán)利要求書(shū)。在以下說(shuō)明中，陳述特定細(xì)節(jié)(例如特定材料、過(guò)程及設(shè)備)以提供示范性理解。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)，本發(fā)明可不借助這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)踐。
[0012]現(xiàn)在翻到圖，其中相同編號(hào)指代相同結(jié)構(gòu)，且特別地翻到圖1，其中描繪根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)方面的示意性表示及旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)組合件10。盡管描述一種此類(lèi)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的構(gòu)造，但如下的說(shuō)明不打算進(jìn)行限制。
[0013]旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)組合件10包含具有安裝到表面13或與表面13成整體的柱14的底座組合件12。所述柱在軸向上及在徑向上具有充足尺寸以用將在下文描述的方式同軸地承載制動(dòng)裝置32及止動(dòng)旋鈕組合件56。所述柱配備有用以接納將在下文描述的緊固件的與所述柱同軸定位的孔口 16。所述表面也配備有用以接納附件的緊固件孔口以準(zhǔn)許以將在下文描述的方式組裝及拆卸旋轉(zhuǎn)旋鈕開(kāi)關(guān)組合件10。所述柱具備經(jīng)配置以在其中接納止動(dòng)組合件24的橫向通道22。所述止動(dòng)組合件展示為由通過(guò)偏置器30分離的對(duì)置止動(dòng)器26及28組成，偏置器30展示為圈狀彈簧，但可為彈性材料或用以充分驅(qū)策所述止動(dòng)器彼此遠(yuǎn)離而以將在下文描述的方式與旋鈕組合件的內(nèi)壁嚙合的任何其它適合偏置器。
[0014]電子控制式制動(dòng)裝置32包含具有對(duì)置凸緣36及38的主體34，對(duì)置凸緣36及38分別配備有附接裝置44及46延伸穿過(guò)的孔口 40及42。盡管描繪為螺釘，但所述附接裝置可為可拆分夾子或搭扣配合件或者任何其它適合附件。另外，盡管展示用以接納附接裝置的孔口，但還預(yù)期所述凸緣將包含整體附接裝置，借此排除對(duì)附接裝置將穿過(guò)其插入的孔口的需要。所述主體具有環(huán)繞延伸穿過(guò)制動(dòng)組合件的主體的中心孔口 50的制動(dòng)組合件套圈48。所述中心孔口為用以準(zhǔn)許在底座的柱14上方插入的尺寸。在本發(fā)明的交通工具應(yīng)用的情形中，制動(dòng)裝置在49(例如，舉例來(lái)說(shuō)，交通工具共用區(qū)網(wǎng)絡(luò)(CAN))處電子地連接到具有存儲(chǔ)器及指示變速器的操作狀態(tài)的表或圖的變速器控制器51，使得變速器狀態(tài)可傳遞到微控制器80以準(zhǔn)許以將在下文描述的方式操作旋鈕組合件。所述套圈進(jìn)一步包含用以用將在下文描述的方式充當(dāng)對(duì)旋鈕組合件的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的止端的止動(dòng)嚙合表面52及54。
[0015]可為可在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)的止動(dòng)旋鈕組合件56配備有可劃分成旋鈕套圈部分62及柱主體部分64的主體部分58。所述柱主體部分在其遠(yuǎn)端63處配備有對(duì)置止動(dòng)器66及68。所述止動(dòng)器經(jīng)配置以使得其可分別配合地嚙合制動(dòng)組合件中的止動(dòng)嚙合表面52及54。止動(dòng)旋鈕組合件進(jìn)一步配備有延伸旋鈕組合件的長(zhǎng)度“L”且具有充足尺寸以準(zhǔn)許柱14同軸地承載旋鈕組合件的中心孔口 67。柱主體64進(jìn)一步沿圓周配備有適于以將在下文描述的方式嚙合印刷電路板(PCB)上的磁性測(cè)量齒輪74的齒輪嚙合件70。
[0016]在此實(shí)施例中，PCB組合件72緊密接近于旋轉(zhuǎn)旋鈕組合件定位。PCB組合件可包含具有主體部分71及齒輪齒部分73的磁性測(cè)量齒輪74。提供中心孔口 69以在齒輪齒76嚙合旋鈕組合件的齒輪齒嚙合件70時(shí)準(zhǔn)許齒輪圍繞其承載于的軸線旋轉(zhuǎn)，使得旋鈕的旋轉(zhuǎn)致使磁性齒輪旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)在承載于PCB上的磁性傳感器78上產(chǎn)生磁性信號(hào)。所述傳感器形成指示旋鈕的旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)據(jù)信號(hào)且將其發(fā)射到微控制器80。微控制器80具有存儲(chǔ)器及常駐于其中的操作指令，且將磁性齒輪的旋轉(zhuǎn)位置與交通工具的操作狀態(tài)進(jìn)行比較，并且進(jìn)而將旋轉(zhuǎn)旋鈕的位置與交通工具的操作狀態(tài)進(jìn)行比較。交通工具狀態(tài)包含變速器狀態(tài)、交通工具門(mén)位置或在交通工具的操作中有用的任何其它操作條件。如果所述比較指示旋鈕位置與交通工具操作狀態(tài)不同步，那么以將在下文描述的方式通過(guò)實(shí)際交通工具狀態(tài)修改制動(dòng)裝置以調(diào)整旋鈕位置。
[0017]微控制器80可配備有電子器件(硬件及軟件)以與交通工具總線通信。微控制器80可任選地包含用于存儲(chǔ)表示可由計(jì)算機(jī)或微處理器執(zhí)行的指令的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體可包含隨機(jī)存取存儲(chǔ)器以及各種非易失性存儲(chǔ)器(例如只讀存儲(chǔ)器或?；?keep-alive)存儲(chǔ)器)中的一或多者。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體可經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)控制/地址總線與微處理器及輸入/輸出電路通信。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體可包含用于數(shù)據(jù)的暫時(shí)及/或持久存儲(chǔ)的各種類(lèi)型的物理裝置。示范性物理裝置包含但不限于DRAM、PROMS、EPROMS、EEPR0MS及快閃存儲(chǔ)器。
[0018]現(xiàn)在翻到圖2，其描繪柱上的旋鈕組合件的示意性剖視圖，其展示旋轉(zhuǎn)旋鈕中心孔口的內(nèi)表面92。特定來(lái)說(shuō)，所述內(nèi)表面配備有圍繞中心孔口的內(nèi)表面圓周間隔開(kāi)的多個(gè)止動(dòng)輪廓表面94。每一止動(dòng)輪廓表面具有呈類(lèi)似正弦波形的凸部96及谷部97。所述谷部經(jīng)配置以提供對(duì)止動(dòng)器的互補(bǔ)嚙合表面。承載于柱14中的止動(dòng)器嚙合這些止動(dòng)輪廓表面且與谷部部分相互作用以停止旋鈕的旋轉(zhuǎn)，并且提供旋轉(zhuǎn)旋鈕的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的行程止端。制動(dòng)裝置可在期望在旋鈕的操作期間增強(qiáng)止動(dòng)感覺(jué)時(shí)進(jìn)一步提供增加的旋轉(zhuǎn)扭矩。此可通過(guò)以漸進(jìn)方式施加電流以借此視需要增加對(duì)旋鈕組合件旋轉(zhuǎn)的阻力以便以將在下文描述的方式賦予抵抗性的扭矩力而實(shí)現(xiàn)。
[0019]現(xiàn)在翻到圖3，其描繪本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的操作的方法102的示意性表示。特定來(lái)說(shuō)，在步驟104處，方法監(jiān)視交通工具以通過(guò)來(lái)自(舉例來(lái)說(shuō))CAN的數(shù)據(jù)反饋發(fā)現(xiàn)改變。方法監(jiān)視變速器、交通工具狀態(tài)、速度或用于確定旋鈕組合件是否在恰當(dāng)位置中的其它方面。在步驟106處，操作者轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕組合件。在步驟108處，旋鈕的旋轉(zhuǎn)致使磁性齒輪組合件旋轉(zhuǎn)，且步驟110，傳感器形成指示磁性齒輪的位置的數(shù)據(jù)信號(hào)，且步驟112，控制器從傳感器接收所述數(shù)據(jù)。步驟114使用指示變速器狀態(tài)及交通工具狀態(tài)的來(lái)自磁性傳感器及微控制器的數(shù)據(jù)確定旋鈕是否被允許旋轉(zhuǎn)。如果步驟114處的確定為“否”，那么方法進(jìn)入位置校正模式。特定來(lái)說(shuō)，在步驟130處，微控制器將當(dāng)前止動(dòng)位置重新指派到當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)。方法接著進(jìn)行到步驟132，其中微控制器基于當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)確定新的旋轉(zhuǎn)止端，且接著進(jìn)行到步驟124，其中開(kāi)關(guān)將改變傳遞到交通工具控制器總線且接著循環(huán)回到步驟104。
[0020]如果步驟114中的確定為“是”，那么方法進(jìn)行到確定是否需要制動(dòng)功能的步驟116。如果步驟116中的確定為“是”，那么步驟118給制動(dòng)裝置供能以暫停旋鈕的旋轉(zhuǎn)。步驟120確定變速器或其它交通工具狀態(tài)是否被改變以準(zhǔn)許旋鈕的旋轉(zhuǎn)。如果步驟120中的確定為“是”，那么步驟122從制動(dòng)裝置釋放能量，步驟124為開(kāi)關(guān)在微控制器中的交通工具總線上傳遞改變，且系統(tǒng)循環(huán)回到步驟104。
[0021]如果步驟120中的確定為“否”，那么步驟126通過(guò)將己逝去的時(shí)間與存儲(chǔ)器中的時(shí)間進(jìn)行比較而確定是否己達(dá)到超時(shí)。如果步驟126中的確定為“否”，那么系統(tǒng)循環(huán)回到步驟114。如果步驟126中的確定為“是”，那么微控制器在交通工具通信總線上發(fā)射“故障保護(hù)”消息，如在步驟128處。
[0022]如果步驟116處的確定為“否”，那么方法進(jìn)行到確定是否需要增強(qiáng)的止動(dòng)力的步驟134。如果步驟134中的確定為“否”，那么方法進(jìn)行到步驟136，其中開(kāi)關(guān)在微控制器總線上傳遞改變且方法循環(huán)回到步驟104