一种触摸式空调控制器面板开关的制作方法

本发明属于汽车用开关的技术领域，具体涉及一种触摸空调控制器面板开关。

背景技术：

汽车行业作为经济支柱型产业之一，也是发展速度最快的行业之一。汽车是一种由动力驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆，主要用于载人载物，由于汽车涉及多个方面的功能控制及实现，因而整体具有大量的零部件，集成了众多最新、最前沿的黑科技。

汽车内部会涉及种类繁多的控制开关，常见的有按钮式开关、翘板式开关等。而随着科学技术的不断进步，智能化和便捷化的需求不断增大，触摸开关作为一种新型车内开关，通过触摸实现汽车功能的控制，在汽车中使用日渐增多，其未采用机械式部件，而且能够与成形操纵面相吻合，给汽车行业带来了更高的可靠性与美观性，受到了广大消费者地关注，并逐渐成为市场新宠。

用户通过手指触碰即可通过触摸开关控制汽车的相关功能的打开或关闭，但目前市场上的触摸开关仅仅起着一个通过被触摸而进行对应功能的打开或关闭的作用，用户对触摸开关操作后无法确定是否打开或关闭了该对应功能，而且无法知道开关启动的如何，即触摸开关并不会针对用户的操作对用户进行一个信息反馈的提示，举例说用户触摸开关后，触摸开关或触摸开关对应的系统不会告诉操作者这个功能是否启动了以及启动效果如何。因此在在人机交互的应用上，传统的触摸开关还是存在较大缺陷。随着技术发展及使用需求的不断增加，越来越多的汽车用户、汽车制造厂家都希望在触摸开关上集成听觉、触觉、视觉以及更多物理反馈来加强人机交互体验。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决目前汽车上的触摸开关无反馈、用户在用车过程中无法及时快速的确定开关状态等问题，提供一种集成了触觉反馈和灯光反馈的触摸式空调控制器面板开关。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种触摸式空调控制器面板开关，包括触摸反馈系统，所述触摸反馈系统包括：

触摸单元，用于接收触摸信号；

电源ldo和lin收发单元，分别与主控单元、灯光驱动单元连接供电及进行lin信号的收发；

灯光驱动单元和led，所述灯光驱动单元与led连接，所述led为视觉反馈执行器；

电机供电单元、电机驱动单元和线性电机，三者依次连接，电机供电单元为电机驱动单元供电，所述电机驱动单元控制线性电机，所述线性电机为触觉反馈执行器；

主控单元，与所述触摸单元、电源ldo和lin收发单元、灯光驱动单元、电机驱动单元分别连接用于接收各个单元发送的信号并控制各个单元；

所述主控单元将识别到的触摸信号通过lin通信发送给空调控制器，所述空调控制器反馈启动信号给主控单元，所述主控单元根据该启动信号驱动视觉反馈执行器、触觉反馈执行器中的一个或两个输出信号反馈。

进一步的，所述主控单元采用cy8c4146azi-s455tqfp-64型号；

或者，所述电源ldo和lin收发单元采用tja1028tsoic-8型号；

或者，所述灯光驱动单元采用npic6c4894so-20型号的芯片；

或者，所述电机供电单元采用tle4284dv50to-252-3型号的电源；

或者，所述电机驱动单元采用dw7912fcfcqfn-20型号的芯片；

或者，所述线性电机采用jhv-12h1-l00型号的电机。

进一步，所述触摸单元采用柔性电路板，所述柔性电路板中的触摸传感器采用pedot材质或者柔性电路板中的导线和网格采用导电银浆。

更进一步的，还包括面板、壳体、pcba线路板、固定块、金属弹片、固定板和底座，所述面板、触摸单元、壳体、pcba线路板、固定板、底座由上至下依次安装，所述壳体下表面设有所述线性电机，所述触摸反馈系统的其余元件设于所述pcba线路板上。

更进一步的，还包括两个装饰条，分别设于所述面板上表面和侧面。

更进一步的，所述线性电机与壳体通过卡扣连接固定；

或者，所述面板材质包括pc和abs两种材质，所述面板表面喷涂由uv涂料；

或者，所述壳体与所述pcba线路板通过卡扣连接固定；

或者，所述壳体或底座的材料采用pc、abs材质中的一种；

或者，所述pcba线路板采用fr-4材质；

或者，所述固定板采用不锈钢材质；

或者，所述触摸单元采用触摸fbc。

更进一步的，还包括若干个固定块，均匀固定安装在所述固定板上表面两者组成固定板模组，所述pcba线路板设于所述固定块上表面，所述底座与固定板模组固定连接。

更进一步的，还包括金属弹片和固定块，所述面板、壳体、pcba线路板三者通过螺钉连接组成面板模组，所述金属弹片一端与所述面板固定连接，另一端与固定板模组上的固定块固定连接。

更进一步的，还包括柔性密封条，设于所述底座的外周上，用于缓冲面板模组在触觉反馈的振动。

更进一步的，所述底座上设有线束，线束一端与所述pcba线路板通过插接件连接。

本发明与现有技术相比，有益效果是：采用本发明的触摸式空调控制器面板开关，当用户触摸操作开关时，开关会快速给予用户相关的灯光反馈以及触觉反馈，从视觉和触觉上增加了人机交互，大大提高了用户体验，准确的反馈能大大提升用户的操作准确性，提升用户操作水平；本面板开关结构简单，安装使用方便可靠，提高了用户对触摸进程。

附图说明

图1是触摸式空调控制器面板开关的触摸反馈系统功能框图；

图2a是触摸式空调控制器面板开关的爆炸图；

图2b是图2a的局部放大图；

图3是pcba线路板的示意图；

图4a是面板的正面结构示意图；

图4b是图4a的a-a向的示意图；

图4c是面板的背面结构示意图；

图4d是面板模组的结构示意图；

图4e是壳体与pcba线路板安装状态正面示意图；

图4f是壳体与pcba线路板安装状态侧面示意图；

图5a是线性电机、壳体与pcba线路板安装状态正面示意图；

图5b是图5a的c-c向示意图；

图5c是面板、pcba线路板与固定块安装状态正面示意图；

图5d是图5c的d-d向示意图；

图5e是壳体与密封条安装状态示意图；

图5f是图5e侧面示意图；

图5g是pcba线路板与固定块安装状态正面示意图；

图5h是图5g侧面示意图；

图6a是底座的示意图；

图6b是图6a的e-e向示意图。

图中：面板1，装饰条ⅰ2，装饰条ⅱ3，4，壳体5，线性电机6，pcba线路板7，fpc接口70，固定块8，金属弹片9，固定板10，密封条11，底座12，线束13，接插件14，螺钉15。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明，使得本技术方案更加清楚、明白。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

本实施例公开了一种触摸式空调控制器面板开关，包含了如图1所示的触摸反馈系统，该触摸反馈系统具体包括：

触摸单元4，用于接收触摸信号；

电源ldo和lin收发单元7-6，分别与主控单元、灯光驱动单元连接供电及进行lin信号的收发；

灯光驱动单元7-2和led7-3，所述灯光驱动单元7-2与led7-3连接供电，所述led为视觉反馈执行器；

电机供电单元7-5、电机驱动单元7-4和线性电机6，三者依次连接，电机供电单元为电机驱动单元供电，所述电机驱动单元控制线性电机，所述线性电机为触觉反馈执行器；

主控单元7-1，与所述触摸单元、电源ldo和lin收发单元、灯光驱动单元、电机驱动单元分别连接用于接收各个单元发送的信号并控制各个单元；

所述主控单元7-1将识别到的触摸信号通过lin通信发送给空调控制器，所述空调控制器反馈启动信号给主控单元，所述主控单元根据该启动信号驱动视觉反馈执行器、触觉反馈执行器中的一个或两个输出信号反馈。

用户操作空调控制器时，能通过触碰开关操作，快速获得面板开关针对触碰动作给予的视觉和触觉的信号反馈，用户可以及时知晓该开关触碰动作的有效性。

触摸开关面板，通过触摸面板，fpc及相应软件识别手指电容值变化，输出相应信号给汽车系统，进而实现汽车空调风量大小、空调吹风方向、座椅加热通风风量大小等功能。

本实施例中的触摸单元4（触摸屏）采用触摸fpc。触摸fpc软性印制电路是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路。产品特点：1.可自由弯曲、折叠、卷绕，可在三维空间随意移动及伸缩。2.散热性能好，可利用f-pc缩小体积。3.实现轻量化、小型化、薄型化，从而达到元件装置和导线连接一体化。

本实施例的电源ldo和lin收发单元的电源优选采用5v电源ldo。

在触摸反馈系统基础上，本面板开关的组成结构主要包括面板1、装饰条ⅰ2、装饰条ⅱ3、触摸单元4即触摸fbc、壳体5、线性电机6、pcba线路板7、固定块8、金属弹片9、固定板10、密封条11、底座12、线束13、接插件14和若干螺钉15。

其中，所述面板1、触摸单元4、壳体5、pcba线路板7、固定板10、底座12由上至下依次安装，所述壳体5下表面设有所述线性电机6，所述触摸反馈系统的其余元件设于所述pcba线路板7上。装饰条ⅰ2、装饰条ⅱ3分别设于所述面板1上表面和侧面。

本发明使用时，用户触摸开关，贴合在面板下方的触摸单元4上的传感器sensor可以把触摸信号通过导线传递给主控mcu7-1，主控mcu7-1识别到触摸信号并把触摸信号通过lin通信传递给空调控制器，空调控制器收到该触摸信号后会反馈一个启动信号给主控mcu7-1，主控mcu7-1识别到该启动信号后驱动led7-3和线性电机6给予用户一个触觉和灯光反馈。即当用户触摸操作本发明的面板开关时，开关会给予用户相关的灯光反馈（如字符灯光颜色切换、灯光图案切换等），同时会给予用户一个触觉反馈（如振动，模拟实体按键的效果，根据振动频率或振动动力大小等效果来对应区分不同操作的触觉反馈）。

本实施例中，所述主控单元（mcu）采用cypress的cy8c4146azi-s455tqfp-64型号芯片，该芯片提供成熟触摸、防水、触觉反馈、听觉反馈、视觉反馈等功能。

本实施例中，所述电源ldo和lin收发单元7-6采用nexperia的tja1028tsoic-8，可实现面板开关与空调控制器之间的lin通讯。

本实施例中，所述触摸单元4（触摸fpc）的sensor采用pedot材质，导线和网格采用导电银浆，使用丝网印刷工艺成型。触摸单元4与面板1采用真空贴合连接。

本实施例中，所述电机供电单元7-5采用infineon的tle4284dv50to-252-3，可以给电机驱动单元7-4稳定供电。

本实施例中，所述电机驱动单元7-4采用dongwoon的dw7912fcfcqfn-20型号的芯片，该芯片可以根据客户需求自定义触觉反馈效果。

本实施例中，所述灯光驱动单元7-2采用nexperia的npic6c4894so-20，该芯片为移位寄存器，既能扩展主控单元（mcu）7-1上的i/o又能更好的控制电路中的电流。所述led7-3采用国产惠锋光电，可满足客户要求的高性价比方案。

本实施例中，所述线性电机6采用韩国磁化电子的jhv-12h1-l00，该执行器加速度大，响应时间快，可以配合电机驱动单元7-4做出各种各样的触觉效果。线性电机6与壳体5通过卡扣5-2实现连接。线性电机6与pcba线路板7通过线束焊接6-1连接。

本实施例中，所述面板1采用pc和abs两种材质制造而成，使用双色工艺成型，表面做uv喷涂处理。pc材质拥有高透过率，abs是良好隔光材质，可以防止漏光，所述面板1与壳体5与pcba模组通过螺钉15连接。

本实施例中，所述装饰条ⅰ2采用abs材质，使用注塑工艺成型，表面做亮光电镀处理。所述装饰条ⅰ2与面板1通过热铆2-1连接固定。

本实施例中，所述装饰条ⅱ3采用abs材质，使用注塑工艺成型，表面做哑光电镀处理。所述装饰条ⅱ3与壳体5通过热铆5-1连接。

本实施例中，所述装壳体5采用pc/abs材质，使用注塑工艺成型，表面不做处理。所述壳体5与pcba线路板7通过卡扣5-1连接。壳体5与pcba模组与面板1通过螺钉15连接，组成面板模组。

本实施例中，所述pcba线路板7，线路板采用fr-4材质，为高性价比双层板。

本实施例中，所述固定板10采用不锈钢材质，与6个固定块8通过螺钉15连接，组成固定板模组。

本实施例中，所述固定板模组与面板模组通过金属弹片9连接，金属弹片9一端与面板1通过螺钉15紧固，金属弹片9另一端与固定块8通过螺钉15紧固。具体的，图中所示为金属弹片9左侧或右侧与面板1连接，金属弹片9另一侧与固定块8在x方向(图2所示的面板开关的长度方向)上的侧壁连接，这样金属弹片9在x向能发现弹性变化。利用金属弹片的弹性，此装配结构让面板模组和固定板模组在x方向有一定活动量，可以实现振动效果正优化。

本实施例中，所述密封条11采用硅橡胶材质，与底座12连接，其功能主要为缓冲面板模组在触觉反馈中的振动，优化了振动效果。

本实施例中，所述底座12采用pc/abs材质，与固定板7模组通过螺钉15连接，其功能主要是为保护pcba线路板7免受外界干扰。

本实施例中，所述线束13与pcba线路板7通过接插件连接，线束13的另一端也留有与空调控制器相连的接插件。

以上为本发明的优选实施方式，并不限定本发明的保护范围，对于本领域技术人员根据本发明的设计思路做出的变形及改进，都应当视为本发明的保护范围之内。更具体地说，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。