车辆多功能控制系统的制作方法

专利名称：车辆多功能控制系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种车辆的多功能控制系统。
技术背景机动车辆通常包括增强驾驶者和乘客舒适性和便利性的多种部件和系统。这种系统包括例如具有收音机、扬声器、压缩盘(compact disc) 播放器、磁带播放器的音频系统；具有加热、通风和空调部件的气候系 统；导航系统等。各系统通常包括有界面，车辆驾驶者可通过该界面与系统进行交 互。例如，系统的控制要求车辆驾驶者通过界面输入指令信息，而该系 统对此作出响应来改变系统的特征。各系统还通过界面给驾驶者提供信 息。例如，音频系统将指示调频的广播电台，气候系统将指示风扇速度 或温度自动调节器设定，导航系统将指示位置信息。各系统通常包括其自身的专用界面。因而，例如气候控制系统包括 多个开关、按钮、调节盘等，其仅可操作来控制气候控制系统。类似地， 音频系统包括多个开关、按钮、调节盘等，其仅可操作来控制音频系统。 发明内容提供了一种用于车辆的多功能控制系统，所述车辆具有多个可变特 征。该控制系统包括两个输入装置，即模式选择器输入装置和特征调节 输入装置。该控制系统配置为使得模式选择器输入装置的操作至少部分 地引起控制系统在包括第一模式和第二模式的至少两个操作模式间变 换。在第一操作模式中，通过驾驶者或乘客操作特征调节输入装置来改 变第一可变特征。在第二操作模式中，通过驾驶者或乘客操作特征调节 输入装置来改变第二可变特征。根据多个实施例，该选择器输入装置和/或特征调节输入装置可包括 开关、触摸垫装置、力传感装置、近程传感装置、动作传感装置、滑块、 摇杆、旋钮或其它任何已知的输入装置。
车辆系统的例子包括气候系统，其具有例如空气温度、风扇速度和 气流模式的可变特征；音频系统，具有例如无线电调谐频率、扬声器音 量、压縮盘音轨播放等的可变特征。该控制系统优选地还包括限定多个区域的显示器，这些区域配置为 直观地指示多个可变特征的状态。该选择器输入装置和特征调节输入装 置优选地与显示器一对一地映射，使显示器的区域彼此具有预定空间关 系，并且该输入装置彼此具有基本相同的空间关系。当并结合附图时以上特征和优点以及本发明的其它特征和优点将根 据以下实施本发明最佳方式的详细论述而易于理解。


图1是车辆的示意图，该车辆具有车载系统和具有用于控制车载系统的多个输入装置及显示器的控制系统；和图2是根据优选实施例的图1输入装置的正视图。
具体实施方式
参考图1，示意性地描述了用于车辆12的多功能控制系统10。该 控制系统10包括多个输入装置14A-E。该输入装置14A-E最初根据优 选实施例被描述为筒形开关14A-E，并在其后根据多个替代实施例而被 描述为包括其他公知装置。根据优选实施例，筒形开关14A-E具有共同的对称轴A。筒形开关 14A-E在垂直于轴A的平面内的截面通常为圆形。筒形开关14A-E可具 有不同的半径尺寸以提供触觉区别特征，并且因此促进了驾驶者区别开 关的能力。在示意实施例中，中央开关14C直径约50毫米。端部开关 14A、 14E直径约30毫米。开关14B、 14D直径约20毫米。类似的，开关14A-E还可具有不同的轴向长度，中央开关14C具有 约10毫米的长度，端部开关14A、 14E具有约25毫米的长度，开关14B、 14D具有约20毫米的长度。相邻开关隔开约5毫米。开关14A-E优选 地位于驾驶者座位和乘客座位之间的中心控制台上、仪表板上或方向盘 上。开关14A-E还可包括不同的表面结构以促进驾驶者区别它们的能 力。例如，开关可以使用不同的材料涂覆，或具有如隆脊、凸起等不同 的表面特征。
参照图1和2，开关板16限定了朝向车辆12的车厢的表面18。该开关板16限定多个孔20A-E。各开关14A-E延伸穿过孔20A-E的相应 孔，使各开关至少一部分从表面18凸出，以便由车内人员(vehicle occupant)操纵使其绕轴A转动。各筒形开关14A-E自由独立地绕轴A 旋转。开关14A-E还可以通过不同的触觉反馈特性来特征化，例如由弹 簧、锁键、反馈电机等引起的对转动的抵抗力变化。在优选实施例中， 各开关14A-E还可选择地并独立地按压至如附图2中虚线所示的压下位 置。往往用在计算机鼠标上的滚屏轮即是典型的可转动、可按压的圆柱 形的筒形开关。特别参照图1，车辆12包括音频系统24、气候系统28、导航系统 32和驾驶信息系统36。在示意实施例中，音频系统24包括收音机、磁 带播放器、压缩盘播放器和扬声器。在示意实施例中，气候系统28包 括用于提供冷空气的空调、用于提供热空气的加热器以及将加热的或冷 却的空气供入车厢(未示出)的风道和通风口。该风道配置为可选择性 地将空气供入第一组通风口、第二组通风口和第三组通风口，第一组通 风口位于仪表板之下，第二组通风口形成于仪表板内部并布置为将空气 通常向后引导，第三组通风口形成于仪表板内并布置为将空气向挡风玻 璃引导以用于除霜，正如本领域技术人员所理解的那样。各系统24、 28、 32和36具有多个可选择性可变系统特征。该控制系统10包括可操作地连接至开关14A-E的控制器40。该开 关14A-E配置为当被转动或受压时产生信号41。该信号41传送到控制 器40，例如通过导线、柔性电路板等。该控制器40将控制信号42传送 到气候系统28、音频系统24、导航系统32和驾驶信息系统36，使该控 制系统10如这里所述来起作用。系统24、 28、 32和36通过变化或改 变一个或多个系统或部件特征来响应信号42。对该控制器40进行编程并将其配置为给控制系统10提供四种操作 模式。在第一操作模式中，各开关14A、 14B、 14D、 14E可操纵地改变 音频系统24的各可变特性。在第二操作模式中，各开关14A、 14B、 14D、 14E可操纵地改变气候系统28的各可变特性。在第三操作模式中，各开 关14A、 14B、 14D、 14E可操纵地改变导航系统32的各可变特性。在
第四操作模式中，各开关14A、 14B、 14D、 14E可操纵地改变驾驶信息 系统36的各可变特性。开关14A、 14B、 14D、 14E因而是"特性调节 开关"。在本发明的情景中，如果通过操作本身或与其它动作相关联致使可 变特性的改变，那么开关操作"启动"可变特性变化或"致使"可变特 性变化。因而，例如，在所要求的发明的范围内，如果在转动时控制系 统10致使可变特性自动改变，则转动开关14A-E启动或致使可变特性 变化。类似的，在所要求的发明的范围内，如果在转动和例如按压幵关 的驾驶者的附加输入时控制系统10致使可变特性改变，则转动开关 14A-E启动或致使可变特性改变。该控制器40可配置为使中央开关14C的转动致使控制系统10在第 一、第二、第三和第四操作模式间转换，因而这里称开关14C为"模式 选择器开关"或"模式选择器输入装置"。该控制器40还可配置为使开 关14A、 14B、 14D、 14E的转动致使控制系统10调节所选模式的一些 可变特性，因而这里称开关14A、 14B、 14D、 14E为"特性调节开关" 或"特性调节输入装置"。该控制系统10还包括足以置于车内供驾驶者或乘客进行观看的显 示器44。典型的显示器44的位置包括车辆仪表板、计量组件、仰视显 示器、挡风玻璃基部、A柱等。该控制器40配置为传输信号46到显示 器44以控制显示器44使显示器如这里所述来起作用。该显示器44配置为可选择地图示表示该控制系统10的当前状态和 可变系统特征的标记。更具体地，该控制器40配置为使该显示器44图 示多个图标。各图标是表示车辆部件或系统的符号或者表示车辆部件或 系统的可变特征的符号。在本发明要求的范围内，这里也可以指"标记" 的该图标可包括文字数字字符、图表、列表等。该显示器44为驾驶者提供了关于车辆系统的信息，并提供了开关 14A-E操作的视觉反馈。四个图标48A-D显示在显示器44上。图标48A 表示音频系统24，图标48B表示气候系统28，图标48C表示导航系统 32，图标48D表示驾驶信息系统36。响应于开关14C的转动，出现图标48A-D，以指示控制系统10正
在四个模式中的哪个模式下操作，或在驾驶者进行了额外输入时，例如 按压开关14C时，指示控制系统10将要在哪个模式下操作。更具体地，该控制器40配置为改变用于表示通过对开关14A、 14B、 14D、 14E的操纵而当前可控的系统的图标外观。在所述实施例中，表 示被选择控制的系统的图标包括方框52。本领域技术人员能够认识到在 本发明所要求的范围内可采用的图标外观改变的其它方式，例如图标尺 寸的改变、图标色彩的改变等。在图1中，图标48A包括方框52，以指示该控制系统10处于第一 操作模式，其中开关14A-B和14D-E的操纵能够改变音频系统24的特 性。因此，显示器44显示第一套图标56A- D，分别表示各音频系统特 性的当前状态，或驾驶者额外输入后的状态。图标56A包括其临近有曲 线线条60的扬声器58的示意图，并且代表扬声器的音量。图标56B包 括线62和与线62垂直相交的条64;图标56B表示扬声器的音频特性， 其在图l中为低音级。图标56C是通常源的文字数字字符表示，音频系 统24从该源中接收到收听的内容，其在图1中是FM (调频)波段。图 标56D是特定源的文字数字式字符表示，音频系统24从该特定源中接 收收听的内容，其在图1中是音频系统24的收音机所调到的FM频率。图标56A、 56B、 48A-D、 56C和56D位于显示器44的特定区域中。 更确切地，图标56A位于显示器44的第一区域70A，图标56B位于显 示器44的第二区域70B,图标48A-48D位于显示器44的第三区域70C， 图标56C位于显示器44的第四区域70D，图标56D位于显示器44的第 五区域70E。区域70A-70E表示为通常为柱状，然而可以预见到其它区 域结构。本发明优选地采用一对一的映射。在公知技术中， 一对一的映射将 开关14A-E的空间关系与显示区域70A-70E的空间关系绑定在一起。例 如，最左边开关14A的操作控制位于最左边区域70A中的信息(即， 图标56A)，中间开关14C的操作控制中间区域70C中的信息(即，图 标48A-48D)，并且最右边开关14E的操作控制最右边区域70E中的信 息(即，图标56D)。因此，开关14A-E和显示区域70A-70E具有相应 的排列，使各元件以相同的顺序和模式来布置。 如前所述，优选地采用来自显示器44的视觉反馈来确认开关14A-E的操作和/或指示系统24、 28、 32和36的状态；然而应当认识到，也 可以采用其它类型的感官反馈。例如， 一种力反馈装置80可用于触觉 感知开关14A-E的操作和/或指示系统24、 28、 32和36的状态。该力 反馈装置80可操作地连接至控制器40，使得该力反馈装置80响应于控 制器40的指令信号82而产生触觉反馈。如已公知的技术，"力反馈装 置"施加力或一系列力作为传递信息或反馈的方式来以物理方式引起操 作者注意。该力反馈装置80直接结合至开关14A-E或任何其它车辆部 件。因此，例如，如果操作者触发开关14A-E来调节座椅位置，置于座 椅中的力反馈装置80将振动以确认该指令。也可以采用听觉反馈来确认开关14A-E的操作和/或指示系统24、 28、 32和36的状态。因此，扬声器84可操作地连接于控制器40，使 扬声器84响应于控制器40的指令信号86而产生听觉反馈。扬声器84 可结合到显示器44或任何其它车辆部件中。来自扬声器84的听觉反馈 的一些例子可包括例如各种类型的声响、语音或直接的声音提示来指示 受控车辆12的特定区域。根据本发明的可替代实施例，前面描述为筒形开关的输入装置14A-E可包括其它类型的装置。例如，输入装置14A-E可以包括配置为不需 移动而改变数据的装置，例如触摸垫、力传感器、近程传感器或适用于 识别不同类型手指姿态的动作传感器。可替代地，该输入装置14A-E可 包括滑块、摇杆、触发器、操纵杆、旋钮或其它任何已知的输入装置。 如优选筒形开关的情况，根据可替代实施例，输入装置14A-E的各自优 选尺寸确定为提供触觉区别特征，这样促进了驾驶者区分各个输入装置 14A-E的能力。根据另一可替代实施例，输入装置14A-E的定向和位置 是可调的，例如可从其初始位置移动以起遥控作用的装置。已详细论述了实施本发明的最佳方式，相关领域熟悉技术人员在所 附权利要求的范围内可认识到实现本发明的各种可替代设计和实施例。
权利要求
1、一种用于车辆的控制系统，所述车辆具有第一和第二可变特征，所述控制系统包括模式选择器输入装置；特征调节输入装置；和可操作地连接至所述模式选择器输入装置及所述特征调节输入装置的控制器；其中，所述模式选择器输入装置可选择性地操作，以使所述控制器在第一和第二操作模式间变换；其中，所述控制器配置为在所述第一模式中响应于所述特征调节输入装置的操作而改变所述第一可变特征；并且其中，所述控制器配置为在所述第二模式中响应于所述特征调节输入装置的操作而改变所述第二可变特征。
2、 如权利要求1所述的控制系统，其中所述模式选择器输入装 置和所述特征调节输入装置是触摸垫装置。
3、 如权利要求1所述的控制系统，其中所述模式选择器输入装 置和所述特征调节输入装置是力传感装置、近程传感装置和动作传感装 置中的每一个。
4、 如权利要求1所述的控制系统，其中所述模式选择器输入装 置和所述特征调节输入装置是滑块、摇杆和旋钮中的每一个。
5、 如权利要求1所述的控制系统，还包括可操作地连接至所述 控制器的显示器，并且其中所述控制器配置为使所述显示器在所述第一 模式下显示第一图标，在所述第二模式下显示第二图标。
6、 如权利要求1所述的控制系统，其中所述显示器包括相互间 具有空间关系的多个区域，其中所述模式选择器输入装置和所述特征调 节输入装置相互间具有基本相同的空间关系。
7、 如权利要求1所述的控制系统，还包括力反馈装置，所述力 反馈装置配置为响应于所述模式选择器输入装置或所述特征调节输入装 置的操作而提供触觉反馈。
8、 如权利要求1所述的控制系统，还包括配置为提供听觉反馈 的装置，以指示所述第一和第二可变特征的状态。
9、 一种车辆包括至少一个具有第一、第二、第三和第四可变特征的车辆系统；和模式选择器输入装置；第一特征调节输入装置；第二特征调节输入 装置；和控制器，所述控制器可操作地连接至所述模式选择器输入装置、 所述第一特征调节输入装置和所述第二特征调节输入装置；其中，所述模式选择器输入装置可选择性地操作，以使所述控制器 在第一和第二操作模式间变换；其中，所述车辆配置为使得在所述第一模式中所述第一特征调节输 入装置的操作致使改变所述第一可变特征，而所述第二特征调节输入装 置的操作致使改变所述第二可变特征；并且其中，在所述第二操作模式 中所述第一特征调节输入装置的操作致使改变所述第三可变特征，而所 述第二特征调节输入装置的操作致使改变所述第四可变特征。
10、 如权利要求9所述的车辆，其中所述模式选择器输入装置、 所述第一特征调节输入装置和所述第二特征调节输入装置是触摸垫装 置。
11、 如权利要求9所述的车辆，其中所述模式选择器输入装置、 所述第一特征调节输入装置和所述第二特征调节输入装置是力传感装 置、近程传感装置、动作传感装置中的每一个。
12、 如权利要求9所述的车辆，其中所述模式选择器输入装置、 所述第一特征调节输入装置和所述第二特征调节输入装置是滑块、摇 杆、按钮中的每一个。
13、 如权利要求9所述的车辆，还包括可操地作连接至所述控制 器的显示器，并且其中所述控制器配置为使所述显示器在所述第一模式 下显示第一图标，在所述第二模式下显示第二图标。
14、 如权利要求9所述的车辆，还包括配置为提供听觉反馈的装 置，以指示所述第一、第二、第三和第四可变特征的状态。
15、 一种车辆包括 至少一个具有多个可变特征的车辆系统；多个相邻布置的输入装置，所述输入装置配置为每对相邻输入装置 彼此尺寸不同，以提供触觉区别特征；和可操作地连接至所述多个输入装置中每一个的显示器，所述显示器限定了多个区域，所述区域被配置为视觉指示所述多个可变特征的状 态；其中，所述多个输入装置的操作致使所述可变特征的改变；其中，所述多个输入装置是与所述显示器一对一映射，使所述显示 区域相互间具有预定的空间关系，并且其中所述多个输入装置相互间具 有基本相同的空间关系。
16、 如权利要求15所述的车辆，其中所述多个相邻布置的输入装置是筒形开关。
17、 如权利要求15所述的车辆，其中所述多个相邻布置的输入装 置是触摸垫装置。
18、 如权利要求15所述的车辆，其中所述多个相邻布置的输入装 置包括力传感装置、近程传感装置、动作传感装置中的一个。
19、 如权利要求15所述的车辆，其中所述多个相邻布置的输入装 置包括滑块、摇杆、旋钮中的一个。
20、 如权利要求15所述的车辆，还包括配置为提供听觉反馈的装 置，以指示所述多个可变特征的状态并确认所述多个相邻布置的输入装 置的操作。
全文摘要
一种用于车辆的控制系统，所述车辆具有多个选择性可变特征，所述控制系统包括模式选择器输入装置和特征调节输入装置。所述模式选择器输入装置的操作致使所述控制系统在第一操作模式和第二操作模式间变换。在所述第一操作模式中，所述特征调节输入装置的操作使第一可变特征改变。在所述第二操作模式中，所述特征调节输入装置的操作使第二可变特征改变。这样，所述控制系统使单个输入装置能够控制多个特征或多个车辆系统，这就能相应减少车辆车厢内输入装置的数量。
文档编号H03K17/94GK101162899SQ20071016768
公开日2008年4月16日 申请日期2007年10月11日 优先权日2006年10月11日
发明者B·G·奈什, B·S·雷帕, J·F·什切尔巴, J·K·伦纳曼, R·J·马蒂厄, S·P·盖斯勒 申请人:通用汽车环球科技运作公司