本公開的實(shí)施例總體涉及車輛，且更具體地涉及車輛的用戶接口(user interface)。

背景技術(shù)：

近年來，增加了車輛中用于改善駕駛者便利性、安全性以及舒適性的設(shè)備。因此，也增加了用于操作車輛的用戶接口類型。

例如，用戶接口，如按鈕、操縱桿(lever)、和撥盤(dial)可用于傳統(tǒng)車輛。有不同類型的按鈕，包括燈按鈕、廣播信號(hào)選擇按鈕、和窗戶開/關(guān)按鈕。多種類型的操縱桿包括用于方向指示的選擇操縱桿和雨刮器操作桿。多種類型的撥盤可包括用于設(shè)定空調(diào)器溫度的撥盤和音頻音量控制撥盤。

然而，這類用戶接口可具有操作困難。例如，菜單選擇受到限制。隨著菜單選項(xiàng)增加，按鈕/操縱桿/撥盤數(shù)目必然也增加。問題是，由于尺寸限制，不能增加按鈕/操縱桿/撥盤數(shù)目。

換句話說，菜單功能擴(kuò)展是不可行的。也就是，當(dāng)單個(gè)菜單是用單個(gè)按鈕/操縱桿/撥盤分配的時(shí)，則使用同一按鈕/操縱桿/撥盤額外分配另一個(gè)菜單幾乎是不可能的。結(jié)果，當(dāng)增加按鈕/操縱桿/撥盤數(shù)目時(shí)，額外按鈕/操縱桿/撥盤需要在寬面積上分布。這可引起用戶接口中集中度的降低和駕駛者的額外分心。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本公開的一個(gè)方面提供作為改善的用戶接口的輸入設(shè)備，其能夠提供輸入設(shè)備的更寬擴(kuò)展性和更高集中度，并能夠改善用戶的駕駛便利性。本公開的額外方面部分在下面說明書中陳述，并部分從說明書中明顯看出，并可通過公開的實(shí)施例的實(shí)踐獲知。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，車輛包括：輸入設(shè)備；和控制器，其配置成接收來自輸入設(shè)備的信號(hào)，并生成需要接收的信號(hào)的預(yù)定控制信號(hào)。輸入設(shè)備包括：旋轉(zhuǎn)元件，其具有設(shè)置在其一部分上的第一磁體；固定元件，其具有設(shè)置在其表面上的多個(gè)第二磁體，所述第二磁體根據(jù)多個(gè)第二磁體的分布位置具有彼此不同磁場(chǎng)強(qiáng)度；以及檢測(cè)元件，其基于在所述旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)時(shí)在所述第一磁體和所述多個(gè)第二磁體之間由于所述第一磁體的位置變化而產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，生成包括與所述旋轉(zhuǎn)元件相對(duì)于所述固定元件的相對(duì)位置有關(guān)的信息的信號(hào)。

所述多個(gè)第二磁體可徑向設(shè)置在固定元件的表面上。

在多個(gè)第二磁體中，設(shè)置在多個(gè)第二磁體中心的磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度可比與中心隔開設(shè)置的磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度更強(qiáng)。

旋轉(zhuǎn)元件可以是具有球形的球體。

旋轉(zhuǎn)元件的一部分可突出從而限制旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)范圍，且第一磁體可設(shè)置在旋轉(zhuǎn)元件的突出部上。

第一磁體和多個(gè)第二磁體可具有彼此相反的磁極。

車輛還可包括：第一殼體，旋轉(zhuǎn)元件的一部分設(shè)置在其中，且固定元件固定安裝在其中；開關(guān)，其配置成通過旋轉(zhuǎn)元件的壓縮和旋轉(zhuǎn)元件壓縮的釋放實(shí)現(xiàn)的開/關(guān)，生成指示導(dǎo)通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)的第二信號(hào)；以及第二殼體，其容納第一殼體并具有開關(guān)，所述開關(guān)安裝在旋轉(zhuǎn)元件的壓縮力通過第一殼體傳輸?shù)介_關(guān)的位置。

第一殼體和第二殼體可具有圓柱形狀。

軸承可設(shè)置在第一殼體和第二殼體之間從而允許第一殼體順暢地在第二殼體中移動(dòng)。

震動(dòng)吸收元件可設(shè)置在旋轉(zhuǎn)元件和第一殼體之間從而吸收旋轉(zhuǎn)元件與第一殼體碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊。

彈性元件可設(shè)置在第一殼體和第二殼體之間。

而且，根據(jù)本公開的實(shí)施例，輸入設(shè)備包括：旋轉(zhuǎn)元件，其具有設(shè)置在其一部分上的第一磁體；固定元件，其具有設(shè)置在其表面上的多個(gè)第二磁體，所述第二磁體根據(jù)多個(gè)第二磁體的分布位置具有彼此不同磁場(chǎng)強(qiáng)度，以及檢測(cè)元件，其基于在所述旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)時(shí)在所述第一磁體和所述多個(gè)第二磁體之間由于所述第一磁體的位置變化而產(chǎn) 生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，生成包括與所述旋轉(zhuǎn)元件相對(duì)于所述固定元件的相對(duì)位置有關(guān)的信息的信號(hào)。

所述多個(gè)第二磁體可徑向設(shè)置在固定元件表面上。

在多個(gè)第二磁體中，設(shè)置在多個(gè)第二磁體中心的磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度可比與中心隔開設(shè)置的磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度更強(qiáng)。

旋轉(zhuǎn)元件可以是具有球形的球體。

旋轉(zhuǎn)元件的一部分可突出從而限制旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)范圍，且第一磁體可設(shè)置在旋轉(zhuǎn)元件的突出部上。

第一磁體和多個(gè)第二磁體可具有彼此相反的磁極。

而且，根據(jù)本公開的實(shí)施例，車輛包括：輸入設(shè)備，其設(shè)置在車輛方向盤系統(tǒng)上，以及控制器，其配置成接收來自輸入設(shè)備的信號(hào)并生成對(duì)應(yīng)于接收的信號(hào)的預(yù)定控制信號(hào)。輸入設(shè)備包括：旋轉(zhuǎn)元件，其具有設(shè)置在其一部分上的第一磁體；固定元件，其具有多個(gè)設(shè)置在其表面上的第二磁體，所述第二磁體根據(jù)多個(gè)第二磁體的分布位置具有彼此不同磁場(chǎng)強(qiáng)度，以及檢測(cè)元件，其基于在所述旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)時(shí)在所述第一磁體和所述多個(gè)第二磁體之間由于所述第一磁體的位置變化而產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，生成包括與所述旋轉(zhuǎn)元件相對(duì)于所述固定元件的相對(duì)位置有關(guān)的信息的信號(hào)。

方向盤系統(tǒng)可包括：輪緣(rim)、輪輻(spoke)、和轂(hub)。輸入設(shè)備可安裝在轂中?？商鎿Q地，輸入設(shè)備可安裝在輪緣中。

附圖說明

本公開的這些和/或其它方面可結(jié)合附圖，從下面具體實(shí)施例的描述中更明顯且更易于理解，其中：

圖1是根據(jù)本公開第一實(shí)施例的方向盤示圖，該方向盤是具有輸入設(shè)備；

圖2是從另一個(gè)角度觀看的方向盤示圖，其中安裝有根據(jù)如圖1所示的第一實(shí)施例的輸入設(shè)備；

圖3是根據(jù)圖1中示出的第一實(shí)施例的輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)示圖；

圖4是包括在圖3中輸入設(shè)備的球體和磁體的結(jié)構(gòu)示圖；

圖5是根據(jù)本公開第一實(shí)施例的輸入設(shè)備的操作示圖；

圖6是根據(jù)本公開第一實(shí)施例的輸入設(shè)備的輸入信號(hào)的示圖；

圖7是根據(jù)第一實(shí)施例的控制方框圖，其示出通過接收來自輸入設(shè)備的輸入信號(hào)生成控制信號(hào)；

圖8是示出具有根據(jù)本公開第二和第三實(shí)施例的輸入設(shè)備的方向盤的示圖；

圖9是根據(jù)本公開第四實(shí)施例的輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；

圖10是根據(jù)本公開第五實(shí)施例的輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記說明

102,802,852:輸入設(shè)備

104:方向盤

150:圖形用戶接口，平視顯示器(HUD：Head Up Display)

302,902,1002:球體

304,904,1004:內(nèi)殼體

306,906,1006:外殼體

324,344,944,1044:磁體

362,962,1062:開關(guān)

364,964,1064:彈性元件

366,992,994,1094:軸承

404:霍爾傳感器

具體實(shí)施方式

下面參考附圖詳細(xì)描述本公開的實(shí)施例。如本領(lǐng)域人員將理解的那樣，所描述的實(shí)施例可以不同方式修改，而不偏離本公開精神或范圍。因此，這里描述的實(shí)施例不是為了限制本公開的范圍。進(jìn)一步，在整個(gè)說明書中，相似的標(biāo)識(shí)號(hào)指相似要素。

這里使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例，而不是為了限制本公開。如這所用，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非本文另外明確指出。進(jìn)一步可以理解，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”，當(dāng)在本說明書中使用時(shí)，規(guī)定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、和/或組件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、組件、和/或其中的組的存在或添加。如這里所用，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括 一個(gè)或更多關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)的任意和所有組合。

應(yīng)該理解，本文所使用的術(shù)語(yǔ)“車輛”或“車輛的”或其他類似術(shù)語(yǔ)包括機(jī)動(dòng)車輛，一般如乘用汽車，包括運(yùn)動(dòng)型多功能車輛(SUV)、巴士、卡車、不同商用車輛、包括多種舟和船的水上船只，飛機(jī)等，且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、插入式混合電動(dòng)車輛，氫動(dòng)力車輛和其他可替換燃料車輛(例如，從非石油資源衍生的燃料)。如本文所提及的，混合動(dòng)力車輛是具有兩種或更多動(dòng)力源的車輛，例如汽油驅(qū)動(dòng)車輛和電動(dòng)車輛。

此外，應(yīng)該理解，下面的方法、其中的方面中的一個(gè)或更多可至少通過一個(gè)控制器執(zhí)行。術(shù)語(yǔ)“控制器”可指包括存儲(chǔ)器和處理器的硬件裝置。存儲(chǔ)器配置成以存儲(chǔ)程序命令，且處理器經(jīng)特別編程以執(zhí)行程序命令進(jìn)而執(zhí)行以下進(jìn)一步描述的一個(gè)或更多過程。而且，應(yīng)該理解，以下方法可由包括控制器的設(shè)備結(jié)合一個(gè)或更多其它組件執(zhí)行，這可被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解。

下面詳細(xì)參考本公開的實(shí)施例，其中的實(shí)例在附圖中示出。

圖1是根據(jù)本公開第一實(shí)施例的方向盤示圖，所述方向盤是具有輸入設(shè)備的方向盤系統(tǒng)。根據(jù)本公開第一實(shí)施例的輸入設(shè)備102可安裝在配置成操縱車輛的方向盤104中。

方向盤104可包括輪緣106、輪輻108、和轂110。警報(bào)按鈕(alarm button)112可安裝在轂110的中心。在轂110中，根據(jù)第一實(shí)施例的一對(duì)輸入設(shè)備102可安裝在警報(bào)按鈕112的右側(cè)和左側(cè)。

輸入設(shè)備102的安裝位置可考慮駕駛者把握方向盤104的位置來設(shè)定。高速駕駛稀少的一般駕駛類型中，駕駛者把握方向盤的位置位于3點(diǎn)鐘的方向和9點(diǎn)鐘的方向。因此，如圖1所示，輸入設(shè)備102可安裝在當(dāng)駕駛者把握在方向盤104的3點(diǎn)鐘方向和9點(diǎn)鐘方向之間時(shí)駕駛者兩個(gè)拇指都接觸的位置，因此，用戶可在駕駛的同時(shí)易于操作輸入設(shè)備102。

根據(jù)第一實(shí)施例的輸入設(shè)備102可配置成允許駕駛者易于且便于操作駕駛所需的不同裝置。例如，如圖1所示，平視顯示器(HUD)型圖形用戶界面150可露出在車輛前部的前窗(wind shield)中，且可選擇露出的圖形用戶界面150的菜單。由此，通過輸入設(shè)備102的旋 轉(zhuǎn)(滾動(dòng))，可實(shí)現(xiàn)菜單間的移動(dòng)或設(shè)置值的變化，且所選內(nèi)容可通過點(diǎn)擊輸入設(shè)備102來確認(rèn)。

圖2是從另一個(gè)角度看方向盤的示圖，其中安裝有如圖1所示的根據(jù)第一實(shí)施例的輸入設(shè)備。如圖2所示，根據(jù)第一實(shí)施例的輸入設(shè)備102可以以具有球形的球體形成(參考圖3中302)，并以球體的一部分從方向盤104表面突出的方式安裝。駕駛者可通過操作圖3中球體302的突出部以不同方式，如旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)擊、和按壓的方式生成所需的輸入信號(hào)，該信號(hào)是從輸入設(shè)備102輸入到車輛控制器的信號(hào)。

圖3是根據(jù)圖1中示出的第一實(shí)施例的輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。

圖3(A)是輸入設(shè)備102的透視圖。如圖3(A)所示，根據(jù)第一實(shí)施例的輸入設(shè)備102可包括球體302、內(nèi)部殼體304、外部殼體306、開關(guān)362、以及彈性元件。球體302的一部分可露出到內(nèi)部殼體304的外部，且駕駛者可旋轉(zhuǎn)/點(diǎn)擊/按壓露出部分。內(nèi)部殼體304和外部殼體306可以以圓柱形狀形成。無論球體302的形狀如何，內(nèi)部殼體304和外部殼體可具有多邊形圓柱形狀以及圓柱體形狀。

圖3(B)是輸入設(shè)備102的側(cè)截面視圖。球體302可基本具有球形，且還可包括以凸起方式形成的鎖定凸起322。球體302的一部分可設(shè)置在內(nèi)殼體302中，且剩余的球體302可露出于外部。形成球體302的鎖定凸起322的部分可設(shè)置在內(nèi)殼體304中。鎖定凸起322可與球體302作為單個(gè)模塑體(molding)一體形成?？商鎿Q地，球體部分和鎖定凸起322可分開制造，且然后可以機(jī)械方式，如組裝和粘附的方式彼此連結(jié)。

鎖定凸起322可配置成限制球體302的旋轉(zhuǎn)角度，以便當(dāng)球體在內(nèi)殼體304內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)阻止球體302旋轉(zhuǎn)超過一定角度。鎖定凸起322的形狀和尺寸形成為限制球體302的旋轉(zhuǎn)角度。因此，在球體302設(shè)置在內(nèi)殼體304并在其中旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，當(dāng)球體302的旋轉(zhuǎn)達(dá)到一定旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，鎖定凸起322可與內(nèi)殼體304的內(nèi)表面接觸，且可阻止球體302的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，以便可限制球體302的旋轉(zhuǎn)角度。

磁體324可設(shè)置在鎖定凸起322面對(duì)內(nèi)殼體304的表面上。磁體324可具有圓形并可稍微從鎖定凸起322的表面突出?？商鎿Q地，除了圓形，磁體324還可以以不同多邊形形成。球體302的磁體324可 具有與下述內(nèi)殼體304的磁體344相反的極性，也就是磁體324和磁體344不相容。因?yàn)榍蝮w302的磁體324和內(nèi)殼體304的磁體344具有彼此不同的極性，強(qiáng)引力可施加在兩個(gè)磁體324和344之間，使得球體302可保持穩(wěn)定狀態(tài)，而不從內(nèi)殼體304逸出。球體302的磁體324可定義為第一磁體，而內(nèi)殼體304的磁體344可定義為第二磁體。磁體324可以是永磁體。磁體324可以是磁性單極的(magnetic monopole)。

內(nèi)殼體304可具有圓柱形狀。作為形成鎖定部分322一側(cè)部分的部分球體302可設(shè)置在內(nèi)殼體304的上部。在內(nèi)殼體304上邊緣的內(nèi)側(cè)中可具有震動(dòng)吸收元件342。當(dāng)球體302旋轉(zhuǎn)時(shí)，鎖定凸起322可與內(nèi)殼體304的上邊緣的內(nèi)側(cè)碰撞，且可產(chǎn)生噪聲。因此，震動(dòng)吸收元件342可吸收沖擊，可抑制噪聲的產(chǎn)生，且可阻止球體302和內(nèi)殼體304的損傷。震動(dòng)吸收元件342可以是由橡膠制成的O形圈?？商鎿Q地，震動(dòng)吸收元件342可以是由氨基甲酸乙酯(urethane)制成的O形圈。

多個(gè)磁體344可設(shè)置在內(nèi)殼體304的內(nèi)底部上。多個(gè)磁體344可設(shè)置在固定元件346的上表面上。固定元件346可具有一定面積，且固定元件346的上表面可具有平面或流暢曲面。固定元件346可以以固定元件346的上表面與球體302的鎖定凸起322相對(duì)的方式安裝。當(dāng)球體302旋轉(zhuǎn)時(shí)，球體302的磁體324可在與內(nèi)殼體304的磁體344向上分開一定距離的同時(shí)移動(dòng)。在前述配置中，磁場(chǎng)可在球體302的磁體324和內(nèi)殼體304的磁體344之間產(chǎn)生。

外殼體306可具有圓柱形狀。外殼體306的內(nèi)徑可比內(nèi)殼體304的外徑大。內(nèi)殼體304可設(shè)置在外殼體306的內(nèi)部空間中。開關(guān)362可安裝在外殼體306的內(nèi)底部。開關(guān)362可在駕駛者按壓球體302時(shí)接通，且當(dāng)駕駛者松開球體302按壓時(shí)，開關(guān)362可關(guān)閉并生成開/關(guān)信號(hào)。當(dāng)駕駛者按壓球體302時(shí)，壓力可通過內(nèi)殼體304按壓開關(guān)362，然后開關(guān)363可接通。當(dāng)駕駛者松開球體302的按壓時(shí)，按壓內(nèi)殼體304的力可消失且因此開關(guān)362可關(guān)閉。

彈性元件364可安裝在內(nèi)殼體304和外殼體306之間，具體地，在內(nèi)殼體304外側(cè)的下表面和外殼體306內(nèi)側(cè)的底部之間。當(dāng)內(nèi)殼體 304被按壓時(shí)，彈性元件364可被壓縮，當(dāng)內(nèi)殼體304的壓縮松開時(shí)，彈性元件364可返回到原始狀態(tài)。彈性元件364可通過彈性元件364的回復(fù)力向上移動(dòng)到原始位置，該位置是內(nèi)殼體304被按壓之前的位置，然后在內(nèi)殼體304和開關(guān)362之間的接觸可通過提升內(nèi)殼體304來松開，從而關(guān)閉開關(guān)362。

軸承366可設(shè)置在內(nèi)殼體304和外殼體306之間。特別地，軸承366可安裝在外殼體306的內(nèi)壁上?？砂惭b至少一個(gè)軸承366，可替換地，多個(gè)軸承可對(duì)稱安裝。軸承366可配置成減小內(nèi)殼體304外壁和外殼體306內(nèi)壁之間的摩擦，其中當(dāng)內(nèi)殼體304被壓縮或壓縮松開時(shí)，可產(chǎn)生摩擦，因而執(zhí)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。軸承366可以是球軸承。軸承366可以被潤(rùn)滑劑取代。此外，當(dāng)內(nèi)殼體304的外壁和外殼體306的內(nèi)壁由具有低摩擦系數(shù)的材料形成時(shí)，軸承366可省略。

圖4是包括在圖3的輸入設(shè)備中球體和磁體的結(jié)構(gòu)。

圖4(A)是從內(nèi)殼體344的磁體344察看球體302的示圖。磁體324可設(shè)置在鎖定凸起322的中心上。如箭頭所示，磁體324可通過旋轉(zhuǎn)球體302徑向移動(dòng)。為了描述的方便，圖4(A)中示出八個(gè)方向，但不限于八個(gè)方向。球體302可具有更高自由度，且因此可在不同方向上移動(dòng)。球體302可以以彎曲方式和直線方式移動(dòng)。

圖4(B)是內(nèi)殼體304的磁體344的平面圖。也就是，圖4(B)是從球體302察看時(shí)磁體344的上表面的示圖。如上所述，多個(gè)磁體344可徑向設(shè)置在固定元件346的上表面上。每個(gè)磁體344可具有圓形。多個(gè)磁體344中，磁體的尺寸可隨著磁體接近中心(O)而增大，且磁體的尺寸可隨著磁體遠(yuǎn)離中心(O)而減小。因此，磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度可隨著磁體接近中心(O)而變強(qiáng)，磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度可隨著磁體遠(yuǎn)離中心(O)而變?nèi)酢?/p>

當(dāng)球體302的磁體324面對(duì)固定元件346的多個(gè)磁體344時(shí)，根據(jù)磁體位置，多個(gè)磁體344的尺寸(或磁場(chǎng)強(qiáng)度)不同的原因是因?yàn)榇朋w324和344之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度根據(jù)球體302的旋轉(zhuǎn)角度而不同。因此，因?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)度的變化可表示球體302的磁體324的位置變化，當(dāng)磁場(chǎng)變化被檢測(cè)時(shí)，可檢測(cè)球體302的磁體324的相對(duì)于固定元件346的多個(gè)磁體344的位置(旋轉(zhuǎn)角度)變化。

當(dāng)與內(nèi)殼體304的磁體344比較時(shí)，如圖4(A)所示的從<a>到<h>的球體302的移動(dòng)方向可對(duì)應(yīng)于如圖4(B)所示的從<a>到<h>的方向。當(dāng)球體302的磁體324由于球體302的旋轉(zhuǎn)在方向<a>移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)軌跡可在內(nèi)殼體304的磁體344的方向<a>上形成。當(dāng)球體302的磁體324由于球體302的旋轉(zhuǎn)在方向<g>移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)軌跡可在內(nèi)殼體304的磁體344的方向<g>上形成。

圖4(C)是內(nèi)殼體304的磁體344的側(cè)截面視圖。多個(gè)磁體344可附接(或嵌入)而從固定元件346的上表面稍微突出。當(dāng)球體302旋轉(zhuǎn)時(shí)，球體302的磁體324移動(dòng)的軌跡可具有彎面，且因此由設(shè)置在內(nèi)殼體304固定元件346上表面上的多個(gè)磁體344形成的表面可以是彎曲形狀。

內(nèi)殼體304的每個(gè)磁體344可連接到至少一個(gè)霍爾傳感器404?；魻杺鞲衅?04可檢測(cè)多個(gè)磁體344產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，然后可產(chǎn)生磁場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)球體302的磁體324的位置由于球體302的旋轉(zhuǎn)改變，霍爾傳感器404檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度可根據(jù)改變的位置而改變。因此，基于磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，可確定球體302的磁體324相對(duì)于固定元件346的多個(gè)磁體344的位置，也就是球體302的旋轉(zhuǎn)角度。

霍爾傳感器404可通過使用霍爾效應(yīng)檢測(cè)磁場(chǎng)，然后將磁場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓。霍爾效應(yīng)是當(dāng)磁場(chǎng)中的導(dǎo)體中的電流在磁場(chǎng)垂直方向上流動(dòng)時(shí)，在與磁場(chǎng)和電流均垂直的方向上產(chǎn)生電場(chǎng)的效應(yīng)?；魻栃?yīng)與電流流動(dòng)的導(dǎo)線和固體中移動(dòng)的電荷有關(guān)。垂直于電流流動(dòng)的導(dǎo)線的磁場(chǎng)可允許在導(dǎo)線中移動(dòng)的電荷向一個(gè)表面彎曲。因此，負(fù)電荷堆疊在導(dǎo)線表面上，線路表面帶負(fù)電，而導(dǎo)線另一表面帶正電。

因此，電場(chǎng)可跨導(dǎo)線存在，且這定義為霍爾效應(yīng)，且霍爾電場(chǎng)可通過測(cè)量跨導(dǎo)線(導(dǎo)線兩端)的電壓差(霍爾電壓)來估計(jì)。此外，因?yàn)槔没魻栃?yīng)，電極漂移速度為vD＝E/B，可測(cè)量移動(dòng)電極的漂移速度，并可確定正負(fù)。

圖5是根據(jù)本公開第一實(shí)施例的輸入設(shè)備操作的示圖。

如圖5(A)所示，球體302的旋轉(zhuǎn)可表示駕駛者可以以不同角度旋轉(zhuǎn)球體302的操作。球體302的旋轉(zhuǎn)可包括在上、下、左、和右四個(gè)方向(包括各方向之間角度)上旋轉(zhuǎn)球體302，并在內(nèi)殼體304的 上部邊緣和同心圓上旋轉(zhuǎn)。

如圖5(B)所示，點(diǎn)擊球體302可表示駕駛者可向下按壓球體302然后松開壓縮的操作。球體302可通過點(diǎn)擊向下移動(dòng)然后返回到原始位置。

圖6是根據(jù)本公開第一實(shí)施例的輸入設(shè)備的輸入信號(hào)的示圖。

圖6(A)是通過點(diǎn)擊根據(jù)本公開第一實(shí)施例的輸入設(shè)備102的球體302產(chǎn)生的電信號(hào)的曲線圖。當(dāng)駕駛者按壓球體302然后松開球體302，也就是壓縮球體302然后松開壓縮時(shí)，開關(guān)362可接通并關(guān)閉。當(dāng)開關(guān)362接通時(shí)，開關(guān)362中生成的輸入信號(hào)的電壓電平可增加，且當(dāng)開關(guān)362關(guān)閉時(shí)，開關(guān)362中生成的輸入信號(hào)的電壓電平可減小。也就是，如圖6(A)所示，根據(jù)開關(guān)362的開/關(guān)，可生成方波脈沖信號(hào)作為輸入信號(hào)。通過方波脈沖信號(hào)的發(fā)生，可以識(shí)別進(jìn)行點(diǎn)擊操作。

圖6(B)是根據(jù)本公開第一實(shí)施例的輸入設(shè)備102的球體302旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電信號(hào)的曲線。當(dāng)駕駛者旋轉(zhuǎn)球體302時(shí)，根據(jù)球體302的磁體324的位移可發(fā)生磁場(chǎng)變化，如圖3和4所示。磁場(chǎng)變化可通過霍爾傳感器404檢測(cè)，并可顯示為具有波形的電壓變化，如圖6(B)所示。例如，在圖6(B)中，當(dāng)球體302的磁體324面對(duì)內(nèi)殼體304的磁體344的中心點(diǎn)(O)，即球體302的磁體324設(shè)置在原始位置時(shí)，可產(chǎn)生約5.3mV的最高電壓。當(dāng)球體302的磁體324移動(dòng)并設(shè)置在內(nèi)殼體304的磁體344的最遠(yuǎn)邊緣時(shí)，可產(chǎn)生約2mV的最低電壓。當(dāng)球體302的磁體324返回到內(nèi)殼體304的磁體344的中心點(diǎn)(O)時(shí)，可再次產(chǎn)生約5.3mV的最高電壓。

在圖6(B)中，球體302的磁體324從中心點(diǎn)(O)移動(dòng)到邊緣部分時(shí)的速度和球體302的磁體324從邊緣部分返回到中心點(diǎn)(O)時(shí)的速度之間有差值，磁體324從中心點(diǎn)(O)移動(dòng)到邊緣部分在1秒到6秒之間，磁體324從邊緣部分返回到中心點(diǎn)(O)在6秒到9秒之間。設(shè)置在內(nèi)殼體304的固定元件346上的多個(gè)磁體344中，設(shè)置在中心點(diǎn)(O)的磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度比設(shè)置在邊緣部分的磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度更強(qiáng)。因此，球體302的磁體324從中心點(diǎn)(O)移動(dòng)到邊緣部分時(shí)的速度可比球體302的磁體324從邊緣部分返回到中心點(diǎn)(O) 時(shí)的速度更快，磁體324從中心點(diǎn)(O)移動(dòng)到邊緣部分在1秒到6秒之間，磁體324從邊緣部分返回到中心點(diǎn)(O)在6秒到9秒之間。

為了球體302的磁體324從中心點(diǎn)(O)移動(dòng)到邊緣，需要駕駛者操作，但不需要為了在6秒到9秒之間球體302的磁體324從邊緣部分返回到中心點(diǎn)(O)，而由駕駛者操作，因?yàn)榍蝮w302可旋轉(zhuǎn)并通過兩個(gè)磁體324和344之間的相互作用返回到中心點(diǎn)(O)，這兩個(gè)磁體具有彼此不同的磁極。

圖7是通過接收來自根據(jù)第一實(shí)施例的輸入設(shè)備的輸入信號(hào)生成控制信號(hào)的控制方框圖。電子控制單元(ECU：Electronic Control Unit)702可接收輸入設(shè)備102的球體302的操作產(chǎn)生的輸入信號(hào)，然后生成對(duì)應(yīng)于相應(yīng)操作的控制信號(hào)。

輸入設(shè)備102的球體302的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的輸入信號(hào)可通過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)704轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后傳輸?shù)紼CU 702。參考預(yù)定查詢表，ECU 702可生成對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的控制信號(hào)。

點(diǎn)擊輸入設(shè)備102的球體302產(chǎn)生的輸入信號(hào)可通過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)706轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后傳輸?shù)紼CU 702。參考預(yù)定查詢表，ECU 702可生成對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的控制信號(hào)。

對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)和點(diǎn)擊球體302或旋轉(zhuǎn)和點(diǎn)擊組合每一個(gè)的控制信號(hào)可以以所有組件為對(duì)象，這些組件可由駕駛者在駕駛的同時(shí)操作。例如，控制信號(hào)可配置成控制顯示在車輛前窗上的平視顯示器，并配置成控制車燈的開/關(guān)，且配置成控制車輛多媒體裝置。此外，控制信號(hào)可配置成控制車輛的速度/制動(dòng)/變速器。

如上所述，根據(jù)本公開實(shí)施例的輸入設(shè)備可通過旋轉(zhuǎn)和點(diǎn)擊、以及旋轉(zhuǎn)和點(diǎn)擊組合中每一種顯著改善用戶界面中菜單的擴(kuò)展。具體地，通過標(biāo)記，傳統(tǒng)輸入設(shè)備顯示某些功能分配在大量按鈕/操縱桿/撥盤的每一個(gè)中，但根據(jù)本公開實(shí)施例的輸入設(shè)備可允許不同菜單通過旋轉(zhuǎn)和點(diǎn)擊、以及旋轉(zhuǎn)和點(diǎn)擊組合中每一種操作。具體地，當(dāng)與圖形用戶界面組合時(shí)，用戶界面可僅通過更新固件無限制地?cái)U(kuò)展。

圖8是具有根據(jù)本公開第二和第三實(shí)施例的輸入設(shè)備的方向盤的示圖。

圖8(A)是具有根據(jù)本公開第二實(shí)施例的輸入設(shè)備方向盤的示圖， 具體地，輸入設(shè)備802安裝在方向盤804的輪緣806。當(dāng)駕駛者以高速駕駛高性能車輛時(shí)，駕駛者通?？砂盐赵诜较虮P804的2點(diǎn)鐘和10點(diǎn)鐘方向之間。當(dāng)把握在方向盤804的2點(diǎn)鐘和10點(diǎn)鐘方向之間時(shí)，可進(jìn)行快速操作。在高性能車輛中，輸入設(shè)備802可安裝在輪緣806的位置，其中該位置是駕駛者把握方向盤804的2點(diǎn)鐘和10點(diǎn)鐘方向之間時(shí)，駕駛者兩個(gè)拇指彼此接觸的位置，如圖8(A)所示，且因此輸入設(shè)備802可易于以高速操作。

圖8(B)是具有根據(jù)本公開第三實(shí)施例的輸入設(shè)備852的方向盤的示圖，具體地，單個(gè)輸入設(shè)備852安裝在方向盤814的輪緣810的右側(cè)或左側(cè)。一般地，人們優(yōu)勢(shì)(dominantly)使用右手或左手，因此可安裝單個(gè)輸入設(shè)備852，以便人們可利用優(yōu)勢(shì)手操作輸入設(shè)備852。

圖9是根據(jù)本公開第四實(shí)施例的輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。圖9是根據(jù)第四實(shí)施例的輸入設(shè)備的側(cè)截面視圖。球體902可基本為球形，且還可包括以凸起方式形成的鎖定凸起922。球體902的一部分可設(shè)置在內(nèi)殼體904中，且球體902的剩余部分露出在外面。形成球體902的鎖定凸起922的部分可設(shè)置在內(nèi)殼體904中。鎖定凸起922可與球體902一起形成為單個(gè)模塑體。可替換地，球體部分和鎖定凸起922可分開制造，且然后彼此以機(jī)械方式，如組裝和粘附連結(jié)。

鎖定凸起922可配置成限制球體902的旋轉(zhuǎn)角度，以便當(dāng)球體在內(nèi)殼體904內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，阻止球體902旋轉(zhuǎn)超過一定角度。鎖定凸起922的形狀和尺寸可形成為限制球體902的旋轉(zhuǎn)角度。因此，在球體902設(shè)置在內(nèi)殼體904內(nèi)并旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，當(dāng)球體902的旋轉(zhuǎn)達(dá)到一定旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，鎖定凸起922可與內(nèi)殼體904的內(nèi)表面接觸，且可阻止球體902的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，以便可限制球體902的旋轉(zhuǎn)角度。

磁體924可設(shè)置在面對(duì)內(nèi)殼體904的鎖定凸起922的表面上。磁體924可具有圓形并可從鎖定凸起922的表面稍微突出。可替換地，除了圓形，磁體924可以以多邊形形狀形成。球體902的磁體924可具有與下面描述的內(nèi)殼體904的磁體944相反的極性，也就是磁體924和磁體944不相容。球體902的磁體924可定義為第一磁體，而內(nèi)殼體904的磁體944可定義為第二磁體。磁體924可以是永久磁體。磁體924可以是磁單極的。

內(nèi)殼體904可具有圓柱形狀。作為形成鎖定凸起922一側(cè)部分的球體902的一部分可設(shè)置在內(nèi)殼體904的上部。在內(nèi)殼體904上邊緣的內(nèi)側(cè)可具有震動(dòng)吸收元件942。當(dāng)球體902旋轉(zhuǎn)時(shí)，鎖定凸起922可與內(nèi)殼體904的上邊緣的內(nèi)側(cè)碰撞，且可產(chǎn)生噪聲。因此，震動(dòng)吸收元件942可吸收沖擊，可抑制噪聲的發(fā)生，且可阻止球體902和內(nèi)殼體904的損壞。震動(dòng)吸收元件942可以是由橡膠制成的O形圈?？商鎿Q地，震動(dòng)吸收元件942可以是由氨基甲酸乙酯制成的O形圈。

內(nèi)殼體904可延長(zhǎng)得較長(zhǎng)，以便球體902的上部以及球體902的下部可設(shè)置在內(nèi)殼體904中。也就是，球體902設(shè)置在內(nèi)殼體904中，大部分球體902可設(shè)置在內(nèi)殼體904的內(nèi)部，且球體902的部分上部可露出于外面。內(nèi)殼體904可從球體902的下部和球體902的上部支撐球體902。也就是，內(nèi)殼體904的內(nèi)壁的兩點(diǎn)可突出從而支撐球體902的下部和上部。支撐力可阻止球體902向內(nèi)殼體904的外部逸出。軸承992和994可設(shè)置在與內(nèi)殼體904的球體902接觸的突出部上。軸承992和994可配置成減小球體902的表面和內(nèi)殼體904之間的摩擦。軸承992和994可以是球軸承。軸承992和994可以以潤(rùn)滑劑替代。此外，當(dāng)球體902的表面和內(nèi)殼體904的外壁由具有低摩擦系數(shù)的材料形成時(shí)，軸承992和994可省略。

多個(gè)磁體944可設(shè)置在內(nèi)殼體904的內(nèi)底部上。多個(gè)磁體944可設(shè)置在固定元件946的上表面上。固定元件946可具有一定面積，且固定元件946的上表面可具有平面或流暢曲面。固定元件946可以以固定元件946的上表面與球體902的鎖定凸起922相對(duì)的方式安裝。當(dāng)球體902旋轉(zhuǎn)時(shí)，球體902的磁體924可移動(dòng)，同時(shí)向上與內(nèi)殼體904的磁體944分開一定距離。在前述配置中，可在球體902的磁體924和內(nèi)殼體904的磁體944之間產(chǎn)生磁場(chǎng)。

外殼體906可具有圓柱形狀。外殼體906的內(nèi)徑可比內(nèi)殼體904的外徑大。內(nèi)殼體904可設(shè)置在外殼體906的內(nèi)部空間中。開關(guān)962可安裝在外殼體906的內(nèi)底部。當(dāng)駕駛者按壓球體902時(shí)，開關(guān)962可接通，并且當(dāng)駕駛者松開按壓球體902時(shí)，開關(guān)962可關(guān)閉并產(chǎn)生開/關(guān)信號(hào)。當(dāng)駕駛者按壓球體902時(shí)，按壓力可通過內(nèi)殼體904按壓開關(guān)962，且開關(guān)962可接通。當(dāng)駕駛者松開球體902的壓縮時(shí)，按 壓內(nèi)殼體904的力可消失，且因此開關(guān)962可關(guān)閉。

彈性元件964可安裝在內(nèi)殼體904和外殼體906之間，具體地，在內(nèi)殼體904外側(cè)的下表面上和外殼體906內(nèi)側(cè)的底部之間。當(dāng)內(nèi)殼體904被按壓時(shí)，彈性元件964可被壓縮，且當(dāng)內(nèi)殼體904的壓縮松開時(shí)，彈性元件964可返回到原始狀態(tài)。彈性元件964可通過彈性元件964的回復(fù)力向上移動(dòng)到原始位置，該位置是內(nèi)殼體904被按壓之前的位置，然后內(nèi)殼體904和開關(guān)962之間的接觸可通過提升內(nèi)殼體904來松開，從而關(guān)閉開關(guān)962。

軸承966可設(shè)置在內(nèi)殼體904和外殼體906之間。具體地，軸承966可安裝在外殼體906的內(nèi)壁上。至少可安裝一個(gè)軸承966，且可替換地，可對(duì)稱安裝多個(gè)軸承。軸承966可配置成減小內(nèi)殼體904的外壁和外殼體906的內(nèi)壁之間的摩擦，其中當(dāng)內(nèi)殼體904被壓縮或壓縮松開時(shí)可產(chǎn)生摩擦，因而上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。軸承966可以是球軸承。軸承966可以以潤(rùn)滑劑取代。此外，當(dāng)內(nèi)殼體904的外壁和外殼體906的內(nèi)壁由具有低摩擦系數(shù)的材料形成時(shí)，軸承966可省略。

圖10是根據(jù)本公開第五實(shí)施例的輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。圖10是根據(jù)第五實(shí)施例的輸入設(shè)備的側(cè)截面圖。球體102可基本具有球形形狀，并還可包括以凸起形式形成的鎖定凸起1022。部分球體1002可設(shè)置在內(nèi)殼體1004中，且剩余球體1002可露出在外面。形成球體1002的鎖定凸起1022的部分可設(shè)置在內(nèi)殼體1004中。鎖定凸起1022可與球體1002作為單個(gè)模塑體一體形成?？商鎿Q地，球體部分和鎖定凸起1022可分開制造，且然后可以機(jī)械方式，如組裝和粘附方式彼此連結(jié)。

鎖定凸起1022可配置成限制球體1002的旋轉(zhuǎn)角度，以便可當(dāng)球體在內(nèi)殼體1004的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)阻止球體1002旋轉(zhuǎn)超過一定角度。鎖定凸起1022的形狀和尺寸可形成為限制球體1002的旋轉(zhuǎn)角度。因此，在球體1002設(shè)置在內(nèi)殼體1004中并旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，當(dāng)球體1002的旋轉(zhuǎn)達(dá)到一定角度時(shí)，鎖定凸起1022可與內(nèi)殼體1004的內(nèi)表面接觸，且可阻止球體1002的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，使得球體1002的旋轉(zhuǎn)角度可被限制。

磁體1024可設(shè)置在面對(duì)內(nèi)殼體1004的鎖定凸起1022的表面上。磁體1024可具有圓形并可從鎖定凸起1022的表面稍微突出。可替換 地，除了圓形，磁體1024還可以以多邊形形狀形成。球體1002的磁體1024可具有與下述內(nèi)殼體1004的磁體1044相反的極性，也就是磁體1024和磁體1044不相容。球體1002的磁體1024可定義為第一磁體，而內(nèi)殼體1004的磁體1044可定義為第二磁體。磁體1024可以是永磁體。磁體1024可以是磁性單極的。

內(nèi)殼體1004可具有圓柱形狀。作為形成鎖定凸起1022的一側(cè)部分的部分球體1002可設(shè)置在內(nèi)殼體1004的上部。在內(nèi)殼體1004的上邊緣的內(nèi)側(cè)中，可提供震動(dòng)吸收元件1042。當(dāng)球體1002旋轉(zhuǎn)時(shí)，鎖定凸起1022可與內(nèi)殼體1004的上邊緣的內(nèi)側(cè)碰撞，且可產(chǎn)生噪聲。因此，震動(dòng)吸收元件1042可吸收沖擊，可抑制噪聲的產(chǎn)生，且可阻止球體1002和內(nèi)殼體1004的損傷。震動(dòng)吸收元件1042可以是由橡膠制成的O形圈?？商鎿Q地，震動(dòng)吸收元件1042可以是由氨基甲酸乙酯制成的O形圈。

軸承1094可設(shè)置在內(nèi)殼體1004的上邊緣表面上，其中該表面與球體1002接觸。軸承1094可配置成減小球體1002的表面和內(nèi)殼體1004的摩擦。軸承1094可以是球軸承。軸承1094可以以潤(rùn)滑劑取代。此外，當(dāng)球體1002的表面和內(nèi)殼體1004的外壁由具有低摩擦系數(shù)的材料形成時(shí)，可省略軸承1094。

多個(gè)磁體1044可設(shè)置在內(nèi)殼體1004的內(nèi)底部上。該多個(gè)磁體1044可設(shè)置在固定元件1046的上表面上。固定元件1046可具有一定面積，且固定元件1046的上表面可具有平面或流暢曲面。固定元件1046可以以其上表面與球體1002的鎖定凸起1022相對(duì)的方式安裝。當(dāng)球體1002旋轉(zhuǎn)時(shí)，球體1002的磁體1024可移動(dòng)，同時(shí)向上與內(nèi)殼體1004的磁體1044分開一定距離。在上述配置中，磁場(chǎng)可在球體1002的磁體1024和內(nèi)殼體1004的磁體1044之間產(chǎn)生。

外殼體1006可具有圓柱形狀。外殼體1006的內(nèi)徑可比內(nèi)殼體1004的外徑大。內(nèi)殼體1004可設(shè)置在外殼體1006的內(nèi)部空間中。開關(guān)1062可安裝在外殼體1006的內(nèi)底部上。當(dāng)駕駛者按壓球體1002時(shí)，開關(guān)1062可接通，并且當(dāng)駕駛者松開按壓球體1002時(shí)，開關(guān)1062可關(guān)閉并產(chǎn)生開/關(guān)信號(hào)。當(dāng)駕駛者按壓球體1002時(shí)，按壓力可通過內(nèi)殼體1004按壓開關(guān)1062，且開關(guān)1062可接通。當(dāng)駕駛者松開球體 1002的壓縮時(shí)，按壓內(nèi)殼體1004的力可消失，且因此開關(guān)1062可關(guān)閉。

彈性元件1064可安裝在內(nèi)殼體1004和外殼體1006之間，具體地，在內(nèi)殼體1004外側(cè)的下表面上和外殼體1006內(nèi)側(cè)的底部之間。當(dāng)內(nèi)殼體1004被按壓時(shí)，彈性元件1064可被壓縮，且當(dāng)內(nèi)殼體1004的壓縮松開時(shí)，彈性元件1064可返回到原始狀態(tài)。彈性元件1064可通過彈性元件1064的回復(fù)力向上移動(dòng)到原始位置，該位置是內(nèi)殼體1004被按壓之前的位置，然后內(nèi)殼體1004和開關(guān)1062之間的接觸可通過提升內(nèi)殼體1004松開，從而關(guān)閉開關(guān)1062。

軸承1066可設(shè)置在內(nèi)殼體1004和外殼體1006之間。具體地，軸承1066可安裝在外殼體1006的內(nèi)壁上?？砂惭b至少一個(gè)軸承1066，且可替換地，多個(gè)軸承可對(duì)稱安裝。軸承1066可配置成減小內(nèi)殼體1004的外壁和外殼體1006的內(nèi)壁之間，其中當(dāng)內(nèi)殼體1004被壓縮或壓縮松開時(shí)，可產(chǎn)生摩擦，因而執(zhí)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。軸承1066可以是球軸承。軸承1066可以以潤(rùn)滑劑取代。此外，當(dāng)內(nèi)殼體1004的外壁和外殼體1006的內(nèi)壁由具有低摩擦系數(shù)的材料形成時(shí)，軸承1066可省略。

從上面的描述可顯然看出，可提供作為能夠?qū)崿F(xiàn)用戶界面功能的更廣的擴(kuò)展性、輸入設(shè)備的集中度以及增強(qiáng)駕駛便利性的改進(jìn)的用戶界面輸入設(shè)備的輸入設(shè)備。

雖然已經(jīng)示出并描述了本公開的幾個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解可不偏離本公開的原理和精神地，對(duì)這些實(shí)施例做出改變，本公開的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同配置限定。