DE102014008464B4

DE102014008464B4 - Vorrichtung zur Bedienung mehrerer Funktionen in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014008464B4
Application number: DE102014008464.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Bleckmann
Original assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2034-06-07
Also published as: DE102014008464A1

Abstract

Vorrichtung zur Bedienung mehrerer Funktionen in einem Kraftfahrzeug, mit einer mehrere Bedienfelder (2a, 2b, ...) aufweisenden Schalterleiste (1), welche um eine Drehachse (3) verschwenkbar gelagert ist, wobei durch eine manuelle Betätigung der Schalterleiste (1) in Abhängigkeit davon, auf welchem der Bedienfelder (2a, 2b, ...) sie betätigt wird, unterschiedliche Funktionen ausgelöst werden, und mit Mitteln zur Erkennung auf welchem ihrer Bedienfelder(2a, 2b, ...) die Schalterleiste (1) betätigt wird, wobei die Vorrichtung ferner mit Mitteln zum Erzeugen einer haptischen Rückmeldung beim Betätigen der Schalterleiste (1) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterleiste (1) eine flache Betätigungsplatte (2) sowie mit dieser verbundene Versteifungsrippen (5) umfasst, die im Bereich ihrer der Verbindung mit der Betätigungsplatte (2) abgewandten Enden die Drehachse (3) aufnehmen, und die mit Gelenken (5', 5") zum Ermöglichen einer Verschiebung der Betätigungsplatte (2) parallel zu der Drehachse (3) versehen sind, und dass in der Vorrichtung ein elektromagnetischer Aktuator (6) so angeordnet ist, dass durch diesen die Betätigungsplatte (2) zu einer solchen Verschiebung ansteuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bedienung mehrerer Funktionen in einem Kraftfahrzeug, mit einer mehrere Bedienfelder aufweisenden Schalterleiste, welche um eine Drehachse verschwenkbar gelagert ist, wobei durch eine manuelle Betätigung der Schalterleiste in Abhängigkeit davon, auf welchem der Bedienfelder sie betätigt wird, unterschiedliche Funktionen ausgelöst werden, und mit Mitteln zur Erkennung auf welchem ihrer Bedienfelder die Schalterleiste betätigt wird, wobei die Vorrichtung ferner mit Mitteln zum Erzeugen einer haptischen Rückmeldung beim Betätigen der Schalterleiste versehen ist.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 024 776 A1 bekannt. Bei einer Ausführungsform der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung ist eine mehrere Bedienfelder aufweisende Schalterleiste um eine Drehachse verschwenkbar gelagert. Die Schalterleiste weist mehrere kapazitive Sensorflächen als Mittel zur Erkennung auf welchem ihrer Bedienfelder sie betätigt wird auf. Durch ein Verschwenken der Schalterleiste können Schaltbausteine oder Schaltkontakte betätigt und so Schaltfunktionen ausgelöst werden. Die beschriebene Vorrichtung kann auch mit Mitteln zum Erzeugen einer haptischen Rückmeldung beim Betätigen der Schalterleiste versehen sein, die jedoch nicht näher beschrieben sind.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine sehr einfache und kostengünstige Ausführung solcher Mittel zum Erzeugen einer haptischen Rückmeldung beim Betätigen der Schalterleiste zur Verfügung.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die die Schalterleiste eine flache Betätigungsplatte sowie mit dieser verbundene Versteifungsrippen umfasst, die im Bereich ihrer der Verbindung mit der Betätigungsplatte abgewandten Enden die Drehachse aufnehmen, und die mit Gelenken zum Ermöglichen einer Verschiebung der Betätigungsplatte parallel zu der Drehachse versehen sind, und dass in der Vorrichtung ein elektromagnetischer Aktuator so angeordnet ist, dass durch diesen die Betätigungsplatte zu einer solchen Verschiebung ansteuerbar ist.
Bevorzugt besteht die Schalterleiste im Wesentlichen aus Kunststoff und die Versteifungsrippen sind mit jeweils zwei als Filmscharnieren ausgebildeten Gelenken versehen, die Bewegungen der Versteifungsrippen um Achsen, die zur Richtung der Betätigung der Schalterleiste parallel sind, ermöglichen.
In einer besonders kompakten Ausführungsform umfasst der elektromagnetische Aktuator einen gegenüber der Schalterleiste ortsfest angebrachten elektrischen Haftmagneten, der mit einem mit der Schalterleiste fest verbundenen ferromagnetischen Element kooperiert. Dieser elektrische Haftmagnet ist dabei bevorzugt mit dem ferromagnetischen Element unter Zwischenlage eines nichtmagnetischen elastischen Elements, welches etwa aus Gummi, Silikon, einen thermoplastischen Elastomer oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen kann, kraftschlüssig verbunden.
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
Dabei zeigen:

1: eine schematische Darstellung der Schalterleiste einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
1. a) in Aufsicht
2. b) in einer Seitenansicht einschließlich der Zuordnung eines Kraftsensors
2: die Schalterleiste aus 1 in einer durch den Aktuator seitlich ausgelenkten Stellung
3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß verwendeten elektromagnetischen Aktuators, verbunden mit einer Betätigungsplatte der Schalterleiste

Die 1 zeigt eine Schalterleiste 1 einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung in einer schematischen Darstellung. Die Schalterleiste 1 ist zur Bedienung mehrerer Funktionen in einem Kraftfahrzeug vorgesehen und weist dazu mehrere Bedienfelder 2a, 2b, ... auf, wobei jedes dieser Bedienfelder zumindest einer der bedienbaren Funktionen in der Weise zugeordnet ist, dass bei einer manuellen Betätigung der Schalterleiste 1 in Abhängigkeit davon, auf welchem der Bedienfelder 2a, 2b, ... sie betätigt wird, die diesem jeweils zugeordnete Funktionen ausgelöst wird.
Die Schalterleiste 1 ist zur Ermöglichung der Betätigung um eine Drehachse 3, die in der Zeichnung auch als Y-Achse bezeichnet ist, verschwenkbar gelagert. Sie besteht im Wesentlichen aus einer flachen, in sich relativ biegeweichen Betätigungsplatte 2, auf deren in der Darstellung sichtbaren Oberfläche die Bedienfelder 2a, 2b, ... angeordnet sind. Mit der Betätigungsplatte 2 fest verbunden sind mehrere Versteifungsrippen 5, die sich parallel zu der in der Zeichnung mit X bezeichneten Achse erstrecken. Die Betätigungsplatte 2 und die Versteifungsrippen 5 sind vorzugsweise als Kunststoffteil einstückig miteinander ausgebildet. Die Versteifungsrippen 5 erzeugen durch ihre Ausrichtung in X-Richtung und ihre Verbindung mit der Betätigungsplatte 2 deren Biegesteifigkeit in ihrer Quererstreckung. Im Bereich ihrer der Verbindung mit der Betätigungsplatte 2 abgewandten Enden nehmen die Versteifungsrippen 5 die Drehachse 3 auf, um die sie frei drehbeweglich sind. Insgesamt bewirkt die beschriebene Anordnung also, dass die Schalterleiste 1 bezüglich ihrer Längserstreckung biegeweich und bezüglich der dazu senkrechten Quererstreckung biegesteif ausgeführt ist. Zusätzlich sind die Versteifungsrippen 5 mit jeweils zwei als Filmscharnieren ausgebildeten Gelenken 5', 5" versehen. Die Gelenke 5', 5" befinden sich jeweils in der Nähe der Drehachse 3 sowie in der Nähe der Verbindung der Versteifungsrippe 5 mit der Betätigungsplatte 2. Sie ermöglichen Bewegungen der Versteifungsrippen 5 um Achsen, die zu in der Darstellung als Z-Achse bezeichneten Richtung parallel sind. Diese Richtung entspricht im Wesentlichen der Richtung der Betätigung der Schalterleiste 1.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ergibt sich durch die jeweils zwei Gelenke 5', 5" jeweils einer Versteifungsrippe 5 die Möglichkeit durch parallele Knickungen aller Versteifungsrippen 5 mit Hilfe eines Aktuators 6 eine Verschiebung der Betätigungsplatte 2 in Y-Richtung, also parallel zu der Drehachse 3 vorzunehmen. Die gleichzeitig auch in X-Richtung erfolgende Verschiebung ist praktisch vernachlässigbar, da bereits die Verschiebung in Y-Richtung nur um einen sehr geringen Betrag erfolgt.
Der Schalterleiste 1 sind mehrere in Richtung ihrer Längserstreckung verteilt angeordnete Kraftsensoren 4 zugeordnet. Diese sind in der dargestellten Ausführungsform so angeordnet, dass sich unter jeder Versteifungsrippe 5 jeweils ein Kraftsensor 4 befindet, der ein bei auf die jeweilige Versteifungsrippe 5 bei Drehung um die Drehachse 3 ausgeübtes Drehmoment abstützt und die entsprechende Kraft misst. Bei einer an einem beliebigen Ort auf der Betätigungsplatte 2 erfolgenden Krafteinleitung im Sinne einer Betätigung erfährt der diesem Ort am nächsten liegende Kraftsensor 4 die höchste Kraft. Da die Betätigungsplatte 2 auch in ihrer Längserstreckung nur begrenzt biegeweich ist, erfahren auch die benachbarten Kraftsensoren 4 noch Betätigungskräfte, die jedoch mit der Entfernung von dem Ort der Krafteinleitung immer geringer werden. Aus der Verteilung bzw. dem Profil der bei einer Betätigung der Schalterleiste 1 gemessenen Kräfte aller Kraftsensoren 4 lässt sich somit nicht nur die Betätigung als solche feststellen, sondern auch der Ort der Krafteinleitung und somit das mit der Betätigung gemeinte Bedienfeld 2a, 2b, ... ermitteln.
In 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform des elektromagnetischen Aktuators 6 schematisch dargestellt, die einen besonders kompakten Aufbau der gesamten Anordnung ermöglicht. Der elektromagnetische Aktuator 6 besteht dabei im Wesentlichen aus einem gegenüber der Schalterleiste 1 ortsfest angebrachten elektrischen Haftmagneten 7. Dieser elektrische Haftmagnet 7 besteht aus einem im Querschnitt kreisrunden und in dem hier dargestellten Längsschnitt E-förmig ausgebildeten ferromagnetischen Kern 8, in dem eine Spule 9 aus Kupferdraht aufgenommen ist. Durch Bestromung der Spule 9 kann ein magnetisches Feld erzeugt werden, durch dass eine anziehende Kraftwirkung auf ein in der Nähe befindliches ferromagnetisches Element wie z.B. ein Eisenplättchen 10 ausgeübt wird.
Der elektrische Haftmagnet 7 ist mit einem solchen Eisenplättchen 10 unter Zwischenlage eines nichtmagnetischen elastischen Plättchens 11 verbunden, welches etwa aus Gummi, Silikon, einen thermoplastischen Elastomer oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen kann. Bei Bestromung der Spule 9 zieht der Haftmagnet 7 das Eisenplättchen 10 an und dieses bewegt sich auf den Haftmagneten 7 zu, wobei das elastische Plättchen 11 zusammengepresst wird. Wird die Bestromung der Spule 9 unterbrochen, entspannt sich das elastische Plättchen 11 und das Eisenplättchen 10 wird in seine ursprüngliche Position zurück verlagert.
Das Eisenplättchen 10 selbst ist, wie hier schematisch dargestellt, andererseits mit der Schalterleiste 1 fest verbunden, so dass die beschriebene Bewegung des Plättchens 10 unmittelbar auf die Schalterleiste 1 übertragen wird.

Claims

Vorrichtung zur Bedienung mehrerer Funktionen in einem Kraftfahrzeug, mit einer mehrere Bedienfelder (2a, 2b, ...) aufweisenden Schalterleiste (1), welche um eine Drehachse (3) verschwenkbar gelagert ist, wobei durch eine manuelle Betätigung der Schalterleiste (1) in Abhängigkeit davon, auf welchem der Bedienfelder (2a, 2b, ...) sie betätigt wird, unterschiedliche Funktionen ausgelöst werden, und mit Mitteln zur Erkennung auf welchem ihrer Bedienfelder(2a, 2b, ...) die Schalterleiste (1) betätigt wird, wobei die Vorrichtung ferner mit Mitteln zum Erzeugen einer haptischen Rückmeldung beim Betätigen der Schalterleiste (1) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterleiste (1) eine flache Betätigungsplatte (2) sowie mit dieser verbundene Versteifungsrippen (5) umfasst, die im Bereich ihrer der Verbindung mit der Betätigungsplatte (2) abgewandten Enden die Drehachse (3) aufnehmen, und die mit Gelenken (5', 5") zum Ermöglichen einer Verschiebung der Betätigungsplatte (2) parallel zu der Drehachse (3) versehen sind, und dass in der Vorrichtung ein elektromagnetischer Aktuator (6) so angeordnet ist, dass durch diesen die Betätigungsplatte (2) zu einer solchen Verschiebung ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterleiste (1) im Wesentlichen aus Kunststoff besteht, und dass die Versteifungsrippen (5) mit jeweils zwei als Filmscharnieren ausgebildeten Gelenken (5', 5") versehen sind, die Bewegungen der Versteifungsrippen (5) um Achsen, die zur Richtung der Betätigung der Schalterleiste (1) parallel sind, ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Aktuator (6) einen gegenüber der Schalterleiste (1) ortsfest angebrachten elektrischen Haftmagneten (7) umfasst, der mit einem mit der Schalterleiste (1) fest verbundenen ferromagnetischen Element (10) kooperiert.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Haftmagnet (7) mit dem mit der Schalterleiste (1) fest verbundenen ferromagnetischen Element (10) unter Zwischenlage eines nichtmagnetischen elastischen Elements (11) kraftschlüssig verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtmagnetische elastische Element (11) aus einem elastomeren Kunststoff besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterleiste (1) bezüglich ihrer Längserstreckung biegeweich und bezüglich der dazu senkrechten Quererstreckung biegesteif ausgeführt ist, und dass der Schalterleiste (1) mehrere in Richtung ihrer Längserstreckung verteilt angeordnete Kraftsensoren (4) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftsensoren (4) das bei Betätigung der Schalterleiste (1) um die Drehachse (3) aufgebrachte Drehmoment abstützen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftsensoren (4) zur Ermittlung eines bei Betätigung der Schalterleiste (1) erzeugten Kraftprofils dienen, das zur Erkennung, auf welchem ihrer Bedienfelder (2a, 2b, ...) die Schalterleiste (1) betätigt wird, herangezogen ist.