DE102015001118A1 - Kraftsensitive Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Kraftsensitive Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102015001118A1
DE102015001118A1 DE102015001118.9A DE102015001118A DE102015001118A1 DE 102015001118 A1 DE102015001118 A1 DE 102015001118A1 DE 102015001118 A DE102015001118 A DE 102015001118A DE 102015001118 A1 DE102015001118 A1 DE 102015001118A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
touchpad
operating device
operating
light
circuit board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102015001118.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Wachinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102015001118.9A priority Critical patent/DE102015001118A1/de
Publication of DE102015001118A1 publication Critical patent/DE102015001118A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03547Touch pads, in which fingers can move on a surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/25Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using haptic output
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/143Touch sensitive instrument input devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20Optical features of instruments
    • B60K2360/33Illumination features
    • B60K2360/34Backlit symbols
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung (3) für ein Kraftfahrzeug (1). Bei der Bedieneinrichtung (3) sollen alle elektronischen Schaltungsteile auf einer einzigen Leiterplatte (12) angeordnet sein. Ein um eine Rotationsachse (21) verschwenkbar gelagertes Schwenkelement (20) und ein Touchpad (5) sind über zumindest ein Federelement (25) gegeneinander elastisch auslenkbar gehalten. Eine Leiterplatte (12) weist zumindest einem Kraftsensor (16) auf, an welchem das Schwenkelement (20) anliegt und auf welchen das Schwenkelement (20) eine von einem Bedienobjekt (6) auf eine Bedienseite (7) des Touchpads (5) ausgeübte Anpresskraft (9) zumindest teilweise überträgt. Zumindest eine Lichtquelle (28) ist bereitgestellt und für jede Lichtquelle (28) gibt es einen jeweiligen Lichtleiter (30), der dazu ausgelegt ist, ein Licht (29) der Lichtquelle (28) durch das Schwenkelement (20) hindurch an eine der Bedienseite (7) gegenüber liegende Rückseite (38) des Touchpads (5) zu führen und das Licht (29) berührungslos an ein in dem Touchpad (7) vorgesehenes Leuchtsymbol (11) abzustrahlen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Durch die Bedienvorrichtung ist ein Touchpad bereitgestellt, das heißt eine berührungssensitive Platte, an welcher mittels einer Sensormatrix eine Berührung durch ein Bedienobjekt, beispielsweise einen Finger, ortsaufgelöst erfasst werden kann. Des Weiteren ist zumindest ein Kraftsensor bereitgestellt, mittels welchem die Anpresskraft, welche das Bedienobjekt auf das Touchpad ausübt, erfasst werden kann. Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung.
  • Eine Bedienvorrichtung der genannten Art ist beispielsweise aus der DE 10 2008 035 907 A1 bekannt. Danach ist das Touchpad auf mehreren Spiralfedern gelagert, durch welche sich das Touchpad senkrecht zur Ebene der Bedienfläche niederdrücken lässt. Zwischen dem Touchpad und einer der Spiralfedern befindet sich ein Kraftsensor, welcher die auf die Spiralfedern übertragene Kraft erfasst.
  • Aus der DE 10 2007 018 892 A1 ist eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welcher durch Öffnungen in einem Touchpad hindurch Licht abgestrahlt werden kann. Das Licht wird hierbei mittels Lichtleitern von der jeweiligen Leuchtdiode zu der Durchgangsöffnung im Touchpad geführt.
  • Aus der DE 103 04 704 A1 ist ein Touchpad bekannt, welches auf mehreren Tastern kippbeweglich gelagert ist. Durch Ausüben eines entsprechenden Fingerdrucks auf das Touchpad kann mindestens einer der Taster selektiv betätigt werden.
  • Aus der DE 10 2011 017 383 A1 ist ein Touchscreen bekannt, dessen Nutzeroberfläche akustisch und vorzugsweise mechanische Feedbacksignale oder Rückkoppelsignale an den Benutzer ausgibt.
  • Aus der DE 11 2010 004 756 T5 ist ein Touchpad mit Kraftsensoren und Aktorrückmeldung bekannt, das in einem Laptop eingebaut sein kann. Ein Linearmotor kann über einen Hebel mit der berührungssensitiven Scheibe des Touchpads gekoppelt sein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem elektronischem Schaltaufwand eine Bedienvorrichtung mit Touchpad und Bedienkrafterfassung sowie Leuchtsymbolik am Touchpad zu realisieren.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
  • Bei der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist es ermöglicht, mit Ausnahme der Sensormatrix des Touchpads alle elektrotechnische Komponenten zum Verarbeiten und Erzeugen von elektrischen Signalen auf einer einzelnen Leiterplatte anzuordnen. Dies macht das maschinelle Herstellen der Schaltung für die Bedienvorrichtung besonders einfach und damit preisgünstig.
  • Die Bedienvorrichtung weist in der beschriebenen Weise ein Touchpad mit einer Sensormatrix zum ortsaufgelösten Erfassen einer Berührung eines Bedienobjekts an einer Bedienseite des Touchpads auf. Das Touchpad ist an einem Schwenkelement angeordnet, das um eine Rotationsachse schwenkbar gelagert ist. Mit anderen Worten ist das Touchpad an einem Schwenkarm befestigt. Die Schwenkelement wiederum, also beispielsweise der Schwenkarm, liegt an der besagten Leiterplatte an. Und zwar weist die Leiterplatte zumindest einen Kraftsensor auf, an welchem das Schwenkelement anliegt. Mit anderen Worten berührt das Schwenkelement die Leiterplatte an ihrem zumindest einen Kraftsensor. Da das Schwenkelement verschwenkbar gelagert ist, überträgt das Schwenkelement eine Anpresskraft, welche von dem Bedienobjekt auf die Bedienseite ausgeübt wird, zumindest teilweise auf den Kraftsensor oder die Kraftsensoren. Drückt der Benutzer also beispielsweise mit dem Finger oder einem anderen Bedienobjekt, beispielsweise einem Stift, auf die Bedienseite des Touchpads, so wird diese Kraft über die Federanordnung auf das Schwenkelement übertragen und dieses wiederum wird aufgrund seiner Verschwenkbarkeit um die Rotationsachse gegen den zumindest einen Kraftsensor gedrückt.
  • Auf der Leiterplatte kann auch zumindest eine Lichtquelle angeordnet sein, wobei jede Lichtquelle beispielsweise als eine Leuchtdiode (LED) oder mehrere Leuchtdioden bereitgestellt sein kann. Für jede Lichtquelle ist ein Lichtleiter bereitgestellt, der dazu ausgelegt ist, ein Licht von der jeweiligen Lichtquelle durch das Schwenkelement hindurch an eine der Bedienseite des Touchpads gegenüberliegenden Rückseite des Touchpads zu führen. Des Weiteren wird durch den jeweiligen Lichtleiter das Licht der jeweiligen Lichtquelle berührungslos an ein in den Touchpad vorgesehenes Leuchtsymbol abgestrahlt. Das Leuchtsymbol kann beispielsweise durch einen transparenten Bereich im Touchpad und/oder durch eine Aussparung realisiert sein. Die Leiterplatte einerseits und das Touchpad andererseits befinden sich auf jeweils einer von zwei gegenüberliegenden Seiten des Schwenkelements. Sowohl die zumindest eine Lichtquelle als auch der zumindest eine Kraftsensor können dabei auf der Leiterplatte angeordnet sein und das Touchpad kann dennoch sowohl mit Licht für seine Leuchtsymbole versorgt werden als auch in Bezug auf die Anpresskraft des Bedienobjekts ausgewertet werden.
  • Zusätzlich ist das Touchpad über eine Federanordnung an dem Schwenkelement elastisch auslenkbar gehalten. Die Federanordnung kann hierzu zumindest ein Federelement aufweisen, wobei jedes Federelement beispielsweise eine Plattfeder oder ein anderes Metallbiegeteil sein kann. Das Touchpad lässt sich somit elastisch an dem Schwenkelement oder dem Schwenkarm auslenkt, also an der Schwenkelement hin- und herschwenken. Damit können Schläge oder Impulse, die auf das Touchpad einwirken, abgefedert werden und hierdurch die Bedienseite vor Bruch geschützt werden. In dem jeder Lichtleiter das Licht berührungslos an das jeweilige Leuchtsymbol abstrahlt, kann das Touchpad weiterhin an der Federanordnung frei elastisch ausgelenkt werden, ohne dass hierbei eine Kraft auf den Lichtleiter übertragen wird.
  • Die Erfindung weist Weiterbildungen auf, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
  • In einer Weiterbildung ist auf der Leiterplatte ein elektrischer Aktor angeordnet und der Aktor ist über ein Hebelelement mit dem Touchpad mechanisch gekoppelt. Mittels des Aktors, beispielsweise einem Linearmotor oder einem Rotationsmotor, kann über das Hebelelement eine Auslenkkraft auf das Touchpad ausgeübt werden, welches dann dank der Federanordnung elastisch ausgelenkt wird. Es ergibt sich der Vorteil, dass Steuerleitungen und elektrische Versorgungsleitungen für den Aktor ebenfalls auf der Leiterplatte angeordnet sein können, so dass sich kurze Leitungswege zum Betreiben des elektrischen Aktors ergeben.
  • In einer Weiterbildung weist das Touchpad eine Sandwichanordnung aus einer Glasscheibe, der beschriebenen Sensormatrix und einer Trägerstruktur auf. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Touchpad trotz Verwendung von Glas, beispielsweise Kalk-Natron-Glas, leicht oder gewichtsarm gebaut sein kann, so dass es eine geringe Trägheit bei der Auslenkung durch die Federanordnung entgegengesetzt oder aufweist.
  • Die Trägerstruktur ist in einer Weiterbildung als Wabenstruktur ausgestaltet. Hierdurch ist sie leicht und dennoch biegesteif, wodurch die Glasscheibe besonders dünn und leicht ausgestaltet sein kann.
  • In einer Weiterbildung sind auf der Leiterplatte ein Lautsprecher und eine Steuereinrichtung bereitgestellt. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, den Lautsprecher in Abhängigkeit von einem jeweiligen Signal des zumindest einen Kraftsensors anzusteuern. Mit anderen Worten wird bei Betätigen des Touchpads, wenn eine Anpresskraft auf die Bedienseite ausgeübt wird, die Anpresskraft durch den zumindest einen Kraftsensor erfasst und ein korrespondierendes oder korrelierendes Drucksignal oder Kraftsignal erzeugt. Die Steuerschaltung erzeugt in Abhängigkeit von dem Kraftsignal ein Steuersignal für den Lautsprecher, so dass dieser einen Schall abstrahlt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei der Bedienvorrichtung ein Geräusch in Abhängigkeit von einer Bedienbetätigung erzeugt werden kann. Insbesondere kann hierdurch ein mechanisches Schaltgeräusch nachgeahmt werden. Hierdurch ergibt sich ein Bedieneindruck beim Touchpad, der demjenigen eines mechanischen Schalters entspricht.
  • In einer Weiterbildung ist auf der Leiterplatte eine mit der Sensormatrix gekoppelte Prozessoreinrichtung bereitgestellt, die dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von Sensorsignalen der Sensormatrix eine Berührstelle des Bedienobjekts an der Bedienseite zu ermitteln. Insbesondere werden zweidimensionale Berührkoordinaten erfasst. Indem auch die Prozessoreinrichtung, beispielsweise ein Mikrocontroller, auf der Leiterplatte bereitgestellt ist, ist die Bedieneinrichtung vollständig autark in Bezug auf die Signalauswertung und Signalerzeugung. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders einfach gestaltete Schnittstelle, über welche die Bedienvorrichtung mit einem Gerät des Kraftfahrzeugs gekoppelt werden kann, welches mittels der Bedienvorrichtung zu bedienen ist.
  • In einer Weiterbildung ist ein Abstand des Touchpads zu der Rotationsachse des Schwenkelements größer als 2 cm, insbesondere größer als 5 cm. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise auf der gesamten Fläche der Bedienseite zuverlässig eine Anpresskraft mittels des zumindest einen Kraftsensors erfasst werden und ein korrelierendes Kraftsignal erzeugt werden.
  • In einer Weiterbildung weist bei der Federanordnung das zumindest eine Federelement eine Blattfeder auf, bei welcher eine Längserstreckungsrichtung senkrecht zu einer Flächenebene der Bedienseite ausgerichtet ist. Entlang der Längserstreckungsrichtung ist eine Blattfeder inkompressibel oder steif. Indem diese starre Richtung senkrecht zur Bedienseite ausgerichtet ist, kann eine auf die Bedienseite wirkende Anpresskraft des Bedienobjekts zuverlässig auf den zumindest einen Kraftsensor übertragen werden. Dagegen kann das Touchpad einer Krafteinwirkung, die in oder parallel zu der Flächenebene der Bedienseite wirkt, durch die Blattfeder gedämpft oder kompensiert werden.
  • Des Weiteren lässt sich das Touchpad entlang dieser Richtung mittels der Aktoreinrichtung auslenken, beispielsweise schütteln oder mit einem Impuls beaufschlagen, wodurch für einen Benutzer ein haptisches Feedback an dem Touchpad bereitgestellt werden kann.
  • Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung gekennzeichnet. Die Bedienvorrichtung kann beispielsweise in einem Armaturenbrett oder einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Die Bedienvorrichtung kann beispielsweise mit einem Informations/Unterhaltungssystem (Infotainmentsystem) gekoppelt sein und zum Steuern des Infotainmentsystem in Abhängigkeit von eine Berühreingabe eines Benutzers ausgelegt sein.
  • Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet.
  • Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein Touchpad einer Bedienvorrichtung, die in dem Kraftfahrzeug von 1 eingebaut sein kann;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Leiterplatte der Bedienvorrichtung;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Trägerstruktur mit Wabenstruktur; und
  • 5 eine schematische Darstellung eines Schwenkelements und eines Aktors der Bedienvorrichtung.
  • Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt von einem Kraftfahrzeug 1 einen Fahrzeuginnenraum 2. Bei dem Kraftfahrzeug 1 kann es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen handeln. Das Kraftfahrzeug 1 kann im Fahrzeuginnenraum 2 eine Bedienvorrichtung 3 aufweisen, die beispielsweise in ein Verkleidungsteil 4, beispielsweise eine Mittelkonsole oder einem Armaturenbrett, eingebaut sein kann. Durch die Bedienvorrichtung 3 kann in dem Fahrzeuginnenraum 2 ein Touchpad 5 bereitgestellt sein, das ein Fahrer mit einem Finger 6 bedienen kann. Der Fahrer kann hierzu mit dem Finger 6 eine Bedienseite 7 an einem Berührort oder einer Berührstelle 8 berühren und eine Anpresskraft 9 auf die Bedienseite 7 ausüben. Durch die Bedienvorrichtung 3 kann hierdurch sowohl die Berührstelle 8 zweidimensional erfasst werden, also beispielsweise Koordinaten auf der Bedienseite 7, als auch ein Betrag der Anpresskraft 9. Hierdurch kann beispielsweise bewirkt werden, dass der Fahrer mit dem Finger 7 eine Mindestanpresskraft ausüben muss, bevor seine Bedienhandlung an der Bedienseite 7 akzeptiert oder registriert wird. Durch die Bedienvorrichtung 3 kann beispielsweise ein Gerät 10 des Kraftfahrzeugs 1 mittels der Fingerbedienung durch den Finger 6 ermöglicht sein. Das Gerät 10 kann beispielsweise ein Infotainmentsystem sein. Der Finger 6 stellt in dem Beispiel ein Bedienobjekt dar.
  • Die Bedienseite 7 ist in 2 noch einmal aus einer Draufsicht, wie sie der Fahrer aus dem Innenraum 2 auf die Bedienseite 7 haben kann, dargestellt. Das Touchpad 5 kann Leuchtsymbole 11 aufweisen, die beispielsweise durch Aussparungen oder einen transparenten Füllstoff gebildet sein können. Die Leuchtsymbole 11 können hinterleuchtet sein, so dass ein Fahrer die Leuchtsymbole 11 im Dunkeln als selbstleuchtende Zeichen wahrnimmt.
  • Des Weiteren kann bei der Bedienvorrichtung vorgesehen sein, dass der Benutzer an seine Finger 6 ein haptisches Feedback oder Rückmeldesignal erhält, indem die Bedienseite 7 eine Schüttelbewegung oder einen Ruck oder Impuls oder eine impulsartige Auslenkung beispielsweise in der Flächenebene der Bedienfläche 7 durchführt. Für den Benutzer fühlt sich dies an, als würde er einen Klickschalter oder Taster bedienen.
  • Das Erfassen der Berührstelle 8, der Anpresskraft 9, das illuminierende Leuchtsymbole 11 und das Erzeugen des haptischen Rückmeldesignals können bei der Bedienvorrichtung 3 mittels einer einzelnen Leiterplatte 12 bewirkt werden, die beispielhaft in einer Draufsicht in 3 dargestellt ist.
  • Das Touchpad 5 kann zum Erfassen der Berührstelle 8 eine Sensormatrix 13 aufweisen, die in an sich bekannter Weise beispielsweise auf der Grundlage von einer Mehrzahl von rasterförmig angeordneten Elektroden ausgestaltet sein kann. Die Sensormatrix 13 kann mittels einer elektrischen Koppeleinrichtung 14, beispielsweise einem Kabel, mit einer Prozesseinrichtung 15 elektrisch verbunden sein. Die Prozesseinrichtung 15 kann beispielsweise ein Mikrocontroller sein. Sie kann beispielsweise auf der Leiterplatte 12 angeordnet sein. Durch die Prozesseinrichtung 15 kann ein Steuersignal C in Abhängigkeit von dem Berührort 8 und/oder der Anpresskraft 9 erzeugt werden. Durch das Steuersignal C kann das Gerät 10 gesteuert werden. Zum Erfassen der Anpresskraft 9 kann auf der Leiterplatte ein Kraftsensor 16 oder auch mehrere Kraftsensoren 16 angeordnet sein. Der Kraftsensor 16 kann beispielsweise auf der Grundlage einer Tellerfeder 17 bereitgestellt sein, der beispielsweise an einer oder mehreren Elektroden 18 der Leiterplatte 12 angeschlossen sein kann. Mittels einer weiteren Elektrode 19 kann ein Abstand der Tellerfeder 17 von der Elektrode 19 dahingehend erfasst werden, dass ein von einer von dem Abstand abhängiges Elektrodensignal erzeugt werden kann. Das Elektrodensignal kann durch die Prozessoreinrichtung 15 ausgewertet werden. Zum Übertragen der Anpresskraft 9 von der Bedienseite 7 zu dem jeweiligen Kraftsensor 16 kann das Touchpad 5 an ein Verschwenkelement oder Schwenkelement 20 befestigt oder angeordnet sein, da in 4 noch einmal in einer Draufsicht dargestellt ist. Das Schwenkelement 20 kann um eine Rotationsachse 21 verschwenkbar gelagert sein und hierzu mittels einer Drehgelenkeinrichtung 22 drehbar bezüglich der Leiterplatte 12 gelagert sein. In 1 erstreckt sich die Rotationsachse 21 senkrecht zur Zeichenebene.
  • Zum Erzeugen des haptischen Rückmeldesignals kann an der Leiterplatte 12 ein Aktuator 23 angeordnet sein, bei dem es sich beispielsweise um ein Linearmotor oder ein Piezoelement handeln kann. Der Aktuator 23 kann beispielsweise über ein Hebelelement 24 mechanisch mit dem Touchpad gekoppelt sein. Damit sich das Touchpad 5 bei einer Beaufschlagung mit einer Kraft durch den Aktuator 23 über das Hebelelement 24 bewegen kann, kann das Touchpad 5 über Federelemente 25 an dem Schwenkelement 20 gehalten sein. Die Federelemente 25 können beispielsweise Blattfedern aufweisen, durch welche eine Kraftübertragung in eine Richtung senkrecht zur Flächenebene der Bedienseite 7 entlang einer Übertragungsrichtung 26 ermöglicht ist, ohne dass hierdurch die Federelemente 25 elastisch in signifikanter Weise nachgeben. Durch die Federelemente 25 kann eine Auslenkbewegung 27 parallel zur Flächenebene der Bedienseite 7 ermöglicht sein.
  • Zum Illuminieren der Leuchtsymbole 11 können auf der Leiterplatte 12 für die Leuchtsymbole jeweils die Lichtquellen 28 bereitgestellt sein, bei denen es sich beispielsweise um jeweils eine oder mehrere Leuchtdioden handeln kann. Zum Übertragen eines Lichts 29 der Lichtquellen 28 kann für jede Lichtquelle 28 ein Lichtleiter 30 bereitgestellt sein, von denen jede beispielsweise aus PMMA (Polymethylmetacrylat) gebildet sein kann. Der Lichtleiter 30 kann beispielsweise an dem Schwenkelement 20 befestigt sein.
  • Beim Erzeugen eines Steuersignals C kann durch die Prozessoreinrichtung 15 auch ein akustisches Rückmeldesignal oder Bediengeräusch ausgelöst werden. Hierzu kann auf der Leiterplatte 12 auch ein Lautsprecher 31 bereitgestellt sein. Eine beispielsweise durch die Prozessoreinrichtung 15 bereitgestellte Steuereinrichtung 32 kann den Lautsprecher 31 betreiben. Beispielsweise kann ein Klickgeräusch erzeugt werden, wie es sich auch ergeben würde, wenn ein mechanischer Taster bedient würde.
  • Bei dem Touchpad 5 kann die Bedienseite 7 beispielsweise durch eine Glasscheibe 33 bereitgestellt sein. Obwohl das Touchpad 5 eine Glasscheibe 33 aufweist, kann es dennoch besonders leicht ausgestaltet sein und bruchfest sein. Das geringe Gewicht kann insbesondere im Zusammenhang mit dem Erzeugen des haptischen Rückmeldsignals von Vorteil sein. Das Touchpad 5 kann zur Realisierung dieses Vorteils eine aus einer Sandwichanordnung 34 aufweisen, bei welcher die Glasscheibe 33 und die Sensormatrix 13 über eine oder mittels einer Klebeschicht 35 verklebt sind. Des Weiteren kann mittels einer weiteren Klebeschicht 36 eine Trägerstruktur 37 eine Rückseite 38 des Touchpads 5 bilden. Die Trägerstruktur 37 ist zur Veranschaulichung einer Draufsicht in 5 noch einmal dargestellt. Die Trägerstruktur 37 kann eine Wabenstruktur 38 umfassen. Hierdurch kann sie besonders leicht und dennoch biegesteif ausgestaltet sein. Die Trägerstruktur 37 kann des Weiteren Durchgangsöffnungen 39 aufweisen, durch welche die Lichtleiter 30 berührungslos das Licht 29 an das Touchpad 5 abstrahlen können. Insbesondere wird durch die Durchlassöffnungen 39 verhindert, dass bei einer Vibration des Touchpads 5, wie es beim Erzeugen des haptischen Rückmeldsignals vorkommt, die Lichtleiter 30 unbewegt bleiben. Die Durchlassöffnungen 39 bilden Lichtkanäle für das Licht 29.
  • Durch das Beispiel ist gezeigt, wie eine präzise Umsetzung eines Touchpads mit Beleuchtung, Haptik, Akustik und Kraftauswertung bereitgestellt werden kann.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass auf einem Schwenkhebel mit Drehpunkt ein durch Plattfedern gelagerter Träger mit Wabenstruktur eine Erhöhung der Stabilität und mit Lichtkanälen angeordnet ist. Auf dem Träger aufgeklebt befindet sich die Touchleiterplatte und darüber geklebt die von hinten lackierte Echtglas-Oberfläche mit Symbolen.
  • In den Lichtkanälen befinden sich Lichtleiter, das Licht über die Beleuchtung der Symbole von den LEDs auf der Hauptleiterplatte nach oben führen. Durch die bewegliche Lagerung des Trägers lässt sich mit Hilfe des Aktuators auf der Hauptleiterplatte die Haptik erzeugen. Gleichzeitig erzeugt der Lautsprecher auf der Hauptleiterplatte die Akustik.
  • Die Gesten- und Schrifterkennung erfolgt durch die Touchleiterplatte, das heißt die Sensormatrix, und dem auf der Hauptleiterplatte befindlichen Touch-Controller der Prozessoreinrichtung. Der Schwenkhebel liegt durch seine drehende Lagerung auf den Kraftsensoren auf. Mit diesen lässt sich die Betätigungskraft für bestimmte Funktionen auf dem Touchpad auswerten.
  • Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine mechanischer Aufbau eines Touchpads mit Beleuchtung, Haptik, Akustik und Kraftauswertung realisiert werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008035907 A1 [0002]
    • DE 102007018892 A1 [0003]
    • DE 10304704 A1 [0004]
    • DE 102011017383 A1 [0005]
    • DE 112010004756 T5 [0006]

Claims (10)

  1. Bedienvorrichtung (3) für ein Kraftfahrzeug (1), aufweisend: – ein um eine Rotationsachse (21) verschwenkbar gelagertes Schwenkelement (20), – ein Touchpad (5) mit einer Sensormatrix (13) zum ortsaufgelösten Erfassen einer Berührung eines Bedienobjekts (6) an einer Bedienseite (7) des Touchpads (5), – eine zumindest ein Federelement (25) aufweisende Federanordnung, über welche das Touchpad (5) an das Schwenkelement (20) elastisch auslenkbar gehalten ist, – eine Leiterplatte (12) mit zumindest einem Kraftsensor (16), an welchem das Schwenkelement (20) anliegt und auf welchen das Schwenkelement (20) eine von dem Bedienobjekt (6) auf die Bedienseite (7) ausgeübte Anpresskraft (9) zumindest teilweise überträgt, – zumindest eine Lichtquelle (28) und für jede Lichtquelle (28) einen jeweiligen Lichtleiter (30), der dazu ausgelegt ist, ein Licht (29) der Lichtquelle (28) durch das Schwenkelement (20) hindurch an eine der Bedienseite (7) gegenüber liegende Rückseite (38) des Touchpads (5) zu führen und das Licht (29) berührungslos an ein in dem Touchpad (7) vorgesehenes Leuchtsymbol (11) abzustrahlen.
  2. Bedienvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle (28) auf der Leiterplatte (12) angeordnet ist.
  3. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Leiterplatte (12) ein elektrischer Aktuator (23) angeordnet ist und der Aktuator (23) über ein Hebelelement (24) mit dem Touchpad (5) mechanisch gekoppelt ist.
  4. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Touchpad (5) eine Sandwichanordnung (34) aus einer Glasscheibe (33), der Sensormatrix (13) und einer Trägerstruktur (37) aufweist.
  5. Bedienvorrichtung (3) nach Anspruch 4, wobei die Trägerstruktur (37) zumindest teilweise als Wabenstruktur (38) ausgestaltet ist.
  6. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Leiterplatte (12) ein Lautsprecher (31) und eine Steuerschaltung (32) bereitgestellt sind und die Steuerschaltung (32) dazu ausgelegt ist, den Lautsprecher (31) in Abhängigkeit von einem jeweiligen Signal des zumindest einen Kraftsensors (16) anzusteuern.
  7. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Leiterplatte (12) eine mit der Sensormatrix (13) gekoppelte Prozessoreinrichtung (15) bereitgestellt ist, die dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von Sensorsignalen der Sensormatrix (13) eine Berührstelle (8) des Bedienobjekts (6) an der Bedienseite (7) zu ermitteln.
  8. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstand des Touchpads (5) zu der Rotationsachse (21) größer als 2 Zentimeter, insbesondere größer als 5 Zentimeter, ist.
  9. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Federanordnung das zumindest eine Federelement (25) eine Blattfeder, bei welcher eine Längserstreckungsrichtung senkrecht zu einer Flächenebene der Bedienseite (7) ausgerichtet ist, aufweist.
  10. Kraftfahrzeug (1) mit einer Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
DE102015001118.9A 2015-01-29 2015-01-29 Kraftsensitive Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug Pending DE102015001118A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015001118.9A DE102015001118A1 (de) 2015-01-29 2015-01-29 Kraftsensitive Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015001118.9A DE102015001118A1 (de) 2015-01-29 2015-01-29 Kraftsensitive Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015001118A1 true DE102015001118A1 (de) 2016-08-04

Family

ID=56410350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015001118.9A Pending DE102015001118A1 (de) 2015-01-29 2015-01-29 Kraftsensitive Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015001118A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020149561A1 (en) * 2000-08-08 2002-10-17 Masaaki Fukumoto Electronic apparatus vibration generator, vibratory informing method and method for controlling information
DE10304704A1 (de) 2003-02-06 2004-08-19 Bayerische Motoren Werke Ag Dateneingabegerät mit einem Touchpad
DE102007018892A1 (de) 2006-05-04 2007-11-08 Marquardt Gmbh Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug
DE202008001970U1 (de) * 2007-02-13 2008-05-21 QRG Ltd., Eastleigh Kippendes Berührsteuerfeld
DE102008035907A1 (de) 2008-08-02 2010-02-11 Preh Gmbh Berührungsempfindliches Eingabegerät mit berührkraftabhängiger Zusatzfunktion
WO2011110470A2 (de) * 2010-03-09 2011-09-15 Continental Automotive Gmbh Bedienvorrichtung zur eingabe von steuerbefehlen in ein elektronisches gerät
DE102011017383A1 (de) 2011-04-18 2012-10-18 Ident Technology Ag OLED-Interface
DE112010004756T5 (de) 2009-12-10 2013-03-14 Apple Inc. Touchpad mit Kraftsensoren und Aktuatorrückmeldung
DE102011119746A1 (de) * 2011-11-30 2013-06-06 Audi Ag Betätigungsvorrichtung mit einer manuell zu bedienenden berührungssensitiven Oberfläche

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020149561A1 (en) * 2000-08-08 2002-10-17 Masaaki Fukumoto Electronic apparatus vibration generator, vibratory informing method and method for controlling information
DE10304704A1 (de) 2003-02-06 2004-08-19 Bayerische Motoren Werke Ag Dateneingabegerät mit einem Touchpad
DE102007018892A1 (de) 2006-05-04 2007-11-08 Marquardt Gmbh Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug
DE202008001970U1 (de) * 2007-02-13 2008-05-21 QRG Ltd., Eastleigh Kippendes Berührsteuerfeld
DE102008035907A1 (de) 2008-08-02 2010-02-11 Preh Gmbh Berührungsempfindliches Eingabegerät mit berührkraftabhängiger Zusatzfunktion
DE112010004756T5 (de) 2009-12-10 2013-03-14 Apple Inc. Touchpad mit Kraftsensoren und Aktuatorrückmeldung
WO2011110470A2 (de) * 2010-03-09 2011-09-15 Continental Automotive Gmbh Bedienvorrichtung zur eingabe von steuerbefehlen in ein elektronisches gerät
DE102011017383A1 (de) 2011-04-18 2012-10-18 Ident Technology Ag OLED-Interface
DE102011119746A1 (de) * 2011-11-30 2013-06-06 Audi Ag Betätigungsvorrichtung mit einer manuell zu bedienenden berührungssensitiven Oberfläche

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3417356B1 (de) Kraftfahrzeug-bedienvorrichtung mit federnd gelagertem betätigungselement und bedienhaptik
DE102016014979A1 (de) Bediensystern für ein Kraftfahrzeug, Interieurteil und Lenkrad mit Bediensystem
DE102015200037A1 (de) Bedienvorrichtung mit verbesserter haptischer Rückmeldung
WO2012055563A1 (de) Schaltbedienfeld
DE102014019006A1 (de) Spaltfreie Kraftfahrzeug-Bedienvorrichtung mit Bildschirm und Bedieneinheit
EP1545002B1 (de) Piezoschalter
DE102017113661B4 (de) Kraftfahrzeugbedienvorrichtung
DE102012206661A1 (de) Bedienelement
CN108944661A (zh) 用于机动车辆的控制面板
DE102011081604A1 (de) Bedienvorrichtung
DE102010047686A1 (de) Elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung
DE102007006506A1 (de) Piezoschalter sowie Funktionsträger mit Piezoschaltern
DE102014019196A1 (de) Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen
DE102015008572B4 (de) Kraftfahrzeug-Bedienvorrichtung mit bewegbarem Bedienteil und definiertem Fugenmaß sowie Kraftfahrzeug
DE102015200010A1 (de) Fortbewegungsmittel und Anwenderschnittstelle für ein Fortbewegungsmittel
DE10352032A1 (de) Erfassungseinrichtung zur Schaltsignalgenerierung nach Maßgabe einer anwenderseitig ausgeübten Schaltoperation
DE102013007008B4 (de) Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102012020022B4 (de) Bedieneinrichtung für einen Kraftwagen, Kraftwagen mit einer solchen Bedieneinrichtung sowie Baukastensystem für eine Bedieneinrichtung
DE102017104784A1 (de) Kraftmessung mit magnetischen Sensoren
DE102015001118A1 (de) Kraftsensitive Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102017212447B4 (de) Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102014018350A1 (de) Kraftfahrzeug-Bedienvorrichtung mit Tastenbedienung und Zeicheneingabe
DE102015205950B4 (de) Vorrichtung, Verfahren und Computerprogramm zur Erfassung akustischer Steueranweisungen
DE102021102716A1 (de) Deckenleuchte für fahrzeuge mit lichtintensitätsregelung und entsprechendes fahrzeug
DE102018218224A1 (de) Betätigungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: HOFSTETTER, SCHURACK & PARTNER - PATENT- UND R, DE