DE102017213264A1 - Control element for vehicles - Google Patents

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Abstract

Offenbart wird ein Bedienelement, umfassend: Ein Tastenfeld, umfassend mindestens zwei Tasten, wobei die Tasten starr verbunden sind; Einen Berührungssensor je Taste, der dazu eingerichtet ist, die Berührung der Taste mit einem Finger zu erfassen; Einen Drucksensor, der dazu eingerichtet ist, das Ausüben von Druck auf das Tastenfeld zu erfassen; Eine Recheneinheit, wobei die Recheneinheit mit den Berührungssensoren und dem Drucksensor kommunikativ verbunden ist und zu folgendem eingerichtet ist: Erkennen, dass zumindest zwei Tasten berührt werden; Verfolgen des Verlaufs der Eigenschaften der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten; Erkennen, mittels des Drucksensors, dass Druck zur Aktivierung einer Taste auf das Tastenfeld ausgeübt wird und verfolgen des zeitlichen Verlaufs des Drucks; Bestimmen derjenigen berührten Taste, die als aktiviert gelten soll, mittels eines Vergleichs des zeitlichen Verlaufs des Drucks und des zeitlichen Verlaufs der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten.

Figure DE102017213264A1_0000
Disclosed is an operating element comprising: a keypad comprising at least two keys, the keys being rigidly connected; One touch sensor per key adapted to detect the touch of the key with a finger; A pressure sensor adapted to detect the application of pressure to the keypad; An arithmetic unit, wherein the arithmetic unit communicatively communicates with the touch sensors and the pressure sensor and is configured to: detect that at least two keys are touched; Following the course of the characteristics of the respective touch of the at least two keys; Detecting, by means of the pressure sensor, that pressure is applied to activate a key on the keypad and tracking the time course of the pressure; Determining the touched key, which is to be considered activated, by means of a comparison of the time course of the pressure and the time profile of the respective touch of the at least two keys.
Figure DE102017213264A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft Bedienelemente für Eingaben von Benutzern und zugehörige Verfahren.The invention relates to user input controls and related methods.

Heutzutage werden Funktionen in Fahrzeugen durch Bedienelemente wie Tasten, Wippen und Schalter im Innenraum und ggf. Menüführungen auf Anzeigen bedient. Jede Taste bzw. Seite einer Wippe ist separat und unabhängig beweglich und ihre Aktivierung, also das Niederdrücken, wird individuell erfasst. Durch die Aktivierung wird eine der Taste zugewiesene Funktion aufgerufen.Today, functions in vehicles are operated by controls such as buttons, rockers and switches in the interior and possibly menu guides on displays. Each button or side of a rocker is separately and independently movable and their activation, ie the depression, is detected individually. Activation calls a function assigned to the button.

In manchen Ausführungen sind mehrere Tasten (oder Wippen) derart angeordnet, dass je ein Finger auf eine Taste gelegt werden kann (die Oberfläche der Taste wird stetig berührt). Je nach Bedienwunsch kann dann mit dem jeweiligen Finger eine Taste aktiviert werden, d.h. die Taste gedrückt werden um die entsprechende Funktion aufzurufen. Es entsteht eine Mehrfingerbedienung, die dem 10-Finger-Schreiben auf einer Tastatur ähnelt. Bei der Verwendung im Fahrzeug hat dieses Auflegen der Finger auf die Tasten (ohne gleichzeitiges Drücken) den Vorteil, dass „blind“ die gewünschte Taste ertastet werden kann, ohne dass der Blick vom Fahrgeschehen abgelenkt werden müsste.In some embodiments, several buttons (or rockers) are arranged so that one finger can be placed on a button (the surface of the button is constantly touched). Depending on the desired operation, a key can then be activated with the respective finger, i. Press the key to call up the corresponding function. The result is a multi-finger operation, which is similar to the 10-finger writing on a keyboard. When used in the vehicle has this laying on the fingers on the keys (without simultaneous pressing) the advantage that "blind" the desired key can be felt without the gaze would have to be distracted from the driving.

Gleichzeitig sind im Stand der Technik Bedienelemente mit sogenannten geschlossenen Oberflächen bekannt. Konventionelle Tasten (Einzeltasten) werden in ein Tastenfeld zusammengefasst, d.h. sie sind in ein durchgängiges (mithin ununterbrochenes) Element integriert und damit starr miteinander verbunden. Das Tastenfeld ist typischerweise ein zusammenhängendes Stück Kunststoff oder Keramik. Die Tasten können durch einzelne Hervorhebungen oder Vertiefungen auf dem Tastenfeld haptisch separiert werden. Es entsteht ein fugenloses Design, was als vorteilhaft empfunden wird. Für das gesamte Tastenfeld ist ein Drucksensor vorgesehen, der die Aktivierung des Tastenfeldes erkennt (jedoch nicht einer einzelnen Taste). Über einen oder mehrere Berührungssensoren ist es möglich zu erkennen, welche Taste der Benutzer berührt. Meist ist jede Taste mit einem Berührungssensor hinterlegt, der mittels kapazitiver Sensorik die Berührung erkennt. Im Betrieb wird dann erkannt, dass das Tastenfeld aktiviert wurde und es wird erkannt, welche Taste der Benutzer dabei berührt hat. Auf diese Weise kann die Funktion aufgerufen werden, die der aktivierten Taste entspricht.At the same time controls with so-called closed surfaces are known in the art. Conventional keys (single keys) are grouped in a keypad, i. they are integrated into a continuous (hence uninterrupted) element and thus rigidly connected with each other. The keypad is typically a contiguous piece of plastic or ceramic. The keys can be haptically separated by individual highlights or depressions on the keypad. The result is a seamless design, which is perceived as beneficial. For the entire keypad, a pressure sensor is provided which detects the activation of the keypad (but not a single key). One or more touch sensors make it possible to know which button the user touches. Usually, each key is backed by a touch sensor, which detects contact by means of capacitive sensors. During operation, it is then recognized that the keypad has been activated and it is recognized which key the user has touched. In this way, the function corresponding to the activated key can be called.

Das Bedienelement mit einer geschlossenen Oberfläche gemäß dem Stand der Technik birgt folgenden Nachteil: Wenn der Benutzer mehrere Tasten mit Fingern belegt (zum Beispiel um die korrekte Taste blind zu ertasten) und dann das Tastenfeld niederdrückt (dabei aber die anderen Tasten mit Fingern belegt lässt), kann gemäß dem Stand der Technik nicht unterschieden werden, welche Taste aktiviert werden sollte. Jede Taste ist in dieser Situation von einem Finger berührt, so dass die Eingabe nicht einer einzelnen Taste zugeordnet werden kann.The closed-surface control of the prior art has the following drawbacks: when the user is fingering several keys (for example, to blindly key the correct key) and then depressing the keypad (leaving the other keys occupied with fingers) , according to the prior art, no distinction can be made as to which key should be activated. Each key is touched by a finger in this situation so that the input can not be assigned to a single key.

Dem Fachmann stellt sich somit die Aufgabe, das oben dargestellte Problem zu lösen.The skilled person thus has the task of solving the problem presented above.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.The object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are defined by the dependent claims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Bedienelement, umfassend: Ein Tastenfeld, umfassend mindestens zwei Tasten, wobei die Tasten starr verbunden sind; Einen Berührungssensor je Taste, der dazu eingerichtet ist, die Berührung der Taste mit einem Finger zu erfassen; Einen Drucksensor, der dazu eingerichtet ist, das Ausüben von Druck auf das Tastenfeld zu erfassen; Eine Recheneinheit, wobei die Recheneinheit mit den Berührungssensoren und dem Drucksensor kommunikativ verbunden ist und zu folgendem eingerichtet ist: Erkennen, dass zumindest zwei Tasten berührt werden; Verfolgen des Verlaufs der Eigenschaften der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten; Verfolgen des zeitlichen Verlaufs des Drucks; Erkennen, mittels des Drucksensors, dass Druck zur Aktivierung einer Taste auf das Tastenfeld ausgeübt wird; Bestimmen derjenigen berührten Taste, die als aktiviert gelten soll, mittels eines Vergleichs des zeitlichen Verlaufs des Drucks und des zeitlichen Verlaufs der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten. Typischerweise ist das Tastenfeld ein durchgängiges Element.One aspect of the invention relates to an operating element, comprising: a keypad comprising at least two keys, the keys being rigidly connected; One touch sensor per key adapted to detect the touch of the key with a finger; A pressure sensor adapted to detect the application of pressure to the keypad; An arithmetic unit, wherein the arithmetic unit communicatively communicates with the touch sensors and the pressure sensor and is configured to: detect that at least two keys are touched; Following the course of the characteristics of the respective touch of the at least two keys; Tracking the time course of the pressure; Detecting, by means of the pressure sensor, that pressure is exerted on the keypad to activate a key; Determining the touched key, which is to be considered activated, by means of a comparison of the time course of the pressure and the time profile of the respective touch of the at least two keys. Typically, the keypad is a continuous element.

Hierin wird also vorgeschlagen, die aktivierte Taste über die Betrachtung des zeitlichen Zusammenhangs zwischen dem Niederdrücken des Tastenfeldes und des Verlaufs, insbesondere der zeitlichen Veränderung, der Berührung der Tasten. Typischerweise wird sich das Ausüben von Druck auf einer Taste in einer Veränderung der Berührung der Taste widerspiegeln. Wenn der Benutzer also zunächst seine Finger nur auf die Tasten auflegt ohne Druck auszuüben („blindes Finden“) wird hierdurch eine andere Berührung der jeweiligen Tasten erzeugt, als sie entsteht, wenn mit einem Finger das Tastenfeld heruntergedrückt wird. Diese Veränderung wird durch den Berührungssensor erkannt (e.g. durch Veränderung des kapazitiven Signals vom Berührungssensor). Um schließlich die Taste, die der Nutzer aktivieren will, korrekt zu identifizieren, werden die Veränderungen der Berührungen in ein zeitliches Verhältnis zum Druck auf das Tastenfeld gesetzt. Hierdurch kann die Taste bestimmt werden, welche Taste der Nutzer aktivieren will.Herein, it is proposed that the activated key on the consideration of the temporal relationship between the depression of the keypad and the course, in particular the temporal change, the touch of the keys. Typically, the application of pressure to a key will be reflected in a change in the touch of the key. Thus, if the user first applies his fingers only to the keys without applying pressure ("blind finding"), this produces a different touch of the respective keys than arises when the keyboard is pressed down with one finger. This change is detected by the touch sensor (e.g., by changing the capacitive signal from the touch sensor). Finally, to correctly identify the key that the user wants to activate, the changes in touch are timed relative to the pressure on the keypad. This allows the button to be determined which button the user wants to activate.

Die Eigenschaften der jeweiligen Berührung betreffen typischerweise die Größe der berührten Fläche auf der Taste, die geometrische Form der berührten Fläche auf der Taste und/oder die Anordnung der berührten Fläche auf der Taste. Eine entsprechende Auswertung wird fortlaufend vom Berührungssensor und entsprechender Auswertelogik durchgeführt.The characteristics of the particular touch typically relate to the size of the touched area on the key, the geometric shape of the touched area on the key, and / or the location of the touched area on the key. A corresponding evaluation is carried out continuously by the touch sensor and corresponding evaluation logic.

In einer vorteilhaften Implementierung wird der zeitliche Verlauf der Berührung durch einen einzigen Zeitpunkt, den Änderungszeitpunkt, repräsentiert. Gleichzeitig kann zeitliche Verlauf des Drucks durch einen einzigen Zeitpunkt, den Druckzeitpunkt, repräsentiert werden. Der Änderungszeitpunkt bzw. Druckzeitpunkt kann anhand von Schwellwerten (Größe der berührten Fläche bzw. Druckbetrag), Flanken oder Steigungen der jeweiligen Verläufe bestimmt werden, die dazu notwendigen Verfahren der Sensordatenverarbeitung sind im Stand der Technik bekannt. Der Vergleich kann dann die Differenz zwischen Änderungszeitpunkt und Druckzeitpunkt berücksichtigen. Es kann diejenige Taste als aktiviert gelten, deren Differenz die kleineste ist.In an advantageous implementation, the time profile of the touch is represented by a single time, the time of change. At the same time, the time course of the pressure can be represented by a single point in time, the time of printing. The change time or pressure time can be determined based on threshold values (size of the area touched or pressure amount), flanks or slopes of the respective courses, the necessary methods of sensor data processing are known in the prior art. The comparison can then take into account the difference between the time of change and the time of printing. The key whose difference is the smallest can be regarded as activated.

In einer alternativen Auswertung berücksichtigt der Vergleich, ob der zeitliche Verlauf des Drucks und der zeitliche Verlauf der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt, wobei das Kriterium die zeitliche Korrelation der Verläufe, Steigungen der Verläufe und/oder Flanken der Verläufe berücksichtigt.In an alternative evaluation, the comparison takes into account whether the time profile of the pressure and the time profile of the respective touch of the at least two keys fulfill a predetermined criterion, wherein the criterion takes into account the temporal correlation of the gradients, slopes of the gradients and / or edges of the gradients.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt ein Tastenfeld in Draufsicht gemäß einer Ausführungsform. 1 shows a keypad in plan view according to one embodiment.
  • 2 zeigt ein Bedienelement gemäß einer Ausführungsform. 2 shows an operating element according to one embodiment.

Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf sich entsprechende Elemente über die Figuren hinweg.Like reference numerals refer to corresponding elements throughout the figures.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT

1 zeigt ein Tastenfeld 1 in Draufsicht gemäß einer Ausführungsform. Das Tastenfeld 1 besteht durchgängig aus Kunststoff und umfasst drei Tasten 2 (A, B, C), die durch zwei kleine Vertiefungen 3 haptisch getrennt sind. 1 shows a keypad 1 in plan view according to an embodiment. The keypad 1 is made entirely of plastic and includes three buttons 2 (A, B, C) passing through two small depressions 3 haptic are separated.

2 zeigt ein Bedienelement gemäß einer Ausführungsform. 1 zeigt das Tastenfeld 1 mit den Tasten 2, die wieder durch die Vertiefungen 3 getrennt sind, wobei das Tastenfeld ein einziges Kunststoffstück umfasst und die Tasten 2 starr miteinander verbunden sind, da sie steil des Kunststoffstücks sind. An jeder Tastenposition sind jeweils Berührungssensoren 4 eingelassen, die dazu eingerichtet sind, die Berührung mit einem Finger 7 zu erfassen und Eigenschaften dieser Berührung, wie die Größe der Berührungsfläche. 2 shows an operating element according to one embodiment. 1 shows the keypad 1 with the keys 2 back through the depressions 3 are separated, wherein the keypad comprises a single piece of plastic and the keys 2 are rigidly connected because they are steep of the plastic piece. At each key position are touch sensors respectively 4 embedded, which are adapted to the touch with a finger 7 to capture and characteristics of this touch, such as the size of the touchpad.

Das Tastenfeld 1 ist über einen Drucksensor 6 auf einer Trägerplatte 5 befestigt, die auch gleichzeitig als Leiterplatte dient. Nicht in 1 gezeigt sind die elektrischen Verbindungen der Bauteile untereinander und mit einer elektronischen Recheneinheit.The keypad 1 is via a pressure sensor 6 on a carrier plate 5 attached, which also serves as a circuit board. Not in 1 shown are the electrical connections of the components with each other and with an electronic processing unit.

Im Betrieb erfasst die elektronische Recheneinheit die Berührung jeder der Tasten 2 und die Größe der Berührungsfläche. Wird hierbei festgestellt, dass zumindest zwei Tasten berührt werden, wird der Verlauf der Berührungen und des Drucks aufgezeichnet. Diese werden für einen begrenzen Zeitbereich (e.g. 2s) im Speicher der elektronischen Recheneinheit gehalten. Wird nun mittels des Drucksensors 6 festgestellt, dass Druck auf das Tastenfeld 1 ausgeübt wird, wird dies als Aktivierungswunsch des Nutzers interpretiert. Allerdings kann aufgrund der gleichzeitigen Berührung der zumindest zwei Tasten 2 keine Zuordnung zu einer der Tasten 2 ohne weites geschehen.In operation, the electronic processing unit detects the touch of each of the keys 2 and the size of the touchpad. If it detects that at least two buttons are touched, the course of the touch and the pressure is recorded. These are held for a limited time period (eg 2s) in the memory of the electronic processing unit. Now by means of the pressure sensor 6 found that pressure on the keypad 1 is exercised, this is interpreted as an activation request of the user. However, due to the simultaneous touch of at least two buttons 2 no assignment to any of the buttons 2 can not be done far away.

Um dieses Problem zu lösen wird der Druckzeitpunkt bestimmt, nämlich der Zeitpunkt zu dem ein bestimmter Druckbetrag erreicht ist. Dann wird mithilfe des Verlaufes für jede berührte Taste bestimmt, ob die Größe der Berührungsfläche am oder kurz vor dem Druckzeitpunkt zugenommen hat. Es wird diejenige Taste als aktiviert angesehen, deren Zunahme der Größe der Berührungsfläche zeitlich am nächsten am Druckzeitpunkt liegt. Es wird die dieser Taste entsprechende Funktion aufgerufen.To solve this problem, the printing time is determined, namely the time at which a certain amount of pressure is reached. Then the history of each touch key determines whether the size of the touchpad has increased at or just before the printing time. It is regarded as activated that key whose increase in the size of the contact surface is temporally closest to the printing time. The function corresponding to this key is called up.

Claims (10)

Bedienelement, umfassend: Ein Tastenfeld, umfassend mindestens zwei Tasten, wobei die Tasten starr verbunden sind; Einen Berührungssensor je Taste, der dazu eingerichtet ist, die Berührung der Taste mit einem Finger zu erfassen; Einen Drucksensor, der dazu eingerichtet ist, das Ausüben von Druck auf das Tastenfeld zu erfassen; Eine Recheneinheit, wobei die Recheneinheit mit den Berührungssensoren und dem Drucksensor kommunikativ verbunden ist und zu folgendem eingerichtet ist: Erkennen, dass zumindest zwei Tasten berührt werden; Verfolgen des Verlaufs der Eigenschaften der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten; Verfolgen des zeitlichen Verlaufs des Drucks auf das Tastenfeld; Erkennen, mittels des Drucksensors, dass Druck zur Aktivierung einer Taste auf das Tastenfeld ausgeübt wird; Bestimmen derjenigen berührten Taste, die als aktiviert gelten soll, mittels eines Vergleichs des zeitlichen Verlaufs des Drucks und des zeitlichen Verlaufs der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten.A control panel comprising: a keypad comprising at least two keys, the keys being rigidly connected; One touch sensor per key adapted to detect the touch of the key with a finger; A pressure sensor adapted to detect the application of pressure to the keypad; An arithmetic unit, wherein the arithmetic unit communicatively communicates with the touch sensors and the pressure sensor and is configured to: detect that at least two keys are touched; Following the course of the characteristics of the respective touch of the at least two keys; Tracking the time history of the pressure on the keypad; Detecting, by means of the pressure sensor, that pressure is exerted on the keypad to activate a key; Determining the touched key, which is to be considered activated, by means of a comparison of time course of the pressure and the time course of the respective touch of the at least two buttons. Bedienelement nach Anspruch 1, wobei die Eigenschaften der jeweiligen Berührung die Größe der berührten Fläche auf der Taste, die geometrische Form der berührten Fläche auf der Taste und/oder die Anordnung der berührten Fläche auf der Taste ist.Control element after Claim 1 wherein the characteristics of the respective touch are the size of the touched area on the key, the geometric shape of the touched area on the key, and / or the location of the touched area on the key. Bedienelement nach Anspruch 2, wobei der zeitliche Verlauf der Berührung durch einen einzigen Zeitpunkt, den Änderungszeitpunkt, repräsentiert wird.Control element after Claim 2 wherein the timing of the contact is represented by a single time, the time of change. Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zeitliche Verlauf des Drucks durch einen einzigen Zeitpunkt, den Druckzeitpunkt, repräsentiert wird.Operating element according to one of the preceding claims, wherein the time profile of the pressure by a single time, the printing time is represented. Bedienelement nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Änderungszeitpunkt bzw. Druckzeitpunkt anhand von Schwellwerten, Flanken oder Steigungen der jeweiligen Verläufe bestimmt wird.Control element after Claim 3 or 4 , wherein the change time or pressure time is determined based on thresholds, edges or slopes of the respective courses. Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vergleich die Differenz zwischen Änderungszeitpunkt und der Druckzeitpunkt berücksichtigt.Operating element according to one of the preceding claims, wherein the comparison takes into account the difference between the time of change and the time of printing. Bedienelement nach Anspruch 1 bis 6, wobei der Vergleich berücksichtigt, ob der zeitliche Verlauf des Drucks und der zeitliche Verlauf der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.Control element after Claim 1 to 6 , wherein the comparison takes into account whether the time profile of the pressure and the time profile of the respective touch of the at least two keys fulfills a predetermined criterion. Bedienelement nach Anspruch 7, wobei das Kriterium die zeitliche Korrelation der Verläufe berücksichtigt.Control element after Claim 7 , where the criterion takes into account the temporal correlation of the courses. Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Tastenfeld ein durchgängiges Element ist.Operating element according to one of the preceding claims, wherein the keypad is a continuous element. Verfahren für ein Bedienelement, wobei das Bedienelement ein Tastenfeld umfasst, umfassend mindestens zwei Tasten, wobei die Tasten starr verbunden sind; einen Berührungssensor je Taste umfasst, der dazu eingerichtet ist, die Berührung der Taste mit einem Finger zu erfassen; einen Drucksensor umfasst, der dazu eingerichtet ist, das Ausüben von Druck auf das Tastenfeld zu erfassen; eine Recheneinheit umfasst, wobei die Recheneinheit mit den Berührungssensoren und dem Drucksensor kommunikativ verbunden ist; wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erkennen, dass zumindest zwei Tasten berührt werden; Verfolgen des Verlaufs der Eigenschaften der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten; Erkennen, mittels des Drucksensors, dass Druck zur Aktivierung einer Taste auf das Tastenfeld ausgeübt wird und verfolgen des zeitlichen Verlaufs des Drucks; Bestimmen derjenigen berührten Taste, die als aktiviert gelten soll, mittels eines Vergleichs des zeitlichen Verlaufs des Drucks und des zeitlichen Verlaufs der jeweiligen Berührung der zumindest zwei Tasten.A method of a control, wherein the control comprises a keypad comprising at least two keys, wherein the keys are rigidly connected; a touch sensor per key adapted to detect the touch of the key with a finger; a pressure sensor configured to detect the application of pressure to the keypad; a computing unit, wherein the computing unit is communicatively connected to the touch sensors and the pressure sensor; the method comprising the steps of: Recognize that at least two keys are being touched; Following the course of the characteristics of the respective touch of the at least two keys; Detecting, by means of the pressure sensor, that pressure is applied to activate a key on the keypad and tracking the time course of the pressure; Determining the touched key, which is to be considered activated, by means of a comparison of the time course of the pressure and the time profile of the respective touch of the at least two keys.
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