DE102018120561B4 - Multifunctional control element for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Multifunktionales Bedienelement (1) für ein Kraftfahrzeug, welche ein Gehäuse (2) mit einem Trägerelement (3) umfasst, auf welchem ein Eingabeteil mit einer mindestens ein Bedienfeld (11-15) aufweisenden berührungssensitive Bedienoberfläche (4) angeordnet ist, wobei das Trägerelement (3) über mindestens ein Rückstellelement gegenüber dem Gehäuse (2) bewegbar gelagert ist,wobei dem Eingabeteil mindestens ein erster Berührungssensor zugeordnet ist, der dazu ausgerichtet ist, bei einer Berührung und/oder Annäherung in Betätigungsrichtung des Eingabeteils durch einen Benutzer (40) und/oder eines Gegenstandes ein erstes Berührungssignal zu erzeugen, wobei mindestens der erste Berührungssensor jeweils im und/oder am Gehäuse (2) angeordnet ist,und/oder dem Eingabeteil mindestens ein erster Kraftsensor zugeordnet ist, der dazu ausgerichtet ist, in Abhängigkeit von einer in Betätigungsrichtung des Eingabeteils wirkenden Kraft ein Kraftsignal zu erzeugen, wobei mindestens der erste Kraftsensor jeweils im und/oder am Gehäuse (2) angeordnet ist,wobei das multifunktionale Bedienelement (1) mindestens einen mechanischen Drehsteller (8) zur Auswahl von Funktionen am Kraftfahrzeug umfasst,wobei ein Kraftübertragungshebel (16) innerhalb des Gehäuses (2) vorgesehen ist, welcher mit dem Drehsteller (8) verbunden ist,wobei zur Erfassung der Druckbetätigung des Drehstellers (8) der Kraftübertragungshebel (16) einen zweiten Kraftsensor (17) aktiviert, welcher bei der Druckbetätigung des Drehstellers (8) ein zweites Kraftsignal erzeugtdadurch gekennzeichnet, dassdass der Drehsteller (8) derart mit der berührungssensitiven Bedienoberfläche (4) verbunden ist, dass sich der Drehsteller (8) bei einer Druckbetätigung synchron mit der berührungssensitiven Bedienoberfläche (4) mitbewegt.Multifunctional control element (1) for a motor vehicle, which comprises a housing (2) with a support element (3), on which an input part with a touch-sensitive control surface (4) having at least one control panel (11-15) is arranged, the support element ( 3) is movably mounted relative to the housing (2) via at least one reset element, the input part being assigned at least one first touch sensor, which is designed to be touched and / or approached in the direction of actuation of the input part by a user (40) and / or an object to generate a first touch signal, at least the first touch sensor being arranged in and / or on the housing (2), and / or the input part being assigned at least one first force sensor, which is oriented as a function of one in the actuating direction of the force acting on the input part to generate a force signal, at least the first force sensor j is arranged in and / or on the housing (2), the multifunctional control element (1) comprising at least one mechanical rotary actuator (8) for selecting functions on the motor vehicle, a power transmission lever (16) being provided within the housing (2), which is connected to the rotary actuator (8), the force transmission lever (16) activating a second force sensor (17) for detecting the pressure actuation of the rotary actuator (8), which generates a second force signal when the rotary actuator (8) is actuated, characterized in that the Rotary actuator (8) is connected to the touch-sensitive user interface (4) in such a way that the rotary actuator (8) moves in synchronism with the touch-sensitive user interface (4) when a push is actuated.
Description
Die Erfindung betrifft ein multifunktionales Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Lenkradeinheit, welche ein Gehäuse mit einem Trägerelement umfasst, auf welchem ein Eingabeteil mit einer mindestens ein Bedienfeld aufweisenden berührungssensitive Bedienoberfläche, insbesondere ein Touchpad oder ein Touchdisplay angeordnet ist, wobei das Trägerelement über mindestens ein Rückstellelement gegenüber dem Gehäuse bewegbar gelagert ist, wobei dem Eingabeteil, insbesondere der berührungssensitiven Bedienoberfläche mindestens ein erster Berührungssensor zugeordnet ist, der dazu ausgerichtet ist, bei einer Berührung und/oder Annäherung in Betätigungsrichtung des Eingabeteils durch einen Benutzer und/oder eines Gegenstandes ein erstes Berührungssignal zu erzeugen, wobei mindestens der erste Berührungssensor jeweils im und/oder am Gehäuse angeordnet ist, und/oder dem Eingabeteil, insbesondere der berührungssensitiven Bedienoberfläche mindestens ein erster Kraftsensor zugeordnet ist, der dazu ausgerichtet ist, in Abhängigkeit von einer in Betätigungsrichtung des Eingabeteils wirkenden Kraft ein Kraftsignal zu erzeugen, wobei mindestens der erste Kraftsensor jeweils im und/oder am Gehäuse angeordnet ist, wobei das multifunktionale Bedienelement mindestens einen mechanischen Drehsteller zur Auswahl von Funktionen am Kraftfahrzeug umfasst.
Die
The
Aus dem Stand der Technik ist ein multifunktionales Bedienelement für ein Multifunktionslenkrad eines Kraftfahrzeugs bekannt, welches ein Gehäuse und ein Trägerelement umfasst. Das in dem Gehäuse auf dem Trägerelement angeordnete Bedienelement weist mindestens ein Eingabeteil mit einer berührungssensitiven Oberfläche auf, wie beispielsweise ein Touchpad oder einen Touchscreen. Des Weiteren umfasst das Bedienelement einen Drehsteller, welcher von der berührungssensitiven Bedienoberfläche umgeben ist. Bei einer Druckbetätigung des Drehstellers wird dieser relativ zur berührungssensitiven Oberfläche in das Gehäuse hineinbewegt, um einen im Gehäuse angeordneten Kraftsensor zu aktivieren, der nach seiner Aktivierung ein Kraftsignal erzeugt, welches dann beispielsweise eine Funktion im Kraftfahrzeug auslöst. Für die Realisierung eines solchen multifunktionalen Bedienelements muss ein vergrößerter Bauraum am Multifunktionslenkrad bereitgestellt werden, um die Bewegung des Drehstellers relativ zur berührungssensitiven Bedienoberfläche zu gewährleisten.A multifunctional control element for a multifunction steering wheel of a motor vehicle is known from the prior art, which comprises a housing and a carrier element. The control element arranged in the housing on the carrier element has at least one input part with a touch-sensitive surface, such as a touchpad or a touchscreen. Furthermore, the control element comprises a rotary actuator, which is surrounded by the touch-sensitive user interface. When the rotary actuator is actuated by pressure, the rotary actuator is moved into the housing relative to the touch-sensitive surface in order to activate a force sensor which is arranged in the housing and which, when activated, generates a force signal which then triggers a function in the motor vehicle, for example. To implement such a multifunctional control element, an enlarged installation space must be provided on the multifunction steering wheel in order to ensure the movement of the rotary actuator relative to the touch-sensitive user interface.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein multifunktionales Bedienelement bereitzustellen, welches einen kompakten und einfachen konstruktiven Aufbau aufweist und die Bedienung des multifunktionalen Bedienelements zuverlässig erfasst.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Patentanspruch 1, insbesondere durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Dabei ist vorgesehen, dass ein Kraftübertragungshebel innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, welcher mit dem Drehsteller verbunden ist, wobei zur Erfassung der Druckbetätigung des Drehstellers der Kraftübertragungshebel einen zweiten Kraftsensor aktiviert, welcher bei der Druckbetätigung des Drehstellers ein zweites Kraftsignal erzeugt. Durch diese Maßnahme gelingt es, ein multifunktionales Bedienelement aufweisend einen kompakten und einfachen konstruktiven Aufbau bereitzustellen, welches im Vergleich zum Stand der Technik einen geringeren Bauraum, beispielsweise an der Lenkradeinheit benötigt. Da der Kraftübertragungshebel mit dem Drehsteller verbunden ist und eine Baueinheit bilden kann, kann folglich ein Drehsteller bereitgestellt werden, welcher selbst einen kompakten und einfachen konstruktiven Aufbau aufweist. Da die dem Drehsteller zugeordneten Kraftsensoren innerhalb des Gehäuses, vorzugsweise seitlich neben dem Drehsteller angeordnet sind, um einen kompakten und einfachen konstruktiven Aufbau des multifunktionalen Bedienelements sicherzustellen, wird der Kraftübertragungshebel verwendet, welcher derart mit dem Drehsteller verbunden bzw. gekoppelt ist, dass bei einer Drückbetätigung des Drehstellers nahezu gleichzeitig auch der zweite Kraftsensor aktiviert wird, indem beispielsweise ein Kontakt zwischen dem Kraftübertragungshebel und/oder eine Annäherung des Kraftübertragungshebels an den mindestens zweiten Kraftsensor detektiert wird, um ein das zweite Kraftsignal zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist ein berührempfindliches Eingabeteil vorgesehen. Der Begriff „berührempfindliches Eingabeteil“ ist weit auszulegen. Dabei handelt es sich im Allgemeinen um ein Teil des Eingabegeräts, das eine dem Bediener zugewandte Eingabefläche definiert, auf der eine Berührung durch ein Eingabeorgan oder einen Finger eines Bedieners durch eine Sensorik detektiert wird, bevorzugt ortsauflösend detektiert wird. Bevorzugt handelt es sich bei dem berührempfindlichen Eingabeteil um ein Touchpad, d.h. ein anzeigeloses Eingabeteil mit ortsauflösender Detektion einer Berührung auf einer zum Eingabeteil gehörigen Eingabefläche oder ein Touchscreen, d.h. ein Eingabeteil mit ortsauflösender Detektion einer Berührung auf einer zum Eingabeteil gehörigen Eingabefläche, wobei im letzteren Fall der Eingabefläche ferner eine elektronische Anzeige, insbesondere eine elektronische Pixelmatrixanzeige zugeordnet ist.It is therefore the object of the present invention to provide a multifunctional control element which has a compact and simple construction and which reliably detects the operation of the multifunctional control element.
The object is achieved by
Beispielsweise sind der Eingabefläche ein oder mehrere Sensoren zur Detektion einer Berührung und/oder einer Druckkraft auf der Eingabefläche zugeordnet. Beispielsweise handelt es sich um mehrere in einer Matrix angeordnete Elektroden und eine zugehörige Auswerteinheit zur ortsauflösenden Berührungsdetektion und/oder einen oder mehrere Kraftsensoren zur Detektion der durch die Betätigung bewirkten Druckkraft, wie einen oder mehrere kapazitive Kraftsensoren.
Nach einer bevorzugten Ausführung des multifunktionalen Bedienelements kann vorgesehen sein, dass mindestens ein zweiter Berührungssensor für den Drehsteller vorgesehen ist, der dazu ausgerichtet ist, bei einer Berührung und/oder Annäherung durch einen Benutzer und/oder eines Gegenstandes ein zweites Berührungssignal zu erzeugen, wobei der zweite Berührungssensor im und/oder am Gehäuse und/oder am Drehsteller und/oder am Trägerelement angeordnet ist. Der zweite Berührungssensor kann als redundanter Sensor für den zweiten Kraftsensor dienen, wenn der zweite Kraftsensor aus technischen Gründen ausfällt. Es ist aber auch denkbar, dass der zweite Berührungssensor und der zweite Kraftsensor als ein Aktivierungspaar zur Auslösung einer Kraftfahrzeugfunktion vorgesehen sind. Somit kann eine Betätigung des Drehstellers eindeutig erkannt werden, wenn ein zweites Kraftsignal durch den zweiten Kraftsensor und ein zweites Berührungssignal durch den zweiten Berührungssensor erzeugt wird. Nur wenn beide Signale erzeugt werden, wird auch die entsprechende Kraftfahrzeugfunktion ausgelöst.
Im Allgemeinen können durch den Drehsteller Kraftfahrzeugfunktionen ausgelöst werden, wie beispielsweise die Bedienung eines Navigationssystems und/oder eines Radiosystems und/oder einer Klimaanlage und/oder eines Tempomats. For example, one or more sensors for detecting a touch and / or a pressure force on the input surface are assigned to the input surface. For example, there are several electrodes and arranged in a matrix an associated evaluation unit for spatially resolved touch detection and / or one or more force sensors for detecting the pressure force caused by the actuation, such as one or more capacitive force sensors.
According to a preferred embodiment of the multifunctional control element, it can be provided that at least one second touch sensor is provided for the rotary actuator, which is designed to generate a second touch signal when touched and / or approached by a user and / or an object, the second touch sensor is arranged in and / or on the housing and / or on the rotary actuator and / or on the carrier element. The second touch sensor can serve as a redundant sensor for the second force sensor if the second force sensor fails for technical reasons. However, it is also conceivable that the second touch sensor and the second force sensor are provided as an activation pair for triggering a motor vehicle function. An actuation of the rotary actuator can thus be clearly identified when a second force signal is generated by the second force sensor and a second touch signal by the second touch sensor. The corresponding motor vehicle function is only triggered if both signals are generated.
In general, motor vehicle functions can be triggered by the turntable, such as the operation of a navigation system and / or a radio system and / or an air conditioning system and / or a cruise control.
Der konstruktive Aufbau des multifunktionalen Bedienelements kann weiter vereinfacht werden, wenn der mechanische Drehsteller mit einer Achse verbunden ist, die am Gehäuse gelagert ist, wobei die Achse als Kraftübertragungshebel ausgebildet ist. Wird eine Kraft, insbesondere eine Druckkraft auf den Drehsteller ausgeübt, so kann die Achse mindestens den zweiten Kraftsensor aktivieren, der dann ein zweites Kraftsignal erzeugt. Dazu kann die Achse an den Kraftsensor angenähert werden, oder es kann auch ein Kontakt zwischen der Achse und dem zweiten Kraftsensor hergestellt werden. Eine zuverlässige Aktivierung und ein einfacher konstruktiver Aufbau des multifunktionalen Bedienelements kann bereitgestellt werden, wenn der Kraftübertragungshebel des Drehstellers als Kipphebel ausgebildet ist und mit dem Drehsteller verbunden ist. Dabei kann der Kipphebel mit dem Drehsteller verbunden sein. Wird eine Kraft auf den Drehsteller ausgeübt, so findet eine Kraftübertragung auf den Kipphebel statt, der beispielsweise um eine Kipphebelachse verschwenkbar ausgebildet sein kann. Der Kipphebel nähert sich dem zweiten Kraftsensor an und/oder berührt diesen, so dass anschließend ein zweites Kraftsignal erzeugt wird. Danach bewegt sich der Kipphebel, der vorzugsweise als Wippe ausgebildet sein kann, wieder zurück in seine Ruhelage. Der Kipphebel kann dabei mit einem Federelement verbunden sein, welches den Kipphebel wieder zurück in seine Ruhelage bewegt.
Die auf das Eingabeteil und/oder den Drehsteller ausgeübte Kraft kann zuverlässig erfasst werden, wenn mindestens einer der Kraftsensoren des Eingabeteils und/oder des Drehstellers als optischer Sensor, insbesondere als Lichtsensor oder als kapazitiver Sensor, insbesondere als kapazitive Kraftsensorfolie oder als induktiver Sensor oder als MEMS oder als Dehnungsmessstreifen ausgebildet ist. Diese Kraftsensoren lassen sich einfach in dem Gehäuse verbauen und beanspruchen nur wenig Bauraum, so dass ein kompakter konstruktiver Aufbau des multifunktionalen Bedienelements sichergestellt werden kann. Dies gilt auch für den Berührungssensor der dem Eingabeteil und/oder dem Drehsteller zugeordnet ist, wenn mindestens einer der Berührungssensoren des Eingabeteils und/oder des Drehstellers als optischer Sensor, insbesondere als Lichtsensor oder als kapazitiver Sensor oder als induktiver Sensor ausgebildet ist. Dabei können die Kraftsensoren im Kraftfluss der Betätigungskraft liegen, wenn diese als kapazitive Kraftsensoren, MEMS oder Dehnungsmessstreifen ausgebildet sind.The design of the multifunctional control element can be further simplified if the mechanical rotary actuator is connected to an axle which is mounted on the housing, the axle being designed as a force transmission lever. If a force, in particular a compressive force, is exerted on the rotary actuator, the axis can activate at least the second force sensor, which then generates a second force signal. For this purpose, the axis can be approximated to the force sensor, or a contact can also be made between the axis and the second force sensor. Reliable activation and a simple structural design of the multifunctional control element can be provided if the power transmission lever of the rotary actuator is designed as a rocker arm and is connected to the rotary actuator. The rocker arm can be connected to the turntable. If a force is exerted on the rotary actuator, a force is transmitted to the rocker arm, which can be designed, for example, to be pivotable about a rocker arm axis. The rocker arm approaches and / or touches the second force sensor, so that a second force signal is subsequently generated. The rocker arm, which can preferably be designed as a rocker, then moves back into its rest position. The rocker arm can be connected to a spring element which moves the rocker arm back into its rest position.
The force exerted on the input part and / or the rotary actuator can be reliably detected if at least one of the force sensors of the input part and / or the rotary actuator is used as an optical sensor, in particular as a light sensor or as a capacitive sensor, in particular as a capacitive force sensor film or as an inductive sensor or as MEMS or is designed as a strain gauge. These force sensors can be easily installed in the housing and take up little space, so that a compact structural design of the multifunctional control element can be ensured. This also applies to the touch sensor which is assigned to the input part and / or the rotary actuator if at least one of the touch sensors of the input part and / or the rotary actuator is designed as an optical sensor, in particular as a light sensor or as a capacitive sensor or as an inductive sensor. The force sensors can lie in the force flow of the actuating force if they are designed as capacitive force sensors, MEMS or strain gauges.
Falls die Kraftsensoren außerhalb des Kraftflusses der Betätigungskraft liegen, kann es sich anbieten, optische oder induktive Kraftsensoren, insbesondere Abstandssensoren zu verwenden, weil diese weniger toleranzanfällig sind, wenn diese im Gehäuse verbaut werden.
Um so wenig Bauraum wie möglich bereitstellen zu müssen, kann vorgesehen sein, dass der Drehsteller aus Kunststoff ausgebildet ist und die Achse aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet ist, wobei die Achse eine Elektrode des kapazitiven Sensors, insbesondere eines kapazitiven Berührungssensors bildet. Der kapazitive Berührungssensor kann dabei als zweiter Berührungssensor ausgebildet sein, welcher dem Drehsteller zugeordnet ist. Da der Drehsteller selbst aus Kunststoff ausgebildet ist, bleibt das durch die aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildete Achse erzeugte elektrische Feld des kapazitiven Sensors unbeeinflusst durch den Drehsteller, so dass eine Berührung und/oder Annäherung eines Gegenstandes und/oder eines Körpergliedes eines Benutzers zuverlässig detektiert werden kann. Bevorzugt ist daher der zweite Berührungssensor als der kapazitive Berührungssensor ausgebildet.
Eine Berührung und/oder Annäherung eines Gegenstandes und/oder eines Körpergliedes eines Benutzer kann ebenfalls zuverlässig detektiert werden, wenn der Drehsteller aus Kunststoff oder aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff ausgebildet ist und mindestens eine Elektrode, vorzugsweise zwei Elektroden des kapazitiven Sensors, insbesondere des kapazitiven Berührungssensors vorgesehen ist, welche linksseitig und/oder rechtsseitig neben dem Drehsteller und/oder unter dem Drehsteller im und/oder am Gehäuse und/oder am Trägerelement und/oder an einer Folie, vorzugsweise an der kapazitiven Folie angeordnet ist und den kapazitiven Sensor, insbesondere den kapazitiven Berührungssensor bildet. Bevorzugt ist daher der zweite Berührungssensor als der kapazitive Berührungssensor ausgebildet.
Ferner ist es denkbar, dass der Drehsteller aus einem leitfähigen Kunststoff ausgebildet ist oder der Drehsteller metallisiert ausgebildet ist und eine Elektrode den kapazitiven Sensor, insbesondere den kapazitiven Berührungssensor bildet. Bevorzugt ist daher der zweite Berührungssensor als der kapazitive Berührungssensor ausgebildet, so dass eine Berührung und/oder Annäherung eines Gegenstandes und/oder eines Körpergliedes eines Benutzers zuverlässig detektiert werden kann.If the force sensors are outside the force flow of the actuating force, it may be advisable to use optical or inductive force sensors, in particular distance sensors, because these are less susceptible to tolerances if these are installed in the housing.
In order to provide as little installation space as possible, it can be provided that the rotary actuator is made of plastic and the axis is made of an electrically conductive material, the axis forming an electrode of the capacitive sensor, in particular a capacitive touch sensor. The capacitive touch sensor can be designed as a second touch sensor, which is assigned to the rotary actuator. Since the rotary actuator itself is made of plastic, the electrical field of the capacitive sensor generated by the axis formed from an electrically conductive material remains uninfluenced by the rotary actuator, so that contact and / or proximity of an object and / or a limb of a user is reliably detected can be. The second touch sensor is therefore preferably designed as the capacitive touch sensor.
A contact and / or approach of an object and / or a limb of a user can also be reliably detected if the rotary actuator is made of plastic or of an electrically conductive plastic and at least one electrode, preferably two electrodes of the capacitive sensor, in particular the capacitive touch sensor is provided, which is on the left and / or right next to the The turntable and / or under the turntable is arranged in and / or on the housing and / or on the carrier element and / or on a film, preferably on the capacitive film and forms the capacitive sensor, in particular the capacitive touch sensor. The second touch sensor is therefore preferably designed as the capacitive touch sensor.
Furthermore, it is conceivable that the turntable is made of a conductive plastic or the turntable is made of metal and an electrode forms the capacitive sensor, in particular the capacitive touch sensor. The second touch sensor is therefore preferably designed as the capacitive touch sensor, so that contact and / or proximity of an object and / or a limb of a user can be reliably detected.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des multifunktionalen Bedienelements kann vorgesehen sein, dass jedem Eingabeteil jeweils ein Kraftsensor und/oder jeweils ein Berührungssensor zugeordnet ist. Dadurch kann eine Bedienung des Drehstellers und/oder des Eingabeteils auch mittels eines Handschuhs oder einer Prothese durchgeführt werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des multifunktionalen Bedienelements kann vorgesehen sein, dass dem Eingabeteil und/oder dem Drehsteller eine vorzugsweise elektromagnetische Aktuatoreinheit zugeordnet ist, welche innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und die dazu ausgerichtet ist, in Abhängigkeit eines Aktuatorsignals eine Rückmeldung an das Eingabeteil und/oder an den Drehsteller zu geben. Vorzugsweise befindet sich im multifunktionalen Bedienelement eine Aktuatoreinheit mit Aktivhaptik, wobei diese die komplette berührsensitive Bedienoberfläche anregen kann, um ein haptisches Feedback zu erzeugen. Dabei kann der Drehsteller mit der Bedienoberfläche gekoppelt gelagert sein, so dass dieser mit angeregt werden kann.
Erfindungsgemäß kann daher die Aktuatoreinheit einen Aktuator umfassen, um das Eingabeteil und/oder den Drehsteller zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks bewegend anzutreiben. Bevorzugt wird das Eingabeteil und/oder der Drehsteller linear angetrieben. Bevorzugt ist der Aktuator ein elektromotorischer oder elektromagnetischer Aktuator. Beispielsweise weist die Aktuatoreinheit eine Spule auf, dessen durch die Spule erzeugtes, elektromagnetisches Feld zur Zusammenwirkung mit einem Anker ausgebildet und angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist dieser Aktuator eine die effektive Wirkrichtung beschreibende Wirkachse auf, um eine Bewegung des Eingabeteils, beispielsweise der berührempfindlichen Anzeige und/oder des Drehstellers zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung in Auslenkrichtung zu bewirken.
Die Haptik des multifunktionalen Bedienelements kann weiter verbessert werden, wenn der mechanische Drehsteller als Rändelrad oder als Drehteller ausgebildet ist. Dabei kann dem Rändelrad und/oder dem Drehteller eine Lichtschranke, insbesondere ein Lichtsensor und/oder ein Hallsensor zugeordnet werden, welcher im Gehäuse des multifunktionalen Bedienelements verbaut ist, um die Position und/oder die Drehung des Rändelrads bzw. des Drehtellers zu erfassen. Die Höhe des multifunktionalen Bedienelements kann verringert werden, wenn zumindest der erste Berührungssensor und vorzugsweise der zweite Berührungssensor des Eingabeteils als Folie, insbesondere als eine kapazitive Kraftsensorfolie oder als eine kapazitive Folie ausgebildet ist. Die Folie wird dabei vorzugsweise über der gesamten Oberfläche des Eingabeteils angeordnet und zwar bis zum Drehsteller. Da die Folie eine Wandstärke von weniger als 1mm aufweist, weist somit das multifunktionale Bedienelement einen kompakten konstruktiven Aufbau auf, der kostengünstig zu realisieren ist. Eine Folie, insbesondere eine kapazitive Kraftsensorfolie weist die größte Sensorauflösung bei sehr hoher Steifigkeit in Betätigungsrichtung auf.
Die Optik des multifunktionalen Bedienelements kann verbessert werden, wenn die Folie derart am Gehäuse angeordnet ist, dass diese den Drehsteller vollständig umschließt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des multifunktionalen Bedienelements kann vorgesehen sein, dass der auf der Folie angeordnete zweite Berührungssensor im Bereich des Drehstellers derart angeordnet ist, dass bei einer Annäherung und/oder Berührung des Drehstellers der zweite Berührungssensor ein Berührungssignal erzeugt. Somit kann bereits vor dem oder mit dem Betätigen des Drehstellers die Annäherung und/oder Berührung eines Gegenstandes und/oder eines Körpergliedes eines Benutzers zuverlässig detektiert werden. Wenn ein zweites Berührungssignal erzeugt wird, wird der zweite Kraftsensor in einen Online-Modus überführt, insbesondere eingeschaltet. Wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeit der zweite Kraftsensor von dem Kraftübertragungshebel, insbesondere von dem Kipphebel aktiviert wird, wird das zweite Kraftsignal erzeugt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Drehsteller derart mit der berührungssensitiven Bedienoberfläche verbunden ist, dass sich der Drehsteller bei einer Druckbetätigung synchron mit der berührungssensitiven Bedienoberfläche mitbewegt. Bei einer Druckbetätigung des Drehstellers wird sowohl die gesamte berührungssensitive Oberfläche des Eingabeteils, als auch der Drehsteller gemeinsam in eine Richtung bewegt. Dadurch kann in vorteilhafterweise auf zusätzliche Rückstellelement für den Drehsteller verzichtet werden, weil die Rückstellelemente des Eingabeteils die Rückstellung des Drehstellers nach seiner Betätigung übernehmen. Somit werden die Kosten für die Herstellung des multifunktionalen Bedienelements verringert und gleichzeitig weist das multifunktionale Bedienelement einen einfachen und kompakten konstruktiven Aufbau auf.According to a further preferred embodiment of the multifunctional control element, it can be provided that each input part is assigned a force sensor and / or a touch sensor. As a result, the rotary actuator and / or the input part can also be operated using a glove or a prosthesis.
According to a further preferred embodiment of the multifunctional control element, it can be provided that the input part and / or the rotary actuator is assigned a preferably electromagnetic actuator unit which is arranged within the housing and which is designed to provide feedback to the input part and / or as a function of an actuator signal. or to give to the turntable. There is preferably an actuator unit with active haptics in the multifunctional control element, which can excite the complete touch-sensitive user interface in order to generate haptic feedback. The rotary actuator can be coupled to the user interface so that it can also be excited.
According to the invention, the actuator unit can therefore comprise an actuator in order to drive the input part and / or the rotary actuator to generate a haptic feedback. The input part and / or the rotary actuator is preferably driven linearly. The actuator is preferably an electromotive or electromagnetic actuator. For example, the actuator unit has a coil whose electromagnetic field generated by the coil is designed and arranged to interact with an armature. According to the invention, this actuator has an effective axis that describes the effective direction of action, in order to cause the input part, for example the touch-sensitive display and / or the rotary actuator, to move in order to generate haptic feedback in the deflection direction.
The feel of the multifunctional control element can be further improved if the mechanical turntable is designed as a knurled wheel or as a turntable. The knurled wheel and / or the turntable can be assigned a light barrier, in particular a light sensor and / or a Hall sensor, which is installed in the housing of the multifunctional control element in order to detect the position and / or the rotation of the knurled wheel or the turntable. The height of the multifunctional control element can be reduced if at least the first touch sensor and preferably the second touch sensor of the input part is designed as a film, in particular as a capacitive force sensor film or as a capacitive film. The film is preferably arranged over the entire surface of the input part, namely up to the turntable. Since the film has a wall thickness of less than 1 mm, the multifunctional control element has a compact structural design that can be implemented inexpensively. A film, in particular a capacitive force sensor film, has the greatest sensor resolution with very high rigidity in the actuation direction.
The appearance of the multifunctional control element can be improved if the film is arranged on the housing in such a way that it completely surrounds the rotary actuator.
According to a further preferred embodiment of the multifunctional control element, it can be provided that the second touch sensor arranged on the film is arranged in the area of the turntable in such a way that when the turntable approaches and / or touches, the second touch sensor generates a touch signal. Thus, the approach and / or touch of an object and / or a limb of a user can be reliably detected even before or with the actuation of the rotary actuator. When a second touch signal is generated, the second force sensor is switched to an online mode, in particular switched on. If the second force sensor is activated by the force transmission lever, in particular by the rocker arm, within a predetermined time, the second force signal is generated.
According to the invention, it is provided that the rotary actuator is connected to the touch-sensitive user interface in such a way that the rotary actuator moves synchronously with the touch-sensitive user interface when a pressure is actuated. When the rotary actuator is actuated, both the entire touch-sensitive surface of the input part and the rotary actuator are moved together in one direction. This advantageously means that there is no need for additional reset elements for the rotary actuator because the reset elements of the input part take over the reset of the rotary actuator after it has been actuated. The costs for the production of the multifunctional control element are thus reduced and at the same time the multifunctional control element has a simple and compact construction.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen:
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1a ein passives multifunktionales Bedienelement mit einem als Drehteller ausgebildeten Drehsteller gemäß einer ersten Ausführungsform in einer schematisch dargestellten Ansicht von vorne, -
1b ein aktives multifunktionales Bedienelement mit einem als Drehteller ausgebildeten Drehsteller gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer schematisch dargestellten Ansicht von vorne, -
2a ein passives multifunktionales Bedienelement mit einem als Rändelrad ausgebildeten Drehsteller gemäß einer dritten Ausführungsform in einer schematisch dargestellten Ansicht von vorne, -
2b ein aktives multifunktionales Bedienelement mit einem als Rändelrad ausgebildeten Drehsteller gemäß einer vierten Ausführungsform in einer schematisch dargestellten Ansicht von vorne, -
3 das multifunktionale Bedienelement mit dem als Rändelrad ausgebildeten Drehsteller gemäß der vierten Ausführungsform in einer Ansicht von oben, -
4a das multifunktionale Bedienelement mit dem als Rändelrad ausgebildeten Drehsteller gemäß der vierten Ausführungsform in einer Ansicht von oben mit einer Berührungssensoranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform, -
4b das Rändelrad für die Berührungssensoranordnung gemäß der ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, -
5a das multifunktionale Bedienelement mit dem als Rändelrad ausgebildeten Drehsteller gemäß der vierten Ausführungsform in einer Ansicht von oben mit einer Berührungssensoranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform, -
5b das Rändelrad für die Berührungssensoranordnung gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Ansicht von vorne, -
5c das Rändelrad für die Berührungssensoranordnung gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Ansicht von der Seite, -
6a das multifunktionale Bedienelement mit dem als Rändelrad ausgebildeten Drehsteller gemäß der vierten Ausführungsform in einer Ansicht von oben mit einer Berührungssensoranordnung gemäß einer dritten Ausführungsform, -
6b das Rändelrad für die Berührungssensoranordnung gemäß der dritten Ausführungsform in einer Ansicht von vorne, und -
6c das Rändelrad für die Berührungssensoranordnung gemäß der dritten Ausführungsform in einer Ansicht von der Seite.
-
1a a passive multifunctional control element with a turntable designed as a turntable according to a first embodiment in a schematic view from the front, -
1b an active multifunctional control element with a turntable designed as a turntable according to a second embodiment in a schematic view from the front, -
2a a passive multifunctional control element with a rotary controller designed as a knurled wheel according to a third embodiment in a schematic view from the front, -
2 B an active multifunctional control element with a rotary controller designed as a knurled wheel according to a fourth embodiment in a schematic view from the front, -
3rd the multifunctional control element with the rotary controller designed as a knurled wheel according to the fourth embodiment in a view from above, -
4a the multifunctional control element with the rotary controller designed as a knurled wheel according to the fourth embodiment in a view from above with a touch sensor arrangement according to a first embodiment, -
4b the knurled wheel for the touch sensor arrangement according to the first embodiment in a perspective view, -
5a the multifunctional control element with the rotary controller designed as a knurled wheel according to the fourth embodiment in a view from above with a touch sensor arrangement according to a second embodiment, -
5b the knurled wheel for the touch sensor arrangement according to the second embodiment in a view from the front, -
5c the knurled wheel for the touch sensor arrangement according to the second embodiment in a side view, -
6a the multifunctional control element with the rotary controller designed as a knurled wheel according to the fourth embodiment in a view from above with a touch sensor arrangement according to a third embodiment, -
6b the thumbwheel for the touch sensor arrangement according to the third embodiment in a front view, and -
6c the knurled wheel for the touch sensor arrangement according to the third embodiment in a side view.
In den
In der
In der
In der
In der
In der
Zusätzlich oder alternativ kann dem Eingabeteil, insbesondere der berührungssensitiven Bedienoberfläche
Des Weiteren weist das aktive multifunktionale Bedienelement
Ferner weist das multifunktionale Bedienelement
Der Kraftübertragungshebel
Der mechanische Drehsteller
Des Weiteren ist dem Drehsteller
In den nachfolgenden
In der
In der
In der
Für alle Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der auf der Folie
Ferner kann alternativ für alle Ausführungsbeispiele vorgesehen sein, dass sich der Drehsteller
Die Berührerkennung am Drehsteller
Furthermore, it can alternatively be provided for all exemplary embodiments that the rotary actuator
Touch detection on the turntable
Claims (14)
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Family Applications (1)
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