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Die Erfindung betrifft eine Bedienanordnung, welche einen Träger und ein am Träger beweglich, nämlich entgegen einer Rückstellkraft elastisch rückstellend, gelagertes Eingabeteil aufweist, wobei das Eingabeteil ausgelegt ist, eine Berührung auf einer zugehörigen Eingabefläche zu detektieren. Eingabeteile, bei denen die Berührung ortsauflösend detektiert werden kann, sind ein Touchpad oder einen Touchscreen. Bei dem Touchpad oder Touchscreen handelt es sich mittlerweile fast durchweg um ein kapazitiv und gleichzeitig ortsauflösend detektierendes und somit berührempfindliches Eingabegerät mit zugehöriger Eingabefläche. Bei dieser Art von bekannten Eingabeteilen kommt es zur kapazitiven Wechselwirkung eines Bedienorgans, wie eines Fingers eines Bedieners, mit den auf der Seite des Touchpads bzw. Touchscreens bereitgestellten Messkapazitäten, die bei entsprechender Potenzialbeaufschlagung von einem feinen Array von Messelektroden erzeugt werden.
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Um Fehleingaben insbesondere im Kraftfahrzeugbereich zu vermeiden, hat sich eine Betätigungskraft getriggerte Bestätigung für die Auslösung und Durchführung des von der Bedienanordnung durch die händische Betätigung vorzunehmenden Schalt- oder Steuervorgangs etabliert. Anders ausgedrückt, mit dem Ziel, unbeabsichtigte Berührungen von intendierter Betätigung unterscheiden zu können, wurde die Bedienanordnungen um eine Betätigungskraftdetektion ergänzt, und nur bei Überschreiten einer vorgegebenen Betätigungskraft der Schalt- oder Steuervorgang durchgeführt. Hierzu werden diverse Kraftsensoren eingesetzt, beispielsweise kapazitive, resistive oder piezoelektrische Kraftsensoren. Während eine reine Kraftmessung bei statischen Umgebungsbedingungen mit ausreichender Genauigkeit durchgeführt werden kann, treten nicht nur bei dynamischen Umgebungsbedingungen, wie dem fahrenden Fahrzeug, Probleme auf sondern auch dann, wenn das schwingende System des elastisch aufgehängten oder gelagerten Eingebteils mit einer dynamischen Betätigungskraft beaufschlagt wird. Beispielsweise kommt es bei stark schwankender Bedieneingabe, weil der Bediener beispielsweise ungewohnt hektisch reagiert, trotz eigentlich zur Auslösung ausreichender Betätigungskraft eben nicht zu dem intendierten Schalt- oder Steuervorgang, da das dynamische Eingabeverhalten nicht in der Lage ist, die entsprechend ausreichende und für den statischen Fall zu erwartende Verlagerung des Eingabeteils gegenüber dem Träger hervorzurufen. Um auch in solchen, vergleichsweise extremen Bediensituationen eine intendierte Betätigung mit Funktions- oder Steuerfunktionsauslösung zuverlässiger detektieren zu können, ist die Kenntnis der Bewegung des Trägers beziehungsweise des Kraftfahrzeugs nicht ausreichend für eine zuverlässige Detektion.
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Vor diesem Hintergrund haben sich die Erfinder, die Aufgabe gestellt, eine Bedienanordnung bereitzustellen, bei der die Zuverlässigkeit der durch eine vorgegebene Betätigungskraft getriggerten Vornahme einer Schalt- oder Steuerfunktion, insbesondere in extremen Bedien- oder Umgebungssituation, gesteigert wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bedienanordnung gemäß Anspruch 1. Eine gleichermaßen vorteilhafte Verwendung ist Gegenstand des nebengeordneten Verwendungsanspruchs. Ein gleichermaßen vorteilhaftes Verfahren zur Betätigungskraft getriggerten Vornahme einer Schalt- oder Steuerfunktion ist Gegenstand des nebengeordneten Verfahrensanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
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Die erfindungsgemäße Bedienanordnung weist einen Träger und ein am Träger beweglich gelagertes, berührempfindliches Eingabeteil auf. Berührempfindlich im Sinne der Erfindung meint, dass das Eingabeteil in der Lage ist, eine Berührung unter Bereitstellung einer Berührinformation zu detektieren. Beispielsweise handelt es sich um einen oder mehrere Tastköpfe, deren Berührung detektierbar ist, deren Berührung bevorzugt kapazitiv detektierbar ist.
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Das berührempfindliche Eingabeteil ist nicht zwingend aber bevorzugt ausgebildet, ortsaufgelöst die Berührung zu detektieren, d.h. dass es in der Lage ist, die Berührinformation unter Bereitstellung einer Ortsinformation betreffend des Berührort auszugeben, wie es beispielsweise bei einem Touchpad beziehungsweise Touchscreen der Fall ist. Diese sind beispielsweise ausgebildet, eine Berührung auf der zugehörigen Eingabefläche kapazitiv und ortsauflösend zu detektieren, Als Touchpad wird ein berührempfindliches Eingabegerät mit zugehöriger Eingabefläche ohne Anzeigefläche und als Touchscreen eine Kombination aus berührempfindlichem Eingabegerät und elektronischer Pixelmatrixanzeige und somit ein Eingabegerät mit berührempfindlicher Eingabefläche und im Wesentlichen deckungsgleich angeordneten Anzeigefläche verstanden. Unter einer kapazitiven und ortsauflösenden Detektion wird die Detektion mittels mehrerer Messkapazitäten verstanden, die von einem Array von Messelektroden erzeugt werden, wobei diese Elektroden beispielsweise im Wesentlichen in einer oder mehreren zur Eingabefläche parallelen Ebenen angeordnet sind. Derartige Elektrodenstrukturen sowie die zugehörigen Detektionsverfahren sind dem Fachmann geläufig. Das die Berührung ortsauflösend detektierende Eingabeteil stellt dabei eine Information betreffend den Berührort bereit, die bei der Auswertung der Betätigungskraft und insbesondere bei der Zuordnung der Schalt- und Steuerfunktion berücksichtigt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist das Eingabeteil elastisch rückstellend, entgegen einer Rückstellkraft und senkrecht zur Eingabefläche verlagerbar am Träger gelagert. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass Lagerungsmittel in Form von Federn oder aus elastischem Material vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist wenigstens ein zwischen Träger und Eingabeteil angeordneter Kraftsensor zur Messung einer Verlagerung des Eingabeteils entgegen der Rückstellkraft und Bereitstellung wenigstens eines der Verlagerung eindeutig zugeordneten, bevorzugt proportionalen, ersten Messwertes vorgesehen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Kraftsensor um einen kapazitiven, resistiven oder piezoelektrischen Kraftsensor. Ein piezoelektrischer Kraftsensor hat den Vorteil, dass kleinste Verlagerung detektierbar sind und das piezoelektrische Material ferner als elastisches Lagerungsmittel verwendet werden kann und somit auf außerhalb des Kraftsensors befindliche, zusätzliche Lagerungsmittel wie Federn verzichtet werden kann.
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Erfindungsgemäß ist wenigstens ein am Eingabeteil befestigter Beschleunigungssensor zur Messung einer Beschleunigung des Eingabeteils und Bereitstellung wenigstens eines der Beschleunigung eindeutig zugeordneten, bevorzugt proportionalen, zweiten Messwertes vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist ferner eine mit dem wenigstens einen Kraftsensor und dem Beschleunigungssensor kommunizierende, beispielsweise elektrisch leitend verbundene Auswerteinheit vorgesehen, um anhand des ersten Messwerts und zweiten Messwerts eine händische Betätigung des Eingabeteils entgegen der Rückstellkraft zu identifizieren und wobei ausschließlich im Fall der Identifikation der händischen Betätigung eine Schalt- oder Steuervorgang durchgeführt wird. Dies soll nicht ausschließen, dass weitere Daten oder Messwerte, wie die zuvor erwähnte Berührortinformation, entscheidend für die Auslösung des Schalt- oder Steuervorgangs sein können. Mindestvoraussetzung für die Auslösung der Schalt- oder Steuervorgangs soll erfindungsgemäß die positive Identifikation der händischen Betätigung sein. Dabei dient der vom Beschleunigungssensor bereitgestellte zweite Messwert der Korrektur des vom Kraftsensor bereitgestellten ersten Messwertes. Der Begriff Korrektur ist nicht eng auszulegen und soll die einfache Verifizierung des ersten Messwertes durch den zweiten Messwert beinhalten sowie die Korrektur unmittelbar des ersten Messwertes als auch die Korrektur einer aus dem ersten Messwert oder aus mehreren ersten Messwerten abgeleiteten Größe sowie die unmittelbare Korrektur durch den zweiten Messwert oder die Korrektur durch eine aus dem zweiten Messwert oder mehreren zweiten Messwerten abgeleitete Größe sowie Kombinationen daraus. Beispielsweise erfolgt die Korrektur aus den Beträgen der ersten und zweiten Messwerte, deren zeitlichen Verlauf aber auch anhand eines zeitlichen Versatzes, wie einer Phasenverschiebung, zwischen den zeitlichen Verlauf des ersten und dem des zweiten Messwertes.
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Grundidee der Erfindung ist die Erkenntnis, dass der von dem Kraftsensor gemessene erste Messwert lediglich proportional zu einer gegen die Rückstellkraft erfolgten Verlagerung ist und der dynamische Teil der Betätigungskraft (Beschleunigung) bei einer sich darin erschöpfenden Messung unberücksichtigt bleibt. So können auch solche Betätigung, die beispielsweise in Stresssituationen des Bedieners unter hektischer Bedienung erfolgen, zuverlässig als Betätigung erkannt werden, da, obwohl keine für eine Auslösung ausreichende Verlagerung und damit ein ausreichend großer erster Messwert erreicht wird, die Betätigung aufgrund der vergleichsweise großen Beschleunigung identifiziert werden kann. Beispielsweise wird eine Betätigung dadurch identifiziert, dass die Addition eines zeitgleich gemessenen ersten und zweiten Messwertes einen vorgegebenen Betrag überschreitet.
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Andererseits kann es aufgrund von Rüttelbeanspruchung des Fahrzeugs und der Massenträgheit des Eingabeteils zu großen Beschleunigungen mit gleichzeitig großen, dazu zeitlich versetzten bzw. phasenverschobenen Verlagerungen des Eingabeteils relativ zu dem Träger kommen, ohne dass eine Betätigung erfolgt ist, was bei einer ausschließlichen Berücksichtigung des ersten Messwertes zur irrtümlichen Triggerung eines Schalt- oder Steuervorgangs führt. Erst die Berücksichtigung des zweiten Messwertes und insbesondere dessen Versatz im zeitlichen Verlauf zu dem dem des ersten Messwertes erlaubt die vermeintliche Betätigung als reine berühr- und betätigungslose Schwingungsanregung zu identifizieren und damit zu entlarven.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist genau ein, auf einem Lot der Eingabefläche durch den Schwerpunkt des Eingabeteils angeordneter Beschleunigungssensor vorgesehen. Dadurch wird beispielsweise genau die Schwerpunktbeschleunigung des Eingabeteils gemessen, um bei Verwendung genau eines Kraftsensors, den von ihm ausgegebenen ersten Messwert mittels des zweiten, durch den Beschleunigungssensor erhaltenen Messwertes zu korrigieren. Bei Verwendung mehrerer Kraftsensoren wird beispielsweise die Addition der ersten Messwerte aller Kraftsensoren durchgeführt, um einen zur Gesamtkraft proportionalen Gesamtmesswert zu erhalten, der durch den zweiten Messwert angepasst bzw. korrigiert wird.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedienanordnung sind mehrere, beispielsweise drei oder vier Kraftsensoren vorgesehen, wobei pro Kraftsensor ein zugehöriger Beschleunigungssensor vorgesehen ist, der jeweils auf einem Lot der Eingabefläche durch den zugehörigen Kraftsensor im Ruhezustand des Eingabeteils angeordnet ist. Dadurch ist eine Korrektur jedes ersten Messwertes eines jeden Kraftsensors durch einen zweiten Messwert des jeweils gemäß seiner örtlichen Nähe zugeordneten Beschleunigungssensors ermöglicht.
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Bevorzugt ist der Beschleunigungssensor ein mehrachsiger Beschleunigungssensor zur Messung mehrerer, nach mehreren orthogonalen Raumachsen aufgelösten Beschleunigungen des Eingabeteils, wobei dieser mehrere, jeweils zu einer richtungsabhängigen Beschleunigung eindeutig zugeordnete, zweite Messwerte bereitstellt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der mehrachsige Beschleunigungssensor außerhalb eines durch den Schwerpunkt des Eingabeteils verlaufenden Lotes auf die Eingabefläche angeordnet, um beispielsweise Rotationsbewegungen des Eingabeteils verbessert unter Bereitstellung eines dritten Messwertes detektieren zu können und die ersten Messwerte entsprechend mittels des dritten Messwertes bereinigen bzw. korrigieren zu können.
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Neben dem am Eingabeteil angeordneten Beschleunigungssensor sind gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weitere Sensoren vorgesehen. Beispielsweise ist ein am Träger befestigter, weiterer Beschleunigungssensor und/ oder ein weiterer am Eingabeteil angeordneter Beschleunigungssensor und/oder ein am Eingabeteil befestigter Lagesensor, wie ein Gyroskop, vorgesehen. Letzteres ist beispielsweise vorgesehen, um die Lage und/oder die Lageänderung des Eingabeteils zu detektieren und einen weiteren Messwert auszugeben, der bei der Auswertung berücksichtigt wird.
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Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Bedienanordnung in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigungskraft getriggerten Vornahme einer Schalt- oder Steuerfunktion mittels einer Bedienanordnung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist. In einem Bereitstellungsschritt erfolgt ein Bereitstellen einer Bedienanordnung. Diese weist einen Träger und ein berührempfindliches Eingabeteil auf, welches ausgebildet ist, eine Berührung auf einer zugehörigen Eingabefläche, bevorzugt ortsauflösend, zu detektieren und welches entgegen einer Rückstellkraft, elastisch rückstellend und senkrecht zur Eingabefläche verlagerbar am Träger gelagert ist. Die bereitgestellte Bedienanordnung weist wenigstens einen zwischen Träger und Eingabeteil angeordneten Kraftsensor zur Messung einer Verlagerung des Eingabeteils entgegen der Rückstellkraft sowie wenigstens einen am Eingabeteil angeordneten Beschleunigungssensor zur Messung einer Beschleunigung des Eingabeteils sowie eine mit dem wenigstens einen Kraftsensor und dem Beschleunigungssensor kommunizierende Auswerteinheit auf.
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In einem ersten Messchritt erfolgt ein Messen der Verlagerung des Eingabeteils und Bereitstellen wenigstens eines zur Verlagerung eindeutig zugeordneten, ersten Messwertes durch den Kraftsensor;
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In einem zweiten Messchritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Messen der Beschleunigung des Eingabeteils und Bereitstellen wenigstens eines zur Beschleunigung zweiten Messwertes durch den Beschleunigungssensor. Bevorzugt erfolgen erster und zweiter Messschritt zeitgleich.
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In einem nachfolgenden Schritt erfolgt eine Korrektur des ersten Messwertes mit Hilfe des zweiten Messwertes.
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In einem nachfolgenden Schritt erfolgt das Auswerten des korrigierten ersten Messwerts bzw. der korrigierten ersten Messwerte oder einer daraus abgeleiteten Größe, um eine händische Betätigung des Eingabeteils entgegen der Rückstellkraft zu identifizieren, wobei nur im Fall der positiven Identifikation der händischen Betätigung eine Schalt- oder Steuervorgang vorgenommen wird. Beispielsweise geschieht dies durch Vergleich mit vorgegebenen Größen die einen Schwellwert definieren. Dies soll nicht ausschließen, dass weitere Daten oder Messwerte, wie die zuvor erwähnte Berührortinformation, entscheidend für die Auslösung des Schalt- oder Steuervorgangs sein können. Mindestvoraussetzung für die Auslösung der Schalt- oder Steuervorgangs soll erfindungsgemäß die positive Identifikation der händischen Betätigung sein. Dabei dient der vom Beschleunigungssensor bereitgestellte zweite Messwert der Korrektur des vom Kraftsensor bereitgestellten ersten Messwertes. Der Begriff Korrektur ist nicht eng auszulegen und soll die einfache Verifizierung des ersten Messwertes durch den zweiten Messwert beinhalten sowie die Korrektur unmittelbar des ersten Messwertes als auch die Korrektur einer aus dem ersten Messwert oder aus mehreren ersten Messwerten abgeleiteten Größe sowie die unmittelbare Korrektur durch den zweiten Messwert oder die Korrektur durch eine aus dem zweiten Messwert oder mehreren zweiten Messwerten abgeleitete Größe sowie Kombinationen daraus. Beispielsweise erfolgt die Korrektur aus den Beträgen der ersten und zweiten Messwerte, deren zeitlichen Verlauf aber auch anhand eines zeitlichen Versatzes, wie einer Phasenverschiebung, zwischen den zeitlichen Verlauf des ersten und dem des zweiten Messwertes.
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Grundidee der Erfindung ist die Erkenntnis, dass der von dem Kraftsensor gemessene erste Messwert lediglich proportional zu einer gegen die Rückstellkraft erfolgten Verlagerung ist und der dynamische Teil der Betätigungskraft (Beschleunigung) bei einer sich darin erschöpfenden Messung unberücksichtigt bleibt. So können auch solche Betätigung, die beispielsweise in Stresssituationen des Bedieners unter hektischer Bedienung erfolgen, zuverlässig als Betätigung erkannt werden, da, obwohl keine für eine Auslösung ausreichende Verlagerung und damit ein ausreichend großer erster Messwert erreicht wird, die Betätigung aufgrund der vergleichsweise großen Beschleunigung identifiziert werden kann. Beispielsweise wird eine Betätigung dadurch identifiziert, dass die Addition eines zeitgleich gemessenen ersten und zweiten Messwertes einen vorgegebenen Betrag überschreitet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Bedienanordnung mit genau einem, auf einem Lot auf die Eingabefläche durch den Schwerpunkt des Eingabeteils angeordneter Beschleunigungssensor bereitgestellt.
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Gemäß einer zur vorgenannten Ausführungsform alternativen, bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Bedienanordnung mit mehreren Beschleunigungssensoren und mehreren Kraftsensoren bereitgestellt, wobei jeweils pro Kraftsensor einer der Beschleunigungssensoren zugeordnet ist und jeweils auf einem Lot der Eingabefläche durch den zugehörigen Kraftsensor angeordnet ist.
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Gemäß einer bevorzugten, zur vorgenannten Ausführungsform alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Bedienanordnung mit einem Beschleunigungssensor bereitgestellt, der als ein mehrachsiger Beschleunigungssensor zur Messung mehrerer richtungsabhängiger Beschleunigungen des Eingabeteils ausgebildet ist, wobei mit dem Messen der Beschleunigung mehrere, jeweils einer richtungsabhängigen Beschleunigung eindeutig zugeordnete, zweite Messwerte bereitgestellt werden, um insbesondere ferner einen zu einer Rotation des Eingabeteils eindeutig zugeordneten, dritten Messwert bereitzustellen und wobei der dritte Messwert zur Korrektur beim Auswerten des ersten Messwertes verwendet wird.
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Bevorzugt ist der mehrachsige Beschleunigungssensor der bereitgestellten Bedienanordnung außerhalb eines durch den Schwerpunkt des Eingabeteils verlaufenden Lotes auf die Eingabefläche angeordnet.
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Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Bedienanordnung in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise als eine in der Mittelkonsole eines Personenkraftfahrzeug angeordnete Bedienanordnung.
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Die nachfolgenden Figuren erläutern die Erfindung zusätzlich. Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellen lediglich jeweils eine bevorzugte Ausführungsvariante dar. Es zeigen:
- 1 eine Schnittansicht einer bevorzugten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1;
- 2 eine Schnittansicht einer bevorzugten zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1;
- 3 eine Schnittansicht einer bevorzugten dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1;
- 4 eine Schnittansicht einer bevorzugten vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1;
- 5 ein schematisches Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 6 ein schematisches Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens:
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1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1. Diese weist einen kapazitiven Touchscreen als berührempfindliches Eingabeteil 3 auf. Es handelt sich also um eine Kombination aus einer eine elektronische Pixelmatrixanzeige und einer mit der Anzeigefläche der elektronischen Pixelmatrixanzeige zusammenfallenden, berührempfindlichen Eingabefläche 11. Zur Detektion von Berührungen auf der Eingabefläche 11 ist ein nicht dargestelltes Array von transparenten Messelektroden als Teil des berührempfindlichen Eingabeteils 3 vorgesehen, die ein die Eingabefläche 11 durchsetzendes Array von Messkapazitäten bei entsprechender Potenzialbeaufschlagung durch eine mit den Messelektroden elektrisch verbundene, nicht dargestellte Auswerteinheit erzeugt. Bei einer Berührung der Eingabefläche 11 des berührempfindlichen Eingabeteils 3 kommt es zu einer kapazitiven, vom Ort der Berührung abhängigen Beeinflussung der Messkapazitäten, welche durch die nicht dargestellte Auswertelektronik detektierbar ist, wobei diese ein Berührortinformation bereitstellt, die für eine Schalt- und/oder Steuerfunktion einer Fahrzeugkomponente genutzt werden kann. Der Touchscreen 3 ist nicht maßstäblich gezeichnet und die Darstellung in 1 soll lediglich der Anschauung dienen. Das berührempfindliche Eingabeteil 3, d.h. der Touchscreen, ist über mehrere Federn 4 beweglich, d.h. senkrecht zur Eingabefläche verlagerbar, an einem Träger 2 gelagert, wobei die Federn 4 so angeordnet sind, dass sie eine insbesondere entgegen einer zur Eingabefläche senkrechten Verlagerung wirkenden Rückstellkraft erzeugen, die elastisch rückstellend auf das berührempfindliche Eingabeteil 3 wirkt. Die bei der Betätigung des berührempfindlichen Eingabeteils 3, d.h. beim Niederdrücken des berührempfindlichen Eingabeteils 3 entgegen der von den Federn 4 aufgebrachte Rückstellkraft Betätigungskraft wird mittels der kapazitiven Kraftsensoren 6 detektiert, wobei aus der jeweiligen Federkonstanten der Federn 4 und dem Maß der durch den jeweiligen kapazitiven Kraftsensor 4 ermittelten Annäherung zwischen Träger 2 und dem berührempfindlichen Eingabeteil 3 jeweils pro Kraftsensor ein zur Annäherung proportionaler, erster Messwert als Maß für die jeweilige Betätigungskraft gemessen wird. Um den dynamischen Teil der Betätigungskraft, hier die Beschleunigung, messen zu können, ist ferner ein am berührempfindlichen Eingabeteil 3 befestigter Beschleunigungssensor 7 vorgesehen, der zwischen dem Träger 2 und dem berührempfindlichen Eingabeteil 3 auf einem durch den Schwerpunkt S des berührempfindlichen Eingabeteils 3 gezogenen Lot zur Eingabefläche 11 angeordnet ist, um so annähernd die im Schwerpunkt S des berührempfindlichen Eingabeteils 3 anliegende Beschleunigung bei einer Betätigung unter Bereitstellung eines zweiten Messwerts zu messen. Die Kraftsensoren 6 und der Beschleunigungssensor 7 sind leitend mit einer Auswerteinheit 12 verbunden, die die Auswertung der ersten und zweiten Messwerte unter optionaler Berücksichtigung der Berührortinformation übernimmt. Die von diesem Beschleunigungssensor 7 gemessene Beschleunigung in Form eines zur Beschleunigung zweiten Messwertes kann zur Korrektur der zur Gesamtkraft proportionalen Summe aller erster Messwerte verwendet werden oder jeweils der Korrektur der von jedem einzelnen Kraftsensor 6 ermittelten, individuellen, ersten Messwerte dienen. Bevorzugt erfolgt die Messung des ersten und zweiten Messwertes möglichst zeitgleich. In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Beschleunigungssensor 7 um einen sogenannten mehrachsigen Beschleunigungssensor zur Messung mehrerer richtungsabhängiger Beschleunigungen des Eingabeteils 3 und Bereitstellung mehrerer, jeweils einer richtungsabhängigen Beschleunigung proportionaler, zweiter Messwerte. Diese zweiten Messwerte werden gemäß der bevorzugten Ausgestaltung verwendet, die ersten Messwerte der einzelnen Kraftsensoren 6 vor der Berechnung der Gesamtkraft durch Summierung zu korrigieren, und um Rotationsschwingungen des Eingabeteils 3 unter Bereitstellung und Berücksichtigung dritter Messwerte bei der Bestimmung der Betätigungskraft eliminieren zu können.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1, die sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dahingehend unterscheidet, dass der mehrachsige Beschleunigungssensor 7 exzentrisch, d.h. versetzt zu einem den Schwerpunkt S durchziehenden Lot auf die Eingabefläche 11 des berührempfindlichen Eingabeteils 3 angeordnet ist. Eine derartige Anordnung weist den Vorteil auf, dass Rotationsschwingungen des berührempfindlichen Eingabeteils 3 aufgrund der größeren Zentrifugalbeschleunigung genauer detektiert werden können und somit bei der Bestimmung der Betätigungskraft aus den ermittelten ersten Messwerten und vor der Bestimmung der Gesamtkraft eliminiert werden können. Bei dieser Ausführungsform kann auch ein zusätzlicher im Bereich des Schwerpunkts S angeordneter, nicht dargestellter Beschleunigungssensor vorgesehen sein.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1, die sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dahingehend unterscheidet, dass mehrere Beschleunigungssensoren 7 vorgesehen sind, wobei deren Anzahl der Anzahl der Kraftsensoren 6 entspricht und die Beschleunigungssensoren 7 jeweils auf dem den jeweiligen Kraftsensor durchziehendes Lot auf die Eingabefläche 11, am Eingabeteil 3 und zwar auf dessen der Eingabefläche 11 abgewandten, dem Träger 2 zugewandten Seite befestigt sind. Eine derartige Anordnung weist den Vorteil auf, dass die individuellen ersten Messwerte der Kraftsensoren 6 genau korrigiert werden können und bei der Betätigung des berührempfindlichen Eingabeteils 3 auftretende Verformungen eliminiert werden können.
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4 zeigt eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1, die sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dahingehend unterscheidet, dass neben einem Beschleunigungssensor 7 ein Lagesensor 8 vorgesehen ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Lagesensor 8 um ein Gyroskop. Beschleunigungssensor 8 und Lagesensor 8 sind beispielsweise in einem gemeinsamen Bauteil verbaut. Mittels des Lagesensors 8 lässt sich beispielsweise die Lage bzw. die Lageänderung des berührempfindlichen Eingabeteils 3 detektieren, um einen dazu proportionalen, vierten Messwert auszugeben, der ebenfalls der Korrektur des ersten Messwertes bzw. der durch Addition bestimmten Gesamtkraft dient, um so das Vorliegen einer Betätigungskraft zu ermitteln.
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5 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Unter Start wird eine Bedienanordnung, wie beispielsweise in 1 gezeigt, bereitgestellt. Es wird in Schritt S1 mittels aller Kraftsensoren 7 jeweils die Verlagerung des Eingabeteils 3, d.h. Annäherung zwischen Eingabeteil 3 und Träger 2 unter Bereitstellung erster Messwerte ermittelt und ausgegeben. Gleichzeitig wird mittels des Beschleunigungssensors 7 ein oder mehrere zur Beschleunigung proportionale, zweite Messwerte erzeugt. In nachfolgenden optionalen Schritten M1* und M2* werden Mittelwerte der ersten und zweiten Messergebnisse gebildet. Bei der nachfolgenden Auswertung A werden die ersten Messwerte im Schritt S5 summiert, um die Gesamtkraft zu ermitteln, ferner wird in Schritt S4 die Lage des Kraftschwerpunkts ermittelt. Im zeitlich nachfolgenden Korrekturschritt C werden beim Auswerten die aus den ersten Messwerten abgeleitete Gesamtkraft mittels des oder der zweiten Messwerte korrigiert. In einem nachfolgenden Auswertschritt S6 wird durch Vergleich mit vorgegebenen Werten, beispielsweise bei Überschreiten einer vorgegebenen Kraftschwelle eine Betätigung identifiziert und eine Steuer- oder Schaltfunktion ausgelöst. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung werden weitere externe Messwerte zur Identifikation einer Betätigung herangezogen, beispielsweise handelt es sich um Daten von Fahrzeugsensoren oder von Berührortinformationen, die von dem berührempfindlichen Eingabeteil ausgegeben werden und den Berührort während der Betätigung betreffen etc.
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Anhand der 6 wird nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren in einer zweiten Ausführungsform erläutert. Unter „Start“ wird eine Bedienanordnung, wie beispielsweise in 2 gezeigt, bereitgestellt. Es wird in S1 mittels aller Kraftsensoren 7 jeweils die Verlagerung des Eingabeteils 3, d.h. Annäherung zwischen Eingabeteil 3 und Träger 2 unter Bereitstellung erster Messwerte ermittelt und ausgegeben. Gleichzeitig wird mittels des mehrachsigen Beschleunigungssensors 7 mehrere zur Beschleunigung in drei orthogonale Raumrichtungen aufgelöste, zweite Messwert erzeugt. Danach erfolgt deren Auswertung A, wobei zuerst im zeitlich nachfolgenden Korrekturschritt C diese zweiten Messwerte verwendet werden, um die ersten Messwerte der einzelnen Kraftsensoren zu korrigieren. In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Bedienanordnung 1 der zweiten Ausführungsform bereitgestellt und wobei sich dieses Verfahren durch die mit Stern gekennzeichneten, zusätzlichen Schritte von der ersten Ausführungsform des Verfahrens unterscheidet. In dem zusätzlichen Schritt S3* dient der mehrachsige Beschleunigungssensor 7 dazu, auch die Rotationsbeschleunigung zu ermitteln und im Schritt C die zweiten Messwerte bezüglich der Rotationsanregung zu bereinigen. Die so korrigierten zweiten Messwerte werden anschließend in den Schritten S4 und S5 verwendet, die Lage des Kraftschwerpunktes bzw. die Gesamtkraft zu berechnen. In einem nachfolgenden Auswertschritt S6 wird durch Vergleich mit vorgegebenen Werten, beispielsweise bei Überschreiten einer vorgegebenen Kraftschwelle eine Betätigung identifiziert und eine Steuer- oder Schaltfunktion ausgelöst. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung werden weitere externe Messwerte zur Identifikation einer Betätigung herangezogen, beispielsweise handelt es sich um Daten von Fahrzeugsensoren oder von Berührortinformationen, die von dem berührempfindlichen Eingabeteil ausgegeben werden und den Berührort während der Betätigung betreffen etc.
