DE102021101621A1

DE102021101621A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung mit einem berührungsempfindlichen Bedienfeld

Info

Publication number: DE102021101621A1
Application number: DE102021101621.5A
Authority: DE
Inventors: Raphael Sturm; Martin Schmitt
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2022-07-28
Also published as: EP4285224A1; WO2022161818A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung (12), welche wenigstens ein berührungsempfindliches Bedienfeld (14) aufweist. Ein Roboter (22) der Vorrichtung (10) ist zum Entlangbewegen eines kapazitiv wirksamen Eingabemittels (26) der Vorrichtung (10) auf einer Oberfläche (28) des berührungsempfindlichen Bedienfelds (14) in wenigstens eine Bewegungsrichtung (20) ausgebildet. Das Eingabemittel (26) weist ein um eine Drehachse drehbares Rad (30) auf, welches mittels des Roboters (22) auf der Oberfläche (28) des berührungsempfindlichen Bedienfelds (14) in die wenigstens eine Bewegungsrichtung (20) bewegbar ist. Mittels des Rads (30) ist die Kapazität eines kapazitiven Systems beeinflussbar, welches zumindest eine im Bereich der Oberfläche (28) angeordnete Elektrode (46) umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung (12) mittels einer solchen Vorrichtung (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung, welche wenigstens ein berührungsempfindliches Bedienfeld aufweist. Die Vorrichtung umfasst einen Roboter, welcher zum Entlangbewegen eines kapazitiv wirksamen Eingabemittels der Vorrichtung auf einer Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds in wenigstens eine Bewegungsrichtung ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung mittels einer solchen Vorrichtung.
Die US 2017/277303 A1 beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher an einer Antriebseinheit eine leitfähige Elektrode angeordnet ist, welche Teil einer Kondensatorbildungseinheit ist.
Mittels der Antriebseinheit kann die Kondensatorbildungseinheit mit einer Berührungselektrode in Kontakt gebracht werden. Um zu verhindern, dass eine elektrisch isolierende Schicht, welche auf die leitfähige Elektrode der Kondensatorbildungseinheit aufgebracht ist, die Berührungselektrode zerkratzt, weist die Kondensatorbildungseinheit an ihrer der Berührungselektrode zugewandten Seite eine Schutzschicht auf.
Beim Einsatz dieser Vorrichtung wird die Kondensatorbildungseinrichtung lediglich gegen die Berührungselektrode gedrückt, jedoch nicht auf der Berührungselektrode entlang bewegt. Folglich sind die Möglichkeiten einer Überprüfung der Berührungselektrode eingeschränkt.
Die US 2015/097803 A1 beschreibt ein System zum Messen der Latenzzeit eines Touchscreens. Ein Benutzer handhabt das System derart, dass ein Messkopf des Systems in einem Kontaktbereich des Messkopfs mit einer Oberfläche des Touchscreens in Kontakt gebracht wird. Anschließend wird der Messkopf auf der Oberfläche des Touchscreens entlang bewegt.
Beim Einsatz dieses Systems kann es zu einer Beeinträchtigung wie etwa einem Zerkratzen der Oberfläche des Touchscreens kommen, wenn der Benutzer das System nicht mit ausreichender Vorsicht handhabt.
Die KR 20170121423 A beschreibt eine Vorrichtung zur Überprüfung eines Fingerabdrucksensors. Hierbei wird ein Objekt, durch welches ein menschlicher Finger simuliert wird, in Kontakt mit dem Fingerabdrucksensor gebracht und mit einer Spannung beaufschlagt. Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist eine Andrückeinrichtung vorgesehen, welche das den Finger simulierende Objekt gegen den Fingerabdrucksensor drückt. Die Andrückeinrichtung kann eine Rolle aufweisen, über welche das den Finger simulierende Objekt mit einem Druck beaufschlagt wird. Wenn der Fingerabdrucksensor relativ zu der ortsfesten Andrückeinrichtung bewegt wird, so kann sich die Rolle drehen. Auf diese Weise soll dafür gesorgt werden, dass trotz der Bewegung des Fingerabdrucksensors ein konstanter Anpressdruck aufrechterhalten bleibt, mit welchem das Objekt beaufschlagt wird.
Bei dieser Vorrichtung kommt es zu keinem direkten Kontakt der Rolle mit einer Oberfläche des Fingerabdrucksensors. Zudem wird die Rolle nicht aktiv auf der Oberfläche des Fingerabdrucksensors entlang bewegt. Vielmehr wird über die Andrückeinrichtung mit der Rolle lediglich ein Andrücken des mit dem Fingerabdrucksensor in Wechselwirkung stehenden Objekts an den Fingerabdrucksensor erreicht.
Im Zusammenhang mit dem Überprüfen einer ein berührungsempfindliches Bedienfeld aufweisenden Bedieneinrichtung kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass am Ende einer Fertigung der Bedieneinrichtung ein Abschlusstest oder eine Kalibrierung vorgenommen wird. Beispielsweise kann bei dem Abschlusstest die allgemeine Funktionstüchtigkeit der Bedieneinrichtung geprüft werden. Und im Rahmen der Kalibrierung kann überprüft werden, ob über das kapazitiv wirksame Eingabemittel vorgenommene Bedienhandlungen korrekt erfasst werden. Hierbei kann aus Kostengründen oder aus Genauigkeitsgründen eine automatisierte Überprüfung der Bedieneinrichtung vorgesehen sein, welche das berührungsempfindliche Bedienfeld aufweist, also ein Bedienfeld mit einer sensitiven Oberfläche.
Insbesondere wenn das berührungsempfindliche Bedienfeld eine kapazitive Sensorik zum Erfassen einer mittels des kapazitiv wirksamen Eingabemittels vorgenommenen Bedienhandlung aufweist, so kann im Rahmen der automatisierten Überprüfung mittels eines Roboters ein kapazitiv wirksames Eingabemittel in Form eines Eingabestifts mit einer elektrisch leitfähigen Spitze auf der Oberfläche des Bedienfelds entlang bewegt werden. Eine solche, von einem Roboter vorgenommene Verschiebebewegung des Eingabestifts kann auch als automatisiertes Entlangfahren oder automatisiertes Sliden auf dem Bedienfeld bezeichnet werden. Dementsprechend kann auch das berührungsempfindliche Bedienfeld als Slider bezeichnet werden, insbesondere wenn dieses Bedienfeld langgestreckt beziehungsweise streifenförmig ausgebildet ist.
Insbesondere die Spitze des Eingabestifts nutzt sich jedoch mit der Zeit stark ab, wenn diese Spitze mittels des Roboters gegen die Oberfläche des Bedienfelds gedrückt und dann in die wenigstens eine Bewegungsrichtung auf der Oberfläche entlang bewegt wird. Dies verursacht Kosten für Material etwa in Form eines neuen Eingabestifts oder zumindest einer neuen Spitze für den Eingabestift.
Des Weiteren ist es mit einem hohen Aufwand, insbesondere Zeitaufwand, verbunden, wenn der Roboter mit einem neuen Eingabestift ausgerüstet werden muss und anschließend eine erneute Kalibrierung des Roboters vorgenommen wird, welcher den neuen Eingabestift auf der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds entlang bewegt. Sowohl die durch die Verwendung des Eingabestift bedingten Kosten als auch dieser zusätzliche Aufwand sind nachteilig.
Insbesondere wenn die Spitze des Eingabestifts aus einem Gummi gebildet ist, kann es zudem zu einem unerwünschten, vorübergehenden Anhaften der Spitze an der Oberfläche des Bedienfelds und dann zu einem sprunghaften Weiterbewegen der Spitze entlang der Oberfläche in die Bewegungsrichtung kommen. Durch eine derartige, diskontinuierliche Bewegung des Eingabestifts lässt sich eine Bedienhandlung nur mit verringerter Realitätstreue nachbilden, wie sie beispielsweise beim Entlangbewegen einer Fingerspitze des Fingers einer menschlichen Hand auf der Oberfläche des Bedienfelds auftritt. Auch dies ist ungünstig.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Roboter die Spitze des Eingabestifts nicht nur sanft auf die Oberfläche des Bedienfelds aufsetzt und somit lediglich eine sanfte Berührung der Oberfläche stattfindet, sondern dass die Spitze des Eingabestifts mit einer entsprechenden Kraft gegen die Oberfläche des Bedienfelds gedrückt wird. Dies verstärkt zum einen die Abnutzung der Spitze des Eingabestifts. Zum anderen kann sogar die Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds Schaden nehmen, etwa indem an der Oberfläche Kratzspuren oder dergleichen auftreten. Auch dies ist für eine automatisierte, also von dem Roboter vorgenommene Überprüfung der Bedieneinrichtung nachteilig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher eine besonders geringe Abnutzung des Eingabemittels erreichbar ist, und ein entsprechend verbessertes Verfahren zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung, welche wenigstens ein berührungsempfindliches Bedienfeld aufweist, umfasst einen Roboter. Der Roboter ist dazu ausgebildet, ein kapazitiv wirksames Eingabemittel der Vorrichtung auf einer Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds in wenigstens eine Bewegungsrichtung entlang zu bewegen. Das Eingabemittel weist ein um eine Drehachse drehbares Rad auf. Hierbei ist das Rad mittels des Roboters auf der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds in die wenigstens eine Bewegungsrichtung bewegbar, und mittels des Rads ist die Kapazität eines kapazitiven Systems beeinflussbar, welches zumindest eine im Bereich der Oberfläche angeordnete Elektrode umfasst.
Dementsprechend erfolgt das mittels des Roboters bewirkte Entlangfahren des Rads auf der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds besonders reibungsarm. Denn wenn der Roboter das Rad auf der Oberfläche des Bedienfelds in die wenigstens eine Bewegungsrichtung bewegt oder rollt, ist im Wesentlichen lediglich der Rollwiderstand des um die Drehachse drehbaren Rads des Eingabemittels zu überwinden. Es braucht also nicht eine Haftreibung oder Gleitreibung überwunden zu werden, wie dies beim Entlangbewegen der Spitze eines als Eingabestift ausgebildeten Eingabemittels auf der Oberfläche in die wenigstens eine Bewegungsrichtung der Fall wäre. Folglich ist mittels der Vorrichtung eine besonders geringe Abnutzung des Eingabemittels erreichbar.
Das kapazitiv wirksame Eingabemittel kann so besonders lange im Einsatz bleiben und braucht deutlich seltener ausgewechselt zu werden, als dies bei einer Verwendung des als Eingabestift ausgebildeten Eingabemittels der Fall wäre. Folglich entfällt auch eine mit einem häufigen Wechsel des Eingabemittels einher gehende häufigere Wartung der Vorrichtung.
Zudem lassen sich Beschädigungen der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds etwa in Form von Kratzspuren oder dergleichen besonders weitgehend vermeiden. Dies ist im Hinblick auf eine Aufrechterhaltung eines optisch ansprechenden Erscheinungsbilds des wenigstens einen Bedienfelds der Bedieneinrichtung vorteilhaft.
Da das Rad Bestandteil des kapazitiv wirksamen Eingabemittels ist, lässt sich das die zumindest eine im Bereich der Oberfläche angeordnete Elektrode umfassende kapazitive System beeinflussen, indem das Rad mit der Oberfläche des Bedienfelds in Kontakt gebracht wird. Je nachdem, an welcher Stelle des Bedienfelds sich das Rad aufgrund der durch den Roboter vorgenommenen Bewegung des Rads befindet, ist an der jeweiligen Stelle des Bedienfelds eine andere elektrische Kapazität messbar als dies dann der Fall wäre, wenn sich das Rad nicht an dieser Stelle des Bedienfelds befinden würde.
Dieser Sachverhalt ist sowohl dann gegeben, wenn im Bereich der Oberfläche des Bedienfelds lediglich eine Elektrode angeordnet ist und durch das Eingabemittel eine zweite Elektrode eines entsprechenden Kondensators bereitgestellt ist, als auch bei einer kapazitiven Sensorik beziehungsweise bei einem kapazitiven System, bei welchem im Bereich der Oberfläche des Bedienfelds zwei Elektroden eines Kondensators vorhanden sind. In dem letztgenannten Fall wird die lokale elektrische Kapazität des Kondensators dadurch verändert, dass das Rad des Eingabemittels an der jeweiligen Stelle des Bedienfelds mit der Oberfläche des Bedienfelds in Kontakt gebracht wird. Denn das Rad beeinflusst in diesem Fall das elektrische Feld zwischen den beiden auf Seiten des Bedienfelds vorgesehenen Elektroden des Kondensators.
Insbesondere kann mittels des Roboters das Rad in eine im Wesentlichen lineare erste Bewegungsrichtung auf der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds entlang bewegt werden und zusätzlich auch in eine dieser ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzte, zweite im Wesentlichen lineare Bewegungsrichtung. So kann ein Entlangfahren auf dem Bedienfeld in die beiden einander entgegengesetzten Bewegungsrichtungen sehr gut simuliert werden, wie es bei der tatsächlichen Verwendung der Bedieneinrichtung stattfindet, wenn anstelle des Eingabemittels ein Finger auf der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds entlang bewegt wird. Eine derartige, sehr einfache Bewegung des Eingabemittels in die einander entgegengesetzten, im Wesentlichen linearen Bewegungsrichtungen lässt sich mittels des Roboters besonders einfach vorgeben oder durchführen.
Vorzugsweise ist die Drehachse durch einen Bolzen des Eingabemittels bereitgestellt. An einem derartigen Bolzen lässt sich eine Nabe des Rads sehr reibungsarm lagern. Auch dies ist einem leichtgängigen und abnutzungsarmen Entlangbewegen des Rads auf der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds in die wenigstens eine Bewegungsrichtung zuträglich.
Vorzugsweise ist zumindest eine Halterung der Vorrichtung, über welche der Bolzen mit einem Roboterarm des Roboters gekoppelt ist, aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Denn so kann ein elektrisches Potential des Roboterarms über die Halterung in dem Bereich der Drehachse des Rads bereitgestellt werden. Insbesondere, wenn das Rad einen sehr kleinen Durchmesser aufweist, kann dies ausreichend sein, um in einer relativ geringen Entfernung von der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds das elektrische Potential des Roboterarms bereitzustellen.
Je nach der Sensorik, mittels welcher eine auf der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds vorgenommene Bedienhandlung erfasst wird, kann ein solches Bereitstellen des elektrischen Potentials durch die Halterung ausreichend sein, um die Bedienhandlung zu erfassen. Dies gilt beispielsweise dann, wenn zum Erfassen der Bedienhandlung eine kapazitive Sensorik vorgesehen ist, bei welcher sowohl eine erste Elektrode als auch eine zweite Elektrode in dem Bedienfeld im Bereich der Oberfläche angeordnet sind. In einem solchen Fall verändert beispielsweise die aus dem elektrisch leitfähigen Material gebildete Halterung die elektrische Kapazität eines durch die beiden Elektroden des Bedienfelds bereitgestellten Kondensators, indem das elektrisch leitende oder leitfähige Material der Halterung in eine unmittelbare Umgebung der Elektroden beziehungsweise in die Nähe der Elektroden gebracht wird.
Und selbst wenn das Rad des Eingabemittels selber aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material gebildet ist, wird die elektrische Kapazität des Systems beziehungsweise des durch die beiden Elektroden des Bedienfelds bereitgestellten Kondensators beeinflusst, indem das Rad mittels des Roboters über die Oberfläche gerollt wird und so die Oberfläche des Bedienfelds nacheinander an unterschiedlichen Stellen kontaktiert. Folglich lässt sich das wenigstens eine berührungsempfindliche Bedienfeld sehr einfach und zuverlässig überprüfen.
Vorzugsweise ist auch der Bolzen des Eingabemittels aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Dann sorgt auch der Bolzen dafür, dass das elektrische Potential, auf welchem sich der Roboterarm des Roboters befindet, in unmittelbarer Nähe zu der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds vorhanden ist und somit die elektrische Kapazität der Sensorik beziehungsweise des das Bedienfeld umfassenden kapazitiven Systems oder kapazitiven Sensorsystems beeinflussen kann.
Vorzugsweise umfasst das Rad ein Felgenelement und einen an dem Felgenelement des Rads angeordneten Reifen. Hierbei ist das Felgenelement um die Drehachse drehbar. Bei dieser Ausgestaltung kann sehr gut durch das Eingabemittel eine Bewegung nachgebildet werden, wie sie auch beim Entlangfahren mit einem Finger einer menschlichen Hand auf der Oberfläche des Bedienfelds auftritt.
Zudem können so für den Reifen und das Felgenelement jeweilige Werkstoffe oder Materialien zum Einsatz kommen, welche für den jeweiligen Zweck besonders gut geeignet sind. Beispielsweise kann das für den Reifen verwendete Material im Hinblick auf einen geringen Rollwiderstand ausgelegt sein, und das Felgenelement im Hinblick auf eine gute Drehbarkeit des Rads um die Drehachse und/oder im Hinblick auf eine hohe Langlebigkeit bei der Handhabung des Eingabemittels durch den Roboter.
Vorzugsweise ist das Felgenelement um die Drehachse drehbar an dem Bolzen gelagert. So kann eine besonders leichtgängige Drehbewegung beim Abrollen des Rads auf der Oberfläche erreicht werden. Insbesondere kann das Felgenelement eine Nabe umfassen, und die Nabe des Felgenelements kann an dem Bolzen gelagert sein.
Vorzugsweise ist das Felgenelement aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Denn so kann erreicht werden, dass sich auch das Felgenelement auf dem elektrischen Potential des Roboterarms befindet und somit eine Komponente des Rads, welche in einer besonders großen Nähe zu der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds angeordnet ist, wenn der Roboter das Rad auf der Oberfläche des Bedienfelds abrollt.
Vorzugsweise sind sowohl der Reifen als auch das Felgenelement aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Beispielsweise kann der Reifen aus einem Gummimaterial gebildet sein, welches in eine elastische Matrix eingebettete leitfähige Partikel aufweist, welche miteinander in Kontakt sind und somit für die elektrische Leitfähigkeit des Reifens sorgen. Auf diese Weise ist auch diejenige Komponente des Eingabemittels, welche unmittelbar mit der Oberfläche des Bedienfelds in Kontakt ist, elektrisch leitfähig. Dementsprechend befindet sich das gesamte Eingabemittel auf dem elektrischen Potential des Roboterarms beziehungsweise des Roboters.
Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn durch das Rad eine der Elektroden des kapazitiven Systems oder kapazitiven Sensorsystems bereitgestellt ist, wobei die andere Elektrode auf Seiten des Bedienfelds ausgebildet und im Bereich der Oberfläche des Bedienfelds angeordnet ist. Hierbei beeinflusst der elektrisch leitfähige Reifen, welcher das elektrische Potential des Roboterarms aufweist, die elektrische Kapazität eines Kondensators, dessen eine Elektrode auf Seiten des Bedienfelds ausgebildet und im Bereich der Oberfläche angeordnet ist, wobei die andere Elektrode durch den Reifen bereitgestellt ist. Das Berühren der Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds mit dem Reifen sorgt in diesem Fall für eine Erhöhung der elektrischen Kapazität dieses kapazitiven Systems beziehungsweise dieses Kondensators. Auf diese Weise lässt sich die durch das Rad bewirkte Berührung der Oberfläche des Bedienfelds besonders gut und zuverlässig erfassen.
Vorzugsweise ist der Roboter dazu ausgebildet, einen Druck zu verändern, welchen das Rad im Betrieb der Vorrichtung auf die Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds aufbringt. Auf diese Weise kann mittels der Vorrichtung auch eine Bedieneinrichtung überprüft werden, bei welcher das berührungsempfindliche Bedienfeld oder ein anderer Abschnitt der Bedieneinrichtung wenigstens einen Eingabebereich aufweist, in welchem durch Ausüben eines Drucks eine Bedienhandlung vorgenommen werden kann.
Dies ist insofern vorteilhaft, als dann kein Umrüsten des Roboters erforderlich ist beziehungsweise auf das Bereitstellen eines zweiten Roboters verzichtet werden kann. Vielmehr kann mittels desselben Roboters sowohl der Finger simuliert werden, welcher entsprechend dem Rad über die Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds gleitet oder fährt, als auch der Finger, welcher in dem wenigstens einen Eingabebereich auf die Oberfläche des berührungsempfindlichen Bedienfelds drückt. Dies macht das Überprüfen einer derartigen Bedieneinrichtung mittels der Vorrichtung besonders aufwandsarm.
Vorzugsweise ist der Roboter dazu ausgebildet, das Rad auf der Oberfläche eines nach Art eines Streifens ausgebildeten berührungsempfindlichen Bedienfelds in die Bewegungsrichtung zu bewegen, wobei eine Erstreckung des Streifens in die Bewegungsrichtung größer ist als eine Breite des Streifens. Durch Überprüfen einer Bedieneinrichtung mit wenigstens einem derartigen, streifenförmigen Bedienfeld kann sehr gut eine Funktionalität des Bedienfelds getestet werden, bei welcher ein Entlangfahren auf dem Streifen in die Bewegungsrichtung ein, insbesondere kontinuierliches, Verändern einer Größe bewirkt.
Beispielsweise kann bei Anordnung der Bedieneinrichtung in einem Kraftfahrzeug das Entlangfahren auf dem Streifen für ein, insbesondere stufenloses, Erhöhen oder Verringern einer Lautstärke bei einer Tonwiedergabe sorgen, oder es kann sich eine Stärke eines Gebläses des Kraftfahrzeugs verändern lassen, insbesondere kontinuierlich verändern lassen. Jedoch sind auch eine Vielzahl weiterer Einsatzmöglichkeiten des nach Art des Streifens ausgebildeten berührungsempfindlichen Bedienfelds möglich, dessen Funktionstüchtigkeit mittels der Vorrichtung überprüfbar ist.
Insbesondere ist die Erstreckung des Streifens in die Bewegungsrichtung um ein Vielfaches größer als die Breite des Streifens. So ist an der Form des Streifens bereits sehr gut die Funktionalität desselben ablesbar, nämlich das Einstellen oder Verändern der jeweiligen Größe, welches vorgenommen wird, indem das Eingabemittel entlang des Streifens in die wenigstens eine Bewegungsrichtung bewegt wird.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinrichtung zum Erfassen wenigstens einer mittels des Rads vorgenommenen Bedienhandlung. Dadurch lassen sich an dem Bedienfeld Bedienhandlungen sehr gut simulieren, welche beim tatsächlichen Einsatz der Bedieneinrichtung, etwa in dem Kraftfahrzeug, mittels eines Fingers eines Fahrzeuginsassen vorgenommen werden. Und derartige Bedienhandlungen können mittels der Auswerteeinrichtung zuverlässig erfasst werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung kommt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz. Hierbei bewegt der Roboter das um die Drehachse drehbare Rad des kapazitiv wirksamen Eingabemittels auf einer Oberfläche wenigstens eines berührungsempfindlichen Bedienfelds der Bedieneinrichtung in die wenigstens eine Bewegungsrichtung. Folglich lässt sich mittels des Verfahrens die Bedieneinrichtung einfach überprüfen, wobei es zu einer besonders geringen Abnutzung des Eingabemittels kommt.
Vorzugsweise wird bei dem Verfahren eine mittels des Rads vorgenommene Bedienhandlung erfasst. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob die Bedieneinrichtung wie gewünscht funktioniert.
Die für die erfindungsgemäße Vorrichtung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:

1 stark schematisiert eine Vorrichtung zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung, welche ein streifenförmiges berührungsempfindliches Bedienfeld aufweist, wobei ein Roboter ein Rad entlang des Bedienfelds rollt; und
2 die Vorrichtung gemäß 1 beim Überprüfen einer Variante der Bedieneinrichtung.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist stark schematisiert eine Vorrichtung 10 zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung 12 beziehungsweise eines Bediengeräts gezeigt. Die Bedieneinrichtung 12 kann insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein und umfasst ein berührungsempfindliches Bedienfeld 14. Das berührungsempfindliche Bedienfeld 14 ist vorliegend nach Art eines Streifens ausgebildet, dessen Länge 16 um ein Vielfaches größer ist als eine Breite 18 des Streifens. Wenn eine Bedienperson entlang einer Bewegungsrichtung 20, welche in 1 durch einen Doppelpfeil veranschaulicht ist, etwa mit der Spitze eines Fingers auf diesem Streifen entlang fährt, so wird dies als Bedienhandlung erfasst und entsprechend eine mit der Bedienhandlung korrespondierende Aktion vorgenommen. Ein derartiges, streifenförmiges und berührungssensitives Bedienfeld wird auch als Slider bezeichnet.
Wenn die Bedieneinrichtung 12 hergestellt wird, welche den Slider beziehungsweise das streifenförmige Bedienfeld 14 aufweist, so wird am Ende der Fertigung üblicherweise eine Überprüfung vorgenommen, etwa in Form eines Abschlusstests und/oder einer Kalibrierung. Diese Überprüfung erfolgt vorliegend nicht manuell, sondern automatisiert und zwar mittels der Vorrichtung 10.
Dementsprechend umfasst die Vorrichtung 10 einen Roboter 22, welcher vorliegend lediglich stark schematisiert dargestellt ist. Ein ebenfalls stark schematisiert dargestellter Roboterarm 24 des Roboters 22 ist dazu vorgesehen, ein Eingabemittel 26 auf einer Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 in die Bewegungsrichtung 22 zu bewegen, welche durch den in zwei einander entgegengesetzte Richtungen weisenden Pfeil veranschaulicht ist.
Wenn als das Eingabemittel 26 ein Eingabestift verwendet wird, so führt dies dazu, dass sich eine Spitze des Eingabestifts beim Entlangfahren auf der Oberfläche 28 vergleichsweise rasch abnutzt. Dies verursacht Kosten für einen neuen Eingabestift und nimmt auch Zeit in Anspruch, um den Eingabestift auszutauschen und anschließend den Roboter 22 erneut zu kalibrieren. Zudem kann die Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 verkratzt werden, wenn die Spitze des Eingabestifts mit einem entsprechenden Druck über die Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 bewegt wird.
Vorliegend umfasst daher das Eingabemittel 26 ein Rad 30, welches um eine Drehachse drehbar ist. Das Rad 30 dreht sich dementsprechend um die Drehachse, wenn das Rad 30 mittels des Roboters 22 auf der Oberfläche des Bedienfelds 14 rollend in die Bewegungsrichtung 20 bewegt wird. Folglich sorgt selbst ein von dem Roboter 22 über das Eingabemittel 26 auf die Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 ausgeübter leichter Druck lediglich für ein reibungsarmes Simulieren einer Bedienhandlung. Diese Bedienhandlung entspricht vorzugsweise dem Entlanggleiten eines Fingers beziehungsweise einer Fingerspitze auf der Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 in die Bewegungsrichtung 20.
Die Drehachse ist vorliegend durch einen Bolzen 32 bereitgestellt, welcher an einer Halterung 34 des Eingabemittels 26 festgelegt ist. Der Roboterarm 24 hält hierbei die Halterung 34 und sorgt so für das Abrollen des Rads 30 auf der Oberfläche 28 des Bedienfelds 14. Aufgrund der Drehmöglichkeit des Rads 30 entlang des Sliders beziehungsweise des streifenförmigen Bedienfelds 14 braucht bloß die Rollreibung beziehungsweise der Rollwiderstand des Rads 30 überwunden zu werden, und es tritt keine Rutschreibung auf. Da die Rollreibung bedeutend geringer ist als die Rutschreibung, nutzt sich auch das Eingabemittel 26 besonders wenig ab, wenn mittels der Vorrichtung 10 die Bedieneinrichtung 12 überprüft wird, beziehungsweise mittels der Vorrichtung 10 das Bedienfeld 14 der Bedieneinrichtung 12 geprüft oder überprüft wird.
Das Eingabewerkzeug oder Eingabemittel 26 kann daher besonders lange im Einsatz bleiben und es muss weniger häufig gewartet werden als dies bei der Verwendung des Eingabestifts der Fall wäre.
Vorliegend umfasst das Rad 30 ein Felgenelement 36 und einen an dem Felgenelement 36 angeordneten Reifen 38. Der Reifen 38 kann aus einem elektrisch leitfähigen Gummi gebildet sein. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Felgenelement 36, welches an dem Bolzen 32 drehbar gelagert ist, so wie der Reifen 38 aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist.
Vorliegend sind außerdem auch der Bolzen 32 und die Halterung 34 beziehungsweise der Radhalter aus elektrisch leitfähigen Materialien oder Werkstoffen gebildet. Der Bolzen 32 dient somit nicht nur dem Lagern des Felgenelements 36, sondern auch der elektrischen Kontaktierung des Felgenelements 36, welches wiederum in elektrisch leitender Verbindung mit dem vorliegend elektrisch leitfähigen Material des Reifens 38 steht. Daher kann der Bolzen 32 auch als Kontaktbolzen bezeichnet werden.
Wenn der Roboter 22 etwa über eine vorliegend lediglich schematisch gezeigte Anschlussvorrichtung 40 an eine (nicht gezeigte) elektrische Energiequelle oder Spannungsquelle angeschlossen wird, so kann auf diese Weise erreicht werden, dass sich das Eingabemittel 26 inklusive des Reifens 38 auf demselben elektrischen Potential befindet wie der Roboter 22. Und der elektrisch leitfähige Gummi des Reifens 38 kontaktiert die Oberfläche 28 des Bedienfelds 14.
Somit wird durch das Rad 30 sehr gut beispielsweise ein Finger einer menschlichen Hand simuliert beziehungsweise nachgebildet, welcher im tatsächlichen Betrieb der Bedieneinrichtung 12 entlang des streifenförmige Bedienfelds 14 beziehungsweise Sliders bewegt werden kann. Denn auch der Finger besitzt aufgrund seines Wassergehalts eine vergleichsweise hohe Permittivität oder dielektrische Leitfähigkeit.
Aufgrund des Vorsehens des elektrisch leitfähigen Rads 30 anstelle des Fingers lässt sich daher vorliegend die Funktionstüchtigkeit des Bedienfelds 14 sehr gut mittels der Vorrichtung 10 überprüfen, und ohne dass dies zu einer unerwünscht raschen Abnutzung eines Eingabestifts oder zu einer unerwünscht starken Beanspruchung oder Beschädigung der Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 führt.
Eine Sensorik der Bedieneinrichtung 12, welche zum Erfassen einer mittels des Rads 30 auf der Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 vorgenommenen Bedienhandlung ausgebildet ist, kann insbesondere nach Art eines kapazitiven Sensors ausgebildet sein. Hierbei kann eine vorliegend lediglich schematisch angedeutete Elektrode 46 auf Seiten des Bedienfelds 14 vorgesehen sein, und das Rad 30 bildet die andere Elektrode eines kapazitiven Systems. Bei einem derartigen kapazitiven System beziehungsweise einem derartigen kapazitiven Sensorsystem beeinflusst das Berühren der Oberfläche 28 mit dem Rad 30 die Kapazität eines die Elektrode 46 des Bedienfelds 14 und die Elektrode in Form des Rads 30 umfassenden Kondensators.
Die Elektrode 46 ist vorliegend unterhalb der Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 angeordnet, beispielsweise unterhalb einer Schutzschicht, welche das Bedienfeld 14 an seiner dem Rad 30 zugewandten Oberseite aufweist.
Zum Zwecke der Überprüfung der Bedieneinrichtung 12 kann einer vorliegend lediglich schematisch gezeigten Auswerteeinrichtung 42 der Vorrichtung 10 einerseits das elektrische Potential des Roboters 22 zugeführt werden. Andererseits ist die Auswerteeinrichtung 42 mit der auf Seiten der Bedieneinrichtung 12 beziehungsweise des Bedienfelds 14 vorgesehenen Elektrode 46 gekoppelt. Mittels einer derartigen Auswerteeinrichtung 42 kann eine Bedienhandlung etwa in Form eines Entlangfahrens mit dem Rad 30 des kapazitiv wirksamen Eingabemittels 26 auf der Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 detektiert beziehungsweise erfasst werden.
Bei einer Variante der Vorrichtung 10 kann eine kapazitive Sensorik beziehungsweise ein kapazitives System zum Einsatz kommen, bei welcher die Elektrode 46 des Bedienfelds 14 eine erste Platte eines Kondensators bildet und eine zweite (vorliegend nicht gezeigte) Elektrode des Bedienfelds 14 eine zweite Platte des Kondensators bildet. Somit sind dann beide Elektroden des kapazitiven Systems auf Seiten des Bedienfelds 14 angeordnet oder ausgebildet. Bei dieser Variante braucht das Rad 30 nicht elektrisch leitfähig zu sein. In einem solchen Fall braucht auch die Auswerteeinrichtung 42 nicht das elektrische Potential des Roboters 22 zu erfassen. Vielmehr ist in diesem Fall die Auswerteeinrichtung 42 mit den beiden Elektroden des kapazitiven Systems gekoppelt, von welchen vorliegend lediglich die Elektrode 46 gezeigt ist.
Dennoch ist auch in diesem Fall das Eingabemittel 26 kapazitiv wirksam. Bei dieser Variante beeinflusst nämlich das in der Nähe der beiden Elektroden des kapazitiven Systems oder des die beiden Elektroden umfassenden kapazitiven Sensors angeordnete Rad 30 die Kapazität des Kondensators, selbst wenn das Rad 30 des Eingabemittels 26 nicht elektrisch leitfähig ist. Folglich kann mittels der Auswerteeinrichtung 42 eine von dem Roboter 22 mittels des Rads 30 vorgenommene Bedienhandlung anhand einer Änderung der Kapazität des gänzlich auf Seiten des Bedienfelds 14 angeordneten Kondensators detektiert werden.
Insbesondere wenn jedoch durch das Eingabemittel 26 von der Wirkungsweise her der Finger einer menschlichen Hand nachgebildet werden soll, welcher eine entsprechende dielektrische Leitfähigkeit aufweist, so kann dies durch eine Verwendung von elektrisch leitfähigen Materialien für das Eingabemittel 26 und hierbei insbesondere auch für das Felgenelement 36 und/oder den Reifen 38 besonders realitätsnah erreicht werden.
Durch das Entlangfahren auf dem streifenförmigen Bedienfeld 14 mit dem von dem Roboter 22 beziehungsweise dem Roboterarm 24 geführten Rad 30 kann eine Bedienhandlung nachgebildet werden, welche ein insbesondere kontinuierliches Erhöhen oder Verringern einer Größe mit sich bringen soll. Beispielsweise kann durch das Entlangfahren mit dem Rad 30 auf dem streifenförmigen Bedienfeld 14 in die Bewegungsrichtung 20 eine Lautstärke eines Tonwiedergabesystems des Kraftfahrzeugs und/oder eine Stärke eines Gebläses des Kraftfahrzeugs verändert werden.
In 2 sind die Vorrichtung 10 und eine Variante der Bedieneinrichtung 12 schematisch dargestellt, wobei lediglich auf Unterschiede zu der in 1 gezeigten Variante der Bedieneinrichtung 12 eingegangen werden soll. Beispielsweise kann demnach das Bedienfeld 14 wenigstens einen Eingabebereich 44 umfassen, welcher nach Art einer berührungsempfindlichen Taste ausgebildet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass durch Ausüben eines Drucks mit dem Rad 30 auf den Eingabebereich 44 eine Bedienhandlung vorgenommen wird.
In vorteilhafter Weise kann mittels des Roboters 22 über das Rad 30 in diesem wenigstens einen Eingabebereich 44 der Druck auf das Bedienfeld 14 aufgebracht werden. Mit anderen Worten kann der Roboter 22 dazu ausgebildet sein, den Druck zu verändern, welchen das Rad 30 im Betrieb der Vorrichtung 10 auf die Oberfläche 28 des berührungsempfindlichen Bedienfelds 14 aufbringt. Somit kann mittels desselben Roboters 22 auch eine in dem wenigstens einen Eingabebereich 44 vorgenommene Bedienhandlung auf ihre Erfassbarkeit hin getestet werden, etwa indem der Roboter 22 mittels des Rads 30 den wenigstens einen Eingabebereich 44 nach der Art des Drückens auf eine Taste oder dergleichen betätigt.
Wenn also die Bedieneinrichtung 12 beziehungsweise ein derartiges Eingabegerät sowohl eine Slide-Funktionalität aufweist als auch eine Button-Funktionalität, bei welcher in dem wenigstens einen Eingabebereich 44 ein Druck aufgebracht wird, so braucht der Roboter 22 nicht umgerüstet zu werden. Vielmehr kann mittels des von dem Roboter 22 das Rad 30 über die Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 geführt werden, und zusätzlich kann über das von dem Roboter 22 geführte Rad 30 an einer jeweils gewünschten Stelle der Bedieneinrichtung 12 der gewünschte Druck aufgebracht werden.
Anders als in 2 beispielhaft gezeigt, kann sich der wenigstens eine Eingabebereich 44 der Bedieneinrichtung 12, welcher mittels des Rads 30 durch Ausüben eines erhöhten Drucks betätigt werden kann, auch außerhalb des Bedienfelds 14 befinden.
In 2 sind zum Zwecke einer besseren Übersichtlichkeit die Anschlussvorrichtung 40 beziehungsweise ein derartiger Anschlussstecker des Roboters 22 sowie die Auswerteeinrichtung 42 nicht gesondert dargestellt.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch das Vorsehen des Rads 30 ein automatisierter und abnutzungsarmer Slide auf der sensitiven Oberfläche 28 des Bedienfelds 14 vorgenommen werden kann, um die Bedieneinrichtung 12 automatisiert zu überprüfen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2017277303 A1 [0002]
US 2015097803 A1 [0004]
KR 20170121423 A [0006]

Claims

Vorrichtung (10) zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung (12), welche wenigstens ein berührungsempfindliches Bedienfeld (14) aufweist, mit einem Roboter (22), welcher zum Entlangbewegen eines kapazitiv wirksamen Eingabemittels (26) der Vorrichtung (10) auf einer Oberfläche (28) des berührungsempfindlichen Bedienfelds (14) in wenigstens eine Bewegungsrichtung (20) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabemittel (26) ein um eine Drehachse drehbares Rad (30) aufweist, welches mittels des Roboters (22) auf der Oberfläche (28) des berührungsempfindlichen Bedienfelds (14) in die wenigstens eine Bewegungsrichtung (20) bewegbar ist, wobei mittels des Rads (30) die Kapazität eines kapazitiven Systems beeinflussbar ist, welches zumindest eine im Bereich der Oberfläche (28) angeordnete Elektrode (46) umfasst.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse durch einen Bolzen (32) des Eingabemittels (26) bereitgestellt ist, wobei zumindest eine Halterung (34) der Vorrichtung (10), über welche der Bolzen (32) mit einem Roboterarm (24) des Roboters (22) gekoppelt ist, aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (32) des Eingabemittels (26) aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad (30) ein Felgenelement (36) und einen an dem Felgenelement (36) des Rads (30) angeordneten Reifen (38) umfasst, wobei das Felgenelement (36) um die Drehachse drehbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4 in dessen Rückbezug auf Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Felgenelement (36) um die Drehachse drehbar an dem Bolzen (32) gelagert ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Felgenelement (36) aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, oder der Reifen (38) und das Felgenelement (36) aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (22) dazu ausgebildet ist, einen Druck zu verändern, welchen das Rad (30) im Betrieb der Vorrichtung (10) auf die Oberfläche (28) des berührungsempfindlichen Bedienfelds (14) aufbringt.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (22) dazu ausgebildet ist, das Rad (30) auf der Oberfläche (28) eines nach Art eines Streifens ausgebildeten berührungsempfindlichen Bedienfelds (14) in die Bewegungsrichtung (20) zu bewegen, wobei eine Erstreckung (16) des Streifens in die Bewegungsrichtung (20) größer, insbesondere um ein Vielfaches größer, ist als eine Breite (18) des Streifens.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Auswerteeinrichtung (42) zum Erfassen wenigstens einer mittels des Rads (30) vorgenommenen Bedienhandlung umfasst.
Verfahren zum Überprüfen einer Bedieneinrichtung (12) mittels einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der Roboter (22) das um die Drehachse drehbare Rad (30) des kapazitiv wirksamen Eingabemittels (26) auf einer Oberfläche (28) wenigstens eines berührungsempfindlichen Bedienfelds (14) der Bedieneinrichtung (12) in die wenigstens eine Bewegungsrichtung (20) bewegt, und bei welchem eine mittels des Rads (30) vorgenommene Bedienhandlung erfasst wird.