DE102018127767B3

DE102018127767B3 - Control element with reset element as position transmitter

Info

Publication number: DE102018127767B3
Application number: DE102018127767.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schuberth; Jürgen Nauth; Stefan Menninger; Tobias Bodenstein
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2038-11-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: ein Trägerteil (4); eine Handhabe (2); ein elastisch verformbares Rückstellelement (3), das über wenigstens drei zueinander beabstandete Befestigungsbereiche (3x, 3y, 3w, 3z) am Trägerteil (4) angrenzend angeordnet und befestigt ist und wobei die Handhabe (2) zwischen diesen Befestigungsbereichen (3x, 3y, 3w, 3z) am Rückstellelement (3) befestigt ist, so dass die Handhabe (2) über das freitragende Rückstellelement (3) an dem Trägerteil (4) abgestützt ist und in mehrere Betätigungsrichtungen (B) aus einer Ruhelage rückstellend beweglich am Trägerteil (4) gelagert ist, wobei das Rückstellelement (3) bei Betätigung der Handhabe (2) aus der Ruhelage unter Erzeugung einer einer händischen Betätigung entgegengerichteten, elastischen Rückstellkraft eine elastische Verformung und eine damit einhergehende Lageveränderung in mehreren zwischen den Befestigungsbereichen liegenden Abschnitten (3a, 3b) des Rückstellelements (3) erfährt; wenigstens drei zueinander beabstandet, am Trägerteil (4) angeordnete und zum Rückstellelement (3) über einen Luftspalt beabstandet angeordnete, kapazitive, optische und/oder induktive Sensoren (7a, 7b, 7c, 7d), wobei jeweils einer der Abschnitte (3a, 3b) als Stellungsgeber mit einem zugeordneten Sensor (7a, 7c) der mehreren Sensoren (7a, 7b, 7c, 7d) zur Erzeugung eines sensorspezifischen Detektionssignals berührungslos zusammenwirkt; eine mit den Sensoren (7a, 7b, 7c, 7d) elektrisch leitend verbundene Auswerteinheit (10), um aus den mehreren sensorspezifischen Detektionssignale eine Stellungsinformation der Handhabe (2) zu ermitteln und auszugeben.

The invention relates to an operating element (1), in particular for a motor vehicle, comprising: a carrier part (4); a handle (2); an elastically deformable restoring element (3) which is arranged and fastened adjacent to the carrier part (4) via at least three spaced apart fastening areas (3x, 3y, 3w, 3z) and wherein the handle (2) between these fastening areas (3x, 3y, 3w , 3z) is fastened to the restoring element (3), so that the handle (2) is supported on the carrier part (4) by means of the self-supporting restoring element (3) and can be moved in a plurality of actuation directions (B) from the rest position to the rest of the carrier part (4) The restoring element (3), upon actuation of the handle (2) from the rest position, producing an elastic restoring force directed against manual actuation, causes an elastic deformation and an associated change in position in several sections (3a, 3b) between the fastening areas Reset element (3) experiences; at least three spaced-apart capacitive, optical and / or inductive sensors (7a, 7b, 7c, 7d) arranged on the carrier part (4) and spaced apart from the restoring element (3) via an air gap, one of the sections (3a, 3b ) acts as a position transmitter with an assigned sensor (7a, 7c) of the plurality of sensors (7a, 7b, 7c, 7d) in a contactless manner to generate a sensor-specific detection signal; an evaluation unit (10) electrically conductively connected to the sensors (7a, 7b, 7c, 7d) in order to determine and output position information of the handle (2) from the plurality of sensor-specific detection signals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Das Bedienelement weist ein Trägerteil sowie eine Handhabe auf. Üblicherweise sind mehrere, elastisch verformbare Rückstellelemente, wie Federbleche vorgesehen, mittels derer die Handhabe aus einer Ruhestellung beweglich entgegen einer vom Rückstellelement bewirkten Rückstellkraft am Trägerteil gelagert ist. Es sind üblicherweise ein oder mehrere Kraftsensoren zwischen der Handhabe und dem Trägerteil vorgesehen, um die auf die Handhabe wirkende Betätigungskraft und die sich daraus ergebende Verlagerung der Handhabe zu detektieren. Die Detektion der Verlagerung gestaltet sich üblicherweise schwierig, da im Kraftverlauf zwischen Handhabe und Trägerteil üblicherweise weitere spielbehaftet zusammenwirkende oder plastisch sich verformende Komponenten angeordnet sind, insbesondere wenn zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks die Handhabe unter Bereitstellung eines weiteren Freiheitsgrades beweglich am Trägerteil gelagert ist. Es hat sich gezeigt, dass hinsichtlich Genauigkeit der Detektion betreffend die Stellung der Handhabe Verbesserungsbedarf besteht. Insbesondere besteht Bedarf nach solchen Lösungen, bei denen eine Verlagerung der Handhabe in mehrere unterschiedliche Betätigungsrichtungen einfach und möglichst redundant detektiert werden kann.The invention relates to an operating element, in particular for a motor vehicle. The control element has a carrier part and a handle. Usually, a plurality of elastically deformable restoring elements, such as spring plates, are provided, by means of which the handle is movably supported on the carrier part from a rest position against a restoring force caused by the restoring element. One or more force sensors are usually provided between the handle and the carrier part in order to detect the actuating force acting on the handle and the resulting displacement of the handle. The detection of the displacement is usually difficult, since in the course of force between the handle and the support part there are usually further playful or plastically deforming components, particularly if the handle is movably mounted on the support part to provide a haptic feedback. It has been shown that there is a need for improvement with regard to the accuracy of the detection regarding the position of the handle. In particular, there is a need for such solutions in which a shift of the handle in several different actuation directions can be detected simply and as redundantly as possible.

Die US 6 373 265 B1 offenbart ein Bedienelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The US 6,373,265 B1 discloses an operating element according to the preamble of claim 1.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Bedienelement bereitzustellen, bei welchem die Verstellung aufgrund händischer Betätigung genauer und insbesondere bezüglich mehrerer unterschiedlicher Betätigungsrichtungen und darüber hinaus pro Betätigungsrichtung möglichst redundant detektiert werden kann, und welches ferner preiswert hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Bedienelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine gleichermaßen vorteilhafte Verwendung ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs. 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.It is therefore the object of the invention to provide an operating element in which the adjustment due to manual actuation can be detected more precisely and in particular with respect to several different actuation directions and, moreover, redundantly as possible per actuation direction, and which can also be produced inexpensively. This object is achieved by an operating element according to claim 1. An equally advantageous use is the subject of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. It should be pointed out that the features listed individually in the claims can be combined with one another in any technologically expedient manner and show further embodiments of the invention. The description, in particular in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.

Das erfindungsgemäße Bedienelement, welches insbesondere für ein Kraftfahrzeug Verwendung findet, weist ein Trägerteil, sowie eine Handhabe auf. Der Begriff Handhabe ist weit auszulegen und meint ein jegliches eine Bedienoberfläche für die Hand oder den Finger eines Bedieners bereitstellendes Bedienteil, so dass dieses mittels händischer, über eine reine Berührung hinausgehender Betätigung und unter Aufbringung einer Betätigungskraft aus einer Ruhelage verlagert werden kann, um eine Schalt- oder Steuerfunktion vornehmen zu können. Beispielsweise handelt es sich bei der Handhabe um ein Steuerkreuz oder einen Steuerhebel. Zur rückstellend beweglichen Lagerung der Handhabe am Trägerteil ist ein elastisch verformbares Rückstellelement vorgesehen, das über wenigstens drei zueinander beabstandete, bevorzugt gleichmäßig beabstandete, Befestigungsbereiche am Trägerteil angrenzend angeordnet und befestigt ist. Die Handhabe ist erfindungsgemäß entlang mehrerer, unterschiedlicher Betätigungsrichtungen relativ zum Trägerteil bewegbar. Beispielsweise ist die Handhabe in mehrere Betätigungsrichtungen verkippbar und/oder in Richtung des Trägerteils niederdrückbar.The control element according to the invention, which is used in particular for a motor vehicle, has a carrier part and a handle. The term handle is to be interpreted broadly and means any control panel that provides a user interface for the hand or finger of an operator, so that it can be shifted from a rest position to a switch by means of manual actuation that goes beyond a mere touch and with the application of an actuating force - or control function. For example, the handle is a control cross or a control lever. For resiliently movable mounting of the handle on the carrier part, an elastically deformable restoring element is provided, which is arranged and fastened adjacent to the carrier part via at least three mutually spaced, preferably equally spaced, fastening regions. According to the invention, the handle can be moved relative to the carrier part along a number of different actuation directions. For example, the handle can be tilted in several actuation directions and / or pressed down in the direction of the carrier part.

Erfindungsgemäß bildet das Rückstellelement drei oder mehr Befestigungsbereiche aus, die der angrenzenden Anordnung an das Trägerteil dienen und mittels derer das Rückstellelement am Trägerteil befestigt ist. Noch bevorzugter sind vier Befestigungsbereiche des Rückstellelements vorgesehen, die zur Befestigung am Trägerteil dienen. Erfindungsgemäß ist die Handhabe zwischen diesen Befestigungsbereichen am Rückstellelement befestigt, so dass die Handhabe über das freitragende Rückstellelement an dem Trägerteil abgestützt ist. Erfindungsgemäß erfährt das Rückstellelement bei Betätigung der Handhabe aus einer Ruhelage unter Erzeugung einer der Betätigung entgegengerichteten, elastischen Rückstellkraft eine elastische Verformung und eine damit einhergehende Lageveränderung zumindest in mehreren zwischen den Befestigungsbereichen liegenden Abschnitten des Rückstellelements.According to the invention, the restoring element forms three or more fastening areas, which serve the adjacent arrangement to the carrier part and by means of which the restoring element is fastened to the carrier part. Even more preferably, four fastening areas of the restoring element are provided, which serve for fastening to the carrier part. According to the invention, the handle is fastened between these fastening areas on the restoring element, so that the handle is supported on the carrier part via the self-supporting restoring element. According to the invention, when the handle is actuated, the restoring element undergoes an elastic deformation and an associated change in position, at least in several sections of the restoring element lying between the fastening regions, from a rest position with the production of an elastic restoring force that is opposite to the actuation.

Erfindungsgemäß sind wenigstens drei, zueinander beabstandet am Trägerteil angeordnete und zum Rückstellelement über einen Luftspalt beabstandet angeordnete, kapazitive, optische und/oder induktive Sensoren vorgesehen, wobei jeweils einer der Abschnitte als Stellungsgeber mit einem zugeordneten Sensor zur Erzeugung eines sensorspezifischen Detektionssignals berührungslos zusammenwirkt. Die Anzahl der Sensoren entspricht bevorzugt der Anzahl der Befestigungsbereiche. Beispielsweise wird ein optisches Reflexionsverfahren oder ein optisches Laufzeitverfahren zur Bestimmung der Lageänderung verwendet.According to the invention, at least three capacitive, optical and / or inductive sensors are provided, spaced apart from one another on the carrier part and spaced apart from the restoring element via an air gap, one of the sections interacting as a position transmitter with an associated sensor for generating a sensor-specific detection signal without contact. The number of sensors preferably corresponds to the number of fastening areas. For example, an optical reflection method or an optical transit time method is used to determine the change in position.

Erfindungsgemäß ist eine mit den Sensoren elektrisch leitend verbundene Auswerteinheit vorgesehen, um aus den mehreren sensorspezifischen Detektionssignale eine Stellungsinformation der Handhabe zu ermitteln und auszugeben. Beispielsweise wird die Stellungsinformation an eine übergeordnete Steuereinrichtung ausgegeben. Durch die mehreren sensorspezifischen Detektionssignale liegen mehrere Stellungsinformationen der Handhabe vor, so dass nicht nur mehrere Betätigungsrichtungen detektierbar sind, sondern auch bei entsprechender Anordnung der Sensoren für wenigstens eine Betätigungsrichtung die entsprechende Stellungsänderung durch zwei der Sensoren und damit redundant detektierbar ist.According to the invention, an evaluation unit which is electrically conductively connected to the sensors is provided in order to determine and output position information of the handle from the plurality of sensor-specific detection signals. For example, the position information is sent to a parent Control device issued. Due to the plurality of sensor-specific detection signals, there is more than one position information of the handle, so that not only several directions of actuation can be detected, but also with a corresponding arrangement of the sensors for at least one direction of actuation, the corresponding change in position can be detected redundantly by two of the sensors.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Rückstellelement zumindest in der Ruhestellung flächig, d.h. im Wesentlichen eben, ausgebildet. Anders ausgedrückt: die Befestigungsbereiche und der zur Befestigung der Handhabe am Rückstellelement vorgesehene Befestigungspunkt liegen in der Ruhestellung in einer gemeinsamen Ebene.According to a preferred embodiment, the restoring element is flat, at least in the rest position, i.e. essentially flat, trained. In other words: the fastening areas and the fastening point provided for fastening the handle to the restoring element lie in a common plane in the rest position.

Bevorzugt ist eine kapazitive Detektion vorgesehen, bei der die mehreren Sensoren jeweils eine durch das Rückstellelement beeinflusste Messkapazität ausbilden.A capacitive detection is preferably provided, in which the multiple sensors each form a measuring capacitance influenced by the reset element.

Bevorzugt ist das Rückstellelement aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise aus Metall, wie einem Federstahlblech, hergestellt. Bevorzugt weist das Rückstellelement wenigstens im Bereich der Abschnitte eine elektrisch leitende Schicht auf, die beispielsweise durch Beschichten eines elastischen, nicht leitfähigen, Grundmaterials des Rückstellelements, wie eines Kunststoffs, mit einem leitfähigen Material ausgebildet wird.The restoring element is preferably made of an electrically conductive material, for example of metal, such as a spring steel sheet. The reset element preferably has an electrically conductive layer at least in the region of the sections, which is formed, for example, by coating an elastic, non-conductive base material of the reset element, such as a plastic, with a conductive material.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden das Rückstellelement oder die elektrisch leitende Schicht mit einem elektrischen Potenzial beaufschlagt, um beispielsweise die Beeinflussung der Messkapazitäten zu erreichen. Beispielsweise ist dazu das Rückstellelement bzw. die elektrisch leitende Schicht mit der Auswerteinheit elektrisch leitend verbunden.According to a preferred embodiment, the reset element or the electrically conductive layer is subjected to an electrical potential, for example in order to influence the measurement capacitances. For this purpose, for example, the reset element or the electrically conductive layer is electrically conductively connected to the evaluation unit.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Bedienelement mehrere, beispielsweise vier, sich paarweise bezüglich der Handhabe diametral gegenüberliegend angeordnete Sensoren, um bei Verlagerung der Handhabe, wie Verkippen, in einer der Anordnung der Sensoren entsprechenden Betätigungsrichtung eine redundante Stellungsdetektion zu erreichen.According to a preferred embodiment, the control element according to the invention has a plurality of sensors, for example four sensors arranged diametrically opposite one another with respect to the handle, in order to achieve redundant position detection when the handle is shifted, such as tilting, in an actuating direction corresponding to the arrangement of the sensors.

Das erfindungsgemäße Bedienelement zeichnet sich durch einen berührungslos auf die Handhabe einwirkenden, elektromechanischen Aktuator, wie einen elektromagnetischen Aktuator oder einen elektrostatischen Aktuator, aus, der vorgesehen ist, ein haptisches Feedback zu erzeugen. Bevorzugt wird das haptische Feedback durch die Auswerteinheit jeweils dann getriggert, wenn ein vorgegebener Schwellwert durch einen oder mehrere sensorspezifische Detektionssignale überschritten wird.The control element according to the invention is characterized by an electromechanical actuator, such as an electromagnetic actuator or an electrostatic actuator, which acts on the handle in a contactless manner and is intended to generate haptic feedback. The haptic feedback is preferably triggered by the evaluation unit when a predetermined threshold value is exceeded by one or more sensor-specific detection signals.

Bevorzugt ist die Wirkrichtung des elektromechanischen Aktuators orthogonal zu einer gedachten Ebene angeordnet. die durch die Anordnung der Sensoren aufgespannt wird.The direction of action of the electromechanical actuator is preferably arranged orthogonally to an imaginary plane. which is spanned by the arrangement of the sensors.

Um Fehldetektionen während des haptischen Feedbacks zu vermeiden, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Auswerteinheit ausgebildet, keine Stellungsinformation während der Erzeugung des haptischen Feedbacks durch den elektromechanischen Aktuator auszugeben. In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die während der haptischen Anregung anfallenden Detektionsergebnisse zur Überprüfung der Funktion des haptischen Feedbacks oder gar zur Regelung des Hubs des haptischen Feedbacks verwertet werden.In order to avoid false detections during the haptic feedback, according to a preferred embodiment, the evaluation unit is designed not to output position information during the generation of the haptic feedback by the electromechanical actuator. Another embodiment provides that the detection results obtained during the haptic excitation are used to check the function of the haptic feedback or even to regulate the stroke of the haptic feedback.

Um eine freie Beweglichkeit der Handhabe zu gewährleisten, weist das Rückstellelement eine im Wesentlichen sternförmige Struktur auf. Beispielsweise ist die Anzahl der Arme des die Struktur des Rückstellelements beschreibenden Sterns entsprechend der für die Betätigung vorgesehenen Freiheitsgrade und damit der möglichen Betätigungsrichtungen gewählt, beispielsweise wird erfindungsgemäß bei zwei orthogonalen Betätigungsrichtungen eine vierarmige Sternstruktur des Rückstellelements mit an den Enden der Sternarme vorgesehenen Befestigungsbereichen vorgeschlagen.In order to ensure free movement of the handle, the restoring element has an essentially star-shaped structure. For example, the number of arms of the star describing the structure of the restoring element is selected in accordance with the degrees of freedom provided for the actuation and thus the possible actuation directions; for example, in the case of two orthogonal actuation directions, a four-arm star structure of the restoring element with attachment areas provided at the ends of the star arms is proposed according to the invention.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des erfindungsgemäßen Bedienelements in einer seiner zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug.The invention further relates to the use of the control element according to the invention in one of its preferred embodiments described above in a motor vehicle.

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:

1 ein erfindungsgemäßes Bedienelement 1 mit in der Ruhestellung befindlichen Handhabe 2 in einer schematischen Schnittansicht;
2 das Bedienelement 1 aus 1 mit betätigter, d.h. aufgrund Betätigung verlagerter Handhabe 2; und
3 eine Detailansicht des Bedienelements 1 aus den 1 und 2.

The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the figures. It should be pointed out that the figures show particularly preferred exemplary embodiments of the invention, but the invention is not restricted thereto. Show it:

1 an operating element according to the invention 1 with the handle in the rest position 2nd in a schematic sectional view;
2nd the control element 1 out 1 with the handle actuated, ie shifted due to actuation 2nd ; and
3rd a detailed view of the control element 1 from the 1 and 2nd .

In der 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Bedienelement 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Das Bedienelement 1 weist ein wannenförmiges Trägerteil 4 auf. Das Trägerteil 4 definiert ein Hohlvolumen 11, welches von einem im Wesentlichen flächigen Rückstellelement 3 überspannt wird. Das Rückstellelement 3 ist aus einem Federstahl hergestellt. Das Trägerteil 3 umfasst eine im Hohlvolumen 11 angeordnete Leiterplatte 6 mit einem zentralen Durchbruch 9. Die Leiterplatte 6 trägt mehrere als kapazitive Sensoren 7a, 7b, 7c, 7d fungierende Elektroden. An dem Rückstellelement 3 ist eine Handhabe 2 befestigt, die aufgrund der Elastizität des Rückstellelements 3 aus einer in 1 gezeigten Ruhestellung entlang zweier orthogonaler Betätigungsrichtungen B unter anderem in die in 2 gezeigte Stellung entgegen einer von dem Rückstellelement 3 erzeugten Rückstellkraft verkippbar ist. In den 1 und 2 liegt die erste Betätigungsrichtung B in der Zeichenebene, während die zweite, nicht gezeigte Betätigungsrichtung orthogonal zur Zeichenebene ist. In dem Hohlvolumen 11 ist ferner ein aus einem Elektromagneten 5 und einem Anker 8 ausgebildeter, elektromagnetische Aktor 5, 8 vorgesehen, wobei Anker 8 und Elektromagnet 5 bei entsprechender elektrischer Bestromung des Elektromagneten 5 zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks für den die Handhabe 2 ergreifenden Bediener zusammenwirken. Der Aktor 5, 8 ist an zentraler Stelle unterhalb der Handhabe 2 und den Durchbruch 9 der Leiterplatte 6 durchgreifend angeordnet und weist eine Wirkrichtung F auf, die orthogonal zur Leiterplatte 6 bzw. der von den Sensoren 7a, 7b, 7c, 7d beschriebenen Ebene ist.In the 1 is a control element according to the invention schematically 1 shown for a motor vehicle. The control element 1 has a trough-shaped support part 4th on. The carrier part 4th defines a hollow volume 11 which of an essentially flat restoring element 3rd is spanned. The reset element 3rd is made of spring steel. The carrier part 3rd includes one in the void volume 11 arranged circuit board 6 with a key breakthrough 9 . The circuit board 6 carries several as capacitive sensors 7a , 7b , 7c , 7d functioning electrodes. On the reset element 3rd is a handle 2nd attached due to the elasticity of the return element 3rd from one in 1 shown rest position along two orthogonal actuation directions B, inter alia, in the in 2nd shown position against one of the return element 3rd generated restoring force is tiltable. In the 1 and 2nd is the first direction of actuation B in the drawing plane, while the second actuation direction, not shown, is orthogonal to the drawing plane. In the cavity 11 is also one of an electromagnet 5 and an anchor 8th trained, electromagnetic actuator 5 , 8th provided with anchors 8th and electromagnet 5 with appropriate electrical energization of the electromagnet 5 to generate a haptic feedback for the handle 2nd interacting operator. The actuator 5 , 8th is in a central position below the handle 2nd and the breakthrough 9 the circuit board 6 arranged across and has a direction of action F that is orthogonal to the circuit board 6 or that of the sensors 7a , 7b , 7c , 7d described level.

Das Rückstellelement 3 weist, wie 3 zeigt, eine vierarmige Sternstruktur auf, wobei die endständigen Bereiche 3w, 3x, 3y, 3z der Arme des Sterns angrenzend an das Trägerteil 4 angeordnet sind und an diesem befestigt sind. Aufgrund der freitragenden Anordnung des Rückstellelements 3 kommt es beim Verkippen der Handhabe 2 zu einer elastischen Verformung des Rückstellelements 3 unter Verlagerung der den kapazitiven Sensoren 7a, 7c über einen Luftspalt gegenüberliegenden und jeweils zwischen einem der Befestigungsbereiche 3x, 3y und der Handhabe 2 befindlichen Abschnitte 3a, 3b des Rückstellelements 3.The reset element 3rd shows how 3rd shows a four-armed star structure, with the terminal areas 3w , 3x , 3y , 3z the arms of the star adjacent to the support member 4th are arranged and attached to it. Due to the self-supporting arrangement of the reset element 3rd it happens when the handle is tilted 2nd to an elastic deformation of the restoring element 3rd shifting the capacitive sensors 7a , 7c across an air gap and each between one of the fastening areas 3x , 3y and the handle 2nd located sections 3a , 3b of the reset element 3rd .

Zur berührungslosen Detektion der Lageänderung werden die kapazitiven Sensoren 7a, 7c einerseits und das Rückstellelement 3 andererseits mit unterschiedlichem elektrischem Potenzial durch die in 3 gezeigte und sich ebenfalls auf der Leiterplatte 6 befindliche Auswerteinheit 10 beaufschlagt. Die sich aus der Lageänderung der Abschnitte 3a und 3b ergebende Kapazitätsänderung der Messkapazität aufgrund der jeweiligen Veränderung der Breite des zuvor beschriebenen Luftspalts wird jeweils durch die Auswerteinheit 10 detektiert, wobei die Änderung bei der im vorliegenden Fall bezüglich der Handhabe 2 diametral gegenüberliegenden Anordnung der Sensoren 7a, 7c entgegengerichtet ist. Aufgrund dessen wird für jede der Betätigungsrichtungen B eine redundante Stellungsdetektion unter Bereitstellung zweier sensorspezifischer Detektionsergebnisse erreicht. Erfindungsgemäß dient somit das Rückstellelement 3 neben seiner Funktion als das die Rückstellung der Handhabe 2 bewirkenden Teils auch als Stellungsgeber für die kapazitiven Sensoren 7a, 7c.The capacitive sensors are used for contactless detection of the change in position 7a , 7c on the one hand and the reset element 3rd on the other hand with different electrical potential due to the in 3rd shown and also on the circuit board 6 evaluation unit located 10th acted upon. Resulting from the change of position of the sections 3a and 3b Resulting change in capacity of the measuring capacity due to the respective change in the width of the air gap described above is in each case by the evaluation unit 10th detected, the change in the in the present case with respect to the handle 2nd diametrically opposite arrangement of the sensors 7a , 7c is opposite. Because of this, redundant position detection is achieved for each of the actuation directions B, providing two sensor-specific detection results. According to the invention, the reset element thus serves 3rd in addition to its function as the resetting of the handle 2nd effecting part also as a position transmitter for the capacitive sensors 7a , 7c .

Bei Überschreiten einer durch den Mittelwert beider sensorspezifischen Detektionsergebnisse definierten Schwelle wird seitens der Auswerteinheit 10 der elektromagnetische Aktuator 5, 8 zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks ausgelöst. Da auch dieses durch das Feedback bewirkte Bewegung den Luftspalt zwischen den Sensoren 7a, 7c beeinflusst, werden die während der Erzeugung des haptischen Feedbacks anfallenden Detektionsergebnisse durch die Auswerteinheit verworfen. In einer anderen Ausgestaltung können diese zur Überprüfung des haptischen Feedbacks ausgewertet werden. Durch die mehreren sensorspezifischen Detektionssignale liegen mehrere Stellungsinformationen der Handhabe 2 vor, so dass nicht nur mehrere Betätigungsrichtungen B detektierbar sind, sondern auch aufgrund der Anordnung der Sensoren 7a, 7b, 7c, 7d für beide Betätigungsrichtungen B die entsprechende Stellungsänderung durch jeweils zwei der Sensoren und damit paarweise und redundant detektierbar ist.If a threshold defined by the mean value of both sensor-specific detection results is exceeded, the evaluation unit will 10th the electromagnetic actuator 5 , 8th triggered to generate haptic feedback. Since this movement caused by the feedback also creates the air gap between the sensors 7a , 7c influenced, the detection results obtained during the generation of the haptic feedback are rejected by the evaluation unit. In another embodiment, these can be evaluated to check the haptic feedback. Due to the multiple sensor-specific detection signals, multiple position information of the handle is located 2nd before, so that not only several actuation directions B can be detected, but also due to the arrangement of the sensors 7a , 7b , 7c , 7d for both directions of operation B the corresponding change in position can be detected by two of the sensors and thus in pairs and redundantly.

Claims

Control element (1) in particular for a motor vehicle, comprising: a carrier part (4); a handle (2); an elastically deformable restoring element (3) which is arranged and fastened adjacent to the carrier part (4) via at least three spaced apart fastening areas (3x, 3y, 3w, 3z) and wherein the handle (2) between these fastening areas (3x, 3y, 3w , 3z) is fastened to the restoring element (3), so that the handle (2) is supported on the carrier part (4) by means of the self-supporting restoring element (3) and can be moved in a plurality of actuation directions (B) from the rest position to the rest of the carrier part (4) The restoring element (3), upon actuation of the handle (2) from the rest position, producing an elastic restoring force directed against manual actuation, causes an elastic deformation and an associated change in position in several sections (3a, 3b) between the fastening areas Reset element (3) experiences; at least three spaced-apart capacitive, optical and / or inductive sensors (7a, 7b, 7c, 7d) arranged on the carrier part (4) and spaced apart from the restoring element (3) via an air gap, one of the sections (3a, 3b ) as a position transmitter with an assigned sensor (7a, 7c) of the plurality of sensors (7a, 7b, 7c, 7d) for generating a sensor-specific detection signal cooperates without contact; an evaluation unit (10) electrically conductively connected to the sensors (7a, 7b, 7c, 7d) in order to determine and output position information of the handle (2) from the plurality of sensor-specific detection signals, characterized in that a contactless action on the handle (2 ) acting electromechanical actuator (5, 8) is provided to generate haptic feedback.

Control element (1) after Claim 1 , The reset element (3) being flat.

Control element (1) according to one of the preceding claims, wherein the plurality of sensors (7a, 7b, 7c, 7d) each form a measuring capacity influenced by the reset element.

Control element (1) according to one of the preceding claims, wherein the reset element (3) is made of electrically conductive material or at least has an electrically conductive layer in the sections.

Control element (1) according to the preceding claim, wherein the reset element (3) or the electrically conductive layer is acted upon by an electrical potential.

Operating element (1) according to one of the preceding claims, comprising a plurality of sensors (7a, 7b, 7c, 7d) arranged diametrically opposite one another in pairs with respect to the handle (2).

Control element (1) according to one of the preceding claims, wherein the electromechanical actuator (5, 8) is an electromagnetic actuator or an electrostatic actuator.

Control element (1) according to the preceding claim, wherein the sensors (7a, 7b, 7c, 7d) are arranged in an imaginary plane and the direction of action (F) of the electromechanical actuator (5, 8) is arranged orthogonally to the plane.

Control element (1) according to one of the two preceding claims, wherein the evaluation unit (10) is designed not to output position information during the generation of the haptic feedback by the electromechanical actuator (5, 8).

Control element (1) according to one of the preceding claims, wherein the reset element (3) has a star-shaped structure.

Use of the control element (1) according to one of the preceding claims in a motor vehicle.