DE102005017993A1

DE102005017993A1 - Bedienelement mit Rasterung

Info

Publication number: DE102005017993A1
Application number: DE102005017993A
Authority: DE
Inventors: Ralph Ostermeier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2006-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement mit einer Betätigungsvorrichtung (1). Damit die Betätigungsvorrichtung (1) bei einer Verdrehung von Hand mit haptischen Eigenschaften versehen werden kann und bei einer Verdrehung mittels eines Antriebs keinen unnötigen Widerstand bietet, umfasst das Bedienelement ein elektrisch gesteuertes auf die Betätigungsvorrichtung (1) wirkendes Bremselement (3), durch das die Betätigungsvorrichtung (1) freigegeben, gebremst oder blockiert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement mit einer Betätigungsvorrichtung, das eine Rasterung aufweist.

Von Hand betätigbare Bedienelemente verfügen über eine Betätigungsvorrichtung für die manuelle Bedienung, wie z.B. ein Rändel zur Verstellung von Strömungslamellen eines Luftauslasses eines Kraftfahrzeugs, das in der Regel über haptische Eigenschaften verfügt, wie eine Rasterung, einen Anschlag usw.. Die Rasterung wird durch mechanische Strukturen erzeugt, wie z.B. eine Riffelung oder Verzahnung. Sollen solche Bedienelemente gleichzeitig von Hand betätigbar sein und auch elektrisch verstellt werden können, so sind die haptischen Eigenschaften für den elektrischen Antrieb hinderlich, da dieser die zur Überwindung der Rasterung erforderliche Kraft bereitstellen muss. Die für einen elektrischen Antrieb erforderliche Leichtgängigkeit der anzusteuernden Mechanik und die für die Handbetätigung gewünschten haptischen Eigenschaften, die bei dem elektrischen Antrieb einen unnötigen Widerstand bieten, stehen somit im Widerspruch. Zudem können neuartige Antriebskonzepte, wie z.B. Piezomotoren, nicht mit der Anforderung nach Rasterungen in Einklang gebracht werden, da diese die erforderliche Kraft zur Überwindung der Rasterungen nicht bereitstellen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bedienelement mit einer Betätigungsvorrichtung zu schaffen, bei dem sowohl eine leichtgängige Mechanik wie auch haptische Eigenschaften verwirklicht werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Bedienelement mit einer Betätigungsvorrichtung, das ein elektrisch gesteuertes auf die Betätigungsvorrichtung wirkendes Bremselement aufweist, durch das die Betätigungsvorrichtung freigegeben, gebremst oder blockiert werden kann.

Ein derart ausgestaltetes Bedienelement kann den Einsatz von Antriebskonzepten mit geringen Kräften bei durch das Bremselement freigegebener Betätigungsvorrichtung sowie haptische Eigenschaften bei durch das Bremselement gebremster oder blockierter Betätigungsvorrichtung vereinen. Hierdurch können verschiedene Bremskräfte ohne eine neue Mechanikauslegung erzeugt werden, da das Bremselement über eine elektrische Ansteuerung abstimmbar eingestellt werden kann. Über die Einbindung in einen geeigneten Steuer-/Regelkreis sind verschiedene haptische Eigenschaften erzeugbar, wie z.B. die von Rasterungen mit unterschiedlichen Rastabständen und/oder Rasttiefen, leicht- und schwergängige Bereiche, unterschiedliche Anschläge, usw..

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruches 1.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Bremselement eine auf die Betätigungsvorrichtung wirkende Kraft detektieren. In diesem Fall kann die Bremse bei Erkennen einer Bewegung in besonders einfacher Weise gelöst bzw. wieder gesetzt werden.

Zusätzlich oder alternativ kann das Bremselement vorzugsweise die Betätigungsvorrichtung auch antreiben. In diesem Fall muss zur elektrischen Verstellung des Bedienelements lediglich eine Baueinheit vorgesehen werden, die sowohl den elektrischen Antrieb bei automatischer Verstellung des Bedienelements, wie auch die haptischen Eigenschaften bei manueller Verstellung des Bedienelements erzeugen kann.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Bedienelement vorzugsweise eine mit der Betätigungsvorrichtung verbundene Drehachse oder einen mit der Betätigungsvorrichtung verbundenen Linearsteller auf, wobei das Bremselement direkt auf die Betätigungsvorrichtung oder auf die Drehachse bzw. den Linearsteller wirkt. In diesem Fall können durch das Bedienelement auch von der von Hand betätigbaren Betätigungsvorrichtung des Bedienelements entfernte Vorrichtungen eingestellt werden. Weiter sind durch die Anordnung des Bremselements und/oder auch eines Antriebselements an der Drehachse bzw. dem Linearsteller größere räumliche Freiheiten möglich.

Damit das Bedienelement manuell bedient werden kann, weist es als Betätigungsvorrichtung vorzugsweise ein auf der Drehachse vorgesehenes Drehrad, einen auf der Drehachse vorgesehenen Drehknopf oder einen an der Drehachse vorgesehenen Drehhebel auf. In der alternativen Ausgestaltung mit einem Linearsteller weist das Bedienelement als Betätigungsvorrichtung vorzugsweise einen an dem Linearsteller vorgesehenen Schiebehebel oder -knopf auf. Es sind natürlich auch andere alternative Ausgestaltungen solcher manuell betätigbarer Teile des Bedienelements möglich. Zur optischen Anzeige der Einstellung des Bedienelements kann z.B. an dem Drehrad oder dem Drehknopf eine Markierung vorgesehen sein, wie z.B. ein Strich.

Insbesondere für den Fall, dass das Bremselement des Bedienelements die Betätigungsvorrichtung nicht antreiben kann, weist das Bedienelement vorzugsweise einen zusätzlichen auf die Betätigungsvorrichtung wirkenden Antrieb auf. Dieser ist weiter vorzugsweise ein Piezoantrieb.

Für den Fall, dass das Bedienelement einen auf die Betätigungsvorrichtung wirkenden Antrieb aufweist, ist vorteilhafterweise eine Ansteuerelektronik zu dessen Ansteuerung vorgesehen.

Damit insbesondere zur Festlegung der haptischen Eigenschaften eine Position der Betätigungsvorrichtung festgestellt werden kann, weist das Bedienelement nach einer bevorzugten Ausgestaltung einen Positionssensor auf. Abhängig von der Position der Betätigungsvorrichtung, z.B. einem Verdrehwinkel der Drehachse, können dann verschiedene haptische Eigenschaften eingestellt werden. Dieser Positionssensor kann auch so ausgestaltet sein, dass Verdrehwinkel größer als 360° festgestellt werden können.

Bevorzugt weist das Bedienelement eine Ansteuerelektronik zur Ansteuerung des Bremselements zur Freigabe, Bremsung oder Blockierung der Betätigungsvorrichtung entsprechend einer Position der Betätigungsvorrichtung und/oder einer auf die Betätigungsvorrichtung wirkenden Kraft und/oder eines Antriebssignals für einen auf die Betätigungsvorrichtung wirkenden Antrieb auf. Diese Ansteuerelektronik kann mit der Ansteuerelektronik zur Ansteuerung des auf die Betätigungsvorrichtung wirkenden Antriebs kombiniert werden und in dem Fall, dass das Bremselement die Betätigungsvorrichtung auch antreibt, auch eine entsprechende Ansteuerung des Bremselements zum Antreiben der Betätigungsvorrichtung bewirken. Diese Ansteuerelektronik kann somit verschiedene haptische Eigenschaften bei unterschiedlichen Positionen der Betätigungsvorrichtung, z.B. unterschiedlichen Verdrehwinkeln der Drehachse, erzeugen und/oder detektieren, dass die Betätigungsvorrichtung manuell verstellt werden soll, und hierdurch haptische Eigenschaften auslösen und/oder die Betätigungsvorrichtung bei automatischem Antrieb von einer Bremsung oder Blockierung durch das Bremselement freigeben.

Vorzugsweise umfasst das Bremselement ein Piezoelement. Hierdurch ist eine besonders einfache Ausgestaltung eines elektrisch gesteuerten Bremselements möglich, auch kann auf diese Weise eine besonders einfache Kombination von Piezomotor und Bremselement erfolgen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Bedienelements für Strömungslamellen eines Luftauslasses eines Kraftfahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung, und
2 eine schematische Ansicht eines Luftauslasses eines Kraftfahrzeugs.
2 zeigt eine an sich bekannte Ansicht eines Luftauslasses der Lüftungsanlage für den Innenraum eines Fahrzeugs, wie er in der Regel im Armaturenbrett des Fahrzeugs angebracht ist. Der Luftauslass 11 weist eine Auslassöffnung auf, in der waagerechte Strömungslamellen 8 und senkrechte Strömungslamellen 10 angeordnet sind, über welche ein austretender Luftstrahl nach oben oder unten und nach rechts oder links abgelenkt werden kann. Zum Einstellen der Strömungslamellen sind als Betätigungsvorrichtungen ein Drehrad 1 für die waagerechten Strömungslamellen mit einer Positionsmarke 1a und ein Drehrad 9 für die senkrechten Strömungslamellen mit einer Positionsmarke 9a vorgesehen. Die Positionsmarken 1a, 9a zeigen jeweils die Richtung an, in die ein austretender Luftstrahl abgelenkt wird.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines elektrisch und manuell verstellbaren Bedienelements für die waagerechten Strömungslamellen 8 gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die waagerechten Strömungslamellen 8 sind über ein Getriebe 7 an eine Achse 2 angeschlossen, an die auch das Drehrad 1 für die waagerechten Strömungslamellen mit der Positionsmarke 1a angeschlossen ist.
Für den elektrischen Antrieb ist ein mit der Achse 2 verbundener Piezomotor 4 vorgesehen, der über eine Steuerelektronik 5b angesteuert wird. Zum Erreichen der gewünschten haptischen Eigenschaften bei manueller Verstellung des Bedienelements über das Drehrad 1 für die waagerechten Strömungslamellen sind an der Achse 2 weiter eine Piezobremse 3 und ein Positionssensor 6 vorgesehen, der aus einer auf der Achse 2 sitzenden Codierungsscheibe 6a und einem diese abtastenden Detektor 6b besteht. Das Ausgangssignal des Detektors 6b wird an eine Regelelektronik 5a für die Piezobremse 3 geführt, die ebenfalls ein Ausgangssignal des Bremselements 3 empfängt, das eine auf die Drehachse 2 wirkende Kraft anzeigt und ein Steuersignal an das Bremselement 3 abgibt, entsprechend dem das Bremselement 3 die Achse 2 freigibt, bremst oder blockiert. Die Regelelektronik 5a für die Piezobremse 3 empfängt ebenfalls das von der Steuerelektronik 5b für den Piezomotor 4 abgegebene Antriebssignal, damit bei einem durch den Piezomotor 4 erfolgenden Antrieb eine Freigabe der Achse 2 durch das Bremselement 3 erfolgen kann. Die Steuerelektronik 5b für den Piezomotor 4 und die Regelelektronik 5a für die Piezobremse 3 können auch integriert als eine Steuer-/Regelelektronik 5 ausgebildet sein. Dies ist insbesondere in dem Fall vorteilhaft, in dem die Piezobremse 3 und der Piezomotor 4 integriert ausgestaltet sind, die Piezobremse 3 also sowohl die Drehachse 2 freigeben, bremsen oder blockieren, als auch antreiben kann.
Über eine geeignete pulsierende, dauerbestromte oder nicht bestromte Ansteuerung des Bremselements können verschiedene haptische Eigenschaften und/oder Antriebseigenschaften eingestellt werden.
Das Bedienelement nach der Erfindung kann überall dort eingesetzt werden, wo sowohl eine manuelle wie auch eine automatische Verstellung erfolgen soll, neben dem zuvor beschriebenen Anwendungsbeispiel z.B. auch an Bedienelementen für Hifi-Anlagen.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

1: Drehrad für waagerechte Strömungslamellen
1a: Positionsmarke am Drehrad für waagerechte Strömungslamellen
2: Achse
3: Piezobremse
4: Piezomotor
5: Steuer-/Regelelektronik
5a: Regelelektronik für Piezobremse
5b: Steuerelektronik für Piezomotor
6: Positionssensor
6a: Kodierungsscheibe
6b: Detektor
7: Getriebe
8: waagerechte Strömungslamellen
9: Drehrad für senkrechte Strömungslamellen
9a: Positionsmarke am Drehrad für senkrechte Strömungslamellen
10: senkrechte Strömungslamellen
11: Luftauslass

Claims

Bedienelement mit einer Betätigungsvorrichtung (1), gekennzeichnet durch ein elektrisch gesteuertes auf die Betätigungsvorrichtung (1) wirkendes Bremselement (3), durch das die Betätigungsvorrichtung (1) freigegeben, gebremst oder blockiert werden kann.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (3) eine auf die Betätigungsvorrichtung (1) wirkende Kraft detektieren kann.
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (3) die Betätigungsvorrichtung (1) antreiben kann.
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit der Betätigungsvorrichtung (1) verbundene Drehachse (2) oder einen mit der Betätigungsvorrichtung (1) verbundenen Linearsteller, wobei das Bremselement (3) direkt auf die Betätigungsvorrichtung (1) oder auf die Drehachse (2) bzw. den Linearsteller wirkt.
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen auf die Betätigungsvorrichtung (1) wirkenden Antrieb (4).
Bedienelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, das der Antrieb (4) ein Piezoantrieb ist.
Bedienelement nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Ansteuerelektronik (5b) zur Ansteuerung des Antriebs (4).
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Positionssensor (6) zur Feststellung einer Position der Betätigungsvorrichtung (1).
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ansteuerelektronik (5a) zur Ansteuerung des Bremselements (3) zur Freigabe, Bremsung oder Blockierung der Betätigungsvorrichtung (1) entsprechend einer Position der Betätigungsvorrichtung (1) und/oder einer auf die Betätigungsvorrichtung (1) wirkenden Kraft und/oder eines Antriebssignals für einen auf die Betätigungsvorrichtung (1) wirkenden Antrieb (4).
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (3) ein Piezoelement umfasst.