DE102009051730A1 - Multifunctional-operating device for motor vehicle, has hall sensor arranged on board and working together with magnet in contactless manner, where board is provided for electrically and/or electronically controlling device of vehicle - Google Patents

Multifunctional-operating device for motor vehicle, has hall sensor arranged on board and working together with magnet in contactless manner, where board is provided for electrically and/or electronically controlling device of vehicle Download PDF

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Abstract

The device has a rotary switch (1) for selecting functional groups and/or individual functions of a device of a motor vehicle. The switch has a rotary knob (4) that is connected with a magnet (7), where the switch is attached to a printed circuit board (5). A hall sensor (8) is arranged on the circuit board, and works together with the magnet in a contactless manner, where the circuit board is provided for electrically and/or electronically controlling the device of the vehicle. An electrical lighting unit i.e. LED, is arranged on the circuit board below the rotary knob.

Description

Die Erfindung betrifft eine Multifunktions-Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a multifunction control device for motor vehicles according to the preamble of patent claim 1.

Bei Kraftfahrzeugen werden immer häufiger Zusatzgeräte im Armaturenbrettbereich bzw. der Mittelkonsole eingebaut, wie z. B. Radios, Bordcomputer, Sitzpositioniersteuergeräte, usw. Die zahlreichen separaten Bedienelemente der Geräte können an einem Armaturenbrett gegebener Größe nur schwer untergebracht werden. Daher müssen die Bedienelemente klein gehalten werden, was oft zu einer verwirrenden Vielzahl von Bedienknöpfen, -tasten und Schaltern führt. Der Fahrer des Kraftfahrzeuges ist deshalb kaum imstande, das richtige Bedienelement am richtigen Gerät zu betätigen, ohne vom Verkehrsgeschehen abgelenkt zu sein.In motor vehicles more and more accessories are installed in the dashboard area or the center console, such. Radios, on-board computers, seat positioning controllers, etc. The numerous separate controls of the devices may be difficult to accommodate on a given size dashboard. Therefore, the operating elements must be kept small, which often leads to a confusing variety of control buttons, buttons and switches. The driver of the motor vehicle is therefore barely able to operate the correct control on the right device, without being distracted by the traffic.

Aus der DE 31 04 668 A ist ein Multifunktionsbedienteil bekannt, das die geschilderte Problematik zumindest mildert. Mehrere Geräte werden lediglich durch ein Bedienteil gesteuert.From the DE 31 04 668 A is a multi-function control unit known that at least alleviates the problem described. Several devices are only controlled by a control panel.

Aus der DE 38 36 555 A1 ist ebenfalls ein solches Multifunktions-Bedienteil in Form eines Drehschalters bekannt. Der Drehschalter ist um seine Drehachse drehbar und zusätzlich in axialer Richtung gegen eine Feder beweglich. Der Drehschalter besitzt ferner für definierte Drehwinkel Raststellungen, in denen er gehalten ist und aus denen er gegen einen zugehörigen Rastwiderstand um eine Raststellung weiter verdrehbar ist. Mit Hilfe des Drehschalters ist es möglich, zu verschiedenen Funktionsgruppen (Menus) geordnete Funktionen für ein entsprechendes Gerät eines Kraft-fahrzeugs auszuwählen. Bei diesen Einrichtungen kann es sich um ein Navigationssystem, eine Heiz-/Klimasteuerung, ein Autotelefon, ein Autoradio, einen Fernseher, einen Bordcomputer oder eine sonstige Einrichtung für verschiedene Bedien-, Anzeige- oder Wiedergabefunktionen handeln.From the DE 38 36 555 A1 is also such a multi-function control unit in the form of a rotary switch known. The rotary switch is rotatable about its axis of rotation and additionally movable in the axial direction against a spring. The rotary switch also has defined rotational angle detent positions in which it is held and from which it is further rotatable against a corresponding detent resistance by a detent position. With the help of the rotary switch, it is possible to select different functions (menus) ordered functions for a corresponding device of a motor vehicle. These devices may be a navigation system, a heating / climate control, a car phone, a car radio, a television, an on-board computer or other device for various operating, display or playback functions.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Multifunktions-Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die besonders einfach aufgebaut ist.The object of the invention is to provide a multifunction control device for motor vehicles, which is particularly simple.

Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit zumindest einer Multifunktions-Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a motor vehicle having at least one multifunction control device for motor vehicles with the features of patent claim 1.

Erfindungsgemäß weist eine Multifunktions-Bedieneinrichtung eines Kraftfahrzeugs zumindest einen Drehschalter auf, über den die Auswahl von Funktionsgruppen und/oder die Auswahl individueller Funktionen zumindest eines Geräts erfolgt. Der Drehschalter weist einen drehbaren Drehknopf auf, der mit zumindest einem Magnet verbunden ist. Mit dem Magneten wirkt berührungslos ein Hallsensor zusammen, der auf einer Platine angebracht ist. Die Platine ist so groß, dass der gesamte Drehschalter an der Platine befestigt ist. Die Platine dient zugleich zur elektrischen und/oder elektronischen Steuerung mindestens eines Gerätes. Eine Platine oder auch Leiterplatte, Leiterkarte oder Printed Circuit Board genannt, ist ein Träger für elektronische Bauteile. Sie dient der mechanischen Befestigung und der elektrischen Verbindung. Platinen bestehen aus elektrisch isolierendem Material mit daran haftenden, leitenden Verbindungen (Leiterbahnen).According to the invention, a multifunction control device of a motor vehicle has at least one rotary switch via which the selection of functional groups and / or the selection of individual functions of at least one device takes place. The rotary switch has a rotatable knob which is connected to at least one magnet. With the magnet, a Hall sensor interacts without contact, which is mounted on a circuit board. The board is so large that the entire rotary switch is attached to the board. The board also serves for electrical and / or electronic control of at least one device. A printed circuit board or printed circuit board, printed circuit board or printed circuit board, is a carrier for electronic components. It serves for the mechanical fastening and the electrical connection. Boards are made of electrically insulating material with conductive connections adhering to them.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Drehschalter weisen üblicherweise eine in den Drehschalter integrierte, eigene Platine mit einem Hallsensor auf. Diese Platine in dem Drehschalter ist dann elektrisch bzw. elektronisch mit der zumindest einen anderen Platine gekoppelt, die zur Steuerung des mindestens einen Gerätes dient. Die erfindungsgemäße Anordnung vereinfacht diesen bekannten Aufbau, sodass nur mehr eine gemeinsame Platine erforderlich ist. Zudem ermöglicht der erfindungsgemäße Aufbau auf einfache Weise den Einsatz unterschiedlicher Drehknöpfe als Differenzierungsmerkmal für beispielsweise unterschiedliche Fahrzeugausstattungen, da der Einsatz unterschiedlicher Drehschalter aufgrund des einfachen Aufbaus ohne elektronische Komponenten leicht realisierbar ist, während beim Stand der Technik dies stets den gesamten Drehschalter inklusive der integrierten Platine betrifft. Der Drehschalter weist erfindungsgemäß keine elektronischen Komponenten auf, er muss also auch nicht elektrisch kontaktiert werden. Er stellt praktisch nur einen mechanischen Inkrementalgeber dar.The rotary switches known from the prior art usually have their own circuit board integrated in the rotary switch with a Hall sensor. This board in the rotary switch is then electrically or electronically coupled to the at least one other board, which serves to control the at least one device. The inventive arrangement simplifies this known structure, so that only one common board is required. In addition, the inventive structure in a simple manner allows the use of different knobs as differentiating feature for example different vehicle equipment, since the use of different rotary switch due to the simple structure without electronic components is easily feasible, while in the prior art, this always affects the entire rotary switch including the integrated circuit board , The rotary switch according to the invention has no electronic components, so it does not have to be electrically contacted. It is practically only a mechanical incremental encoder.

Bevorzugt ist der Drehknopf über eine Drehachse mit dem restlichen Drehschalter verbunden. So kann beispielsweise der Drehknopf auf der einen Seite der Platine angeordnet werden, während der restliche Drehschalter auf der anderen Seite der Platine angeordnet ist. Die Drehachse ragt dabei durch eine Ausnehmung in der Platine hindurch. Auch kann in dem restlichen Drehschalter ein Drehhaptikelement angebracht sein, das festlegt, welche Kräfte zum Drehen des Drehknopfs in welcher Winkelstellung erforderlich sind.Preferably, the rotary knob is connected via an axis of rotation with the remaining rotary switch. For example, the knob can be placed on one side of the board while the remainder of the rotary switch is located on the other side of the board. The axis of rotation protrudes through a recess in the board. Also, in the remaining rotary switch a Drehhaptikelement be attached, which determines which forces are required for rotating the knob in which angular position.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further advantageous embodiments are the subject of dependent claims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:In the drawing, an embodiment of the invention is shown, by which the invention will be described in more detail below. The individual figures show in a schematic representation:

1 einen einfachen Drehschalter und 1 a simple rotary switch and

2 einen funktional erweiterten Drehschalter. 2 a functionally extended rotary switch.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Multifunktions-Bedieneinrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem Drehschalter 1 dargestellt. Mit Hilfe des Drehschalters 1 ist es möglich, verschiedene Funktionsgruppen und/oder Funktionen zumindest eines Gerätes de Kraftfahrzeugs auszuwählen. Bei diesen Geräten kann es sich um ein Navigationssystem, ein Heiz-/Klimagerät, ein Autotelefon, ein Autoradio, einen Fernseher, einen Bordcomputer oder ein sonstiges Gerät handeln.In 1 is a multifunction control device according to the invention in a motor vehicle with a rotary switch 1 shown. With the help of the rotary switch 1 It is possible to select different functional groups and / or functions of at least one device de motor vehicle. These devices may be a navigation system, a heater / air conditioner, a car phone, a car radio, a television, an on-board computer or other device.

Der Drehschalter 1 besteht zum einen aus einem Gehäuse 2, aus dem nach oben eine drehbare Drehachse 3 herausragt, und zum anderen aus einem Drehknopf 4, der fest mit der Drehachse 3 verbunden ist, und der zur manuellen Bedienung des Drehschalters 1 dient. Das Gehäuse 2 ist auf einer Seite einer Platine 5 angeordnet, während der Drehknopf 4 auf der anderen Seite der Platine 5 angeordnet ist. Damit dies möglich ist, weist die Platine 5 eine Ausnehmung auf, durch die die Drehachse 3 hindurchragt. Die Platine 5 dient zur elektrischen und/oder elektronischen Steuerung des zumindest einen Gerätes.The rotary switch 1 consists on the one hand of a housing 2 , from the top of a rotatable axis of rotation 3 protrudes, and on the other hand from a knob 4 that is fixed to the axis of rotation 3 connected, and for manual operation of the rotary switch 1 serves. The housing 2 is on one side of a circuit board 5 arranged while the knob 4 on the other side of the board 5 is arranged. To make this possible, the board points out 5 a recess through which the axis of rotation 3 protrudes. The board 5 serves for the electrical and / or electronic control of the at least one device.

In dem Gehäuse des Drehschalters 1 ist eine Drehscheibe 6 angeordnet, die fest mit der Drehachse 3 verbunden ist. Somit wird bei einem Verdrehen des Drehknopfes 4 die Drehscheibe 6 in gleichem Maße verdreht. Zum Erfassen der Drehbewegung ist auf der Drehscheibe 6 außermittig zumindest ein Magnet 7 angeordnet, der berührungslos mit einem Hallsensor 8 auf der Platine 5 zusammenwirkt. Wenn der zumindest eine Magnet 7 unter dem Hallsensor 8 hindurchgedreht wird, erfasst dieser das und erzeugt ein elektrisches Signal, das von einer Auswerte-Elektronik interpretiert werden kann. Der Hallsensor 8 und die Auswerte-Elektronik sind dabei auf derselben Platine 5 angeordnet, wie die Steuerung für das zumindest eine Gerät. Der Drehschalter 1 besteht somit nur aus mechanischen Komponenten und benötigt keine elektrische Kontaktierung. Der Drehschalter 1 weist keine eigene Platine auf, die mit der Platine 5 des zumindest einen Gerätes verbunden werden muss. Vielmehr wird die vorhandene Platine 5 für den Drehschalter 1 mit genutzt.In the housing of the rotary switch 1 is a hub 6 arranged, fixed to the axis of rotation 3 connected is. Thus, when turning the knob 4 the turntable 6 equally twisted. To detect the rotational movement is on the turntable 6 off-center at least one magnet 7 arranged, the contactless with a Hall sensor 8th on the board 5 interacts. If the at least one magnet 7 under the Hall sensor 8th is rotated through this detects this and generates an electrical signal that can be interpreted by an evaluation electronics. The Hall sensor 8th and the evaluation electronics are on the same board 5 arranged as the controller for the at least one device. The rotary switch 1 thus consists only of mechanical components and requires no electrical contact. The rotary switch 1 does not have its own board with the board 5 the at least one device must be connected. Rather, the existing board 5 for the rotary switch 1 with used.

Zusätzlich ist in dem Gehäuse 2 ein Drehhaptikelement 9 angeordnet. Dieses Drehhaptikelement 9 besteht in dieser Ausführungsform aus einem elastischen Element 9a, das permanent gegen den seitlichen Rand 9b der Drehscheibe 6 gedrückt wird. Der Rand 9b der Drehscheibe 6 ist gerändelt. So entstehen einzelne Raststellungen für definierte Drehwinkel des Drehschalters 1. Um nun den Drehknopf 4 aus einer Raststellung heraus weiterdrehen zu können, muss eine gewisse Kraft zum Drehen aufgebracht werden. Diese Verdrehbarkeit kann bi-direktional erfolgen.In addition, in the housing 2 a Drehhaptikelement 9 arranged. This rotary haptic element 9 consists in this embodiment of an elastic element 9a that is permanently against the side edge 9b the turntable 6 is pressed. The edge 9b the turntable 6 is knurled. This creates individual locking positions for defined rotation angle of the rotary switch 1 , To turn the knob 4 To be able to turn further out of a detent position, a certain force must be applied for turning. This twistability can be bi-directional.

Der Drehschalter ist in günstiger Reichweite des Fahrzeugbenutzers angeordnet. Er kann „blind” ertastet und betätigt werden und erfordert somit keinerlei optische Hinwendung des Fahrzeugbenutzers. Durch die Bi-Drektionalität ist es möglich, jederzeit und auf schnellstem Wege die gewünschte Funktion bzw. Funktionsgruppe auszuwählen. Die vorhandenen Raststellungen ermöglichen eine treffsichere Auswahl und bieten Sicherheit vor einem unbeabsichtigten, beispielsweise durch äußere Einflüsse verursachten Verstellen des Drehschalters. Zusätzlich können in das Drehhaptikelement 9 Endanschläge integriert werden, wenn diese gewünscht werden.The rotary switch is located within easy reach of the vehicle user. It can be "blindly" felt and operated and thus requires no visual attention of the vehicle user. Due to the Bi-Drektionalität it is possible to select the desired function or function group at any time and in the quickest way. The existing locking positions allow a safe selection and provide security against accidental, caused for example by external influences adjusting the rotary switch. In addition, in the Drehhaptikelement 9 End stops are integrated, if desired.

Auf diese Weise ist es möglich, mit Hilfe lediglich eines einzelnen Drehschalters 1 die verschiedenen Funktionen auszuwählen und einzustellen. Der gesamte Einstell- und Auswahlvorgang ist ohne optische Hinwendung zum Drehschalter 1 möglich. Seine Raststellungen sorgen für eine exakte, taktile Steuerung des gesamten Vorgangs.In this way it is possible, with the help of only a single rotary switch 1 to select and set the various functions. The entire setting and selection process is without optical turning to the rotary switch 1 possible. Its locking positions ensure an exact, tactile control of the entire process.

In 2 ist der gleiche Drehschalter 1 wie in 1 gezeigt, der allerdings um weitere Funktionalitäten erweitert wurde. So kann der Drehknopf 4 zusammen mit der Drehachse 3 gegen die Kraft einer Feder 10 axial nach unten gedrückt werden und dabei einen Taster betätigen. Dies erweitert die möglichen Funktionalitäten des Drehschalters 1 sehr, da nun auch baumartige Menus bedient werden können: so kann zum Einstellen der gewünschten Funktion diese in einem zugehörigen Menu ausgewählt werden. Hierzu ist in einem eingestellten Auswahlmodus auf einem dazugehörigen Bildschirm die Bezeichnung oder ein sonstiges Symbol der vorhandenen Funktionsgruppen angezeigt. Die der eingestellten Raststellung des Drehschalters zugehörige Funktionsgruppe ist dabei optisch hervorgehoben. Zur Auswahl der Funktionsgruppe ist es nunmehr erforderlich, den Drehknopf 4 in axialer Richtung kurzzeitig zu drücken. Damit wird die ausgewählte Funktionsgruppe eingestellt. Auf dem Bildschirm erscheint nunmehr die der jeweiligen Funktionsgruppe zugeordneten einzelnen Funktionen. Die gewünschte Funktion kann nun ebenfalls durch Drehen ausgesucht und durch ein axiales Drücken ausgewählt werden.In 2 is the same rotary switch 1 as in 1 shown, which, however, has been extended to additional functionalities. So the knob can 4 together with the rotation axis 3 against the force of a spring 10 pressed down axially while pressing a button. This extends the possible functions of the rotary switch 1 very, because now also tree-like menus can be served: so you can select the desired function in an associated menu. For this purpose, the designation or another symbol of the existing function groups is displayed in a set selection mode on a corresponding screen. The set detent position of the rotary switch associated function group is highlighted. To select the function group, it is now necessary to turn the knob 4 to press briefly in the axial direction. This will set the selected function group. The individual functions assigned to the respective function group now appear on the screen. The desired function can now also be selected by turning and selected by an axial push.

Zudem ist unterhalb des Drehknopfes 4 auf der Platine 5 ein elektrisches Leuchtmittel 11 in Form einer LED angeordnet, das den Drehknopf 4 von unten beleuchtet. Auf diese Weise ist der Drehknopf 4 auch bei einer Fahrt in der Dunkelheit gut zu sehen. Dies erhöht den Bedienkomfort bei Fahrten in der Nacht. Auch hier ist keine elektrische Kontaktierung des Drehschalters 1 erforderlich, das Leuchtmittel 11 ist wiederum auf der Platine 5 untergebracht. Somit besteht der gesamte Drehschalter 1 ausschließlich aus leicht austauschbaren mechanischen Komponenten.In addition, below the knob 4 on the board 5 an electric bulb 11 arranged in the form of an LED, which is the knob 4 illuminated from below. This is the knob 4 to see well even when driving in the dark. This increases the ease of use when driving at night. Again, there is no electrical contact with the rotary switch 1 required, the bulb 11 is in turn on the board 5 accommodated. Thus, the entire rotary switch exists 1 exclusively made of easily replaceable mechanical components.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3104668 A [0003] DE 3104668 A [0003]
  • DE 3836555 A1 [0004] DE 3836555 A1 [0004]

Claims (7)

Multifunktions-Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der die Auswahl von Funktionsgruppen und/oder die Auswahl individueller Funktionen zumindest eines Geräts mittels zumindest einem Drehschalter (1) erfolgt, wobei ein drehbarer Drehknopf (4) des Drehschalters (1) mit zumindest einem Magnet (7) verbunden ist, wobei der Drehschalter (1) an einer Platine (5) angebracht ist, auf der zumindest ein Hallsensor (8) angeordnet ist, der mit dem Magneten (7) berührungslos zusammenwirkt, wobei die Platine (5) zugleich zur elektrischen und/oder elektronischen Steuerung mindestens eines Gerätes dient.Multifunction control device for motor vehicles, in which the selection of functional groups and / or the selection of individual functions of at least one device by means of at least one rotary switch ( 1 ), wherein a rotatable knob ( 4 ) of the rotary switch ( 1 ) with at least one magnet ( 7 ), the rotary switch ( 1 ) on a board ( 5 ) is mounted on the at least one Hall sensor ( 8th ) arranged with the magnet ( 7 ) interacts without contact, wherein the board ( 5 ) at the same time for electrical and / or electronic control of at least one device is used. Multifunktions-Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehknopf (4) über eine Drehachse (3) mit dem restlichen Drehschalter verbunden ist.Multifunction control device according to claim 1, characterized in that the rotary knob ( 4 ) via a rotation axis ( 3 ) is connected to the remaining rotary switch. Multifunktions-Bedieneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehknopf (4) auf der einen Seite der Platine (5) angeordnet ist, während der restliche Drehschalter auf der anderen Seite der Platine (5) angeordnet ist, wobei die Drehachse (3) durch eine Ausnehmung in der Platine (5) hindurchragt.Multifunction control device according to claim 2, characterized in that the rotary knob ( 4 ) on one side of the board ( 5 ), while the remaining rotary switch on the other side of the board ( 5 ) is arranged, wherein the axis of rotation ( 3 ) through a recess in the board ( 5 ) protrudes. Multifunktions-Bedieneinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem restlichen Drehschalter ein Drehhaptikelement (9) angebracht ist, das festlegt, welche Kräfte zum Drehen des Drehknopfs (4) in welcher Winkelstellung erforderlich sind.Multifunction control device according to claim 2 or 3, characterized in that in the remaining rotary switch a Drehhaptikelement ( 9 ), which determines which forces to turn the knob ( 4 ) in which angular position are required. Multifunktions-Bedieneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehhaptikelement (9) integrierte Endanschläge aufweist.Multifunction control device according to claim 4, characterized in that the rotary haptic element ( 9 ) has integrated end stops. Multifunktions-Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Platine (5) unterhalb des Drehknopfs (4) ein elektrisches Leuchtmittel (11) angeordnet ist.Multifunction control device according to one of the preceding claims, characterized in that on the board ( 5 ) below the knob ( 4 ) an electric light bulb ( 11 ) is arranged. Multifunktions-Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehknopf (4) zugleich als Taster dient, sodass beim Drücken des Drehknopfes (4) in axialer Richtung ein Taster betätigt wird.Multifunction control device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary knob ( 4 ) also serves as a button, so that when you press the rotary knob ( 4 ) in the axial direction a button is pressed.
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