DE102010010574A1

DE102010010574A1 - Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010010574A1
Application number: DE102010010574A
Authority: DE
Inventors: Dr. Wäller Christoph; Lennart BENDEWALD; Mark Peter Czelnik
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: DE102010010574B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung (1) für ein Fahrzeug, welche eine berührungssensitive Oberfläche (3) und ein Einstellelement (6) umfasst. Das Einstellelement (6) ist auf der berührungssensitiven Oberfläche (3) angeordnet und umfasst eine elektrisch leitfähige Grifffläche (10) und eine der berührungssensitiven Oberfläche (3) gegenüberliegende Fläche. Die der berührungssensitiven Oberfläche (3) gegenüberliegende Fläche weist zumindest teilweise eine elektrisch leitfähige Oberfläche (11–14) auf. Die elektrisch leitfähige Grifffläche (10) und die elektrisch leitfähige Oberfläche (11–14) sind miteinander elektrisch verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Drehsteller für ein Fahrzeug.
Drehsteller werden in Fahrzeugen, wie z. B. Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, an vielen Stellen zur Bedienung von Fahrzeugfunktionen oder Funktionen eines so genannten Infotainmentsystems eingesetzt. Insbesondere bei Infotainmentsystemen werden Drehsteller häufig als primäre Eingabegeräte zur Bedienung verwendet. Darüber hinaus werden Drehsteller auch beispielsweise zur Regulierung der Lautstärke von Audiowiedergabesystemen verwendet. Im Bereich von Infotainmentsystemen sind Drehsteller insbesondere bei der Bedienung von langen Listen geeignet, da sie zugleich eine schnelle und präzise Bedienung ermöglichen. Weiterhin ist ihre Betätigung aufgrund der rotatorischen Bedienrichtung relativ unempfindlich gegen Fehlbedienungen, die durch Quer- oder Längskräfte im Fahrzeug während der Fahrt auftreten können.
Aufgrund der guten Bedienbarkeit werden Drehsteller daher häufig zur Steuerung verschiedener Funktionen eingesetzt, so dass ihre Bedienung je nach Systemzustand oder Fahrzeugzustand eine andere funktionale Bedeutung hat. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, die Beschriftung auf beispielsweise der Kappe des Drehstellers oder die Beschriftung der den Drehsteller umgebenden Skala situativ zu verändern. Eine Integration digitaler Anzeigen in beispielsweise eine Drehstellerkappe ist aufgrund der geringen Verfügbarkeit von sehr kleinen Anzeigen verhältnismäßig teuer und technisch aufwendig. Darüber hinaus besteht in diesem Fall ein Problem durch das Verdrehen der Anschlussleitungen für die Anzeige beim Drehen des Drehstellers. Darüber hinaus ist es mit einer derartigen digitalen Anzeige nicht möglich, die gesamte Drehstellerkappe mit einer variablen Anzeige auszustatten, da übliche Anzeigen nicht in geeigneter wie z. B. runder Form verfügbar sind. Ebenso ist eine Integration einer digitalen Anzeige entlang einer Außenkante des Drehstellers problematisch, da frei programmierbare Anzeigen nicht in der erforderlichen Form verfügbar sind.
In der DE 197 43 283 C5 wird daher eine multifunktionale Bedieneinheit für Kommunikationsendgeräte vorgeschlagen, die ein mit einem Arbeitsfenster vorhandenes Dialogsystem mit eifern Trackpoint, der die Funktionen Berühren, Verschieben, Markieren und Loslassen realisiert, aufweist, wobei das Dialogsystem weiterhin ein den Trackpoint umgebendes Anzeigefeld aufweist, welches als eine vom Arbeitsfenster separate Komponente ausgebildet ist und zur dynamischen Anzeige der auswählenden und ausgewählten Funktionen dient. Weiterhin ist aus der DE 10 2006 043 208 A1 ein Touchpad oder ein Touchscreen und ein Stellelement für das Touchpad und den Touchscreen bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche zur Steuerung verschiedener Funktionen einsetzbar ist und eine einfache und intuitive Bedienbarkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Bedienvorrichtung umfasst eine berührungssensitive Oberfläche und ein Einstellelement. Die berührungssensitive Oberfläche ist zur Erfassung einer Berührung eines Gegenstandes mit der berührungssensitiven Oberfläche oder zur Erfassung einer Annäherung eines Gegenstands an die berührungssensitive Oberfläche ausgestaltet. Das Einstellelement ist auf der berührungssensitiven Oberfläche angeordnet und umfasst eine elektrisch leitfähige Grifffläche und eine der berührungssensitiven Oberfläche gegenüberliegende Fläche, welche zumindest teilweise eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweist. Die elektrisch leitfähige Grifffläche und die elektrisch leitfähige Oberfläche sind miteinander elektrisch verbunden.
In Fahrzeugen werden berührungssensitive Oberflächen in Verbindung mit digitalen Anzeigen häufig zur Steuerung von Infotainmentsystemen oder Fahrzeugfunktionen verwendet. Dabei werden vorzugsweise berührungssensitive Oberflächen mit einer kapazitiven Erfassung der Berührung zwischen einem Gegenstand und der berührungssensitiven Oberfläche verwendet. Indem das Einstellelement auf der berührungssensitiven Oberfläche angeordnet wird und eine elektrische Verbindung zwischen der Grifffläche des Einstellelements und einer der berührungssensitiven Oberfläche gegenüberliegenden Fläche des Einstellelements bereitstellt, kann eine Betätigung des Einstellelements durch einen Benutzer des Fahrzeugs mit Hilfe der berührungssensitiven Oberfläche erfasst werden. Dadurch ist eine kostengünstige Realisierung des Einstellelements möglich und darüber hinaus kann das Einstellelement an einer geeigneten Position auf der berührungssensitiven Oberfläche angeordnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellelement einen Drehsteller mit einer Drehachse und die elektrische leitfähige Oberfläche ist bezüglich der Drehachse des Drehstellers nicht rotationssymmetrisch. Durch die nicht rotationssymmetrische elektrisch leitfähige Oberfläche, welche der berührungssensitiven Oberfläche gegenüberliegt, ist eine einfache und zuverlässige Erfassung einer Drehung des Drehstellers um die Drehachse mit Hilfe der berührungssensitiven Oberfläche möglich.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellelement ein Betätigungselement und eine weitere elektrisch leitfähige Oberfläche auf der der berührungssensitiven Oberfläche gegenüberliegenden Fläche. Das Betätigungselement weist eine elektrisch leitfähige Betätigungsfläche auf. Das Betätigungselement ist derart ausgestaltet, dass es bei einer Betätigung durch beispielsweise einen Benutzer die elektrisch leitfähige Betätigungsfläche mit der weiteren elektrisch leitfähigen Oberfläche elektrisch verbindet. Das Betätigungselement kann beispielsweise ein Taster sein, welcher in dem Drehsteller angeordnet ist. Durch Betätigen des Tasters wird die Betätigungsfläche des Tasters elektrisch mit der weiteren elektrisch leitfähigen Oberfläche verbunden und dadurch eine Erfassung der Betätigung des Tasters mit Hilfe der berührungssensitiven Oberfläche ermöglicht. Auf diese Art und Weise kann die Funktionalität des Einstellelementes kostengünstig um eine Tastfunktion erweitert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Einstellelement ein Betätigungselement, welches eine elektrisch leitfähige Betätigungsfläche und eine damit elektrisch verbundene elektrisch leitfähige Fläche aufweist. Das Betätigungselement ist derart ausgestaltet, dass sich ein Abstand zwischen der elektrisch leitfähigen Fläche des Betätigungselements und der berührungssensitiven Oberfläche in Abhängigkeit von einer Betätigung des Betätigungselements ändert. Das Betätigungselement kann beispielsweise ein Taster sein, welcher in dem Einstellelement vorgesehen ist. Durch Betätigen des Tasters wird die elektrisch leitfähige Fläche in Richtung der berührungssensitiven Oberfläche bewegt und da die elektrisch leitfähige Betätigungsfläche mit der elektrisch leitfähigen Fläche verbunden ist, kann diese Bewegung von der berührungssensitiven Oberfläche erfasst werden. Dadurch kann eine funktionale Erweiterung des Einstellelements auf einfache Art und Weise erreicht werden, ohne dass zusätzliche elektrische Komponenten außer der berührungssensitiven Oberfläche benötigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bedienvorrichtung eine transparente Schicht, welche über der berührungssensitiven Oberfläche angebracht ist. Das Einstellelement ist auf der transparenten Schicht angebracht. Durch Verwenden der transparenten Schicht zum Anbringen des Einstellelements kann eine übliche oder standardmäßig verwendete berührungssensitive Oberfläche für die Bedienvorrichtung verwendet werden, da keine Anforderungen bezüglich der Anbringbarkeit des Einstellelements an der berührungssensitiven Oberfläche bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellelement ein magnetisches Material und die Bedienvorrichtung umfasst ein Element zum Erzeugen eines Magnetfelds, welches derart ausgestaltet ist, dass das Einstellelement über eine magnetische Kraft auf der berührungssensitiven Oberfläche gehalten wird. Das Element zum Erzeugen des Magnetfelds kann beispielsweise an einer Unterseite der berührungssensitiven Oberfläche angebracht sein und somit das Einstellelement an einer beliebigen oder an einer vorgegebenen Position auf der berührungssensitiven Oberfläche halten. Dadurch ist es möglich, das Einstellelement auf einfache Art und Weise an einer beliebigen Position der berührungssensitiven Oberfläche anzubringen. Weiterhin ermöglicht die Verwendung des magnetischen Materials und des Elements zum Erzeugen des Magnetfelds, dass ein Benutzer das Einstellelement an verschiedenen Positionen der Bedienvorrichtung anordnen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bedienvorrichtung eine Verarbeitungseinheit, welche mit der berührungssensitiven Oberfläche gekoppelt ist. Das Einstellelement ist derart ausgestaltet, dass es an verschiedenen Positionen auf der berührungssensitiven Oberfläche von einem Benutzer angeordnet werden kann. Die Verarbeitungseinheit ist ausgestaltet, dass sie dem Einstellelement in Abhängigkeit von der Position, an welcher es angeordnet ist, eine vorbestimmte Einstellfunktion zuordnet. Indem das Einstellelement an verschiedenen Positionen von dem Benutzer angeordnet werden kann und in Abhängigkeit von der Position vorbestimmte Einstellfunktionen ausführt, kann die Funktionalität des Einstellelements erhöht werden und eine intuitive Bedienung für beispielsweise ein Infotainmentsystem oder Fahrzeugfunktionen erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Einstellelement ein Identifikationsmerkmal zum Identifizieren des Einstellelements und die Bedienvorrichtung umfasst eine Verarbeitungseinheit, welche ausgestaltet ist, dem Einstellelement in Abhängigkeit von dem Identifikationsmerkmal eine Einstellfunktion zuzuordnen. Auf diese Art und Weise können verschiedene Funktionen, Anwendungen oder Funktionsumfänge in Abhängigkeit des verwendeten Einstellelements freigeschaltet und verwendet werden. Somit können auf einfache Art und Weise Sicherheitsfunktionen oder Freischaltungen von Sonderausstattungen des Fahrzeugs realisiert werden. Zum Übertragen des Identifikationsmerkmals kann das Einstellelement einen Transponder umfassen und die Verarbeitungseinheit eine Transponder-Auslesevorrichtung. Durch die Verwendung eines Transponders, beispielsweise eines so genannten RFID-Tags, wird eine kostengünstige und technisch einfache Übertragung des Identifikationsmerkmals erreicht. Darüber hinaus wird zum Betrieb des Transponders üblicherweise keine zusätzliche Energiequelle benötigt, so dass das Einstellelement keine Batterie benötigt und somit wartungsfrei ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Identifikationsmerkmal durch eine geometrische Form der elektrisch leitfähigen Oberfläche des Einstellelements kodiert werden. In diesem Fall ist die Verarbeitungseinheit derart ausgestaltet, dass sie die geometrische Form der elektrisch leitfähigen Oberfläche des Einstellelements mit Hilfe der berührungssensitiven Oberfläche erkennt und in Abhängigkeit der erkannten geometrischen Form dem Einstellelement eine Einstellfunktion zuordnet. Die Kodierung des Identifikationsmerkmals in der geometrischen Form stellt eine besonders preisgünstige Ausgestaltung des Identifikationsmerkmals dar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bedienvorrichtung eine Anzeigeeinheit und eine Verarbeitungseinheit. Die Anzeigeeinheit ist integriert mit der berührungssensitiven Oberfläche ausgebildet oder unter der berührungssensitiven Oberfläche angeordnet. Die Verarbeitungseinheit ist mit der Anzeigeeinheit und der berührungssensitiven Oberfläche gekoppelt. Die Kombination aus Anzeigeeinheit und berührungssensitiver Oberfläche wird in modernen Fahrzeugen häufig zur Bedienung von Infotainmentsystemen oder Einstellfunktionen des Fahrzeugs verwendet. In Kombination mit dem Einstellelement, welches auf der berührungssensitiven Oberfläche angeordnet ist, ist eine intuitive Bedienung von Funktionen, welche auf der Anzeigeeinheit dargestellt werden, mit Hilfe des Einstellelements möglich. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise eine Funktion oder Stellposition des Einstellelements auf der Anzeigeeinheit insbesondere entlang einer Außenkontur des Einstellelements anzeigen. Weiterhin kann die Verarbeitungseinheit eine Darstellungsgröße einer dem Einstellelement zugeordneten Anzeige in Abhängigkeit von einer Betätigung des Einstellelements einstellen oder variieren. Wird das Einstellelement beispielsweise zur Einstellung einer Lautstärke einer Audiowiedergabe verwendet, so kann ein Maß für die aktuell eingestellte Lautstärke beispielsweise benachbart zu dem Einstellelement in Abhängigkeit der eingestellten Lautstärke angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise eine Skalenbeschriftung oder eine Funktionsbeschriftung für das Einstellelement benachbart zu dem Einstellelement auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden. Diese Beschriftung kann beispielsweise beim Berühren oder Verstellen des Einstellelements vergrößert oder hervorgehoben angezeigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Einstellelement zumindest teilweise aus einem optisch transparenten Material gefertigt. Somit ist ein Bereich der Anzeigeeinheit unter dem Einstellelement, d. h. ein Bereich unter der der berührungssensitiven Oberfläche gegenüberliegenden Fläche des Einstellelements, zumindest teilweise durch das Einstellelement sichtbar. In diesem Bereich der Anzeigeeinheit kann beispielsweise eine aktuelle Funktionsbeschreibung des Einstellelements oder eine aktuelle Einstellgröße, welche über das Einstellelement eingestellt werden kann, angezeigt werden. Dadurch wird eine kostengünstige Beschriftung des Einstellelements mit veränderlicher Anzeige möglich und eine intuitive Bedienbarkeit des Einstellelements sichergestellt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Drehstellers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Bedienvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Drehstellers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Drehstellers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine weitere Querschnittsansicht eines Drehstellers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten eines Drehstellers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt eine elektrisch leitfähige Oberfläche eines Drehstellers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt Ausführungsformen zur Kodierung einer elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Drehstellers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Bedienvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Bedienvorrichtung 1 umfasst eine Anzeige 2, ein so genanntes Display, eine berührungssensitive Oberfläche 3, ein so genanntes Touchpanel, welches transparent ist und nach einem kapazitiven Prinzip arbeitet, eine transparente Folie 4, eine transparente Scheibe 5 und einen Drehsteller 6. Im montierten Zustand der Bedienvorrichtung 1 sind die Komponenten 2–5 in der beschriebenen Reihenfolge dicht übereinander angeordnet. Der Drehsteller 6 ist an der transparenten Folie 4 beispielsweise mit Hilfe einer Verklebung befestigt. In der transparenten Scheibe 5 ist eine Aussparung 7 vorgesehen, durch welche der Drehsteller 6 ragt.
2 zeigt den Drehsteller 6 im Detail. Der Drehsteller 6 umfasst eine Lagerung 8 und eine Kappe 9. Die Lagerung 8 wird mit der Folie 4 beispielsweise über eine Klebeverbindung verbunden und stellt eine drehbare Lagerung der Kappe 9 bereit. Die Kappe 9 weist an ihrer Außenseite, beispielsweise an ihrem Umfang oder an ihrer Oberseite, eine elektrische leitfähige Grifffläche 10 auf, welche elektrisch mit elektrisch leitfähigen Flächen 11–14 an der Unterseite der Kappe 9 verbunden ist. Die elektrisch leitfähige Grifffläche kann beispielsweise durch eine leitende Beschichtung auf der Kappe 9 im Bereich der Grifffläche realisiert werden. Ebenso können die elektrisch leitenden Flächen 11–14 auf der Unterseite der Kappe 9 durch eine elektrisch leitende Beschichtung realisiert werden. Da im montierten Zustand die elektrisch leitfähigen Flächen 11–14 der berührungssensitiven Oberfläche 3 gegenüberliegen, kann eine Berührung und Drehung des Drehstellers 6 mit Hilfe der berührungssensitiven Oberfläche 3 erfasst werden. Durch Auswerten von Signalen der berührungssensitiven Oberfläche 3 mit Hilfe von einer mit der berührungssensitiven Oberfläche 3 gekoppelten (nicht gezeigten) Verarbeitungseinheit kann somit eine Berührung und Betätigung des Drehstellers 6 zur Steuerung von Funktionen des Fahrzeugs, wie z. B. Funktionen eines Infotainmentsystems, erfasst werden. Eine elektrische Kopplung zwischen dem Drehsteller 6 und der Verarbeitungseinheit ist daher nicht erforderlich. Der Drehsteller 6 kann somit an einer beliebigen geeigneten Stelle der berührungssensitiven Oberfläche 3 angeordnet werden.
3 zeigt eine Querschnittsansicht der Bedienvorrichtung 1 der 1 in einer Schnittebene parallel zu einer Drehachse des Drehstellers 6. Über der Anzeige 2 sind die berührungssensitive Oberfläche 3, die transparente Folie 4 und die transparente Scheibe 5 angeordnet. Auf der transparenten Folie 4 ist die Lagerung 8 des Drehstellers 6 befestigt. Der Drehsteller 6 ragt durch die Öffnung 7 der transparenten Schreibe 5. Der Drehsteller 6 umfasst ferner eine Feder 15, welche ein Tastelement 16, welches an der Kappe 9 angeordnet ist, unter Federspannung in einer Richtung weg von der Lagerung 8 hält. Aufgrund einer Betätigung des Tastelements 16 durch einen Benutzer kann das Tastelement 16 gegen den Druck der Feder 15 in Richtung der Lagerung 8 bewegt werden. Aufgrund dieser Betätigung des Tastelements 16 kann beispielsweise eine weitere elektrisch leitfähige (nicht gezeigte) Fläche in Richtung der berührungssensitiven Oberfläche 3 bewegt werden. Das Tastelement 16 umfasst an seiner Betätigungsfläche eine elektrisch leitfähige Oberfläche, welche mit der weiteren elektrisch leitfähigen Fläche gekoppelt ist, welche aufgrund einer Betätigung des Tastelements 16 in Richtung der berührungssensitiven Oberfläche 3 bewegt wird. Dadurch kann mit Hilfe der berührungssensitiven Oberfläche 3 die Betätigung des Tastelements 16 erfasst werden und mit Hilfe der Verarbeitungseinheit eine entsprechende Funktion ausgelöst werden.
4 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Drehstellers 6 mit einer außen liegenden Lagerung 7. Die gezeigte Querschnittsansicht der 4 verläuft in einer Ebene parallel zu der transparenten Scheibe 5 der 1. Die außen liegende Lagerung 7 kann beispielsweise an der transparenten Scheibe 5 oder auf der transparenten Folie 4 angebracht sein. Die Außenlagerung 7 ist ein ringförmiges Element, welches an seiner Innenseite mit mehreren nach innen gerichteten Zacken 17 versehen ist. Die Kappe 9 des Drehstellers 6 weist an ihrem Außenumfang ebenfalls mehrere Zacken 18 auf, welche sich nach außen erstrecken. Die Zacken 17 und 18 sind beispielsweise aus einem elastischen Material gefertigt und ermöglichen nach Überwindung eines elastischen Widerstandes zwischen den Zacken 17 und den Zacken 18 ein Verdrehen der Kappe 9 gegenüber der Lagerung 8. Dadurch wird einem Benutzer beim Drehen des Drehstellers 6 eine haptische Rückmeldung über den Drehvorgang gegeben.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Bedienvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Bedienvorrichtung 1 umfasst eine Anzeige 2, eine berührungssensitive Oberfläche 3, eine transparente Folie 4 und eine transparente Scheibe 5, welcher übereinander angeordnet sind. Die Bedienvorrichtung 1 umfasst ferner einen Drehsteller 6, welcher auf der transparenten Folie 4 angebracht ist und durch eine Öffnung 7 in der transparenten Scheibe 5 ragt. Der Drehsteller 6 ist aus einem transparenten Material gefertigt. Eine Lagerung für den Drehsteller 6 kann beispielsweise über eine Außenlagerung, wie sie im Zusammenhang mit 4 zuvor beschrieben wurde, erreicht werden. Dadurch ist ein Symbol 19, welches auf der Anzeige 2 dargestellt wird, durch das transparente Material des Drehstellers 6 auf der Oberfläche des Drehstellers 6 als Symbol 20 sichtbar. Das transparente Material des Drehstellers 6 kann zusätzlich beispielsweise in Form einer Linse ausgebildet sein, um das auf der Anzeige 2 dargestellte Symbol 19 geeignet auf der Oberfläche des Drehstellers 6 als Symbol 20 darzustellen. Die Lagerung des Drehstellers 6 kann beispielsweise mit Hilfe einer nicht transparenten ringförmigen Abdeckung, welche sich von einem Außenumfang des Drehstellers 6 über die Öffnung 7 der Scheibe 5 erstreckt, verdeckt werden.
Im Zusammenhang mit den 6–9 wird eine weitere Ausführungsform für einen Drehsteller gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 6 zeigt eine Schnittdarstellung des Drehstellers in einer vertikalen Schnittrichtung, d. h. in einer Schnittrichtung parallel zur Drehachse des Drehstellers 6. 7 zeigt den Drehsteller der 6 in einer Schnittdarstellung in einer horizontalen Schnittrichtung. Der Drehsteller 6 umfasst eine Lagerung 8 und eine Kappe 9. Die Lagerung 8 ist ringförmig ausgebildet und die Kappe 9 ist derart ausgebildet, dass sie die ringförmige Lagerung 8 in Umfangsrichtung vollständig umfasst und zusätzlich den zylinderförmigen Bereich innerhalb der ringförmigen Lagerung im Wesentlichen ausfüllt. Dadurch wird die Lagerung 8 optisch vollständig durch die Kappe 9 verdeckt. An der Unterseite der Kappe 9 ist eine elektrisch leitfähige Fläche 11 angeordnet. Die elektrisch leitfähige Fläche 11 ist elektrisch mit einer Grifffläche der Kappe 9, welche ebenfalls elektrisch leitfähig ist, verbunden. Die elektrisch leitfähige Fläche 11 kann beispielsweise eine Beschichtung aus einem transparenten leitenden Material, wie z. B. Indiumzinnoxid ausgebildet sein. Die elektrisch leitfähige Fläche 11 ist bezüglich der Drehachse des Drehstellers 6 nicht rotationssymmetrisch, so dass bei einer Drehung des Drehstellers 6 eine dadurch bewirkte Veränderung der Anordnung der elektrisch leitfähigen Fläche 11 über der berührungssensitiven Oberfläche 3 mit Hilfe der berührungssensitiven Oberfläche 3 erfasst werden kann. 8 zeigt zur Verdeutlichung den inneren Teil der Kappe 8 mit der daran angebrachten elektrisch leitfähigen Fläche 11. Die Flächen rechts und links neben der elektrisch leitfähigen Oberfläche 11 sind nicht elektrisch leitfähig. 9 zeigt die Lageänderung der elektrisch leitfähigen Oberfläche 11 bei einer Drehung des Drehstellers 6 um seine Drehachse 21 um einen Winkel 22. In 9a befindet sich die elektrisch leitfähige Oberfläche 11 in einer ersten Position und in 9b befindet sich die elektrisch leitfähige Fläche 11 in einer zweiten Position, welche gegenüber der ersten Position um einen Winkel 22 um die Drehachse 21 gedreht ist. Die berührungssensitive Oberfläche 3 kann diese Lageänderung der elektrisch leitfähigen Fläche 11 erfassen und somit eine Drehung des Drehstellers 6 bestimmen.
Die Verwendung der Bedienvorrichtung 1 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren im Zusammenhang mit verschiedenen Nutzungskonzepten beschrieben werden.
Bei einem ersten Nutzungskonzept wird in Abhängigkeit von Funktion und Stellposition des Drehstellers 6 eine graphische Anzeige einer entsprechenden Drehskala mit unmittelbarem geometrischen Anschluss an die Außenkontur des Drehstellers 6 auf der Anzeige 2 angezeigt. Während einer Betätigung des Drehstellers 6 kann beispielsweise der Durchmesser der Skala anwachsen, um eine Verdeckung durch die Bedienhand zu vermeiden und die Bedienhandhabung graphisch hervorzuheben. Zusätzlich kann beispielsweise eine Breite einer Lautstärkeskala mit zunehmender Intensität vergrößert werden. Die Lagerung der Kappe 9 des Drehstellers 6 kann beispielsweise wie im Zusammenhang mit 4 beschrieben realisiert werden. Dadurch wird einem Benutzer des Drehstellers eine haptische Rückmeldung beim Drehen gegeben. Durch die elektrisch leitende Beschichtung an den Griffflächen 10 und den elektrisch leitenden Flächen 11–14 an der Unterseite des Drehstellers 6 wird bei Berührung des Drehstellers 6 ein leitender Kontakt zwischen der Unterseite des Drehstellers 6 und der Bedienhand hergestellt. Die Empfindlichkeit der kapazitiven berührungssensitiven Oberfläche 3 wird so eingestellt, dass das entsprechende elektrische Feld über der berührungssensitiven Oberfläche 3 die transparente Folie 4 durchdringt und somit eine Berührung und Betätigung des Drehstellers 6 erkannt werden kann. In Bereichen der berührungssensitiven Oberfläche 3 neben dem Drehsteller 6 wird die Empfindlichkeit der berührungssensitiven Oberfläche 3 derart eingestellt, dass das entsprechende elektrische Feld sowohl die transparente Folie 4 als auch die transparente Scheibe 5 durchdringt und so Berührungen durch diese Schichten 4, 5 hindurch erkannt werden können.
Die Kappe 9 des Drehstellers 6 kann darüber hinaus als Schalter oder Taster 16 ausgeführt werden, wie es im Zusammenhang mit 3 beschrieben wurde. Bei einer Betätigung des Schalters wird eine leitende Verbindung zwischen dem Finger der Bedienperson und einem vorbestimmten Bereich an der Unterseite des Drehstellers 6 hergestellt. Dadurch wird das elektrische Feld der berührungssensitiven Oberfläche 3 in diesem Bereich beeinflusst und die Betätigung des Schalters 16 erfasst werden.
In einem zweiten Nutzungskonzept wird zusätzlich zur Skala oder Beschriftung um den Drehsteller 6 herum eine Darstellung, insbesondere eine graphische Darstellung, auf der Drehstellerkappe 9 verändert. In Abhängigkeit des Systemzustands und der momentanen funktionalen Zuordnung des Drehstellers 6 wird die Darstellung auf dem Drehsteller, beispielsweise eine Beschriftung oder ein Icon, verändert. Dazu wird beispielsweise der im Zusammenhang mit 5 beschriebene transparente Drehsteller verwendet. Zusätzlich zur Beschriftung kann auch eine Hintergrundfarbe der Drehstellerkappe in Abhängigkeit des Systemzustands und der momentanen funktionalen Zuordnung verändert werden. Beispielsweise kann die Drehstellerkappe 9 analog zu einer mit dem Drehsteller eingestellten Temperatur einer Klimaanlage von rot bis blau gefärbt werden. Wie zuvor beschrieben weisen sowohl die Griffflächen des Drehstellers 6 als auch die der berührungssensitiven Oberfläche 3 gegenüberliegenden Flächen 11–14 des Drehstellers 6 elektrisch leitende Materialien oder Beschichtungen auf. Um die Transparenz des Drehstellers 6 zu gewährleisten, können beispielsweise transparente leitende Materialien wie z. B. Indiumzinnoxid verwendet werden, welche mit Hilfe einer Bedampfung auf dem Drehsteller 6 aufgebracht werden. Die Kappe 9 des Drehstellers 6 kann beispielsweise als eine optische Linse ausgebildet sein, um eine klar ablesbare Anzeige einer Darstellung auf der Anzeige 2 auf der Oberfläche des Drehstellers 6 zu erreichen. Die Lagerung des Drehstellers kann, wie im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurde, als eine kreisförmige um den Drehsteller herum liegende Zahnstruktur ausgebildet sein. Diese kann beispielsweise durch einen nicht transparenten Ring verdeckt werden. Der nicht transparente Ring kann beispielsweise als Bestandteil der obersten transparenten Scheibe 5, die die berührungssensitive Oberfläche 3 überlagert und den Drehsteller 6 umschließt, ausgebildet sein. Die Flanken des Drehstellers können wahlweise transparent oder nicht transparent ausgebildet sein. Eine Erfassung eines Drucks auf die Kappe des Drehstellers 6 kann, wie zuvor beschrieben, durch einen leitenden Kontakt zwischen dem Finger der Berührperson und der Unterseite des Drehstellers 6 mit Hilfe der berührungssensitiven Oberfläche 3 erfasst werden, wobei jedoch in diesem Fall die elektrische Verbindung zwischen der Oberfläche der Kappe 9 und der Unterseite des Drehstellers 6 beispielsweise in Form einer Indiumzinnoxidbeschichtung entlang einer Außenseite der optischen Linse geführt wird.
Bei einem weiteren Nutzungskonzept, welches insbesondere bei sehr großen Anzeigeflächen verwendet werden kann, kann der Drehsteller 6 von einem Benutzer beliebig oder an vorbestimmten Positionen über der berührungssensitiven Oberfläche 3 angebracht werden. Dadurch kann der Drehsteller 6 an für den Benutzer ergonomischen Positionen angeordnet werden. Darüber hinaus kann durch eine Veränderung der Position des Drehstellers 6 auf der berührungssensitiven Oberfläche 3 die Funktion des Drehstellers 6 verändert werden. Weiterhin kann dem Drehsteller 6 ein Identifizierungsmerkmal zum Identifizieren des Drehstellers 6 zugeordnet sein. Einem speziellen Drehsteller kann somit eine Funktion oder eine Anwendung zugeordnet werden, so dass bei einer Platzierung des Drehstellers 6 auf der berührungssensitiven Oberfläche 3 diese dem Drehsteller 6 zugeordnete Funktion verfügbar gemacht wird. Die betreffende Funktionalität des Drehstellers 6 wird dann graphisch beispielsweise in unmittelbarer Nähe des Drehstellers 6 und in direktem Bezug zu dessen Bedienrichtungen angezeigt und kann über den betreffenden Drehsteller 6 bedient werden. Auf diese Art und Weise kann der Benutzer Funktionen und Anwendungen in Form von Drehstellern 6 oder anderen Bedienelementen mit sich führen und diese nur bei Bedarf dem System hinzufügen bzw. in dem System aktivieren.
Das Anordnen des Drehstellers 6 auf beliebigen oder vorbestimmten Positionen über der berührungssensitiven Oberfläche 3 kann beispielsweise mit Hilfe eines Magnetfeldes, welches unter der berührungssensitiven Oberfläche 3 erzeugt wird, und einem magnetischen Material, welches in den Drehsteller 6 integriert ist, realisiert werden. Bei einer Aktivierung des Magnetfeldes wird die Lagerung 8 des Drehstellers 6 magnetisch fixiert. Die Kappe 9 des Drehstellers 6 ist weiterhin drehbar. Zum Versetzen des Drehstellers kann das Magnetfeld deaktiviert werden. Das Magnetfeld kann beispielsweise durch ein Signal deaktiviert werden, welches bei einem seitlichen Druck von beiden Seiten auf den Umfang des Drehstellers 6 erzeugt wird, beispielsweise durch Berührungskontakte zwischen Flanke und innerer Lagerung des Drehstellers oder eine Kraftmessung an den Drehstellerflanken, z. B. durch Piezolackierungen. Durch Auflegen und Halten des Drehstellers 6 an einer neuen Position auf der berührungssensitiven Oberfläche 3 wird das Magnetfeld wieder automatisch aktiviert. Alternativ kann der Drehsteller auch beispielsweise über einen Saugnapf oder eine pneumatische Einrichtung an der berührungssensitiven Oberfläche 3 befestigt werden. Dabei befindet sich beispielsweise an der Unterseite der Lagerung 8 des Drehstellers 6 ein Saugnapf aus einem flexiblen Material. Bei starkem Druck auf den Drehsteller 6 entsteht ein Vakuum zwischen Drehsteller 6 und der berührungssensitiven Oberfläche 3, so dass eine Befestigung des Drehstellers durch die Haftwirkung an der entsprechenden Position erfolgt. Eine Ablösung des Drehstellers 6 kann ebenfalls durch seitlichen Druck auf die Flanken des Drehstellers erfolgen. Hierbei kann durch eine geeignete mechanische Verbindung ein Ventil am Saugnapf geöffnet werden, so dass Luft zwischen Saugnapf und Untergrund gelangt und die Haftwirkung aufgehoben wird.
Um mehrere verschiedene Drehsteller 6, welchen unterschiedliche Funktionen zugeordnet sind, unterscheiden zu können, kann jeder Drehsteller über ein spezifisches Identifikationsmerkmal, z. B. einen Transponder oder ein so genanntes RFID-Tag, verfügen. Bei einem Auflegen des Drehstellers 6 auf die berührungssensitive Oberfläche 3 wird dieses Identifikationsmerkmal von einer entsprechenden Auslesevorrichtung erkannt und die mit dem Drehsteller verknüpften Funktionen an der Position des Drehstellers 6 aktiviert. Auf diese Weise ist es möglich, dass Anwendungen und Funktionen in Form von zugeordneten Drehstellern oder sonstigen Bedienelementen zusätzlich erworben und dargestellt werden können. Alternativ kann das Identifikationsmerkmal auch über eine Kodierung der elektrisch leitenden Fläche, welche an der Unterseite des Drehstellers 6 gegenüber der berührungssensitiven Oberfläche 3 angebracht ist, kodiert werden. Dabei kann beispielsweise eine Binärkodierung verwendet werden, wie sie in 10 gezeigt ist. 10a zeigt die elektrisch leitfähige Fläche, welche an der Unterseite des Drehstellers 6 angebracht ist, wie im Zusammenhang mit 8 und 9 zuvor beschrieben wurde. Die gestrichelt eingerahmten Bereiche 23–26 dienen der Kodierung. Indem die Bereiche 23–26 jeweils wahlweise mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet werden oder nicht, ergeben sich eindeutige Muster für die leitfähige Fläche 11. 10b–10f zeigen fünf verschiedene Muster für die elektrisch leitfähige Fläche 11. Mit einer derartigen Binärkodierung, wie sie mit Hilfe der Flächen 23–26 realisiert werden kann, können bereits 16 unterschiedliche Identifikationsmerkmale realisiert werden. Weitere eindeutige Muster bestehend aus leitenden und nicht leitenden Flächen können als Identifikationsmerkmale verwendet werden, beispielsweise eindimensionale Barcodes oder zweidimensionale Barcodes usw. Wichtig dabei ist, dass ein so gebildetes Muster nicht rotationssymmetrisch ist. Mit derart kodierten Drehstellern können einerseits unterschiedlichen Drehstellern unterschiedliche Funktionen zugeordnet werden und andererseits mehrere Drehsteller gleichzeitig auf der berührungssensitiven Oberfläche verwendet werden und eindeutig unterschieden werden.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen und Nutzungskonzepte können beliebig miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus sind verschiedene Modifikationen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen möglich. So kann beispielsweise der Drehsteller 6 direkt auf der berührungssensitiven Oberfläche 3 angebracht werden, so dass die transparente Schicht 4 und die transparente Scheibe 5 nicht notwendig sind. Weiterhin können die berührungssensitive Oberfläche 3 und die Anzeige 2 integriert als eine Einheit ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19743283 C5 [0004]
DE 102006043208 A1 [0004]

Claims

Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend – eine berührungssensitive Oberfläche (3), welche zur Erfassung einer Berührung eines Gegenstandes mit der berührungssensitiven Oberfläche (3) oder einer Annäherung eines Gegenstandes an die berührungssensitive Oberfläche (3) ausgestaltet ist, und – ein Einstellelement (6), welches auf der berührungssensitiven Oberfläche (3) angeordnet ist, wobei das Einstellelement (6) eine elektrisch leitfähige Grifffläche (10) und eine der berührungssensitiven Oberfläche (3) gegenüberliegende Fläche umfasst, welche zumindest teilweise eine elektrisch leitfähige Oberfläche (11–14) aufweist, wobei die elektrisch leitfähige Grifffläche (10) und die elektrisch leitfähige Oberfläche (11–14) miteinander elektrisch verbunden sind.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die berührungssensitive Oberfläche (3) zur kapazitiven Erfassung einer Berührung eines Gegenstandes mit der berührungssensitiven Oberfläche (3) oder einer Annäherung eines Gegenstandes an die berührungssensitive Oberfläche (3) ausgestaltet ist.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (6) einen Drehsteller mit einer Drehachse (21) umfasst, wobei die elektrisch leitfähige Oberfläche (11–14) nicht rotationssysmmetrisch bezüglich der Drehachse (21) des Drehstellers (6) ist.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (6) ein Betätigungselement (16), welches eine elektrisch leitfähige Betätigungsfläche aufweist, und eine weitere elektrisch leitfähige Oberfläche auf der der berührungssensitiven Oberfläche (3) gegenüberliegenden Fläche umfasst, wobei das Betätigungselement (16) derart ausgestaltet ist, dass es bei Betätigung die elektrisch leitfähige Betätigungsfläche mit der weiteren elektrisch leitfähigen Oberfläche elektrisch verbindet.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (6) ein Betätigungselement (16) umfasst, welches eine elektrisch leitfähige Betätigungsfläche und eine damit elektrisch verbundene elektrisch leitfähige Fläche aufweist, wobei das Betätigungselement (16) derart ausgestaltet ist, dass sich ein Abstand zwischen der elektrisch leitfähigen Fläche des Betätigungselements (16) und der berührungssensitiven Oberfläche (3) in Abhängigkeit von einer Betätigung des Betätigungselements (16) ändert.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung (1) eine transparenten Schicht (4) umfasst, welche über der berührungssensitiven Oberfläche (3) angebracht ist, und dass das Einstellelement (6) auf der transparenten Schicht (4) angebracht ist.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (6) ein magnetisches Material umfasst und dass die Bedienvorrichtung (1) ein Element zum Erzeugen eines Magnetfelds umfasst, welches derart ausgestaltet ist, dass das Einstellelement (6) über eine magnetische Kraft zwischen dem magnetischen Material und dem Magnetfeld auf der berührungssensitiven Oberfläche (3) gehalten wird.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung (1) eine Verarbeitungseinheit umfasst, welche mit der berührungssensitiven Oberfläche (3) gekoppelt ist, und dass das Einstellelement (6) derart ausgestaltet ist, dass es an verschiedenen Positionen auf der berührungssensitiven Oberfläche (3) von einem Benutzer angeordnet werden kann, und dass die Verarbeitungseinheit ausgestaltet ist, dass sie dem Einstellelement (6) in Abhängigkeit von der Position eine vorbestimmte Einstellfunktion zuordnet.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (6) ein Identifikationsmerkmal (23–26) zum Identifizieren des Einstellelements (6) aufweist, und dass die Bedienvorrichtung (1) eine Verarbeitungseinheit umfasst, welche derart ausgestaltet ist, dass sie dem Einstellelement (6) in Abhängigkeit von dem Identifikationsmerkmal (23–26) eine Einstellfunktion zuordnet.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (6) einen Transponder zum Übertragen des Identifikationsmerkmals umfasst, und dass die Verarbeitungseinheit eine Transponder-Auslesevorrichtung umfasst.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Oberfläche (11–14) des Einstellelements eine geometrische Form aufweist, in welcher das Identifikationsmerkmal (23–26) kodiert ist.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Bedienvorrichtung eine Anzeigeeinheit (2), welche integriert mit der berührungssensitiven Oberfläche (3) ausgebildet ist oder unter der berührungssensitiven Oberfläche (3) angeordnet ist, und eine Verarbeitungseinheit umfasst, wobei die Verarbeitungseinheit mit der Anzeigeeinheit (2) und der berührungssensitiven Oberfläche (3) gekoppelt ist.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit derart ausgestaltet ist, dass sie eine Funktion oder Stellposition des Einstellelements (6) auf der Anzeigeeinheit (2) anzeigt.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit derart ausgestaltet ist, dass sie die Funktion oder Stellposition des Einstellelements (6) auf der Anzeigeeinheit (2) entlang einer Außenkontur des Einstellelements (6) anzeigt.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 12–14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit derart ausgestaltet ist, dass sie eine Darstellungsgröße einer dem Einstellelement (6) zugeordneten Anzeige in Abhängigkeit von einer Betätigung des Einstellelements (6) einstellt.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 12–15, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (6) zumindest teilweise aus transparentem Material gefertigt ist und die Anzeigeeinheit (2) im Bereich unter der der berührungssensitiven Oberfläche (3) gegenüberliegenden Fläche des Einstellelements (6) zumindest teilweise durch das Einstellelement (6) hindurch sichtbar ist.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit derart ausgestaltet ist, dass sie eine Funktion oder Stellposition des Einstellelements (6) auf der Anzeigeeinheit (2) in dem Bereich unter der der berührungssensitiven Oberfläche (3) gegenüberliegenden Fläche des Einstellelements (6) anzeigt.