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Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen, einen Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Kraftwagens.
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In Kraftwagen werden zunehmend berührungssensitive Bedienteile eingesetzt, mittels welchen vielfältige Funktionen eines Kraftwagens angesteuert beziehungsweise bedient werden können. Derartige Bedienteile sind beispielsweise in Form von länglichen und flächigen Sensorleisten ausgebildet, welche eine Vielzahl von Symbolen für unterschiedliche ansteuerbare Fahrzeugfunktionen aufweisen. Eine Herausforderung bei derartigen Bedienteilen besteht unter anderem darin, zu bestimmen, welche Fahrzeugfunktionen in Abhängigkeit von einer entsprechenden Betätigung eines derartigen Bedienteils ausgewählt und angesteuert werden sollen.
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Die
DE 10 2010 040 164 A1 zeigt eine kapazitive Bedienungstafel. Die Bedienungstafel weist eine Kraftsensorik auf, mittels welcher eine Veränderung eines Abstands zwischen zwei Sensorelektroden zur Bestimmung einer Fingerposition erfasst wird.
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Die
DE 10 2012 209 366 A1 zeigt eine Schaltvorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines Schaltvorgangs einer Schaltvorrichtung. Die Erfassung einer Betätigung eines Bedienelements erfolgt dabei durch Messung eines veränderlichen Abstands zu einem Sensorelement.
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Die
DE 10 2004 034 001 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Erfassung einer Kollision. Dabei wird ein Abstand zwischen einer leitenden Schicht und einer flexiblen Leiterplatte zur Erfassung der Kollision durchgeführt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vereinfachte Lösung bereitzustellen, mittels welcher eine Betätigungsposition, an welcher eine Bedienteiloberfläche eines Bedienteils berührt wird, ermittelt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen, einen Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Kraftwagens gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen umfasst ein Bedienteil und ein unter dem Bedienteil angeordnetes Trägerteil. Die Eingabevorrichtung umfasst des Weiteren mehrere Sensoren, welche jeweils ein erstes Sensorteil und ein zweites Sensorteil aufweisen, die gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei das jeweils erste Sensorteil an einer von einer Bedienteiloberfläche des Bedienteils abgewandten Bedienteilunterseite des Bedienteils und das jeweils zweite Sensorteil an einer der Bedienteilunterseite zugewandten Trägerteiloberseite des Trägerteils angeordnet ist, wobei die Sensoren dazu ausgebildet sind, einen jeweiligen Abstand zwischen ihren jeweiligen Sensorteilen zu erfassen. Ferner weist die Eingabevorrichtung eine Steuereinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, anhand der jeweils erfassten Abstände zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen eine Durchbiegung des Bedienteils zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung eine Betätigungsposition, an welcher die Bedienteiloberfläche berührt wird, zu ermitteln.
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Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung bietet also die Möglichkeit, anhand einer erfassten Durchbiegung des Bedienteils, welches beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Holz oder dergleichen ausgebildet sein kann, eine Position an dem Bedienteil zu ermitteln, an welcher ein Fahrzeuginsasse das Bedienteil berührt und mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagt hat. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei kombinierten Bedienteilen, welche mehrere Funktionen an mehreren Positionen des Bedienteils bereitstellen, beispielsweise wenn das Bedienteil in Form von einer Art Schalterleiste ausgebildet ist. Die Eingabevorrichtung ist dabei dazu ausgebildet, die Durchbiegung des Bedienteils elektronisch zu erfassen und daraus eine entsprechende Betätigungsposition zu ermitteln, an welcher ein Fahrzeuginsasse beispielsweise mit seinem Finger das Bedienteil mit einer entsprechenden Betätigungskraft beaufschlagt hat.
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Durch die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung kann auf besonders einfache Weise eine Betätigungsposition ermittelt werden, an welcher die Bedienteiloberfläche berührt wird. Besonders bei kombinierten Bedienteilen, bei welchen beispielsweise durch eine Leiterplatte mehrere Funktionen bereitgestellt werden, kann eine besonders einfach aufgebaute Eingabevorrichtung bereitgestellt werden, welche dadurch auch besonders kostengünstig hergestellt werden kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bedienteiloberfläche mehrere, jeweilige Funktionen des Kraftwagens kennzeichnende Symbole aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine der jeweiligen Funktionen in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungsposition auszuwählen und anzusteuern. Vorzugsweise umfasst die Eingabevorrichtung so viele Sensoren wie die Bedienteiloberfläche Symbole aufweist. Unterhalb der Symbole ist also jeweils einer der Sensoren mit den beiden Sensorteilen angeordnet. Mit anderen Worten ist das Bedienteil vorzugsweise als eine Art Schalterleiste ausgebildet, mittels welchem ein Fahrzeuginsasse unterschiedlichste Funktionen eines Kraftwagens betätigen beziehungsweise ansteuern kann. Dadurch, dass die Steuereinrichtung in Kombination mit den eingesetzten Sensoren dazu in der Lage ist, eine jeweilige Betätigungsposition zu ermitteln, an welcher ein Fahrzeuginsasse das Bedienteil berührt, können die jeweils unterschiedlichen Funktionen des Kraftwagens, welche durch die entsprechenden Symbole an der Bedienteiloberfläche gekennzeichnet sind, auf einfache Weise von einem Fahrzeuginsassen ausgewählt und angesteuert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Eingabevorrichtung eine Speichereinheit aufweist, in welcher ein Kennfeld abgespeichert ist, welches die Durchbiegung des Bedienteils in Abhängigkeit von jeweiligen Betätigungspositionen charakterisiert, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Verwendung der ermittelten Durchbiegung und des Kennfelds die entsprechende Betätigungsposition zu ermitteln. Das Kennfeld kann beispielsweise durch eine Versuchsreihe oder mehrere Versuchsreihen ermittelt werden, wobei beispielsweise das Bedienteil mit jeweils vorgegebenen Kräften an jeweils vorgegebenen Positionen beaufschlagt und die Durchbiegung des Bedienteils gemessen wird. Es kann beispielsweise auch eine Funktion hinterlegt sein, mittels welcher unter Berücksichtigung der Biegesteifigkeit, den Materialeigenschaften und der Geometrie des Bedienteils jeweilige Betätigungspositionen in Abhängigkeit von jeweiligen Werten für die erfassten Durchbiegungen des Bedienteils ermittelbar sind. In Kombination mit dem in der Speichereinheit abgespeicherten Kennfeld oder alternativ mit der in der Speichereinheit abgespeicherten Funktion können auf besonders einfache und schnelle Weise die jeweiligen Betätigungspositionen in Abhängigkeit von der erfassten Durchbiegung des Bedienteils ermittelt werden.
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Vorzugsweise ist die Trägerplatte eine Leiterplatte. Die Sensoren können somit direkt mit der Leiterplatte kontaktiert sein, sodass entsprechende von den Sensoren bereitgestellte Signale der Leiterplatte und mittels dieser wiederum der Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Sensoren resistive, kapazitive oder induktive Sensoren sind. Alternativ ist es auch möglich, dass die Sensoren als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sind.
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Der erfindungsgemäße Kraftwagen umfasst die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung oder eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Kraftwagens, welche ein Bedienteil und ein unter dem Bedienteil angeordnetes Trägerteil umfasst, weist die folgenden Schritte auf:
- – Erfassen von Abständen zwischen jeweiligen gegenüberliegend voneinander angeordneten ersten und zweiten Sensorteilen jeweiliger Sensoren, wobei das jeweils erste Sensorteil an einer von einer Bedienteiloberfläche des Bedienteils abgewandten Bedienteilunterseite des Bedienteils und das jeweils zweite Sensorteil an einer der Bedienteilunterseite zugewandten Trägerteiloberseite des Trägerteils angeordnet ist;
- – Ermitteln einer Durchbiegung des Bedienteils anhand der jeweils erfassten Abstände zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen mittels einer Steuereinrichtung der Eingabevorrichtung;
- – Ermitteln einer Betätigungsposition, an welcher die Bedienteiloberfläche berührt wird, in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung mittels der Steuereinrichtung.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, wobei die Eingabevorrichtung insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen in einer schematischen Seitenansicht, wobei die Eingabevorrichtung ein Bedienteil und ein unter dem Bedienteil angeordnetes Trägerteil aufweist.
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Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Eingabevorrichtung für einen nicht dargestellten Kraftwagen umfasst ein Bedienteil 12 und ein Trägerteil 14, wobei das Trägerteil 14 im vorliegenden Fall als Leiterplatte ausgebildet ist. Die Eingabevorrichtung 10 umfasst mehrere Sensoren 16, welche jeweils ein erstes Sensorteil 18 und ein zweites Sensorteil 20 aufweisen. Die Sensorteile 18, 20 sind dabei jeweils paarweise gegenüberliegend voneinander angeordnet, wobei die ersten Sensorteile 18 an einer von einer Bedienteiloberfläche 22 des Bedienteils 12 abgewandten Bedienteilunterseite 24 des Bedienteils 12 und die zweiten Sensorteile 20 an einer der Bedienteilunterseite 24 zugewandten Trägerteiloberseite 26 des Trägerteils 14 angeordnet sind. Die Sensoren 16 sind dabei dazu ausgebildet, jeweilige Abstände A zwischen den jeweiligen Sensorteilen 18, 20 zu erfassen.
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Die Eingabevorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand der jeweils erfassten Abstände A zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen 18, 20 eine Durchbiegung des Bedienteils 12 zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung eine Betätigungsposition P, an welcher die Bedienteiloberfläche 12 beispielsweise mit einem Zeigefinger 28 berührt wird, zu ermitteln.
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Das Bedienteil 12 ist beispielsweise als eine Art Sensorleiste oder Schalterleiste einstückig ausgebildet, und zum Beispiel an einem Armaturenträger oder einer Mittelkonsole des Kraftwagens angeordnet. Die Bedienteiloberfläche 22 weist dabei mehrere, jeweilige Funktionen des Kraftwagens kennzeichnende und hier nicht dargestellte Symbole auf, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine der jeweiligen Funktionen in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungsposition P auszuwählen und anzusteuern. Im vorliegenden Fall umfasst die Eingabevorrichtung 10 so viele der Sensoren 16 wie die Bedienteiloberfläche 22 Symbole aufweist. Unterhalb der hier nicht dargestellten Symbole ist jeweils einer der Sensoren 16 mit den beiden Sensorteilen 18, 20 angeordnet. Dadurch können jeweils erfasste Betätigungspositionen P besonders einfach den jeweiligen Symbolen zugeordnet werden.
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Beispielsweise kann das Bedienteil 12 eine Mehrzahl von Symbolen aufweisen, welche eine Warnblinkfunktion, eine Aktivierung und Deaktivierung eines Fahrerassistenzsystems und dergleichen betreffen. Ein Fahrzeuginsasse sieht die auf der Bedienteiloberfläche 22 angebrachten Symbole und kann beispielsweise mit seinem Zeigefinger 28 an einer entsprechenden Position P die Bedienteiloberfläche 22 mit einer entsprechenden Kraft beziehungsweise einem entsprechenden Druck beaufschlagen, um die den jeweiligen Symbolen zugeordnete Fahrzeugfunktion anzusteuern beziehungsweise auszulösen.
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Sobald der Fahrzeuginsasse beispielsweise mit seinem Zeigefinger 28 auf die Bedienteiloberfläche 22 drückt, verringert sich an der entsprechenden Betätigungsposition P der Abstand A zwischen den Sensorteilen 18, 20 stärker als zwischen den übrigen Sensorteilen 18, 20. In Abhängigkeit von den jeweils erfassten Abständen A zwischen sämtlichen der ersten und zweiten Sensorteile 18, 20 kann somit auf einfache Weise eine Durchbiegung des Bedienteils 12 ermittelt und in Abhängigkeit davon die betreffende Betätigungsposition P ermittelt werden. Mit anderen Worten wird also gerade diejenige Funktion des Kraftwagens ausgewählt und angesteuert, welche mit dem entsprechenden Symbol auf der Bedienteiloberfläche 22 korrespondiert, an dessen Betätigungsposition P der Fahrzeuginsasse gerade beispielsweise mit seinem Zeigefinger 28 draufgedrückt hat.
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Die Eingabevorrichtung 10 umfasst vorzugsweise eine hier nicht dargestellte Speichereinheit, in welcher ein Kennfeld abgespeichert ist, welches die Durchbiegung des Bedienteils 12 in Abhängigkeit von jeweiligen Betätigungspositionen P charakterisiert, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Verwendung der ermittelten Durchbiegung und des Kennfelds die entsprechende Betätigungsposition P zu ermitteln. Ein derartiges Kennfeld kann beispielsweise durch Versuchsreihen ermittelt werden, indem an vorgegebenen Positionen des Bedienteils 12 eine entsprechend vorgegebene Kraft oder mehrere entsprechend vorgegebene Kräfte beziehungsweise Drücke ausgeübt werden und dabei die jeweilige Durchbiegung des Bedienteils 12 gemessen wird. Alternativ ist es auch möglich, dass in der besagten Speichereinheit eine Funktion hinterlegt ist, mittels welcher unter Berücksichtigung der Biegesteifigkeit, den Materialeigenschaften und der Geometrie des Bedienteils 12 jeweilige Betätigungspositionen P in Abhängigkeit von jeweiligen Werten für die erfassten Durchbiegungen des Bedienteils 12 ermittelbar sind. Sowohl mittels des besagten Kennfelds als auch mittels der Funktion kann auf besonders einfache und zuverlässige Weise eine jeweilige Betätigungsposition P ermittelt werden, an welcher ein Fahrzeuginsasse beispielsweise mit seinem Zeigefinger 28 die Bedienteiloberfläche 22 mit einer entsprechenden Betätigungskraft beaufschlagt.
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Bei den Sensoren 16 kann es sich beispielsweise um resistive, kapazitive oder auch um induktive Sensoren handeln. Alternativ ist es auch möglich, dass die Sensoren 16 in Form von Dehnungsmessstreifen ausgebildet sind.
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Mittels der erläuterten Eingabevorrichtung 10 ist es also auf einfache Weise möglich, anhand einer erfassten Durchbiegung des Bedienteils 12 eine jeweilige Betätigungsposition P zu bestimmen, an welcher ein Fahrzeuginsasse beispielsweise mit seinem Zeigefinger 28 das Bedienteil 12 mit einer entsprechenden Betätigungskraft beaufschlagt hat. In Kenntnis der jeweiligen Betätigungspositionen P können mit der Betätigungsposition P korrespondierende Funktionen des Kraftwagens mittels der Eingabevorrichtung 10 angesteuert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010040164 A1 [0003]
- DE 102012209366 A1 [0004]
- DE 102004034001 A1 [0005]
