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Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Eingabevorrichtung.
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In Kraftfahrzeugen werden zunehmend berührungssensitive Bedienteile, beispielsweise in Form von Touchpads, Touchscreens, berührungssensitiven Tasten oder dergleichen eingesetzt. Nachteilig an einer derartigen reinen sogenannten Toucheingabe ist das Fehlen einer haptischen Rückmeldung bei einer Betätigung durch einen Benutzer. Um diesen Nachteil zu beheben, ist es allgemein bekannt, bei berührungssensitiven Bedienteilen unter anderem eine haptische Rückmeldung auszugeben, sobald eine Betätigung eines derartigen berührungssensitiven Bedienteils erfasst worden ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher auf verbesserte Weise eine haptisch erfassbare Rückmeldung bei einem berührungssensitiven Bedienteil ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einer Eingabevorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 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 ein Kraftfahrzeug umfasst ein berührungssensitives Bedienteil und eine Verstelleinrichtung, welche ein zwischen einer eingefahrenen und ausgefahrenen Position bewegbares Verstellelement aufweist, mittels welchem zumindest ein Teil des berührungssensitiven Bedienteils zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung bewegbar ist, wobei die Verstelleinrichtung wenigstens ein Federelement aufweist, mittels welchem das Verstellelement derart vorgespannt ist, dass das Verstellelement permanent zumindest in mittelbaren mechanischen Kontakt mit dem berührungssensitiven Bedienteil steht. Das Bedienteil kann darüber hinaus aus kraftsensitiv ausgebildet sein.
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Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere für eine hochwertige haptische und auch akustische Rückmeldung eine dauerhafte, also permanente mechanische Kopplung zwischen einer Verstelleinrichtung und dem betreffenden berührungssensitiven Bedienteil erforderlich ist. Je nach eingesetzten Verstelleinrichtungen kann es vorkommen, dass die Verstelleinrichtungen ein ausgeprägtes nicht-lineares Verhalten aufweisen, sodass derartige Verstelleinrichtungen besonders toleranzkritisch sind. Tritt beispielsweise ein Luftspalt zwischen dem berührungssensitiven Bedienteil und der Verstelleinrichtung, genauer zwischen dem bewegbaren Verstellelement und dem berührungssensitiven Bedienteil auf, so kann die zu erzeugende haptische Rückmeldung merklich negativ beeinflusst werden. Insbesondere beim Auftreffen eines derartigen bewegbaren Verstellelements auf das berührungssensitive Bedienteil – sei es unmittelbar oder mittelbar – kann können unter Umständen unerwünschte unkontrollierbare Geräusche auftreten. Zudem würde sich die Charakteristik der zu erzeugenden haptischen Rückmeldung nur schwer kontrollieren lassen, wenn das bewegbare Verstellelement nicht permanent und zumindest in mittelbarem mechanischen Kontakt mit dem Bedienteil stehen würde.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung, dass die Verstelleinrichtung wenigstens ein Federelement aufweist, mittels welchem das Verstellelement derart vorgespannt ist, dass das Verstellelement permanent zumindest in mittelbaren mechanischen Kontakt mit dem Bedienteil steht, wird also verhindert, dass ein Luftspalt zwischen dem bewegbaren Verstellelement und dem berührungssensitiven Bedienteil besteht. Mit anderen Worten wird durch die Federvorspannung verhindert, dass entlang des Kraftflusses von dem Verstellelement zum berührungssensitiven Bedienteil ein Luftspalt entsteht. Durch die Federvorspannung wird also ein zumindest mittelbares permanentes Anliegen der Verstelleinrichtung, genauer des bewegbaren Verstellelements, an dem berührungssensitiven Bedienteil ermöglicht. Die mittels der Verstelleinrichtung zu erzeugende haptische Rückmeldung kann dadurch besonders gut kontrolliert werden, wobei zudem keine unerwünschten akustischen Störgeräusche auftreten, da das bewegbare Verstellelement beim Verstellen nicht an dem berührungssensitiven Bedienteil anschlägt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung einen Elektromagneten aufweist, mittels welchem das Verstellelement bewegbar ist. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise eine Art Tauchspule oder auch einen Flachanker umfassen, wobei das bewegbare Verstellelement in diesem Fall als eine Art Tauchanker dient, welcher durch Stromanlegung an die Tauchspule zwischen eingefahrener und ausgefahrener Position zur Erzeugung der haptischen Rückmeldung hin und her bewegt werden kann. Durch den Einsatz eines Elektromagneten kann insbesondere eine besonders präzise haptische Rückmeldung erzielt werden, sodass die haptische Rückmeldung für einen Benutzer, welcher das berührungssensitive Bedienteil beispielsweise mit einem seiner Finger betätigt, besonders gut spürbar ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verstellelement im Wesentlichen senkrecht zu einer Bedienteiloberfläche des berührungssensitiven Bedienteils bewegbar ist. Hat ein Benutzer also beispielsweise mit einem seiner Finger das berührungssensitive Bedienteil berührt, kann das Verstellelement derart bewegt werden, dass zumindest ein Teil der Bedienteiloberfläche des Bedienteils in Richtung des auf dem berührungssensitiven Bedienteil aufliegenden Fingers bewegt wird.
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Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verstellelement im Wesentlichen parallel zu einer Bedienteiloberfläche des berührungssensitiven Bedienteils bewegbar ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Eingabevorrichtung ein an dem berührungssensitiven Bedienteil angeordnetes Übertragungselement mit einer Kontaktfläche aufweist, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Bedienteiloberfläche des berührungssensitiven Bedienteils angeordnet ist und mit welcher das Verstellelement in permanentem Kontakt steht. Die Kontaktfläche dient dabei als Angriffsfläche für das verstellbare Verstellelement, sodass durch eine Bewegung des Verstellelements auf besonders einfache Weise eine Bewegung des Bedienteils parallel zu der Bedienteiloberfläche erzeugt werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung dazu ausgelegt ist, das Verstellelement derart zu bewegen, dass eine einmalige impulsartige Auslenkung von zumindest einem Teil des berührungssensitiven Bedienteils resultiert. Eine derartige einmalige impulsartige Auslenkung von zumindest einem Teil des Bedienteils kann von einem Benutzer, der das Bedienteil beispielsweise mit einem seiner Finger berührt, besonders zuverlässig erfasst werden. Darüber hinaus wird eine derartige einmalige impulsartige Auslenkung als besonders qualitativ hochwertig empfunden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung dazu ausgelegt ist, dass Verstellelement derart zu bewegen, dass zumindest ein Teil des berührungssensitiven Bedienteils in Vibration versetzt wird. Eine derartige Vibration ist ebenfalls von einem Benutzer, welcher einen seiner Finger auf das berührungssensitive Bedienteil aufgelegt hat, besonders gut haptisch erfassbar. Die Eingabevorrichtung kann dabei dazu ausgebildet sein, je nach Art der Betätigung des berührungssensitiven Bedienteils, entweder dieses in Vibration zu versetzen oder die einmalige impulsartige Auslenkung vorzunehmen. Beispielsweise kann es auch vorgesehen sein, dass mittels des Bedienteils unterschiedliche Funktionen ausgelöst werden können – zum Beispiel je nachdem, welche Art von graphischer Benutzeroberfläche gerade angezeigt wird. Je nach ausgelöster Funktion können dann vorzugsweise ebenfalls unterschiedliche haptische Rückmeldungen ausgegeben werden, sodass ein Benutzer anhand der jeweiligen Art der haptischen Rückmeldung ertasten kann, welche Art von Funktion er gerade ausgelöst hat.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung oder eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung.
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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 Merkmalskombination 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 schematische Darstellung einer Eingabevorrichtung mit einem berührungssensitiven Bedienteil und mit einer Verstelleinrichtung, mittels welcher zumindest ein Teil des berührungssensitiven Bedienteils zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung bewegbar ist.
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Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein berührungssensitives Bedienteil 12 sowie eine Verstelleinrichtung 14. Das berührungssensitive Bedienteil 12 kann beispielsweise Drucksensoren und/oder kapazitive Sensoren aufweisen, mittels welchen eine Berührung des Bedienteils 12 an seiner Oberfläche 16, beispielsweise mittels eines Fingers 18, erfassbar ist. Bei dem berührungssensitiven Bedienteil 12 kann es sich beispielsweise um ein Touchpad, einen Touchscreen, eine berührungssensitive Taste oder dergleichen handeln.
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Die Verstelleinrichtung 14 umfasst ein zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position bewegbares Verstellelement 20. Mittels des Verstellelements 20 kann zumindest ein Teil des berührungssensitiven Bedienteils 12 zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung bewegt werden. Beispielsweise wird die haptische Rückmeldung erzeugt, sobald das berührungssensitive Bedienteil 12 mit einer entsprechend großen Kraft mittels des Fingers 18 beaufschlagt worden ist. Mittels der erzeugten haptischen Rückmeldung wird einem Benutzer verdeutlicht beziehungsweise kenntlich gemacht, dass er gerade durch Betätigung des berührungssensitiven Bedienteils 12 eine entsprechende Funktion ausgelöst hat.
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Die Verstelleinrichtung 14 umfasst des Weiteren wenigstens ein Federelement 22, mittels welchem das Verstellelement 20 derart vorgespannt ist, dass das Verstellelement 20 im vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 10 permanent in mechanischen Kontakt mit einer Kontaktfläche 24 eines an dem Bedienteil 12 angeordneten Übertragungselements 26 steht.
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Bei dem Federelement 22 kann es sich beispielsweise um eine Schraubenfeder handeln. Im Wesentlichen sind jedoch sämtliche Arten von Federn als das Federelement 22 geeignet, mittels welchen sichergestellt werden kann, dass das Verstellelement 20 in permanentem Kontakt mit der Kontaktfläche 24 steht. Die Verstelleinrichtung 14 umfasst einen Elektromagneten 28, mittels welchem das Verstellelement 20 bewegbar ist, um die besagte haptische Rückmeldung an dem berührungssensitiven Bedienteil 12 zu erzeugen. Der Elektromagnet 28 kann beispielsweise eine hier nicht dargestellte Tauchspule umfassen, wobei das Verstellelement 20 als eine Art Tauchanker ausgebildet ist. Sobald der Elektromagnet 28 mit Energie versorgt, also bestromt wird, wird das Verstellelement 20 ausgefahren beziehungsweise eingefahren, sodass unter Vermittlung des Übertragungselements 26 das berührungssensitive Bedienteil 12 oder zumindest ein Teil des berührungssensitiven Bedienteils 12 korrespondierend mit der Bewegung des Verstellelements 20 ebenfalls bewegt wird, sodass eine haptische erfassbare Rückmeldung mittels des Fingers 18 erfasst werden kann.
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Die Verstelleinrichtung 14 kann dabei derart ausgelegt sein, dass das Verstellelement 20 derart bewegt wird, dass eine einmalige impulsartige Auslenkung von zumindest einem Teil des Bedienteils 12 resultiert. Genauso kann die Verstelleirnrichtung 14 auch dazu ausgelegt sein, das Verstellelement 20 derart zu bewegen, dass zumindest ein Teil des Bedienteils 12 in Vibration versetzt wird.
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In der vorliegend gezeigten Ausführungsform der Eingabevorrichtung 10 ist das Verstellelement 20 im Wesentlichen parallel zu der Bedienteiloberfläche 16 des Bedienteils 12 bewegbar. Um eine Hubbewegung des Verstellelements 20 in eine entsprechend korrespondierende Bewegung des berührungssensitiven Bedienteils 12 umzusetzen, ist daher das Übertragungselement 26 an dem Bedienteil 12 angeordnet.
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Abweichend von der hier gezeigten Ausführungsform der Eingabevorrichtung 10 ist es aber auch möglich, dass das Verstellelement 20 im Wesentlichen senkrecht zu der Bedienteiloberfläche 16 des Bedienteils 12 bewegbar ist. Die gesamte Verstelleinrichtung 14 kann gegenüber der hier gezeigten Anordnung um 90 Grad gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt angeordnet sein. Beispielsweise kann das Verstellelement 20 dabei in direkten Kontakt mit einer Unterseite 30 des berührungssensitiven Bedienteils 12 stehen. Bei einer derartigen Anordnung der Verstelleinrichtung 14 könnte das Übertragungselement 26 entfallen, wobei das Verstellelement 20 mittels des Federelements 22 derart vorgespannt ist, dass das Verstellelement 20 permanent in direktem mechanischen Kontakt mit der Unterseite 30 des Bedienteils 12 steht.
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Wesentlich bei der Eingabevorrichtung 10 ist also die Vorspannung des Verstellelements 20, wodurch ein mittelbarer oder unmittelbarer permanenter mechanischer Kontakt zwischen der Verstelleinrichtung 14 und dem berührungssensitiven Bedienteil 12 erzielt werden kann. Mit anderen Worten kann es nie zu Situation kommen, bei welchen ein Luftspalt zwischen dem Verstellelement 20 und dem Übertragungselement 26, beziehungsweise zwischen dem Verstellelement 20 und dem Bedienteil 12 auftritt.
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Bei der Erzeugung der haptischen Rückmeldung der Verstelleinrichtung 14 kommt es also niemals zu dem Fall, dass das Verstellelement 20 auf das Übertragungselement 26 beziehungsweise auf das berührungssensitive Bedienteil 12 aufschlägt, da das Verstellelement 22 in permanentem mechanischen Kontakt entweder mit dem Übertragungselement 26 oder mit der Unterseite 30 des Bedienteils 12 steht. Unerwünschte und schlecht kontrollierbare Geräusche bei der Erzeugung der haptischen Rückmeldung können dadurch sicher vermieden werden. Zudem lässt sich die Charakteristik der haptischen Rückmeldung dadurch sehr gut kontrollieren, da die Verstelleinrichtung 14 zumindest mittelbar immer permanent an dem Bedienteil 12 anliegt.
