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Die Erfindung betrifft ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug mit einem berührungsempfindlichen Anzeigeelement, welches ein Sensorelement zum Erfassen einer Bedienhandlung aufweist.
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In Kraftfahrzeugen kommt eine Vielzahl von unterschiedlichen Bedienelementen zum Einsatz. Neben Bedienelementen mit um eine Kippachse kippbaren Schalterwippen sind auch Bedienelemente mit Schiebereglern bekannt.
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So offenbart beispielsweise die
DE 10 2009 011 710 A1 eine Anordnung zur Luftverteilung in einem Innenraum eines Fahrzeugs. Dabei wird eine Veränderung eines Gesamtluftvolumenstroms für eine direkte und/oder indirekte Belüftung des Innenraums durch ein elektronisches Anzeige- und Bedienelement mit einem kapazitiven Schieber, einem „Slider”, vorgenommen.
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Die
US 2008/0142349 A1 offenbart einen programmierbaren Schalter für ein Fahrzeug. Der Schalter weist einen Wippschalter und zwei Mikrotaster auf.
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Die
EP 2 463 130 A1 beschreibt ein Bedienelement mit einem Bedienknopf, welcher um horizontale und vertikale Achsen verschwenkbar und/oder verkippbar ist. Es wird vorgeschlagen, damit einen Luftauströmer zu steuern.
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Die
DE 10 2008 037 978 A1 betrifft ein Verfahren zum Anzeigen von Informationen in einem Fahrzeug, bei welcher über ein Bedienelement eine Kraftmessung während einer Betätigung des Bedienelementes erfolgt, und eine Geschwindigkeit, mit der sich eine angezeigte Information ändert, von der Größe der ausgeübten Kraft abhängt.
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In der
DE 10 2007 005 882 A1 wird ein Bedienungsschalter mit einer Anzeige mit mehreren schichtweise hintereinander angeordneten ansteuerbaren Anzeigeelementen offenbart. Der Bedienungsschalter kann dabei eine kraftsensitive Oberfläche in dem Bereich der Anzeige aufweisen.
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Die
DE 10 2014 209 247 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herbeiführen einer gewünschten Komforteinstellung in einem Kraftfahrzeug. Dabei ist eine Einstellung einer Klimaanlage über einen berührungssensitiven Schieberegler vorgesehen.
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Es ergibt sich die Aufgabe, ein verbessertes Bedienelement mit einer schnellen und genauen Einstellmöglichkeit bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und der Figur.
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Die Erfindung betrifft ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, mit einem berührungsempfindlichen Anzeigeelement, welches ein (insbesondere kapazitives) Sensorelement zum Erfassen einer Bedienhandlung aufweist oder welchem ein (insbesondere kapazitives) Sensorelement zum Erfassen einer Bedienhandlung zugeordnet ist. Um die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, weist das Bedienelement ein Wippelement auf, welches relativ zu einem Basiselement des Bedienelements verkippbar ist und eine Haupterstreckungsrichtung aufweist. Dabei ist das berührungsempfindliche Anzeigeelement zumindest teilweise, also ganz oder teilweise, auf einer dem Basiselement abgewandten Oberseite des Wippelements angeordnet. Durch das berührungsempfindliche Anzeigeelement ist dabei bevorzugt eine Position einer Bedienextremität einer Bedienperson auf dem Anzeigeelement detektierbar. Durch die Kombination von Wippelement und berührungsempfindlichen Anzeigeelement auf dessen Oberseite wird sowohl eine schnelle, direkte Einstellbarkeit eines Parameters einer dem Bedienelement zugeordneten und durch sie steuerbaren Funktion des Kraftfahrzeugs sowohl kombiniert mit einer genauen, schrittweisen oder kontinuierlichen Einstellbarkeit des Parameters ausgehend von einem aktuell eingestellten Wert des Parameters. Über ein Berühren des berührungsempfindlichen Anzeigeelements kann nämlich direkt ein vorgebbarer Wert des Parameters einstellbar sein und über ein Verkippen des Wippelements kann der aktuell eingestellte Wert des Parameters sehr genau variierbar sein. Das hat den Vorteil, dass so die Bedienperson nur ein geringes Maß an Zeit und Aufmerksamkeit aufbringen muss, um je nach Situation schnell den vorgebbaren Wert einzustellen oder einen eingestellten Wert des Parameters genau zu variieren. Damit ist die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht. Zusätzlich sind die dem Berühren (und gegebenenfalls Entlangstreichen an dem Anzeigeelement) und Verkippen entsprechenden Bedienhandlungen haptisch leicht zu unterscheiden und damit nicht zu verwechseln oder jeweils irrtümlich durchzuführen. Es können somit qualitativ unterschiedlichen Bedienhandlungen genutzt werden, um eine dem Bedienelement im Kraftfahrzeug zugeordnete Funktion auf qualitativ unterschiedliche Weise, nämlich die oben genannte direkte oder schrittweise bzw. kontinuierliche Weise zu beeinflussen. Auch die damit verbundene hohe Intuitivität der Bedienung und die resultierende leichte Bedienbarkeit reduziert eine für das Bedienen erforderliche Aufmerksamkeit und erhöht somit die Sicherheit im Straßenverkehr. Überdies wird es durch die Beschriebene Ausgestaltung erlaubt, das Bedienelement kompakter zu gestalten ohne dabei an der Bedienbarkeit Einbuße in Kauf nehmen zu müssen. Insgesamt wird ein verbessertes Bedienelement mit einer schnellen und genauen Einstellmöglichkeit bereitgestellt.
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Das Anzeigeelement kann insbesondere auch eine Beleuchtung aufweisen. Damit ist auch bei ungünstigen Bedienungen, beispielsweise bei Nacht, die Anzeige besonders leicht durch eine Bedienperson les- und/oder erkennbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Anzeigeelement als Balkenanzeige ausgeführt ist. Das hat den Vorteil, dass die vorgebbaren oder in einer konkreten Ausführungsform vorgegebenen Werte des Parameters auf einfache Weise übersichtlich dargestellt werden können. Außerdem benötigt eine Balkenanzeige sehr wenig Raum und ist auch klein ausgeführt intuitiv für eine Bedienperson verständlich. Überdies kann über ein Auswählen einzelner Balken der Balkenanzeige direkt ein zugeordneter Wert des Parameters durch eine Bedienperson ausgewählt werden.
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Dabei kann bevorzugterweise vorgesehen sein, dass die Balken der Balkenanzeige sich hauptsächlich senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung des Wippelements erstrecken und in der Haupterstreckungsrichtung parallel zueinander angeordnet sind. Damit ist eine besonders intuitive Bedienung ermöglicht. Beispielsweise kann so ein Verkippen des Wippelements einem Erhöhen und/oder einem Erniedrigen des aktuell eingestellten Wertes des Parameters entsprechen und die einzelnen Balken diskrete, aufsteigend sortierte Werte des Parameters repräsentieren. Es ergibt sich der Vorteil, dass ein direktes Auswählen eines vorgegebenen Werts des Parameters bei besonders geringem Bauraumbedarf und mit besondere großer Intuitivität der Bedienbarkeit erreicht ist. Als besonders vorteilhaft hat sich hier eine Balkenanzeige mit genau fünf Balken erwiesen, welche insbesondere 0%, 25%, 50%, 75% und 100% eines vorgegebenen Wertes des Parameters repräsentieren.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Anzeigeelement in der Haupterstreckungsrichtung des Wippelements betrachtet in einem Zentralbereich des Wippelements angeordnet ist. Insbesondere kann in dem Zentralbereich an einer dem Basiselement zugewandten Unterseite des Wippelements ein dem Anzeigeelement zugeordnetes kapazitives Sensorelement angeordnet sein. Das hat den Vorteil, dass ein Berühren des Anzeigeelementes aufgrund des für ein Verkippen des Wippelementes ungünstigen Hebelverhältnisses nicht zu einem irrtümlichen Verkippen des Wippelements führt. Auch kann so die Struktur des Wippelements entlang der Haupterstreckungsrichtung einer Orientierung der Bedienperson dienen, sodass das Bedienen nochmals erleichtert ist. Das an der Unterseite des Wippelements angeordnete Sensorelement erleichtert ein Koppeln des Sensorelementes mit einer Auswerteeinheit, welche bevorzugt an dem Basiselement angeordnet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass in mindestens einem von zwei Endbereichen (bevorzugt beiden Endbereichen), welche in der Haupterstreckungsrichtung des Wippelements an gegenüberliegenden Enden des Wippelements angeordnet sind, an einer dem Basiselement zugewandten Unterseite des Wippelements ein Sensorelement angeordnet ist, mittels welchem ein Verkippen des Wippelements detektierbar ist. Das hat den Vorteil, dass ein Verkippen des Wippelements besonders präzise detektierbar ist und zur Detektion des Verkippens des Wippelements größere mechanische Wege vorgesehen sind als beispielsweise bei einem Anordnen eines solchen Sensorelements in einem Zentralbereich des Wippelementes. Dies erlaubt eine besonders kompakte Bauweise, da für ein Bedienen des berührungsempfindlichen Anzeigeelements geringere Kräfte erforderlich sind, als für das Verkippen des Wippelements. Somit kann auf kleinem Bauraum eine Vielzahl an auch haptisch leicht unterscheidbaren Einstellmöglichkeiten für das Bedienelement vorgesehen sein.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Sensorelement eine kapazitive Sensoreinheit umfasst. Diese kann insbesondere integriert, also beispielsweise auf einer gemeinsamen Platine, mit dem Sensorelement im Zentralbereich, welches dem Anzeigeelement zugeordnet ist, ausgeführt sein. Die integrierte Ausführung bietet hier einerseits fertigungstechnische Vorteile, andererseits kann ein besonders kompaktes bauraumsparendes Bedienelement realisiert sein. Die Verwendung einer kapazitiven Sensoreinheit ermöglicht es, bereits ein Verkippen des Wippelements um sehr kleine Winkel zu registrieren. Auch damit wird ein für das Bedienelement erforderlicher Bauraum verringert sowie ästhetische und reinigungstechnische Vorteile erzielt.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das Sensorelement als Kraft-Sensorelement ausgeführt ist. Mittels des Kraftsensorelementes ist ein Betrag einer Bedienkraft in den Endbereichen messbar. Die Bedienkraft ist hier die Kraft, mittels welcher das Wippelement verkippt wird. Das hat den Vorteil, dass eine zusätzliche Dimension der Bedienhandlung durch das Bedienelement erfasst wird. Es kann so beispielsweise eine Schrittgröße oder eine Schnelligkeit bei dem schrittweisen oder kontinuierlichen Einstellen des Werts des Parameters über das Verkippen durch die Bedienkraft beeinflussbar sein. Das direkte und das schrittweise (oder kontinuierliche) Einstellen kann auch nochmals weiter voneinander differenziert werden, beispielsweise indem für ein Auslösen der dem Verkippen des Wippelements zugeordneten Bedienfunktion eine wesentlich größere, beispielsweise um eine oder mehrere Größenordnungen größere Kraft erforderlich ist als für das dem Anzeigeelement zugeordnete Berühren oder Entlangstreichen. Auch damit wird die Bedienbarkeit erleichtert und entsprechend für das Bedienen erforderliche Aufmerksamkeit reduziert.
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In einer hierzu alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Sensorelement einen mechanischen Mikrotaster umfasst. Das hat den Vorteil, dass die Schwelle für eine Kraft, welche erforderlich ist, um die dem Verkippen des Wippelements zugeordnete Bedienfunktion auszulösen, sehr genau definierbar ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Wippelement verkippbar um eine Kippachse an dem Basiselement gelagert ist, wobei die Kippachse senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung durch einen Zentralbereich des Wippelements verläuft. Durch die Kippachse ergibt sich der Vorteil, dass das Wippelement besonders genau in einer vorbestimmten Art und Weise verkippt, sodass ein Erfassen des Verkippvorganges durch entsprechende Sensorelemente besonders präzise erfolgt. Damit sind auch Berühren des Anzeigeelements und Verkippen des Wippelements für die Bedienperson haptisch besser separierbar. Bevorzugt weisen hier Basiselement und Wippelement ineinandergreifende Lagerelemente auf. Dies ist eine besonders günstige Weise um eine solche Kippachse zu realisieren.
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Insbesondere verläuft die Kippachse in der Haupterstreckungsrichtung betrachtet durch eine Mitte des Wippelements. Das hat den Vorteil, dass aufgrund der vorherrschenden Hebelverhältnisse die Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein Druck auf das Anzeigeelement in dem Zentralbereich zu einem irrtümlichen Verkippen führt, minimiert ist. Auch damit ist die Bedienbarkeit erleichtert. Auch können damit für das Verkippen in die unterschiedlichen Verkipprichtungen gleiche Bedienkräfte erforderlich sein, sodass das Verkippen in die unterschiedlichen Verkipprichtungen einerseits und das Berühren des Anzeigeelements andererseits intuitiv nachvollziehbar haptisch separiert ist. Auch diese Maßnahme erleichtert die Bedienbarkeit und verringert so die für das Bedienen erforderliche Aufmerksamkeit.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bedienelement insbesondere der Bedienung eines Personen- oder Mannanströmers des Kraftfahrzeugs und/oder der Bedienung eines Fensters des Kraftfahrzeugs und/oder der Einstellung einer Temperatur eines Innenraums des Kraftfahrzeugs und/oder der Einstellung eines Fahrdynamikmodus des Kraftfahrzeugs dient. Das hat den Vorteil, dass entsprechend zugeordnete Werte des Parameters der dem Bedienelement zugeordneten Funktion über das Bedienelement schnell und genau einstellbar sind. Dabei ist durch das vereinfachte Bedienelement die für dessen Bedienung erforderliche Aufmerksamkeit reduziert und die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht. Die vereinfachte Bedienung mit der direkten und schrittweisen oder kontinuierlichen Einstellbarkeit ist gerade für die genannten Funktionen vorteilhaft.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separate Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Bedienelementes für ein Kraftfahrzeug.
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In der einzigen Figur ist ein Bedienelement 1 mit einem Wippelement 2, einem Basiselement 3 und einem Anzeigeelement 4 dargestellt. Das Anzeigeelement 4 ist dabei teilweise auf einer dem Basiselement 3 abgewandten Oberseite 5 des Wippelements 2 angeordnet. Da vorliegend ein Sensorelement 6 dem Anzeigeelement 4 zugeordnet ist, bzw. zu dem Anzeigeelement 4 gehörig ist, handelt es sich bei den Anzeigeelement 4 um ein berührungsempfindliches Anzeigeelement 4. Im gezeigten Beispiel ist das Sensorelement 6 des Anzeigeelementes 4 an einer Unterseite 7 des Wippelements 2 angeordnet. Die Unterseite 7 ist dabei dem Basiselement 3 des Bedienelements 1 zugewandt.
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Das Anzeigeelement 4 an der Oberseite 5 des Wippelements 2 ist vorliegend als Balkenanzeige mit fünf Balken 8a, 8b, 8c, 8d, 8e. Die Balken 8a–e erstrecken sich dabei in diesem Beispiel hauptsächlich in einer z-Richtung, welche senkrecht auf die in x-Richtung verlaufende Haupterstreckungsrichtung des Wippelements 2 orientiert ist. Die fünf Balken 8a–e repräsentieren vorliegend vorgegebene Werte eines Parameters einer dem Bedienelement 1 zugeordneten Funktion eines Kraftfahrzeugs. So kann ein gesamter Wertebereich von 0% bis 100% eines Maximalwerte des Parameters durch die Balken 8a–e abgebildet werden. Beispielsweise kann der erste Balken 8a 0%, der zweite Balken 8b 25%, der dritte Balken 8c 50%, der vierte Balken 8d 75% und der fünfte Balken 8e 100% des Wertes des Parameters repräsentieren. Somit kann beispielsweise durch ein Antippen des Anzeigeelementes 4 durch eine Bedienextremität 9, beispielsweise einen Finger einer Bedienperson 10, ein direktes Einstellen, eine Direktwahl des entsprechenden dem angetippten Balken zugeordneten Wertes des Parameters erfolgen. Die Direktwahl kann auch über ein Entlangstreichen der Bedienextremität 9 in der Haupterstreckungsrichtung des Wippelements 2 erfolgen.
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Das Anzeigeelement 4 ist vorliegend in einem Zentralbereich 11 des Wippelements 2 angeordnet. In zwei Endbereichen 12, 13, welche sich vorliegend in der Haupterstreckungsrichtung betrachtet an gegenüberliegenden Enden des Wippelements 2 befinden, sind hier zwei Bedienfelder 14, 15 an der Oberseite 5 des Wippelements 2 angeordnet. Dabei ist in diesem Beispiel das erste Bedienfeld 14 im ersten Endbereich 12 mit einem „–” bezeichnet und das zweite Bedienfeld 15 im zweiten Endbereich 13 mit einem „+”. Entsprechend ist in den beiden Endbereichen 12, 13 an der Unterseite 7 vorliegend jeweils ein Sensorelement 16, 17 angeordnet, mittels welchen ein Verkippen des Wippelements 2 detektierbar ist. Im gezeigten Beispiel ist durch das erste Sensorelement 16 ein Druck auf das erste Bedienfeld 14 in negativer y-Richtung, also zum Basiselement 3 hin, detektierbar. Entsprechend ist durch das zweite Sensorelement 17 ein Druck auf das zweite Bedienfeld 15 in negativer y-Richtung detektierbar. So kann beispielsweise der Wert des Parameters, welcher auch über ein Berühren des Anzeigeelementes 4 in der Direktwahl eingestellt werden kann, über ein Betätigen der beiden Bedienfelder 14, 15 alternativ zu dem Anzeigefeld 4 eingestellt werden. Somit lässt sich hier eine schrittweise oder kontinuierliche Erhöhbarkeit und Verringerbarkeit eines aktuellen Wertes des Parameters mit der Möglichkeit vorbestimmte Werte des Parameters, hier die 0%, 25%, 50%, 75% und 100%, direkt auszuwählen kompakt und mit einer leichten Bedienbarkeit realisieren.
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In der dargestellten Ausführungsform sind die beiden Sensorelemente 16, 17 jeweils als Kraft-Sensorelemente ausgeführt und umfassen eine kapazitive Sensoreinheit. Alternativ können die beiden Sensorelemente 16, 17 auch einen mechanischen Mikrotaster umfassen. Die Verwendung einer kapazitiven Sensoreinheit bringt hier jedoch im Vergleich zur Verwendung von mechanischen Mikrotastern den Vorteil, dass die für ein detektierbares Verkippen des Wippelements 2 erforderlichen Wege geringer sind. Beispielsweise kann so in einem Endbereich 12, 13 nur ein Betätigungsweg von ca. 0,1 mm erforderlich sein, um das entsprechend dem Verkippen des Wippelements 2 zugeordnete Einstellen des Wertes des Parameters über die beiden Sensoren 16, 17 auszulösen. Dadurch wird entsprechend auch ein mit dem Verkippen zwangsläufig verbundenes Anheben des jeweils gegenüberliegenden Endbereichs 13, 12 in positiver y-Richtung reduziert. Dies ermöglicht eine reinigungstechnisch vorteilhafte Konstruktion des Bedienelementes 1. Dabei hebt das Bedienelement 1 sich beispielsweise bei einem Betätigen kaum aus einer das Bedienelement 1 umgebenden Blende des Kraftfahrzeugs hervor.
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Im gezeigten Beispiel sind die beiden Sensorelemente 16, 17 integriert mit dem Sensorelement 6 des Anzeigebereichs 4 ausgeführt und bilden somit ein Sensorarray 18 mit einem gemeinsamen Trägersubstrat 19. Das Sensorarray 18 ist dabei mit einer Auswerteeinheit 20 gekoppelt, welche auch eine Beleuchtung 21 steuert, mittels welcher das Wippelement 2 von der Seite des Basiselements 3 beleuchtbar ist.
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Im gezeigten Beispiel ist in dem Zentralbereich 11 auch eine Kippachse 22 angeordnet, welche senkrecht zur Oberfläche 5 und der Haupterstreckungsrichtung des Wippelements 2 verläuft. Die Kippachse 22 verläuft somit vorliegend in einer z-Richtung. Dadurch, dass das Wippelement 2 an dem Basiselement 3 kippbar gelagert ist, vorliegend über ein entsprechendes Lagerelement des Wippelements 2 an einem Lagerelement des Basiselements 3, wird ein genau definierbares Kippverhalten des Wippelements 2 erreicht. Somit ist eine genau Steuerung der dem Bedienelement 1 zugeordneten Funktion realisiert. Gerade die Kippachse 22 im Zentralbereich 11 ist hier vorteilhaft, da so ein Druck auf die Anzeige 4, welcher irrtümlicherweise über ein ungewolltes Verkippen des Wippelements 2 von der Auswerteeinheit 20 als ein Druck auf eines der beiden Bedienfelder 14, 15 interpretiert werden könnte, aufgrund der im Vergleich zu den Endbereichen 12, 13 für ein Verkippen ungünstigen Hebelverhältnisse im Zentralbereich 11 des Wippelements 2 eben nicht zu einem Verkippen des Wippelements 2 führt.
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Eine Bedienperson 10 kann somit vorliegend eine dem Bedienelement 1 zugeordnete Funktion oder einen Wert eines der Funktion zugeordneten Parameters einerseits schrittweise oder kontinuierlich ausgehend von einem aktuell eingestellten Wert über ein Verkippen des Wippelements 2 Erhöhen und/oder Verringern. Andererseits kann die Bedienperson alternativ über ein Berühren eines der Balken 8a–e, welche je entsprechende vorgegebene Werte des Parameters repräsentieren, einen Wert des Parameters direkt einstellen. Somit wird bei einer sehr kompakten Bauweise einerseits ein schnelles direktes Einstellen und andererseits ein schnelles genaues Variieren des entsprechenden Wertes des Parameters erzielt, sodass eine Ablenkung der Bedienperson, beispielsweise eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs, reduziert und die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009011710 A1 [0003]
- US 2008/0142349 A1 [0004]
- EP 2463130 A1 [0005]
- DE 102008037978 A1 [0006]
- DE 102007005882 A1 [0007]
- DE 102014209247 A1 [0008]
