DE102015200010A1

DE102015200010A1 - Fortbewegungsmittel und Anwenderschnittstelle für ein Fortbewegungsmittel

Info

Publication number: DE102015200010A1
Application number: DE102015200010.9A
Authority: DE
Inventors: Mark Peter Czelnik; Michael Klaas; Carsten Rieger; Peter Look; Florian Odenbreit
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-01-02
Filing date: 2015-01-02
Publication date: 2016-07-07
Also published as: CN105751995A; CN105751995B

Abstract

Es werden ein Fortbewegungsmittel und eine Anwenderschnittstelle für ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen. Die Anwenderschnittstelle umfasst: – eine Erfassungseinrichtung (8) – einen Aktuator (18) und – eine einstückige, zumindest größtenteils dauerhaft opake, Abdeckung (3b) mit – einem ersten, einem ersten Funktionsaufruf zugeordneten, Oberflächenbereich und – einem zweiten, einem zweiten Funktionsaufruf zugeordneten, Oberflächenbereich, wobei – die Erfassungseinrichtung (8) eingerichtet ist, eine Berührung eines Anwenders des ersten Oberflächenbereiches von einer Berührung eines Anwenders des zweiten Oberflächenbereiches zu unterscheiden, und wobei – die Anwenderschnittstelle eingerichtet ist, immer entsprechend auf – ein berührendes Queren einer zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem zweiten Oberflächenbereich befindlichen Grenze und/oder – einer Betätigung einer vordefinierten Mindestkraft der Abdeckung in dem ersten Oberflächenbereich oder in dem zweiten Oberflächenbereich mittels des Aktuators (18) eine Kraft auf die Abdeckung (3b) zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung an den Anwender auszuüben.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel sowie Bedienfelder und eine Anwenderschnittstelle für ein Fortbewegungsmittel, wobei durch die Anwenderschnittstelle nebeneinander angeordnete Bedienelemente zueinander fugenlos ausgebildet werden können.
Aus Design- und Gestaltungssicht sind geschlossene Oberflächen ohne Fugen und Stege wünschenswert. Einerseits wirken ebene Oberflächen hochwertig und optisch ansprechend, andererseits stellen Fugen bzw. Stege stets bevorzugte Strukturen für Ablagerungen von Verunreinigungen dar. Spezielle Bedienelemente mit mehreren Schaltflächen wirken durch die notwendigen Bewegungsfugen für die einzelnen Schaltflächen häufig unruhig und anfällig für Funktionsausfälle. Aus Sicht der Bedienbarkeit (auch ”Blindbedienung”) sind fühlbare Tastenabgrenzungen wünschenswert, um Schaltflächen blind bzw. ohne das Augenmerk auf die Schaltflächen zu richten, erfühlbar zu machen. Fugen und/oder Stege bieten grundsätzlich genau diese Funktion. Bislang musste zwischen diesen konträren Anforderungen immer ein Kompromiss gesucht werden. Speziell aktuelle Lenkräder mit ihren vielen Bedienelementen und Schaltflächen stellen eine Herausforderung für Engineering und Design dar. Bei Lenkrädern ist aufgrund der Tiefenverortung im peripheren Sichtfeld des Fahrens eine Blindbedienbarkeit erforderlich. Grundsätzlich ist es bekannt, geschlossene Oberflächen optisch (z. B. durch Farbauftrag und/oder Piktogramme/Symbole) optisch gegeneinander abzugrenzen.
DE 20 2006 021 280 U1 offenbart einen manuell betätigbaren elektrischen Wippschalter für ein Kraftfahrzeug, durch welchen mindestens vier paarweise zueinander parallele Schwenkachsen voneinander unterscheidbare Schalteingaben ermöglichen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bedienergonomie optisch unauffällig gestalteter Anwenderschnittstellen zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Die vorstehend identifizierte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anwenderschnittstelle für ein Fortbewegungsmittel gelöst. Die Anwenderschnittstelle ist insbesondere geeignet, unabhängig von einem Bildschirm, welcher wahlfreie Inhalte darstellen kann, in einem Lenkrad und/oder in einem Spiegeldreieck und/oder in einem Dachbedienmodul und/oder in einem Lichtschalter und/oder in einem Fensterheberbedienmodul und/oder in einem Sitzverstellungsmodul eines Fortbewegungsmittels verwendet zu werden. Die Anwenderschnittstelle umfasst eine Erfassungseinrichtung, welche zur Erfassung von Anwendereingaben bzw. Anwenderinteraktionen eingerichtet ist. Ein Aktuator ist vorgesehen, eine Kraftwirkung auf ein verwendetes Eingabemittel (z. B. den Finger eines Anwenders) im Ansprechen auf vordefinierte Betriebszustände auszugeben. In Richtung des Anwenders werden die vorgenannten Elemente durch eine einstückige, zumindest größtenteils dauerhaft opake (nicht lichtdurchlässig) Abdeckung verdeckt, welche einen ersten, einem ersten Funktionsaufruf zugeordneten Oberflächenbereich und einen zweiten, einem zweiten Funktionsaufruf zugeordneten Oberflächenbereich aufweist. Die Oberflächenbereiche können auch als ”Schaltflächen” oder ”Funktionsanwahlflächen” verstanden werden. Erfindungsgemäß kann jeder Oberflächenbereich dauerhaft einem jeweiligen Funktionsaufruf zugeordnet sein. Selbstverständlich kann jedoch auch vorgesehen sein, einen erfindungsgemäßen Oberflächenbereich einem anderen Funktionsaufruf zuzuordnen (nach Art einer Favoritentaste), um einem Anwenderwunsch zu entsprechen. Insbesondere ist die Abdeckung ebenso wie die Oberflächenbereiche nicht Bestandteil eines Bildschirms zur wahlfreien Anzeige von Anzeigeinhalten. Die Erfassungseinrichtung ist eingerichtet, eine Berührung eines Anwenders des ersten Oberflächenbereiches von einer Berührung eines Anwenders des zweiten Oberflächenbereiches zu unterscheiden und entsprechende Signale an eine Anwenderschnittstelle zu senden. Die Anwenderschnittstelle ist eingerichtet, im Ansprechen auf ein berührendes Queren einer zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem zweiten Oberflächenbereich befindlichen Grenze mittels des Aktuators eine Kraft auf die Abdeckung auszuüben, durch welche eine haptische Rückmeldung an den Anwender über die Querung der Grenze erfolgt. Auf diese Weise kann eine Struktur zur haptischen Unterscheidbarkeit der zwei Oberflächenbereiche entfallen. Alternativ oder zusätzlich ist die Anwenderschnittstelle eingerichtet, im Ansprechen auf eine Betätigung der Abdeckung mit einer vordefinierten Mindestkraft in dem ersten Oberflächenbereich und/oder in dem zweiten Oberflächenbereich mittels des Aktuators eine Kraft auf die Abdeckung auszuüben, durch welche der Anmelder eine haptische Rückmeldung über seine Eingabe erhält. Auf diese Weise kann ein mechanisches Element zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung über eine erfolgreiche Betätigung eines Oberflächenbereiches entfallen, wodurch die Flexibilität (z. B. durch Software-basierte Anpassung von Kraftschwellen) erreicht wird und Verschleiß-anfällige Teile zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion entfallen können. Im Ergebnis ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Blindbedienung einer gattungsgemäßen Anwenderschnittstelle, bei welcher die haptische Rückmeldung beispielsweise elektromotorisch erzeugt wird.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Die Erfassungseinrichtung kann beispielsweise als kapazitive und/oder optische und/oder Ultraschall-basierte Sensorik ausgestaltet sein. Insbesondere kapazitive Sensoren ermöglichen kleinstmögliche Bauformen und kostengünstige Realisierungen.
Bevorzugt kann die Erfassungseinrichtung eingerichtet sein, eine Berührung des Anwenders durch die Abdeckung hindurch zu erfassen. Mit anderen Worten ist die Erfassungseinrichtung aus Sicht des Anwenders hinter der Abdeckung angeordnet. Auf diese Weise ist die Erfassungseinrichtung durch die Abdeckung gegenüber Umwelteinflüssen geschützt.
Optional kann die Erfassungseinrichtung auch eingerichtet sein, eine Annäherung eines Anwenders (ohne Kontakt mit der Abdeckung) zu erfassen und entsprechende Signale an eine Auswerteeinheit der Anwenderschnittstelle zu senden. Auf diese Weise können vorbereitende Maßnahmen zur Erzeugung der haptischen Rückmeldung getroffen werden. Beispielsweise können Energiespeicher geladen werden, um eine hohe Aktuatorleistung bei geringen Leitungsquerschnitten zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann der Anwender bereits vor einer Berührung der Anwenderschnittstelle im Ansprechen auf eine Annäherung über die zur Verfügung stehenden Funktionen akustisch und/oder optisch informiert werden.
Bevorzugt kann die Anwenderschnittstelle weiter ein Leichtmittel umfassen und die Abdeckung einen transluzenten Bereich nach Art einer Maske aufweisen. Auf diese Weise kann vom Leuchtmittel ausgeschüttetes Licht durch die transluzenten Bereiche der Abdeckung hindurchtreten, um beispielsweise den Anwender über das Vorhandensein einer Interaktionsmöglichkeit und insbesondere durch Piktogramme auf die zur Verfügung stehenden Funktionen aufmerksam zu machen.
Besonders hochwertige Oberflächen und optische Erscheinungen können erzeugt werden, indem die Opazität der Abdeckung durch eine der Erfassungseinrichtung zugewandte (also rückseitige) Lackierung erzeugt wird. Hierbei kann die Abdeckung ein transluzentes Trägermaterial aufweisen, welches durch die Lackierung an den überwiegenden Flächenbereichen opak ausgestaltet wird. Der transluzente Bereich kann beispielsweise durch eine Gravur in der Lackierung hergestellt werden. Auf diese Weise lassen sich besonders detailreiche Piktogramme an der Oberfläche der Abdeckung erzeugen, welche im Bedarfsfall (z. B. im Falle einer Annäherung) durch Ansteuerung der Leuchtmittel zur Anwenderinformation verwendet werden.
Der transluzente Bereich kann beispielsweise im ersten Oberflächenbereich angeordnet sein und ein erstes Piktogramm definieren, welches den ersten Funktionsaufruf symbolisiert. Alternativ oder zusätzlich kann der transluzente Bereich im zweiten Oberflächenbereich angeordnet sein und ein zweites Piktogramm definieren, welches des zweiten Funktionsaufruf symbolisiert. Im Ansprechen auf eine Annäherung und/oder eine Betätigung (vordefinierte Krafteinwirkung auf die Oberfläche und/oder Erkennung einer Wischgeste) Kann das Leuchtmittel zur Information des Anwenders bezüglich der zur Auswahl stehenden Funktionsaufrufe verwendet werden.
Durch einen Lichtleiter, welcher eine besonders wirksame Ausschüttung von Leuchtmittel erzeugten Lichtes durch den transluzenten Bereich ermöglicht, kann auch eine besonders homogene Lichtausschüttung erzielt werden, indem der Lichtleiter einen Diffusor zur Dispersion des Lichtes enthält oder in einen solchen Diffusor mündet.
Eine vordefinierte Krafteinwirkung auf die Abdeckung der Anwenderschnittstelle kann durch eine Krafterkennungseinrichtung erkannt werden, welche im Ansprechen auf ein Überschreiten eines ersten Schwellenwertes einen ersten Funktionsaufruf oder einen zweiten Funktionsaufruf in Abhängigkeit eines aktuell durch den Anwender berührten Oberflächenbereiches startet. Die Kraftwirkung kann beispielsweise ein Überschreiten eines vordefinierten ersten Schwellenwertes und/oder ein Unterschreiten eines vordefinierten zweiten Schwellenwertes umfassen bzw. anhand entsprechender Schwellenwerte ermittelt werden. Dabei kann die Krafterkennungseinrichtung erfindungsgemäß lediglich dazu eingerichtet sein, die Krafteinwirkung auf die gesamte Abdeckung zu erkennen und die vorstehend beschriebene Schwellenwertbetrachtung zu ermöglichen. Auf diese Weise wird erkannt, dass der Anwender einen Interaktionswunsch hat. Mit welchem der zur Verfügung stehenden Oberflächenbereiche der Anwender interagiert, wird erfindungsgemäß mittels der Erfassungseinrichtung erkannt, welche die Position des Eingabemittels bezüglich mindestens eines Oberflächenbereiches erkennt. Auf diese Weise kann die Hardware zur Krafterkennung vergleichsweise kostengünstig ausgestaltet werden und hinsichtlich des Bauraumbedarfs optimiert werden.
Entsprechend kann der Aktuator eingerichtet sein, den ersten Oberflächenbereich und den zweiten Oberflächenbereich der Abdeckung im Wesentlichen identisch und zeitgleich durch eine Kraft zur Erzeugung der haptischen Rückmeldung zu beschleunigen. Mit anderen Worten wird die gesamte Abdeckung unabhängig davon bewegt, mit welchem der Oberflächenbereiche der Anwender aktuell interagiert. Entsprechend kann auch der Aktuator kostengünstig und bauraumoptimiert ausgestaltet sein.
Die Richtung der Kraftwirkung des Aktuators kann beispielsweise im Wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche der Abdeckung orientiert sein. Auf diese Weise wird das Eingabemittel in Richtung des Anwenders gedrückt. Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, dass bei Hautkontakt des Anwenders mit der Oberfläche eine Kraftwirkung parallel zur Oberfläche der Abdeckung ein ähnliches haptisches Erlebnis für den Anwender erzeugt, wie eine Kraftwirkung senkrecht zur Oberfläche. Da die Steifigkeit der vergleichsweise dünn ausgeführten Abdeckung hinsichtlich einer Schub- bzw. Zugbeanspruchung parallel zur Oberfläche erheblich höher ist als senkrecht zur Oberfläche, lässt sich eine erheblich homogenere Haptik für sämtliche Oberflächenbereiche erzeugen, als im Falle senkrechter Kraftwirkungen.
Über ein elastisches Elemente, welches Bestandteil der Abdeckung oder eines anderen Bauteils der Anwenderschnittstelle sein kann, kann eine Auslenkung mittels des Aktuators automatisch rückgängig gemacht werden. Das elastische Element kann beispielsweise als Blattfeder ausgestaltet sein, wodurch sich besonders geringe Dämpfungen ergeben. Insbesondere können sich kurzzeitig aufeinander folgende Auslenkungen der Abdeckung positiv auf die Wahrnehmbarkeit der Kraftwirkung auf den Finger des Anwenders auswirken. Insbesondere verringert sich durch eine geringe Dämpfung der energetische Aufwand zur Erzeugung der Kraftwirkung.
Mögliche Funktionen, welche durch die Oberflächenbereiche der erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle gestattet bzw. bedient werden können, sind die folgenden:

– Lautstärke erhöhen
– Lautstärke verringern
– nächster Titel/Sender/Ordner
– vorheriger Titel/Sender/Ordner
– Spracheingabe aktivieren
– automatische Längsführung aktivieren
– Spiegelverstellung
– Anrufannahme
– Anrufbeendigung und -bestätigung (”okay”).

Die Erfassungseinrichtung kann auch eingerichtet sein, Wischgesten eines Anwenders aufzulösen, so dass zumindest hinsichtlich einer Richtung und/oder hinsichtlich einer Anzahl verwendeter Finger unterschiedliche Signale an die Auswerteeinheit gesendet werden. Auch können Drehungen mehrerer Finger auf der Abdeckung erkannt und zum Starten eines zugeordneten Funktionsaufrufes verwendet werden.
Die Krafterkennungseinrichtung kann umso einfacher ausgestaltet werden, je ähnlicher die Auswirkung an unterschiedlichen Oberflächenbereichen ausgeübter Druckkräfte auf den verwendeten Kraftsensor sind. Daher wird optional vorgeschlagen, die Abdeckung mit einer nichtlinearen Biegesteifigkeit über der Oberfläche auszugestalten. Mit anderen Worten wird dafür gesorgt, dass im ersten Oberflächenbereich eine erste vordefinierte Biegesteifigkeit und im zweiten Oberflächenbereich eine zweite vordefinierte Biegesteifigkeit die Kraftübertragung zur Krafterkennungseinrichtung bewerkstelligt. In Abhängigkeit der Kraftsensoren sowie in Abhängigkeit einer Anzahl der Kraftsensoren und deren Verteilung über die Abdeckung kann somit eine vergleichsweise homogene Übertragung der Druckkräfte an die Krafterkennungseinrichtung sichergestellt werden. Beispielsweise kann die erste Biegesteifigkeit größer oder kleiner als die zweite Biegesteifigkeit sein. Die jeweilige Biegesteifigkeit kann auch als Übertragungsfunktion zwischen einer Position einer Krafteinwirkung bzw. einem Oberflächenbereich und einem jeweiligen Kraftsensor verstanden werden.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Anwenderschnittstelle, welche sich bevorzugt in einem Lenkrad oder in einem Spiegeldreieck oder in einem Dachbedienmodul (Schiebedachbedienung, Lichteinheit etc.) oder in einem Lichtschalter (zur Bedienung des Abblend- und Fernlichtes) oder in einem Fensterheberbedienmodul (z. B. in einer Mittelkonsole oder in einer Türverkleidung oder in einem Sitzverstellungsmodul für ein Fortbewegungsmittel) befindet. Die vorgenannten Komponenten weisen mitunter eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen auf, welche einem jeweiligen Oberflächenbereich einer Abdeckung einer erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle zugeordnet werden können.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Anwenderschnittstelle gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt und/oder mindestens eine vorgenannte Komponente umfasst. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Pkw, ein Transporter, ein Lkw, ein Motorrad, ein Luft- und/oder Wasserfahrzeug sein. Die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen denjenigen der vorstehend genannten Erfindungsaspekte, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
1 eine schematische Übersicht über Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle;
2a eine Lenkradbedieneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung:
2b die in 2a gezeigte Lenkradbedieneinheit nach dem Erkennen einer Annäherungsgeste;
3 eine geschnittene, perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle;
4 eine geschnittene, perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle;
5 eine geschnittene, perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle;
6 eine geschnittene, perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle;
7 eine geschnittene Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle;
8 eine Veranschaulichung einer Wischgeste eines Anwenders, welche ein berührendes Queren einer zwischen zwei Oberflächenbereichen befindlichen Grenze umfasst;
9 ein Kraft-Weg-Diagramm zur Veranschaulichung unterschiedlicher Kraftschwellenwerte;
10 ein Kraft-Weg-Diagramm, veranschaulichend eine hohe Steifigkeit in einem Außenbereich der Abdeckung;
11 ein Kraft-Weg-Diagramm, veranschaulichend eine geringere Steifigkeit in der Mitte der Abdeckung; und
12 eine schematische Ansicht, veranschaulichend erfindungsgemäß vorgeschlagene Steifigkeitskorrekturfaktoren (”zur Anpassung der unterschiedlichen Biegesteifigkeiten als Relativwerte, bezogen auf die Mitte der Abdeckung, Punkt C).
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt einen Pkw 10 als Fortbewegungsmittel, welcher eine Anwenderschnittstelle 1 mit fünf jeweils erfindungsgemäß ausgestalteten Einheiten aufweist. Die dauerhaft opaken Abdeckungen 3a, 3b, 3c, 3d, 3e sind zwei Seiten eines Lenkrades 2 sowie einem Spiegeldreieck, einem Fensterheberbedienmodul in einer (nicht dargestellten) Tür sowie einem Dachbedienmodul zur Steuerung eines Schiebedachs und einer Innenraumbeleuchtung zugeordnet. Die Einheiten sind mit einem gemeinsamen elektronischen Steuergerät 4 als Ausführungsbeispiel einer Auswerteeinheit informationstechnisch verbunden, welches zusätzlich eine Datenverbindung zu einem Datenspeicher 5 aufweist. Im Datenspeicher 5 sind beispielsweise Referenzen für vordefinierte Anwendergesten und Kraftwirkungsschwellwerte hinterlegt. Ebenso sind Daten zur Definition der Charakteristik einer haptischen Rückmeldung an den Anwender hinterlegt. Schließlich ist auch ein Lautsprecher 6 vorgesehen, welcher zur akustischen Rückmeldung an den Anwender lediglich symbolisch beispielhaft außerhalb der Abdeckungen 3a, 3b, 3c, 3d, 3e dargestellt ist.
2 zeigt eine Detailansicht der opaken Abdeckungen 3a, 3b, welche im Lenkrad 2 (siehe 1) enthalten sind. Die opaken Abdeckungen 3a, 3b sind mit einer im Wesentlichen lückenlosen Oberfläche versehen, so dass zunächst nicht zwischen den vordefinierten Oberflächenbereichen unterschieden werden kann.
2b zeigt das Ergebnis einer Annäherung einer Hand 29 eines Anwenders, wobei die Hand in einem Abstandsbereich zwischen 0 und 10 cm, insbesondere 0,1 bis 10 cm, eintritt. Im Ansprechen darauf erscheinen Symbole auf den Oberflächenbereichen 31 bis 48 der opaken Abdeckungen 3a, 3b. Die Symbole sind im Ansprechen auf das Erhöhen einer von einem (nicht dargestellten) Leuchtmittel erzeugten Lichtleistung erkennbar, da sie sich als transluzente Bereich von den übrigen opaken Bereichen der Abdeckung 3a, 3b unterscheiden.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines schematischen Aufbaus eines Teils einer erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle 1, bei welchem die in Verbindung mit 2b diskutierte Abdeckung 3b über einen Stößel 11 an einen auf einer Platine 17 angeordneten Stößel zur Weiterleitung von Druckkräften angekoppelt ist. Die Unterseite der Abdeckung 3b ist durch eine lichtundurchlässige, schwarze Lackschicht 7 opak gestaltet. Die bereits in Verbindung mit 2b diskutierten Symbole der Oberflächenbereiche 40 bis 48 sind durch Gravuren im Lack hergestellte transluzente Bereiche. Unterhalb der Lackschicht 7 ist eine kapazitive Folie zur Erzeugung der berührungsempfindlichen Eigenschaft der Anwenderschnittstelle vorgesehen. Sie reagiert auf menschliches Gewebe und leitet entsprechende Steuerbefehle an eine (nicht dargestellte) Auswerteeinheit. Unterhalb der kapazitiven Folie ist ein Lichtleiter 9 zur Leitung aus einem LED-Leuchtmittel 13 ausgeschütteten Lichtes an die Abdeckung 3b vorgesehen. Ein kleiner Lautsprecher 6 ist unterhalb des Lichtleiters 9 auf der Platine 17 angeordnet. Er dient der Ausgabe von Klickgeräuschen, sofern der Anwender deren Ausgabe wünscht. Eine Blattfeder 14 ist vorgesehen, mittels eines Aktuators 18 initiierte Auslenkungen in Richtung eines Doppelpfeils P parallel zur Oberfläche der Abdeckung 3b rückgängig zu machen. Innerhalb des Gehäuses 15 ist auch ein L-Profil 16 vorgesehen, mittels dessen die Abdeckung 3b an die Platine 17 gekoppelt ist.
4 zeigt eine gegenüber 3 vereinfachte Prinzipskizze, bei welcher die kapazitive Folie 8 als Bestandteil der Erfassungseinrichtung entfallen ist und gegen eine auf der Platine 17 angeordnete kapazitive Sensorik 8' zur Erkennung von Annäherung, Berührungen und Wischgesten getauscht wurde.
5 zeigt die in 4 dargestellte Anordnung, bei welcher erneut eine kapazitive Folie 8 zwischen dem Oberflächenbereich 49 und dem Lichtleiter 9 zur Erkennung von Berührungen vorgesehen wurde. Die in 4 eingeführte Sensorik 8' ist auf der Platine 17 weiterhin zur Sensorik für Annährung und zur Gestenerkennung vorgesehen.
6 zeigt die in 5 um die in Verbindung mit 3 erweiterten Elemente Stößel 11 zur Kraftübertragung, kapazitiver Kraftsensor 12, kleiner Lautsprecher 6, Aktuator 18, L-Profil 16, eine Gehäusewand 15 und eine Blattfeder 14 ergänzt wurde.
7 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung, aus welcher eine alternative Position zur Anordnung der kapazitiven Folie zwischen der Abdeckung 3 und der Lackschicht 7 ersichtlich wird. Die kapazitive Touchfolie ist anteilig transparent ausgestaltet, um die Lichtsignale von dem LED-Leuchtmittel 13 an der Gravur 19 passieren zu lassen. Zwei Blattfedern 14 verbinden die Abdeckung 3 mit der Platine 17. Zur Ausgabe einer Kraft an den Finger des Anwenders ist ein Aktuator 18 über ein L-Profil 16 an die Abdeckung 3 gekoppelt. Die übrigen Komponenten entsprechen den in 3 und 6 gezeigten Elementen.
8 zeigt eine schematische Segmentierung der linken Abdeckung 3a aus 2a und 2b. Beispielhaft ist eine logische Grenze 349 zwischen Oberflächenbereichen 34 und 39 eingezeichnet, welche durch einen zwischen zwei Punkten A, B verlaufenden Pfeil P gekreuzt wird. Führt der Finger eines Anwenders eine Wischgeste von Punkt A zu Punkt B aus, wird bei Überschreiten der Grenze 349 erfindungsgemäß eine Kraftwirkung auf die Abdeckung 3a ausgeführt, um den Anwender über den Grenzübertritt in Kenntnis zu setzen. Auf den Punkt C im Oberflächenbereich 35 wird in Verbindung mit 11 zur Veranschaulichung der Biegesteifigkeit eingegangen.
9 veranschaulicht ein Kraft-Weg-Diagramm, bei welchem die Biegesteifigkeit N linear über dem Weg S zunimmt. Eine erste erfindungsgemäße Kraftwirkung auf die Abdeckung wird zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung an den Anwender beim Überschreiten der gestrichelten Linie P ausgegeben, welche im Beispiel bei 5 N liegt. Darunter ist eine zweite gestrichelte Linie R bei 3 N eingezeichnet, welche eine zweite erfindungsgemäße Kraft zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung an den Anwender beim Abheben des Fingers bzw. Verringern seiner Druckkraft kennzeichnet. Der Bereich B am Fuße des Diagramms kennzeichnet die zur Berührungserkennung erforderliche Kraftwirkung gegenüber den Schwellenwerten zur Erkennung von Druck (Englisch ”press”) und Freigabe(Englisch ”release”)-Bedienhandlungen des Anwenders.
10 veranschaulicht eine am Punkt A (siehe 8) ermittelte höhere Steifigkeit der Abdeckung 3a im Außenbereich. Die Kennlinie steigt zwar linear, jedoch vergleichsweise steil an.
11 zeigt eine im Vergleich zur 10 verringerte Steifigkeit eines mittleren Oberflächenbereiches 35 am Punkt C (siehe 8). Gegenüber der Steifigkeit am Punkt A ist also durch den Anwender eine geringere Kraft auszuüben, um eine vordefinierte Auslenkung der Oberfläche zu erzeugen.
12 zeigt eine erfindungsgemäße Korrektur der Steifigkeit, über welche die Krafterkennung über die gesamte Oberfläche trotz der in Verbindung mit den 10 und 11 dargestellten konstruktionsbedingten Unterschiede homogen gestartet werden kann, obwohl nur ein einziger Kraftmesser verbaut ist. Da nämlich die Position des Fingers auf der Abdeckung 3a mittels der Erfassungseinrichtung ermittelt werden kann, kann über die in 12 dargestellten Steifigkeitskorrekturfaktoren (bezogen auf die Mitte der Abdeckung 3a) eine identische Auslöseschwelle für erfindungsgemäß vorgesehene Kraftrückmeldungen über sämtliche Oberflächenbereiche 31 bis 39 erzielt werden. Mit anderen Worten wird in Abhängigkeit einer Position eine Eingabe auf der Abdeckung 3a ein vordefinierter Korrekturfaktor für den mittels des Kraftsensors ermittelten Messwert vorgeschlagen, um auf die in Verbindung mit 9 dargestellten Kraftschwellenwerte zu testen.
Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Anwenderschnittstelle
2: Lenkrad
3a, 3b, 3c, 3d, 3e: Abdeckung
4: Elektronisches Steuergerät
5: Datenspeicher
6: Lautsprecher
7: Lichtundurchlässige Lackierung
8: Kapazitive Folie
9: Lichtleiter
10: Pkw
11: Stößel
12: Kraftsensor
13: LED-Leuchtmittel
14: Blattfeder
15: Gehäuse
16: L-Profil
17: Platine
18: Aktuator
19: Transluzenter Bereich
29: Hand des Anwenders
31 bis 49: Oberflächenbereiche der Abdeckung
349: Grenze zwischen zwei Oberflächenbereichen
A, B, C: Exemplarische Punkte von Anwenderangaben
F: Kraft
P: Druckschwellwert, Pfeil
R: Löseschwellwert
N: Steifigkeit
S: Weg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202006021280 U1 [0003]

Claims

Anwenderschnittstelle (1) für ein Fortbewegungsmittel (10) umfassend – eine Erfassungseinrichtung (8) – einen Aktuator (18) und – eine einstückige, zumindest größtenteils dauerhaft opake, Abdeckung (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) mit – einem ersten, einem ersten Funktionsaufruf zugeordneten, Oberflächenbereich (34) und – einem zweiten, einem zweiten Funktionsaufruf zugeordneten, Oberflächenbereich (39), wobei – die Erfassungseinrichtung (8) eingerichtet ist, eine Berührung eines Anwenders des ersten Oberflächenbereiches (34) von einer Berührung eines Anwenders des zweiten Oberflächenbereiches (39) zu unterscheiden, und wobei – die Anwenderschnittstelle (1) eingerichtet ist, im Ansprechen auf – ein berührendes Queren einer zwischen dem ersten Oberflächenbereich (34) und dem zweiten Oberflächenbereich (39) befindlichen Grenze (349) und/oder – eine Betätigung einer vordefinierten Mindestkraft der Abdeckung in dem ersten Oberflächenbereich (34) oder in dem zweiten Oberflächenbereich (39) mittels des Aktuators (18) eine Kraft auf die Abdeckung (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung an den Anwender auszuüben.
Anwenderschnittstelle nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinrichtung (8) als – kapazitive und/oder – optische und/oder – ultraschallbasierte Sensorik ausgestaltet ist.
Anwenderschnittstelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Erfassungseinrichtung (8) eingerichtet ist, eine Berührung des Anwenders durch die Abdeckung (3) hindurch zu erfassen.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anwenderschnittstelle (1) weiter – ein Leuchtmittel (13) umfasst und – die Abdeckung (3) einen transluzenten Bereich (19) nach Art einer Maske aufweist, durch welchen vom Leuchtmittel (13) ausgeschüttetes Licht durch die Abdeckung (3) hindurchtreten kann.
Anwenderschnittstelle nach Anspruch 4, wobei die Opazität der Abdeckung (3) durch eine der Erfassungseinrichtung (8) zugewandte („rückseitige”) Lackierung (7) und/oder der transluzente Bereich (19) durch eine Aussparung, insbesondere eine Gravur, in der Lackierung (7) hergestellt ist.
Anwenderschnittstelle nach Anspruch 5, wobei der transluzente Bereich (19) – ein erstes Piktogramm definiert, welches den ersten Funktionsaufruf symbolisiert, und/oder – ein zweites Piktogramm definiert, welches den zweiten Funktionsaufruf symbolisiert.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 oder 6 weiter umfassend – einen Lichtleiter (9), welcher zwischen dem Leuchtmittel (13) und dem transluzenten Bereich (19) angeordnet ist.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche 4, 5, 6 oder 7 weiter umfassend – eine Annäherungssensorik (8), durch welche die Anwenderschnittstelle eingerichtet ist, – eine Annäherung eines Anwenders zu erkennen und im Ansprechen darauf – das Leuchtmittel (13) zu aktivieren oder eine Lichtleistung des Leuchtmittels (13) zu erhöhen.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – eine Krafterkennungseinrichtung (11, 12), welche eingerichtet ist, eine vordefinierte Kraftwirkung auf die Abdeckung (3) zu erkennen und im Ansprechen darauf einen ersten Funktionsaufruf oder einen zweiten Funktionsaufruf in Abhängigkeit eines aktuell durch den Anwender berührten Oberflächenbereiches (34, 39) vorzunehmen.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aktuator (18) eingerichtet ist, den ersten Oberflächenbereich (34) und den zweiten Oberflächenbereich (39) der Abdeckung im Wesentlichen identisch und zeitgleich durch die Kraft zu beschleunigen.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kraft – im Wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche der Abdeckung (3) oder – im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche der Abdeckung (3) gerichtet ist.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – ein elastisches Element (14), welches eingerichtet ist, die Abdeckung (3) im Ansprechen auf eine Auslenkung mittels des Aktuators (18) in ihre Ausgangslage zurückzubringen.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Funktionsaufruf und/oder der zweite Funktionsaufruf einen Eintrag der folgenden Liste umfasst: – Lautstärke erhöhen – Lautstärke verringern – nächster Titel/Sender/Ordner – vorheriger Titel/Sender/Ordner – Spracheingabe aktivieren – automatische Längsführung aktivieren – Spiegelverstellung – Anrufannahme – Anrufbeendigung – Bestätigung.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei – die Erfassungseinrichtung (8) eingerichtet ist, Wischgesten eines Anwenders insbesondere hinsichtlich einer Richtung und/oder hinsichtlich einer Anzahl verwendeter Finger aufzulösen und entsprechende Signale an die Auswerteeinheit (4) zu senden.
Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei – die Abdeckung im ersten Oberflächenbereich (34) eine vordefinierte erste Biegesteifigkeit und im zweiten Oberflächenbereich (39) eine vordefinierte zweite, von der ersten Biegesteifigkeit verschiedene Biegesteifigkeit aufweist.
Lenkrad oder Spiegeldreieck oder Dachbedienmodul oder Lichtschalter oder Fensterheberbedienmodul oder Sitzverstellungsmodul für ein Fortbewegungsmittel (10) umfassend eine Anwenderschnittstelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Fortbewegungsmittel umfassend eine Anwenderschnittstelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15.