DE102016013544A1

DE102016013544A1 - Input module with actuatable operating element

Info

Publication number: DE102016013544A1
Application number: DE102016013544.1A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Joos; Thomas Füssinger; Thomas Franke; Stefan Christmann
Original assignee: eSolutions GmbH
Current assignee: eSolutions GmbH
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2036-11-15
Also published as: DE102016013544B4

Abstract

Es wird eine Eingabebaugruppe beschrieben, die ein Bedienelement und ein Trägerelement umfasst, wobei das Bedienelement eine Ebene definiert, die von einer ersten Richtung und einer dazu im Wesentlichen senkrechten zweiten Richtung aufgespannt ist. Ferner umfasst die Eingabebaugruppe wenigstens ein elastisches Element, das zwischen dem Bedienelement und dem Trägerelement angeordnet ist, wobei das elastische Element für eine Auslenkung des Bedienelements relativ zum Trägerelement in die erste Richtung einen geringeren Verformungswiderstand aufweist als in die zweite Richtung. Zudem umfasst die Eingabebaugruppe einen Aktuator, der zur Betätigung des Bedienelements zumindest in die erste Richtung ausgebildet ist. Ferner wird ein Kraftfahrzeug beschrieben, das eine solche Eingabebaugruppe umfasst.

An input module is described which comprises an operating element and a carrier element, wherein the operating element defines a plane which is spanned by a first direction and a second direction substantially perpendicular thereto. Furthermore, the input module comprises at least one elastic element which is arranged between the operating element and the carrier element, wherein the elastic element for a deflection of the operating element relative to the carrier element in the first direction has a lower deformation resistance than in the second direction. In addition, the input module comprises an actuator which is designed to actuate the operating element at least in the first direction. Furthermore, a motor vehicle is described which comprises such an input module.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der Eingabebaugruppen zum Tätigen von Benutzereingaben. Konkret wird eine Eingabebaugruppe vorgestellt, die einen Aktuator zu Bereitstellung einer haptischen Rückmeldung an den Benutzer umfasst.The present disclosure relates generally to the field of input assemblies for making user input. Specifically, an input assembly is presented that includes an actuator for providing haptic feedback to the user.

Hintergrundbackground

Eingabebaugruppen finden in vielen technischen Systemen Verwendung, wie beispielsweise in Bildschirmen, Mobilfunktelefonen, Kraftfahrzeugen und Tablet-Computern, usw.Input modules are used in many technical systems, such as in screens, mobile phones, automobiles and tablet computers, etc.

Bei manchen Eingabebaugruppen kann dem Benutzer eine haptische Rückmeldung in Bezug auf eine getätigte Eingabe gegeben werden. Zu diesem Zweck werden Aktuatoren in den Eingabebaugruppen verbaut. Auch ist es üblich, die Eingabebaugruppen mit Anzeigen auszustatten, um beispielsweise eine optische Rückmeldung auf eine Benutzereingabe zu geben oder um einen Eingabeort zu definieren. Derartige Eingabebaugruppen mit Anzeigefunktionalität finden beispielsweise in Gestalt von berührungsempfindlichen Displays bei Tablet-Computern oder Smartphones Verwendung.For some input modules, the user may be given haptic feedback regarding an input made. For this purpose, actuators are installed in the input modules. It is also common to provide the input modules with displays, for example, to provide visual feedback to a user input or to define an input location. Such input modules with display functionality are used, for example, in the form of touch-sensitive displays in tablet computers or smartphones.

Die Druckschrift US 2012/0092272 A1 offenbart eine Eingabebaugruppe mit einer Anzeige-Einheit und einer darüber angeordneten berührungsempfindlichen Einrichtung. Außerdem umfasst die Baugruppe einen mit der berührungsempfindlichen Einrichtung gekoppelten Aktuator, um diese Einrichtung in Vibration zu versetzen und dem Benutzer dadurch eine haptische Rückmeldung geben zu können.The publication US 2012/0092272 A1 discloses an input assembly having a display unit and a touch-sensitive device disposed thereabove. In addition, the assembly includes an actuator coupled to the touch-sensing device to vibrate that device and thereby provide the user with haptic feedback.

Um die Anzeige-Einheit von der Vibration zu entkoppeln und auf diese Weise deren Lebensdauer zu erhöhen, sind zwischen der Anzeige-Einheit und der darüber angeordneten berührungsempfindlichen Einrichtung bewegungsdämpfende Lagerelemente vorgesehen. Zwischen benachbarten Lagerelementen sind ferner Abdichtelemente angeordnet, damit keine Verunreinigungen in den Raum zwischen der Anzeige-Einheit und der berührungsempfindlichen Einrichtung eindringen können.In order to decouple the display unit from the vibration and thus increase its life, motion-damping bearing elements are provided between the display unit and the touch-sensitive device arranged above it. Sealing elements are also arranged between adjacent bearing elements, so that no contaminants can penetrate into the space between the display unit and the touch-sensitive device.

Kurzer AbrissShort outline

Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingabebaugruppe bereitzustellen, die eine effiziente Betätigung eines Aktuators gestattet.It is an object of the present disclosure to provide an input assembly that permits efficient actuation of an actuator.

Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Eingabebaugruppe angegeben, die ein Bedienelement und ein Trägerelement umfasst, wobei das Bedienelement eine Ebene definiert, die von einer ersten Richtung und einer dazu im Wesentlichen senkrechten zweiten Richtung aufgespannt ist. Ferner umfasst die Eingabebaugruppe wenigstens ein elastisches Element, das zwischen dem Bedienelement und dem Trägerelement angeordnet ist, wobei das elastische Element für eine Auslenkung des Bedienelements relativ zum Trägerelement in die erste Richtung einen geringeren Verformungswiderstand aufweist als in die zweite Richtung. Ferner umfasst die Eingabebaugruppe einen Aktuator, der zur Betätigung des Bedienelements zumindest in die erste Richtung ausgebildet ist.According to a first aspect, an input module is specified which comprises an operating element and a carrier element, wherein the operating element defines a plane which is spanned by a first direction and a second direction substantially perpendicular thereto. Furthermore, the input module comprises at least one elastic element which is arranged between the operating element and the carrier element, wherein the elastic element for a deflection of the operating element relative to the carrier element in the first direction has a lower deformation resistance than in the second direction. Furthermore, the input module comprises an actuator, which is designed to actuate the operating element at least in the first direction.

Der Aktuator kann zwischen dem Bedienelement und dem Trägerelement angeordnet sein und ausgebildet sein, das Bedienelement bezüglich des Trägerelements auszulenken. Der Aktuator kann mit dem Bedienelement und/oder dem Trägerelement mechanisch verbunden sein. In einer anderen Ausführung kann der Aktuator zwischen dem Bedienelement und einer anderen Komponente der Baugruppe oder einem für die Baugruppe vorgesehenen Gehäuse angeordnet sein.The actuator may be arranged between the operating element and the carrier element and may be designed to deflect the operating element with respect to the carrier element. The actuator may be mechanically connected to the operating element and / or the carrier element. In another embodiment, the actuator can be arranged between the operating element and another component of the module or a housing provided for the module.

In manchen Varianten kann der Aktuator seitlich am Bedienelement angreifen. In anderen Varianten kann der Aktuator an einer Unterseite des Bedienelements angreifen, welche einer zur Wechselwirkung mit einem Benutzer vorgesehenen Oberseite des Bedienelements gegenüberliegt.In some variants, the actuator can engage the side of the operating element. In other variants, the actuator may engage an underside of the operating element, which is opposite an upper side of the operating element intended for interaction with a user.

Das wenigstens eine elastische Element kann ein Polymer, wie beispielsweise einen Schaumstoff umfassen. Zur Realisierung eines richtungsabhängigen Verformungswiderstands kann das wenigstens eine elastische Element in die erste Richtung einen geringeren Schubmodul aufweisen als in die zweite Richtung.The at least one elastic element may comprise a polymer, such as a foam. To realize a direction-dependent deformation resistance, the at least one elastic element in the first direction may have a lower shear modulus than in the second direction.

In manchen Varianten kann das wenigstens eine elastische Element aus einem Material mit anisotropen elastischen Eigenschaften gefertigt sein. In anderen Varianten kann das wenigstens eine elastische Element aus einem Material mit im Wesentlichen isotropen elastischen Eigenschaften gefertigt sein. In den zuletzt genannten Varianten kann aber dieses Material (z. B. durch eine mechanische Behandlung wie Schneiden, Bohren, usw.) so bearbeitet worden sein, dass das wenigstens eine elastische Element einen anisotropen Verformungswiderstand aufweist.In some variants, the at least one elastic element may be made of a material having anisotropic elastic properties. In other variants, the at least one elastic element may be made of a material having substantially isotropic elastic properties. In the latter variants, however, this material may have been processed (eg by a mechanical treatment such as cutting, drilling, etc.) such that the at least one elastic element has an anisotropic deformation resistance.

Das wenigstens eine elastische Element kann eine Formgebung aufweisen, die in der ersten Richtung zu einem geringeren Verformungswiderstand als in der zweiten Richtung führt. So kann das wenigstens eine elastische Element beispielsweise im Wesentlichen eine Form eines Quaders aufweisen, der in die erste Richtung eine kürzere Kantenlänge aufweist als in die zweite Richtung. Verbindungsflächen des wenigstens einen elastischen Elements zum Bedienelement und/oder zum Trägerelement können in die erste Richtung eine geringer Abmessung aufweisen als in die zweite Richtung.The at least one elastic element may have a shape that results in a lower deformation resistance in the first direction than in the second direction. So can the at least one elastic element, for example, substantially has a shape of a cuboid, which has a shorter edge length in the first direction than in the second direction. Connecting surfaces of the at least one elastic element to the operating element and / or to the carrier element may have a smaller dimension in the first direction than in the second direction.

Das wenigstens eine elastische Element kann zumindest eine Aussparung aufweisen, die sich im Wesentlichen parallel zur zweiten Richtung erstreckt. Die zumindest eine Aussparung kann sich von einer Seite des elastischen Elements zu einer anderen Seite des elastischen Elements erstrecken. Die zumindest eine Aussparung kann zumindest bereichsweise als Schlitz ausgebildet sein. Der Schlitz kann sich von dem Bedienelement bis zum Trägerelement erstrecken. In manchen Varianten kann der Schlitz im Wesentlichen senkrecht zur durch das Bedienelement definierten Ebene verlaufen.The at least one elastic element may have at least one recess which extends substantially parallel to the second direction. The at least one recess may extend from one side of the elastic member to another side of the elastic member. The at least one recess may be formed at least partially as a slot. The slot may extend from the operating element to the carrier element. In some variants, the slot may extend substantially perpendicular to the plane defined by the operating element.

Ferner kann das wenigstens eine elastische Element eine Vielzahl von zumindest bereichsweise als Schlitze ausgebildeten Aussparungen umfassen. Diese Schlitze können zumindest bereichsweise parallel verlaufen. Die Schlitze können im Wesentlichen den gleichen Abstand voneinander aufweisen.Furthermore, the at least one elastic element may comprise a multiplicity of recesses formed at least partially as slots. These slots can run parallel at least in some areas. The slots may be substantially the same distance apart.

Es können mehrere elastische Elemente vorgesehen sein, die in der ersten Richtung eine geringere Abmessung als in der zweiten Richtung aufweisen. Ferner können die mehreren elastischen Elemente entlang der ersten Richtung hintereinander und beabstandet voneinander angeordnet sein.There may be provided a plurality of elastic elements having a smaller dimension in the first direction than in the second direction. Further, the plurality of elastic members may be arranged along the first direction one behind the other and spaced from each other.

Der Verformungswiderstand des wenigstens einen elastischen Elements kann durch eine oder mehrere Stützelemente definiert oder zumindest beeinflusst werden. So kann die Eingabebaugruppe wenigstens ein Stützelement umfassen, das eine Verformung des wenigstens einen elastischen Elements in die erste Richtung (und, als Option, in der dazu entgegengesetzten Richtung) einschränkt. Das wenigstens eine Stützelement kann auf dem Trägerelement oder dem Bedienelement angeordnet sein.The deformation resistance of the at least one elastic element can be defined or at least influenced by one or more support elements. Thus, the input assembly may comprise at least one support member restricting deformation of the at least one elastic member in the first direction (and, as an option, in the opposite direction thereto). The at least one support element may be arranged on the carrier element or the operating element.

Das wenigstens eine Stützelement kann zusätzlich oder alternativ zu der oben dargelegten Funktionalität eine Bewegung des Bedienelements in Richtung des Trägerelements einschränken. So kann das Stützelement beispielsweise als Anschlag fungieren für eine Bewegung des Bedienelements auf das Trägerelement zu.The at least one support element may additionally or alternatively to the functionality set out above restrict a movement of the operating element in the direction of the support element. For example, the support element can act as a stop for movement of the operating element towards the carrier element.

Die Eingabebaugruppe kann ferner einen Kraftsensor umfassen, der mit dem Bedienelement kraftübertragend gekoppelt ist, wobei der Kraftsensor ausgebildet, ist eine Krafteinwirkung auf das Bedienelement zu erfassen. Der Kraftsensor kann das elastische Element umfassen. Ferner kann die Eingabebaugruppe eine Steuereinheit umfassen, die mit dem Kraftsensor gekoppelt ist, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Krafteinwirkung ein Steuersignal zu erzeugen. Das Steuersignal kann in diesem Fall dazu ausgebildet sein, den Aktuator anzusteuern.The input module may further comprise a force sensor, which is coupled with the operating element in a force-transmitting manner, wherein the force sensor is designed to detect a force acting on the operating element. The force sensor may comprise the elastic element. Furthermore, the input module may comprise a control unit which is coupled to the force sensor, wherein the control unit is designed to generate a control signal in dependence on the action of force. The control signal may in this case be designed to control the actuator.

Das Bedienelement kann eine Anzeige-Einheit umfassen. Bei der Anzeige-Einheit kann es sich um eine berührungsempfindliche Anzeige-Einheit handeln. Die Berührungsempfindlichkeit kann mittels des oben erwähnten Kraftsensors und/oder auf andere Weise (z. B. durch kapazitive Effekte) realisiert werden. Zur Eingabe kann eine bedienende Person die Anzeige-Einheit berühren oder auf die Anzeige-Einheit eine Kraft ausüben. Das als Reaktion auf die Erfassung einer Kraft von der Steuereinheit erzeugte Steuersignal kann ausgebildet sein, die Anzeige-Einheit anzusteuern (z. B. um eine optische Rückmeldung auf eine getätigte Eingabe zu geben).The operating element may comprise a display unit. The display unit may be a touch-sensitive display unit. The touch sensitivity may be realized by means of the above mentioned force sensor and / or otherwise (eg by capacitive effects). For input, an operator may touch the display unit or exert force on the display unit. The control signal generated in response to detection of a force from the control unit may be configured to drive the display unit (eg, to provide visual feedback on an input made).

Der Aktuator kann ein linearer Aktuator sein, der zur Betätigung des Bedienelements in die erste Richtung (und, als Option, in die dazu entgegengesetzte Richtung) ausgebildet ist. Das wenigstens eine elastische Element kann eine Rückstellkraft in die zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung ausüben, so dass der lineare Aktuator nicht notwendigerweise Auslenkungen des wenigstens einen elastischen Elements in zwei entgegengesetzte Richtungen erzeugen muss.The actuator may be a linear actuator designed to actuate the operating element in the first direction (and, as an option, in the direction opposite thereto). The at least one elastic element can exert a restoring force in the direction opposite to the first direction, so that the linear actuator does not necessarily have to generate deflections of the at least one elastic element in two opposite directions.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Kraftfahrzeug angegeben, das eine Eingabebaugruppe umfasst. Die Eingabebaugruppe kann ausgebildet sein, eine Funktion des Kraftfahrzeugs anzusteuern, beispielsweise auf der Grundlage des oben erläuterten Steuersignals.According to a second aspect, a motor vehicle is disclosed which comprises an input module. The input module may be configured to control a function of the motor vehicle, for example on the basis of the control signal explained above.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren. Es zeigen:

1 eine Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Eingabebaugruppe;
2 eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels ohne Aktuatorbetätigung;
3 eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels bei Aktuatorbetätigung;
4 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels ohne Aktuatorbetätigung;
5 eine Schnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels bei Aktuatorbetätigung; und
6 eine perspektivische Darstellung einer Innenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs.

Further advantages, details and features of the present disclosure will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures. Show it:

1 an exploded view of a first embodiment of an input module;
2 a sectional view of the first embodiment without actuator operation;
3 a sectional view of the first embodiment in actuator operation;
4 a sectional view of a second embodiment without actuator operation;
5 a sectional view of the second embodiment in actuator operation; and
6 a perspective view of an interior view of an embodiment of a motor vehicle.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Eingabebaugruppe 10. Die Baugruppe umfasst ein Bedienelement 12, ein elastisches Element 14 und ein Trägerelement 16. Das Trägerelement 16 kann eine Leiterplatte sein oder enthalten. 1 shows an exploded view of a first embodiment of an input module 10 , The module comprises a control element 12 , an elastic element 14 and a carrier element 16 , The carrier element 16 may be or include a printed circuit board.

Das Bedienelement 12 ist im Ausführungsbeispiel auf seiner Oberseite planar ausgebildet und definiert so eine Ebene, die gemäß 1 von einer x-Richtung und einer dazu senkrechten y-Richtung aufgespannt ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass eine solche Ebene im Wesentlichen auch dann noch definierbar ist, wenn die Oberseite des Bedienelements 12 (etwas) gekrümmt ist. Im allgemeinsten Fall kann eine Betätigungsrichtung des Bedienelements 12 bei Kraftaufnahme (z-Richtung in 1) die beiden dazu und untereinander senkrechten x- und y-Richtungen definieren.The operating element 12 is planar in the embodiment on its upper side and thus defines a plane according to 1 is spanned by an x-direction and a vertical y-direction. It should be noted that such a level is essentially still definable even if the top of the control element 12 (something) is curved. In the most general case, an actuating direction of the operating element 12 at power consumption (z direction in 1 ) define the two mutually perpendicular and x-and y-directions.

Das Bedienelement 12 umfasst eine transparente Deckplatte 11 und eine Anzeige-Einheit 13, wobei die Deckplatte 11 und die Anzeige-Einheit 13 mechanisch miteinander verbunden sind. In anderen Ausführungen kann die Deckplatte 11 auch von der Anzeige-Einheit 13 mechanisch entkoppelt sein. In diesem Fall muss für eine haptische Rückmeldung nur die Deckplatte 11 ausgelenkt werden. Vorteilig an dieser Ausführung sind eine geringere zu bewegende Masse und eine geringere mechanische Beanspruchung der Anzeige-Einheit 13.The operating element 12 includes a transparent cover plate 11 and a display unit 13 , where the cover plate 11 and the display unit 13 mechanically interconnected. In other embodiments, the cover plate 11 also from the display unit 13 be mechanically decoupled. In this case, for a haptic feedback only the cover plate 11 be deflected. An advantage of this design are a lower mass to be moved and a lower mechanical stress on the display unit 13 ,

Die Anzeige-Einheit 13 kann beispielsweise auf Flüssigkristall-, Plasma-, Leuchtdioden- oder auch organischer Leuchtdiodentechnologie basieren. Die Anzeige-Einheit 13 kann ferner eine berührungssensitive Einrichtung (z. B. eine resistive oder oberflächen-kapazitative berührungssensitive Einrichtung) umfassen. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Bedienelement 12 in anderen Ausführungsbeispielen auch einfach als (optional berührungsempfindliche) Platte oder Knopf ausgebildet sein könnte.The display unit 13 For example, it can be based on liquid crystal, plasma, light-emitting diode or even organic light-emitting diode technology. The display unit 13 may further comprise a touch-sensitive device (eg, a resistive or surface-capacitive touch-sensitive device). It should be noted that the control 12 in other embodiments could also be designed simply as a (optionally touch-sensitive) plate or knob.

Auf einer der Vorderseite des Bedienelements 12 abgewandten Seite ist das elastische Element 14 vorgesehen. Das elastische Element 14 umfasst im Ausführungsbeispiel einen Schaumstoffrahmen. Der Schaumstoffrahmen kann klebende Eigenschaften aufweisen oder mit klebenden Oberflächen ausgerüstet sein, um das Bedienelement 12 mit dem Trägerelement 16 zu verkleben.On one of the front of the control 12 opposite side is the elastic element 14 intended. The elastic element 14 includes in the embodiment a foam frame. The foam frame may have adhesive properties or be provided with adhesive surfaces to the operating element 12 with the carrier element 16 to stick together.

Das elastische Element 14 weist eine dem Kraftaufnahme-Element 12 zugewandte Oberseite 18 und eine der Oberseite 18 gegenüberliegende Unterseite 20 auf. Die Oberseite 18 und die Unterseite 20 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander.The elastic element 14 has a force-receiving element 12 facing top 18 and one of the top 18 opposite bottom 20 on. The top 18 and the bottom 20 are essentially parallel to each other.

Das elastische Element 14 weist eine Vielzahl an Schlitzen 22 auf (die Schlitze 22a, 22b, 22c und 22l sind in der Figur bezeichnet), die im Wesentlichen parallel zu einer y-z-Ebene verlaufen. Die Schlitze 22 durchtrennen das elastische Element 14 in nicht miteinander verbundene Unterelemente. Alternativ hierzu könnte das elastische Element 14 durch die Schlitze 22 in eine Vielzahl von nur lose miteinander verbundene Unterelemente aufgeteilt sein.The elastic element 14 has a variety of slots 22 on (the slots 22a . 22b . 22c and 22l are designated in the figure) which are substantially parallel to a yz plane. The slots 22 cut through the elastic element 14 in unconnected subelements. Alternatively, the elastic element could 14 through the slots 22 be divided into a plurality of loosely interconnected sub-elements.

Ferner umfasst die Eingabebaugruppe 10 einen mechanischen Aktuator 24. Der Aktuator 24 weist einen ersten Arm 26 und einen Antrieb 28 für den ersten Arm 26 auf. Der Antrieb 28 kann als Linearantrieb ausgebildet sein. Der Aktuator 24 weist ferner einen optionalen zweiten Arm 30 auf, der ebenfalls vom dem Antrieb 28 betätigbar sein kann. Der Aktuator 24 ist innerhalb des Schaumstoffrahmens des elastischen Elements 14 vorgesehen. In anderen Ausführungen kann der Aktuator 24 auch außerhalb des elastischen Elements 14 vorgesehen sein.Furthermore, the input module includes 10 a mechanical actuator 24 , The actuator 24 has a first arm 26 and a drive 28 for the first arm 26 on. The drive 28 can be designed as a linear drive. The actuator 24 also has an optional second arm 30 up, also from the drive 28 can be actuated. The actuator 24 is inside the foam frame of the elastic element 14 intended. In other embodiments, the actuator 24 also outside the elastic element 14 be provided.

Der erste Aktuatorarm 26 ist mechanisch mit der Anzeige-Einheit 13 des Bedienelements 12 verbunden. Der erste Aktuatorarm 26 könnte auch mit der Deckplatte 11 verbunden sein, beispielsweise in Ausführungen, in denen die Deckplatte 11 und die Anzeige-Einheit 13 mechanisch im Wesentlichen voneinander entkoppelt sind. Der zweite Aktuatorarm 30 ist mechanisch mit dem Trägerelement 16 verbunden. In anderen Ausführungsbeispielen könnte sich der Aktuator 24, insbesondere der Antrieb 28, anstatt über den zweiten Arm 30 am Trägerelement 16 auch direkt oder über den zweiten Aktuatorarm 30 an einer Komponente außerhalb der Baugruppe 10 abstützen (z. B. an einem in 1 nicht gezeigten Gehäuse). Insbesondere könnte der Aktuator 24 auch seitlich am Bedienelement 12 (z. B. an der Deckplatte 11 und/oder der Anzeige-Einheit 13) angreifen.The first actuator arm 26 is mechanical with the display unit 13 of the operating element 12 connected. The first actuator arm 26 could also with the cover plate 11 be connected, for example in embodiments in which the cover plate 11 and the display unit 13 mechanically substantially decoupled from each other. The second actuator arm 30 is mechanical with the carrier element 16 connected. In other embodiments, the actuator could 24 , especially the drive 28 instead of the second arm 30 on the carrier element 16 also directly or via the second actuator arm 30 on a component outside the assembly 10 support (eg at an in 1 not shown housing). In particular, the actuator could 24 also on the side of the control 12 (eg on the cover plate 11 and / or the display unit 13 attack).

Der Antrieb 28 ist im Ausführungsbeispiel als Linearantrieb ausgebildet, um den Aktuatorarm 26 und den optionalen Aktuatorarm 30 gegeneinander im Wesentlichen in x-Richtung (und, optional, die hierzu entgegengesetzte Richtung) zu bewegen. Somit können über ein Betätigen des Aktuators 24 das Bedienelement 12 und das Trägerelement 16 gegeneinander in x-Richtung (und, optional, die hierzu entgegengesetzte Richtung) bewegt werden.The drive 28 is formed in the embodiment as a linear drive to the actuator 26 and the optional actuator arm 30 to move against each other substantially in the x-direction (and, optionally, the direction opposite thereto). Thus, via an actuation of the actuator 24 the operating element 12 and the carrier element 16 against each other in the x-direction (and, optionally, the direction opposite thereto) are moved.

2 zeigt eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels ohne Aktuatorbetätigung und 3 zeigt eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels bei Aktuatorbetätigung. Die Schnittansicht stellt einen Querschnitt parallel zur x-z-Ebene und entlang einer Linie A-A in 1 dar. 2 shows a sectional view of the first embodiment without actuator operation and 3 shows a sectional view of the first embodiment in actuator operation. The Section view represents a cross section parallel to the xz plane and along a line AA in 1 represents.

Das elastische Element 14 ist über die Vielzahl von Schlitzen 22a, 22b, ..., 22l in Unterelemente 14a, 14b, ..., 14m unterteilt, wobei in den 2 und 3 die Unterelemente 14a, 14b, 14l und 14 m dargestellt sind. Die Abstände zwischen den Unterelementen 14a und 14b und 14l und 14m wurden zur Verdeutlichung der Schlitze 22a, 22l größer dargestellt.The elastic element 14 is about the variety of slots 22a . 22b , ..., 22l in subelements 14a . 14b , ..., 14m divided, where in the 2 and 3 the subelements 14a . 14b . 14l and 14 m are shown. The distances between the subelements 14a and 14b and 14l and 14m were to clarify the slots 22a . 22l shown larger.

Bei einer Betätigung des Aktuators 24, beispielsweise für eine haptische Rückmeldung am Bedienelement 12, werden der erste Aktuatorarm 26 und der zweite Aktuatorarm 30 im Wesentlichen entlang der x-Achse relativ zueinander bewegt. Dies führt zu einer Auslenkung des Bedienelements 12 gegenüber dem Trägerelement 16 in eine erste Richtung. Die erste Richtung verläuft im Wesentlichen parallel zur x-Achse. Upon actuation of the actuator 24 , For example, for a haptic feedback on the control 12 , become the first actuator arm 26 and the second actuator arm 30 moved substantially along the x-axis relative to each other. This leads to a deflection of the operating element 12 opposite the carrier element 16 in a first direction. The first direction is substantially parallel to the x-axis.

Eine zur ersten Richtung senkrecht orientierte zweite Richtung verläuft im Wesentlichen parallel zur y-Achse. Die Auslenkung des Bedienelements 12 gegenüber dem Trägerelement 16 entspricht im Wesentlichen einer Scherbewegung. Da das elastische Element 14 sowohl mit dem Bedienelement 12 als auch mit dem Trägerelement 16 verbunden ist, führt die Scherbewegung zu einer Verformung des elastischen Elements 14.A second direction oriented perpendicular to the first direction is substantially parallel to the y-axis. The deflection of the control element 12 opposite the carrier element 16 essentially corresponds to a shearing motion. Because the elastic element 14 both with the control 12 as well as with the carrier element 16 is connected, the shearing movement leads to a deformation of the elastic element 14 ,

Einer durch den Aktuator 24 auf das elastische Element 14 ausgeübten Schubspannung (z. B. in Form eines Kraftimpulses) wirkt ausgehend vom elastischen Element 14 ein Verformungswiderstand entgegen. Dieser Verformungswiderstand ist in der ersten Richtung (x-Richtung) geringer als in der zweiten Richtung (y-Richtung), da das Bedienelement 12 in die erste Richtung auslenkbar sein soll. Um den Verformungswiderstand in die erste Richtung zu reduzieren, weist das elastische Element 14 in Wesentlichen parallel zur y-z-Ebene die Schlitze 22a, ..., 22l auf.One through the actuator 24 on the elastic element 14 applied shear stress (eg., In the form of a force pulse) acts from the elastic element 14 a resistance to deformation. This deformation resistance is less in the first direction (x-direction) than in the second direction (y-direction), since the operating element 12 should be deflected in the first direction. In order to reduce the deformation resistance in the first direction, the elastic element has 14 essentially parallel to the yz plane the slots 22a , ..., 22l on.

Da das elastische Element 14 keine Schlitze parallel zur x-z-Ebene aufweist, ist die Verformungswiderstand in die zweite Richtung (y-Richtung) im Wesentlichen höher als in die erste Richtung (x-Richtung). Durch eine Formgebung des elastischen Elements 14 kann somit eine geführte Aktuatorbetätigung ohne zusätzliche mechanische Elemente erzielt werden. Ferner werden aufgrund des in die zweite Richtung höheren Verformungswiderstands unerwünschte Schwingungen in diese Richtung stärker gedämpft, ohne den Kraftaufwand in die erste Richtung zu erhöhen, der für eine haptische Rückmeldung an den Benutzer erforderlich ist.Because the elastic element 14 has no slots parallel to the xz-plane, the deformation resistance in the second direction (y-direction) is substantially higher than in the first direction (x-direction). By a shape of the elastic element 14 Thus, a guided actuator operation without additional mechanical elements can be achieved. Further, due to the higher resistance to deformation in the second direction, unwanted vibrations in this direction are more strongly damped without increasing the force in the first direction required for haptic feedback to the user.

4 zeigt eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels ohne Aktuatorbetätigung und 5 eine Schnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels bei Aktuatorbetätigung. Funktional gleiche Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch eine andere Form des elastischen Elements 14 und durch am Trägerelement 16 ausgebildete Stützelemente 32. 4 shows a sectional view of a second embodiment without actuator actuation and 5 a sectional view of the second embodiment in actuator operation. Functionally identical components are provided with the same reference numerals as in the first embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment substantially by another form of the elastic member 14 and through on the carrier element 16 trained support elements 32 ,

Das elastische Element 14 umfasst zwei in der ersten Richtung (x-Richtung) beabstandet angeordnete Unterelemente 14a, 14b. Die Unterelemente 14a, 14b weisen im Wesentlichen eine Quaderform auf, wobei jeweils die Kantenlängen in der ersten Richtung kürzer als die Kantenlängen in der zweiten Richtung (y-Richtung) sind. Somit weisen die Unterelemente 14a, 14b bei einer Bewegung des Bedienelements 12 gegen das Trägerelement 16 in die erste Richtung einen geringeren Verformungswiderstand als in die zweite Richtung auf.The elastic element 14 includes two sub-elements spaced apart in the first direction (x-direction) 14a . 14b , The subelements 14a . 14b have a substantially cuboid shape, wherein each of the edge lengths in the first direction are shorter than the edge lengths in the second direction (y-direction). Thus, the subelements 14a . 14b during a movement of the operating element 12 against the carrier element 16 in the first direction a lower deformation resistance than in the second direction.

In einer alternativen Realisierung des zweiten Ausführungsbeispiels weist das elastische Element 14 eine andere Form, wie beispielsweise einen Rahmen mit Schlitzen (vgl. erstes Ausführungsbeispiel) oder mit einer anderen Anzahl von Unterelementen, auf.In an alternative realization of the second embodiment, the elastic element 14 another shape, such as a frame with slots (see first embodiment) or with a different number of sub-elements on.

Um eine Verformung der Unterelemente 14a, 14b in die erste Richtung (und eine dazu entgegengesetzte Richtung) einzuschränken, sind am Trägerelement 16 und einstückig damit mehrere Stützelemente 32 ausgebildet. Die Stützelemente 32 können in anderen Realisierungen am Bedienelement 12 oder als separate Elemente am Trägerelement 16 angeordnet sein. Die Stützelemente 32 sind in die erste Richtung und entgegen der ersten Richtung (x-Richtung) benachbart jeweils auf beiden Seiten der Unterelemente 14a, 14b angeordnet. Die Stützelemente 32 definieren größtmögliche Endverformungen, bei denen die Unterelemente 14a, 14b an den jeweiligen Stützelementen 32 anliegen.To a deformation of the sub-elements 14a . 14b in the first direction (and a direction opposite thereto) are limited to the support element 16 and integrally with it several support elements 32 educated. The support elements 32 can in other implementations on the control 12 or as separate elements on the carrier element 16 be arranged. The support elements 32 are adjacent in the first direction and opposite to the first direction (x direction) on both sides of the subelements, respectively 14a . 14b arranged. The support elements 32 define maximum final deformations, where the subelements 14a . 14b on the respective support elements 32 issue.

Die Stützelemente 32 weisen in x-z-Richtung einen trapezförmigen Querschnitt auf. Eine jeweils einem Unterelement 14a, 14b zugewandte Seite eines Stützelements 32 ist jeweils so geformt, dass bei einer Endverformung eine das Stützelement 32 berührende Seite im Wesentlichen flächig auf dem Stützelement 32 aufliegt. Ferner sind die Stützelemente 32 so geformt, dass im Wesentlichen übereinstimmende Endverformungen des Unterelements 14a und des Unterelements 14b bei einer Auslenkung des Bedienelements auftreten. Dadurch ist eine gleichmäßige Beanspruchung der Unterelemente 14a, 14b bei widerholten Verformungen gewährleistet.The support elements 32 have a trapezoidal cross section in the xz direction. One each a subelement 14a . 14b facing side of a support element 32 is each formed so that at a final deformation of a support element 32 Contacting side substantially flat on the support element 32 rests. Furthermore, the support elements 32 shaped so that substantially matching final deformations of the sub-element 14a and the subelement 14b occur at a deflection of the control. As a result, a uniform stress on the sub-elements 14a . 14b guaranteed at repeated deformations.

Bei einer Bewegung des Bedienelements 12 entgegen der z-Richtung hin zum Trägerelement 16 (beispielsweise durch eine Krafteinwirkung durch den Benutzer) wird die Bewegung des Bedienelements 12 bis zu den Stützelementen 32 beschränkt. Die dem Bedienelement 12 zugewandten Seiten der Stützelemente 32 weisen im Wesentlichen denselben Abstand zum Bedienelement 12 auf und verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Betätigung bis zu den Stützelementen 32 das Bedienelement 12 gleichmäßig auf den Stützelementen 32 aufliegt und beispielsweise ein Kippen verhindert wird. Ferner kann das Bedienelement 12 in einem Betätigungsbereich geringerer Kompression des elastischen Elements 14 betätigt werden. Wird beispielsweise eine Betätigung des Bedienelements 12 ausschließlich durch eine rückstellende Kraft des elastischen Elements 14 anstelle von Stützelementen begrenzt, so wird von einem Benutzer eine größere Krafteinwirkung erforderlich sein. Dies kann eine Bedienung unangenehm machen und eine größere Beanspruchung für die Eingabebaugruppe 10 darstellen. During a movement of the operating element 12 against the z-direction towards the carrier element 16 (For example, by a force applied by the user) is the movement of the control element 12 up to the support elements 32 limited. The control element 12 facing sides of the support elements 32 have substantially the same distance to the operating element 12 on and are essentially parallel to each other. This has the advantage that when actuated up to the support elements 32 the operating element 12 evenly on the support elements 32 rests and, for example, prevents tilting. Furthermore, the operating element 12 in an operating region of lesser compression of the elastic element 14 be operated. If, for example, an actuation of the operating element 12 exclusively by a restoring force of the elastic element 14 instead of being limited by support elements, a greater force will be required by a user. This can make operation uncomfortable and greater stress on the input assembly 10 represent.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die Funktionen der Stützelemente 32 in Bezug auf die Beeinflussung des Verformungswiderstands der elastischen Elemente 14a, 14b und die Begrenzung der Beweglichkeit des Bedienelements 12 in Richtung des Trägerelements 16 auch entkoppelt werden können. So kann insbesondere wenigstens ein Stützelement beabstandet von den elastischen Elementen 14a, 14b vorgesehen werden und nur der Begrenzung der Beweglichkeit des Bedienelements 12 dienen.It should be noted that the functions of the support elements 32 in terms of influencing the deformation resistance of the elastic members 14a . 14b and limiting the mobility of the control 12 in the direction of the carrier element 16 can also be decoupled. Thus, in particular at least one support element spaced from the elastic elements 14a . 14b be provided and only the limitation of the mobility of the operating element 12 serve.

Der Aktuator 24 kann so ausgebildet oder ansteuerbar sein, dass eine Betätigung des Aktuators 24 Auslenkungen der elastischen Elemente 14a, 14b im Wesentlichen innerhalb eines durch Endverformungen definierten Auslenkbereichs bewirkt.The actuator 24 can be designed or controllable such that actuation of the actuator 24 Deflections of the elastic elements 14a . 14b essentially within a deflection range defined by Endverformungen causes.

6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Innenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 40 mit einem ersten Eingabesystem 42 und einem zweiten Eingabesystem 46. Funktional gleiche Komponenten sind wiederum mit denselben Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen versehen. 6 shows a perspective view of an interior view of an embodiment of a motor vehicle 40 with a first input system 42 and a second input system 46 , Functionally identical components are in turn provided with the same reference numerals as in the preceding embodiments.

Das erste Eingabesystem 42 umfasst eine der hier vorgestellten Eingabebaugruppen 10 und eine elektrisch mit der Eingabebaugruppe 10 gekoppelte Steuereinheit 34. Das entsprechende Bedienelement 12 umfasst eine Anzeige-Einheit 13. Die Eingabebaugruppe 10 umfasst ferner einen Kraft- und/oder berührungsempfindlichen Sensor 36, der kraftübertragend mit dem Bedienelement 12 gekoppelt ist und der ausgebildet ist, eine Kraftwirkung auf das Bedienelement 12 bzw. eine Berührung des Bedienelements 12 zu erfassen. Die Steuereinheit 34 ist mit dem Sensor 36 gekoppelt, wobei die Steuereinheit 34 dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Krafteinwirkung bzw. Berührung ein Steuersignal zu erzeugen. Das Steuersignal kann ausgebildet sein, die Anzeige-Einheit 13 anzusteuern.The first input system 42 includes one of the input modules presented here 10 and one electrically with the input module 10 coupled control unit 34 , The corresponding control element 12 includes a display unit 13 , The input module 10 further comprises a force and / or touch-sensitive sensor 36 , the force-transmitting with the operating element 12 is coupled and is formed, a force on the operating element 12 or a touch of the operating element 12 capture. The control unit 34 is with the sensor 36 coupled, the control unit 34 is designed to generate a control signal in response to the force or contact. The control signal may be formed, the display unit 13 head for.

Das erste Eingabesystem 42 ist zur Steuerung einer Kraftfahrzeug- (Kfz-) Funktion 44 ausgebildet. Die Kfz-Funktion 44 kann beispielsweise ein Fensterheber, ein Radio, ein Bordcomputer oder ein Infotainmentsystem sein. So kann das erste Eingabesystem 42 eine grafische Schnittstelle des Infotainmensystems darstellen. Wenn ein Fahrer oder Beifahrer auf die Anzeige-Einheit 13 drückt, erzeugt der Sensor 36 ein entsprechendes Signal. Das Signal wird der Steuereinheit 34 zugeführt. Die Steuereinheit 34 wertet das Signal aus und erzeugt ein (z. B. betätigungskraftabhängiges) Steuersignal, das an die Kfz-Funktion 44 weitergeleitet wird.The first input system 42 is to control a motor vehicle (car) function 44 educated. The car function 44 For example, it can be a window regulator, a radio, an on-board computer or an infotainment system. So can the first input system 42 represent a graphical interface of the infotainment system. When a driver or passenger on the display unit 13 presses, the sensor generates 36 a corresponding signal. The signal becomes the control unit 34 fed. The control unit 34 evaluates the signal and generates a (eg actuation force-dependent) control signal to the motor vehicle function 44 is forwarded.

Die Eingabebaugruppe 10 umfasst einen Aktuator (nicht dargestellt), wobei das Steuersignal ausgebildet sein kann, den Aktuator anzusteuern. Der Aktuator kann beispielsweise ein linearer Aktuator sein. Der Aktuator betätigt das Bedienelement 12 beispielsweise zur haptischen Bestätigung einer Benutzer-Eingabe. Die Bestätigung kann ein Initiieren einer Funktion (beispielsweise einer Rückscheibenheizung) oder ein erfolgreiches Beenden einer Funktion (beispielsweise Öffnen eines automatisierten Tankdeckelverschlusses) bestätigen.The input module 10 includes an actuator (not shown), wherein the control signal may be configured to drive the actuator. The actuator may be, for example, a linear actuator. The actuator actuates the operating element 12 for example, for the haptic confirmation of a user input. The acknowledgment may confirm initiation of a function (eg, a heated rear heater) or successful completion of a function (eg, opening an automated fuel cap closure).

Der Aktuator kann eine einmalige Bestätigung oder eine wiederholte Bestätigung durchführen. Der Aktuator kann haptische Rückmeldungen geben, solange eine Eingabe getätigt, eine Funktion angesteuert oder eine Funktion durchgeführt wird. Eine Betätigungsamplitude oder -frequenz des Aktuators kann eine Rückmeldung auf eine Benutzerkrafteinwirkung oder das dadurch erzeugte Steuersignal geben. Wird beispielsweise über eine Höhe einer Krafteinwirkung eine Geschwindigkeit eines Fensterhebers geregelt, so kann die Amplitude und/oder -frequenz beispielsweise erhöht werden, um eine erhöhte Geschwindigkeit des Fensterhebers zu bestätigen.The actuator can perform a one-time confirmation or a repeated confirmation. The actuator can provide haptic feedback as long as an input is made, a function is driven, or a function is performed. An actuation amplitude or frequency of the actuator may provide feedback on a user force action or the control signal generated thereby. If, for example, a speed of a window regulator is regulated via a height of a force, the amplitude and / or frequency can be increased, for example, in order to confirm an increased speed of the window regulator.

Als weitere Bedieneinrichtung ist ein zweites Eingabesystem 46 vorgesehen, das einen Tastschalter 47 als Teil einer hier vorgestellten Eingabebaugruppe (Bezugszeichen 10 in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen) umfasst und das ebenfalls zur Steuerung einer Kfz-Funktion 44 ausgebildet ist. Eine Betätigung des Tastschalters 47 führt zu einer Erzeugung eines Steuersignals, welches die Kfz-Funktion 44 ansteuert. Der Tastschalter 47 weist verglichen zum Eingabesystem 42 einen ähnlichen Aufbau aber keine Anzeige-Einheit auf. Vielmehr kann anstelle der Anzeige-Einheit ein kostengünstigeres Element, z. B. ein planares Kunststoffelement, zum Einsatz kommen.As a further operating device is a second input system 46 provided that a push button 47 as part of an input module presented here (reference numeral 10 in the previous embodiments) and also for controlling a motor vehicle function 44 is trained. An actuation of the pushbutton 47 results in the generation of a control signal, which is the motor vehicle function 44 controls. The push button switch 47 has compared to the input system 42 a similar structure but no display unit. Rather, instead of the display unit a cheaper element, for. B. a planar plastic element, are used.

In den vorgestellten Beispielen sind unterschiedliche Merkmale der vorliegenden Offenbarung getrennt voneinander sowie in bestimmten Kombinationen beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass viele dieser Merkmale, wo dies nicht explizit ausgeschlossen ist, miteinander frei kombinierbar sind. In the examples presented, various features of the present disclosure have been described separately and in specific combinations. However, it is understood that many of these features, where this is not explicitly excluded, are freely combinable with each other.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2012/0092272 A1 [0004]

Claims

Input module (10) comprising an operating element (12) defining a plane which is spanned by a first direction and a second direction substantially perpendicular thereto; a support member (16); at least one elastic element (14) which is arranged between the operating element (12) and the carrier element (16), wherein the elastic element (14) for a deflection of the operating element (12) relative to the carrier element (16) in the first direction lower deformation resistance than in the second direction; and an actuator (24), which is designed for actuating the operating element (12) at least in the first direction.

Input module (10) after Claim 1 wherein the actuator (24) between the operating element (12) and the carrier element (16) is arranged and designed to deflect the operating element (12) with respect to the carrier element (16).

The input assembly (10) of any one of the preceding claims, wherein the at least one elastic member (14) comprises a polymer such as a foam.

The input assembly (10) of any one of the preceding claims, wherein the at least one elastic member (14) has a shape that results in a lower resistance to deformation in the first direction than in the second direction.

An input assembly (10) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one elastic member (14) has at least one recess (22) extending substantially parallel to the second direction.

Input module (10) after Claim 5 , wherein the at least one recess (22) is formed at least partially as a slot.

Input module (10) after Claim 6 wherein the slot is substantially perpendicular to the plane defined by the operating element (12).

Input module (10) according to one of Claims 6 or 7 wherein the at least one elastic element (14) comprises a multiplicity of recesses (22) formed at least in regions as slots, which run parallel at least in regions.

An input assembly (10) according to any one of the preceding claims, wherein a plurality of elastic members (14) are provided which have a smaller dimension in the first direction than in the second direction.

Input module (10) after Claim 9 wherein the plurality of elastic members (14) are arranged one behind the other and spaced from each other along the first direction.

The input assembly (10) of any one of the preceding claims, further comprising at least one support member (32) restricting deformation of the at least one elastic member (14) in the first direction.

The input module (10) according to any one of the preceding claims, further comprising at least one support element (32), which limits a deformation of the at least one elastic element (14) of a direction perpendicular to the plane defined by the operating element (12).

Input module (10) according to one of the preceding claims, further comprising a force sensor (36), which is force-transmittingly coupled to the operating element (12), wherein the force sensor (36) is formed to detect a force on the operating element (12).

Input module (10) after Claim 13 further comprising a control unit (34) coupled to the force sensor (36), the control unit (34) adapted to generate a control signal in response to the application of force.

Input module (10) after Claim 14 , wherein the control signal is designed to control the actuator (24).

Input module (10) according to one of the preceding claims, wherein the operating element (12) comprises a display unit (13).

Input module (10) after Claim 16 in combination with at least Claim 14 , wherein the control signal is designed to control the display unit (13).

The input assembly (10) of any one of the preceding claims, wherein the actuator (24) is a linear actuator configured to actuate the operating element (12) in the first direction.

A motor vehicle (40) comprising an input assembly (10) according to any one of the preceding claims.