DE102017220433A1

DE102017220433A1 - Bedieneinrichtung für ein Fahrzeug und Fahrzeuglenkeinrichtung

Info

Publication number: DE102017220433A1
Application number: DE102017220433.8A
Authority: DE
Inventors: Martin Scheck; Clemens Marek; Andrea Uphoff; Marco Friese; Thorsten Steckstor
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2019-05-16
Also published as: DE102017220433A8; CN109795322A

Abstract

Es werden eine Bedieneinrichtung 1 für ein Fahrzeug mit einer geschlossenen, berührungsempfindlichen Sensorfläche 2 sowie eine Fahrzeuglenkeinrichtung mit einer Bedieneinrichtung 1 angegeben. Erfindungsgemäß ist die Sensorfläche 2 dreidimensional geformt. Die Bedieneinrichtung 1 weist eine Positionserkennungseinrichtung, ausgebildet zur Detektion einer Berührung der Sensorfläche 2 an einer bestimmten Position, und eine Kraftermittlungseinrichtung, ausgebildet zur Ermittlung einer an der bestimmten Position auf die Sensorfläche 2 aufgebrachten Kraft, auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung für ein Fahrzeug mit einer geschlossenen, berührungsempfindlichen Sensorfläche sowie eine Fahrzeuglenkeinrichtung mit einer Bedieneinrichtung.
Fahrzeuge verfügen über Bedieneinrichtungen mit Bedienelementen, wie z. B. Schalter oder Bedienfelder, durch deren Betätigung beispielsweise Fahrzeugfunktionen oder Multimediaanwendungen gesteuert werden können. Eine Sonderform der Schalter stellen Taster dar, die durch Drücken betätigt werden und nach dem Loslassen selbsttätig in ihre Ausgangslage zurückkehren. Derartige Bedieneinrichtungen können z. B. am Lenkrad angeordnet sein.
Üblicherweise sind mehrere Bedienelemente zur Bedienung unterschiedlicher Funktionen oder Anwendungen in einer Bedieneinrichtung benachbart zueinander angeordnet, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen und eine Fehlbedienung zu verhindern. 1 zeigt schematisch die Darstellung einer Bedieneinrichtung gemäß dem Stand der Technik.
Es können auch multifunktionelle Bedienelemente vorhanden sein, mit denen unterschiedliche Eingaben getätigt werden können. Beispielsweise kann ein Bedienelement dazu ausgebildet sein, durch Drücken oder Bewegung nach oben und unten oder rechts und links unterschiedliche Eingabebefehle zu übermitteln.
Es besteht auch die Möglichkeit, einem kurzen Drücken und einem Gedrückthalten unterschiedliche Eingabebefehle zuzuordnen. Ein kurzes Drücken kann beispielsweise zur Bestätigung einer Eingabe vorgesehen sein, während mittels Gedrückhalten z. B. eine Liste durchblättert (gescrollt) werden kann.
Aus der DE 10 2013 100 355 A1 ist eine Bedieneinrichtung mit mehreren Bedienelementen bekannt, die eine geschlossene, berührungsempfindliche Sensorfläche als Oberfläche aufweist. Unter der Sensorfläche sind mechanische Schaltelemente angeordnet, die durch Verformen der Sensorfläche betätigt werden können.
Nachteilig an dieser Bedieneinrichtung sind die Notwendigkeit mechanischer Schaltelemente sowie einer Verformung der Sensorfläche zur Eingabe von Befehlen. Dadurch nimmt die Gefahr fehlerhafter Eingaben zu.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bedieneinrichtung bereitzustellen, bei der die Gefahr fehlerhafter Eingaben gering ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Bedieneinrichtung für ein Fahrzeug, z. B. einen Personenkraftwagen, mit einer berührungsempfindlichen Sensorfläche als Oberfläche weist eine Positionserkennungseinrichtung sowie eine Kraftermittlungseinrichtung auf. Die Bedieneinrichtung kann beispielsweise auf dem Lenkrad oder der Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet oder angebracht sein.
Die Positionserkennungseinrichtung ist zur Detektion einer Berührung der Sensorfläche an einer bestimmten Position ausgebildet. Die Kraftermittlungseinrichtung ist zur Ermittlung einer an der bestimmten Position der Sensorfläche aufgebrachten Kraft ausgebildet.
Mittels der Positionserkennungseinrichtung kann die Position eines Fingers, z. B. des Daumens, auf der Sensorfläche erkannt werden. Mittels der Kraftermittlungseinrichtung kann für diese Position die aufgebrachte Kraft ermittelt werden. Anhand der ermittelten Kraft kann beispielsweise bestimmt werden, ob ein bestimmter Eingabebefehl ausgelöst werden soll. Beispielsweise kann eine Kraftobergrenze vorgesehen sein, wobei erst bei einem Überschreiten der Kraftobergrenze ein bestimmter Eingabebefehl ausgelöst wird. Ein versehentliches Auslösen eines Eingabebefehls kann dadurch vermieden werden.
Zudem ist eine Verformung der Sensorfläche nicht notwendig, um einen bestimmten Eingabebefehl einzugeben.
Die Sensorfläche kann zumindest abschnittsweise transparent oder transluzent ausgebildet sein. Des Weiteren können eine oder mehrere Lichtquellen, beispielsweise Leuchtdioden, zur rückseitigen Beleuchtung der Sensorfläche vorgesehen sein.
Die Sensorfläche ist erfindungsgemäß dreidimensional geformt. Beispielsweise kann eine Erhebung der Sensorfläche, die mittig angeordnet sein kann, vorgesehen sein. Dies kann die Positionierung des Fingers auf der Sensorfläche erleichtern, so dass fehlerhafte Eingabe vermieden werden können. Zudem kann die Bedieneinrichtung dadurch besser an die ergonomischen Verhältnisse einer Hand eines Bedieners angepasst werden, wodurch z. B. die auf die Sensorfläche aufgebrachte Kraft besser dosiert werden kann.
Mittels der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung kann eine Kraft intuitiv nach oben, unten, links, rechts oder mittig (zentral) auf die Erhebung aufgebracht und entsprechend detektiert werden, so dass beispielsweise bestimmte Befehle aus einer Befehlsübersicht (Menü) intuitiv ausgewählt werden können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Kraftermittlungseinrichtung zur Ermittlung von zwei oder mehr Kraftniveaus ausgebildet sein. Den unterschiedlichen Kraftniveaus können verschiedene Eingabebefehle zugeordnet sein. Beispielsweise kann eine Kraft innerhalb eines ersten Kraftniveaus einer Bestätigungsfunktion zugeordnet sein, während eine Kraft innerhalb eines zweiten Kraftniveaus eine Befehlsübersicht (Menü) aufruft. Die Zuordnung von mehreren Kraftniveaus zu einer Position ermöglicht ein kompaktes Design der Bedieneinrichtung, da bei gleichbleibender Sensorfläche eine größere Anzahl verschiedener Eingabebefehle vorgesehen sein kann.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Kraftermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Richtung einer auf die Sensorfläche aufgebrachten Kraft ausgebildet sein. Während die Position der Berührung der Sensorfläche durch die tatsächliche Kontaktstelle zwischen einem Finger des Bedieners der Bedieneinrichtung und der Sensorfläche festgelegt ist, kann bei derselben Position die Richtung des Krafteintrags unterschiedlich sein.
Wird nun nicht nur die Gesamtkraft ermittelt, sondern auch die Richtung des Krafteintrags, so kann jeder Richtung oder einer Gruppe von Richtungen ein bestimmter Eingabebefehl zugeordnet sein. So kann durch einen Krafteintrag z. B. nach rechts ein rechter Fahrtrichtungsanzeiger ausgelöst werden, während bei einem Krafteintrag nach links ein linker Fahrtrichtungsanzeiger ausgelöst werden kann.
Die Zuordnung von mehreren Kraftrichtungen zu einer Position ermöglicht ein kompaktes Design der Bedieneinrichtung, da bei gleichbleibender Sensorfläche eine größere Anzahl verschiedener Eingabebefehle vorgesehen sein kann.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Positionserkennungseinrichtung als kapazitiver Berührungssensor ausgebildet. Eine kapazitiv berührungssensitive Sensorfläche ermöglicht ein einfaches Erkennen der Berührungsposition auf der Sensorfläche.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Sensorfläche starr, d. h. nicht erkennbar verformbar, ausgebildet sein. Mit anderen Worten bewegt sich die Sensorfläche bei der Berührung durch den Bediener nicht oder allenfalls im Mikrometerbereich, so dass die Bewegung durch den Bediener nicht direkt wahrnehmbar ist.
Eine starre Sensorfläche hilft bei der Vermeidung fehlerhafter Eingaben und erhöht die Lebensdauer der Bedieneinrichtung, da bewegliche Komponenten vermieden werden. Zudem verringert sich der Kraftaufwand für den Bediener, da die Sensorfläche nicht bewegt werden muss, sondern eine leichte Berührung für das Auslesen eines Eingabebefehls bereits ausreichend sein kann. Des Weiteren werden neue Möglichkeiten für die optische Gestaltung und räumliche Anordnung der Bedieneinrichtung geschaffen, da eine Bewegung der Sensorfläche nicht berücksichtigt werden muss.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten weist die Bedieneinrichtung keine mechanischen Schaltelemente auf. Dies erhöht ebenfalls die Lebensdauer der Bedieneinrichtung, da mechanische Schaltelemente verschleißanfällig sind. Zudem ist die Betätigung mechanischer Schaltelemente, insbesondere durch eine geschlossene Oberfläche hindurch fehlerbehaftet, so dass der Verzicht auf mechanische Schaltelemente zu einer Verringerung von fehlerhaften Eingaben führt.
Eine erfindungsgemäße Fahrzeuglenkeinrichtung weist eine der vorstehend beschriebenen Bedieneinrichtungen auf. Die Fahrzeuglenkeinrichtung kann z. B. als Lenkrad oder Lenkstange ausgebildet sein.
Die Bedieneinrichtung kann beispielsweise im Bereich des Lenkradkranzes und/oder der Lenkradspeichen, z. B. im radial äußeren Bereich der Lenkradspeichen, angeordnet sein. Vorzugsweise kann die Bedieneinrichtung so angeordnet sein, dass der Bediener die Bedieneinrichtung bedienen, d. h. Eingabebefehle eingeben kann, ohne die Position seiner Hände an der Lenkeinrichtung zu verändern oder die Lenkeinrichtung loslassen zu müssen.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der Abbildungen hervor. Es zeigen:

1 schematische Darstellung einer Bedieneinrichtung gemäß dem Stand der Technik und
2 eine beispielhafte Bedieneinrichtung.

In der 1 ist eine Bedieneinrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Diese Bedieneinrichtung 1 weist eine unterbrochene, d. h. eine nicht geschlossene Oberfläche, auf, auf der mehrere, voneinander separierte Bedienelemente 3 angeordnet sind. Teilweise ist eine Mehrfachbelegung der Bedienelemente 3 vorgesehen. Beispielsweise kann das mit OK beschriftete Bedienelement 3 gedrückt sowie nach unten oder oben bewegt werden.
Demgegenüber weist die in 2 beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße Bedieneinrichtung 1 eine geschlossene Sensorfläche 2 auf. Die Sensorfläche 2 ist dreidimensional geformt, so dass mittig eine Erhebung 4 ausgebildet ist.
Die Bedieneinrichtung 1 weist eine Positionserkennungseinrichtung zur Detektion einer Berührung der Sensorfläche 2 an einer bestimmten Position sowie eine Kraftermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer an dieser Position auf die Sensorfläche 2 aufgebrachten Kraft auf. Es können zwei verschiedene Kraftniveaus vorgesehen sein, die mittels der Kraftermittlungseinrichtung ermittelt werden können. Beispielsweise kann bei Aufbringen einer geringen Kraft innerhalb eines ersten Kraftniveaus ein erster Eingabebefehl ausgelöst werden, z. B. ein OK-Befehl, während bei Aufbringen einer höheren Kraft innerhalb eines zweiten Kraftniveaus durch ein Menü gescrollt werden kann.
Die Sensorfläche 2 ist im Ausführungsbeispiel starr ausgebildet. Zudem weist die Bedieneinrichtung 1 keine mechanischen Schaltelemente auf. Die Bedieneinrichtung 1 kann beispielsweise an einem Lenkrad eines Personenkraftwagens angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

1: Bedieneinrichtung
2: Sensorfläche
3: Bedienelement
4: Erhebung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013100355 A1 [0006]

Claims

Bedieneinrichtung (1) für ein Fahrzeug mit einer geschlossenen, berührungsempfindlichen Sensorfläche (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (2) dreidimensional geformt ist und die Bedieneinrichtung (1) eine Positionserkennungseinrichtung, ausgebildet zur Detektion einer Berührung der Sensorfläche (2) an einer bestimmten Position, sowie eine Kraftermittlungseinrichtung, ausgebildet zur Ermittlung einer an der bestimmten Position auf die Sensorfläche (2) aufgebrachten Kraft, aufweist.
Bedieneinrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftermittlungseinrichtung zur Ermittlung von zwei oder mehr Kraftniveaus ausgebildet ist.
Bedieneinrichtung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kraftniveau ein Eingabebefehl zugeordnet ist.
Bedieneinrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Richtung einer aufgebrachten Kraft ausgebildet ist.
Bedieneinrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserkennungseinrichtung als kapazitiver Berührungssensor ausgebildet ist.
Bedieneinrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (2) starr ist.
Bedieneinrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (1) keine mechanischen Schaltelemente aufweist.
Fahrzeuglenkeinrichtung mit einer Bedieneinrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.