DE102018000873B3 - Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen an einer Trägereinrichtung (14) gelagerten Berührungsbildschirm (12) zum Anzeigen von graphischen Objekten und Erfassen von Berührkoordinaten. Die Bedienvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Berührungsbildschirm (12) an der Trägereinrichtung (14) fest gelagert ist, und dass dem Berührungsbildschirm (12) eine separat vom Berührungsbildschirm (12) ausgebildete Berührscheibe (16) vorgelagert ist, wobei die Berührscheibe (16) über Lagermittel (18) in Richtung parallel und senkrecht zum Berührungsbildschirm (12) beweglich an der Trägereinrichtung (14) gelagert ist und die Berührscheibe (16) mit mindestens einem Aktor (20) in Wirkverbindung steht, mittels dem zur Erzeugen einer haptischen Rückmeldung die Berührscheibe (16) in Richtung parallel und/oder senkrecht zum Berührungsbildschirm (12) auslenkbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
  • Eine gattungsgemäße Bedienvorrichtung umfassend einen Berührungsbildschirm zum Anzeigen von graphischen Objekten auf einer Anzeigefläche und zum Erfassen von Berührkoordinaten einer durch einen Benutzer an der Anzeigefläche getätigten Bildschirmberührung ist in der DE 10 2015 016 499 B3 offenbart.
  • Die DE 10 2005 011 633 A1 offenbart einen berührungsempfindlichen Bildschirm mit einer Anzeigevorrichtung und mit einer vor einer Bildseite der Anzeigevorrichtung und im Abstand zu der Anzeigevorrichtung angeordneten lichtdurchlässigen berührungsempfindlichen Anordnung, die zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung relativ zur Anzeigevorrichtung bewegbar ist.
  • Aus der US 2003/0184574 A1 ist ein berührungsempfindlicher Bildschirm bekannt, bei dem eine berührungsempfindliche Anordnung in Abstand zu einer Anzeigevorrichtung auf einer Platte angeordnet ist. Ein oder mehrere Aktuatoren sind mit der Platte verbunden und dienen zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung bei Berühren der Platte. Die haptische Rückmeldung erfolgt in Form von Vibrationen oder Pulsen.
  • Die DE 201 10 769 U1 beschreibt eine berührungssensitive Dateneingabeeinrichtung, die an mehreren Abstützmittel schwimmend gelagert ist. Zur Erzeugung einer Schalthaptik ist jedem Abstützmittel ein elektromagnetischer Spulenkörper zugeordnet. Zur Ausbildung der Schalthaptik werden die Spulenkörper auf gleiche oder unterschiedliche Weise bestromt, so dass die Verschiebung des Bedienfelds gegen eine magnetische Haltekraft erfolgt.
  • Eine weitere Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist in der DE 10 2014 018 355 A1 offenbart. Um das Touchpad gegen Bruch bei Beaufschlagung mit einer Kraft zu schützen, ist das Touchpad beweglich an der Trägereinrichtung gelagert und kann z.B. hin- und herschwingen oder wippen oder vibrieren. Insbesondere sieht die DE 10 2014 018 355 A1 vor, die Beweglichkeit des Touchpads in Bezug zur Trägereinheit nicht nur zum Schutz der Berührscheibe des Touchpads, sondern auch zum Erzeugen einer haptischen Rückmeldung zu nutzen. Nach der Lehre der DE 10 2014 018 355 A1 umfasst die Bedienvorrichtung dafür eine Aktoreneinrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Touchpad parallel zu der Bedienfläche bezüglich der Trägereinrichtung auszulenken. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass zur Erzeugung der haptischen Rückmeldung das gesamte Touchpad angeregt wird, d.h., verhältnismäßig hohe bewegte Massen vorherrschen, mit dem Effekt, dass im verbauten Zustand die komplette Mittelkonsole oder Schalttafel mitschwingt und damit die Haptik als nicht wertig empfunden wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine verbesserte haptische Rückmeldung ermöglicht ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
  • Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
  • In bekannter Art und Weise umfasst die Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug einen an einer Trägereinrichtung gelagerten Berührungsbildschirm zum Anzeigen von graphischen Objekten und Erfassen von Berührkoordinaten.
  • Erfindungsgemäß ist der Berührungsbildschirm an der Trägereinrichtung fest, d.h. unbeweglich gelagert und es ist eine vom Berührungsbildschirm separat ausgebildete Berührscheibe vorgesehen, die dem Berührungsbildschirm vorgelagert ist und die über Lagermittel in Richtung parallel und/oder senkrecht zum Berührungsbildschirm beweglich an der Trägereinrichtung gelagert ist. Zudem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die in Bezug zum Berührbildschirm beweglich gelagerte Berührscheibe mit mindestens einem Aktor in Wirkverbindung steht, mittels dem zur Erzeugen einer haptischen Rückmeldung die Berührscheibe in Richtung parallel und/oder senkrecht zum Berührungsbildschirm auslenkbar ist.
  • Mit einem Aktor in Wirkverbindung stehen, ist dabei so zu verstehen, dass der Aktor unmittelbar (=> Aktor steht in unmittelbaren Kontakt mit der Berührscheibe oder den Lagermitteln) oder mittelbar (=> Aktor steht über eine mechanischen Kopplung mit der Berührscheibe oder den Lagermitteln in Kontakt) einwirkt und damit eine Auslenkung der Berührscheibe bewirkt.
  • Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist, dass - da zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung lediglich die Berührscheibe angeregt bzw. bewegt wird - die bewegten Massen im Vergleich zum Stand der Technik gemäß der DE 10 2014 018 355 A1 wesentlich geringer sind. Dies wiederum hat den positiven Effekt, dass neben einer präziseren und damit höherwertigen Haptik, ein Mitschwingen der Mittelkonsole bzw. Schalttafel nahezu vermieden wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund der geringeren, mit dem Aktor anzuregenden Masse, der Aktor entsprechend kleiner und leistungsärmer dimensioniert werden kann, so dass hierdurch eine insgesamt kostengünstigere und kompaktere Bauweise der Bedienvorrichtung gewährleistet ist.
  • Lediglich der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass die Formulierung, nämlich dass dem Berührungsbildschirm eine separat vom Berührungsbildschirm ausgebildete Berührscheibe vorgelagert ist, insbesondere so zu verstehen ist, dass die Berührscheibe als ein vom Berührungsbildschirm separates Bauteil ausgebildet ist, welches koplanar zum Berührungsbild ausgerichtet und in Blickrichtung eines Benutzers betrachtet, vor dem Berührungsbildschirm angeordnet ist.
  • Vorzugsweise sind die Lagermittel, mittels derer die Berührscheibe in Richtung parallel und senkrecht beweglich an der Trägereinrichtung und damit in Bezug zum Berührbildschirm beweglich gelagert ist, in Form von Federelementen ausgebildet. Hierdurch ist eine kostengünstige und einfach zu realisierende Lagerung der Berührscheibe ermöglicht.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Berührscheibe aus Glas ausgebildet. Die Ausbildung der Berührscheibe aus Glas hat den Vorteil, dass neben einer kratzfesten und langen Lebensdauer zudem noch eine einfache Reinigung der Berührscheibe gewährleistet ist.
  • Eine alternative, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Berührscheibe aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass aufgrund der Ausbildung der Berührscheibe aus einem Kunststoffmaterial nochmals Gewicht eingespart wird, mit dem Effekt, dass die zu bewegende/anzuregende Masse kleiner ist und damit der Aktor kleiner dimensioniert werden kann.
  • Vorzugsweise ist die Trägereinrichtung, d.h. das den Berührungsbildschirm und die Berührscheibe lagernde Bauteil, in Form eines Gehäuses ausgebildet, wobei der Aktor im Gehäuse angeordnet ist. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine sehr kompakte, einfach zu montierende Baueinheit zur Verfügung gestellt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sieht vor, dass der mindestens eine Aktor in Form eines Piezoaktors ausgebildet ist. Hierdurch ist neben einem sehr geringen Energiebedarf eine schnelle Ansprechzeit des Aktors gewährleistet. Ein weiterer Vorteil ist, dass Piezoaktoren aufgrund ihrer kleinbauenden Bauweise wenig Bauraum benötigen und damit einfach zu integrieren sind.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • In der Zeichnung bedeutet:
    • 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
  • 1 zeigt in einer Schnittansicht eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
  • Wie 1 zeigt, umfasst die Bedienvorrichtung 10 einen Berührungsbildschirm 12, der an einer in Form eines Gehäuses ausgebildeten Trägereinrichtung 14 fest gelagert ist. Fest gelagert ist in diesem Zusammenhang so zu verstehen, dass der Berührungsbildschirm 12 keine Relativbewegung in Bezug zur Trägereinrichtung 14 ausführen kann.
  • Der Berührungsbildschirm 12 ist dabei in bekannter Art und Weises zum Anzeigen von graphischen Objekten sowie zum Erfassen der Berührkoordinaten einer z.B. mittels eines Fingers ausgeübten Druckkraft ausgebildet. Derartige Berührungsbildschirme, auch als Touchscreen oder Touchpad bezeichnet, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, so dass auf eine weitere Beschreibung aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wird.
  • Wie 1 weiter zeigt, umfasst die Bedienvorrichtung 10 zudem eine in Bezug zum Berührungsbildschirm 12 als separates Bauteil ausgebildete Berührscheibe 16. Die Berührscheibe 16 ist koplanar zum Berührungsbildschirm 12 ausgerichtet und in Bezug auf die dargestellte Hand eines Benutzers vor dem Berührungsbildschirm 12 angeordnet.
  • Über Federelemente 18 ist die Berührscheibe 16 in Richtung parallel und senkrecht zum Berührungsbildschirm 12 beweglich am Gehäuse 14 gelagert. D.h. in Bezug zum Berührungsbildschirm 12 ist die Berührscheibe 16 beweglich gelagert.
  • Zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung umfasst die Bedienvorrichtung 10 zudem mindestens einen, im Gehäuse 14 angeordneten Aktor 20. Der Aktor 20 ist vorliegend als ein Piezoaktor ausgebildet.
  • Der Aktor 20 steht dabei über eine mechanische Kopplung 22 mit Berührscheibe 16 in Wirkverbindung. Durch eine entsprechende Anregung des Aktors 20 und einer damit verbundenen Auslenkung der Berührscheibe 16 in Richtung senkrecht und/oder parallel zum Berührungsbildschirm 12 wird die haptische Rückmeldung erzeugt.
  • Vorliegend ist die Berührscheibe 16 aus einem leichtbauenden Kunststoffmaterial ausgebildet.
  • Da bei der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung 10 für die haptische Rückmeldung nur die Berührscheibe 16 angeregt/ausgelenkt wird, sind in vorteilhafter Weise die bewegten Massen wesentlicher geringer als im Vergleich zum Stand der Technik gemäß der DE 10 2014 018 355 A1 , so dass ein Mitschwingen der Mittelkonsole bzw. der Schalttafel weitestgehend verhindert wird und sich für einen Benutzer das Gefühl einer präziseren und höherwertigen Haptik einstellt.

Claims (6)

  1. Bedienvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Bedienvorrichtung (10) eine Trägereinrichtung (14) und einen an der Trägereinrichtung (14) gelagerten Berührungsbildschirm (12) zum Anzeigen von graphischen Objekten und Erfassen von Berührkoordinaten umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung (10) weiterhin eine Berührscheibe (16), Lagermittel (18) und mindestens einen Aktor (20) umfasst, wobei der Berührungsbildschirm (12) an der Trägereinrichtung (14) fest gelagert ist, und wobei dem Berührungsbildschirm (12) die separat vom Berührungsbildschirm (12) ausgebildete Berührscheibe (16) vorgelagert ist, wobei die Berührscheibe (16) über die Lagermittel (18) in Richtung parallel und senkrecht zum Berührungsbildschirm (12) beweglich an der Trägereinrichtung (14) gelagert ist und wobei die Berührscheibe (16) mit dem mindestens einem Aktor (20) in Wirkverbindung steht, mittels dem zur Erzeugen einer haptischen Rückmeldung die Berührscheibe (16) in Richtung parallel und/oder senkrecht zum Berührungsbildschirm (12) auslenkbar ist.
  2. Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermittel (18) in Form von Federelementen ausgebildet sind.
  3. Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührscheibe (16) aus Glas ausgebildet ist.
  4. Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührscheibe (16) aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist.
  5. Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (14) in Form eines Gehäuses ausgebildet ist und dass der Aktor (20) im Gehäuse angeordnet ist.
  6. Bedienvorrichtung () nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (20) in Form eines Piezoaktors ausgebildet ist.
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