DE102018102221B4 - Touch-sensitive input device - Google Patents

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Abstract

Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) aufweisend ein Gehäuse (3) und ein in dem Gehäuse (3) angeordnetes Trägerelement (4), an welchem ein berührempfindliches Eingabeteil (5) über mindestens ein Lagerelement (6) gegenüber dem Gehäuse (3) bewegbar gelagert ist, wobei zur Schwingungsanregung des berührempfindlichen Eingabeteils (5) am Trägerelement (4) ein Aktuator (7) angeordnet ist, welcher mit dem berührempfindlichen Eingabeteil (5) gekoppelt ist, wobei am Trägerelement (4) mindestens ein Schwingungstilger (10) zur Dämpfung der am Trägerelement (4) und/oder am Gehäuse (3) durch den Aktuator (7) erzeugten Schwingungen angeordnet ist, wobei der Schwingungstilger (10) einen Schwingungstilgeraktuator (17) umfasst, der zur vollständigen Schwingungskompensation des Trägerelements (4) und/oder des Gehäuses (3) entgegen der Kraftrichtung des Aktuators (7) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungssignale für den Schwingungstilgeraktuator (17) und den Aktuator (7) unterschiedlich ausgebildet sind.

Figure DE102018102221B4_0000
Touch-sensitive input device (1) having a housing (3) and a carrier element (4) arranged in the housing (3), on which a touch-sensitive input part (5) is mounted so that it can move relative to the housing (3) via at least one bearing element (6), an actuator (7) being arranged on the carrier element (4) for excitation of vibrations of the touch-sensitive input part (5), which is coupled to the touch-sensitive input part (5), with at least one vibration style on the carrier element (4). ger (10) for damping the vibrations generated on the carrier element (4) and/or on the housing (3) by the actuator (7), the vibration damper (10) comprising a vibration damper actuator (17) which acts counter to the direction of the force of the actuator (7) for complete vibration compensation of the carrier element (4) and/or the housing (3), characterized in that the control signals for the vibration damper actuator (17) and the actuator (7 ) are designed differently.
Figure DE102018102221B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine berührempfindliche Eingabevorrichtung aufweisend ein Gehäuse und ein in dem Gehäuse angeordnetes Trägerelement, an welchem ein berührempfindliches Eingabeteil, insbesondere ein Touchpad oder Touchscreen, über mindestens ein Lagerelement, vorzugsweise in Längsrichtung, gegenüber dem Gehäuse bewegbar gelagert ist, wobei zur Schwingungsanregung des berührempfindlichen Eingabeteils am Trägerelement ein Aktuator angeordnet ist, welcher mit dem berührempfindlichen Eingabeteil gekoppelt ist.The invention relates to a touch-sensitive input device having a housing and a carrier element arranged in the housing, on which a touch-sensitive input part, in particular a touchpad or touchscreen, is mounted so that it can move relative to the housing via at least one bearing element, preferably in the longitudinal direction, with an actuator being arranged on the carrier element to excite vibration of the touch-sensitive input part, which is coupled to the touch-sensitive input part.

Aus dem Stand der Technik ist eine berührempfindliche Eingabevorrichtung bekannt, welche ein Gehäuse und ein Trägerelement aufweist. Das Trägerelement ist mit einem als Touchpad ausgebildeten berührungsempfindlichen Eingabeteil über mehrere Lagerelemente schwingend gelagert. Ein elektromagnetischer Aktuator, welcher in dem Gehäuse angeordnet ist, dient zur Schwingungsanregung des Touchpads, wenn ein Benutzer das Touchpad bedient. Der Benutzer erhält somit bei der Betätigung des Touchpads eine haptische Rückmeldung, wenn er einen Befehl ausführt, um beispielsweise ein Navigationssystem zu bedienen. Die durch den Aktuator erzeugten Schwingungen übertragen sich aber auch auf das Trägerelement und das Gehäuse. Das Gehäuse kann beispielsweise in einer Konsole eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein, so dass sich die Schwingung vom Touchpad über das Trägerelement bzw. über das Gehäuse auf die Konsole überträgt. Im Ergebnis führt dies zu unerwünschten Geräuschen und Vibrationen an der Konsole, die für einen Benutzer eines Kraftfahrzeugs als störend empfunden werden. Deshalb werden sogenannte passive Schwingungstilger verwendet, die beispielsweise direkt mit dem Touchpad gekoppelt sind. Wird nun das Touchpad durch den elektromagnetischen Aktuator zur Schwingung angeregt, so wird die Schwingung des Touchpads durch den passiven Schwingungstilger derart isoliert, dass eine Geräuschentwicklung durch das Gehäuse verhindert wird. Der Nachteil dieser Lösung ist jedoch, dass der Aktuator bei dieser Lösung mit dem Touchpad mitschwingt, weil dieser am Touchpad angeordnet ist. Daher werden auch die Verbindungskabel zur elektrischen Versorgung des Aktuators mitbewegt. Auf Dauer kann es daher zu Kabelbrüchen kommen, die die Funktion der berührempfindlichen Eingabevorrichtung negativ beeinträchtigen.A touch-sensitive input device is known from the prior art, which has a housing and a carrier element. The carrier element is oscillatingly mounted with a touch-sensitive input part designed as a touchpad via a number of bearing elements. An electromagnetic actuator, which is arranged in the housing, is used to excite the touchpad to oscillate when a user operates the touchpad. The user thus receives haptic feedback when operating the touchpad when executing a command, for example to operate a navigation system. However, the vibrations generated by the actuator are also transmitted to the carrier element and the housing. The housing can be arranged, for example, in a console of a motor vehicle, so that the vibration is transmitted from the touchpad to the console via the carrier element or via the housing. As a result, this leads to unwanted noises and vibrations on the console, which are perceived as annoying for a user of a motor vehicle. Therefore, so-called passive vibration absorbers are used, which are coupled directly to the touchpad, for example. If the touchpad is now excited to vibrate by the electromagnetic actuator, the vibration of the touchpad is isolated by the passive vibration damper in such a way that noise from the housing is prevented. However, the disadvantage of this solution is that the actuator vibrates with the touchpad in this solution because it is arranged on the touchpad. Therefore, the connecting cables for the electrical supply of the actuator are also moved. In the long run, cable breaks can therefore occur, which negatively affect the function of the touch-sensitive input device.

Aus der DE 10 2016 223 021 A1 ist eine berührempfindliche Eingabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Gattungsgemäße Eingabevorrichtungen sind ferner aus der DE 10 2016 114 697 A1 , der WO 2018/ 046 302 A1 und der DE 11 2011 101 553 T5 bekannt.From the DE 10 2016 223 021 A1 a touch-sensitive input device according to the preamble of claim 1 is known. Generic input devices are also from DE 10 2016 114 697 A1 , the WO 2018/ 046 302 A1 and the DE 11 2011 101 553 T5 known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Eingabevorrichtung bereitzustellen, welche eine minimierte Störgeräuschentwicklung aufweist.The invention is therefore based on the object of providing a reliable input device which has minimized noise development.

Die Erfindung wird durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei am Trägerelement mindestens ein Schwingungstilger zur Dämpfung der am Trägerelement und/oder am Gehäuse durch den Aktuator erzeugten Schwingungen angeordnet ist, wobei der Schwingungstilger einen Schwingungstilgeraktuator umfasst, der zur vollständigen Schwingungskompensation des Trägerelements und/oder des Gehäuses entgegen der Kraftrichtung des Aktuators wirkt.The invention is achieved by the characterizing part of patent claim 1, wherein at least one vibration absorber for damping the vibrations generated on the support element and/or on the housing by the actuator is arranged on the support element, the vibration absorber comprising a vibration absorber actuator which acts counter to the force direction of the actuator for complete vibration compensation of the support element and/or the housing.

Erfindungsgemäß ist ein berührempfindliches Eingabeteil vorgesehen. Der Begriff „berührempfindliches Eingabeteil“ ist weit auszulegen. Dabei handelt es sich im Allgemeinen um ein Teil des Eingabegeräts, das eine dem Bediener zugewandte Eingabefläche definiert, auf der eine Berührung durch ein Eingabeorgan oder einen Finger eines Bedieners durch eine Sensorik detektiert wird, bevorzugt ortsauflösend detektiert wird. Bevorzugt handelt es sich bei dem berührempfindlichen Eingabeteil um ein Touchpad, d.h. ein anzeigeloses Eingabeteil mit ortsauflösender Detektion einer Berührung auf einer zum Eingabeteil gehörigen Eingabefläche oder ein Touchscreen, d.h. ein Eingabeteil mit ortsauflösender Detektion einer Berührung auf einer zum Eingabeteil gehörigen Eingabefläche, wobei im letzteren Fall der Eingabefläche ferner eine elektronische Anzeige, insbesondere eine elektronische Pixelmatrixanzeige zugeordnet ist.According to the invention, a touch-sensitive input part is provided. The term "touch-sensitive input part" is to be interpreted broadly. This is generally a part of the input device that defines an input surface facing the operator, on which a touch by an input device or an operator's finger is detected by a sensor system, preferably detected in a location-resolving manner. The touch-sensitive input part is preferably a touchpad, i.e. an input part without display with spatially resolving detection of a touch on an input surface belonging to the input part, or a touch screen, i.e. an input part with spatially resolving detection of a touch on an input surface belonging to the input part, in which case the input surface is also assigned an electronic display, in particular an electronic pixel matrix display.

Beispielsweise sind der Eingabefläche ein oder mehrere Sensoren zur Detektion einer Berührung und/oder einer Druckkraft auf der Eingabefläche zugeordnet. Beispielsweise handelt es sich um mehrere in einer Matrix angeordnete Elektroden und eine zugehörige Auswerteinheit zur ortsauflösenden Berührungsdetektion und/oder einen oder mehrere Kraftsensoren zur Detektion der durch die Betätigung bewirkten Druckkraft, wie einen oder mehrere kapazitive Kraftsensoren.For example, one or more sensors for detecting a touch and/or a pressure force on the input surface are assigned to the input surface. For example, there are several electrodes arranged in a matrix and an associated evaluation unit for spatially resolving touch detection and/or one or more force sensors for detecting the compressive force caused by the actuation, such as one or more capacitive force sensors.

Erfindungsgemäß ist ferner ein Aktuator vorgesehen, um das Eingabeteil zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks bewegend anzutreiben. Bevorzugt wird das Eingabeteil linear angetrieben. Bevorzugt ist der Aktuator ein elektromotorischer oder elektromagnetischer Aktuator. Beispielsweise weist der Aktuator eine Spule auf, dessen durch die Spule erzeugtes, elektromagnetisches Feld zur Zusammenwirkung mit einem Anker ausgebildet und angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist dieser Aktuator eine die effektive Wirkrichtung beschreibende Wirkachse auf, um eine Bewegung des Eingabeteils, beispielsweise der berührempfindlichen Anzeige, zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung in Auslenkrichtung zu bewirken.According to the invention, an actuator is also provided in order to drive the input part in a moving manner in order to generate haptic feedback. The input part is preferably driven linearly. The actuator is preferably an electromotive or electromagnetic actuator. For example, the actuator has a coil whose electromagnetic field generated by the coil is designed and arranged to interact with an armature. According to the invention, this actuator has an axis of action that describes the effective direction of action, in order to prevent a movement of the input part, for example the touch-sensitive Display to cause a haptic feedback in the direction of deflection.

Bevorzugt ist der Schwingungstilgeraktuator ein elektromotorischer oder elektromagnetischer Aktuator. Beispielsweise weist der Schwingungstilgeraktuator eine Spule auf, dessen durch die Spule erzeugtes, elektromagnetisches Feld zur Zusammenwirkung mit einem Anker ausgebildet und angeordnet ist. Dieser Schwingungstilgeraktuator weist wie der zuvor beschriebene Aktuator eine die effektive Wirkrichtung beschreibende Wirkachse auf, wobei die Wirkachse des Schwingungstilgeraktuators beispielsweise auf derselben Achse angeordnet sein kann wie die Wirkachse des zuvor beschriebenen Aktuators.The vibration damper actuator is preferably an electromotive or electromagnetic actuator. For example, the vibration damper actuator has a coil whose electromagnetic field generated by the coil is designed and arranged to interact with an armature. Like the actuator described above, this vibration absorber actuator has an axis of action that describes the effective direction of action, wherein the axis of action of the vibration absorber actuator can be arranged, for example, on the same axis as the axis of action of the actuator described above.

Der Aktuator ist mit dem berührempfindlichen Eingabeteil gekoppelt. Eine geräuschverursachende Schwingungsanregung des Trägerelements und/oder des Gehäuses ist durch den Aktuator ausgeschlossen, weil der Schwingungstilgeraktuator die durch den Aktuator erzeugten Schwingungen und daraus resultierenden Kräfte am Trägerelement vollständig kompensiert. Folglich wirken auf das Trägerelement keine durch den Aktuator erzeugten Kräfte mehr auf das Trägerelement.The actuator is coupled to the touch-sensitive input part. A noise-causing vibrational excitation of the carrier element and/or the housing is excluded by the actuator because the vibration absorber actuator completely compensates for the vibrations generated by the actuator and the resulting forces on the carrier element. Consequently, forces generated by the actuator no longer act on the carrier element.

Das Trägerelement wird nicht durch den Aktuator zur Schwingung angeregt, weil die Reaktio-Kräfte des Aktuators und des Schwingungstilgeraktuators sich zumindest teilweise gegenseitig aufheben. Dadurch werden die auf das Gehäuse einwirkenden resultierenden Kräfte minimiert. Beispielsweise Kabelstränge, insbesondere Verbindungskabel, die mit dem Schwingungstilger verbunden sind, sind daher im Wesentlichen bewegungsfrei im Gehäuse der berührempfindlichen Eingabevorrichtung gelagert. Dies weist den Vorteil auf, dass Kabelbrüche durch ein Betreiben des Aktuators ausgeschlossen werden können. Im Ergebnis wird eine zuverlässige berührempfindliche Eingabevorrichtung bereitgestellt.The carrier element is not excited by the actuator to oscillate because the reaction forces of the actuator and the vibration absorber actuator cancel each other out at least partially. This minimizes the resulting forces acting on the housing. For example, cable harnesses, in particular connecting cables, which are connected to the vibration damper are therefore mounted in the housing of the touch-sensitive input device essentially without movement. This has the advantage that cable breaks can be ruled out by operating the actuator. As a result, a reliable touch-sensitive input device is provided.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der berührempfindlichen Eingabevorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Schwingungstilger vom berührempfindlichen Eingabeteil entkoppelt ist. Der Schwingungstilger kann im Gehäuse platzsparend angeordnet werden. Das Gehäuse kann vorzugsweise in einer Konsole eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Schwingungstilger relativ zum berührempfindlichen Eingabeteil im Wesentlichen bewegungslos bleibt und somit auf den Schwingungstilger einwirkende mechanische Belastungen minimiert werden können, welche durch den Aktuator hervorgerufen werden könnten. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen, die für eine über mehrere Jahre ausgelegte Benutzung verwendet werden, ist die Langlebigkeit von Komponenten wie die erfindungsgemäße berührempfindliche Eingabevorrichtung ein Zeichen für gute Qualität.According to a preferred embodiment of the touch-sensitive input device, it can be provided that the vibration absorber is decoupled from the touch-sensitive input part. The vibration absorber can be arranged in the housing to save space. The housing can preferably be arranged in a console of a motor vehicle. It can thereby be ensured that the vibration damper remains essentially motionless relative to the touch-sensitive input part and thus mechanical loads acting on the vibration damper, which could be caused by the actuator, can be minimized. Particularly in motor vehicles that are used for a number of years, the longevity of components such as the touch-sensitive input device according to the invention is a sign of good quality.

Der Schwingungstilger weist ein Federelement auf, wobei die Dämpfung des Federelements in der Regel nicht veränderbar ist, da sich die natürliche Dämpfung naturgemäß über die innere Reibung des Federelements und des Luftwiderstands einstellt.The vibration absorber has a spring element, with the damping of the spring element usually not being able to be changed, since the natural damping is naturally set via the internal friction of the spring element and the air resistance.

Eine kostengünstige, sichere und zuverlässige Lagerung des berührempfindlichen Eingabeteils kann gewährleistet werden, wenn das Lagerelement als Lagerkraftspeicher, insbesondere als Lagerfederelement ausgebildet ist. Vorzugsweise sind bei der berührempfindlichen Eingabevorrichtung Blattfederelement vorgesehen, die zur schwingungsfähigen Lagerung des berührempfindlichen Eingabeteils dienen. Hierbei kann es sich als zweckmäßig erweisen, vier Blattfederelemente vorzusehen, welche bei einem quaderförmig ausgebildeten Gehäuse jeweils in den Eckbereichen angeordnet sind.A cost-effective, safe and reliable mounting of the touch-sensitive input part can be ensured if the bearing element is designed as a bearing force storage device, in particular as a bearing spring element. In the case of the touch-sensitive input device, leaf spring elements are preferably provided which are used for the oscillating mounting of the touch-sensitive input part. In this case, it can prove expedient to provide four leaf spring elements, which are arranged in the corner regions in the case of a cuboid housing.

Die am Gehäuse entstehenden Schwingungen können zuverlässig isoliert werden, wenn durch den Schwingungstilger die am Trägerelement und/oder am Gehäuse entstehende Resonanzfrequenz durch die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers zumindest teilweise ausgleichbar ist.The vibrations occurring on the housing can be reliably isolated if the resonance frequency occurring on the carrier element and/or on the housing can be at least partially compensated for by the natural frequency of the vibration absorber.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der berührempfindlichen Eingabevorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Aktuator einen ersten Anker und einen ersten Elektromagneten umfasst, wobei der erste Anker mit dem berührempfindlichen Eingabeteil verbunden, insbesondere gekoppelt ist. Durch diese Lösung wird sichergestellt, dass mit einfachen und kostengünstigen konstruktiven Mitteln das berührempfindliche Eingabeteil zur Schwingung angeregt wird. Dabei bewegt der Aktuator eine um eine Zehnerpotenz höhere Masse, insbesondere die Masse des berührempfindlichen Eingabeteils, als das Eigengewicht des ersten Elektromagneten in weniger als 10 Millisekunden. Die dabei benötigte Kraft wirkt in gleichem Maße als Reaktionskraft auf das Gehäuse und über eine dem Gehäuse zugeordnete Gehäuseaufhängung auf die Konsole des Kraftfahrzeugs ein. Der Schwingungstilger sorgt jedoch in vorteilhafterweise dafür, dass die durch die Reaktionskraft erzeugten und unerwünschten Schwingungen am Gehäuse bzw. am Trägerelement, die zu Geräuschentwicklungen an der Konsole führen, minimiert oder sogar eliminiert werden können.According to a further preferred embodiment of the touch-sensitive input device, it can be provided that the actuator comprises a first armature and a first electromagnet, the first armature being connected, in particular coupled, to the touch-sensitive input part. This solution ensures that the touch-sensitive input part is excited to oscillate with simple and inexpensive design means. The actuator moves a mass that is a power of ten higher, in particular the mass of the touch-sensitive input part, than the dead weight of the first electromagnet in less than 10 milliseconds. The force required acts to the same extent as a reaction force on the housing and, via a housing suspension associated with the housing, on the console of the motor vehicle. However, the vibration absorber advantageously ensures that the undesired vibrations on the housing or on the support element, which are generated by the reaction force and lead to noise being generated on the console, can be minimized or even eliminated.

Die Konstruktion der berührempfindlichen Eingabevorrichtung kann vereinfacht werden, wenn der Schwingungstilgeraktuator einen zweiten Elektromagneten und einen zweiten Anker umfasst, wobei der zweite Anker mittels eines Tilgungskraftspeichers, insbesondere mit einem Tilgungsfederelement, mit dem zweiten Elektromagneten verbunden ist. Da der zweite Anker durch den zweiten Elektromagneten angetrieben wird, handelt es sich bei dem Schwingungstilger um einen ansteuerbaren „aktiven“ Schwingungstilger, der nicht wie ein passiver Schwingungstilger direkt mit dem berührempfindlichen Eingabeteil verbunden ist. Ferner ist durch diese Ausbildung des Schwingungstilgers eine platzsparende Anordnung im Gehäuse der berührempfindlichen Eingabevorrichtung möglich.The construction of the touch-sensitive input device can be simplified if the vibration absorber actuator comprises a second electromagnet and a second armature, wherein the second armature is connected to the second electromagnet by means of an amortization force accumulator, in particular with an amortization spring element. Since the second armature is driven by the second electromagnet, the vibration absorber is a controllable "active" vibration absorber that is not directly connected to the touch-sensitive input part like a passive vibration absorber. Furthermore, a space-saving arrangement in the housing of the touch-sensitive input device is possible through this design of the vibration absorber.

Dabei kann die Masse des zweiten Ankers mindestens so groß ausgebildet werden, dass diese vom zweiten Elektromagneten anziehbar ist. Die Masse des zweiten Ankers, welche vorzugsweise als Tilgermasse ausgebildet ist, kann daher theoretisch so klein werden, wie für die Magnetkrafterzeugung über einen entsprechenden Hub notwendig ist. Der zweite Elektromagnet, welcher vorzugsweise als Tilgermagnet ausgebildet ist, weist mindestens zwei Kraftrichtungen durch zwei Arbeitsluftspalte auf, um die entsprechende Magnetkraft zur Anziehung des zweiten Ankers bereitzustellen.The mass of the second armature can be made at least so large that it can be attracted by the second electromagnet. The mass of the second armature, which is preferably designed as an absorber mass, can therefore theoretically be as small as is necessary for generating magnetic force over a corresponding stroke. The second electromagnet, which is preferably designed as an absorber magnet, has at least two directions of force due to two working air gaps in order to provide the corresponding magnetic force for attracting the second armature.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der berührempfindlichen Eingabevorrichtung kann daher vorgesehen sein, dass die Masse des zweiten Ankers kleiner als die Masse des berührenden Eingabeteils ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme kann es gelingen, eine kompakte berührempfindliche Eingabevorrichtung bereitzustellen. Von Vorteil kann es dann sein, wenn die Masse des berührenden Eingabeteils um den Faktor 10 größer als die Masse des zweiten Ankers ausgebildet ist. Somit kann der zweite Anker sehr platzsparend im Gehäuse angeordnet werden.According to a further preferred embodiment of the touch-sensitive input device, provision can therefore be made for the mass of the second anchor to be smaller than the mass of the touching input part. This measure can make it possible to provide a compact touch-sensitive input device. It can then be advantageous if the mass of the touching input part is greater by a factor of 10 than the mass of the second anchor. The second armature can thus be arranged in the housing in a very space-saving manner.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der berührempfindlichen Eingabevorrichtung kann daher vorgesehen sein, dass der erste Elektromagnet im Wesentlichen die gleiche Kraft erzeugt wie der zweite Elektromagnet. Daher weisen der erste Elektromagnet und der zweite Elektromagnet eine ähnliche Baugröße auf und haben etwa denselben Energiebedarf. Auch die Herstellungskosten können für die berührempfindliche Eingabevorrichtung verringert werden, weil es sich bei den beiden Elektromagneten um Gleichteile handeln könnte. Daher kann es sich als vorteilhaft erweisen, dass der erste Elektromagnet im Wesentlichen dieselbe mechanische konstruktive Ausgestaltung aufweist wie der zweite Elektromagnet.According to a further preferred embodiment of the touch-sensitive input device, it can therefore be provided that the first electromagnet generates essentially the same force as the second electromagnet. Therefore, the first electromagnet and the second electromagnet have a similar size and have approximately the same energy requirements. The manufacturing costs for the touch-sensitive input device can also be reduced because the two electromagnets could be identical parts. It can therefore prove to be advantageous for the first electromagnet to have essentially the same mechanical design as the second electromagnet.

Die im Gehäuse unerwünschten Schwingungen können gezielt minimiert werden und es kann gleichzeitig Bauraum gespart werden, wenn die Federkonstante des Tilgungsfederelements kleiner als die Federkonstante des Lagerfederelements ausgebildet ist. Dabei kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Federkonstante des Lagerfederelements um den Faktor 2 bis 15 bevorzugt um den Faktor 3 bis 10 größer als die Federkonstante des Tilgungsfederelements ausgebildet ist. In diesem Fall hat sich gezeigt, dass die Geräuschentwicklung an der Konsole eliminiert werden kann.The undesired vibrations in the housing can be minimized in a targeted manner and at the same time space can be saved if the spring constant of the absorbing spring element is designed to be smaller than the spring constant of the bearing spring element. It can prove to be advantageous if the spring constant of the bearing spring element is designed to be greater by a factor of 2 to 15, preferably by a factor of 3 to 10, than the spring constant of the absorbing spring element. In this case, it has been shown that the noise generated at the console can be eliminated.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der berührempfindlichen Eingabevorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Eingabeteil ein Eingabeteildämpfungselement umfasst, welches die Schwingung des Eingabeteils zusätzlich dämpft.According to a further preferred embodiment of the touch-sensitive input device, it can be provided that the input part comprises an input part damping element, which additionally damps the vibration of the input part.

Je stärker die Federkonstanten des Lagerkraftspeichers und des Tilgungskraftspeichers voneinander abweichen, je stärker spielt die geschwindigkeitsproportionale physikalische Dämpfung eine Rolle. Bei gleich skalierter Dämpfung und voneinander abweichenden Federkonstanten treten erhebliche Schwingungen am Gehäuse auf. Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, das zusätzliche Eingabeteildämpfungselement zu verwenden, welches die Schwingung des Eingabeteils zusätzlich dämpft. Die Dämpfung kann in der Regel auf der Seite des Schwingungstilgeraktuators nicht schwächer skaliert werden, da sich die natürliche Dämpfung physikalisch und naturgemäß über die innere Reibung des Tilgungskraftspeichers und über den Luftwiderstand einstellt.The more the spring constants of the bearing force accumulator and the absorbing force accumulator deviate from one another, the greater the role played by the speed-proportional physical damping. With the same scaled damping and different spring constants, considerable vibrations occur on the housing. It has therefore proven to be advantageous to use the additional input part damping element, which additionally damps the vibration of the input part. As a rule, the damping cannot be scaled weaker on the side of the vibration absorber actuator, since the natural damping occurs physically and naturally via the internal friction of the absorbing force accumulator and via the air resistance.

Es hat sich gezeigt, dass die Federkonstanten des Lagerkraftspeichers und des Tilgungskraftspeichers durch Produktionsungenauigkeiten erheblich voneinander abweichen können. In diesem Fall hat sich gezeigt, dass die Geräuschentwicklung an der Konsole nur dann eliminiert werden kann, wenn wie erfindungsgemäß vorgesehen der Schwingungstilgeraktuator mit einem anderen Signal, insbesondere Signalform angesteuert wird wie der Aktuator. Die Signalform des Schwingungstilgeraktuators kann durch einen Einlernprozess während der Endmontage eingelernt werden.It has been shown that the spring constants of the bearing force accumulator and the cancellation force accumulator can differ significantly from one another due to production inaccuracies. In this case, it has been shown that the noise development on the console can only be eliminated if, as provided according to the invention, the vibration absorber actuator is controlled with a different signal, in particular a signal shape, than the actuator. The waveform of the vibration absorber actuator can be learned through a learning process during final assembly.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der berührempfindlichen Eingabevorrichtung kann vorgesehen sein, dass der erste Elektromagnet und der zweite Elektromagnet unbeweglich am Trägerelement angeordnet sind. Dadurch, dass sowohl der erste Elektromagnet, als auch der zweite Elektromagnet relativ zum berührempfindlichen Eingabeteil im Gehäuse unbewegt bleiben, ist eine direkte Einwirkung von mechanischen Kräften durch die Bewegung des berührempfindlichen Eingabeteils selbst ausgeschlossen, wie es bei einem passiven Schwingungstilger der Fall wäre. Somit wirken auf die beiden Elektromagnete weniger mechanische Belastungen ein, die die Funktionstüchtigkeit dieser negativ beeinflussen könnten. Insbesondere die an den Elektromagneten angeordneten Spulen, welche vorzugsweise aus einem Kupferdraht ausgebildet sind, werden weniger durch Schwingungen beeinträchtigt. According to a further preferred embodiment of the touch-sensitive input device, it can be provided that the first electromagnet and the second electromagnet are arranged immovably on the carrier element. Since both the first electromagnet and the second electromagnet remain stationary relative to the touch-sensitive input part in the housing, a direct impact of mechanical forces through the movement of the touch-sensitive input part itself is ruled out, as would be the case with a passive vibration absorber. As a result, the two electromagnets are subjected to fewer mechanical loads that could adversely affect their functionality. In particular, the coils arranged on the electromagnets, which are preferably formed of a copper wire are less affected by vibrations.

Ein weiterer Vorteil im Vergleich zum passiven Dämpfer ergibt sich dadurch, dass aufgrund der starren Anordnung des ersten Elektromagnets und des Trägerelement ein Spalt, insbesondere Luftspalt zwischen Elektromagnet und zugehörigem Anker minimiert werden kann. Bevorzugt ist der Abstand zwischen Elektromagnet und Anker kleiner als 1mm. Dadurch arbeitet der Elektromagnet in einem effektiveren Bereich.Another advantage compared to the passive damper results from the fact that due to the rigid arrangement of the first electromagnet and the carrier element, a gap, in particular an air gap, between the electromagnet and the associated armature can be minimized. The distance between the electromagnet and the armature is preferably less than 1 mm. As a result, the electromagnet works in a more effective range.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der berührempfindlichen Eingabevorrichtung kann daher vorgesehen sein, dass das Trägerelement als Gehäuse ausgebildet ist oder, das Trägerelement als separates Bauteil im Gehäuse angeordnet ist. Wenn das Trägerelement einen Teil des Gehäuses bildet, kann somit auf ein zusätzliches Bauteil verzichtet werden. Dabei könnte das Trägerelement auch als Wandung des Gehäuses dienen. Es kann jedoch alternativ ein Trägerelement im Gehäuse angeordnet werden, wenn die Komponenten zuerst vormontiert werden müssen und anschließend im Gehäuse verbaut werden müssen. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des berührempfindlichen Eingabegeräts in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs.According to a further preferred embodiment of the touch-sensitive input device, provision can therefore be made for the carrier element to be in the form of a housing or for the carrier element to be arranged as a separate component in the housing. If the carrier element forms part of the housing, an additional component can thus be dispensed with. The carrier element could also serve as a wall of the housing. Alternatively, however, a carrier element can be arranged in the housing if the components first have to be preassembled and then have to be installed in the housing. The invention also relates to the use of the touch-sensitive input device in one of the previously described embodiments in a motor vehicle, in particular in a center console of a motor vehicle.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen:

  • 1 eine berührempfindliche Eingabevorrichtung in einer perspektivischen Darstellung, und
  • 2 ein Ersatzschaltbild der berührempfindlichen Eingabevorrichtung.
The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the figure. It should be pointed out that the figures show a particularly preferred embodiment variant of the invention, but that the invention is not restricted thereto. Show it:
  • 1 a touch-sensitive input device in a perspective view, and
  • 2 an equivalent circuit of the touch-sensitive input device.

In der 1 ist die erfindungsgemäße berührempfindliche Eingabevorrichtung 1 dargestellt, welche vorzugsweise in einer Konsole 2, insbesondere Mittekonsole angeordnet wird. Die berührempfindliche Eingabevorrichtung 1 weist ein Gehäuse 3, in welchem ein Trägerelement 4 zur Anordnung von Bauteilen angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Trägerelement 4 als separates Bauteil im Gehäuse 3 angeordnet. Alternativ kann auch das Trägerelement 4 als Gehäuse 3 ausgebildet sein. Dann könnte das Trägerelement 4 auch eine Wandung des Gehäuses 3 bilden. Des Weiteren umfasst die berührempfindliche Eingabevorrichtung 1 ein berührempfindliches Eingabeteil 5, welches als ein Touchpad oder Touchscreen ausgebildet sein kann. Das berührempfindliche Eingabeteil 5 ist über vier vorzugsweise als Lagerkraftspeicher ausgebildete Lagerelemente 6 horizontal bewegend gegenüber dem Gehäuse 3 gelagert. Die Lagerkraftspeicher sind als Lagerfederelemente, insbesondere als Blattfedern ausgebildet, welche in den Eckbereichen des, insbesondere im Wesentlichen quaderförmigen Gehäuses 3 angeordnet sind.In the 1 the touch-sensitive input device 1 according to the invention is shown, which is preferably arranged in a console 2, in particular the center console. The touch-sensitive input device 1 has a housing 3 in which a carrier element 4 for arranging components is arranged. In the present exemplary embodiment, the carrier element 4 is arranged as a separate component in the housing 3 . Alternatively, the carrier element 4 can also be designed as a housing 3 . Then the carrier element 4 could also form a wall of the housing 3 . Furthermore, the touch-sensitive input device 1 includes a touch-sensitive input part 5, which can be embodied as a touchpad or touchscreen. The touch-sensitive input part 5 is mounted such that it can move horizontally with respect to the housing 3 via four bearing elements 6 , which are preferably designed as bearing energy stores. The bearing force accumulators are designed as bearing spring elements, in particular as leaf springs, which are arranged in the corner regions of the housing 3, which is in particular essentially cuboid.

Zur Schwingungsanregung des berührempfindlichen Eingabeteils 5 am Trägerelement 4 ist ein, insbesondere elektromagnetischer Aktuator 7 vorgesehen, welcher mit dem berührempfindlichen Eingabeteil 5 gekoppelt ist. Der Aktuator 7 umfasst einen ersten Anker 8 und einen ersten Elektromagneten 9, wobei der erste Anker 8 mit dem berührempfindlichen Eingabeteil 5 verbunden ist. Der erste Anker 8 ist L-förmig ausgebildet und kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem berührempfindlichen Eingabeteil 5 verbunden. Zwischen dem Aktuator 7 und dem erstem Anker 8 ist ein Spalt, insbesondere ein Luftspalt vorgesehen, welcher vorzugsweise kleiner als 1mm ausgebildet ist.In order to excite the touch-sensitive input part 5 to vibrate on the carrier element 4 , an actuator 7 , in particular an electromagnetic actuator, is provided, which is coupled to the touch-sensitive input part 5 . The actuator 7 comprises a first armature 8 and a first electromagnet 9 , the first armature 8 being connected to the touch-sensitive input part 5 . The first anchor 8 is L-shaped and is connected to the touch-sensitive input part 5 in a non-positive and/or positive and/or material connection. A gap, in particular an air gap, is provided between the actuator 7 and the first armature 8 and is preferably smaller than 1 mm.

Am Trägerelement 4 ist mindestens ein Schwingungstilger 10 zur Dämpfung der am Trägerelement 4 und/oder am Gehäuse 3 durch den Aktuator 7 erzeugten Schwingungen angeordnet, wobei der Schwingungstilger 10 vom berührempfindlichen Eingabeteil 5 entkoppelt ist. Dies bedeutet, dass der Schwingungstilger 10 nicht unmittelbar mit dem berührempfindlichen Eingabeteil 5 verbunden ist.At least one vibration damper 10 is arranged on the carrier element 4 for damping the vibrations generated on the carrier element 4 and/or on the housing 3 by the actuator 7 , with the vibration damper 10 being decoupled from the touch-sensitive input part 5 . This means that the vibration absorber 10 is not directly connected to the touch-sensitive input part 5 .

Der Schwingungstilger 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als „aktiver“ Schwingungstilger 10 ausgebildet. Denkbar ist es aber auch, alternativ einen Schwingungsdämpfer zu verwenden.In the present exemplary embodiment, the vibration damper 10 is designed as an “active” vibration damper 10 . However, it is also conceivable to use a vibration damper as an alternative.

Der Schwingungstilger 10 ist als Schwingungstilgeraktuator 17 ausgebildet, der einen zweiten Anker 11 und einen zweiten Elektromagneten 12 umfasst, wobei der zweite Anker 11 mittels eines Tilgungskraftspeichers 13, insbesondere mit einem Tilgungsfederelement, mit dem zweiten Elektromagneten 12 verbunden ist. Das Tilgungsfederelement ist vorzugsweise als Spiralfederelement oder als Blattfederelement ausgebildet.The vibration damper 10 is designed as a vibration damper actuator 17, which includes a second armature 11 and a second electromagnet 12, the second armature 11 being connected to the second electromagnet 12 by means of an amortization force accumulator 13, in particular with an amortization spring element. The amortization spring element is preferably designed as a spiral spring element or as a leaf spring element.

Die Ansteuerungssignale für den Schwingungstilgeraktuator 17 und den Aktuator 7 sind unterschiedlich ausgebildet, wobei die Signalform des Schwingungstilgeraktuator 17 durch einen Einlernprozess während der Endmontage der Eingabevorrichtung 1 bereitgestellt wird.The control signals for the vibration absorber actuator 17 and the actuator 7 are designed differently, with the signal form of the vibration absorber actuator 17 being provided by a learning process during the final assembly of the input device 1 .

Die Masse des zweiten Ankers 11 ist mindestens so groß ausgebildet, dass diese vom zweiten Elektromagneten 12 anziehbar ist.The mass of the second armature 11 is at least so large that it can be attracted by the second electromagnet 12 .

Der erste Elektromagnet 9 erzeugt im Wesentlichen die gleiche Kraft wie der zweite Elektromagnet 12. Daher bietet es sich an, wenn der erste Elektromagnet 9 im Wesentlichen dieselbe mechanische konstruktive Ausgestaltung aufweist wie der zweite Elektromagnet 12, wodurch die Herstellungskosten der berührempfindlichen Eingabevorrichtung 1 gesenkt werden, weil Gleichteile verwendbar sind. Sowohl der erste Elektromagnet 9, als auch der zweite Elektromagnet 12 sind unbeweglich (Hubweg xK=0 mm), insbesondere starr am Trägerelement 4 angeordnet.The first electromagnet 9 generates essentially the same force as the second electromagnet 12. It is therefore advisable if the first electromagnet 9 has essentially the same mechanical structural design as the second electromagnet 12, which reduces the manufacturing costs of the touch-sensitive input device 1 because identical parts can be used. Both the first electromagnet 9 and the second electromagnet 12 are immovable (stroke x K =0 mm), in particular rigidly arranged on the carrier element 4 .

Durch den Schwingungstilger 10 ist die am Trägerelement 4 und/oder am Gehäuse 3 entstehende Resonanzfrequenz durch die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers 10 zumindest teilweise ausgleichbar. Ferner ist die Masse des zweiten Ankers 11 kleiner als die Masse des berührenden Eingabeteils 5 ausgebildet. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Masse des berührenden Eingabeteils 5 um den Faktor 10 größer als die Masse des zweiten Ankers 11 ausgestaltet ist. Ebenfalls ist es von Bedeutung, dass die Federkonstante des Tilgungsfederelements kleiner als die Federkonstante des Lagerfederelements ausgebildet ist, wobei die Federkonstante des Lagerfederelements vorzugsweise um den Faktor 10 größer als die Federkonstante des Tilgungsfederelements ausgebildet ist. Die Federkonstante des Lagerfederelements kann auch um den Faktor 2 bis 15, bevorzugt um den Faktor 3 bis 10 größer als die Federkonstante des Tilgungsfederelements ausgebildet sein.The resonance frequency occurring on the support element 4 and/or on the housing 3 can be at least partially compensated for by the natural frequency of the vibration absorber 10 by the vibration absorber 10 . Furthermore, the mass of the second anchor 11 is made smaller than the mass of the touching input part 5 . It has proven to be expedient if the mass of the touching input part 5 is designed to be greater than the mass of the second anchor 11 by a factor of 10. It is also important that the spring constant of the amortization spring element is smaller than the spring constant of the bearing spring element, the spring constant of the bearing spring element preferably being greater by a factor of 10 than the spring constant of the amortization spring element. The spring constant of the bearing spring element can also be greater by a factor of 2 to 15, preferably by a factor of 3 to 10, than the spring constant of the absorbing spring element.

Das Gehäuse 3 ist über mindestens einen, vorzugsweise vier, als Gehäusefederelement ausgestalteten Gehäusekraftspeicher 14 mit der Konsole 2 gekoppelt.The housing 3 is coupled to the console 2 via at least one, preferably four, housing energy store 14 designed as a housing spring element.

In der 1 ist ein Ersatzschaltbild für die berührempfindliche Eingabevorrichtung 1 visualisiert.In the 1 an equivalent circuit diagram for the touch-sensitive input device 1 is visualized.

Anhand der 1 werden auch die mechanischen Zusammenhänge der einzelnen Bauteile ersichtlich.Based on 1 the mechanical relationships between the individual components are also evident.

Beispielsweise könnte die Masse des berührenden Eingabeteils 720 g betragen. Folglich würde dann bevorzugt die Masse des zweiten Ankers 72 g betragen. Die Federkonstante des als Tilgungsfederelements ausgebildeten Tilgungskraftspeichers weist bevorzugt einen Betrag von 15,6 N/mm auf, so dass sich dann für die Lagerfederelemente eine Federkonstante von 156 N/mm ergibt. Die Aufhängung des Gehäuses 3 kann sehr weich sein, so dass der Gehäusekraftspeicher 14 eine Federkonstante von 1 N/mm aufweist, wobei dies mit einer losen Auflage des Gehäuses 3 an der Konsole 2 zu vergleichen ist.For example, the mass of the touching input part could be 720 g. Consequently, the mass of the second anchor would then preferably be 72 g. The spring constant of the repayment force accumulator designed as a repayment spring element preferably has an amount of 15.6 N/mm, so that a spring constant of 156 N/mm then results for the bearing spring elements. The suspension of the housing 3 can be very soft, so that the housing energy accumulator 14 has a spring constant of 1 N/mm, which can be compared to a loose support of the housing 3 on the bracket 2 .

Berührt der Benutzer beispielsweise mit seinem Finger das berührempfindliche Eingabeteil 5, so wird dies erfasst, und das berührempfindliche Eingabeteil 5 beginnt in einer horizontalen Auslenkrichtung zu schwingen. Dabei wird der erste Elektromagnet 9 bestromt und es entsteht eine Magnetkraft F1mag, welche den ersten Anker 8 in Bewegung (Hubweg x1) versetzt, wobei das berührempfindliche Eingabeteil 5 ein Eingabeteildämpfungselement 15 aufweist, welches die Schwingung des Eingabeteils 5 zusätzlich dämpft. Durch die Bewegung des ersten Ankers 8 wird eine Eingabeteilkraft F1D erzeugt, welche das berührempfindliche Eingabeteil 5 in eine Schwingung versetzt, weil der erste Anker 8 mit dem berührempfindlichen Eingabeteil 5 verbunden ist. Dieser Anfahrvorgang dauert etwa 10 Millisekunden. Die als Lagerelemente ausgebildeten Lagerfederelemente sorgen dafür, dass der erste Anker 8 wieder zurück in die Richtung des ersten Elektromagneten 9 bewegt wird. Dieser Ablauf wird sehr oft wiederholt, so dass das berührempfindliche Eingabeteil 5 in eine Schwingung versetzt, die für den Benutzer als Vibration spürbar wird. Die Vibration dient somit als haptische Rückmeldung bei der Betätigung eines Eingabebefehls, beispielsweise zur Aktivierung eines Navigationssystems.If the user touches the touch-sensitive input part 5 with his finger, for example, this is detected and the touch-sensitive input part 5 begins to oscillate in a horizontal deflection direction. The first electromagnet 9 is energized and a magnetic force F 1mag is created, which sets the first armature 8 in motion (stroke x 1 ), the touch-sensitive input part 5 having an input part damping element 15, which additionally damps the vibration of the input part 5. The movement of the first anchor 8 generates a partial input force F 1D which causes the touch-sensitive input part 5 to vibrate because the first anchor 8 is connected to the touch-sensitive input part 5 . This start-up process takes about 10 milliseconds. The bearing spring elements designed as bearing elements ensure that the first armature 8 is moved back in the direction of the first electromagnet 9 . This process is repeated very often, so that the touch-sensitive input part 5 vibrates, which the user can feel as vibration. The vibration thus serves as haptic feedback when an input command is actuated, for example to activate a navigation system.

Die an dem berührempfindlichen Eingabeteil 5 durch den Aktuator 7 entstehende Schwingung sorgt nun auch für eine unerwünschte Schwingungsanregung des Gehäuses 3 und/oder Trägerelements 4, die wiederum auf die Konsole 2 übertragen wird und zu unerwünschten Geräuschen führt. Die Geräuschentwicklung an der Konsole 2 wird jedoch in vorteilhafterweise durch den Schwingungstilger 10 verhindert.The vibration produced on the touch-sensitive input part 5 by the actuator 7 now also causes unwanted vibration excitation of the housing 3 and/or carrier element 4, which in turn is transmitted to the console 2 and leads to unwanted noises. However, the development of noise on the console 2 is advantageously prevented by the vibration damper 10 .

Daher wird der zweite Elektromagnet 9 ebenfalls bestromt und es entsteht eine Magnetkraft F2mag, welche den zweiten Anker 11 in Bewegung (Hubweg x2) versetzt, wobei der Tilgungskraftspeicher 13 eine Tilgungsdämpfung 16 besitzt. Durch die Bewegung des zweiten Ankers 11 wird eine Eingabeteilkraft F2T erzeugt. Bei einer gegensinnigen Bewegung der beiden Anker 8, 11 in Bezug auf die jeweiligen Elektromagnete 9, 12 sind die jeweiligen Federkräfte des Tilgungskraftspeicher 13 bzw. Lagerkraftspeicher 6 nicht gegensinnig, sondern gleichsinnig gerichtet.Therefore, the second electromagnet 9 is also energized and a magnetic force F 2mag is created, which sets the second armature 11 in motion (stroke x 2 ), with the amortization force accumulator 13 having an amortization damping 16 . A partial input force F 2T is generated by the movement of the second armature 11 . When the two armatures 8, 11 move in opposite directions in relation to the respective electromagnets 9, 12, the respective spring forces of the cancellation force store 13 or bearing force store 6 are not directed in opposite directions but in the same direction.

Bei dem vorliegenden Schwingungstilger 10 wird die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers 10 auf die zu eliminierende Resonanzfrequenz abgeglichen. Eine geräuschverursachende Schwingungsanregung des Trägerelements 4 und/oder des Gehäuses 4 ist durch den Aktuator ausgeschlossen, weil der Schwingungstilgeraktuator 17 die durch den Aktuator erzeugten Kräfte am Trägerelement 4 vollständig kompensiert. Folglich wirken auf das Trägerelement 4 keine durch den Aktuator 7 erzeugten Kräfte mehr auf das Trägerelement 4. Der Aktuator 7 selbst ist mit dem berührempfindlichen Eingabeteil 5 gekoppelt. Das Trägerelement 4 wird nicht durch den Aktuator zur Schwingung angeregt, weil die Reaktio-Kräfte des Aktuators und des Schwingungstilgeraktuators 17 sich zu jedem Zeitpunkt gegenseitig aufheben.In the present vibration absorber 10, the natural frequency of the vibration absorber 10 is adjusted to the resonance frequency to be eliminated. A noise-causing vibrational excitation of the carrier element 4 and/or the housing 4 is excluded by the actuator because the vibration absorber actuator 17 completely compensates for the forces on the carrier element 4 generated by the actuator. Consequently, no forces generated by the actuator 7 act on the carrier element 4 More forces on the carrier element 4. The actuator 7 itself is coupled to the touch-sensitive input part 5. The carrier element 4 is not excited by the actuator to oscillate because the reaction forces of the actuator and the vibration absorber actuator 17 cancel each other out at any point in time.

Der Schwingungstilgeraktuator 17 dient daher zur vollständigen Schwingungskompensation des Trägerelements 4 und/oder des Gehäuses 3. Eine geräuschverursachende Schwingungsanregung des Trägerelements 4 und/oder des Gehäuses 3 ist durch den Aktuator daher ausgeschlossen.The vibration absorber actuator 17 is therefore used for complete vibration compensation of the carrier element 4 and/or the housing 3. A noise-causing vibration excitation of the carrier element 4 and/or the housing 3 is therefore excluded by the actuator.

Im Ergebnis wird somit eine Schwingung am Gehäuse 3, Trägerelement 4 und an der Konsole 2 verhindert, die zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung führt.As a result, vibration on the housing 3, support element 4 and on the console 2 is prevented, which leads to unwanted noise.

Claims (19)

Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) aufweisend ein Gehäuse (3) und ein in dem Gehäuse (3) angeordnetes Trägerelement (4), an welchem ein berührempfindliches Eingabeteil (5) über mindestens ein Lagerelement (6) gegenüber dem Gehäuse (3) bewegbar gelagert ist, wobei zur Schwingungsanregung des berührempfindlichen Eingabeteils (5) am Trägerelement (4) ein Aktuator (7) angeordnet ist, welcher mit dem berührempfindlichen Eingabeteil (5) gekoppelt ist, wobei am Trägerelement (4) mindestens ein Schwingungstilger (10) zur Dämpfung der am Trägerelement (4) und/oder am Gehäuse (3) durch den Aktuator (7) erzeugten Schwingungen angeordnet ist, wobei der Schwingungstilger (10) einen Schwingungstilgeraktuator (17) umfasst, der zur vollständigen Schwingungskompensation des Trägerelements (4) und/oder des Gehäuses (3) entgegen der Kraftrichtung des Aktuators (7) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungssignale für den Schwingungstilgeraktuator (17) und den Aktuator (7) unterschiedlich ausgebildet sind.Touch-sensitive input device (1) having a housing (3) and a carrier element (4) arranged in the housing (3), on which a touch-sensitive input part (5) is mounted so that it can move relative to the housing (3) via at least one bearing element (6), with an actuator (7) being arranged on the carrier element (4) to excite vibrations of the touch-sensitive input part (5), which is coupled to the touch-sensitive input part (5), with at least one vibration style on the carrier element (4). ger (10) for damping the vibrations generated by the actuator (7) on the carrier element (4) and/or on the housing (3), the vibration damper (10) comprising a vibration damper actuator (17) which acts counter to the direction of force of the actuator (7) for complete vibration compensation of the carrier element (4) and/or the housing (3),characterizedthat the control signals for the vibration damper actuator (17) and the actuator (7) are designed differently. Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (10) vom berührempfindlichen Eingabeteil (5) entkoppelt ist.Touch-sensitive input device (1) according to claim 1 , characterized in that the vibration absorber (10) is decoupled from the touch-sensitive input part (5). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (6) als Lagerkraftspeicher ausgebildet ist.Touch-sensitive input device (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the bearing element (6) is designed as a bearing energy store. Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabeteil (5) ein Eingabeteildämpfungselement (15) umfasst, welches die Schwingung des Eingabeteils (5) zusätzlich dämpft.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 1 until 3 , characterized in that the input part (5) comprises an input part damping element (15) which additionally dampens the vibration of the input part (5). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalform des Ansteuersignals des Schwingungstilgeraktuators (17) durch einen Einlernprozess während der Endmontage der Eingabevorrichtung (1) bereitgestellt wird.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 1 until 4 , characterized in that a waveform of the control signal of the vibration absorber actuator (17) is provided by a learning process during the final assembly of the input device (1). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Schwingungstilger (10) die am Trägerelement (4) und/oder am Gehäuse (3) entstehende Resonanzfrequenz durch die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers (10) zumindest teilweise ausgleichbar ist.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 1 until 5 , characterized in that by the vibration absorber (10) on the support element (4) and / or on the housing (3) resulting resonant frequency by the natural frequency of the vibration absorber (10) is at least partially compensated. Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (7) einen ersten Anker (8) und einen ersten Elektromagneten (9) umfasst, wobei der erste Anker (8) mit dem berührempfindlichen Eingabeteil (5) verbunden ist.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 1 until 6 , characterized in that the actuator (7) comprises a first armature (8) and a first electromagnet (9), the first armature (8) being connected to the touch-sensitive input part (5). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aktuator (7) und dem ersten Anker (8) ein Spalt ausgebildet ist.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 1 until 7 , characterized in that a gap is formed between the actuator (7) and the first armature (8). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilgeraktuator (17) einen zweiten Elektromagneten (12) und einen zweiten Anker (11) umfasst, wobei der zweite Anker (11) mittels eines Tilgungskraftspeichers (13) mit dem zweiten Elektromagneten (12) verbunden ist.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 1 until 8th , characterized in that the vibration damper actuator (17) comprises a second electromagnet (12) and a second armature (11), the second armature (11) being connected to the second electromagnet (12) by means of a repayment force accumulator (13). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des zweiten Ankers (11) mindestens so groß ausgebildet ist, dass diese vom zweiten Elektromagneten (12) anziehbar ist.Touch-sensitive input device (1) according to claim 9 , characterized in that the mass of the second armature (11) is formed at least so large that it can be attracted by the second electromagnet (12). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des zweiten Ankers (11) kleiner als die Masse des berührenden Eingabeteils (5) ausgebildet ist.Touch-sensitive input device (1) according to claim 9 or 10 , characterized in that the mass of the second anchor (11) is formed smaller than the mass of the touching input part (5). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des berührenden Eingabeteils (5) um den Faktor 10 größer als die Masse des zweiten Ankers (11) ausgebildet ist.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of claims 9 until 11 , characterized in that the mass of the touching input part (5) is formed greater by a factor of 10 than the mass of the second anchor (11). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromagnet (9) im Wesentlichen die gleiche Kraft erzeugt wie der zweite Elektromagnet (12).Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 7 until 12 , characterized in that the first electromagnet (9) generates substantially the same force as the second electromagnet (12). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromagnet (9) im Wesentlichen dieselbe mechanische konstruktive Ausgestaltung aufweist wie der zweite Elektromagnet (12).Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 7 until 13 , characterized in that the first electromagnet (9) has essentially the same mechanical structural configuration as the second electromagnet (12). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstante des Tilgungsfederelements kleiner als die Federkonstante des Lagerfederelements ausgebildet ist.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of claims 3 until 14 , characterized in that the spring constant of the amortization spring element is smaller than the spring constant of the bearing spring element. Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstante des Lagerfederelements um den Faktor 2 bis 15 größer als die Federkonstante des Tilgungsfederelements ausgebildet ist.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of claims 3 until 15 , characterized in that the spring constant of the bearing spring element is designed to be greater by a factor of 2 to 15 than the spring constant of the repayment spring element. Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromagnet (9) und der zweite Elektromagnet (12) unbeweglich am Trägerelement (4) angeordnet sind.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 7 until 16 , characterized in that the first electromagnet (9) and the second electromagnet (12) are arranged immovably on the carrier element (4). Berührempfindliche Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4) als Gehäuse (3) ausgebildet ist oder, dass das Trägerelement (4) als separates Bauteil im Gehäuse (3) angeordnet ist.Touch-sensitive input device (1) according to at least one of Claims 1 until 17 , characterized in that the carrier element (4) is designed as a housing (3) or that the carrier element (4) is arranged as a separate component in the housing (3). Verwendung des berührempfindlichen (1) Eingabegeräts (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug.Use of the touch-sensitive (1) input device (1) according to one of the preceding claims in a motor vehicle.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112011101553T5 (en) 2010-05-04 2013-03-14 Nokia Corporation vibration mechanism
DE102016114697A1 (en) 2016-08-09 2018-02-15 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Operating unit for a device, in particular for a vehicle component
WO2018046302A1 (en) 2016-09-09 2018-03-15 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Operating unit for a device, in particular for a vehicle component
DE102016223021A1 (en) 2016-11-22 2018-05-24 Audi Ag Operating device for a motor vehicle and motor vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112011101553T5 (en) 2010-05-04 2013-03-14 Nokia Corporation vibration mechanism
DE102016114697A1 (en) 2016-08-09 2018-02-15 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Operating unit for a device, in particular for a vehicle component
WO2018046302A1 (en) 2016-09-09 2018-03-15 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Operating unit for a device, in particular for a vehicle component
DE102016223021A1 (en) 2016-11-22 2018-05-24 Audi Ag Operating device for a motor vehicle and motor vehicle

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