DE102018115760A1 - Vorrichtung zur Eingabe von Informationen durch Drücken und/oder Drehen eines Bedienelements - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Eingabe von Informationen, wobei die Vorrichtung ein Bedienelement (2), ein Übertragungselement (3), eine Energieübertragungsvorrichtung (4) zur Energieversorgung des Bedienelements (2) und ein Steuergerät (5) aufweist, wobei die Vorrichtung (1) einen Winkel-Encoder (2') zum Erfassen einer Drehbewegung um eine Drehachse des Bedienelements (2) und einen Tast-Encoder (2") zum Erfassen einer Druckbewegung des Bedienelements (2), wobei das Übertragungselement (3) eine Vorrichtung zum Übertragen von Daten vom Winkel-Encoder (2') und/oder vom Tast-Encoder (2") zum Steuergerät (5) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung (4) zum kabellosen Übertragen von Energie geeignet ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Eingabe von Informationen durch Drücken und/oder Drehen eines Bedienelementes, insbesondere Dreh-Drück-Steller.
  • Solche Vorrichtungen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik, insbesondere aus dem Bereich der Fahrzeugbedienung, bekannt. Dreh-Drück-Steller ermöglichen das komfortable Eingeben von Informationen. So lassen sich beispielsweise Lufttemperatur und Luftströmungsgeschwindigkeit einer Fahrzeugklimaanlage, Ortsbezeichnungen zur Navigation mit einem Navigationssystem oder Radiosender zum Abspielen mit dem Autoradio einstellen. Die Kombination aus Drehen und Drücken ist dabei insofern vorteilhaft, als dass mit dem Drehen ein Wert für einen einzustellenden Parameter anwählbar und mit dem Drücken der angewählte Wert bestätigbar ist.
  • Klassischer Weise sind Dreh-Drück-Steller als mechanische Elemente aufgebaut, die das Drücken und Drehen über eine Welle an ein Tast-Encoder beziehungsweise einen Winkel-Encoder weitergeben. Von dort werden die Signale über elektrische Leiterbahnen zu einem Steuergerät, beispielsweise einem Steuergerät der Klimaanlage, weitergeleitet.
  • Nachteilig an diesem Stand der Technik sind der durch die Welle vergleichsweise große benötigte Bauraum und die unflexible Positionierbarkeit.
  • Eine weitere Möglichkeit, Dreh-Drück-Steller zu gestalten ist, diese als Knöpfe auf ein Touch-Display zu positionieren und bei einer rotatorischen Bewegung des Dreh-Drück-Stellers diesen mit einem Kontaktelement über das Touch-Display wischen zu lassen. Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist, dass die Möglichkeit zur Energieübertragung zum Knopf zum Betreiben von elektrischen Vorrichtungen im Knopf nur sehr umständlich und eingeschränkt möglich ist.
  • Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Eingabe von Informationen bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern flexibel im Hinblick auf Energieversorgung und Positionierbarkeit ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Eingabe von Informationen, wobei die Vorrichtung ein Bedienelement, ein Übertragungselement die Vorrichtung eine Energieübertragungsvorrichtung zur Energieversorgung des Bedienelements und ein Steuergerät aufweist, wobei die Vorrichtung einen Winkel-Encoder zum Erfassen einer Drehbewegung um eine Drehachse des Bedienelements und einen Tast-Encoder zum Erfassen einer Druckbewegung des Bedienelements aufweist, wobei das Übertragungselement eine Vorrichtung zum Übertragen von Daten vom Winkel-Encoder und/oder vom Tast-Encoder zum Steuergerät ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung zum kabellosen Übertragen von Energie geeignet ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht, einen Dreh-Drück-Steller kabellos mit Energie zu versorgen. Damit fallen Versorgungskabel weg, welche die Positionierbarkeit der Vorrichtung, beispielsweise in einem Fahrzeug-Cockpit, und die Materialwahl des Untergrundes der Vorrichtung einschränken.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energieübertragungsvorrichtung zum induktiven Übertragen von Energie konfiguriert ist.
    Dies ermöglicht eine effiziente und kostengünstige Energieversorgung des Bedienelements.
  • Denkbar ist, dass dazu das Bedienelement eine oder mehrere Empfängerspulen aufweist. Denkbar ist auch, dass die Energieübertragungsvorrichtung einen empfängerseitigen Teil aufweist, welcher eine oder mehrere Empfängerspulen aufweist, und einen senderseitigen Teil aufweist, welcher eine oder mehrere Sendespulen aufweist. Vorzugsweise ist der empfängerseitige Teil im Bedienelement angeordnet. Vorzugsweise ist weiterhin der senderseitige Teil in, auf oder unter einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeordnet. Denkbar ist weiterhin, dass der senderseitige Teil Vorrichtungen zum Beeinflussen eines elektro-magnetischen Feldes aufweist, wobei die Vorrichtungen zum Beeinflussen eines elektro-magnetischen Feldes vorzugsweise Vorrichtungen zum Konzentrieren eines elektro-magnetischen Feldes sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bedienelement in Form eines Drehknopfes ausgeführt ist, wobei der Drehknopf eine Tastfläche im Wesentlichen entlang einer Haupterstreckungsebene orthogonal zur Drehachse aufweist, wobei der Drehknopf einen seitlichen Rand im Wesentlichen orthogonal zur Haupterstreckungsebene aufweist.
  • Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Eingabe von Informationen mit der menschlichen Hand. Der seitliche Rand weist vorzugsweise eine strukturierte Oberfläche auf. Denkbar ist, dass der Drehknopf schrittweise um die Drehachse gedreht werden kann. Dazu ist denkbar, dass der Drehknopf nach jedem Schritt der schrittweisen Drehung einrastet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Winkel-Encoder in das Bedienelement integriert ist. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise bei welcher keine über das Bedienelement herausragende Welle zum Übertragen der Drehung auf den Winkel-Encoder benötigt wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Winkel-Encoder im Bereich zwischen der Tastfläche und dem seitlichen Rand angeordnet ist.
  • Dies ermöglicht, die Vorrichtung noch kompakter und damit noch flexibler positionierbar zu gestalten.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Tast-Encoder im Bereich zwischen der Tastfläche und dem seitlichen Rand angeordnet ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Erfassung von Druckbewegungen in das Bedienelement zu integrieren. Die Folge ist eine weitere Verkleinerung und eine noch kompaktere Bauweise.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bedienelement auf einem kapazitiven Drucksensor der Vorrichtung angeordnet ist. Dies ermöglicht die einfache Umsetzung des Tast-Encoders. Vorzugsweise ist der kapazitive Drucksensor der Tast-Encoder. Durch Druck auf das Bedienelement nähert sich das Bedienelement dem kapazitiven Drucksensor, wobei dieser die Bewegung des Bedienelements erfasst.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der kapazitive Drucksensor ein Touchdisplay ist. Dies ermöglicht es, einen Benutzer der Vorrichtung direkt an der Vorrichtung über einen Betriebszustand der Vorrichtung, insbesondere über einen Betriebszustand des Steuergerätes, zu informieren. Gleichzeitig hilft es dem Benutzer schnell und sicher die Richtige Vorrichtung zur Eingabe von Informationen zu finden, was, wenn die Vorrichtung in einem Fahrzeug verbaut ist, weniger Ablenkung im Straßenverkehr zur Folge hat.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Übertragungselement ein Element zum drahtlosen Übertragen von Informationen ist. Somit ist es vorteilhaft möglich, das Bedienelement gänzlich kabellos mit dem Steuergerät zu verbinden. Dadurch wird eine hohe Flexibilität bei der Positionierung des Bedienelements erreicht. Ferner entfallen beim Einbau der Vorrichtung beispielsweise in ein Fahrzeug aufwändige Arbeitsschritte dadurch, dass keine Kabel gezogen und verbunden werden müssen.
  • Denkbar ist, dass das Übertragungselement dazu eine erste Funkschnittstelle im Bedienelement und eine zweite Funkschnittstelle am Steuergerät aufweist. Denkbar ist, dass zwischen der ersten Funkschnittstelle und der zweiten Funkschnittstelle Daten über Funk übertragen werden. Denkbar dazu ist, dass die Daten mittels Bluetooth, WLAN oder NFC übertragen werden. Denkbar ist aber auch, dass das Übertragungselement eine erste optische Schnittstelle im Bedienelement und eine zweite optische Schnittstelle am Steuergerät aufweist. Denkbar ist, dass zwischen der ersten optischen Schnittstelle und der zweiten optischen Schnittstelle Daten optisch übertragen werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Beleuchtung zum Beleuchten des Drehkopfes aufweist. Denkbar ist, dass die Beleuchtung vom Steuergerät steuerbar ist. Dazu ist denkbar, dass das Steuergerät Helligkeit und/oder Farbe der Beleuchtung steuern kann. Denkbar ist weiterhin, dass die Tastfläche und/oder der seitliche Rand Anzeigeelemente, vorzugsweise Displays aufweisen, wobei besonders bevorzugt die Anzeigeelemente vom Steuergerät steuerbar sind. D
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energieübertragungsvorrichtung zur Energieversorgung des Winkel-Encoders und/oder des Tast-Encoders und/oder des Übertragungselements und/oder der Beleuchtung konfiguriert ist.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Eingabe von Informationen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Drehinformation durch Drehen des Bedienelements vom Winkel-Encoder erfasst wird, wobei eine Tastinformation durch eine Druckbewegung auf das Bedienelement durch den Tast-Encoder erfasst wird, wobei die Drehinformation und die Tastinformation vom Übertragungselement zum Steuergerät übertragen wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht den Betrieb einer flexibel zu positionierenden und platzsparenden Vorrichtung zur Eingabe von Informationen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehinformation und die Tastinformation vom Übertragungselement drahtlos zum Steuergerät übertragen werden. Denkbar ist, dass die Drehinformation und die Tastinformation per Funk über Bluetooth, NCF oder WLAN übertragen werden. Denkbar ist aber auch, dass die Drehinformation und die Tastinformation optisch übertragen werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass Energie von der Energieübertragungsvorrichtung induktiv übertragen wird. Denkbar ist, dass dazu Energie von einer oder mehreren Sendespulen auf eine oder mehrere Empfängerspulen übertragen wird. Weiterhin ist denkbar, dass dazu ein elektro-magnetisches Feld von einer Vorrichtung zum Beeinflussen des elektro-magnetischen Feldes beeinflusst, vorzugsweise konzentriert, wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bedienelement von der Beleuchtung beleuchtet wird. Denkbar ist, dass die Beleuchtung vom Steuergerät gesteuert wird und dass dazu Steuerbefehle vom Steuergerät über das Übertragungselement auf die Beleuchtung übertragen werden.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
    • 1 illustriert schematisch die Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 illustriert schematisch einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 1 ist schematisch die Vorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung weist das Bedienelement 2 auf, welches als Drehknopf mit dem seitlichen Rand 21 und der Tastfläche 20 ausgeführt ist. Der seitliche Rand 21 weist eine strukturierte Oberfläche auf, was die Bedienung erleichtert. Ferner ist auf der Tastfläche 20 das Anzeigeelement 22 in Form eines Displays angeordnet.
  • 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch die Vorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der gezeigte Schnitt ist dabei orthogonal zur Ansicht der Vorrichtung 1 in 1.
  • Die Vorrichtung 1 weist das Bedienelement 2 und das Steuergerät 5 auf. Das Bedienelement 2 weist den seitlichen Rand 21 und die Tastfläche 20 auf. Im Inneren des Bedienelementes 2 sind der Winkel-Encoder 2' und der Tast-Encoder 2" angeordnet. Der Winkel-Encoder 2' erfasst Drehbewegungen des Bedienelements 2 mit einer Drehachse orthogonal zur Tastfläche 20. Der Tast-Encoder 2" erfasst Druckbewegungen mit einem Druck parallel zur Flächennormalen der Tastfläche 20. Die erfassten Daten werden vom Winkel-Encoder 2' und vom Tast-Encoder 2" an das Übertragungselement 3 geleitet. Das Übertragungselement 3 weist die erste Funkschnittstelle 3' und die zweite Funkschnittstelle 3" auf. Die erfassten Daten werden über Bluetooth von der ersten Funkschnittstelle 3' im Bedienelement 2 an die zweite Funkschnittstelle 3" im Steuergerät 5 übertragen. Die Energieversorgung des Bedienelements 2 geschieht induktiv über die Energieübertragungsvorrichtung 4. Dazu weist die Energieübertragungsvorrichtung 4 die Empfängerspule 4' im Inneren des Bedienelements 2 und die Sendespule 4" auf. Der Winkel-Encoder 2', der Tast-Encoder 2", die erste Funkschnittstelle 3' und die Beleuchtung 6, welche das Bedienelement 2 von innen beleuchtet, werden von der Empfängerspule 4' mit Energie versorgt. Zur Verbesserung der Energieübertragung von der Sendespule 4" zur Empfängerspule 4' weist die Vorrichtung zum Beeinflussen des elektro-magnetischen Feldes 7 auf, welche das von der Sendespule 4" erzeugte elektromagnetische Feld in Richtung der Empfängerspule 4' konzentriert.

Claims (16)

  1. Vorrichtung (1) zur Eingabe von Informationen, wobei die Vorrichtung ein Bedienelement (2), ein Übertragungselement (3), eine Energieübertragungsvorrichtung (4) zur Energieversorgung des Bedienelements (2) und ein Steuergerät (5) aufweist, wobei die Vorrichtung (1) einen Winkel-Encoder (2') zum Erfassen einer Drehbewegung um eine Drehachse des Bedienelements (2) und einen Tast-Encoder (2") zum Erfassen einer Druckbewegung des Bedienelements (2) aufweist, wobei das Übertragungselement (3) eine Vorrichtung zum Übertragen von Daten vom Winkel-Encoder (2') und/oder vom Tast-Encoder (2") zum Steuergerät (5) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung (4) zum kabellosen Übertragen von Energie geeignet ist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Energieübertragungsvorrichtung (4) zum induktiven Übertragen von Energie konfiguriert ist.
  3. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bedienelement (2) in Form eines Drehknopfes ausgeführt ist, wobei der Drehknopf eine Tastfläche (20) im Wesentlichen entlang einer Haupterstreckungsebene orthogonal zur Drehachse aufweist, wobei der Drehknopf einen seitlichen Rand (21) im Wesentlichen orthogonal zur Haupterstreckungsebene aufweist.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Winkel-Encoder (2') in das Bedienelement (2) integriert ist.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei der Winkel-Encoder (2') im Bereich zwischen der Tastfläche (20) und dem seitlichen Rand (21) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Tast-Encoder (2") im Bereich zwischen der Tastfläche (20) und dem seitlichen Rand (21) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bedienelement (2) auf einem kapazitiven Drucksensor der Vorrichtung angeordnet ist.
  8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei der kapazitive Drucksensor ein Touchdisplay ist.
  9. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Übertragungselement (3) ein Element zum drahtlosen Übertragen von Informationen ist.
  10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Vorrichtung (1) eine Beleuchtung (6) zum Beleuchten des Drehkopfes aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Beleuchtung (6) in den Drehknopf integriert ist.
  12. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energieübertragungsvorrichtung (4) zur Energieversorgung des Winkel-Encoders (2') und/oder des Tast-Encoders (2") und/oder des Übertragungselements (3) und/oder der Beleuchtung (6) konfiguriert ist.
  13. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1) zur Eingabe von Informationen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Drehinformation durch Drehen des Bedienelements (2) vom Winkel-Encoder (2') erfasst wird, wobei eine Tastinformation durch eine Druckbewegung auf das Bedienelement (2) durch den Tast-Encoder (2") erfasst wird, wobei die Drehinformation und die Tastinformation vom Übertragungselement (3) zum Steuergerät (5) übertragen wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Drehinformation und die Tastinformation vom Übertragungselement (3) drahtlos zum Steuergerät (5) übertragen werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei Energie von der Energieübertragungsvorrichtung (4) induktiv übertragen wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Bedienelement (2) von der Beleuchtung (6) beleuchtet wird.
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