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Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein elektrisches Gerät, umfassend wenigstens ein relativ zu einem positionsfesten Abschnitt bewegbares Bedienelement zum Ansteuern eines Betätigungssensors, wenigstens eine elastische Komponente und wenigstens ein Dämpfungselement, wobei das Bedienelement über die elastische Komponente und das Dämpfungselement mit dem positionsfesten Abschnitt gekoppelt ist, wobei die elastische Komponente und/oder das Dämpfungselement bei einer Bewegung des Bedienelements in Richtung des positionsfesten Abschnitts verformt werden.
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Moderne Kraftfahrzeuge weisen heutzutage eine Vielzahl an Funktionen auf, was dazu führt, dass entsprechend zahlreiche Bedienelemente im Fahrzeuginnenraum angeordnet sind. Vor allem an der Fahrkonsole sind viele Tasten, z. B. zum Bedienen einer Klimaanlage, eines CD-Players, eines Radios oder dergleichen zu finden. Häufig kommen Bedienelemente zum Einsatz, die relativ große mechanische Tasten mit mehreren beweglichen Einzeltasten umfassen. Da derartig große Tasten naturgemäß tendenziell größere Massen als kleinere Einzeltasten aufweisen, können während der Fahrt auftretende Beschleunigungskräfte oder Trägheitskräfte dazu führen, dass ein oder mehrere Tasten aufgrund ihrer Masse ungewollt betätigt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten zur Ausgestaltung einer Bedienvorrichtung für ein elektrisches Gerät, insbesondere in Fahrzeugen, bekannt.
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Aus
DE 10 2013 225 463 A1 ist eine Bedienvorrichtung bekannt, bei der unter einem elastisch gelagerten Bedienelement ein Betätigungssensor zur Erfassung einer Bewegung des Bedienelements angeordnet ist. Die Erfassung erfolgt dadurch, dass der Betätigungssensor Strahlung emittiert, die am Bedienelement reflektiert und vom Betätigungssensor detektiert wird. Dies ermöglicht die Detektion einer Bewegung des Bedienelements.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit im Vergleich zu bekannten Systemen verbesserte Bedienvorrichtung anzugeben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einer Bedienvorrichtung für ein elektrisches Gerät der eingangs genannten Art eine von dem Dämpfungselement erzeugte Rückstellkraft von der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung der Bewegung des Bedienelements abhängt, wobei die Rückstellkraft umso größer ist, je größer die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung ist.
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Daraus ergibt sich vorteilhaft, dass ein ungewolltes Auslösen eines Betätigungssignals durch den Betätigungssensor vermieden wird.
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Das Bedienelement wird durch das elastische Element in einer Ruheposition gehalten. Während des Bedienvorgangs, also während des Bewegens des Bedienelements in Richtung des positionsfesten Abschnitts, nimmt bei fortschreitender Bewegung des Bedienelements in Richtung zum Betätigungssensor die Rückstellkraft des elastischen Elements zu. Wird schließlich eine festgelegte Kraftschwelle überschritten, so wird der Betätigungssensor angesteuert. Da Bedienvorgänge in der Regel nicht ruckartig ausgeführt werden, liefert das Dämpfungselement keinen relevanten Beitrag zur Rückstellkraft des elastischen Elements. Der Bedienvorgang wird in diesem Fall durch das Dämpfungselement nicht oder kaum gehemmt.
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Weist hingegen die Bewegung des Bedienelements eine im Vergleich zu einem üblichen Bedienvorgang hohe Geschwindigkeit beziehungsweise Beschleunigung auf, so ist die Rückstellkraft des Dämpfungselements vergleichsweise hoch. Dies hat zur Folge, dass der Bedienvorgang durch das Dämpfungselement gehemmt und der Betätigungssensor erst nach Überschreiten einer vergrößerten Kraftschwelle ausgelöst wird. Das Dämpfungselement ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass die vergrößerte Kraftschwelle ausreicht, das Ansteuern des Betätigungssensors bei ruckartigen Bewegungen des Bedienelements zu verhindern. Derartig ruckartige Bewegungen treten insbesondere bei Bremsvorgängen oder bei Unebenheiten in der Fahrbahn auf.
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Das Dämpfungselement kann als Elastomer- oder Silikonbauteil ausgebildet sein. In diesem Fall muss die von diesem Bauteil erzeugte Rückstellkraft umso größer sein, je größer die Geschwindigkeit beziehungsweise Beschleunigung der Bewegung des Bedienelements ist. Zu diesem Zweck kann das Dämpfungselement auch komplexere Materialien wie etwa eine Dispersion beziehungsweise ein Gel umfassen.
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Ferner kann das Dämpfungselement als ein Wirbelstromdämpfer oder Fluiddämpfer ausgebildet sein, da derartige Bauteile ebenfalls eine Rückstellkraft erzeugen, die die erfindungsgemäß geforderten Bedingungen erfüllen.
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Die elastische Komponente kann als Feder oder Elastomer- oder Silikonbauteil ausgebildet sein. Dieses Bauteil erzeugt im Falle einer gewollten, manuell durch einen Nutzer erzeugten Bedienbewegung den Hauptanteil der Rückstellkraft des Bedienelements. Daher ist es zweckmäßig, wenn diese Kraft im Wesentlichen direkt proportional zur Auslenkung des Bedienelements aus seiner Ruheposition ist. In diesem Fall kann der Betätigungssensor nach Überschreiten der Kraftschwelle angesteuert werden. Aber auch ein nichtlinearer Zusammenhang kann gegeben sein.
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Das Bedienelement kann als eine Taste, insbesondere als eine Drucktaste, ausgebildet sein. In diesem Fall entspricht die Taste dem Bedienelement, wobei die elastische Komponente, das Dämpfungselement und der Betätigungssensor unter der Taste angeordnet ist.
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Die Taste kann eine im Wesentlichen mehreckige Form aufweisen, wobei mehrere Dämpfungselement und/oder elastische Komponenten unterseitig an der Taste angeordnet sind. Insbesondere kann die Taste eine annähernd quadratische oder rechteckige Form aufweisen. Durch die Anordnung mehrerer elastischer Komponenten und/oder Dämpfungselemente an der Unterseite der Taste wird die Haptik der Drucktaste verbessert, da durch die Kopplung der Taste an mehreren Punkten ein stabiler Bewegungsablauf während des Bedienvorgangs, insbesondere während eines Fingerdrucks auf die Taste, sichergestellt wird.
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Alternativ kann die Taste eine im Wesentlichen runde oder ovale und das Dämpfungselement eine im Wesentlichen kreis- oder ringförmige Querschnittsfläche aufweisen, wobei das Dämpfungselement unterseitig an der Taste angeordnet ist. Die Querschnittsfläche des Dämpfungselements und die Form des Bedienelements können in diesem Fall konzentrisch zueinander angeordnet sein. Durch die kreis- beziehungsweise ringförmige Querschnittsfläche des Dämpfungselements wird erreicht, dass dieses vergleichsweise stabil an die Taste gekoppelt ist. Dies verbessert die Haptik der Taste.
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Die Taste kann eine im Wesentlichen runde oder ovale Form aufweisen, wobei wenigstens zwei Dämpfungselemente und/oder elastische Komponenten am Rand der Unterseite der Taste angeordnet sind. Auch diese Anordnung verbessert die Haptik.
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Bei einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung können wenigstens zwei Tasten unter einer gemeinsamen Bedienoberfläche angeordnet sein. Dies macht insbesondere dann Sinn, wenn die zugehörigen Bedienfunktionen miteinander in Beziehung stehen. So kann dies etwa die beiden Tasten einer Steuerung der Lautstärke betreffen. Besonders die Masse der gemeinsamen Bedienoberfläche kann für ein ungewolltes Auslösen eines Bediensignals eine Rolle spielen, zumal die Masse einer großflächigen Bedienoberfläche im Vergleich zu Einzeltasten größer ist, was das Problem des ungewollten Auslösens durch Beschleunigungskräfte verstärkt.
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Es ist denkbar, dass die gemeinsame Bedienoberfläche im Falle zweier darunter angeordneter Tasten um eine zwischen den Bedienelementen angeordneten Achse kippbar gelagert ist, sodass durch einen Fingerdruck auf die jeweils gegenüberliegenden Seiten der Bedienoberfläche die beiden Tasten separat gedrückt werden können. Ferner kann die gemeinsame Bedienoberfläche aus einem elastischen Material bestehen, sodass durch Druck auf einer bestimmten Stelle auf die gemeinsame Bedienoberfläche nur die jeweils darunter angeordnete Taste angesteuert wird.
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Außerdem kann die gemeinsame Bedienoberfläche bewegbar angeordnete Einzelsegmente umfassen, über die eine jeweils darunter liegende Taste ansteuerbar ist. Auch hier kann es besonders zweckmäßig sein, dass die Tasten der gemeinsamen Bedienoberfläche bezüglich ihrer Bedienfunktion miteinander in Beziehung stehen. So können etwa die Tasten einer ersten gemeinsamen Bedienoberfläche zum Steuern einer Klimaanlage des Fahrzeugs dienen, während die Tasten einer zweiten gemeinsamen Bedienoberfläche das Radio betreffen.
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Neben der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das eine erfindungsgemäße Bedienvorrichtung umfasst.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen schematisch:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung,
- 2 die geschnittene Ansicht entlang der Linie II - II durch die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung aus 1,
- 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung,
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung,
- 5 eine Detailansicht einer gemeinsamen Bedienoberfläche, der mehrere Bedienelemente zugeordnet werden kann, und
- 6 die geschnittene Ansicht entlang der Linie VI - VI durch die gemeinsame Bedienoberfläche aus 5.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein als rechteckige Drucktaste ausgeführtes Bedienelement 3. An der Unterseite des Bedienelements 3 sind vier als Druckfedern ausgeführte elastische Komponenten 4 sowie vier Dämpfungselemente 5 angeordnet, die gemeinsam das Bedienelement an einen positionsfesten Abschnitt (nicht dargestellt) koppeln. Die Dämpfungselemente 5 sind z. B. als Elastomerbauteile ausgebildet.
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Eine Schnittansicht durch die Bedienvorrichtung 1 entlang der Linie II - II aus 1 ist in 2 dargestellt. Zusätzlich zum Bedienelement 3, den elastischen Komponenten 4 und den Dämpfungselementen 5 ist hier der positionsfeste Abschnitt 2, sowie ein darauf angeordneter Betätigungssensor 8 abgebildet. Eine Bewegung des Bedienelements 3 in Richtung zum positionsfesten Abschnitt 2 beziehungsweise zum Betätigungssensor 8 führt dazu, dass durch die elastische Komponenten 4 eine der Bewegung entgegengerichtete Kraft erzeugt wird, wobei diese umso größer ist, je weiter das Bedienelement 3 aus seiner Ruheposition bewegt wird. Bei Überschreiten einer Kraftschwelle wird der als Drucksensor ausgebildete Betätigungssensor 8 angesteuert. Die säulen- beziehungsweise zapfenförmigen Dämpfungselemente 5 sind derart ausgebildet, dass sie ebenfalls eine der Bewegung des Bedienelements 3 entgegenwirkende Kraft erzeugen. Diese ist umso größer, je größer die Geschwindigkeit beziehungsweise Beschleunigung der Bewegung des Bedienelements 3 ist. Die Kraftschwelle, die zum Ansteuern des Betätigungssensors überschritten werden muss, wird mithin durch das Dämpfungselement vergrößert.
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Wird die Bewegung des Bedienelements 3 manuell durch einen Fingerdruck eines Nutzers herbeigeführt, so geschieht dies in der Regel nicht ruckartig, sondern langsam und gleichmäßig. In diesem Fall ist die Rückstellkraft des Dämpfungselements 5 im Vergleich zur Rückstellkraft der elastischen Komponente 4 gering. Die Bedienhandlung des Nutzers wird also von den Dämpfungselementen 5 kaum gehemmt.
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Die Bewegung des Bedienelements 3 in Richtung des Betätigungssensors 8 kann jedoch auch durch die Fahrt bedingte Bewegungen beziehungsweise Beschleunigungen ausgelöst werden. So kann beispielsweise im Falle einer Vollbremsung die Eigenmasse des Bedienelements 3 ausreichen, dass die Taste ohne Zutun des Nutzers in Richtung des Betätigungssensors 8 bewegt wird. Derartige Bewegungen des Bedienelements 3 können zudem durch Unebenheiten in der Fahrbahn oder dergleichen erzeugt werden. Solche Beschleunigungen erfolgen in der Regel nicht gleichmäßig und sanft, sondern ruckartig. Die von den Dämpfungselementen 5 erzeugte Rückstellkraft ist im Vergleich zu einer manuellen Bedienhandlung in diesem Fall groß. Die Bewegung des Bedienelements 3 in Richtung des Betätigungssensors 8 wird mithin gehemmt, was ein ungewolltes Ansteuern des Betätigungssensors verhindert.
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In 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Bedienelement 3 als Taste mit einer ovalen Querschnittsfläche ausgebildet ist. Dabei sind unterseitig am Bedienelement 3 jeweils zwei als Druckfedern ausgebildete elastische Komponenten 4 und zwei Dämpfungselemente 5 randseitig angeordnet. Der Betätigungssensor (nicht dargestellt) befindet sich mittig bezüglich der Querschnittsfläche des Bedienelements 3.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Bedienvorrichtung 1, wobei das Bedienelement 3 als Drucktaste mit rundem Querschnitt ausgebildet ist. Das Dämpfungselement 5 ist unterseitig angeordnet und weist die geometrische Form eines Hohlzylinders auf. Die Querschnittsfläche des Dämpfungssystems 5 und des Bedienelements 3 sind konzentrisch zueinander angeordnet. Innerhalb des Hohlzylinders befinden sich außerdem die elastischen Komponenten 4 sowie der Betätigungssensor (nicht dargestellt).
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In 5 ist eine gemeinsame Bedienoberfläche 6 dargestellt, die der Steuerung eines CD-Players dient. 6 zeigt eine geschnittene Darstellung entlang der Linie VI - VI durch die Anordnung aus 5. Die gemeinsame Bedienoberfläche 6 umfasst ein an der Fahrzeugarmatur positionsfest angeordnetes Basiselement 9 sowie mehrere als Drucktasten ausgebildete Einzelsegmente 7. Das Basiselement 9 ist als eine Matrixstruktur aus Kunststoff ausgebildet, in der die Einzelsegmente 7 angeordnet sind. Die Einzelsegmente 7 bestehen aus einem im Vergleich zum Basiselement 9 weicheren Kunststoff und können, insbesondere per Fingerdruck des Nutzers, in die Richtung des positionsfesten Abschnitts 2 bewegt werden. Unter der gemeinsamen Bedienoberfläche 6 sind mehrere Bedienelemente 3 angeordnet, die sich jeweils unter einem zugehörigen Einzelsegment 7 befinden. Bei der Bewegung eines der Einzelsegmente 7 in Richtung des positionsfesten Abschnitts 2 wird das sich darunter angeordnete Bedienelement 3 mitgenommen. Dadurch wird einer der Betätigungssensoren 8, die unter jedem der Bedienelemente 3 angeordnet sind, angesteuert. Zudem ist jedes der Bedienelemente 3 über die elastischen Komponenten 4 und die Dämpfungselemente 5 mit dem positionsfesten Abschnitt 2 gekoppelt. Durch die individuelle Kopplung der Einzelsegmente 7 an die Dämpfungselemente 5 wird vermieden, dass die Betätigungssensoren 8 durch ruckartige Fahrbewegungen ungewollt angesteuert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013225463 A1 [0004]
