DE102018130824A1 - Multimodale Eingabevorrichtung - Google Patents

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Zoltan Tamas
Thomas Wagner
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Abstract

Bei einer multimodalen Eingabevorrichtung (1) für die Durchführung von Drehbetätigungen und/oder Schwenkbetätigungen (20) sowie Drückbetätigungen (21) mit einem gemeinsamen Betätigungselement (2) soll eine genaue Detektion von Eingaben gewährleistet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die multimodale Eingabevorrichtung (1) aufweist: ein um einen Lagerpunkt (4) drehbar und/oder schwenkbar gelagertes Betätigungselement (2), um eine Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung (20) des Betätigungselements (2) zu ermöglichen, wobei das Betätigungselement (2) zusätzlich relativ zum Lagerpunkt (4) bewegbar gelagert ist, um eine Drückbetätigung (21) des Betätigungselements (2) zu ermöglichen, eine Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung (19) zum Detektieren der Drückbetätigung (21) des Betätigungselements (2) bei Betätigung des Betätigungselements (2), eine Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung (18) zum Detektieren einer Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung (20) des Betätigungselements (2), wobei das Drehen und/oder Schwenken des Betätigungselements (2) mittels zumindest eines Magnetelements (11) und zumindest eines Magnetsensorelements (12) detektierbar ist, wobei das Magnetelement (11) mit dem Betätigungselement (2) bewegungsgekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (1) derart eingerichtet ist, dass sich der Abstand zwischen dem Magnetelement (11) und dem Magnetsensorelement (12) bei Drückbetätigung (21) des Betätigungselements (2) nicht verringert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine multimodale Eingabevorrichtung für die Durchführung von Drehbetätigungen und/oder Schwenkbetätigungen sowie Drückbetätigungen mit einem gemeinsamen Betätigungselement.
  • Moderne Kraftfahrzeuge verfügen zunehmend über eine separat von einer Anzeigeeinrichtung gebildete Bedieneinrichtung oder Eingabevorrichtung im Bereich der Mittelkonsole. Die Bedieneinrichtung verfügt dabei üblicherweise über ein bidirektional um seine Symmetrieachse drehbares Betätigungselement, das zudem axial bewegbar (druckbar) und schwenkbar gelagert ist. Damit können durch ein Drehen, Drücken und/oder Schwenken des Betätigungselements beispielsweise Menüpunkte auf einer Anzeigeeinrichtung markiert und ausgewählt werden oder Parameter eingestellt werden. Ein weiteres Beispiel für die Eingabe mittels einer solchen multimodalen Eingabevorrichtung ist die Menüauswahl und die Bestätigung der Auswahl durch einen Fahrer mittels einer am Lenkrad angeordneten Eingabevorrichtung. Dabei wird mittels einer Drehbewegung eine bestimmte Auswahl getroffen und mittels einer Drückbewegung diese Auswahl bestätigt. Eine Kombination von Drehbetätigungen und/oder Schwenkbetätigungen sowie Drückbetätigungen in einer gemeinsamen Eingabevorrichtung ist nach wie vor schwer zu realisieren.
  • Heutzutage werden bei vielen Anwendungen in Kraftfahrzeugen Schleifkontakte für die elektrische Detektion von Eingaben beispielsweise durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs verwendet. Aufgrund der höheren Anforderungen, wie beispielsweise die zu erreichenden höheren Zyklen bei der Lebensdauer, der Verschleißminderung sowie der Geräuschminderung, werden für zukünftige Kraftfahrzeuge kontaktlose Sensoren für die elektrische Detektion von Eingaben bevorzugt. Kontaktlose Sensoren können z.B. Magnetsensorelemente sein, wobei die Detektion von Eingaben mittels eines Hall-ICs erfolgt. Ein weiterer wichtiger Punkt repräsentiert die funktionale Betriebssicherheit für zukünftige Produkte in der Automobilindustrie und insbesondere die funktionale Betriebssicherheit von Eingabevorrichtungen für ein Kraftfahrzeug.
  • Um entsprechende Ziele hinsichtlich des „Automotive Safety Integrity Level“ (ASIL) zu erreichen, müssen neue und verbesserte Konzepte erdacht werden. Ein wichtiges Element bei Eingabevorrichtungen repräsentiert die Schnittstelle zwischen der Eingabe und der Detektion der Eingabe mittels eines Sensors. Wird für die Detektion einer Eingabe eine Kombination aus einem Magnetelement und einem Magnetsensorelement verwendet, spielt der Luftspalt, also der Abstand zwischen der Magnetoberfläche und des Magnetsensorelements eine wichtige Rolle. Vor allem bei Veränderungen des Luftspalts durch Betätigung der Eingabevorrichtung kann eine Auswertung des Magnetfelds für die Detektion der Eingabe Schwierigkeiten bereiten. Insbesondere wenn sich der Luftspalt zwischen Magnetelement und dem Magnetsensorelement verkleinert, kann das Magnetsensorelement in Sättigung getrieben werden und eine sichere Detektion einer Eingabe ist nicht mehr gewährleistet.
  • Aus der JP 3109163 U ist ein Scroll-Wheel bekannt, welches verkippt werden kann. Das Verkippen wird mittels eines Magneten sowie eines entsprechenden Sensors detektiert. Des Weiteren kann ein Druck auf das Scroll-Wheel mittels eines Mikroschalters detektiert werden. Der Druckschalter ist über eine Mechanik vom Magnetsensor entkoppelt, so dass der Magnet bei einer Betätigung nicht mitbewegt wird.
  • Aus der US 2008/129431 A1 ist ein Scroll-Wheel bekannt, bei dem eine Dreh- sowie eine Druckeingabe mittels eines Magneten sowie eines entsprechenden Sensors detektiert werden kann. Der Magnet wird bei einer Betätigung stets relativ zum Sensor mitbewegt, wobei bei einer Druckeingabe der Abstand zwischen Sensor und Magnet verringert wird.
  • Aus der US 2016/0379777 A1 ist ein drehbar gelagerter Ball-Sensor bekannt, dessen Rotation über einen Sensor und einen entsprechenden Magneten detektiert werden kann. Der Ball-Sensor ist dabei verschiebbar gelagert.
  • Nachteilig bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist, dass die Auswertung des Magnetfelds vor allem bei Veränderungen des Luftspalts zwischen einem Magnetelement und einem Magnetsensorelement Schwierigkeiten bereitet. Eine genaue Detektion einer Eingabe, die den hohen Sicherheitsanforderungen von Straßenfahrzeugen genügen muss, kann dadurch nur schwer realisiert werden.
  • Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, eine multimodale Eingabevorrichtung für die Durchführung von Drehbetätigungen und/oder Schwenkbetätigungen sowie Drückbetätigungen mit einem gemeinsamen Betätigungselement anzugeben, wobei eine genaue Detektion von Eingaben durch einen Benutzer der Eingabevorrichtung gewährleistet werden soll.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist somit eine multimodale Eingabevorrichtung für die Durchführung von Drehbetätigungen und/oder Schwenkbetätigungen sowie Drückbetätigungen mit einem gemeinsamen Betätigungselement aufweisend: ein um einen Lagerpunkt drehbar und/oder schwenkbar gelagertes Betätigungselement, um eine Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung des Betätigungselements zu ermöglichen, wobei das Betätigungselement zusätzlich relativ zum Lagerpunkt bewegbar gelagert ist, um eine Drückbetätigung des Betätigungselements zu ermöglichen, eine Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung zum Detektieren der Drückbetätigung des Betätigungselements bei Betätigung des Betätigungselements, eine Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung zum Detektieren einer Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung des Betätigungselements, wobei das Drehen und/oder Schwenken des Betätigungselements mittels zumindest eines Magnetelements und zumindest eines Magnetsensorelements detektierbar ist, wobei das Magnetelement mit dem Betätigungselement bewegungsgekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung derart eingerichtet ist, dass sich der Abstand zwischen dem Magnetelement und dem Magnetsensorelement bei Drückbetätigung des Betätigungselements nicht verringert.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet multimodal, dass verschiedene Betätigungsarten der Eingabevorrichtung vorgesehen sind. Dies können insbesondere Drehbetätigungen und/oder Schwenkbetätigungen sowie Drückbetätigungen sein, wobei die Eingaben durch einen Nutzer der Eingabevorrichtung durch Rotationsbewegungen als auch Translationsbewegungen des Betätigungselements erfolgen.
  • Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, dass die Drehbetätigungen und/oder Schwenkbetätigungen und die Drückbetätigungen getrennt voneinander ausgeführt werden können, ohne dass sie Einfluss auf die jeweilige andere Betätigungsart der Eingabevorrichtung haben. Dies wird dadurch sichergestellt, dass sich das für die Detektion der Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung vorgesehene Magnetelement bei Drückbetätigung der Eingabevorrichtung nicht dem Magnetsensorelement nähert. Die Detektion des Magnetfelds mittels des Magnetsensorelements wird dadurch nicht gestört, wodurch sich eindeutig eine bestimmte Bewegung des Betätigungselements einer Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung oder einer Drückbetätigung zuordnen lässt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungselement translatorisch relativ zum Lagerpunkt bewegbar, um eine Drückbetätigung des Betätigungselements zu ermöglichen. Die Drückbetätigung wird durch eine translatorische Bewegung des Betätigungselements erreicht. Besonders vorteilhaft dabei ist, wenn die Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung mechanisch von der Drückbetätigung entkoppelt sind. Dies hat den Vorteil, dass der Einfluss auf die jeweilige andere Betätigungsart der Eingabevorrichtung reduziert wird und der Bereich, in dem eine Drückbetätigung vorgesehen ist, durch die Mechanik begrenzt wird.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Betätigungselement ein Federelement, wobei das Federelement derart eingerichtet ist, bei Nichtbetätigung des Betätigungselements das Betätigungselement in einer Ausgangsposition zu halten. Durch das Federelement wird das Betätigungselement in einer Ausgangsposition gehalten, wodurch die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung keine Betätigung des Betätigungselements detektiert, da das Betätigungselements keine translatorische Bewegung ausführen kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungselement bei Betätigung entgegen der Federkraft des Federelements in einer translatorischen Bewegung in Richtung der Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung bewegbar. Durch eine entsprechende translatorische Kraft F in Richtung der Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung wird die Drückbetätigung des Betätigungselements ausgeführt und mittels der Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung registriert.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung zumindest ein Schaltelement und das Betätigungselements ist derart eingerichtet, bei Drückbetätigung das Schaltelement zu schalten. Für die Registrierung einer Drückbetätigung kann die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung eine Vielzahl von verschiedenen Schaltelementen umfassen. Beispielsweise können als Schaltelemente Druckschalter und/oder Kraftschalter vorgesehen sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Eingabevorrichtung eine Schaltkulisse, wobei die Schaltkulisse derart eingerichtet ist, bei Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung des Betätigungselements in eine Position, bei der keine Druckbetätigung des Betätigungselements vorgesehen ist, zu verhindern, dass das Betätigungselements translatorisch verschoben werden kann. Durch die Schaltkulisse wird zusätzlich sichergestellt, dass der Bereich für die Drückbetätigung durch die Mechanik begrenzt wird. Dadurch kann zusätzlich die Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung von der Drückbetätigung entkoppelt werden.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Eingabevorrichtung derart eingerichtet, bei Druckbetätigung des Betätigungselements eine Rotation der Drehkulisse auszulösen, wobei die Rotation des Betätigungselements um seine Längsachse auszulösen. Durch die Rotation des Betätigungselements um seine Längsachse wird auch eine Verdrehung des mit dem Betätigungselement bewegungsgekoppelten Magnetelements bewirkt. Dadurch kann zusätzlich auf Grund der Verdrehung des Magnetelements die Drückbetätigung des Betätigungselements erkannt werden. Somit stehen für die Detektion der Drückbetätigung mindestens zwei verschiedene Sensorprinzipien zur Verfügung. Werden beide Sensorprinzipien für die Detektion der Drückbetätigung verwendet, wird durch das zweistufige Prinzip eine höhere Sicherheitsanforderungsstufe für die Detektion der Drückbetätigung erzielt.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungselement rotatorisch über einen Drehpunkt relativ zum Lagerpunkt bewegbar, um eine Drückbetätigung des Betätigungselements zu ermöglichen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Eingabevorrichtung ein Umlenkgestänge, wobei das Umlenkgestänge an dem Drehpunkt befestigt ist und das Umlenkgestänge derart eingerichtet ist, bei Druckbetätigung des Betätigungselements den Abstand zwischen dem Magnetelement und dem Magnetsensorelement zu vergrößern. Besonders vorteilhaft ist, dass der Abstand zwischen dem Magnetelement und dem Magnetsensorelement bei Drückbetätigung vergrößert wird. Dadurch wird das Magnetsensorelement nicht in Sättigung gebracht und Messungen der Magnetfeldänderung werden weiterhin sichergestellt.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Eingabevorrichtung derart eingerichtet, mittels der Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung die Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung sowie die Drückbetätigung des Betätigungselements zu detektieren. Wird bei Drückbetätigung der Abstand zwischen dem Magnetelement und dem Magnetsensorelement vergrößert, kann die Magnetfeldänderung auch dazu genutzt werden, die Drückbetätigung des Betätigungselements zu detektieren. Dadurch stehen für die Detektion der Drückbetätigung mindestens zwei verschiedene Sensorprinzipien zur Verfügung. Werden beide Sensorprinzipien für die Detektion der Drückbetätigung verwendet, wird durch das zweistufige Prinzip eine höhere Sicherheitsanforderungsstufe für die Detektion der Drückbetätigung erzielt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Magnetsensorelement ein Hall-Sensor, insbesondere ein Hall-IC. Ein Hall-Sensor liefert auch dann ein Signal, wenn das Magnetfeld, in dem er sich befindet, konstant ist. Dies ist der entscheidende Vorteil im Vergleich zu einem Sensor, der aus Magnet und Spule besteht. Sobald bei dieser Paarung Magnet und Spule nicht zueinander bewegt werden, ist die in der Spule induzierte Spannung gleich Null, und der Magnet wird nicht erkannt. Da Hall-Sensoren keinen mechanischen Kontakt zum Messobjekt haben, zeigen sie keine Verschleißerscheinungen, sind zudem sehr zuverlässig und verschleißarm.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung zumindest einen Druckschalter oder Kraftschalter. Die lineare Bewegung des Betätigungselements bei Drückbetätigungen kann auf einfache Weise mittels eines Druckschalters oder eines Kraftschalters detektiert werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragbar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.
  • Es zeigen
    • 1 schematische Ansichten einer multimodalen Eingabevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 2 eine schematische Ansicht einer multimodalen Eingabevorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bei Ausführung einer Schwen kbetätig u ng,
    • 3 schematische Ansichten einer multimodalen Eingabevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    • 4 schematische Ansichten einer multimodalen Eingabevorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Die 1 a) bis d) zeigen eine multimodale Eingabevorrichtung 1 für die Durchführung von Drehbetätigungen und/oder Schwenkbetätigungen 20 sowie Drückbetätigungen 21 mit einem gemeinsamen Betätigungselement 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.Die Eingabevorrichtung 1 wird in der 1 aus verschiedenen seitlichen Ansichten gezeigt.
  • Die Eingabevorrichtung 1 umfasst ein Betätigungselement 2 mit einer für die Betätigung vorgesehenen Betätigungsfläche 3. Das Betätigungselement 2 ist für die Betätigung mittels einer Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung 20 als auch für die Betätigung mittels einer Drückbewegung 21 ausgelegt. Für die Betätigung mittels einer Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung 20 ist das gemeinsame Betätigungselement 2 drehbar und/oder schwenkbar um einen Lagerpunkt 4 gelagert, wodurch Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung 20 des Betätigungselements 2 ermöglicht werden. Um ein verdrehen und/oder verschwenken des Betätigungselements um den Lagerpunkt 4 zu ermöglichen besitzt die Eingabevorrichtung 1 eine Drehkulisse 5. Die Drehkulisse 5 umfasst ein Magnetelement 11, wobei das Magnetelement 11 mit der Drehkulisse 5 bewegungsgekoppelt ist. Wird das Betätigungselement 2 mittels einer Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung 20 verdreht oder verschwenkt, wird das Magnetelement 11 zusammen mit der Drehkulisse 5 verdreht. Für die Detektion der Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung 20 besitzt die Eingabevorrichtung 1 eine Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung 18, wobei das Verdrehen des Betätigungselements 2 mittels des Magnetelements 11 und zumindest eines Magnetsensorelements 12 detektiert wird. Durch das Verdrehen des Betätigungselements 2 und des damit verbundenen Verdrehens des Magnetelements 11 tritt eine Änderung des Magnetfelds an der Stelle des Magnetsensorelements 12 auf, die mittels des Magnetsensorelements 12 erkannt wird. Das Magnetsensorelement 12 kann beispielsweise eine Hall-Sensor sein. Die Vorteile eines Hall-Sensors sind, dass dieser auch dann ein Signal liefert, wenn das Magnetfeld, in dem er sich befindet, konstant ist. Dies ist der entscheidende Vorteil im Vergleich zu einem Sensor, der aus Magnet und Spule besteht. Sobald bei dieser Paarung Magnet und Spule nicht zueinander bewegt werden, ist die in der Spule induzierte Spannung gleich Null, und der Magnet wird nicht erkannt. Dennoch kann es vorkommen, dass ein Hall-Sensor in Sättigung gerät, insbesondere, wenn sich der Abstand zwischen dem Magnetelement 11 und dem Hall-Sensor verringert. Eine Auswertung des Magnetfeldes und eine Detektion der Drehbewegung sind dann schwierig. Da Hall-Sensoren keinen mechanischen Kontakt zum Messobjekt haben, zeigen sie keine Verschleißerscheinungen und sind somit sehr zuverlässig.
  • Das Betätigungselement 2 ist weiter dazu ausgelegt, translatorisch relativ zum Lagerpunkt 4 bewegt zu werden. Dazu ist das Betätigungselement 2 innerhalb einer Führungsbahn 8 verschiebbar angeordnet. Die Führungsbahn 8 kann dabei Bestandteil einer Linearkulisse 6 sein. Bei Drückbetätigung wird die Linearkulisse 6 zusammen mit dem Betätigungselement 2 translatorisch innerhalb der Führungsbahn 8 verschoben. Für die Detektion der Drückbetätigung 21 besitzt die Eingabevorrichtung 1 eine Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung 19. Die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung 19 kann beispielsweise ein Schaltelement 9, insbesondere einen Druck- oder Kraftschalter umfassen.
  • In den 1 a) und b) ist die Eingabevorrichtung 1 ohne Drückbetätigung 21 gezeigt. Die 1 b) zeigt die Eingabevorrichtung nach 1 a), wobei die Seitenansicht der Eingabevorrichtung 1 um 90° gedreht wurde.
  • In den 1 a) und 1 b) ist gezeigt, dass das Betätigungselement 2 mittels eines Federelements 7 in einer Ausgangsposition gehalten wird. In der Ausgangsposition wird der Druck- oder Kraftschalter 9 der Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung 19 nicht durch das Betätigungselement 2 betätigt. Die Drehkulisse 5 sowie die Linearkulisse 6 sind dabei mechanisch voneinander entkoppelt.
  • In den 1 c) und d) wird die Eingabevorrichtung 1 bei Betätigung des Betätigungselements 2 mittels einer Drückbetätigung 21 gezeigt. Eine Drückbetätigung 21 wird dadurch ausgeführt, indem das Betätigungselement 2 an der Betätigungsfläche 3 mit einer Kraft F gedrückt wird. Das Betätigungselement 2 wird entgegen der Kraftwirkung des Federelements 7 in einer translatorischen Bewegung in Richtung der Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung 19 bewegt. Dabei wird nur die Linearkulisse 6 und das Betätigungselement 2 bewegt. Der Lagerpunkt 4 für die Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung 20 des Betätigungselements 2 wird dabei nicht verschoben, wodurch auch die Drehkulisse 5 nicht mit dem Betätigungselement 2 mitbewegt wird. Insbesondere wird das mit der Drehkulisse 5 bewegungsgekoppelte Magnetelement 11 nicht mitbewegt, wodurch sich der Abstand zwischen dem Magnetelement 11 und dem Magnetsensorelement 12 bei Drückbetätigung des Betätigungselements 2 nicht verringert.
  • In 2 ist die Eingabevorrichtung 1 aus 1 gezeigt, wobei die Eingabevorrichtung 1 durch eine Schwenkbetätigung des Betätigungselements 2 um den Lagerpunkt 4 verschwenkt ist. Bei der Drehbewegung des Betätigungselements 2 werden die Drehkulisse 5, die Linearkulisse 6, das Federelement 7 sowie die Führungsbahn 8 mit verschwenkt. In 2 ist weiter eine Schaltkulisse 10 gezeigt. Die Schaltkulisse 10 ist um die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung 19 angeordnet und hat eine kreisbogenförmige Form. Sie dient dazu, dass in Positionen, für die keine Druckbetätigung des Betätigungselements 2 vorgesehen sind, zu verhindern, dass das Betätigungselement 2 translatorisch verschoben werden kann. Dadurch wird der Bereich, in dem Drückbetätigungen 21 möglich sind, durch die Mechanik begrenzt.
  • Die 3 zeigt die Eingabevorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Eingabevorrichtung 1 ist die in 1 gezeigte Eingabevorrichtung 1, wobei bei Drückbetätigung 21 des Betätigungselements 2 zusätzlich eine Rotation des Betätigungselements um seine Längsachse 14, ausgelöst wird. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass durch die Rotation des Betätigungselements auch die Drehkulisse 5 in Rotation versetzt wird. Dadurch wird auch das Magnetelement 11 um die Längsachse 14 in Rotation versetzt. Durch die Rotation des Magnetelements 11 wird der Abstand zwischen dem Magnetelement 11 und dem Magnetsensorelement 12 nicht verringert. Zusätzlich besteht noch die Möglichkeit, die Drehbewegung des Magnetelements 11 durch das Magnetsensorelement 12 zu detektieren. Somit ergibt sich eine zusätzliche Möglichkeit die Drückbetätigung 21 des Betätigungselements 2 zu detektieren, wodurch eine zweistufige Detektion der Drückbetätigung 21 zum einen mittels der Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung 19 und zum anderen mittels der Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung 18 ermöglicht wird. Durch das zweistufige Prinzip wird eine höhere Sicherheitsanforderungsstufe für die Detektion der Drückbetätigung 21 erzielt.
  • Die 4 a) bis d) zeigen eine Eingabevorrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 4 a) und b) zeigen die Eingabevorrichtung 1 in der Ausganssituation vor der Drückbetätigung 21 beispielswiese durch den Fahrer eines Kraftfahrzeugs. Die Eingabevorrichtung 1 aus 4 umfasst ein Betätigungselement 2, wobei das Betätigungselement 2 für eine Drehbetätigung 20 vorgesehen ist und um einen Lagerpunkt 4 drehbar gelagert ist. Das Betätigungselement 2 kann somit um den Lagerpunkt 4 gedreht oder gescrollt werden.
  • Um eine Drückbetätigung 21 des Betätigungselements 2 zu ermöglichen, ist das Betätigungselement 2 außerdem über einen Drehpunkt 13 relativ zum Lagerpunkt 4 bewegbar. Dazu ist das Betätigungselement 2 über ein Umlenkgestänge 15 mit dem Drehpunkt 13 verbunden, wobei die Drehachse des Drehpunkts 13 senkrecht auf der Drehachse des Lagerpunkts 4 steht. Das Umlenkgestänge 15 bildet zusammen mit dem Lagerpunkt 4 eine Drehkulisse 5 für das Betätigungselement 2. An dem Umlenkgestänge 10 ist auf der der Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung 18 zugewandten Seite des Drehpunkts 13 ein Magnetelement 11 angeordnet. Bei einer Drehbetätigung 20 des Betätigungselements 2 wird das Magnetelement 11 ebenfalls mit verdreht. Ein Magnetsensorelement 12 der Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung 18 detektiert bei einer Verdrehung des Magnetelements 11 eine Veränderung des Magnetfeldes. Dadurch kann die die Drehbetätigung 20 des Betätigungselements detektiert werden.
  • Auf der anderen zur Drückbetätigungs-Einrichtung 19 gerichteten Seite des Drehpunkts besitzt das Umlenkgestänge 15 ein Druckelement 17, welches dazu dient bei Drückbetätigung 21 des Betätigungselements 2 die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung 19 auszulösen.
  • Die 4 c) und d) zeigen die Eingabevorrichtung 1 bei einer Drückbetätigung 21 des Betätigungselements 2. Dabei wird die Betätigungsfläche 3 des Betätigungselements 2 durch eine Kraft F gedrückt. Auf Grund der Drückbetätigung 21 wird das Betätigungselement 2 rotatorisch um den Drehpunkt 13 bewegt, wobei das Druckelement 17 über das Umlenkgestänge 10 die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung 19 auslöst. Gleichzeitig wird bei Drückbetätigung 21 der Abstand zwischen dem Magnetelement 11 und der Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung 18 auf Grund des rotatorisch um den Drehpunkt 13 gelagerten Betätigungselements 2 vergrößert. Wird beispielsweise als Magnetsensorelement 12 ein Hall-Sensor für die Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung 18 verwendet, ist die Vergrößerung des Abstandes vorteilhaft, da hierdurch der Hall-Sensor nicht in Sättigung gerät. Weiter vorteilhaft dabei ist, dass weiterhin bei Drückbetätigung 21 eine Änderung des Magnetfelds an der Stelle der Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung 18 auftritt. Somit ist es möglich, zum einen die Drückbetätigung 21 mittels der Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung 19 zu detektieren und zum anderen kann die Drückbetätigung 21 auch durch die Veränderung des Magnetfelds am Magnetsensorelement 12 detektiert werden. Über das Magnetsensorelement 12 der Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung 18 kann somit die Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung 20 als auch die Drückbetätigung 21 des Betätigungselements 2 detektiert werden. Dadurch kann eine bessere Detektion der Drückbetätigung 21 erzielt werden, wodurch auch eine höhere Sicherheitsanforderungsstufe für die Detektion der Drückbetätigung gewährleistet wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Eingabevorrichtung
    2
    Betätigungselement
    3
    Betätigungsfläche
    4
    Lagerpunkt
    5
    Drehkulisse
    6
    Linearkulisse
    7
    Federelement
    8
    Führungsbahn
    9
    Schaltelement
    10
    Schaltkulisse
    11
    Magnetelement
    12
    Magnetsensorelement
    13
    Drehpunkt
    14
    Drehachse
    15
    Umlenkgestänge
    16
    Gehäuse
    17
    Druckelement
    18
    Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung
    19
    Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung
    20
    Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung
    21
    Drückbetätigung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 3109163 U [0005]
    • US 2008129431 A1 [0006]
    • US 2016/0379777 A1 [0007]

Claims (12)

  1. Multimodale Eingabevorrichtung (1) für die Durchführung von Drehbetätigungen und/oder Schwenkbetätigungen (20) sowie Drückbetätigungen (21) mit einem gemeinsamen Betätigungselement (2) aufweisend: ein um einen Lagerpunkt (4) drehbar und/oder schwenkbar gelagertes Betätigungselement (2), um eine Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung (20) des Betätigungselements (2) zu ermöglichen, wobei das Betätigungselement (2) zusätzlich relativ zum Lagerpunkt (4) bewegbar gelagert ist, um eine Drückbetätigung (21) des Betätigungselements (2) zu ermöglichen, eine Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung (19) zum Detektieren der Drückbetätigung (21) des Betätigungselements (2) bei Betätigung des Betätigungselements (2), eine Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung (18) zum Detektieren einer Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung (20) des Betätigungselements (2), wobei das Drehen und/oder Schwenken des Betätigungselements (2) mittels zumindest eines Magnetelements (11) und zumindest eines Magnetsensorelements (12) detektierbar ist, wobei das Magnetelement (11) mit dem Betätigungselement (2) bewegungsgekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (1) derart eingerichtet ist, dass sich der Abstand zwischen dem Magnetelement (11) und dem Magnetsensorelement (12) bei Drückbetätigung (21) des Betätigungselements (2) nicht verringert.
  2. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (2) translatorisch relativ zum Lagerpunkt (4) bewegbar ist, um eine Drückbetätigung (21) des Betätigungselements (2) zu ermöglichen.
  3. Eingabevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (2) ein Federelement (7) umfasst, wobei das Federelement (7) derart eingerichtet ist, bei Nichtbetätigung des Betätigungselements (2) das Betätigungselement (2) in einer Ausgangsposition zu halten.
  4. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (2) bei Betätigung entgegen der Federkraft des Federelements (7) in einer translatorischen Bewegung in Richtung der Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung (19) bewegbar ist.
  5. Eingabevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung (19) zumindest ein Schaltelement (9) umfasst und das Betätigungselements (2) derart eingerichtet ist, bei Drückbetätigung (21) das Schaltelement (9) zu schalten.
  6. Eingabevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (1) eine Schaltkulisse (10) umfasst, wobei die Schaltkulisse (10) derart eingerichtet ist, bei Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung des Betätigungselements (2) in eine Position, bei der keine Druckbetätigung (21) des Betätigungselements (2) vorgesehen ist, zu verhindern, dass das Betätigungselements (2) translatorisch verschoben werden kann.
  7. Eingabevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (1) derart eingerichtet ist, bei Druckbetätigung (21) des Betätigungselements (2) eine Rotation des Betätigungselements (2) um seine Längsachse (14) auszulösen.
  8. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (2) rotatorisch über einen Drehpunkt (13) relativ zum Lagerpunkt (4) bewegbar ist, um eine Drückbetätigung (21) des Betätigungselements (2) zu ermöglichen.
  9. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (1) ein Umlenkgestänge (15) umfasst, wobei das Umlenkgestänge (15) an dem Drehpunkt (13) befestigt ist und das Umlenkgestänge (15) derart eingerichtet ist, bei Druckbetätigung (21) des Betätigungselements (2) den Abstand zwischen dem Magnetelement (11) und dem Magnetsensorelement (12) zu vergrößern.
  10. Eingabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (1) derart eingerichtet ist, mittels der Drehbetätigungs-Detektionseinrichtung (18) die Drehbetätigung und/oder Schwenkbetätigung (20) sowie die Drückbetätigung (21) des Betätigungselements (2) zu detektieren.
  11. Eingabevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsensorelement (12) ein Hall-Sensor ist.
  12. Eingabevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drückbetätigungs-Detektionseinrichtung (18) zumindest einen Druckschalter oder Kraftschalter umfasst.
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