DE102018218224A1 - Actuator for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Betätigungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein unterhalb einer oberflächlich zu berührenden, zumindest abschnittsweise lichttransparenten Oberflächenlage (4) angeordnetes, beweglich gelagertes Lichtleiterelement (5) sowie ein mit diesem gekoppeltes Piezoelement (9), das bei Ausübung einer das Lichtleiterelement (5) bewegenden Kraft auf die Oberflächenlage (4) ein Sensorsignal erzeugt und das bei Gabe eines Steuersignals einen ein haptisches Signal an der Oberflächenlage (4) erzeugenden Kraftimpuls auf das Lichtleiterelement (5) gibt.Actuating device for a motor vehicle, comprising a movably mounted light guide element (5) arranged beneath a surface layer (4) that is lightly transparent at least in sections and a piezo element (9) coupled to it that exerts a force moving the light guide element (5) when it is exerted the surface layer (4) generates a sensor signal and, when a control signal is given, gives a force pulse to the light guide element (5) that generates a haptic signal at the surface layer (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an actuating device for a motor vehicle.

An vielen Gerätschaften, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, sind eine Vielzahl von separaten Betätigungseinrichtungen in Form von Tast- oder Schalteinrichtungen vorgesehen bzw. verbaut, die manuell zu betätigen sind und über die bei Betätigung ein Schalt- oder Steuersignal gegeben oder erzeugt werden kann, das zum Schalten oder Ansteuern einer zugeordneten oder nachgeschalteten Einrichtung dient. Eine solche Betätigungseinrichtung umfasst üblicherweise eine Oberflächenlage, der, siehe beispielsweise DE 10 2015 015 417 A1 , eine mehrere Elektroden aufweisende Sensoreinrichtung zugeordnet ist, über die kapazitiv eine Berührung respektive Betätigung der Oberflächenlage erfasst werden kann, wobei hieraus ein Schaltsignal abgeleitet werden kann. Um der Person bei einer Betätigung ein haptisches Feedback geben zu können, ist bei der bekannten Betätigungseinrichtung ein Piezoelement vorgesehen, das bei Anlegen einer Erregerspannung dazu dient, eine zugeordnete Membran und damit auch die Oberflächenlage zu krümmen, so dass sich ein über einen die Betätigung vornehmenden Finger spürbares haptisches Signal über die Oberflächenlage erfahren lässt. Vorgesehen kann des Weiteren auch ein Lichtleiter sein, der zwischen der Oberflächenlage und dem Piezoelement angeordnet ist und der ebenfalls flexibel ist, da er sowohl bei der Betätigung als auch bei der Gabe des haptischen Feedbacksignal zu deformieren ist.On many devices, in particular in a motor vehicle, a large number of separate actuating devices in the form of push buttons or switching devices are provided or installed, which are to be operated manually and via which a switching or control signal can be given or generated when actuated, which for Switching or controlling an assigned or downstream device is used. Such an actuating device usually comprises a surface layer, which, see for example DE 10 2015 015 417 A1 , a sensor device having a plurality of electrodes is assigned, by means of which capacitive contact or actuation of the surface position can be detected, from which a switching signal can be derived. In order to be able to give haptic feedback to the person during an actuation, a piezo element is provided in the known actuating device which, when an excitation voltage is applied, serves to bend an associated membrane and thus also the surface layer, so that one actuating is performed Let your finger experience a tactile signal about the surface position. A light guide can also be provided, which is arranged between the surface layer and the piezo element and which is also flexible, since it has to be deformed both when actuating and when giving the haptic feedback signal.

Die Konfiguration einer solchen bekannten Betätigungseinrichtung ist aufwändig, insbesondere da diverse unterschiedliche Sensor- und Aktorelemente zu verbauen sind.The configuration of such a known actuating device is complex, in particular since various different sensor and actuator elements have to be installed.

Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Betätigungseinrichtung anzugeben.The invention is therefore based on the problem of specifying an actuating device which is improved in comparison with this.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Betätigungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend ein unterhalb einer oberflächlich zu berührenden, zumindest abschnittsweise lichttransparenten Oberflächenlage angeordnetes, beweglich gelagertes Lichtleiterelement sowie ein mit diesem gekoppeltes Piezoelement, das bei Ausübung einer das Lichtleiterelement bewegenden Kraft auf die Oberflächenlage ein Sensorsignal erzeugt und das bei Gabe eines Steuersignals einen ein haptisches Signal an der Oberflächenlage erzeugenden Kraftimpuls auf das Lichtleiterelement gibt.To solve this problem, an actuating device for a motor vehicle is provided according to the invention, comprising a movably mounted light guide element arranged beneath a surface layer that is to be touched and at least partially light-transparent, and a piezo element coupled to it, which, when a force moving the light guide element is exerted on the surface layer, sends a sensor signal generated and when a control signal is given gives a force pulse generating a haptic signal on the surface layer to the light guide element.

Bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist das Piezoelement sowohl als Sensor als auch als Aktor vorgesehen, das heißt, dass über das Piezoelement bei Berühren respektive Deformieren der Oberflächenlage ein Schalt- oder Steuersignal erzeugt wird, das über eine zugeordnete Steuerungseinrichtung bestimmt und entsprechend verarbeitet wird. Darüber hinaus dient das Piezoelement auch der Gabe eines haptischen Feedbacksignals, wenn es über die Steuerungseinrichtung mit einem Steuersignal angesteuert wird. Um sowohl die Erzeugung des Schalt- oder Steuersignals als auch die Gabe des haptischen Signals zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß das Piezoelement mit einem Lichtleiterelement gekoppelt, das seinerseits wieder mit der Oberflächenlage gekoppelt ist. Das Lichtleiterelement ist starr ausgeführt, ist also nicht flexibel, vielmehr dient es als reines starres bzw. steifes Kraftübertragungselement, um einerseits die Betätigungskraft, die auf die Oberflächenlage aufgebracht wird, an das Piezoelement zur Erzeugung des Schaltsignals zu übertragen und andererseits den vom Piezoelement erzeugten Kraftimpuls direkt an die Oberflächenlage zu übertragen. Das Piezoelement selbst ist entweder positionsfest oder gegen ein positionsfestes Bauteil bewegbar (worauf nachfolgend noch eingegangen wird), so dass bei einer kraftbedingten Bewegung des steifen Lichtleiterelements zwangsläufig eine Kraft, die zu einer Deformation und damit zu der Erzeugung des Schaltsignals führt, auf das Piezoelement gegeben werden kann. Ebenso wird aufgrund der positionsfesten Anordnung oder Widerlagerung des Piezoelements eine durch die Ansteuerung mit dem Steuersignal bedingte Deformation des Piezoelements direkt auf das steife Lichtleiterelement und über dieses beispielsweise als Vibrationssignal bei einer entsprechenden Piezoansteuerung an die Oberflächenlage gegeben.In the actuating device according to the invention, the piezo element is provided both as a sensor and as an actuator, that is to say that when the piezo element is touched or deformed, a switching or control signal is generated which is determined and processed accordingly via an associated control device. In addition, the piezo element also serves to give a haptic feedback signal if it is controlled by a control signal via the control device. In order to enable both the generation of the switching or control signal and the transmission of the haptic signal, the piezo element is coupled according to the invention to a light guide element, which in turn is coupled to the surface layer. The light guide element is rigid, so it is not flexible, rather it serves as a pure rigid or rigid force transmission element, on the one hand to transmit the actuating force that is applied to the surface layer to the piezo element for generating the switching signal and on the other hand the force pulse generated by the piezo element to be transferred directly to the surface layer. The piezo element itself is either fixed in position or movable against a fixed component (which will be discussed below), so that when the rigid light guide element moves due to force, a force that leads to a deformation and thus to the generation of the switching signal is exerted on the piezo element can be. Likewise, due to the positionally fixed arrangement or abutment of the piezo element, a deformation of the piezo element caused by the control with the control signal is applied directly to the rigid light guide element and, via this, for example as a vibration signal with a corresponding piezo control to the surface layer.

Wie das Piezoelement eine Doppelfunktion als Sensor und Aktor aufweist, weist auch das Lichtleiterelement eine Doppelfunktion auf. Zum einen dient es der Hinterleuchtung der Oberflächenlage, die zumindest abschnittsweise lichttranspartent ist, so dass ein entsprechendes Symbol oder dergleichen an der flexiblen Oberflächenlage, üblicherweise eine Kunststofffolie oder Ähnliches, zu erkennen ist. Darüber hinaus dient das starre, steife Lichtleiterelement wie beschrieben als Kraftübertragungselement, und zwar sowohl in Richtung des Piezoelements zur Erzeugung des Schaltimpulses bzw. der Schaltkraft, als auch in die entgegengesetzte Richtung zur Oberflächenlage zur Übertragung des Kraftimpulses in Form des haptischen Feedbacksignals, beispielsweise in Form eines Vibrationssignals.Just as the piezo element has a double function as a sensor and actuator, the light guide element also has a double function. On the one hand, it serves to backlight the surface layer, which is at least partially light-transparent, so that a corresponding symbol or the like can be recognized on the flexible surface layer, usually a plastic film or the like. In addition, the rigid, rigid light guide element serves as a force transmission element, as described, both in the direction of the piezo element for generating the switching pulse or the switching force, and in the opposite direction to the surface position for transmitting the force pulse in the form of the haptic feedback signal, for example in the form a vibration signal.

Die Konfiguration der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ist deutlich einfacher als die vergleichbarer Betätigungseinrichtungen im Stand der Technik. Insbesondere sind keine zwei unterschiedlichen Einheiten einerseits für die Erfassung des bei einer Betätigung zu erzeugenden Schaltsignals und andererseits für die Gabe des Feedbacksignals vorzusehen, nachdem erfindungsgemäß das Piezoelement diese Doppelfunktion ausführt. Darüber hinaus ist kein umständlicher, mehrlagiger und aus flexiblen Elementen bestehender Aufbau von Nöten, da das Lichtleiterelement aufgrund seiner Doppelfunktion als starres, steifes Bauteil ausgeführt werden kann und auch in Bezug auf diese Kopplung keine zusätzlichen Elemente von Nöten sind.The configuration of the actuating device according to the invention is significantly simpler than the comparable actuating devices in the prior art. In particular, there are no two different units on the one hand for the detection of the switching signal to be generated upon actuation and on the other hand for the administration of the Provide feedback signal after the piezo element according to the invention performs this double function. In addition, there is no need for a complicated, multi-layered structure consisting of flexible elements, since the light guide element can be designed as a rigid, rigid component due to its double function and no additional elements are required with regard to this coupling.

Bevorzugt ist wie ausgeführt eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die mit dem Piezoelement kommuniziert. Diese Steuerungseinrichtung ist dazu ausgebildet, eine, durch die vom Lichtleiterelement auf das Piezoelement ausgeübte Kraft erzeugte, Spannung zur Ermittlung der Kraft auszuwerten und bei Erfassung einer einen Schwellwert erreichenden Kraft das Piezoelement zur Erzeugung des Kraftimpulses anzusteuern. Die Steuerungseinrichtung nimmt also die eigentliche Signalverarbeitung zur Bestimmung, ob tatsächlich ein Schaltsignal gegeben werden soll, vor, wobei das vom Piezoelement erzeugte Sensorsignal in Form einer entsprechenden Spannung gegeben wird. Erreicht diese einen entsprechenden Schwellwert, so ist sichergestellt, dass die Oberflächenlage hinreichend kräftig betätigt wird, mithin also ein bewusstes Betätigungssignal gegeben wird. Die Steuerungseinrichtung kann daraufhin die entsprechende Funktion ansteuern. Gleichzeitig wird das Erreichen dieses Schwellwerts auch zur Ansteuerung des Piezoelements zur Gabe des Rückmeldungssignals, also des Kraftimpulses auf das Lichtleiterelement verwendet, so dass der Benutzer bei Erfahrung dieses Feedbacksignals weiß, dass seine Tasteingabe erfolgreich war.As stated, a control device is preferably provided which communicates with the piezo element. This control device is designed to evaluate a voltage generated by the force exerted by the light guide element on the piezo element to determine the force and, when a force reaching a threshold value is detected, to control the piezo element to generate the force pulse. The control device therefore carries out the actual signal processing to determine whether a switching signal is actually to be given, the sensor signal generated by the piezo element being given in the form of a corresponding voltage. If this reaches a corresponding threshold value, it is ensured that the surface position is actuated with sufficient force, that is to say a conscious actuation signal is given. The control device can then control the corresponding function. At the same time, reaching this threshold value is also used to control the piezo element for the purpose of giving the feedback signal, that is to say the force pulse to the light guide element, so that the user knows from experience of this feedback signal that his key input was successful.

Wie ausgeführt dient das starre bzw. steife Piezoelement als Kraftübertragungselement, einerseits zur Übertragung einer Kraft auf das Piezoelement, andererseits zur Übertragung des vom Piezoelement erzeugten Kraftimpulses auf die Oberflächenlage. Das heißt, dass das Lichtleiterelement direkt mit der Oberflächenlage und dem Piezoelement gekoppelt ist, um für eine optimale Kraftübertragung Sorge zu tragen.As stated, the rigid or rigid piezo element serves as a force transmission element, on the one hand to transmit a force to the piezo element, and on the other hand to transmit the force pulse generated by the piezo element to the surface layer. This means that the light guide element is directly coupled to the surface layer and the piezo element in order to ensure optimal power transmission.

Dabei kann gemäß einer ersten Erfindungsalternative das Lichtleiterelement um eine Schwenkachse nach Art eines Hebels schwenkbar gelagert sein, wobei der eine Hebelabschnitt mit der Oberflächenlage und der andere Hebelabschnitt mit dem Piezoelement gekoppelt ist. Das Lichtleiterelement wird also zur Gabe des Tastbefehls aus einer Ruhestellung ohne Berührung der Oberflächenlage bei einer Berührung derselben herausgeschwenkt, nachdem es mit dem einen Hebelabschnitt mit der Oberflächenlage gekoppelt ist. Der andere, auf der anderen Seite der Schwenkachse befindliche Hebelabschnitt ist mit dem Piezoelement verbunden. Dieser Hebelabschnitt wird zwangsläufig in die entgegengesetzte Richtung wie der mit der Oberflächenlage gekoppelte Hebelabschnitt verschwenkt, so dass mit zunehmender Verschwenkung eine zunehmende Kraft auf das Piezoelement ausgeübt wird, was zur Gabe und einem entsprechenden Anstieg der erzeugten Spannung seitens des Piezoelements führt. Zur Gabe des haptischen Feedbacksignal ist die Funktion respektive Bewegung des schwenkbaren Lichtleiterelements umgekehrt. Hier wird aufgrund der Ansteuerung des Piezoelements und dessen Deformation der mit ihm gekoppelte Hebelabschnitt aktiv verschwenkt, was wiederum zu einer entgegengerichteten Verschwenkung des mit der Oberflächenlage gekoppelten Hebelabschnitts führt.According to a first alternative of the invention, the light guide element can be pivoted about a pivot axis in the manner of a lever, one lever section being coupled to the surface layer and the other lever section being coupled to the piezo element. The light guide element is thus pivoted out of a rest position without touching the surface position when it is touched in order to give the touch command after it is coupled with the one lever section to the surface position. The other lever section located on the other side of the pivot axis is connected to the piezo element. This lever section is inevitably pivoted in the opposite direction to the lever section coupled to the surface layer, so that with increasing pivoting an increasing force is exerted on the piezo element, which leads to the application and a corresponding increase in the voltage generated by the piezo element. The function or movement of the pivotable light guide element is reversed in order to give the haptic feedback signal. Here, due to the control of the piezo element and its deformation, the lever section coupled to it is actively pivoted, which in turn leads to a counter-pivoting of the lever section coupled to the surface layer.

Das Lichtleiterelement weist dabei zweckmäßigerweise eine Ausnehmung im Bereich des dem Piezoelement zugeordneten Hebelabschnitts auf, in den das Piezoelement eingreift. Dies ist zweckmäßig, nachdem das Piezoelement an einer anderen, sowohl seitlich als auch vertikal zur Oberflächenlage versetzten Position angeordnet ist.The light guide element expediently has a recess in the region of the lever section assigned to the piezo element, in which the piezo element engages. This is expedient after the piezo element is arranged at a different position which is offset both laterally and vertically from the surface position.

Zweckmäßigerweise ist das Piezoelement am Randbereich einer Öffnung eines Gehäuses angeordnet und von dem Hebelabschnitt des Lichtleiterelements, das unterhalb der die Öffnung überspannenden Oberflächenalge angeordnet ist, übergriffen. Das Piezoelement ist demzufolge nicht im Bereich der Gehäuseöffnung angeordnet, die von der Oberflächenlage überspannt ist, sondern seitlich versetzt dazu im Randbereich der Gehäuseöffnung, wo es entsprechend positionsfest angeordnet werden kann. Über die entsprechende Hebelausgestaltung ist eine entsprechende Verbindung des seitlich versetzten Piezoelements zur Oberflächenlage auf einfache Weise möglich.The piezo element is expediently arranged at the edge region of an opening in a housing and is overlapped by the lever section of the light guide element which is arranged below the surface algae spanning the opening. The piezo element is therefore not arranged in the region of the housing opening spanned by the surface layer, but laterally offset in the edge region of the housing opening, where it can be arranged in a correspondingly fixed position. A corresponding connection of the laterally offset piezo element to the surface layer is possible in a simple manner via the corresponding lever configuration.

Dabei kann das Piezoelement entweder direkt an dem Gehäuse, üblicherweise einem Kunststoffgehäuse, angeordnet sein, alternativ aber auch an einem am Gehäuse angeordneten Trägerbauteil, insbesondere einer Leiterplatte, an der es befestigt und auch entsprechend mit Verbindungsleitungen, die zur Steuerungseinrichtung führen, kontaktiert ist. Unabhängig davon, welche konkrete Anordnungsvariante gewählt wird, ist hierüber sichergestellt, dass das Piezoelement positionsfest, also unbeweglich, angeordnet ist.In this case, the piezo element can either be arranged directly on the housing, usually a plastic housing, or alternatively also on a carrier component arranged on the housing, in particular a printed circuit board, to which it is fastened and also contacted with connecting lines which lead to the control device. Regardless of which specific arrangement variant is selected, this ensures that the piezo element is arranged in a fixed position, that is to say immovable.

Wie beschrieben wird das Piezoelement durch Verschwenken des als Hebel ausgeführten Lichtleiterelement betätigt. Hierbei kann das Piezoelement bei unbetätigter Oberflächenlage bereits in Kontakt mit dem Hebelabschnitt sein, das heißt, dass beide bereits in der Ruhelage einander berühren. Alternativ kann der Hebelabschnitt auch von dem Piezoelement beabstandet sein und erst bei einer Betätigung der Oberflächenlage gegen das Piezoelement bewegt werden.As described, the piezo element is actuated by pivoting the light guide element designed as a lever. In this case, the piezo element can already be in contact with the lever section when the surface position is not actuated, that is to say that both are already touching one another in the rest position. Alternatively, the lever section can also be spaced from the piezo element and can only be moved against the piezo element when the surface layer is actuated.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungsform ist das Piezoelement entweder am Gehäuse oder einem gehäusefest angeordneten Trägerbauteil, wie beispielsweise einer Leiterplatte angeordnet. Eine alternative Ausführungsform hierzu sieht vor, dass das Piezoelement an dem Hebelabschnitt angeordnet und von dem Gehäuse oder dem Trägerbauteil, insbesondere der Leiterplatte, in der Ruhestellung beabstandet ist und erst bei einer Betätigung der Oberflächenlage, also bei einer Verschwenkung des Lichtleiterelements, gegen das Gehäuse oder gegen das Trägerbauteil, insbesondere die Leiterplatte, bewegt wird. Auch hier kann, wenn das Piezoelement gegen den positionsfesten Abschnitt infolge der Verschwenkung des Lichtleiterelements bewegt wird, eine entsprechende Deformation und damit Signalerzeugung erreicht werden. In the embodiment described above, the piezo element is arranged either on the housing or on a support component arranged fixed to the housing, such as a printed circuit board. An alternative embodiment provides that the piezo element is arranged on the lever section and is spaced from the housing or the carrier component, in particular the printed circuit board, in the rest position and only when the surface position is actuated, i.e. when the light guide element is pivoted against the housing or is moved against the carrier component, in particular the printed circuit board. Here, too, if the piezo element is moved against the positionally fixed section as a result of the pivoting of the light guide element, a corresponding deformation and thus signal generation can be achieved.

Bei der vorstehend beschriebenen Schwenkausführung des Lichtleiterelements befindet sich das Piezoelement zwangsläufig oberhalb des Lichtleiterelements, also an der zur Oberflächenlage weisenden Seite des Lichtleiterelements. Bei einer nicht schwenkbaren Anordnung respektive Ausgestaltung des Lichtleiterelements befindet sich das Piezoelement demgegenüber unterhalb des Lichtleiterelements und ist an einem Trägerbauteil, insbesondere einer Leiterplatte angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung ist quasi der Kraftfluss in eine Richtung gerichtet, anders als bei der Hebelausgestaltung. Denn die durch Drücken auf die Oberflächenlage eingeleitete Kraft wird mit derselben Richtung über das Lichtleiterelement auf das darunter befindliche, positionsfeste Piezoelement gegeben, wobei auch in diesem Fall das Piezoelement bevorzugt seitlich versetzt zu der Öffnung ist und von einem seitlich die Öffnung überragenden Abschnitt des Lichtleiterelements übergriffen ist. Das heißt, dass sich auch hier das Piezoelement unterhalb des Öffnungsrandes befindet.In the swivel version of the light guide element described above, the piezo element is inevitably located above the light guide element, that is to say on the side of the light guide element facing the surface position. In the case of a non-pivotable arrangement or configuration of the light guide element, on the other hand, the piezo element is located below the light guide element and is arranged on a carrier component, in particular a printed circuit board. In this configuration, the flow of force is directed in one direction, unlike in the lever configuration. This is because the force introduced by pressing on the surface layer is applied in the same direction via the light guide element to the positional piezo element located underneath, in this case too the piezo element is preferably laterally offset from the opening and overlapped by a section of the light guide element projecting laterally beyond the opening is. This means that the piezo element is located below the opening edge.

Wie beschrieben kommt dem Lichtleiterelement ebenso eine Doppelfunktion zu, nämlich einerseits die der Hinterleuchtung der Oberflächenlage, andererseits die des starren mechanischen Koppelelements. Zur Hinterleuchtung ist zweckmäßigerweise wenigstens eine Lichtquelle vorgesehen, die benachbart zu dem Lichtleiterelement angeordnet ist. Diese Lichtquelle kann seitlich oder unterhalb des Lichtleiterelements angeordnet sein, beispielsweise an einer Leiterplatte oder dergleichen, wo die Lichtquelle entsprechend kontaktiert ist. Die Ansteuerung der Lichtquelle kann beispielsweise über die gemeinsame Steuerungseinrichtung, die auch die Signalauswertung und Ansteuerung des Piezoelements etc. vornimmt, erfolgen. Als Lichtquelle wird bevorzugt eine LED verwendet, die entsprechend kleinbauend, jedoch leuchtstark ist.As described, the light guide element also has a double function, namely that of backlighting the surface layer on the one hand, and that of the rigid mechanical coupling element on the other. For backlighting, at least one light source is expediently provided, which is arranged adjacent to the light guide element. This light source can be arranged on the side or below the light guide element, for example on a circuit board or the like, where the light source is contacted accordingly. The light source can be controlled, for example, via the common control device, which also undertakes the signal evaluation and control of the piezo element, etc. An LED is preferably used as the light source, which is correspondingly small in size but is luminous.

Neben der Betätigungsvorrichtung selbst betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine oder mehrere derartiger Betätigungseinrichtungen. Diese können beispielsweise in Form von einfachen Tastern, die beispielsweise der Bedienung eines Gebläses, einer Heckscheibe, der Warnblinkanlage oder Ähnlichem dienen, ausgeführt sein, wobei die Verwendung hierauf nicht beschränkt ist.In addition to the actuation device itself, the invention further relates to a motor vehicle comprising one or more such actuation devices. These can be implemented, for example, in the form of simple buttons, which are used, for example, to operate a blower, a rear window, the hazard warning lights or the like, the use of which is not restricted to this.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung einer ersten Ausführungsform,
  • 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung einer zweiten Ausführungsform, und
  • 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung einer dritten Ausführungsform.
Further advantages and details of the present invention result from the exemplary embodiments described below and from the drawings. Show:
  • 1 2 shows a basic illustration of an actuating device according to the invention in a first embodiment,
  • 2nd a schematic diagram of an actuating device according to the invention of a second embodiment, and
  • 3rd a schematic diagram of an actuating device according to the invention of a third embodiment.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung 1, umfassend ein Gehäuse 2 mit einer Gehäuseöffnung 3, die von einer Oberflächenlage 4, beispielsweise einer Kunststofffolie, überspannt ist, wobei diese Oberflächenlage 4 im gezeigten Beispiel auch das Gehäuse 2 größerflächig überspannt. Die Oberflächenlage 4 ist in dem Abschnitt, der die Öffnung 3 überspannt, beispielsweise zur Erzeugung eines Symbols zumindest abschnittsweise lichttransparent, kann also von unten hinterleuchtet werden, so dass das Symbol oder dergleichen als Lichtsymbol sichtbar ist. 1 shows an actuating device according to the invention 1 , comprising a housing 2nd with a housing opening 3rd that of a surface layer 4th , for example a plastic film, is spanned, this surface layer 4th in the example shown, the housing 2nd spanned over a large area. The surface layer 4th is in the section that the opening 3rd spanned, for example to generate a symbol at least partially transparent to light, can therefore be backlit from below so that the symbol or the like is visible as a light symbol.

Hierzu dient ein Lichtleiterelement 5, das unterhalb des die Öffnung 3 überspannenden Abschnitts der Oberflächenlage 4 angeordnet ist, und dem im gezeigten Beispiel zwei Lichtquellen 6 seitlich und unterhalb zugeordnet sind, über die Licht entsprechend eingekoppelt werden kann, wobei die Ansteuerung der Lichtquellen 6, bevorzugt LEDs, über eine entsprechende Steuerungseinrichtung 7, die beispielsweise auf einer gemeinsamen Leiterplatte 8 angeordnet ist, erfolgt.An optical fiber element is used for this 5 that is below the the opening 3rd spanning section of the surface layer 4th is arranged, and two light sources in the example shown 6 are assigned laterally and below, via which light can be coupled in accordingly, the activation of the light sources 6 , preferably LEDs, via a corresponding control device 7 that, for example, on a common circuit board 8th is arranged, takes place.

Zur Erfassung einer Tastbetätigung zur Gabe eines Steuerbefehls wie auch zur Gabe eines haptischen Feedbacksignals ist ein Piezoelement 9 vorgesehen, das in dieser Ausführung am Gehäuse 2 im Bereich des die Öffnung 3 umgebenden Gehäuserandes positionsfest angeordnet ist. Dieses Piezoelement 9 ist ebenfalls mit der Steuerungseinrichtung 7 kontaktiert. Dem Piezoelement 9 kommt eine Doppelfunktion zu. Denn einerseits dient es dazu, das eigentliche Tast- oder Betätigungssignal respektive Schaltsignal zu erzeugen, wozu eine entsprechende Leitungsverbindung zu der Steuerungseinrichtung 7, die die Signalauswertung vornimmt, gegeben ist. Das Piezoelement 9 dient also als Sensor. Die Steuerungseinrichtung 7 ist des Weiteren dazu ausgebildet, bei Erfassung einer hinreichenden, vom Piezoelement gelieferten Spannung, die eine hinreichend hohe Betätigungskraft an der Oberflächenlage 4 anzeigt, ein entsprechendes Steuersignal an das Piezoelement 9 zu geben, so dass dieses einen Kraftimpuls erzeugt, der an die Oberflächenlage 4 übertragen wird und dort als haptisches Feedbacksignal erfasst werden kann. Das Piezoelement 9 dient also als Aktor.A piezo element is used to detect a button actuation for giving a control command as well as for giving a haptic feedback signal 9 provided that in this version on the housing 2nd in the area of the opening 3rd surrounding housing edge is arranged in a fixed position. This piezo element 9 is also with the control device 7 contacted. The piezo element 9 has a double function. On the one hand, it serves to generate the actual key or actuation signal or switching signal, for which purpose a corresponding line connection to the control device 7 that performs the signal evaluation is given. The piezo element 9 thus serves as a sensor. The Control device 7 is further designed to detect a sufficient voltage supplied by the piezo element, which has a sufficiently high actuating force on the surface layer 4th indicates a corresponding control signal to the piezo element 9 to give, so that this generates a force impulse that is attached to the surface layer 4th is transmitted and can be recorded there as a haptic feedback signal. The piezo element 9 thus serves as an actuator.

Zur Kopplung der Oberflächenlage 4 mit dem Piezoelement 9 dient das Lichtleiterelement 5, das als starres bzw. steifes Bauteil ausgeführt ist. Das Lichtleiterelement 5 ist um eine Schwenkachse 10 schwenkbar gelagert. Mit dem einen Hebelabschnitt 11 ist es mit der Oberflächenlage 4 im Bereich des die Öffnung 3 überspannenden, beweglichen Abschnitts verbunden bzw. liegt unmittelbar daran an. Der andere Hebelabschnitt 12, der eine entsprechende Ausnehmung 13 aufweist, in die das Piezoelement 9 eingreift, erstreckt sich zur Seite hin und liegt in der Ruhestellung unmittelbar am Piezoelement 9 an. Wird also die Oberflächenlage 4, wie durch die Hand 14 dargestellt, gedrückt, so schwenkt einerseits der Hebelabschnitt 11, wie durch den Pfeil P1 dargestellt ist, nach unten, während gleichzeitig der Hebelabschnitt 12, wie durch den Pfeil P2 dargestellt ist, nach oben schwenkt und, da das Lichtleiterelement 5 steif ist, gegen das Piezoelement 9 drückt. Diese aufgebrachte Kraft führt am Piezoelement 9 zu einer Deformation und damit zur Erzeugung einer in der Höhe kraftabhängigen Spannung, die seitens der Steuerungseinrichtung 7 erfasst und ausgewertet wird. Bei Erfassung einer hinreichend hohe Druckkraft auf die Oberflächenlage 4 steuert die Steuerungseinrichtung 7 nun einerseits die Funktion bzw. Einrichtung an, die über die Betätigungseinrichtung 1 angesteuert werden kann. Zum anderen legt sie eine Steuerspannung an das Piezoelement 9 an, um dieses beispielsweise nach Art einer Vibration anzusteuern und variierend zu deformieren. Hierüber werden ein oder werden mehrere Kraftimpulse vom Piezoelement 9 auf das starre Lichtleiterelement 5 übertragen und von diesem an die Oberflächenlage 4 gegeben, so dass dort ein haptisches, beispielsweise vibrierendes Feedbacksignal erfahren wird.For coupling the surface layer 4th with the piezo element 9 serves the light guide element 5 , which is designed as a rigid or rigid component. The light guide element 5 is about a pivot axis 10th pivoted. With the one lever section 11 it is with the surface layer 4th in the area of the opening 3rd spanning, movable section connected or directly adjacent to it. The other lever section 12th that has a corresponding recess 13 has, in which the piezo element 9 engages, extends to the side and is in the rest position directly on the piezo element 9 at. So becomes the surface layer 4th as if by hand 14 shown, pressed, on the one hand the lever section pivots 11 as indicated by the arrow P1 is shown down while simultaneously the lever section 12th as indicated by the arrow P2 is shown, pivots up and, since the light guide element 5 is stiff against the piezo element 9 presses. This applied force leads to the piezo element 9 to a deformation and thus to generate a voltage that is force-dependent in terms of height, on the part of the control device 7 is recorded and evaluated. When a sufficiently high pressure force is detected on the surface layer 4th controls the control device 7 now on the one hand the function or device, which is via the actuating device 1 can be controlled. Secondly, it applies a control voltage to the piezo element 9 to control it for example in the manner of a vibration and to deform it in a varying manner. This is one or more force pulses from the piezo element 9 on the rigid light guide element 5 transferred and from this to the surface layer 4th given so that a haptic, for example vibrating feedback signal is experienced there.

Ersichtlich kommen hier sowohl dem Piezoelement 9 als auch dem Lichtleiterelement 5 eine Doppelfunktion zu. Das Piezoelement 9 dient sowohl als Sensor als auch als Aktor, während das Lichtleiterelement sowohl als Hinterleuchtungselement als auch als mechanisches Kraftübertragungs- oder Kopplungselement dient.Obviously both the piezo element come here 9 as well as the light guide element 5 a double function too. The piezo element 9 serves as both a sensor and an actuator, while the light guide element serves both as a backlighting element and as a mechanical power transmission or coupling element.

Bei der Ausgestaltung gemäß 2, in der ebenfalls eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung 1 dargestellt ist, ist ebenfalls ein Gehäuse 2 mit einer entsprechenden Öffnung 3 vorgesehen, die von einer Oberflächenlage 4 überspannt ist. Auch hier ist ein Lichtleiterelement 5 als Hebel angeordnet, der um eine Schwenkachse 10 schwenkbar ist und dem hier nur eine Lichtquelle 6, die an der Leiterplatte 8 angeordnet und kontaktiert ist, zugeordnet ist. Der eine Hebelabschnitt 11 ist auch hier unmittelbar unterhalb der Oberflächenlage 4 angeordnet, der andere Hebelabschnitt 12 trägt bei dieser Ausgestaltung des Piezoelement 9, das also hier nicht positionsfest ist, sondern an dem Lichtleiterelement 5 angeordnet ist. Es befindet sich in einer Position, dass es bei einem Verschwenken des Lichtleiterelements 5 respektive des Hebelabschnitts 12 gegen das Gehäuse bzw. hier gegen die Leiterplatte 8, also ein positionsfestes Bauteil, gedrückt wird, so dass es aufgrund dieses Widerlagers zur Krafteinleitung in das Piezoelement 9 und zu einer entsprechenden Deformation und resultierend hieraus zu einer Spannungserzeugung kommt, die wiederum durch die Steuerungseinrichtung 7 ausgewertet wird. Da bis zum Erreichen der Spannungsschwelle, die eine entsprechend hohe Betätigungskraft an der Oberflächenlage 4 indiziert, das Piezoelement 9 in fester Anlage an der Leiterplatte 7 respektive dem Gehäuse 2 ist, kann demzufolge durch Ansteuerung des Piezoelements 9 über die Steuerungseinrichtung 7 auch das haptische Feedbacksignal gegeben werden, da das Piezoelement 9 an der Leiterplatte 7 respektive dem Gehäuse 2 aufgelagert und abgestützt ist, so dass ein entsprechender Kraftimpuls in das starre Lichtleiterelement 5 eingeleitet und von diesem an die Oberflächenlage 4 weitergegeben werden kann.In the design according to 2nd , in which also an actuating device according to the invention 1 is also shown is a housing 2nd with a corresponding opening 3rd provided by a surface layer 4th is overstretched. Here too is a light guide element 5 arranged as a lever that about a pivot axis 10th is pivotable and here only a light source 6 that on the circuit board 8th is arranged and contacted, is assigned. One lever section 11 is also immediately below the surface layer 4th arranged, the other lever section 12th contributes to the configuration of the piezo element 9 , which is not fixed in position here, but on the light guide element 5 is arranged. It is in a position that it is when the light guide element is pivoted 5 or the lever section 12th against the housing or here against the circuit board 8th , ie a positionally fixed component, is pressed so that it is due to this abutment for the introduction of force into the piezo element 9 and there is a corresponding deformation and, as a result, a voltage is generated, which in turn is generated by the control device 7 is evaluated. Since until the voltage threshold is reached, the correspondingly high actuation force on the surface layer 4th indexed, the piezo element 9 in fixed contact with the circuit board 7 respectively the housing 2nd can, accordingly, by driving the piezo element 9 via the control device 7 also the haptic feedback signal can be given because the piezo element 9 on the circuit board 7 respectively the housing 2nd is supported and supported, so that a corresponding force pulse into the rigid light guide element 5 initiated and from this to the surface layer 4th can be passed on.

3 zeigt schließlich eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung 1, wiederum umfassend ein Gehäuse 2 mit einer Öffnung 3, die von einer Oberflächenlage 4 überspannt ist. Hier ist das starre Lichtleiterelement 5 nicht schwenkbar, sondern lediglich geringfügig vertikal bewegbar, wie durch den Pfeil P3 dargestellt ist. Bei einer Betätigung wird das flächig mit der Oberflächenlage 4 gekoppelte Lichtleiterelement 5 geringfügig nach unten bewegt, so dass es mit seinem seitlichen Abschnitt auf das unterhalb des Lichtleiterelements 5 angeordnete Piezoelement 9, das hier an einer Leiterplatte 8 befestigt und kontaktiert ist, gedrückt wird, worüber die Krafteinleitung in das Piezoelement 9 erfolgt und die Steuerungseinrichtung 7 die entsprechende ausgegebene Spannung erfassen und auswerten kann. 3rd finally shows a third embodiment of an actuating device according to the invention 1 , again comprising a housing 2nd with an opening 3rd that of a surface layer 4th is overstretched. Here is the rigid light guide element 5 not pivotable, but only slightly vertically movable, as by the arrow P3 is shown. When actuated, it becomes flat with the surface layer 4th coupled light guide element 5 moved slightly downwards so that it with its side section on the underneath the light guide element 5 arranged piezo element 9 that here on a circuit board 8th is attached and contacted, is pressed, via which the introduction of force into the piezo element 9 takes place and the control device 7 can record and evaluate the corresponding output voltage.

Zur Gabe des Rückmeldungssignals steuert auch hier die Steuerungseinrichtung 7 das Piezoelement 9 bei Erreichen einer entsprechenden Kraftschwelle an, so dass es sich beispielsweise vibrierend deformiert und entsprechende Kraftimpulse auf das Lichtleiterelement 5 und über dieses auf die Oberflächenlage 4 gegeben werden, die als Feedbacksignal erfasst werden, woraufhin die Berührung gelöst werden kann.Here too, the control device controls the administration of the feedback signal 7 the piezo element 9 when a corresponding force threshold is reached, so that it deforms for example in a vibrating manner and corresponding force impulses on the light guide element 5 and over this to the surface layer 4th are given, which are recorded as a feedback signal, whereupon the touch can be released.

Exemplarisch sind auch hier wiederum zwei Lichtquellen 6 in Form der LEDs vorgesehen, die das in den Lichtleiter einzukoppelnde Licht zur Hinterleuchtung des zumindest teilweise transparenten Abschnitts der Oberflächenlage 4 erzeugen. Here again, two light sources are exemplary 6 provided in the form of the LEDs, the light to be coupled into the light guide for backlighting the at least partially transparent section of the surface layer 4th produce.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015015417 A1 [0002]DE 102015015417 A1 [0002]

Claims (13)

Betätigungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein unterhalb einer oberflächlich zu berührenden, zumindest abschnittsweise lichttransparenten Oberflächenlage (4) angeordnetes, beweglich gelagertes Lichtleiterelement (5) sowie ein mit diesem gekoppeltes Piezoelement (9), das bei Ausübung einer das Lichtleiterelement (5) bewegenden Kraft auf die Oberflächenlage (4) ein Sensorsignal erzeugt und das bei Gabe eines Steuersignals einen ein haptisches Signal an der Oberflächenlage (4) erzeugenden Kraftimpuls auf das Lichtleiterelement (5) gibt.Actuating device for a motor vehicle, comprising a movably mounted light guide element (5) arranged beneath a surface layer (4) which is lightly transparent at least in sections and a piezo element (9) coupled to it which, when exerted, exerts a force moving the light guide element (5) the surface layer (4) generates a sensor signal and, when a control signal is given, gives a force pulse to the light guide element (5) that generates a haptic signal at the surface layer (4). Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung (7) vorgesehen ist, die eine, durch die vom Lichtleiterelement (5) auf das Piezoelement (9) ausgeübte Kraft erzeugte, Spannung zur Ermittlung der Kraft auswertet und bei Erfassung einer einen Schwellwert erreichenden Kraft das Piezoelement (9) zur Erzeugung des Kraftimpulses ansteuert.Actuator after Claim 1 , characterized in that a control device (7) is provided which evaluates a voltage generated by the light guide element (5) on the piezo element (9) to determine the force and, upon detection of a force reaching a threshold value, the piezo element ( 9) driven to generate the force pulse. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleiterelement (9) um eine Schwenkachse (10) nach Art eines Hebels schwenkbar gelagert ist, wobei der eine Hebelabschnitt (11) mit der Oberflächenlage (4) und der andere Hebelabschnitt (12) mit dem Piezoelement (9) gekoppelt ist.Actuator after Claim 1 or 2nd , characterized in that the light guide element (9) is pivotally mounted about a pivot axis (10) in the manner of a lever, one lever section (11) with the surface layer (4) and the other lever section (12) with the piezo element (9) is coupled. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleiterelement (5) eine Ausnehmung (13) im Bereich eines Hebelabschnitts (12) aufweist, in den das Piezoelement (9) eingreift.Actuator after Claim 3 , characterized in that the light guide element (5) has a recess (13) in the region of a lever section (12) into which the piezo element (9) engages. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (9) im Randbereich einer Öffnung (3) eines Gehäuses (2) angeordnet und von dem Hebelabschnitt (12) des Lichtleiterelements (5), das unterhalb der die Öffnung (3) überspannenden Oberflächenlage (4) angeordnet ist, übergriffen ist.Actuator after Claim 3 or 4th , characterized in that the piezo element (9) is arranged in the edge region of an opening (3) of a housing (2) and of the lever section (12) of the light guide element (5) which is arranged below the surface layer (4) spanning the opening (3) is overridden. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (9) direkt am Gehäuse (2) angeordnet ist, oder an einem am Gehäuse (2) angeordneten Trägerbauteil, insbesondere einer Leiterplatte (8).Actuator after Claim 5 , characterized in that the piezo element (9) is arranged directly on the housing (2) or on a carrier component arranged on the housing (2), in particular a printed circuit board (8). Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (9) bei unbetätigter Oberflächenlage (4) in Kontakt mit dem Hebelabschnitt (12) ist, oder dass der Hebelabschnitt (12) von dem Piezoelement (9) beanstandet ist und erst bei einer Betätigung der Oberflächenlage (4) gegen das Piezoelement (9) bewegt wird.Actuator after Claim 6 , characterized in that the piezo element (9) is in contact with the lever section (12) when the surface layer (4) is not actuated, or that the lever section (12) is objected to by the piezo element (9) and only when the surface layer (4 ) is moved against the piezo element (9). Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (9) an dem Hebelabschnitt (12) angeordnet und von dem Gehäuse (2) oder dem Trägerbauteil, insbesondere der Leiterplatte (8) beanstandet und erst bei einer Betätigung der Oberflächenlage (4) gegen das Gehäuse (2) oder das Trägerbauteil, insbesondere die Leiterplatte (8) bewegt wird.Actuator after Claim 5 , characterized in that the piezo element (9) is arranged on the lever section (12) and objected to by the housing (2) or the carrier component, in particular the printed circuit board (8), and only when the surface layer (4) is actuated against the housing (2 ) or the carrier component, in particular the printed circuit board (8), is moved. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (9) unterhalb des Lichtleiterelements (5) an einem Trägerbauteil, insbesondere einer Leiterplatte (8) angeordnet ist.Actuator according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the piezo element (9) is arranged below the light guide element (5) on a carrier component, in particular a printed circuit board (8). Betätigungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (9) von einem seitlich die Öffnung (3) überragenden Abschnitt des Lichtleiterelements (5) übergriffen ist.Actuator after Claim 9 , characterized in that the piezo element (9) is overlapped by a section of the light guide element (5) which projects laterally beyond the opening (3). Betätigungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lichtquelle (6) benachbart zu dem Lichtleiterelement (5) angeordnet ist.Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one light source (6) is arranged adjacent to the light guide element (5). Betätigungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (6) eine LED ist.Actuator after Claim 11 , characterized in that the light source (6) is an LED. Kraftfahrzeug, umfassend eine oder mehrere Betätigungseinrichtungen (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Motor vehicle, comprising one or more actuating devices (1) according to one of the preceding claims.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021103329A1 (en) 2021-02-12 2022-08-18 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Control unit for a vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009037211A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Compal Electronics, Inc. Electronic device
EP2437145A1 (en) * 2010-09-17 2012-04-04 Research In Motion Limited Touch-sensitive display with depression detection and method
US9619084B2 (en) * 2012-10-04 2017-04-11 Corning Incorporated Touch screen systems and methods for sensing touch screen displacement
DE102015015417A1 (en) 2015-11-27 2017-06-01 Audi Ag Operating device for a motor vehicle and method for generating a haptic signal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009037211A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Compal Electronics, Inc. Electronic device
EP2437145A1 (en) * 2010-09-17 2012-04-04 Research In Motion Limited Touch-sensitive display with depression detection and method
US9619084B2 (en) * 2012-10-04 2017-04-11 Corning Incorporated Touch screen systems and methods for sensing touch screen displacement
DE102015015417A1 (en) 2015-11-27 2017-06-01 Audi Ag Operating device for a motor vehicle and method for generating a haptic signal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021103329A1 (en) 2021-02-12 2022-08-18 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Control unit for a vehicle

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