DE102019127485A1 - Eingabegerät - Google Patents

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DE102019127485A1
DE102019127485A1 DE102019127485.0A DE102019127485A DE102019127485A1 DE 102019127485 A1 DE102019127485 A1 DE 102019127485A1 DE 102019127485 A DE102019127485 A DE 102019127485A DE 102019127485 A1 DE102019127485 A1 DE 102019127485A1
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Nicole Butz
Nelson Carvalho
Davide Zanellati
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BCS Automotive Interface Solutions GmbH
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BCS Automotive Interface Solutions GmbH
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Abstract

Ein Eingabegerät für eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle hat eine drehbare Bedienvorrichtung (12), eine Aufnahmevorrichtung (14), in der die Bedienvorrichtung (12) zumindest teilweise beweglich aufgenommen ist, eine Rückmeldungseinheit (16), die der Bedienvorrichtung (12) und/oder der Aufnahmevorrichtung (14) zugeordnet ist und eingerichtet ist, eine haptische Rückmeldung bei einer Bewegung der Bedienvorrichtung (12) zu erzeugen, und eine Bewegungserfassungseinheit (18), die der Bedienvorrichtung (12) und/oder der Aufnahmevorrichtung (14) zugeordnet ist und eingerichtet ist, eine Bewegung der Bedienvorrichtung (12) zu erfassen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät für eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle, insbesondere im Automobilbereich.
  • Ein Benutzer kann mit einem Eingabegerät durch verschiedene Bedienbewegungen verschiedene Funktionen einer Maschine initiieren, beispielsweise eines Bordcomputers eines Fahrzeugs. Ein solches Eingabegerät kann demnach auch als ein Kraftfahrzeugeingabegerät bezeichnet werden.
  • Bei üblichen Eingabegeräten sind die möglichen Bedienbewegungen und die damit verbundenen Bedienfreiheitsgrade auf eine geringe Anzahl beschränkt, sodass Einbußen bei der intuitiven und praktischen Bedienung des Eingabegeräts oder der Maschine in Kauf genommen werden müssen.
  • Dies wird jedoch als nachteilig empfunden, da der Bediener Restriktionen unterliegt. Als problematisch hat sich bisher herausgestellt, die Bedienfreiheitsgrade zu maximieren und gleichzeitig eine haptische Rückmeldung an den Bediener zu gewährleisten.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Eingabegerät mit einer hohen Zahl an Bedienfreiheitsgraden zu schaffen, das bei einer Bedienung eine haptische Rückmeldung erzeugt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Eingabegerät für eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle, das eine drehbare Bedienvorrichtung, eine Aufnahmevorrichtung, in der die Bedienvorrichtung zumindest teilweise beweglich aufgenommen ist, eine Rückmeldungseinheit, die der Bedienvorrichtung und/oder der Aufnahmevorrichtung zugeordnet ist und eingerichtet ist, eine haptische Rückmeldung bei einer Bewegung der Bedienvorrichtung zu erzeugen, und eine Bewegungserfassungseinheit umfasst, die der Bedienvorrichtung und/oder der Aufnahmevorrichtung zugeordnet ist und eingerichtet ist, eine Bewegung der Bedienvorrichtung zu erfassen. Ein derartiges Eingabegerät vereint eine hohe Zahl an möglichen Bedienbewegungen und damit verbundenen Bedienfreiheitsgraden und eine intuitive und praktische Bedienung durch haptisches Feedback.
  • Bevorzugt ermöglicht die bewegliche Aufnahme der Bedienvorrichtung in der Aufnahmevorrichtung eine vertikale Druckbetätigungsbewegung der Bedienvorrichtung und/oder eine horizontale Verschiebung der Bedienvorrichtung und/oder ein Kippen der Bedienvorrichtung. Dadurch kann eine hohe Zahl an möglichen Bedienbewegungen und damit verbundenen Bedienfreiheitsgraden erreicht werden.
  • Insbesondere kann die Aufnahmevorrichtung beweglich sein. So kann die Anzahl an möglichen Bedienfreiheitsgraden weiter erhöht werden.
  • In einer Ausgestaltung ist eine Magnetfeldquelle vorgesehen, die der Rückmeldungseinheit und/oder der Bewegungserfassungseinheit zugeordnet ist, sodass die Rückmeldungseinheit und/oder die Bewegungserfassungseinheit zumindest teilweise magnetisch sind bzw. ist. Durch die magnetische Ausgestaltung der Rückmeldungseinheit und/oder der Bewegungserfassungseinheit kann eine einfache, zuverlässige und langlebige Funktionsweise sichergestellt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die Rückmeldungseinheit ausgebildet, die haptische Rückmeldung bei einer Bewegung der Bedienvorrichtung magnetisch, mechanisch, elektrisch und/oder durch ein Fluid zu erzeugen. Dadurch hat ein Bediener bei einer Benutzung der Bedienvorrichtung ein Gefühl einen Widerstand überwinden zu müssen, was beispielsweise als ein Einrastgefühl wahrgenommen werden kann.
  • Dabei kann die Benutzung eine Drehbewegung, eine vertikale Druckbetätigungsbewegung, eine horizontale Verschiebung und/oder ein Kippen der Bedienvorrichtung umfassen.
  • Gemäß einem Aspekt umfasst die Rückmeldungseinheit zumindest eine erste Rückmeldungskomponente und zumindest eine zweite Rückmeldungskomponente, wobei die erste Rückmeldungskomponente der Bedienvorrichtung zugeordnet ist und die zweite Rückmeldungskomponente der Aufnahmevorrichtung zugeordnet ist, und wobei die erste Rückmeldungskomponente und die zweite Rückmeldungskomponente in Wirkverbindung miteinander stehen, um eine haptische Rückmeldung bei einer Bewegung der Bedienvorrichtung zu erzeugen. Durch einen derartigen mehrteiligen Aufbau und eine derartige mehrteilige Anbringung ist es möglich, dass die Komponenten nicht physisch in Verbindung miteinander stehen, wodurch der Verschleiß der Teile deutlich gesenkt werden kann. Auch kann hierdurch eine reibungsarme und somit leichtgängige Betätigung gewährleistet werden.
  • Insbesondere ist die zumindest eine zweite Rückmeldungskomponente im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Aufnahmevorrichtung in Umfangsrichtung um die Aufnahmeöffnung angebracht, und die zumindest eine erste Rückmeldungskomponente ist im Bereich einer Mantelfläche der Bedienvorrichtung in Umfangsrichtung entlang der Mantelfläche angebracht, wobei die erste und zweite Rückmeldungskomponente in einer im Wesentlichen horizontalen oder vertikalen Ebene liegen und magnetisch und/oder magnetisierbar sind. Durch die magnetische Ausgestaltung der Rückmeldungseinheit und/oder der Bewegungserfassungseinheit kann eine einfache, zuverlässige und langlebige Funktionsweise sichergestellt werden.
  • Die Rückmeldungskomponenten können dabei umfangsmäßig beabstandet zueinander liegen. Das verstärkt die Wahrnehmung des haptischen Feedbacks.
  • Weiter kann die Rückmeldungseinheit ein Federsystem umfassen. Eine derartige mechanische Form der Rückmeldungserzeugung ist einfach und kostengünstig realisierbar. Insbesondere ergibt sich hierdurch keine elektromagnetischen Störungen, die es bei sensiblen Peripheriegeräten zu vermeiden gilt.
  • In einer Ausführungsform ist die Bewegungserfassungseinheit ausgebildet, eine Bewegung der Bedienvorrichtung zumindest optisch, elektrisch, kapazitiv, resistiv, induktiv und/oder magnetisch zu erfassen. Dadurch können die Bedienbewegungen in elektrische Signale umgewandelt werden, die zu Maschineneingaben übersetzt werden, insbesondere zu (An-)Steuerungssignalen des Bordcomputers des Kraftfahrzeugs.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bewegungserfassungseinheit zumindest eine erste Bewegungserfassungskomponente und zumindest eine zweite Bewegungserfassungskomponente, wobei die erste Bewegungserfassungskomponente der Bedienvorrichtung zugeordnet ist und die zweite Bewegungserfassungskomponente der Aufnahmevorrichtung zugeordnet ist, und wobei die erste Bewegungserfassungskomponente und die zweite Bewegungserfassungskomponente in Wirkverbindung miteinander stehen, um eine Bewegung der Bedienvorrichtung zu erfassen. Durch einen derartigen mehrteiligen Aufbau und eine derartige mehrteilige Anbringung ist es möglich, dass die Komponenten nicht physisch in Verbindung miteinander stehen, wodurch der Verschleiß der Teile deutlich gesenkt werden kann. Eine Relativbewegung zwischen der Bedienvorrichtung und der Aufnahmevorrichtung kann über die beiden Bewegungserfassungskomponenten entsprechend festgestellt werden.
  • Insbesondere ist an einer der Aufnahmevorrichtung zugewandten Stirnseite der Bedienvorrichtung zumindest eine erste Bewegungserfassungskomponente angebracht, die ein Magnetfeld erzeugt oder stört, und zumindest eine zweite Bewegungserfassungskomponente ist an der Aufnahmevorrichtung angebracht, die der ersten Bewegungserfassungskomponente, insbesondere auf einer gemeinsamen Achse, zugeordnet und die als Sensor ausgebildet ist, wobei sich bei einer Bewegung der ersten Bewegungserfassungskomponente das Magnetfeld ändert und die zweite Bewegungserfassungskomponente diese Änderung des Magnetfelds erfasst. Durch die magnetische Ausgestaltung der Bewegungserfassungseinheit kann eine einfache, zuverlässige und langlebige Funktionsweise sichergestellt werden.
  • Die Störung des Magnetfelds kann in einer Abschirmung und/oder einer Überlagerung des ursprünglichen Magnetfelds mit einem weiteren Magnetfeld liegen, wodurch sich ein gestörtes bzw. verändertes Magnetfeld als resultierendes Magnetfeld ergibt.
  • Die zweite Bewegungserfassungskomponente kann als Hall-Effekt-Sensor ausgebildet sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine dritte Bewegungserfassungskomponente an der Bedienvorrichtung oder an der Aufnahmevorrichtung, insbesondere mit der ersten und der zweiten Bewegungserfassungskomponente auf einer gemeinsamen Achse, angebracht ist, die das Magnetfeld erzeugt, das sich bei einer Bewegung der ersten Bewegungserfassungskomponente ändert, wobei die zweite Bewegungserfassungskomponente eingerichtet ist, diese Änderung des Magnetfelds zu erfassen. Ein derartiger Aufbau ist relativ einfach und kostengünstig realisierbar.
  • Bevorzugt ist die erste Bewegungserfassungskomponente magnetisch und/oder magnetisierbar und/oder ist die zweite Bewegungserfassungskomponente ein Hallsensor und/oder ist die dritte Bewegungserfassungskomponente magnetisch. Hierdurch kann eine einfache, zuverlässige und langlebige Funktionsweise ermöglicht werden.
  • Die Bewegungserfassungseinheit kann dazu eingerichtet sein, eine Winkelgeschwindigkeit, eine Winkelposition, eine Winkelbeschleunigung, eine Drehrichtung und/oder ein Drehmoment zu erfassen. Dadurch ist es möglich, rotatorische Bedienungsbewegungen, also Drehbewegungen, in elektrische Signale umzuwandeln, die zu Maschineneingaben übersetzt bzw. genutzt werden.
  • Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle mit einem Eingabegerät der zuvor genannten Art, einer Steuereinheit, und einer optischen Anzeigevorrichtung, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, eine Interaktion eines Benutzers mit dem Eingabegerät zu erfassen und zu verarbeiten und ein der erfassten Interaktion zugeordnetes Signal an die Anzeigevorrichtung zu übertragen. Die Bedienbewegungen des Eingabegeräts werden durch die Bewegungserfassungseinheit erfasst und in Signale umgewandelt, die durch die Steuereinheit verarbeitet und zu auf der Anzeigevorrichtung darstellbaren optischen Eingaben übersetzt werden können. So kann eine umfassende und intuitive Bedienung der Maschine ermöglicht werden.
  • Die beschriebenen Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Eingabegeräts gelten gleichermaßen für die Mensch-Maschinen-Schnittstelle und umgekehrt.
  • Grundsätzlich kann es sich bei dem Eingabegerät um ein Kraftfahrzeugeingabegerät handeln, also einem Eingabegerät, das in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Beispielsweise ist das Eingabegerät ein Multimedia- bzw. Bordcom puter-Ei ngabegerät.
  • Insofern kann es sich bei der Mensch-Maschinen-Schnittstelle generell um eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle für ein Kraftfahrzeug handeln. Die Steuereinheit und die Anzeigevorrichtung sind beispielsweise jeweils Teil des Kraftfahrzeugs.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • - 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Mensch-Maschinen-Schnittstelle,
    • - 2 a) einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Eingabegeräts gemäß 1,
    • - 2 b) einen Querschnitt der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts gemäß 2a,
    • - 3 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts gemäß 1,
    • - 4 einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts gemäß 1,
    • - 5 a) einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Eingabegeräts gemäß 1, und
    • - 5 b) einen Querschnitt der vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts gemäß 5a.
  • 1 zeigt eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle 1, die ein Eingabegerät 10, eine Steuereinheit 3 und eine optische Anzeigevorrichtung 5 umfasst.
  • Die Anzeigevorrichtung 5 ist zum Bespiel ein Bildschirm, ein Touchscreen oder dergleichen, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
  • Die Steuereinheit 3 ist dazu eingerichtet, eine Interaktion eines Benutzers mit dem Eingabegerät 10 zu erfassen und zu verarbeiten. Entsprechend der erfassten Interaktion überträgt die Steuereinheit 3 ein zugeordnetes Signal an die Anzeigevorrichtung 5, durch die die Interaktion visualisiert wird.
  • Als Interaktion kann eine Drehbewegung, Druckbetätigungsbewegung, eine Verschiebungsbewegung und/oder Kippbewegung durchgeführt werden.
  • Die Mensch-Maschinen-Schnittstelle 1 kann in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Insofern kann es sich bei dem Eingabegerät 10 um ein Kraftfahrzeugeingabegerät handeln.
  • In den 2a und 2b ist das Eingabegerät 10 genauer dargestellt.
  • Das Eingabegerät 10 umfasst eine Bedienvorrichtung 12 und eine Aufnahmevorrichtung 14 sowie eine durch die beiden Vorrichtungen 12, 14 ausgebildete Rückmeldungseinheit 16 und Bewegungserfassungseinheit 18. Die Bedienvorrichtung 12 und die Aufnahmevorrichtung 14 sind über eine Aufnahme 20 miteinander gekoppelt.
  • Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung 12 durch die Aufnahme 20 relativ zur Aufnahmevorrichtung 14 verdreht, horizontal verschoben, vertikal verschoben und/oder gekippt werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Aufnahmevorrichtung 14 relativ zu einer Basis bewegt werden kann.
  • Die Rückmeldungseinheit 16 kann magnetisch, mechanisch, elektrisch und/oder durch ein Fluid haptische Rückmeldungen erzeugen. Beispielsweise umfasst die Rückmeldungseinheit 16 ein Federsystem oder ein Feder-Kolben-System, zumindest einen Permanent- oder Elektromagneten und/oder zumindest ein Fluid.
  • Die Bewegungserfassungseinheit 18 kann eine Bewegung der Bedienvorrichtung 12 zumindest optisch, elektrisch, kapazitiv, resistiv, induktiv und/oder magnetisch erfassen.
  • Die Bedienvorrichtung 12 weist zumindest eine erste Rückmeldungskomponente 16a und zumindest eine erste Bewegungserfassungskomponente 18a auf.
  • Die erste Rückmeldungskomponente 16a kann beispielsweise ein magnetisches oder magnetisierbares Material umfassen.
  • Magnetisierbar bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das magnetisierbare Bauteil nicht selber magnetisch ist, sondern von magnetischen Bauteilen angezogen oder abgestoßen werden kann.
  • Die erste Bewegungserfassungskomponente 18a kann beispielsweise ein Magnet, eine Kodierscheibe und/oder dergleichen sein, wodurch eine Bewegung der Bedienvorrichtung 12 dargestellt werden kann und durch eine entsprechende zweite Bewegungserfassungskomponente 18b erfasst werden kann. Dafür kann die zweite Bewegungserfassungskomponente 18b beispielsweise ein optischer, elektrischer, kapazitiver, resistiver, induktiver, magneto-resistiver und/oder magnetischer Sensor sein.
  • In der hier gezeigten Variante funktionieren die Rückmeldungseinheit 16 und die Bewegungserfassungseinheit 18 magnetisch.
  • Dazu ist die zumindest eine erste Rückmeldungskomponente 16a in Umfangsrichtung entlang einer Mantelfläche der Bedienvorrichtung 12 angebracht und die zumindest eine erste Bewegungserfassungskomponente 18a an einer der Aufnahmevorrichtung 14 zugewandten Stirnseite der Bedienvorrichtung 12 angebracht.
  • Die ersten Rückmeldungskomponenten 16a sind hier als magnetische oder magnetisierbare Kugeln ausgebildet, die ein Magnetfeld erzeugen oder von einem Magnetfeld angezogen oder abgestoßen werden können. Natürlich kann die erste Rückmeldungskomponente 16a jegliche andere Form aufweisen, beispielsweise eines Stabmagneten.
  • Die erste Bewegungserfassungskomponente 18a ist als magnetische oder magnetisierbare Scheibe, insbesondere als Permanentmagnetscheibe, ausgebildet, die ein Magnetfeld erzeugen oder ein Magnetfeld stören (überlagern) kann.
  • Die Aufnahmevorrichtung 14 weist in der hier gezeigten Variante zumindest eine zweite Rückmeldungskomponente 16b auf, die der ersten Rückmeldungskomponente 16a der Bedienvorrichtung 12 zugeordnet und im Bereich einer Aufnahmeöffnung 22 angebracht ist, und zumindest eine zweite Bewegungserfassungskomponente 18b auf, die der ersten Bewegungserfassungskomponente 18a der Bedienvorrichtung 12 zugeordnet und in einem Bodenbereich 24 auf einer gedruckten Leiterplatte 26 angebracht ist.
  • In einer bestimmten Stellung der Eingabevorrichtung 10 liegen die zweiten Rückmeldungskomponenten 16b den ersten Rückmeldungskomponenten 16a der Bedienvorrichtung 12 gegenüber.
  • Die zweiten Rückmeldungskomponenten 16b sind hier als Permanent- oder Elektromagneten ausgebildet, die die magnetischen oder magnetisierbaren Kugeln der ersten Rückmeldungskomponenten 16a anziehen oder abstoßen können.
  • Hierbei liegen die erste und die zweite Rückmeldungskomponente 16a, 16b in einer gemeinsamen, insbesondere horizontalen, Ebene 28.
  • Die zweite Bewegungserfassungskomponente 18b ist hier als Hallsensor ausgebildet, der eine Änderung des durch die erste Bewegungserfassungskomponente 18a erzeugten Magnetfelds aufgrund einer Bewegung der Bedienvorrichtung 12 und der damit einhergehenden Bewegung der ersten Bewegungserfassungskomponente 18a erfassen kann. Beispielsweise kann über die Bewegungserfassungseinheit 18 eine Winkelgeschwindigkeit, eine Winkelposition, eine Winkelbeschleunigung, eine Drehrichtung und/oder ein Drehmoment erfasst werden.
  • Hierbei liegen die erste und die zweite Bewegungserfassungskomponente 18a, 18b auf einer gemeinsamen, insbesondere vertikalen, Achse 30.
  • Ferner liegt die zweite Bewegungserfassungskomponente 18b der ersten Bewegungserfassungskomponente 18a (im Wesentlichen) gegenüber.
  • Die erfasste Veränderung kann als elektrisches Signal an die Steuereinheit 3 übermittelt werden.
  • Wie in 2b gezeigt, sind die zweiten Rückmeldungskomponenten 16b in Umfangsrichtung beabstandet zueinander im Bereich der Aufnahmeöffnung 22 angeordnet. Je nach Polung der zweiten Rückmeldungskomponenten 16b und/oder ersten Rückmeldungskomponenten 16a werden die ersten Rückmeldungskomponenten 16a bei einer Bewegung der Bedienvorrichtung 12, insbesondere bei einer Rotationsbewegung, von zweiter Rückmeldungskomponente 16b zu zweiter Rückmeldungskomponente 16b angezogen oder von Zwischenraum zu Zwischenraum zwischen den zweiten Rückmeldungskomponenten 16b von den zweiten Rückmeldungskomponenten 16b abgestoßen.
  • So muss bei einer Bewegung, insbesondere bei einer Rotationsbewegung, der Bedienvorrichtung 12 ein von der magnetischen Anziehung oder Abstoßung erzeugter Widerstand überwunden werden, der von einem Bediener als eine haptische, taktile Rückmeldung wahrgenommen werden kann. Diese Rückmeldung kann als Einrastgefühl wahrgenommen werden.
  • Insbesondere kann die Bedienvorrichtung 12 durch die Rückmeldungseinheit 16 bei jeglicher Bewegung in der Aufnahmevorrichtung 14 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt werden, in der die Bedienvorrichtung 12 magnetisch in Position gehalten wird.
  • In 3 ist eine zweite Ausführungsform des Eingabegeräts 10 gezeigt, das im Wesentlichen der ersten Ausführungsform des Eingabegeräts 10 gemäß der 2a und 2b entspricht.
  • Anstatt einer magnetischen oder magnetisierbaren Scheibe ist nun eine mehrpolige Magnetscheibe, insbesondere eine mehrpolige Permanentmagnetscheibe, als erste Bewegungserfassungskomponente 18a vorgesehen. In einer Ebene 32 liegen nun mehrere Hallsensoren als zweite Bewegungserfassungskomponenten 18b vor, die der ersten Bewegungserfassungskomponente 18a zugeordnet sind.
  • Die Hallsensoren sind an seitlichen Innenwänden der Aufnahmevorrichtung 14 befestigt und beispielsweise über Leitungen 34 mit der gedruckten Leiterplatte 26 elektrisch verbunden.
  • Während einer Drehbewegung der Bedienvorrichtung 12 und damit der mehrpoligen Permanentmagnetscheibe (18a) wird durch die Hallsensoren (18b) eine Veränderung in der Polarität des durch die erste Bewegungserfassungskomponente 18a erzeugten Magnetfelds erfasst.
  • Die erfasste Veränderung kann als elektrisches Signal an die Steuereinheit 3 übermittelt werden.
  • In 4 ist eine dritte Ausführungsform des Eingabegeräts 10 gezeigt, das nahezu identisch zur ersten Ausführungsform des Eingabegeräts 10 gemäß der 2a und 2b ist.
  • Hier ist allerdings im Bodenbereich 24 der Aufnahmevorrichtung 14 eine zusätzliche dritte Bewegungserfassungskomponente 18c angebracht. Alle drei Bewegungserfassungskomponenten 18a, 18b, 18c liegen auf einer gemeinsamen vertikalen Achse 30.
  • Die Bewegungserfassungskomponenten 18a, 18b, 18c können aber auch anders angeordnet sein.
  • Die dritte Bewegungserfassungskomponente 18c ist beispielsweise ein Permanent- oder Elektromagnet.
  • Während einer Drehbewegung der Bedienvorrichtung 12 und damit der magnetischen oder magnetisierbaren Scheibe 18a wird durch den Hallsensor 18b eine Veränderung im durch den Permanent- oder Elektromagnet 18c erzeugten Magnetfeld erfasst.
  • In diesem Fall muss die erste Bewegungserfassungskomponente 18a nicht unbedingt magnetisch sein. Es reicht aus, wenn die erste Bewegungserfassungskomponente 18a dazu in der Lage ist, das durch die dritte Bewegungserfassungskomponente 18c erzeugte Magnetfeld zu stören oder zu verändern.
  • Die erfasste Veränderung kann als elektrisches Signal an die Steuereinheit 3 übermittelt werden.
  • Eine in den 5a und 5b dargestellte vierte Ausführungsform des Eingabegeräts 10 ist ähnlich zur zweiten Ausführungsform des Eingabegeräts 10 gemäß der 3.
  • Hier sind allerdings die zweiten Bewegungserfassungskomponenten 18b weiter nach oben in den Bereich der Aufnahmeöffnung 22 verschoben und auf der gemeinsamen Ebene 28 zwischen den zweiten Rückmeldungskomponenten 16b angeordnet (vgl. 5b).
  • Die ersten Rückmeldungskomponenten 16a dienen dadurch zugleich als erste Bewegungserfassungskomponenten 18a, die ein durch die zweiten Rückmeldungskomponenten 16b, die zugleich als dritte Bewegungserfassungskomponenten 18c dienen, erzeugtes Magnetfeld verändern oder stören, was durch die zweiten Bewegungserfassungskomponenten 18b erfasst werden kann.
  • Für beispielhafte Ausgestaltungen der einzelnen Komponenten 16a, 16b, 18a, 18b, 18c wird auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Eingabegeräts 10, insbesondere der zweiten und dritten Ausführungsform, verwiesen.
  • In allen beschriebenen Ausführungsformen ist durch die Bewegungserfassungseinheit 18 nicht nur eine Erfassung einer Drehbewegung der Bedienvorrichtung 12 möglich, sondern auch jegliche andere Bewegung.

Claims (14)

  1. Eingabegerät für eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle, mit einer drehbaren Bedienvorrichtung (12), einer Aufnahmevorrichtung (14), in der die Bedienvorrichtung (12) zumindest teilweise beweglich aufgenommen ist, einer Rückmeldungseinheit (16), die der Bedienvorrichtung (12) und/oder der Aufnahmevorrichtung (14) zugeordnet ist und eingerichtet ist, eine haptische Rückmeldung bei einer Bewegung der Bedienvorrichtung (12) zu erzeugen, und einer Bewegungserfassungseinheit (18), die der Bedienvorrichtung (12) und/oder der Aufnahmevorrichtung (14) zugeordnet ist und eingerichtet ist, eine Bewegung der Bedienvorrichtung (12) zu erfassen.
  2. Eingabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magnetfeldquelle vorgesehen ist, die der Rückmeldungseinheit (16) und/oder der Bewegungserfassungseinheit (18) zugeordnet ist, sodass die Rückmeldungseinheit (16) und/oder die Bewegungserfassungseinheit (18) zumindest teilweise magnetisch sind bzw. ist.
  3. Eingabegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Aufnahme (20) der Bedienvorrichtung (12) in der Aufnahmevorrichtung (14) eine vertikale Druckbetätigungsbewegung der Bedienvorrichtung (12) und/oder eine horizontale Verschiebung der Bedienvorrichtung (12) und/oder ein Kippen der Bedienvorrichtung (12) ermöglicht.
  4. Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldungseinheit (16) ausgebildet ist, die haptische Rückmeldung bei einer Bewegung der Bedienvorrichtung (12) magnetisch, mechanisch, elektrisch und/oder durch ein Fluid zu erzeugen.
  5. Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldungseinheit (16) zumindest eine erste Rückmeldungskomponente (16a) und zumindest eine zweite Rückmeldungskomponente (16b) umfasst, wobei die erste Rückmeldungskomponente (16a) der Bedienvorrichtung (12) zugeordnet ist und die zweite Rückmeldungskomponente (16b) der Aufnahmevorrichtung (14) zugeordnet ist, und wobei die erste Rückmeldungskomponente (16a) und die zweite Rückmeldungskomponente (16b) in Wirkverbindung miteinander stehen, um eine haptische Rückmeldung bei einer Bewegung der Bedienvorrichtung (12) zu erzeugen.
  6. Eingabegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zweite Rückmeldungskomponente (16b) im Bereich einer Aufnahmeöffnung (22) der Aufnahmevorrichtung (14) in Umfangsrichtung um die Aufnahmeöffnung (22) angebracht ist, und dass die zumindest eine erste Rückmeldungskomponente (16a) im Bereich einer Mantelfläche der Bedienvorrichtung (12) in Umfangsrichtung entlang der Mantelfläche angebracht ist, wobei die erste und zweite Rückmeldungskomponente (16a, 16b) in einer im Wesentlichen horizontalen oder vertikalen Ebene (28) liegen und magnetisch und/oder magnetisierbar sind.
  7. Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldungseinheit (16) ein Federsystem umfasst.
  8. Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungserfassungseinheit (18) ausgebildet ist, eine Bewegung der Bedienvorrichtung (12) zumindest optisch, elektrisch, kapazitiv, resistiv, induktiv und/oder magnetisch zu erfassen.
  9. Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungserfassungseinheit (18) zumindest eine erste Bewegungserfassungskomponente (18a) und zumindest eine zweite Bewegungserfassungskomponente (18b) umfasst, wobei die erste Bewegungserfassungskomponente (18a) der Bedienvorrichtung zugeordnet ist und die zweite Bewegungserfassungskomponente (18b) der Aufnahmevorrichtung (14) zugeordnet ist, und wobei die erste Bewegungserfassungskomponente (18a) und die zweite Bewegungserfassungskomponente (18b) in Wirkverbindung miteinander stehen, um eine Bewegung der Bedienvorrichtung (12) zu erfassen.
  10. Eingabegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer der Aufnahmevorrichtung (14) zugewandten Stirnseite der Bedienvorrichtung (12) zumindest eine erste Bewegungserfassungskomponente (18a) angebracht ist, die ein Magnetfeld erzeugt oder stört, und dass zumindest eine zweite Bewegungserfassungskomponente (18b) an der Aufnahmevorrichtung (14) angebracht ist, die der ersten Bewegungserfassungskomponente (18a), insbesondere auf einer gemeinsamen Achse (30), zugeordnet und die als Sensor ausgebildet ist, wobei sich bei einer Bewegung der ersten Bewegungserfassungskomponente (18a) das Magnetfeld ändert und die zweite Bewegungserfassungskomponente (18b) diese Änderung des Magnetfelds erfasst.
  11. Eingabegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dritte Bewegungserfassungskomponente (18c) an der Bedienvorrichtung (12) oder an der Aufnahmevorrichtung (14), insbesondere mit der ersten und der zweiten Bewegungserfassungskomponente (18a, 18b) auf einer gemeinsamen Achse (30), angebracht ist, die das Magnetfeld erzeugt, das sich bei einer Bewegung der ersten Bewegungserfassungskomponente (18a) ändert, wobei die zweite Bewegungserfassungskomponente (18b) eingerichtet ist, diese Änderung des Magnetfelds zu erfassen.
  12. Eingabegerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungserfassungskomponente (18a) magnetisch und/oder magnetisierbar ist und/oder dass die zweite Bewegungserfassungskomponente (18b) ein Hallsensor ist und/oder dass die dritte Bewegungserfassungskomponente (18c) magnetisch ist.
  13. Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungserfassungseinheit (18) eingerichtet ist, eine Winkelgeschwindigkeit, eine Winkelposition, eine Winkelbeschleunigung, eine Drehrichtung und/oder ein Drehmoment zu erfassen.
  14. Mensch-Maschinen-Schnittstelle mit einem Eingabegerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einer Steuereinheit (3), und einer optischen Anzeigevorrichtung (5), wobei die Steuereinheit (3) eingerichtet ist, eine Interaktion eines Benutzers mit dem Eingabegerät (10) zu erfassen und zu verarbeiten und ein der erfassten Interaktion zugeordnetes Signal an die Anzeigevorrichtung (5) zu übertragen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010119348A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 Seektech, Inc. Magnetic manual user interface devices

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