DE102019220095A1 - Haptische Bedieneinrichtung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Bei einer haptischen Bedieneinrichtung in einem Kraftfahrzeug, bei der eine Eingabeeinheit (100, 104) von einer mit der Eingabeeinheit (100, 104) gekoppelten Aktor-Einheit (200, 204) bewegbar ist, wobei die Eingabeeinheit (100, 104) eine Oberfläche aufweist, wobei die Oberfläche von einem Eingabeorgan (F) eines Bedieners berührbar ist, ist vorgesehen, dass die Eingabeeinheit (100, 104) und die Aktor-Einheit (200, 204) beweglich zu dem Kraftfahrzeug gelagert sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine haptische Bedieneinrichtung in einem Kraftfahrzeug, bei der eine Eingabeeinheit von mindestens einem mit der Eingabeeinheit gekoppelten Aktor bewegbar ist, wobei die Eingabeeinheit eine Oberfläche aufweist und wobei die Oberfläche von einem Eingabeorgan eines Bedieners berührbar ist. Aus dem Stand der Technik sind derartige sogenannte haptische Bedieneinrichtungen bekannt, bei denen auf einem sogenannten Touchpad oder Touchscreen mittels eines Eingabeorgans, beispielsweise eines Fingers eines Bedieners, Eingaben getätigt werden können und der Bediener in seinem Finger eine fühlbare Rückmeldung erhält, indem die Oberfläche des Touchpads bzw. Touchscreens senkrecht oder parallel zu ihrer Oberfläche bewegt werden und diese Bewegung mittels des Fingers wahrnehmbar ist. So kann dem Bediener eine Rückmeldung geben werden, dass eine Berührung des Touchpads oder Touchscreens von der Bedieneinrichtung erkannt wurde, ohne dass der Bediener auf den Touchscreen oder das Touchpad schauen muss und so weniger von seiner eigentlichen Fahraufgabe im Kraftfahrzeug abgelenkt wird.
- Im Laufe der Entwicklung wurden die Touchpads bzw. Touchscreens immer größer, so dass bei größeren Touchpads bzw. Touchscreens durch eine Bewegung der Touchpads bzw. Touchscreens zum einen eine unerwünschte Wankbewegung des Kraftfahrzeugs erfolgt und weiterhin durch die stoßartige Bewegung ein dumpfer Schlag hörbar ist.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher eine haptische Bedieneinrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem es auch bei der Bewegung eines größeren Touchpads bzw. Touchscreens nicht zu einer Wankbewegung und nicht zu einem dumpfen Schlag kommt.
- Diese Aufgabe wird dadurch erreicht, dass die Eingabeeinheit und der mindestens eine Aktor beweglich zu dem Kraftfahrzeug gelagert sind.
- Hierdurch wird bewirkt, dass die auftretenden Impulse nicht in das Kraftfahrzeugeingeleitet werden und die Impulse der Aktoreinheit und der Eingabeeinheit sich zumindest teilweise aufheben, da sie in entgegengesetzte Richtungen wirken.
- Wenn die Aktoreinheit und die Eingabeeinheit die gleiche Resonanzfrequenz aufweisen heben sich die gegensätzlichen Impulse noch besser auf.
- Wenn die Eingabeeinheit mit einer ersten Federvorrichtung und die Aktoreinheit mit einer zweiten Federvorrichtung gelagert sind können die Resonanzfrequenzen der Eingabeeinheit und der Aktoreinheit besonders gut aufeinander abgestimmt werden.
- Besonders gut wird die Abstimmung der Resonanzfrequenzen, wenn gilt:
- Steifigkeit der ersten Federvorrichtung/Masse der Eingabeeinheit = Steifigkeit der zweiten Federvorrichtung/Masse der Aktoreinheit.
- Wenn die Eingabeeinheit eine Anzeige aufweist können mit der Eingabeeinheit die unterschiedlichsten Programme, Programmteile und/ oder Werte mit der Eingabeeinheit bedient werden und der Bediener gleichzeitig auf die aktuell auswählbaren Programme, Programmteile und/ oder Werte hingewiesen werden und angezeigt werden, welche Stelle der Anzeige er berühren muss, um bestimmte gewünschte Reaktionen einer von der Bedieneinheit angesteuerten elektrischen oder elektronischen Vorrichtung zu bewirken.
- Besonders einfach und preiswert ist die Anzeige, wenn es sich um eine elektrooptische Anzeige handelt. Es können aber auch elektromechanische oder nicht veränderbare Anzeigen vorgesehen sein. Eine nicht veränderbare Anzeige kann beispielsweise durch eine Bedruckung oder sonstige Beschichtung der Oberfläche der Eingabeeinheit realisiert sein.
- Wenn die Eingabeeinheit senkrecht zu ihrer Oberfläche bewegbar ist kann die Bewegung gut von einem Finger einer Person, die die haptische Bedieneinrichtung verwendet gut als solche erfasst werden.
- Wenn die Eingabeeinheit parallel zu ihrer Oberfläche bewegbar ist, kann unter Umständen eine im Gegensatz zur senkrechten Bewegung einfachere Lösung des mechanischen Aufbaus der haptischen Bedieneinrichtung gefunden werden. Bei nur kleinen Bewegungswegen kann eine Fingerspitze nicht auflösen, ob die Eingabeeinheit senkrecht oder parallel zu ihrer Oberfläche bewegt wird.
- Wenn die haptische Bedieneinrichtung über Lager zusätzlich gelagert ist können Bewegungsgrade der Bedieneinheit genau definiert werden. Die Lager können beispielsweise als Rollenlager, Kugellager oder Gleitlager ausgestaltet sein.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und einen Finger eines möglichen Bedieners der haptischen Bedieneinrichtung -
2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung und den Finger des möglichen Bedieners der haptischen Bedieneinrichtung -
3 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung und den Finger des möglichen Bedieners der haptischen Bedieneinrichtung -
4 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung und den Finger des möglichen Bedieners der haptischen Bedieneinrichtung - In
1 erkennt man ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen haptischen Bedieneinrichtung mit einer Eingabeeinheit100 , eine mit der Eingabeeinheit100 gekoppelten Aktor-Einheit200 , zwei erste Federelemente300 , ein zweites Federelement400 und ein Gehäuse600 . Die Eingabeeinheit100 weist ein Koppelteil111 auf. Die Aktor-Einheit200 weist einen einzigen Aktor auf, der über das Koppelteil111 mit der Eingabeeinheit100 gekoppelt ist. Weiterhin ist die Aktor Einheit200 über das zweite Federelement400 mit dem Gehäuse600 verbunden. Die Eingabeeinheit100 ist weiterhin über die zwei ersten Federelemente300 mit dem Gehäuse600 verbunden. Auf eine zusätzliche Lagerung der Eingabeeinheit100 kann gegebenenfalls verzichtet werden. Es ist auch möglich, ein oder mehrere Lager zwischen der Eingabeeinheit100 und dem Gehäuse600 vorzusehen, um eine seitliche Bewegung der Eingabeeinheit100 zu verhindern. Diese Lager können beispielsweise als Gleitlager, Kugellager oder Rollenlager ausgestaltet sein. Ein FingerF eines ansonsten nicht dargestellten Bedieners der Bedieneinrichtung berührt die Oberfläche der Eingabeeinheit100 . Diese Berührung wird von einer nicht dargestellten Sensorik erfasst, ausgewertet und die Aktor-Einheit200 angesteuert, so dass die Aktor Einheit200 die Eingabeeinheit100 über das Koppelteil111 bewegt. Hierbei führen die Aktor-Einheit200 und die Eingabeeinheit100 Bewegungen in entgegengesetzte Richtungen aus, sodass sich ihre Impulse aufheben. Die Aktor-Einheit200 kann die Eingabeeinheit100 über das Koppelteil111 anziehen oder abstoßen. Das Koppelteil111 kann wie dargestellt als Teil der Bedieneinheit100 ausgestaltet sein. Es kann aber auch als separates Bauteil ausgestaltet sein, das mit der Eingabeeinheit100 verbunden ist. Das Gehäuse600 kann wie dargestellt ein separates Gehäuse sein, welches zum Einbau in eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist. Das Gehäuse600 kann aber auch bereits Teil eines Karosserie-Aufbaus eines ansonsten nicht dargestellten Kraftfahrzeuges sein. Die ersten Federelemente300 und das zweite Federelement400 sind vorteilhafter Weise so ausgestaltet, dass sie die in Patentanspruch 5 beanspruchten Bedingungen erfüllen. In der Eingabeeinheit100 kann eine nicht dargestellte Anzeige angeordnet sein, die von dem möglichen Bediener der Eingabeeinheit100 wahrnehmbar ist. Diese Anzeige kann beispielsweise in einer Bedruckung der Oberfläche der Eingabeeinheit100 bestehen. Besonders vorteilhaft ist eine elektrooptische Anzeige, da dann unterschiedliche auswählbare Programme, Unterprogramme und/oder Werte darstellbar und durch die Bedieneinheit einstellbar sind. Die Eingabeeinheit100 und die Aktoreinheit200 sind dabei vorteilhafterweise jeweils so gelagert, dass sie in Funktionsrichtung des Aktors200 beweglich sind, in den anderen Richtungen aber fixiert. Die nicht dargestellten Lager können beispielsweise als Kugellager, Rollenlager oder Gleitlager ausgestaltet sein. Dies gilt auch für die nachfolgenden Ausführungsbeispiele in den2 und3 . - Das Ausführungsbeispiel in
2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel in1 dadurch, dass die Aktoreinheit200 zwei Aktoren und zwei zweite Federelemente400 aufweist. Weiterhin weist die Eingabeeinheit100 zwei Koppelteile112 auf, so dass die Eingabeeinheit100 von zwei Aktoren bewegt wird. Die Bewegungsabläufe der Eingabeeinheit100 und der Aktor-Einheit200 sind wie zuvor zu1 beschrieben. - Das Ausführungsbeispiel in
3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel in2 dadurch, dass die Koppelelemente113 nicht im rechten Winkel zur Eingabeeinheit100 wie in2 angeordnet sind, sondern im spitzen Winkel. Hierdurch ändert sich auch die Anordnung der Aktoren der Aktoreinheit200 . Da sich die Kräfte der Aktoren der Aktoreinheit200 in seitlicher Richtung gegenseitig aufheben, erfolgt eine Bewegung der Eingabeeinheit100 senkrecht zur Oberfläche der Eingabeeinheit100 . Der Vorteil dieses Aufbaus ist der im Vergleich des Ausführungsbeispiels nach2 der insgesamt flachere Aufbau. - Die Bewegungsabläufe der Eingabeeinheit
100 und der Aktor-Einheit200 sind wie zuvor zu1 beschrieben. - In
4 erkennt man eine Eingabeeinheit104 mit einem Koppelteil114 , eine Aktor Einheit204 , ein erstes Federelement304 , ein zweites Federelement 404und ein Gehäuse600 . Die Eingabeeinheit104 ist über das erste Federelement304 und der Aktor204 über das zweite Federelement404 mit dem Gehäuse600 verbunden. Weiterhin sind die Eingabeeinheit104 und die Aktoreinheit204 über nicht dargestellte Lager gelagert. Wenn die Aktor-Einheit204 betätigt wird zieht sie entweder die Eingabeeinheit104 an oder stößt sie ab, so dass die Eingabeeinheit104 parallel zu ihrer Oberfläche, in4 also nach rechts oder links, bewegt wird. Die von der Eingabeeinheit104 und der Aktor-Einheit204 erzeugten Impulse heben sich auf, sodass von der Ausführungsbeispiel der dargestellten erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung kein Impuls in das Gehäuse600 eingeleitet wird und auch kein Geräusch eines dumpfen Schlages erzeugt wird. Die nicht dargestellten Lager können beispielsweise als Kugellager, Rollenlager oder Gleitlager ausgestaltet sein. Die Eingabeeinheit104 und der Aktor204 sind dabei jeweils so gelagert, dass sie in Funktionsrichtung des Aktors204 beweglich sind, in den anderen Richtungen aber fixiert. Die Eingabeeinheit100 ist vorteilhafterweise so gelagert, dass sie in Bewegungsrichtung der Eingabeeinheit100 beweglich sind, in den anderen Richtungen aber fixiert.
Claims (10)
- Haptische Bedieneinrichtung in einem Kraftfahrzeug, bei der eine Eingabeeinheit (100, 104) von einer mit der Eingabeeinheit (100, 104) gekoppelten Aktor-Einheit (200, 204) bewegbar ist, wobei die Eingabeeinheit (100, 102) eine Oberfläche aufweist, wobei die Oberfläche von einem Eingabeorgan (F) eines Bedieners berührbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit (100, 104) und die Aktor-Einheit (200, 204) beweglich zu dem Kraftfahrzeug gelagert sind.
- Haptische Bedieneinrichtung nach
Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aktor Einheit (200, 204) und die Eingabeeinheit (100, 104) die gleiche Resonanzfrequenz aufweisen. - Haptische Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit (100, 104) mit einer ersten Federvorrichtung (300, 304) und die Aktor Einheit (200, 204) mit einer zweiten Federvorrichtung (400, 404) gelagert sind.
- Haptische Bedieneinrichtung nach
Patentanspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Federvorrichtung mindestens ein erstes Federelement (300, 304) und die zweite Federvorrichtung mindestens ein zweites Federelement (400, 404) aufweist. - Haptische Bedieneinrichtung nach
Patentanspruch 3 oder4 , dadurch gekennzeichnet, dass gilt: Steifigkeit der ersten Federvorrichtung/Masse der Eingabeeinheit = Steifigkeit der zweiten Federvorrichtung/Masse der Aktor Einheit - Haptische Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit (100, 104) eine Anzeige aufweist.
- Haptische Bedieneinrichtung nach
Patentanspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige als elektrooptische Anzeige ausgestaltet ist. - Haptische Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit (104) parallel zu ihrer Oberfläche bewegbar ist.
- Haptische Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit (100) senkrecht zu ihrer Oberfläche bewegbar ist.
- Haptische Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit (100, 104) über Lager zusätzlich gelagert ist.
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