DE102020210109A1

DE102020210109A1 - Verfahren zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks an einem Fahrzeugteil

Info

Publication number: DE102020210109A1
Application number: DE102020210109.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Liedtke; Florian Pohl; Christian Herrmann; Bernd Herthan; Christian Weidenbacher
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2020-08-10
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2022-02-10
Also published as: WO2022033942A1; US20230295977A1; CN116096979A

Abstract

Die vorgeschlagene Lösung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks an einem Fahrzeugteil (1), wobei an dem Fahrzeugteil (1) ein Bedienelement (2) für einen Nutzer zur manuellen Betätigung zugänglich ist und in Reaktion auf eine elektronisch detektierte Betätigung des Bedienelements (1) ein für den Nutzer haptisch wahrnehmbares Feedback erzeugt wird, indem das das Bedienelement (2) aufweisende Fahrzeugteil (1) fremdkraftbetätigt hin- und her verstellt wird und/oder in Vibration versetzt wird.

Description

Die vorgeschlagene Lösung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks an einem Fahrzeugteil.
Die Erzeugung eines haptischen Feedbacks respektive einer haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung nach einer manuellen Betätigung eines Bedienelements ist regelmäßig gewünscht, um einen Nutzer darüber zu informieren, dass eine Betätigung eines nicht über einen beweglichen Schalter realisierten Bedienelements erfolgreich detektiert wurde. So ist es beispielsweise bekannt, an einem Fahrzeugteil in Form einer Scheibe ein Touchdisplay als Bedienelement zu integrieren oder ein Display auf die Scheibe als Bedienelement zu projizieren. Hierbei ist es dann nicht ohne weiteres möglich, einen Nutzer über eine erfolgreich detektierte Betätigung des jeweiligen Bedienelements haptisch zu informieren, da kein körperlich vorhandenes Bedienelement verstellt wird. Gleiches gilt grundsätzlich auch für andere Fahrzeugteile, insbesondere für Fahrzeugteile, an denen vergleichbare Bedienelemente vorgesehen werden.
Aus der DE 10 2014 105 208 A1 ist beispielsweise ein Touchpad als Bedienelement bekannt, das in einer seitlichen Scheibe einer Fahrzeugtür integriert ist und das mit einem piezoelektrischen Aktor an der Scheibe gekoppelt ist, um bei Betätigung des Touchpads ein haptisches Feedback zu erzeugen. Der Aktor ist hierbei in einer Dichtung für die Scheibe an einem Rahmen der Fahrzeugtür vorgesehen, sodass in einem dichtungsnahen Bereich die Fensterscheibe in Vibration versetzt werden kann. Die Unterbringung eines piezoelektrischen Aktors in einer Dichtung ist jedoch fertigungstechnisch durchaus komplex. Darüber hinaus wird durch häufige Betätigung des piezoelektrischen Aktors die Dichtwirkung der Dichtung unter Umständen dauerhaft reduziert.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorgeschlagenen Lösung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks an einem wenigstens ein Bedienelement aufweisenden Fahrzeugteil bereitzustellen.
Diese Aufgabe ist insbesondere mit einem Verfahren des Anspruchs 1 und einem System des Anspruchs 14 gelöst.
Ein vorgeschlagenes Verfahren sieht hierbei vor, in Reaktion auf eine elektronisch detektierte Betätigung eines Bedienelements an einem Fahrzeugteil ein für den Benutzer haptisch wahrnehmbares Feedback (respektive eine haptisch wahrnehmbare Rückmeldung) zu erzeugen, indem das das Bedienelement aufweisende Fahrzeugteil fremdkraftbetätigt hin- und her verstellt wird und/oder in Vibration versetzt wird.
Grundgedanke der vorgeschlagenen Lösung ist es damit einem Nutzer haptisch wahrnehmbar eine Rückmeldung an einem Fahrzeugteil zu geben, wenn erfolgreich elektronisch eine Betätigung eines Bedienelements detektiert wurde, und zwar indem das das Bedienelement aufweisende Fahrzeugteil in schneller Folge wenigstens einmal in zwei entgegengesetzte Verstellrichtungen verstellt und/oder in Vibration versetzt wird.
Ein fremdkraftbetätigtes Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils in Reaktion auf eine einzelne elektronische Betätigung des Bedienelements zur Erzeugung eines haptisch wahrnehmbaren Feedbacks ist dabei insbesondere von einer etwaigen Verstellung des Fahrzeugteils auf ein von einem Nutzer ausgelöstes Verstellsignal zu unterscheiden, sofern das Fahrzeugteil zusätzlich auch unabhängig von dem haptischen Feedback fremdkraftbetätigt verstellbar ist. So wird im Gegensatz zu einer konventionellen Verstellung des Fahrzeugteils in zwei unterschiedliche Verstellrichtungen über die zweimalige Betätigung eines Steuerungselements (einmal für die Verstellung in die eine Verstellrichtung und einmal für die Verstellung in die andere Verstellrichtung), vorliegend dann beispielsweise über eine einzelne elektronisch detektierte Betätigung des Bedienelements das Fahrzeugteil hin und her verstellt und zudem lediglich für einen vergleichsweise kurzen Zeitraum von nur wenigen Millisekunden, um ein haptisches Feedback zu geben. Dies schließt insbesondere ein, dass ein fremdkraftbetätigtes Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils entlang einer Verstellachse in zueinander entgegengesetzte Verstellrichtungen für ein haptisches Feedback lediglich einen Verstellweg überbrückt, der weniger als 1/200 einer Gesamtverstellweglänge beträgt, die das Fahrzeugteil zwischen zwei Endlagen maximal zurücklegen kann. Es wird folglich lediglich eine Microhub-Bewegung für das haptische Feedback umgesetzt. So ist beispielsweise eine Scheibe in einer Fahrzeugtür typischerweise um ca. 0,45 m von einer vollständig abgesenkten Endlage bis zu einer vollständig angehobenen Endlage verstellbar. Ein Hin- und Herverstellen für ein haptisches Feedback überbrückt dann beispielsweise lediglich einen Verstellweg von 0,2 mm. Durch die Nutzung eines für eine fremdkraftbetätigte Verstellung des jeweiligen Fahrzeugteils ohnehin vorgesehenen Antriebs können hierbei zusätzliche Komponenten für die Erzeugung des haptischen Feedbacks ausgespart werden. Es ist beispielsweise lediglich eine diesbezüglich ergänzte Steuerelektronik für den Antrieb des Fahrzeugteils vorzusehen. Die Steuerelektronik kann dementsprechend beispielsweise lediglich mit einem zusätzlichen digitalen Eingang versehen sein oder eine zusätzliche Businformation über ein Fahrzeugbussystem für die Erzeugung des haptischen Feedbacks erhalten.
In einer Ausführungsvariante wird für ein fremdkraftbetätigtes Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils ein zur Verstellung des Fahrzeugteils vorgesehene elektromotorischer Antrieb für weniger als 10 ms, insbesondere weniger als 5 ms oder weniger als 1,5 ms zu einer Drehung in eine erste Drehrichtung und (unmittelbar hierauf folgend) für weniger 10 ms, insbesondere weniger als 5 ms oder weniger als 1,5 ms zu einer Drehung in eine entgegengesetzte zweite Drehrichtung angesteuert. So kann beispielsweise insbesondere eine Ansteuerung für 1 ms für eine Drehung in die jeweilige erste oder zweite Drehrichtung vorgesehen sein. Für einen Fensterheberantrieb für die Verstellung einer (Fenster-) Scheibe kann dies beispielsweise bedeuten, dass ein Antriebsmotor des Fensterheberantriebs für 1 ms mit voller Leistung in Richtung Öffnen und anschließend für 1 ms mit voller Leistung in Richtung Schließen (oder umgekehrt) angesteuert wird, um an der Scheibe ein haptisches Feedback bereitzustellen.
Die Dauer einer Ansteuerung des elektromotorischen Antriebs kann grundsätzlich konstant sein. In einer Ausführungsvariante ist die Dauer der Ansteuerung des Antriebs jedoch von einer Verstelllage des Fahrzeugteils abhängig. Je nach - gegebenenfalls gesondert detektierter - Verstelllage des Fahrzeugteils kann somit beispielsweise die Dauer der Ansteuerung für eine Drehung in die eine oder andere Drehrichtung variieren. Dies schließt beispielsweise ein, dass in Abhängigkeit von einer Verstelllage des Fahrzeugteils die Dauer der Ansteuerung des Antriebs für eine Drehung in die eine Drehrichtung größer oder kleiner (vorgegeben) ist als die Dauer der Ansteuerung des Antriebs für eine Drehung in die andere Drehrichtung. Eine derartige Variation der Dauer der Ansteuerung kann insbesondere bei einem je nach Verstelllage unterschiedlichen Antriebs- oder Getriebespiel in einem Antriebsmechanismus für die Verstellung des Fahrzeugteils Rechnung tragen. So kann beispielsweise bei einem Fensterheberantrieb für die Verstellung einer Scheibe als Fahrzeugteil wenigstens ein Seilzug vorgesehen sein. Insbesondere wenn sich die Scheibe dann aber in einer vollständig abgesenkten oder vollständig angehobenen Endlage befindet, ist es von Vorteil, ein Seilspiel in dem Seilzug durch eine Ansteuerung in die jeweilige Gegenrichtung in Abhängigkeit von der aktuell eingenommenen Endlage vorzusehen.
Vor diesem Hintergrund kann dann beispielsweise auch für das haptische Feedback eine Ansteuerung in eine erste Verstellrichtung, entlang der das Fahrzeugteil zuvor im Zuge einer konventionellen Verstellung verstellt wurde, mit einer kürzeren Zeitdauer erfolgen als in eine entgegengesetzte zweite Verstellrichtung, da in die erste Verstellrichtung ein Seilzug des Fensterheberantriebs noch gespannt ist. Eine Ansteuerung in die entgegengesetzte zweite Verstellrichtung ist größer gewählt, um ein Seilspiel auszugleichen. Alternativ oder ergänzend kann für das haptische Feedback eine längere Ansteuerung zur Erzeugung einer definierten Verstellkraft in Richtung eines Scheibenanschlags und damit Richtung Schließen mit einem anschließenden Mikrohub in eine die Scheibe öffnende Verstellrichtung kombiniert werden. Alternativ oder ergänzend können unterschiedliche Signalverläufe, insbesondere mindestens ein Signalverlauf mit schnellerem (rampenförmige) Anstieg zur Überbrückung eines Spiels innerhalb des Antriebsmechanismus vorgesehen sein.
In einer Ausführungsvariante wird das Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks durch wenigstens ein elastisch auf das Fahrzeugteil wirkendes Element, z.B. eine Dichtung, unterstützt. Dies schließt insbesondere ein, dass eine Verstellung in eine erste Verstellrichtung des Fahrzeugteils unter Nutzung eines elektromotorischen Antriebs erfolgt und ein Zurückstellen in eine entgegengesetzte zweite Verstellrichtung unter Wirkung des zuvor elastisch komprimierten Elements erfolgt. Es wird kann somit zum Beispiel zunächst ein aktives Ansteuern des Antriebs in nur eine der zwei Verstellrichtungen vorgesehen sein, um das Fahrzeugteil auf Block zu fahren. Ein Rückweg für das Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils wird dann durch Entspannung des elastischen Elements gesteuert, dass beim Fahren des Fahrzeugteils auf Block komprimiert wurde.
Um einen Signalverlauf für die Ansteuerung eines für die Verstellung des Fahrzeugteils vorgesehenen elektromotorischen Antriebs für das faktische Feedback einzulernen, kann beispielsweise auch eine Justierung der Haptik über Fertigungstoleranzen vorgesehen sein. Hierfür wird beispielsweise ein Umkehrspiel durch mindestens einen Initiallauf und damit während einer Einlernphase ermittelt. Hierbei werden zum Beispiel Motorumdrehungen und/oder Hall-Signale eines Hall-Sensors in Relation zu einer Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs erfasst. Einbezogen können hierbei auch Parameter für eine etwaige Schwergängigkeit oder aufgetretenen Verschleiß. Einbezogen werden können im Übrigen in einer Ausführungsvariante auch Signale wenigstens eines Beschleunigungssensors.
Beispielsweise ist zur Verstellung des Fahrzeugteils ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen, der über ein pulsweitenmoduliertes Signal steuerbar ist. Für ein fremdkraftbetätigtes Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils kann dann beispielsweise der elektromotorische Antrieb lediglich über weniger als 30 Perioden, z.B. 25 Perioden, zu (unmittelbar aufeinanderfolgende) Drehungen in zwei zueinander entgegengesetzte Drehrichtungen angesteuert werden. Insbesondere hiermit kann eine Verstellung über Halbpulse, insbesondere sinusförmige Halbpulse, realisiert sein. Maßgeblich ist bei der Ansteuerung letztlich lediglich, die vergleichsweise kurze Ansteuerungsdauer, die die Erzeugung eines prägnanten haptischen Feedbacks an dem Fahrzeugteil gestattet, beispielsweise an einer elektromotorisch zu verstellenden Scheibe eines Fahrzeugs.
In einer Ausführungsvariante wird für ein erstes haptisches Feedback durch das fremdkraftbetätigtes Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils ein zur Verstellung des Fahrzeugteils vorgesehener elektromotorischer Antrieb über einen bestimmten ersten Signalverlauf zu Drehungen in zwei zueinander entgegengesetzte Drehrichtungen angesteuert. Dieser erste Signalverlauf unterscheidet sich dabei dann von wenigstens einem zweiten Signalverlauf, über den der elektromotorische Antrieb angesteuert wird, wenn über eine Verstellung des Fahrzeugteils ein zweites haptisches Feedback bereitgestellt werden soll, das sich von dem ersten haptischen Feedback für einen das Fahrzeugteil - zum Beispiel mit einer Hand oder wenigstens einem Finger - berührenden Nutzer wahrnehmbar unterscheidet. In einer derartigen Ausführungsvariante ist folglich vorgesehen, über unterschiedliche Signalverläufe unterschiedliche Typen von haptischem Feedback situationsbezogen und/oder in Abhängigkeit von einer Betätigung unterschiedlicher Bedienelemente an dem Fahrzeugteil erzeugen zu können. Durch die unterschiedlichen Signalverläufe können sich beispielsweise die verschiedenen Feedbacktypen hinsichtlich Dauer, Amplitude und/oder Frequenz unterscheiden.
Für die Erzeugung einer Vibration des Fahrzeugteils sieht eine Ausführungsvariante einen Lautsprecher vor, der für eine Ausgabe für ein menschliches Gehör hörbaren Schalls vorgesehen ist, jedoch zusätzlich mit einer Frequenz kleiner 20 Hz betrieben wird. Der Lautsprecher ist somit beispielsweise für eine Audioausgabe für den Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs vorgesehen. Für die Erzeugung des haptischen Feedbacks wird dieser Lautsprecher mit einer Frequenz in einem (für einen Menschen) nicht hörbaren Bereich kleiner 20 Hz betrieben, um das Fahrzeugteil in Vibration zu versetzen. Derart lässt sich beispielsweise ein ohnehin vorgesehener Lautsprecher in einer Fahrzeugtür nutzen, um ein Fahrzeugteil der Fahrzeugtür, wie zum Beispiel eine Scheibe oder eine Türaußenhaut, für die Erzeugung eines haptischen Feedbacks gezielt in Vibration zu versetzen, wenn ein Bedienelement an der Fahrzeugtür betätigt wurde. Insbesondere kann ein Basslautsprecher in diesem Zusammenhang von Vorteil sein, da dieser einen vergleichsweise großen Hub einer Lautsprechermembran zur Verfügung stellt.
Darüber hinaus kann das haptische Feedback auch mit einer Tonausgabe unterstützt werden, um zum Beispiel mit einem ersten ausgegebenen Ton oder einer ersten Tonfolge zu signalisieren, dass das Bedienelement korrekt betätigt wurde. Ein zweiter, hierzu unterschiedlicher Ton (oder eine zweite Tonfolge) kann demgegenüber beispielsweise ausgegeben werden, wenn das Bedienelement fehlerhaft betätigt wurde oder eine damit auszulösende Funktion aktuell überhaupt nicht zur Verfügung steht.
Der für die Erzeugung der Vibration des Fahrzeugteils vorgesehene Lautsprecher kann in einer möglichen Weiterbildung auch mit dem in Vibration zu versetzenden Fahrzeugteil mechanisch gekoppelt sein. Dies schließt beispielsweise bei einer Fahrzeugtür eine mechanische Kopplung des Lautsprechers mit einer Türaußenhaut ein.
Grundsätzlich kann die mechanische Kopplung hierbei auch schaltbar sein. Dies schließt insbesondere ein, dass die mechanische Kopplung nur für eine definierte Zeitdauer aktiv ist und wieder deaktiviert werden kann. Zum Beispiel besteht eine mechanische Kopplung während eines ersten Fahrzeugzustands, während in einem anderen, zweiten Fahrzeugzustand aber nicht. Beispielsweise ist ein Lautsprecher in einer Fahrzeugtür bei stehendem Fahrzeug und abgeschaltetem Fahrzeugmotor mechanisch mit der Türau ßenhaut gekoppelt, nicht jedoch bei fahrenden Fahrzeug.
Wie bereits vorstehend ausgeführt, kann das Bedienelement an einer Fahrzeugtür vorgesehen sein, insbesondere an einem Fahrzeugteil in Form einer Scheibe der Fahrzeugtür oder an einem Fahrzeugteil in Form einer Türaußenhaut der Fahrzeugtür. Das Bedienelement kann insbesondere ein integriertes Touchpad oder ein projiziertes Display respektive eine projizierte virtuelle Schaltfläche sein. Dementsprechend kann ein haptisches Feedback gemäß der vorgeschlagenen Lösung beispielsweise bei einer nutzerseitigen Eingabe über ein in eine Scheibe des Fahrzeugs projizierte Schaltfläche, bei Betätigung eines Türgriffs des Fahrzeugs und/oder bei einer Betätigung einer virtuellen Schaltfläche an einer Fahrzeugtür (insbesondere einer Heckklappe) vorgesehen sein. Selbstverständlich kann die vorgeschlagene Lösung aber auch an anderen Fahrzeugteilen Verwendung finden, beispielsweise an einem Fahrzeugsitz. Dies schließt beispielsweise ein, dass über eine Ausführungsvariante der vorgeschlagenen Lösung ein haptisches Feedback bei einer Betätigung eines Sitzverstellschalters an einem Fahrzeugsitz erzeugt wird.
In einer Ausführungsvariante für die Erzeugung einer Vibration eines Fahrzeugteils in Form einer Scheibe ist beispielsweise alternativ oder ergänzend zu den vorstehend erläuterten Ausführungsvarianten die Nutzung wenigstens eines Piezoelements vorgesehen. Das wenigstens eine Piezoelement ist dann an einem für die Verstellung der Scheibe vorgesehenen und mit der Fensterscheibe verbundenen Mitnehmer eines Fensterhebers vorgesehen, um die Scheibe - in Reaktion auf die elektronisch detektierte Betätigung des Bedienelements - in Vibration zu versetzen. Beispielsweise ist das wenigstens eine Piezoelement hierfür zwischen einem Abschnitt des Mitnehmers und einem Abschnitt der Scheibe angeordnet. Über den Mitnehmer, der auch als Scheibenaufnehmer bezeichnet wird, wird eine Verstellkraft für die Verstellung der Scheibe übertragen. Bei dem Mitnehmer handelt es sich um eine separat mit der Scheibe zu verbindende Komponente eines Fensterheberantriebs, wodurch die Anordnung wenigstens eines Piezoelements hieran vergleichsweise einfach zu realisieren ist.
In einer Ausführungsvariante kann für die Erzeugung einer Vibration des Fahrzeugteils die Verwendung eines Vibrationselements, z.B. eines Motors mit Unwuchtmasse, vorgesehen sein.
Die vorgeschlagene Lösung betrifft ferner ein System für die Erzeugung eines haptischen Feedbacks. Ein vorgeschlagenes System umfasst dabei ein Fahrzeugteil, ein manuell durch einen Nutzer betätigbares Bedienelement an dem Fahrzeugteil und eine Steuerelektronik, die konfiguriert ist, in Reaktion auf die Betätigung des Bedienelements für den Nutzer ein haptisch wahrnehmbares Feedback zu erzeugen, indem das das Bedienelement aufweisende Fahrzeugteil (mithilfe der Steuerelektronik) fremdkraftbetätigt hin und her verstellt wird und/oder in Vibration versetzt wird.
Eine Ausführungsvariante eines vorgeschlagenen Systems kann folglich konfiguriert und ausgebildet sein, eine Ausführungsvariante eines vorgeschlagenen Verfahrens umzusetzen. Vorstehend und nachstehend erläuterte Vorteile und Merkmale von Ausführungsvarianten eines vorgeschlagenen Verfahrens gelten somit auch für Ausführungsvarianten eines vorgeschlagenen Systems und umgekehrt.
Insbesondere kann es sich bei einer Ausführungsvariante des vorgeschlagenen Systems um ein System für die Erzeugung eines haptischen Feedbacks an einer Fahrzeugtür, insbesondere an einer Scheibe oder einer Türaußenhaut handeln. Beispielsweise umfasst ein solches System einen Fensterheberantrieb mit einer Steuerelektronik zur Erzeugung des haptischen Feedbacks über einen Elektromotor des Fensterheberantriebs. Alternativ oder ergänzend kann das System einen wie vorstehend erläutert ansteuerbaren Lautsprecher an der Fahrzeugtür und/oder wenigstens ein Piezoelement an einem Mitnehmer des Fensterheberantriebs umfassen.
Weiterhin ist von der vorgeschlagenen Lösung ein Computerprogrammprodukt für eine Steuerelektronik vorgesehen, über das in Reaktion auf die manuelle Betätigung eines Bedienelements an einem Fahrzeugteil ein für einen Nutzer haptisch wahrnehmbares Feedback an dem Fahrzeugteil erzeugbar ist, indem das Computerprogrammprodukt Anweisungen umfasst, die wenigstens einen Prozessor der Steuerelektronik bei einer Ausführung der Anweisungen veranlassen, ein vorgeschlagenes Verfahren auszuführen und dementsprechend beispielsweise einen elektromotorischen Antrieb, wenigstens einen Lautsprecher und/oder wenigstens ein fensterheberseitiges Piezoelement wie vorstehend erläutert anzusteuern.
Die beigefügten Figuren veranschaulichen exemplarisch mögliche Ausführungsvarianten der vorgeschlagenen Lösung.
Hierbei zeigen:

1 ausschnittsweise und in Seitenansicht ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugtür, die eine Ausführungsvariante eines vorgeschlagenen Systems umfasst;
2 ausschnittsweise eine Fensterscheibe der Fahrzeugtür der 1 mit Komponenten eines Fensterheberantriebs für die Verstellung der Fensterscheibe, wobei an einem Mitnehmer des Fensterheberantriebs wenigstens ein Piezoelement vorgesehen ist, um die Scheibe zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks in Vibration zu versetzen.

Die 1 zeigt ausschnittsweise ein Fahrzeug F mit einer Ausführungsvariante der vorgeschlagenen Lösung. Das Fahrzeug F umfasst eine seitliche Fahrzeugtür T mit einer verstellbaren Scheibe 1. In diese Scheibe 1 ist ein Bedienelement 2 als Teil eines Touchpads integriert oder Teil einer Displayprojektion. Beispielsweise lassen sich über das Bedienelement 2 unterschiedliche Tür- oder Fahrzeugfunktionen von außerhalb des Fahrzeugs F steuern.
Um hierbei bei Betätigung des Bedienelements 2 über eine Hand H eines Nutzers dem Nutzer ein haptisches Feedback an dem Bedienelement 2 zur Verfügung zu stellen, ist eine Steuerelektronik 3 vorgesehen. Diese Steuerelektronik 3 kann bei einer elektronisch detektierten Betätigung des Bedienelements 2 mit der Hand H die Scheibe 1 und damit das Bedienelement 2 haptisch wahrnehmbar (einmalig oder mehrfach) hin und her verstellen und/oder in Vibration versetzen. Ein Hin- und Herverstellen der Scheibe 1 entlang zueinander entgegengesetzter Verstellrichtungen V1 und V2 erfolgt hierbei unter Nutzung eines ohnehin vorhandenen Fensterheberantriebs 10. Dieser Fensterantrieb 10 umfasst in einer Ausführungsvariante einen Antriebsmotor, beispielsweise einen bürstenlosen 3-Phasen-Gleichstrommotor (BLDC-Motor), der, bei erfolgreicher elektronischer Detektion einer Betätigung des Bedienelements 2, für ein haptisches Feedback zu Mikro-Hubbewegungen angesteuert wird. Insbesondere kann der Verstellweg dieser Mikro-Hubbewegungen Sinus-Halbpuls-förmig eingestellt sein. So kann über die Steuerchronik 3 die Scheibe 1 beispielsweise für weniger als 1,5 ms (z.B. 1,25 ms bei einer Frequenz von 200 Hz) und damit um lediglich etwa 0,2 mm verstellt werden, um einem Nutzer an der die Scheibe 1 berührenden Hand H ein haptisch wahrnehmbares Feedback zu geben.
Für das haptische Feedback wird somit der ohnehin vorhandene Fensterheberantrieb 10 genutzt, der für die Bereitstellung des haptischen Feedbacks mit Signalverläufen angesteuert wird, die zu den im konventionellen Betrieb, d.h., für die Verstellung der Scheibe 1, um eine Fensteröffnung freizugeben oder zu schließen, nicht genutzt werden.
So legt die Scheibe 1 für ein haptisches Feedback lediglich einen Verstellweg s respektive einen entsprechenden Mikrohub von etwa 0,2 mm zurück. Dies ist gegenüber einer maximal möglichen Gesamtverstellweglänge von einer vollständig geschlossenen Endlage zu einer maximal abgesenkten Endlage von ca. 0,45 m lediglich ein äußerst kleiner Bruchteil der Gesamtverstellweglänge.
Für die Erzeugung eines haptischen Feedbacks kann alternativ oder ergänzend ein Lautsprecher 5 der Fahrzeugtür T genutzt werden. Dieser Lautsprecher 5 ist zur Audioausgabe im Fahrzeuginnenraum vorgesehen. Über die Steuerelektronik 3 ist der Lautsprecher 5 ferner zur Abgabe von Schall im für Menschen nicht hörbaren Bereich von unter 20 Hz ansteuerbar, um hierüber die Scheibe 1 zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks in Vibration zu versetzen. Der Lautsprecher 5, der ansonsten für die Audioausgabe im Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs F und damit zur Abgabe von Schall im hörbaren Bereich vorgesehen ist, wird hier folglich für die Erzeugung eines haptischen Feedbacks an der Scheibe 1 zur Abgabe von Schall im nicht hörbaren niederfrequenten Bereich genutzt.
Über den Lautsprecher 5 kann alternativ oder ergänzend nicht nur die Scheibe 1 gezielt in Vibration versetzt werden, sondern beispielsweise auch eine Türaußenhaut der Fahrzeugtür T. Ein entsprechendes haptisches Feedback an der Türaußenhaut kann hierbei dann beispielsweise bei einer elektronisch detektierten Betätigung eines Türgriffs 4 der Fahrzeugtür T vorgesehen sein.
Bei einer Weiterbildung entsprechend der 2 ist alternativ oder ergänzend ein Piezoelement 100 für die Vibration der Scheibe 1 in Reaktion auf ein detektiertes Betätigen des Bedienelements 2 vorgesehen. Dieses Piezoelement 100 ist an einem für die Verstellung der Scheibe 1 vorgesehenen Mitnehmer 11 des Fensterheberantriebs 10 angeordnet. Hierbei ist das Piezoelement 100 an dem entlang einer Führungsschiene 12 des Fensterheberantriebs verschieblich geführten Mitnehmer 11 derart angeordnet, dass das Piezoelement 100 zwischen einem Abschnitt des Mitnehmers 11 und einem mit dem Mitnehmer 11 verbundenen Verbindungsabschnitt 1A der Scheibe 1 vorliegt. Derart kann das Piezoelement 1 nicht nur in vergleichsweise einfacher Weise an dem Mitnehmer 11 untergebracht werden. Vielmehr ist auch eine direkte Anlage an dem Verbindungsabschnitt 1A möglich, um zur Vibrationserzeugung Körperschall in die Scheibe 1 einzuleiten.
Bezugszeichenliste

1: Scheibe
1A: Verbindungsabschnitt
10: Fensterheberantrieb
100: Piezoelement
11: Mitnehmer
12: Führungsschiene
2: Touchpad / Displayprojektion (Bedienelement)
3: Steuerelektronik
4: Türgriff
5: Lautsprecher
F: Fahrzeug
H: Hand
s: Verstellweg / Mikrohub
T: Fahrzeugtür
V1, V2: Verstellrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014105208 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks an einem Fahrzeugteil (1), wobei an dem Fahrzeugteil (1) ein Bedienelement (2) für einen Nutzer zur manuellen Betätigung zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf eine elektronisch detektierte Betätigung des Bedienelements (1) ein für den Nutzer haptisch wahrnehmbares Feedback erzeugt wird, indem das das Bedienelement (2) aufweisende Fahrzeugteil (1) fremdkraftbetätigt hin- und her verstellt wird und/oder in Vibration versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein fremdkraftbetätigtes Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils (1) in Reaktion auf eine einzelne elektronische Betätigung des Bedienelements (2) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein fremdkraftbetätigtes Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils (1) entlang einer Verstellachse in zueinander entgegengesetzte Verstellrichtungen (V1, V2) erfolgt, entlang denen das Fahrzeugteil (1) unabhängig von einer Betätigung des Bedienelements (2) fremdkraftbetätigt verstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für ein fremdkraftbetätigtes Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils (1) ein zur Verstellung des Fahrzeugteils (1) vorgesehener elektromotorischer Antrieb für weniger als 10 ms, insbesondere weniger als 5 ms oder weniger als 1,5 ms zu einer Drehung in eine erste Drehrichtung und für weniger als 10 ms, insbesondere weniger als 5 ms oder weniger als 1,5 ms zu einer Drehung in eine entgegengesetzte zweite Drehrichtung angesteuert wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Ansteuerung des Antriebs von einer Verstelllage des Fahrzeugteils (1) abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einer Verstelllage des Fahrzeugteils (1) die Dauer der Ansteuerung des Antriebs für eine Drehung in die eine Drehrichtung größer oder kleiner ist als die Dauer der Ansteuerung des Antriebs für eine Drehung in die andere Drehrichtung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung des Fahrzeugteils (1) ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen ist, der über ein pulsweitenmoduliertes Signal steuerbar ist, und für ein fremdkraftbetätigtes Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils (1) der elektromotorische Antrieb über weniger als 30 Perioden zwei Halbpulse zu Drehungen in zwei zueinander entgegensetzte Drehrichtungen angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für ein erstes haptisches Feedback durch das fremdkraftbetätigte Hin- und Herverstellen des Fahrzeugteils (1) ein zur Verstellung des Fahrzeugteils (1) vorgesehener elektromotorischer Antrieb über einen bestimmten ersten Signalverlauf zu Drehungen in zwei zueinander entgegensetzte Drehrichtungen angesteuert wird, die sich von wenigstens einem zweiten Signalverlauf unterscheiden, über den der elektromotorische Antrieb angesteuert wird, wenn über eine Verstellung des Fahrzeugteils (1) ein zweites haptisches Feedback bereitgestellt wird, das sich von dem ersten haptischen Feedback für einen Nutzer wahrnehmbar unterscheidet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugteil (1) über einen Lautsprecher (5) in Vibration versetzt wird, der für eine Ausgabe für ein menschliches Ohr hörbaren Schalls vorgesehen ist und mit einer Frequenz kleiner 20 Hz betrieben wird, um das Fahrzeugteil (1) in Vibration zu versetzen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher (5) mit dem Fahrzeugteil (1) mechanisch gekoppelt ist, um das Fahrzeugteil (1) in Vibration zu versetzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (2) an einer Fahrzeugtür (T) vorgesehen ist, insbesondere an einem Fahrzeugteil in Form einer Scheibe (1) oder an einem Fahrzeugteil in Form einer Türaußenhaut.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Piezoelement (100) an einem für die Verstellung der Scheibe (1) vorgesehenen und mit der Scheibe (1) verbundenen Mitnehmer (11) eines Fensterhebers vorgesehen ist, um die Scheibe (1) in Vibration zu versetzen.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Piezoelement (100) zwischen einem Abschnitt des Mitnehmers (11) und einem Abschnitt (1A) der Scheibe (1) angeordnet ist.
System für die Erzeugung eines haptischen Feedbacks, wobei das System ein Fahrzeugteil (1), ein manuell durch einen Nutzer betätigbares Bedienelement (2) an dem Fahrzeugteil (1) und eine Steuerelektronik (3) umfasst, und wobei die Steuerelektronik (3) konfiguriert ist, in Reaktion auf die Betätigung des Bedienelements (2) ein für den Nutzer haptisch wahrnehmbares Feedback zu erzeugen, indem das das Bedienelement (2) aufweisende Fahrzeugteil (1) fremdkraftbetätigt hin und her verstellt wird und/oder in Vibration versetzt wird.
Computerprogrammprodukt für eine Steuerelektronik (3), über das in Reaktion auf die manuelle Betätigung eines Bedienelements (2) an einem Fahrzeugteil (1) ein für einen Nutzer haptisch wahrnehmbares Feedback an dem Fahrzeugteil (1) erzeugbar ist, indem das Computerprogrammprodukt Anweisungen umfasst, die wenigstens einen Prozessor der Steuerelektronik (3) bei einer Ausführung der Anweisungen veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.