DE102021213262A1

DE102021213262A1 - Drehsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102021213262A1
Application number: DE102021213262.6A
Authority: DE
Inventors: Rainer Haevescher; Artur Neumann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Drehsteuervorrichtung (1) für ein Fahrzeug, umfassend eine Benutzerschnittstelle (3), die dahingehend ausgestaltet ist, sich bezüglich eines Gehäuses (5) der Vorrichtung (1) um eine Drehachse (7) der Vorrichtung (1) zu drehen; eine Sensoreinheit (9) zur Überwachung der Ausrichtung und/oder Drehbewegung der Benutzerschnittstelle (3) bezüglich des Gehäuses (5); eine Verarbeitungseinheit (11) zur Erzeugung von Steuersignalen (Ts); und eine Kommunikationsschnittstelle (13) zur Übertragung der Steuersignale (Ts) gemäß einer Ausgabe von der Verarbeitungseinheit (11), wobei die Ausgabe von der Verarbeitungseinheit (11) auf Basis von Sensordaten (Ds) von der Sensoreinheit (9) erzeugt wird, wobei die Drehsteuervorrichtung (1) zumindest einen Biometrie-Sensor (27) zur Erfassung wenigstens eines biometrischen Merkmals eines Benutzers umfasst, wobei der zumindest eine Biometrie-Sensor (27) zumindest ein Erfassungselement (29) aufweist, das an der Benutzerschnittstelle (3) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehsteuervorrichtung für ein Fahrzeug.
Es sind Bedienelemente im Fahrzeug bekannt, die für die Steuerung von verschiedenen Funktionen im Fahrzeug verwendet werden. Beispielsweise sind Bedienvorrichtungen zur Auswahl gewünschter Funktionen bekannt, die für jede Funktion eine individuelle Rasterung aufweisen oder die die Haptik eines Drehstellers mittels eines magnetischen Feldes einer Spule einstellen, wobei der Drehsteller in Abhängigkeit von Strom mit unterschiedlichen Bremsmomenten beaufschlagt und die beim Drehen gewünschten Rastpositionen eingestellt werden können.
Beispielsweise beschreibt die DE 10 2017 210 436 A1 eine Drehsteuereinrichtung für ein Fahrzeug, die dazu ausgelegt ist, Steuersignale zum Auswählen von Betriebsmodi des Fahrzeugs zu übermitteln.
Mit den bekannten Bedienelementen ist jedoch keine Authentifizierung des Benutzers möglich, so dass jeder Insasse des Fahrzeugs das Bedienelement bedienen kann. Bei einem Bedienelement, welches nicht ausschließlich für sicherheitsrelevante Funktionen, wie die Lenkung eines Fahrzeugs oder die Wahl des Ganges, verwendet wird, wäre es wünschenswert, wenn sichergestellt wird, dass nur der Fahrzeugführer das Bedienelement für sicherheitskritische Funktionen verwenden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Drehsteuervorrichtung strukturell und/oder funktionell zu verbessern, insbesondere eine schnelle, ergonomisch und/oder komfortable Authentifizierung des Benutzers zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Drehsteuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Drehsteuervorrichtung kann für ein Fahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. Die Drehsteuervorrichtung kann ein Drehknopf bzw. eine Drehknopfeinrichtung oder ein Drehschalter oder ein Drehsteller sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zu Auswahl von Modi, wie Betriebsmodi, z.B. eines Fahrzeugs, ausgebildet sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zum Auswählen und/oder Steuern von Funktionen, wie Bedienungsfunktionen, des Fahrzeugs, zum Beispiel zum Navigieren von Multimedia-Menüs oder zum Steuern von Multimedia-Funktionen, ausgebildet sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zum Auswählen und/oder Steuern von sicherheitsrelevanten Funktionen, wie sicherheitsrelevante Bedienungsfunktionen, des Fahrzeugs, zum Beispiel zur Auswahl von Fahrmodi, Bremsmodi, Lenkmodi, Beschleunigungsmodi, etc., ausgebildet sein.
Die Drehsteuervorrichtung kann eine Benutzerschnittstelle umfassen. Die Benutzerschnittstelle kann dahingehend ausgestaltet sein, sich bezüglich eines Gehäuses der Vorrichtung, wie Drehsteuervorrichtung, um eine Drehachse der Vorrichtung, wie Drehsteuervorrichtung, zu drehen. Die Benutzerschnittstelle kann eine Benutzerschnittstellenoberfläche aufweisen oder sein. Die Benutzerschnittstelle und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche kann Teil einer Bedienungsschalttafel des Fahrzeugs sein. Die Benutzerschnittstelle und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche kann ein Knopf, wie Drehknopf, oder Drehschalter oder Drehsteller sein. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann die Oberfläche, beispielsweise seitliche Oberfläche und/oder Seitenfläche, der Benutzerschnittstelle bzw. des Knopfs, wie Drehknopfs, bilden. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann im Wesentlichen konzentrisch zur Drehachse sein. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann sich bezüglich der Drehachse im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstrecken. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann zylinderförmig sein. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann den äußeren, insbesondere radial äußeren, Rand und/oder die äußere, insbesondere radial äußere Fläche, wie Oberfläche, der Benutzerschnittstelle bilden. Die Benutzerschnittstelle und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche kann die Außenfläche einer ringförmigen und/oder halbschalenförmigen und/oder zylinderförmigen Struktur umfassen, die beispielsweise für einen Bediener bzw. Benutzer des Fahrzeugs zugänglich sein kann. Die Benutzerschnittstelle und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche kann ferner eine unter der Außenfläche der Benutzerschnittstellenoberfläche liegende Konstruktion umfassen. Die Benutzerschnittstelle und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche kann in einem Griffbereich, wie Benutzer-Griffbereich, liegen bzw. angeordnet sein. Der Griffbereich kann der Griffbereich der Finger des Benutzers sein. Der Griffbereich kann in dem Griffbereich liegen bzw. sein, welcher für die Bedienung der Drehsteuervorrichtung vorgesehen und/oder ausgebildet ist.
Soweit nicht anders angegeben oder es sich aus dem Zusammenhang nicht anders ergibt, beziehen sich die Angaben „axial“, „radial“ und „in Umfangsrichtung“ auf eine Erstreckungsrichtung der Drehachse. „Axial“ entspricht dann einer Erstreckungsrichtung der Drehachse. „Radial“ ist dann eine zur Erstreckungsrichtung der Drehachse senkrechte und sich mit der Drehachse schneidende Richtung. „In Umfangsrichtung“ entspricht dann einer Kreisbogenrichtung um die Drehachse.
Die Drehsteuervorrichtung kann eine Sensoreinheit zur Überwachung der Ausrichtung und/oder Drehbewegung der Benutzerschnittstelle bezüglich des Gehäuses umfassen.
Die Drehsteuervorrichtung kann eine Verarbeitungseinheit zur Erzeugung von Steuersignalen umfassen. Die Verarbeitungseinheit kann Steuersignale, insbesondere basierend auf Sensordaten der Sensoreinrichtung, erzeugen und/oder bereitstellen.
Die Drehsteuervorrichtung kann eine Kommunikationsschnittstelle zum Übertragen von Steuersignalen von der Verarbeitungseinheit umfassen. Die Kommunikationsschnittstelle kann zur Übertragung der Steuersignale gemäß einer Ausgabe von der Verarbeitungseinheit ausgebildet sein, wobei die Ausgabe von der Verarbeitungseinheit auf Basis von Sensordaten von der Sensoreinheit erzeugt wird.
Die Drehsteuervorrichtung kann einen magnetorheologischen Aktor (MRF-Aktor) umfassen. Der magnetorheologischen Aktor kann ein Drehelement aufweisen. Die Benutzerschnittstelle und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche kann mit dem magnetorheologischen Aktor und/oder dessen Drehelement verbunden, insbesondere mechanisch verbunden, sein. Das Drehelement des magnetorheologischen Aktors kann zum Zusammenwirken mit einem magnetorheologischen Fluid des magnetorheologischen Aktors dienen. Der der magnetorheologische Aktor kann eine Anordnung zum Erzeugen eines auf das magnetorheologische Fluid einwirkenden Magnetfelds und/oder zum Beeinflussen seiner Eigenschaften umfassen, um eine Drehmomentübertragung zwischen der Benutzerschnittstelle und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche und dem Gehäuse zu modulieren.
Der Zustand des magnetorheologischen Fluids kann die Drehmomentübertragungseigenschaften der Drehsteuervorrichtung definieren. Eine Drehbewegung des Drehelements des magnetorheologischen Aktors kann von Eigenschaften eines Magnetfelds abhängig sein. Um den Zustand des Fluids zu beeinflussen, kann der Anordnung eine Spannung zugeführt und/oder variiert werden, um Änderungen in einem umgebenden Magnetfeld zu induzieren, das die Viskosität des Fluids beeinflusst. In Abhängigkeit von dem Magnetfeld, insbesondere in Abhängigkeit von Eigenschaften des Magnetfelds, wie zum Beispiel Intensität und/oder Richtung, kann das magnetorheologische Fluids zwischen einem flüssigen und einem festen Zustand variieren. In einem flüssigen Zustand kann das magnetorheologische Fluid wenig bis kein Drehmoment zwischen dem Drehelement und dem Gehäuse übertragen. Wenn sich die Viskosität jedoch erhöht und sich das Fluid einem festen Zustand nähert, können sich die Scherkräfte in dem Fluid und/oder zwischen dem Fluid und dem Drehelement und/oder zwischen dem Fluid und dem Gehäuse oder einer Komponente, die fest am Gehäuse angebracht sein kann, erhöhen. Dadurch kann eine Drehmomentübertragung zwischen der Benutzerschnittstelle und/oder der Benutzerschnittstellenoberfläche und dem Gehäuse erhöht werden.
Die Drehsteuervorrichtung kann zumindest einen Biometrie-Sensor zur Erfassung wenigstens eines biometrischen Merkmals eines Benutzers umfassen. Der zumindest eine Biometrie-Sensor kann zumindest ein Erfassungselement aufweisen, das an der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche angeordnet ist. Das zumindest eine Erfassungselement kann in einem Griffbereich, wie Benutzer-Griffbereich, liegen bzw. angeordnet sein. Der Griffbereich kann der Griffbereich der Finger des Benutzers sein. Der Griffbereich kann in dem Griffbereich liegen bzw. sein, welcher für die Bedienung der Drehsteuervorrichtung vorgesehen und/oder ausgebildet ist.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, bei einem Kontakt zwischen zumindest einem Körperteil, wie Finger, des Benutzers und dem zumindest einen Erfassungselement mittels des zumindest einen Biometrie-Sensors wenigstens ein biometrisches Merkmal, wie Fingerabdruck, des Benutzers, insbesondere zur Authentifizierung und/oder Freischaltung, zu erfassen und/oder zu erkennen und/oder zu nutzen. Der Benutzer kann der Benutzer bzw. Bediener des Fahrzeugs sein. Die Erfassung und/oder Erkennung des wenigstens ein biometrisches Merkmals kann kontinuierlich erfolgen, solange der Kontakt besteht.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, mittels des zumindest einen Biometrie-Sensors und/oder dessen zumindest einen Erfassungselements mehrere biometrische Merkmale, wie mehrere Fingerabdrücke, eines Benutzers und/oder unterschiedlicher Benutzer, insbesondere zur Authentifizierung und/oder Freischaltung, zu erfassen und/oder zu erkennen und/oder zu nutzen. Die Erfassung und/oder Erkennung der mehreren biometrischen Merkmale kann gleichzeitig erfolgen.
Die Verarbeitungseinheit der Drehsteuervorrichtung kann dahingehend ausgestaltet sein, Befehlssignale zum Ansteuern der Anordnung des magnetorheologischen Aktors zum Erzeugen des Magnetfelds und/oder Beeinflussen seiner Eigenschaften auf der Basis von Sensordaten von der Sensoreinheit und/oder auf Basis des erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmals, wie Fingerabdruck, auszugeben. Der magnetorheologische Aktor und/oder dessen Anordnung kann dahingehend ausgestaltet sein, gemäß Befehlssignalen von der Verarbeitungseinheit der Drehsteuervorrichtung das Magnetfeld zu erzeugen und/oder seine Eigenschaften zu beeinflussen.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmal, wie Fingerabdruck, den Benutzer zu authentifizieren und/oder zu identifizieren und/oder die Bedienung der Drehsteuervorrichtung und/oder Benutzerschnittstelle freizugeben und/oder zu sperren.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, das erfasste und/oder erkannte wenigstens eine biometrische Merkmal, wie Fingerabdruck, mit gespeicherten Informationen und/oder Daten, welche biometrische Merkmale, insbesondere von Benutzern, repräsentieren, zu vergleichen.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, basierend auf dem Vergleich zwischen dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmal, wie Fingerabdruck, und den gespeicherten Informationen und/oder Daten, den Benutzer zu authentifizieren und/oder zu identifizieren und/oder die Bedienung der Drehsteuervorrichtung und/oder Benutzerschnittstelle freizugeben und/oder zu sperren. Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, die Bedienung der Drehsteuervorrichtung und/oder Benutzerschnittstelle freizugeben, wenn ermittelt wurde, dass der Benutzer zur Bedienung autorisiert ist.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmal, wie Fingerabdruck, ein oder mehrere Bedienfunktionen bereitzustellen und/oder zwischen Bedienfunktionen umzuschalten und/oder Steuersignale zur Auswahl von Modi, wie Betriebsmodi, zu erzeugen und/oder mittels der Kommunikationsschnittstelle zu übertragen. Bei den Bedienfunktionen kann es sich um Bedienfunktionen der Drehsteuervorrichtung und/oder des Fahrzeugs und/oder um sicherheitsrelevante Bedienfunktionen handeln. Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmal, wie Fingerabdruck, für einen Benutzer spezifische und/oder vordefinierte Bedienfunktionen bereitzustellen und/oder Steuersignale zur Auswahl von Modi, wie Betriebsmodi, zu erzeugen und/oder mittels der Kommunikationsschnittstelle zu übertragen.
Das zumindest eine Erfassungselement des zumindest einen Biometrie-Sensors kann in die Fläche der Benutzerschnittstelle und/oder in die Benutzerschnittstellenoberfläche, integriert sein und/oder ein Teil der Benutzerschnittstelle und/oder der Benutzerschnittstellenoberfläche bilden. Das zumindest eine Erfassungselement des zumindest einen Biometrie-Sensors kann zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung entlang der Benutzerschnittstelle und/oder entlang der Benutzerschnittstellenoberfläche angeordnet sein.
Das zumindest eine Erfassungselement des zumindest einen Biometrie-Sensors kann die Benutzerschnittstelle und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche in Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig umschließen und/oder ausbilden. Das zumindest eine Erfassungselement des zumindest einen Biometrie-Sensors kann en äußeren Umfang, wie Seitenfläche, der Benutzerschnittstelle und/oder der Benutzerschnittstellenoberfläche im Wesentlichen vollflächig umschließen und/oder ausbilden.
Der zumindest eine Biometrie-Sensor kann mehrere Erfassungselemente aufweisen. Die mehreren Erfassungselemente können zueinander, beispielsweise in Umfangsrichtung, beabstandet entlang der Benutzerschnittstelle und/oder entlang der Benutzerschnittstellenoberfläche angeordnet sein.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, bei einem Kontakt zwischen mehreren Körperteilen, wie mehrere Finger, des Benutzers und den mehreren Erfassungselementen je Erfassungselement zumindest ein biometrisches Merkmal, wie Fingerabdruck, des Benutzers, insbesondere zur Authentifizierung und/oder Freischaltung, zu erfassen und/oder zu erkennen und/oder zu nutzen.
Das zumindest eine Erfassungselement des zumindest einen Biometrie-Sensors kann eine Schutzdeckschicht, beispielsweise dielektrische Schutzdeckschicht, aufweisen. Die Schutzdeckschicht kann durch ein Körperteil, wie Finger, des Benutzers berührbar ausgebildet sein. Das zumindest eine Erfassungselement des zumindest einen Biometrie-Sensors kann eine Erfassungsstruktur, beispielsweise eine elektrisch leitende Erfassungsstruktur, aufweisen. Die Erfassungsstruktur kann unterhalb der Schutzdeckschicht angeordnet sein.
Der zumindest eine Biometrie-Sensor kann ein Authentifizierungssensor und/oder Fingerabdrucksensor sein. Der zumindest eine Biometrie-Sensor kann Fingerabdruckscanner sein. Der zumindest eine Biometrie-Sensor kann ein drucksensitiver und/oder ein berührungssensitiver Sensor sein. Der zumindest eine Biometrie-Sensor kann ein kapazitiver Sensor, induktiver Sensor, piezoresistiver Sensor, piezoelektrischer Sensor, CCD-Sensor, CMOS-Sensor oder Photodioden-Sensor sein. Das zumindest eine Erfassungselement kann ein drucksensitives und/oder ein berührungssensitives Element sein. Das zumindest eine Erfassungselement ein kapazitives Element, induktives Element, piezoresistives Element, piezoelektrisches Element, CCD-Element, CMOS-Element oder Photodioden-Element sein.
Mit anderen Worten kann ein Biometrie-Sensor, wie Authentifizierungssensor, zum Beispiel ein Fingerabdruckscanner, vollflächig den, insbesondere äußeren, Umfang einer Benutzerschnittstelle, wie Drehknauf, im Griffbereich, insbesondere der Finger eines Benutzers, umschließen. Der Griffbereich der Finger kann in dem Griffbereich liegen bzw. sein, der auch für die Bedienung des Bedienelementes / der Drehsteuervorrichtung vorgesehen ist. Basierend auf der Authentifizierung bzw. dem Ergebnis der Authentifizierung kann das Bedienelement / die Drehsteuervorrichtung entsperrt und zur Bedienung für den Benutzer freigegeben werden. Alternativ kann das Bedienelement / die Drehsteuervorrichtung gesperrt werden. Das Bedienelement / die Drehsteuervorrichtung kann eingereicht sein, mehrere biometrische Merkmale, wie Finger und/oder Fingerabdrücke, zu erkennen. Das Bedienelement / die Drehsteuervorrichtung kann eingereicht sein, unterschiedliche biometrische Merkmale, wie unterschiedliche Finger und/oder unterschiedliche Fingerabdrücke, zu erkennen. Ein Finger bzw. Fingerabdruck kann zur Authentifizierung ausreichen. Das Bedienelement / die Drehsteuervorrichtung kann eingereicht sein, anhand einer erkannten Person / Benutzers ein Umschalten der Bedienfunktion/en durchzuführen. Es kann eine Authentifizierung per Fingerabdruck im Griffbereich (z.B. im äußeren Rand) eines Drehstellers im Fahrzeug bereitgestellt werden.
Mit der Erfindung kann eine Authentifizierung durch Bedienen ermöglicht werden. Eine berechtigte Person / Benutzer muss sich nicht separat authentifizieren, um ein Bedienelement zu entsperren und/oder zu bedienen. Es kann eine schnelle, ergonomische und/oder komfortable Authentifizierung bereitgestellt werden. Es kann sichergestellt werden, dass nur berechtigte Personen / Benutzern, wie der Fahrzeugführer, sicherheitskritische Bedienfunktionen verwenden bzw. bedienen kann. Die Sicherheit kann erhöht werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:

1 eine Drehsteuervorrichtung.

1 zeigt schematisch eine Drehsteuervorrichtung 1, die eine Benutzerschnittstellenoberfläche 3 aufweist, welche durch einen Benutzer oder Bediener eines Fahrzeugs bewegt und gedreht werden kann. Die Benutzerschnittstellenoberfläche 3 kann um eine Drehachse 7 der Drehsteuervorrichtung 1 in verschiedene Drehrichtungen A₁ gedreht werden. Die Benutzerschnittstellenoberfläche 3 kann ferner durch einen Benutzer oder Bediener des Fahrzeugs zwischen einer ersten, zweiten und dritten Position P₁, P₂, P₃ in einer ersten und zweiten Richtung X₁, X₂ bewegt werden.
Die Drehsteuervorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 5, das eine auf einem Substrat 15, bei dem es sich um eine Leiterplatte handeln kann, angebrachte Verarbeitungseinheit 11 zumindest teilweise umschließt. Das Gehäuse 5 kann in einem Fahrzeug fest angebracht sein. Die Verarbeitungseinheit 11 ist mit einer Kommunikationsschnittstelle 13 verbunden. Über die Kommunikationsschnittstelle 13 können Signale, wie zum Beispiel Steuersignale Ts, übertragen und empfangen werden. Die Verarbeitungseinheit 11 ist ferner mit einer Sensoreinheit 9 verbunden, die zum Überwachen der Drehbewegung und/oder der Ausrichtung der Benutzerschnittstellenoberfläche 3 bezüglich des Gehäuses 5 dient. Die Sensoreinheit 9 übermittelt Sensordaten Ds zu der Verarbeitungseinheit 11, wobei auf Basis dieser Sensordaten Ds die Verarbeitungseinheit 11 Steuersignale Ts zur Übertragung über die Kommunikationsschnittstelle 13 erzeugen kann.
Ferner kann die Drehsteuervorrichtung 1 eine Anordnung 17 zum Erzeugen und Beeinflussen eines Magnetfelds in einer Kammer 19 des Gehäuses 5 aufweisen. Die Kammer enthält ein magnetorheologisches Fluid 21. Ein Drehelement 23 ist zumindest teilweise innerhalb der Kammer 19 positioniert. Die Anordung 17, die Kammer 19, das magnetorheologisches Fluid 21 und das Drehelement 23 können einen magnetorheologischen Aktor bilden. Das Drehelement 23 ist mit der Benutzerschnittstellenoberfläche 3 mechanisch verbunden und dreht sich mit der Drehung der Benutzerschnittstellenoberfläche 3. Die Verarbeitungseinheit 11 kann dahingehend ausgestaltet sein, Befehlssignale zum Steuern der Anordnung 17 auszugeben. Die Anordnung 17 kann zum Beispiel durch eine Schaltung auf dem Substrat 15, die der Anordnung 17 einen pulsweitenmodulierten (PWM) Strom oder eine pulsweitenmodulierte (PWM) Spannung gemäß den Befehlssignalen von der Verarbeitungseinheit 11 zuführt, angesteuert werden.
Ferner kann die Drehsteuervorrichtung 1 einen Servoaktor 25 aufweisen, der mit dem Drehelement 23 in Eingriff gelangt und daher ein Drehmoment an die Benutzerschnittstellenoberfläche 3 anlegen kann. Der Servoaktor 25 kann ein Drehmoment derart anlegen, so dass eine haptische Reaktion auf die Drehsteuervorrichtung 1 dem Benutzer oder Bediener übermittelt werden kann.
Die Drehsteuervorrichtung 1 umfasst ferner zumindest einen Biometrie-Sensor 27 zur Erfassung wenigstens eines biometrischen Merkmals, wie ein Fingerabdruck, eines Benutzers. Der zumindest eine Biometrie-Sensor 27 weist zumindest ein Erfassungselement 29 auf, das an der Benutzerschnittstellenoberfläche 3 angeordnet ist.
Das zumindest eine Erfassungselement 29 ist in Umfangsrichtung entlang der Benutzerschnittstellenoberfläche 3 angeordnet und in die Fläche der Benutzerschnittstellenoberfläche 3 integriert bzw. bildet ein Teil der Benutzerschnittstellenoberfläche 3 aus. Das zumindest eine Erfassungselement 29 kann dabei die Benutzerschnittstellenoberfläche 3 in Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig umschließen.
Der zumindest eine Biometrie-Sensor 27 ist mit der Verarbeitungseinheit 11 verbunden, um Biometriesignale und/oder Biometriedaten Bs an die Verarbeitungseinheit 11 zu übermitteln bzw. dieser bereitzustellen.
Die Verarbeitungseinheit 11 ist eingerichtet, bei einem Kontakt zwischen zumindest einem Körperteil, wie Finger, des Benutzers und dem zumindest einen Erfassungselement 29 mittels des zumindest einen Biometrie-Sensors 27 wenigstens ein biometrisches Merkmal, wie Fingerabdruck, des Benutzers, insbesondere zur Authentifizierung und/oder Freischaltung, zu erfassen und/oder zu erkennen. Die Erkennung kann auf Basis der übermittelten Biometriedaten Bs erfolgen.
Die Verarbeitungseinheit 11 ist ferner eingerichtet, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmal, wie Fingerabdruck, den Benutzer zu authentifizieren und/oder zu identifizieren und dann die Bedienung der Drehsteuervorrichtung 1 und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche 3 freizugeben und/oder zu sperren. Die Authentifizierung und/oder Identifizierung kann auf Basis der übermittelten Biometriedaten Bs erfolgen. Die Verarbeitungseinheit 11 kann basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmal, wie Fingerabdruck, und/oder auf Basis der übermittelten Biometriedaten Bs ein oder mehrere Bedienfunktionen bereitstellen und/oder zwischen Bedienfunktionen umschalten und/oder Steuersignale zur Auswahl von Modi, wie Betriebsmodi, erzeugen und/oder an Kommunikationsschnittstelle 13 zur Übertragung weiterleiten. Die Verarbeitungseinheit 11 kann ferner dahingehend ausgestaltet sein, Befehlssignale zum Ansteuern der Anordnung 17 des magnetorheologischen Aktors zum Erzeugen des Magnetfelds und/oder Beeinflussen seiner Eigenschaften auf der Basis des erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmals, wie Fingerabdruck, und/oder auf Basis der übermittelten Biometriedaten Bs auszugeben.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.
Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Drehsteuervorrichtung
3: Benutzerschnittstellenoberfläche
5: Gehäuse
7: Drehachse
9: Sensoreinheit
11: Verarbeitungseinheit
13: Kommunikationsschnittstelle
15: Substrat/PCB
17: Anordnung zur Erzeugung/Beeinflussung eines Magnetfelds
19: Kammer
21: magnetorheologisches Fluid
23: Drehelement
25: Servoaktor
27: Biometrie-Sensor
29: Erfassungselement
A1: Drehrichtungen
X1: erste Richtung
X2: zweite Richtung
P1: erste Position
P2: zweite Position
P3: dritte Position
TS: Steuersignale
DS: Sensordaten
BS: Biometriedaten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017210436 A1 [0003]

Claims

Drehsteuervorrichtung (1) für ein Fahrzeug, umfassend - eine Benutzerschnittstelle (3), die dahingehend ausgestaltet ist, sich bezüglich eines Gehäuses (5) der Vorrichtung (1) um eine Drehachse (7) der Vorrichtung (1) zu drehen; - eine Sensoreinheit (9) zur Überwachung der Ausrichtung und/oder Drehbewegung der Benutzerschnittstelle (3) bezüglich des Gehäuses (5); - eine Verarbeitungseinheit (11) zur Erzeugung von Steuersignalen (T_S); und - eine Kommunikationsschnittstelle (13) zur Übertragung der Steuersignale (Ts) gemäß einer Ausgabe von der Verarbeitungseinheit (11), wobei die Ausgabe von der Verarbeitungseinheit (11) auf Basis von Sensordaten (Ds) von der Sensoreinheit (9) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) zumindest einen Biometrie-Sensor (27) zur Erfassung wenigstens eines biometrischen Merkmals eines Benutzers umfasst, wobei der zumindest eine Biometrie-Sensor (27) zumindest ein Erfassungselement (29) aufweist, das an der Benutzerschnittstelle (3) angeordnet ist.
Drehsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) und/oder die Verarbeitungseinheit (11) eingerichtet ist, bei einem Kontakt zwischen zumindest einem Körperteil, wie Finger, eines Benutzers und dem zumindest einen Erfassungselement (29) mittels des zumindest einen Biometrie-Sensors (27) wenigstens ein biometrisches Merkmal, wie Fingerabdruck, des Benutzers, insbesondere zur Authentifizierung und/oder Freischaltung, zu erfassen und/oder zu erkennen.
Drehsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) und/oder die Verarbeitungseinheit (11) eingerichtet ist, mittels des zumindest einen Biometrie-Sensors (27) und/oder dessen zumindest einen Erfassungselements (29) mehrere biometrische Merkmale, wie mehrere Fingerabdrücke, eines Benutzers und/oder unterschiedlicher Benutzer, insbesondere zur Authentifizierung und/oder Freischaltung, zu erfassen und/oder zu erkennen.
Drehsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) und/oder die Verarbeitungseinheit (11) eingerichtet ist, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmal, wie Fingerabdruck, den Benutzer zu authentifizieren und/oder zu identifizieren und/oder die Bedienung der Drehsteuervorrichtung (1) und/oder Benutzerschnittstelle (3) freizugeben und/oder zu sperren.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) und/oder die Verarbeitungseinheit (11) eingerichtet ist, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen biometrischen Merkmal, wie Fingerabdruck, ein oder mehrere Bedienfunktionen bereitzustellen und/oder zwischen Bedienfunktionen umzuschalten und/oder Steuersignale (Ts) zur Auswahl von Modi, wie Betriebsmodi, zu erzeugen und/oder mittels der Kommunikationsschnittstelle (13) zu übertragen.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Erfassungselement (29) des zumindest einen Biometrie-Sensors (27) in die Fläche der Benutzerschnittstelle (3), insbesondere in eine Benutzerschnittstellenoberfläche (3) der Benutzerschnittstelle (3), integriert ist und/oder ein Teil der Benutzerschnittstelle (3), insbesondere der Benutzerschnittstellenoberfläche (3), bildet.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Erfassungselement (29) des zumindest einen Biometrie-Sensors (27) zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung entlang der Benutzerschnittstelle (3), insbesondere entlang der Benutzerschnittstellenoberfläche (3) der Benutzerschnittstelle (3), angeordnet ist.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Erfassungselement (29) des zumindest einen Biometrie-Sensors (27) die Benutzerschnittstelle (3), insbesondere die Benutzerschnittstellenoberfläche (3) der Benutzerschnittstelle (3), in Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig umschließt und/oder ausbildet.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Biometrie-Sensor (27) mehrere Erfassungselemente (29) aufweist, die zueinander, insbesondere in Umfangsrichtung, beabstandet entlang der Benutzerschnittstelle (3), insbesondere entlang der Benutzerschnittstellenoberfläche (3) der Benutzerschnittstelle (3), angeordnet sind.
Drehsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) und/oder die Verarbeitungseinheit (11) eingerichtet ist, bei einem Kontakt zwischen mehreren Körperteilen, wie mehrere Finger, des Benutzers und den mehreren Erfassungselementen (29) je Erfassungselement (29) zumindest ein biometrisches Merkmal, wie Fingerabdruck, des Benutzers, insbesondere zur Authentifizierung und/oder Freischaltung, zu erfassen und/oder zu erkennen.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerschnittstelle (3) ein Knopf, wie Drehknopf, ist und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche (3) der Benutzerschnittstelle (3) die Oberfläche, insbesondere seitliche Oberfläche und/oder Seitenfläche, des Knopfs, wie Drehknopfs, bildet und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche (3) der Benutzerschnittstelle (3) im Wesentlichen konzentrisch zur Drehachse (7) ist.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Biometrie-Sensor (27) ein Authentifizierungssensor und/oder Fingerabdrucksensor ist.