DE102021213263A1

DE102021213263A1 - Drehsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102021213263A1
Application number: DE102021213263.4A
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, 4), 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, 4) 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 das wenigstens eine biometrische Merkmal ein Venenmuster einer Handinnenfläche des Benutzers ist und wobei der zumindest eine Biometrie-Sensor (27) zumindest ein Erfassungselement (29) aufweist, das an der Benutzerschnittstelle (3, 4) 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, wie Lenken, 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 ein Joystick oder Wahlschalter, wie Gangwahlschalter, sein. Die Drehsteuervorrichtung kann eine Drehsteuervorrichtung zum Lenken und/oder Steuern eines Fahrzeugs sein und/oder ausgebildet sein. Die Drehsteuervorrichtung kann eine Drehsteuervorrichtung zur Auswahl eines Ganges eines Fahrzeugs sein und/oder ausgebildet sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zur Auswahl eines Modus, wie Betriebsmodus und/oder von Modi, wie Betriebsmodi, z.B. eines Fahrzeugs, ausgebildet sein. Der Betriebsmodus kann beispielsweise ein Vorwärtsfahrtbetriebsmodus, bei dem Drehmoment von einer Antriebseinheit des Fahrzeugs zum Vortrieb des Fahrzeugs in eine Vorwärtsrichtung übertragen wird, und/oder ein Rückwärtsfahrtbetriebsmodus, bei dem Drehmoment von einer Antriebseinheit des Fahrzeugs zum Vortrieb des Fahrzeugs in eine Rückwärtsrichtung übertragen wird, und/oder einen Leerlaufbetriebsmodus, bei dem kein Drehmoment von einer Antriebseinheit des Fahrzeugs übertragen wird, und/oder einen Parkstellungsbetriebsmodus, bei dem eine an der Antriebseinheit des Fahrzeugs angebrachte Drehmomentübertragungseinheit mechanisch gesperrt wird, und/oder einen anderen zur Bedienung und/oder Steuerung eines Fahrzeugs relevanter Betriebsmodus sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zum Auswählen und/oder Steuern von Funktionen, wie Bedienungsfunktionen, des Fahrzeugs, zum Beispiel zum Navigieren von Multimedia-Menüs, Infotainmentmenüs oder Navigationsmenüs oder zum Steuern von Multimedia-Funktionen oder Navigations-Funktionen, ausgebildet sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zum Steuern von Schlüsselfunktionen, wie das Öffnen und/oder Schließen und/oder Starten eines Fahrzeugs, ausgebildet sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zum Auswählen und/oder Steuern von sicherheitsrelevanten Funktionen, wie sicherheitsrelevante Bedienungsfunktionen, des Fahrzeugs, zum Beispiel zur Auswahl von Fahrmodi / Fahrfunktionen, Bremsmodi / Bremsfunktionen, Lenkmodi / Lenkfunktionen, Beschleunigungsmodi / Beschleunigungsfunktionen, etc., ausgebildet sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zum Lenken und/oder Beschleunigen und/oder Bremsen des Fahrzeugs ausgebildet sein und/oder dienen. Die Drehsteuervorrichtung kann eine Steer-By-Wire Bedienelement 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 Benutzerschnittstelle und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche kann ein Joystick oder eine Wahlschalter, wie Gangwahlschalter, sein. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann die Oberfläche, beispielsweise äußere obere Oberfläche und/oder äußere seitliche Oberfläche und/oder Seitenfläche, der Benutzerschnittstelle bzw. des Knopfs, wie Drehknopfs, oder des Joysticks oder des Wahlschalters, wie Gangwahlschalters, bilden. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann im Wesentlichen senkrecht oder parallel zur Drehachse angeordnet sein. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann sich, insbesondere bezüglicher der Drehachse, im Wesentlichen in radialer Richtung erstecken. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann sich, insbesondere bezüglicher der Drehachse, im Wesentlichen in axialer Richtung erstecken. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann sich, insbesondere bezüglicher der Drehachse, im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstecken. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann im Wesentlichen konzentrisch zur Drehachse sein. 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 Benutzerschnittstellenoberfläche kann den äußeren, insbesondere axial äußeren, Rand und/oder die äußere, insbesondere axial 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 ergonomisch geformt sein. 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 Hand und/oder 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 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 Benutzerschnittstellenoberfläche und dem Gehäuse erhöht werden.
Die Drehsteuervorrichtung kann zumindest einen Biometrie-Sensor zur Erfassung wenigstens eines biometrischen Merkmals eines Benutzers umfassen. Das wenigstens eine biometrische Merkmal kann ein Venenmuster einer Handinnenfläche eines Benutzers sein. Der zumindest einen Biometrie-Sensor kann zur Erfassung wenigstens eines Venenmusters einer Handinnenfläche eines Benutzers ausgebildet sein. Der zumindest einen Biometrie-Sensor kann zur Vermessung und/oder Erfassung von Venen in einer Handinnenfläche eines Benutzers ausgebildet sein. Das Venenmuster kann eine Venenstruktur der Handinnenfläche eines Benutzers sein. Das Venenmuster kann ein Handvenenmuster, wie Handinnenflächenvenenmuster, oder eine Handvenenstruktur, wie Handinnenflächenvenenstruktur, eines Benutzers sein.
Der zumindest eine Biometrie-Sensor kann zumindest ein Erfassungselement aufweisen, das an der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche angeordnet ist. Das zumindest eine Erfassungselement kann zur Erfassung wenigstens eines biometrischen Merkmals eines Benutzers ausgebildet sein. Das zumindest eine Erfassungselement kann zur Erfassung wenigstens eines Venenmusters einer Handinnenfläche eines Benutzers ausgebildet sein. Das zumindest eine Erfassungselement kann zur Vermessung und/oder Erfassung von Venen in einer Handinnenfläche eines Benutzers ausgebildet sein. Das zumindest eine Erfassungselement kann in einem Griffbereich, wie Benutzer-Griffbereich, liegen bzw. angeordnet sein. Der Griffbereich kann der Griffbereich der Hand und/oder Finger des Benutzers sein. Der Griffbereich kann in dem Griffbereich liegen bzw. sein, welcher für die Bedienung der Drehsteuervorrichtung vorgesehen und/oder ausgebildet ist. Das zumindest eine Erfassungselement kann derart angeordnet sein, dass eine Hand, insbesondere Handinnenfläche, des Benutzers während der Benutzung der Drehsteuervorrichtung durch den Benutzer und/oder während der Erfassung und/oder Vermessung des wenigstens einen Venenmusters unmittelbar auf dem zumindest einen Erfassungselement aufliegt, beispielsweise vollständig oder zumindest abschnittsweise aufliegt.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, bei einem Kontakt zwischen der Handinnenfläche des Benutzers und dem zumindest einen Erfassungselement mittels des zumindest einen Biometrie-Sensors und/oder dessen zumindest einen Erfassungselements das wenigstens eine Venenmuster der Handinnenfläche 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 eine Venenmuster der Handinnenfläche 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 Venenmuster, insbesondere einer Handinnenfläche, 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 Venenmuster 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 Venenmusters 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 Venenmusters der Handinnenfläche 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, auf Basis der von dem zumindest einen Biometrie-Sensors erhaltenen Biometrie-Sensordaten eine Venenmuster der Handinnenfläche des Benutzers zu generieren.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, das erfasste und/oder erkannte wenigstens eine Venenmuster der Handinnenfläche, mit gespeicherten Informationen und/oder Daten, welche biometrische Merkmale, insbesondere Venenmuster von Handflächen 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 Venenmuster der Handinnenfläche 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 Venenmuster der Handinnenfläche ein oder mehrere Bedienfunktionen bereitzustellen und/oder zwischen Bedienfunktionen umzuschalten und/oder Steuersignale zur Auswahl eines Modus, wie Betriebsmodus, und/oder 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. Der Betriebsmodus kann beispielsweise ein Vorwärtsfahrtbetriebsmodus und/oder ein Rückwärtsfahrtbetriebsmodus und/oder einen Leerlaufbetriebsmodus und/oder einen Parkstellungsbetriebsmodus und/oder einen anderen zur Bedienung und/oder Steuerung eines Fahrzeugs relevanter, beispielsweise sicherheitsrelevanter, Betriebsmodus sein. Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen Venenmuster der Handinnenfläche für einen Benutzer spezifische und/oder individuelle und/oder vordefinierte Bedienfunktionen bereitzustellen und/oder Steuersignale zur Auswahl von Modi, wie Betriebsmodi, zu erzeugen und/oder mittels der Kommunikationsschnittstelle zu übertragen. Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen Venenmuster der Handinnenfläche zwischen Fahrer und Beifahrer des Fahrzeugs zu unterscheiden und/oder entsprechend individuelle Bedienfunktionen für Fahrer bzw. Beifahrer bereitzustellen und/oder entsprechende Steuersignale zu erzeugen. Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen Venenmuster der Handinnenfläche eine Schlüsselfunktion, wie das Öffnen und/oder Schließen und/oder Starten eines Fahrzeugs, bereitzustellen und/oder Steuersignale zum Öffnen und/oder Schließen und/oder Starten eines Fahrzeugs zu erzeugen.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, Befehlssignale zumindest teilweise auf der Basis von Informationen über Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung und/oder Radstellung zu erzeugen, wobei die Kommunikationsschnittstelle dahingehend ausgestaltet sein kann, die Informationen zu empfangen und/oder die Informationen der Verarbeitungseinheit zuzuführen.
Die Drehsteuervorrichtung und/oder die Verarbeitungseinheit kann eingerichtet sein, Befehlssignale zumindest teilweise auf der Basis von durch die Sensoreinheit erzeugten Sensorinformationen über eine Änderung der Ausrichtung der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche von einer Primärausrichtung der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche zu erzeugen. Die Primärausrichtung kann eine Ausrichtung sein, in der die Kommunikationsschnittstelle ein Steuersignal zum derartigen Ausrichten von Traktionsführungsteilen eines Fahrzeugs, insbesondere Rädern, übertragen kann, und/oder dass das Fahrzeug in eine durch eine in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung verlaufende Achse des Fahrzeugs definierte Richtung geführt werden kann und/oder in eine der aktuellen Bewegungsimpulsrichtung des Fahrzeugs entsprechende Richtung geführt werden kann.
Eine Position der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche kann sich auf eine Platzierung der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche innerhalb einer Ebene beziehen. Die Ebene kann in einem bestimmten Abstand räumlich von dem Gehäuse der Vorrichtung, wie Drehsteuervorrichtung, versetzt sein. Eine Ausrichtung der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche kann sich auf eine Drehverschiebung der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche um einen bestimmten Drehungsgrad bezüglich einer anfänglichen Einstellung der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche mit Bezug auf das Gehäuse um die Drehachse der Vorrichtung, wie Drehsteuervorrichtung, beziehen.
Das zumindest eine Erfassungselement des zumindest einen Biometrie-Sensors kann auf der Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche angeordnet sein, beispielsweise auf der Oberfläche, wie obere Außenfläche und/oder seitliche Außenfläche, der Benutzerschnittstelle und/oder der Benutzerschnittstellenoberfläche. Die obere Außenfläche kann die, insbesondere bezüglich der Drehachse, in axialer Richtung vorhandene obere Außenfläche der Benutzerschnittstelle und/oder der Benutzerschnittstellenoberfläche sein. Die seitliche Außenfläche kann die, insbesondere bezüglich der Drehachse, in radialer Richtung vorhandene Außenfläche der Benutzerschnittstelle und/oder der Benutzerschnittstellenoberfläche sein.
Das zumindest eine Erfassungselement des zumindest einen Biometrie-Sensors kann in die Fläche, wie Oberfläche und/oder Außenfläche, 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 entlang der Benutzerschnittstelle und/oder entlang der Benutzerschnittstellenoberfläche angeordnet sein.
Das zumindest eine Erfassungselement des zumindest einen Biometrie-Sensors kann eine Schutzdeckschicht, beispielsweise dielektrische Schutzdeckschicht, aufweisen. Die Schutzdeckschicht kann durch ein Körperteil, wie Hand und/oder Handinnenfläche, 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 Venensensor sein. Der zumindest eine Biometrie-Sensor kann Venencanner 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 eine Authentifizierung mit einem Venenscanner in der Handinnenfläche auf dem Bedienkauf eines Drehknopfs erfolgen. Es kann ein Venenscanner in den Kontaktbereich zwischen der menschlichen Handinnenfläche und eines Bedienelements, wie Drehsteuervorrichtung bzw. dessen Benutzerschnittstelle und/oder Benutzerschnittstellenoberfläche, integriert sein. Der Venenscanner kann auf bzw. in die Oberfläche eines Bedienkaufes integriert sein. Der Venenscanner kann die Venen in der Handfläche vermessen und/oder erfassen. Der Venenscanner kann in einen Joystick oder einen Gangwahlschalter integriert sein. Basierend auf dem erfassten Venenmuster kann eine Unterscheidung zwischen Fahrer und Beifahrer mit entsprechend individuellen Bedienfunktionen erfolgen.
Mit der Erfindung kann eine Authentifizierung durch Bedienen ermöglicht werden. Es kann eine relativ manipulationssichere und/oder bessere Authentifizierung bereitgestellt werden. 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 können. Eine biometrische Authentifizierung kann einen Zündschlüssel ersetzen. Die Sicherheit kann erhöht werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:

1 eine Drehsteuervorrichtung; und
2 perspektivische Ansicht der Drehsteuervorrichtung gemäß 1.

1 zeigt schematisch eine Drehsteuervorrichtung 1, die eine Benutzerschnittstelle 3 mit einer Benutzerschnittstellenoberfläche 4 aufweist, welche durch einen Benutzer oder Bediener eines Fahrzeugs bewegt und gedreht werden kann. Die Benutzerschnittstelle 3 und Benutzerschnittstellenoberfläche 4 kann um eine Drehachse 7 der Drehsteuervorrichtung 1 in verschiedene Drehrichtungen A₁ gedreht werden. Die Benutzerschnittstelle 3 und Benutzerschnittstellenoberfläche 4 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 Benutzerschnittstelle 3 und Benutzerschnittstellenoberfläche 4 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 Anordnung 17, die Kammer 19, das magnetorheologische Fluid 21 und das Drehelement 23 können einen magnetorheologischen Aktor bilden. Das Drehelement 23 ist mit der Benutzerschnittstelle 3 und der Benutzerschnittstellenoberfläche 4 mechanisch verbunden und dreht sich mit der Drehung der Benutzerschnittstelle 3 und der Benutzerschnittstellenoberfläche 4. 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 Benutzerschnittstelle 3 und die Benutzerschnittstellenoberfläche 4 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 Venenmusters einer Handinnenfläche eines Benutzers. Der zumindest eine Biometrie-Sensor 27 weist zumindest ein Erfassungselement 29 zum Erfassen des Venenmusters einer Handinnenfläche des Benutzers auf, wobei das zumindest ein Erfassungselement 29 an der Benutzerschnittstelle 3 und Benutzerschnittstellenoberfläche 4 angeordnet ist.
Das zumindest eine Erfassungselement 29 ist in die Benutzerschnittstelle 3 integriert und bildet einen Teil der in axialer Richtung oberen äußeren Oberfläche der Benutzerschnittstellenoberfläche 4. Das zumindest eine Erfassungselement 29 ist derart angeordnet, dass eine Hand, insbesondere Handinnenfläche, des Benutzers während der Benutzung der Drehsteuervorrichtung 1 durch den Benutzer und/oder während der Erfassung des wenigstens einen Venenmusters unmittelbar auf dem zumindest einen Erfassungselement 29 aufliegt.
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 der Handinnenfläche des Benutzers und dem zumindest einen Erfassungselement 29 mittels des zumindest einen Biometrie-Sensors 27 und/oder dessen zumindest einen Erfassungselements 29 das wenigstens eine Venenmuster der Handinnenfläche 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 Venenmuster der Handinnenfläche den Benutzer zu authentifizieren und/oder zu identifizieren und dann die Bedienung der Drehsteuervorrichtung 1 und/oder der Benutzerschnittstelle 3 und dessen Benutzerschnittstellenoberfläche 4 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 Venenmuster der Handinnenfläche und/oder auf Basis der übermittelten Biometriedaten Bs ein oder mehrere Bedienfunktionen bereitstellen und/oder zwischen Bedienfunktionen umschalten und/oder Steuersignale zur Auswahl eines Modus, wie Betriebsmodus, und/oder 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 Venenmuster der Handinnenfläche und/oder auf Basis der übermittelten Biometriedaten Bs auszugeben.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Drehsteuervorrichtung 1. Die Benutzerschnittstelle 3 weist ferner ein mechanisches Verbindungsteil 30 auf. Das Verbindungsteil 30 ist ausgebildet, die Benutzerschnittstelle 3 mit der Drehsteuervorrichtung 1 bzw. dessen Gehäuse 5 zu verbinden.
Die Benutzerschnittstelle 3 bzw. die Benutzerschnittstellenoberfläche 4 kann durch den Benutzer in einer ersten Ausgangsrichtung S₀ bzw. Ausgangslage S₀ hochgezogen werden. Die Benutzerschnittstelle 3 bzw. die Benutzerschnittstellenoberfläche 4 kann durch den Benutzer in eine andere Ausrichtung S₁ bis S₇ gedreht werden, um beispielsweise einen Betriebsmodus, wie P, R, N, D, AD, eines Fahrzeugs auszuwählen. Die Benutzerschnittstelle 3 kann so ausgebildet sein, dass bevor ein verdrehen in eine anderen Ausrichtung S₁ bis S₇ die Benutzerschnittstelle 3 bzw. die Benutzerschnittstellenoberfläche 4 in der Ausgangslage S₀ hochgezogen werden muss. In der Mitte der Benutzerschnittstelle 3 bzw. die Benutzerschnittstellenoberfläche 4 ist das zumindest eine Erfassungselement 29 des zumindest einen Biometrie-Sensors 27 angeordnet.
Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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: Benutzerschnittstelle
4: 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
31: Verbindungsteil
A1: Drehrichtungen
X1: erste Richtung
X2: zweite Richtung
P1: erste Position
P2: zweite Position
P3: dritte Position
Ts: Steuersignale
Ds: Sensordaten
Bs: Biometriedaten
S0-S7: Ausrichtungen

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, 4), 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, 4) 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, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) zumindest einen Biometrie-Sensor (27) zur Erfassung wenigstens eines biometrischen Merkmals eines Benutzers umfasst, wobei das wenigstens eine biometrische Merkmal ein Venenmuster einer Handinnenfläche des Benutzers ist und wobei der zumindest eine Biometrie-Sensor (27) zumindest ein Erfassungselement (29) aufweist, das an der Benutzerschnittstelle (3, 4) angeordnet ist.
Drehsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Erfassungselement (29) derart angeordnet ist, dass eine Hand, insbesondere Handinnenfläche, des Benutzers während der Benutzung der Drehsteuervorrichtung (1) durch den Benutzer und/oder während der Erfassung des wenigstens einen Venenmusters unmittelbar auf dem zumindest einen Erfassungselement (29) aufliegt.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) und/oder die Verarbeitungseinheit (11) eingerichtet ist, bei einem Kontakt zwischen der Handinnenfläche des Benutzers und dem zumindest einen Erfassungselement (29) mittels des zumindest einen Biometrie-Sensors (27) und/oder dessen zumindest einen Erfassungselements (29) das wenigstens eine Venenmuster der Handinnenfläche 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 Drehsteuervorrichtung (1) und/oder die Verarbeitungseinheit (11) eingerichtet ist, mittels des zumindest einen Biometrie-Sensors (27) und/oder dessen zumindest einen Erfassungselements (29) mehrere Venenmuster eines Benutzers und/oder unterschiedlicher Benutzer, insbesondere zur Authentifizierung und/oder Freischaltung, zu erfassen und/oder zu erkennen.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) und/oder die Verarbeitungseinheit (11) eingerichtet ist, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen Venenmuster der Handinnenfläche den Benutzer zu authentifizieren und/oder zu identifizieren und/oder die Bedienung der Drehsteuervorrichtung (1) und/oder Benutzerschnittstelle (3, 4) freizugeben und/oder zu sperren.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteuervorrichtung (1) und/oder die Verarbeitungseinheit (11) eingerichtet ist, basierend auf dem erfassten und/oder erkannten wenigstens einen Venenmuster der Handinnenfläche ein oder mehrere Bedienfunktionen bereitzustellen und/oder zwischen Bedienfunktionen umzuschalten und/oder Steuersignale (Ts) zur Auswahl eines Modus, wie Betriebsmodus, und/oder 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, 4), insbesondere in eine Benutzerschnittstellenoberfläche (4) der Benutzerschnittstelle (3), integriert ist und/oder ein Teil der Benutzerschnittstelle (3), insbesondere der Benutzerschnittstellenoberfläche (4), bildet.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerschnittstelle (3) und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche (4) der Benutzerschnittstelle (3) ergonomisch geformt ist.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerschnittstelle (3, 4) ein Knopf, wie Drehknopf, oder ein Joystick oder eine Wahlschalter, wie Gangwahlschalter, ist und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche (4) der Benutzerschnittstelle (3) die Oberfläche, insbesondere äußere obere Oberfläche oder äußere seitliche Oberfläche, des Knopfs, wie Drehknopfs, oder des Joysticks oder des Wahlschalters, wie Gangwahlschalters, bildet und/oder die Benutzerschnittstellenoberfläche (4) der Benutzerschnittstelle (3) im Wesentlichen senkrecht oder parallel zur Drehachse (7) angeordnet ist.
Drehsteuervorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Biometrie-Sensor (27) ein Authentifizierungssensor und/oder Venensensor ist.