EP1631975A1 - Bedienelement - Google Patents

Bedienelement

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EP1631975A1
EP1631975A1 EP04734253A EP04734253A EP1631975A1 EP 1631975 A1 EP1631975 A1 EP 1631975A1 EP 04734253 A EP04734253 A EP 04734253A EP 04734253 A EP04734253 A EP 04734253A EP 1631975 A1 EP1631975 A1 EP 1631975A1
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EP
European Patent Office
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control
pressure
component
adjusted
element according
Prior art date
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EP04734253A
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English (en)
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Elmar Weiss
Corona Doering
Holger Schmidt
Bernhard Schambeck
Richard Pelletier
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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Publication of EP1631975B1 publication Critical patent/EP1631975B1/de
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    • H01H2300/006—Application power roofs
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    • H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/01—Application power window
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/038—Preselection, i.e. the output of a switch depends on a particular preselection, e.g. a particular position of another switch

Definitions

  • the invention relates to an operating element with an operating surface, in particular in a vehicle for actuating an actuating device, which is in operative connection with a component to be adjusted.
  • Controls must also be integrated into the design as functional elements.
  • the design therefore often has to be adapted to the size of the controls and the associated "package".
  • designers need more freedom to design any surface. This requires controls that can be integrated almost invisibly into existing surfaces.
  • DE 197 56 804 C2 discloses a pressure-sensitive switch and in particular a mechanically operated pressure-sensitive switch, in which an electrical contact or an electrical insulation is formed between two opposite electrodes when a force is exerted on one of the electrodes or when the force is released is known.
  • the known invention relates to a flat or foil-shaped switch which is arranged in the seat cushion for display by means of a binary code (ON or OFF) whether a passenger has occupied a seat.
  • the pressure-sensitive switch thus serves in a known manner only to determine an ON or OFF position.
  • Pressure-sensitive flexible switches or foils are generally known, for example, from WO 02/01586 A1 and from US 6,008,718 A.
  • the object of the present invention is on the one hand to improve the control elements in such a way that they can be operated more easily and intuitively, without requiring special attention to the component to be adjusted during their operation.
  • control surface is designed as a pressure-sensitive surface, by means of which an actuating signal can be generated as a function of the position and / or the pressure intensity of a pressure exerted on the control surface, by which the adjusting component can be positioned accordingly via the adjusting device.
  • control surface is designed as a pressure-sensitive surface, in which pressure can be determined as a function of the position, that is to say in a location-resolved manner, an actuating signal can be generated by means of which the component to be adjusted can be brought into its intended position via the actuating device.
  • New materials in the form of so-called “smart materials” are suitable as pressure-sensitive surfaces. These materials are pressure-sensitive and recognize both the position of the pressure and the pressure intensity.
  • the smart materials can be structured differently press together under pressure or a combination of foam and glass fibers is possible, as is known, for example, from WO 00/73982 A1.
  • the additional evaluation of the operating strength enables more operating options to be achieved. Any positions can be selected directly. Operation is also possible large areas possible.
  • the control surface is formed as ⁇ an elongated panel, the longitudinal axis of the component to be adjusted is arranged approximately in the adjusting direction.
  • the elongated control panel has a first end which is assigned to a first position and a second end which is assigned to a second position of the component to be adjusted. Areas of the control panel located between the ends are assigned corresponding intermediate positions of the component to be adjusted.
  • the adjustment speed of the component to be adjusted is dependent on the pressure exerted on the control surface or pressure-sensitive surface.
  • the quick opening / closing of a sunroof or window can be carried out with firm pressure and the slow opening / closing can be done with little pressure on the control surface.
  • the pressure-sensitive surface or control surface is formed by a pressure-sensitive element which is formed from a pressure-sensitive material.
  • a pressure-sensitive element which is formed from a pressure-sensitive material.
  • the actual pressure-sensitive element can be covered by a flexible material, so that the flexible material forms the pressure-sensitive surface for the operator.
  • said operating surface in order to generate a haptic when pressure is exerted on the operating surface, said operating surface is vibrated. relocatable. These vibrations can increase accordingly with increasing influence on the control surface. This enables the operator to recognize that he is actually triggering a switching process.
  • the vibrations can be generated, for example, by piezo elements.
  • a component to be adjusted for example, in addition to a sunroof, a window, a seat or other components can also be used.
  • the control element can be arranged adjacent to the component to be adjusted, on a multifunction steering wheel or at another suitable location.
  • FIG. 1 A spatial representation of a motor vehicle interior with a view of operating elements arranged in a driver's door for adjusting windows in the cut-out,
  • Figure 2 a spatial representation of a vehicle interior with a view
  • Figure 3 a block diagram of an operating element with a subordinate actuating device and component to be adjusted.
  • An operating element 1 is connected via a downstream electronics 2 to an actuating device 3, which positions a component 4 to be adjusted.
  • the control element 1 has an operating surface 5, which is designed as a pressure-sensitive surface.
  • the control surface 5 is made of a “smart material” that can detect both the position of the pressure exerted on it and its pressure intensity.
  • the one on the control surface 5 by an operator Pressure exerted by the driver is evaluated by the electronics 2 and passed on as a corresponding actuating signal to the actuating device 3, which positions the component 4 to be adjusted accordingly.
  • control surface 5 is designed as an elongated control panel 6, the longitudinal axis 7 of which is arranged approximately in the adjustment direction 8 of the component 4 to be adjusted - in the example a front left window 9.
  • the elongated control panel 6 has a first end 10, which is assigned to a first position, namely the closed window 9.
  • the second end 11 of the elongated control panel 6 facing away from the first end 10 is assigned in accordance with a second position of the component 4 to be adjusted - namely the completely open window 9.
  • Areas of the control panel 6 lying between the ends 10, 11 are assigned corresponding intermediate positions of the window 9.
  • the speed of the opening or closing process is determined by the strength of the pressure exerted on the control panel 6.
  • the two outer ends 10, 11 of the control panel 6 are each preceded by a closing panel 12 or an opening panel 13.
  • a complete opening or closing process is carried out in a known manner.
  • the assignment of the control element 1 or the control panel 6 to the individual side windows takes place via assignment fields 14, 15, 16, 17.
  • the control surface 5 is assigned to the front left window 9.
  • Pressing the second assignment field 15 assigns the operating surface 5 to a right side window, not shown, and correspondingly to the third assignment field 16, a left rear side window, not shown, and when the fourth assignment field 17 is pressed, it is assigned to the right rear window, also not shown ,
  • each window is assigned its own control panel 6.
  • the operating element 1 ′ is arranged on an operating console 18 in the area of a roof lining 19 above an inside mirror 20.
  • the elongated control panel 6 ' is arranged in the adjustment direction of a roof window, not shown, on the control console 18.
  • a closing field 12 'and an opening field 13' are also respectively arranged in front of its first end 10 'and its second end 11'.
  • An operating element 21 on the operating console 18 is provided for operating the ventilation (not shown further).
  • a sun visor 22, a windscreen 23 and the inside mirror 20 are shown in FIG. 2 for easier orientation.

Abstract

Bedienelement mit einer Bedienfläche, insbesondere in einem Fahrzeug zum Betätigen einer Stelleinrichtung, die mit einem zu verstellenden Bauteil in einer Wirkverbindung steht, wobei die Bedienfläche als eine drucksensitive Oberfläche ausgebildet ist, durch die in Abhängigkeit der Position und/oder der Druckintensität eines auf die Bedienfläche ausgeübten Druckes ein Stellsignal erzeugbar ist, durch das das zu verstellende Bauteil über die Stelleinrichtung entsprechend positionierbar ist.

Description

Bedienelement
Die Erfindung betrifft ein Bedienelement mit einer Bedienfläche, insbesondere in einem Fahrzeug zum Betätigen einer Stelleinrichtung, die mit einem zu verstellenden Bauteil in einer Wirkverbindung steht.
Durch die starke Zunahme von elektronischen Elementen in Kraftfahrzeugen nimmt auch die Anzahl der Bedienelemente drastisch zu. Das Spektrum reicht hierbei von einfachen Schaltern bis hin zu komplexen Bedienelementen. Bedienelemente detek- tieren eine Aktion bzw. einen Wunsch des Fahrers. Schalter und Taster stellen die am häufigsten im Kraftfahrzeug eingesetzten Bedienelemente dar. Die vom Fahrer gewünschte Aktion wird bereitgestellt, indem elektrische Schaltkreise geschlossen oder unterbrochen werden. Sie können vom Benutzer durch Drücken oder Schieben betätigt werden. Dabei bedürfen insbesondere zu verstellende Bauteile, wie beispielsweise Schiebedächer bzw. Schiebehebedächer und Fenster, die über eine Stelleinrichtung betätigt werden, während der Bedienung eine gewisse Aufmerksamkeit, die den Fahrer unerwünscht ablenken kann.
Bedienelemente müssen zudem als Funktionselemente in das Design integriert werden. Das Design muss daher häufig an die Größe der Bedienelemente und das damit verbundene „Package" angepasst werden. Designer benötigen auf dem Weg zum „optimalen" Design mehr Freiheit zur Gestaltung von beliebigen Oberflächen. Hierzu sind Bedienelemente nötig, die sich fast unsichtbar in vorhandene Oberflächen integrieren lassen.
Aus der DE 197 56 804 C2 ist ein druckempfindlicher Schalter und insbesondere ein mechanisch betätigter druckempfindlicher Schalter, bei welchem ein elektrischer Kontakt oder eine elektrische Isolation zwischen zwei gegenüberliegenden Elektroden gebildet wird, wenn jeweils eine Kraft auf eine der Elektroden ausgeübt wird oder wenn die Kraft aufgehoben wird, bekannt. Im Einzelnen betrifft die bekannte Erfindung einen flachen oder folienförmigen Schalter, der zur Anzeige mittels eines Binärcodes (EIN oder AUS) ob ein Fahrgast einen Sitz belegt hat, im Sitzpolster angeordnet ist. Damit dient der druckempfindliche Schalter in bekannter Weise Ie- diglich dazu, eine EIN- bzw. AUS-Position festzustellen. Drucksensitive flexible Schalter bzw. Folien sind ganz allgemein beispielsweise aus der WO 02/01586 A1 und aus der US 6,008,718 A bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bedienelemente zum einen so zu verbessern, dass sie sich leichter und intuitiv bedienen lassen, ohne dass es bei ihrer Bedienung einer besonderen Aufmerksamkeit des zu verstellenden Bauteiles bedarf. Zum anderen soll es möglich sein, die Bedienelemente leichter und unabhängig vom Oberflächenmaterial und von der Oberflächengeometrie in vorhandene Oberflächen integrieren zu können.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass die Bedienfläche als eine drucksensitive Oberfläche ausgebildet ist, durch die in Abhängigkeit der Position und / oder der Druckintensität eines auf die Bedienfläche ausgeübten Druckes ein Stellsignal erzeugbar ist, durch das das zu verstellende Bauteil über die Stelleinrichtung entsprechend positionierbar ist.
Dadurch, dass die Bedienfläche als eine drucksensitive Oberfläche ausgebildet ist, bei der Druck in Abhängigkeit der Position, also ortsaufgelöst, festgestellt werden kann, lässt sich ein Stellsignal erzeugen, durch das das zu verstellende Bauteil über die Stelleinrichtung in seine vorgesehene Position gebracht werden kann. Neue Materialen in Form von sogenannten „smart materials" sind dabei als drucksensitive Oberflächen geeignet. Diese Materialien sind drucksensitiv und erkennen sowohl die Position des Druckes als auch die Druckintensität. Die smart materials können dabei unterschiedlich aufgebaut sein. So ist ein Aufbau mit Kontaktfolien, die sich unter Druck zusammenpressen oder eine Kombination aus Schaumstoff und Glasfasern möglich, wie sie beispielsweise aus der WO 00/73982 A1 bekannt ist. Durch die zusätzliche Auswertung der Bedienstärke können mehr Bedienmöglichkeiten erreicht werden. Beliebige Positionen sind direkt anwählbar. Es ist auch eine Bedienung auf großen Flächen möglich. Druck- und Schiebebewegungen können detek- tiert und in entsprechende Stellsignale umgewandelt werden. Es entsteht mehr Designfreiheit, da beliebige Formen von drucksensitiven Oberflächen ausgebildet werden können. Diese sind zudem mit beliebigen Materialien kombinierbar. Bei Bedarf können sie sogar unsichtbar gestaltet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bedienfläche als ■ ein längliches Bedienfeld ausgebildet, dessen Längsachse etwa in Verstellrichtung des zu verstellenden Bauteiles angeordnet ist. Das längliche Bedienfeld weist ein erstes Ende auf, das einer ersten Position und ein zweites Ende auf, das einer zweiten Position des zu verstellenden Bauteiles zugeordnet ist. Zwischen den Enden liegende Bereiche des Bedienfeldes sind entsprechenden Zwischenpositionen des zu verstellenden Bauteiles zugeordnet.
Dadurch wird eine Bedienung in Analogie der Funktion bzw. Bewegungsrichtung des zu verstellenden Bauteiles ermöglicht. Es kann eine intuitive Bedienung durch eine entsprechende Streichbewegung über die entsprechende Bedienfläche erfolgen. Es ist aber auch möglich, beliebige Situationen mit einer Berührung anzusteuern. So kann beispielsweise die Öffnungsweite eines Schiebedaches oder eines Fensters durch Druck auf eine bestimmte Stelle des längliches Bedienfeldes bestimmt werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verstellgeschwindigkeit es zu verstellenden Bauteiles von dem auf die Bedienfläche bzw. drucksensitive Oberfläche ausgeübten Druck abhängig. So kann beispielsweise das schnelle Öffnen / Schließen eines Schiebedachen oder Fensters durch festen Druck und das langsame Öffnen / Schließen durch geringen Druck auf die Bedienfläche erfolgen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die drucksensitive Oberfläche bzw. Bedienfläche von einem drucksensitiven Element, das aus einem drucksensitiven Material ausgebildet ist, gebildet. Es ist aber auch möglich, die drucksensitive Oberfläche aus einem flexiblen Material auszubilden, dem auf seiner der O- berfläche abgewandten Innenfläche ein drucksensitives Element aus einem drucksensitiven Material vorgelagert ist. Aus designerischen Gründen kann das eigentliche drucksensitive Element von einem flexiblen Material abgedeckt werden, so dass das flexible Material für den Bediener die drucksensitive Oberfläche bildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Erzeugung einer Haptik bei Ausübung eines Druckes auf die Bedienfläche, diese in Vibra- tionen versetzbar. Diese Vibrationen können bei zunehmender Einwirkung auf die Bedienfläche entsprechend zunehmen. Damit erkennt der Bediener, dass er auch tatsächlich einen Schaltvorgang auslöst. Die Vibrationen können beispielsweise durch Piezo-Elemente erzeugt werden.
Als zu verstellendes Bauteil kommt beispielsweise neben einem Schiebedach auch ein Fenster, ein Sitz oder andere Bauteile in Frage.
Das Bedienelement kann dem zu verstellenden Bauteil benachbart, an einem Multi- funktionslenkrad oder an anderer geeigneter Stelle angeordnet sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 : Eine räumliche Darstellung eines Kraftfahrzeuginnenraumes mit Blick auf in einer Fahrertür angeordnete Bedienelemente zur Verstellung von Fenstern im Ausriss,
Figur 2: eine räumliche Darstellung eines Fahrzeuginnenraumes mit Blick auf
Bedienelemente im Fahrzeughimmelbereich zur Verstellung eines nicht dargestellten Schiebedaches im Ausriss und
Figur 3: ein Blockschaltbild eines Bedienelementes mit nachgeordneter Stelleinrichtung und zu verstellendem Bauteil.
Ein Bedienelement 1 ist über eine nachgeordnete Elektronik 2 mit einer Stelleinrichtung 3 verbunden, die ein zu verstellendes Bauteil 4 positioniert.
Das Bedienelement 1 weist eine Bedienfläche 5 auf, die als eine drucksensitive O- berfläche ausgebildet ist. Die Bedienfläche 5 ist aus einem „smart material" ausgebildet, das sowohl die Position des auf ihn ausgeübten Druckes als auch seine Druckintensität detektieren kann. Der auf die Bedienfläche 5 von einem Bediener bzw. Fahrer ausgeübte Druck wird von der Elektronik 2 ausgewertet und als ein entsprechendes Stellsignal an die Stelleinrichtung 3 weitergegeben, die das zu verstellende Bauteil 4 entsprechend positioniert.
Nach dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 ist Bedienfläche 5 als ein längliches Bedienfeld 6 ausgebildet, dessen Längsachse 7 etwa in Verstellrichtung 8 des zu verstellenden Bauteiles 4 - im Beispiel einem vorderen linken Fenster 9 - angeordnet ist. Das längliche Bedienfeld 6 weist ein erstes Ende 10 auf, das einer ersten Position, nämlich dem geschlossenen Fenster 9 zugeordnet ist. Das dem ersten Ende 10 abgewandte zweite Ende 11 des länglichen Bedienfeldes 6 ist entsprechend einer zweiten Position des zu verstellenden Bauteiles 4 - nämlich dem völlig geöffneten Fenster 9 - zugeordnet. Zwischen den Enden 10, 11 liegende Bereiche des Bedienfeldes 6 sind entsprechenden Zwischenpositionen des Fensters 9 zugeordnet. Durch Streichen mit dem Finger des nicht dargestellten Bedieners über das längliche Bedienfeld 6 lässt sich so intuitiv das Fenster 9 öffnen bzw. schließen. Die Schnelligkeit des Öffnungs- bzw. Schließvorganges wird dabei von der Stärke des auf das Bedienfeld 6 ausgeübten Druckes bestimmt. Im Beispiel sind den beiden äußeren Enden 10, 11 des Bedienfeldes 6 jeweils ein Schließfeld 12 bzw. ein Öffnungsfeld 13 vorgelagert. Durch Druckausübung auf die Felder 12, 13 wird in bekannter Weise ein kompletter Öffnungs- oder Schließvorgang durchgeführt. Die Zuordnung des Bedienelementes 1 bzw. des Bedienfeldes 6 zu den einzelnen Seitenfenstern erfolgt über Zuordnungsfelder 14, 15, 16, 17. Durch Druckausübung auf das erste Zuordnungsfeld 14 wird die Bedienfläche 5 dem vorderen linken Fenster 9 zugeordnet. Eine Druckausübung auf das zweite Zuordnungsfeld 15 ordnet die Bedienfläche 5 einem nicht dargestellten rechten Seitenfenster und entsprechend auf das dritte Zuordnungsfeld 16 einen nicht dargestellten linken hinteren Seitenfenster und bei Druck auf das vierte Zuordnungsfeld 17 erfolgt eine Zuordnung zu dem e- benfalls nicht dargestellten rechten hinteren Fenster.
Grundsätzlich können aber anstelle der Zuordnungsfelder 14, 15, 16, 17 auch drei weitere längliche Bedienfelder 6 angeordnet werden, so dass jedem Fenster ein eigenes Bedienfeld 6 zugeordnet ist. In einem zweiten Beispiel nach Figur 2 ist das Bedienelement 1' an einer Bedienkonsole 18 im Bereich eines Dachhimmels 19 oberhalb eines Innenspiegels 20 angeordnet. Das länglichen Bedienfeld 6' ist in Verstellrichtung eines nicht dargestellten Dachfensters an der Bedienkonsole 18 angeordnet. Seinem ersten Ende 10' und seinem zweiten Ende 11' ist dabei ebenfalls jeweils ein Schließfeld 12' bzw. ein Öffnungsfeld 13' vorgelagert. Ein Bedienelement 21 an der Bedienkonsole 18 ist zur Bedienung der nicht weiter dargestellten Lüftung vorgesehen. Eine Sonnenblende 22, eine Frontscheibe 23 und der Innenspiegel 20 sind zur leichteren Orientierung in Figur 2 dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Bedienelement mit einer Bedienfläche, insbesondere in einem Fahrzeug zum Betätigen einer Stelleinrichtung, die mit einem zu verstellenden Bauteil in einer Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienfläche (5) als eine drucksensitive Oberfläche ausgebildet ist, durch die in Abhängigkeit der Position und / oder der Druckintensität eines auf die Bedienfläche (5) ausgeübten Druckes ein Stellsignal erzeugbar ist, durch das das zu verstellende Bauteil (4) über die Stelleinrichtung (3) entsprechend positionierbar ist.
2. Bedienelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienfläche (5) als ein längliches Bedienfeld (6, 6') ausgebildet ist, dessen Längsachse (7) etwa in Verstellrichtung (8) des zu verstellenden Bauteiles (4) angeordnet ist, dass das längliche Bedienfeld (6, 6') ein erstes Ende (10, 10') aufweist, das einer ersten Position und ein zweites Ende (11 , 11') aufweist, das einer zweiten Position des zu verstellenden Bauteiles (4) zugeordnet ist, und dass zwischen den Enden (10, 10', 11, 11') liegende Bereiche des Bedienfeldes (6, 6') entsprechenden Zwischenpositionen zugeordnet sind.
3. Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellgeschwindigkeit (8) es zu verstellenden Bauteiles (4) von dem auf die Bedienfläche (5) ausgeübten Druck abhängig ist.
4. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienfläche (5) von einem drucksensitiven Element gebildet wird.
5. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienfläche (5) von einem flexiblen Material gebildet wird, dem auf seiner der Oberfläche abgewandeten Innenfläche ein drucksensitives Element vorgelagert ist.
6. Bedienelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das drucksensitive Element aus einem drucksensitiven Material ausgebildet ist.
7. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer Haptik bei Kontaktierung der Bedienfläche (5) diese in Vibrationen versetzbar ist.
8. Bedienelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationen mit zunehmender Einwirkung auf die Bedienfläche (5) zunehmen.
9. Bedienelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationen durch Piezoelemente erzeugt werden.
10. Bedienelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verstellende Bauteil (4) ein Schiebedach und die Bedienfläche (5) Teil eines Schiebehebedachschalters ist.
11. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verstellende Bauteil (4) ein Fenster (9) und die Bedienfläche (5) Teil eines Fensterheberschalters ist.
12. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verstellende Bauteil (4) ein Sitz und die Bedienfläche (5) Teil eines Sitzverstellschalters ist.
13. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienfläche (5) an einem Multifunktionslenkrad angeordnet ist.
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