EP3393838A1 - Gangwahlschalter für ein kraftfahrzeug und verfahren zum erfassen einer betätigung eines gangwahlschalters für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Gangwahlschalter für ein kraftfahrzeug und verfahren zum erfassen einer betätigung eines gangwahlschalters für ein kraftfahrzeug

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EP3393838A1
EP3393838A1 EP16801443.9A EP16801443A EP3393838A1 EP 3393838 A1 EP3393838 A1 EP 3393838A1 EP 16801443 A EP16801443 A EP 16801443A EP 3393838 A1 EP3393838 A1 EP 3393838A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear selector
selector switch
sensor element
housing
piezoelectric sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16801443.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Kreinest
Vitali FRIBUS
Joachim Spratte
Alexander KIRILENKO
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3393838A1 publication Critical patent/EP3393838A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H63/42—Ratio indicator devices
    • F16H2063/426—Ratio indicator devices with means for advising the driver for proper shift action, e.g. prompting the driver with allowable selection range of ratios

Definitions

  • the present invention relates to a gear selector switch for a motor vehicle and to a method for detecting an operation of a gear selector switch for a motor vehicle.
  • US 8,884,897 B2 describes an input device with a touch-sensitive display, which has at least one piezoelectric element for generating vibrations.
  • the present invention provides an improved gear selector switch for a motor vehicle and an improved method for detecting an actuation of a gear selector switch for a motor vehicle according to the main claims.
  • Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
  • a gear selector switch for a motor vehicle is presented, the gear selector switch having the following feature:
  • At least one piezoelectric sensor element for detecting an actuation of the gear selector switch.
  • a gear selector may be understood to mean a switch for selecting a gear position of a vehicle transmission, in particular an automatic transmission.
  • a motor vehicle for example, a car, a truck or a commercial vehicle can be understood.
  • a piezoelectric sensor element may be understood to mean an electronic component which may be designed to generate an electrical voltage as a sensor signal when a force is applied by a piezoelectric effect.
  • the piezoelectric sensor element may be designed to detect a pressure, an acceleration, a voltage or a force.
  • a hublose such as pressure-sensitive button for operating the gear selector can be integrated.
  • gear selector switch can be realized by using such a sensor member with a one-piece housing Ingress of dust and liquid into the interior of the housing can be prevented or at least made more difficult.
  • NVH Noise Vibration Harshness
  • the piezoelectric sensor element may be configured to detect a pressing force as the operation.
  • the gear selector can be realized with a pressure-sensitive button for operating the gear selector.
  • the gear selector switch has a control unit which is designed to apply an AC voltage to the piezoelectric sensor element using a sensor signal provided by the piezoelectric sensor element in order to cause a vibration of the piezoelectric sensor element.
  • the control unit can be configured to output an acoustic signal or a display signal for displaying information, for example via a screen integrated in the gear selector switch, using the sensor signal.
  • a sensor signal can be understood as an electrical signal generated by a force acting on the piezoelectric sensor element.
  • a control unit can be understood as an electrical appliance for processing and outputting signals.
  • the control unit may be configured to provide the AC voltage in response to the sensor signal.
  • the gear selector switch can be realized with a housing for receiving the piezoelectric sensor element.
  • the housing may have at least one control panel for operating the gear selector switch.
  • the piezoelectric sensor element may be disposed in the region of the control panel to detect a touch of the control panel as the operation.
  • a control panel can be understood as a section of an outer surface of the housing.
  • the control panel may be shaped to be touched by a user's finger, such as a thumb or forefinger, for actuating the gear selector.
  • the piezoelectric sensor element may, for example, be arranged on an inner wall surface of the housing opposite the control panel in order to detect the touch of the control panel.
  • the piezoelectric sensor element can be realized as part of the control panel.
  • the piezoelectric sensor element can be realized as a separate component, wherein the piezoelectric sensor element can be fixed, for example, by gluing or another suitable joining method within the housing in the region of the control panel.
  • the housing may also have a plurality of control panels, wherein each of the control panels may be combined with one piezoelectric sensor element each.
  • the control panels can be arranged approximately at different locations on the housing.
  • control panel can be configured as a parking key for selecting a parking position.
  • control panel may additionally or alternatively be designed as an unlock key for unlocking the gear selector switch or a shift key for switching to a manual shift mode.
  • unlock key for unlocking the gear selector switch
  • shift key for switching to a manual shift mode.
  • control panel has a label. Additionally or alternatively, the control panel may have a mark. Thereby, the operability of the gear selector can be improved.
  • control panel can be realized as a thumb key.
  • gear selector can be operated by a thumb, such as by pressing.
  • the housing may have at least one display panel for displaying information.
  • a screen can be understood.
  • the display panel can be realized as part of the housing.
  • information can be displayed on the gear selector switch.
  • the display panel may be configured to display the information using an indication signal provided by the control unit.
  • the gear selector switch may include a support base for holding the housing.
  • the housing may be formed as a curved handle with a finger support surface for placing a finger and, additionally or alternatively, a hand support surface for placing a palm.
  • the control panel can be realized as part of the finger support surface or the hand support surface.
  • a plate or sockeiförmiges element for mounting the gear selector switch can be understood in the motor vehicle.
  • the housing may have at least one point a bend or curvature. This embodiment allows ergonomic shaping of the gear selector switch.
  • the holding base and the housing can be made in one piece. Thereby, the manufacturing cost of the gear selector can be reduced. moreover This can create a stable connection between the support base and the housing.
  • the finger support surface may extend at least partially around a free end of the housing.
  • the finger support surface may extend along an upper side, a lower side or a side surface of the free end which connects the upper side and lower side together.
  • the ergonomics of the gear selector can be improved.
  • control panel is arranged in the hand support surface adjacent to the support base. This can prevent accidental touching of the control panel by a finger.
  • the gear selector may comprise at least one further piezoelectric sensor element for detecting a further actuation.
  • the piezoelectric sensor element and the further piezoelectric sensor element can be arranged at different locations on the gear selector switch or be arranged.
  • the gear selector can be realized with a plurality of hublosen keys.
  • the method may be carried out, for example, by a control unit described above.
  • Figure 1 is a schematic representation of a motor vehicle with a gear selector switch according to an embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of a gear selector switch according to an embodiment
  • Figure 3 is a schematic representation of a gear selector switch according to an embodiment
  • FIG. 4 shows a flow diagram of a method for detecting an actuation of a gear selector switch according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle 100 with a gear selector switch 102 according to an exemplary embodiment.
  • the gear selector switch is for selecting a gear position of a transmission of the motor vehicle 100 and includes a piezoelectric sensor element 104 configured to detect an operation of the gear selector switch 102.
  • the gear selector switch 102 is formed to be operated by a person, particularly a driver of the vehicle 100.
  • the piezoelectric sensor element 104 is implemented as a piezo-pressure sensor for detecting a pressing force exerted by a finger on the gear selector switch 102.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a gear selector switch 102 according to an embodiment.
  • the gear selector switch 102 is, for example, a gear selector switch described with reference to FIG.
  • the gear selector switch 102 has a housing 200 in which the piezoelectric sensor element 104 is disposed.
  • the housing 200 is formed with a control panel 202 for operating the gear selector switch 102 by a touch of a finger.
  • the piezoelectric sensor element 104 is disposed within the housing 200 adjacent to the control panel 202 to detect the touch of the control panel 202. Further, the piezoelectric Sensor element 104 is formed to provide a sensor signal 204 representative of the touch in response to the contact.
  • An optional control unit 206 integrated in the gear selector switch 102 is configured to apply an AC voltage 208 to the piezoelectric sensor element 104 using the sensor signal 204.
  • the piezoelectric sensor element 104 can be set in vibration.
  • the controller 206 may be connected to a suitable power source. The vibration of the piezoelectric sensor element 104 thus provides an operator of the gear selector switch 102 with a haptic and / or acoustic feedback signal.
  • the control unit 106 is designed to provide, in addition to or as an alternative to the AC voltage 208 as a function of the sensor signal 204, a display signal 210 for displaying information via a display field 212 or an acoustic signal 214 for reproduction by a loudspeaker 216.
  • the display panel 212 and the speaker 216 are integrated into the gear selector switch 102 according to this embodiment.
  • the display panel 212 may be implemented as part of the housing 200.
  • the display panel 212 and speaker 216 may also be external units located outside the housing 200.
  • the display panel 212 may be a central display or instrument cluster in the motor vehicle and the loudspeaker may be a vehicle loudspeaker.
  • the gear selector switch 102 comprises by way of example a further piezoelectric sensor element 218 which is arranged adjacent to a further control panel 220 on the housing 200 and is designed analogously to the piezoelectric sensor element 104 in order to respond to a contact of the further control panel 220 Provide another sensor signal 222 representing the touch of the further control panel 220 and send it to the control unit 206.
  • the control unit 206 is configured to apply a further AC voltage 224 to the further piezoelectric sensor element 218 using the further sensor signal 222 in order to vibrate the further piezoelectric sensor element 218 for the purpose of generation a haptic and / or acoustic feedback signal to put.
  • the control unit 206 is configured to further provide the indication signal 210 or the acoustic signal 214 or both signals 210, 214 using the further sensor signal 222.
  • the two sensor elements 104, 218 are arranged on different wall sections of an inner side of the housing 200.
  • FIG 3 shows a schematic representation of a gear selector switch 102 according to an embodiment, such as a gear selector switch, as described above with reference to Figures 1 and 2.
  • the gear selector switch 102 is realized with a holding base 300 for holding the housing 200.
  • the housing 200 is realized as an elongated, finger-shaped handle with a slight curvature.
  • one end of the housing 200 is connected to the support base 300.
  • the housing 200 and the support base 300 are made in one piece.
  • the gear selector 102 can be firmly anchored in the vehicle.
  • An upper side of the housing 200 facing away from the holding base 300 acts as a hand support surface 302 for laying on a palm of the hand.
  • the hand rest surface 302 terminates at the support base 300.
  • a finger rest surface 304 for laying a finger which extends according to this embodiment mostly around a free end of the housing 200 and along a longitudinal side of the housing 200.
  • the control panel 202 and the display panel 212 are arranged adjacent to one another on the upper side of the housing 200 remote from the holding base 300, while the further control panel 220 is arranged below the control panel 202 and the display panel 212 on a side wall of the housing 200 adjoining the upper side.
  • the display panel 212 is about a one-piece display with display area.
  • the gear selector switch 102 is realized with three integrated piezo pressure sensors as sensor elements instead of mechanical keys, ie instead of switches with mechanical contacts.
  • the hand rest surface 302 has an additional control panel 306, here a toggle button for switching to a manual shift mode.
  • the additional control panel 306 may be coupled to an additional piezoelectric sensor element for detecting a touch of the additional control panel 306 analogously to the two control panels 202, 220.
  • the additional piezoelectric sensor element may, for example, be arranged on an inner wall of the housing 200 opposite the additional control panel 306 and also be connected to the control unit of the gear selector switch 102.
  • the additional control panel 306 is arranged adjacent to a lower edge of the housing 200 adjoining the retaining base 300.
  • the three control panels 202, 220, 306 are designed, for example, as key-shaped recesses in an outer wall of the housing 200.
  • the three panels can also be formed as surveys.
  • the two panels 202, 220 are implemented as pressure-sensitive, hublose keys for operation by a thumb or index finger.
  • control unit when touching one of the three control panels an acoustic or haptic feedback.
  • the gear selector switch 102 is implemented as a single component with integrated electronic switching elements in the form of the piezoelectric sensor elements.
  • FIG. 4 shows a method 400 for detecting an actuation of a gear selector switch according to one exemplary embodiment.
  • the method 400 may be carried out in conjunction with a gear selector switch described above with reference to FIGS. 1 to 3, in particular, for example, by a control unit as described with reference to FIG.
  • the sensor signal provided by the piezoelectric sensor element is read in step 410.
  • the sensor signal is evaluated to detect the operation of the gear selector switch.
  • an AC voltage is generated at the sensor element in step 430 using the sensor signal.
  • a display signal for displaying information or an acoustic signal is generated using the sensor signal.
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature
  • this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gangwahlschalter (102) für ein Kraftfahrzeug (100). Der Gangwahlschalter (102) weist zumindest ein piezoelektrisches Sensorelement (104) zum Erfassen einer Betätigung des Gangwahlschalters (102) auf.

Description

Gangwahlschalter für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Erfassen einer Betätigung eines Gangwahlschalters für ein Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gangwahlschalter für ein Kraftfahrzeug und auf ein Verfahren zum Erfassen einer Betätigung eines Gangwahlschalters für ein Kraftfahrzeug.
Die US 8,884,897 B2 beschreibt ein Eingabegerät mit einem berührungsempfindlichen Display, das zumindest ein Piezoelement zum Erzeugen von Vibrationen aufweist.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung einen verbesserten Gangwahlschalter für ein Kraftfahrzeug sowie ein verbessertes Verfahren zum Erfassen einer Betätigung eines Gangwahlschalters für ein Kraftfahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Es wird ein Gangwahlschalter für ein Kraftfahrzeug vorgestellt, wobei der Gangwahlschalter folgendes Merkmal aufweist:
zumindest ein piezoelektrisches Sensorelement zum Erfassen einer Betätigung des Gangwahlschalters.
Unter einem Gangwahlschalter kann ein Schalter zum Wählen einer Getriebestellung eines Fahrzeuggetriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes, verstanden werden. Unter einem Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Pkw, ein Lkw oder ein Nutzfahrzeug verstanden werden. Unter einem piezoelektrischen Sensorelement kann ein elektronisches Bauelement verstanden werden, das ausgebildet sein kann, um bei einer Krafteinwirkung durch einen piezoelektrischen Effekt eine elektrische Spannung als Sensorsignal zu erzeugen. Das piezoelektrische Sensorelement kann je nach Ausführungsform ausgebildet sein, um einen Druck, eine Beschleunigung, eine Spannung oder eine Kraft zu erfassen. Der hier vorgeschlagene Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass in einen Gangwahlschalter mithilfe eines piezoelektrischen Sensorelements eine hublose, beispielsweise drucksensitive Taste zum Bedienen des Gangwahlschalters integriert werden kann. Dadurch kann die Anzahl der Bauteile des Gangwahlschalters reduziert werden, womit sich der Montageaufwand und die Kosten bei der Herstellung des Gangwahlschalters reduzieren. Ferner kann durch einen Verzicht auf mechanische Tasten eine Geräuschbildung, kurz NVH genannt (Noise Vibration Harshness;„Geräusch, Vibration, Rauheit"), vermieden werden. Zudem kann der Gangwahlschalter durch die Verwendung eines derartigen Sensorelements mit einem einteiligen Gehäuse realisiert werden, wodurch das Eindringen von Staub und Flüssigkeit ins Innere des Gehäuses verhindert oder zumindest erschwert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht in der Erweiterung der technologischen und gestalterischen Möglichkeiten des Gangwahlschalters.
Gemäß einer Ausführungsform kann das piezoelektrische Sensorelement ausgebildet sein, um eine Druckkraft als die Betätigung zu erfassen. Durch diese Ausführungsform kann der Gangwahlschalter mit einer druckempfindlichen Taste zur Betätigung des Gangwahlschalters realisiert werden.
Es ist vorteilhaft, wenn der Gangwahlschalter eine Steuereinheit aufweist, die ausgebildet ist, um unter Verwendung eines von dem piezoelektrischen Sensorelement bereitgestellten Sensorsignals eine Wechselspannung an das piezoelektrische Sensorelement anzulegen, um eine Vibration des piezoelektrischen Sensorelements zu bewirken. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um unter Verwendung des Sensorsignals ein akustisches Signal oder ein Anzeigesignal zum Anzeigen von Informationen, etwa über einen in den Gangwahlschalter integrierten Bildschirm, auszugeben. Unter einem Sensorsignal kann ein durch eine Krafteinwirkung auf das piezoelektrische Sensorelement erzeugtes elektrisches Signal verstanden werden. Unter einer Steuereinheit kann ein elektrisches Gerät zum Verarbeiten und Ausgeben von Signalen verstanden werden. Beispielsweise kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um die Wechselspannung ansprechend auf das Sensorsignal bereitzustellen. Durch diese Ausführungsform kann der Bedienkomfort beim Betätigen des Gangwahlschalters verbessert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Gangwahlschalter mit einem Gehäuse zum Aufnehmen des piezoelektrischen Sensorelements realisiert sein. Das Gehäuse kann zumindest ein Bedienfeld zum Bedienen des Gangwahlschalters aufweisen. Das piezoelektrische Sensorelement kann im Bereich des Bedienfelds angeordnet sein, um eine Berührung des Bedienfelds als die Betätigung zu erfassen. Unter einem Bedienfeld kann ein Abschnitt einer Außenfläche des Gehäuses verstanden werden. Das Bedienfeld kann ausgeformt sein, um zur Betätigung des Gangwahlschalters durch einen Finger eines Benutzers, etwa durch einen Daumen oder einen Zeigefinger, berührt zu werden. Das piezoelektrische Sensorelement kann beispielsweise auf einer dem Bedienfeld gegenüberliegenden Innenwandfläche des Gehäuses angeordnet sein, um die Berührung des Bedienfelds zu erfassen. Je nach Ausführungsform kann das piezoelektrische Sensorelement als Teil des Bedienfelds realisiert sein. Alternativ kann das piezoelektrische Sensorelement als separates Bauelement realisiert sein, wobei das piezoelektrische Sensorelement beispielsweise durch Verkleben oder ein sonstiges geeignetes Fügeverfahren innerhalb des Gehäuses im Bereich des Bedienfelds befestigt sein kann. Das Gehäuse kann auch eine Mehrzahl von Bedienfeldern aufweisen, wobei jedes der Bedienfelder mit je einem piezoelektrischen Sensorelement kombiniert sein kann. Die Bedienfelder können etwa an unterschiedlichen Orten am Gehäuse angeordnet sein. Durch diese Ausführungsform kann die Herstellung des Gangwahlschalters stark vereinfacht werden. Ferner wird dadurch eine geschlossene Konstruktion des Gehäuses ermöglicht, womit das Eindringen von Staub und Flüssigkeit in den Gangwahlschalter verhindert werden kann.
Beispielsweise kann das Bedienfeld als Parktaste zum Wählen einer Parkstellung ausgeführt sein. Je nach Ausführungsform kann das Bedienfeld zusätzlich oder alternativ als Entsperrtaste zum Entsperren des Gangwahlschalters oder Umschalttaste zum Umschalten in einen manuellen Schaltmodus ausgeführt sein. Dadurch wird eine Ansteuerung unterschiedlicher Funktionen eines Fahrzeuggetriebes durch den Gangwahlschalter ermöglicht. Besonders günstig ist es, wenn das Bedienfeld durch eine Vertiefung oder Erhebung im Gehäuse realisiert ist. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Herstellung des Gehäuses ermöglicht.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Bedienfeld eine Beschriftung aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann das Bedienfeld eine Markierung aufweisen. Dadurch kann die Bedienbarkeit des Gangwahlschalters verbessert werden.
Hierbei kann das Bedienfeld als Daumentaste realisiert sein. Dadurch kann der Gangwahlschalter durch einen Daumen, etwa durch Drücken, betätigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Gehäuse zumindest ein Anzeigefeld zum Anzeigen von Informationen aufweisen. Unter einem Anzeigefeld kann ein Bildschirm verstanden werden. Beispielsweise kann das Anzeigefeld als Teil des Gehäuses realisiert sein. Durch diese Ausführungsform können Informationen auf dem Gangwahlschalter angezeigt werden. Beispielsweise kann das Anzeigefeld ausgebildet sein, um die Informationen unter Verwendung eines von der Steuereinheit bereitgestellten Anzeigesignals anzuzeigen.
Des Weiteren kann der Gangwahlschalter einen Haltesockel zum Halten des Gehäuses umfassen. Hierbei kann das Gehäuse als gebogener Handgriff mit einer Fingerauflagefläche zum Auflegen eines Fingers und, zusätzlich oder alternativ, einer Handauflagefläche zum Auflegen einer Handinnenfläche ausgebildet sein. Je nach Ausführungsform kann das Bedienfeld als Teil der Fingerauflagefläche oder der Handauflagefläche realisiert sein. Unter einem Haltesockel kann beispielsweise ein platten- oder sockeiförmiges Element zum Montieren des Gangwahlschalters im Kraftfahrzeug verstanden werden. Je nach Ausführungsform kann das Gehäuse an zumindest einer Stelle eine Biegung oder Krümmung aufweisen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine ergonomische Formgebung des Gangwahlschalters.
Hierbei können der Haltesockel und das Gehäuse einteilig ausgeführt sein. Dadurch können die Herstellungskosten des Gangwahlschalters reduziert werden. Zudem kann dadurch eine stabile Verbindung zwischen Haltesockel und Gehäuse geschaffen werden.
Zudem kann sich die Fingerauflagefläche zumindest teilweise um ein freies Ende des Gehäuses erstrecken. Beispielsweise kann sich die Fingerauflagefläche hierbei entlang einer Oberseite, einer Unterseite oder einer die Ober- und Unterseite miteinander verbindenden Seitenfläche des freien Endes erstrecken. Auch durch diese Ausführungsform kann die Ergonomie des Gangwahlschalters verbessert werden.
Es ist ferner von Vorteil, wenn das Bedienfeld in der Handauflagefläche benachbart zum Haltesockel angeordnet ist. Dadurch kann ein versehentliches Berühren des Bedienfelds durch einen Finger vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Gangwahlschalter zumindest ein weiteres piezoelektrisches Sensorelement zum Erfassen einer weiteren Betätigung aufweisen. Hierbei können das piezoelektrische Sensorelement und das weitere piezoelektrische Sensorelement an verschiedenen Orten am Gangwahlschalter angeordnet oder anordenbar sein. Durch diese Ausführungsform kann der Gangwahlschalter mit mehreren hublosen Tasten realisiert werden.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft schließlich ein Verfahren zum Erfassen einer Betätigung eines Gangwahlschalters gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen eines von dem piezoelektrischen Sensorelement bereitgestellten Sensorsignals; und
Auswerten des Sensorsignals, um die Betätigung zu erfassen.
Das Verfahren kann beispielsweise von einer vorangehend beschriebenen Steuereinheit ausgeführt werden.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Gangwahlschalter gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Gangwahlschalters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Gangwahlschalters gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen einer Betätigung eines Gangwahlschalters gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 100 mit einem Gangwahlschalter 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Gangwahlschalter dient zum Wählen einer Getriebestellung eines Getriebes des Kraftfahrzeugs 100 und umfasst ein piezoelektrisches Sensorelement 104, das ausgebildet ist, um eine Betätigung des Gangwahlschalters 102 zu erfassen. Dabei ist der Gangwahlschalter 102 ausgeformt, um durch eine Person, insbesondere einen Fahrer des Fahrzeugs 100, bedient zu werden. Beispielsweise ist das piezoelektrische Sensorelement 104 als Piezo-Drucksensor zum Erfassen einer durch einen Finger auf den Gangwahlschalter 102 ausgeübten Druckkraft realisiert.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Gangwahlschalters 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Gangwahlschalter 102 handelt es sich beispielsweise um einen anhand von Figur 1 beschriebenen Gangwahlschalter. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Gangwahlschalter 102 ein Gehäuse 200 auf, in dem das piezoelektrische Sensorelement 104 angeordnet ist. Das Gehäuse 200 ist mit einem Bedienfeld 202 zum Bedienen des Gangwahlschalters 102 durch eine Berührung mit einem Finger ausgeformt. Das piezoelektrische Sensorelement 104 ist innerhalb des Gehäuses 200 angrenzend an das Bedienfeld 202 angeordnet, um die Berührung des Bedienfelds 202 erfassen zu können. Ferner ist das piezoelektrische Sensorelement 104 ausgebildet, um ansprechend auf die Berührung ein die Berührung repräsentierendes Sensorsignal 204 bereitzustellen. Eine in den Gangwahlschalter 102 integrierte optionale Steuereinheit 206 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Sensorsignals 204 eine Wechselspannung 208 an das piezoelektrische Sensorelement 104 anzulegen. Mittels der Wechselspannung kann das piezoelektrische Sensorelement 104 in Vibration versetzt werden. Zum Bereitstellen der Wechselspannung 208 kann die Steuereinheit 206 mit einer geeigneten Energiequelle verbunden sein. Die Vibration des piezoelektrischen Sensorelements 104 vermittelt einem Bediener des Gangwahlschalters 102 somit ein haptisches und/oder akustisches Feedbacksignal.
Je nach Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 106 ausgebildet, um zusätzlich oder alternativ zu der Wechselspannung 208 in Abhängigkeit von dem Sensorsignal 204 ein Anzeigesignal 210 zum Anzeigen von Informationen über ein Anzeigefeld 212 oder ein akustisches Signal 214 zur Wiedergabe durch einen Lautsprecher 216 bereitzustellen. Das Anzeigefeld 212 und der Lautsprecher 216 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel in den Gangwahlschalter 102 integriert. Beispielsweise kann das Anzeigefeld 212 als Teil des Gehäuses 200 realisiert sein. Alternativ kann es sich bei dem Anzeigefeld 212 und dem Lautsprecher 216 auch um außerhalb des Gehäuses 200 angeordnete externe Einheiten handeln. So kann es sich bei dem Anzeigefeld 212 beispielsweise um ein Zentraldisplay oder Kombiinstrument im Kraftfahrzeug und bei dem Lautsprecher um einen Fahrzeuglautsprecher handeln.
Gemäß dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Gangwahlschalter 102 beispielhaft ein weiteres piezoelektrisches Sensorelement 218, das angrenzend an ein weiteres Bedienfeld 220 am Gehäuse 200 angeordnet ist und analog zum piezoelektrischen Sensorelement 104 ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Berührung des weiteren Bedienfelds 220 ein die Berührung des weiteren Bedienfelds 220 repräsentierendes weiteres Sensorsignal 222 bereitzustellen und an die Steuereinheit 206 zu senden. Entsprechend ist die Steuereinheit 206 ausgebildet, um unter Verwendung des weiteren Sensorsignals 222 eine weitere Wechselspannung 224 an das weitere piezoelektrische Sensorelement 218 anzulegen, um das weitere piezoelektrische Sensorelement 218 in Vibration, zum Zweck der Erzeugung eines haptischen und/oder akustischen Feedbacksignals, zu versetzen. Optional ist die Steuereinheit 206 ausgebildet, um das Anzeigesignal 210 oder das akustische Signal 214 oder beide Signale 210, 214 ferner unter Verwendung des weiteren Sensorsignals 222 bereitzustellen.
Beispielhaft sind die beiden Sensorelemente 104, 218 an unterschiedlichen Wandabschnitten einer Innenseite des Gehäuses 200 angeordnet.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Gangwahlschalters 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa eines Gangwahlschalters, wie er vorangehend anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Gangwahlschalter 102 mit einem Haltesockel 300 zum Halten des Gehäuses 200 realisiert. Das Gehäuse 200 ist als länglicher, fingerförmiger Handgriff mit einer leichten Krümmung realisiert. Hierbei ist ein Ende des Gehäuses 200 mit dem Haltesockel 300 verbunden. Beispielsweise sind das Gehäuse 200 und der Haltesockel 300 einteilig ausgeführt. Mittels des Haltesockels 300 kann der Gangwahlschalter 102 fest im Kraftfahrzeug verankert werden.
Eine von dem Haltesockel 300 abgewandte Oberseite des Gehäuses 200 fungiert als Handauflagefläche 302 zum Auflegen einer Handinnenfläche. Die Handauflagefläche 302 endet am Haltesockel 300. Ferner grenzt an die Handauflagefläche 302 eine Fingerauflagefläche 304 zum Auflegen eines Fingers an, die sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel größtenteils um ein freies Ende des Gehäuses 200 sowie entlang einer Längsseite des Gehäuses 200 erstreckt. Hierbei sind das Bedienfeld 202 und das Anzeigefeld 212 benachbart zueinander an der von dem Haltesockel 300 abgewandten Oberseite des Gehäuses 200 angeordnet, während das weitere Bedienfeld 220 unterhalb des Bedienfelds 202 und des Anzeigefelds 212 an einer an die Oberseite angrenzenden Seitenwand des Gehäuses 200 angeordnet ist. Bei dem Anzeigefeld 212 handelt es sich etwa um ein einteiliges Display mit Anzeigebereich.
Gemäß dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Gangwahlschalter 102 mit drei integrierten Piezo-Drucksensoren als Sensorelemente anstelle mechanischer Tasten, d. h. anstelle von Schaltern mit mechanischen Kontakten, realisiert. Hierzu weist die Handauflagefläche 302 ein zusätzliches Bedienfeld 306 auf, hier eine Umschalttaste zum Umschalten in einen manuellen Schaltmodus. Das zusätzliche Bedienfeld 306 kann analog zu den beiden Bedienfeldern 202, 220 mit einem zusätzlichen piezoelektrischen Sensorelement zum Erfassen einer Berührung des zusätzlichen Bedienfelds 306 gekoppelt sein. Das zusätzliche piezoelektrische Sensorelement kann beispielsweise an einer dem zusätzlichen Bedienfeld 306 gegenüberliegenden Innenwand des Gehäuses 200 angeordnet sein und ebenfalls mit der Steuereinheit des Gangwahlschalters 102 verbunden sein. Gemäß Figur 3 ist das zusätzliche Bedienfeld 306 benachbart zu einer an den Haltesockel 300 angrenzenden Unterkante des Gehäuses 200 angeordnet.
In dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die drei Bedienfelder 202, 220, 306 beispielhaft als tastenförmige Vertiefungen in einer Außenwand des Gehäuses 200 ausgeführt. Alternativ können die drei Bedienfelder auch als Erhebungen ausgeformt sein. Beispielsweise sind die beiden Bedienfelder 202, 220 als drucksensitive, hublose Tasten zur Betätigung durch einen Daumen oder einen Zeigefinger realisiert.
Optional erfolgt mittels der Steuereinheit beim Berühren eines der drei Bedienfelder ein akustisches oder haptisches Feedback.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Gangwahlschalter 102 als einzelnes Bauteil mit integrierten elektronischen Schaltelementen in Form der piezoelektrischen Sensorelemente realisiert.
Figur 4 zeigt ein Verfahren 400 zum Erfassen einer Betätigung eines Gangwahlschalters gemäß einem Ausführungsbeispiel. Beispielsweise kann das Verfahren 400 im Zusammenhang mit einem vorangehend anhand der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Gangwahlschalter durchgeführt werden, insbesondere etwa durch eine Steuereinheit, wie sie anhand von Figur 2 beschrieben ist. Bei dem Verfahren 400 wird in einem Schritt 410 das von dem piezoelektrischen Sensorelement bereitgestellte Sensorsignal eingelesen. In einem weiteren Schritt 420 wird das Sensorsignal ausgewertet, um die Betätigung des Gangwahlschalters zu erfassen. Gemäß einem optionalen Ausführungsbeispiel wird in einem Schritt 430 unter Verwendung des Sensorsignals eine Wechselspannung am Sensorelement erzeugt. Optional wird im Schritt 430 zusätzlich oder alternativ ein Anzeigesignal zum Anzeigen von Informationen oder ein akustisches Signal unter Verwendung des Sensorsignals erzeugt.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
Bezuqszeichen
100 Kraftfahrzeug
102 Gangwahlschalter
104 piezoelektrisches Sensorelement
200 Gehäuse
202 Bedienfeld
204 Sensorsignal
206 Steuereinheit
208 Wechselspannung
210 Anzeigesignal
212 Anzeigefeld
214 akustisches Signal
216 Lautsprecher
218 weiteres piezoelektrisches Sensorelement
220 weiteres Bedienfeld
222 weiteres Sensorsignal
224 weitere Wechselspannung
300 Haltesockel
302 Handauflagefläche
304 Fingerauflagefläche
306 zusätzliches Bedienfeld
400 Verfahren zum Erfassen einer Betätigung eines Gangwahlschalters
410 Schritt des Einlesens
420 Schritt des Auswertens
430 Schritt des Erzeugens

Claims

Patentansprüche
1 . Gangwahlschalter (102) für ein Kraftfahrzeug (100), wobei der Gangwahlschalter (102) folgendes Merkmal aufweist:
zumindest ein piezoelektrisches Sensorelement (104; 218) zum Erfassen einer Betätigung des Gangwahlschalters (102).
2. Gangwahlschalter (102) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Sensorelement (104; 218) ausgebildet ist, um eine Druckkraft als die Betätigung zu erfassen.
3. Gangwahlschalter (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (206), die ausgebildet ist, um unter Verwendung eines von dem piezoelektrischen Sensorelement (104; 218) bereitgestellten Sensorsignals (204, 222) eine Wechselspannung (208, 224) an das piezoelektrische Sensorelement (104; 218) anzulegen, um eine Vibration des piezoelektrischen Sensorelements (104; 218) zu bewirken, und/oder ein akustisches Signal (214) und/oder ein Anzeigesignal (210) zum Anzeigen von Informationen auszugeben.
4. Gangwahlschalter (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (200) zum Aufnehmen des piezoelektrischen Sensorelements (104; 218), wobei das Gehäuse (200) zumindest ein Bedienfeld (202, 220; 306) zum Bedienen des Gangwahlschalters (102) aufweist, wobei das piezoelektrische Sensorelement (104) im Bereich des Bedienfelds (202) angeordnet ist, um eine Berührung des Bedienfelds (202) als die Betätigung zu erfassen.
5. Gangwahlschalter (102) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (202, 220; 306) als Parktaste zum Wählen einer Parkstellung und/oder Entsperrtaste zum Entsperren des Gangwahlschalters (102) und/oder Umschalttaste zum Umschalten in einen manuellen Schaltmodus ausgeführt ist.
6. Gangwahlschalter (102) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (202, 220; 306) durch eine Vertiefung und/oder Erhebung im Gehäuse (200) realisiert ist.
7. Gangwahlschalter (102) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (202, 220; 306) eine Beschriftung und/oder Markierung aufweist.
8. Gangwahlschalter (102) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (202, 220; 306) als Daumentaste realisiert ist.
9. Gangwahlschalter (102) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (200) zumindest ein Anzeigefeld (212) zum Anzeigen von Informationen aufweist.
10. Gangwahlschalter (102) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch einen Haltesockel (300) zum Halten des Gehäuses (200), wobei das Gehäuse (200) als gebogener Handgriff mit einer Fingerauflagefläche (304) zum Auflegen eines Fingers und/oder einer Handauflagefläche (302) zum Auflegen einer Handinnenfläche ausgebildet ist, wobei das Bedienfeld (202, 220; 306) als Teil der Fingerauflagefläche (304) und/oder der Handauflagefläche (302) realisiert ist.
11. Gangwahlschalter (102) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltesockel (300) und das Gehäuse (200) einteilig ausgeführt sind.
12. Gangwahlschalter (102) gemäß Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fingerauflagefläche (304) zumindest teilweise um ein freies Ende des Gehäuses (200) erstreckt.
13. Gangwahlschalter (102) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (202, 220; 306) in der Handauflagefläche (302) benachbart zum Haltesockel (300) angeordnet ist.
14. Gangwahlschalter (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein weiteres piezoelektrisches Sensorelement (218) zum Erfassen einer weiteren Betätigung, wobei das piezoelektrische Sensorele- ment (104) und das weitere piezoelektrische Sensorelement (218) an verschiedenen Positionen am Gangwahlschalter (102) angeordnet oder anordenbar sind.
15. Verfahren (400) zum Erfassen einer Betätigung eines Gangwahlschalters (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren (400) folgende Schritte umfasst:
Einlesen (410) eines von dem piezoelektrischen Sensorelement (104; 218) bereitgestellten Sensorsignals (204, 222); und
Auswerten (420) des Sensorsignals (204, 222), um die Betätigung zu erfassen.
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