ES2628645T3 - Sistema de mando para vehículos basado en pantalla - Google Patents

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ES2628645T3
ES2628645T3 ES14766416.3T ES14766416T ES2628645T3 ES 2628645 T3 ES2628645 T3 ES 2628645T3 ES 14766416 T ES14766416 T ES 14766416T ES 2628645 T3 ES2628645 T3 ES 2628645T3
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ES
Spain
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housing
screen
rotating ring
control system
display
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ES14766416.3T
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English (en)
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Frank BLÄSING
Ralf Böbel
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Leopold Kostal GmbH and Co KG
Original Assignee
Leopold Kostal GmbH and Co KG
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Abstract

Sistema de mando para vehículos basado en pantalla con un dispositivo de mando que comprende al menos una pantalla (1) así como al menos un elemento de mando mecánico montado de manera que puede moverse girando con respecto a una carcasa estacionaria (2), estando dispuesto el elemento de mando mecánico de tal manera que se adentra parcialmente en el campo de visualización de la pantalla (1) y recubre a esta allí parcialmente, caracterizado por que el elemento de mando mecánico está realizado como anillo giratorio (3) que está encastrado en la carcasa (2) en una primera parte (3') de su perímetro en dirección axial y sobresale con una segunda parte (3") de su perímetro completamente de la carcasa (2) y se extiende con esta parte (3") al menos por secciones por encima de la superficie de la pantalla (1), de modo que la superficie de visualización de la pantalla (1) en el "interior" del anillo giratorio (3) puede utilizarse para fines de visualización y/o de mando.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla
La presente invencion se refiere a un sistema de mando para vetnculos basado en pantalla con un dispositivo de mando que comprende al menos una pantalla asf como al menos un elemento de mando mecanico montado de manera que puede moverse girando con respecto a una carcasa estacionaria, estando dispuesto el elemento de mando mecanico de tal manera que se adentra parcialmente en el campo de visualizacion de la pantalla y recubre a esta allf parcialmente.
Los sistemas de mando para vetnculos con una pantalla entre tanto estan muy extendidos en automoviles modernos. Sirven para el control del propio vetnculo y sus componentes, asf como para el control de aparatos adicionales como por ejemplo sistemas de navegacion, sistemas de entretenimiento multimedia o en general sistemas de asistencia al conductor en particular en relacion con aplicaciones de camara. Como elementos de entrada para el mando de estos aparatos se emplean por un lado pantallas tactiles sensibles al contacto por otro lado no obstante se emplean tambien perfectamente elementos de mando convencionales. En comparacion con el mando mediante pantallas tactiles los elementos de mando convencionales ofrecen la ventaja en particular de posibilitar con un diseno correspondiente tambien una reaccion haptica relacionada con el mando realizado.
El documento DE 10 2008 041 649 A1 muestra un sistema de mando para vetnculos basado en pantalla segun el preambulo de la reivindicacion 1. Este sistema de mando para vetnculos esta provisto con una pantalla que para formar una interfaz de entrada puede estar realizada tambien como pantalla tactil sensible al contacto. Como elementos de mando mecanicos en este sistema estan previstos botones giratorios que estan dispuestos de tal manera que se adentran parcialmente en el campo de visualizacion de la pantalla y recubren a esta allf parcialmente.
La presente invencion muestra una realizacion concreta de un elemento de mando mecanico adecuado y su asignacion a la pantalla. La realizacion de acuerdo con la invencion garantiza un apoyo estable del elemento de mando cuando la superficie de visualizacion de la pantalla util esta cubierta solo de manera reducida.
Esto se consigue segun la invencion por que el elemento de mando mecanico esta realizado como anillo giratorio que esta encastrado en una primera parte de su penmetro en direccion axial en la carcasa, y sobresale con una segunda parte de su penmetro completamente de la carcasa y se extiende con esta parte al menos por secciones por encima de la superficie de la pantalla de modo que la superficie de visualizacion de la pantalla en el “interior” del anillo giratorio puede utilizarse para fines de visualizacion y/o de mando.
En una forma de realizacion preferida del sistema de mando para vetnculos de acuerdo con la invencion en el anillo giratorio esta alojada una disposicion de imanes permanentes, que configura varios polos magneticos, que coopera con medios de generacion de campos magneticos dispuestos en la carcasa para formar un dispositivo de retencion.
Se produce una estructura especialmente sencilla y robusta cuando los medios de generacion de campos magneticos dispuestos en la carcasa estan formados igualmente por una disposicion de imanes permanentes que configura varios polos magneticos, que estan dispuestos preferiblemente en la carcasa con la misma distancia de cuadncula, en el mismo radio de cfrculo y en la misma orientacion longitudinal y polaridad que los imanes permanentes en el anillo giratorio.
En un perfeccionamiento de esta forma de realizacion preferida esta previsto que la disposicion de imanes permanentes en el anillo giratorio coopere ademas de con al menos un sensor de campo magnetico dispuesto en la carcasa para la generacion de una senal de salida.
Un ejemplo de realizacion de la invencion esta representado en el dibujo y se explica con mas detalle a continuacion mediante el dibujo.
Muestran
la figura 1 una vista de un dispositivo de mando del sistema de mando para vetnculos de acuerdo con la
invencion
la figura 2
una representacion esquematica de la integracion del dispositivo de mando de la figura 1 en una consola central de un vetnculo
la figura 3 una vista parcialmente seccionada del anillo giratorio y de su cojinete en la carcasa, asf como las
disposiciones de imanes respectivas
la figura 4 las disposiciones de imanes de la figura 3 incluyendo los sensores Hall ocultos en las mismas
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La figura 1 muestra una forma de realizacion de un dispositivo de mando del sistema de mando para vehnculos basado en pantalla de acuerdo con la invencion. La carcasa 2 del dispositivo de mando presenta una depresion 6 que es componente de un dispositivo de alojamiento 7 para un aparato movil 8 con una pantalla. El aparato movil 8 por ejemplo tal como esta representado, es un telefono inteligente, con una pantalla tactil sensible al contacto. El dispositivo de alojamiento 7 comprende en este caso una bandeja para almacenamiento realizada como parte intercambiable de la carcasa 2, que configura la depresion 6. Para el empleo de diferentes aparatos moviles 8 pueden emplearse dispositivos de alojamiento 7 adaptados electrica y mecanicamente a estos en cada caso. La pantalla 1 que forma un componente funcional del dispositivo de mando del sistema de mando para vehnculos de acuerdo con la invencion es en este caso ffsicamente un componente del aparato movil 8. El aparato movil 8 esta conectado con el dispositivo de mando mediante una interfaz de comunicacion de datos no representada en este caso. Esta interfaz puede estar realizada por ejemplo como conexion de enchufe, sin embargo preferiblemente la conexion se realiza inalambricamente por ejemplo mediante WLAN o Bluetooth. Ademas el aparato movil 8 esta conectado con el dispositivo de mando mediante una interfaz de transferencia de energfa asimismo preferiblemente inalambrica a traves de la cual puede cargarse inductivamente la batena interna del aparato movil 8.
La carcasa 2 del dispositivo de mando, tal como esta representada en la figura 2 esquematicamente es parte de la seccion esencialmente horizontal de la consola central del vehnculo. La pantalla 1 del aparato movil 8 sirve concretamente en el concepto representado en este caso en primera lmea aprovechando su funcion tactil como interfaz de entrada del dispositivo de mando, utilizandose igualmente tambien en particular posibilidades de representacion de la pantalla 1 que asisten esta funcion. Para la representacion principal de los contenidos que se refieren a las funciones de aparato de vehnculo o adicionales controladas existe una pantalla 9 adicional, por regla general mayor en la parte superior, esencialmente perpendicular de la consola central del vefnculo.
Adicionalmente a la funcion tactil de la pantalla 1 del aparato movil 8 como interfaz de entrada el dispositivo de mando comprende un elemento de mando mecanico montado de manera que puede moverse girando con respecto a la carcasa 2. Este elemento de mando mecanico esta realizado como anillo giratorio 3 que esta dispuesto en la carcasa 2 de manera que se adentra parcialmente en el campo de visualizacion de la pantalla 1. El anillo giratorio 3 esta encastrado para ello en una primera parte 3' de su penmetro que constituye aproximadamente tres cuartos de drculo, en direccion axial en la carcasa 2. El anillo giratorio 3 esta provisto en su extremo inferior con reborde 3* que indica radialmente hacia dentro que en cooperacion con una ranura correspondiente 2* en la carcasa 2 forma un cojinete de deslizamiento. Con una segunda parte 3" de su penmetro, es decir el cuarto de circulo aproximado restante el anillo giratorio 3 sobresale completamente de la carcasa 2. Con esta parte 3" de su penmetro el anillo giratorio 3 se extiende en la zona de la depresion 6, que es componente del dispositivo de alojamiento 7 para el aparato movil 8 y con ello tambien al menos por secciones por encima de la superficie de la pantalla 1 del aparato 8 insertado en la misma. La denominacion empleada en este caso de las partes 3' y 3" del penmetro del anillo giratorio 3 que estan encastradas en la carcasa 2 o sobresalen completamente de esta ha de entenderse naturalmente de manera dinamica dado que estas cambian continuamente durante el giro de las mismas. Mediante la configuracion del elemento de mando como anillo giratorio 3 y no como boton giratorio se oculta una parte de la superficie de visualizacion de la pantalla 1, produciendose en particular mediante la utilizacion de la superficie de visualizacion en el “interior” del anillo giratorio posibilidades de representacion y de mando interesantes. De esta manera puede preverse aproximadamente una tecla de accionamiento como funcion tactil en la pantalla casi en el centro del anillo giratorio.
Para generar una retencion mecanica y con ello una reaccion haptica en el accionamiento del anillo giratorio 3 existen medios para la generacion de campos magneticos que cooperan entre sf en el anillo giratorio 3 y en el dispositivo de alojamiento 7. En la forma de realizacion representada en este caso tal como puede verse por la figura 3 y 4, en el anillo giratorio 3 estan dispuestos imanes permanentes 4 distribuidos por el penmetro del mismo a una distancia de las distancias de retencion deseadas. Estos imanes permanentes 4 estan realizados como imanes de barra que estan orientados con sus ejes longitudinales axialmente, es decir en paralelo al eje de giro del anillo giratorio 3 y estan orientados todos con la misma direccion de magnetizacion - en este caso con sus polos sur indicando hacia abajo. Los medios de generacion de campos magneticos previstos en cooperacion con estos imanes 4 para generar la retencion deseada, existentes en el lado de carcasa como parte del dispositivo de alojamiento 7 estan realizados igualmente en este caso como imanes permanentes 5 en forma de barra. Estos estan dispuestos en la realizacion en la carcasa 2 mostrada en este caso con la misma distancia de cuadncula, en el mismo radio de cfrculo y en la misma orientacion longitudinal y polaridad que los que estan dispuestos en el anillo giratorio 3 de modo que, en una posicion de retencion, es decir en un estado de equilibrio estable, estan enfrentados en cada caso un polo sur de un iman 4 en el anillo giratorio 3 y un polo norte de un iman 5 en el dispositivo de alojamiento 7. Las fuerzas de atraccion entre estos imanes 4, 5 provocan la fuerza de retencion. Basicamente sena suficiente uno solo de los imanes 5 en el dispositivo de alojamiento 7 para generar una retencion semejante. A traves del numero real de los imanes 5 insertados en el dispositivo de alojamiento 7 su tamano e intensidad asf como su distancia axial respecto a los imanes 4 del anillo giratorio 3 puede ajustarse la intensidad de la fuerza de retencion. Los imanes 5 en el dispositivo de alojamiento 7 pueden disponerse tambien en un radio de circulo mayor o menor que los dispuestos en el anillo giratorio 3, por lo cual se da un parametro adicional para modificar la intensidad y el curso de la fuerza de retencion.
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Naturalmente tanto en el anillo giratorio 3 como en el dispositivo de alojamiento 7 pueden emplearse tambien otras formas de imanes permanentes alternativas a los imanes de barra representados 4, 5. En particular a este respecto puede pensarse en la utilizacion de imanes que se magnetizan de acuerdo con un patron deseado. En el lado de la carcasa 2 no obstante tambien puede emplearse una disposicion de electroimanes construidos por ejemplo a partir de bobinas y piezas de polo cuya intensidad de campo magnetico puede variarse mediante modificacion de la corriente de bobina.
En la disposicion de los imanes de barra 4, 5 mostrada en la representacion en la posicion intermedia entre dos posiciones de retencion se produce una posicion de equilibrio inestable en la que podna permanecer el anillo giratorio 3. Para evitar esto se emplea al menos iman 10 adicional con polaridad opuesta exactamente entre dos de los imanes 5 en el lado de la carcasa. Tambien imanes 10 orientados opuestos a estos estan presentes en la forma de realizacion mostrada. Estos, adicionalmente, mediante la fuerza repulsiva efectiva en la posicion intermedia del anillo giratorio 3 entre dos posiciones de retencion provocan un ligero movimiento de elevacion del anillo giratorio 3 dentro de su cojinete, lo que puede aprovecharse para un ajuste fino adicional de la haptica.
Uno o varios de los imanes 10 adicionales con polaridad opuesta en el dispositivo de alojamiento 7 en oposicion al resto de imanes 5 en el dispositivo de alojamiento 7 asf como los imanes 4 en el anillo giratorio 3, que estan fijados en union material o en arrastre de forma en cada caso en su alojamiento, esta/estan alojados en camaras ligeramente exageradas, que permiten un movimiento en direccion axial. Mediante las variaciones del campo que domina en el emplazamiento de estos imanes 10 que aparecen durante el giro del anillo giratorio 3, estos se mueven arriba y abajo en sus camaras y al hacer tope con las paredes de limitacion axiales de sus camaras generan un ruido de clic que se percibe por el usuario como reaccion acustica adicional de la retencion.
En el dispositivo de alojamiento 7 en un espacio intermedio mayor de la disposicion de imanes estan colocados dos sensores de campo magnetico 11, 12 configurados en particular como sensores Hall para la deteccion de los campos magneticos de los imanes 4 del anillo giratorio 3. Esto se representa en la figura 4, no mostrandose las partes de carcasa, sino solamente las disposiciones de los imanes 4, 5 y los sensores de campo magnetico 11, 12. La distancia angular de ambos sensores de campo magnetico 11, 12 entre sf es menor que la distancia angular de dos de los imanes 4 del anillo giratorio 3, preferiblemente aproximadamente la mitad de esta distancia. Las variaciones provocadas por el movimiento de giro del anillo giratorio 3 de las intensidades de campo magnetico que dominan en el emplazamiento de los sensores de campo magnetico 11, 12 se miden a traves de estos y son empleadas por un sistema electronico conectado aguas abajo para determina el sentido de giro, la velocidad de giro y derivado de ello del angulo de giro del anillo giratorio 3. Las informaciones obtenidas de esta manera forman las informaciones de entrada para el dispositivo de mando. El sentido de giro, la velocidad de giro y el angulo de giro del anillo giratorio 3 pueden determinarse alternativamente a esto mediante pantallas casi tactiles de la siguiente generacion que funcionan de manera optica o capacitiva sin contacto tambien directamente mediante estas por medio de una estructuracion del anillo giratorio 3 que puede registrarse por la tecnologfa empleada.
El cojinete mostrado en la figura 3 del anillo giratorio 3 puede estar alojado en la carcasa 2 misma en un cojinete adicional de manera que puede realizarse un movimiento de basculacion con un angulo de basculacion muy pequeno. Al aprovechar un movimiento de basculacion semejante para el accionamiento de elementos de conexion asociados para el accionamiento o la generacion de senales correspondientes a traves de la pantalla puede preverse por tanto una entrada de mando adicional mediante la presion sobre el anillo giratorio 3.

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla con un dispositivo de mando que comprende al menos una pantalla (1) asf como al menos un elemento de mando mecanico montado de manera que puede moverse girando con respecto a una carcasa estacionaria (2), estando dispuesto el elemento de mando mecanico de tal manera que se adentra parcialmente en el campo de visualizacion de la pantalla (1) y recubre a esta allf parcialmente, caracterizado por que el elemento de mando mecanico esta realizado como anillo giratorio (3) que esta encastrado en la carcasa (2) en una primera parte (3') de su penmetro en direccion axial y sobresale con una segunda parte (3") de su penmetro completamente de la carcasa (2) y se extiende con esta parte (3") al menos por secciones por encima de la superficie de la pantalla (1), de modo que la superficie de visualizacion de la pantalla (1) en el “interior” del anillo giratorio (3) puede utilizarse para fines de visualizacion y/o de mando.
  2. 2. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que en el anillo giratorio (3) y en la carcasa (2) estan presentes en cada caso medios para la generacion de campos magneticos que interaction entre sf para formar un dispositivo de retencion.
  3. 3. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que en el anillo giratorio (3) esta alojada una estructura magnetica permanente que configura varios polos magneticos que coopera con medios de generacion de campos magneticos dispuestos en la carcasa (2) para formar un dispositivo de retencion.
  4. 4. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que en el anillo giratorio (3) esta alojada una disposicion de imanes permanentes (4) que configura varios polos magneticos que coopera con medios de generacion de campos magneticos dispuestos en la carcasa (2) para formar un dispositivo de retencion.
  5. 5. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla de acuerdo con la reivindicacion 3 o 4, caracterizado por que los medios de generacion de campos magneticos dispuestos en la carcasa (2) estan formados por una disposicion de imanes permanentes (5) que configura varios polos magneticos.
  6. 6. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizado por que los imanes permanentes (5) estan dispuestos en la carcasa (2) con la misma distancia de cuadncula, en el mismo radio de cfrculo y en la misma orientacion longitudinal y polaridad que los imanes permanentes (5) en el anillo giratorio (3).
  7. 7. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado por que los medios para la generacion de campos magneticos presentes en el anillo giratorio (3) cooperan con al menos un sensor de campo magnetico (11, 12) dispuesto en la carcasa (2) para la generacion de una senal de salida.
  8. 8. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la al menos una pantalla (1) es componente de un aparato movil (8) que esta alojado en un dispositivo de alojamiento (7) de la carcasa (2).
  9. 9. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado por que el aparato movil (8) esta conectado con el dispositivo de mando a traves de una interfaz de comunicacion de datos inalambrica.
  10. 10. Sistema de mando para vetnculos basado en pantalla de acuerdo con la reivindicacion 8 o 9, caracterizado por que el aparato movil (8) esta conectado con el dispositivo de mando a traves de una interfaz de transferencia de energfa inalambrica.
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