WO2016074754A1 - Eingabevorrichtung für einen kraftwagen, kraftwagen mit einer eingabevorrichtung und verfahren zum betreiben einer eingabevorrichtung - Google Patents

Eingabevorrichtung für einen kraftwagen, kraftwagen mit einer eingabevorrichtung und verfahren zum betreiben einer eingabevorrichtung Download PDF

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WO2016074754A1
WO2016074754A1 PCT/EP2015/001976 EP2015001976W WO2016074754A1 WO 2016074754 A1 WO2016074754 A1 WO 2016074754A1 EP 2015001976 W EP2015001976 W EP 2015001976W WO 2016074754 A1 WO2016074754 A1 WO 2016074754A1
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WO
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sensor
input device
control
operating
motor vehicle
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PCT/EP2015/001976
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Inventor
Michael Wachinger
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Audi Ag
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Arrangement of adaptations of instruments
    • B60K35/10—
    • B60K2360/1446—

Definitions

  • Input device for a motor vehicle, motor vehicle with an input device and method for operating an input device
  • the invention relates to an input device for a motor vehicle, a motor vehicle with an input device and a method for operating an input device of a motor vehicle.
  • motor vehicles increasingly touch-sensitive controls are used by means of which various functions of a motor vehicle can be controlled or operated.
  • Such operating parts are designed, for example, in the form of elongate and planar sensor strips which have a plurality of symbols for different controllable vehicle functions.
  • One of the challenges of such keypads is to determine which vehicle functions should be selected and controlled in response to a corresponding actuation of such a keypad.
  • US 2010 253645 A1 shows an input means with a capacitive force sensor and a method for operating the input means.
  • US 2002 149571 A1 shows a method and a device for force-based touch-sensitive input. An operation of the device is detected by measuring a change in capacitance when two electrode assemblies approach each other.
  • US 2010 321335 A1 shows an electronic device with a touch-sensitive control surface. In this case, a distance between a deformable surface and a surface provided with electrodes is detected. It is the object of the present invention to provide a solution by means of which an operation of a control panel surface of a control panel can be evaluated in a simplified manner.
  • the input device comprises a control device which is designed to determine a deflection of the operating part on the basis of the detected distance between the first and second sensor part and to determine an actuating force, with which the operating part surface is acted upon, in dependence on the determined deflection.
  • control panel which may be formed, for example, metal, plastic, wood or the like to determine a corresponding actuation force, which a vehicle occupant, for example, with his forefinger on the Operating part for selecting a corresponding vehicle function exercises.
  • the deflection of the control panel is detected electronically and based on the operating force determined.
  • the control panel When exercising the operating force by a vehicle occupant on the control panel, the control panel is partially deformed or bent. As a result, the distance between the first sensor part and the second sensor part changes. Based on this detected change in distance between the first sensor part and the second sensor part, the control device can determine the deflection of the control panel and determine the actuation force in dependence thereon.
  • the said bending of the operating part and thus also the actuating force can be determined in a particularly simple manner.
  • the input device has a particularly simple structure and can therefore also be produced particularly inexpensively.
  • the control device is designed to control a function of the motor vehicle associated with the operating part as a function of the determined actuating force.
  • the control panel can thus serve, for example, as a kind of multi-stage switch for a specific function of the motor vehicle, wherein depending on a just determined actuating force, a corresponding function triggering can take place.
  • the control panel can be used to control an electronic stability control of the motor vehicle. If a vehicle occupant actuates the control unit, for example, with a first pressure or with a first actuating force, it may be provided, for example, that the electronic stability control is set from a standard setting to a sports setting in which the electronic stability control only intervenes later.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the input device has further sensors, which each have a first sensor part and a second sensor part, which are arranged opposite one another, wherein the respective first sensor part on the control unit underside and the respective second sensor part arranged on the carrier part top wherein the sensors are adapted to detect a distance between their respective sensor parts, and wherein the control unit Direction is designed to determine based on the detected distances between the first and second sensor parts, the deflection of the control panel and to determine depending on the determined deflection an actuating position at which the control panel surface is touched.
  • the actuation position at which the control element surface is just touching and the actuation force is applied.
  • the operating part has a plurality of functional fields, for example as a switch strip or the like, so that the different function fields or different functions of the motor vehicle assigned to the function fields can be selected and controlled by means of the operating part as a function of the detected actuating position.
  • the control panel surface for a plurality of respective functions of the motor vehicle characterizing symbols, wherein the control device is adapted to select one of the respective functions in dependence on the determined operating position and to control.
  • the input device comprises as many sensors as the control panel surface has symbols. Below the respective symbols, one of the sensors is preferably arranged with its two sensor parts. As a result, the respective actuation position, which can be assigned to one of the symbols, can be determined in a particularly simple and reliable manner.
  • the control device is designed to control the respective selected function also depending on the determined operating force accordingly.
  • a plurality of different vehicle functions depending on the determined operating force stepped, so different, are controlled.
  • the input device has a memory unit in which a characteristic field is stored which characterizes the deflection of the operating part as a function of the respective actuating forces and / or actuation positions, wherein the control device is designed to be under Using the determined deflection and the map to determine the appropriate operating position and / or operating force.
  • Such a characteristic map can be created, for example, by carrying out corresponding test series by applying the respective control unit to predetermined positions at predetermined positions and thereby measuring the deflection of the operating part and assigning it to the corresponding values for the actuating forces and actuating positions.
  • a function it is also possible for a function to be stored in the memory unit, by means of which, taking into account the bending stiffness, the material properties and the geometry of the control unit, respective actuating positions and / or actuating forces can be determined as a function of respective values for the detected deflections of the control panel. Both by means of the map and by means of the function, it is thus possible in a simple and reliable manner to determine respective actuation positions and / or actuation forces as a function of the determined deflection.
  • the carrier plate is a printed circuit board.
  • the sensors can thus be connected in a simple manner to the printed circuit board for further signal processing.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the sensor or the further sensors are resistive, capacitive or inductive sensors. Alternatively, it is also possible that the sensors are designed as strain gauges.
  • the motor vehicle according to the invention comprises the input device according to the invention or an advantageous embodiment of the input device according to the invention.
  • the method according to the invention for operating an input device of a motor vehicle comprises the following steps: - Detecting a distance between at least a first and second sensor part of a sensor, which are arranged opposite to each other, wherein the first sensor part is disposed on a remote from a control panel surface of the control panel control panel underside of the control panel and the second sensor part on one of the control panel underside facing carrier top part of the support member;
  • the drawing shows in the single figure a schematic side view of an input device for a motor vehicle, which comprises an operating part and a support part arranged under the operating part.
  • An input device designated overall by 10, comprises a control element 12 and a support part 14 arranged below the control part 12.
  • the support part 14 is designed as a printed circuit board.
  • the control unit 12 is in the form of a strip, for example in the form of a switch panel.
  • the control unit 12 may be formed for example of metal, plastic, wood or the like.
  • the preferably strip-like trained operating part 12 is preferably in the range of a center console or dashboard of the motor vehicle 10th arranged, but can be arranged substantially anywhere in the vehicle interior.
  • this comprises a plurality of sensors 16 which each have a first sensor part 18 and a second sensor part 20, which are arranged in pairs opposite one another.
  • the first sensor parts 18 are arranged on a remote from a control panel surface 22 of the control panel 12 control part bottom 24 of the control panel 12.
  • the second sensor parts 20 are arranged on a carrier sub-top 24 facing the carrier part top 26 of the support member 12.
  • the respective sensors 16 are designed to detect or measure respective distances A between the first and second sensor parts 18, 20.
  • the sensors 16 may be designed, for example, as resistive, capacitive or inductive sensors. Alternatively, it is also possible that the sensors 16 are formed as strain gauges.
  • the input device 10 further comprises a control device, not shown here, which is designed to determine a deflection of the operating part 12 on the basis of the detected distances A between the first and second sensor parts 18, 20 and an actuating force F, depending on the determined deflection which is the control panel surface 22 is acted upon, and an actuating position P, at which the control panel surface 22 is acted upon, for example, with an index finger 28 of a vehicle occupant with the actuating force F to determine.
  • a control device not shown here, which is designed to determine a deflection of the operating part 12 on the basis of the detected distances A between the first and second sensor parts 18, 20 and an actuating force F, depending on the determined deflection which is the control panel surface 22 is acted upon, and an actuating position P, at which the control panel surface 22 is acted upon, for example, with an index finger 28 of a vehicle occupant with the actuating force F to determine.
  • the input device 10 has only one of the sensors 16 with correspondingly only a first and a second sensor part 18, 20.
  • the control device is at least adapted to determine based on the detected distance A between the single two sensor parts 18, 20 also a deflection of the control panel 12 and depending on the determined deflection at least the actuating force F, with which the control panel surface 22 is acted upon , to investigate.
  • the control device is at least configured to control a function of the motor vehicle assigned to the operating part 12 as a function of the determined actuating force. A specific vehicle function, which in Different stages can be activated or deactivated, can thus be controlled according to the determined operating force F accordingly.
  • the heating level of a seat heating of the motor vehicle can be controlled.
  • a different level of heating the seat heating is set.
  • the embodiment of the input device 10 shown in the single FIGURE determine, in addition to the actuation force F, the corresponding actuation position P at which the operating part surface 22 is touched by the plurality of sensors 16 as a function of the deflection ,
  • the control panel surface 22 preferably comprises a plurality, the respective functions of the motor vehicle characterizing, not shown here symbols.
  • the control device is designed to select and control one of the respective functions as a function of the determined actuation position P.
  • the input device 10 includes as many of the sensors 16 as the keypad surface has symbols. In the present case, this means that in the embodiment shown here on the control panel surface 22, seven symbols, which characterize respective functions of the motor vehicle, are arranged on the control panel surface 22 above the respective first sensors 18.
  • it can be determined in a particularly simple manner at which contact position P a vehicle occupant exerts the actuating force F with his index finger 28, and thus the actuating position P can be assigned to the respective symbols provided on the control panel surface 22 in a particularly simple manner.
  • control device can also be designed to additionally control the respective selected function accordingly as a function of the ascertained actuating force F, ie to actuate different vehicle functions, which are assigned to the respective symbols, in different steps in the already explained manner.
  • the input device 10 has a memory unit, not shown here, in which a map is stored, which characterizes the deflection of the control panel 12 in response to respective actuation forces F and actuation positions P, wherein the control means is adapted to, using the determined deflection and the map to determine the corresponding actuation position P and actuation force F.
  • Such a map can be determined, for example, by appropriate tests by the control unit 12 applied with predetermined different forces at each predetermined positions and thereby resulting deflections of the control panel 12 are measured and stored.
  • a function it is also possible for a function to be stored in the said storage unit, by means of which, taking into account the bending stiffness, the material properties and the geometry of the operating part 12, respective actuation positions P and actuation forces F can be determined as a function of respective values for the detected deflections of the operating part 12 are.
  • actuating forces F with which the control panel surface 12 is touched, for example, with an index finger 28 of a vehicle occupant, and to control corresponding functions of the motor vehicle in question in response to the determined operating force F.
  • the actuating position P at which the control panel surface 22 is touched can be determined.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einem Bedienteil (12) und einem unter dem Bedienteil (12) angeordneten Trägerteil; zumindest einem Sensor (16), welcher ein erstes Sensorteil (18) und ein zweites Sensorteil (20) aufweist, die gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei das erste Sensorteil (18) an einer von einer Bedienteiloberfläche (22) des Bedienteils (12) abgewandten Bedienteilunterseite (24) des Bedienteils (12) und das zweite Sensorteil (20) an einer der Bedienteilunterseite (24) zugewandten Trägerteiloberseite (26) des Trägerteils (14) angeordnet ist, wobei der Sensor (16) dazu ausgebildet ist, einen Abstand (A) zwischen seinen Sensorteilen (18, 20) zu erfassen; einer Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand des erfassten Abstands (A) zwischen dem ersten und zweiten Sensorteil (18, 20) eine Durchbiegung des Bedienteils (12) zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung eine Betätigungskraft (F), mit welcher die Bedienteiloberfläche (22) beaufschlagt wird, zu ermitteln. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung (10) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung (10) eines Kraftwagens.

Description

Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen, Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen, einen Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Kraftwagens. In Kraftwagen werden zunehmend berührungssensitive Bedienteile eingesetzt, mittels welchen vielfältige Funktionen eines Kraftwagens angesteuert beziehungsweise bedient werden können. Derartige Bedienteile sind beispielsweise in Form von länglichen und flächigen Sensorleisten ausgebildet, welche eine Vielzahl von Symbolen für unterschiedliche ansteuerbare Fahr- zeugfunktionen aufweisen. Eine Herausforderung bei derartigen Bedienteilen besteht unter anderem darin, zu bestimmen, welche Fahrzeugfunktionen in Abhängigkeit von einer entsprechenden Betätigung eines derartigen Bedienteils ausgewählt und angesteuert werden sollen. Die US 2010 253645 A1 zeigt ein Eingabemittel mit einem kapazitiven Kraftsensor und ein Verfahren zum Betreiben des Eingabemittels. Dabei wird ein Abstand zwischen einer Leiterplatte mit einer ersten und einer zweiten Sensoranordnung erfasst. Die US 2002 149571 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kraftbasierten berührungssensitiven Eingabe. Eine Bedienung der Vorrichtung wird dadurch erfasst, dass eine Änderung einer Kapazität bei einer Annäherung zweier Elektrodenanordnungen gemessen wird. Die US 2010 321335 A1 zeigt ein elektronisches Gerät mit einer berührungssensitiven Bedienfläche. Dabei wird ein Abstand zwischen einer verformbaren Oberfläche und einer mit Elektroden versehenen Fläche erfasst. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher auf vereinfachte Weise eine Betätigung eine Bedienteiloberfläche eines Bedienteils ausgewertet werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen, einen Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen umfasst ein Bedienteil und ein unter dem Bedienteil angeordnetes Trägerteil. Des Weiteren weist die Eingabevorrichtung zumindest einen Sensor auf, welcher ein erstes Sensorteil und ein zweites Sensorteil aufweist, die gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei das erste Sensorteil an einer von einer Bedienteiloberfläche des Bedienteils abgewandten Bedienteilunterseite des Bedienteils und das zweite Sensorteil an einer der Bedienteilunterseite zugewandten Trägerteiloberseite des Trägerteils angeordnet ist, wobei der Sensor dazu ausgebildet ist, einen Abstand zwischen seinen Sensorteilen zu erfassen. Ferner umfasst die Eingabevorrichtung eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand des erfassten Abstands zwischen dem ersten und zweiten Sensorteil eine Durchbiegung des Bedienteils zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung eine Betätigungs- kraft, mit welcher die Bedienteiloberfläche beaufschlagt wird, zu ermitteln.
Mit anderen Worten wird mit der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung eine Möglichkeit bereitgestellt, anhand einer erfassten Durchbiegung des Bedienteils, welches beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Holz oder der- gleichen ausgebildet sein kann, eine entsprechende Betätigungskraft zu ermitteln, welche ein Fahrzeuginsasse beispielsweise mit seinem Zeigefinger auf das Bedienteil zum Auswählen einer entsprechenden Fahrzeugfunktion ausübt. Dabei wird die Durchbiegung des Bedienteils elektronisch erfasst und basierend darauf die Betätigungskraft ermittelt.
Beim Ausüben der Betätigungskraft durch einen Fahrzeuginsassen auf das Bedienteil wird das Bedienteil partiell verformt beziehungsweise durchgebogen. Dadurch ändert sich der Abstand zwischen dem ersten Sensorteil und dem zweiten Sensorteil. Auf Basis dieser erfassten Änderung des Abstands zwischen dem ersten Sensorteil und dem zweiten Sensorteil kann die Steuereinrichtung die Durchbiegung des Bedienteils ermitteln und in Abhängigkeit davon die Betätigungskraft ermitteln. Durch die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung kann auf besonders einfache Weise die besagte Durchbiegung des Bedienteils und somit auch die Betätigungskraft ermittelt werden. Die Eingabevorrichtung weist dabei einen besonders einfachen Aufbau auf und kann somit auch besonders kostengünstig hergestellt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine dem Bedienteil zugeordnete Funktion des Kraftwagens in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft anzusteuern. Das Bedienteil kann somit beispielsweise als eine Art mehrstufiger Schalter für eine bestimmte Funktion des Kraftwagens dienen, wobei in Abhängigkeit von einer gerade ermittelten Betätigungskraft eine entsprechende Funktionsauslösung erfolgen kann. Beispielsweise kann das Bedienteil dazu dienen, eine elektronische Stabilitätskontrolle des Kraftwagens anzusteuern. Betätigt ein Fahrzeuginsasse das Bedienteil beispielswei- se mit einem ersten Druck beziehungsweise mit einer ersten Betätigungskraft, so kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die elektronische Stabilitätskontrolle von einer Standardeinstellung auf eine Sporteinstellung eingestellt wird, bei welcher die elektronische Stabilitätskontrolle erst später eingreift. Sollte der Fahrzeuginsasse das Bedienteil beispielsweise mit einem zweiten Kraftwert, also mit einer zweiten Betätigungskraft bedienen, welche größer als die erste vorgegebene Kraft ist, kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass dadurch die elektronische Stabilitätskontrolle des Kraftwagens vollständig deaktiviert wird. Durch die Eingabevorrichtung kann also eine Lösung bereitgestellt werden, mittels welcher unterschiedlichste Fahr- zeugfunktionen in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft mehrstufig betätigt werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Eingabevorrichtung weitere Sensoren aufweist, welche jeweils ein erstes Sensorteil und ein zweites Sensorteil aufweisen, die gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei das jeweils erste Sensorteil an der Bedienteilunterseite und das jeweils zweite Sensorteil an der Trägerteiloberseite angeordnet ist, wobei die Sensoren dazu ausgebildet sind, einen Abstand zwischen ihren jeweiligen Sensorteilen zu erfassen, und wobei die Steuerein- richtung dazu ausgebildet ist, anhand der erfassten Abstände zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen die Durchbiegung des Bedienteils zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung eine Betätigungsposition, an welcher die Bedienteiloberfläche berührt wird, zu ermitteln. Ne- ben der reinen Ermittlung der Betätigungskraft ist es also vorzugsweise durch den entsprechenden Aufbau der Eingabevorrichtung auch möglich, diejenige Betätigungsposition, an welcher die Bedienteiloberfläche gerade berührt und mit der Betätigungskraft beaufschlagt wird, zu ermitteln. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Bedienteil mehrere Funktionsfelder aufweist, beispielsweise als Schalterleiste oder dergleichen ausgebildet ist, so dass in Abhängigkeit von der erfassten Betätigungsposition die unterschiedlichen Funktionsfelder beziehungsweise unterschiedliche, den Funktionsfeldern zugeordnete Funktionen des Kraftwagens mittels des Bedienteils ausgewählt und angesteuert werden können.
Vorzugsweise weist die Bedienteiloberfläche dafür mehrere, jeweilige Funktionen des Kraftwagens kennzeichnende Symbole auf, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine der jeweiligen Funktionen in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungsposition auszuwählen und anzusteuern. Da- durch kann ein Fahrzeuginsasse auf einfache Weise erkennen, an welcher Stelle er die Bedienteiloberfläche betätigen muss, um die jeweils durch die entsprechend vorgesehenen Symbole gekennzeichneten Funktionen des Kraftwagens auszuwählen und anzusteuern. Vorzugsweise umfasst die Eingabevorrichtung so viele Sensoren wie die Bedienteiloberfläche Symbole aufweist. Unterhalb der jeweiligen Symbole ist jeweils vorzugsweise einer der Sensoren mit seinen beiden Sensorteilen angeordnet. Dadurch kann auf besonders einfache und zuverlässige Weise die jeweilige Betätigungsposition, welche einem der Symbole zugeordnet werden kann, ermittelt werden. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die jeweils ausgewählte Funktion zudem in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft entsprechend anzusteuern. Somit können eine Vielzahl von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft gestuft, also unterschiedlich, angesteuert werden. Dadurch ist es möglich, mit der Eingabevorrichtung neben einer Vielzahl von Fahrzeugfunktionen die jeweiligen Fahrzeugfunktionen auch noch unterschiedlich in Abhängigkeit von der aufgebrachten Betätigungskraft anzusteuern. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Eingabevorrichtung ist es vorgesehen, dass die Eingabevorrichtung eine Speichereinheit aufweist, in welcher ein Kennfeld abgespeichert ist, welches die Durchbiegung des Bedienteils in Abhängigkeit von jeweiligen Betätigungskräften und/oder Betäti- gungspositionen charakterisiert, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Verwendung der ermittelten Durchbiegung und des Kennfelds die entsprechende Betätigungsposition und/oder Betätigungskraft zu ermitteln. Ein derartiges Kennfeld kann beispielsweise durch Durchführung entsprechender Versuchsreihen erstellt werden, indem das Bedienteil mit je- weils vorgegebenen Kräften an vorgegebenen Positionen beaufschlagt und dabei die Durchbiegung des Bedienteils gemessen und den entsprechenden Werten für die Betätigungskräfte und Betätigungspositionen zugeordnet wird. Alternativ ist es aber auch möglich, dass in der Speichereinheit eine Funktion hinterlegt ist, mittels welcher unter Berücksichtigung der Biegesteifigkeit, der Materialeigenschaften und der Geometrie des Bedienteils jeweilige Betätigungspositionen und/oder Betätigungskräfte in Abhängigkeit von jeweiligen Werten für die erfassten Durchbiegungen des Bedienteils ermittelbar sind. Sowohl mittels des Kennfelds als auch mittels der Funktion ist es somit auf einfache und zuverlässige Weise möglich, jeweilige Betätigungspositionen und/oder Betätigungskräfte in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung zu ermitteln.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Trägerplatte eine Leiterplatte ist. Die Sensoren können somit auf einfache Weise mit der Leiterplatte zur weiteren Signalverarbeitung verbunden sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Sensor oder die weiteren Sensoren resistive, kapazitive oder induktive Sen- soren sind. Alternativ ist es auch möglich, dass die Sensoren als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sind.
Der erfindungsgemäße Kraftwagen umfasst die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung oder eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Kraftwagens, welche ein Bedienteil und ein unter dem Bedienteil angeordnetes Trägerteil umfasst, weist die folgenden Schritte auf: - Erfassen eines Abstands zwischen zumindest einem ersten und zweiten Sensorteil eines Sensors, welche gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei das erste Sensorteil an einer von einer Bedienteiloberfläche des Bedienteils abgewandten Bedienteilunterseite des Bedienteils und das zweite Sensorteil an einer der Bedienteilunterseite zugewandten Trägerteiloberseite des Trägerteils angeordnet ist;
- Ermitteln einer Durchbiegung des Bedienteils anhand des erfassten AbStands zwischen dem ersten und zweiten Sensorteil mittels einer Steuereinrichtung der Eingabevorrichtung;
- Ermitteln einer Betätigungskraft, mit welcher die Bedienteiloberfläche beaufschlagt wird, in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung mittels der Steuereinrichtung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, wobei die Eingabevorrichtung insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine schematische Seitenansicht einer Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen, welche ein Bedienteil und ein unter dem Bedienteil angeordnetes Trägerteil umfasst.
Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Eingabevorrichtung umfasst ein Bedienteil 12 und ein unter dem Bedienteil 12 angeordnetes Trägerteil 14. Im vorliegenden Fall ist das Trägerteil 14 als Leiterplatte ausgebildet. Das Bedienteil 12 ist in Form einer Leiste ausgebildet, beispielsweise in Form einer Schalterleiste. Das Bedienteil 12 kann beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Holz oder dergleichen ausgebildet sein. Das vorzugsweise leistenartig ausgebildete Bedienteil 12 ist dabei vorzugsweise im Bereich einer Mittelkonsole oder einer Armaturentafel des Kraftwagens 10 angeordnet, kann aber im Wesentlichen an beliebigen Stellen im Fahrzeuginnenraum angeordnet sein.
Im vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 10 umfasst diese mehrere Sensoren 16, welche jeweils ein erstes Sensorteil 18 und ein zweites Sensorteil 20 aufweisen, die paarweise gegenüberliegend voneinander angeordnet sind. Die ersten Sensorteile 18 sind an einer von einer Bedienteiloberfläche 22 des Bedienteils 12 abgewandten Bedienteilunterseite 24 des Bedienteils 12 angeordnet. Die zweiten Sensorteile 20 sind an einer der Bedienteilunterseite 24 zugewandten Trägerteiloberseite 26 des Trägerteils 12 angeordnet. Die jeweiligen Sensoren 16 sind dabei dazu ausgebildet, jeweilige Abstände A zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen 18, 20 zu erfassen beziehungsweise zu messen. Die Sensoren 16 können beispielsweise als resistive, kapazitive oder induktive Sensoren ausgebildet sein. Alternativ ist es auch möglich, dass die Sensoren 16 als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sind.
Die Eingabevorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand der erfassten Abstände A zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen 18, 20 eine Durchbiegung des Bedienteils 12 zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung eine Betätigungskraft F, mit welcher die Bedienteiloberfläche 22 beaufschlagt wird, sowie eine Betätigungsposition P, an welcher die Bedienteiloberfläche 22 beispielsweise mit einem Zeigefinger 28 eines Fahrzeuginsassen mit der Betätigungskraft F beaufschlagt wird, zu ermitteln.
Entgegen der in der einzigen Figur gezeigten Ausführungsform der Eingabevorrichtung 10 kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung 10 lediglich einen der Sensoren 16 mit entsprechend nur einem ersten und einem zweiten Sensorteil 18, 20 aufweist. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung zumindest dazu ausgebildet, anhand des erfassten Abstands A zwischen den einzigen beiden Sensorteilen 18, 20 ebenfalls eine Durchbiegung des Bedienteils 12 zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung zumindest die Betätigungskraft F, mit welcher die Bedienteiloberfläche 22 beaufschlagt wird, zu ermitteln. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung zumindest dazu ausgebildet, eine dem Bedienteil 12 zugeordnete Funktion des Kraftwagens in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft anzusteuern. Eine bestimmte Fahrzeugfunktion, welche in unterschiedlichen Stufen aktiviert oder deaktiviert werden kann, kann somit in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft F entsprechend angesteuert werden. Beispielsweise kann mittels des Bedienteils 12 die Heizstufe einer Sitzheizung des Kraftwagens gesteuert werden. Je nachdem wie fest ein Fahrzeuginsasse mit seinem Zeigefinger 28 auf die Bedienteiloberfläche 22 drückt, wird eine unterschiedlich hohe Heizstufe der Sitzheizung eingestellt. Im Wesentlichen ist es auf diese Art und Weise möglich, mittels des Bedienteils 12 unterschiedlichste Funktionen des Kraftwagens in Abhängigkeit von der Betätigungskraft F entsprechend anzusteuern.
Für den in der einzigen Figur gezeigten Ausführungsfall der Eingabevorrichtung 10 ist es wie bereits erwähnt zudem möglich, mittels der Vielzahl an Sensoren 16 in Abhängigkeit von der Durchbiegung neben der Betätigungskraft F auch die entsprechende Betätigungsposition P, an welcher die Bedienteiloberfläche 22 berührt wird, zu ermitteln.
Die Bedienteiloberfläche 22 umfasst dabei vorzugsweise mehrere, die jeweilige Funktionen des Kraftwagens kennzeichnende, hier nicht dargestellte Symbole. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, eine der jeweiligen Funktionen in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungsposition P auszuwählen und anzusteuern. Vorzugsweise umfasst die Eingabevorrichtung 10 so viele der Sensoren 16 wie die Bedienteiloberfläche Symbole aufweist. Im vorliegenden Fall bedeutet dies, dass in der hier gezeigten Ausführungsform an der Bedienteiloberfläche 22 sieben Symbole, welche jeweilige Funktionen des Kraftwagens kennzeichnen, an der Bedienteiloberfläche 22 oberhalb der jeweils ersten Sensoren 18 angeordnet sind. Dadurch kann auf besonders einfache Weise ermittelt werden, an welcher Berührungsposition P ein Fahrzeuginsasse mit seinem Zeigefinger 28 die Betätigungskraft F ausübt und somit kann die Betätigungsposition P auf besonders einfache Weise den jeweiligen an der Bedienteiloberfläche 22 vorgesehenen Symbolen zugeordnet werden. Ferner kann die Steuereinrichtung auch dazu ausgebildet sein, die jeweils ausgewählte Funktion zudem auch noch in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft F entsprechend anzusteuern, also unterschiedlichste Fahrzeugfunktionen, welche den jeweiligen Symbolen zugeordnet sind, in der bereits erläuterten Weise in unterschiedlichen Stufen zu betätigen. Die Eingabevorrichtung 10 weist eine hier nicht gezeigte Speichereinheit auf, in welcher ein Kennfeld abgespeichert ist, welches die Durchbiegung des Bedienteils 12 in Abhängigkeit von jeweiligen Betätigungskräften F und Betätigungspositionen P charakterisiert, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Verwendung der ermittelten Durchbiegung und des Kennfelds die entsprechende Betätigungsposition P und Betätigungskraft F zu ermitteln. Ein derartiges Kennfeld kann beispielsweise durch entsprechende Versuche ermittelt werden, indem das Bedienteil 12 mit vorgegebenen unterschiedlichen Kräften an jeweils vorgegebenen Positionen beaufschlagt und die sich dabei ergebenen Durchbiegungen des Bedienteils 12 gemessen und abgespeichert werden. Alternativ ist es auch möglich, dass in der besagten Speichereinheit eine Funktion hinterlegt ist, mittels welcher unter Berücksichtigung der Biegesteifigkeit, der Materialeigenschaften und der Geometrie des Bedienteils 12 jeweilige Betätigungspositionen P und Betätigungskräfte F in Abhängigkeit von jeweiligen Werten für die erfassten Durchbiegungen des Bedienteils 12 ermittelbar sind.
Mittels der erläuterten Eingabevorrichtung 10 ist es somit auf einfache Weise möglich, zumindest jeweilige Betätigungskräfte F, mit welchen die Bedienteiloberfläche 12 beispielsweise mit einem Zeigefinger 28 eines Fahrzeuginsassen berührt wird, zu ermitteln und entsprechende Funktionen des betreffenden Kraftwagens in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft F anzusteuern. Vorzugsweise kann, wie erläutert, zusätzlich neben der reinen Betätigungskraft F auch die Betätigungsposition P, an welcher die Bedienteiloberfläche 22 berührt wird, ermittelt werden. Mittels der Eingabevorrichtung 10 können also unterschiedlichste Fahrzeugfunktionen durch Kraftbeaufschlagung der Bedienteiloberfläche 12, beispielsweise mit einem Zeigefinger 28, ausgewählt und angesteuert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Eingabevorrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit
einem Bedienteil (12) und einem unter dem Bedienteil (12) angeordneten Trägerteil;
zumindest einem Sensor (16), welcher ein erstes Sensorteil (18) und ein zweites Sensorteil (20) aufweist, die gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei das erste Sensorteil (18) an einer von einer Bedienteiloberfläche (22) des Bedienteils (12) abgewandten Bedienteilunterseite (24) des Bedienteils (12) und das zweite Sensorteil (20) an einer der Bedienteilunterseite (24) zugewandten Trägerteiloberseite (26) des Trägerteils (14) angeordnet ist, wobei der Sensor (16) dazu ausgebildet ist, einen Abstand (A) zwischen seinen Sensorteilen (18, 20) zu erfassen; einer Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand des erfassten Abstands (A) zwischen dem ersten und zweiten Sensorteil (18, 20) eine Durchbiegung des Bedienteils (12) zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung eine Betätigungskraft (F), mit welcher die Bedienteiloberfläche (22) beaufschlagt wird, zu ermitteln.
Eingabevorrichtung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine dem Bedienteil (12) zugeordnete Funktion des Kraftwagens in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft (F) anzusteuern.
Eingabevorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Eingabevorrichtung (10) weitere Sensoren (16) aufweist, welche jeweils ein erstes Sensorteil (18) und ein zweites Sensorteil (20) aufweisen, die gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei das jeweils erste Sensorteil (18) an der Bedienteilunterseite (24) und das jeweils zweite Sensorteil (20) an der Trägerteiloberseite (26) angeordnet ist, wobei die Sensoren (16) dazu ausgebildet sind, einen Abstand (A) zwischen ihren jeweiligen Sensorteilen (18, 20) zu erfassen, und wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, anhand der erfassten Abstände (A) zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen (18, 20) die Durchbiegung des Bedienteils (12) zu ermitteln und in Ab- hängigkeit von der ermittelten Durchbiegung eine Betätigungsposition (P), an welcher die Bedienteiloberfläche (22) berührt wird, zu ermitteln.
Eingabevorrichtung (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bedienteiloberfläche (22) mehrere, jeweilige Funktionen des Kraftwagens kennzeichnende Symbole aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine der jeweiligen Funktionen in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungsposition (P) auszuwählen und anzusteuern.
Eingabevorrichtung ( 0) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die jeweils ausgewählte Funktion zudem in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft (F) entsprechend anzusteuern.
Eingabevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Eingabevorrichtung (10) eine Speichereinheit aufweist, in welcher ein Kennfeld abgespeichert ist, welches die Durchbiegung des Bedienteils (12) in Abhängigkeit von jeweiligen Betätigungskräften (F) und/oder Betätigungspositionen (P) charakterisiert, wobei die Steuereineinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Verwendung der ermittelten Durchbiegung und des Kennfelds die entsprechende Betätigungsposition (P) und/oder Betätigungskraft (F) zu ermitteln.
Eingabevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Trägerplatte (14) eine Leiterplatte ist.
Eingabevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensor (16) oder die weiteren Sensoren (16) resistive, kapazitive oder induktive Sensoren sind.
Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung (10) eines Kraftwagens, welche ein Bedienteil (12) und ein unter dem Bedienteil (12) angeordnetes Trägerteil (14) umfasst, mit den Schritten:
- Erfassen eines Abstands (A) zwischen zumindest einem ersten und zweiten Sensorteil (18, 20) eines Sensors (16), welche gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei das erste Sensorteil (18) an einer von einer Bedienteiloberfläche (22) des Bedienteils (12) abgewandten Bedienteilunterseite (24) des Be- dienteils (12) und das zweite Sensorteil (20) an einer der Bedienteilunterseite (24) zugewandten Trägerteiloberseite (26) des Trägerteils (14) angeordnet ist;
- Ermitteln einer Durchbiegung des Bedienteils (12) anhand des erfassten Abstands (A) zwischen dem ersten und zweiten Sen- sorteil (18, 20) mittels einer Steuereinrichtung der Eingabevorrichtung (10);
- Ermitteln einer Betätigungskraft (F), mit welcher die Bedienteiloberfläche (22) beaufschlagt wird, in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung mittels der Steuereinrichtung.
PCT/EP2015/001976 2014-11-13 2015-10-08 Eingabevorrichtung für einen kraftwagen, kraftwagen mit einer eingabevorrichtung und verfahren zum betreiben einer eingabevorrichtung WO2016074754A1 (de)

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