WO2016074768A1 - 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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operating
motor vehicle
deflection
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    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

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 such 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 2010050784 A1 shows a method for determining an actuation force and an actuation position by detecting a change in distance between a deformable surface and respective sensors.
  • US 2004227736 A1 shows a capacitance-based force sensor. The detection of an actuation force and an actuation position is effected by determining an impedance change between respective electrodes.
  • US 2013076375 A1 shows a circuit for capacitive sensing.
  • the detection of a contact exerted by an object is effected by sensing a change in a distance between an electrically conductive and deformable surface and a sensor surface.
  • the input device comprises a control device, which is designed to determine a deflection of the operating part on the basis of the respectively detected distances between the first and second sensor parts and, depending on the determined deflection, an actuation position, at which the operating part surface is touched, as well as a Actuating force, with which the control panel surface is acted to determine.
  • the input device according to the invention comprises a single sensor unit, which has the sensors, with the aid of the sensors deflection of the operating part can be detected when a vehicle occupant exerts a corresponding force on the operating part, for example with a finger. Based on the detected deflection can be determined by means of the input device according to the invention, both the actuation force that exerts a vehicle occupant on the control panel, so a position on the control panel surface on which a vehicle occupant, for example, with his finger exerts a corresponding force.
  • the input device By the input device according to the invention, a particularly simple technical solution can be provided, since only one single sensor unit in the form of multiple sensors for both force and position detection is necessary.
  • the input device has a particularly simple structure, whereby the error possibilities when operating the input device can be significantly reduced, since the input device according to the invention for force and position detection requires very few components.
  • the control surface has 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 icons may include a hazard warning function, the activation and deactivation of a parking assistant, the activation and deactivation of an electronic stability control, and the like.
  • a driver actuates the control panel, the corresponding functions of the motor vehicle are selected and controlled according to the operation.
  • the control unit itself is preferably formed in one piece, for example in the form of a flexible strip, which may be arranged for example in the region of a center console of the motor vehicle.
  • the input device comprises as many sensors as the control panel surface has symbols. Below the symbols, for example, each one of the sensors is arranged with the two sensor parts. As a result, it can be detected in a particularly exact manner at which point of the operating-surface surface a vehicle occupant touches the operating-part surface and accordingly has acted upon an actuating force.
  • the control device is designed to control the respective selected function also depending on the determined operating force accordingly.
  • different force values can be predetermined, upon reaching or exceeding of which the corresponding function of the motor vehicle is controlled differently.
  • an electronic stability control of the motor vehicle depending on the detected operating force can be controlled differently, for example, a slight pressure only causes the mode of the electronic stability program is changed from a default setting to a sport setting, in which the electronic stability control only intervenes later. Should a vehicle occupant but exceed a certain threshold force, it may be provided, for example, that the electronic stability control is completely disabled. Essentially, different functions of the motor vehicle can thereby be activated or deactivated in different stages.
  • the input device comprises a memory unit in which a map is stored, which characterizes the deflection of the control panel in response to respective actuation forces and actuation positions, wherein the control device is adapted to, using the determined deflection and the map to determine the respective corresponding operating position and operating force.
  • a map is stored, which characterizes the deflection of the control panel in response to respective actuation forces and actuation positions, wherein the control device is adapted to, using the determined deflection and the map to determine the respective corresponding operating position and operating force.
  • a function in the memory device by means of which, taking into account the bending stiffness and in particular also the type of mounting of the operating part, respective actuating positions and actuating forces can be determined as a function of respective values for the detected deflections of the operating part. Influencing factors such as the material properties and the geometry of the control panel can also be taken into account by the function.
  • the carrier plate is a printed circuit board.
  • the sensors can thus be contacted directly with the printed circuit board, so that corresponding signals provided by the sensors can be made available to the printed circuit board and by means of these in turn to the control device.
  • the sensors are resistive, capacitive or inductive sensors are.
  • the sensors are 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 which comprises an operating part and a carrier part arranged below the operating part, comprises the following steps:
  • FIG. 1 is a schematic side view of an input device for a motor vehicle, which has a control panel and arranged under the control panel support member.
  • a total of 10 designated input device for a motor vehicle comprises a control panel 12 and a arranged under the control panel 12 support member 14. In the present case, it is at the support member 14 to a circuit board.
  • the input device 10 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 panel 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 side 26.
  • the sensors 16 are designed to detect a respective distance A between their respective sensor parts 8, 20.
  • 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 respective detected distances A between the first and second sensor parts 18, 20 and an operating position P depending on the determined deflection, at which the control panel surface 22 is touched, for example, with a finger 28 of a vehicle occupant, as well as an actuating force F, with which the control panel surface 22 is acted upon 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 respective detected distances A between the first and second sensor parts 18, 20 and an operating position P depending on the determined deflection, at which the control panel surface 22 is touched, for example, with a finger 28 of a vehicle occupant, as well as an actuating force F, with which the control panel surface 22 is acted upon to determine.
  • the control panel 12 may be formed, for example, metal, plastic or wood, wherein the control panel 12 is preferably strip-shaped and integrally formed and arranged for example in the region of a center console of the motor vehicle.
  • the control panel 12 When exerting the actuating force F on the control panel surface 22, the control panel 12 is partially deformed, so bent. As a result, the distance A between the respective sensor parts 18, 20 is changed. This change can be detected by means of the sensors 16 and the actuation force F can be calculated accordingly.
  • the position P on the operating-part surface 22 at which a vehicle occupant has applied the actuating force F, for example with his finger 28, can be determined by the sensor parts 18, 20 arranged at different positions.
  • the control panel surface 22 preferably has a plurality of respective functions of the motor vehicle characterizing symbols.
  • the symbols may relate to a hazard warning function, the deactivation and activation of an electronic driver assistance system, and the like.
  • 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 sensors 16 as the control panel surface 22 has different symbols.
  • the control unit 12 on its control panel surface 22 so seven different symbols not shown here, which characterize different controllable by actuation of the control panel 12 functions of the motor vehicle.
  • a vehicle occupant can therefore by the finger 28, for example, the control panel surface 22 applied at the point with a corresponding force to which one of the symbols is arranged to control the symbol assigned to the function of the motor vehicle.
  • the control device is also designed to control the respectively selected function as a function of the determined actuating force F.
  • a vehicle occupant can actuate or influence the respective functions of the motor vehicle which can be activated by the operating part 12 differently by depressing the operating part 12 differently at corresponding points.
  • the sensors 16 may be resistive, capacitive or inductive sensors. Alternatively, it is also possible that the sensors 16 are strain gauges.
  • the input device 10 further includes 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 Actuate forces F and actuation positions P, wherein the control means is adapted to, using the determined deflection and the map to determine the corresponding operating position P and operating force F.
  • the characteristic map can be determined, for example, by appropriate test series on the input device 10. in that the control unit 12 is acted upon by predetermined forces at different predetermined positions, and corresponding deflections of the control unit 12 are measured.
  • a mathematical function may also be stored in the storage unit, by means of which, taking into account the flexural rigidity, the material properties and the geometry of the operating part 12, respective actuation positions P and actuation forces F as a function of respective values for the detected deflections of the operating part 12 can be determined.
  • respective actuation forces F and actuation positions P can thus be determined in a particularly simple manner as a function of a detected deflection of the operating part 12 and converted into corresponding control commands for activating various vehicle functions of a motor vehicle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einem Bedienteil (12) und einem unter dem Bedienteil (12) angeordneten Trägerteil (14); mehreren Sensoren (16), welche jeweils ein erstes Sensorteil (18) und ein zweites Sensorteil (20) aufweisen, die gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei die Sensoren (16) dazu ausgebildet sind, einen jeweiligen Abstand (A) zwischen ihren jeweiligen Sensorteilen (18, 20) zu erfassen; einer Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand der jeweils 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 Betätigungsposition (P), an welcher die Bedienteiloberfläche (22) berührt wird, sowie 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 derartigen 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 2010050784 A1 zeigt ein Verfahren zur Ermittlung einer Betätigungskraft und einer Betätigungsposition durch Erfassung einer Abstandsänderung zwischen einer verformbaren Oberfläche und jeweiligen Sensoren.
Die US 2004227736 A1 zeigt einen kapazitätsbasierten Kraftsensor. Die Er- fassung einer Betätigungskraft und einer Betätigungsposition erfolgt dabei durch Ermitteln einer Impedanzänderung zwischen jeweiligen Elektroden.
Die US 2013076375 A1 zeigt einen Schaltkreis zur kapazitiven Sensierung. Die Erfassung einer durch ein Objekt ausgeübten Berührung erfolgt dabei durch Sensierung einer Änderung eines Abstands zwischen einer elektrisch leitenden sowie verformbaren Oberfläche und einer Sensoroberfläche.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher auf vereinfachte Weise eine Betätigungsposition, an welcher eine Bedienteiloberfläche berührt wird, sowie eine Betätigungskraft, mit welcher die Bedienteiloberfläche beaufschlagt wird, ermittelt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen, einen Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung sowie durch ein Verfahren zürn Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Kraftwagens 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 umfasst die Eingabevorrichtung mehrere Sensoren, welche jeweils ein erstes Sensorteil und ein zweites Sensorteil aufweisen, die gegenüberlie- gend voneinander angeordnet sind, wobei das jeweils erste Sensorteil von einer Bedienteiloberfläche des Bedienteils abgewandten Bedienteilunterseite des Bedienteils und das jeweils zweite Sensorteil an einer der Bedienteilunterseite zugewandten Trägerteiloberseite des Trägerteils angeordnet ist, wobei die Sensoren dazu ausgebildet sind, einen jeweiligen Abstand zwischen ihren jeweiligen Sensorteilen zu erfassen. Ferner umfasst die Eingabevorrichtung eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand der jeweils erfassten Abstände zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen eine Durchbiegung des Bedienteils zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung eine Betätigungsposition, an welcher die Bedien- teiloberfläche berührt wird, sowie eine Betätigungskraft, mit welcher die Bedienteiloberfläche beaufschlagt wird, zu ermitteln.
Mit anderen Worten umfasst die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung eine einzige Sensoreinheit, welche die Sensoren aufweist, wobei mit Hilfe der Sensoren eine Durchbiegung des Bedienteils erfassbar ist, wenn ein Fahr- zeuginsasse beispielsweise mit einem Finger eine entsprechende Kraft auf das Bedienteil ausübt. Basierend auf der erfassten Durchbiegung kann mittels der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung sowohl die Betätigungskraft, die ein Fahrzeuginsasse auf das Bedienteil ausübt, also auch eine Position auf der Bedienteiloberfläche ermittelt werden, an welcher ein Fahrzeuginsasse beispielsweise mit seinem Finger eine entsprechende Kraft ausübt.
Durch die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung kann eine besonders einfach aufgebaute technische Lösung bereitgestellt werden, da nur noch eine einzige Sensoreinheit in Form der mehreren Sensoren sowohl zur Kraft- und zur Positionserkennung notwendig ist. Somit weist die Eingabevorrichtung einen besonders einfachen Aufbau auf, wodurch die Fehlermöglichkeiten beim Betreiben der Eingabevorrichtung erheblich reduziert werden können, da die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung zur Kraft- und zur Positionserkennung besonders wenige Bauteile benötigt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bedienteiloberfläche mehrere, jeweilige Funktionen des Kraftwagens kenn- zeichnende Symbole aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine der jeweiligen Funktionen in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungsposition auszuwählen und anzusteuern. Beispielsweise können die Symbole eine Warnblinkfunktion, die Aktivierung und Deaktivierung eines Parkassistenten, die Aktivierung und Deaktivierung einer elektronischen Sta- bilitätskontrolle und dergleichen betreffen. Je nach dem, an welcher Stelle beispielsweise ein Fahrer das Bedienteil betätigt, werden die entsprechenden Funktionen des Kraftwagens ausgewählt und entsprechend der Betätigung angesteuert. Das Bedienteil selbst ist dabei vorzugsweise einstückig ausgebildet, beispielsweise in Form einer biegsamen Leiste, welche zum Beispiel im Bereich einer Mittelkonsole des Kraftwagens angeordnet sein kann. Vorzugsweise umfasst die Eingabevorrichtung so viele Sensoren wie die Bedienteiloberfläche Symbole aufweist. Unterhalb der Symbole ist beispielsweise jeweils einer der Sensoren mit den beiden Sensorteilen angeordnet. Dadurch kann auf besonders exakte Weise erfasst werden, an wel- eher Stelle der Bedienteiloberfläche ein Fahrzeuginsasse die Bedienteiloberfläche berührt und entsprechend mit einer Betätigungskraft beaufschlagt hat.
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. Es können beispielsweise unterschiedliche Kraftwerte vorgegeben sein, bei deren Erreichen beziehungsweise Überschreitung die entsprechende Funktion des Kraftwagens unterschiedlich angesteuert wird. Beispielsweise kann eine elektronische Stabilitätskontrolle des Kraftwagens in Abhängigkeit von der erfassten Betätigungskraft unterschiedlich angesteuert werden, wobei beispielsweise ein leichter Druck nur dazu führt, dass der Modus des elektronischen Stabilitätsprogramm von einer Standardeinstellung auf eine Sporteinstellung verändert wird, bei welcher die elektronische Stabilitätskontrolle lediglich später eingreift. Sollte ein Fahrzeuginsasse je- doch einen bestimmten Kraftschwellwert überschreiten, kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die elektronische Stabilitätskontrolle vollständig deaktiviert wird. Im Wesentlichen können unterschiedliche Funktionen des Kraftwagens dadurch in verschiedenen Stufen aktiviert oder auch deaktiviert werden.
In weiterer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung 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 Betätigungspositionen charakterisiert, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Verwendung der ermittelten Durchbiegung und des Kennfelds die jeweils entsprechende Betätigungsposition und Betätigungskraft zu ermitteln. Zur Generierung dieses Kennfelds können beispielsweise mehrere Versuchsreihen durchgeführt werden, wobei das Bedienteil an jeweils vorgegebenen Betätigungspositionen mit unterschiedlichen Betätigungskräften beaufschlagt wird, wobei dabei jeweils eine entsprechende Durchbiegung des Bedienteils gemessen wird. Es kann aber auch eine Funktion in der Speichereinrichtung hinterlegt sein, mittels welcher unter Berücksichtigung der Biegesteifigkeit und insbesondere auch der Art der Lagerung des Bedienteils jeweilige Betätigungspositionen und Betätigungskräfte in Abhängigkeit von jeweiligen Werten für die erfassten Durchbiegungen des Bedienteils ermittelbar sind. Einflussgrößen wie beispielsweise die Materialeigenschaften und die Geometrie des Bedienteils können dabei ebenso durch die Funktion berücksichtigt wer- den. Mittels des in der Speichereinheit abgespeicherten Kennfelds oder mittels der in der Speichereinheit abgespeicherten Funktion können somit auf besonders einfache und zuverlässige Weise die entsprechenden Betätigungspositionen und Betätigungskräfte durch die Steuereinrichtung ermittelt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Trägerplatte eine Leiterplatte ist. Die Sensoren können somit direkt mit der Leiterplatte kontaktiert sein, sodass entsprechende von den Sensoren bereitgestellte Signale der Leiterplatte und mittels dieser wiederum der Steu- ereinrichtung zur Verfügung gestellt werden können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Sensoren resistive, kapazitive oder induktive Sensoren sind. Alternativ ist es auch möglich, dass es sich bei den Sensoren um Dehnungsmessstreifen handelt.
Der erfindungsgemäße Kraftwagen umfasst die erfindungsgemäße Eingabe- Vorrichtung oder eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Kraftwagens, welcher ein Bedienteil und ein unter dem Bedienteil an- geordnetes Trägerteil umfasst, weist die folgenden Schritte auf:
- Erfassen von Abständen zwischen jeweiligen gegenüberliegend voneinander angeordneten ersten und zweiten Sensorteilen jeweiliger Sensoren, wobei das jeweils erste Sensorteil an einer von einer Bedienteiloberfläche des Bedienteils abgewandten Bedienteilunterseite des Be- dienteils und das jeweils zweite Sensorteil an einer der Bedienteilunterseite zugewandeten Trägerteiloberseite des Trägerteils angeordnet ist;
- Ermitteln einer Durchbiegung des Bedienteils anhand der jeweils er- fassten Abstände zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen mittels einer Steuereinrichtung der Eingabevorrichtung;
- Ermitteln einer Betätigungsposition, an welcher die Bedienteiloberfläche berührt wird, in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung mittels der Steuereinrichtung;
- 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 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 aufweist.
Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Eingabevorrichtung für einen nicht dargestellten Kraftwagen umfasst ein Bedienteil 12 und ein unter dem Bedienteil 12 angeordnetes Trägerteil 14. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Trägerteil 14 um eine Leiterplatte. Die Eingabevorrichtung 10 umfasst meh- rere 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 dabei 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 angeordnet. Die Sensoren 16 sind dazu ausgebildet, einen jeweiligen Abstand A zwischen ihren jeweiligen Sensorteilen 8, 20 zu erfassen.
Die Eingabevorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand der jeweils 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 Betätigungsposition P, an welcher die Bedienteiloberfläche 22 beispielsweise mit einem Finger 28 eines Fahrzeuginsas- sen berührt wird, sowie eine Betätigungskraft F, mit welcher die Bedienteiloberfläche 22 beaufschlagt wird, zu ermitteln.
Das Bedienteil 12 kann beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder Holz ausgebildet sein, wobei das Bedienteil 12 vorzugsweise leistenförmig und einstückig ausgebildet und beispielsweise im Bereich einer Mittelkonsole des Kraftwagens angeordnet ist. Beim Ausüben der Betätigungskraft F auf die Bedienteiloberfläche 22 wird das Bedienteil 12 partiell verformt, also durchgebogen. Dadurch wird der Abstand A zwischen den jeweiligen Sensorteilen 18, 20 verändert. Diese Änderung kann mittels der Sensoren 16 detektiert und die Betätigungskraft F entsprechend berechnet werden. Weiterhin kann durch die an verschiedenen Positionen angeordneten Sensorteile 18, 20 die Position P an der Bedienteiloberfläche 22 ermittelt werden, an welcher ein Fahrzeuginsasse beispielsweise mit seinem Finger 28 die Betätigungskraft F aufgebracht hat. Die Bedienteiloberfläche 22 weist vorzugsweise mehrere, jeweilige Funktionen des Kraftwagens kennzeichnende Symbole auf. Beispielsweise können die Symbole eine Warnblinkfunktion, die Deaktivierung und Aktivierung eines elektronischen Fahrerassistenzsystems und dergleichen betreffen. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, eine der jeweiligen Funktionen in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungsposition P auszuwählen und anzusteuern. Im vorliegenden Fall umfasst die Eingabevorrichtung 10 so viele Sensoren 16, wie die Bedienteiloberfläche 22 unterschiedliche Symbole auf- weist. Somit weist das Bedienteil 12 an seiner Bedienteiloberfläche 22 also sieben unterschiedliche hier nicht dargestellte Symbole auf, welche unterschiedliche durch Betätigung des Bedienteils 12 ansteuerbare Funktionen des Kraftwagens kennzeichnen. Ein Fahrzeuginsasse kann also dadurch, dass er beispielsweise mit seinem Finger 28 die Bedienteiloberfläche 22 an derjenigen Stelle mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagt, an welcher eines der Symbole angeordnet ist, die dem Symbol zugewiesene Funktion des Kraftwagens ansteuern. Die Steuereinrichtung ist zudem dazu ausgebildet, die jeweils ausgewählte Funktion in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft F entsprechend anzusteuern. Mit anderen Worten kann ein Fahrzeuginsasse dadurch, dass er das Bedienteil 12 an entsprechenden Stellen unterschiedlich stark herunterdrückt, die jeweiligen mittels des Bedienteils 12 ansteuerbaren Funk- tionen des Kraftwagens unterschiedlich ansteuern beziehungsweise beeinflussen.
Bei den Sensoren 16 kann es sich dabei um resistive, kapazitive oder auch um induktive Sensoren handeln. Alternativ ist es auch möglich, dass es sich bei den Sensoren 16 um Dehnungsmessstreifen handelt.
Die Eingabevorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine hier nicht dargestellte Speichereinheit, in welcher ein Kennfeld abgespeichert ist, welches die Durchbiegung des Bedienteils 12 in Abhängigkeit von jeweiligen Betäti- gungskräften 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. Das Kennfeld kann beispielsweise durch entsprechende Versuchsreihen an der Eingabevorrichtung 10 ermittelt wer- den, indem das Bedienteil 12 mit jeweils vorgegebenen Kräften an unterschiedlichen vorgegebenen Positionen beaufschlagt wird, und jeweils entsprechende Durchbiegungen des Bedienteils 12 gemessen werden. Alternativ kann auch beispielsweise eine mathematische Funktion in der Speicher- einheit hinterlegt sein, mittels welcher unter Berücksichtigung der Biegesteif- igkeit, 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 können somit auf besonders einfache Weise jeweilige Betätigungskräfte F und Betätigungspositionen P in Abhängigkeit von einer erfassten Durchbiegung des Bedienteils 12 ermittelt und in entsprechende Steuerbefehle zum Ansteuern unterschiedlichster Fahrzeugfunktionen eines Kraftwagens umgesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Eingabevorrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit
einem Bedienteil (12) und einem unter dem Bedienteil (12) angeordneten Trägerteil (14);
mehreren Sensoren (16), welche jeweils ein erstes Sensorteil (18) und ein zweites Sensorteil (20) aufweisen, die gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, wobei das jeweils erste Sensorteil (18) an einer von einer Bedienteiloberfläche (22) des Bedienteils (12) abgewandten Bedienteilunterseite (24) des Bedienteils (12) und das jeweils zweite Sensorteil (20) an einer der Bedienteilunterseite (24) zugewandeten Trägerteiloberseite (26) des Trägerteils (14) angeordnet ist, wobei die Sensoren (16) dazu ausgebildet sind, einen jeweiligen Abstand (A) zwischen ihren jeweiligen Sensorteilen (18, 20) zu erfassen;
einer Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand der jeweils 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 Betätigungsposition (P), an welcher die Bedienteiloberfläche (22) berührt wird, sowie eine Betätigungskraft (F), mit welcher die Bedienteiloberfläche (22) beaufschlagt wird, zu ermitteln.
2. Eingabevorrichtung (10) nach Anspruch 1 ,
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.
3. .Eingabevorrichtung (10) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die jeweils ausgewählte Funktion zudem in Abhängigkeit von der ermittelten Betätigungskraft
(F) entsprechend anzusteuern.
4. Eingabevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (10) eine Speichereinheit aufweist, in welcher ein Kennfeld abgespeichert ist, welches Jie Durchbiegung des Bedienteils (12) in Abhängigkeit von jeweiligen Betätigungskräften (F) und Betätigungspositionen (P) charakterisiert, wobei die Steuereineinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Verwendung der ermittelten Durchbiegung und des Kennfelds die entsprechende Betätigungsposition (P) und 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
die Sensoren (16) resistive, kapazitive oder induktive Sensoren sind.
Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung (10) eines Kraftwagens, welche ein Bedienten (12) und ein unter dem Bedienteil (12) angeordnetes Trägerteil (14) umfasst, mit den Schritten:
Erfassen von Abständen (A) zwischen jeweiligen gegenüberliegend voneinander angeordneten ersten und zweiten Sensorteilen (18, 20) jeweiliger Sensoren (16), wobei das jeweils erste Sensorteil (18) an einer von einer Bedienteiloberfläche (22) des Bedienteils (12) abgewandten Bedienteilunterseite (24) des Bedienteils (12) und das jeweils zweite Sensorteil (20) an einer der Bedienteilunterseite (24) zugewendeten Trägerteiloberseite (26) des Trägerteils (14) angeordnet ist;
- Ermitteln einer Durchbiegung des Bedienteils (12) anhand der jeweils erfassten Abstände (A) zwischen den ersten und zweiten Sensorteilen (18, 20) mittels einer Steuereinrichtung der Eingabevorrichtung (10);
- Ermitteln einer Betätigungsposition (P), an welcher die Bedienteiloberfläche (22) berührt wird, in Abhängigkeit von der ermittelten Durchbiegung mittels der Steuereinrichtung;
- Ermitteln einer Betätigungskraft (F), mit welcher die Bedienteiloberfläche (22) beaufschlagt wird, in Abhängigkeit von der ermit- telten Durchbiegung mittels der Steuereinrichtung.
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