WO2016146239A1 - Bedienvorrichtung für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeug sowie verfahren - Google Patents

Bedienvorrichtung für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeug sowie verfahren Download PDF

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WO2016146239A1
WO2016146239A1 PCT/EP2016/000329 EP2016000329W WO2016146239A1 WO 2016146239 A1 WO2016146239 A1 WO 2016146239A1 EP 2016000329 W EP2016000329 W EP 2016000329W WO 2016146239 A1 WO2016146239 A1 WO 2016146239A1
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operating device
motor vehicle
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operating element
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PCT/EP2016/000329
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Markus Klug
Jacques Hélot
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Audi Ag
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    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/96038—Inductive touch switches

Definitions

  • the invention relates to an operating device for a motor vehicle having a control element and a touch sensor system for detecting a position at which the operating element is touched by an object, wherein the operating device is designed, in a deactivated state, to detect the position and / or Controlling a function of the motor vehicle assigned to the detected position to block and perform in an activated state, the detection of the position and the control of the function of the motor vehicle associated with the detected position.
  • the invention also relates to a motor vehicle and a method.
  • Operating devices for motor vehicles are already known from the prior art. By means of an operating device, a person, for example a driver or another occupant of the motor vehicle, can select, trigger or control functions of the motor vehicle. Such functions can be provided, for example, by an infotainment system, a window lift or a light of the motor vehicle.
  • operating devices can have, for example, touch-sensitive surfaces, so-called touch pads, wherein the operating devices can be operated by touching the touch-sensitive surface, for example by means of a finger.
  • touch-sensitive surfaces so-called touch pads
  • touch pads Such an operating device is described for example in US 8 324 910 B2.
  • inductive or capacitive systems To implement the touch sensitivity, several functional principles, for example inductive or capacitive systems, are known from the prior art. These inductive or capacitive systems usually react immediately upon contact by the finger or already when the finger approaches the touch-sensitive surface. This results in limitations in the arrangement of such controls in the Motor vehicle. If such an operating device were integrated, for example, in an armrest of the motor vehicle, it may happen that functions of the motor vehicle are triggered unintentionally by the person hangs up her arm or her hand on the armrest and thus on the legislativerich- device.
  • DE 10 2012 024 055 A1 shows a device for operating an electronic device in which a function of the electronic device is controlled via a control panel having a touch-sensitive surface, the touch-sensitive surface being switchable at least between an inactive and an active state is.
  • DE 2013 100 355 A1 discloses an operating device for a vehicle steering wheel with a sensor surface and mechanical switching elements arranged below the sensor surface. In order to activate and / or deactivate the mechanical switching elements and / or the sensor surface, the operating device has a changeover switch.
  • the operating device is designed to block the detection of the position and / or a control of a function of the motor vehicle assigned to the detected position in a deactivated state and, in an activated state, to detect the position and to control the function associated with the detected position of the motor vehicle.
  • the operating device has an activation device.
  • the operating element is at least partially movable or displaceable relative to the activation device.
  • the activation device is designed to transfer the operating device into the activated state as soon as a deflection or displacement of the operating element resulting from a force applied by the object when the operating element is touched is greater than or equal to a predetermined threshold value.
  • functions of the motor vehicle can be selected and / or triggered in the activated state of the operating device by a user touching the operating element with the object, for example with his finger, at a position, the touch sensor system detects the position and one to the detected position Position corresponding function selected and / or triggered.
  • the touch sensor system can detect the position, for example, capacitively or inductively.
  • the touch sensor is in particular covered by the operating element, which is designed for example in the form of a plate or a membrane.
  • the touch sensor system may, for example, have a sensor matrix.
  • the operating device can be operated, for example, like a touchpad known per se.
  • the touch sensor system has, for example, only two touch-sensitive sensor elements, so that the operating device can be operated at a first position on the operating element, which is assigned to a first of the sensor elements, like a first button and at a second position, which a second of the sensor elements is assigned, as a second button can be operated.
  • a control device designed in this way can, for example, control the functionality of a window lifter, whereby a touch of the first position is detected by the first sensor element and then, as a function, a window of the motor vehicle is opened and a touch of the second position is detected by the second sensor element, and then as a function the window is closed.
  • the operating device has the activation device.
  • the activation The device is designed to activate the operating device when such a force or pressure is applied by the object when the operating element is touched, that the operating element is deflected beyond the predetermined threshold value relative to the stationaryly arranged activation device.
  • the control element can be completely deflected, for example, lowered, or deflected only in certain areas, for example, bent.
  • the operating element has a first distance from the stationarily arranged activation device.
  • the control element In over the threshold deflected state of the control element and thus in the activated state of the operating device, the control element has a relation to the activation device reduced distance.
  • the operating device in particular the touch sensor system, is activated only by the deflection of the operating element beyond the threshold value, then a position of the object on the operating element is detected and the associated function is triggered.
  • the operating element itself is used for activating and / or deactivating the operating device.
  • the operating element itself is used for activating and / or deactivating the operating device.
  • operating device has the advantage that accidental operator inputs can be avoided and thus unwanted function triggers can be prevented.
  • the user receives a haptic feedback by pushing in the control element before it triggers a function.
  • the activation device is designed to operate the operating device in the activated state only as long as the deflection is greater than or equal to the predetermined threshold value.
  • the operator can also actively terminate the activation state of the operating device again, for example by moving the finger away from the operating element, then returning the operating element to the undeflected state and returning the operating device to the deactivated state by the activation device.
  • an embodiment of the invention provides that the activation device is designed to operate the operating device for a predetermined period of time after activation of the operating device independently of the deflection of the operating element in the activated state. In other words, this means that the user deflects the operating element beyond the threshold value, for example by applying the force once, and thus activates the operating device. This activation state is maintained for the predetermined period of time by the activator. Thus, the user can operate the functions of the motor vehicle without applying a force.
  • the activation device has a switch, wherein the activation device is designed to transfer the operating device into the activated state as soon as the switch is closed by the deflection of the operating element.
  • the switch may be configured, for example, as a mechanical switch, wherein in an opened state of the switch, the operating device is transferred to the deactivated state.
  • the switch is open in an undeflected state of the control. Only by applying a force and the resulting deflection of the operating element above the threshold beyond the control element actuates the switch and the switch is closed. As soon as the switch is closed, the operating device changes to the activated state. It is thus switched by means of the control itself, the switch and thus activates or deactivates the control device.
  • Such an activation device is particularly simple and energy-efficient.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the activation device has a light barrier, wherein the activation device is designed to transfer the operating device into the activated state as soon as the deflection of the operating element is detected by the light barrier.
  • a light barrier usually includes one a light beam emitting light source and a light beam receiving sensor. Due to the deflection of the operating element beyond the threshold value, this light beam is interrupted by the operating element itself. After interrupting the light beam, the activation device transfers the operating device into the activated state.
  • the light barrier realizes a particularly simple and precise way of detecting the deflection.
  • the activation device has a force sensor for detecting the applied force, wherein the activation device is designed to transfer the operating device into the activated state, as soon as it is detected by the force sensor, that the applied force has a predetermined threshold value for the force exceeds.
  • a force sensor can be designed, for example, as a capacitive pressure sensor.
  • the activation device as a force sensor, not only two discrete states of the operating element, namely "deflection greater than or equal to threshold" and “deflection small threshold” can be detected in an advantageous manner, but it can also quantitatively indicated the deflections and, for example, a control device be transmitted. This can then convert the operating device in the appropriate state.
  • the threshold values can be adapted in a particularly simple manner, for example user-specific, or that, for example, a hysteresis for activating and / or deactivating the operating device can be realized.
  • activation pattern for activating the operating device can be specified.
  • a predetermined activation pattern may be, for example, a two-time short click or a three-time long click.
  • the control device can activate the operating device.
  • deactivation patterns for deactivating the operating device can also be specified.
  • the activation device in the activated state, is designed to provide different operating modes for the operating device as a function of the detected force, with operating-mode-specific functions being assigned to the position on the operating element in the different operating modes.
  • the operator when the operator presses with a first force value sensed by the force sensor, the operator may control a first function associated with the sensed position. If the operator now presses on the operating element with a second force value which is greater, for example, than the first force value, which is detected by the force sensor, the operator can control a second function assigned to the same position.
  • the operating device is therefore particularly flexible.
  • the activation device is designed to transfer the operating device into the deactivated state by interrupting a power supply for the touch sensor system and to transfer the operating device into the activated state by providing the power supply for the touch sensor system.
  • the activation device interrupts the power supply as soon as the threshold is fallen below again or the predetermined period of time has expired.
  • the operating device is thus designed to be particularly energy-efficient, since the touch sensor system only has to be supplied with energy when a function of the motor vehicle is to be triggered deliberately.
  • the invention also relates to a motor vehicle with an operating device according to the invention.
  • the motor vehicle is preferably designed as a passenger car.
  • the invention also includes a method for operating an operating device for a motor vehicle with a control element and a touch sensor system for detecting a position at which the operating element is touched with an object. In a deactivated state of the operating device, the detection of the position and / or a control of a function of the motor vehicle associated with the detected position is blocked, and in an activated state, the detection of the position and the control of the function of the motor vehicle associated with the detected position are performed , In addition, an activation device for the operating device is provided.
  • the operating device is controlled by the Vierts worn activated as soon as the relative to the activation device movably mounted operating element is moved when touching the operating element such that a deflection of the operating element is greater than or equal to a predetermined threshold for the deflection.
  • FIG. A schematic representation of an embodiment of an operating device with a control element and a touch sensor.
  • the exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention.
  • the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention.
  • the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • the FIG. 1 shows an operating device 10 with an operating element 12 and a touch sensor system 14.
  • the operating device 10 which can be designed as a touch-down button or key, can be arranged, for example, in a motor vehicle, not shown here, and for controlling and / or selecting serve functions of the motor vehicle.
  • the operating element 12 is designed here as a plate, which can be touched by a user for operating the operating device 10 with an object, for example his finger, and which is movably mounted.
  • the touch sensor 14, which is arranged below the operating element 12 or which of the operating element 12 is covered, here has two sensor elements 16, which may be configured for example as capacitive or inductive sensor elements 16.
  • the sensor elements 16 are designed to detect a position of the touch on the operating element 12.
  • the operating device 10 has an activation device 18, which is likewise arranged below the operating element 12.
  • a force F for example with the finger
  • the operating element 12 can be moved or deflected relative to the stationary mounted activation device 18.
  • a distance between the operating element 12 and the activation device 18 is reduced by the application of the force F.
  • the operating device 10 is converted into the activated state by the activation device 18.
  • the touch sensor system 14 is activated, for example by supplying it with energy from the deflection beyond the threshold value. This means that only in the activated state of the operating device 10, the detection of the position of the object on the operating element 12 is possible.
  • the activation device 18 may, for example, have a mechanical switch, which is open at a deflection of the operating element 12 below the threshold value. When the switch is open, the operating device 10 is deactivated. If the deflection of the control element 12 now exceeds the threshold value, the operating element 12 actuates the switch and closes it. Thereafter, the operating device 10 is transferred to the activated state.
  • the activation device 18 can also have a light barrier, wherein a light beam of the light barrier is broken by the operating element 12 as soon as the operating element 12 is deflected beyond the threshold value. Also, the activation device 18 may have a force sensor, which can detect the force F and thus the deflection of the control element 12 continuously.
  • a control device, not shown here, of the activation device 18 can convert the operating device 10 into the activated state.
  • the operating device 10 may be designed, for example, for controlling a window lifter.
  • the operating device 10 can be stationarily arranged, for example, in an armrest of the motor vehicle, wherein a surface of the operating element 12 in a deactivated state of the operating device 10 and thus in the undeflected state of the operating element 12 flush with a trim part or a panel 20, for example, a surface material of the armrest, concludes.
  • the operating element 12 that is, by applying the force F to the operating element 12
  • the operating element 12 is lowered relative to the diaphragm 20 and moved relative to the stationary activating device 18.
  • the sensor elements 16 of the operating device 10 are activated.
  • the window regulator is actuated. If the user touches, for example, a position on the operating element 12 assigned to the sensor element 16 shown on the left-hand side in the activated state, this can be detected by the sensor element 16 shown on the left and then, for example, the window of the motor vehicle can be opened. If the user touches, for example, a position on the operating element 12 assigned to the sensor element 16 shown on the right, this can be detected by the sensor element 16 shown on the right and then, for example, the window of the motor vehicle can be closed.
  • the sensor elements 16 remain without reaction. So if the user puts his arm or his hand on the armrest and thus on the operating element 12, the operating device 10 is not activated by the mere touch. The arm or the hand can easily remain on the operating element 12 without a function of the motor vehicle being activated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienelement (12) und einer Berührungssensorik (14) zum Erfassen einer Position, an welcher das Bedienelement (12) mit einem Objekt berührt wird, wobei die Bedienvorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, in einem deaktivierten Zustand die Erfassung der Position und/oder ein Steuern einer der erfassten Position zugeordneten Funktion des Kraftfahrzeugs zu blockieren und in einem aktivierten Zustand die Erfassung der Position und das Steuern der der erfassten Position zugeordneten Funktion des Kraftfahrzeugs durchzuführen, wobei die Bedienvorrichtung (10) eine Aktivierungseinrichtung (18) aufweist, wobei das Bedienelement (12) zumindest bereichsweise relativ zu der Aktivierungseinrichtung (18) bewegbar gelagert ist und die Aktivierungs einrichtung (18) dazu ausgelegt ist, die Bedien Vorrichtung (10) in den aktivierten Zustand zu überführen, sobald eine aus einer durch das Objekt beim Berühren des Bedienelementes (12) aufgebrachten Kraft (F) resultierende Auslenkung des Bedienelementes (12) größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist.

Description

Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug sowie Verfahren
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienelement und einer Berührungssensorik zum Erfassen einer Position, an welcher das Bedienelement mit einem Objekt berührt wird, wobei die Bedienvorrichtung dazu ausgelegt ist, in einem deaktivierten Zustand die Erfassung der Position und/oder ein Steuern einer der erfassten Position zu- geordneten Funktion des Kraftfahrzeugs zu blockieren und in einem aktivierten Zustand die Erfassung der Position und das Steuern der zu der erfassten Position zugehörigen Funktion des Kraftfahrzeugs durchzuführen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren. Bedienvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Mittels einer Bedienvorrichtung kann eine Person, beispielsweise ein Fahrer oder ein anderer Insasse des Kraftfahrzeugs, Funktionen des Kraftfahrzeugs auswählen, auslösen oder steuern. Solche Funktionen können beispielsweise durch ein Infotainmentsystem, einen Fensterhe- ber oder ein Licht des Kraftfahrzeugs bereitgestellt sein.
Zum Auslösen und/oder Steuern der Funktionen können Bedienvorrichtungen beispielsweise berührungssensitive Oberflächen, sogenannte Touch- pads, aufweisen, wobei die Bedienvorrichtungen durch eine Berührung der berührungssensitiven Oberfläche, beispielsweise mittels eines Fingers, bedient werden können. Eine solche Bedienvorrichtung ist beispielsweise in der US 8 324 910 B2 beschrieben.
Zur Umsetzung der Berührungsempfindlichkeit sind aus dem Stand der Technik mehrere Funktionsprinzipien, beispielsweise induktive oder kapazitive Systeme, bekannt. Diese induktiven oder kapazitiven Systeme reagieren bei einer Berührung durch den Finger oder bereits bei einer Annäherung des Fingers an die berührungssensitive Oberfläche meist sofort. Daraus ergeben sich Einschränkungen bei der Anordnung solcher Bedienvorrichtungen im Kraftfahrzeug. Würde eine solche Bedienvorrichtung beispielsweise in eine Armlehne des Kraftfahrzeugs integriert, so kann es vorkommen, dass Funktionen des Kraftfahrzeugs ungewollt ausgelöst werden, indem die Person ihren Arm oder ihre Hand auf die Armlehne und damit auf die Bedienvorrich- tung auflegt.
Um eine solche ungewollte Funktionsauslösung zu vermeiden, sind aus dem Stand der Technik Maßnahmen bekannt. So zeigt beispielsweise die DE 10 2012 024 055 A1 eine Vorrichtung zum Bedienen eines elektroni- sehen Gerätes, bei dem eine Funktion des elektronischen Gerätes über ein Bedienfeld mit einer berührungssensitiven Oberfläche gesteuert wird, wobei die berührungssensitive Oberfläche zumindest zwischen einem inaktiven und einem aktiven Zustand umschaltbar ist. Des Weiteren ist aus der DE 2013 100 355 Al eine Bedieneinrichtung für ein Fahrzeuglenkrad mit einer Sensorfläche und unter der Sensorfläche angeordneten mechanischen Schaltelementen bekannt. Um die mechanischen Schaltelemente und/oder die Sensorfläche zu aktivieren und/oder zu deaktivieren, weist die Bedieneinrichtung einen Umschalter auf.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedienvorrichtung zu realisieren, mittels welcher Fehlbedienungen besonders gut vermieden werden können und welche daher besonders flexibel in einem Kraftfahrzeug anordenbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bedienvorrichtung, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figur.
Eine erfindungsgemäße Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Bedienelement und eine Berührungssensorik zum Erfassen einer Position, an welcher das Bedienelement mit einem Objekt berührt wird. Die Bedienvor- richtung ist dazu ausgelegt, in einem deaktivierten Zustand die Erfassung der Position und/oder ein Steuern einer der erfassten Position zugeordneten Funktion des Kraftfahrzeugs zu blockieren und in einem aktivierten Zustand die Erfassung der Position und das Steuern der zu der erfassten Position zugehörigen Funktion des Kraftfahrzeugs durchzuführen. Darüber hinaus weist die Bedienvorrichtung eine Aktivierungseinrichtung auf. Dabei ist das Bedienelement zumindest bereichsweise relativ zu der Aktivierungseinrichtung bewegbar oder verschiebbar gelagert. Die Aktivierungseinrichtung ist dazu ausgelegt, die Bedienvorrichtung in den aktivierten Zustand zu überfüh- ren, sobald eine aus einer durch das Objekt beim Berühren des Bedienelementes aufgebrachten Kraft resultierende Auslenkung oder Verschiebung des Bedienelementes größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist. Mittels der Bedienvorrichtung können in dem aktivierten Zustand der Bedienvorrichtung beispielsweise Funktionen des Kraftfahrzeugs ausgewählt und/oder ausgelöst werden, indem ein Nutzer das Bedienelement mit dem Objekt, beispielsweise mit seinem Finger, an einer Position berührt, die Berührungssensorik die Position erfasst und eine zu der erfassten Position korrespondierende Funktion ausgewählt und/oder ausgelöst wird. Die Berührungssensorik kann die Position beispielsweise kapazitiv oder induktiv erfassen.
Die Berührungssensorik ist insbesondere von dem Bedienelement, welches beispielsweise in Form einer Platte oder einer Membran ausgestaltet ist, bedeckt. Die Berührungssensorik kann beispielsweise eine Sensormatrix aufweisen. Damit kann die Bedienvorrichtung beispielsweise wie ein an sich bekanntes Touchpad bedient werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Berührungssensorik beispielsweise nur zwei berührungssensitive Sensorelemente aufweist, sodass die Bedienvorrichtung an einer ersten Position auf dem Bedienelement, welche einem ersten der Sensorelemente zugeordnet ist, wie eine erste Taste bedient werden kann und an einer zweiten Position, welche einem zweiten der Sensorelemente zugeordnet ist, wie eine zweite Taste bedient werden kann. Eine so ausgestaltete Bedienvorrich- tung kann beispielsweise die Funktionalität eines Fensterhebers steuern, wobei eine Berührung der ersten Position von dem ersten Sensorelement erfasst wird und daraufhin als Funktion ein Fenster des Kraftfahrzeugs beispielsweise geöffnet wird und eine Berührung der zweiten Position von dem zweiten Sensorelement erfasst wird und daraufhin als Funktion das Fenster geschlossen wird.
Um nun zu verhindern, dass die Funktionen ungewollt, beispielsweise bei einer versehentlichen Berührung des Bedienelementes, ausgelöst werden, weist die Bedienvorrichtung die Aktivierungseinrichtung auf. Die Aktivie- rungseinrichtung ist dazu ausgelegt, die Bedienvorrichtung dann zu aktivieren, wenn durch das Objekt beim Berühren des Bedienelementes eine derartige Kraft beziehungsweise ein derartiger Druck aufgebracht wird, dass das Bedienelement über den vorgegebenen Schwellwert hinaus relativ zu der ortfest angeordneten Aktivierungseinrichtung ausgelenkt wird. Dabei kann das Bedienelement vollständig ausgelenkt, beispielsweise abgesenkt werden, oder nur bereichsweise ausgelenkt, beispielsweise durchgebogen werden. Das Bedienelement weist also in einem unausgelenkten Zustand und damit im deaktivierten Zustand der Bedienvorrichtung einen ersten Abstand zu der ortsfest angeordneten Aktivierungseinrichtung auf. Im über den Schwellwert hinaus ausgelenkten Zustand des Bedienelementes und damit im aktivierten Zustand der Bedienvorrichtung weist das Bedienelement einen gegenüber der Aktivierungseinrichtung verringerten Abstand auf. Dabei wird erst durch das Auslenken des Bedienelementes über den Schwellwert hinaus die Bedienvorrichtung, insbesondere die Berührungssensorik, aktiviert, daraufhin eine Position des Objektes auf dem Bedienelement erfasst und die zugehörige Funktion ausgelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung wird also das Bedienelement selbst zum Aktivieren und/oder Deaktivieren der Bedienvorrichtung verwendet. Somit kann auf zusätzliche Schalter oder Taster, welche platzaufwändig im Kraftfahrzeug angeordnet werden müssen, verzichtet werden.
Außerdem weist Bedienvorrichtung den Vorteil auf, dass versehentliche Bedieneingaben vermieden und somit ungewollte Funktionsauslösungen verhindert werden können. Zudem erhält der Nutzer durch das Hineindrücken des Bedienelementes eine haptische Rückmeldung, bevor er eine Funktion auslöst.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Aktivierungseinrichtung dazu ausgelegt, die Bedienvorrichtung in dem aktivierten Zustand zu betreiben, nur solange die Auslenkung größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert ist. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Nutzer nur dann Funktionen mittels der Bedienvorrichtung auslösen kann, wenn er das Bedienelement aktiv durch Aufbringen einer Kraft auf das Bedienelement über den Schwellwert hinaus auslenkt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Bedienperson zu jeder Zeit Kontrolle über den Aktivierungszustand der Be- dienvorrichtung hat. Umgekehrt kann die Bedienperson auch aktiv den Aktivierungszustand der Bedienvorrichtung wieder beenden, indem sie beispielsweise den Finger von dem Bedienelement wegführt, das Bedienelement daraufhin in den unausgelenkten Zustand zurückkehrt und die Bedien- Vorrichtung durch die Aktivierungseinrichtung wieder in den deaktivierten Zustand überführt wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Aktivierungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrichtung für eine vorbestimmte Zeit- dauer nach Aktivieren der Bedienvorrichtung unabhängig von der Auslenkung des Bedienelementes in dem aktivierten Zustand zu betreiben. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Nutzer beispielsweise durch einmaliges Aufbringen der Kraft das Bedienelement über den Schwellwert hinaus auslenkt und somit die Bedienvorrichtung aktiviert. Dieser Aktivierungszu- stand wird für die vorbestimmte Zeitdauer von der Aktivierungseinrichtung aufrechterhalten. Somit kann der Nutzer kann auch ohne Aufbringen einer Kraft die Funktionen des Kraftfahrzeugs bedienen.
Vorzugsweise weist die Aktivierungseinrichtung einen Schalter auf, wobei die Aktivierungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrichtung in den aktivierten Zustand zu überführen, sobald durch die Auslenkung des Bedienelementes der Schalter geschlossen wird. Der Schalter kann beispielsweise als ein mechanischer Schalter ausgestaltet sein, wobei in einem geöffneten Zustand des Schalters die Bedienvorrichtung in den deaktivierten Zustand überführt wird. Der Schalter ist in einem unausgelenkten Zustand des Bedienelementes geöffnet. Erst durch Aufbringen einer Kraft und der daraus resultierenden Auslenkung des Bedienelementes über den Schwellwert hinaus betätigt das Bedienelement den Schalter und der Schalter wird geschlossen. Sobald der Schalter geschlossen ist, wechselt die Bedienvorrich- tung in den aktivierten Zustand. Es wird also mittels des Bedienelementes selbst der Schalter geschaltet und damit die Bedienvorrichtung aktiviert oder deaktiviert. Eine derartige Aktivierungseinrichtung ist besonders einfach gestaltet und energieeffizient. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Aktivierungseinrichtung eine Lichtschranke aufweist, wobei die Aktivierungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrichtung in den aktivierten Zustand zu überführen, sobald durch die Lichtschranke die Auslenkung des Bedienelementes erkannt wird. Eine Lichtschranke umfasst in der Regel eine einen Lichtstrahl emittierende Lichtquelle sowie einen den Lichtstrahl empfangenden Sensor. Durch die Auslenkung des Bedienelementes über den Schwellwert hinaus wird dieser Lichtstrahl von dem Bedienelement selbst unterbrochen. Nach Unterbrechen des Lichtstrahls überführt die Aktivie- rungseinrichtung die Bedienvorrichtung in den aktivierten Zustand. Durch die Lichtschranke wird eine besonders einfache und präzise Möglichkeit zur Erfassung der Auslenkung realisiert.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Aktivierungseinrichtung einen Kraftsensor zum Erfassen der aufgebrachten Kraft auf, wobei die Aktivierungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrichtung in den aktivierten Zustand zu überführen, sobald durch den Kraftsensor erfasst wird, dass die aufgebrachte Kraft einen vorbestimmten Schwellwert für die Kraft überschreitet. Ein solcher Kraftsensor kann beispielsweise als ein kapazitiver Drucksensor ausgestaltet sein. Bei einer Ausführung der Aktivierungseinrichtung als Kraftsensor können in vorteilhafter Weise nicht nur zwei diskrete Zustände des Bedienelementes, nämlich „Auslenkung größer oder gleich Schwellwert" und„Auslenkung kleiner Schwellwert" detektiert werden, sondern es können die Auslenkungen auch quantitativ angegeben und bei- spielsweise einer Steuereinrichtung übermittelt werden. Diese kann die Bedienvorrichtung dann in den entsprechenden Zustand überführen. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Schwellwerte auf besonders einfache Weise, beispielsweise nutzerspezifisch, angepasst werden können, oder dass beispielsweise eine Hysterese für das Aktivieren und/oder Deaktivieren der Be- dienvorrichtung realisiert werden kann. Auch können beispielsweise Aktivierungsmuster zum Aktivieren der Bedienvorrichtung vorgegeben werden. Ein solches vorgegebenes Aktivierungsmuster kann beispielsweise ein zweimaliges, kurzes Klicken oder ein dreimaliges langes Klicken sein. Sobald von dem Kraftsensor erfasst wird, dass die Berührung dem vorgegebenen Akti- vierungsmuster entspricht, kann die Steuereinrichtung die Bedienvorrichtung aktivieren. Gleichermaßen können auch Deaktivierungsmuster zum Deaktivieren der Bedienvorrichtung vorgegeben werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Aktivierungseinrichtung in dem akti- vierten Zustand dazu ausgelegt, in Abhängigkeit von der erfassten Kraft unterschiedliche Bedienmodi für die Bedienvorrichtung bereitzustellen, wobei in den unterschiedlichen Bedienmodi den Position auf dem Bedienelement bedienmodispezifische Funktionen zugeordnet sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Bedienperson über den Betrag der aufgebrachten Kraft die verschiedenen Bedienmodi der Bedienvorrichtung im aktivierten Zustand der Bedienvorrichtung auswählen kann. Wenn die Bedienperson beispielsweise mit einem ersten Kraftwert drückt, welcher durch den Kraftsensor er- fasst wird, so kann die Bedienperson eine der erfassten Position zugeordne- te erste Funktion steuern. Wenn die Bedienperson nun mit einem beispielsweise gegenüber dem ersten Kraftwert größeren zweiten Kraftwert, welcher durch den Kraftsensor erfasst wird, auf das Bedienelement drückt, so kann die Bedienperson eine der gleichen Position zugeordnete zweite Funktion steuern. Die Bedienvorrichtung ist somit besonders flexibel einsetzbar.
Vorzugsweise ist die Aktivierungseinrichtung dazu ausgelegt, die Bedienvorrichtung durch Unterbrechen einer Energiezufuhr für die Berührungssensorik in den deaktivierten Zustand zu überführen und die Bedienvorrichtung durch Bereitstellen der Energiezufuhr für die Berührungssensorik in den aktivierten Zustand zu überführen. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Berührungssensorik nur dann mit Energie versorgt wird und somit eine Position des Objekts auf dem Bedienelement erfassen kann, wenn die Aktivierungseinrichtung bei Erfassen der Auslenkung über den Schwellwert hinaus die Energiezufuhr für die Berührungssensorik zulässt. Umgekehrt unterbricht die Aktivierungseinrichtung die Energiezufuhr, sobald der Schwellwert wieder unterschritten wird oder die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist. Die Bedienvorrichtung ist somit besonders energiesparend gestaltet, da die Berührungssensorik nur dann mit Energie versorgt werden muss, wenn eine Funktion des Kraftfahrzeugs bewusst ausgelöst werden soll.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als ein Personenkraftwagen ausgeführt. Zur Erfindung gehört außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienelement und einer Berührungssensorik zum Erfassen einer Position, an welcher das Bedienelement mit einem Objekt berührt wird. In einem deaktivierten Zustand der Bedienvorrichtung wird die Erfassung der Position und/oder ein Steuern ei- ner der erfassten Position zugeordneten Funktion des Kraftfahrzeugs blockiert, und in einem aktivierten Zustand wird die Erfassung der Position und das Steuern der der erfassten Position zugehörigen Funktion des Kraftfahrzeugs durchgeführt. Darüber hinaus wird eine Aktivierungseinrichtung für die Bedienvorrichtung bereitgestellt. Die Bedienvorrichtung wird durch die Akti- Vierungseinrichtung aktiviert, sobald das relativ zu der Aktivierungseinrichtung bewegbar gelagerte Bedienelement beim Berühren des Bedienelementes derart bewegt wird, dass eine Auslenkung des Bedienelementes größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert für die Auslenkung ist.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.
Im Folgenden wird die Erfindung nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Bedienvorrichtung mit einem Bedienelement und einer Berührungssensorik.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
Die Fig. zeigt eine Bedienvorrichtung 10 mit einem Bedienelement 12 und einer Berührungssensorik 14. Die Bedienvorrichtung 10, welche als Touch- Down-Button oder Taste ausgestaltet sein kann, kann beispielsweise in einem hier nicht gezeigten Kraftfahrzeug angeordnet sein und zum Steuern und/oder Auswählen von Funktionen des Kraftfahrzeugs dienen. Das Bedienelement 12 ist hier als eine Platte ausgestaltet, welche durch einen Nutzer zum Bedienen der Bedienvorrichtung 10 mit einem Objekt, beispielsweise seinem Finger, berührt werden kann und welche beweglich gelagert ist. Die Berührungssensorik 14, welche unterhalb des Bedienelementes 12 angeordnet ist beziehungsweise welche von dem Bedienelement 12 bedeckt ist, weist hier zwei Sensorelemente 16 auf, welche beispielsweise als kapazitive oder induktive Sensorelemente 16 ausgestaltet sein können. Die Sensorelemente 16 sind dazu ausgelegt, eine Position der Berührung auf dem Bedienelement 12 zu erfassen.
Darüber hinaus weist die Bedienvorrichtung 10 eine Aktivierungseinrichtung 18 auf, welche ebenfalls unterhalb des Bedienelementes 12 angeordnet ist. Durch Aufbringen einer Kraft F, beispielsweise mit dem Finger, auf das Bedienelement 12 kann das Bedienelement 12 relativ zu der ortsfest gelagerten Aktivierungseinrichtung 18 bewegt oder ausgelenkt werden. Dabei wird durch das Aufbringen der Kraft F ein Abstand zwischen dem Bedienelement 12 und der Aktivierungseinrichtung 18 verringert. Sobald die Auslenkung des Bedienelementes 12 größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellwert für die Auslenkung ist, wird durch die Aktivierungseinrichtung 18 die Bedien- Vorrichtung 10 in den aktivierten Zustand überführt. Insbesondere wird zum Überführen der Bedienvorrichtung 10 in den aktivierten Zustand die Berührungssensorik 14 aktiviert, indem diese beispielsweise ab der Auslenkung über den Schwellwert hinaus mit Energie versorgt wird. Dies bedeutet, dass erst in dem aktivierten Zustand der Bedienvorrichtung 10 die Erfassung der Position des Objektes auf dem Bedienelement 12 möglich ist.
Die Aktivierungseinrichtung 18 kann beispielsweise einen mechanischen Schalter aufweisen, welcher bei einer Auslenkung des Bedienelementes 12 unterhalb des Schwellwertes geöffnet ist. Bei geöffnetem Schalter ist die Be- dienvorrichtung 10 deaktiviert. Wenn die Auslenkung des Bedienelementes 12 nun den Schwellwert überschreitet, betätigt das Bedienelement 12 den Schalter und schließt ihn. Daraufhin wird die Bedienvorrichtung 10 in den aktivierten Zustand überführt. Die Aktivierungseinrichtung 18 kann auch eine Lichtschranke aufweisen, wobei ein Lichtstrahl der Lichtschranke von dem Bedienelement 12 durchbrochen wird, sobald das Bedienelement 12 über den Schwellwert hinaus ausgelenkt wird. Auch kann die Aktivierungseinrichtung 18 einen Kraftsensor aufweisen, welcher die Kraft F und damit die Auslenkung des Bedienelementes 12 stufenlos erfassen kann. Bei Überschreiten des Schwellwertes kann beispielsweise eine hier nicht gezeigte Steuereinrichtung der Aktivierungseinrichtung 18 die Bedienvorrichtung 10 in den aktivierten Zustand überführen. Die Bedien Vorrichtung 10 kann beispielsweise zum Steuern eines Fensterhebers ausgestaltet sein. Die Bedienvorrichtung 10 kann ortsfest beispielsweise in einer Armlehne des Kraftfahrzeugs angeordnet werden, wobei eine Oberfläche des Bedienelementes 12 in einem deaktivierten Zustand der Bedienvorrichtung 10 und damit im unausgelenkten Zustand des Bedienelementes 12 bündig mit einem Verkleidungsteil oder einer Blende 20, beispielsweise einem Oberflächenmaterial der Armlehne, abschließt. Durch Drücken des Bedienelementes 12, also durch das Aufbringen der Kraft F auf das Bedienelement 12, wird das Bedienelement 12 gegenüber der Blende 20 abgesenkt und relativ zu der ortsfesten Aktivierungseinrichtung 18 bewegt. Sobald die Auslenkung den Schwellwert überschreitet, werden die Sensorelemente 16 der Bedienvorrichtung 10 aktiviert.
Wird nun im gedrückten Zustand des Bedienelementes 12, also im aktivierten Zustand der Bedienvorrichtung 10, der Finger über das Bedienelement 12 bewegt, so wird der Fensterheber angesteuert. Wenn der Nutzer in dem aktivierten Zustand beispielsweise eine dem linksseitig dargestellten Sensor- element 16 zugeordnete Position auf dem Bedienelement 12 berührt, so kann dies durch das linksseitig dargestellte Sensorelement 16 erfasst werden und daraufhin beispielsweise das Fenster des Kraftfahrzeugs geöffnet werden. Wenn der Nutzer beispielsweise eine dem rechtsseitig dargestellten Sensorelement 16 zugeordnete Position auf dem Bedienelement 12 berührt, so kann dies durch das rechtsseitig dargestellte Sensorelement 16 erfasst werden und daraufhin beispielsweise das Fenster des Kraftfahrzeugs geschlossen werden.
Wird hingegen kein Druck auf das Bedienelement 12 ausgeübt, bleiben die Sensorelemente 16 ohne Reaktion. Legt der Nutzer also beispielsweise seinen Arm oder seine Hand auf die Armlehne und damit auf das Bedienelement 12, so wird die Bedienvorrichtung 10 durch die bloße Berührung nicht aktiviert. Der Arm oder die Hand können ohne Weiteres auf dem Bedienelement 12 verbleiben, ohne dass eine Funktion des Kraftfahrzeugs aktiviert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Bedienvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienelement (12) und einer Berührungssensorik (14) zum Erfassen einer Position, an welcher das Bedienelement (12) mit einem Objekt berührt wird, wobei die Bedienvorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, in einem deaktivierten Zustand die Erfassung der Position und/oder ein Steuern einer der erfass- ten Position zugeordneten Funktion des Kraftfahrzeugs zu blockieren und in einem aktivierten Zustand die Erfassung der Position und das Steuern der der erfassten Position zugeordneten Funktion des Kraftfahrzeugs durchzuführen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bedienvorrichtung (10) eine Aktivierungseinrichtung (18) aufweist, wobei das Bedienelement (12) zumindest bereichsweise relativ zu der Aktivierungseinrichtung (18) bewegbar gelagert ist und die Aktivierungseinrichtung (18) dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrichtung (10) in den aktivierten Zustand zu überführen, sobald eine aus einer durch das Objekt beim Berühren des Bedienelementes (12) aufgebrachtenn Kraft (F) resultierende Auslenkung des Bedienelementes (12) größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist.
2. Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aktivierungseinrichtung (18) dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrich- tung (10) in dem aktivierten Zustand zu betreiben, nur solange die Auslenkung größer als der Schwellwert oder gleich dem Schwellwert ist.
3. Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aktivierungseinrichtung (18) dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrichtung (10) für eine vorbestimmte Zeitdauer nach Aktivieren der Bedienvorrichtung (10) unabhängig von der Auslenkung des Bedienelementes (12) in dem aktivierten Zustand zu betreiben.
4. Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aktivierungseinrichtung (18) einen Schalter aufweist, wobei die Aktivierungseinrichtung (18) dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrichtung (10) in den aktivierten Zustand zu überführen, sobald durch die Auslenkung des Bedienelementes (12) der Schalter geschlossen wird.
5. Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aktivierungseinrichtung (18) eine Lichtschranke aufweist, wobei die Aktivierungseinrichtung (18) dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrichtung (10) in den aktivierten Zustand zu überführen, sobald durch die Lichtschranke die Auslenkung des Bedienelementes (12) erkannt wird.
Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aktivierungseinrichtung (18) einen Kraftsensor zum Erfassen der aufgebrachten Kraft (F) aufweist, wobei die Aktivierungseinrichtung (18) dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrichtung (10) in den aktivierten Zustand zu überführen, sobald durch den Kraftsensor erfasst wird, dass die aufgebrachte Kraft (F) einen vorbestimmten Schwellwert für die Kraft (F) überschreitet.
7. Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aktivierungseinrichtung (18) dazu ausgelegt ist, in dem aktivierten Zustand in Abhängigkeit von der erfassten Kraft (F) unterschiedliche Bedienmodi für die Bedienvorrichtung (10) bereitzustellen, wobei in den unterschiedlichen Bedienmodi den Positionen auf dem Bedienelement (12) bedienmodispezifische Funktionen zugeordnet sind.
8. Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aktivierungseinrichtung (18) dazu ausgelegt ist, die Bedienvorrich- tung (10) durch Unterbrechen einer Energiezufuhr für die Berührungssensorik (14) in den deaktivierten Zustand zu überführen und die Bedienvorrichtung (10) durch die Energiezufuhr für die Berührungssensorik (14) in den aktivierten Zustand zu überführen.
9. Kraftfahrzeug mit einer Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Betreiben einer Bedienvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienelement (12) und einer Berührungssensorik (14) zum Erfassen einer Position, an welcher das Bedienelement (12) mit einem Objekt berührt wird, wobei in einem deaktivierten Zustand der Bedienvorrichtung (10) die Erfassung der Position und/oder ein Steuern einer der erfassten Position zugeordneten Funktion des Kraftfahrzeugs blockiert wird und in einem aktivierten Zustand die Erfassung der Position und das Steuern der der erfassten Position zugeordneten Funktion des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bedienvorrichtung (10) durch eine Aktivierungseinrichtung (18) akti- viert wird, sobald das relativ zu der Aktivierungseinrichtung (18) bewegbar gelagerte Bedienelement (12) beim Berühren des Bedienelementes (12) derart bewegt wird, dass eine Auslenkung des Bedienelementes (12) größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert für die Auslenkung ist.
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