WO2020025194A1 - Bedieneinrichtung - Google Patents

Bedieneinrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2020025194A1
WO2020025194A1 PCT/EP2019/064588 EP2019064588W WO2020025194A1 WO 2020025194 A1 WO2020025194 A1 WO 2020025194A1 EP 2019064588 W EP2019064588 W EP 2019064588W WO 2020025194 A1 WO2020025194 A1 WO 2020025194A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spring
operating
actuator
carrier element
control
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/064588
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Hermanns
Christoph Buenger
Thomas Freitag
Rainer Erbach
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to DE112019003820.6T priority Critical patent/DE112019003820A5/de
Priority to CN201980050172.0A priority patent/CN112543714A/zh
Publication of WO2020025194A1 publication Critical patent/WO2020025194A1/de

Links

Classifications

    • 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—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • 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—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/22—Display screens
    • 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—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/25—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using haptic output
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • 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
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/143—Touch sensitive instrument input devices
    • B60K2360/1438—Touch screens
    • B60K2360/1442—Emulation of input devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce

Definitions

  • the invention relates to an operating device, in particular for a vehicle, in particular a motor vehicle, with an operating element which can be actuated by a user and which is arranged on a carrier element, with a controllable actuator which is designed to move the operating element relative to the carrier element, and with a Spring device which is arranged between the control element and the carrier element and that
  • Control element movably mounted on the support element.
  • Control devices for all types of electrical or mechanical devices that are increasingly being replaced by displays / screens with virtual control elements. Examples of this are stove tops, copying machines, mobile telephones and, in particular, navigation and multimedia systems in the vehicle area. Even if the user has now become accustomed to the operation of virtual control elements, the user often lacks haptic feedback, as can be felt for the user in real / mechanical switching devices.
  • haptic displays which, when touching a user interface with the aid of at least one actuator, perform a specific movement or vibration, for example depending on the location of the touch, a direction of movement and / or the touch force are dependent. This gives the user a haptic feedback when operating the operating device.
  • Such an operating device is also known, for example, from US 9,436,341 B1. It is provided there that the user interface is formed by an operating element which is movably mounted on a carrier element by a spring device. An electromagnetic actuator is arranged between the carrier element and the control element in order to move the control element relative to the carrier element if necessary, in order to thus generate the haptic feedback.
  • control device with the features of claim 1 has the advantage that it is compact and easy to assemble
  • Control device is created that is particularly robust and thereby ensures a long life. This is achieved according to the invention in that the spring device is formed in one piece with the carrier element or with the operating element. As a result, the spring device forms an integral part of the carrier element or control element and can thus be implemented in a compact and robust manner in the control device.
  • the assembly is simplified and the one-piece design also ensures a long service life.
  • Spring device at least one spring element which is integrally formed with the carrier element or with the control element.
  • at least one spring element is formed directly in one piece with the carrier element or control element, which makes a particularly compact embodiment of the
  • the at least one spring element at its free end lies in regions in a recess formed in the operating element or the carrier element.
  • the spring element is thus formed in one piece with the one element and projects in some areas into the Deepening of the other element of the carrier element and control element. This ensures secure guidance of the spring element at its free end on the opposite element, so that a permanent interaction of the spring element with the operating element and carrier element is ensured.
  • Control element or the support element firmly connected at its free end.
  • the spring element is screwed, glued, welded or positively coupled at its free end to the control element or the carrier element, for example. This ensures that the spring element cannot detach from the operating element and carrier element, and that tensile forces can also be reliably transmitted from the carrier element to the operating element by the spring element.
  • the spring device has a plurality
  • the spring device has at least three spring elements which are arranged at a distance from one another and span a spring plane, so that the spring device ensures that the operating element is clearly supported on the carrier element.
  • the spring elements are arranged such that they form a triangle when the spring device has three spring elements. Has the spring device more than three
  • Spring elements for example four, are preferably aligned with one another in the form of a rectangle or square.
  • the actuator is designed as an electromagnetic actuator or as a piezo actuator.
  • Embodiments of the actuator allow a space-saving design of the actuator, which is in particular between the support element and Control element can be implemented so that the overall height of the control device remains low.
  • the actuator is designed as an electromagnetic actuator, then it preferably has a first actuator part arranged on the operating element and a second actuator part arranged on the carrier element, the
  • Actuator parts lie opposite one another and, at least in the idle state of the operating device, form an air gap between them. At least one of the actuator parts can be controlled electrically in order to generate an electrical magnetic field through which the other actuator part is magnetically repelled or attracted.
  • the fact that an air gap is formed between the actuator parts in the idle state of the operating device ensures that the user pushes the operating element in the direction of the carrier element and thus ensures a haptically advantageous operation of the operating device.
  • the air gap ensures that the haptic feedback can also take place by tightening the operating element on the carrier element.
  • the actuator is preferably controlled in such a way that the first actuator part is repelled by the second actuator part and the control element is thereby displaced by the actuator against the touch force of the user in order to generate the haptic feedback.
  • the air gap preferably has a size of 0.05 to 0.4 mm, in particular 0.1 to 0.3 mm.
  • the size of the air gap ensures comfortable operation of the operating device by the user on the one hand, and on the other hand ensures an advantageous movement of the operating element by the user
  • the spring device is preferably designed such that it surrounds or surrounds the actuator, so that the actuator is centered on the
  • the control element can be moved centrally by the actuator with respect to the spring-loaded mounting and thus an advantageous haptic feedback, which is ensured by a control element that moves uniformly, takes place.
  • the actuator is arranged in the center of the control element, so that it is centered the actuator force is applied to a linear movement of the
  • Control element in particular without ensuring that the control element tilts during movement.
  • the at least one spring element is designed as a spring tongue or as a round spring in or on the carrier element.
  • the respective spring element is advantageously integrated into the carrier element, so that it improves the robustness of the operating device and at the same time saves installation space.
  • the carrier element is particularly preferably designed as a stamped and bent plate in which the spring tongue and / or round spring as
  • Stamping and bending sections of the stamped and bent plate are formed. This ensures simple and inexpensive manufacture of the carrier element and thus of the control device as a whole.
  • control element is at least partially translucent.
  • control element can, for example, be illuminated or backlit to include an optical one
  • One or more illuminants are preferably arranged on the carrier element and can be recognized by the translucent control element, as is the case, for example, with illuminated keyboards.
  • a controllable display is arranged on the carrier element or control element, which can be recognized through the control element.
  • the operating device is particularly preferred, in particular that
  • Control element designed as a touch-sensitive screen / display, so that it offers the advantage of a virtual switch for the user.
  • the operating device can be used for a wide variety of purposes and can also perform different functions during operation, for example by displaying different virtual switches that can be operated by the user depending on a current driving situation.
  • the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Show this
  • FIG. 1 shows an advantageous operating device in a simplified perspective illustration
  • Figure 2 is a simplified sectional view of the
  • FIGS. 3A and 3B show a carrier element of the operating device according to an advantageous exemplary embodiment in different representations
  • Figures 4A and 4B further embodiments of the carrier element.
  • Figure 1 shows a simplified perspective view of an advantageous control device 1 for a motor vehicle, not shown here.
  • Operating device 1 has a user-operable operating element 2, which is mounted on a carrier element 3.
  • the carrier element 3 has means 4 for fastening the carrier element 3 in a receiving structure of the
  • the means 4 are designed as retaining webs that can be inserted into retaining recesses in the retaining structure and locked there, for example, screwed, locked or locked in some other way.
  • the means 4 are formed in one piece with the carrier element 3, but can also be formed separately.
  • the control element 2 is designed as a touch-sensitive display 5, which has a touch surface 6 for the user, which is formed, for example, by a protective screen 7.
  • the protective pane 7 preferably extends over the entire display 5. By touching the protective pane 7 on the contact surface 6, the user is able to actuate virtual switch elements (not shown here) shown by the display 5.
  • the operating device 1 is designed to give the user haptic feedback when one of these virtual switch elements is actuated.
  • the operating element 2 is movably mounted on the carrier element 3.
  • Figure 2 shows a simplified sectional view through the
  • An actuator 8 is arranged between the operating element 2 and the carrier element 3, which in the present case is designed as an electromagnetic actuator.
  • the actuator 8 has a first actuator part 9, which is arranged on the side of the operating element 2 facing away from the contact surface 6, and a second actuator part 10, which is arranged on the carrier element 3 opposite the actuator part 9.
  • At least one of the actuator parts 9, 10 can be energized electrically, so that it generates a magnetic field which interacts with the other of the actuator parts 10, 9 in a repulsive or attractive manner in order to move the operating element 2 away from the carrier element 3 or to pull it towards the latter.
  • the directions of movement are expressed by the double arrow.
  • a spring device 11 is arranged between the control element 2 and the carrier element 3, by means of which the control element 2 is held displaceably on the carrier element 3.
  • the spring device 11 has a plurality of spring elements 12, which bear at one end on the carrier element 3 and at the other end on the back of the control element 2.
  • the spring elements 12 are formed in one piece with the carrier element 3, preferably in the form of round springs, as will be explained in more detail with reference to FIGS. 3A and 3B:
  • FIG. 3A shows a top view of the carrier element 3, in which four spring elements 12 according to FIG. 2, designated by 12 ′ in FIG. 3A, are formed.
  • the spring elements 12 'are each assigned to a corner of the essentially rectangular support element 3, so that they are distributed in a rectangular manner or span a rectangle.
  • the respective trough-shaped projection 13 is thus held on the carrier element 3 by a plurality of spring tongues, which are formed by the free cuts 14.
  • the spring elements 12 are arranged around the actuator 8, so that it is between the
  • Spring elements 12 is located. In particular, the actuator 8 is centered on the
  • Carrier element 3 or the control element 2 arranged in order to ensure a uniform application of force, which allows the control element 2 to be shifted without tilting.
  • the spring elements 12 are preferably at their free ends 15 facing the control element 2 in recesses 16 of the control element 2, so that they cannot slip on the control element 2 and can always exert the spring force on the control element 12.
  • the actuator 8 is electrically controlled in order to generate a magnetic field through which the actuator part 9 is repelled by the actuator part 10 and thereby the
  • Control element 2 is moved against the actuating force of the user.
  • a pulsed magnetic field is applied, so that the user can feel a short click pulse, which he feels as a haptic
  • a piezo actuator can also be present between the operating element 2 and the carrier element 3.
  • a plurality of actuators 8 are also preferably between over the surface of the control element 2
  • Control element 2 and support element 3 are arranged so as to be able to generate different haptic reactions.
  • the respective haptic reaction depending on the actuated switch element, a current driving situation or other boundary conditions generated or varied.
  • FIGS. 4A and 4B show further exemplary embodiments for the carrier element 3, each in a perspective illustration.
  • the spring elements 12 are not designed as round springs, but rather as spring tabs 12 ′′, which are each arranged in the direction of one of the long longitudinal sides of the rectangular support element 3 and in
  • the spring tabs 12, 12 ′′, 12 ′′ each have a screw opening 17 at their free end 15, through which a fastening screw can be guided, by means of which the carrier element 3 can be stubbed or screwed onto the operating element 2.
  • Corresponding screw openings 17 are preferably also present in the round springs 12 '.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung (1), insbesondere für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem von einem Benutzer betätigbaren Bedienelement (2), das an einem Trägerelement (3) angeordnet ist, mit einem ansteuerbaren Aktuator (8), der dazu ausgebildet ist, das Bedienelement (2) relativ zu dem Trägerelement (3) zu bewegen, und mit einer Federeinrichtung (11), die zwischen dem Bedienelement (2) und dem Trägerelement (3) angeordnet ist und das Bedienelement (2) an dem Trägerelement (3) beweglich lagert. Es ist vorgesehen, dass die Federeinrichtung (11) einstückig mit dem Trägerelement (3) oder mit dem Bedienelement (2) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Bedieneinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung insbesondere für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem von einem Benutzer betätigbaren Bedienelement, das an einem Trägerelement angeordnet ist, mit einem ansteuerbaren Aktuator, der dazu ausgebildet ist, das Bedienelement relativ zu dem Trägerelement zu bewegen, und mit einer Federeinrichtung, die zwischen dem Bedienelement und dem Trägerelement angeordnet ist und das
Bedienelement an dem Trägerelement beweglich lagert.
Stand der Technik
Bedieneinrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Im Fahrzeugbau gibt es bereits zahlreiche
Bedieneinrichtungen für jede Art von elektrischen oder mechanischen Geräten, die zunehmend durch Displays/Bildschirme mit virtuellen Bedienelementen ersetzt werden. Beispiele dafür sind außerhalb des Fahrzeugbereichs auch Herdplatten, Kopiergeräte, Mobiltelefone, und im Fahrzeugbereich insbesondere Navigations- und Multimediasysteme. Auch wenn der Benutzer sich mittlerweile an die Bedienung virtueller Bedienelemente gewöhnt hat, fehlt es dem Benutzer häufig an einer haptischen Rückmeldung, wie sie bei realen/mechanischen Schalteinrichtungen für den Benutzer spürbar ist.
Es sind jedoch auch bereits sogenannte haptische Displays bekannt, die beim Berühren einer Bedienoberfläche mithilfe zumindest eines Aktuators eine spezifische Bewegung oder Schwingung ausführen, die beispielsweise von der Stelle der Berührung, einer Bewegungsrichtung und/oder der Berührungskraft abhängig sind. Dadurch wird dem Benutzer eine haptische Rückmeldung bei der Bedienung der Bedieneinrichtung gegeben.
Eine derartige Bedieneinrichtung ist beispielsweise auch aus der Druckschrift US 9,436,341 Bl bekannt. Dort ist vorgesehen, dass die Bedienoberfläche von einem Bedienelement gebildet wird, das auf einem Trägerelement durch eine Federeinrichtung beweglich gelagert ist. Ein elektromagnetischer Aktuator ist zwischen Trägerelement und Bedienelement angeordnet, um bei Bedarf das Bedienelement relativ zu dem Trägerelement zu bewegen, um somit die haptische Rückmeldung zu erzeugen.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine kompakte und einfach zu montierende
Bedieneinrichtung geschaffen wird, die besonders robust ausgebildet ist und dadurch eine lange Lebenszeit gewährleistet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Federeinrichtung einstückig mit dem Trägerelement oder mit dem Bedienelement ausgebildet ist. Dadurch bildet die Federeinrichtung einen integralen Bestandteil von Trägerelement oder Bedienelement und lässt sich dadurch kompakt und robust in der Bedieneinrichtung realisieren.
Insbesondere wird die Montage dabei vereinfacht und durch die einstückige Ausbildung auch eine lange Lebensdauer gewährleistet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die
Federeinrichtung zumindest ein Federelement auf, das einstückig mit dem Trägerelement oder mit dem Bedienelement ausgebildet ist. Damit ist zumindest ein Federelement direkt mit Trägerelement oder Bedienelement einstückig ausgebildet, wodurch eine besonders kompakte Ausführungsform der
Bedieneinrichtung gewährleistet ist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das zumindest eine Federelement an seinem freien Ende in einer dem Bedienelement oder dem Trägerelement ausgebildeten Vertiefung bereichsweise einliegt. Das Federelement ist somit einstückig mit dem einen Element ausgebildet und ragt bereichsweise in die Vertiefung des anderen Elements von Trägerelement und Bedienelement ein. Dadurch ist eine sichere Führung des Federelements an seinem freien Ende an dem gegenüberliegenden Element gewährleistet, sodass ein dauerhaftes Zusammenwirken des Federelements mit Bedienelement und Trägerelement gewährleistet ist.
Weiterhin ist bevorzugt das zumindest eine Federelement mit dem
Bedienelement oder dem Trägerelement an seinem freien Ende fest verbunden. Dazu ist das Federelement an seinem freien Ende mit dem Bedienelement oder dem Trägerelement beispielsweise verschraubt, verklebt, verschweißt oder formschlüssig gekoppelt. Dadurch ist gewährleistet, dass sich das Federelement nicht von Bedienelement und Trägerelement lösen kann, und dass durch das Federelement auch Zugkräfte von dem Trägerelement auf das Bedienelement sicher übertragen werden können.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Federeinrichtung mehrere
Federelemente aufweist, die beabstandet zueinander angeordnet sind. Dadurch ist das Bedienelement insbesondere gleichmäßig durch Federkraft der
Federeinrichtung beaufschlagt, um ein vorteilhaftes haptisches Feedback zu gewährleisten.
Insbesondere weist die Federeinrichtung zumindest drei beabstandet zueinander angeordnete Federelemente auf, die eine Federebene aufspannen, sodass eine eindeutige Lagerung des Bedienelements an dem Trägerelement durch die Federeinrichtung gewährleistet ist. So sind die Federelemente beispielsweise derart angeordnet, dass sie ein Dreieck bilden, wenn die Federeinrichtung drei Federelemente aufweist. Weist die Federeinrichtung mehr als drei
Federelemente auf, beispielsweise vier, so sind diese bevorzugt in der Form eines Rechtecks oder Vierecks zueinander ausgerichtet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Aktuator als elektromagnetischer Aktuator oder als Piezoaktuator ausgebildet. Beide
Ausführungsformen des Aktuators erlauben eine bauraumsparende Ausbildung des Aktuators, die sich insbesondere zwischen Trägerelement und Bedienelement realisieren lässt, sodass die Gesamthöhe der Bedieneinrichtung niedrig bleibt.
Ist der Aktuator als elektromagnetischer Aktuator ausgebildet, dann weist er bevorzugt ein an dem Bedienelement angeordnetes erstes Aktuatorteil und ein an dem Trägerelement angeordnetes zweites Aktuatorteil auf, wobei die
Aktuatorteile einander gegenüberliegen und zumindest im Ruhezustand der Bedieneinrichtung einen Luftspalt zwischen sich ausbilden. Zumindest eines der Aktuatorteile ist elektrisch ansteuerbar, um ein elektrisches Magnetfeld zu erzeugen, durch welches das andere Aktuatorteil magnetisch abgestoßen oder angezogen wird. Dadurch, dass im Ruhezustand der Bedieneinrichtung ein Luftspalt zwischen den Aktuatorteilen ausgebildet ist, ist das Eindrücken des Bedienelements in Richtung des Trägerelements durch den Benutzer und damit eine haptisch vorteilhafte Bedienung der Bedieneinrichtung gewährleistet.
Darüber hinaus wird durch den Luftspalt gewährleistet, dass das haptische Feedback auch durch ein Anziehen des Bedienelements an das Trägerelement erfolgen kann. Bevorzugt wird der Aktuator jedoch derart angesteuert, dass das erste Aktuatorteil durch das zweite Aktuatorteil abgestoßen und dadurch das Bedienelement entgegen der Berührungskraft des Benutzers durch den Aktuator verlagert wird, um die haptische Rückmeldung zu erzeugen.
Vorzugsweise hat der Luftspalt eine Größe von 0,05 bis 0,4 mm, insbesondere von 0,1 bis 0,3 mm. Die Größe des Luftspalts gewährleistet einerseits eine angenehme Bedienung der Bedieneinrichtung durch den Benutzer, und sichert andererseits eine vorteilhafte Bewegung des Bedienelements durch den
Aktuator, die ausreichend groß ist, dass sie von dem Benutzer sicher erspürbar ist.
Die Federeinrichtung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie den Aktuator umfasst beziehungsweise umringt, sodass der Aktuator mittig zu der
Federeinrichtung angeordnet ist. Dadurch ist gewährleistet, dass das
Bedienelement bezüglich der gefederten Lagerung zentral durch den Aktuator bewegbar ist und damit eine vorteilhafte haptische Rückmeldung, die durch ein gleichmäßig bewegtes Bedienelement gewährleistet ist, erfolgt. Insbesondere ist der Aktuator mittig zu dem Bedienelement angeordnet, sodass dieses mittig mit der Aktuatorkraft beaufschlagt wird, um eine Linearbewegung des
Bedienelements insbesondere ohne ein Verkippen des Bedienelements bei der Bewegung zu gewährleisten.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das zumindest eine Federelement als Federzunge oder als Rundfeder in beziehungsweise an dem Trägerelement ausgebildet ist. Dadurch ist das jeweilige Federelement vorteilhaft in das Trägerelement integriert, sodass es die Robustheit der Bedieneinrichtung verbessert und gleichzeitig bauraumsparend ist.
Besonders bevorzugt ist dazu das Trägerelement als Stanzbiegeblech ausgebildet, in welchem die Federzunge und/oder Rundfeder als
Stanzbiegeabschnitte des Stanzbiegeblechs ausgebildet sind. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Herstellung des Trägerelements und damit auch der Bedieneinrichtung insgesamt gewährleistet.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Bedienelement zumindest bereichsweise transluzent ausgebildet ist. Dadurch ist das Bedienelement beispielsweise beleuchtbar oder hinterleuchtbar, um auch ein optisches
Feedback oder eine optische Anzeige des Bedienelements zu ermöglichen. Vorzugsweise sind an dem Trägerelement ein oder mehrere Leuchtmittel angeordnet, die durch das transluzente Bedienelement erkennbar sind, wie es beispielsweise bei beleuchteten Tastaturen der Fall ist. Optional ist auf dem Trägerelement oder Bedienelement außerdem ein ansteuerbares Display angeordnet, das durch das Bedienelement hindurch erkennbar ist.
Besonders bevorzugt ist die Bedieneinrichtung, insbesondere das
Bedienelement, als berührungsempfindlicher Bildschirm/Display ausgebildet, sodass es den Vorteil eines virtuellen Schalters für den Benutzer bietet. Dadurch ist die Bedieneinrichtung für unterschiedlichste Zwecke einsetzbar und kann auch im Betrieb unterschiedliche Funktionen erfüllen, indem es beispielsweise in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrsituation unterschiedliche virtuelle Schalter anzeigt, die von dem Benutzer bedienbar sind. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 eine vorteilhafte Bedieneinrichtung in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung,
Figur 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung der
Bedieneinrichtung,
Figuren 3A und 3B ein Trägerelement der Bedieneinrichtung gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Darstellungen und
Figuren 4A und 4B weitere Ausführungsbeispiele des Trägerelements.
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung eine vorteilhafte Bedieneinrichtung 1 für ein hier nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Die
Bedieneinrichtung 1 weist ein von einem Benutzer betätigbares Bedienelement 2 auf, das an einem Trägerelement 3 gelagert ist. Das Trägerelement 3 weist Mittel 4 zur Befestigung des Trägerelements 3 in einer Aufnahmestruktur des
Kraftfahrzeugs, beispielsweise einer Karosseriestruktur auf, wobei gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Mittel 4 als Haltestege ausgebildet sind, die in Halteaussparungen der Haltestruktur einschiebbar und dort beispielsweise verklemmbar, verschraubbar, verrastbar oder auf andere Art und Weise arretierbar sind. Die Mittel 4 sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Trägerelement 3 ausgebildet, können jedoch auch separat ausgebildet sein.
Das Bedienelement 2 ist als berührungsempfindliches Display 5 ausgebildet, das eine Berühroberfläche 6 für den Benutzer aufweist, die beispielsweise von einer Schutzscheibe 7 gebildet ist. Die Schutzscheibe 7 erstreckt sich dabei bevorzugt über das gesamte Display 5. Durch Berühren der Schutzscheibe 7 an der Berührungsoberfläche 6 ist es dem Benutzer ermöglicht, durch das Display 5 angezeigte virtuelle Schalterelemente (hier nicht dargestellt) zu betätigen. Die Bedieneinrichtung 1 ist dazu ausgebildet, den Benutzer bei der Betätigung eines dieser virtuellen Schalterelemente ein haptisches Feedback zu geben. Dazu ist das Bedienelement 2 bewegbar an dem Trägerelement 3 gelagert.
Hierzu zeigt Figur 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch die
Bedieneinrichtung 1. Zwischen Bedienelement 2 und Trägerelement 3 ist ein Aktuator 8 angeordnet, der vorliegend als elektromagnetischer Aktuator ausgebildet ist. Dazu weist der Aktuator 8 ein erstes Aktuatorteil 9 auf, das an der von der Berührungsoberfläche 6 abgewandten Seite des Bedienelements 2 angeordnet ist, sowie ein zweites Aktuatorteil 10, das an dem Trägerelement 3 dem Aktuatorteil 9 gegenüberliegend angeordnet ist. Zumindest eines der Aktuatorteile 9, 10 ist elektrisch bestrombar, sodass es ein Magnetfeld erzeugt, das mit dem anderen der Aktuatorteile 10, 9 abstoßend oder anziehend zusammenwirkt, um das Bedienelement 2 von dem Trägerelement 3 wegzubewegen oder zu diesem heranzuziehen. Die Bewegungsrichtungen sind durch den Doppelpfeil ausgedrückt.
Außerdem ist zwischen dem Bedienelement 2 und dem Trägerelement 3 eine Federeinrichtung 11 angeordnet, durch welche das Bedienelement 2 an dem Trägerelement 3 verlagerbar gehalten ist.
Die Federeinrichtung 11 weist mehrere Federelemente 12 auf, die einendig an dem Trägerelement 3 und anderendig an der Rückseite des Bedienelements 2 anliegen.
Die Federelemente 12 sind dabei einstückig mit dem Trägerelement 3 ausgebildet, vorzugsweise in Form von Rundfedern, wie sie mit Bezug auf Figuren 3A und 3B näher erläutert werden sollen:
Figur 3A zeigt dazu eine Draufsicht auf das Trägerelement 3, in welchem vier Federelemente 12 gemäß Figur 2, in Figur 3A mit 12‘ bezeichnet, ausgebildet sind. Die Federelemente 12‘ sind dabei jeweils einer Ecke des im Wesentlichen rechteckförmigen Trägerelements 3 zugeordnet, sodass sie rechteckförmig verteilt sind bzw. ein Rechteck aufspannen. Die Federelemente 12‘ sind, wie bereits erwähnt, als Rundfedern ausgebildet, die durch jeweils einen wannenförmigen Vorsprung 13 (Figur 3B) mit einer kreisförmigen Außenkontur in dem Trägerelement 3 ausgebildet sind, wobei der wannenförmige Vorsprung 13 jeweils durch mehrere Freischnitte 14 derart federnd ausgebildet ist, dass es eine Ebene des Trägerelements 3 einfedern kann. Der jeweilige wannenförmige Vorsprung 13 wird somit durch mehrere Federzungen an dem Trägerelement 3 gehalten, die durch die Freischnitte 14 gebildet sind.
Die Federelemente 12 sind, wie insbesondere in Figur 2 gezeigt, um den Aktuator 8 herumliegend angeordnet, sodass dieser zwischen den
Federelementen 12 liegt. Insbesondere ist der Aktuator 8 mittig auf dem
Trägerelement 3 beziehungsweise dem Bedienelement 2 angeordnet, um eine gleichmäßige Kraftbeaufschlagung, die ein verkippungsfreies Verlagern des Bedienelements 2 erlaubt, gewährleistet.
Die Federelemente 12 liegen bevorzugt an ihren freien, dem Bedienelement 2 zugewandten Enden 15 in Vertiefungen 16 des Bedienelements 2 ein, sodass sie an dem Bedienelement 2 nicht verrutschen können und stets die Federkraft auf das Bedienelement 12 ausüben können.
Bei einer Benutzung wird der Benutzer durch die Berührung der
Berührungsoberfläche 6 des Bedienelements 2 in Richtung des Trägerelements 3 bewegen. Bei erfolgter Betätigung eines virtuellen Schalters wird der Aktuator 8 elektrisch angesteuert, um ein Magnetfeld zu erzeugen, durch welches das Aktuatorteil 9 von dem Aktuatorteil 10 abgestoßen und dadurch das
Bedienelement 2 entgegen der Betätigungskraft des Benutzers bewegt wird. Insbesondere erfolgt eine impulsförmige Magnetfeldbeaufschlagung, sodass für den Benutzer ein kurzer Klick-Impuls spürbar ist, der ihm als haptisches
Feedback für die erfolgreiche Betätigung des virtuellen Schalterelements dient.
Alternativ zu dem hier dargestellten elektromagnetischen Aktuator 8 kann auch ein Piezoaktuator zwischen Bedienelement 2 und Trägerelement 3 vorhanden sein. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind außerdem bevorzugt mehrere Aktuatoren 8 über die Fläche des Bedienelements 2 zwischen
Bedienelement 2 und Trägerelement 3 verteilt angeordnet, um unterschiedliche haptische Reaktionen erzeugen zu können. Insbesondere wird die jeweilige haptische Reaktion in Abhängigkeit von dem betätigten Schalterelement, einer aktuellen Fahrsituation oder anderer Randbedingungen erzeugt oder variiert.
Figuren 4A und 4B zeigen weitere Ausführungsbeispiele für das Trägerelement 3, jeweils in einer perspektivischen Darstellung. Gemäß Figur 4A sind die Federelemente 12 nicht als Rundfedern, sondern als Federlaschen 12“ ausgebildet, die jeweils in Richtung einer der langen Längsseiten des rechteckförmig ausgebildeten Trägerelements 3 angeordnet und in
Längserstreckung ausgerichtet sind.
Das Ausführungsbeispiel von Figur 4B unterscheidet sich von dem
Ausführungsbeispiel von Figur 4A dadurch, dass die Federlaschen 12“ nicht in Längserstreckung an den langen Längsseiten, sondern in Längserstreckung an den kurzen Seiten des rechteckförmigen Trägerelements 3 ausgebildet und ausgerichtet sind.
Vorteilhafterweise weisen die Federlaschen 12, 12‘, 12“ an ihrem freien Ende 15 jeweils eine Schraubenöffnung 17 auf, durch welche eine Befestigungsschraube führbar ist, mittels welcher das Trägerelement 3 an dem Bedienelement 2 festsch raubbar oder festgeschraubt ist. Entsprechende Schraubenöffnungen 17 sind bevorzugt auch in den Rundfedern 12‘ vorhanden. Dadurch sind die Federelemente 12 an ihren freien Enden 15 sicher an dem Bedienelement 2 dauerhaft befestigt, insbesondere auch dann, wenn das Bedienelement 2 optional ohne die Vertiefungen 16 ausgebildet ist.
Durch die integrierte Ausbildung der Federelemente 12, 12‘, 12“ und damit der Integration der Federeinrichtung 12 in das Trägerelement 3 ist eine kompakte und robuste Ausführungsform der Bedieneinrichtung 1 gewährleistet, die eine hohe Lebensdauer sowie eine einfache und zeitsparende Montage ermöglicht.

Claims

Ansprüche
1. Bedieneinrichtung (1) für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem von einem Benutzer betätigbaren Bedienelement (2), das an einem Trägerelement (3) angeordnet ist, mit einem ansteuerbaren Aktuator (8), der dazu ausgebildet ist, das Bedienelement (2) relativ zu dem Trägerelement (3) zu bewegen, und mit einer Federeinrichtung (11), die zwischen dem Bedienelement (2) und dem Trägerelement (3) angeordnet ist und das Bedienelement (2) an dem Trägerelement (3) beweglich lagert, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (11) einstückig mit dem Trägerelement (3) oder mit dem Bedienelement (2) ausgebildet ist.
2. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (11) zumindest ein Federelement (12, 12‘, 12“) aufweist, das einstückig mit dem Trägerelement (3) oder mit dem Bedienelement (2) ausgebildet ist.
3. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (12, 12‘, 12“) an seinem freien Ende (15) in einer in dem Bedienelement (2) oder dem
Trägerelement (3) ausgebildeten Vertiefung (16) bereichsweise einliegt.
4. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (12, 12‘, 12“) mit dem Bedienelement (2) oder dem Trägerelement (3) an seinem Ende (15) fest verbunden ist.
5. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (11) mehrere
Federelemente (12, 12‘, 12“) aufweist, die beabstandet zueinander angeordnet sind.
6. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (11) zumindest drei beabstandet zueinander angeordnete Federelemente (12, 12‘, 12“) aufweist, die eine Federebene aufspannen.
7. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (8) als elektromagnetischer Aktuator oder als Piezoaktuator ausgebildet ist.
8. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Aktuator (8) ein an dem Bedienelement (2) angeordnetes erstes Aktuatorteil (9) und ein an dem
Trägerelement (3) angeordnetes zweites Aktuatorteil (10) aufweist, wobei die Aktuatorteile (9,10) einander gegenüberliegen und zumindest im Ruhezustand der Bedieneinrichtung (1) einen Luftspalt (18) zwischen sich ausbilden.
9. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des Luftspalts (18) 0,05 bis 0,4 mm, insbesondere 0,1 bis 0,3 mm beträgt.
10. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (11) den Aktuator (8) umfasst oder umringt.
11. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (12) als Federlasche (12“) oder als Rundfeder (12‘) ausgebildet ist.
12. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (3) als Stanzbiegeblech ausgebildet ist.
13. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (2) zumindest bereichsweise transluzent ausgebildet ist.
14. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (1), insbesondere das Bedienelement (2), als berührungsempfindliches Display ausgebildet ist.
PCT/EP2019/064588 2018-08-01 2019-06-05 Bedieneinrichtung WO2020025194A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112019003820.6T DE112019003820A5 (de) 2018-08-01 2019-06-05 Bedieneinrichtung
CN201980050172.0A CN112543714A (zh) 2018-08-01 2019-06-05 操纵装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018212818.9 2018-08-01
DE102018212818.9A DE102018212818A1 (de) 2018-08-01 2018-08-01 Bedieneinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020025194A1 true WO2020025194A1 (de) 2020-02-06

Family

ID=66821235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/064588 WO2020025194A1 (de) 2018-08-01 2019-06-05 Bedieneinrichtung

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN112543714A (de)
DE (2) DE102018212818A1 (de)
WO (1) WO2020025194A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005048230A1 (de) * 2005-10-07 2007-04-12 Volkswagen Ag Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
US9436341B2 (en) 2012-12-21 2016-09-06 Johnson Electric S.A. Haptic feedback devices
DE102016101556B3 (de) * 2016-01-28 2017-07-27 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Bedieneinheit für ein Fahrzeug

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284911A (ja) * 1999-03-29 2000-10-13 Ricoh Co Ltd タッチパネル
DE102006035837A1 (de) * 2006-08-01 2008-02-07 Siemens Ag Bedienelement
FR2999740B1 (fr) * 2012-12-13 2018-03-30 Dav Actionneur pour module d'interface tactile a retour haptique
FR3028965B1 (fr) * 2014-11-21 2018-03-02 Dav Dispositif de retour haptique pour vehicule automobile
DE102015008537A1 (de) * 2015-07-02 2017-01-05 Audi Ag Kraftfahrzeug-Bedienvorrichtung mit haptischer Rückmeldung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005048230A1 (de) * 2005-10-07 2007-04-12 Volkswagen Ag Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
US9436341B2 (en) 2012-12-21 2016-09-06 Johnson Electric S.A. Haptic feedback devices
DE102016101556B3 (de) * 2016-01-28 2017-07-27 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Bedieneinheit für ein Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE112019003820A5 (de) 2021-05-27
DE102018212818A1 (de) 2020-02-06
CN112543714A (zh) 2021-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012221107B3 (de) Bedienvorrichtung für eine Fahrzeugkomponente
DE102006002634B4 (de) Bedienelement mit Kipphaptik
DE102008004909B4 (de) Bedienelement mit verbesserter Kipphaptik
EP2984667B1 (de) Vorrichtung zur bedienung mehrerer funktionen in einem kraftfahrzeug
DE19853438A1 (de) Multidirektionale Tastschalteranordnung
EP2984668B1 (de) Vorrichtung zur bedienung mehrerer funktionen in einem kraftfahrzeug
DE102011079711A1 (de) Bedienvorrichtung
DE60008886T2 (de) Tastenanordnung
DE102020130470B3 (de) Wipptasterbaugruppe
DE102004061420A1 (de) Bediensystem für ein Fahrzeug
DE102011016945A1 (de) Schaltvorrichtung
WO2020025194A1 (de) Bedieneinrichtung
WO2016131848A1 (de) Schaltbedienanordnung
EP2920553B1 (de) Kapazitiver sensor zur erfassung einer relativbewegung zweier benachbarter körper
DE102019110845A1 (de) Elektrisches Installationsgerät
DE102012018910B4 (de) Schaltvorrichtung zum Schalten eines elektronischen Geräts eines Kraftwagens
EP3234974B1 (de) Bedienvorrichtung für ein fahrzeug, insbesondere einen personenkraftwagen
DE102004032335B4 (de) Elektrischer Schalter und Schalteranordnung
DE102021127560B3 (de) Taster mit Elastomerdom und geräuschminimierter Schnappscheibe
EP4164911B1 (de) Bedieneinheit für ein fahrzeug
EP1713108B1 (de) Tastenanordnung für ein elektrisches oder elektronisches Gerät in einem Kraftfahrzeug
DE102007008909A1 (de) Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeug
WO2019162022A1 (de) Bedienvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102019101961A1 (de) Tastenanordnung
DE19946601C1 (de) Schaltvorrichtung, insbesondere für eine Gastherme

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19729707

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112019003820

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19729707

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1