WO2024008389A1 - Shaped operating element for influencing vehicle functions, and vehicle comprising the shaped operating element - Google Patents

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WO2024008389A1
WO2024008389A1 PCT/EP2023/065500 EP2023065500W WO2024008389A1 WO 2024008389 A1 WO2024008389 A1 WO 2024008389A1 EP 2023065500 W EP2023065500 W EP 2023065500W WO 2024008389 A1 WO2024008389 A1 WO 2024008389A1
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sculpture
operating
control
actuation
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/065500
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Inventor
Christoph Boese
Dominik Ulrich
Max STÖLZLE
Johannes Beverung
Omer Yosha
Volkmar Wagner
Marc Amann
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • B60K35/10—
    • B60K35/25—
    • B60K35/26—
    • B60K35/28—
    • B60K2360/128—
    • B60K2360/131—
    • B60K2360/133—
    • B60K2360/135—
    • B60K2360/141—
    • B60K2360/1434—
    • B60K2360/162—

Definitions

  • the invention relates to an operating sculpture for influencing vehicle functions and a vehicle with at least one such operating sculpture. This is designed as an elevation or depression in relation to a surface surrounding it and can be operated within this plane and perpendicular to it.
  • the operating sculpture according to the invention also has an actuation path in the plane of the surface surrounding it of no more than 0.4 millimeters.
  • buttons, switches and other controls for example to influence audio functions, driver assistance functions or the air conditioning in the vehicle interior. Many of these are concentrated on the steering wheel or in a central input area on the vehicle's dashboard or center console. Some of them are also designed as multifunctional buttons with touch-sensitive design.
  • the object of the invention is therefore to propose a control element with which a large number of functions in a vehicle can be controlled, wherein it has a compact design and is intuitive to use and preferably also has good blind operability.
  • an operating sculpture for influencing vehicle functions, the operating sculpture being arranged or designed as an elevation or depression relative to a surface surrounding it in a vehicle, to be actuated in the plane of a surface surrounding it and perpendicular to this plane, and an actuation path in the plane of the surrounding surface of 0.4 millimeters or less.
  • a control sculpture should be understood as a control element with which various vehicle functions can be operated or influenced. Which function is influenced can be assigned directly and permanently to the control sculpture, for example in the case of a control sculpture for controlling audio functions, or it can depend on a menu structure and the selection made therein and therefore vary, which would create a generic control sculpture. In a generic operating sculpture, a context-dependent influence on vehicle functions can also be provided. Depending on the selected or activated vehicle function to be influenced, the possible operating actions on or with the operating sculpture have different effects, as will become clear from examples below.
  • Influencing a vehicle function means the selection of functional parameters, a selection between different selection options, a confirmation in a selection or input process or the like.
  • the vehicle functions that can be influenced include, among other things, controlling audio or media applications, influencing the interior climate (temperature, ventilation intensity), influencing the vehicle's interior lighting (color, intensity, lighting scenarios), accepting, making and/or rejecting calls , starting and ending a voice input, influencing Driver assistance systems and/or the influence of available views on display devices in the vehicle count, without this list being intended to be exhaustive.
  • the operating sculpture is arranged or designed as an elevation or depression relative to a surface surrounding it in a vehicle, that is to say that it protrudes positively above it or is designed as a depression in it.
  • a surface surrounding it is the surface of the area in the vehicle on or in which the operating sculpture is arranged. This can be, for example, the surface of a dashboard if the control sculpture is arranged there. If it is arranged on a steering wheel of the vehicle, the surface surrounding it is that of the area of the steering wheel around the control sculpture. To put it simply, a surrounding surface is the circumferential area adjacent to the operating sculpture.
  • the shape of the control sculpture can be freely chosen and can also follow design specifications. Its base area can be square, rectangular, round, oval or any other shape.
  • the operating sculpture is to be operated in the plane of the surface surrounding it and perpendicular to it. Based on an arrangement on a horizontally oriented surface, this would correspond to actuation forwards, backwards, right and left as well as any directions in between in the horizontal plane, as well as vertically, i.e. perpendicular to it. Combinations of these directions of movement, i.e. movement in the surface plane and perpendicular to it, are also expressly within the scope of the invention. For a user, this operation on the plane can be perceived as pushing in the directions mentioned and pressing the control sculpture downwards.
  • pressing to the right or left can cause music tracks to be skipped or a radio station to be changed; pressing can cause playback to start or pause.
  • pressing to the right and left can adjust the intensity of the ventilation and pressing to the front and back can adjust the temperature.
  • pressing in the level of the surrounding surface can correspond to cursor navigation and pressing perpendicular to this level can correspond to a selection or confirmation.
  • the possible actuation path of the operating sculpture in the plane of the surface surrounding it should be limited to a maximum of 0.4 millimeters, i.e. 0.4 millimeters or less.
  • the actuation path is the amount by which the operating sculpture can be moved in one direction. Due to the aforementioned limitation, the operating sculpture appears almost stationary. Only very little installation space needs to be provided to realize the actuation path and yet an actuation path can be perceived by a user, which indicates to the user that he has successfully operated the operating sculpture.
  • the limitation can preferably also be made to 0.2 millimeters and even more preferably 0.1 millimeters in order to further reduce the actuation path to be provided.
  • control sculpture designed according to the invention allows vehicle functions to be influenced flexibly with just one control or input element. It can be operated intuitively and can therefore also be operated blindly. Due to its almost fixed design, the installation space requirement and material costs are very low, which makes a compact and cost-effective implementation possible.
  • the operating sculpture must be integrated into the vehicle's operating structures in the usual way.
  • the actuation of the operating sculpture must be detected using suitable devices and transmitted to a control device, which converts the actuation into control signals in order to influence the vehicle function to be influenced in accordance with the actuation that has taken place.
  • suitable devices for detecting the actuation can be sensors known per se, such as optical sensors or Hall sensors, which are provided in or on the operating sculpture and are assigned to it.
  • the operating sculpture is seamlessly integrated into the surface surrounding it. This should be understood to mean that there is no joint between the operating sculpture and the surface surrounding it, but rather a closed surface is formed from which the operating sculpture rises or into which it is recessed. This ensures that no dirt or moisture gets into the joints The control sculpture can penetrate, which could otherwise possibly lead to malfunctions or defects.
  • the seamless integration can preferably be achieved with an elastic material in the joint area and/or by a cohesive connection of a surface of the operating sculpture with the surface surrounding it.
  • an elastic material can be, for example, a silicone, with which any joint can be closed so that a seamless surface is formed.
  • the elasticity of the material to be used allows the control sculpture to move within the maximum actuation path that can be achieved.
  • a cohesive connection can be achieved, for example, by welding a surface of the operating sculpture to the surface surrounding it. It proves to be advantageous if the materials with which the surface(s) of the operating sculpture and/or the surface surrounding it are formed are at least partially flexible in order to provide the necessary actuation paths.
  • a multi-component injection molding process or multi-raw material injection molding process also enables the operating sculpture to be seamlessly integrated into the surrounding surface.
  • the same or different raw materials are processed into a component or assembly in several passes, whereby hard-soft connections or sealing areas can also be formed. This also makes it possible to create a seamless connection between the operating sculpture and the surrounding surface.
  • the raw materials to be used should be selected so that they adhere to each other to ensure a permanent joint seal.
  • Another embodiment of the operating sculpture according to the invention provides that the operating sculpture is designed with a lever element, which is moved when the operating sculpture is actuated in accordance with the actuating movement carried out, and a device for detecting the movement of the lever element, the movement of the lever element with regard to the actuation direction, actuation angle and /or actuation intensity is detected.
  • the operating sculpture should therefore have a lever element.
  • This is to be understood as an element with a length that can be moved about a point of rotation in the directions of the plane of the surface surrounding the operating sculpture. This The rotation point should be at the end that is away from the operating area of the control sculpture.
  • the free end of the lever element faces this actuation area.
  • the lever element is aligned essentially perpendicular to the plane of the surface surrounding the operating sculpture. Accordingly, actuation of the operating sculpture in the plane of the surface surrounding it leads to a deflection of the lever element about the mentioned point of rotation.
  • One or more restoring elements ensure that the lever element returns to its starting position after the control sculpture has been actuated.
  • the operating sculpture In order to detect this deflection or rotation and, derived from it, the direction of actuation, the angle of actuation and/or the intensity of actuation, the operating sculpture also has a device for detecting the movement of the lever element.
  • This can include Hall sensors, optical sensors and the like, but particularly preferred is detection using resistive strain gauges, which are designed and arranged in such a way that when the operating sculpture and therefore the lever element is actuated, the resistance in the resistive strain gauges increases as a result of tension or pressure changes these areas and allows conclusions to be drawn about the direction, angle and/or intensity of the activity.
  • resistive strain gauges which are designed and arranged in such a way that when the operating sculpture and therefore the lever element is actuated, the resistance in the resistive strain gauges increases as a result of tension or pressure changes these areas and allows conclusions to be drawn about the direction, angle and/or intensity of the activity.
  • two strain gauges can work together in pairs on an axis that describes a movement forwards and backwards as
  • the actuation perpendicular to the plane surrounding the operating sculpture is also detected by suitable sensors, which are provided in the device for detecting the movement of the lever element.
  • An actuation preferably triggers visual and/or acoustic feedback. It can happen that a user changes the actuation path when operating the control sculpture cannot feel it and is therefore uncertain whether it has been activated. This can happen, for example, in poor road conditions. It is therefore provided that actuation of the operating sculpture causes visual and/or acoustic feedback.
  • Visual feedback can, for example, be the adaptation of a display on a display device on which the vehicle function to be influenced and possible operating actions and their effect are displayed.
  • a display can be the central display in the dashboard area or the center console, but also a head-up display.
  • Visual feedback also includes the display and adjustment of symbols in the area of the control sculpture or other suitable location, whereby these symbols indicate the vehicle function to be influenced and the possible operating actions. These symbols can be designed, for example, as backlit symbols that become visible by switching on a light source behind or below the symbol, but also in the form of smallest display devices that allow the display of different symbols depending on the vehicle function to be influenced.
  • acoustic feedback can be triggered.
  • tones or tone sequences a user of the control sculpture can be shown whether an actuation was successful or not.
  • the type of influence can also be reproduced using tones and tone sequences, for example increasing the interior temperature using an increasing tone sequence.
  • the operating sculpture can have a device for providing haptic feedback and this device should be arranged and mounted in such a way that the haptic feedback is only provided in the area of the operating sculpture.
  • Haptic feedback is a tactile feedback to the user as a result of an operation of the control sculpture.
  • the haptic feedback can be generated in various ways, for example actively using a vibration motor, an unbalance motor, a linear motor, a piezo motor or using a pulse input.
  • masses are moved inside the operating sculpture, resulting in a Vibration on its surface or passively, whereby the haptic feedback results directly from the interaction between an actuation of the operating sculpture and a resulting primarily mechanical reaction, such as with a cracking disc (also called a cracking frog).
  • a cracking disc also called a cracking frog
  • such haptic feedback can give a user the impression of a longer actuation path, which increases operating comfort.
  • the haptic feedback should remain limited to the area of the operating sculpture and stimulation of the area surrounding the operating sculpture should be avoided as far as possible.
  • the device for providing haptic feedback must be arranged and stored in such a way that the vibrations, impulses and the like it generates are transmitted to the operating sculpture and not to the surrounding surface. This can be achieved, for example, by at least partially decoupling the operating sculpture or its surface from the surface surrounding it.
  • locally limited haptic feedback is provided that can be clearly assigned to the operating sculpture, improving operating comfort and reducing the possibility of accidental incorrect operation.
  • the operating sculpture has a device for sensing an approach and/or a device for position-resolved sensing of an actuation.
  • the approach of a user or his hand should be detected. If this is detected, for example, the menu navigation, which can be operated using the operating sculpture, or the vehicle function to be influenced can be displayed on an assigned display device. Another application example would be lighting on or around the control sculpture, which is switched on when a user approaches.
  • the sensing of an approach can be used advantageously to prevent incorrect operation due to bags, objects being moved past the operating sculpture or when clothed parts of the body are passed over when getting in, loading or moving.
  • the device for sensing an approach can be a proximity sensor of a known type.
  • the actuation of the operating sculpture should be sensed or detected in a position-resolved manner.
  • position-resolved sensing becomes possible through highly precise touch sensors that can detect movements in the tenths of a millimeter range. This can ensure that the position of the finger is precisely recorded during operation and, for example, that the finger is moved along the surface of the operating sculpture in the sense of a so-called “south”.
  • the actuation movements such as pushing or pushing can be better distinguished from one another. In this way, incorrect operation can also be avoided.
  • the operating sculpture can have a sensing aid on its surface.
  • Sensing aids are formations or profiles on the surface of the control sculpture that can be perceived by a user with his finger or fingers and which allow him to see where and how large the operating surface of the control sculpture is and, depending on the specific design, also in which direction it moves can be.
  • the sensing aid can include one or more surface elevations or depressions with which the operating sculpture is formed and/or which has been subsequently applied or removed. It can also simply include a depression or bulge in the surface of the operating sculpture.
  • the presence of the tactile aid allows a haptic demarcation of the operating sculpture, especially if it is made of the same material as the surrounding surface, and thus significantly improves blind operation.
  • the height of the operating sculpture should be in the range between 1.8 millimeters and 2.5 millimeters, preferably in the range between 2.0 millimeters and 2.2 millimeters.
  • Such a height allows an ergonomically pleasant operation of the operating sculpture, since at a height of the operating sculpture in this area a sufficiently large contact surface and, depending on the specific design, a sufficiently large leverage effect can be provided when operating the operating sculpture, so that it can be operated with little effort, which is in can be around 5 Newtons, can be actuated without damaging the operating sculpture or causing a user an unpleasant feeling of pressure or pain when he overcomes the force threshold of the operating sculpture, i.e. the necessary force that is necessary to move the operating sculpture to the desired position direction to move.
  • a greater height is also advantageous in order to enable finer operation due to the longer leverage.
  • a vehicle with at least one operating sculpture according to the invention is also claimed, in particular on a steering wheel of the vehicle.
  • at least one operating sculpture of the type described above is provided in a vehicle in order to for example, the selection and playback of media, the control of the interior climate, the selection and control of audio functions, telephone functions and/or driver assistance systems.
  • the control sculpture can be arranged on a steering wheel of the vehicle, but also at any other positions that are useful or spatially assigned to influence a vehicle function.
  • the operating sculpture according to the invention proposes an intuitive and flexibly adaptable operating option for a large number of vehicle functions, which requires little installation space and can also be easily operated blindly.
  • Optional designs further improve ease of use.
  • Figures 1a, 1b show a perspective view of an exemplary embodiment of an operating sculpture according to the invention.
  • Figure 2 shows a schematic sketch for a further design of the operating sculpture
  • Figures 1a and 1b show a perspective view of an exemplary embodiment of the control sculpture 10 according to the invention. It is designed, for example, as a generic control sculpture and can therefore be intended to select and adapt vehicle functions such as audio playback, interior air conditioning, interior lighting and driver assistance systems. It can, for example, be provided as a steering wheel control and be arranged on or on a steering wheel of a vehicle.
  • the operating sculpture 10 is designed as an elevation in relation to the surface 12 surrounding it. It protrudes beyond it by around 2.0 millimeters and has a base area of around 1.2 by 1.2 centimeters.
  • the operating sculpture 10 can, as illustrated by arrows 14.1 to 14.4, be moved in the plane of the surrounding surface 12, as well as perpendicularly thereto (arrow 14.5). Also any direction between the arrows
  • ISA/ EP 14.1 to 14.4 can be selected to achieve, for example, diagonal actuation directions. For example, if an audio function is influenced with the control sculpture 10, you can switch back and forth between music tracks in the directions 14.1 and 14.3, and the volume can be increased and decreased in the directions 14.2 and 14.4.
  • the actuation path d when actuating the operating sculpture 10 is only 0.4 millimeters, as shown in Figure 1b. This means that the operating sculpture appears almost stationary, but a user can still feel the movement when it is operated. Nevertheless, only a minimal amount of space is required.
  • the operating sculpture 10 is seamlessly integrated into the surface 12 surrounding it, so that a uniform exterior is created with the surrounding surface 12 and no dirt can penetrate into the operating sculpture 10.
  • the operating sculpture 10 was manufactured together with the surface 12 surrounding it in a multi-component injection molding process, which promises a good bond between the surface 12 and the operating sculpture 10.
  • the operating sculpture 10 has a sensing aid 18 in the form of a recess. This means that, despite the inherently low height, a user can easily perceive and operate the operating sculpture without making eye contact.
  • the operating sculpture 10 has a device for providing haptic feedback (not shown). This is intended to apply a vibration to the operating sculpture 10, so that the user gets the impression of a longer actuation path and is also informed of the success of his operating action. This haptic feedback should not be transferred to the surrounding surface 12. In order to achieve this, the operating sculpture 10 is mechanically decoupled from the seamless surface 12.
  • FIG 2 shows in a simplified section how an operating sculpture 10 from Figure 1 can be designed with a lever element 16 and detection devices 17 for movements of the lever element 16.
  • the lever element 16 When the operating sculpture 10 is actuated, the lever element 16 is also moved and this movement is detected by the detection devices 17, which can preferably be resistive strain gauges. With these detection devices 17, the direction of actuation, the intensity of actuation and the angle of actuation when moving the operating sculpture 10 can be recorded. Resetting devices (not shown) guide the lever element 16 back to its starting position. This configuration leads to simple and very precise operability, especially if a cursor function in a selection menu is to be operated with the operating sculpture 10.

Landscapes

  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a shaped operating element (10) for influencing vehicle functions, and to a vehicle comprising at least one shaped operating element of this kind. This shaped operating element is in the form of a raised portion or recess in relation to a surface (12) surrounding the shaped operating element and can be actuated within this plane and perpendicularly thereto. The shaped operating element (10) according to the invention additionally has an actuation path (d) in the plane of the surface (12) surrounding the shaped operating element, which actuation path is no more than 0.4 millimeter.

Description

Beschreibung Description
Bedienskulptur zur Beeinflussung von Fahrzeugfunktionen und Fahrzeug mit derselben Control sculpture for influencing vehicle functions and the vehicle with the same
Die Erfindung betrifft eine Bedienskulptur zur Beeinflussung von Fahrzeugfunktionen und ein Fahrzeug mit mindestens einer solchen Bedienskulptur. Diese ist als Erhebung oder Vertiefung in Bezug zu einer sie umgebenden Oberfläche ausgebildet und innerhalb dieser Ebene und senkrecht zu dieser zu betätigen. Die erfindungsgemäße Bedienskulptur weist zudem einen Betätigungsweg in der Ebene der sie umgebenden Oberfläche von nicht mehr als 0,4 Millimeter auf. The invention relates to an operating sculpture for influencing vehicle functions and a vehicle with at least one such operating sculpture. This is designed as an elevation or depression in relation to a surface surrounding it and can be operated within this plane and perpendicular to it. The operating sculpture according to the invention also has an actuation path in the plane of the surface surrounding it of no more than 0.4 millimeters.
Fahrzeuge heutiger Bauart weisen eine Vielzahl von Tasten, Schaltern und anderen Bedienelementen auf, um beispielsweise Audiofunktionen, Fahrerassistenzfunktionen oder die Klimatisierung im Fahrzeuginnenraum zu beeinflussen. Viele davon sind am Lenkrad oder in einem zentralen Eingabebereich am Armaturenbrett oder der Mittelkonsole des Fahrzeugs konzentriert. Einige davon sind zudem als Multifunktionstasten mit berührungssensitiver Ausbildung ausgeführt. Today's vehicles have a large number of buttons, switches and other controls, for example to influence audio functions, driver assistance functions or the air conditioning in the vehicle interior. Many of these are concentrated on the steering wheel or in a central input area on the vehicle's dashboard or center console. Some of them are also designed as multifunctional buttons with touch-sensitive design.
Durch die schiere Anzahl der Bedienelemente, ihre Anordnung und ihre technische Umsetzung kann es zu ungewollten Fehlbedienungen kommen, die den Fahrkomfort mindern, aber im Hinblick auf zu steuernde Fahrerassistenzfunktionen auch die Sicherheit während der Fahrt beeinträchtigen können. Oft ist bei einer derart großen Anzahl von Bedienelementen auch eine Blindbedienung während der Fahrt nicht mehr möglich. Zudem beanspruchen derartige Systeme bedingt durch einzelne Bedienelemente große Flächen, so dass diese Bereiche schnell unübersichtlich werden und die Bedienung unkomfortabel wird. The sheer number of controls, their arrangement and their technical implementation can lead to unwanted operating errors, which reduce driving comfort, but can also affect safety while driving with regard to the driver assistance functions that need to be controlled. With such a large number of controls, blind operation while driving is often no longer possible. In addition, such systems require large areas due to the individual control elements, so that these areas quickly become confusing and operation becomes uncomfortable.
Im Versuch, diese Probleme zu lösen, sind Multifunktionsschalter mit mechanischen Tastern entwickelt worden, die zwar eine Verbesserung hinsichtlich der Blindbedienbarkeit mit sich bringen, jedoch aufwendig in ihrer Bauart sind und auch kein zeitgemäßes Design bereitstellen. Zudem weisen die bekannten Lösungen recht große Betätigungswege auf, was wiederum einen entsprechend großen Bauraum bedingt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bedienelement vorzuschlagen, mit dem insbesondere eine Vielzahl von Funktionen in einem Fahrzeug gesteuert werden kann, wobei es eine kompakte Bauweise aufweist und intuitiv zu bedienen ist und vorzugsweise auch eine gute Blindbedienbarkeit aufweist. In an attempt to solve these problems, multifunction switches with mechanical buttons have been developed, which, although they bring an improvement in terms of blind operation, are complex in their construction and do not provide a contemporary design. In addition, the known solutions have quite large actuation paths, which in turn requires a correspondingly large installation space. The object of the invention is therefore to propose a control element with which a large number of functions in a vehicle can be controlled, wherein it has a compact design and is intuitive to use and preferably also has good blind operability.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einer Bedienskulptur nach Anspruch 1 und einem Fahrzeug nach Anspruch 10. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. The object of the invention is achieved with an operating sculpture according to claim 1 and a vehicle according to claim 10. Further preferred embodiments of the invention result from the remaining features mentioned in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist eine Bedienskulptur zur Beeinflussung von Fahrzeugfunktionen vorgesehen, wobei die Bedienskulptur als Erhebung oder Vertiefung relativ zu einer sie umgebenden Oberfläche in einem Fahrzeug angeordnet oder ausgebildet ist, in der Ebene einer sie umgebenden Oberfläche und senkrecht zu dieser Ebene zu betätigen ist, und einen Betätigungsweg in der Ebene der sie umgebenden Oberfläche von 0,4 Millimeter oder weniger aufweist. According to the invention, an operating sculpture is provided for influencing vehicle functions, the operating sculpture being arranged or designed as an elevation or depression relative to a surface surrounding it in a vehicle, to be actuated in the plane of a surface surrounding it and perpendicular to this plane, and an actuation path in the plane of the surrounding surface of 0.4 millimeters or less.
Eine Bedienskulptur soll dabei als ein Bedienelement verstanden werden, mit dem verschiedene Fahrzeugfunktionen bedient oder beeinflusst werden können. Welche Funktion dabei beeinflusst wird, kann der Bedienskulptur direkt und dauerhaft zugeordnet sein, wie beispielsweise bei einer Bedienskulptur für die Steuerung von Audiofunktionen oder aber von einer Menüstruktur und der darin erfolgten Auswahl abhängig sein und demnach variieren, womit eine generische Bedienskulptur geschaffen würde. Es kann bei einer generischen Bedienskulptur auch eine kontextabhängige Beeinflussung von Fahrzeugfunktionen vorgesehen sein. Je nach ausgewählter beziehungsweise aktivierter zu beeinflussender Fahrzeugfunktion wirken die möglichen Bedienhandlungen an beziehungsweise mit der Bedienskulptur verschieden, wie nachfolgend noch an Beispielen deutlich werden wird. A control sculpture should be understood as a control element with which various vehicle functions can be operated or influenced. Which function is influenced can be assigned directly and permanently to the control sculpture, for example in the case of a control sculpture for controlling audio functions, or it can depend on a menu structure and the selection made therein and therefore vary, which would create a generic control sculpture. In a generic operating sculpture, a context-dependent influence on vehicle functions can also be provided. Depending on the selected or activated vehicle function to be influenced, the possible operating actions on or with the operating sculpture have different effects, as will become clear from examples below.
Eine Beeinflussung einer Fahrzeugfunktion meint dabei die Auswahl von Funktionsparametern, eine Auswahl zwischen verschiedenen Auswahlmöglichkeiten, eine Bestätigung in einem Auswahl- oder Eingabeprozess oder dergleichen. Influencing a vehicle function means the selection of functional parameters, a selection between different selection options, a confirmation in a selection or input process or the like.
Zu den zu beeinflussenden Fahrzeugfunktionen können unter anderem die Steuerung von Audio- oder Medienanwendungen, die Beeinflussung des Innenraumklimas (Temperatur, Lüftungsintensität), die Beeinflussung der Innenraumbeleuchtung des Fahrzeugs (Farbe, Intensität, Beleuchtungsszenarien), das Annehmen, Durchführen und/oder Ablehnen von Anrufen, das Beginnen und Beenden einer Spracheingabe, die Beeinflussung von Fahrerassistenzsystemen und/oder die Beeinflussung von verfügbaren Ansichten auf Anzeigeeinrichtungen im Fahrzeug zählen, ohne dass diese Aufzählung abschließend zu verstehen ist. The vehicle functions that can be influenced include, among other things, controlling audio or media applications, influencing the interior climate (temperature, ventilation intensity), influencing the vehicle's interior lighting (color, intensity, lighting scenarios), accepting, making and/or rejecting calls , starting and ending a voice input, influencing Driver assistance systems and/or the influence of available views on display devices in the vehicle count, without this list being intended to be exhaustive.
Die Bedienskulptur ist als Erhebung oder Vertiefung relativ zu einer sie umgebenden Oberfläche in einem Fahrzeug angeordnet oder ausgebildet, das heißt, dass positiv erhaben über diese hervorsteht oder aber als Vertiefung in dieser ausgebildet ist. Eine sie umgebende Oberfläche ist dabei die Oberfläche des Bereiches im Fahrzeug, auf beziehungsweise in dem die Bedienskulptur angeordnet ist. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Armaturenbrettes sein, wenn die Bedienskulptur dort angeordnet wird. Wird sich an einem Lenkrad des Fahrzeugs angeordnet, ist die sie umgebende Oberfläche die des Bereiches des Lenkrades um die Bedienskulptur herum. Vereinfacht gesagt, ist eine umgebende Oberfläche der umlaufend seitlich benachbart zu der Bedienskulptur befindliche Bereich. Die Form der Bedienskulptur ist dabei frei wählbar und kann auch gestalterischen Vorgaben folgen. Sie kann in ihrer Grundfläche quadratisch, rechteckig, rund, oval oder beliebig andersförmig ausgebildet sein. The operating sculpture is arranged or designed as an elevation or depression relative to a surface surrounding it in a vehicle, that is to say that it protrudes positively above it or is designed as a depression in it. A surface surrounding it is the surface of the area in the vehicle on or in which the operating sculpture is arranged. This can be, for example, the surface of a dashboard if the control sculpture is arranged there. If it is arranged on a steering wheel of the vehicle, the surface surrounding it is that of the area of the steering wheel around the control sculpture. To put it simply, a surrounding surface is the circumferential area adjacent to the operating sculpture. The shape of the control sculpture can be freely chosen and can also follow design specifications. Its base area can be square, rectangular, round, oval or any other shape.
Die Bedienskulptur ist in der Ebene der sie umgebenden Fläche und senkrecht dazu zu betätigen. Bezogen auf eine Anordnung auf einer horizontal ausgerichteten Fläche entspräche dies einer Betätigung nach vorn, hinten, rechts und links sowie beliebigen dazwischen liegenden Richtungen in der horizontalen Ebene, sowie vertikal, also senkrecht dazu. Kombinationen aus diesen Bewegungsrichtungen, also eine Bewegung in der Flächenebene und senkrecht dazu, liegen ausdrücklich ebenfalls im Sinne der Erfindung. Für einen Benutzer lässt sich diese Betätigung in der Ebene wie ein Schieben in die genannten Richtungen sowie ein Drücken der Bedienskulptur nach unten wahrnehmen. Auf diese Weise lassen sich folgende lediglich beispielhafte Beeinflussungen von Fahrzeugfunktionen vornehmen: bei der Steuerung von Audiofunktionen kann eine Betätigung nach rechts oder links ein Skippen von Musiktiteln oder den Wechsel eines Radiosenders bewirken, ein Drücken das Starten oder Pausieren einer Wiedergabe. Bei der Beeinflussung des Innenraumklimas kann die Betätigung nach rechts und links die Intensität der Belüftung anpassen und die Betätigung nach vorn und hinten die Anpassung der Temperatur. Beim Navigieren durch eine Bedien- oder Menüstruktur können die Betätigungen in der Ebene der umgebenden Oberfläche einer Cursornavigation entsprechen und das Drücken senkrecht zu dieser Ebene eine Auswahl beziehungsweise Bestätigung. Anhand der Beispiele wird deutlich, dass die Bedienskulptur die verschiedenen Betätigungsrichtungen bereitstellt, jedoch nicht immer alle Betätigungsrichtungen auch mit einer Umsetzung in der aktuell zu beeinflussenden Funktion genutzt werden. The operating sculpture is to be operated in the plane of the surface surrounding it and perpendicular to it. Based on an arrangement on a horizontally oriented surface, this would correspond to actuation forwards, backwards, right and left as well as any directions in between in the horizontal plane, as well as vertically, i.e. perpendicular to it. Combinations of these directions of movement, i.e. movement in the surface plane and perpendicular to it, are also expressly within the scope of the invention. For a user, this operation on the plane can be perceived as pushing in the directions mentioned and pressing the control sculpture downwards. In this way, the following influences on vehicle functions can be carried out as examples: when controlling audio functions, pressing to the right or left can cause music tracks to be skipped or a radio station to be changed; pressing can cause playback to start or pause. When influencing the interior climate, pressing to the right and left can adjust the intensity of the ventilation and pressing to the front and back can adjust the temperature. When navigating through a control or menu structure, pressing in the level of the surrounding surface can correspond to cursor navigation and pressing perpendicular to this level can correspond to a selection or confirmation. The examples make it clear that the operating sculpture provides the different operating directions, but not all operating directions are always used with an implementation in the function that is currently being influenced.
Der mögliche Betätigungsweg der Bedienskulptur in der Ebene der sie umgebenden Oberfläche soll erfindungsgemäß auf maximal 0,4 Millimeter begrenzt sein, also 0,4 Millimeter oder weniger betragen. Der Betätigungsweg ist dabei das Maß, um das die Bedienskulptur in eine Richtung bewegt werden kann. Durch die genannte Begrenzung wirkt die Bedienskulptur nahezu feststehend. Es muss nur sehr wenig Bauraum zur Verwirklichung des Betätigungsweges bereitgestellt werden und dennoch kann ein Betätigungsweg durch einen Benutzer wahrgenommen werden, der dem Benutzer anzeigt, dass er die Bedienskulptur erfolgreich betätigt hat. Die Begrenzung kann vorzugsweise auch auf 0,2 Millimeter und noch weiter bevorzugt 0,1 Millimeter erfolgen, um den bereitzustellenden Betätigungsweg weiter zu verringern. According to the invention, the possible actuation path of the operating sculpture in the plane of the surface surrounding it should be limited to a maximum of 0.4 millimeters, i.e. 0.4 millimeters or less. The actuation path is the amount by which the operating sculpture can be moved in one direction. Due to the aforementioned limitation, the operating sculpture appears almost stationary. Only very little installation space needs to be provided to realize the actuation path and yet an actuation path can be perceived by a user, which indicates to the user that he has successfully operated the operating sculpture. The limitation can preferably also be made to 0.2 millimeters and even more preferably 0.1 millimeters in order to further reduce the actuation path to be provided.
Die erfindungsgemäß ausgestaltete Bedienskulptur erlaubt eine flexible Beeinflussung von Fahrzeugfunktionen mit nur einem Bedien- beziehungsweise Eingabeelement. Es ist intuitiv zu betätigen und in der Folge auch sehr gut blindbedienbar. Durch seine nahezu feststehende Ausbildung ist der Bauraumbedarf und Materialaufwand sehr gering, womit eine kompakte und kostengünstige Umsetzung möglich wird. The control sculpture designed according to the invention allows vehicle functions to be influenced flexibly with just one control or input element. It can be operated intuitively and can therefore also be operated blindly. Due to its almost fixed design, the installation space requirement and material costs are very low, which makes a compact and cost-effective implementation possible.
Es versteht sich von selbst, dass die Bedienskulptur in gewohnter Weise in die Bedienstrukturen des Fahrzeugs eingebunden sein muss. Darunter ist zu verstehen, dass die Betätigung der Bedienskulptur mittels geeigneter Einrichtungen detektiert und an eine Steuereinrichtung übermittelt werden muss, die die Betätigung in Steuersignale umsetzt, um die jeweils zu beeinflussende Fahrzeugfunktion entsprechend der erfolgten Betätigung zu beeinflussen. Geeignete Einrichtungen zur Detektion der Betätigung können an sich bekannte Sensoren sein, wie beispielsweise optische Sensoren oder Hallsensoren, die in oder an der Bedienskulptur vorgesehen und ihr zugeordnet sind. It goes without saying that the operating sculpture must be integrated into the vehicle's operating structures in the usual way. This means that the actuation of the operating sculpture must be detected using suitable devices and transmitted to a control device, which converts the actuation into control signals in order to influence the vehicle function to be influenced in accordance with the actuation that has taken place. Suitable devices for detecting the actuation can be sensors known per se, such as optical sensors or Hall sensors, which are provided in or on the operating sculpture and are assigned to it.
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist die Bedienskulptur fugenlos in die sie umgebende Oberfläche integriert. Darunter soll verstanden werden, dass keine Fuge zwischen der Bedienskulptur und der sie umgebenden Oberfläche besteht, sondern vielmehr eine geschlossene Oberfläche ausgebildet ist, aus der sich die Bedienskulptur erhebt oder in die sie versenkt ist. Damit wird erreicht, dass kein Schmutz oder Feuchtigkeit durch die Fugen in die Bedienskulptur eindringen kann, was andernfalls möglicherweise zu Fehlfunktionen oder Defekten führen kann. In a first preferred embodiment, the operating sculpture is seamlessly integrated into the surface surrounding it. This should be understood to mean that there is no joint between the operating sculpture and the surface surrounding it, but rather a closed surface is formed from which the operating sculpture rises or into which it is recessed. This ensures that no dirt or moisture gets into the joints The control sculpture can penetrate, which could otherwise possibly lead to malfunctions or defects.
Die fugenlose Integration kann vorzugsweise mit einem elastischen Material im Fugenbereich und/oder durch eine stoffschlüssige Verbindung einer Oberfläche der Bedienskulptur mit der sie umgebenden Oberfläche verwirklicht sein. Ein solches elastisches Material kann beispielsweise ein Silikon sein, mit dem eine etwaige Fuge verschlossen werden kann, so dass eine fugenlose Oberfläche ausgebildet wird. Die Elastizität des zu verwendenden Materials erlaubt die Bewegung der Bedienskulptur im Rahmen des zu verwirklichenden maximalen Betätigungsweges. The seamless integration can preferably be achieved with an elastic material in the joint area and/or by a cohesive connection of a surface of the operating sculpture with the surface surrounding it. Such an elastic material can be, for example, a silicone, with which any joint can be closed so that a seamless surface is formed. The elasticity of the material to be used allows the control sculpture to move within the maximum actuation path that can be achieved.
Eine stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch das Verschweißen einer Oberfläche der Bedienskulptur mit der sie umgebenden Oberfläche erreicht werden. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Materialien, mit denen die Oberfläche(n) der Bedienskulptur und/oder der sie umgebenden Oberfläche ausgebildet werden, zumindest bereichsweise flexibel sind, um die nötigen Betätigungswege bereitzustellen. A cohesive connection can be achieved, for example, by welding a surface of the operating sculpture to the surface surrounding it. It proves to be advantageous if the materials with which the surface(s) of the operating sculpture and/or the surface surrounding it are formed are at least partially flexible in order to provide the necessary actuation paths.
Aber auch ein Mehrkomponentenspritzgussverfahren beziehungsweise Mehrrohstoffspritzgussverfahren ermöglicht eine fugenlose Integration der Bedienskulptur in die sie umgebende Oberfläche. Bei diesen Verfahren werden in mehreren Durchgängen gleiche oder verschiedene Rohstoffe zu einem Bauteil oder einer Baugruppe verarbeitet, wobei dabei auch Hart-Weich-Verbindungen oder Dichtungsbereiche ausgebildet werden können. Damit kann auch ein fugenloser Anschluss der Bedienskulptur an die sie umgebende Oberfläche hergestellt werden. Die zu verwendende Rohstoffe sollten jedoch so ausgewählt werden, dass sie aneinander haften, um einen dauerhaften Fugenschluss zu gewährleisten. But a multi-component injection molding process or multi-raw material injection molding process also enables the operating sculpture to be seamlessly integrated into the surrounding surface. In these processes, the same or different raw materials are processed into a component or assembly in several passes, whereby hard-soft connections or sealing areas can also be formed. This also makes it possible to create a seamless connection between the operating sculpture and the surrounding surface. However, the raw materials to be used should be selected so that they adhere to each other to ensure a permanent joint seal.
Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedienskulptur sieht vor, dass die Bedienskulptur mit einem Hebelelement, das bei einer Betätigung der Bedienskulptur entsprechend der ausgeführten Betätigungsbewegung bewegt wird und einer Einrichtung zur Detektion der Bewegung des Hebelelementes ausgebildet ist, wobei die Bewegung des Hebelelementes hinsichtlich Betätigungsrichtung, Betätigungswinkel und/oder Betätigungsintensität detektiert wird. Another embodiment of the operating sculpture according to the invention provides that the operating sculpture is designed with a lever element, which is moved when the operating sculpture is actuated in accordance with the actuating movement carried out, and a device for detecting the movement of the lever element, the movement of the lever element with regard to the actuation direction, actuation angle and /or actuation intensity is detected.
Die Bedienskulptur soll also ein Hebelelement aufweisen. Darunter soll ein Element mit einer Längenausdehnung verstanden werden, das einen um einen Rotationspunkt in die Richtungen der Ebene der die Bedienskulptur umgebenden Fläche bewegt werden kann. Dieser Rotationspunkt soll an dem Ende bestehen, der vom Betätigungsbereich der Bedienskulptur entfernt ist. Das freie Ende des Hebelelementes ist diesem Betätigungsbereich zugewandt. Das Hebelelement ist dazu im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene der die Bedienskulptur umgebenden Fläche ausgerichtet. Demnach führt eine Betätigung der Bedienskulptur in der Ebene der sie umgebenden Fläche zu einem Auslenken des Hebelelementes um den genannten Rotationspunkt. Ein oder mehrere Rückstellelemente stellen sicher, dass das Hebelelement nach der Betätigung der Bedienskulptur in seine Ausgangsposition zurückkehrt. The operating sculpture should therefore have a lever element. This is to be understood as an element with a length that can be moved about a point of rotation in the directions of the plane of the surface surrounding the operating sculpture. This The rotation point should be at the end that is away from the operating area of the control sculpture. The free end of the lever element faces this actuation area. For this purpose, the lever element is aligned essentially perpendicular to the plane of the surface surrounding the operating sculpture. Accordingly, actuation of the operating sculpture in the plane of the surface surrounding it leads to a deflection of the lever element about the mentioned point of rotation. One or more restoring elements ensure that the lever element returns to its starting position after the control sculpture has been actuated.
Um diese Auslenkung beziehungsweise Rotation und daraus abgeleitet die Betätigungsrichtung, den Betätigungswinkel und/oder die Betätigungsintensität zu erfassen, weist die Bedienskulptur auch eine Einrichtung zur Detektion der Bewegung des Hebelelements auf. Dies kann Hallsensoren, optische Sensoren und dergleichen umfassen, besonders bevorzugt jedoch ist die Erfassung mittels resistiver Dehnmessstreifen, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass sich bei einer Betätigung der Bedienskulptur und mithin des Hebelelementes der Widerstand in den resistiven Dehnmessstreifen infolge von Zug beziehungsweise Druck auf diese Bereiche verändert und einen Rückschluss auf die Richtung, den Winkel und/oder die Intensität der Betätigung zulässt. Beispielsweise können jeweils zwei Dehnmessstreifen paarweise auf einer Achse Zusammenwirken, die eine Bewegung nach vorn und hinten sowie nach rechts und links beschreibt. Demnach wären in diesem Beispiel vier Dehnmessstreifen in der Einrichtung zur Detektion der Bewegung des Hebelelementes vorgesehen. Diese Anordnung in Verbindung mit der geringen Baugröße erlaubt zudem, beliebige Ausrichtungen dazwischen ebenfalls zu detektieren. In order to detect this deflection or rotation and, derived from it, the direction of actuation, the angle of actuation and/or the intensity of actuation, the operating sculpture also has a device for detecting the movement of the lever element. This can include Hall sensors, optical sensors and the like, but particularly preferred is detection using resistive strain gauges, which are designed and arranged in such a way that when the operating sculpture and therefore the lever element is actuated, the resistance in the resistive strain gauges increases as a result of tension or pressure changes these areas and allows conclusions to be drawn about the direction, angle and/or intensity of the activity. For example, two strain gauges can work together in pairs on an axis that describes a movement forwards and backwards as well as to the right and left. Accordingly, in this example, four strain gauges would be provided in the device for detecting the movement of the lever element. This arrangement in conjunction with the small size also allows any alignment in between to be detected.
Auch die Betätigung senkrecht zu der die Bedienskulptur umgebenden Ebene wird durch geeignete Sensorik erfasst, die in der Einrichtung zur Detektion der Bewegung des Hebelelements vorgesehen ist. The actuation perpendicular to the plane surrounding the operating sculpture is also detected by suitable sensors, which are provided in the device for detecting the movement of the lever element.
Beispielhaft sei für diese Ausgestaltung auf einen Joystick verwiesen, an dessen Funktionsweise sie angelehnt ist. Dieses Ausgestaltung der Bedienskulptur erlaubt eine präzise Handhabung und Bedienung der Bedienskulptur, die aufgrund des begrenzten Betätigungsweges der Bedienskulptur kaum bis keinen Raumbedarf mit sich bringt. Auch ein Umpositionieren der Hand eines Benutzers ist nicht nötig, da sich das Hebelelement in alle Richtungen bewegen lässt und dabei nahezu feststehend und damit ortsfest ist. As an example of this design, reference is made to a joystick, whose functionality it is based on. This design of the operating sculpture allows precise handling and operation of the operating sculpture, which requires little to no space due to the limited actuation path of the operating sculpture. It is also not necessary to reposition a user's hand, since the lever element can be moved in all directions and is almost stationary and therefore stationary.
Vorzugsweise löst eine Betätigung ein visuelles und/oder akustisches Feedback aus. Es kann vorkommen, dass ein Benutzer bei der Betätigung der Bedienskulptur den Betätigungsweg nicht spürt und damit unsicher ist, ob seine Betätigung erfolgt ist. Dies kann beispielsweise bei schlechten Straßenverhältnissen geschehen. Daher ist vorgesehen, dass eine Betätigung der Bedienskulptur eine visuelle und/oder akustische Rückmeldung bewirkt. An actuation preferably triggers visual and/or acoustic feedback. It can happen that a user changes the actuation path when operating the control sculpture cannot feel it and is therefore uncertain whether it has been activated. This can happen, for example, in poor road conditions. It is therefore provided that actuation of the operating sculpture causes visual and/or acoustic feedback.
Eine visuelle Rückmeldung kann zum Beispiel die Anpassung einer Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung sein, auf der die zu beeinflussende Fahrzeugfunktion und mögliche Bedienhandlungen und ihre Wirkung angezeigt werden. Eine solche Anzeige kann das zentrale Display im Bereich des Armaturenbrettes oder die Mittelkonsole sein, aber auch ein Head-Up- Display. Ein visuelles Feedback umfasst aber auch die Anzeige und Anpassung von Symbolen im Umfeld der Bedienskulptur oder anderer geeigneter Stelle sein, wobei diese Symbole die zu beeinflussende Fahrzeugfunktion und die möglichen Bedienhandlungen anzeigen. Diese Symbole können beispielsweise als hinterleuchtete Symbole ausgebildet sein, die durch Anschalten eines Leuchtmittels hinter beziehungsweise unter dem Symbol Sichtbar werden, aber auch in Form von kleinsten Anzeigeeinrichtungen, die die Darstellung verschiedener Symbole in Abhängigkeit der zu beeinflussenden Fahrzeugfunktion erlauben. Visual feedback can, for example, be the adaptation of a display on a display device on which the vehicle function to be influenced and possible operating actions and their effect are displayed. Such a display can be the central display in the dashboard area or the center console, but also a head-up display. Visual feedback also includes the display and adjustment of symbols in the area of the control sculpture or other suitable location, whereby these symbols indicate the vehicle function to be influenced and the possible operating actions. These symbols can be designed, for example, as backlit symbols that become visible by switching on a light source behind or below the symbol, but also in the form of smallest display devices that allow the display of different symbols depending on the vehicle function to be influenced.
Alternativ oder zusätzlich kann ein akustisches Feedback ausgelöst werden. Mittels Tönen oder Tonfolgen kann einem Benutzer der Bedienskulptur angezeigt werden, ob eine Betätigungshandlung erfolgreich war oder nicht. Auch die Art der Beeinflussung kann mittels Tönen und Tonfolgen wiedergegeben werden, beispielsweise die Erhöhung der Innenraumtemperatur mittels einer ansteigenden Tonfolge. Alternatively or additionally, acoustic feedback can be triggered. Using tones or tone sequences, a user of the control sculpture can be shown whether an actuation was successful or not. The type of influence can also be reproduced using tones and tone sequences, for example increasing the interior temperature using an increasing tone sequence.
Dem Fachmann ist dabei klar, dass die Umsetzung des akustischen und/oder visuellen Feedbacks durch Zusammenwirken der Bedienskulptur mit der oben bereits angeführten Steuereinrichtung und deren Einwirken auf die entsprechenden Einrichtungen zur Verwirklichung des Feedbacks zu erreichen ist. It is clear to the person skilled in the art that the implementation of the acoustic and/or visual feedback can be achieved through the interaction of the operating sculpture with the control device already mentioned above and their influence on the corresponding devices to implement the feedback.
Die Bedienskulptur kann eine Einrichtung zur Bereitstellung eines haptischen Feedbacks aufweisen und diese Einrichtung soll dabei derart angeordnet und gelagert sein, dass das haptische Feedback lediglich im Bereich der Bedienskulptur bereitgestellt wird. The operating sculpture can have a device for providing haptic feedback and this device should be arranged and mounted in such a way that the haptic feedback is only provided in the area of the operating sculpture.
Ein haptisches Feedback ist eine fühlbare Rückmeldung an den Benutzer infolge einer Betätigung der Bedienskulptur. Das haptische Feedback kann auf verschiedene Weisen erzeugt werden, beispielsweise aktiv mittels eines Vibrationsmotors, eines Unwuchtmotors, eines Linearmotors, eines Piezomotors oder mittels einer Impulsaufschaltung. Mittels eines der genannten Motoren werden im Inneren der Bedienskulptur Massen bewegt, die zu einer Vibration an ihrer Oberfläche führen oder passiv, wobei das haptische Feedback sich direkt aus dem Zusammenwirken zwischen einer Betätigung der Bedienskulptur und einer daraus resultierenden vorrangig mechanischen Reaktion ergibt, wie beispielsweise bei einer Knackscheibe (auch Knackfrosch genannt). Neben der Bestätigung oder Rückmeldung bezüglich einer Betätigung der Bedienskulptur kann ein solches haptisches Feedback einem Benutzer den Eindruck eines längeren Betätigungsweges vermitteln, was den Bedienkomfort erhöht. Haptic feedback is a tactile feedback to the user as a result of an operation of the control sculpture. The haptic feedback can be generated in various ways, for example actively using a vibration motor, an unbalance motor, a linear motor, a piezo motor or using a pulse input. Using one of the motors mentioned, masses are moved inside the operating sculpture, resulting in a Vibration on its surface or passively, whereby the haptic feedback results directly from the interaction between an actuation of the operating sculpture and a resulting primarily mechanical reaction, such as with a cracking disc (also called a cracking frog). In addition to confirmation or feedback regarding an operation of the operating sculpture, such haptic feedback can give a user the impression of a longer actuation path, which increases operating comfort.
Das haptische Feedback soll jedoch auf den Bereich der Bedienskulptur begrenzt bleiben und eine Anregung der die Bedienskulptur umgebenden Fläche möglichst vermieden werden. Dazu ist die Einrichtung zur Bereitstellung des haptischen Feedbacks so anzuordnen und zu lagern, dass die von ihr erzeugten Vibrationen, Impulse und dergleichen auf die Bedienskulptur übertragen werden und nicht auf die umgebende Fläche. Dies kann beispielsweise durch eine zumindest bereichsweise Entkopplung der Bedienskulptur beziehungsweise ihrer Oberfläche von der sie umgebenden Fläche erreicht werden. In der Folge wird ein lokal begrenztes haptisches Feedback bereitgestellt, das der Bedienskulptur eindeutig zugeordnet werden kann, den Bedienkomfort verbessert und die Möglichkeit versehentlicher Fehlbedienungen verringert. However, the haptic feedback should remain limited to the area of the operating sculpture and stimulation of the area surrounding the operating sculpture should be avoided as far as possible. For this purpose, the device for providing haptic feedback must be arranged and stored in such a way that the vibrations, impulses and the like it generates are transmitted to the operating sculpture and not to the surrounding surface. This can be achieved, for example, by at least partially decoupling the operating sculpture or its surface from the surface surrounding it. As a result, locally limited haptic feedback is provided that can be clearly assigned to the operating sculpture, improving operating comfort and reducing the possibility of accidental incorrect operation.
Es kann vorgesehen sein, dass die Bedienskulptur eine Einrichtung zur Sensierung einer Annäherung und/oder eine Einrichtung zur positionsaufgelösten Sensierung einer Betätigung aufweist. It can be provided that the operating sculpture has a device for sensing an approach and/or a device for position-resolved sensing of an actuation.
Dabei soll einerseits die Annäherung eines Benutzers beziehungsweise seiner Hand detektiert werden. Wird eine solche erkannt, kann zum Beispiel die Menüführung, die mittels der Bedienskulptur bedient werden kann oder die zu beeinflussende Fahrzeugfunktion auf einer zugeordneten Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Ein anderes Anwendungsbeispiel wäre eine Beleuchtung an oder um die Bedienskulptur, die bei einer Annäherung eines Benutzers angeschaltet wird. Die Sensierung einer Annäherung kann vorteilhaft dazu genutzt werden, Fehlbedienungen durch an der Bedienskulptur vorbeigeführte Taschen, Gegenstände oder beim Überstreichen mit bekleideten Körperteilen beim Einsteigen, Einladen oder sich Bewegen zu verhindern. Die Einrichtung zur Sensierung einer Annäherung kann im einfachsten Fall ein Näherungssensor bekannter Art sein. On the one hand, the approach of a user or his hand should be detected. If this is detected, for example, the menu navigation, which can be operated using the operating sculpture, or the vehicle function to be influenced can be displayed on an assigned display device. Another application example would be lighting on or around the control sculpture, which is switched on when a user approaches. The sensing of an approach can be used advantageously to prevent incorrect operation due to bags, objects being moved past the operating sculpture or when clothed parts of the body are passed over when getting in, loading or moving. In the simplest case, the device for sensing an approach can be a proximity sensor of a known type.
Alternativ oder zusätzlich soll die Betätigung der Bedienskulptur positionsaufgelöst sensiert beziehungsweise detektiert werden. Eine solche positionsaufgelöste Sensierung wird möglich durch hochgenaue Touchsensoriken, die Bewegungen bereits im Bereich von Zehntelmillimetern detektieren können. Damit kann erreicht werden, dass die Position des Fingers bei der Betätigung genau erfasst wird und damit beispielsweise auch ein Entlangführen des Fingers auf der Oberfläche der Bedienskulptur im Sinne eines sogenannten „Südens“ erkannt werden kann. Zudem lassen sich die Betätigungsbewegung wie ein Schieben oder ein Drücken besser voneinander unterscheiden. Auf diese Weise können also ebenso Fehlbedienungen vermieden werden. Alternatively or additionally, the actuation of the operating sculpture should be sensed or detected in a position-resolved manner. Such position-resolved sensing becomes possible through highly precise touch sensors that can detect movements in the tenths of a millimeter range. This can ensure that the position of the finger is precisely recorded during operation and, for example, that the finger is moved along the surface of the operating sculpture in the sense of a so-called “south”. In addition, the actuation movements such as pushing or pushing can be better distinguished from one another. In this way, incorrect operation can also be avoided.
Um die Betätigung der Bedienskulptur zu erleichtern, insbesondere wenn diese sehr klein und/oder mit geringer Bauhöhe ausgebildet ist, kann diese die Bedienskulptur an ihrer Oberfläche eine Fühlhilfe aufweisen. Fühlhilfen sind Ausformungen oder Profilierungen an der Oberfläche der Bedienskulptur, die von einem Benutzer mit seinem Finger oder seinen Fingern wahrzunehmen sind und die ihn erkennen lassen, wo und wie groß die Betätigungsfläche der Bedienskulptur ist und je nach konkreter Ausgestaltung auch, in welche Richtung sie bewegt werden kann. Die Fühlhilfe kann ein oder mehrere Oberflächenerhebungen oder -Vertiefungen umfassen, mit denen die Bedienskulptur ausgebildet ist und/oder die nachträglich aufgebracht oder abgetragen worden. Sie kann auch lediglich eine Vertiefung oder Einwölbung der Oberfläche der Bedienskulptur umfassen. Das Vorhandensein der Fühlhilfe erlaubt eine haptische Abgrenzung der Bedienskulptur, vor allem wenn sie aus dem gleichen Material wie die sich umgebende Fläche gefertigt ist und verbessert damit die Blindbedienbarkeit deutlich. In order to make the operation of the operating sculpture easier, especially if it is very small and/or has a low overall height, the operating sculpture can have a sensing aid on its surface. Sensing aids are formations or profiles on the surface of the control sculpture that can be perceived by a user with his finger or fingers and which allow him to see where and how large the operating surface of the control sculpture is and, depending on the specific design, also in which direction it moves can be. The sensing aid can include one or more surface elevations or depressions with which the operating sculpture is formed and/or which has been subsequently applied or removed. It can also simply include a depression or bulge in the surface of the operating sculpture. The presence of the tactile aid allows a haptic demarcation of the operating sculpture, especially if it is made of the same material as the surrounding surface, and thus significantly improves blind operation.
Im Hinblick auf die Handhabbarkeit der Bedienskulptur und des Bedienkomforts sollte die Höhe der Bedienskulptur im Bereich zwischen 1,8 Millimeter und 2,5 Millimeter, bevorzugt im Bereich zwischen 2,0 Millimeter und 2,2 Millimeter liegen. Eine solche Höhe erlaubt eine ergonomisch angenehme Betätigung der Bedienskulptur, da bei einer Höhe der Bedienskulptur in diesem Bereich eine ausreichend große Angriffsfläche und je nach konkreter Ausgestaltung eine ausreichend große Hebelwirkung bei der Betätigung der Bedienskulptur bereitgestellt werden kann, damit sie mit geringem Kraftaufwand, der in etwa um 5 Newton liegen kann, betätigt werden kann, ohne die Bedienskulptur zu beschädigen oder einem Benutzer ein unangenehmes Druckgefühl oder Schmerz zu verursachen, wenn er die Kraftschwelle der Bedienskulptur überwindet, also die notwendige Kraft, die notwendig ist, um die Bedienskulptur in die gewünschte Richtung zu bewegen. Eine größere Höhe ist zudem vorteilhaft, um bedingt durch die damit längere Hebelwirkung eine feinere Bedienung zu ermöglichen. With regard to the manageability of the operating sculpture and the ease of use, the height of the operating sculpture should be in the range between 1.8 millimeters and 2.5 millimeters, preferably in the range between 2.0 millimeters and 2.2 millimeters. Such a height allows an ergonomically pleasant operation of the operating sculpture, since at a height of the operating sculpture in this area a sufficiently large contact surface and, depending on the specific design, a sufficiently large leverage effect can be provided when operating the operating sculpture, so that it can be operated with little effort, which is in can be around 5 Newtons, can be actuated without damaging the operating sculpture or causing a user an unpleasant feeling of pressure or pain when he overcomes the force threshold of the operating sculpture, i.e. the necessary force that is necessary to move the operating sculpture to the desired position direction to move. A greater height is also advantageous in order to enable finer operation due to the longer leverage.
Erfindungsgemäß ist auch ein Fahrzeug mit mindestens einer erfindungsgemäßen Bedienskulptur beansprucht, insbesondere an einem Lenkrad des Fahrzeugs. Demnach ist mindestens eine Bedienskulptur der vorbeschriebenen Art in einem Fahrzeug vorgesehen, um beispielsweise die Auswahl und Wiedergabe von Medien, die Steuerung des Innenraumklimas, die Auswahl und Steuerung von Audiofunktionen, Telefonfunktionen und/oder Fahrerassistenzsystemen vorzunehmen. Die Bedienskulptur kann an einem Lenkrad des Fahrzeugs angeordnet sein, aber auch an beliebigen anderen Positionen, die zur Beeinflussung einer Fahrzeugfunktion sinnvoll oder räumlich zugeordnet ist. According to the invention, a vehicle with at least one operating sculpture according to the invention is also claimed, in particular on a steering wheel of the vehicle. Accordingly, at least one operating sculpture of the type described above is provided in a vehicle in order to for example, the selection and playback of media, the control of the interior climate, the selection and control of audio functions, telephone functions and/or driver assistance systems. The control sculpture can be arranged on a steering wheel of the vehicle, but also at any other positions that are useful or spatially assigned to influence a vehicle function.
Mit der erfindungsgemäßen Bedienskulptur ist eine intuitive und flexibel anzupassende Bedienmöglichkeit für eine Vielzahl von Fahrzeugfunktionen vorgeschlagen, die einen geringen Bauraum erfordert und auch gut blindbedienbar ist. Optionale Ausgestaltungen verbessern den Bedienkomfort weiter. The operating sculpture according to the invention proposes an intuitive and flexibly adaptable operating option for a large number of vehicle functions, which requires little installation space and can also be easily operated blindly. Optional designs further improve ease of use.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in individual cases.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The invention is explained below in exemplary embodiments using the associated drawings. Show it:
Figuren 1a, 1b eine perspektivische Ansicht für eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Bedienskulptur, und Figures 1a, 1b show a perspective view of an exemplary embodiment of an operating sculpture according to the invention, and
Figur 2 eine Prinzipskizze für eine weitere Ausgestaltung der Bedienskulptur Figure 2 shows a schematic sketch for a further design of the operating sculpture
Figuren 1a und 1b zeigen eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedienskulptur 10. Sie ist beispielhaft als generische Bedienskulptur ausgebildet und kann daher dazu vorgesehen sein, Fahrzeugfunktionen wie die Audio- Wiedergabe, die Innenraumklimatisierung, die Innenraumbeleuchtung und Fahrerassistenzsysteme auszuwählen und anzupassen. Sie kann beispielsweise als Lenkradsteuerung vorgesehen und auf beziehungsweise an einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordnet sein. Figures 1a and 1b show a perspective view of an exemplary embodiment of the control sculpture 10 according to the invention. It is designed, for example, as a generic control sculpture and can therefore be intended to select and adapt vehicle functions such as audio playback, interior air conditioning, interior lighting and driver assistance systems. It can, for example, be provided as a steering wheel control and be arranged on or on a steering wheel of a vehicle.
Wie aus Figur 1a und 1b ersichtlich, ist die Bedienskulptur 10 als Erhebung in Bezug auf die sie umgebende Oberfläche 12 ausgebildet. Sie ragt dabei um etwa 2,0 Millimeter über sie hinaus und hat eine Grundfläche von etwa 1 ,2 mal 1 ,2 Zentimeter. Die Bedienskulptur 10 kann, wie von Pfeilen 14.1 bis 14.4 veranschaulicht, in er Ebene der umgebenden Oberfläche 12 bewegt werden, sowie senkrecht dazu (Pfeil 14.5). Auch beliebige Richtungen zwischen den Pfeilen As can be seen from Figures 1a and 1b, the operating sculpture 10 is designed as an elevation in relation to the surface 12 surrounding it. It protrudes beyond it by around 2.0 millimeters and has a base area of around 1.2 by 1.2 centimeters. The operating sculpture 10 can, as illustrated by arrows 14.1 to 14.4, be moved in the plane of the surrounding surface 12, as well as perpendicularly thereto (arrow 14.5). Also any direction between the arrows
BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/ EP 14.1 bis 14.4 können gewählt werden, um beispielsweise diagonale Betätigungsrichtungen zu verwirklichen. Wird beispielsweise eine Audiofunktion mit der Bedienskulptur 10 beeinflusst, kann in den Richtungen 14.1 und 14.3 zwischen Musiktiteln hin- und her geschaltet werden, und in den Richtungen 14.2 und 14.4 die Lautstärke erhöht und gesenkt werden. CORRECTED SHEET (RULE 91) ISA/ EP 14.1 to 14.4 can be selected to achieve, for example, diagonal actuation directions. For example, if an audio function is influenced with the control sculpture 10, you can switch back and forth between music tracks in the directions 14.1 and 14.3, and the volume can be increased and decreased in the directions 14.2 and 14.4.
Der Betätigungsweg d beim Betätigen der Bedienskulptur 10 beträgt lediglich 0,4 Millimeter, wie Figur 1b zeigt. Damit wirkt die Bedienskulptur nahezu feststehend, ein Benutzer spürt aber dennoch die Bewegung bei einer Betätigung. Dennoch wird nur ein minimaler Bauraum benötigt. The actuation path d when actuating the operating sculpture 10 is only 0.4 millimeters, as shown in Figure 1b. This means that the operating sculpture appears almost stationary, but a user can still feel the movement when it is operated. Nevertheless, only a minimal amount of space is required.
Wie außerdem in Figur 1a ersichtlich wird, ist die Bedienskulptur 10 fugenlos in die sie umgebende Oberfläche 12 integriert, so dass ein einheitliches Äußeres mit der umgebenden Oberfläche 12 geschaffen wird und kein Schmutz in die Bedienskulptur 10 eindringen kann. Um diese fugenlose Oberfläche zu verwirklichen, ist die Bedienskulptur 10 gemeinsam mit der sie umgebenden Oberfläche 12 in einem Mehrkomponentenspritzgussverfahren gefertigt worden, was einen guten Verbund zwischen der Oberfläche 12 und der Bedienskulptur 10 verspricht. As can also be seen in Figure 1a, the operating sculpture 10 is seamlessly integrated into the surface 12 surrounding it, so that a uniform exterior is created with the surrounding surface 12 and no dirt can penetrate into the operating sculpture 10. In order to realize this seamless surface, the operating sculpture 10 was manufactured together with the surface 12 surrounding it in a multi-component injection molding process, which promises a good bond between the surface 12 and the operating sculpture 10.
Zur besseren Bedienbarkeit der Bedienskulptur 10 weist diese eine Fühlhilfe 18 in Form einer Vertiefung auf. Damit kann ein Benutzer trotz an sich geringer Bauhöhe einfach und auch ohne Blickkontakt die Bedienskulptur wahrnehmen und betätigen. For better operability of the operating sculpture 10, it has a sensing aid 18 in the form of a recess. This means that, despite the inherently low height, a user can easily perceive and operate the operating sculpture without making eye contact.
Ebenfalls wird eine verbesserte Bedienbarkeit erreicht, wenn die Bedienskulptur 10 eine Einrichtung zur Bereitstellung eines haptischen Feedbacks aufweist (nicht gezeigt). Mit dieser soll eine Vibration auf die Bedienskulptur 10 aufgebracht werden, so dass der Benutzer den Eindruck eines längeren Betätigungsweges erlangt und ihm außerdem auch den Erfolg seiner Bedienhandlung übermittelt wird. Dieses haptische Feedback soll dabei nicht auf die umgebende Oberfläche 12 übertragen werden. Um das zu erreichen, ist die Bedienskulptur 10 unterhalb der fugenlosen Oberfläche 12 mechanisch von dieser entkoppelt. Improved operability is also achieved if the operating sculpture 10 has a device for providing haptic feedback (not shown). This is intended to apply a vibration to the operating sculpture 10, so that the user gets the impression of a longer actuation path and is also informed of the success of his operating action. This haptic feedback should not be transferred to the surrounding surface 12. In order to achieve this, the operating sculpture 10 is mechanically decoupled from the seamless surface 12.
Figur 2 zeigt vereinfacht in einem Schnitt, wie eine Bedienskulptur 10 aus Figur 1 mit einem Hebelelement 16 und Detektionseinrichtungen 17 für Bewegungen des Hebelelementes 16 ausgebildet sein kann. Beim Betätigen der Bedienskulptur 10 wird das Hebelelement 16 mit bewegt und diese Bewegung durch die Detektionseinrichtungen 17, die vorzugsweise resistive Dehnmessstreifen sein können, erfasst. Mit diesen Detektionseinrichtungen 17 lassen sich die Betätigungsrichtung, die Betätigungsintensität und der Betätigungswinkel beim Bewegen der Bedienskulptur 10 erfassen. Nicht gezeigte Rückstelleinrichtungen führen das Hebelelement 16 in seine Ausgangsposition zurück. Diese Ausgestaltung führt zu einer einfachen und sehr genauen Bedienbarkeit, insbesondere, wenn eine Cursorfunktion in einem Auswahlmenü mit der Bedienskulptur 10 bedient werden soll. Figure 2 shows in a simplified section how an operating sculpture 10 from Figure 1 can be designed with a lever element 16 and detection devices 17 for movements of the lever element 16. When the operating sculpture 10 is actuated, the lever element 16 is also moved and this movement is detected by the detection devices 17, which can preferably be resistive strain gauges. With these detection devices 17, the direction of actuation, the intensity of actuation and the angle of actuation when moving the operating sculpture 10 can be recorded. Resetting devices (not shown) guide the lever element 16 back to its starting position. This configuration leads to simple and very precise operability, especially if a cursor function in a selection menu is to be operated with the operating sculpture 10.
Bezugszeichenliste Reference symbol list
10 Bedienskulptur 10 control sculpture
12 umgebende Oberfläche 12 surrounding surface
14 Betätigungsrichtungen 14 operating directions
16 Hebelelement 16 lever element
17 Detektionseinrichtung für Bewegungen des Hebelelementes17 detection device for movements of the lever element
18 Fühlhilfe d Betätigungsweg 18 Feeling aid d actuation path

Claims

Patentansprüche Bedienskulptur (10) zur Beeinflussung von Fahrzeugfunktionen, wobei die Bedienskulptur (10) als Erhebung oder Vertiefung relativ zu einer sie umgebenden Oberfläche (12) in einem Fahrzeug angeordnet oder ausgebildet ist, in der Ebene der sie umgebenden Oberfläche (12) und senkrecht zu dieser Ebene zu betätigen ist, und einen Betätigungsweg (d) in der Ebene der sie umgebenden Oberfläche (12) vonClaims Control sculpture (10) for influencing vehicle functions, the control sculpture (10) being arranged or designed as an elevation or depression relative to a surface (12) surrounding it in a vehicle, in the plane of the surface (12) surrounding it and perpendicular to this plane is to be operated, and an actuation path (d) in the plane of the surrounding surface (12).
0,4 Millimeter oder weniger aufweist. Bedienskulptur (10) nach Anspruch 1 , wobei die Bedienskulptur (10) fugenlos in die sie umgebende Oberfläche (12) integriert ist. Bedienskulptur (10) nach Anspruch 2, wobei die fugenlose Integration mit einem elastischen Material im Fugenbereich und/oder durch eine stoffschlüssige Verbindung einer Oberfläche der Bedienskulptur (10) mit der sie umgebenden Oberfläche (12) verwirklicht ist. Bedienskulptur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienskulptur (10) mit einem Hebelelement, das bei einer Betätigung der Bedienskulptur (10) entsprechend der ausgeführten Betätigungsbewegung bewegt wird und einer Einrichtung (17) zur Detektion der Bewegung des Hebelelementes ausgebildet ist, wobei die Bewegung des Hebelelementes hinsichtlich Betätigungsrichtung, Betätigungswinkel und/oder Betätigungsintensität detektiert wird. Bedienskulptur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung ein visuelles und/oder akustisches Feedback auslöst. Bedienskulptur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienskulptur eine Einrichtung zur Bereitstellung eines haptischen Feedbacks aufweist und diese Einrichtung derart angeordnet und gelagert ist, dass das haptische Feedback lediglich im Bereich der Bedienskulptur (10) bereitgestellt wird. Bedienskulptur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienskulptur (10) eine Einrichtung zur Sensierung einer Annäherung und/oder eine Einrichtung zur positionsaufgelösten Sensierung einer Betätigung aufweist. Bedienskulptur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienskulptur (10) an ihrer Oberfläche eine Fühlhilfe (18) aufweist. Bedienskulptur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Bedienskulptur (10) im Bereich zwischen0.4 millimeters or less. Control sculpture (10) according to claim 1, wherein the control sculpture (10) is seamlessly integrated into the surface (12) surrounding it. Control sculpture (10) according to claim 2, wherein the seamless integration is achieved with an elastic material in the joint area and/or by a material connection of a surface of the control sculpture (10) to the surface (12) surrounding it. Operating sculpture (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the operating sculpture (10) has a lever element which is moved when the operating sculpture (10) is actuated in accordance with the actuating movement carried out and a device (17) for detecting the movement of the lever element is designed, wherein the movement of the lever element is detected with regard to the direction of actuation, angle of actuation and / or intensity of actuation. Control sculpture (10) according to one of the preceding claims, characterized in that an actuation triggers visual and/or acoustic feedback. Control sculpture (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control sculpture has a device for providing haptic feedback and this device is arranged and stored in such a way is that the haptic feedback is only provided in the area of the control sculpture (10). Operating sculpture (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the operating sculpture (10) has a device for sensing an approach and/or a device for position-resolved sensing of an actuation. Control sculpture (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control sculpture (10) has a sensing aid (18) on its surface. Control sculpture (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the control sculpture (10) is in the range between
1 ,8 Millimeter und 2,5 Millimeter, bevorzugt im Bereich zwischen 2,0 Millimeter und 2,2 Millimeter liegt. Fahrzeug mit mindestens einer Bedienskulptur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere an einem Lenkrad des Fahrzeugs. 1.8 millimeters and 2.5 millimeters, preferably in the range between 2.0 millimeters and 2.2 millimeters. Vehicle with at least one operating sculpture (10) according to one of the preceding claims, in particular on a steering wheel of the vehicle.
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