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DE102006018518B4 - Control button with integrated functionality - Google Patents

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DE102006018518B4
DE102006018518B4 DE102006018518.8A DE102006018518A DE102006018518B4 DE 102006018518 B4 DE102006018518 B4 DE 102006018518B4 DE 102006018518 A DE102006018518 A DE 102006018518A DE 102006018518 B4 DE102006018518 B4 DE 102006018518B4
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DE
Germany
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rotary
rotatable part
electronics
data bus
control button
Prior art date
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DE102006018518.8A
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German (de)
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Dr. Schelbert Harald
Martin Jeitner
Andreas Kramlich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Preh GmbH
Original Assignee
Preh GmbH
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Publication date
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Priority to PCT/EP2006/007045 priority patent/WO2007009745A2/en
Priority to EP06776276.5A priority patent/EP1961025B1/en
Publication of DE102006018518A1 publication Critical patent/DE102006018518A1/en
Priority to US12/018,156 priority patent/US7579559B2/en
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Abstract

Bedienknopf (1, 100) zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, aufweisend• eine Nabe (4) zur Anbringung des Bedienknopfes (1, 100) auf einer Welle,• einen drehfesten Teil (2),• einen drehbaren Teil (3),• einen Drehwinkelgeber,• Mittel zur Erzeugung einer Drehhaptik (5, 17),• eine Sperrvorrichtung,• eine Elektronik (16) vorgesehen ist,■ die an die Bordelektronik des Kraftfahrzeugs über einen Datenbus anschließbar ist,■ die die ermittelten Werte des Drehwinkelgebers auswertet und an die Bordelektronik über den Datenbus sendet,■ die die gewünschte Drehhaptik über den Datenbus empfängt und die Mittel zur Erzeugung der Drehhaptik und die Sperrvorrichtung entsprechend ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass• als das Mittel zur Erzeugung einer Drehhaptik ein Stößel vorgesehen ist, der mittels eines Elektromagneten in Eingriff mit der Rastkontur (8) bringbar ist,• die Sperrvorrichtung durch mindestens einen Elektromagneten (7, 10) gebildet ist, durch den eine Kugel 89) in Eingriff mit einer am drehbaren Teil (3) angeordneten Sperrkontur (6) bringbar ist,• Mittel zur Anzeige eines veränderlichen Symbols auf der Oberseite des Bedienknopfes vorgesehen sind, wobei in der Elektronik verschiedene Symbole hinterlegt sind und die Bordelektronik über den Datenbus das vollständige Symbol in einem festgelegten Format an den Bedienknopf überträgt.Control knob (1, 100) for use in a motor vehicle, having• a hub (4) for mounting the control knob (1, 100) on a shaft,• a non-rotatable part (2),• a rotatable part (3),• a rotary encoder,• means for generating a rotary haptic (5, 17),• a blocking device,• electronics (16) are provided,■ which can be connected to the on-board electronics of the motor vehicle via a data bus,■ which evaluates and transmits the determined values of the rotary encoder sends the on-board electronics via the data bus,■ which receives the desired rotary haptics via the data bus and controls the means for generating the rotary haptics and the blocking device accordingly, characterized in that• as the means for generating a rotary haptics, a plunger is provided which is activated by means of an electromagnet can be brought into engagement with the latching contour (8), • the blocking device is formed by at least one electromagnet (7, 10), through which a ball 89) engages with a dr releasable part (3) arranged blocking contour (6) can be brought, • means for displaying a variable symbol are provided on the upper side of the control button, with different symbols being stored in the electronics and the on-board electronics displaying the full symbol in a fixed format via the data bus transmits the control knob.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bedienknopf für ein Kraftfahrzeug, der eine Vielzahl von Funktionen wie die Erzeugung einer Haptik und verschiedene Betätigungsfunktionen in sich vereint.The present invention relates to a control button for a motor vehicle that combines a large number of functions such as generating a haptic and various operating functions.

In Kraftfahrzeugen werden verschiedenste Funktionen zunehmend über ein einziges Menü in Verbindung mit einem Bordcomputer bedient. Dazu wird oftmals ein zentrales Bedienelement eingesetzt, das eine Vielzahl von Eingabefunktionen in sich vereint, beispielsweise Taster und Drehgeber. Dabei ist die Haptik des Bedienknopfes häufig dynamisch anpassbar, beispielsweise in Form von exponierten Rasten oder von Endanschlägen.In motor vehicles, a wide variety of functions are increasingly being operated via a single menu in conjunction with an on-board computer. A central control element is often used for this purpose, which combines a large number of input functions, such as buttons and rotary encoders. The feel of the control button can often be dynamically adjusted, for example in the form of exposed notches or end stops.

Ein Bedienknopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 202 19 655 U1 bekannt.A control knob according to the preamble of claim 1 is from DE 202 19 655 U1 famous.

Ein Nachteil der bisher bekannten gattungsgemäßen Bedienelemente ist die aufwändige Adaption an den jeweiligen Fahrzeugtyp. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bedienknopf bereitzustellen, der eine Vielzahl Funktionalitäten vereint und einfach an das Kraftfahrzeug anpassbar ist.A disadvantage of the previously known generic controls is the complex adaptation to the respective vehicle type. It is therefore the object of the present invention to provide a control button that combines a large number of functionalities and can be easily adapted to the motor vehicle.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by the features of patent claim 1. Further advantageous embodiments are specified in the dependent patent claims.

Ein erfindungsgemäßer Bedienknopf zur Verwendung an einem Kraftfahrzeug weist eine Nabe zur Anbringung des Bedienknopfes auf einer Welle, einen drehfesten Teil, einen drehbaren Teil, einen Drehwinkelgeber, Mittel zur Erzeugung einer Drehhaptik sowie eine Elektronik, mittels der die im Bedienknopf angeordneten Komponenten ansteuerbar und die Signale der Signalgeber auswertbar sind und über die der Bedienknopf an eine Elektronik des Kraftfahrzeugs anschließbar ist, auf.A control knob according to the invention for use on a motor vehicle has a hub for attaching the control knob to a shaft, a non-rotatable part, a rotatable part, a rotary encoder, means for generating a rotary haptic and electronics, by means of which the components arranged in the control knob can be controlled and the signals the signal generator can be evaluated and via which the control button can be connected to an electronic system of the motor vehicle.

Mit seiner Nabe wird der Bedienknopf auf die Welle aufgesteckt und so im Kraftfahrzeug befestigt. Die Nabe ist entweder starr oder in eine oder mehrere Richtungen kippbar gelagert, so dass bei einer kippbar gelagerten Welle der Bedienknopf als Handhabe eines Joysticks dient. Der drehfeste Teil des Bedienknopfes ist nicht um die Welle drehbar, während der drehbare Teil relativ zum drehfesten Teil drehbar angeordnet ist. Bei dem drehbaren Teil handelt es sich bevorzugt um einen Ring, der einen Teil der Umfangsfläche des Bedienknopfes bildet.The control knob is pushed onto the shaft with its hub and thus secured in the motor vehicle. The hub is either rigid or mounted so that it can be tilted in one or more directions, so that when the shaft is mounted such that it can be tilted, the operating knob serves as a joystick handle. The non-rotatable part of the control knob is not rotatable about the shaft, while the rotatable part is rotatably arranged relative to the non-rotatable part. The rotatable part is preferably a ring that forms part of the peripheral surface of the control button.

Mittels des Drehwinkelgebers ist die Drehstellung des drehbaren Teils detektierbar. Dazu ist der Drehwinkelgeber als Absolutwertgeber oder als inkrementeller Drehwinkelgeber ausgebildet. Ein Absolutwertgeber liefert den absoluten Drehwinkel des drehbaren Teils, während ein inkrementeller Drehwinkelgeber eine Drehung um ein bestimmtes Maß signalisiert. Das oder die Mittel zur Erzeugung einer Drehhaptik geben dem Benutzer eine taktile Rückmeldung über die Betätigung des drehbaren Teils.The rotary position of the rotatable part can be detected by means of the rotary encoder. For this purpose, the angle of rotation encoder is designed as an absolute value encoder or as an incremental angle of rotation encoder. An absolute encoder provides the absolute angle of rotation of the rotatable part, while an incremental encoder signals a rotation by a specific amount. The means or means for generating a rotary haptic give the user tactile feedback about the actuation of the rotary part.

Die Elektronik dient der Ansteuerung der im Bedienknopf angeordneten Komponenten wie beispielsweise den Mitteln zur Erzeugung der Drehhaptik. Außerdem wertet die Elektronik die Signale der Signalgeber, beispielsweise des Drehwinkelgebers, aus und bereitet diese so auf, dass sie direkt an die Bordelektronik des Kraftfahrzeugs übertragen werden können.The electronics serve to control the components arranged in the control knob, such as the means for generating the rotary haptics. In addition, the electronics evaluate the signals from the signal generator, for example the rotary encoder, and prepares them so that they can be transmitted directly to the vehicle's on-board electronics.

Dabei erfolgt die Anbindung des Bedienknopfes an die Bordelektronik erfindungsgemäß über einen Datenbus. Die Elektronik des Bedienknopfes ist nun erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass sie die gewünschte Haptik des Bedienknopfes über den Datenbus empfängt und die Komponenten entsprechend ansteuert sowie Informationen über eine Betätigung des Bedienknopfes in einer entsprechenden Nachricht über den Datenbus versendet. Der Bedienknopf ist somit an einen Fahrzeugtyp adaptierbar, indem die Elektronik entsprechend der Bordelektronik gestaltet beziehungsweise programmiert wird.According to the invention, the control button is connected to the on-board electronics via a data bus. The electronics of the control button are now designed according to the invention in such a way that they receive the desired feel of the control button via the data bus and activate the components accordingly and send information about actuation of the control button in a corresponding message via the data bus. The control knob can thus be adapted to a vehicle type by designing or programming the electronics in accordance with the on-board electronics.

Beispielsweise wird ein Mittel zur Erzeugung der Drehhaptik durch eine mit einer Rastkontur zusammenwirkende Rastfeder gebildet. Dabei greift die Rastfeder in die Rastkontur ein und wird bei der Drehung des drehbaren Teils verformt, wodurch sich ein definierter Drehwiderstand ergibt. Dieses Prinzip zur Rasterzeugung ist dem Fachmann geläufig und wird daher nicht weiter ausgeführt. Beispielsweise ist die Rastfeder im drehfesten Teil des Bedienknopfes angeordnet und die Rastkontur in den drehbaren Teil eingebracht.For example, a means for generating the rotary haptics is formed by a detent spring interacting with a detent contour. The detent spring engages in the detent contour and is deformed when the rotatable part rotates, resulting in a defined resistance to rotation. The person skilled in the art is familiar with this principle for generating a detent and is therefore not explained further. For example, the detent spring is arranged in the non-rotatable part of the control button and the detent contour is introduced into the rotatable part.

Erfindungsgemäß ist im Bedienknopf ein zustellbarer Stößel angeordnet, der in Eingriff mit der Rastkontur bringbar ist. Ist der zustellbare Stößel im Eingriff mit der Rastkontur, so wird der Drehung des drehbaren Teils eine zusätzliche Kraft entgegengesetzt. Diese Gegenkraft nimmt der Benutzer als besondere Rast wahr, beispielsweise als Mittenrast. Der zustellbare Stößel wird erfindungsgemäß mittels eines Elektronmagneten in Eingriff mit der Rastkontur gebracht beziehungsweise aus diesem entfernt. Eine detaillierte Beschreibung des Funktionsprinzips findet sich in der DE 10 2005 043 587 A1 .According to the invention, a deliverable plunger is arranged in the operating knob, which can be brought into engagement with the latching contour. If the pusher that can be advanced is in engagement with the latching contour, an additional force opposes the rotation of the rotatable part. The user perceives this opposing force as a special rest, for example as a center rest. According to the invention, the pusher that can be advanced is brought into engagement with the latching contour or removed from it by means of an electromagnet. A detailed description of the functional principle can be found in the DE 10 2005 043 587 A1 .

Erfindungsgemäß weist der Bedienknopf eine Sperrvorrichtung zum Sperren der Drehung des drehbaren Teils auf. Durch diese Sperrvorrichtung werden dynamisch zuschaltbare und frei positionierbare Endanschläge realisiert, die zur Erzeugung der Drehhaptik beitragen. Erfindungsgemäß wird die Sperrvorrichtung durch mindestens einen Elektromagneten gebildet, durch den eine Kugel in Eingriff mit einer am drehbaren Teil angeordneten Sperrkontur bringbar ist. Der Elektromagnet zieht dabei die Kugel in eine Position, in der sie zwischen der Sperrkontur im drehbaren Teil und dem drehfesten Teil verklemmt und somit eine weitere Drehung des drehbaren Teils blockiert. Das Funktionsprinzip und die Ausgestaltung einer derartigen Sperrvorrichtung sind detailliert in der DE 10 2005 042 883 A1 beschrieben.According to the invention, the control knob has a locking device for locking the rotation of the rotatable part. Through this locking device are dynamically switchable and freely posi tionable end stops that contribute to the generation of the rotary haptics. According to the invention, the blocking device is formed by at least one electromagnet, by means of which a ball can be brought into engagement with a blocking contour arranged on the rotatable part. The electromagnet pulls the ball into a position in which it is wedged between the blocking contour in the rotatable part and the non-rotatable part, thus blocking further rotation of the rotatable part. The functional principle and the design of such a locking device are detailed in the DE 10 2005 042 883 A1 described.

In einer anderen Ausgestaltung der Sperrvorrichtung wird ein Permanentmagnet mittels eines Elektromagneten zwischen zwei Positionen verfahren. Eine Kugel folgt der Position des Permanentmagneten und wechselt somit ebenfalls zwischen zwei Positionen. In einer Position ist die Kugel zwischen dem drehfesten Teil des Bedienknopfes und der Sperrkontur verklemmt, so dass die Drehung des drehbaren Teils blockiert wird. In der zweiten Position der Kugel wird die Drehung freigegeben. Das Funktionsprinzip sowie beispielhafte Ausgestaltungsformen einer derartigen Sperrvorrichtung werden in der DE 10 2006 015 294 A1 detailliert beschrieben.In another embodiment of the blocking device, a permanent magnet is moved between two positions by means of an electromagnet. A ball follows the position of the permanent magnet and thus also changes between two positions. In one position, the ball is jammed between the non-rotatable part of the control knob and the locking contour, so that the rotation of the rotatable part is blocked. In the second position of the ball, rotation is released. The functional principle and exemplary embodiments of such a locking device are in the DE 10 2006 015 294 A1 described in detail.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Sperrkontur an einer ringförmig ausgebildeten Stirnfläche des drehbaren Teils angeordnet. Die Stirnfläche befindet sich beispielsweise als Fortsatz eines vom Benutzer bedienbaren Bereiches des drehbaren Teils im Inneren des Bedienknopfes. Bevorzugt ist die Sperrkontur so ausgestaltet, dass die durch sie ermöglichten Endanschläge mit den durch die Rastkontur und die Rastfeder erzeugten Rastpositionen übereinstimmen.In an advantageous embodiment of the invention, the locking contour is arranged on a ring-shaped end face of the rotatable part. The end face is located, for example, as an extension of an area of the rotatable part that can be operated by the user, inside the control button. The locking contour is preferably designed in such a way that the end stops made possible by it correspond to the locking positions generated by the locking contour and the locking spring.

Erfindungsgemäß ist auf der Oberseite des Bedienknopfes ein Symbol angeordnet. Bevorzugt wird dieses Symbol durch ein Leuchtmittel beleuchtet, wobei insbesondere unterschiedliche Such- und Funktionsbeleuchtungen erzeugbar sind. Die Ansteuerung des Leuchtmittels erfolgt ebenfalls durch die Elektronik des Bedienknopfes.According to the invention, a symbol is arranged on the top of the control button. This symbol is preferably illuminated by an illuminant, with different search and function illuminations being able to be generated in particular. The lighting is also controlled by the electronics of the control knob.

Erfindungsgemäß sind im Bedienknopf Mittel zur Anzeige eines veränderlichen Symbols auf der Oberseite des Bedienknopfes angeordnet.According to the invention, means for displaying a variable symbol are arranged on the upper side of the control knob.

Diese Mittel bestehen beispielsweise aus einem Display und einer oder mehreren Licht- quellen zur Durchleuchtung des Displays. Bevorzugt sind in der Elektronik des Bedienknopfes, die das Display oder die Lichtquellen ansteuert, verschiedene Symbole hinterlegt. Über den Datenbus teilt die Bordelektronik des Kraftfahrzeugs dem Bedienknopf mit, welches der Symbole anzuzeigen ist. Alternativ oder zusätzlich überträgt die Bordelektronik über den Datenbus das vollständige Symbol in einem festgelegten Format an den Bedienknopf. Dadurch ist es möglich, beispielsweise bei einem Update der Betriebssoftware des Kraftfahrzeugs neue Symbole hinzuzufügen, die bei der Montage des Bedienknopfes im Kraftfahrzeug noch nicht zur Verfügung gestanden haben. Mögliche Ausgestaltungsformen der Mittel zur Anzeige des veränderlichen Symbols sind der DE 103 42 142 A1 oder DE 10 2005 043 588 A1 der Anmelderin zu entnehmen.These means consist, for example, of a display and one or more light sources for transillumination of the display. Various symbols are preferably stored in the electronics of the control button that controls the display or the light sources. The on-board electronic system of the motor vehicle uses the data bus to tell the operating knob which of the symbols is to be displayed. Alternatively or additionally, the on-board electronics transmits the complete symbol in a specified format to the control knob via the data bus. This makes it possible, for example when updating the operating software of the motor vehicle, to add new symbols that were not yet available when the control button was installed in the motor vehicle. Possible embodiments of the means for displaying the changeable symbol are DE 103 42 142 A1 or DE 10 2005 043 588 A1 to be taken from the applicant.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist der Bedienknopf einen Taster auf, insbesondere an der Oberseite des Bedienknopfes. Dazu ist eine Tastenkappe, die bevorzugt einen Teil der Oberseite des Bedienknopfes bildet, relativ zum restlichen Bedienknopf translatorisch bewegbar. Die Betätigung des Tasters ist mit Hilfe eines Schaltmittels detektierbar. Das Schaltmittel wirkt als Signalgeber, dessen Signal die Elektronik des Bedienknopfes auswertet und an die Bordelektronik des Kraftfahrzeugs übermittelt.In one embodiment of the invention, the control button has a button, in particular on the upper side of the control button. For this purpose, a key cap, which preferably forms part of the upper side of the control knob, can be moved in translation relative to the rest of the control knob. The actuation of the button can be detected using a switching means. The switching means acts as a signal transmitter, the signal from which is evaluated by the electronics of the control button and transmitted to the on-board electronics of the motor vehicle.

In einer alternativen Ausgestaltungsform ist der Bedienknopf entlang der Welle relativ zur Nabe verschiebbar. Dadurch wird nicht eine Tastenkappe relativ zum Rest des Bedienknopfes bewegt, sondern der gesamte Bedienknopf relativ zu der Nabe, mit der er auf der Welle befestigt ist.In an alternative embodiment, the operating button can be displaced along the shaft relative to the hub. This does not move a key cap relative to the rest of the control knob, but rather the entire control knob relative to the hub with which it is attached to the shaft.

Die Elektronik des Bedienelementes empfängt einerseits Befehle von der Bordelektronik über das gewünschte Verhalten des Bedienelementes. Daraus erzeugt sie Ansteuersignale für die Komponenten wie einen zustellbaren Stößel, einen Elektromagnet einer Sperrvorrichtung, ein Leuchtmittel oder ein Display. Andererseits wertet die Elektronik die Ausgangssignale der Komponenten wie dem Drehwinkelgeber und einem Schalter oder Taster aus und überträgt die entsprechenden Informationen an die Bordelektronik.On the one hand, the electronics of the control element receives commands from the on-board electronics about the desired behavior of the control element. From this, it generates control signals for components such as an adjustable plunger, an electromagnet of a locking device, a light source or a display. On the other hand, the electronics evaluate the output signals of the components such as the rotary encoder and a switch or button and transmit the corresponding information to the on-board electronics.

Die vorliegende Erfindung soll anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.The present invention will be explained in more detail using two exemplary embodiments.

Dabei zeigt

  • 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bedienknopfes,
  • 2 eine andere Schnittdarstellung des Bedienknopfes aus 1 entlang der Linie A-A,
  • 3 die Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienknopfes,
  • 4 eine andere Schnittdarstellung des Bedienknopfes aus der 3 entlang der Linie B-B und
  • 5 die Darstellung eines Displays bei Bedienung eines Radios
while showing
  • 1 a sectional view of a control button according to the invention,
  • 2 another sectional view of the control button 1 along line AA,
  • 3 the sectional view of another embodiment of a control button according to the invention,
  • 4 another sectional view of the control knob from FIG 3 along line BB and
  • 5 the representation of a display when operating a radio

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bedienknopfes 1 mit einem drehfesten Teil 2, einem drehbaren Teil 3 und einer Nabe 4. Mittels der Nabe 4 wird der Bedienknopf 1 auf eine nicht dargestellte Welle aufgesteckt. Diese Welle ist entweder fest oder kippbar im Kraftfahrzeug gelagert. Bei einer kippbaren Lagerung dient der Bedienknopf 1 zusätzlich zu seiner eigenen Funktionalität als Handhabe eines Joysticks. 1 shows a sectional view of a control button 1 according to the invention with a non-rotatable part 2, a rotatable part 3 and a hub 4. By means of the hub 4, the control button 1 is attached to a shaft, not shown. This shaft is either fixed or tiltable in the motor vehicle. In the case of a tiltable mounting, the operating knob 1 serves as a joystick handle in addition to its own functionality.

Ein ringförmig ausgebildeter Bereich des drehbaren Teils 3 bildet einen Bereich der Außenseite des Bedienknopfes 1 und ist dort vom Benutzer drehbar. Der im Inneren des Bedienknopfes 1 verlaufende Bereich des drehbaren Teils 3 ist über ein Lager 12, beispielsweise ein Kugellager, mit dem drehfesten Teil 2 des Bedienknopfes verbunden. Der drehbare Teil 3 reicht nicht bis an die Oberseite des Bedienknopfes 1, wodurch erreicht wird, dass der drehbare Teil 3 beim Kippen oder Drücken des Bedienknopfes 1 vom Benutzer nicht unbeabsichtigt verstellt wird.A ring-shaped area of the rotatable part 3 forms an area of the outside of the control button 1 and can be rotated there by the user. The area of the rotatable part 3 running inside the control knob 1 is connected to the non-rotatable part 2 of the control knob via a bearing 12, for example a ball bearing. The rotatable part 3 does not extend to the top of the control knob 1, which means that the rotatable part 3 is not unintentionally adjusted when the control knob 1 is tilted or pressed by the user.

An einem inneren Umfang des drehbaren Teils 3 ist eine Rastkontur 5 eingebracht. Diese ist insbesondere in 2 zu erkennen, die eine alternative Schnittdarstellung des Bedienknopfes 1 entlang des Linie A-A darstellt. In die Rastkontur 5 greift eine vorgespannte Rastfeder 17 ein, die bei der Drehung des drehbaren Teils 3 durch die Flanken der Rastkontur 5 elastisch verformt wird und der Drehung so eine Kraft entgegensetzt. Diese Kraft ist vom Benutzer als Drehhaptik wahrnehmbar und erzeugt Rastpositionen des drehbaren Teils 3.A latching contour 5 is introduced on an inner circumference of the rotatable part 3 . This is particularly in 2 to recognize that represents an alternative sectional view of the control button 1 along the line AA. A preloaded detent spring 17 engages in the detent contour 5 and is elastically deformed by the flanks of the detent contour 5 when the rotatable part 3 rotates, thus counteracting the rotation with a force. This force can be perceived by the user as a turning haptic and generates locking positions of the rotating part 3.

Die Drehung des drehbaren Teils 3 ist mittels einer Sperrvorrichtung sperrbar. Die Sperrvorrichtung besteht aus den beiden Elektromagneten 7 und 10, mittels derer jeweils eine Kugel in Eingriff mit einer am drehbaren Teil 3 angeordneten Sperrkontur 6 bringbar ist. Der Elektromagnet 7 bewegt die Kugel 9, die vom Elektromagneten 10 bewegte Kugel ist in 1 verdeckt. Die Sperrkontur 6 ist an einer ringförmig ausgebildeten Stirnfläche des drehbaren Teils 3 angeordnet. Jeder der Elektromagneten 7 und 10 sperrt eine Drehrichtung des dreh- baren Teils 3. Der Elektromagnet 10 ist auf einen U-förmigen Eisenkern mit den Schenkeln 11a und 11b aufgeschoben. Durch eine unterschiedliche Bestromung des Elektromagneten 10 ist die Richtung des Magnetfeldes im Eisenkern umkehrbar. Je nach Richtung des Magnetfeldes im Eisenkern bewegt sich ein nicht dargestellter Permanentmagnet zwischen einer oberen Position vor Schenkel 11a und einer unteren Position vor Schenkel 11b. Zur Erläuterung des Funktionsprinzips der Sperrvorrichtung wurde der Eisenkern des Elektromagneten 7 in 1 weggelassen. Auch mittels des Elektromagneten 7 ist ein nicht dargestellter Permanentmagnet zwischen einer oberen und einer unteren Position verfahrbar. Der Bewegung des Elektromagneten folgt eine magnetisierbare Kugel 9, In der oberen Position des Permanentmagneten und damit der Kugel 9 greift die Kugel 9 in die Sperrkontur 6 ein und blockiert so die Drehung des drehbaren Teils 3. In der unteren Position des Permanentmagneten liegt die Kugel 9 in der Tasche 8, wo sie die Drehung des drehbaren Teils 3 nicht behindert.The rotation of the rotatable part 3 can be locked by means of a locking device. The blocking device consists of the two electromagnets 7 and 10, by means of which a ball can be brought into engagement with a blocking contour 6 arranged on the rotatable part 3. The electromagnet 7 moves the ball 9, the ball moved by the electromagnet 10 is in 1 concealed. The blocking contour 6 is arranged on a ring-shaped end face of the rotatable part 3 . Each of the electromagnets 7 and 10 blocks one direction of rotation of the rotatable part 3. The electromagnet 10 is pushed onto a U-shaped iron core with the legs 11a and 11b. By supplying the electromagnet 10 with different currents, the direction of the magnetic field in the iron core can be reversed. Depending on the direction of the magnetic field in the iron core, a permanent magnet (not shown) moves between an upper position in front of leg 11a and a lower position in front of leg 11b. To explain the principle of operation of the locking device, the iron core of the electromagnet 7 in 1 omitted. A permanent magnet (not shown) can also be moved between an upper and a lower position by means of the electromagnet 7 . A magnetizable ball 9 follows the movement of the electromagnet. In the upper position of the permanent magnet and thus the ball 9, the ball 9 engages in the locking contour 6 and thus blocks the rotation of the rotatable part 3. In the lower position of the permanent magnet, the ball 9 is located in the pocket 8 where it does not hinder the rotation of the rotatable part 3.

Der Bedienknopf 1 weist weiterhin Drehwinkelgeber auf, mittels dessen eine Drehung des drehbaren Teils detektierbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Drehwinkelgeber aus einer im drehfesten Teil 2 angeordneten Lichtschranke 19 und einem am dreh- baren Teil 3 angeordneten Kodierring 18. Der Kodierring 18 bewegt sich bei einer Drehung der drehbaren Teils 3 durch den Erfassungsbereich der Lichtschranke 19. Durch Ausnehmungen im Kodierring 18 verändert sich das Ausgangssignal der Lichtschranke 19, woraus der Drehwinkel und die Drehrichtung des drehbaren Teils 3 bestimmt wird. Diese Bestimmung ist dem Fachmann bekannt und wird daher hier nicht näher ausgeführt.The control button 1 also has a rotary encoder, by means of which a rotation of the rotatable part can be detected. In the present exemplary embodiment, the rotary encoder consists of a light barrier 19 arranged in the non-rotatable part 2 and a coding ring 18 arranged on the rotating part 3. The coding ring 18 moves through the detection range of the light barrier 19 when the rotating part 3 rotates. Through recesses in the coding ring 18 changes the output signal of the light barrier 19, from which the angle of rotation and the direction of rotation of the rotatable part 3 is determined. This determination is known to the person skilled in the art and is therefore not detailed here.

Der Bedienknopf 1 weist zusätzlich einen Taster auf, mit dem beispielsweise eine aus- gewählte Funktion des Bordcomputers aktivierbar ist. Der Taster besteht aus einer Tasten- kappe 13, die in den drehfesten Teil 2 hineindrückbar ist, und einem Schalter 14. Der Schalter 14 detektiert einerseits eine Betätigung der Tastenkappe 13 und bringt diese andererseits nach ihrer Betätigung in ihre Ausgangslage zurück.The control button 1 also has a button with which a selected function of the on-board computer can be activated, for example. The button consists of a key cap 13, which can be pressed into the non-rotatable part 2, and a switch 14. The switch 14 detects actuation of the key cap 13 on the one hand and, on the other hand, returns it to its initial position after it has been actuated.

Die Leiterplatte 15 trägt die Elektronik 16 des Bedienknopfes, die sämtliche Komponenten des Bedienknopfes 1 ansteuert und die Signale der Signalgeber auswertet. Darüber hinaus stellt sie den elektronischen Kontakt zur Bordelektronik des Kraftfahrzeugs her, beispielsweise über einen Datenbus. Die Elektronik 16 erhält vom Bordcomputer Informationen darüber, welche Funktionen der Bedienknopf 1 aktuell bereitstellen soll, und steuert die Komponenten wie beispielsweise die Elektromagneten 7 und 10 entsprechend an. Darüber hinaus wertet die Elektronik 16 das Signal der Lichtschranke 19 und des Schalters 14 aus. Die ausgewerteten Daten werden über den Datenbus an die Bordelektronik des Kraftfahrzeugs übertragen. Der Bedienknopf 1 ist also mit nur geringen Modifikationen in einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen einsetzbar. Lediglich die Schnittstelle für die Anbindung an den Fahrzeugbus muss angepasst werden.The circuit board 15 carries the electronics 16 of the control knob, which controls all components of the control knob 1 and evaluates the signals from the signal generator. In addition, it establishes electronic contact with the vehicle's on-board electronics, for example via a data bus. The electronics 16 receive information from the on-board computer about which functions the control button 1 is currently intended to provide, and controls the components such as the electromagnets 7 and 10 accordingly. In addition, the electronic system 16 evaluates the signal from the light barrier 19 and the switch 14 . The evaluated data is transmitted to the on-board electronics of the motor vehicle via the data bus. The control knob 1 can therefore be used in a large number of motor vehicles with only minor modifications. Only the interface for the connection to the vehicle bus has to be adapted.

Die 3 und 4 zeigen eine Modifikation des Bedienknopfes 1 analog zu den 1 und 2. Der Aufbau des Bedienknopfes 100 entspricht im Wesentlichen dem des Bedienknopfes 1, jedoch ohne die Tastenkappe 13 und den Schalter 14. Gleiche oder gleichwirkende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Bereich, den bei Bedienknopf 1 die Tastenkappe 13 bildet, ist beim Bedienknopf 100 starr mit dem drehfesten Teil 2 verbunden. Dahingegen ist der Bedienknopf 100 mit seinem drehfesten Teil 2 und seinem drehbaren Teil 3 translatorisch gegenüber der Nabe 4 und somit entlang der Welle verschiebbar. Damit wird die Tastfunktion durch Drücken des im Wesentlichen gesamten Bedienknopfes 100 ausgeführt. Bei Drücken des Bedienknopfes 100 werden die Kontaktdome der Schalter 20 gegen eine feststehende Platte der Nabe 4 gedrückt und lösen somit eine Tastfunktion aus, die von der Elektronik 16 detektiert wird. Die Schalter 20 bringen gleichzeitig eine Rückstellkraft auf, die den Bedienknopf 100 nach dem Drücken in seine Ausgangsposition zurückbringen.the 3 and 4 show a modification of the control button 1 analogous to the 1 and 2 . The structure of the control button 100 essentially corresponds to that of the control button 1, but without the key cap 13 and the switch 14. The same or equivalent components are provided with the same reference symbols. The area formed by the key cap 13 in the case of the control button 1 is rigidly connected to the non-rotatable part 2 in the case of the control button 100 . In contrast, the control button 100 with its non-rotatable part 2 and its rotatable part 3 can be displaced in translation relative to the hub 4 and thus along the shaft. The key function is thus carried out by pressing essentially the entire control button 100 . When the operating button 100 is pressed, the contact domes of the switches 20 are pressed against a stationary plate of the hub 4 and thus trigger a touch function that is detected by the electronics 16 . At the same time, the switches 20 apply a restoring force, which returns the control button 100 to its initial position after it has been pressed.

5 zeigt die beispielhafte Anwendung des Bedienknopfes 1 beziehungsweise 100. Im vorliegenden Beispiel soll ein Autoradio bedient werden, in dem ein Radiosender aus einer Liste ausgewählt wird. In 5 ist zu erkennen, dass aktuell die fünf Radiosender Station 1 bis Station 5 empfangbar sind. Momentan ist der Name der Station 1 hervorgehoben. Der Bordcomputer übermittelt der Elektronik 16 des Bedienknopfes 1 bzw. 100, dass sie fünf Rastpositionen des drehbaren Teils 3 zulassen soll und die aktuelle Auswahl der ersten Position entspricht. Daraufhin blockiert die Elektronik 16 die Drehung des drehbaren Teils 3 gegen den Uhrzeigersinn, indem sie den Elektromagneten 7 derart bestromt, dass die Kugel 9 in Eingriff mit der Sperrkontur 6 gelangt. Dreht der Benutzer den drehbaren Teil 3 eine Rast im Uhrzeigersinn, so ermittelt die Elektronik 16 dies anhand des Ausgangssignals der Lichtschranke 19. Die Elektronik 16 signalisiert diese Drehung dem Bordcomputer, der daraufhin die Markierung auf Station 2 setzt. Die weitere Drehung des drehbaren Teils 3 im Uhr- zeigersinn ist möglich, bis Station 5 markiert ist und mittels des Elektromagneten 10 eine weitere Drehung des drehbaren Teils 3 verhindert wird. Wählt der Benutzer eine Station durch Drücken der Tastenkappe 13 bzw. des gesamten Bedienknopfes 100 aus, so übermittelt die Elektronik 16 dies an den Bordcomputer, der daraufhin zum ausgewählten Radiosender wechselt. 5 shows the exemplary application of the control button 1 or 100. In the present example, a car radio is to be operated by selecting a radio station from a list. In 5 it can be seen that the five radio stations Station 1 to Station 5 can currently be received. Currently the name of Station 1 is highlighted. The on-board computer transmits to the electronics 16 of the control button 1 or 100 that they should allow five locking positions of the rotatable part 3 and that the current selection corresponds to the first position. The electronics 16 then block the counterclockwise rotation of the rotatable part 3 by energizing the electromagnet 7 in such a way that the ball 9 comes into engagement with the blocking contour 6 . If the user rotates the rotatable part 3 a notch clockwise, the electronics 16 determine this based on the output signal of the light barrier 19. The electronics 16 signals this rotation to the on-board computer, which then places the marker on station 2. Further clockwise rotation of the rotatable part 3 is possible until station 5 is marked and further rotation of the rotatable part 3 is prevented by means of the electromagnet 10 . If the user selects a station by pressing the key cap 13 or the entire control button 100, the electronic system 16 transmits this to the on-board computer, which then switches to the selected radio station.

Die vorausgegangenen Ausführungsbeispiele sind rein exemplarisch und insofern nicht beschränkend. Dies betrifft insbesondere die Verwendung des erfindungsgemäßen Bedienknopfes, die sich über die Auswahl eines Radiosenders hinaus auf jede Bedienung eines Bordcomputers oder eines anderen Gerätes erschreckt. Ebenso kann der Aufbau des Bedienknopfes von den in den 1 bis 4 dargestellten Formen abweichen, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So kann beispielsweise in die Oberseite des Bedienknopfes ein Symbol, insbesondere ein beleuchtbares Symbol eingelassen sein. Weiterhin ist es möglich, mittels eines Displays ein variables Symbol auf die Oberseite des Bedienknopfes zu projizieren. Weiterhin können im Bedienknopf Mittel zur Erzeugung einer exponierten Rast, beispielsweise einer Mittenrast, vorhanden sein. Die Ansteuerung dieser zusätzlichen Komponenten wird ebenfalls von der Elektronik des Bedienknopfes übernommen.The preceding exemplary embodiments are purely exemplary and are not restrictive in this respect. This applies in particular to the use of the control button according to the invention, which, beyond the selection of a radio station, involves every operation of an on-board computer or another device. Likewise, the structure of the control knob in the 1 until 4 Deviate from the forms shown without departing from the spirit of the invention. For example, a symbol, in particular a symbol that can be illuminated, can be embedded in the upper side of the control button. It is also possible to use a display to project a variable symbol onto the top of the control button. Furthermore, means for generating an exposed detent, for example a central detent, can be present in the control knob. These additional components are also controlled by the electronics of the control button.

Claims (1)

Bedienknopf (1, 100) zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, aufweisend • eine Nabe (4) zur Anbringung des Bedienknopfes (1, 100) auf einer Welle, • einen drehfesten Teil (2), • einen drehbaren Teil (3), • einen Drehwinkelgeber, • Mittel zur Erzeugung einer Drehhaptik (5, 17), • eine Sperrvorrichtung, • eine Elektronik (16) vorgesehen ist, ■ die an die Bordelektronik des Kraftfahrzeugs über einen Datenbus anschließbar ist, ■ die die ermittelten Werte des Drehwinkelgebers auswertet und an die Bordelektronik über den Datenbus sendet, ■ die die gewünschte Drehhaptik über den Datenbus empfängt und die Mittel zur Erzeugung der Drehhaptik und die Sperrvorrichtung entsprechend ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass • als das Mittel zur Erzeugung einer Drehhaptik ein Stößel vorgesehen ist, der mittels eines Elektromagneten in Eingriff mit der Rastkontur (8) bringbar ist, • die Sperrvorrichtung durch mindestens einen Elektromagneten (7, 10) gebildet ist, durch den eine Kugel 89) in Eingriff mit einer am drehbaren Teil (3) angeordneten Sperrkontur (6) bringbar ist, • Mittel zur Anzeige eines veränderlichen Symbols auf der Oberseite des Bedienknopfes vorgesehen sind, wobei in der Elektronik verschiedene Symbole hinterlegt sind und die Bordelektronik über den Datenbus das vollständige Symbol in einem festgelegten Format an den Bedienknopf überträgt.Control knob (1, 100) for use in a motor vehicle, having • a hub (4) for mounting the control knob (1, 100) on a shaft, • a non-rotatable part (2), • a rotatable part (3), • a rotary encoder, • means for generating a rotary haptic (5, 17), • a locking device, • electronics (16) are provided, ■ which can be connected to the on-board electronics of the motor vehicle via a data bus, ■ which evaluates and transmits the values determined by the rotary encoder sends the on-board electronics via the data bus, ■ which receives the desired rotary haptics via the data bus and controls the means for generating the rotary haptics and the blocking device accordingly, characterized in that • a plunger is provided as the means for generating a rotary haptics, which is activated by means of an electromagnet can be brought into engagement with the latching contour (8), • the blocking device is formed by at least one electromagnet (7, 10) through which a ball 89) engages mi t a locking contour (6) arranged on the rotatable part (3) can be brought, • means for displaying a variable symbol are provided on the upper side of the control knob, with various symbols being stored in the electronics and the on-board electronics displaying the complete symbol in one via the data bus specified format to the control button.
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