DE102024104021A1

DE102024104021A1 - Input device, control system and steering wheel for a motor vehicle and method for detecting a user input and for controlling a vehicle function

Info

Publication number: DE102024104021A1
Application number: DE102024104021.1A
Authority: DE
Inventors: Walter Maier; Sascha Staude; Benjamin Dietz
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2024-02-14
Filing date: 2024-02-14
Publication date: 2025-08-14

Abstract

Eine Eingabevorrichtung (4) für ein Kraftfahrzeug (1) weist eine bewegliche Elektrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) auf, die zum Tätigen einer Benutzereingabe drehbar um eine Drehachse (8) gelagert ist, sowie eine statische Elektrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d). Die bewegliche Elektrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) die statische Elektrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) sind derart bezüglich einander angeordnet, dass eine Kapazität zwischen ihnen durch eine Drehbewegung der beweglichen Elektrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) um die Drehachse (8) veränderbar ist. Die Eingabevorrichtung (4) weist ein Auswertegerät (14) auf, das mit der statischen Elektrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, eine Veränderung der Kapazität zu bestimmen und abhängig von der Veränderung der Kapazität die Benutzereingabe zu detektieren. An input device (4) for a motor vehicle (1) comprises a movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) mounted for rotation about a rotation axis (8) for activating a user input, and a static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d). The movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) and the static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) are arranged relative to one another in such a way that a capacitance between them can be varied by a rotational movement of the movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) about the rotation axis (8). The input device (4) has an evaluation device (14) which is connected to the static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) and is designed to determine a change in the capacitance and to detect the user input depending on the change in the capacitance.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Steuerungssystem für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine solche Eingabevorrichtung sowie ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine solche Eingabevorrichtung oder ein solches Steuerungssystem. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren zur Detektion einer Benutzereingabe und ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugfunktion.The present invention relates to an input device for a motor vehicle, a control system for a motor vehicle comprising such an input device, and a steering wheel for a motor vehicle comprising such an input device or such a control system. The invention further relates to a corresponding method for detecting a user input and a corresponding method for controlling a vehicle function.

In Kraftfahrzeugen sind drehbare Bedienelemente zum Tätigen einer Benutzereingabe bekannt, beispielsweise in Form kleiner Walzen, die im Lenkrad integriert sind und mit denen der Benutzer beispielsweise die Lautstärke eines Infotainmentsystems ändern kann und so weiter. Die Drehbewegung, mit welcher der Benutzer die Benutzereingabe tätigt, kann zum Beispiel mithilfe optischer Sensoren oder magnetischer Sensoren, insbesondere Hallsensoren, detektiert werden. Ein Nachteil dabei sind die vergleichsweise hohen Kosten solcher Sensoren.Rotatable control elements for activating user inputs are common in motor vehicles, for example, in the form of small rollers integrated into the steering wheel, with which the user can, for example, adjust the volume of an infotainment system, etc. The rotary movement with which the user activates the user input can be detected, for example, using optical sensors or magnetic sensors, particularly Hall sensors. One disadvantage is the comparatively high cost of such sensors.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug eine Drehbewegung zur Tätigung einer Benutzereingabe ohne optische oder magnetische Sensoren zuverlässig detektieren zu können.It is an object of the present invention to be able to reliably detect a rotary movement for activating a user input in an input device for a motor vehicle without optical or magnetic sensors.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous further developments and preferred embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine drehbar gelagerte Elektrode zum Tätigen der Benutzereingabe sowie eine statische Elektrode vorzusehen, und die Veränderung einer sich zwischen der drehbar gelagerten Elektrode und der statischen Elektrode ausbildenden Kapazität zu detektieren.The invention is based on the idea of providing a rotatably mounted electrode for making the user input and a static electrode, and of detecting the change in a capacitance forming between the rotatably mounted electrode and the static electrode.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug angegeben. Die Eingabevorrichtung weist wenigstens eine bewegliche Elektrode auf, die zum Tätigen einer Benutzereingabe um eine Drehachse drehbar gelagert ist, sowie wenigstens eine statische Elektrode. Die wenigstens eine bewegliche Elektrode und eine erste statische Elektrode der wenigstens einen statischen Elektrode sind derart bezüglich einander angeordnet, dass eine erste Kapazität zwischen der ersten statischen Elektrode und der wenigstens einen beweglichen Elektrode durch eine Drehbewegung der wenigstens eine beweglichen Elektrode um die Drehachse veränderbar ist. Die Eingabevorrichtung weist ein elektronisches Auswertegerät auf, das mit der ersten statischen Elektrode verbunden ist, insbesondere elektrisch verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, eine Veränderung der ersten Kapazität zu bestimmen und abhängig von der Veränderung der ersten Kapazität die Benutzereingabe zu detektieren.According to one aspect of the invention, an input device for a motor vehicle is specified. The input device has at least one movable electrode, which is mounted so as to be rotatable about a rotational axis for activating a user input, and at least one static electrode. The at least one movable electrode and a first static electrode of the at least one static electrode are arranged relative to one another such that a first capacitance between the first static electrode and the at least one movable electrode can be changed by a rotational movement of the at least one movable electrode about the rotational axis. The input device has an electronic evaluation device that is connected to the first static electrode, in particular is electrically connected, and is configured to determine a change in the first capacitance and to detect the user input depending on the change in the first capacitance.

Eine Kapazität kann hier und im Folgenden als elektrische Kapazität verstanden werden, sofern nichts anderes erwähnt ist. Alle beweglichen Elektroden der wenigstens einen beweglichen Elektrode können in manchen Ausführungsformen mit einem vorgegebenen Referenzpotential, beispielsweise Massepotential, verbunden sein. In alternativen Ausführungsformen ist es möglich, dass die wenigstens eine bewegliche Elektrode nicht fest mit einem Referenzpotential verbunden ist, die beweglichen Elektroden also beispielsweise auf einem schwebenden Potential liegen (englisch: floating potential). Wird eine bewegliche Elektrode durch den Benutzer berührt oder nähert der Benutzer der beweglichen Elektrode einen Finger oder einen anderen Körperteil, so wird die bewegliche Elektrode effektiv wiederum mit einem Referenzpotential gekoppelt. Hier und im Folgenden ist in beiden Fällen die Rede von einem Referenzpotential der wenigstens einen beweglichen Elektrode, sofern nichts anderes angegeben ist.A capacitance can be understood here and below as electrical capacitance, unless stated otherwise. In some embodiments, all movable electrodes of the at least one movable electrode can be connected to a predetermined reference potential, for example ground potential. In alternative embodiments, it is possible for the at least one movable electrode not to be permanently connected to a reference potential, i.e. for the movable electrodes to be at a floating potential, for example. If a movable electrode is touched by the user or if the user brings a finger or other body part close to the movable electrode, the movable electrode is effectively coupled again to a reference potential. Here and in the following, in both cases, reference potential of the at least one movable electrode is referred to, unless stated otherwise.

Die erste Kapazität kann beispielsweise als Verhältnis der auf der ersten statischen Elektrode gespeicherten Ladung zu der zwischen der ersten statischen Elektrode und dem Referenzpotential der wenigstens einen beweglichen Elektrode definiert werden. Eine entsprechende Kapazität kann für jede statische Elektrode der wenigstens einen statischen Elektrode in dieser Weise festgelegt werden.The first capacitance can be defined, for example, as the ratio of the charge stored on the first static electrode to the charge between the first static electrode and the reference potential of the at least one movable electrode. A corresponding capacitance can be defined in this way for each static electrode of the at least one static electrode.

Die Beweglichkeit der wenigstens einen beweglichen Elektrode bezieht sich auf deren Lagerung, sodass sie um die Drehachse drehbar ist. Die wenigstens eine statische Elektrode wird als solche bezeichnet, um sie von der wenigstens einen beweglichen Elektrode begrifflich abzugrenzen. Insbesondere kann die wenigstens eine statische Elektrode auch als wenigstens eine ortsfeste Elektrode bezeichnet werden. Insbesondere ist die wenigstens eine statische Elektrode mechanisch von der wenigstens einen beweglichen Elektrode derart entkoppelt, dass eine Drehung der wenigstens einen beweglichen Elektrode um die Drehachse nicht zu einer Bewegung der wenigstens einen statischen Elektrode führt. Beispielsweise kann die wenigstens eine statische Elektrode auf einer Leiterplatte aufgebracht sein oder in einem Gehäuse der Eingabevorrichtung befestigt sein oder dergleichen. Die Drehung der wenigstens einen beweglichen Elektrode um die Drehachse ist dann insbesondere eine Relativbewegung der wenigstens einen beweglichen Elektrode bezüglich der Leiterplatte oder bezüglich des Gehäuses, jedenfalls aber eine Relativbewegung bezüglich der wenigstens einen statischen Elektrode.The mobility of the at least one movable electrode relates to its mounting, so that it can rotate about the axis of rotation. The at least one static electrode is referred to as such in order to conceptually distinguish it from the at least one movable electrode. In particular, the at least one static electrode can also be referred to as at least one stationary electrode. In particular, the at least one static electrode is mechanically decoupled from the at least one movable electrode in such a way that a rotation of the at least one movable electrode about the axis of rotation does not lead to a movement of the at least one static electrode. For example, the at least one static electrode can be applied to a circuit board or fastened in a housing of the input device or the like. The rotation of the at least one movable electrode about the axis of rotation is then in particular a relative movement of the at least one movable electrode with respect to the circuit board or with respect to the housing, but in any case a relative movement tion with respect to the at least one static electrode.

In Ausführungsformen, in denen die wenigstens eine bewegliche Elektrode zwei oder mehr bewegliche Elektroden beinhaltet, sind diese mechanisch insbesondere derart gekoppelt, dass eine Drehung einer der beweglichen Elektroden um die Drehachse auch immer mit einer Drehung aller anderen beweglichen Elektroden um die Drehachse einhergeht. Beispielsweise können die zwei oder mehr beweglichen Elektroden auf einem Trägerelement befestigt sein.In embodiments in which the at least one movable electrode comprises two or more movable electrodes, these are mechanically coupled in particular such that a rotation of one of the movable electrodes about the rotation axis is always accompanied by a rotation of all other movable electrodes about the rotation axis. For example, the two or more movable electrodes can be mounted on a support element.

Die wenigstens eine statische Elektrode ist von der wenigstens einen beweglichen Elektrode elektrisch isoliert. Insbesondere ist jede statische Elektrode der wenigstens einen statischen Elektrode von jeder beweglichen Elektrode der wenigstens einen beweglichen Elektrode elektrisch isoliert. In Ausführungsformen, in denen die wenigstens eine statische Elektrode zwei oder mehr statische Elektroden beinhaltet, sind insbesondere alle statischen Elektroden voneinander jeweils elektrisch isoliert.The at least one static electrode is electrically insulated from the at least one movable electrode. In particular, each static electrode of the at least one static electrode is electrically insulated from each movable electrode of the at least one movable electrode. In embodiments in which the at least one static electrode includes two or more static electrodes, in particular, all static electrodes are electrically insulated from one another.

Das Auswertegerät kann zum Beispiel eine oder mehrere Auswerteschaltkreise oder eines oder mehrere Datenverarbeitungsgeräte beinhalten.The evaluation device may, for example, contain one or more evaluation circuits or one or more data processing devices.

In der vorliegenden Offenbarung kann ein Datenverarbeitungsgerät zum Beispiel als ein Gerät mit Verarbeitungsschaltkreisen zur Verarbeitung von Daten verstanden werden. Ein Datenverarbeitungsgerät kann also beispielsweise Rechenoperationen durchführen, um Daten zu verarbeiten. Ein indizierter Zugriff auf eine Datenstruktur, zum Beispiel eine Look-Up-Tabelle, LUT, oder eine Datenbank, kann ebenfalls als Rechenoperation betrachtet werden ebenso wie ein in Hardware implementierter Datenverarbeitungsprozess.In the present disclosure, a data processing device can be understood, for example, as a device with processing circuitry for processing data. A data processing device can therefore, for example, perform arithmetic operations to process data. An indexed access to a data structure, for example, a look-up table (LUT), or a database, can also be considered arithmetic operation, as can a data processing process implemented in hardware.

Ein Datenverarbeitungsgerät kann insbesondere einen oder mehrere Computer, einen oder mehrere Mikrocontroller und/oder einen oder mehrere integrierte Schaltkreise umfassen, beispielsweise einen oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise, ASIC, ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays, FPGA, und/oder ein oder mehrere Einchipsysteme, SoC. Ein Datenverarbeitungsgerät kann auch einen oder mehrere Prozessoren enthalten, zum Beispiel einen oder mehrere Mikroprozessoren, eine oder mehrere Zentralprozessoreinheiten, CPU, eine oder mehrere Grafikprozessoreinheiten, GPU, und/oder einen oder mehrere Signalprozessoren, insbesondere einen oder mehrere digitale Signalprozessoren, DSP. Das Datenverarbeitungsgerät kann auch einen physischen oder virtuellen Cluster von Computern oder anderen der genannten Geräte umfassen. Ein Datenverarbeitungsgerät kann auch eine oder mehrere Hardware- und/oder Softwareschnittstellen umfassen, zum Beispiel für den Empfang und/oder die Bereitstellung von Daten.A data processing device may in particular comprise one or more computers, one or more microcontrollers and/or one or more integrated circuits, for example one or more application-specific integrated circuits (ASICs), one or more field-programmable gate arrays (FPGAs), and/or one or more systems on a chip (SoCs). A data processing device may also contain one or more processors, for example one or more microprocessors, one or more central processing units (CPUs), one or more graphics processing units (GPUs), and/or one or more signal processors, in particular one or more digital signal processors (DSPs). The data processing device may also comprise a physical or virtual cluster of computers or other of the aforementioned devices. A data processing device may also comprise one or more hardware and/or software interfaces, for example for receiving and/or providing data.

Ein Datenverarbeitungsgerät kann auch eine oder mehrere Speichervorrichtungen umfassen. Dabei kann eine Speichervorrichtung als flüchtiger Speicher, beispielsweise als dynamischer Direktzugriffsspeicher, DRAM, oder statischer Direktzugriffsspeicher, SRAM, oder als nichtflüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als Nur-Lese-Speicher (ROM), ein programmierbarer Nur-Lese-Speicher, PROM, implementiert sein, als löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EPROM, als elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EEPROM, als Flash-Speicher oder als Flash-EEPROM, als ferroelektrischer Direktzugriffsspeicher, FRAM, als magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher, MRAM, oder als Phasenwechsel-Direktzugriffsspeicher, PCRAM.A data processing device may also include one or more memory devices. A memory device may be implemented as a volatile memory, for example, a dynamic random access memory (DRAM), a static random access memory (SRAM), or a non-volatile data memory, for example, a read-only memory (ROM), a programmable read-only memory (PROM), an erasable programmable read-only memory (EPROM), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), a flash memory or flash EEPROM, a ferroelectric random access memory (FRAM), a magnetoresistive random access memory (MRAM), or a phase-change random access memory (PCRAM).

Das Detektieren der Benutzereingabe ist insbesondere gleichbedeutend mit dem Detektieren der Drehbewegung. Das Detektieren der Benutzereingabe beinhaltet insbesondere dass Feststellen, dass die Benutzereingabe in Form der Drehbewegung getätigt wird oder wurde, allerdings nicht notwendigerweise darüberhinausgehende Eigenschaften der Drehbewegung, beispielsweise eine Drehrichtung der Drehbewegung oder einen Drehwinkel der Drehung, insbesondere zwischen Beginn der Drehung und Ende der Drehung oder zwischen Beginn der Drehung und dem Zeitpunkt der entsprechenden Messung beziehungsweise der Bestimmung der Veränderung der ersten Kapazität. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass in manchen Ausführungsformen auch das Bestimmen des Drehwinkels und/oder der Drehrichtung, insbesondere mittels des Auswertegeräts, vorgesehen ist.Detecting the user input is, in particular, synonymous with detecting the rotational movement. Detecting the user input includes, in particular, establishing that the user input is or was made in the form of a rotational movement, but not necessarily further properties of the rotational movement, for example a direction of rotation of the rotational movement or an angle of rotation of the rotation, in particular between the start of the rotation and the end of the rotation or between the start of the rotation and the time of the corresponding measurement or the determination of the change in the first capacitance. However, it is not excluded that in some embodiments, the determination of the angle of rotation and/or the direction of rotation, in particular by means of the evaluation device, is also provided.

Zum Bestimmen der Veränderung der ersten Kapazität muss die erste Kapazität nicht notwendigerweise direkt gemessen werden. Es ist vielmehr ausreichend, eine Messgröße zu messen, aus der jedenfalls qualitativ, in manchen Ausführungsformen auch quantitativ, auf die Veränderung der ersten Kapazität geschlossen werden kann. Dazu kann beispielsweise die Spannung zwischen der ersten statischen Elektrode und dem Referenzpotential der wenigstens einen beweglichen Elektrode gemessen werden. Ist die Ladungsmenge auf der ersten statischen Elektrode bekannt, etwa weil sie vorab gezielt aufgebracht wurde, so kann die erste Kapazität und deren Veränderung quantitativ bestimmt werden. Ist die Ladungsmenge auf der ersten statischen Elektrode nicht bekannt aber konstant, so kann die Veränderung der ersten Kapazität dennoch qualitativ bestimmt werden. Es ist auch möglich, dass, ähnlich wie bei berührungsempfindlichen kapazitiven Sensoren, ein Prozess der Ladungsumverteilung zwischen verschiedenen kapazitiven Elementen, die insbesondere auch einen oder mehrere Referenzkondensatoren bekannter Kapazität enthalten und wobei die erste Kapazität in dem Prozess der Ladungsumverteilung involviert ist, durchgeführt wird. Beispielsweise kann dann über die Messung einer über dem einen oder den mehreren Referenzkondensatoren abfallenden Spannung die erste Kapazität und deren Veränderung quantitativ oder qualitativ bestimmt werden.To determine the change in the first capacitance, the first capacitance does not necessarily have to be measured directly. Rather, it is sufficient to measure a measured variable from which the change in the first capacitance can be inferred, at least qualitatively, and in some embodiments also quantitatively. For this purpose, for example, the voltage between the first static electrode and the reference potential of the at least one movable electrode can be measured. If the amount of charge on the first static electrode is known, for example because it was deliberately applied beforehand, the first capacitance and its change can be determined quantitatively. If the amount of charge on the first static electrode is unknown but constant, the change in the first capacitance can nevertheless be determined qualitatively. It is also possible that, similar to touch-sensitive capacitive sensors, a process of charge redistribution between different capacitive elements, which in particular which also contain one or more reference capacitors of known capacitance, and wherein the first capacitance is involved in the charge redistribution process. For example, the first capacitance and its change can then be determined quantitatively or qualitatively by measuring a voltage drop across the one or more reference capacitors.

Bei der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung wird also ausgenutzt, dass die Drehbewegung der wenigstens einen beweglichen Elektrode dazu führt, dass sich die kapazitiv wirksamen überlappenden Elektrodenflächen zwischen der ersten statischen Elektrode und der wenigstens einen beweglichen Elektrode verändert und/oder der Abstand dieser wirksamen überlappenden Elektrodenflächen voneinander. Daraus wiederum folgt die Veränderung der ersten Kapazität. Dies gilt analog in entsprechenden Ausführungsformen auch für die weiteren statischen Elektroden, soweit vorhanden.The input device according to the invention thus exploits the fact that the rotational movement of the at least one movable electrode leads to a change in the capacitively effective overlapping electrode surfaces between the first static electrode and the at least one movable electrode and/or the distance between these effective overlapping electrode surfaces. This, in turn, results in a change in the first capacitance. This also applies analogously in corresponding embodiments to the other static electrodes, if present.

Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung nutzt also eine kapazitive Sensorik und kann daher auf optische Sensoren oder magnetische Sensoren, wie Hallsensoren, und so weiter verzichten. Die involvierten Elektroden sind kostengünstig herstellbar, sodass insbesondere gegenüber Eingabevorrichtungen mit optischen oder magnetischen Sensoren Kosten eingespart werden können.The input device according to the invention thus uses capacitive sensing and therefore does not require optical or magnetic sensors, such as Hall sensors, etc. The electrodes involved can be manufactured inexpensively, thus allowing cost savings, particularly compared to input devices with optical or magnetic sensors.

Das Auswertegerät kann beispielsweise Ausgabedaten beinhalten, welche die Detektion der Benutzereingabe betreffen. Abhängig von diesen Ausgabedaten kann eine Fahrzeugfunktion des Kraftfahrzeugs gesteuert werden, beispielsweise mittels eines oder mehreren Steuergeräten des Kraftfahrzeugs, welches die Ausgabedaten von dem Auswertegerät erhält. Die Ausgabedaten beinhalten dabei insbesondere die Information, dass beziehungsweise ob die Benutzereingabe detektiert wurde. Dies ist bei allen Ausführungsvarianten der Eingabevorrichtung möglich. In manchen Ausführungsformen beinhalten die Ausgabedaten die Drehrichtung und/oder den Drehwinkel. Die Fahrzeugfunktion kann also abhängig davon gesteuert werden, ob die Benutzereingabe detektiert wurde, und in manchen Ausführungsformen abhängig von der Drehrichtung und/oder dem Drehwinkel.The evaluation device can, for example, contain output data relating to the detection of the user input. Depending on this output data, a vehicle function of the motor vehicle can be controlled, for example, by means of one or more control units of the motor vehicle, which receive the output data from the evaluation device. The output data particularly contains the information that or whether the user input was detected. This is possible for all design variants of the input device. In some embodiments, the output data contains the direction of rotation and/or the angle of rotation. The vehicle function can therefore be controlled depending on whether the user input was detected, and in some embodiments, depending on the direction of rotation and/or the angle of rotation.

Die Fahrzeugfunktion kann beispielsweise eine Funktion eines Infotainmentsystems, eines Navigationssystems, eines Komfortsystems, eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs und so weiter sein. Durch die Benutzereingabe kann beispielsweise eine Lautstärke einer Medienwiedergabe gesteuert werden oder ein Parameter des Fahrerassistenzsystems, beispielsweise ein Sollabstand zu einem anderen Kraftfahrzeug oder eine Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Sitzeinstellung eines Sitzes des Kraftfahrzeugs, eine Beleuchtungseinstellung des Kraftfahrzeugs, und so weiter.The vehicle function can, for example, be a function of an infotainment system, a navigation system, a comfort system, a driver assistance system of the motor vehicle, and so on. User input can, for example, control the volume of a media playback or a parameter of the driver assistance system, such as a target distance to another motor vehicle or a target speed of the motor vehicle, a seat adjustment of a motor vehicle seat, a lighting setting of the motor vehicle, and so on.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet die wenigstens eine statische Elektrode zwei oder mehr statische Elektroden, also die erste statische Elektrode, eine zweite statische Elektrode und, optional, eine oder mehrere weitere statische Elektroden.According to at least one embodiment, the at least one static electrode comprises two or more static electrodes, i.e. the first static electrode, a second static electrode and, optionally, one or more further static electrodes.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die wenigstens eine bewegliche Elektrode und die zweite statische Elektrode der zwei oder mehr statischen Elektroden derart bezüglich einander angeordnet, dass eine zweite Kapazität zwischen der zweiten statischen Elektrode und der wenigstens einen beweglichen Elektrode durch die Drehbewegung der wenigstens einen beweglichen Elektrode um die Drehachse veränderbar ist. Das Auswertegerät ist elektrisch mit der zweiten statischen Elektrode verbunden und dazu eingerichtet, eine Veränderung der zweiten Kapazität zu bestimmen und abhängig von der Veränderung der zweiten Kapazität, insbesondere abhängig von der Veränderung der ersten Kapazität und der Veränderung der zweiten Kapazität, die Benutzereingabe zu detektieren.According to at least one embodiment, the at least one movable electrode and the second static electrode of the two or more static electrodes are arranged relative to one another such that a second capacitance between the second static electrode and the at least one movable electrode can be changed by the rotational movement of the at least one movable electrode about the rotation axis. The evaluation device is electrically connected to the second static electrode and configured to determine a change in the second capacitance and to detect the user input depending on the change in the second capacitance, in particular depending on the change in the first capacitance and the change in the second capacitance.

Die Erläuterungen betreffend die erste statische Elektrode und der ersten Kapazität lassen sich analog auf die zweite statische Elektrode und die zweite Kapazität übertragen, sowie gegebenenfalls auf alle weiteren statischen Elektrode und die entsprechenden Kapazitäten.The explanations concerning the first static electrode and the first capacitance can be applied analogously to the second static electrode and the second capacitance, as well as, if necessary, to all other static electrodes and the corresponding capacitances.

Die Verwendung der zweiten statischen Elektrode hat beispielsweise den Vorteil, dass basierend auf der Veränderung der zweiten Kapazität und der Veränderung der ersten Kapazität nicht nur die Existenz der Drehbewegung an sich bestimmt werden kann, sondern auch die Drehrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann die Existenz der Drehbewegung mit höherer Zuverlässigkeit detektiert werden und/oder der Drehwinkel kann mit höherer Genauigkeit bestimmt werden. Durch noch mehr statische Elektroden können die Zuverlässigkeit und Genauigkeit noch weiter erhöht werden.The use of the second static electrode, for example, has the advantage that, based on the change in the second capacitance and the change in the first capacitance, not only the existence of the rotational movement itself can be determined, but also the direction of rotation. Alternatively or additionally, the existence of the rotational movement can be detected with greater reliability and/or the angle of rotation can be determined with greater accuracy. Using even more static electrodes, reliability and accuracy can be further increased.

Insbesondere ist die wenigstens eine bewegliche Elektrode bezüglich jeder statischen Elektrode der zwei oder mehr statischen Elektroden derart angeordnet, dass eine Kapazität zwischen der jeweiligen statischen Elektrode und der wenigstens einen beweglichen Elektrode durch die Drehbewegung der wenigstens einen beweglichen Elektrode um die Drehachse veränderbar ist. Das Auswertegerät ist elektrisch mit jeder der zwei oder mehr statischen Elektroden verbunden und dazu eingerichtet, eine Veränderung der jeweiligen Kapazität zu bestimmen und abhängig von der Veränderung der jeweiligen Kapazität, insbesondere abhängig von allen Veränderungen der Kapazitäten zwischen einer der statischen Elektroden und den beweglichen Elektroden, die Benutzereingabe zu detektieren.In particular, the at least one movable electrode is arranged with respect to each static electrode of the two or more static electrodes such that a capacitance between the respective static electrode and the at least one movable electrode can be changed by the rotational movement of the at least one movable electrode about the rotation axis. The evaluation device is electrically connected to each of the two or more static electrodes and is configured to determine a change in the respective capacitance and, depending on the change in the respective Capacitance, particularly dependent on any changes in capacitance between any of the static electrodes and the moving electrodes, to detect the user input.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Auswertegerät dazu eingerichtet, abhängig von der Veränderung der ersten Kapazität und der Veränderung der zweiten Kapazität die Drehrichtung der Drehbewegung zu bestimmen.According to at least one embodiment, the evaluation device is configured to determine the direction of rotation of the rotational movement depending on the change in the first capacitance and the change in the second capacitance.

Dazu kann beispielsweise für die erste statische Elektrode und die zweite statische Elektrode jeweils ein zu erwartender Referenzverlauf der ersten beziehungsweise zweiten Kapazität vorgegeben sein und das Auswertegerät kann die Veränderung der ersten Kapazität und die Veränderung der zweiten Kapazität mit den Referenzverläufen abgleichen, um die Drehrichtung zu bestimmen. Der Abgleich kann qualitativ oder quantitativ erfolgen. Wie genau die Referenzverläufe sind, hängt im Einzelnen von der konkreten Ausgestaltung und insbesondere den geometrischen Eigenschaften der statischen Elektroden und der wenigstens einen beweglichen Elektrode ab. Je nach Ausführungsform kann beispielsweise ein Anstieg der ersten Kapazität einem Anstieg der zweiten Kapazität vorausgehen, wenn die Drehrichtung einer ersten Drehrichtung entspricht und umgekehrt, wenn die Drehrichtung der entgegengesetzten zweiten Drehrichtung entspricht.For this purpose, for example, an expected reference curve for the first and second capacitances can be specified for each of the first static electrode and the second static electrode, and the evaluation device can compare the change in the first capacitance and the change in the second capacitance with the reference curves in order to determine the direction of rotation. The comparison can be qualitative or quantitative. The accuracy of the reference curves depends on the specific design and in particular the geometric properties of the static electrodes and the at least one movable electrode. Depending on the embodiment, for example, an increase in the first capacitance can precede an increase in the second capacitance if the direction of rotation corresponds to a first direction of rotation, and vice versa if the direction of rotation corresponds to the opposite second direction of rotation.

In solchen Ausführungsformen beinhalten die Ausgabedaten beispielsweise die Drehrichtung. Die Fahrzeugfunktion kann also abhängig von der Drehrichtung gesteuert werden, was eine größere Funktionsvielfalt beziehungsweise mehr Möglichkeiten zur Tätigung verschiedener Benutzereingaben bietet.In such embodiments, the output data includes, for example, the direction of rotation. The vehicle function can thus be controlled depending on the direction of rotation, which offers greater functionality and more options for executing various user inputs.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Auswertegerät dazu eingerichtet, abhängig von einem Betrag der Veränderung der ersten Kapazität, den Drehwinkel der Drehbewegung zu bestimmen.According to at least one embodiment, the evaluation device is configured to determine the angle of rotation of the rotational movement depending on an amount of change in the first capacitance.

Hierzu kann das Auswertegerät beispielsweise den Betrag der Veränderung der ersten Kapazität mit dem entsprechenden Referenzverlauf abgleichen. Der Drehwinkel entspricht insbesondere der Winkeldifferenz der Drehbewegung durch die Benutzereingabe. In solchen Ausführungsformen beinhalten die Ausgabedaten beispielsweise den Drehwinkel. Der Drehwinkel kann in manchen Ausführungsformen auch wiederholt bestimmt werden, sodass auch ein Ende der Benutzereingabe erkannt werden kann. Die Fahrzeugfunktion kann also abhängig von dem Drehwinkel gesteuert werden, was eine größere Funktionsvielfalt beziehungsweise mehr Möglichkeiten zur Tätigung verschiedener Benutzereingaben bietet.For this purpose, the evaluation device can, for example, compare the amount of change in the first capacitance with the corresponding reference curve. The angle of rotation corresponds in particular to the angular difference of the rotational movement due to the user input. In such embodiments, the output data includes, for example, the angle of rotation. In some embodiments, the angle of rotation can also be determined repeatedly, so that the end of the user input can also be detected. The vehicle function can thus be controlled depending on the angle of rotation, which offers a greater range of functions or more options for executing various user inputs.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Auswertegerät dazu eingerichtet, den Drehwinkel abhängig von dem vorgegebenen Referenzverlauf für die erste Kapazität zu bestimmen.According to at least one embodiment, the evaluation device is configured to determine the angle of rotation depending on the predetermined reference curve for the first capacitance.

Der Referenzverlauf ist dabei ein Referenzverlauf in Abhängigkeit von der Drehbewegung, also ein Wert der ersten Kapazität oder einer entsprechenden Messgröße als Funktion des Drehwinkels. Das Auswertegerät bestimmt abhängig von dem Referenzverlauf insbesondere den Betrag der Veränderung der ersten Kapazität oder der entsprechenden Messgröße und abhängig davon den Drehwinkel.The reference curve is a reference curve dependent on the rotational movement, i.e., a value of the first capacitance or a corresponding measured value as a function of the angle of rotation. The evaluation device determines, in particular, the amount of change in the first capacitance or the corresponding measured value, and, depending on this, the angle of rotation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Eingabevorrichtung ein Bedienelement auf, das zum Tätigen der Benutzereingabe drehbar um die Drehachse gelagert ist, wobei die wenigstens eine bewegliche Elektrode an dem Bedienelement befestigt ist oder Teil des Bedienelements ist.According to at least one embodiment, the input device comprises an operating element which is mounted rotatably about the rotation axis for activating the user input, wherein the at least one movable electrode is fastened to the operating element or is part of the operating element.

Insbesondere ist die wenigstens eine bewegliche Elektrode so an dem Bedienelement befestigt oder in dieses integriert, dass eine Drehung des Bedienelements oder einer Komponente des Bedienelements um die Drehachse stets mit einer entsprechenden Drehbewegung der wenigstens einen beweglichen Elektrode um die Drehachse einhergeht. Auf diese Weise lässt sich einfach eine Übersetzung der Intention des Benutzers zum Tätigen der Benutzereingabe in die Drehbewegung der wenigstens einen beweglichen Elektrode vornehmen.In particular, the at least one movable electrode is attached to or integrated into the control element in such a way that a rotation of the control element or a component of the control element about the rotation axis is always accompanied by a corresponding rotational movement of the at least one movable electrode about the rotation axis. In this way, the user's intention to perform the user input can be easily translated into the rotational movement of the at least one movable electrode.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Bedienelement eine zylinderförmige, insbesondere kreiszylinderförmige, oder im Wesentlichen zylinderförmige, insbesondere kreiszylinderförmige, Walze auf, deren Zylinderachse mit der Drehachse übereinstimmt, also insbesondere mit der Drehachse zusammenfällt.According to at least one embodiment, the operating element has a cylindrical, in particular circular-cylindrical, or substantially cylindrical, in particular circular-cylindrical, roller, the cylinder axis of which coincides with the axis of rotation, i.e. in particular coincides with the axis of rotation.

So lässt sich die Benutzereingabe in ergonomisch vorteilhafter Weise realisieren.This allows user input to be implemented in an ergonomically advantageous manner.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die wenigstens eine bewegliche Elektrode auf einem Zylindermantel der Walze angeordnet, also insbesondere auf einer Oberfläche der Walze, welche die Drehachse tangential in konstantem Abstand umläuft.According to at least one embodiment, the at least one movable electrode is arranged on a cylinder jacket of the roller, that is to say in particular on a surface of the roller which rotates tangentially around the axis of rotation at a constant distance.

Auf diese Weise lässt sich einfach eine Übersetzung der Intention des Benutzers zum Tätigen der Benutzereingabe in die Drehbewegung der wenigstens einen beweglichen Elektrode vornehmen.In this way, the user's intention to perform the user input can be easily translated into the rotational movement of at least one movable electrode.

Die wenigstens eine bewegliche Elektrode kann beispielsweise als strukturierte Beschichtung der Walze oder als auf die Walze aufgeklebter oder aufgepresste Struktur oder dergleichen ausgebildet sein. Es ist auch möglich, die wenigstens eine bewegliche Elektrode durch ein Druckgussverfahren zu erzeugen.The at least one movable electrode can, for example, be a structured coating of the roller or glued or pressed-on structure or the like. It is also possible to produce the at least one movable electrode by a die-casting process.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die wenigstens eine statische Elektrode in einer Ebene angeordnet, die insbesondere parallel zu der Drehachse ist.According to at least one embodiment, the at least one static electrode is arranged in a plane which is in particular parallel to the axis of rotation.

Die Ebene kann beispielsweise eine Oberfläche eines Schaltungsträgers sein, auf der die wenigstens eine statische Elektrode angeordnet ist. Durch die Drehung der Walze bewegt sich die wenigstens eine bewegliche Elektrode daher an der wenigstens einen statischen Elektrode vorbei.The plane can, for example, be a surface of a circuit carrier on which the at least one static electrode is arranged. As the roller rotates, the at least one movable electrode moves past the at least one static electrode.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Bedienelement eine Kugel auf, wobei die Drehachse durch einen Mittelpunkt der Kugel verläuft. So lässt sich die Benutzereingabe in ergonomisch vorteilhafter Weise realisieren.According to at least one embodiment, the control element comprises a sphere, with the axis of rotation passing through a center of the sphere. This allows user input to be implemented in an ergonomically advantageous manner.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die wenigstens eine bewegliche Elektrode auf der Kugeloberfläche der Kugel angeordnet. Auf diese Weise lässt sich einfach eine Übersetzung der Intention des Benutzers zum Tätigen der Benutzereingabe in die Drehbewegung der wenigstens einen beweglichen Elektrode vornehmen.According to at least one embodiment, the at least one movable electrode is arranged on the spherical surface of the ball. This makes it easy to translate the user's intention to perform the user input into the rotational movement of the at least one movable electrode.

Es kann sein, dass die Kugel nur um die Drehachse drehbar ist oder dass die Kugel um zwei oder mehr verschiedene Drehachsen drehbar ist.It may be that the ball is only rotatable about the axis of rotation or that the ball is rotatable about two or more different axes of rotation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die wenigstens eine bewegliche Elektrode einen helixförmigen leitfähigen Streifen auf, der auf dem Zylindermantel der Walze verläuft. Die wenigstens eine statische Elektrode weist eine Vielzahl parallel zueinander angeordneter leitfähiger Streifen auf, die jeweils eine statische Elektrode der wenigstens einen statischen Elektrode bilden, wobei die parallel zueinander angeordneten Streifen in einer Ebene liegen, beispielsweise in einer Ebene parallel zu der Drehachse.According to at least one embodiment, the at least one movable electrode comprises a helical conductive strip extending along the cylindrical surface of the roller. The at least one static electrode comprises a plurality of conductive strips arranged parallel to one another, each forming a static electrode of the at least one static electrode. The parallel strips lie in a plane, for example, in a plane parallel to the rotation axis.

Der helixförmige Streifen windet sich also wie eine Schraubenlinie, insbesondere mit konstanter Steigung, um den Zylindermantel der Walze. Beispielsweise besteht die wenigstens bewegliche Elektrode aus dem helixförmigen leitfähigen Streifen.The helical strip thus winds around the cylinder surface of the roller like a screw, particularly with a constant pitch. For example, the at least movable electrode consists of the helical conductive strip.

Demzufolge bewegt sich ein Teil des helixförmigen Streifens, welcher der wenigstens einen statischen Elektrode zugewandt ist, durch die Drehbewegung der Walze effektiv linear parallel zur Drehachse und damit insbesondere über die Vielzahl parallel zueinander angeordneter Streifen der wenigstens einen statischen Elektrode hinweg.As a result, a part of the helical strip which faces the at least one static electrode moves effectively linearly parallel to the axis of rotation due to the rotational movement of the roller and thus in particular across the plurality of strips of the at least one static electrode which are arranged parallel to one another.

Dadurch lässt sich ein gleichmäßiger Verlauf der den verschiedenen statischen Elektroden entsprechenden Kapazitäten erreichen. Insbesondere lässt sich die Geschwindigkeit, mit der sich die Kapazitäten ändern, durch Anpassung der Steigung des helixförmigen Streifens individuell anpassen, beispielsweise unter Berücksichtigung des Durchmessers der Walze und/oder einer zu erwartenden Drehgeschwindigkeit der Walze und so weiter. Damit lässt sich die Auswertung der Kapazitäten durch das Auswertegerät vereinfachen beziehungsweise stabilisieren.This allows for a consistent variation of the capacitances corresponding to the various static electrodes. In particular, the rate at which the capacitances change can be individually adjusted by adjusting the pitch of the helical strip, for example, taking into account the diameter of the roller and/or the expected rotational speed of the roller, etc. This simplifies or stabilizes the evaluation of the capacitances by the evaluation device.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die wenigstens eine bewegliche Elektrode eine Vielzahl in tangentialer Richtung um die Drehachse herum auf dem Zylindermantel verteilter leitfähiger Flächen auf.According to at least one embodiment, the at least one movable electrode has a plurality of conductive surfaces distributed on the cylinder jacket in a tangential direction around the axis of rotation.

Die genannten Flächen der wenigstens einen beweglichen Elektrode können beispielsweise rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Flächen sein. Die Flächen können beispielsweise quadratisch oder nicht-quadratisch sein. Die Flächen können beispielsweise jeweils zwei Seiten aufweisen, die parallel zur Drehachse sind. Im Falle nicht-quadratischer Flächen können beispielsweise die beiden längeren Seiten parallel zur Drehachse sein. Die Flächen können voneinander elektrisch isoliert sein, also jeweils eine bewegliche Elektrode bilden, oder miteinander verbunden, also insgesamt eine bewegliche Elektrode bilden.The mentioned surfaces of the at least one movable electrode can, for example, be rectangular or substantially rectangular surfaces. The surfaces can, for example, be square or non-square. The surfaces can, for example, each have two sides parallel to the axis of rotation. In the case of non-square surfaces, the two longer sides can, for example, be parallel to the axis of rotation. The surfaces can be electrically insulated from one another, thus each forming a movable electrode, or connected to one another, thus forming a single movable electrode.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die wenigstens eine statische Elektrode zwei oder mehr Flächen auf, die jeweils eine statische Elektrode der wenigstens einen statischen Elektrode bilden, und die in einer Ebene liegen, die beispielsweise parallel zu der Drehachse ist, und die entlang einer Richtung senkrecht zu der Drehachse verteilt sind, beispielsweise gleichmäßig verteilt.According to at least one embodiment, the at least one static electrode has two or more surfaces, each forming a static electrode of the at least one static electrode, and which lie in a plane which is, for example, parallel to the axis of rotation, and which are distributed, for example, uniformly distributed, along a direction perpendicular to the axis of rotation.

Die genannten Flächen der wenigstens einen statischen Elektrode können beispielsweise rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Flächen sein. Die Flächen können beispielsweise quadratisch oder nicht-quadratisch sein. Die Flächen können beispielsweise jeweils zwei Seiten aufweisen, die parallel zur Drehachse sind. Im Falle nicht-quadratischer Flächen können beispielsweise die beiden längeren Seiten parallel zur Drehachse sein. Die Flächen sind voneinander elektrisch isoliert, bilden also jeweils eine statische Elektrode.The aforementioned surfaces of the at least one static electrode can, for example, be rectangular or substantially rectangular surfaces. The surfaces can, for example, be square or non-square. The surfaces can, for example, each have two sides parallel to the rotation axis. In the case of non-square surfaces, the two longer sides can, for example, be parallel to the rotation axis. The surfaces are electrically insulated from one another, thus each forming a static electrode.

Auf diese Weise lässt sich ein einfach nachvollziehbarer Verlauf der jeweiligen Kapazität bei der Drehbewegung und, aufgrund der mindestens zwei statischen Elektroden, eine einfache Identifikation der Drehrichtung erreichen.In this way, an easily traceable course of the respective capacitance during the rotational movement and, due to the at least two static electrodes, a simple identification of the direction of rotation can be achieved.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Eingabevorrichtung eine Scheibe, insbesondere Kreisscheibe oder Kreisringscheibe, auf, die an dem Bedienelement befestigt ist und sich in einer ersten Ebene senkrecht zu der Drehachse erstreckt, wobei die wenigstens eine bewegliche Elektrode auf einer Oberfläche der Scheibe angeordnet ist, die insbesondere ebenfalls parallel zu der ersten Ebene ist.According to at least one embodiment, the input device comprises a disc, in particular a circular disc or annular disc, which is fastened to the operating element and extends in a first plane perpendicular to the axis of rotation, wherein the at least one movable electrode is arranged on a surface of the disc, which is in particular also parallel to the first plane.

Beispielsweise kann die Walze einen Schaft parallel zu der Drehachse aufweisen und die Scheibe kann um den Schaft herum verlaufen, der Schaft also durch den Mittelpunkt der Scheibe verlaufen.For example, the roller may have a shaft parallel to the axis of rotation and the disc may extend around the shaft, so that the shaft extends through the center of the disc.

Beispielsweise ist die wenigstens eine statische Elektrode in einer zweiten Ebene senkrecht zu der Drehachse angeordnet. Die zweite Ebene ist also insbesondere parallel zu der ersten Ebene.For example, the at least one static electrode is arranged in a second plane perpendicular to the rotation axis. The second plane is thus, in particular, parallel to the first plane.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die wenigstens eine bewegliche Elektrode eine Vielzahl von leitfähigen Streifen auf, die jeweils parallel zu durch die Drehachse verlaufenden geraden Linien orientiert sind.According to at least one embodiment, the at least one movable electrode comprises a plurality of conductive strips, each of which is oriented parallel to straight lines passing through the axis of rotation.

So lässt sich ein gleichmäßiger Verlauf der den verschiedenen statischen Elektroden entsprechenden Kapazitäten erreichen. Insbesondere lässt sich die Geschwindigkeit, mit der sich die Kapazitäten ändern, durch Anpassung der Anzahl der Streifen und/oder des Außendurchmessers der Scheibe und/oder gegebenenfalls eines Innendurchmessers der ringförmigen Scheibe individuell anpassen, beispielsweise unter Berücksichtigung des Durchmessers der Walze und/oder einer zu erwartenden Drehgeschwindigkeit der Walze und so weiter. Damit lässt sich die Auswertung der Kapazitäten durch das Auswertegerät vereinfachen beziehungsweise stabilisieren. Die Streifen können insbesondere gleichmäßig über 360° verteilt sein.This allows for a uniform variation of the capacitances corresponding to the various static electrodes. In particular, the rate at which the capacitances change can be individually adjusted by adjusting the number of strips and/or the outer diameter of the disc and/or, if necessary, an inner diameter of the annular disc, for example, taking into account the diameter of the roller and/or the expected rotational speed of the roller, etc. This simplifies or stabilizes the evaluation of the capacitances by the evaluation device. In particular, the strips can be evenly distributed over 360°.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die wenigstens eine bewegliche Elektrode und die erste statische Elektrode derart ausgestaltet und bezüglich einander angeordnet, dass die Drehbewegung der wenigstens einen beweglichen Elektrode dazu führt, dass sich die kapazitiv wirksamen überlappenden Elektrodenflächen zwischen der ersten statischen Elektrode und der wenigstens einen beweglichen Elektrode verändert und/oder sich der Abstand dieser wirksamen überlappenden Elektrodenflächen voneinander verändert. Dies gilt, soweit vorhanden, auch für weitere statische Elektroden.According to at least one embodiment, the at least one movable electrode and the first static electrode are configured and arranged relative to one another such that the rotational movement of the at least one movable electrode results in a change in the capacitively effective overlapping electrode surfaces between the first static electrode and the at least one movable electrode and/or a change in the distance between these effective overlapping electrode surfaces. This also applies to other static electrodes, if present.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Eingabevorrichtung als Eingabevorrichtung für ein Lenkrad des Kraftfahrzeugs ausgestaltet.According to at least one embodiment, the input device is designed as an input device for a steering wheel of the motor vehicle.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuerungssystem für ein Kraftfahrzeug angegeben. Das Steuerungssystem weist eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung auf sowie ein Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, abhängig von der Detektion der Benutzereingabe eine Fahrzeugfunktion des Kraftfahrzeugs zu steuern.According to a further aspect of the invention, a control system for a motor vehicle is provided. The control system comprises an input device according to the invention and a control unit configured to control a vehicle function of the motor vehicle depending on the detection of the user input.

Das Steuergerät kann ein Steuergerät im engeren Sinne im Kontext der Kraftfahrzeugtechnik sein (englisch: electronic control unit, ECU). Dies ist aber nicht notwendigerweise der Fall. Im Allgemeinen ist das Steuergerät ein Datenverarbeitungsgerät im oben beschriebenen Sinne.The control unit can be an electronic control unit (ECU) in the narrower sense of the automotive context. However, this is not necessarily the case. In general, the control unit is a data processing device in the sense described above.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, die Fahrzeugfunktion des Kraftfahrzeugs abhängig von den Ausgabedaten des Auswertegeräts zu steuern, insbesondere abhängig von dem Drehwinkel und/oder der Drehrichtung.According to at least one embodiment, the control unit is configured to control the vehicle function of the motor vehicle depending on the output data of the evaluation unit, in particular depending on the angle of rotation and/or the direction of rotation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet die Fahrzeugfunktion eine Funktion eines Infotainmentsystems des Kraftfahrzeugs und/oder eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs und/oder eines Komfortsystems des Kraftfahrzeugs und/oder eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs.According to at least one embodiment, the vehicle function includes a function of an infotainment system of the motor vehicle and/or a navigation system of the motor vehicle and/or a comfort system of the motor vehicle and/or a driver assistance system of the motor vehicle.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Kraftfahrzeugkomponente für ein Kraftfahrzeug angegeben. Die Kraftfahrzeugkomponente beinhaltet ein Bauteil, in welches eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung oder ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem integriert ist.According to a further aspect of the invention, a motor vehicle component for a motor vehicle is provided. The motor vehicle component includes a component into which an input device according to the invention or a control system according to the invention is integrated.

Die Kraftfahrzeugkomponente oder das Bauteil, in welches die Eingabevorrichtung integriert ist, kann beispielsweise eine Innenverkleidungskomponente, eine Mittelkonsole, ein Armaturenbrett oder ein Lenkrad sein.The motor vehicle component or part into which the input device is integrated may be, for example, an interior trim component, a center console, a dashboard or a steering wheel.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftwagen, mit einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einem erfindungsgemäßen Lenkrad, angegeben.According to a further aspect of the invention, a motor vehicle, in particular a motor vehicle, is provided with a motor vehicle component according to the invention, in particular a steering wheel according to the invention.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Detektion einer Benutzereingabe in einem Kraftfahrzeug angegeben. Dabei wird eine Eingabevorrichtung bereitgestellt, welche wenigstens eine bewegliche Elektrode, die zum Tätigen einer Benutzereingabe um eine Drehachse drehbar gelagert ist, sowie wenigstens eine statische Elektrode aufweist. Die wenigstens eine bewegliche Elektrode und eine erste statische Elektrode der wenigstens einen statischen Elektrode sind derart bezüglich einander angeordnet, dass eine erste Kapazität zwischen der ersten statischen Elektrode und der wenigstens einen beweglichen Elektrode durch eine Drehbewegung der wenigstens eine beweglichen Elektrode um die Drehachse veränderbar ist. Eine Veränderung der ersten Kapazität wird bestimmt und abhängig von der Veränderung der ersten Kapazität wird die Benutzereingabe detektiert.According to a further aspect of the invention, a method for detecting a user input in a motor vehicle is provided. An input device is provided, which comprises at least one movable electrode, which is mounted so as to be rotatable about a rotation axis for activating a user input, and at least one static Electrode. The at least one movable electrode and a first static electrode of the at least one static electrode are arranged relative to one another such that a first capacitance between the first static electrode and the at least one movable electrode can be changed by a rotational movement of the at least one movable electrode about the rotation axis. A change in the first capacitance is determined, and the user input is detected depending on the change in the first capacitance.

Die Eingabevorrichtung kann eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung sein, beispielsweise Teil eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems. Die Veränderung der ersten Kapazität wird beispielsweise mittels des Auswertegeräts bestimmt und/oder die Benutzereingabe wird beispielsweise mittels des Auswertegeräts detektiert.The input device can be an input device according to the invention, for example, part of a control system according to the invention. The change in the first capacitance is determined, for example, by means of the evaluation device and/or the user input is detected, for example, by means of the evaluation device.

Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Detektion einer Benutzereingabe folgen unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung und umgekehrt. Insbesondere lassen sich einzelne Merkmale und entsprechende Erläuterungen sowie Vorteile bezüglich der verschiedenen Ausführungsformen zu der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung analog auf entsprechende Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet oder programmiert. Insbesondere führt die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung das erfindungsgemäße Verfahren durch.Further embodiments of the method according to the invention for detecting a user input follow directly from the various embodiments of the input device according to the invention, and vice versa. In particular, individual features and corresponding explanations as well as advantages relating to the various embodiments of the input device according to the invention can be transferred analogously to corresponding embodiments of the method according to the invention. In particular, the input device according to the invention is designed or programmed to carry out a method according to the invention. In particular, the input device according to the invention carries out the method according to the invention.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugfunktion angegeben. Dabei wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Detektion einer Benutzereingabe in einem Kraftfahrzeug durchgeführt. Abhängig von der Detektion der Benutzereingabe, beispielsweise abhängig von den Ausgabedaten, wird, insbesondere mittels des Steuergeräts, die eine Fahrzeugfunktion des Kraftfahrzeugs gesteuert.According to a further aspect of the invention, a method for controlling a vehicle function is provided. A method according to the invention for detecting a user input in a motor vehicle is implemented. Depending on the detection of the user input, for example, depending on the output data, the vehicle function of the motor vehicle is controlled, in particular by means of the control unit.

Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer Fahrzeugfunktion folgen unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Steuerungssystems und umgekehrt. Insbesondere lassen sich einzelne Merkmale und entsprechende Erläuterungen sowie Vorteile bezüglich der verschiedenen Ausführungsformen zu dem erfindungsgemäßen Steuerungssystem analog auf entsprechende Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Steuerungssystem zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet oder programmiert. Insbesondere führt das erfindungsgemäße Steuerungssystem das erfindungsgemäße Verfahren durch.Further embodiments of the method according to the invention for controlling a vehicle function follow directly from the various embodiments of the control system according to the invention, and vice versa. In particular, individual features and corresponding explanations, as well as advantages relating to the various embodiments of the control system according to the invention, can be transferred analogously to corresponding embodiments of the method according to the invention. In particular, the control system according to the invention is designed or programmed to carry out a method according to the invention. In particular, the control system according to the invention carries out the method according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ersichtlich. Die oben in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die unten in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren dargestellten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen von der Erfindung umfasst sein. Insbesondere können auch Ausführungsformen und Kombinationen von Merkmalen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen, von der Erfindung umfasst sein. Darüber hinaus können Ausführungsformen und Merkmalskombinationen, die über die in den Ansprüchen genannten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von ihnen abweichen, die Erfindung beinhalten.Further features of the invention are evident from the claims, the figures, and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or illustrated in the figures, can be encompassed by the invention not only in the respective combination specified, but also in other combinations. In particular, embodiments and combinations of features that do not have all the features of an originally formulated claim can also be encompassed by the invention. Furthermore, embodiments and combinations of features that go beyond or deviate from the combinations of features mentioned in the claims can also comprise the invention.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische beispielhafte Ausführungsformen und entsprechende schematische Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen können identische oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Beschreibung identischer oder funktionsgleicher Elemente wird nicht notwendigerweise in Bezug auf die verschiedenen Figuren wiederholt.The invention will be explained in more detail below with reference to specific exemplary embodiments and corresponding schematic drawings. In the drawings, identical or functionally equivalent elements may be provided with the same reference numerals. The description of identical or functionally equivalent elements is not necessarily repeated with reference to the various figures.

In den Figuren zeigen

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
3 eine schematische Darstellung statischer Elektroden einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
4 ein schematisches Ablaufdiagramm der Funktionsweise einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
5 eine schematische Darstellung statischer Elektroden einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
6 schematisch Schritte zur Herstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
7 eine schematische Darstellung eines Bedienelements einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
8 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
9 eine schematische Darstellung statischer Elektroden einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
10 eine schematische Darstellung beweglicher Elektroden einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
11 ein schematisches Ablaufdiagramm der Funktionsweise einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung
12 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
13 eine schematische Darstellung statischer Elektroden einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
14 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung; und
15 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung.

The figures show

1 a schematic representation of a motor vehicle with an exemplary embodiment of an input device according to the invention;
2 a schematic representation of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
3 a schematic representation of static electrodes of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
4 a schematic flow diagram of the operation of another exemplary embodiment of an input device according to the invention;
5 a schematic representation of static electrodes of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
6 schematically shows steps for producing a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
7 a schematic representation of an operating element of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
8 a schematic representation of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
9 a schematic representation of static electrodes of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
10 a schematic representation of movable electrodes of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
11 a schematic flow diagram of the operation of another exemplary embodiment of an input device according to the invention
12 a schematic representation of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
13 a schematic representation of static electrodes of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention;
14 a schematic representation of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention; and
15 a schematic representation of a further exemplary embodiment of an input device according to the invention.

In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 4 dargestellt. Die Eingabevorrichtung 4 kann zum Beispiel in ein Lenkrad 3 des Kraftfahrzeugs 1 integriert sein.In 1 A motor vehicle 1 with an exemplary embodiment of an input device 4 according to the invention is schematically shown. The input device 4 can, for example, be integrated into a steering wheel 3 of the motor vehicle 1.

Betätigt ein Passagier oder Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 die Eingabevorrichtung 4, so gibt die Eingabevorrichtung 4 Ausgabedaten aus, welche zumindest Informationen beinhalten, die besagen, dass die Eingabevorrichtung 4 betätigt wurde. Abhängig von den Ausgabedaten kann ein Steuergerät 5 des Kraftfahrzeugs 1 dann eine Fahrzeugfunktion des Kraftfahrzeugs 1 steuern. Die Eingabevorrichtung 4 und das Steuergerät 5 sind insbesondere Teil eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems 2 oder bilden dieses.If a passenger or driver of the motor vehicle 1 actuates the input device 4, the input device 4 outputs output data, which at least contains information indicating that the input device 4 has been actuated. Depending on the output data, a control unit 5 of the motor vehicle 1 can then control a vehicle function of the motor vehicle 1. The input device 4 and the control unit 5 are in particular part of a control system 2 according to the invention or form this system.

Die Eingabevorrichtung 4 weist wenigstens eine bewegliche Elektrode 7, 20a-20h, 21, 26, 30 auf, die zum Tätigen der Benutzereingabe um eine Drehachse 8 drehbar gelagert ist, sowie wenigstens eine statische Elektrode 13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d. Die wenigstens eine bewegliche Elektrode 7, 20a-20h, 21, 26, 30 und eine erste statische Elektrode 13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d sind derart bezüglich einander angeordnet, dass eine erste Kapazität zwischen der ersten statischen Elektrode 13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d und der wenigstens einen beweglichen Elektrode 7, 20a-20h, 21, 26, 30 durch eine Drehbewegung der wenigstens eine beweglichen Elektrode 7, 20a-20h, 21, 26, 30 um die Drehachse 8 veränderbar ist. Die Eingabevorrichtung weist ein Auswertegerät 14 auf, das mit den statischen Elektroden 13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d jeweils verbunden ist und dazu eingerichtet ist, eine Veränderung der ersten Kapazität zu bestimmen. Abhängig von der Veränderung der ersten Kapazität detektiert die Auswerteeinheit 14 die Benutzereingabe und erzeugt die Ausgabedaten.The input device 4 has at least one movable electrode 7, 20a-20h, 21, 26, 30, which is rotatably mounted about a rotation axis 8 for activating the user input, and at least one static electrode 13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d. The at least one movable electrode 7, 20a-20h, 21, 26, 30 and a first static electrode 13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d are arranged with respect to one another such that a first capacitance between the first static electrode 13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d and the at least one movable electrode 7, 20a-20h, 21, 26, 30 can be changed by a rotational movement of the at least one movable electrode 7, 20a-20h, 21, 26, 30 about the rotation axis 8. The input device comprises an evaluation unit 14, which is connected to the static electrodes 13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d, respectively, and is configured to determine a change in the first capacitance. Depending on the change in the first capacitance, the evaluation unit 14 detects the user input and generates the output data.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 4, die beispielsweise im Kraftfahrzeug 1 der 1 eingesetzt sein kann. Eine mögliche Ausgestaltung der statischen Elektroden 13, 13a-13g ist in 3 gezeigt, eine alternative Ausgestaltung in 5. 2 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of an input device 4 according to the invention, which can be used, for example, in the motor vehicle 1 of the 1 A possible design of the static electrodes 13, 13a-13g is shown in 3 shown an alternative design in 5 .

Im Ausführungsbeispiel der 2 weist die Eingabevorrichtung 4 ein Bedienelement 6 auf, das zum Tätigen der Benutzereingabe drehbar um die Drehachse 8, die hier beispielhaft parallel zur x-Achse eines kartesischen Koordinatensystems verläuft, gelagert ist. Eine bewegliche Elektrode 7 ist an dem Bedienelement 6 befestigt oder ist Teil des Bedienelements 6. Das Bedienelement 6 weist eine zylinderförmige Walze 11 auf, deren Zylinderachse mit der Drehachse 8 übereinstimmt. Das Bedienelement 6 weist beispielsweise einen Schaft 9 parallel zur Drehachse 8, welcher die Walze 11 trägt, auf.In the embodiment of the 2 The input device 4 has an operating element 6, which is mounted for rotation about the axis of rotation 8, which here, for example, runs parallel to the x-axis of a Cartesian coordinate system, for activating the user input. A movable electrode 7 is attached to the operating element 6 or is part of the operating element 6. The operating element 6 has a cylindrical roller 11, the cylinder axis of which coincides with the axis of rotation 8. The operating element 6 has, for example, a shaft 9 parallel to the axis of rotation 8, which supports the roller 11.

Die bewegliche Elektrode 7 ist auf einem Zylindermantel der Walze 11 angeordnet und beispielsweise als helixförmiger leitfähiger Streifen ausgebildet, der sich um den Zylindermantel der Walze 11 windet. Die bewegliche Elektrode 7 ist beispielsweise mit einem Massepotential 10 verbunden, zum Beispiel über den Schaft 9, falls dieser elektrisch leitfähig ausgebildet ist.The movable electrode 7 is arranged on a cylindrical surface of the roller 11 and is designed, for example, as a helical conductive strip that winds around the cylindrical surface of the roller 11. The movable electrode 7 is connected, for example, to a ground potential 10, for example via the shaft 9, if the latter is designed to be electrically conductive.

Die wenigstens eine statische Elektrode 13, 13a-13g ist beispielsweise auf einer Platine 12 angeordnet. Die wenigstens eine statische Elektrode 13, 13a-13g beinhaltet eine Vielzahl parallel zueinander angeordneter leitfähiger Streifen, die jeweils eine statische Elektrode 13, 13a-13g bilden. Die parallel zueinander angeordneten Streifen liegen in einer Ebene, insbesondere der Ebene der Platine 12, welche insbesondere parallel zu der Drehachse 8 ist. Die Ebene kann insbesondere der x-y-Ebene entsprechen. Die Streifen der statischen Elektroden 13, 13a-13g können senkrecht zur Drehachse 8 sein, also parallel zur y-Achse, wie im Beispiel der 5 gezeigt, oder schräg zur y-Achse, wie im Beispiel der 3 gezeigt. Im Beispiel der 3 schließen die Streifen der statischen Elektroden 13, 13a-13g mit der x-Achse beispielsweise einen Winkel von 100° bis 170° ein, beispielsweise ungefähr 165°. In anderen Ausführungsformen können die Streifen der statischen Elektroden 13, 13a-13g auch parallel zur Drehachse 8 sein und einander in x-Richtung überlappen.The at least one static electrode 13, 13a-13g is arranged, for example, on a circuit board 12. The at least one static electrode 13, 13a-13g includes a plurality of conductive strips arranged parallel to one another, each forming a static electrode 13, 13a-13g. The parallel strips lie in a plane, in particular the plane of the circuit board 12, which is in particular parallel to the rotation axis 8. The plane can in particular correspond to the xy plane. The strips of the static electrodes 13, 13a-13g can be perpendicular to the rotation axis 8, i.e. parallel to the y-axis, as in the example of 5 shown, or diagonally to the y-axis, as in the example of 3 shown. In the example of 3 The strips of the static electrodes 13, 13a-13g form an angle of 100° to 170° with the x-axis, for example, approximately 165°. In other embodiments, the strips of the static electrodes 13, 13a-13g can also be parallel to the rotation axis 8 and overlap each other in the x-direction.

In 4 ist die Funktionsweise der Eingabevorrichtung 4 aus 2 am Beispiel der statischen Elektroden 13, 13a-13g aus 3 dargestellt. Es wird hier der Einfachheit halber nur der mit einem Kreis markierte Teil der bewegliche Elektrode 7 betrachtet, für den weiteren dargestellten Teil der beweglichen Elektrode 7 gilt dasselbe analog, jedoch für andere statische Elektroden 13. Links ist die Ausgangssituation gezeigt, in der der betrachtete Teil der beweglichen Elektrode 7 einen großen effektiven Überlapp mit der statischen Elektrode 13b hat und einen sehr kleinen effektiven Überlapp mit der vorangehenden statischen Elektrode 13a und der nachfolgenden statischen Elektrode 13c.In 4 The operation of the input device 4 is 2 using the example of the static electrodes 13, 13a-13g from 3 shown. For the sake of simplicity, only the part of the movable electrode 7 marked with a circle is considered here; the same applies analogously to the remaining part of the movable electrode 7 shown, but for other static electrodes 13. On the left, the initial situation is shown in which the part of the movable electrode 7 under consideration has a large effective overlap with the static electrode 13b and a very small effective overlap with the preceding static electrode 13a and the following static electrode 13c.

Durch Drehung der Walze 11 um die angezeigte Drehrichtung stellt sich die in der Mitte gezeigte Situation ein. Der betrachtete Teil der beweglichen Elektrode 7 hat nun keinen effektiven Überlapp mehr mit der statischen Elektrode 13a, einen großen effektiven Überlapp mit der statischen Elektrode 13c und einen sehr kleinen effektiven Überlapp mit der vorangehenden statischen Elektrode 13b und der nachfolgenden statischen Elektrode 13d.By rotating the roller 11 in the direction indicated, the situation shown in the center is created. The observed portion of the movable electrode 7 now no longer has an effective overlap with the static electrode 13a, a large effective overlap with the static electrode 13c, and a very small effective overlap with the preceding static electrode 13b and the following static electrode 13d.

Durch weitere Drehung der Walze 11 um die angezeigte Drehrichtung stellt sich die rechts gezeigte Situation ein. Der betrachtete Teil der beweglichen Elektrode 7 hat nun keinen effektiven Überlapp mehr mit der statischen Elektrode 13b, einen großen effektiven Überlapp mit der statischen Elektrode 13d und einen sehr kleinen effektiven Überlapp mit der vorangehenden statischen Elektrode 13c und der nachfolgenden statischen Elektrode 13e.By further rotating the roller 11 in the direction indicated, the situation shown on the right is created. The observed portion of the movable electrode 7 now no longer has an effective overlap with the static electrode 13b, a large effective overlap with the static electrode 13d, and a very small effective overlap with the preceding static electrode 13c and the following static electrode 13e.

Das Auswertegerät 4 ist mit jeder der statischen Elektroden 13a-13g elektrisch verbunden und kann die jeweilige Veränderung der Kapazität zwischen der jeweiligen statischen Elektrode 13a-13g aufgrund der beschriebenen Änderung des effektiven Überlapps mit der beweglichen Elektrode 7 bestimmen. Im beschriebenen Beispiel fällt von links nach rechts in 4 beispielsweise die mittels der statischen Elektrode 13b messbare Kapazität ab, wohingegen die mittels der statischen Elektrode 13c messbare Kapazität gleichzeitig zunächst zunimmt und danach wieder abnimmt. Ebenso verhält es sich, zeitlich verzögert, mit der mittels der statischen Elektrode 13d messbaren Kapazität.The evaluation device 4 is electrically connected to each of the static electrodes 13a-13g and can determine the respective change in the capacitance between the respective static electrode 13a-13g due to the described change in the effective overlap with the movable electrode 7. In the described example, from left to right in 4 For example, the capacitance measurable by means of the static electrode 13b decreases, whereas the capacitance measurable by means of the static electrode 13c simultaneously increases and then decreases again. The same applies, albeit with a time delay, to the capacitance measurable by means of the static electrode 13d.

Aus dieser Abfolge kann das Auswertegerät 4 nicht nur erkennen, dass sich die Walze 11 dreht, sondern auch die Drehrichtung der Drehung bestimmen und beispielsweise als Teil der Ausgabedaten ausgeben. Das Steuergerät 5 kann dann die Fahrzeugfunktion des Kraftfahrzeugs 1 auch abhängig von der Drehrichtung steuern.From this sequence, the evaluation unit 4 can not only detect that the roller 11 is rotating, but also determine the direction of rotation and output it, for example, as part of the output data. The control unit 5 can then also control the vehicle function of the motor vehicle 1 depending on the direction of rotation.

Darüber hinaus kann das Auswertegerät 4 in manchen Ausführungsformen aus dem Verlauf der Kapazitäten den Drehwinkel der Drehung bestimmen. Dazu kann das Auswertegerät 4 beispielsweise den jeweiligen Verlauf der Kapazitätsänderung einer oder mehrerer der statischen Elektroden 13a-13g einzeln oder gemeinsam quantitativ auswerten. Auch eine qualitative Auswertung derart, dass bestimmt wird, welche Kapazität bezüglich der statischen Elektroden 13a-13g sich im Verlauf der Drehung überhaupt verändert und gegebenenfalls, wie oft die jeweilige Kapazität einen Maximalwert und/oder einen Minimalwert durchschreitet, ist geeignet, um den Drehwinkel, jedenfalls mit einer gewissen Winkelauflösung, zu bestimmen. Das Steuergerät 5 kann dann die Fahrzeugfunktion des Kraftfahrzeugs 1 auch abhängig von dem Drehwinkel steuern.Furthermore, in some embodiments, the evaluation device 4 can determine the angle of rotation from the capacitance curve. To this end, the evaluation device 4 can, for example, quantitatively evaluate the respective capacitance change curve of one or more of the static electrodes 13a-13g individually or jointly. A qualitative evaluation such that it is determined which capacitance with respect to the static electrodes 13a-13g changes at all during the rotation and, if applicable, how often the respective capacitance passes through a maximum value and/or a minimum value is suitable for determining the angle of rotation, at least with a certain angular resolution. The control unit 5 can then also control the vehicle function of the motor vehicle 1 depending on the angle of rotation.

In 6 sind schematisch Schritte zur Herstellung der beweglichen Elektrode 7 einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 4 dargestellt. Beispielhaft ist die bewegliche Elektrode 7 als helixförmiger Streifen wie in 2 beziehungsweise 4 dargestellt. Die genannten Herstellungsverfahren lassen sich jedoch auch auf andere Geometrien der beweglichen Elektrode 7 sowie auf Ausführungsformen mit mehreren beweglichen Elektroden 7 übertragen.In 6 schematically illustrates steps for manufacturing the movable electrode 7 of an input device 4 according to the invention. For example, the movable electrode 7 is designed as a helical strip as shown in 2 or 4 However, the manufacturing methods mentioned can also be applied to other geometries of the movable electrode 7 as well as to embodiments with multiple movable electrodes 7.

Die bewegliche Elektrode 7 kann beispielsweise durch ein Druckgussverfahren, zum Beispiel Aluminiumdruckguss, hergestellt werden und die Walze 11 kann danach durch Überspritzen der beweglichen Elektrode 7 mit Kunststoff erzeugt werden. Es sind jedoch auch zahlreiche andere Herstellungsmethoden möglich, beispielsweise eine Metallbeschichtung der Walze 11, gefolgt von einer Laserstrukturierung oder einer lithografischen Strukturierung, einem Aufkleben eines Metallstreifens auf die Walze 11, und so weiter.The movable electrode 7 can be manufactured, for example, by a die-casting process, such as aluminum die-casting, and the roller 11 can then be produced by overmolding the movable electrode 7 with plastic. However, numerous other manufacturing methods are also possible, such as metal coating of the roller 11, followed by laser structuring or lithographic structuring, bonding a metal strip to the roller 11, and so on.

Optional kann die bewegliche Elektrode 7 auch mit einer dünnen Materialschicht 15, beispielsweise Kunststoffschicht, zum Beispiel einer gerändelten Kunststoffschicht oder dergleichen, überzogen werden, wie schematisch in 7 dargestellt.Optionally, the movable electrode 7 can also be coated with a thin material layer 15, for example a plastic layer, for example a knurled plastic layer or the like, as shown schematically in 7 shown.

In 8 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 4 schematisch dargestellt. 9 zeigt die zugehörige wenigstens eine statische Elektrode 19a, 19b und 10 zeigt die zugehörige wenigstens eine bewegliche Elektrode 20a-20h. In 11 ist die Funktionsweise der Eingabevorrichtung 4 aus 8 bis 10 schematisch dargestellt.In 8 a further exemplary embodiment of an input device 4 according to the invention is shown schematically. 9 shows the associated at least one static electrode 19a, 19b and 10 shows the associated at least one movable electrode 20a-20h. In 11 The operation of the input device 4 is 8 until 10 shown schematically.

Auch in dieser Ausführungsform weist die Eingabevorrichtung 4 das Bedienelement 6, insbesondere mit der drehbar um die Drehachse 8 gelagerten Walze 11, auf. Die wenigstens eine bewegliche Elektrode 20a-20h ist an dem Bedienelement 6 befestigt. Die Eingabevorrichtung 4 weist hierzu eine Scheibe 16 auf, die konzentrisch an dem Schaft 9 befestigt ist, sodass sie in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse 8 liegt, insbesondere parallel zu der y-z-Ebene, und die Drehachse 8 durch den Mittelpunkt der Scheibe 16 verläuft. Beispielsweise kann die Scheibe 16 kreisförmig beziehungsweise kreisringförmig ausgebildet sein. Bei einer Drehung der Walze 11 drehen sich die Scheibe 16 und damit die wenigstens eine bewegliche Elektrode 20a-20h mit. Die wenigstens eine bewegliche Elektrode 20a-20h ist beispielsweise mit dem Massepotential 10 verbunden, zum Beispiel über den Schaft 9.In this embodiment, the input device 4 also has the operating element 6, in particular with the roller 11 mounted for rotation about the rotation axis 8. The at least one movable electrode 20a-20h is attached to the operating element 6. For this purpose, the input device 4 has a disk 16 that is concentrically attached to the shaft 9 so that it lies in a plane perpendicular to the rotation axis 8, in particular parallel to the y-z plane, and the rotation axis 8 runs through the center of the disk 16. For example, the disk 16 can be circular or annular. When the roller 11 rotates, the disk 16 and thus the at least one movable electrode 20a-20h also rotate. The at least one movable electrode 20a-20h is connected, for example, to the ground potential 10, for example via the shaft 9.

Die wenigstens eine bewegliche Elektrode 20a-20h ist auf einer Oberfläche der Scheibe 16 angeordnet. Die wenigstens eine bewegliche Elektrode 20a-20h weist insbesondere eine Vielzahl von Streifen oder rechteckigen Flächen auf, im nicht beschränkenden Beispiel der 10 acht solcher Streifen oder rechteckiger Flächen, die parallel zu durch die Drehachse 8 verlaufender gerader Linien, also insbesondere parallel zu Kreissehnen der kreisförmigen beziehungsweise kreisringförmigen Scheibe 16 durch den Mittelpunkt der Scheibe 16, ausgerichtet sind. Im Falle einer rechteckigen Fläche kann die Ausrichtung derart verstanden werden, dass zwei Seiten der rechteckigen Fläche, welche insbesondere länger sind als die dazu senkrechten weiteren Seiten der rechteckigen Fläche, parallel zu der entsprechenden Kreissehne orientiert sind. Die beweglichen Elektroden 20a-20h können beispielsweise gleichmäßig auf 360° verteilt sein, sodass benachbarte bewegliche Elektroden 20a-20h einen Winkel von 360°/N miteinander einschließen, wobei N die Gesamtanzahl der beweglichen Elektroden 20a-20h ist.The at least one movable electrode 20a-20h is arranged on a surface of the disk 16. The at least one movable electrode 20a-20h has in particular a plurality of stripes or rectangular areas, in the non-limiting example of 10 eight such strips or rectangular surfaces, which are aligned parallel to straight lines running through the axis of rotation 8, i.e., in particular, parallel to chords of the circular or annular disk 16 through the center of the disk 16. In the case of a rectangular surface, the alignment can be understood such that two sides of the rectangular surface, which are in particular longer than the other sides of the rectangular surface perpendicular thereto, are oriented parallel to the corresponding chord. The movable electrodes 20a-20h can, for example, be evenly distributed over 360°, so that adjacent movable electrodes 20a-20h enclose an angle of 360°/N with each other, where N is the total number of movable electrodes 20a-20h.

Die Eingabevorrichtung 4 weist beispielsweise eine erste statische Elektrode 19a und eine zweite statische Elektrode 19b auf, die als parallel zueinander verlaufende Streifen ausgebildet sind und die sich in einer Ebene parallel zu der Scheibe 16, insbesondere parallel zu der y-z-Ebene, erstrecken. Wie in 11 gezeigt, sind die statischen Elektroden 19a, 19b beispielsweise derart bezüglich der Scheibe 16 angeordnet, dass sich bei entsprechender Drehposition der Scheibe 16 eine der beweglichen Elektroden 20a-20h aus einer Blickrichtung parallel zur Drehachse 8 zwischen den statischen Elektroden 19a, 19b befindet, sodass die entsprechende bewegliche Elektrode 20a-20h beispielsweise parallel zu den beiden statischen Elektroden 19a, 19b ist.The input device 4 has, for example, a first static electrode 19a and a second static electrode 19b, which are formed as strips running parallel to one another and which extend in a plane parallel to the disk 16, in particular parallel to the yz-plane. As shown in 11 As shown, the static electrodes 19a, 19b are arranged, for example, with respect to the disk 16 in such a way that, when the disk 16 is in a corresponding rotational position, one of the movable electrodes 20a-20h is located between the static electrodes 19a, 19b from a viewing direction parallel to the axis of rotation 8, so that the corresponding movable electrode 20a-20h is, for example, parallel to the two static electrodes 19a, 19b.

Die statischen Elektroden 19a, 19b können beispielsweise auf einer Oberfläche eines Trägers 18 angeordnet sein, die parallel zu der Scheibe 16 orientiert ist. Der Träger 18 beziehungsweise die statischen Elektroden 19a, 19b sind über eine Befestigung 17 elektrisch mit dem Schaltungsträger 12 befestigt. Alternativ können die statischen Elektroden 19a, 19b jedoch auch auf der Oberfläche des Schaltungsträgers 12 angeordnet sein, wobei der Schaltungsträger 12 beziehungsweise der entsprechende Teil des Schaltungsträgers 12 dann derart ausgerichtet ist, dass die Oberfläche mit den statischen Elektroden 19a, 19b parallel zu der Scheibe 16 ist.The static electrodes 19a, 19b can, for example, be arranged on a surface of a carrier 18 that is oriented parallel to the disk 16. The carrier 18 or the static electrodes 19a, 19b are electrically attached to the circuit carrier 12 via a fastening 17. Alternatively, however, the static electrodes 19a, 19b can also be arranged on the surface of the circuit carrier 12, wherein the circuit carrier 12 or the corresponding part of the circuit carrier 12 is then aligned such that the surface with the static electrodes 19a, 19b is parallel to the disk 16.

In 11 ist die Funktionsweise der Eingabevorrichtung 4 aus 8 bis 10 dargestellt. Links ist die Ausgangssituation gezeigt, in der sich die bewegliche Elektrode 20b genau zwischen den statischen Elektroden 19a, 19b befindet. Keine der beweglichen Elektroden 20a-20h weist einen effektiven Überlapp mit einer der statischen Elektroden 19a, 19b auf.In 11 The operation of the input device 4 is 8 until 10 The left shows the initial situation, in which the movable electrode 20b is located exactly between the static electrodes 19a, 19b. None of the movable electrodes 20a-20h has an effective overlap with any of the static electrodes 19a, 19b.

Durch Drehung der Walze 11 um die angezeigte Drehrichtung stellt sich die in der Mitte gezeigte Situation ein. Nun befindet sich die bewegliche Elektrode 20a genau zwischen den statischen Elektroden 19a, 19b. Keine der beweglichen Elektroden 20a-20h weist einen effektiven Überlapp mit einer der statischen Elektroden 19a, 19b auf. Während des Übergangs von der links gezeigten Situation zu der in der Mitte gezeigten Situation ist der effektive Überlapp zwischen der ersten statischen Elektrode 19a und der beweglichen Elektrode 20a zunächst angestiegen und danach wieder abgefallen. Gleichzeitig ist auch der effektive Überlapp zwischen der zweiten statischen Elektrode 19b und der beweglichen Elektrode 20b zunächst angestiegen und danach wieder abgefallen. Aufgrund der geometrischen Relationen der Elektroden zueinander sind der Anstieg und der Abfall des Überlapps zwischen der zweiten statischen Elektrode 19b und der beweglichen Elektrode 20b deutlich steiler als bei der ersten statischen Elektrode 19a und der beweglichen Elektrode 20a. Durch entsprechende Anpassung der Anzahl der beweglichen Elektroden 20a-20h, des Abstands zwischen den statischen Elektroden 19a, 19b, des Innendurchmessers des Kreisrings, und/oder des Außendurchmessers der Scheibe 16 können die Effekte der beweglichen Elektroden 20a-20h als Funktion der Drehposition je nach konkreter Anforderung auch stärker oder vollständig voneinander getrennt werden. Im letzterem Fall wäre der Überlapp zwischen der zweiten statischen Elektrode 19b und der beweglichen Elektrode 20b beispielsweise bereits wieder auf Null abgefallen, bevor der Überlapp zwischen der ersten statischen Elektrode 19a und der beweglichen Elektrode 20a beginnt anzusteigen.By rotating the roller 11 in the direction of rotation indicated, the situation shown in the center is established. The movable electrode 20a is now located exactly between the static electrodes 19a, 19b. None of the movable electrodes 20a-20h exhibits an effective overlap with any of the static electrodes 19a, 19b. During the transition from the situation shown on the left to the situation shown in the center, the effective overlap between the first static electrode 19a and the movable electrode 20a initially increased and then decreased again. At the same time, the effective overlap between the second static electrode 19b and the movable electrode 20b also initially increased and then decreased again. Due to the geometric relationships of the electrodes to each other, the increase and decrease of the overlap between the second static electrode 19b and the movable electrode 20b are significantly steeper than for the first static electrode 19a and the movable electrode 20a. By appropriately adjusting the number of movable electrodes 20a-20h, the distance between the static electrodes 19a, 19b, the inner diameter of the circular ring, and/or the outer diameter of the disk 16, the effects of the movable electrodes 20a-20h can be Depending on the specific requirements, the rotational position function can also be separated more strongly or completely. In the latter case, for example, the overlap between the second static electrode 19b and the movable electrode 20b would already have dropped back to zero before the overlap between the first static electrode 19a and the movable electrode 20a began to increase.

Durch weitere Drehung der Walze 11 um die angezeigte Drehrichtung stellt sich die rechts gezeigte Situation ein. Nun befindet sich die bewegliche Elektrode 20h genau zwischen den statischen Elektroden 19a, 19b. Keine der beweglichen Elektroden 20a-20h weist einen effektiven Überlapp mit einer der statischen Elektroden 19a, 19b auf. Während des Übergangs von der in der Mitte gezeigten Situation zu der rechts gezeigten Situation ist der effektive Überlapp zwischen der ersten statischen Elektrode 19a und der beweglichen Elektrode 20h zunächst angestiegen und danach wieder abgefallen. Gleichzeitig ist auch der effektive Überlapp zwischen der zweiten statischen Elektrode 19b und der beweglichen Elektrode 20a zunächst angestiegen und danach wieder abgefallen. Aufgrund der geometrischen Relationen der Elektroden zueinander sind der Anstieg und der Abfall des Überlapps zwischen der zweiten statischen Elektrode 19b und der beweglichen Elektrode 20a deutlich steiler als bei der ersten statischen Elektrode 19a und der beweglichen Elektrode 20h.By further rotating the roller 11 in the direction of rotation shown, the situation shown on the right is established. The movable electrode 20h is now located exactly between the static electrodes 19a, 19b. None of the movable electrodes 20a-20h exhibits an effective overlap with any of the static electrodes 19a, 19b. During the transition from the situation shown in the middle to the situation shown on the right, the effective overlap between the first static electrode 19a and the movable electrode 20h initially increased and then decreased again. At the same time, the effective overlap between the second static electrode 19b and the movable electrode 20a also initially increased and then decreased again. Due to the geometric relationships of the electrodes to each other, the rise and fall of the overlap between the second static electrode 19b and the movable electrode 20a are significantly steeper than between the first static electrode 19a and the movable electrode 20h.

Das Auswertegerät 4 ist mit den statischen Elektroden 19a, 19b jeweils elektrisch verbunden und kann die jeweilige Veränderung der Kapazität zwischen der jeweiligen statischen Elektrode 19a, 19b aufgrund der beschriebenen Änderung des effektiven Überlapps mit den beweglichen Elektroden 20a-20h bestimmen. Aus den geometrisch festgelegten Verläufen der Kapazitäten für die einzelnen statischen Elektroden 19a, 19b kann das Auswertegerät 4 nicht nur erkennen, dass sich die Walze 11 dreht, sondern auch die Drehrichtung der Drehung bestimmen und beispielsweise als Teil der Ausgabedaten ausgeben. Das Steuergerät 5 kann dann die Fahrzeugfunktion des Kraftfahrzeugs 1 auch abhängig von der Drehrichtung steuern. Darüber hinaus kann das Auswertegerät 4 in manchen Ausführungsformen aus dem Verlauf der Kapazitäten den Drehwinkel der Drehung bestimmen.The evaluation device 4 is electrically connected to the static electrodes 19a, 19b and can determine the respective change in capacitance between the respective static electrode 19a, 19b based on the described change in the effective overlap with the movable electrodes 20a-20h. From the geometrically defined capacitance curves for the individual static electrodes 19a, 19b, the evaluation device 4 can not only detect that the roller 11 is rotating, but also determine the direction of rotation and output it, for example, as part of the output data. The control unit 5 can then also control the vehicle function of the motor vehicle 1 depending on the direction of rotation. Furthermore, in some embodiments, the evaluation device 4 can determine the angle of rotation from the capacitance curve.

In 12 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 4 schematisch dargestellt. 13 zeigt die zugehörige wenigstens eine statische Elektrode 22a, 22b, im gezeigten Beispiel zwei statische Elektroden 22a, 22b.In 12 a further exemplary embodiment of an input device 4 according to the invention is shown schematically. 13 shows the associated at least one static electrode 22a, 22b, in the example shown two static electrodes 22a, 22b.

Die wenigstens eine bewegliche Elektrode 21 weist eine Vielzahl in tangentialer Richtung um die Drehachse 8 herum auf dem Zylindermantel der Walze 11 verteilter, insbesondere gleichverteilter, leitfähiger Streifen beziehungsweise rechteckiger Flächen auf. Die statischen Elektroden 22a, 22b sind jeweils durch leitfähige Streifen beziehungsweise rechteckige Flächen gebildet, die in einer Ebene liegen, insbesondere auf der Oberfläche des Schaltungsträgers 12 parallel zur x-y-Ebene, und entlang einer Richtung senkrecht zu der Drehachse 8, beispielsweise parallel zur y-Richtung, verteilt sind.The at least one movable electrode 21 has a plurality of conductive strips or rectangular surfaces distributed, in particular evenly distributed, in a tangential direction around the rotational axis 8 on the cylinder surface of the roller 11. The static electrodes 22a, 22b are each formed by conductive strips or rectangular surfaces that lie in a plane, in particular on the surface of the circuit carrier 12 parallel to the x-y plane, and are distributed along a direction perpendicular to the rotational axis 8, for example, parallel to the y-direction.

Die Funktionsweise der Eingabevorrichtung 4 ist beispielsweise analog zu der bezüglich 8 bis 11 beschrieben. Insbesondere können die beweglichen Elektroden 21 jeweils mit dem Massepotential verbunden sein. Alternativ können die beweglichen Elektroden 21 auf schwebendem Potential liegen. In solchen Ausführungsformen kann die Selbstkapazität eines Benutzers, der die beweglichen Elektroden 21 berührt, genutzt werden oder es können aktiv Ladungen auf den beweglichen Elektroden 21 induziert werden, indem eine oder mehrere weitere statische Elektroden 22c, 22d auf dem Schaltungsträger 12 vorgesehen werden. Wie die statischen Elektroden 22a, 22b, sind die weiteren statische Elektroden 22c, 22d beispielsweise durch leitfähige Flächen gebildet, die auf der Oberfläche des Schaltungsträgers 12 parallel zur x-y-Ebene liegen.The operation of the input device 4 is, for example, analogous to that with regard to 8 until 11 described. In particular, the movable electrodes 21 can each be connected to ground potential. Alternatively, the movable electrodes 21 can be at a floating potential. In such embodiments, the self-capacitance of a user touching the movable electrodes 21 can be utilized, or charges can be actively induced on the movable electrodes 21 by providing one or more additional static electrodes 22c, 22d on the circuit carrier 12. Like the static electrodes 22a, 22b, the additional static electrodes 22c, 22d are formed, for example, by conductive surfaces that lie on the surface of the circuit carrier 12 parallel to the xy plane.

In 14 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 4 schematisch dargestellt, die auf der Ausführungsform der 12 basiert. Die statischen Elektroden 22a, 22b und, optional, die weiteren statischen Elektroden 22c, 22d aus 13 können auch hier verwendet werden.In 14 A further exemplary embodiment of an input device 4 according to the invention is schematically shown, which is based on the embodiment of the 12 The static electrodes 22a, 22b and, optionally, the further static electrodes 22c, 22d made of 13 can also be used here.

Die einzige bewegliche Elektrode 26 der 14 besteht aus einem ersten Teil 27, der ausgestaltet ist wie die beweglichen Elektroden 21 der 12, und einem zweiten Teil 28, der die Streifen beziehungsweise Flächen des ersten Teils 27 elektrisch miteinander verbindet. Der zweite Teil kann beispielsweise durchgängig auf der Oberfläche der Walze 11 ausgebildet sein.The only movable electrode 26 of the 14 consists of a first part 27, which is designed like the movable electrodes 21 of the 12 , and a second part 28, which electrically connects the strips or surfaces of the first part 27. The second part can, for example, be formed continuously on the surface of the roller 11.

In solchen Ausführungsformen ist es besonders vorteilhaft, die Selbstkapazität eines Benutzers, dessen Finger 25 die Walze 11 und damit die bewegliche Elektrode 26 berührt, zu nutzen, um die Ladungsmenge auf der beweglichen Elektrode 26 zu beeinflussen, wie oben erwähnt. Darüber hinaus ist die Funktionsweise der Eingabevorrichtung 4 analog zu der aus 12.In such embodiments, it is particularly advantageous to utilize the self-capacitance of a user whose finger 25 touches the roller 11 and thus the movable electrode 26 to influence the amount of charge on the movable electrode 26, as mentioned above. Furthermore, the operation of the input device 4 is analogous to that of 12 .

In 15 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 4 schematisch dargestellt. Hier ist die Walze 11 des Betätigungselements 6 durch eine Kugel 29 ersetzt. Diese ist um die Drehachse 8 drehbar, kann aber zudem auch um eine weitere, dazu senkrechte Drehachse 8' drehbar sein. Es ist auch möglich, dass die Kugel 29 derart gelagert ist, dass sie um beliebige Drehachsen, die durch den Kugelmittelpunkt verlaufen, drehbar ist. Die wenigstens eine bewegliche Elektrode 30 weist eine Vielzahl leitfähiger Flächen auf, die auf der Kugeloberfläche verteilt sind, beispielsweise gleichverteilt.In 15 A further exemplary embodiment of an input device 4 according to the invention is schematically illustrated. Here, the roller 11 of the actuating element 6 is replaced by a ball 29. This is rotatable about the axis of rotation 8, but can also be rotatable about a further axis of rotation 8' perpendicular thereto. It is also possible for the ball 29 to be mounted such that it can be rotated about any desired axes of rotation that pass through the center of the ball. The at least one movable electrode 30 has a plurality of conductive surfaces that are distributed, for example, evenly distributed, over the surface of the ball.

Die statischen Elektroden 31a-31d weisen zwei statische Elektroden 31a, 31b auf, die im Wesentlichen wie die statischen Elektroden 22a, 22b in der Ausführungsform der 12 ausgestaltet und angeordnet sind, also als Flächen, die entlang der y-Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind. Des Weiteren sind zwei statische Elektroden 31c, 31d vorgesehen, die analog zu den statischen Elektroden 31a, 31b ausgestaltet und angeordnet sind, allerdings um 90° gedreht, also entlang der x-Richtung beabstandet zueinander angeordnet. Auf diese Weise kann das Auswertegerät 14 Drehungen der Kugel 29 um beide Drehachsen 8, 8' und gegebenenfalls weitere oder alle Drehrichtungen nach demselben Prinzip wie für die Ausführungsformen der 8 bis 14 detektieren und charakterisieren.The static electrodes 31a-31d comprise two static electrodes 31a, 31b, which are essentially like the static electrodes 22a, 22b in the embodiment of the 12 are designed and arranged, i.e. as surfaces that are arranged spaced apart from each other along the y-direction. Furthermore, two static electrodes 31c, 31d are provided, which are designed and arranged analogously to the static electrodes 31a, 31b, but rotated by 90°, i.e. spaced apart from each other along the x-direction. In this way, the evaluation device 14 can detect rotations of the ball 29 about both axes of rotation 8, 8' and optionally further or all directions of rotation according to the same principle as for the embodiments of the 8 until 14 detect and characterize.

Claims

Input device (4) for a motor vehicle (1), wherein - the input device (4) has at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) which is rotatably mounted about a rotation axis (8) for activating a user input, and at least one static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d); - the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) and a first static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) of the at least one static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) are arranged with respect to one another in such a way that a first capacitance between the first static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) and the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) is generated by a rotational movement of the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) is variable about the rotation axis (8); - the input device (4) has an evaluation device (14) which is connected to the first static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) and is configured to determine a change in the first capacitance and, depending on the change in the first capacitance, to detect the user input.

Input device (4) according to Claim 1 , wherein - the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) and a second static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) of the at least one static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) are arranged with respect to one another in such a way that a second capacitance between the second static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) and the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) is generated by the rotational movement of the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) is variable about the rotation axis (8); and - the evaluation device (14) is connected to the second static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) and is configured to determine a change in the second capacitance and, depending on the change in the second capacitance, to detect the user input.

Input device (4) according to Claim 2 , wherein the evaluation device (14) is designed to determine a direction of rotation of the rotational movement depending on the change in the first capacitance and the change in the second capacitance.

Input device (4) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device (14) is configured to determine an angle of rotation of the rotational movement depending on an amount of change in the first capacitance.

Input device (4) according to Claim 4 , wherein the evaluation device (14) is designed to determine the angle of rotation as a function of a predetermined reference curve for the first capacitance, as a function of the rotational movement.

Input device (4) according to one of the preceding claims, comprising an operating element (6) which is mounted rotatably about the rotation axis (8) for activating the user input, wherein the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) is fastened to the operating element (6) or is part of the operating element (6).

Input device (4) according to Claim 6 , wherein the operating element (6) has a substantially cylindrical roller (11) whose cylinder axis coincides with the axis of rotation (8), and wherein the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) is arranged on a cylinder jacket of the roller (11).

Input device (4) according to Claim 7 , wherein - the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) has a helical strip which runs on the cylinder jacket; and - the at least one static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) has a plurality of strips arranged parallel to one another, each forming a static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d), the strips arranged parallel to one another lying in one plane.

Input device (4) according to Claim 7 , wherein - the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) has a plurality of surfaces distributed on the cylinder surface in a tangential direction around the axis of rotation (8); and - the at least one static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) has two or more surfaces, each forming a static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d), lying in a plane and distributed along a direction perpendicular to the axis of rotation (8).

Input device (4) according to Claim 6 , comprising a disc (16) which is fastened to the operating element (6) and extends in a first plane perpendicular to the axis of rotation (8), wherein the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) is arranged on a surface of the disc (16).

Input device (4) according to Claim 10 , wherein the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) has a plurality of strips which are each oriented parallel to straight lines passing through the axis of rotation (8).

Input device (4) according to one of the Claims 10 or 11 and after Claim 2 , wherein the first static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) and the second static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) are formed as strips running parallel to one another, which extend in a second plane perpendicular to the axis of rotation (8).

Input device (4) according to one of the preceding claims, wherein the input device (4) is designed as an input device (4) for a steering wheel (3) of the motor vehicle (1).

Control system (2) for a motor vehicle (1) comprising an input device (4) according to one of the preceding claims and a control unit (5) which is configured to control a vehicle function of the motor vehicle (1) depending on the detection of the user input.

Steering wheel (3) for a motor vehicle (1) comprising an input device (4) according to one of the Claims 1 until 13 or a control system (2) according to Claim 14 .

A method for detecting a user input in a motor vehicle (1), wherein - an input device (4) is provided, which has at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30), which is rotatably mounted about a rotation axis (8) for activating a user input, and at least one static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d), wherein the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) and a first static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) of the at least one static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) are arranged relative to one another such that a first capacitance between the first static electrode (13, 13a-13g, 19a, 19b, 22a, 22b, 31a-31d) and the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) can be changed by a rotational movement of the at least one movable electrode (7, 20a-20h, 21, 26, 30) about the rotation axis (8); and - the change in the first capacitance is determined and the user input is detected depending on the change in the first capacitance.

Method for controlling a vehicle function, wherein a method according to Claim 16 is carried out and depending on the detection of the user input the vehicle function of the motor vehicle (1) is controlled.