DE102024127055B3

DE102024127055B3 - Eingabevorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102024127055B3
Application number: DE102024127055.1A
Authority: DE
Inventors: Manuel Kühner; Andreas Scherer
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2024-09-19
Filing date: 2024-09-19
Publication date: 2025-11-06
Anticipated expiration: 2044-09-20

Abstract

Eingabevorrichtung (12) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Bedienteil (13), welches zur Bedienung um eine Drehachse (14) rotatorisch verlagerbar ist, wobei die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, als haptische Rückmeldung über die Bedienung, nämlich die rotatorische Verlagerung des Bedienteils (13), am Bedienteil (13) ein zumindest teilweise der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) entgegenwirkendes Moment bereitzustellen, welches sich bei der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) abhängig von einem Drehwinkel des Bedienteils (13) wellenförmig oder sinusförmig zwischen einem Maximalmoment und einem Minimalmoment ändert, wobei die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, dass dieselbe zumindest das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung abhängig von einer bei der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) auf dasselbe aufgebrachten Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse (14) verläuft, automatisch ändert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftahrzeug.
In einem Interieur-Bereich eines Kraftfahrzeugs sind eine Vielzahl von Eingabevorrichtungen verbaut, so zum Beispiel an einem Lenkrad oder im Bereich einer Mittelkonsole. So sind aus der Praxis Eingabevorrichtungen bekannt, die über ein Bedienteil verfügen, welches zur Bedienung um eine Achse rotatorisch verlagerbar ist. Ein solche Eingabevorrichtung kann als Bedienwalze oder als Drehsteller ausgebildet sein.
DE 10 2018 120 561 A1 offenbart eine Eingabevorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Diese kann einerseits als Bedienwalze sowie andererseits als Drehsteller ausgeführt sein. Eingaben an der Eingabevorrichtung werden durch Verdrehen und Drücken eines Bedienteils der Eingabevorrichtung vorgenommen, wobei zur Erfassung des Drückens ein Sensor vorgesehen ist.
DE 10 2011 006 212 A1 offenbart eine weitere Eingabevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, die als Drehsteller ausgebildet ist und an einem Lenkrad des Kraftfahrzeugs verbaut ist. Eine haptische Rückmeldung über die Betätigung des Drehstellers kann durch Vibration und über einem dem Drehen entgegengesetzten Widerstand bereitgestellt werden.
DE 10 2023 129 722 B3 offenbart ein Bedienelement eines Kraftfahrzeugs, aufweisend: einen Träger; ein um eine Drehachse drehbeweglich am Träger gelagertes Betätigungsteil zur Vornahme einer Drehverstellung; einen Stellungsgeber und einen Stellungssensor zur Stellungsdetektion; eine zwischen dem Träger und dem Betätigungsteil wirkende elektromagnetische Bremse; eine Steuereinheit zur stellungsabhängigen Bestromung der elektromagnetischen Bremse, um das Betätigungsteil mittels der Bremse zur Erzeugung eines Endanschlags zu blockieren oder zur Erzeugung einer Rasthaptik zu hemmen.
EP 3 350 012 B1 offenbart eine Wahlvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs, die Steuerpositionen für einen Parkmodus, für einen Rückwärtsfahrmodus, für einen Leerlaufmodus, mindestens eine Steuerposition für einen Vorwärtsfahrmodus und eine Steuerposition für einen autonomen Fahrmodus aufweist und ein rotatorisch verlagerbares Steuerelement beinhaltet, das dazu eingerichtet ist, eine Steuerposition unter diesen Steuerpositionen zu wählen, wobei die Steuerpositionen für den Parkmodus, für den Rückwärtsfahrmodus, für den Leerlaufmodus, für den Vorwärtsfahrmodus und für den autonomen Fahrmodus nacheinander, gewählt werden können, indem ein Verlagerungsweg des Steuerelements durchlaufen wird.
US 2008 / 0 197 004 A1 offenbart einen Steuerschalter eines Kraftfahrzeugs, der mit einem Rastmechanismus ausgestattet ist, der ein Klickgefühl in einem Drehknopf erzeugt, wenn ein Raststück eines Kolbenelements über Rastkuppen eines Rastkuppenelements gelangt.
Aus dem Stand der Technik sind demnach grundsätzlich Eingabevorrichtungen eines Kraftfahrzeugs mit einem rotatorisch verlagerbaren Bedienteil bekannt, wobei eine haptische Rückmeldung über die Betätigung des Bedienteils durch ein der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils entgegenwirkendes Moment bereitgestellt wird. Bei bekannten Eingabevorrichtungen ist dieses der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils entgegenwirkende Moment, welches der Bereitstellung einer haptischen Rückmeldung über die Betätigung des Bedienteils dient, immer gleich.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen, die auch auf einer Rennstrecke betrieben werden, und bei deren Rennstreckeneinsatz ein Fahrer Handschuhe trägt, kann nur eine unzureichende haptische Rückmeldung über die Betätigung des Bedienteils bereitgestellt werden. Entweder ist dann, wenn das der Bereitstellung einer haptischen Rückmeldung dienende, der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils entgegenwirkende Moment auf eine Betätigung des Bedienteils ohne Handschuhe ausgelegt ist, das Moment im Falle des Tragens von Handschuhen zu gering und für den Fahrer nicht wahrnehmbar, oder dann, wenn das der Bereitstellung einer haptischen Rückmeldung dienende, der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils entgegenwirkende Moment auf die Betätigung mit Handschuhen ausgelegt ist, der Fahrer jedoch keine Handschuhe trägt, ist das Moment zu hoch, wodurch dann eine zu schwerfällige und zu grobe haptische Rückmeldung bereitgestellt wird.
Es besteht Bedarf daran, eine Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, mit welcher unabhängig davon, ob eine Fahrer Handschuhe trägt oder nicht, eine vorteilhafte haptische Rückmeldung über die Bedienung eines Bedienteils der Eingabevorrichtung bereitgestellt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es, eine entsprechende Eingabevorrichtung und ein Kraftahrzeug mit einer solchen Eingabevorrichtung zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Eingabevorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 11 gelöst.
Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung weist ein Bedienteil auf, welches zur Bedienung um eine Drehachse rotatorisch verlagerbar ist.
Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung ist eingerichtet, als haptische Rückmeldung über die Bedienung, nämlich die rotatorische Verlagerung des Bedienteils, am Bedienteil ein zumindest teilweise der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils entgegenwirkendes Moment bereitzustellen, welches sich bei der rotatorsichen Verlagerung des Bedienteils abhängig von einem Drehwinkel des Bedienteils wellenförmig oder sinusförmig zwischen einem Maximalmoment und einem Minimalmoment ändert.
Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung ist ferner eingerichtet, dass dieselbe zumindest das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung abhängig von einer bei der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils auf dasselbe aufgebrachten Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse verläuft, automatisch ändert.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Eingabevorrichtung abhängig von der bei der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils auf dasselbe aufgebrachten Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse des Bedienteils verläuft, das der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils entgegenwirkende Moment, nämlich zumindest das Maximalmoment, automatisch ändert. Hierdurch kann unabhängig davon, ob ein Fahrer Handschuhe trägt oder nicht, eine vorteilhafte haptische Rückmeldung für die Betätigung des Bedienteils bereitgestellt werden.
Dabei ist das Maximalmoment vorzugsweise dann relativ groß, wenn die auf das Bedienteil aufgebrachte Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse des Bedienteils verläuft, relativ hoch ist. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Fahrer, der Handschuhe trägt, das Bedienteil einer Eingabevorrichtung mit einer höheren Betätigungskraft betätigt als ein Fahrer, der keine Handschuhe trägt. So kann stets eine optimale haptische Rückmeldung über Betätigung des Bedienteils bereitgestellt werden.
Vorzugsweise ist die Eingabevorrichtung eingerichtet, zumindest das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung durch die Änderung einer Amplitude eines vorgegebenen wellenförmigen oder sinusförmigen Verlaufs des am Bedienteil bereitgestellten Moments oder durch Überlagerung eines vorgegebenen wellenförmigen oder sinusförmigen Verlaufs des am Bedienteil bereitgestellten Moments mit einem Offset anzupassen. Dies dient der Bereitstellung einer optimalen haptischen Rückmeldung, abhängig von der auf das Bedienteil aufgebrachten, senkrecht zur Drehachse verlaufenden Betätigungskraft.
Vorzugsweise entspricht dann, wenn die Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse verläuft, kleiner als ein Grenzwert ist oder demselben entspricht, das Maximalmoment einem ersten konstanten Wert, wobei dann, wenn die Betätigungskraft größer als der Grenzwert ist, das Maximalmoment einem zweiten konstanten Wert entspricht, der größer als der erste konstante Wert ist.
Auch dies dient der Bereitstellung einer optimalen haptischen Rückmeldung über die Betätigung des Bedienteils.
Vorzugsweise ist die Eingabevorrichtung eine an einem Lenkrad oder im Bereich einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs verbaute Bedienwalze, wobei die Betätigungskraft eine Normalkraft ist. Alternativ ist die Eingabevorrichtung ein an einem Lenkrad oder im Bereich einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs verbauter Drehsteller, wobei die Betätigungskraft eine Quetschkraft ist.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 einen Ausschnitt aus einem Interieur-Bereich eines Kraftfahrzeugs im Bereich eines Lenkrads und einer am Lenkrad verbauten ersten erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung,
2 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines eine haptische Rückmeldung bereitstellenden Moments,
3 eine schematisierte Darstellung der ersten erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung,
4 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer ersten Anpassung eines Maximalmoments des die haptische Rückmeldung bereitstellenden Moments,
5 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer zweiten Anpassung eines Maximalmoments des die haptische Rückmeldung bereitstellenden Moments,
6 ein weiteres Diagramm zur Veranschaulichung der Anpassung des die haptische Rückmeldung bereitstellenden Moments,
7 eine schematisierte Darstellung einer ersten Ausführungsform der ersten erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung,
8 eine schematisierte Darstellung einer zweiten Ausführungsform der ersten erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung,
9 ein Detail der 8,
10 eine schematisierte Darstellung einer dritten Ausführungsform der ersten erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung,
11 einen Ausschnitt aus einem Interieur-Bereich eines Kraftfahrzeugs im Bereich eines Lenkrads und einer am Lenkrad verbauten zweiten erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung,
12 eine schematisierte Darstellung einer Ausführungsform der zweiten erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Interieur-Bereich 10 eines Kraftfahrzeugs im Bereich eines Lenkrads 11, wobei im Bereich des Lenkrads 11 eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung 12 verbaut ist.
Die Eingabevorrichtung 12 verfügt über ein walzenartiges bzw. zylinderartiges Bedienteil 13.
Das Bedienteil 13 kann zur Bedienung desselben bedienerseitig um einer Achse 14 (siehe 3) in Richtung des Doppelpfeils 15 in unterschiedlichen Drehrichtungen rotatorisch verlagert werden.
Ferner kann das Bedienteil 13 translatorisch verlagert werden, wobei die translatorische Verlagerung des Bedienteils 13 in 3 durch einen Doppelpfeil 16 visualisiert ist. Die translatorische Verlagerung des Bedienteils 13 erfolgt bei der Eingabevorrichtung 12 der 1, 3 senkrecht zur Achse 14, um welche die rotatorische Verlagerung des Bedienteils 13 erfolgt. Ein solches Bedienteil 13 wird auch als Bedienwalze oder Daumenwalze bezeichnet.
Die Eingabevorrichtung 12 ist eingerichtet, als haptische Rückmeldung über die Bedienung, nämlich rotatorische Verlagerung, des Bedienteils 13 ein zumindest teilweise der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils 13 entgegenwirkendes Moment M bereitzustellen. 2 zeigt ein derartiges als haptische Rückmeldung bereitgestelltes, zumindest teilweise der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils entgegenwirkendes Moment, wobei das Moment M über dem Drehwinkel φ des Bedienelements 12 aufgetragen ist. So verändert sich das als haptische Rückmeldung bereitgestellte Moment M abhängig vom Drehwinkel φ des Bedienteils 13 wellenförmig oder sinusförmig, wobei die haptische Rückmeldung sich zwischen einem Minimalmoment M_MIN und Maximalmoment M_MAX verändert.
Eine Periode P dieses sich wellenförmig oder sinusförmig, abhängig vom Drehwinkel φ verändernden, der Bereitstellung einer haptischen Rückmeldung dienenden Moments M, entspricht dabei dem Abstand zwischen zwei stabilen Ruhelagen des Bedienteils 13. Soll das Bedienteil 13 ausgehend von einer stabilen Ruhelage, deren Drehwinkel durch den Winkel φ₀ gekennzeichnet ist, verlagert werden, so wird das Bedienteil 13 aus dieser Ruheposition des Winkel φ₀ heraus bewegt, wobei sich infolge der Betätigung des Bedienteils 13 das als haptische Rückmeldung bereitgestellte Moment M zunächst in Richtung auf das Maximalmoment M_MAX erhöht, bis sich nach Erreichen des Maximalmoments M_MAX das der Bereitstellung der haptischen Rückmeldung dienende Moment M wieder verringert. Die Verringerung des Moments M ausgehend vom Maximalmoment M_MAX ist eine haptische Rückmeldung darüber, dass eine Betätigungsschwelle für das Bedienteil 13 überschritten wurde. Anschließend gelangt das Bedienelement 13 selbsttätig in die nachfolgenden Ruheposition φ₀. Aus der nachfolgenden Ruheposition φ₀ heraus muss dann fahrerseitig wieder das Bedienteil 13 aktiv verdreht werden, und zwar bis zum Erreichen des Maximalmoments M_MAX, um eine weitere Betätigungsschwelle zu erreichen oder zu überschreiten. Insbesondere das Maximalmoment M_MAX ist charakteristisch für die bereitgestellte haptische Rückmeldung.
Die haptische Rückmeldung, die vom Maximalmoment M_MAX abhängig ist, kann von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs unterschiedlich wahrgenommen werden, nämlich abhängig davon, ob der Fahrer Handschuhe trägt oder ohne Handschuhe fährt. Trägt ein Fahrer Handschuhe, so kann dann, wenn das Maximalmoment M_MAX relativ klein gewählt wird, die haptische Rückmeldung nicht mehr wahrnehmbar sein. Wird das Maximalmoment M_MAX relativ groß gewählt, so kann die haptische Rückmeldung zwar bei Tragen von Handschuhen wahrnehmbar sein, sollte der Fahrer jedoch keine Handschuhe tragen, so kann das Bedienteil 13 als zu schwergängig und/oder die haptische Rückmeldung als zu grob empfunden werden.
Erfindungsgemäß ist die Eingabevorrichtung 12 derart eingerichtet, dass sich zumindest das Maximalmoment M_MAX des als haptische Rückmeldung bereitgestellten Moments M abhängig von einer bei der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils 13 auf dasselbe aufgebrachten Betätigungskraft F_N, die senkrecht zur Drehachse 14 des Bedienteils 13 verläuft, automatisch ändert. Im Ausführungsbeispiel der 1 bis 10, in welchem die Eingabevorrichtung 12 als Bedienwalze oder Daumenwalze ausgeführt ist, handelt es sich bei dieser Betätigungskraft F_N um die auf das Bedienteil 13 vom Bediener, insbesondere vom Fahrer, aufgebrachte Normalkraft.
Wie der Kurvenverlauf 17 der 4 zeigt, kann vorgesehen sein, dass dann, wenn die Betätigungskraft F_N, die senkrecht zur Drehachse 14 des Bedienteils 13 verläuft und auf dasselbe bei der Bedienung aufgebracht wird, kleiner als ein Grenzwert F_NG ist oder dem Grenzwert F_NG entspricht, das Maximalmoment M_MAX des als haptische Rückmeldung bereitgestellten Moments M einem ersten konstanten Wert M_MAX1 entspricht, und dass dann, wenn die Betätigungskraft F_N größer als der Grenzwert F_NG ist, das Maximalmoment M_MAX des als haptische Rückmeldung bereitgestellten Moments M einem zweiten konstanten Wert Maximalmoment M_MAX2 entspricht. Der zweite konstanten Wert M_MAX2 für das Maximalmoment ist dabei größer als erste konstanten Wert M_MAX1 für das Maximalmoment.
5 zeigt einen weiteren Kurvenverlauf 18 für eine mögliche Anpassung des Maximalmoments M_MAX des als haptische Rückmeldung bereitgestellten Moments M abhängig von der auf das Bedienteil 13 aufgebrachten Betätigungskraft F_N. Dann, wenn gemäß dem Kurvenverlauf 18 die Betätigungskraft F_N, die senkrecht zur Drehachse 14 des Bedienteils 13 auf dasselbe aufgebracht wird, kleiner als einer erster Grenzwert F_NG1 ist oder demselben entspricht, entspricht das Maximalmoment des als haptische Rückmeldung bereitgestellten Moments M einem ersten konstanten Wert M_MAX1. Dann, wenn die Betätigungskraft F_N größer als ein zweiter Grenzwert F_NG2 ist oder demselben entspricht, entspricht das Maximalmoment M_MAX des als haptische Rückmeldung bereitgestellten Moments M einem zweiten konstanten Wert M_MAX2, der größer als der erste konstante M_MAX1 ist. Dann, wenn die Betätigungskraft F_N größer als der erste Grenzwert F_NG1 und kleiner als der zweite Grenzwert F_NG2 ist, entspricht das Maximalmoment M_MAX einem dritten Wert M_MAX3, der größer ist als der erste konstante Wert M_MAX1 und der kleiner ist als der zweite konstante Wert M_MAX2, wobei der dritte Wert M_MA3X abhängig von der Betätigungskraft F_N stufenweise, oder wie in 3 gezeigt, kontinuierlich angepasst wird. Die in 3 gezeigte lineare Erhöhung des dritten Werts M_MAX3, ausgehend vom ersten konstanten Wert M_MAX1 auf den zweiten Wert M_MAX2 ist rein exemplarischer Natur. Diese Erhöhung kann auch nichtlinear, zum Beispiel parabelförmig, erfolgen.
6 zeigt zwei Varianten, mithilfe derer zum Beispiel die Erhöhung des Maximalmoments M_MAX gemäß dem Kurvenverlauf 17 der 4 vorgenommen werden kann. So entspricht der Kurvenverlauf 19 der 6 einem Kurvenverlauf für das Moment M, abhängig vom Drehwinkel φ, welches dann bereitgestellt wird, wenn im Kurvenverlauf 17 die auf das Bedienteil 13 aufgebrachte Betätigungskraft F_N kleiner als der Grenzwert F_NG ist oder demselben entspricht. Das Maximalmoment entspricht dann dem ersten konstanten Wert M_MAX1. Die Kurvenverläufe 20 und 21 der 4 entsprechen der drehwinkelabhängigen Bereitstellung des Moments M für den Fall, in welchem die bei Betätigung des Bedienelements 13 auf dasselbe aufgebrachte Betätigungskraft F_N größer als der Grenzwert F_NG ist.
Beim Kurvenverlauf 20 der 6 erfolgt die Erhöhung des Maximalmoments auf den zweiten konstanten Wert M_MAX2 durch eine Änderung der Amplitude des wellenförmigen oder sinusförmigen Verlaufs des der Bereitstellung der haptischen Rückmeldung dienenden Moments M bereitgestellt wird. Beim Kurvenverlauf 21 wird das Maximalmoment M_MAX2 durch Überlagerung des wellenförmigen oder sinusförmigen Verlaufs der 19 mit einem Offsetwert OF bereitgestellt. Während sich also beim Kurverlauf 20 im Vergleich zum Kurvenverlauf 19 das Maximalmoment M_MAX und das Minimalmoment M_MIN und die Amplitude ändern und lediglich die Periode des als haptische Rückmeldung dienenden Moments M unverändert bleibt, beleibt beim Kurverlauf 21 im Vergleich zum Kurvenverlauf 19 auch die Amplitude des als haptische Rückmeldung dienenden Moments M unverändert.
7 bis 10 visualisieren mögliche konstruktive Umsetzungen einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 10, die, wie bereits im Zusammenhang ausgeführt, als Bedienwalze oder Daumenwalze ausgeführt ist. Das Bedienelement 13 einer solchen Eingabevorrichtung 12 kann über einen Finger 100 einer Bedienperson um die Achse 14 rotatorisch verlagert werden, wobei in 7 das Bedienteil 13 an Lagern 22 gelagert ist. Mindestens einem der Lager 22 kann als Ermittlungs-Einrichtung zur Ermittlung der auf das Bedienteil 13 aufgebrachten Betätigungskraft F_N ein Sensor 23 zugeordnet sein, um die bei Betätigung des Bedienteils 13 auf dasselbe senkrecht zur Drehachse 14 aufgebrachte Betätigungskraft F_N messtechnisch zu ermitteln.
Abhängig von der von dem mindestens einen Sensor 23 erfassten Betätigungskraft F_N kann eine Bereitstellungs-Einrichtung 24, die zumindest einen Aktuator 25 aufweist, angesteuert werden, um über den Aktuator 25 das von der Betätigungskraft F_N abhängige Moment M mit dem entsprechenden Maximalmoment M_MAX bereitzustellen, welches letztendlich die haptische Rückmeldung über die Betätigung des Bedienteils 13 am Bedienteil 13 bereitstellt.
8, 9 zeigen Details einer zweiten möglichen konstruktiven Ausführung der Eingabevorrichtung 12, bei welcher das Bedienteil 13 in einem elastischen Lager 26 drehbar gelagert ist, wobei dieses elastische Lager 26 in 9 im größeren Detail gezeigt wird. Das elastische Lager 26 weist ein Federelement 27 auf, welches die Drehachse 14 in eine definierte Richtung drückt. Über die Betätigungskraft F_N kann das Bedienteil 13 entgegen der Federkraft des Federelements 27 verlagert werden, sodass sich ein Spalt 28 zwischen dem Bedienteil 13 und einem relativ zum Bedienteil 13 feststehenden Gegenteil 29 verringert. Sowohl das Bedienteil 13 als auch das Gegenteil 29 nehmen im Ausführungsbeispiel der 8, 9 Permanentmagnete 30, 31 auf, wobei die Permanentmagnete 30, 31 im Bedienteil 13 und Gegenteil 29 derart ausgerichtet sind, dass die magnetische Anziehungskraft der Permanentmagnete 30, 31 das Bedienteil 13 in einer stabilen Ruheposition φ₀ hält. Entgegen dieser magnetischen Anziehungskraft muss das Bedienteil 13 rotatorisch um die Drehachse 14 über einen Finger 100 eines Bedieners rotatorisch verlagert werden, wobei die der Drehbewegung des Bedienteils 13 entgegenwirkende, von den Permanentmagneten 30, 31 abhängige Kraft umso größer ist, je kleiner der Spalt 28 zwischen Bedienteil 13 und Gegenteil 29 ist. Das Maximalmoment M_MAX des die haptische Rückmeldung bereitstellenden Moments M ist demnach im Ausführungsbeispiel der 8, 9 umso größer, je kleiner der Abstand und je kleiner der Spalt 28 zwischen Bedienteil 13 und Gegenteil 29 ist. Auf diese Art und Weise kann ein sich kontinuierlich änderndes Maximalmoment M_MAX bereitgestellt werden.
10 zeigt eine weitere Ausführung der Eingabevorrichtung 12, mit welcher ein sich abhängig von der Betätigungskraft F_N änderndes Maximalmoment M_MAX des der Bereitstellung der haptischen Rückmeldung dienenden Moments M bereitgestellt werden kann. In 10 ist ebenso wie in 8, 9 die Drehachse 14 des Bedienteils 13 in einem elastischen Lager 26 gelagert, wobei dann, wenn die Betätigungskraft F_N größer als ein Grenzwert F_NG wird, eine zusammen mit der Drehachse 14 verlagerte zahnradartige Kontur 33 mit einer feststehenden zahnradartigen Kontur 33 in Eingriff kommt, um dann das Maximalmoment M_MAX im Sinne des Kurvenverlaufs 17 der 3 stufenartig zu erhöhen.
11 und 12 zeigen Details einer zweiten erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 12, die im Interieurbereich 10 im Bereich eines Lenkrads 11 eines Kraftfahrzeugs verbaut ist, wobei es sich jedoch bei dieser Eingabevorrichtung 12 nicht um eine Bedienwalze oder Daumenwalze handelt, sondern vielmehr um einen Drehsteller. Bei einem Drehsteller ist das Bedienteil 13 wiederum um eine Drehachse 14 im Sinne des Doppelpfeils 15 rotatorisch verlagerbar, wobei dann, wenn das Bedienteil 13 zusätzlich auch translatorisch verlagerbar sein sollte, im Unterschied zur Bedienwalze die translatorische Verlagerbarkeit nicht senkrecht zur Drehachse 14, sondern in Richtung der Drehachse 14 erfolgt.
Auch bei einer als Drehsteller ausgebildeten Eingabevorrichtung 12 wird auf das Bedienteil 13 zur Drehung desselben um die Drehachse 14 eine senkrecht zur Drehachse 14 verlaufende Betätigungskraft F_N aufgebracht, und zwar gemäß 12 im Unterschied zur Bedienwalze über zwei Finger 100, sodass sich aus der Summe beider Kräfte F_N eine Quetschkraft für das Bedienteil 13 ergibt. Abhängig von dieser Quetschkraft kann dann in Übereinstimmung zu dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 das Maximalmoment M_MAX angepasst werden. Die Quetschkraft kann mithilfe eines Sensors 34 erfasst werden, der zum Beispiel als FSR (Force Sensing Resistor) ausgebildet sein kann.
Mit der Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, abhängig von einer bei einer rotatorischen Verlagerung eines Bedienteils 13 eine Eingabevorrichtung 12 eines Kraftfahrzeugs auf dasselbe aufgebrachten Betätigungskraft ein der Bereitstellung einer haptischen Rückmeldung über die Bedienung des Bedienteils 13 dienendes Moment M hinsichtlich zumindest des Maximalmoments M_MAX anzupassen. Hierdurch kann für einen Fahrer unabhängig davon, ob derselbe einen Handschuh trägt oder nicht, eine hochqualitative und zuverlässig wahrnehmbare haptische Rückmeldung bereitgestellt werden.

Claims

Eingabevorrichtung (12) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Bedienteil (13), welches zur Bedienung um eine Drehachse (14) rotatorisch verlagerbar ist, wobei die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, als haptische Rückmeldung über die Bedienung, nämlich die rotatorische Verlagerung des Bedienteils (13), am Bedienteil (13) ein zumindest teilweise der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) entgegenwirkendes Moment bereitzustellen, welches sich bei der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) abhängig von einem Drehwinkel des Bedienteils (13) wellenförmig oder sinusförmig zwischen einem Maximalmoment und einem Minimalmoment ändert, wobei die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, dass dieselbe zumindest das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung abhängig von einer bei der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) auf dasselbe aufgebrachten Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse (14) verläuft, automatisch ändert.
Eingabevorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, dass dann, wenn die Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse (14) verläuft, kleiner als ein Grenzwert ist oder demselben entspricht, das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung einem ersten konstanten Wert entspricht, und die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, dass dann, wenn die Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse (14) verläuft, größer als der Grenzwert ist, das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung einem zweiten konstanten Wert entspricht, der größer als der erste konstante Wert ist.
Eingabevorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, dass dann, wenn die Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse (14) verläuft, kleiner als ein erster Grenzwert ist oder demselben entspricht, das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung einem ersten konstanten Wert entspricht, die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, dass dann, wenn die Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse (14) verläuft, größer als ein zweiter Grenzwert ist oder demselben entspricht, das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung einem zweiten konstanten Wert entspricht, der größer als der erste konstante Wert ist, die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, dass dann, wenn die Betätigungskraft größer als der erste Grenzwert und kleiner als der zweite Grenzwert ist, das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung einem dritten Wert entspricht, der größer als der erste konstante Wert und kleiner als der zweite konstante Wert ist, wobei der dritte Wert abhängig von der Betätigungskraft stufenweise oder kontinuierlich angepasst wird.
Eingabevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, zumindest das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung durch die Änderung einer Amplitude eines vorgegebenen wellenförmigen oder sinusförmigen Verlaufs des am Bedienteil (13) bereitgestellten Moments anzupassen.
Eingabevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (12) eingerichtet ist, zumindest das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung durch Überlagerung eines vorgegebenen wellenförmigen oder sinusförmigen Verlaufs des am Bedienteil (13) bereitgestellten Moments mit einem Offset anzupassen.
Eingabevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet, durch eine Ermittlungs-Einrichtung, welche eingerichtet ist, die bei der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) auf dasselbe aufgebrachte Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse (14) verläuft, zu ermitteln, eine Bereitstellungs-Einrichtung, welche eingerichtet ist, abhängig von der ermittelten Betätigungskraft am Bedienteil (13) das zumindest teilweise der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) entgegenwirkende Moment bereitzustellen.
Eingabevorrichtung (12) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungs-Einrichtung durch mindestens einen Sensor (23, 34) gebildet ist, welcher die Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse (14) verläuft, misst, die Bereitstellungs-Einrichtung durch mindestens einen Aktuator (25) gebildet ist, welcher am Bedienteil (13) das zumindest teilweise der rotatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) entgegenwirkende Moment bereitstellt.
Eingabevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienteil (13) elastisch gelagert ist, wobei sich in Folge der Betätigungskraft, die senkrecht zur Drehachse (14) verläuft, das Bedienteil (13) translatorisch verlagert, sich in Folge der translatorischen Verlagerung des Bedienteils (13) zumindest das Maximalmoment der haptischen Rückmeldung automatisch ändert.
Eingabevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe eine an einem Lenkrad (11) oder im Bereich einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs verbaute Bedienwalze ist, und dass die Betätigungskraft eine Normalkraft ist.
Eingabevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe ein an einem Lenkrad (11) oder im Bereich einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs verbauter Drehsteller ist, und dass die Betätigungskraft eine Quetschkraft ist.
Kraftfahrzeug, mit mindestens einer in einem Interieur-Bereich (10) verbauten Eingabevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.