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DE10318376A1 - Haptische Bedieneinrichtung insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Haptische Bedieneinrichtung insbesondere für Kraftfahrzeuge Download PDF

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DE10318376A1
DE10318376A1 DE10318376A DE10318376A DE10318376A1 DE 10318376 A1 DE10318376 A1 DE 10318376A1 DE 10318376 A DE10318376 A DE 10318376A DE 10318376 A DE10318376 A DE 10318376A DE 10318376 A1 DE10318376 A1 DE 10318376A1
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Heino Dr. Wengelnik
Will Dr. Specks
Roland Kitschke
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Volkswagen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine haptische Bedieneinrichtung (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, sowie Verwendungen einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung (10). DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Tastmittel (14) wenigstens ein Sichtfenster (16) aufweist, die wenigstens eine Anzeigeeinrichtung (12) zumindest teilweise durch das wenigstens eine Sichtfenster (16) optisch wahrnehmbar ist, das wenigstens eine Tastmittel (14) in wenigstens einer Raumrichtung relativ zu der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung (12) verschieblich und/oder rotierbar ist, das wenigstens eine Schaltmittel mittels wenigstens einer Verschiebung und/oder Rotation des wenigstens einen Tastmittels (14) und/oder mittels Druckausübung und/oder mittels Berührung aktivierbar ist, das wenigstens eine Tastmittel (14) mittels des wenigstens einen Stellelements in eine Grundposition rückführbar ist und die wenigstens eine Anzeigeeinrichtung (12) frei programmierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine haptische Bedieneinrichtung insbesondere für Kraftfahrzeuge sowie Verwendungen einer Bedieneinrichtung mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 15 genannten Merkmalen.
  • Um hohen Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden, sind insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik Bedieneinrichtungen bekannt, welche sich durch eine Realisierbarkeit einer Vielzahl von Bedienfunktionen mit einer geringen Anzahl von Bedienmöglichkeiten auszeichnen. Neben so genannten Touchscreens, welchen eine fehlende Rückmeldung auf eine Bedienung und hohe Kosten nachteilig sind, ist insbesondere bekannt, einzelne Bedienelemente mit haptischer Rückmeldung mit einer frei programmierbaren Anzeige zu versehen, um eine beliebige Anzahl von Steuerungsfunktionen realisieren zu können. Für eine übersichtliche und gleichzeitige Darstellbarkeit von Zuständen verschiedener Steuerungsfunktionen ist eine Mehrzahl solcher Bedienelemente erforderlich. Die Integration mehrerer dieser Bedienelemente ist allerdings mit einem sehr hohen Verdrahtungsaufwand und daher mit hohen Kosten verbunden.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine haptische Bedieneinrichtung zu schaffen, welche sich durch ein hohes Maß an Bediensicherheit und Wirtschaftlichkeit auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine haptische Bedieneinrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Die haptische Bedieneinrichtung, welche wenigstens eine Anzeigeeinrichtung, wenigstens ein Tastmittel, wenigstens ein Stellelement und wenigstens ein Schaltmittel umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine Tastmittel wenigstens ein Sichtfenster aufweist, die wenigstens eine Anzeigeeinrichtung zumindest teilweise durch das wenigstens eine Sichtfenster optisch wahrnehmbar ist, das wenigstens eine Tastmittel in wenigstens einer Raumrichtung relativ zu der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung verschieblich und/oder rotierbar ist, das wenigstens eine Schaltmittel mittels wenigstens einer Verschiebung und/oder Rotation des wenigstens einen Tastmittels und/oder mittels Druckausübung und/oder mittels Berührung aktivierbar ist, das wenigstens eine Tastmittel mittels des wenigstens einen Stellelementes in eine Grundposition rückführbar ist und die wenigstens eine Anzeigeeinrichtung frei programmierbar ist. Die Erfindung ermöglicht die eindeutige Zuordnung einer beliebigen Anzahl von Bedienelementen zu einer Anzeigeeinrichtung oder einer minimal erforderlichen Anzahl von Anzeigeeinrichtungen. Durch die haptische Rückmeldung ist ferner eine hohe Sicherheit in der Bedienung, auch unter fehlendem Sichtkontakt, gegeben, wodurch die Bedieneinrichtung insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen prädestiniert ist. Es können darüber hinaus eine beliebige Anzahl von Bedienfunktionen realisiert werden. Von besonderem Vorteil ist die Erfordernis einer minimalen Anzahl von Anzeigeeinrichtungen. Bei entsprechender Größe der Anzeigeeinrichtung ist auch die Zuordnung einer beliebigen Anzahl von Tastmitteln zu nur einer Anzeigeeinrichtung möglich, was den erforderlichen Verdrahtungsaufwand und somit die Kosten auf ein Minimum reduziert. Die hohe Wirtschaftlichkeit wird zudem durch eine hohe Anzahl von Gleichteilen erzielt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bedieneinrichtung wenigstens ein Führungselement zur translatorischen und/oder rotatorischen Führung des wenigstens einen Tastmittels umfasst, wodurch ein besonders hoher Bedienkomfort erzielt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung wenigstens ein Bitmap darstellbar ist, wobei insbesondere bevorzugt mittels wenigstens einer Aktivierung des wenigstens einen Schaltmittels wenigstens eines des wenigstens einen Bitmaps aufrufbar ist. Auf diese Weise sind vorteilhaft eine Vielzahl verschiedener Bedienfunktionen realisierbar, wodurch eine Vielfalt verschiedener Anwendungsmöglichkeiten der Bedieneinrichtung gegeben ist. Weiterhin wird durch diese optische Signalisierbarkeit von Bedienzuständen eine besonders einfache Handhabbarkeit sowie eine hohe Bediensicherheit erzielt.
  • Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Anzeigebereich der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung in wenigstens ein Anzeigefeld aufteilbar ist, welches dem wenigstens einen Sichtfenster zuordenbar ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine deutlich wahrnehmbare optische Zuordnung spezifischer Informationen zu bestimmten Tastmitteln ermöglicht, wodurch eine besonders günstige Handhabbarkeit und Bediensicherheit erzielt wird.
  • Darüber hinaus ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem wenigstens einen Anzeigefeld wenigstens ein graphisches Objekt darstellbar ist, wobei das wenigstens eine graphische Objekt vorzugsweise wenigstens ein alphanumerisches Zeichen und/oder wenigstens ein graphisches Symbol und/oder wenigstens ein Bitmap umfasst. Auf diese Weise sind vorteilhaft besonders günstige Möglichkeiten der Informationsduarstellung gegeben, welche sich durch vielfältige und flexible Gestaltungsmöglichkeiten auszeichnen.
  • Überdies ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass dem wenigstens einen graphischen Objekt wenigstens eines des wenigstens einen Schaltmittels zugeordnet ist, wobei das wenigstens eine Schaltmittel vorzugsweise eine drucksensitive Folie, ein Taster, ein Wippschalter, eine elektrisch leitende Kontaktierung oder dergleichen ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine Auswahlmöglichkeit beziehungsweise Aktivierbarkeit des wenigstens einen graphischen Objektes beziehungsweise von dem wenigstens einen graphischen Objekt zugeordneten Bedienfunktionen ermöglicht, welche sich durch eine besonders günstige Handhabbarkeit sowie vielfältige Anwendungs- und Gestaltungsmöglichkeiten auszeichnen.
  • Fernerhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass dem wenigstens einen graphischen Objekt und/oder dem wenigstens einen Schaltmittel wenigstens eine Schaltfunktion und/oder wenigstens eine Steuerungsfunktion zuordenbar ist, die mittels der wenigstens einen Aktivierung und/oder wenigstens einer Betätigung des . wenigstens einen Schaltmittels auslösbar ist. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine sichere und einfach handhabbare Bedienung einer Vielzahl von Schalt- und Steuerungsfunktionen ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass wenigstens eine der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung eine Flüssigkristallanzeige (LCD), organische Leuchtdiode (OLED), Matrix aus OLEDs oder dergleichen ist. Hierdurch sind vorteilhaft besonders günstige Möglichkeiten der Informationsdarstellung und Integration der Anzeigeeinrichtung gegeben, welche sich durch hohe Flexibilität, einfache Realisierbarkeit, niedrigen Energieverbrauch und minimalen erforderlichen Bauraum auszeichnen.
  • Darüber hinaus ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bedieneinrichtung wenigstens eine Steuereinrichtung, vorzugsweise in Form wenigstens eines Mikroprozessors oder dergleichen, umfasst. Die wenigstens eine Steuereinrichtung dient vorzugsweise zur Ansteuerung der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung und der Verwaltung der darzustellenden Informationsmuster sowie zur Verarbeitung der Schaltsignale des wenigstens einen Schaltmittels und zur Ansteuerung von externen Komponenten.
  • Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bedieneinrichtung wenigstens ein Rahmengestell umfasst, welches wenigstens ein Verbindungsmittel aufweist, um eine einfach handhabbare Integrierbarkeit in externe Systeme zu gewährleisten. Das Verbindungsmittel kann vorzugsweise in Form eines Gewindestiftes, Innengewindes, einer Rastvorrichtung oder dergleichen ausgeführt sein.
  • Schließlich ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das wenigstens eine Stellelement ein Federelement, elektromechanischer Aktuator, pneumatischer Aktuator oder dergleichen ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine besonders einfache und kostengünstige Realisierbarkeit des Bedienelementes erzielt.
  • Bevorzugt ist eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung in der Kraftfahrzeugtechnik, Schienenfahrzeugtechnik, Schiffstechnik, Luftfahrttechnik, Raumfahrttechnik, Automatisierungstechnik, Kommunikationstechnik oder dergleichen, da in diesen Bereichen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten gegeben sind, für welche sich die Bedieneinrichtung insbesondere aufgrund ihrer hohen Bediensicherheit besonders vorteilhaft eignet.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
    •
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine haptische Bedieneinrichtung;
  • 2 eine haptische Bedieneinrichtung mit drucksensitiven Folien und
  • 3 eine haptische Bedieneinrichtung mit Rahmengestell.
  • 1 zeigt eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung 10 mit einer Anzeigeeinrichtung 12 und fünf Tastmitteln 14 mit jeweils einem Sichtfenster 16, durch welches jeweils ein Teil der Anzeigeeinrichtung 12 optisch wahrnehmbar ist. Auf der Anzeigeeinrichtung 12 ist ein Bitmap 18 dargestellt, wobei der Anzeigebereich der Anzeigeeinrichtung 12 in fünf jeweils einem Sichtfenster 16 zugeordnete Anzeigefelder aufgeteilt ist. Durch jedes Sichtfenster 16 ist ein dem jeweiligen Sichtfenster 16 zugeordnetes graphisches Objekt des Bitmaps 18 sichtbar. Mittels eines frontseitigen Aufbringens einer Kraft auf eines der Tastmittel 14 ist das jeweilige Tastmittel 14 in seiner Position in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Anzeigeeinrichtung 12 verlagerbar. Jedem der Tastmittel 14 ist jeweils ein Schaltmittel zugeordnet, welches durch die Verlagerung des jeweiligen Tastmittels 14 aktivierbar ist, wodurch eine Mehrzahl von Schalt- und Steuerungsfunktionen ausführbar sind. Durch Stellelemente vorzugsweise in Form von Federelementen sind die Tastmittel 14 nach erfolgter Betätigung wieder in deren Ausgangsposition rückführbar. Durch die eindeutige Zuordnung der Tastmittel 14 zu den jeweiligen graphischen Objekten und durch die haptische Rückmeldung ist ein hohes Mßa an Bediensicherheit auch unter eingeschränktem oder nicht vorhandenem Sichtkontakt gegeben. Weiterhin wird durch eine freie Programmierbarkeit der Anzeigeeinrichtung 12 und die Darstellbarkeit beliebiger graphischer Objekte sowie eine freie Zuordnung der Schaltmittel zu den jeweiligen graphischen Objekten und einer beliebigen Anzahl von Schalt- und Steuerungsfunktionen eine offene und flexibel nutzbare Bedieneinrichtung 10 realisiert, welche sich vorteilhaft für eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, wie insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik, eignet.
  • In 2 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung 10 dargestellt, welche eine Anzeigeeinrichtung 12 sowie vier jeweils einem Anzeigefeld der Anzeigeeinrichtung 12 zugeordnete Tastmittel 14 mit Sichtfenster 16 umfasst. Die Tastmittel 14 sind senkrecht zur Ebene der Anzeigeeinrichtung 12 verlagerbar. Eine Rückführung der Tastmittel 14 wird durch Stellelemente – wie in 1 beschrieben – realisiert. In den Anzeigefeldern werden jeweils drei graphische Objekte in Form von Ziffern und Symbolen dargestellt. Im Gegensatz zu 1 ist in 2 jedes Tastmittel 14 mit jeweils drei Schaltmitteln in Form von durchsichtigen drucksensitiven Folien 20 versehen, welche frontseitig an dem jeweiligen Tastmittel 14 angeordnet und jeweils genau einem der graphischen Objekte zugeordnet sind. Durch eine Druckausübung auf eines der Schaltmittel ist dieses Schaltmittel aktivierbar und jeweils eine Auswahl des jeweiligen graphischen Objektes und ein Auslösen von diesem graphischen Objekt beziehungsweise dem jeweiligen Schaltmittel zugeordneten Schalt- oder Steuerungsfunktionen möglich. Die endungsgemäße Bedieneinrichtung 10 zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität und eine besonders einfache Handhabbarkeit sowie ein hohes Maß an Bediensicherheit aus.
  • Nach weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen sind auch Kombinationen von drucksensitiven Folien und Tastmitteln möglich. So ist denkbar, Tastmittel mit drucksensitiver Folie derart zu verknüpfen, dass nur bei nicht betätigtem Tastmittel die Folie aktiviert ist oder bei betätigtem Tastmittel das Tastmittel und die Folie aktiviert sind oder nur die Folie aktiviert ist.
  • 3 zeigt eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung 10 mit einer Anzeigeeinrichtung 12 und fünf Tastmitteln 14 analog zu 1. Die Bedieneinrichtung 10 in 3 umfasst zusätzlich ein Rahmengestell 22 mit Verbindungsmitteln 24 in Form von Gewindestiften, mittels derer die Bedieneinrichtung 10 in besonders einfacher Weise in externe Systeme integrierbar ist.
    • 10
    Bedieneinrichtung
    12
    Anzeigeeinrichtung
    14
    Tastmittel
    16
    Sichtfenster
    18
    Bitmap
    20
    drucksensitive Folie
    22
    Rahmengestell
    24
    Verbindungsmittel

Claims (15)

  1. Haptische Bedieneinrichtung (10) insbesondere für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einer Anzeigeeinrichtung (12), wenigstens einem Tastmittel (14), wenigstens einem Stellelement und wenigstens einem Schaltmittel, wobei das wenigstens eine Tastmittel (14) wenigstens ein Sichtfenster (16) aufweist, die wenigstens eine Anzeigeeinrichtung (12) zumindest teilweise durch das wenigstens eine Sichtfenster (16) optisch wahrnehmbar ist, das wenigstens eine Tastmittel (14) in wenigstens einer Raumrichtung relativ zu der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung (12) verschieblich und/oder rotierbar ist, das wenigstens eine Schaltmittel mittels wenigstens einer Verschiebung und/oder Rotation des wenigstens einen Tastmittels (14) und/oder mittels Druckausübung und/oder mittels Berührung aktivierbar ist, das wenigsters eine Tastmittel (14) mittels des wenigstens einen Stellelementes in eine Grundposition rückführbar ist und die wenigstens eine Anzeigeeinrichtung (12) frei programmierbar ist.
  2. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (10) wenigstens ein Führungselement zur translatorischen und/oder rotatorischen Führung des wenigstens einen Tastmittels (14) umfasst.
  3. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung (12) wenigstens ein Bitmap (18) darstellbar ist.
  4. Bedieneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer Aktivierung des wenigstens einen Schaltmittels wenigstens eines des wenigstens einen Bitmaps (18) aufrufbar ist.
  5. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigebereich der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung (12) in wenigstens ein Anzeigefeld aufteilbar ist, welches dem wenigstens einen Sichtfenster (16) zuordenbar ist.
  6. Bedieneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Anzeigefeld wenigstens ein graphisches Objekt darstellbar ist.
  7. Bedieneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine graphische Objekt wenigstens ein alphanumerisches Zeichen und/oder wenigstens ein graphisches Symbol und/oder wenigstens ein Bitmap (18) umfasst.
  8. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen graphischen Objekt wenigstens eines des wenigstens einen Schaltmittels zugeordnet ist.
  9. Bedieneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schaltmittel eine drucksensitive Folie (20) und/oder ein Taster und/oder ein Wippschalter und/oder eine elektrisch leitende Kontaktierung oder dergleichen ist.
  10. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen graphischen Objekt und/oder dem wenigstens einen Schaltmittel wenigstens eine Schaltfunktion und/oder wenigstens eine Steuerungsfunktion zuordenbar ist, die mittels der wenigstens einen Aktivierung und/oder wenigstens einer Betätigung des wenigstens einen Schaltmittels auslösbar ist.
  11. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung (12) eine Flüssigkristallanzeige (LCD), organische Leuchtdiode (OLED), Matrix aus OLEDs oder dergleichen ist.
  12. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (10) wenigstens eine Steuereinrichtung umfasst.
  13. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (10) wenigstens ein Rahmengestell (22) umfasst, welches wenigstens ein Verbindungsmittel (24) aufweist.
  14. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stellelement ein Federelement, elektromechanischer Aktuator, pneumatischer Aktuator oder dergleichen ist.
  15. Verwendung einer Bedieneinrichtung (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14 als Bedienelement in der Kraftfahrzeugtechnik, Schienenfahrzeugtechnik, Schiffstechnik, Luftfahrttechnik, Raumfahrttechnik, Automatisierungstechnik, Kommunikationstechnik oder dergleichen.
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