BESCHREIBUNG: Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für eine Funktionseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bedienen einer Funktionseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Bedienvorrichtung.

Zur Bedienung von Funktionseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs sind entsprechende Bedienvorrichtungen vorgesehen. Diese können einen Drehsteller oder Drehencoder umfassen. Heutige Drehsteller besitzen mechanische Raststellungen in denen sie entlang ihrer Drehrichtung einrasten. Diese Rastpositionen werden vom Nutzer bzw. der Bedienperson haptisch wahrgenommen. Oft wird auch zusätzlich ein akustisches Signal, beispielsweise ein Klicken, ausgegeben. Diese Art von Drehsteller ist weit verbreitet und kommt beispielsweise in Klimabedienteilen oder der zentralen Eingabeeinheit im Kraftfahrzeug zum Einsatz. In der Regel werden die Drehsteller zur Weiter- Schaltung einer diskreten Funktion genutzt. Beispielsweise wird in einem Klimabedienteil die Temperatur pro Raststufe um eine vorgegebene Temperatur erhöht oder die Geschwindigkeit eines Lüfters wird hochgesetzt.

In grafisch basierten Systemen, wie einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, kann der Drehsteller zur Navigation im Display der Mensch-Maschine- Schnittstelle genutzt werden. Dabei bewirkt eine Verstellung des Drehstellers um eine Rastposition eine Verschiebung der Bildschirmdarstellung um einen Schritt nach oben oder nach unten. Bei einem Navigationssystem kann durch die Verstellung des Drehstellers um eine Rastposition eine Vergrößerung bzw. eine Verkleinerung der Kartendarstellung um eine Stufe bewirkt werden.

Die Raststellungen des Drehstellers werden in der Regel mechanisch mit einer Rastkurve oder magnetisch mit Magnetpolpaaren erzeugt. Mit jeder Raststellung wird ein entsprechender elektrischer Wert ausgegeben. D. h. beim Drehen in die nächste Raststellung wird ein elektrisches Signal von einer Steuereinrichtung ausgewertet, um die Drehrichtung und die Anzahl der Raststufen bzw. Klicks zu ermitteln. Dieses Signal ist konform mit den haptisch spürbaren Raststufen, in denen der Drehsteller einrastet bzw. nach dem Drehen stabil stehen bleibt.

Typischerweise haben die Drehsteller um die Nulllage der jeweiligen Rastposition ein mechanisches Spiel. Manche Drehsteller rasten nach dem Loslas- sen an einer bestimmten Position zwischen zwei Raststufen nicht automatisch in eine der Raststufen ein und bleiben zwischen den Raststufen stehen. Dies kann zu fehlerhaften Bediensignalen für die jeweilige Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs führen. Beispielsweise kann bei der Bedienung einer Liste das Zeigerelement nach dem Loslassen des Drehstellers zwischen zwei Listeneinträgen stehen bleiben.

In diesem Zusammenhang offenbart die DE 196 09 390 A1 eine Bedienvorrichtung mit mehreren Stellgliedern zur Bedienung verschiedener Geräte in einem Kraftfahrzeug.. Die Stellglieder weisen jeweils ein auf eine Berührung ansprechendes Sensorelement auf.

Die DE 10 2004 006 605 A1 beschreibt eine Bedienvorrichtung zur Bedienung eines Kraftfahrzeugs. Dabei weist ein Bedienelement der Bedienvorrichtung einen Berührungssensor zur Erkennung einer Berührung des Be- dienelements auf.

Darüber hinaus beschreibt die DE 10 2007 024 292 A1 ein Drehbedienelement für eine Fahrzeugklimaanlage. Das Drehbedienelement weist eine Sensoreinheit zur Erkennung eines Verdrehens des Drehbedienelements auf. In Abhängigkeit von der Verdrehung des Drehbedienelements wird ein akustisches Signal in Form von Rastgeräuschen ausgegeben.

Die DE 10 2009 006 448 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen einer Sitzposition eines Insassen in einem Fahrzeug aufgrund einer Betätigung eines Bedienelements des Fahrzeugs. In Abhängigkeit von der erfassten Sitzposition werden Funktionseinrichtungen in dem Fahrzeug für den Fahrer oder den Beifahrer eingestellt. Dazu weist das Bedienelement einen kapazitiven Sensor auf, mit dem erfasst werden kann, ob eine Annäherung eines Körperteils von der Fahrerseite oder der Beifahrerseite erfolgt. Zudem ist aus der DE 10 2010 010 574 A1 ein Drehsteller für ein Fahrzeug bekannt, der eine berührungssensitive Oberfläche aufweist. Durch das Auswerten der Signale der berührungssensitiven Oberfläche kann eine Berüh- rung und Betätigung des Drehstellers zur Steuerung von Funktionen genutzt werden.

Schließlich beschreibt die DE 10 2008 057 098 A1 einen Drehsteller für ein Fahrzeug, der eine Rastung und eine Bewegungserfassung aufweist. Mit einer Sensoreinrichtung des Drehstellers kann die Drehrichtung und der Drehwinkel eines Stellelements erfasst werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedienvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die einfacher und zuverlässiger bedient werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. In gleicher weise wird diese Aufgabe durch ein Ver- fahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung für eine Funktionseinrichtung ei- nes Kraftfahrzeugs umfasst einen Drehsteller, der an einem Halteelement drehbar gelagert ist und der zumindest ein Kodierelement aufweist, eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines absoluten Drehwinkels zwischen dem Drehsteller und dem Halteelement anhand einer Kodierung des zumindest einen Kodierelements und eine Rasteinrichtung, durch die dem Dreh- steller entlang einer Drehrichtung eine Mehrzahl von Rastpositionen vorgegeben sind, wobei die Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet ist, anhand der Kodierung des zumindest einen Kodierelements die jeweilige Rastposition und den absoluten Drehwinkel zwischen zumindest zwei der Rastpositionen zu erfassen, und wobei die Bedienvorrichtung ein Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Berührung des Drehstellers umfasst.

Die Bedienvorrichtung kann im Armaturenbrett oder in der Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Das Kraftfahrzeug kann auch mehrere Bedienvorrichtungen umfassen, mit denen Funktionseinrichtungen, wie z. B. eine Klimaanlage, ein Navigationssystem, eine Bedieneinrichtung mit dazugehöriger Anzeige, ein Unterhaltungssystem oder dergleichen, angesteuert werden können. Die Bedienvorrichtung umfasst einen Drehsteller, der auch als Dreh-/Drücksteller ausgebildet sein kann. Darüber hinaus umfasst die Bedienvorrichtung eine Rasteinrichtung, die dem Drehsteller mehrere Raststufen bzw. Rastpositionen vorgibt. Diese Rastpositionen können mechanisch mit einer Rastkurve oder durch entsprechende Magnete erzeugt werden. Bei einer Drehung des Drehstelle ^' rs rastet dieser in den Rastpositionen ein.

An dem Drehsteller ist zumindest ein Kodierelement angeordnet. Das zumindest ein Kodierelement erstreckt sich bevorzugt entlang der Umfangsrichtung des Drehstellers oder einer Welle des Drehstellers. Zudem umfasst die Bedienvorrichtung eine Erfassungseinrichtung, die einen Sensor umfassen kann. Des Weiteren kann die Erfassungseinrichtung ortsfest an dem Halteelement oder einem Gehäuse der Bedienvorrichtung angeordnet sein. Durch die Kodierung des zumindest einen Kodierelements wird in der Erfassungseinrichtung ein entsprechendes Ausgangsignal erzeugt. Dieses Kodierelement kann beispielsweise einen oder mehrere Magnete umfassen und die Erfassungseinrichtung kann einen magnetischen Sensor, beispielsweisen einen Hall-Sensor umfassen. Alternativ dazu kann das Kodierelement Aussparungen oder eine vorbestimmte Geometrie aufweisen, die mit einem optischen Sensor der Erfassungseinrichtung abgetastet werden. Ebenso ist die Verwendung von Schleifkontakten denkbar.

Die Erfassungseinrichtung der Bedienvorrichtung ist nun dazu ausgebildet, anhand der Kodierung des zumindest einen Kodierelements die vorgegebenen Rastpositionen einzeln zu erfassen. Damit müssen die Raststufen nicht mehr einzelnen elektronisch ausgewertet werden. Zudem kann mit der Er- fassungseinrichtung der absolute Drehwinkel zwischen mindestens zwei Rastpositionen erfasst werden. Zudem kann mit der Erfassungseinrichtung anhand der Kodierung des zumindest einen Kodierelements die Drehrichtung des Drehstellers erfasst werden. Bei der Bedienvorrichtung sind die diskreten Rastpositionen vorhanden, die durch die haptische Rückmeldung beim Be- nutzer ein hochwertiges Bediengefühl hervorrufen. Darüber hinaus können leichte Auslenkungen des Drehstellers vor dem Einrasten in die nächste Rastposition mit der Erfassungseinrichtung erkannt werden. Dadurch können auf einfache Weise neben den Rastpositionen auch die Zwischenstellungen zwischen den Raststufen mit einer hohen Auflösung erfasst werden und entsprechend weiter verarbeitet werden.

Zudem umfasst die Bedienvorrichtung eine Sensoreinrichtung, mit der eine Berührung des Drehstellers erfasst wird. Somit kann berücksichtigt werden, ob eine Bedienperson die Bedienvorrichtung momentan bedient oder nicht. Damit kann eine Bedienung der Bedienvorrichtung zuverlässiger erfasst werden. Bevorzugt umfasst die Bedienvorrichtung eine Steuereinrichtung, die mit der Erfassungseinrichtung und der Sensoreinrichtung gekoppelt ist und die in Abhängigkeit von der erfassten Rastposition, des erfassten absoluten Drehwinkels zwischen den zumindest zwei Rastpositionen und/oder der erfassten Berührung des Drehstellers ein Steuersignal zum Bedienen der Funktions- einrichtung ausgibt. Somit können neben den diskreten Raststellungen auch die Zwischenstellungen des Drehstellers zwischen den Rastpositionen herangezogen werden, um eine Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs anzusteuern. Darüber hinaus kann berücksichtigt werden, ob der Benutzer den Drehsteller berührt oder nicht. Hierbei kann auch die zeitliche Dauer einer Berührung des Drehstellers berücksichtigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Berührung des Drehstellers an unterschiedlichen Bereichen des Drehstellers erfasst werden. Dazu kann die Sensoreinrichtung mehrere Einzelsensoren umfassen, die an der Außenfläche des Drehstellers verteilt angeordnet sind. Damit kann eine ungewollte Bedienung des Drehstellers bes- ser erfasst werden.

In einer Ausgestaltung gibt die Steuereinrichtung ein jeweiliges Raststeuersignal für jede der erfassten Rastpositionen aus. In einer weiteren Ausführungsform gibt die Steuereinrichtung zumindest ein Zwischensteuersignal in Abhängigkeit von dem erfassten absoluten Drehwinkel zwischen den zumindest zwei Rastpositionen aus. Wenn sich der Drehsteller zwischen zwei Raststufen befindet, kann je nach Drehwinkel ein entsprechendes Zwischensteuersignal als das Steuersignal ausgegeben werden. Zwischen den Raststufen kann auch eine Mehrzahl von Zwischenstufen vorgesehen sein, wobei jeder Zwischenstufe ein Zwischensteuersignal zugeordnet ist. Damit kann auch bei einer Stellung oder einer Bewegung des Drehstellers zwischen zwei diskreten Rastpositionen eine Steuerung der Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden. Bevorzugt gibt die Steuereinrichtung ein Raststeuersignal unabhängig davon aus, ob die Sensoreinrichtung eine Berührung des Drehstellers erfasst. Wenn der Drehsteller in eine vorgegebene Rastposition einrastet, befindet er sich in einem definierten Betriebszustand. In diesem Fall kann ein entsprechendes Steuersignal ausgegeben werden, wenn der Bediener den Drehsteller momentan berührt oder wenn der Bediener den Drehsteller nicht (mehr) berührt. In einer weiteren Ausführungsform gibt die Steuereinrichtung ein Zwischensteuersignal nur aus, wenn die Sensoreinrichtung eine Berührung des Drehstellers erfasst. Wenn der Bediener den Drehsteller momentan nicht bedient und sich der Drehsteller zwischen zwei Rastpositionen befindet, kann dem Drehsteller nicht zuverlässig ein Betriebszustand zugeordnet werden. Daher wird in einer Zwischenposition zwischen zwei der Raststellung nur dann ein Steuersignal ausgegeben wenn der Benutzer den Drehsteller berührt bzw. diesen momentan bedient. Somit kann eine zuverlässige Bedienung ermöglicht werden. In einer Ausgestaltung erfasst die Steuereinrichtung anhand des erfassten absoluten Drehwinkels die nächstliegende der Rastpositionen und gibt das Raststeuersignal für die nächstliegende der Rastpositionen aus, falls die Sensoreinrichtung keine Berührung des Drehstellers erfasst. Wenn der Bediener den Drehsteller momentan nicht bedient, kann die Steuereinrichtung die der momentanen Stellung des Drehsteller am nächsten liegende Rastposition ermitteln und das Rastsignal und ein derartiges Steuersignal ausgeben, als ob sich der Drehsteller in dieser Rastposition befinden würde. Alternativ zur Position des Drehstellers kann auch die Drehgeschwindigkeit oder einen Änderung der Drehgeschwindigkeit herangezogen werden, um ein Rastposition zu ermitteln, wenn der Drehsteller momentan nicht berührt wird. Beispielsweise kann für die Drehgeschwindigkeit und/oder die Änderung der Drehgeschwindigkeit ein Schwellwert vorgegeben werden. Wenn dieser Schwellwert überschritten wird, kann davon ausgegangen werden, dass der Bediener den Drehsteller in die in Drehrichtung nachfolgende Rastposition drehen wollte bzw. möchte, auch wenn sich der Drehsteller nach dem loslassen näher an der in Drehrichtung zurückliegenden Rastposition befindet. Damit kann eine zuverlässige Bedienung mit der Bedienvorrichtung ermöglicht werden. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Sensoreinrichtung einen optischen Sensor und/oder einen kapazitiven Sensor. Die Sensoreinrichtung kann auch mehrere dieser Sensoren umfassen, die an der Außenfläche des Drehstellers angeordnet sind. Damit kann eine Berührung des Drehstellers zuverlässig erfasst werden und die Funktionseinrichtung bedient werden.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst die zuvor beschriebene Bedienvorrichtung. Schließlich wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Verfahren zum Bedienen einer Funktionseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Bedienvorrichtung, wobei die Bedienvorrichtung einen Drehsteller, der an einem Halteelement drehbar gelagert ist und der zumindest ein Kodierelement aufweist, umfasst, durch Erfassen eines absoluten Drehwinkels zwischen dem Drehsteller und dem Halteelement anhand einer Kodierung des zumindest einen Kodierelements, Vorgeben einer Mehrzahl von Rastpositionen für den Drehsteller entlang seiner Drehrichtung, Erfassen der jeweiligen Rastposition und des absoluten Drehwinkels zwischen zumindest zwei der Rastpositionen anhand der Kodierung des zumindest einen Kodierelements und Erfassen einer Berührung des Drehstellers.

Die zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und das erfindungsgemäße Verfahren.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht. Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung 10 in einer geschnittenen Seitenansicht. Die Bedienvorrichtung 10 dient zum Be- dienen einer Funktionseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Eine solche Funktionseinrichtung kann eine Klimaanlage, ein Navigationssystem, eine Bedieneinrichtung mit dazugehöriger Anzeige, ein Unterhaltungssystem oder dergleichen sein. Die Bedienvorrichtung 10 umfasst einen Drehsteller 12, der an einem Halteelement 14 drehbar gelagert ist. Des Weiteren sind an dem Drehsteller 12 zwei Kodierelemente 16 und 18 angeordnet. Die Kodierelemente 16, 18 können einen oder mehrere Magnete umfassen. Alternativ dazu können die Kodierelemente 16, 18 elektrische Kontakte umfassen. In einer weiteren Ausführungsform können die Kodierelemente 16, 18 entsprechende Aussparungen umfassen.

Des Weiteren umfasst die Bedienvorrichtung 10 eine Erfassungseinrichtung 20, die mechanisch fest mit dem Halteelement 14 verbunden ist. Die Erfassungseinrichtung 20 kann ein entsprechendes Sensorelement umfassen, das mit den Kodierelementen 16, 18 so zusammenwirkt, dass von der Erfassungseinrichtung 20 in Abhängigkeit von einer Kodierung der Kodierelemente 16, 18 jeweils ein Ausgangssignal bereitgestellt wird. Wenn die Kodierelemente 16, 18 Magnete umfassen, kann die Erfassungseinrichtung 20 einen magnetischen Sensor, beispielsweise einen Hall-Sensor auf- weisen. Weisen die Kodierelemente 16, 18 elektrische Kontakte auf, kann die Erfassungseinrichtung 20 Schleifkontakte umfassen. Sind die Kodierelemente 16, 18 durch Aussparungen gebildet, kann die Erfassungseinrichtung 20 einen optischen Sensor umfassen. Die Bedienvorrichtung 10 weist zusätzlich eine hier nicht dargestellte Rasteinrichtung auf, durch die dem Drehsteller 12 Rastpositionen vorgegeben sind.

Durch die Drehung des Drehstellers 12 werden durch die beiden Kodierelemente 16 und 18 in der Erfassungseinrichtung 20 zumindest zwei Ausgangssignale erzeugt. Dabei können die Kodierelemente 16, 18 derart ausgebildet sein, dass sich zwei Ausgangsignale ergeben, die einen im Wesentlichen kontinuierlichen bzw. analogen Verlauf aufweisen. Die Ausgangssignale können auch entlang der Drehrichtung versetzt zueinander sein. Zur Auswertung dieser analogen Ausgangssignale kann jeweils ein Schwellwert vorgebeben werden. In Abhängigkeit von dem Überschreiten oder Unter- schreiten des Schwellwerts kann die Drehrichtung und die einzelnen Rastposition ermittelt werden. Des Weiteren kann anhand der Ausgangssignale der Drehwinkel zwischen zumindest zwei Rastpositionen ermittelt werden. Um den Drehwinkel in einem Bereich zwischen zumindest zwei Rastpositionen zu ermitteln, wird die jeweilige Amplitude des Ausgangssignals herangezo- gen.

Es können auch drei Kodierelemente 16, 18 verwendet werden, wobei die Kodierelemente 16, 18 dabei derart ausgestaltet sein können, dass die Erfassungseinrichtung 20 durch das Erfassen von zwei der drei Kodierelement 16, 18 jeweils ein digitales Ausgangssignal ausgibt. Anhand der digitalen Ausgangssignale kann die Drehrichtung und die einzelnen ermittelt werden. Durch Auswertung des dritten der drei Kodierelemente 16, 18 wird von der Erfassungseinrichtung 20 ein Ausgangssignal ausgegeben, das einen konti- nuierlichen bzw. analogen Verlauf aufweist. Anhand des Ausgangssignals kann der Drehwinkel zwischen zwei der Rastpositionen ermittelt werden.

Des Weiteren umfasst die Bedienvorrichtung 10 eine Sensoreinrichtung 22, mit der eine Berührung des Drehstellers 12 erfasst werden kann. Dazu kann die Sensoreinrichtung 22 einen oder mehrere Sensoren umfassen, die entlang der Außenfläche des Drehstellers 12 angeordnet sind. Diese Sensoreinrichtung 22 kann kapazitive und/oder optische Sensoren umfassen. Zudem umfasst die Bedienvorrichtung 10 eine Steuereinrichtung 24, die mit der Erfassungseinrichtung 20 und der Sensoreinrichtung 22 gekoppelt ist. Die Steuereinrichtung 24 ist mit der hier nicht dargestellten Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs gekoppelt und kann an diese entsprechende Steuersignale übermitteln. Diese Steuersignale werden in Abhängigkeit von den Signalen der Erfassungseinrichtung 20 und der Sensoreinrichtung 22 berechnet. Wenn sich der Drehsteller 12 in einer vorgegebenen Rastposition befindet, wir von der Steuereinrichtung ein Raststeuersignal erzeugt. Dieses Signal wird unabhängig davon erzeugt, ob mit der Sensoreinrichtung 22 eine Berührung des Drehstellers 12 erfasst wird oder nicht. Wenn sich der Drehsteller 12 in einem Bereich zwischen zwei Raststellungen befindet, wird mit der Steuereinrichtung 24 ein Zwischensteuersignal ausgegeben. Dieses Zwischensteuersignal wird allerdings nur ausgegeben, wenn mit der Sensoreinrichtung 22 ein Berühren des Drehstellers 12 erfasst wird.

Die Steuereinrichtung 24 ist dazu ausgebildet, für den Fall, dass mit der Sensoreinrichtung 22 keine Berührung des Drehstellers 12 erfasst wird und sich der Drehsteller 12 zwischen zwei der Rastpositionen befindet, die dem Drehsteller 12 nächstliegende Rastposition zu ermitteln. Wenn sich der Drehsteller 12 zwischen zwei Rastpositionen nicht berührt wird, wird mit der Steuereinrichtung 24 das Raststeuersignal ausgegeben, dass der nächstlie- genden Rastposition zugeordnet ist. Damit kann eine zuverlässige Bedienung der Bedienvorrichtung 10 ermöglicht werden.