B E S C H R E I B U N G

Bedienelement für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Eingabegerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Bedienfläche und einem über die Bedienfläche bewegbaren Bedienelement, mit Mitteln zur Erfassung der Position und/oder Bewegung des Bedienelements auf der Bedienfläche und einer Auswerteinheit zur Erzeugung eines der erfassten Größe entsprechenden Steuersignals.

Es ist bekannt, ein sogenanntes Touchpad als Eingabegerät zu verwenden. Bei einem Touchpad erfolgt die Eingabe mittels einer berührempfindlichen Bedienfläche, wobei die von einem Finger verursachte lokale Kapazitätsänderung oder Widerstandsänderung erfasst wird, um so Positions- und/oder Bewegungsdaten zu erhalten, diese dann mit einer Auswerteinheit auszuwerten und als Steuersignale beispielsweise an ein zugehöriges Anzeigegerät auszugeben. Zwar finden derartige Touchpads im Auto Verwendung, aber nicht nur aufgrund der fehlenden haptischen Rückkopplung wird die Bedienung als ungeeignet empfunden. Die Bedienung ist störanfällig, da der Fahrer meist nicht die Gelegenheit hat, sich auf die Eingabe zu konzentrieren und damit der Anpressdruck mit dem Finger nicht ausreichend oder nicht gleichmäßig ist. Die Notwendigkeit, sich auf die Eingabe konzentrieren zu müssen, wird von den meisten Fahrern als störend empfunden und kann ein Sicherheitsrisiko darstellen.

Bei der Computernutzung wird gerne anstelle des in tragbaren Computern eingebauten Touchpads die sogenannte Maus als Eingabegerät bevorzugt. Eine Nutzung einer Maus als Eingabegerät im Fahrzeug ist bisher aufgrund der hohen Erschütterungen und Querbeschleunigungen nicht realisierbar gewesen. Es ist dem Verdienst der vorliegenden Erfinder zuzurechnen, erkannt zu haben, dass hier ein lange bestehendes Bedürfnis besteht, das derzeitig immer noch nicht befriedigt wird und

es ist Ihrem Verdienst zuzurechnen, darin eine Aufgabe gesehen zu haben. Die Erfinder haben sich daher die Aufgabe gestellt, ein leicht zu bedienendes Eingabegerät bereitzustellen, dass auch unter vergleichsweise hohen Erschütterungen und Querbeschleunigung, wie sie beispielsweise im Fahrzeug auftreten, verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Bedienelement mittels einer magnetischen Kraft an der Bedienfläche haftend anliegt. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät mit einer Bedienfläche und einem über die Bedienfläche bewegbaren Bedienelement. Hinsichtlich des Bedienelements ist die Erfindung nicht eingeschränkt und es kommen vielerlei, vorteilhaft ergonomisch geformte Körper in Frage. Beispielsweise handelt es sich um einen rotationssymmetrischen, einem Drehknopf ähnlichen Körper. Bevorzugt ist der Körper vergleichsweise klein gehalten, um für ein gutes Auflösungsvermögen der Positionserkennung eine möglichst geringe Auflagefläche auf der Bedienfläche zu erreichen. Zudem wird so die Anpackfläche verringert, um ein Entfernen des Bedienelements von der Bedienfläche zu erschweren.

Es sind Mittel zur Erfassung der Position und/oder Bewegung des Bedienelements auf der Bedienfläche vorgesehen. Eine Auswerteinheit dient der Erzeugung eines der erfassten Größe entsprechenden Steuersignals. Die Mittel zur Erfassung der Position und/oder Bewegung sowie die Auswerteinheit sind in einer Ausgestaltung in das Bedienelement integriert und der Aufbau des Bedienelements entspricht diesbezüglich beispielsweise einem Aufbau einer mechanischen oder optischen Maus. Das Steuersignal wird beispielsweise zu einer der Bewegung des Bedienelements entsprechenden Steuerung, das heißt Bewegung, eines Cursors auf einem Anzeigegerät verwendet. Aber andere Anwendungen des Steuersignals, beispielsweise eines Musikabspielgeräts sind denkbar. Das erfindungsgemäße Eingabegerät zeichnet sich dadurch aus, dass das Bedienelement mittels einer magnetischen Kraft an der Bedienfläche haftend anliegt. Dadurch wird erreicht, dass trotz einwirkender Erschütterungen und Querbeschleunigungen, das heißt Kräften parallel zur Bedienfläche, das Bedienelement an der Bedienfläche haften bleibt. Dadurch

kann beispielsweise das Eingabegerät mit schräg stehender Bedienfläche oder bei Bewegung der Bedienfläche, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, verwendet werden Es obliegt dem Fachmann, die für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Haftwirkung durch Vorgabe der magnetischen Kraft in Kombination mit der Haftreibung zwischen Bedienelement und Bedienfläche zu wählen. Im Allgemeinen wird eine derartige Kraft gewählt, die neben der zuvor genannten Wirkung immer noch eine vergleichsweise leichtgängige Bedienung ermöglicht. Ein optimaler Zustand kann durch wenige Versuche ermittelt werden.

Bevorzugt wird die Position und/oder Bewegung des Bedienelements optisch (beispielsweise mittels Infrarot-Lichschranken), kapazitiv, resistiv (FSR™-Folie) oder induktiv erfasst. Die Technologien hierzu sind unter anderem vom Touchpad bekannt, und können ohne weiteres auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden.

Bevorzugt wird der durch die magnetische Kraft erzeugte Anpressdruck nicht nur für die Haftwirkung sonder auch zur Positions- und/oder Bewegungserkennung verwendet. Beispielsweise ist die Eingabefläche auf der dem Bediener zugewandten Seite mit einer so genannten berührungsempfindlichen Schicht oder Folie versehen, die beispielsweise unter Einwirkung des Anpressdrucks lokal ihre Kapazität oder ihren Widerstand ändert und so eine Positionserkennung ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die magnetische Kraft durch einen bedien- elementseitigen Magneten, bevorzugter Permantenmagneten und eine ferromagne- tische Bedienfläche oder einen bedienflächenseitigen Gegenmagneten erzeugt. Dadurch kann die Erfindung einfach und preiswert realisiert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Position und/oder Bewegung mittels eines magnetisch mit dem Bedienelement gekoppelten Mitnehmers erfasst. Das heißt der Mitnehmer folgt aufgrund der magnetischen Koppelung der Bewegung des Eingabeelements. Daher können vorteilhaft die vergleichsweise empfindlichen Mittel zur Positions- oder Bewegungserfassung geschützt auf der dem Bediener abgewandten Seite der Bedienfläche und durch diese vor Staub, Beschädigung und Reinigungsflüssigkeiten geschützt angeordnet werden. Beispielsweise befindet sich

auf der vom Bediener abliegenden Oberfläche der Bedienfläche um die berührungsempfindliche Schicht, auf die im zuvor beschriebenen Fall der Mitnehmer einwirkt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Bedienelement mit wenigstens einem betätigbaren Schalter versehen, dessen Schaltzustand per Funk oder Infrarot an die Auswerteinheit übertragen wird. Beispielsweise wird dadurch eine Auswahlbestätigung vorgenommen. Bevorzugt wird das Bedienelement induktiv mit Energie versorgt, indem beispielsweise ein elektromagnetisches Wechselfeld im Bereich des Eingabefeldes erzeugt wird. Beispielsweise wird ein passiver Transponder verwendet. In einer anderen Ausgestaltung wird passive RFID-Technologie verwendet. Dabei kann die jeweils übertragene Transponderkennung genutzt werden, ein zugehöriges Bedienelement eindeutig zu identifizieren.

Das erfindungsgemäße Eingabegerät wird bevorzugt in einem Kraftfahrzeug verwendet. So kann trotz der beim Fahren auftretenden Erschütterungen und Querbeschleunigungen der Fahrer auf ein für ihn leicht zu bedienendes und ihm wenig Aufmerksamkeit abverlangendes, „Maus"-ähnliches Eingabegerät zurückgreifen. Der Umgang mit einem solchen Gerät ist dem Fahrer in der Regel sehr geläufig, so dass es keiner Sicherheitsgefährdenden Eingewöhnungsphase bedarf.

Die Erfindung betrifft ferner ein Haushaltsgerät mit einem Eingabegerät in einer der zuvor beschriebenen, vorteilhaften Ausführungsformen. Das erfindungsgemäße Eingabegerät kann beispielsweise vorteilhaft auch dort eingebaut werden, wo eine schräg stehende oder auch senkrechter Einbau der Bedienfläche erforderlich ist, wobei dem Bediener gleichzeitig unter Umgehung der eingangs erwähnten Nachteile des reinen Touchpads eine für ihn komfortable und gewohnte, „Maus"-ähnliche Eingabemöglichkeit durch das erfindungsgemäße Eingabegerät ermöglicht wird.

In den beigefügten Figuren sind drei unterschiedliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Eingabegeräts gezeigt, ohne die Erfindung darauf zu beschränken, wobei

Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform zeigt,

Figur 2 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform zeigt, und

Figur 3 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform zeigt.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1. Eine ferromag netische Bedienfläche 2 ist in einem Rahmen 3 gelagert. Auf der Bedienfläche 2 befindet sich ein Bedienelement 4. Dessen händische Bedienung, das heißt Verschiebung auf der Bedienfläche 2 wird beispielsweise mittels mehrerer im Rahmen 3 integrierter Lichtschranken erfasst und mittels einer nicht dargestellten Auswerteinheit in ein der Bewegung entsprechendes Steuersignal umgewandelt. Durch einen in das Bedienelement 4 integrierten Permanentmagneten wird im Zusammenwirken mit der ferromagnetischen Bedienfläche 2 eine magnetische Haftkraft erzeugt, die dafür sorgt, dass auch bei Querbeschleunigung oder Schräglage der Bedienfläche 2, das Bedienelement 4 nicht von der Bedienfläche 2 fällt.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1'. Eine nicht magnetische Bedienfläche 2' ist in einem Rahmen 3' gelagert. Auf der Bedienfläche 2' befindet sich ein Bedienelement 4'. Durch einen in das Bedienelement 4' integrierten Permanentmagneten wird im Zusammenwirken mit einem magnetischen Mitnehmer 6', bei dem es sich ebenfalls um einen Permanentmagneten handelt und der sich auf der dem Bediener abgewandten Seite der Bedienfläche 2' befindet, eine magnetische Haftkraft erzeugt, die dafür sorgt, dass auch bei Querbeschleunigung oder Schräglage der Bedienfläche 2', das Bedienelement 4' nicht von der Bedienfläche 2' fällt. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Erfassung der händischen Bedienung, das heißt Verschiebung des Bedienelements 4' auf der Bedienfläche 2' mittels des Mitnehmers 6'. Beispielsweise wird dessen Bewegung mittels Lichtschranken erfasst und mittels einer nicht dargestellten Auswerteinheit in ein der Bewegung entsprechendes Steuersignal umgewandelt. Die Mittel zur Erfassung der Position beziehungsweise Bewegung des Bedienelements 4' beziehungsweise seines Mitnehmers 6' befinden sich auf einer durch die Bedienfläche geschützten Seite des Eingabegeräts 1 ".

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1". Eine nicht magnetische Bedienfläche 2" ist in einem Rahmen 3" gelagert. Auf der Bedienfläche 2" befindet sich ein Bedienelement 4". Durch einen in das Bedienelement 4" integrierten Permanentmagneten wird im Zusammenwirken mit einem magnetischen Mitnehmer 6", bei dem es sich ebenfalls um einen Permanentmagneten handelt und der sich auf der dem Bediener abgewandten Seite der Bedienfläche 2" befindet, eine magnetische Haftkraft erzeugt, die dafür sorgt, dass auch bei Querbeschleunigung oder Schräglage der Bedienfläche 2", das Bedienelement 4" nicht von der Bedienfläche 2" fällt. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Erfassung der händischen Bedienung, das heißt Verschiebung des Bedienelements 4" auf der Bedienfläche 2" mittels des Mitnehmers 6" und einer auf der dem Bediener abgewandten Seite der Bedienfläche 2" angebrachten berührungsempfindlichen, beispielsweise resistive oder kapazitive Folie 2a". Die Folie 2a" zur Erfassung der Position beziehungsweise Bewegung des Bedienelements 4" beziehungsweise seines Mitnehmers 6" befinden sich auf einer durch die Bedienfläche geschützten Seite des Eingabegeräts 1".