Oberflächenelement einer Fahrzeugkomponente ausgeübten Kraft

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftmessvorrichtung sowie auf ein Verfahren zur Ermittlung einer auf ein bewegliches Oberflächenelement einer Fahr zeugkomponente ausgeübten Kraft gemäß den Hauptansprüchen.

In modernen Fahrzeugen werden oftmals Fahrzeugkomponenten verbaut, die für einen Benutzer diese Fahrzeugkomponenten sehr einfach und intuitiv zu bedienen sein sollen. Viele dieser Fahrzeugkomponenten haben dabei eine berührungsemp findliche Bedienoberfläche (Touchscreen), bei der eine Bedieneingabe anhand einer Kraft erfasst werden soll, welche auf diese Bedienoberfläche ausgeübt wird. Um nun diese Kraft möglichst präzise und genau messen zu können, sind Sensoren erforder lich, die eine möglichst geringe Reibung aufweisen und somit geringe Störung der zu messenden Kraft bewirken.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Kraft messvorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung einer auf ein be wegliches Oberflächenelement einer Fahrzeugkomponente ausgeübten Kraft gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Es wird vorliegend eine Kraftmessvorrichtung zur Ermittlung einer auf ein bewegli ches Oberflächenelement einer Fahrzeugkomponente ausgeübten Kraft vorgestellt, wobei die Kraftmessvorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

eine Feder, die eine Vorspannung zwischen dem beweglichen Oberflächenelement und einem Gehäuseelement der Fahrzeugkomponente ausübt;

einen berührungslos messenden Abstandsensor zur Erfassung des Abstands zwi schen der Oberflächenelement und dem Gehäuseelement; und

eine Auswerteeinheit, die ausgebildet ist, um die auf das Oberflächenelement aus geübte Kraft unter Verwendung eines Parameter der Feder und einem von dem Ab standsensor gemessenen Abstand zwischen dem Oberflächenelement und dem Ge häuseelement zu ermitteln. Unter einem Oberflächenelement kann vorliegend ein Bedienoberflächenelement einer solchen Fahrzeugkomponente verstanden werden. Das Oberflächenelement kann hierbei noch weitere Komponenten wie beispielsweise eine Leiterplatte oder Komponenten zur Auswertung von Signalen oder Ansteuerung von weiteren Kompo nenten des Fahrzeugs umfassen, die beispielsweise an dem Oberflächenelement oder der Leiterplatte befestigt sind. Das (Bedien-) Oberflächenelement kann beweg lich in Bezug auf ein unter dem (Bedien-) Oberflächenelement angeordnetes Gehäu seelement verbunden sein. Das Gehäuseelement kann fix oder starr mit weiteren Komponenten des Fahrzeugs verbunden sein, sodass eine auf das Bedienoberflä chenelement ausgeübte Kraft das Oberflächenelement in Bezug zum Gehäuseele ment bewegen oder verschieben kann. Unter einem Abstandsensor kann vorliegend ein Sensor verstanden werden, der eine Entfernung zwischen dem Oberflächenele ment (oder einer mit der (Bedien-)Oberflächenelement verbundenen Komponente) und dem Gehäuseelement erfassen kann. Hierbei arbeitet der Abstandsensor berüh rungslos, beispielsweise über kapazitive oder induktive Kopplung oder über eine op tische Erfassung oder Messung des Abstands zwischen dem Oberflächenelement und dem Gehäuseelement. Unter einem Parameter der Feder kann beispielsweise eine Federkonstante verstanden werden.

Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass bei Kenntnis der Eigen schaften der Feder und der Veränderung des Abstands zwischen der beweglichen Oberflächenelement und dem Gehäuseelement sehr einfach und präzise ein Rück schluss darauf gezogen werden kann, welche Kraft tatsächlich auf die Oberflächen element eingewirkt hat. Durch die berührungslos erfasste Entfernung zwischen der Oberflächenelement und im Gehäuseelement lässt sich aufgrund der Vermeidung einer bei einer Messung aufgetretenen Reibung ferner die auf das Oberflächenele ment einwirkende Kraft sehr präzise und störungsfrei bestimmen.

Von Vorteil ist einer Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes, bei der der Abstandsensor als ein kapazitiv messender Sensor und/oder ein induktiv messender Sensor ausgebildet ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das kapazitive oder induktive Messprinzip sehr präzise Ergebnisse in Bezug auf eine Ab standsmessung liefern.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann der Abstandsensor zumindest teilweise als Planarspule ausgebildet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, die für das betreffende Messverfahren erforderli chen Komponenten technisch sehr einfach hersteilen oder bereitstellen zu können, sodass eine kostengünstige und dennoch präzise messende Kraftmessvorrichtung geschaffen werden kann.

Denkbar ist ferner eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der die Feder zumindest einen Teil des Abstandsensors bildet und/oder bei der die Feder zumindest teilweise Metall aufweist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil der Schaffung einer Möglichkeit für eine sehr kompakte und kleine Bauform der Kraftmessvorrichtung, wobei ferner eine effiziente Ausnutzung von Materialeigen schaften sowohl für die Funktion der Feder als auch für die Funktion des Ab standsensors ermöglicht wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes kann die Feder im Bereich des Abstandsensors an dem Gehäuseelement kontaktiert sein und/oder zumindest ein Teil des Abstandsensors zwischen einem Kontaktbereich der Feder an dem Oberflächenelement und einem Rand des Oberflächenelements aus gebildet sein. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, die Federwirkung möglichst nahe im Bereich des Abstandsensors ausü ben zu können, sodass möglichst geringe Fehler bei der Ermittlung der auf die Ober flächenelement wirkenden Kraft unter Verwendung des mit dem Abstandsensor ge messenen Abstands zwischen dem Oberflächenelement und dem Gehäuseelement verursacht werden.

Technisch besonders einfach und kostengünstig ausgeführt werden kann eine Aus führungsform des hier vorgestellten Ansatzes, bei dem die Feder als Blattfeder aus gebildet ist. Besonders günstig ist ferner eine Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes, bei der das Oberflächenelement mit einer Leiterplatte verbunden ist, welche die Auswerteeinheit umfasst und/oder auf welcher zumindest ein Teil des Ab

standsensors und/oder der Feder angeordnet oder ausgebildet ist. Eine solche Aus führungsform bietet den Vorteil, für die Funktion der Kraftmessvorrichtung erforderli che Komponenten auf geringem Bauraum und/oder technisch sehr einfach anordnen zu können, ohne die Funktion dieser Komponenten zu beeinträchtigen.

Um beispielsweise auch einem Benutzer einer Fahrzeugkomponente eine haptische Rückmeldung über die Erkennung der Kraft geben zu können, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes ferner ein Aktor vorgese hen sein, um zumindest einen Teilbereich des Oberflächenelement aktiv zu bewe gen. Auch kann durch einen solchen Aktor eine oder mehrere unterschiedliche Kraft druckschwellen realisiert sein, sodass dem Nutzer der Fahrzeugkomponente bereits während dem Ausüben des Drucks auf das Oberflächenelement eine Information wie beispielsweise eine korrekte Erfassung der auf die Oberflächenelement ausgeübten Kraft signalisiert werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann ferner eine zweite Feder vorgesehen sein, die eine Vorspannung zwischen dem be weglichen Oberflächenelement und dem Gehäuseelement der Fahrzeugkomponente ausübt. Auch kann ein zweiter berührungslos messender Abstandsensor zur Erfas sung des Abstands zwischen dem Oberflächenelement und dem Gehäuseelement vorgesehen sein, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, um die auf das Oberflä chenelement ausgeübte Kraft unter Verwendung eines Parameter der zweiten Feder und einem von dem zweiten Abstandsensor gemessenen zweiten Abstand zwischen dem Oberflächenelement und dem Gehäuseelement zu ermitteln. Eine solche Aus führungsform bietet den Vorteil, an mehreren unterschiedlichen Positionen den Ab stand der Oberflächenelements zum Gehäuseelement erfassen zu können, sodass beispielsweise eine zweidimensionale Erfassung der Kraft auf die Oberflächenele ment möglich wird. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise auch einen Muster oder Weg erfassen, in welchem die Kraft auf das Oberflächenelement ausgeübt wird, bei- spielsweise über welchen Weg ein Finger eines Nutzers der Fahrzeugkomponente über das Oberflächenelement geführt wird.

Besonders vorteilhaft ist ferner eine Ausführungsform, bei der der Aktor zwischen dem Abstandsensor und dem zweiten Abstandsensor angeordnet ist und/oder wobei Aktor zwischen der Feder und der zweiten Feder angeordnet ist. Eine solche Ausfüh rungsform bietet einerseits eine sehr kompakte Bauweise der Kraftmessvorrichtung als auch andererseits eine sehr präzise Möglichkeit zur Messung der auf die Oberflä chenelement ausgeübten Kraft bei gleichzeitiger Möglichkeit des Betriebs des Aktors, der dann eine aktiv ausgeübte Kraft auch gleichmäßig auf den Abstandsensor und den zweiten Abstandsensor verteilt und somit möglicherweise auftretende Messfehler gering hält oder ganz vermeidet.

Die Vorteile des hier vorgestellten Ansatzes lassen sich auch erreichen, wenn gemäß einer Ausführungsform ein Verfahren zur Ermittlung einer auf ein bewegliches Ober flächenelement einer Fahrzeugkomponente ausgeübten Kraft unter Verwendung ei ner Variante einer hier vorgestellten Kraftmessvorrichtung implementiert wird. Das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform umfasst einen Schritt des Einlesens eines Abstands zwischen dem Oberflächenelement und dem Gehäuseelement und einen Schritt des Ermittelns der auf das Oberflächenelement ausgeübten Kraft unter Ver wendung des Abstands und eines Parameters der Feder.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes wird eine Auswerteeinheit vorgestellt, die ausgebildet ist, um die Schritte des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.

Eine solche Auswerteeinheit kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signa le, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersigna le ausgibt. Die Auswerteeinheit kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle auf weisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hard waremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer inte grierten Schaltung sein, in der Funktionen der Auswerteeinheit umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teil- weise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikro controller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf ei nem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplatten speicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchfüh rung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Auswerteein heit ausgeführt wird.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Kraftmessvorrich tung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen Teil der Fahrzeug komponente, die ein Ausführungsbeispiel einer Kraftmessvorrichtung aufweist;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Ermitt lung einer auf ein bewegliches Oberflächenelement einer Fahrzeugkomponente aus geübten Kraft unter Verwendung einer Varianten einer hier vorgestellten Kraftmess- vorrichtung; und

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Auswerteeinheit.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorlie genden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100, in welchem bei spielsweise ein Motor 1 10 eine Antriebsleistung an ein Getriebe 120 bereitstellt, von welchem wiederum die Antriebsleistung auf Räder 125 des Fahrzeugs übertragen wird. Um nun unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten zugeordnete Fahrstufen auswählen zu können, in welche das Getriebe 120 geschaltet werden soll, ist vorlie gend beispielsweise ein Gangwahlschalter als Fahrzeugkomponente 130 vorgese hen, über welchen ein Fahrzeuginsasse 135 eine Gangwahl bzw. eine Überset zungsstufe des Getriebes 120 auswählen kann. Hierbei ist in modernen Fahrzeugen die Fahrzeugkomponente 130 derart ausgestaltet, dass zur Betätigung der Fahr zeugkomponente 130, hier der Auswahl der konkreten Gangwahlstufe, lediglich ein Druck bzw. eine Bewegung mit dem Finger auf ein (Bedien-) Oberflächenelement 140 ausgeübt werden soll, wobei aus diesem Druck oder der Bewegung dann die Fahrzeugkomponente 130 den vom Fahrzeuginsassen 135 manuell eingegebenen Gangwahlwunsch erkennt und das Getriebe 120 mittels eines Ansteuersignals 142 entsprechend ansteuert.

Denkbar ist jedoch auch, dass die hier dargestellte Fahrzeugkomponente 130 zur manuellen Eingabe von anderen Steuerbefehlen ausgebildet ist, beispielsweise zur Ansteuerung einer Infotainment-Anlage 150 oder dergleichen. Von besonderer Rele vanz ist hier dabei die Funktion der Fahrzeugkomponente 130 für eine komfortable Eingabe eines Ansteuerbefehls durch den Fahrzeuginsassen 135. Für diese Funkti on der Erfassung einer Kraft auf die Fahrzeugkomponenten 130 ist nun eine Kraft messvorrichtung 160 vorgesehen, die nachfolgend noch näher beschrieben wird.

Für diese Kraftmessvorrichtung 160 sollte beachtet werden, dass eine möglichst ge ringe Reibung bei dem Einlesen der Kraft auf das Bedienoberflächenelement 140 verursacht wird, sodass durch die Fahrzeugkomponente 130 sehr schnell anspre chend eine vom Fahrzeuginsassen 135 auf die auf das Bedienoberflächenelement 140 ausgeübte Kraft erfasst werden kann oder auch oder eine sehr geringe Kraft be reits präzise und eindeutig erfasst wird. In herkömmlichen Systemen wird dagegen oftmals ein Ansatz zur Krafterkennung verwendet, der teilweise eine hohe vom Fahr zeuginsassen 135 auf das Bedienoberflächenelement 140 auszuübende Kraft erfor dert und somit für den Fahrzeuginsassen 135 einen geringen Komfort hat.

Um nun die vorstehend genannten Nachteile einer reibungsbehafteten Krafterken nung überwinden zu können, wird gemäß dem hier vorgeschlagenen Ansatzes eine Verbesserung der Fahrzeugkomponente 130 bzw. eine Kraftmessvorrichtung 160 vorgeschlagen.

Figur 2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen Teil der Fahr zeugkomponente 130, die die Kraftmessvorrichtung 160 aufweist. Das Bedienober flächenelement 140 umfasst hierbei eine im Wesentlichen planare Platte 200, die als Bedienoberfläche ausgebildet ist und beispielsweise als eine Glasscheibe oder Kunststoffscheibe ausgebildet sein kann. Auf diese Platte 200 drückt beispielsweise der in der Figur 1 dargestellte Fahrzeuginsasse 135 seinen Finger 205 bei einem Wunsch zur Eingabe von Daten. Um nun den Druck des Fingers 205 auf das Bedi enoberflächenelement 140 erfassen zu können, ist auf einer Rückseite der Platte 200, also einer Seite, die nicht durch den Finger 205 berührt wird, eine Leiterplatte 210 angeordnet, an welcher zumindest ein Abstandsensor 215 ausgebildet oder be festigt ist. Der Abstandsensor 215 ist dabei ausgebildet, um einen Abstand 220 zwi schen dem Bedienoberflächenelement 140 bzw. der Leiterplatte 210 und einem Ge häuseelement 225 der Fahrzeugkomponente 130 zu messen. Hierzu ist beispiels weise das Gehäuseelement 225 der Fahrzeugkomponente 130 fest mit weiteren Komponenten des in der Figur 1 dargestellten Fahrzeugs 100 verbunden, wogegen das Bedienoberflächenelement 140 beweglich in Bezug auf das Gehäuseelement 225 ausgestaltet ist. Durch einen Druck des Fingers 205 auf die Platte 200 wird diese durch eine Kraft F in Richtung des Gehäuseelements 225 ausgelenkt, wodurch sich der Abstand 220 verringert.

Weiterhin ist eine Feder 230 vorgesehen, die das Bedienoberflächenelement 140 mit einem vorbekannten Federparameter (wie beispielsweise einer Federkonstante) möglichst weit weg von dem (festen) Gehäuseelement 225 drückt, sodass nach ei nem Druck des Fingers 205 auf das Bedienoberflächenelement 140 diese wieder in eine Ursprungslage zurück verbracht wird. An der Leiterplatte 210 ist nun ferner eine Auswerteeinheit 240 angeordnet, welche von dem Abstandsensor 215 ein den Ab stand 220 repräsentierendes Signals 245 erhält und unter Verwendung des Federpa rameters nun die Kraft F ermittelt, welche durch den Finger 205 auf die Platte 200 ausgeübt wurde. Diese Ermittlung kann durch Ausnutzung des aus der Physik be kannten Federgesetzes erfolgen, wobei günstigerweise ein linearer Zusammenhang zwischen der auf eine Feder 230 ausgeübten Kraft F und einer Auslenkungsstrecke der Feder 230 bei bekanntem Federparameter, speziell der Federkonstanten, ange nommen werden kann. Somit kann durch die Auswerteeinheit 240 mit sehr einfachen technischen Mitteln die Kraft F ermittelt werden, welche durch den Finger 205 auf die Platte 200 ausgeübt wurde.

Um nun die vorstehend genannten Nachteile in Bezug den mangelnden Komfort be ziehungsweise die ungenaue Erfassung der Kraft F, die durch den Finger 205 auf die Platte 200 des Bedienoberflächenelements 140 ausgeübt wird, zu vermeiden, wird ein berührungslos messender Abstandsensor 215 eingesetzt. Ein solcher berüh rungslos messender Abstandsensor 215 kann beispielsweise auf einem induktiven und/oder kapazitiven Messprinzip basieren; es ist sind jedoch auch der Einsatz eines optischen Messprinzips für den Abstandsensor 215 oder eines anderen berührungs losen Messprinzips denkbar. Der Abstandsensor 215 kann beispielsweise durch zwei gegenüberliegende elektrisch leitfähige, beispielsweise metallische, Schichten gebil det sein, sodass sich eine Kapazität zwischen diesen Schichten bei Änderung des Abstands 220 ändert und somit umgekehrt dieser Abstand 220 aus dieser Kapazität sänderung erfasst oder ermittelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Abstandsensor 215 eine Änderung der Induktivität im Bereich um den Ab standsensor 215 erfassen, beispielsweise wenn ein elektrisch leitfähiges oder metal lisches Element im Bereich dieses Abstandsensors 215 bewegt oder in seiner Positi on verändert wird. Auf diese Weise kann der Abstand 220 ebenfalls sehr präzise er fasst werden. Für den Fall der Messung einer Induktivitätsänderung kann beispiels weise ein Teil des Abstandsensors 215, der beispielsweise auf oder an der Leiter platte 210 angeordnet ist, als Planarspule ausgebildet sein. Ein derart ausgestalteter Abstandsensor 215 lässt sich technisch sehr einfach hersteilen, beispielsweise in einem gleichen Arbeitsschritt, in welchem Leiterbahnen in der Leiterplatte 210 aus gebildet werden, die beispielsweise zu Führung des Signals 245 verwendet werden.

Die Kraftmessvorrichtung 160, die vorstehend näher beschrieben wurde, kann in die sem Zusammenhang zumindest als eine Kombination der Merkmale der Feder 230, des Abstandsensors 215 und der Auswerteeinheit 240 verstanden werden. Die Feder 230 kann eine beliebige Form aufweisen. Eine sehr einfache Fierstellung oder Montage kann dadurch realisiert werden, dass die Feder 230 als Blattfeder ausgebildet ist und zwischen das Gehäuseelement 225 und die Leiterplatte 210 ein gebracht wird und somit die Leiterplatte 210 von dem Gehäuseelement 225 weg drückt. Besonders vorteilhaft ist weiterhin, wenn ein Bereich der Feder 230 als ein Teil des Abstandsensors 215 wirkt oder ausgebildet ist, beispielsweise wenn ein Teil der Feder 230 an dem Gehäuseelement 225 an einer Position anliegt, die gegenüber der Position des Abstandsensors 215 liegt, der auf oder an der Leiterplatte 210 auf gebracht ist. Ist beispielsweise die Feder 230 aus einem metallischen Material gefer tigt oder enthält diese metallisches Material, kann hierdurch bei einem Niederdrücken des Bedienoberflächenelementes 140 die Annäherung dieses Teils der Feder 230 an den Abstandsensor 215 kapazitiv oder induktiv erfasst werden, sodass hierdurch sehr präzise auf den aktuellen Abstand 220 geschlossen werden kann.

Weiterhin ist gemäß dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Aktor 250 vorgesehen, der beispielsweise fest mit dem Gehäuseelement 225 verbunden ist und auch an der Leiterplatte 210 des Bedienoberflächenelementes 240 anschlagen kann. Der Aktor kann beispielsweise ein motorisches oder magnetisches Element enthalten, um zusätzlich zu der Feder 230 eine (steuerbare) Kraft F _A von dem Ge häuseelement 225 in Richtung der Leiterplatte 210 bzw. des Bedienoberflächenele ments 140 ausüben. Auf diese Weise kann beispielsweise eine haptische Rückmel dung gegeben werden, um dem in der Figur 1 dargestellten Fahrzeuginsassen 135, beispielsweise während dieser Insasse 135 den Finger 205 auf die Platte 200 drückt, haptisch zu signalisieren, dass dieser Druck beziehungsweise die Kraft F erkannt wurde. Denkbar ist ferner auch, dem in der Figur 1 dargestellten Fahrzeuginsassen 135 weitere Informationen taktil zu übermitteln, beispielsweise welche Gangwahlstufe aktuell durch den Druck des Fingers 205 auf die Platte 200 angesteuert wird.

Gemäß dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Kraftmessvorrich- tung 160 ist weiterhin ein zweiter Abstandsensor 215' vorgesehen, der einen zweiten Abstand 220' zwischen dem Gehäuseelement 225 und der Leiterplatte 210 des Be dienoberflächenelements 140 erkennen kann. Der zweite Abstandsensor 215' kann dann ein zweites Signal 245' an die Auswerteeinheit 240 senden, welches dem zwei- ten Abstand 220' entspricht. Ferner kann im Bereich des zweiten Abstandsensors 215' eine zweite Feder 230' vorgesehen sein, die ebenfalls analog zur Feder 230 zwischen dem Gehäuseelement 225 und der Leiterplatte 210 gespannt ist und eine Vorspannung aufbaut, sodass nach einem Niederdrücken der Bedienoberflächenein heit 140 über die Platte 200 die Bedienoberflächeneinheit 140 wieder in ihre Ur sprungslage zurück überführt wird. Hierbei kann wieder ein Teil der zweiten Feder 230' als Gegenstück des zweiten Abstandsensors 215' dienen, speziell wenn der zweite Sensor 215' auch wieder auf einem kapazitiven oder induktiven Messprinzip basiert, wobei der zweite Abstandsensor 215' analog zu dem Abstandsensor 215 aufgebaut sein kann. Denkbar ist jedoch auch, dass der zweite Abstandsensor 215' auf einem alternativen Messprinzip basiert, als der Abstandsensor 215.

Besonders günstig ist es, wenn gemäß dem in der Figur 2 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel der Abstandsensor 215 und der zweite Abstandsensor 215' an gegen überliegenden Enden der Leiterplatte 210 angeordnet sind. Insbesondere kann der Aktor 250 an einer Position an die Leiterplatte 210 angreifen, die zwischen dem Ab standsensor 215 und dem zweiten Abstandsensor 215' liegt. Auf diese Weise lässt sich eine möglichst gleichmäßige Verteilung der vom Aktor 250 ausgeübten Kraft auf die Leiterplatte 210 bewirken, sodass dem Fahrzeuginsassen über dessen Finger 205 sehr angenehm und komfortabel eine entsprechende haptische Information übermittelt werden kann, da möglicherweise Schwingungen durch die Feder 230 und die zweite Feder 230' sehr effizient gedämpft oder ausgeglichen werden können. Somit kann beispielsweise der Abstandsensor 215 und die Feder 230 spiegelbildlich bezüglich des Aktors 250 zur zweiten Feder 230' und zum zweiten Abstandsensor 215' am Gehäuseelement 225 bzw. am Bedienoberflächenelement 140 angeordnet sein.

Denkbar ist weiterhin auch, dass die Auswerteeinheit 240 nicht an der Leiterplatte 210 angeordnet ist, sondern im Bereich des Gehäuseelements 225. In diesem Fall wäre jedoch ein Signal vom Abstandsensor 215 bzw. vom zweiten Abstandsensor 215' von dem beweglich gelagerten Bedienoberflächenelement 140 zum oder durch das Gehäuseelement 225 zu leiten, wobei eine solche bewegliche Leitung prinzipiell mit einem hohen Verschleiß behaftet ist. Bei dem in der Figur 2 dargestellten Konfi- guration der Anordnung der Auswerteeinheit 240 an der Leiterplatte 210 braucht da gegen jedoch lediglich ein entsprechendes Signal übertragen zu werden, welches dann zur Ansteuerung beispielsweise des Getriebes 120 durch das Signal 142 aus Figur 1 verwendet werden kann. Dieses Signal von der Auswerteeinheit 240 kann beispielsweise auch drahtlos ausgesandt werden, um den hohen Verschleiß einer beweglichen Leitung möglichst vermeiden zu können.

Zusammenfassend lässt sich ausführen, dass die Kraft auf das Bedienoberflächen element (oder die Bedienoberfläche), die durch einen Benutzer oder durch die hapti sche Feedback-Funktion auf das Bedienoberflächenelement oder die Bedienoberflä che aufgebracht wird, berührungslos bzw. reibungslos gemessen werden sollte. So mit wird ausgeschlossen, dass die Kraftmessung keine zusätzlichen Störkräfte in das System einbringt. Die Kraftmessung ist hilfreich, da ab einer bestimmten Kraft des Benutzers die haptische Feedback-Funktion dem Benutzer ein haptisches Feedback seiner Eingabe vermitteln kann. Mit beispielsweise induktiven Wegsensoren bzw. Abstandsensoren lassen sich Abstände von elektrischen leitenden Metallen sehr gut bestimmen. Dieses Messverfahren weist im Vergleich zu anderen Messsystemen eine relativ große Auflösung und Genauigkeit auf. Zusätzlich können durch das in duktive Messverfahren die Federn, die zur Lagerung des Bedienoberflächenelements verwendet werden, zusätzlich als Messobjekt der induktiven Wegsensorik verwendet werden. Des Weiteren lässt sich die Induktivität, die zur Messung benötigt wird, direkt auf schon einer vorhandenen Leiterplatte als Planarspule realisieren.

Da sich im Produkt ebenfalls eine kapazitive Touchsensorik befindet, kann auch die Wegmessung des Bedienoberflächenelements als kapazitive Wegmessung ausge führt werden. Dies hat den Vorteil dass die elektronischen Komponenten zur Auswer tung der induktiven Wegsensorik entfallen könnten. Bei diesem Ansatz sollte aber noch berücksichtigt werden, ob eine solche Messung durch andere Anforderungen an das Produkt, wie funktionaler Sicherheit, im Konflikt steht, sodass gegebenenfalls auf eine alternative berührungslose Abstandsmessung zurückgegriffen werden kann.

Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 300 zur Ermittlung einer auf ein bewegliches Oberflächenelement einer Fahrzeugkompo- nente ausgeübten Kraft unter Verwendung einer Varianten einer hier vorgestellten Kraftmessvorrichtung. Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 310 des Einlesens eines Abstands zwischen dem Oberflächenelement und dem Gehäuseelement. Fer ner umfasst das Verfahren 300 einen Schritt 320 des Ermittelns der auf das Oberflä chenelement ausgeübten Kraft unter Verwendung des Abstands und eines Parame ters der Feder.

Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Auswerteeinheit 240. Die Ausführungseinheit 240 zeigt eine Schnittstelle 410 zum Einlesen eines Ab stands zwischen der Oberflächenelement und dem Gehäuseelement und eine Ein heit 420 zum Ermitteln der auf das Oberflächenelement ausgeübten Kraft unter Ver wendung des Abstands und eines Parameters der Feder.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur bei spielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausfüh rungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.

Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer ande ren als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ers ten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. Bezuqszeichen Fahrzeug

Motor

Getriebe

Räder

Fahrzeugkomponente

Fahrzeuginsasse

Bedienoberflächenelement, Oberflächenelement

Ansteuersignal

Infotainment-Anlage

Kraftmessvorrichtung Platte

Finger

Leiterplatte

Abstandsensor

Abstand

Gehäuseelement

Feder

Auswerteeinheit

Signal

‘ zweiter Abstandsensor

' zweiter Abstand

' zweite Feder

' zweites Signal Verfahren zur zur Ermittlung einer auf ein bewegliches Oberflächenelement einer Fahrzeugkomponente ausgeübten Kraft

Schritt des Einlesens

Schritt des Ermittelns

Einleseschnittstelle

Einheit zum Ermitteln