Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
OPERATING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE, WITH AN ELECTROMAGNETIC DETECTION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/089557
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an operating device (3) for a motor vehicle (1), comprising an operating element (4) that can be moved in order to carry out an operating action, a holding device (8) on which the operating element (4) is held in a movable manner, and a detection device (9) for detecting a force (F) acting on the operating element (4) during the operating action, the detection device (9) comprising a coil (12) and a movement element (10), at least some areas of which consist of a ferromagnetic material, the movement element (10) being connected to the operating element (4) and moving in relation to the coil (12) during the operating action. The invention also relates to a motor vehicle (1) comprising such an operating device (3).

Inventors:
HENTSCHEL JOACHIM (DE)
SCHMITT MARTIN (DE)
FINDEISEN THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/078835
Publication Date:
June 01, 2017
Filing Date:
November 25, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
VALEO SCHALTER & SENSOREN GMBH (DE)
International Classes:
H03K17/97
Domestic Patent References:
WO2006064234A12006-06-22
Foreign References:
DE4335895A11995-04-27
EP2685358A12014-01-15
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Bedienvorrichtung (3) für ein Kraftfahrzeug (1 ), mit einem Bedienelement (4),

welches zum Durchführen einer Bedienhandlung bewegbar ist, mit einer

Halteeinrichtung (8), an welcher das Bedienelement (4) bewegbar gehalten ist, und mit einer Erfassungseinrichtung (9) zum Erfassen einer während der

Bedienhandlung auf das Bedienelement (4) wirkenden Kraft (F),

dadurch gekennzeichnet, dass

die Erfassungseinrichtung (9) eine Spule (12) und ein Bewegungselement (10), welches zumindest bereichsweise aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist, aufweist, wobei das Bewegungselement (10) mit dem Bedienelement (4) verbunden ist und sich während der Bedienhandlung relativ zu der Spule (12) bewegt.

2. Bedienvorrichtung (3) nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, dass

die Erfassungseinrichtung (9) eine Auswerteschaltung aufweist, welche dazu ausgelegt ist, eine Änderung einer Induktivität der Spule (12) während der

Bedienhandlung zu erfassen und die Kraft (F) anhand der Änderung der Induktivität zu bestimmen.

3. Bedienvorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spule (12) als Luftspule (13) ausgebildet ist und das Bewegungselement (10) eine Stößel (1 1 ) umfasst, welcher bei der Bewegung des Bewegungselements (10) zumindest bereichsweise innerhalb der Luftspule (13) bewegt wird.

4. Bedienvorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spule (12) zumindest eine Planarspule (15) umfasst, welche im Wesentlichen parallel zu dem Bedienelement (4) angeordnet ist.

5. Bedienvorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (12) eine Mehrzahl von Planarspulen (15) umfasst, welche in mehreren Schichten eines Trägerelements (16) parallel zueinander angeordnet sind.

6. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spule (12) auf einem separaten Trägerelement (16) angeordnet ist.

7. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Bewegungselement (4) einen Grundkörper umfasst, welcher zumindest bereichsweise mit dem ferromagnetischen Material beschichtet ist.

8. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Bedienvorrichtung (3) zumindest ein Federelement (14) aufweist, welches zwischen dem Bedienelement (4) und der Halteeinrichtung (8) angeordnet ist und welches eine zu der Kraft (f) entgegengesetzte Rückstellkraft auf das

Bedienelement (4) ausübt.

9. Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Bedienelement (4) einen berührungsempfindlichen Bildschirm umfasst.

10. Bedienvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Bedienelement (4) Teil eines Schalters, eines Tasters oder eines Tastenfelds ist.

1 1 . Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Bedienvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
BEDIENVORRICHTUNG FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG MIT ELEKTROMAGNETISCHER ERFASSUNGSEINRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienelement, welches zum Durchführen einer Bedienhandlung bewegbar ist, mit einer Halteeinrichtung, an welcher das Bedienelement bewegbar gehalten ist, und mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer während der Bedienhandlung auf das

Bedienelement wirkenden Kraft. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Bedienvorrichtung.

Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Bedienvorrichtungen für

Kraftfahrzeuge. Derartige Bedienvorrichtungen sind in unterschiedlichen

Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Bedienvorrichtungen umfassen üblicherweise ein Bedienelement, welches zum Durchführen einer

Bedienhandlung betätigbar ist. Die Betätigung kann dabei beispielsweise mit zumindest einem Finger oder einem entsprechenden Eingabegerät erfolgen. Infolge der erfassten Bedienhandlung kann ein entsprechendes Steuersignal ausgegeben werden, mit dem eine der Bedienvorrichtung zugeordnete Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs angesteuert werden kann. Eine solche Funktionseinrichtung kann beispielsweise ein Informations- und Unterhaltungssystem, ein Navigationssystem, eine Klimaanlage oder dergleichen sein.

Darüber hinaus ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Bedienvorrichtungen zu verwenden, welche berührungsempfindliche Bedienelemente beziehungsweise

Bedienflächen aufweisen. So sind beispielsweise berührungsempfindliche Bildschirme beziehungsweise Touchscreens bekannt, die eine Erfassungseinrichtung aufweisen, mittels welcher eine Berührung einer Bedienfläche erfasst werden kann. Mit einer solchen Erfassungseinrichtung kann zusätzlich die Position, an welcher die Berührung der Bedienfläche erfolgt, bestimmt werden. In Abhängigkeit von der Position kann dann ein entsprechendes Steuersignal ausgegeben werden. Darüber hinaus ist es von Interesse neben der Position auch eine Kraft zu erfassen, mit der die Bedienhandlung durchgeführt wird. Somit kann die Bedienung einer Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs zusätzlich in Abhängigkeit von der Kraft, mit der die Bedienhandlung ausgeführt wird, angesteuert werden. Somit können zusätzliche Funktionen bereitgestellt werden. In diesem Zusammenhang beschreibt die EP 2 685 358 A1 eine druckempfindliche Eingabevorrichtung, welche eine Berührungsschicht und einen Rahmen aufweist, auf welcher die Berührungsschicht angeordnet ist. Zwischen dem Rahmen und der

Berührungsschicht sind Dehnmessstreifen angeordnet, welche eine Verformung der Berührungsschicht in unterschiedliche Richtungen erfassen können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einer Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug die auf ein Bedienelement ausgeübte Kraft einfacher und zuverlässiger erfasst werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bedienvorrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.

Eine erfindungsgemäße Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein

Bedienelement, welches zum Durchführen einer Bedienhandlung bewegbar ist. Darüber hinaus umfasst die Bedienvorrichtung eine Haltevorrichtung, an welcher das

Bedienelement bewegbar gehalten ist. Des Weiteren umfasst die Bedienvorrichtung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer während der Bedienhandlung auf das

Bedienelement wirkenden Kraft. Die Erfassungseinrichtung weist eine Spule und ein Bewegungselement auf, welches zumindest bereichsweise aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist. Dabei ist das Bewegungselement mit dem Bedienelement verbunden und bewegt sich während der Bedienhandlung relativ zu der Spule.

Die Bedienvorrichtung kann in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, beispielsweise in der Mittelkonsole oder dem Armaturenbrett, angeordnet sein. Die Bedienvorrichtung weist das Bedienelement auf, welches beispielsweise von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs oder einem weiteren Insassen des Kraftfahrzeugs bedient werden kann. Zum Durchführen der Bedienhandlung, bei der das Bedienelement bedient wird, kann der Fahrzeuginsasse beispielsweise mit zumindest einem Finger oder einem entsprechenden Eingabegerät auf das Bedienelement drücken. Der Fahrzeuginsasse beziehungsweise der Bediener übt also bei der Bedienhandlung eine Kraft auf das Bedienelement aus. Die

Bedienvorrichtung umfasst ferner die Halteeinrichtung, an welcher das Bedienelement bewegbar gelagert ist. Beispielsweise kann das Bedienelement derart an der

Halteeinrichtung gelagert sein, dass das Bedienelement bei der Bedienhandlung aus einer Ausgangsstellung heraus bewegt wird. Darüber hinaus umfasst die

Bedienvorrichtung die Erfassungseinrichtung, mittels welcher die während der

Bedienhandlung auf das Bedienelement wirkende beziehungsweise ausgeübte Kraft erfasst werden kann. Mit der Erfassungseinrichtung kann dann in Abhängigkeit von der Kraft ein entsprechendes Steuersignal ausgegeben werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Bedienvorrichtung eine Mehrzahl von Erfassungseinrichtungen aufweist.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung eine Spule aufweist. Zudem weist die Erfassungseinrichtung ein Bewegungselement auf, welches zumindest bereichsweise aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist. Bei dem Material kann es sich insbesondere um ein Metall handeln. Dabei ist das

Bewegungselement mechanisch mit dem Bedienelement verbunden. Bei der Bewegung des Bedienelements während der Bedienhandlung wird also das Bewegungselement mit bewegt. Die Spule ist derart angeordnet, dass das Bewegungselement bei der Bewegung des Bedienelements relativ zu der Spule bewegt wird. Die Spule ist also bezüglich des Bewegungselements feststehend angeordnet. Beispielsweise kann die Spule an der Halteeinrichtung oder einem mit der Halteeinrichtung verbundenen Element verbunden sein. Die Spule kann mit einem elektrischen Strom durchflössen sein, wodurch sich ein Magnetfeld ausbildet. Wenn das Bewegungselement, das das ferromagnetische Material umfasst, relativ zu dieser Spule bewegt wird, ändert sich eine Induktivität der Spule. Anhand der Änderung der Induktivität der Spule kann dann die Kraft, die auf das

Bedienelement wirkt, bestimmt werden. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Bedienvorrichtung eine Mehrzahl von Erfassungseinrichtung aufweist. Mit einer derartigen Erfassungseinrichtung, welche die Spule und das Bewegungselement aufweist, kann die auf das Bewegungselement wirkende Kraft einfach und zuverlässig bestimmt werden.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Erfassungseinrichtung eine

Auswerteschaltung auf, welche dazu ausgelegt ist, eine Änderung einer Induktivität der Spule während der Bedienhandlung zu erfassen und die Kraft anhand der erfassten Änderung der Induktivität zu bestimmen. Die Auswerteschaltung kann entsprechende Bauelemente aufweisen, die zusammen mit der Induktivität der Spule einen Schwingkreis ausbilden. Beispielsweise kann die Auswerteschaltung zumindest einen Kondensator aufweisen, welcher zusammen mit der Spule einen LC-Schwingkreis ausbildet. Wenn das Bewegungselement relativ zu der Spule bewegt wird, ändert sich die Induktivität der Spule. Dies kann dann mittels der Auswerteschaltung beispielsweise anhand der Änderung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises bestimmt werden. Anhand der erfassten Änderung der Induktivität kann dann die Kraft beispielsweise mit Hilfe einer entsprechenden Abbildungsvorschrift, Kennlinie oder Tabelle bestimmt werden. Die Auswerteschaltung kann zudem dazu ausgebildet sein, ein entsprechendes Steuersignal in Abhängigkeit von der erfassten Kraft auszugeben. Es kann auch vorgesehen sein, dass für unterschiedliche Kraftwerte unterschiedliche Steuersignale ausgesendet werden. Mit der Auswerteschaltung kann die auf das Bedienelement wirkende Kraft zuverlässig und präzise bestimmt werden.

In einer Ausgestaltung ist die Spule als Luftspule ausgebildet und das

Bewegungselement umfasst einen Stößel, welcher bei der Bewegung des

Bewegungselements zumindest bereichsweise innerhalb der Spule bewegt wird. Die Spule kann als Luftspule ausgebildet sein, die im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist. Der Stößel des Bewegungselements kann beispielsweise im

Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sein. Die Spule und das Bewegungselement können derart zueinander angeordnet sein, dass der Stößel bei der Bewegung des Bewegungselements in die Spule hinein bewegt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Stößel bei der Bewegung des Bewegungselements zumindest bereichsweise innerhalb der Spule bewegt wird. Somit kann auf einfache und kostengünstige Weise die Erfassungseinrichtung bereitgestellt werden.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Spule zumindest eine Planarspule , welche im Wesentlichen parallel zu dem Bedienelement angeordnet ist. Die Planarspule, die auch als Flachspule bezeichnet werden kann, kann beispielsweise auf einem entsprechenden Trägerelement, insbesondere einer Leiterplatte, angeordnet sein. In diesem Fall kann das Bewegungselement eine entsprechende Erhebung aufweisen, welche relativ zu der Planarspule bewegt wird. Beispielsweise kann sich das

Bewegungselement bei der Bewegung während der Bedienhandlung an die Planarspule annähern. Die Planarspule beziehungsweise die Leiterplatte, auf welcher die Planarspule angeordnet ist, sind im Wesentlichen parallel zu dem Bedienelement angeordnet.

Insbesondere ist eine Bedienfläche des Bedienelements im Wesentlichen parallel zu der Planarspule oder der Leiterplatte der Planarspule angeordnet. Auf diese Weise kann eine besonders Bauraum sparende Anordnung der Erfassungseinrichtung erreicht werden.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Spule eine Mehrzahl von Planarspulen, welche in mehreren Schichten eines Trägerelements parallel zueinander angeordnet sind. Die Spule kann mehrere Planarspulen beziehungsweise Einzelspulen umfassen, die parallel zueinander angeordnet sind. Dabei können die jeweiligen Planarspulen unterschiedlichen Schichten des Trägerelements zugeordnet sein. Bei dem

Trägerelement kann es sich insbesondere um eine mehrschichtige Leiterplatte handeln, wobei zumindest in einigen der Schichten eine Planarspule angeordnet ist. Die jeweiligen Planarspulen können derart ausgebildet sein, dass sich ihr Magnetfeld überlagert beziehungsweise verstärkt. Die jeweiligen Einzelspulen können beispielsweise

gleichsinnig von einem elektrischen Strom durchflössen sein. Das Bewegungselement kann einen Stößel und eine kappenförmiges Element umfassen. Das kappenförmige Element kann eine der Planarspulen zumindest bereichsweise umgeben. Auf einer dem Bewegungselement abgewandten Seite des Trägerelements kann ein Führungselement zum Führen des Magnetfelds der Spule angeordnet sein. Diese Führungselement kann beispielsweise durch eine Metallschicht gebildet sein. Das Führungselement kann dazu dienen, das Magnetfeld der Spule in Richtung des Bewegungselements zu führen. Durch dieses Führungselement und/oder das kappenförmige Element des Bewegungselements kann eine deutliche Beeinflussung des Magnetfelds der Spule bei der Bewegung des Bewegungselements erreicht werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Spule auf einem separaten Trägerelement angeordnet ist. Wie bereits erläutert, kann es sich bei dem Trägerelement um eine Leiterplatte beziehungsweise Platine handeln. Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Auswerteschaltung auf einer ersten Leiterplatte angeordnet ist und die Spule auf einer separaten, zweiten Leiterplatte angeordnet ist. Somit kann die Spule der Erfassungseinrichtung besonders Bauraum sparend innerhalb der Bedienvorrichtung angeordnet werden. Dies eignet sich insbesondere, wenn die Bedienvorrichtung eine Mehrzahl von Erfassungseinrichtungen aufweist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Bewegungselement einen Grundkörper umfasst, welcher zumindest bereichsweise mit dem ferromagnetischen Material beschichtet ist. Bei dem Grundkörper kann es sich beispielsweise um ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere einen Kunststoff, handeln. Dieser Grundkörper kann an seiner Außenfläche beziehungsweise an der der Spule zugewandten Fläche mit dem ferromagnetischen Material beschichtet sein. Bei dem ferromagnetischen Material kann es sich insbesondere um ein Metall handeln. Das Metall kann beispielsweise Kupfer, Aluminium, Chrom oder dergleichen sein. Wenn der Grundkörper beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt wird und nur die ferromagnetische Beschichtung auf diesen aufgebracht ist, kann das Bewegungselement besonders kostengünstig bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann Gewicht eingespart werden. Durch die geringe Masse des Bewegungselements weist das Bewegungselement bei der Bewegung eine geringe Trägheit auf. Damit kann die Kraft präzise und zuverlässig erfasst werden.

Das Bewegungselement kann auch vollständig aus dem ferromagnetischen Material gebildet sein. Das Bewegungselement kann beispielsweise eine Metallplatte sein. Das Bewegungselement kann auch einen Feder, beispielsweise eine Spiralfeder, sein, welche zumindest bereichsweise aus dem ferromagnetischen Material gefertigt ist. Wenn das Bewegungselement als Feder ausgebildet ist, weist es ein geringes Gewicht auf.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Bedienvorrichtung zumindest ein Federelement auf, welches zwischen dem Bedienelement und der Halteeinrichtung angeordnet ist und welches eine zu der Kraft entgegengesetzte Rückstellkraft auf das Bedienelement ausübt. Bei dem zumindest einen Federelement kann es sich beispielsweise um eine Spiralfeder handeln, die aus einem Draht gebildet ist. Bevorzugt ist das zumindest eine Federelement aber aus einem elastischen Material, beispielsweise Silikon, gebildet. Das Federelement kann in diesem Fall plattenförmig oder scheibenförmig ausgebildet sein und zwischen dem Bedienelement und der Halteeinrichtung angeordnet sein. Mit dem Federelement wird eine Federkraft bereitgestellt, welche zu der Kraft, die bei der Bedienhandlung auf das Bedienelement ausgeübt wird, entgegen gesetzt ist. Somit kann erreicht werden, dass das Bedienelement nach der Bedienhandlung wieder in seine Ausgangsposition zurück bewegt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Bedienelement einen

berührungsempfindlichen Bildschirm. Mit anderen Worten umfasst das Bedienelement einen Touchscreen beziehungsweise ist durch einen Touchscreen gebildet. Bei einem berührungsempfindlichen Bildschirm kann die Position einer Berührung bei der

Bedienhandlung erfasst werden. Mit Hilfe der Erfassungseinrichtung kann somit zudem die Kraft, die bei dieser Bedienhandlung auf das Bedienelement beziehungsweise den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, erfasst werden. Damit kann die Bedienung des berührungsempfindlichen Bildschirms erweitert werden. Hierbei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von der erfassten Kraft eine Anzeige auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm verändert wird.

In einer alternativen Ausführungsform ist das Bedienelement Teil eines Schalters oder eines Tasters oder eines Tastenfelds. Das Bedienelement kann beispielsweise einem Schalter, einem Taster oder einem Tastenfeld zugeordnet sein, das im Bereich des Armaturenbretts des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Bedienelement Teil eines berührungsempfindlichen Tastenfelds oder einer berührungsempfindlichen Fläche ist. Das Bedienelement kann auch Teil eines Touchpads sein oder als Touchpad ausgebildet sein. Beispielsweise kann mit dem Bedienelement eine Klimaanlage, ein Unterhaltungssystem, eine Beleuchtungseinrichtung oder dergleichen gesteuert werden. Auch hier können in Abhängigkeit von der Kraft, die auf das Bedienelement ausgeübt wird, unterschiedliche Steuersignale bereitgestellt werden, um die korrespondierende Funktionseinrichtung anzusteuern.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße

Bedienvorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung, welches eine Bedienvorrichtung aufweist; Fig. 2 die Bedienvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht, wobei die

Bedienvorrichtung ein Bedienelement und eine Erfassungseinrichtung aufweist;

Fig. 3 die Erfassungseinrichtung, welche eine Spule und ein Bewegungselement aufweist in einer Perspektivansicht;

Fig. 4 die Erfassungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer

Perspektivansicht; und

Fig. 5 eine Erfassungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer geschnittenen Seitenansicht.

In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen

Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen Innenraum 2, in welchem eine

Bedienvorrichtung 3 angeordnet ist. Die Bedienvorrichtung 3 umfasst ein Bedienelement 4, welches von einem Insassen des Kraftfahrzeugs 1 bedient werden kann. Dabei kann die Bedienvorrichtung 3 derart in dem Innenraum 2 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein, dass das Bedienelement 4 dem Insassen des Kraftfahrzeugs 1 zugewandt ist.

Mit der Bedienvorrichtung 3 kann die Bedienhandlung in Form der Betätigung des Bedienelements 4 erfasst werden. Darüber hinaus umfasst die Bedienvorrichtung 3 eine Erfassungseinrichtung 5, mittels welcher eine auf das Bedienelement 4 während der Bedienhandlung ausgeübte Kraft F erfasst werden kann. In Abhängigkeit von der erfassten Bedienhandlung und der erfassten Kraft F kann dann ein entsprechendes Steuersignal ausgegeben werden. Mit diesem Steuersignal kann eine

Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs 1 angesteuert werden. Bei der

Funktionseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Klimaanlage, ein

Navigationssystem, ein Informations- und Unterhaltungssystem oder dergleichen handeln. Fig. 2 zeigt die Bedienvorrichtung 3 in einer geschnittenen Perspektivansicht. Hierbei ist das Bedienelement 4 zu erkennen, das vorliegend als berührungsempfindlicher

Bildschirm ausgebildet ist. Der berührungsempfindliche Bildschirm beziehungsweise das Bedienelement 4 weist eine Bedienfläche 5 auf, an welcher durch zumindest einen Finger oder ein entsprechendes Eingabegerät eine Bedienhandlung durchgeführt werden kann. Auf der der Bedienfläche 5 gegenüberliegenden Seite des Bedienelements 4 ist eine Trägerplatte 6 angeordnet, die wiederum mit einer Stützstruktur 7 verbunden ist.

Die Bedienvorrichtung 3 umfasst ferner eine Halteeinrichtung 8, an welcher das

Bedienelement 4 über die Halteplatte 6 und die Stützstruktur 7 gehalten ist. Dabei ist das Bedienelement 4 beweglich an der Halteeinrichtung 8 gehalten. Wenn während der Bedienhandlung die Kraft F auf das Bedienelement 4 beziehungsweise die Bedienfläche 5 ausgeübt wird, kann das Bedienelement 4 von der hier gezeigten Ausgangsstellung in Richtung der Kraft F bewegt werden.

Des Weiteren umfasst die Bedienvorrichtung 3 eine Mehrzahl von

Erfassungseinrichtungen 9. Vorliegend sind zwei Erfassungseinrichtungen 9 zu erkennen. Jede der Erfassungseinrichtungen 9 umfasst ein Bewegungselement 10, welches mit dem Bedienelement 4 verbunden ist. Bei der Bewegung des Bedienelements 4 werden auch die Bewegungselemente 10 bewegt. Die jeweiligen Bewegungselemente 10 sind zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material gefertigt. Die

Bewegungselemente 10 weisen vorliegend einen Stößel 1 1 auf. Das Bewegungselement 10 kann dabei vollständig aus einem Metall gebildet sein. Darüber hinaus umfassen die Erfassungseinrichtungen 9 jeweils eine Spule 12, die vorliegend als Luftspule 13 ausgebildet ist. Bei der Bewegung des Bedienelements 4 während der Bedieneingabe wird der Stößel 1 1 in die Spule 12 hinein bewegt. Die Spule 12 wird mit einem

elektrischen Strom durchflössen, wodurch ein Magnetfeld ausgebildet wird. Bei der Relativbewegung des ferromagnetischen Bewegungselements 10 relativ zu der Spule 12 verändert sich die Induktivität der Spule 12.

Die Bedienvorrichtung 3 kann eine hier nicht dargestellte Auswerteschaltung aufweisen, mittels welcher die Veränderung der Induktivität der Spule 12 erfasst werden kann. Die Auswerteschaltung kann beispielsweise dazu dienen, die Veränderung einer

Resonanzfrequenz eines Schwingkreises, die durch die Veränderung der Induktivität bewirkt wird, zu erfassen. Anhand der Änderung der Induktivität kann mittels der

Auswerteschaltung dann die Kraft F bestimmt werden, die auf das Bedienelement 4 wirkt. Fig. 3 zeigt die Erfassungseinrichtung 9 gemäß Fig. 2 in einer Detailansicht. Hierbei ist der Stößel 1 1 des Bewegungselements 10 zu erkennen, welcher innerhalb der Spule 12 angeordnet ist. Darüber hinaus ist in Fig. 3 zu erkennen, dass zwischen der

Halteeinrichtung 8 und der Trägerstruktur 7 zumindest ein Federelement 14 angeordnet ist. Vorliegend sind zwei übereinander angeordnete Federelemente 14 zwischen der Halteeinrichtung 8 und der Trägerstruktur 7 angeordnet. Die Federelemente 14 sind vorliegend durch scheibenförmige Elemente bereitgestellt, die aus einem elastischen Material, insbesondere Silikon, gefertigt sind. Somit ist das Bedienelement 4 hier federnd zu der Halteeinrichtung 8 gelagert. In der vorliegenden Ansicht sind nur zwei

Federelemente 14 zu erkennen. Bevorzugt sind weitere Federelemente 14 vorgesehen, die zwischen der Halteeinrichtung 8 und der Trägerstruktur 7 angeordnet sind. Mit den Federelementen 14 wird eine Federkraft bereitgestellt, welche zu der Kraft F entgegen gerichtet ist. Somit wird eine Rückstellkraft bereitgestellt, durch welche das

Bedienelement 4 nach dem Auslenken während der Bedienhandlung wieder in die Ausgangslage gebracht werden kann.

Fig. 4 zeigt die Bedienvorrichtung 3 in einer weiteren Ausführungsform. Hierbei weist die Erfassungseinrichtung 9 ein Bewegungselement 10 auf, das im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist. Das Bewegungselement 10 kann in diesem Fall einen hier nicht dargestellten Grundkörper aufweisen, der beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet ist. Auf diesen Kunststoffgrundkörper kann eine Beschichtung 17 aufgebracht sein, die aus dem ferromagnetischen Material, insbesondere einem Metall, gebildet ist. Darüber hinaus umfasst die Spule 12 bei der vorliegenden Erfassungseinrichtung 9 eine Planarspule 15 beziehungsweise eine Flachspule. Diese Planarspule 15 ist auf einem entsprechenden Trägerelement 16 angeordnet. Das Trägerelement 16 ist vorliegend durch eine Leiterplatte gebildet. Dieses Trägerelement 16 beziehungsweise die

Leiterplatte kann separat zu einer Leiterplatte der Auswerteschaltung ausgebildet sein. Das Trägerelement 16 beziehungsweise die Planarspule 15 ist vorliegend im

Wesentlichen parallel zu dem Bedienelement 4 beziehungsweise der Bedienfläche 5 angeordnet. Somit kann eine besonders Bauraum sparende Anordnung erreicht werden.

Bei der Bedienhandlung wird auch hier das Bewegungselement 10 zusammen mit dem Bedienelement 4 bewegt. Infolge der Bewegung des Bewegungselements 10, das die ferromagnetische Beschichtung 17 aufweist, ändert sich die Induktivität der Spule 12 beziehungsweise der Planarspule 15. Analog zu der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 kann auch hier anhand der Änderung der Induktivität die Kraft F bestimmt werden. Fig. 5 zeigt eine Erfassungseinrichtung 9 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer geschnittenen Seitenansicht. Hier weist die Spule 12 eine Mehrzahl von Planarspulen 15 auf. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Spule 12 drei Planarspulen 15. Das Trägerelement 16 ist als mehrschichtige, vorliegend als vierschichtige, Leiterplatte ausgebildet. In drei Schichten der Leiterplatte sind die Planarspulen 15 angeordnet. Die Planarspulen 15 sind derart ausgebildet, dass sich in die jeweiligen Magnetfelder der Planarspulen 15 überlagern beziehungsweise verstärken. Auf der vierten Schicht der Leiterplatte, welche einer Rückseite 19 des Trägerelements 16 beziehungsweise der Leiterplatte zugeordnet ist, ist ein Führungselement 18 angeordnet. Dieses

Führungselement 18, welches beispielsweise durch eine Metallschicht bereitgestellt ist, dient zum Führen des Magnetfelds der Spule 12 in Richtung des Bewegungselements 10.

Das Bewegungselement 10, welches relativ zu der Spule 12 bewegt werden kann, umfasst einen Stößel 20, der beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet sein kann. Ferner umfasst das Bewegungselement 10 ein kappenförmiges Element 21 . Diese kappenförmige Element 21 kann aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere einem Metall, gebildet sein. Das kappenförmige Element 21 weist im Wesentlichen die Form einer Halbkugelschale auf und umgibt die Spule 12 beziehungsweise die oberste Planarspule 15 zumindest bereichsweise. Auf diese Weise kann das Magnetfeld der Spule 12 bei der Bewegung des Bewegungselements 10 deutlich beeinflusst werden. Damit kann insgesamt eine hohe Empfindlichkeit erreicht werden.