Bedienelement für eine Fahrzeugkomponente und Modul mit mehreren solchen

Bedienelementen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bedienelement für eine Fahrzeugkomponente. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Modul mit mehreren solchen Bedienelementen.

Die steigende Anzahl unterschiedlicher Funktionen und Komponenten im Fahrzeug sowie deren immer weiter zunehmende Komplexität hat zu einer Vielzahl von Bedienelementen geführt. Neben neuen Bedienkonzepten, wie beispielsweise Sprach- oder

Gestensteuerungen, kommen weiterhin mechanische Bedienelemente in Form von

Bedienknöpfen, Tasten und Schalter zum Einsatz.

Die Vielzahl unterschiedlicher Beschriftungen für unterschiedliche Fahrzeugfunktionen und - komponenten sowie die unterschiedlichen Designs der verschiedenen Fahrzeughersteller und -modelle resultiert hierbei, selbst bei gleichem mechanischen Design und

Abmessungen, zu einer große Anzahl von Varianten dieser mechanischen Bedienelemente, was u.a. zusätzlichen Aufwand bei der Produktion und Lagerhaltung verursacht. Weiterhin nimmt, zumindest bei einer Bedienung der Vielzahl an Fahrzeugfunktionen und - komponenten ausschließlich oder überwiegend durch mechanische Bedienelemente, deren Anzahl weiterhin zu. Dieses ist neben der Funktionsvielfalt insbesondere auch der Fall, weil zur Sicherstellung von Bedienkomfort und Bediensicherheit eine Taste typischerweise nur eine, nämlich die auf ihr wiedergegebene, Funktion hat und ein Teil der Tasten nur unter bestimmten Bedingungen anwendbar ist, wie beispielsweise das Ein- / Ausschalten eines Tempomaten nur während der Fahrt oder das Ein- / Ausschalten der Handbremse nur bei Stillstand des Fahrzeugs. Ebenso kann eine Verwendung einer Vielzahl mechanischer Bedienelemente störend beim Design des Fahrzeuginteriors sein bzw. dieses

verkomplizieren.

Um die Anzahl mechanischer Bedienelemente zu reduzieren, können diese so ausgestaltet sein, dass ihnen durch eine Umprogrammierung mehrere unterschiedliche Funktionen zugewiesen werden können. So offenbart die GB 2481597 A ein programmierbares Anzeigesystem, das im Inneren eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Rettungsfahrzeugs, vorgesehen ist und eine Benutzersteuerung von Systemen des Fahrzeugs ermöglicht. Das beschriebene Gerät hat mechanische Tasten, die jeweils ein OLED-Anzeigefeld zum Anzeigen der einer Taste zugewiesenen Funktion mittels eines Bildes oder Symbols aufweisen. Die Funktionalität der Tasten und der angezeigten Bilder bzw. Symbole ist programmierbar, so dass bei einer geänderten Funktionalität einer Taste ein anderes Bild oder Symbol angezeigt werden kann.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Bedienelement für eine Komponente eines Fahrzeugs mit demgegenüber verbessertem Bedienkomfort bzw. verbesserter Bediensicherheit, sowie ein Modul mit mehreren solchen Bedienelementen zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Modul gemäß Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Bedienelement für eine Fahrzeugkomponente weist eine

Betätigungseinheit zum Erzeugen eines elektrischen Steuersignals für die

Fahrzeugkomponente und eine elektronische Anzeigeeinheit zum Darstellen einer dem Bedienelement zugeordneten Anzeige auf. Weiterhin ist ein Stellglied zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung an einen Fahrzeugnutzer in Reaktion auf eine Betätigung der Betätigungseinheit vorgesehen.

Durch die haptische Rückmeldung wird die Interaktion zwischen Fahrzeugnutzer und

Fahrzeug verbessert. So kann eine Rückmeldung an den Fahrzeugnutzer selbst dann gegeben werden, wenn die elektronische Anzeigeeinheit nicht einsehbar ist, beispielsweise weil sie durch einen Finger des Fahrzeugnutzers verdeckt wird. Vielmehr kann die

Rückmeldung ohne eine Veränderung der dem Bedienelement zugeordneten Anzeige erfolgen. Wird die Betätigungseinheit durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigt, senkt dieses die Fahrerablenkung und erhöht damit die Fahrsicherheit, da der Fahrer wegen der

Wahrnehmung der haptische Rückmeldung seinen Blick nicht von der Straße nehmen muss.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Bedienelement derart programmierbar, dass je nach der dem Bedienelement zugeordneten Funktion unterschiedliche Anzeigen auf der elektronischen Anzeigeeinheit dargestellt und/oder unterschiedliche haptischen

Rückmeldungen erzeugt werden können.

Vorzugsweise wird hierbei in Reaktion auf eine Betätigung der Betätigungseinheit das Bedienelement derart umprogrammiert, dass eine von der ersten Anzeige verschiedene zweite Anzeige auf der elektronischen Anzeigeeinheit dargestellt und/oder eine von der ersten haptischen Rückmeldung verschiedene zweite haptische Rückmeldung erzeugt wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die elektronische Anzeigeeinheit als OLED-, MicroLED oder LCD-Display ausgestaltet.

Vorzugsweise wird auf der elektronischen Anzeigeeinheit ein Bildsymbol dargestellt, das eine dem Bedienelement zugeordnete Funktion wiedergibt.

Weiterhin ist vorteilhafterweise das Stellglied zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung als Piezoaktuator, Vibrationsmotor oder ein anderes mechanisch verformbares Element ausgestaltet.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Betätigungseinheit einen Kraftsensor oder Annäherungssensor zur Erfassung der Betätigung durch den Fahrzeugnutzer auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die elektronische Anzeigeeinheit als berührungsempfindlicher Bildschirm ausgestaltet, wobei die Betätigung durch den Fahrzeugnutzer mittels einer Berührung des berührungsempfindlichen Bildschirms erfolgt.

Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Betätigungseinheit als mechanischer Druckknopf ausgestaltet ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Modul für ein Fahrzeug mit mehreren

erfindungsgemäßen Bedienelementen. Ein solches Modul hat unter anderem den Vorteil, dass mehrere Bedienelemente in einem Arbeitsschritt gemeinsam bzw. gleichzeitig eingebaut werden können, was die Montage vereinfacht und die Montagezeit verringert.

Vorteilhafterweise weisen die einzelnen Bedienelemente jeweils ein separates

Bedienelementgehäuse auf, wobei die Bedienelementgehäuse voneinander separiert in einem gemeinsamen Modulgehäuse angeordnet sind.

Schließlich ist vorteilhafterweise eine Steuereinheit vorgesehen mittels der die mehreren Bedienelemente separat angesteuert werden können und welches das elektrische

Steuersignal erzeugt.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich. Fig. 1 zeigt eine Frontansicht (a) und Rückansicht (b) eines erfindungsgemäßen Bedienelements;

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Modul am Beispiel von sechs Bedienelementen in einer 2 x 3 Anordnung mit zugehörigem Modulgehäuse;

Fig. 3 zeigt schematisch einen seitlichen Querschnitt durch Modul aus Figur 2;

Fig. 4 zeigt schematisch das im Innenraum eines Fahrzeugs verbautes Modul aus Figur

2;

Fig. 5 zeigt schematisch für ein erstes Anwendungsbeispiel die Veränderung der

unterschiedlichen Anzeigen auf den elektronischen Anzeigeeinheiten der Bedienelemente; und

Fig. 6 zeigt schematisch für ein zweites Anwendungsbeispiel die Veränderung der unterschiedlichen Anzeigen auf den elektronischen Anzeigeeinheiten der Bedienelemente.

Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements 1. Auf der Vorderseite des Bedienelements 1 ist eine elektronische Anzeigeeinheit angeordnet, wie in der Figur 1a dargestellt. Die elektronische Anzeigeeinheit kann hierbei insbesondere als MicroLED-, OLED- oder LCD-Display ausgestaltet sein, ebenso sind aber auch andere Displaytypen geeignet, die eine geringe Einbautiefe haben. Vorzugsweise ermöglicht die elektronische Anzeigeeinheit eine RGB-Farbanzeige, eine monochrome Anzeige ist aber ebenso denkbar. Weiterhin hat die Anzeige eine ausreichende Anzahl an Bildpunkten, z.B.

64 x 64 oder 96 x 64 Pixel, um unterschiedliche Symbole gut erkennbar darstellen zu können. Für die Darstellung verschiedener Symbole, gleichzeitig auf mehreren

Bedienelementen oder nacheinander auf dem gleichen Bedienelement, kann die Anzeige auf der elektronischen Anzeigeeinheit frei programmiert werden. Die einzelnen Komponenten des Bedienelements 1 sind in einem Gehäuse 3 angeordnet, dass an der Außenseite Führungen 4 zur spielfreien Befestigung in einem weiter unten beschriebenen Modulgehäuse aufweist. Ebenso können für die Fixierung des Bedienelements 1 aber auch andere

Befestigungselemente vorgesehen sein.

Figur 1 b zeigt eine Rückansicht des erfindungsgemäßen Bedienelements. Als Stellglied zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung ist ein Piezoaktuator 5 vorgesehen, wobei die Ausgestaltung der haptischen Rückmeldung beispielsweise bzgl. Stärke, Dauer und

Frequenz ebenfalls frei programmierbar sein kann. Der Piezoaktuator 5 kann aus mehreren Piezoplatten bestehen um so einerseits mit relativ niedrigen Betriebsspannungen betrieben werden zu können und die Ausdehnung bei Anlegen der Betriebsspannung zu vergrößern. Zusätzlich kann die Ausdehnung bzw. Kontraktion durch eine Hebelwirkung weiter verstärkt werden. Weiterhin kann in dem Piezoaktuator 5 auch eine Sensorfunktionalität zur Erfassung der Betätigung durch den Nutzer integriert sein. Für die elektrische Kontaktierung des Bedienelements sind elektrische Kontakte 6 vorgesehen. Schließlich sorgen Stifte 7 in den Ecken der Rückseite zum weiteren Zentrieren und Führen in dem Modulgehäuse.

Das erfindungsgemäße Bedienelement ermöglicht damit einerseits das dargestellte Symbol bzw. Bild, aber auch dessen Farbgestaltung und Helligkeit entsprechend dem

Fahrzeugmodell, dem ausgewählten Menü und/oder dem Zustand der Auswahl zu wählen. Ebenso kann auch die haptische Rückmeldung bzw. die taktile Wahrnehmung für den Nutzer beispielsweise abhängig von der Funktion des jeweiligen Bedienelements erfolgen.

Insbesondere kann hierbei in Reaktion auf eine Betätigung einer Betätigungseinheit des Bedienelements die Anzeige und/oder haptische Rückmeldung durch eine

Umprogrammierung angepasst werden.

Ferner weist das Bedienelement eine Betätigungseinheit auf, die bei Betätigung des

Bedienelements durch den Nutzer zum Erzeugen eines elektrischen Steuersignals für die bediente Fahrzeugkomponente bzw. -funktion führt, das dann zur weiteren Verarbeitung zunächst einer Steuereinheit zugeführt werden kann.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform kann die Betätigungseinheit als

mechanischer Druckknopf bzw. Druckschalter ausgestaltet sein, aber auch eine

Ausgestaltung in Form anderer mechanische Schalter ist möglich. Ebenso kann die elektronische Anzeigeeinheit als berührungsempfindlicher Bildschirm, sogenannter

Touchscreen, ausgestaltet sein und die Betätigung durch den Fahrzeugnutzer mittels einer Berührung des berührungsempfindlichen Bildschirms erfolgen. Weiterhin dann die Betätigung durch den Fahrzeugnutzer beispielsweise auch durch einen integrierten

Kraftsensor oder Annäherungssensor erfasst werden. Je nach Ausgestaltung der

Betätigungseinheit sind hierbei verschiedene Bedienformen möglich. So ist es beispielsweise bei Verwendung eines Kraftsensors möglich durch stärkeres Drücken auf den Druckknopf Doppelklicks zu emulieren und eine erkannte Betätigung durch eine Vibration zu bestätigen. Weiterhin kann vorgesehen sein, das Stellglied erst auf eine detektierte Betätigung der Betätigungseinheit durch den Fahrzeugnutzer zu aktivieren.

Das erfindungsgemäße Bedienelement kann einzeln im Fahrzeug verbaut werden.

Insbesondere können aber mehrere Bedienelemente zusammengefasst werden und dann ggfs auch abhängig vom ausgewählten Menü und / oder der aktuellen Situation eine zusammengehörende Benutzeroberfläche darstellen. Hierbei sind die einzelnen

Bedienelemente dennoch physisch getrennt, wobei jedes Bedienelement jeweils nur eine Funktion trägt. Dieses erleichtert dem Fahrzeugnutzer die Bedienung, da er wie gewohnt einen einzelnen Druckknopf zum Ausführen einer bestimmten Funktion drückt, so dass dieses ggfs auch möglich ist ohne den jeweiligen Druckknopf zu betrachten.

Ein Modul 8 von sechs Bedienelementen in einer 2 x 3 Anordnung mit zugehörigem

Modulgehäuse 9 ist in Figur 2 gezeigt. Jede der Bedienelemente kann separat programmiert und angesteuert werden. Daher können die Bedienelemente grundsätzlich in beliebiger Anordnung und Anzahl zusammengefasst werden. So ist eine matrixförmige Anordnung mit einem oder mehreren Bedienelementen nebeneinander und einem oder mehreren

Bedienelementen übereinander häufig zweckmäßig, statt einer solchen rechteckigen Anordnung kann aber je nach Verbauort im Fahrzeug auch eine andersförmige Anordnung sinnvoll sein. Ebenso ist die Anzahl der Bedienelemente abhängig vom verfügbaren Raum am Verbauort und muss auch auf die Leistungsfähigkeit der Steuereinheit abgestimmt sein.

Die einzelnen Bedienelemente des Moduls werden in einem Modulgehäuse 9 angeordnet, das Schienen 10 aufweist, die so auf die an der Außenseite der Bedienelementgehäuse befindlichen Führungen Zusammenwirken, dass eine spielfreie Befestigung erfolgt. Weiterhin weist das Modulgehäuse an der Rückseite Bohrungen für Kabel, Stecker oder

Anschlussklemmen auf.

Ferner sind, wie in dem in Figur 3 dargestellten seitlichen Querschnitt durch das Modul und Modulgehäuse gezeigt, an dem Modulgehäuse 9 an der Außenseite Befestigungselemente 11 wie beispielsweise Rastelemente, die in entsprechende Aussparrungen der

Fahrzeuginnenverkleidung einrasten können, vorgesehen. Ein hebelförmige Ausgestaltung 12 hinter dem jeweiligen Piezoaktuator 5 ermöglicht eine Verstärkung der durch den

Piezoaktuator erzeugten haptischen Rückmeldung. Weiterhin ist ein Kraftsensor 13 vorgesehen, der den durch den Fahrzeugnutzer auf das jeweilige Bedienelement

ausgeübten Druck erfasst.

Figur 4 zeigt schematisch wie ein solches Modul im Innenraum eines Fahrzeugs,

vorzugsweise in einem Bereich, der von dem Fahrzeugnutzer gut erreichbar ist, wie beispielsweise im Bereich der Mittelkonsole, verbaut werden kann. Hinter dem Modul ist eine Steuereinheit 14 angedeutet, die die einzelnen Bedienelemente des Moduls ansteuert.

Ein erstes Anwendungsbeispiel für ein Modul mit sechs Bedienelementen in einer 2 x 3 Anordnung ist in Figur 5 schematisch dargestellt. Auf jedem der Bedienelemente wird im linken Menü ein anderes Symbol gezeigt. So kann durch Betätigung des Bedienelements 15, auf welchem ein Uhrsymbol dargestellt wird, die Uhr eingestellt werden. Wenn eine solche Betätigung durch den Fahrzeugnutzer erfolgt, so ändern sich die Darstellungen auf den Bedienelementen und es werden nun verschiedene Symbole, die Funktionen zur Einstellung der Uhrfunktion wiederspiegeln, angezeigt.

Drückt der den Fahrzeugnutzer nun das Bedienelement 16, welches ein„+“-Symbol anzeigt, so wird die Uhrzeit erhöht. Gleichzeitig wird durch den Piezoaktuator des Bedienelements 16 eine haptische Rückmeldung an den Fahrzeugnutzer ausgegeben die allmählich stärker wird. Ebenso kann die Uhrzeit zurückgestellt werden indem das Bedienelement 17, welches ein„-“-Symbol trägt, gedrückt wird, wobei dann die haptische Rückmeldung an den

Fahrzeugnutzer allmählich schwächer wird. Der Einstellvorgang kann dann durch Drücken des Bedienelements 18 abgeschlossen werden. Zur Bestätigung kann durch den

Piezoaktuator des Bedienelements 18 diese Taste zum Vibrieren gebracht werden. Da nun die Funktionen zur Einstellung der Uhrfunktion nicht weiter benötigt werden, werden im Anschluss darauf auf den Bedienelementen wieder die ursprünglich dargestellten Symbole angezeigt.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist in Figur 6 dargestellt. Hierbei wird zunächst wieder in Form eines Menüs auf jedem der Bedienelemente ein anderes Symbol gezeigt, in diesem Fall bezogen auf Licht- Scheibenwischer- und Belüftungseinstellungen. Ohne das eine Betätigung eines der Bedienelemente durch den Fahrzeugnutzer erfolgt, wird bei einem Unfall die Funktion der Bedienelemente und Darstellungen auf den Bedienelementen geändert. Hierbei kann der Unfall des Fahrzeugs beispielsweise über das Auslösen eines Airbags detektiert werden. In diesem Fall werden entsprechende Darstellungen wie Achtungszeichen oder ein SOS-Schriftzug auf den Displays sämtlicher Bedienelemente dargestellt so dass der Fahrzeugnutzer mit einer beliebigen dieser Bedienelemente einen Notfall-Modus auslösen kann und beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung einen Notruf absetzen kann. Auf diese Bedienelemente hat der Fahrzeugnutzer einen besseren und schnelleren Zugang im Vergleich zu einer herkömmlichen Notfall- oder SOS-Taste, die ggfs nicht so gut zu erreichen und wegen der sehr seltenen Nutzung in einer Unfallsituation nicht gleich auffindbar sind.

Die verschiedenen Funktionalitäten, Darstellungen und Formen der haptischen

Rückkopplung der Bedienelemente kann werkseitig bereits vor Auslieferung des Fahrzeugs programmiert werden. Es ist aber auch möglich, neue Funktionen für die Bedienelemente mittels eines Software-Updates beispielsweise über ein Mobilfunknetz in das Fahrzeug zu laden. Ebenso kann vorgesehen werden, Funktionen vorzusehen, die nur bei bestimmten geografischen Positionen des Fahrzeugs verfügbar sind, beispielsweise um das Öffnen des Kofferraums des Fahrzeugs nur zu Hause zu ermöglichen.

Bezugszeichenliste

Bedienelement für eine Fahrzeugkomponente

elektronische Anzeigeeinheit

Bedienelementgehäuse

Führungen am Bedienelementgehäuse

Stellglied

elektrische Kontakte

Stifte

Modul mit sechs Bedienelementen in einer 2 x 3 Anordnung Modulgehäuse

Führungen am Modulgehäuse

Befestigungselemente

Hebel

Kraftsensor

Steuereinheit

Bedienelement zur Anwahl der Uhrfunktionen

- 18 Bedienelemente zur Einstellung von Uhrfunktionen