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DE102018202372A1 - Operating device with a knob and motor vehicle and method for operating the operating device - Google Patents

Operating device with a knob and motor vehicle and method for operating the operating device Download PDF

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DE102018202372A1
DE102018202372A1 DE102018202372.7A DE102018202372A DE102018202372A1 DE 102018202372 A1 DE102018202372 A1 DE 102018202372A1 DE 102018202372 A DE102018202372 A DE 102018202372A DE 102018202372 A1 DE102018202372 A1 DE 102018202372A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
knob
operating device
finger
lateral surface
sliding movement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018202372.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Ulrich Müller
Tobias Spielmannleitner
Daniel Lottes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
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Publication of DE102018202372A1 publication Critical patent/DE102018202372A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung (10) mit einem Knauf (15), der bezüglich einer angrenzenden Umgebungsfläche (17) drehfest ausgestaltet ist, wobei der Knauf (15) eine Berührungssensorik (18) aufweist, die dazu eingerichtet ist, bei zumindest einem an einer äußeren Mantelfläche (16) des Knaufs (15) in einer Gleitbewegung (30) entlang gleitenden Finger (27) eines Benutzers (25) eine aktuelle Berührposition (20) zu erfassen, und wobei eine Steuereinrichtung (S) dazu eingerichtet ist, anhand der Berührposition (20) und/oder anhand eines zeitlichen Verlaufs der Berührposition (20) einen Parameterwert (12) einzustellen. Die Erfindung sieht vor, dass der Knauf (15) eine elektrische Rückmeldeeinrichtung (21) aufweist, die dazu eingerichtet ist, an der Mantelfläche (16) ein elektrisches Feld (23) zu erzeugen, welches eine Haut (28) des zumindest einen Fingers (27) elektrostatisch auflädt und damit zur Mantelfläche (16) hin zieht, wodurch sich bei dem zumindest einen Finger (27) während der Gleitbewegung (30) der Effekt der Elektroadhäsion und/oder der Elektrovibration ergibt.The invention relates to an operating device (10) with a knob (15), which is configured rotatably with respect to an adjacent surrounding surface (17), wherein the knob (15) has a touch sensor (18) which is adapted to at least one of a outer peripheral surface (16) of the knob (15) in a sliding movement (30) along sliding fingers (27) of a user (25) to detect a current touch position (20), and wherein a control device (S) is adapted to the touch position (20) and / or to adjust a parameter value (12) based on a time profile of the touch position (20). The invention provides that the knob (15) has an electrical feedback device (21) which is adapted to generate on the lateral surface (16) an electric field (23), which comprises a skin (28) of the at least one finger ( 27) electrostatically charges and thus to the lateral surface (16) pulls, resulting in the at least one finger (27) during the sliding movement (30) results in the effect of the electro-adhesion and / or the electrical vibration.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung mit einem zylindrischen Knauf, der wie ein Drehsteller bedient werden kann, hierbei aber drehfest bezüglich einer angrenzenden Umgebungsfläche angeordnet ist. Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben der Bedienvorrichtung. Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung.The invention relates to an operating device with a cylindrical knob, which can be operated as a turntable, but in this case is arranged rotationally fixed with respect to an adjacent surrounding area. The invention also includes a method for operating the operating device. Finally, the invention also includes a motor vehicle with the operating device according to the invention.

Eine Bedienvorrichtung der genannten Art ist aus der DE 10 2007 017 205 A1 bekannt. Darin ist beschrieben, dass eine Bedieneinheit einer Fahrzeugkomponente einen zylindrischen Knauf aufweisen kann, der bezüglich einer angrenzenden Umgebungsfläche drehfest angeordnet ist. Bedient ein Benutzer diesen Knauf wie einen Drehsteller, indem er mit seinen Fingern um die Mantelfläche des Knaufs fasst und seine Hand dreht, so gleiten seine Finger entlang der Mantelfläche. Obwohl sich der Knauf dabei nicht mit dreht, wird dem Benutzer der taktile Eindruck von Rasten eines Drehknaufs vermittelt, indem ein mechanischer Klopfer von innen periodisch gegen den Knauf schlägt und somit Rast- oder Klickgeräusche und an der Haut des Fingers spürbare Impulse erzeugt. Nachteilig bei dieser Bedienvorrichtung ist allerdings, dass mechanisch bewegte Teile benötigt werden, die verschleißen können und Fehleranfällig sind.An operating device of the type mentioned is from the DE 10 2007 017 205 A1 known. It is described that an operating unit of a vehicle component may have a cylindrical knob which is arranged rotationally fixed with respect to an adjacent surrounding area. If a user manipulates this knob like a turntable by grasping with his fingers around the surface of the knob and turning his hand, his fingers slide along the surface of the shell. Although the knob does not rotate with it, the user is given the tactile impression of detents of a rotary knob by a mechanical knocking from the inside periodically beating against the knob and thus generates clicks or clicks and noticeable on the skin of the finger impulses. A disadvantage of this operating device, however, is that mechanically moving parts are needed that can wear out and are prone to errors.

Aus der DE 10 2009 002 625 A1 ist bekannt, dass ein Haushaltsgerät, wie beispielsweise einen Waschmaschine, einen zylindrischen Knauf aufweisen kann, der Sensorelektroden aufweist, mittels welchen kapazitiv eine Gleitbewegung eines an dem Knauf entlang gleitenden Fingers erfasst werden kann.From the DE 10 2009 002 625 A1 It is known that a household appliance such as a washing machine may have a cylindrical knob having sensor electrodes by means of which capacitive sliding movement of a finger sliding along the knob can be detected.

Aus der DE 10 2014 115 284 A1 ist ein Haushaltsgerät bekannt, bei welchem an einem zylindrischen Bedienelement ein Bewegungsmuster eines Fingers erfasst werden kann, um in Abhängigkeit von dem erkannten Bewegungsmuster ein Bedienmenü zu steuern.From the DE 10 2014 115 284 A1 a domestic appliance is known in which a movement pattern of a finger can be detected on a cylindrical operating element in order to control an operating menu in dependence on the detected movement pattern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bedienvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu bilden, dass sie mechanisch verschleißfrei betrieben werden kann.The invention has for its object to further develop an operating device of the type mentioned in that they can be operated mechanically wear.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are described by the dependent claims, the following description and the figures.

Durch die Erfindung ist eine Bedienvorrichtung mit einem Knauf bereitgestellt, der bezüglich einer angrenzenden Umgebungsfläche drehfest ausgestaltet ist. Die Bedienvorrichtung kann durch den Knauf wie ein Drehsteller ausgestaltet sein, wobei jedoch der Drehsteller bezüglich der angrenzenden Umgebungsfläche drehfest ist. Dieser Knauf des Drehstellers weist stattdessen eine Berührungssensorik und/oder Näherungssensorik auf, die dazu eingerichtet ist, bei zumindest einem an einer äußeren Mantelfläche des Knaufs mit einer Gleitbewegung entlang gleitenden Finger eines Benutzers eine aktuelle Berührposition zu erfassen. Mit anderen Worten kann also ein Benutzer mit zumindest einem Finger an der Mantelfläche des Knaufs entlang gleiten und damit also selbst eine Drehbewegung ausführen, wie er sie auch bei einem Drehsteller ausführen würde, ohne dass sich aber der Knauf mit dreht. Eine Steuereinrichtung der Bedienvorrichtung ist dazu eingerichtet, anhand der Berührposition und/oder anhand eines zeitlichen Verlaufs der Berührposition einen mittels des Knaufs einzustellenden Parameterwert einzustellen. Mit anderen Worten wird also anhand der Berührposition und/oder anhand eines zeitlichen Verlaufs der Berührposition dem Knauf eine virtuelle Drehstellung zugeordnet, die einem Parameterwert entspricht. Beispielsweise kann als Parameterwert eine Lautstärke für eine Medienwiedergabe und/oder eine Temperatur für eine Klimatisierungseinrichtung eingestellt werden. Der Verlauf der Berührposition ist ein Zeitsignal, welches den Wert der Berührposition zu unterschiedlichen Zeitpunkten beschreibt. Die Berührposition kann beispielsweise als eine Position auf der Mantelfläche oder als ein Drehwinkel angegeben sein. Das Einstellen anhand eines zeitlichen Verlaufs der Berührposition weist den Vorteil auf, dass sich eine relative Einstellung des Parameterwerts ergibt, dass also unabhängig von einer anfänglichen absoluten Berührposition des zumindest einen Fingers der Parameterwert durch die Gleitbewegung verändert wird. Das Einstellen in Abhängigkeit von der Berührposition selbst (als nicht von deren zeitlichen Verlauf) kann dagegen dazu genutzt werden, den Parameterwert absolut zu verändern, das heißt in Abhängigkeit von der jeweiligen Berührposition einen dieser fest zugeordneten Parameterwert einzustellen.By the invention, an operating device is provided with a knob, which is configured rotatably with respect to an adjacent surrounding area. The operating device may be configured by the knob as a turntable, but the turntable is rotationally fixed with respect to the adjacent surrounding area. Instead, this knob of the turntable has a touch sensor system and / or proximity sensor, which is set up to detect a current contact position in at least one finger of a user sliding along an outer lateral surface of the knob with a sliding movement. In other words, therefore, a user with at least one finger on the lateral surface of the knob slide along and thus so even perform a rotary motion, as he would perform even with a turntable, but without the knob rotates with. A control device of the operating device is set up to set a parameter value to be set by means of the knob on the basis of the touch position and / or on the basis of a chronological progression of the touch position. In other words, based on the touch position and / or on the basis of a chronological course of the contact position, the knob is assigned a virtual rotary position that corresponds to a parameter value. For example, as a parameter value, a volume for a media playback and / or a temperature for an air conditioning device can be set. The course of the touch position is a time signal which describes the value of the touch position at different times. The touch position may be indicated, for example, as a position on the lateral surface or as a rotation angle. The adjustment based on a time profile of the touch position has the advantage that a relative adjustment of the parameter value results, ie that the parameter value is changed by the sliding movement independently of an initial absolute contact position of the at least one finger. The setting as a function of the touch position itself (as not of its time profile), however, can be used to change the parameter value absolutely, that is, depending on the respective touch position to set one of these permanently assigned parameter value.

Um nun an dem Knauf ein haptisches oder taktiles Rückmeldesignal für den zumindest einen Finger zu erzeugen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Knauf eine elektrische Rückmeldeeinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, an der Mantelfläche ein elektrisches Feld zu erzeugen, welches eine Haut des zumindest einen Fingers elektrostatisch auflädt und damit zur Mantelfläche hin zieht, wodurch sich bei dem zumindest einen Finger aufgrund der Gleitbewegung oder während der Gleitbewegung der Effekt der Elektroadhäsion und/oder der Effekt der Elektrovibration ergibt. Das Anziehen der Haut aufgrund der elektrostatischen Anziehung, wie sie durch das elektrische Feld verursacht wird, vergrößert die Reibkraft zwischen der Haut einerseits und der Mantelfläche des Knaufs andererseits. Diese Anziehung wird auch als Elektroadhäsion bezeichnet. Wird die Reibkraft während einer Gleitbewegung vergrößert, so fühlt sich dies an der Haut wie eine Vibration an, weshalb dieser Effekt als Elektrovibration bezeichnet ist. Der Effekt ist beschrieben in der wissenschaftlichen Veröffentlichung von E. Mallinckrodt, A. L. Hughes, W. Sleator Jr., „Perception by the Skin of Electrically Induced Vibrations“ (Science 04 Sep 1953:Vol. 118, Issue 3062, Seiten 277-278, DOI: 10.1126/science.118.3062.277) . Das Einstellen des elektrischen Feldes kann durch Einstellen einer elektrischen Spannung erfolgen, durch welche das elektrische Feld erzeugt wird. Das elektrische Feld ist hierbei bevorzugt ein Wechselfeld, wie es mittels einer Wechselspannung oder einer zeitlich veränderlichen Gleichspannung erzeugt werden kann. Der zumindest eine Finger wird dann durch eine mit der Wechselfrequenz oder Schaltfrequenz der elektrischen Spannung wechselnden Kraft angezogen. Dies verstärkt den besagten Effekt. Eine Wechselfrequenz oder Schaltfrequenz kann dabei größer als 2 Hz sein. Sie sollte kleiner als 10 kHz sein, um eine spürbare Vibration zu verursachen. Es kann aber auch eine Gleichspannung vorgesehen sein.In order to generate a haptic or tactile feedback signal for the at least one finger on the knob, it is provided according to the invention that the knob has an electrical feedback device which is set up to generate an electric field on the lateral surface which forms a skin of the at least one Fingers electrostatically charges and thus pulls to the lateral surface, resulting in the at least one finger due to the sliding movement or during the sliding movement of the effect of the electro-adhesion and / or the effect of the electric vibration. The tightening of the skin due to the electrostatic attraction, as caused by the electric field, increases the frictional force between the skin on the one hand and the outer surface of the knob on the other hand. This attraction is also known as electroadhesion. If the friction force is increased during a sliding movement, it feels like a vibration on the skin, which is why this effect is called electrical vibration. The effect is described in the scientific publication of E. Mallinckrodt, AL Hughes, W. Sleator, Jr., "Perception by the Skin of Electrically Induced Vibrations" (Science 04 Sep 1953: Vol. 118, Issue 3062, pages 277-278, DOI: 10.1126 / science.118.3062.277 ) , The adjustment of the electric field can be done by adjusting an electrical voltage through which the electric field is generated. The electric field is in this case preferably an alternating field, as it can be generated by means of an AC voltage or a time-varying DC voltage. The at least one finger is then attracted by a force alternating with the alternating frequency or switching frequency of the electrical voltage. This reinforces the said effect. An alternating frequency or switching frequency can be greater than 2 Hz. It should be less than 10 kHz to cause a noticeable vibration. But it can also be provided a DC voltage.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Rückmeldeeinrichtung rein elektrisch betrieben wird und damit keine mechanisch beweglichen Teile aufweisen muss. Damit ist die Rückmeldeeinrichtung mechanisch verschleißfrei.The invention provides the advantage that the feedback device is operated purely electrically and thus does not have to have any mechanical moving parts. Thus, the feedback device is mechanically free of wear.

Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments that provide additional benefits.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, während der Gleitbewegung des Fingers das elektrische Feld in Abhängigkeit von der Berührposition und/oder dem zeitlichen Verlauf der Berührposition zu schalten und/oder zu modulieren. Mit anderen Worten wird während der Gleitbewegung das elektrische Feld aufgrund der Gleitbewegung verändert, indem dies in Abhängigkeit von der Berührposition und/oder dem Verlauf der Berührposition durchgeführt wird. Hierdurch wird an der Mantelfläche während der Gleitbewegung ein variierender Effekt der Elektrovibration vermittelt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass mittels der Rückmeldeeinrichtung ein Verlauf oder ein Fortschreiten des Einstellens des Parameterwerts signalisiert wird.According to one embodiment, the control device is set up to switch and / or modulate the electric field as a function of the contact position and / or the time profile of the contact position during the sliding movement of the finger. In other words, during the sliding movement, the electric field due to the sliding movement is changed by performing it in accordance with the touch position and / or the course of the touch position. As a result, a varying effect of the electrical vibration is imparted to the lateral surface during the sliding movement. This results in the advantage that a course or a progression of the setting of the parameter value is signaled by means of the feedback device.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Schalten und/oder Modulieren des elektrischen Felds durch ein Modulationsmuster für virtuelle Rasten des Knaufs vorgegeben ist. Hierdurch kann ein Rattern oder Vibrieren des Knaufs vermittelt werden, wie es sich auch ergeben würde, wenn der Knauf drehbar gelagert und beim Drehen Rasten den Knauf erschüttern würden. Somit wird in vorteilhafter Weise eine virtuelle Drehsteller-Haptik eines Rasten aufweisenden Drehstellers nachgebildet.One embodiment provides that the switching and / or modulating of the electric field is predetermined by a modulation pattern for virtual clicks of the knob. As a result, a rattling or vibration of the knob can be taught, as it would also arise if the knob rotatably mounted and shake the knob when turning latches. Thus, a virtual turntable feel of a turntable rotary actuator is emulated in an advantageous manner.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, während der Gleitbewegung des Fingers das elektrische Feld in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit der Gleitbewegung zu modulieren oder einzustellen. Je nachdem, wie schnell der zumindest eine Finger an der Mantelfläche entlang gleitet, ergibt sich somit ein anderes elektrisches Feld und damit eine anderer taktile und/oder haptische Rückmeldung an der Mantelfläche. Das Einstellen des elektrischen Feldes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Gleitbewegung kann beispielsweise dazu genutzt werden, den Effekt der Elektrovibration umso schwächer oder stärker zu machen, je schneller die Gleitbewegung ist.One embodiment provides that the control device is set up to modulate or adjust the electric field as a function of a speed of the sliding movement during the sliding movement of the finger. Depending on how fast the at least one finger slides along the lateral surface, this results in a different electric field and thus another tactile and / or haptic feedback on the lateral surface. The adjustment of the electric field as a function of the speed of the sliding movement can be used, for example, to make the effect of the electric vibration weaker or stronger the faster the sliding movement is.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass unterschiedliche, vorbestimmte Modulationsmuster für die Modulation durch jeweils einen Bedienmodus der Bedienvorrichtung vorgegeben sind. Mit anderen Worten kann bei der Bedienvorrichtung der Effekt der Elektrovibration in Abhängigkeit von einem aktuellen Bedienmodus vorgegeben sein. Beispielsweise können sich Bedienmodi darin unterscheiden, welcher Parameterwert durch die Bedienvorrichtung eingestellt wird. Beispielsweise kann es einen Bedienmodus für eine Temperatureinstellung und einen für eine Lautstärkeeinstellung geben. Je nachdem, welcher Bedienmodus aktiviert wird, kann ein anderes Modulationsmuster für die Modulation vorgegeben sein. So kann beispielsweise für eine Temperatureinstellung die Stärke des Effekts der Elektrovibration sich von der Stärke in einem Bedienmodus für Lautstärkeeinstellung unterscheiden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Bedienmodus an dem Modulationsmuster ausgerückt oder signalisiert werden kann.One embodiment provides that different, predetermined modulation patterns for the modulation are predetermined by a respective operating mode of the operating device. In other words, in the operating device, the effect of the electric vibration can be predetermined as a function of a current operating mode. For example, operating modes may differ in which parameter value is set by the operating device. For example, there may be an operating mode for a temperature setting and a volume setting. Depending on which operating mode is activated, a different modulation pattern for the modulation can be specified. For example, for a temperature setting, the magnitude of the effect of the electro-vibration may differ from the intensity in a volume-adjustment mode. This has the advantage that the operating mode can be disengaged or signaled on the modulation pattern.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Rückmeldeeinrichtung zum Erzeugen des elektrischen Felds eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist, die entlang der Mantelfläche, insbesondere entlang des vollständigen Umfangs des Knaufs, angeordnet ist und die Rückmeldeeinrichtung dazu eingerichtet ist, zum Erzeugen des elektrischen Felds eine elektrische Spannung in der Schicht zu erzeugen. Die elektrische Spannung kann hierbei bezüglich eines vorbestimmten Bezugspotentials, beispielsweise eines Massepotentials, erzeugt werden. Durch eine elektrisch leitfähige Schicht, die vollständig den Umfang der Mantelfläche umfasst, ist somit nur eine einzige elektrische Schicht notwendig, um an der gesamten Mantelfläche den Effekt der Elektrovibration zu erzeugen. Durch die Schicht ergibt sich auch der Vorteil, dass keine bewegten Teile in der Bedienvorrichtung vorgesehen sein müssen. Das Einstellen des elektrischen Felds kann durch Einstellen der elektrischen Spannung erfolgen, die die Stärke des Effekts der Elektrovibration bestimmt. Die Schicht kann z.B. mittels einer Folie oder eines Rohrstücks realisiert sein. Ein Material der Schicht kann Kupfer oder Silber oder Aluminium oder eine Metalllegierung oder Kohlefasern umfassen.An embodiment provides that the feedback device for generating the electric field has an electrically conductive layer which is arranged along the lateral surface, in particular along the complete circumference of the knob, and the feedback device is adapted to generate an electrical voltage in order to generate the electric field to create the layer. In this case, the electrical voltage can be generated with respect to a predetermined reference potential, for example a ground potential. An electrically conductive layer which completely surrounds the circumference of the lateral surface thus requires only a single electrical layer in order to produce the effect of the electrical vibration on the entire lateral surface. The layer also gives the advantage that no moving parts have to be provided in the operating device. The adjustment of the electric field can be done by adjusting the electrical voltage, which is the strength of the Effects of electric vibration determined. The layer can be realized, for example, by means of a foil or a piece of pipe. A material of the layer may include copper or silver or aluminum or a metal alloy or carbon fibers.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Mantelfläche durch ein elektrisch isolierendes Material gebildet ist. Mit anderen Worten ist die Oberfläche der Mantelfläche des Knaufs elektrisch isolierend. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise der Effekt der Elektrovibration intensiviert im Vergleich zu einer elektrisch leitfähigen Oberfläche. Die besagte elektrisch leitfähige Schicht kann sich darunter, als im Inneren des Knaufs befinden. Die Mantelfläche ist diejenige äußere Oberfläche, entlang welcher der zumindest eine Finger bestimmungsgemäß gleiten muss, um einen Parameterwert mittels des Knaufs einzustellen oder zu verstellen. Handelt es sich bei dem Knauf um einen zylinderförmigen Körper oder eine zylinderförmige Ausformung, so entspricht die Mantelfläche der Mantelfläche der zylindrischen Form, im Gegensatz zur Stirnfläche der zylindrischen Form.An embodiment provides that the lateral surface is formed by an electrically insulating material. In other words, the surface of the lateral surface of the knob is electrically insulating. As a result, the effect of the electric vibration is intensified in an advantageous manner compared to an electrically conductive surface. The said electrically conductive layer may be below it than inside the knob. The lateral surface is the outer surface along which the at least one finger must slide in accordance with the regulations in order to set or adjust a parameter value by means of the knob. If the knob is a cylindrical body or a cylindrical shape, then the lateral surface of the lateral surface corresponds to the cylindrical shape, in contrast to the end face of the cylindrical shape.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Knauf als eine Ausbuchtung eines Materials, durch welches auch die Umgebungsfläche gebildet ist, ausgestaltet ist. Mit anderen Worten ist der Knauf durch Formen des Materials der Umgebungsfläche als eine aus dieser hervorstehende erhabene Struktur ausgestaltet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Bedienvorrichtung spaltfrei ausgestaltet werden kann, da der Knauf übergangslos in die Umgebungsfläche übergeht. Es kann somit kein Schmutz in die Bedienvorrichtung eindringen. Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Knauf als ein von dem Material der Umgebungsfläche verschiedenes Bauteil ausgestaltet ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Material des Knaufs unabhängig von dem Material der Umgebungsfläche ausgewählt werden. Hierdurch kann das Material des Knaufs beispielsweise dahingehend ausgewählt werden, dass es resistent gegen Säuren ist, die im Körperfett der Haut des zumindest einen Fingers enthalten sein können.An embodiment provides that the knob is designed as a bulge of a material, through which the surrounding surface is also formed. In other words, the knob is formed by molding the material of the surrounding surface as a raised structure protruding therefrom. This results in the advantage that the operating device can be designed gap-free, since the knob merges seamlessly into the surrounding area. Thus, no dirt can penetrate into the operating device. An embodiment provides that the knob is configured as a component that is different from the material of the surrounding area. As a result, a material of the knob can be selected independently of the material of the surrounding area in an advantageous manner. As a result, the material of the pommel may be selected, for example, such that it is resistant to acids which may be contained in the body fat of the skin of the at least one finger.

Die Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug, welches eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung aufweist. Die Verwendung der Bedienvorrichtung in einem Kraftfahrzeug weist den Vorteil auf, dass durch die Möglichkeit des Verzichts auf mechanisch bewegte Teile die Bedienvorrichtung rüttelfest ausgestaltet werden kann und somit bei Vibrationen während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs gegen diese robust oder unanfällig ist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgestaltet.The invention also includes a motor vehicle having an embodiment of the operating device according to the invention. The use of the operating device in a motor vehicle has the advantage that the operating device can be designed to be vibration-proof due to the possibility of dispensing with mechanically moving parts and is thus robust or unaffected by vibrations during a drive of the motor vehicle. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck.

Die Erfindung umfasst schließlich auch ein Verfahren zum Betreiben einer einen drehfesten Knauf aufweisenden Bedienvorrichtung, wie sie bereits beschrieben ist. Durch die Berührungssensorik und/oder Näherungssensorik des Knaufs wird an der äußeren Mantelfläche des Knaufs zumindest ein daran entlang gleitender Finger eines Benutzers sensiert und während der Gleitbewegung des zumindest einen Fingers eine aktuelle Berührposition desselben erfasst. Durch eine Steuereinrichtung der Bedienvorrichtung wird anhand der Berührposition und/oder anhand eines zeitlichen Verlaufs der Berührposition ein durch den Knauf einzustellender Parameterwert eingestellt. Mit anderen Worten wird dem Knauf eine virtuelle Drehstellung zugeordnet, die jeweils den aktuellen Parameterwert festlegt. Eine elektrische Rückmeldeeinrichtung des Knaufs erzeugt hierbei an der Mantelfläche ein elektrisches Feld, welches eine Haut des zumindest einen Fingers elektrostatisch auflädt und damit zur Mantelfläche hin zieht, wodurch sich bei dem zumindest einen Finger während der Gleitbewegung der Effekt der Elektroadhäsion und/oder der Elektrovibration in der beschriebenen Weise ergibt. Die Erfindung umfasst auch weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund werden die entsprechenden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.Finally, the invention also includes a method for operating a control device having a rotationally fixed knob, as already described. At least one finger of a user sliding along it is sensed on the outer lateral surface of the pommel by the touch sensor system and / or proximity sensor of the pommel and, during the sliding movement of the at least one finger, it detects a current contact position thereof. A control device of the operating device sets a parameter value to be set by the knob on the basis of the touch position and / or on the basis of a chronological progression of the touch position. In other words, the knob is assigned a virtual rotational position, which defines the current parameter value. An electric feedback device of the knob generates an electric field on the lateral surface which electrostatically charges a skin of the at least one finger and thus pulls it towards the lateral surface, whereby the effect of electro-adhesion and / or electro-vibration in the at least one finger during the sliding movement the manner described. The invention also includes further embodiments of the method according to the invention, which have features as they have already been described in connection with the embodiments of the operating device according to the invention. For this reason, the corresponding embodiments of the method according to the invention will not be described again here.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung;
  • 2 einen Knauf der Bedienvorrichtung von 1 und Finger während einer Gleitbewegung entlang des Knaufs; und
  • 3 eine schematische Darstellung der Bedienvorrichtung von 1 mit einer Veranschaulichung eines Modulationsmusters.
In the following an embodiment of the invention is described. This shows:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of the operating device according to the invention;
  • 2 a knob of the operating device of 1 and fingers during a sliding movement along the knob; and
  • 3 a schematic representation of the operating device of 1 with an illustration of a modulation pattern.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine Bedienvorrichtung 10, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug 11 eingebaut sein kann. Die Bedienvorrichtung 10 kann aber auch beispielsweise in einem mobilen Endgerät, beispielsweise einem Smartphone oder einem Tablet-PC, eingebaut sein. Mittels einer Steuereinrichtung S der Bedienvorrichtung 10 kann ein Parameterwert 12 eines Parameters durch einen Benutzer eingestellt werden. Mittels der Steuereinrichtung S der Bedienvorrichtung 10 können auch der Parameterwert 12 unterschiedlicher Parameter abwechselnd eingestellt werden, wobei dann der jeweils aktuell einzustellende Parameter ausgewählt werden kann. Hierzu kann die Bedienvorrichtung 10 mehrere unterschiedliche Bedienmodi 13 aufweisen, wobei der Bedienmodus 13 festlegt, von welchem Parameter jeweils der Parameterwert 12 aktuell eingestellt wird. 1 shows an operating device 10 For example, in a motor vehicle 11 can be installed. The operating device 10 However, it can also be installed, for example, in a mobile terminal, for example a smartphone or a tablet PC. By means of a control device S of the operating device 10 can be a parameter value 12 of a parameter can be set by a user. By means of the control device S of the operating device 10 can also change the parameter value 12 different parameters are set alternately, in which case the currently set each parameter can be selected. For this purpose, the operating device 10 several different operating modes 13 have, wherein the operating mode 13 Defines from which parameter in each case the parameter value 12 currently being set.

Die Bedienvorrichtung 10 kann beispielsweise mit einer weiteren Komponente oder einem weiteren Gerät 14 gekoppelt sein, an welches der aktuell eingestellte Parameterwert 12 signalisiert werden kann. Hierdurch kann beispielsweise in dem Gerät 14 mittels der Bedienvorrichtung 10 der Parameterwert 12 eines Parameters Lautstärke und/oder Soll-Temperatur und/oder Gebläsestärke eingestellt werden. Die Bedienvorrichtung 10 kann auch mit mehreren unterschiedlichen Geräten 14 gekoppelt sein, wobei dann in jedem der Geräte 14 ein oder mehr als ein Parameterwert 12 eingestellt werden kann.The operating device 10 can, for example, with another component or another device 14 coupled to which the currently set parameter value 12 can be signaled. As a result, for example, in the device 14 by means of the operating device 10 the parameter value 12 a parameter volume and / or setpoint temperature and / or blower strength can be set. The operating device 10 can also work with several different devices 14 be coupled, in which case in each of the devices 14 one or more than one parameter value 12 can be adjusted.

Zum Einstellen des Parameterwerts 12 des aktuell veränderbaren oder einzustellenden Parameters kann die Bedienvorrichtung 10 einen Knauf 15 aufweisen, der beispielsweise eine zylindrische Grundform mit einer Mantelfläche 16 aufweisen kann. Der Knauf 15 kann beispielsweise aus demselben Material wie die Umgebungsfläche 17 oder aus einem anderen Material gefertigt sein. Der Knauf 15 kann beispielsweise aus Glas oder einem Kunststoff gefertigt sein. Die Mantelfläche 16 ist insbesondere elektrisch isolierend ausgestaltet. Die Umgebungsfläche 17 kann beispielsweise Bestandteil eines Touchscreens oder einer Verkleidung oder eines Gehäuses sein.For setting the parameter value 12 of the currently changeable or to be set parameter, the operating device 10 a knob 15 have, for example, a cylindrical basic shape with a lateral surface 16 can have. The knob 15 For example, it can be made of the same material as the surrounding area 17 or be made of a different material. The knob 15 can be made of glass or a plastic, for example. The lateral surface 16 is designed in particular electrically insulating. The surrounding area 17 may for example be part of a touch screen or a panel or a housing.

Der Knauf 15 kann wie ein Drehsteller aussehen. Allerdings ist bei dem Knauf 15 vorgesehen, dass dieser bezüglich einer angrenzenden Umgebungsfläche 17 drehfest oder fix ausgestaltet oder angeordnet ist. Der Knauf 15 kann also nicht gedreht werden. Ein Drehsteller wäre dagegen drehbar bezüglich der Umgebungsfläche 17. Dennoch kann ein Benutzer den Knauf 15 den Knauf 15 an der Mantelfläche 16 umgreifen und eine Drehbewegung ausführen, wodurch dann Finger des Benutzers 15 an der Mantelfläche 16 entlanggleiten.The knob 15 can look like a turntable. However, the knob is 15 provided that this with respect to an adjacent surrounding area 17 rotatably or fixed configured or arranged. The knob 15 so it can not be rotated. A turntable, however, would be rotatable with respect to the surrounding area 17 , Nevertheless, a user can use the knob 15 the knob 15 on the lateral surface 16 engage around and perform a rotary motion, thereby causing the user's finger 15 on the lateral surface 16 glide along.

Die Steuereinrichtung S kann währenddessen aus einer Sensorik 18 des Knaufs 15 ein Sensorsignal 19 empfangen, welches zumindest eine Berührposition 20 signalisiert, die ein jeweiliger Finger an der Mantelfläche 16 aktuell aufweist. Die Sensorik 18 kann hierzu als Berührungssensorik und/oder Näherungssensorik ausgestaltet sein, welche die Berührposition 20 beispielsweise kapazitiv in an sich bekannter Weise erfassen kann.The control device S can meanwhile from a sensor 18 the pommel 15 a sensor signal 19 receive, which at least one touch position 20 signals that a respective finger on the lateral surface 16 currently has. The sensors 18 For this purpose, it can be designed as a touch sensor and / or proximity sensor, which the touch position 20 For example, it can detect capacitively in a manner known per se.

Obwohl der Knauf 15 sich beim Drehen der Hand des Benutzers nicht mit bewegt, kann dem Benutzer dennoch ein taktiles oder haptisches Feedback an der Mantelfläche 16 während der Bedienung durch den Benutzer bereitgestellt werden. Hierzu kann die Bedienvorrichtung 10 eine Rückmeldeeinrichtung 21 aufweisen, die mittels einer elektrisch leitfähigen Schicht 22 (Bestandteil der Rückmeldeeinrichtung 21) an der Mantelfläche 16 ein elektrisches Feld 23 erzeugen kann. Durch das Feld 23 kann an einem an der Mantelfläche 16 entlang gleitendem Finger der Effekt der Elektroadhäsion oder Elektrovibration erzeugt werden. Zum Erzeugen des Felds 23 kann durch die Rückmeldeeinrichtung 21 an der Schicht 22 eine elektrische Spannung erzeugt werden. Die Spannung kann kleiner als 200 Volt sein. Die Rückmeldeeinrichtung 21 kann hierzu beispielsweise mit einem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs 11 oder einer anderen Spannungsquelle verbunden sein. Die Rückmeldeeinrichtung 21 kann zum Schalten des Spannung zumindest ein Schaltelement, beispielsweise einen Transistor, aufweisen.Although the knob 15 can not move when turning the user's hand, the user can still tactile or haptic feedback on the outer surface 16 be provided during operation by the user. For this purpose, the operating device 10 a feedback device 21 having, by means of an electrically conductive layer 22 (Part of the feedback device 21 ) on the lateral surface 16 an electric field 23 can generate. Through the field 23 can be at one on the lateral surface 16 along sliding finger the effect of electro-adhesion or electro-vibration are generated. To generate the field 23 can through the feedback device 21 at the shift 22 an electrical voltage can be generated. The voltage can be less than 200 volts. The feedback device 21 can do this, for example, with an electrical system of the motor vehicle 11 or another power source. The feedback device 21 can for switching the voltage at least one switching element, such as a transistor having.

Die Steuereinrichtung S kann durch Ansteuern der Rückmeldeeinrichtung 21 mittels eines Steuersignals 24 das elektrische Feld 23 einstellen oder modulieren oder schalten. Dies kann insbesondere in Abhängigkeit von einer aktuellen Berührposition 20 und/oder einer Geschwindigkeit einer Gleitbewegung zumindest eines Fingers entlang der Mantelfläche 16 erfolgen. Die Steuereinrichtung S kann hierzu beispielsweise zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen Mikroprozessor aufweisen. Die Steuereinrichtung S kann beispielsweise durch einen Programmcode gesteuert sein, der in einem Datenspeicher der Steuereinrichtung S gespeichert sein kann.The control device S can by controlling the feedback device 21 by means of a control signal 24 the electric field 23 adjust or modulate or switch. This can in particular depending on a current touch position 20 and / or a speed of a sliding movement of at least one finger along the lateral surface 16 respectively. For this purpose, the control device S can have, for example, at least one microcontroller and / or at least one microprocessor. The control device S can be controlled, for example, by a program code which can be stored in a data memory of the control device S.

2 veranschaulicht noch einmal eine Draufsicht auf den Knauf 15. Ein Benutzer 25 hat in der in 2 dargestellten Situation mit einer Hand 26 den Knauf 15 ergriffen, sodass Finger 27 die Mantelfläche 16 berühren. Das Feld 23 der Rückmeldeeinrichtung 21 kann hierdurch eine Haut 28 der Finger 27 durchdringen und hierdurch die Haut statisch aufladen. Zum Einstellen eines Parameterwerts 12 kann der Benutzer 25 die Hand 26 in einer Drehbewegung 29 um den Knauf 15 drehen, sodass die Finger 27 mit der Haut 28 an der Mantelfläche 16 eine Gleitbewegung 30 ausführen. Der Knauf 15 bleibt unbewegt. Durch die beschriebene elektrostatische Aufladung der Haut 28 aufgrund des elektrischen Felds 23 wird die Haut 28 zur Mantelfläche 16 hin gezogen, das heißt es ergibt sich eine Elektroadhäsion. Hierdurch reibt die Haut an der Mantelfläche 16. Die elektrische Spannung an der Schicht 22 kann insbesondere eine Wechselspannung sein. Es ergibt sich dann durch das Reiben ein vibrierender Effekt oder eben der Effekt der Elektrovibration. 2 illustrates once again a top view of the knob 15 , A user 25 has in the in 2 illustrated situation with one hand 26 the knob 15 grabbed, so fingers 27 the lateral surface 16 touch. The field 23 the feedback device 21 This can cause a skin 28 the finger 27 penetrate and thereby statically charge the skin. For setting a parameter value 12 can the user 25 the hand 26 in a rotary motion 29 around the knob 15 turn so that the fingers 27 with the skin 28 on the lateral surface 16 a sliding movement 30 To run. The knob 15 remains unmoved. By the described electrostatic charging of the skin 28 due to the electric field 23 gets the skin 28 to the lateral surface 16 drawn, that is, it results in an electro-adhesion. As a result, the skin rubs on the lateral surface 16 , The electrical voltage at the layer 22 may be in particular an AC voltage. This results in rubbing a vibrating effect or just the effect of electrical vibration.

Die Wechselspannung kann mit einer vorgegebenen Wechselfrequenz angelegt werden und/oder in Abhängigkeit von der Berührposition 20 eingestellt oder geschaltet oder moduliert werden. Auch eine Modulation der Spannung in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit der Gleitbewegung 30 kann vorgesehen sein.The alternating voltage can be applied at a predetermined alternating frequency and / or in dependence on the contact position 20 be set or switched or modulated. Also a modulation of the voltage as a function of the movement speed of the sliding movement 30 can be provided.

3 veranschaulicht hierzu ein resultierendes Modulationsmuster 31, wie es mit dem zumindest einen Finger 27 an der Mantelfläche 16 wahrgenommen werden kann. Veranschaulicht sind Schaltzeitpunkte für das elektrische Feld 23, das heißt das elektrische Feld kann abwechselnd eingeschaltet und ausgeschaltet werden. An vorbestimmten Berührpositionen 32 kann ein Einschalten des elektrischen Felds 23 vorgesehen sein. Wenn also ein Finger 27 an einer der Berührpositionen 32 detektiert wird, wird das elektrische Feld 23 eingeschaltet. Wird dagegen der Finger nur an einer vorbestimmten Berührpositionen 32 erkannt, so wird das elektrische Feld 23 ausgeschaltet oder zumindest in der Stärke vermindert. Somit ergibt sich während er Gleitbewegung 30 eines Fingers 27 entlang der Mantelfläche 16 ein abwechselnd starker Effekt der Elektroadhäsion wenn der Finger während der Gleitbewegung 30 abwechselnd eine Berührpositionen 32 und eine Berührpositionen 33 einnimmt. Dies vermittelt dem Benutzer an der Haut 28 des Fingers 27 den Eindruck einer virtuellen Raste des Knaufs 15. 3 illustrates a resulting modulation pattern 31 as with the at least one finger 27 on the lateral surface 16 can be perceived. Illustrated are switching times for the electric field 23 that is, the electric field can be alternately turned on and off. At predetermined contact positions 32 can turn on the electric field 23 be provided. So if a finger 27 at one of the touch positions 32 is detected, the electric field 23 switched on. If, on the other hand, the finger is only in a predetermined contact position 32 recognized, so is the electric field 23 switched off or at least reduced in strength. This results during the sliding movement 30 a finger 27 along the lateral surface 16 an alternately strong effect of electroadhesion when the finger during the sliding movement 30 alternately a touch positions 32 and a touch positions 33 occupies. This conveys the user to the skin 28 of the finger 27 the impression of a virtual catch of the pommel 15 ,

Somit nutzt die Bedienvorrichtung 10 eine Möglichkeit einer haptischen Rückmeldung durch Elektrovibration, bei welcher der Finger von der Oberfläche an der Mantelfläche angezogen wird. Dadurch wird die Reibung erhöht und der Finger oder die Finger abgebremst. Das elektrostatische Prinzip funktioniert bei einer Relativbewegung der Finger zur Mantelfläche. Diese Elektrovibration wird auf die Zylinderfläche aufgebracht, das heißt die Mantelfläche.Thus, the operating device uses 10 a possibility of haptic feedback by electro-vibration, in which the finger is attracted by the surface on the lateral surface. This increases the friction and slows down the fingers or fingers. The electrostatic principle works with a relative movement of the fingers to the lateral surface. This electrical vibration is applied to the cylindrical surface, that is, the lateral surface.

Durch die Elektrovibration (Änderung der Reibung während die Finger über die Oberfläche gleiten) entsteht ein Gefühl einer mechanischen Haptik. Möglich ist es die Elektrovibration für die gesamte Oberfläche ein- und auszuschalten, wenn eine Bewegung erkannt wird. Hierdurch ergibt sich dann eine homogene Stärke der Elektrovibration. Es kann aber auch, wie in 3 dargestellt, ein Streifenmuster durch abwechselndes Schalten des elektrischen Felds 23 vermittelt werden.Electric vibration (change of friction as the fingers slide over the surface) creates a sense of mechanical feel. It is possible to switch on and off the electric vibration for the entire surface when motion is detected. This results in a homogeneous strength of the electrical vibration. But it can also, as in 3 shown a stripe pattern by alternately switching the electric field 23 mediated.

Trotz eines nicht-drehbaren Bedienelementes in Form des Knaufs 15 kann somit eine variable Haptik erzeugt werden. Es kann durch Einstellen des Modulationsmusters 31 die Anzahl virtueller Rasten je nach Betriebsmodus 13 verändert werden. Der Knauf 15 kann spaltfrei mit der Umgebungsfläche 17 verbunden sein, wodurch das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in die Bedienvorrichtung 10 verhindert werden kann. Es sind weniger Bauteile nötig, da keine mechanischen Elemente zum Erzeugen der Rückmeldung nötig sind. Der Knauf 15 kann frei geformt sein. Er muss lediglich eine Mantelfläche 16 bereitstellen, entlang welcher der Benutzer mit zumindest einem Finger gleiten kann. Es ist keine Drehlagerung des Knaufs selbst nötig.Despite a non-rotatable control element in the shape of the knob 15 Thus, a variable haptic can be generated. It can be done by adjusting the modulation pattern 31 the number of virtual locks depending on the operating mode 13 to be changed. The knob 15 can be gap-free with the surrounding area 17 be connected, whereby the ingress of dirt and moisture into the operating device 10 can be prevented. Fewer components are needed because no mechanical elements are needed to generate the feedback. The knob 15 can be shaped freely. He only has a lateral surface 16 along which the user can slide with at least one finger. It is not necessary to pivot the knob itself.

Eine Elektronikeinheit, das heißt die Steuereinrichtung S, erkennt dann die Berührung auf dem Knauf 15 und bevorzugt auch die Geschwindigkeit der Drehbewegung 29 anhand der Gleitbewegung 30. In Abhängigkeit davon kann die Intensität des elektrischen Felds und damit der Elektrovibration entsprechend eines in der Elektronikeinheit hinterlegten Modulationsmusters 31 oder eines hinterlegten Werts eingestellt werden.An electronic unit, that is, the control device S, then detects the touch on the knob 15 and preferably also the speed of the rotary motion 29 based on the sliding movement 30 , Depending on this, the intensity of the electric field and thus the electric vibration corresponding to a stored in the electronic unit modulation pattern 31 or a stored value.

Die Elektrovibration wird auch als elektrostatische Vibration, elektrostatische Haptik oder „eHaptik“ bezeichnet und ändert die Reibungseigenschaften des Fingers zur Oberfläche. Dabei wird der physikalische Effekt der elektrostatischen Kraft ausgenutzt, welcher die Gleiteigenschaften des Fingers ändert. Die Elektrovibration kommt ohne bewegte Teile aus. Damit ist auch kein Aktuator, Motor oder elektroakustischer Wandler notwendig.Electro vibration is also referred to as electrostatic vibration, electrostatic haptics or "eHaptics" and changes the friction characteristics of the finger to the surface. In this case, the physical effect of the electrostatic force is utilized, which changes the sliding properties of the finger. The electric vibration works without any moving parts. Thus, no actuator, motor or electroacoustic transducer is necessary.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine virtuelle Drehsteller-Haptik an einem drehfesten Knauf bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how a virtual turntable feel can be provided on a non-rotating knob by the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007017205 A1 [0002]DE 102007017205 A1 [0002]
  • DE 102009002625 A1 [0003]DE 102009002625 A1 [0003]
  • DE 102014115284 A1 [0004]DE 102014115284 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • E. Mallinckrodt, A. L. Hughes, W. Sleator Jr., „Perception by the Skin of Electrically Induced Vibrations“ (Science 04 Sep 1953:Vol. 118, Issue 3062, Seiten 277-278, DOI: 10.1126/science.118.3062.277) [0008]E. Mallinckrodt, AL Hughes, W. Sleator, Jr., "Perception by the Skin of Electrically Induced Vibrations" (Science 04 Sep 1953: Vol. 118, Issue 3062, pages 277-278, DOI: 10.1126 / science.118.3062.277 ) [0008]

Claims (10)

Bedienvorrichtung (10) mit einem Knauf (15), der bezüglich einer angrenzenden Umgebungsfläche (17) drehfest ausgestaltet ist, wobei der Knauf (15) eine Berührungssensorik (18) und/oder Näherungssensorik (18) aufweist, die dazu eingerichtet ist, von zumindest einem an einer äußeren Mantelfläche (16) des Knaufs (15) in einer Gleitbewegung (30) entlang gleitenden Finger (27) eines Benutzers (25) eine aktuelle Berührposition (20) zu erfassen, und wobei eine Steuereinrichtung (S) der Bedienvorrichtung (10) dazu eingerichtet ist, anhand der Berührposition (20) und/oder anhand eines zeitlichen Verlaufs der Berührposition (20) einen mittels des Knaufs (15) einzustellenden Parameterwert (12) einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass der Knauf (15) eine elektrische Rückmeldeeinrichtung (21) aufweist, die dazu eingerichtet ist, an der Mantelfläche (16) ein elektrisches Feld (23) zu erzeugen, welches eine Haut (28) des zumindest einen Fingers (27) elektrostatisch auflädt und damit zur Mantelfläche (16) hin zieht, wodurch sich bei dem zumindest einen Finger (27) während der Gleitbewegung (30) der Effekt der Elektroadhäsion und/oder der Elektrovibration ergibt.Operating device (10) with a knob (15) which is designed to be rotationally fixed with respect to an adjacent surrounding surface (17), wherein the knob (15) comprises a touch sensor (18) and / or proximity sensor (18), which is adapted from at least a finger (27) of a user (25) sliding along an outer lateral surface (16) of the knob (15) in a sliding movement (30) to detect a current contact position (20), and wherein a control device (S) of the operating device (10 ) is adapted to set a parameter value (12) to be set by means of the knob (15) on the basis of the touch position (20) and / or on the basis of a chronological progression of the contact position (20), characterized in that the knob (15) has an electrical feedback device ( 21), which is adapted to generate on the lateral surface (16) an electric field (23) which electrostatically charges a skin (28) of the at least one finger (27) and thus z Ur shell surface (16) pulls, resulting in the at least one finger (27) during the sliding movement (30) results in the effect of the electro-adhesion and / or the electrical vibration. Bedienvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (S) dazu eingerichtet ist, während der Gleitbewegung (30) des Fingers (27) das elektrische Feld (23) in Abhängigkeit von der Berührposition (20) und/oder dem zeitlichen Verlauf der Berührposition (20) zu schalten und/oder zu modulieren.Operating device (10) according to Claim 1 wherein the control device (S) is adapted to switch during the sliding movement (30) of the finger (27), the electric field (23) in dependence on the touch position (20) and / or the time course of the touch position (20) / or to modulate. Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei das Schalten und/oder Modulieren durch ein Modulationsmuster (31) für virtuelle Rasten des Knaufs (15) vorgegeben ist.Operating device (10) after Claim 2 wherein the switching and / or modulating is predetermined by a virtual pattern modulation pattern (31) of the knob (15). Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuereinrichtung (S) dazu eingerichtet ist, während der Gleitbewegung (30) des zumindest einen Fingers (27) das elektrische Feld (23) in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit der Gleitbewegung (30) zu modulieren oder einzustellen.Operating device (10) after Claim 2 or 3 in that the control device (S) is set up to modulate or adjust the electric field (23) as a function of a speed of the sliding movement (30) during the sliding movement (30) of the at least one finger (27). Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 2 bis 4, wobei unterschiedliche, vorbestimmte Modulationsmuster (31) für die Modulation durch jeweils einen Bedienmodus (13) der Bedienvorrichtung (10) vorgegeben sind.Operating device (10) after Claim 2 to 4 , wherein different, predetermined modulation patterns (31) for the modulation by a respective operating mode (13) of the operating device (10) are predetermined. Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückmeldeeinrichtung (21) eine elektrisch leitfähige Schicht (22) aufweist, die entlang der Mantelfläche (16) angeordnet ist und die Rückmeldeeinrichtung (21) dazu eingerichtet ist, zum Erzeugen des elektrischen Felds (23) eine elektrische Spannung an der Schicht (22) zu erzeugen.Operating device (10) according to one of the preceding claims, wherein the feedback device (21) has an electrically conductive layer (22) which is arranged along the lateral surface (16) and the feedback device (21) is adapted to generate the electric field ( 23) to generate an electrical voltage on the layer (22). Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mantelfläche (16) durch ein elektrisch isolierendes Material gebildet ist.Operating device (10) according to one of the preceding claims, wherein the lateral surface (16) is formed by an electrically insulating material. Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Knauf (15) als eine Ausbuchtung eines Materials, durch welches auch die Umgebungsfläche (17) gebildet ist, oder als ein von dem Material der Umgebungsfläche (17) verschiedenes Bauteil ausgestaltet ist.Operating device (10) according to one of the preceding claims, wherein the knob (15) as a bulge of a material, through which the surrounding area (17) is formed, or as a different from the material of the surrounding area (17) component is configured. Kraftfahrzeug (11) mit einer Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle (11) with an operating device (10) according to one of the preceding claims. Verfahren zum Betreiben einer einen drehfesten Knauf (15) aufweisenden Bedienvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei durch eine Berührungssensorik (18) und/oder Näherungssensorik (18) des Knaufs (15) an einer äußeren Mantelfläche (16) des Knaufs (15) zumindest ein daran entlang gleitender Finger (27) eines Benutzers (25) sensiert wird und während einer Gleitbewegung (30) des zumindest einen Fingers (27) eine aktuelle Berührposition (20) desselben erfasst wird und durch eine Steuereinrichtung (S) der Bedienvorrichtung (10) anhand der Berührposition (20) und/oder anhand eines zeitlichen Verlaufs der Berührposition (20) ein mittels des Knaufs (15) einzustellender Parameterwert (12) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Rückmeldeeinrichtung (21) des Knaufs (15) an der Mantelfläche (16) ein elektrisches Feld (23) erzeugt, welches eine Haut (28) des zumindest einen Fingers (27) elektrostatisch auflädt und damit zur Mantelfläche (16) hin zieht, wodurch sich bei dem zumindest einen Finger (27) während der Gleitbewegung (39) der Effekt der Elektroadhäsion und/oder der Elektrovibration ergibt.Method for operating a control device (10) having a rotationally fixed knob (15) according to one of Claims 1 to 8th in that at least one finger (27) of a user (25) sliding along it is sensed by a touch sensor system (18) and / or proximity sensor (18) of the pommel (15) on an outer lateral surface (16) of the pommel (15) a sliding movement (30) of the at least one finger (27) a current touch position (20) is detected and by a control device (S) of the operating device (10) based on the touch position (20) and / or based on a time course of the contact position (20 a parameter value (12) to be set by means of the pommel (15) is set, characterized in that an electrical feedback device (21) of the pommel (15) on the lateral surface (16) generates an electric field (23) which comprises a skin (28 ) of the at least one finger (27) charges electrostatically and thus pulls to the lateral surface (16), whereby at least one finger (27) during the sliding movement (39) the effect of electro-adhesion and / or the electrical vibration results.
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