DE102021128013B4

DE102021128013B4 - Input device with handle that can be rotated or pivoted on a shaft

Info

Publication number: DE102021128013B4
Application number: DE102021128013.3A
Authority: DE
Inventors: Tobias Bodenstein; Frank Dangel
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2021-10-27
Filing date: 2021-10-27
Publication date: 2023-06-29
Anticipated expiration: 2041-10-28
Also published as: CN116027845A; DE102021128013A1

Abstract

Eingabegerät (1), aufweisend:ein Befestigungsteil (3) zur Festlegung des Eingabegeräts (1) an einer Fahrzeugkomponente;einen Träger (2);elastische Abstützmittel (9) zur beweglichen und rückstellenden Abstützung des Trägers (2) am Befestigungsteil (3);eine Handhabe (4), die um eine Achse (11) schwenk- oder drehbeweglich an dem Träger (2) zur Vornahme einer Betätigungseingabe durch einen Bediener gelagert ist;einen zumindest am Träger (2) festgelegten Aktuator (8) zur Stoß- und/oder Schwingungsanregung des Trägers (2), um ein haptisches Feedback für einen Bediener der Handhabe (4) zu erzeugen;gekennzeichnet, durch ein Vorspannmittel (14), um die Handhabe (4) in Richtung der Achse (11) spielfreistellend gegen den Träger (2) vorzuspannen, dass zur schwenk- oder drehbeweglichen Lagerung der Handhabe (4) an dem Träger (2) zumindest zwei sich in der axialen Richtung erstreckende Wellenzapfen (12a, 12b) und zugehörige Wellenaufnahmen (13a, 13b, 13c) vorgesehen sind, wobei jeweils einer der Wellenzapfen (12a, 12b) in schwenk- oder drehbeweglichem Eingriff mit der zugehörigen Wellenaufnahme der Wellenaufnahme (13a, 13b, 13c) steht und das Vorspannmittel (14) mindestens einen Wellenzapfen (12a) in Richtung der Achse (11) in die zugehörige Wellenaufnahme (13a) einspannt und dass das Vorspannmittel (14) ein auf eine Stirnfläche eines der Wellenzapfen (12b) einwirkendes elastomeres Vorspannteil aufweist.An input device (1) comprising:a mounting part (3) for fixing the input device (1) to a vehicle component;a support (2);elastic support means (9) for movably and restoringly supporting the support (2) on the mounting part (3); a handle (4) which is mounted on the carrier (2) so that it can pivot or rotate about an axis (11) in order for an operator to make an actuation input;an actuator (8) fixed at least on the carrier (2) for impact and/or or stimulating the carrier (2) to vibrate in order to generate haptic feedback for an operator of the handle (4);characterized by a prestressing means (14) in order to clamp the handle (4) in the direction of the axis (11) against the carrier ( 2) to prestress that at least two shaft journals (12a, 12b) extending in the axial direction and associated shaft receptacles (13a, 13b, 13c) are provided for the pivotable or rotatable mounting of the handle (4) on the carrier (2), wherein one of the shaft journals (12a, 12b) is in pivoting or rotatable engagement with the associated shaft receptacle of the shaft receptacle (13a, 13b, 13c) and the pretensioning means (14) has at least one shaft journal (12a) in the direction of the axis (11) in the associated shaft receptacle (13a) and that the prestressing means (14) has an elastomeric prestressing part acting on an end face of one of the shaft journals (12b).

Description

Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät mit dreh- oder schwenkbeweglich achsengelagerter Handhabe, wie eine Drehwalze oder ein Schwenkhebel. Bediener sind es gewohnt, eine haptisch merkbare Quittierung nach Vornahme einer Bedieneingabe zu erfahren. Dazu werden regelmäßig elektromechanische Schwingungsanreger, sogenannten Aktuatoren, verwendet, um eine für den Bediener erspürbare Bewegung der Berühr- oder Betätigungsfläche zu erzeugen. Meist verbietet sich aus Bauraummangel eine unmittelbare Anregung der die Bedien- bzw. Betätigungsfläche ausbildenden Komponente, sondern es ist eine Übertragung über mehrere Komponenten hin zu der für die Betätigung bzw. Berührung eigentlich vorgesehene Komponente, wie die Handhabe, erforderlich. Dies birgt das Problem, dass es bei einer mechanischen Lagerung der Handhabe zu einer störenden Geräuschentstehung kommt oder die haptische Rückmeldung als Systemantwort auf das Anregungssignal des Aktuators aufgrund der Relativbewegung zwischen der Handhabe und dem Träger von der durch das Ansteuersignal vorbestimmten Form abweicht, gegebenenfalls seine Wiedererkennbarkeit verliert oder haptisch kaum noch in Erscheinung tritt.The invention relates to an input device with a rotatable or pivotable shaft-mounted handle, such as a rotary roller or a pivoted lever. Operators are used to experiencing a haptically noticeable acknowledgment after making an operator input. For this purpose, electromechanical vibration exciters, so-called actuators, are regularly used in order to generate a movement of the touch or actuation surface that the operator can feel. Due to a lack of installation space, a direct excitation of the component forming the operating or actuation surface is usually not possible, but a transmission via several components to the component actually provided for the actuation or touch, such as the handle, is required. This poses the problem that, when the handle is mechanically mounted, a disturbing noise is produced or the haptic feedback as a system response to the excitation signal of the actuator deviates from the form predetermined by the control signal due to the relative movement between the handle and the carrier, possibly affecting its recognizability loses or hardly appears haptically.

Ein Eingabegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2018 120 561 A1 bekannt. Gattungsgemäße Eingabegeräte sind ferner aus der US 2005 / 0 110 782 A1 sowie der JP 2015 - 205 678 A bekannt.An input device according to the preamble of claim 1 is from DE 10 2018 120 561 A1 known. Generic input devices are also from the U.S. 2005/0 110 782 A1 as well as the JP 2015 - 205 678 A known.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Eingabegerät mit dreh- oder schwenkbeweglich achsengelagerter Handhabe bereitzustellen, dessen haptisches Feedback möglichst nicht durch Störgeräusche beeinträchtigt ist und dessen haptisches Feedback reproduzierbar ausfällt. Diese Aufgabe wird durch ein Eingabegerät des Anspruchs 1 gelöst. Eine entsprechend vorteilhafte Verwendung ist jeweils Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.Against this background, it is the object of the present invention to provide an input device with a rotatably or pivotably axis-mounted handle, the haptic feedback of which is as unimpaired as possible by background noise and the haptic feedback of which is reproducible. This object is achieved by an input device of claim 1. A correspondingly advantageous use is the subject of the independent claim. Advantageous configurations are the subject matter of the respective dependent claims. It should be pointed out that the features listed individually in the patent claims can be combined with one another in any technologically meaningful way and show further refinements of the invention. The description, in particular in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.

Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät. Das erfindungsgemäße Eingabegerät weist ein Befestigungsteil zur Festlegung des Eingabegeräts an einer Fahrzeugkomponente, wie an einem Armaturenbrett oder einer Verkleidung der Fahrgastzelle auf. Beispielsweise ist das Befestigungsteil aus einem Thermoplast oder ZAMAK ausgebildet. Ferner ist erfindungsgemäß ein Träger vorgesehen, der mittels elastischer Abstützmittel beweglich und rückstellend am Befestigungsteil gelagert ist. Die Abstützelemente der Abstützmittel sind beispielsweise aus einem elastischen Material, wie einem Metall oder einer metallischen Legierung ausgebildet. Bevorzugt sind die Abstützmittel schwingungsdämpfend ausgelegt, beispielsweise sind die Abstützelemente der Abstützmittel aus einem elastischen und dabei schwingungsdämpfenden Material, wie einem Elastomer, ausgebildet.The invention relates to an input device. The input device according to the invention has a fastening part for fixing the input device to a vehicle component, such as an instrument panel or a lining of the passenger compartment. For example, the fastening part is made of a thermoplastic or ZAMAK. Furthermore, according to the invention, a carrier is provided which is mounted on the fastening part in a moveable and restoring manner by means of elastic support means. The support elements of the support means are made, for example, from an elastic material such as a metal or a metal alloy. The support means are preferably designed to be vibration-damping, for example the support elements of the support means are made of an elastic and vibration-damping material, such as an elastomer.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Handhabe vorgesehen, die um eine Achse, bevorzugt gedachte Achse, schwenk- oder drehbeweglich an dem Träger zur Vornahme einer Betätigungseingabe durch einen Bediener gelagert ist. Beispielsweise handelt es sich um einen Schwenkhebel. Bevorzugt handelt es sich dabei um eine Drehwalze. Beispielsweise weist die Handhabe eine im Wesentlichen sich ganz oder teilweise um die gedachte Achse erstreckende Mantelfläche auf. Diese ist beispielsweise zylindrisch oder teilzylindrisch ausgeformt.According to the invention, a handle is also provided, which is mounted on the carrier so that it can pivot or rotate about an axis, preferably an imaginary axis, so that an operator can make an actuation input. For example, it is a pivoted lever. This is preferably a rotary roller. For example, the handle has a lateral surface that extends essentially completely or partially around the imaginary axis. This is formed, for example, cylindrical or part-cylindrical.

Erfindungsgemäß ist ferner ein zumindest am Träger festgelegter Aktuator zur Stoß- und/oder Schwingungsanregung des Trägers vorgesehen, um ein haptisches Feedback für einen die Handhabe bedienenden oder betätigenden Bediener hervorzurufen. Beispielsweise sind mehrere Aktuatoren vorgesehen. Bevorzugt handelt es sich um jeweils linear antreibende Aktuatoren, wie ein Piezoaktuator. Beispielsweise handelt es sich um einen zwischen dem Träger und dem Befestigungsteil wirkenden, sich an beiden abstützenden Aktuator. Bevorzugt handelt es sich um einen ausschließlich am Träger festgelegten Aktuator. Bevorzugt ist der Aktuator jeweils ein elektromotorischer oder elektromagnetischer Aktuator. Beispielsweise weist der Aktuator jeweils eine Spule auf, dessen durch die Spule erzeugtes, elektromagnetisches Feld zur Zusammenwirkung mit einem Anker ausgebildet und angeordnet ist. Bevorzugt handelt es sich um einen Tauchankeraktuator, welcher auch unter der englischen Bezeichnung „Voice-Coil-Actuator“ dem Fachmann bekannt ist.According to the invention, an actuator fixed at least on the carrier is also provided for excitation of impacts and/or vibrations of the carrier in order to produce haptic feedback for an operator operating or actuating the handle. For example, multiple actuators are provided. It is preferably a matter of linearly driving actuators, such as a piezoelectric actuator. For example, it is an actuator that acts between the carrier and the fastening part and is supported on both. It is preferably an actuator that is fixed exclusively on the carrier. The actuator is preferably an electromotive or electromagnetic actuator. For example, the actuator has a coil in each case, whose electromagnetic field generated by the coil is designed and arranged for interaction with an armature. It is preferably a plunger actuator, which is also known to those skilled in the art by the English term “voice coil actuator”.

Erfindungsgemäß ist ferner ein Vorspannmittel vorgesehen, um die Handhabe in axialer Richtung, also in Richtung der die Beweglichkeit der Handhabe vorgebenden, gedachten Achse gegen den Träger spielfreistellend vorzuspannen, um das Spiel beispielsweise auf ein für die Beweglichkeit der Bewegung zwingend notwendiges Maß zu beschränken. Dadurch wird beispielsweise eine Hin- und Herbewegung der Handhabe entlang der gedachten Achse minimiert, ein hartes Anschlagen der Handhabe vermieden und somit Störgeräusche während der Haptikerzeugung verringert, aber auch die Haptikerzeugung gegenüber einer in axialer Richtung nicht vorgespannten Lösung reproduzierbarer. Insgesamt betrachtet, wird also das Eingabegerät hinsichtlich seiner akustischen und haptischen Eigenschaften verbessert.According to the invention, a pretensioning means is also provided in order to pretension the handle in the axial direction, i.e. in the direction of the imaginary axis that determines the mobility of the handle, against the carrier so that there is no play, in order to limit the play, for example, to a level that is absolutely necessary for the mobility of the movement. This minimizes, for example, a back and forth movement of the handle along the imaginary axis, avoids hitting the handle hard and thus reduces noise during the haptic generation, but also the haptic generation is more reproducible compared to a solution that is not prestressed in the axial direction. Overall, the input device has been improved in terms of its acoustic and haptic properties.

Erfindungsgemäß sind zur schwenk- oder drehbeweglichen Lagerung der Handhabe an dem Träger zumindest zwei sich in der axialen Richtung, d.h. in Richtung der gedachten Achse, erstreckende Wellenzapfen und zugehörige Wellenaufnahmen vorgesehen sind, wobei jeweils ein Wellenzapfen in schwenk- oder drehbeweglichem Eingriff mit der zugehörigen Wellenaufnahme steht und das Vorspannmittel mindestens einen Wellenzapfen in axialer Richtung in die zugehörige Wellenaufnahme einspannt. Bevorzugt greift das Vorspannmittel an einem der Wellenzapfen oder der Wellenaufnahme eines Paares an, um den Eingriff eines anderen Paares aus Wellenzapfen und zugehöriger Wellenaufnahme in axialer Richtung und in Eingriffsrichtung vorzuspannen.According to the invention, at least two shaft journals extending in the axial direction, i.e. in the direction of the imaginary axis, and associated shaft receptacles are provided for the pivotable or rotatable mounting of the handle on the carrier, with one shaft journal in each case being in pivotable or rotatable engagement with the associated shaft receptacle stands and the prestressing means clamps at least one shaft journal in the axial direction in the associated shaft receptacle. Preferably, the biasing means engages one of the journals or journals of a pair to bias the engagement of another pair of journals and associated journals in the axial direction and in the direction of engagement.

In einer Ausgestaltung sind die Wellenaufnahmen an der Handhabe und die zugehörigen Wellenzapfen am Träger ausgebildet. Bevorzugt sind alle Wellenzapfen an der Handhabe und zumindest zwei aller Wellenaufnahmen an dem Träger ausgebildet.In one embodiment, the shaft mounts are formed on the handle and the associated shaft journals are formed on the carrier. All shaft journals are preferably formed on the handle and at least two of all shaft receptacles are formed on the carrier.

Bevorzugt sind auch die Vorspannmittel schwingungsdämpfend ausgebildet. So weisen die Vorspannmittel erfindungsgemäß ein auf eine Stirnfläche eines der Wellenzapfen einwirkendes Vorspannteil aus einem Elastomer auf.The prestressing means are preferably also designed to be vibration-damping. Thus, according to the invention, the prestressing means have a prestressing part made of an elastomer and acting on an end face of one of the shaft journals.

Bevorzugt bildet der Träger eine Blende mit einer dem Bediener zugewandten Sichtfläche aus, wobei die Blende einen Durchbruch aufweist, in dem die Handhabe zumindest teilweise angeordnet ist.The carrier preferably forms a screen with a visible surface facing the operator, the screen having an opening in which the handle is at least partially arranged.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Eingabegeräts sind am Träger weitere Bedienelemente angeordnet, deren Berühr- oder Betätigungsflächen in die Sichtfläche der Blende integriert sind. Der sich dadurch ergebende Träger ist vergleichsweise ausgedehnt. Für eine über alle Berühr- oder Betätigungsflächen des Trägers zumindest annähernd gleichmäßiges haptisches Feedback erweist sich die konstruktive Auslegung der vorgespannten Lagerung der Handhabe als Vorteil, da ansonsten aufgrund unterschiedlicher räumlicher Beabstandung der Berühr- oder Betätigungsflächen zu der Handhabe deren akustische und haptische Beeinträchtigung unterschiedlich ausfällt und einem angestrebten über alle Berühr- oder Betätigungsflächen gleichmäßigem haptischen Erlebnis entgegensteht.According to a preferred embodiment of the input device according to the invention, further operating elements are arranged on the carrier, the touching or actuating surfaces of which are integrated into the visible surface of the panel. The resulting beam is comparatively expanded. For at least approximately uniform haptic feedback across all contact or actuation surfaces of the wearer, the structural design of the prestressed mounting of the handle proves to be an advantage, since otherwise the acoustic and haptic impairment of the touch or actuation surfaces to the handle is different and contrary to a desired haptic experience that is uniform across all touch or actuation surfaces.

Bevorzugt sind die Wellenaufnahmen und die Wellenzapfen aus Sicht des Bedieners unterhalb der Sichtfläche angeordnet. Beispielsweise erstreckt sich gedachte parallel versetzt zur Sichtfläche oder bei einer gekrümmten Sichtfläche parallel versetzt zu einer Tangente an die Sichtfläche.The shaft receptacles and the shaft journals are preferably arranged below the viewing surface from the operator's point of view. For example, an imaginary line extends offset parallel to the visible surface or, in the case of a curved visible surface, offset parallel to a tangent to the visible surface.

Bevorzugt sind wenigstens eine Wellenaufnahme und ein zugehöriger Wellenzapfen selbstzentrierend ausgebildet. Beispielsweise ist der Wellenzapfen, dessen Eingriff mit der zugehörigen Wellenaufnahme vorgespannt ist, angespitzt, während die zugehörige Wellenaufnahme einen konisch zulaufenden Endbereich aufweist. Damit ist gemeint, dass die endständige Stirnfläche des Wellenzapfens kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, während ein daran angrenzender Bereich der Wellenaufnahme konisch ausgebildet ist.At least one shaft mount and an associated shaft journal are preferably designed to be self-centering. For example, the journal, whose engagement with the associated shaft seat is prestressed, is pointed, while the associated shaft seat has a tapered end portion. This means that the end face of the shaft journal is designed in the shape of a cone or truncated cone, while an area of the shaft seat adjoining it is designed conically.

Zur Verbesserung der Wirksamkeit des Schwingungsunterdrückung durch die erfindungsgemäße vorgespannte Lagerung der Handhabe am Träger, weist der Aktuator bevorzugt zumindest eine Hauptwirkrichtung seiner Schwingungs- und/oder Stoßanregung auf, die auf der axialen Richtung liegt oder parallel zur axialen Richtung ist, beispielsweise ferner auch parallel zur Sichtfläche bzw. zu einer tangentialen Ebene an die Sichtfläche ist.In order to improve the effectiveness of the vibration suppression by the prestressed mounting of the handle on the carrier according to the invention, the actuator preferably has at least one main effective direction of its vibration and/or shock excitation, which is in the axial direction or parallel to the axial direction, for example also parallel to the Is visible surface or to a tangent plane to the visible surface.

Bevorzugt ist ferner eine Ansteuerelektronik zur Beaufschlagung des Aktuators mit einem Ansteuersignal vorgesehen, wobei das Ansteuersignal als Pulssignal oder als Pulsfolgesignal, wie ein Rechtecksignal, ausgebildet ist.Control electronics are preferably also provided for applying a control signal to the actuator, the control signal being in the form of a pulse signal or a pulse train signal, such as a square-wave signal.

Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen eignen sich insbesondere ein vom Bediener als „präzise“ empfundenes haptisches Feedback zu erzeugen. Es ist allgemein aus der Literatur bekannt, dass das haptische Auflösungsvermögen des menschlichen Fingers zwei abfolgende Schwingungsausschläge erst ab einem zeitlichen Abstand von ~25ms als getrennt wahrnimmt. Somit werden alle in diesem Zeitintervall liegenden Schwingungen, die die Handhabe erfährt und über deren Betätigungsfläche in den Finger des Bedieners einkoppelt, als ein einziger „haptischer Impuls“ wahrgenommen. Die an der Handhabe gemessene Systemantwort auf die Anregung durch den Aktuator, ist also bevorzugt durch geschickte Wahl des Ansteuersignals und/oder der durch die Abstützmittel und/oder der durch die Vorspannmittel bewirkten Dämpfung so gestaltet, dass die maximal erreichbare Amplitude der Systemantwort, auch absolute Maximalamplitude genannt, innerhalb eines Zeitfensters von < 20ms, bevorzugt 15ms, erreicht ist, welches beispielsweise durch die erste haptisch merkbare Schwingungsauslenkung angetriggert, d.h, ausgelöst, ist. Der Einfachheit halber und eine nahezu unverzögerte Schwingungsreaktion der Handhabe auf das Ansteuersignal voraussetzend wird hier angenommen, dass das vorgenannte Zeitfenster durch den Beginn des Ansteuersignals angetriggert ist.The embodiments according to the invention are particularly suitable for generating haptic feedback that the operator perceives as “precise”. It is generally known from the literature that the haptic resolution of the human finger only perceives two consecutive vibration amplitudes as separate from a time interval of ~25ms. In this way, all vibrations occurring in this time interval, which the handle experiences and couples into the operator's finger via its actuating surface, are perceived as a single "haptic impulse". The system response measured on the handle to the excitation by the actuator is therefore preferably designed by skilful selection of the control signal and/or the damping effected by the support means and/or the damping effected by the prestressing means such that the maximum achievable amplitude of the system response, including absolute Called maximum amplitude, is reached within a time window of <20ms, preferably 15ms, which is triggered, ie triggered, for example by the first haptically noticeable vibration deflection. For the sake of simplicity and an almost instantaneous vibration response of the handle to the drive signal it is assumed here that the aforementioned time window is triggered by the start of the control signal.

Meist bevorzugt wird die erste absolute Maximalamplitude mit der ersten oder spätestens zweiten Auslenkung der Handhabe erreicht.Most preferably, the first absolute maximum amplitude is reached with the first or, at the latest, second deflection of the handle.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind das Ansteuersignal und/oder die durch die Abstützmittel und/oder die Vorspannmittel bewirkte Dämpfung so gewählt, dass die „Abklingzeit“ der an der Handhabe gemessenen Systemamplitude, gemessen von 100% der Maximalamplitude auf 10% oder weniger der Maximalamplitude < 30ms, bevorzugt < 25ms, meist bevorzugt <20ms ist.According to a further preferred embodiment, the control signal and/or the damping effected by the supporting means and/or the prestressing means are selected in such a way that the “decay time” of the system amplitude measured on the handle, measured from 100% of the maximum amplitude to 10% or less of the maximum amplitude <30ms, preferably <25ms, most preferably <20ms.

Dazu ist ferner die Dauer des elektrischen Ansteuersignals, welches im Allgemeinen periodisch ist und mit dem der Aktuator beaufschlagt wird, auf eine Dauer deutlich unter 20ms, d.h auf wenige Perioden, wie maximal 2 Perioden beschränkt.In addition, the duration of the electrical control signal, which is generally periodic and which is applied to the actuator, is limited to a duration of well under 20 ms, i.e. to a few periods, such as a maximum of 2 periods.

Durch diese Art der Ansteuerung und diese Art des Aktuators kann ein haptisches Feedback mit geringem Aufwand erzeugt werden, das als einzelner Impuls störgeräuscharm und reproduzierbar wahrgenommen wird.With this type of control and this type of actuator, haptic feedback can be generated with little effort, which is perceived as a single impulse with little noise and is reproducible.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines Eingabegeräts in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug.The invention also relates to the use of an input device in one of the previously described embodiments in a motor vehicle.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:

1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1;
2 eine Schnittansicht der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1;
3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1.
4a - 4c Darstellungen verschiedener erfindungsgemäßer Ansteuersignale und zugehörige Systemantworten

The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the figures. It should be pointed out that the figures show a particularly preferred embodiment variant of the invention, but this is not limited to this. They show schematically:

1 a perspective view of a first embodiment of the input device 1 according to the invention;
2 a sectional view of the 1 shown, first embodiment of the input device according to the invention 1;
3 a sectional view of a second embodiment of the input device 1 according to the invention.
4a - 4c Representations of various control signals according to the invention and associated system responses

1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1. Das erfindungsgemäße Eingabegerät 1 weist ein Befestigungsteil 3 zur Festlegung des Eingabegeräts 1 an einer Fahrzeugkomponente, wie an einem Armaturenbrett oder einer Verkleidung der Fahrgastzelle auf. Beispielsweise ist das Befestigungsteil 3 aus einem Thermoplast oder ZAMAK ausgebildet. Ferner ist erfindungsgemäß ein Träger 2 vorgesehen, der mittels elastischer Abstützmittel 9 beweglich und rückstellend am Befestigungsteil 3 gelagert ist. Die Abstützelemente der Abstützmittel 9 sind beispielsweise aus einem elastischen und dabei schwingungsdämpfenden Material, wie einem Elastomer, ausgebildet. 1 shows a first embodiment of the input device 1 according to the invention. The input device 1 according to the invention has a fastening part 3 for fixing the input device 1 to a vehicle component, such as an instrument panel or a lining of the passenger compartment. For example, the fastening part 3 is made of a thermoplastic or ZAMAK. Furthermore, a carrier 2 is provided according to the invention, which is movably and restoringly mounted on the fastening part 3 by means of elastic support means 9 . The support elements of the support means 9 are made, for example, from an elastic and vibration-damping material, such as an elastomer.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Handhabe 4 vorgesehen, die um eine gedachte Achse 11 drehbeweglich an dem Träger 2 zur Vornahme einer Betätigungseingabe durch einen Bediener gelagert ist. Hier ist die Handhabe 4 eine sogenannte, meist durch den Daumen eines Bedieners zu verdrehende Drehwalze. So weist die Handhabe 4 eine ganz um die gedachte Achse 11 erstreckende, zylindrische Mantelfläche auf. Der Träger 2 bildet eine Blende 6 mit einer dem Bediener zugewandten Sichtfläche 5 aus, wobei die Blende 6 einen Durchbruch 7 aufweist, in dem die Handhabe 4 zumindest teilweise angeordnet ist.According to the invention, a handle 4 is also provided, which is mounted on the carrier 2 so that it can rotate about an imaginary axis 11 so that an operator can make an actuation input. Here, the handle 4 is what is known as a rotating roller, which is usually rotated by the thumb of an operator. Thus, the handle 4 has a cylindrical lateral surface that extends all the way around the imaginary axis 11 . The carrier 2 forms a screen 6 with a viewing surface 5 facing the operator, the screen 6 having an opening 7 in which the handle 4 is at least partially arranged.

Am Träger 2 sind weitere Bedienelemente 10 angeordnet, deren Berühr- oder Betätigungsflächen in die Sichtfläche 5 der Blende 6 integriert sind. Der sich dadurch ergebende Träger 6 ist über die Handhabe 4 hinaus ausgedehnt.Further operating elements 10 are arranged on the carrier 2 , the touching or actuating surfaces of which are integrated into the visible surface 5 of the panel 6 . The resulting carrier 6 is extended beyond the handle 4 also.

Wie aus 2 zu erkennen, sind zur schwenk- oder drehbeweglichen Lagerung der Handhabe 4 an dem Träger 2 zumindest zwei sich in der axialen Richtung erstreckende Wellenzapfen 12a, 12b und zugehörige Wellenaufnahmen 13a, 13b vorgesehen sind, wobei jeweils einer der Wellenzapfen 12a, 12b in schwenk- oder drehbeweglichem Eingriff mit der zugehörigen Wellenaufnahme 13a bzw. 13b steht. Hier sind alle Wellenzapfen 12a, 12b an der Handhabe 4 und alle Wellenaufnahmen 13a, 13b an dem Träger 2 ausgebildet.How out 2 As can be seen, at least two shaft journals 12a, 12b extending in the axial direction and associated shaft receptacles 13a, 13b are provided for the pivotable or rotatable mounting of the handle 4 on the carrier 2, with one of the shaft journals 12a, 12b in each case being pivotable or rotatably engaged with the associated shaft mount 13a or 13b. Here all shaft journals 12a, 12b are formed on the handle 4 and all shaft receptacles 13a, 13b on the carrier 2.

Erfindungsgemäß ist ferner ein Vorspannmittel 14 vorgesehen, um die Handhabe 4 in axialer Richtung, also in Richtung der die Beweglichkeit der Handhabe 4 vorgebenden, gedachten Achse 11 gegen den Träger 3 spielfreistellend vorzuspannen, um das Spiel beispielsweise auf ein für die Beweglichkeit der Bewegung zwingend notwendiges Maß zu beschränken. Hier spannt das Vorspannmittel 14 einen der Wellenzapfen 12a in axialer Richtung in die zugehörige Wellenaufnahme 13a ein, indem das Vorspannmittel 14 an dem gegenüberliegenden Wellenzapfen 12b anliegt, um den Eingriff des gegenüberliegenden Paares aus Wellenzapfen 12a und zugehöriger Wellenaufnahme 13a in axialer Richtung und in Eingriffsrichtung vorzuspannen. Die Vorspannmittel 14 weisen ein auf eine Stirnfläche eines der Wellenzapfen 12b einwirkendes Vorspannteil aus einem Elastomer auf, welches dadurch auch schwingungsdämpfend wirkt. Dabei ist der Wellenzapfen 12a, dessen Eingriff mit der zugehörigen Wellenaufnahme 13a vorgespannt ist, angespitzt, während die zugehörige Wellenaufnahme 13a einen konisch zulaufenden Endbereich aufweist. Damit ist gemeint, dass die endständige Stirnfläche des Wellenzapfens 12a kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, während ein daran angrenzender Bereich der Wellenaufnahme 13a konisch ausgebildet ist. Die Wellenaufnahmen 13a, 13b weisen beispielsweise ferner Gleit- oder Wälzlagerkomponenten auf. According to the invention, a pretensioning means 14 is also provided in order to pretension the handle 4 in the axial direction, i.e. in the direction of the imaginary axis 11 that determines the mobility of the handle 4, against the carrier 3 so that there is no play, in order to limit the play, for example, to a level that is absolutely necessary for the mobility of the movement limit measure. Here, the biasing means 14 clamps one of the journals 12a in the axial direction in the associated shaft receptacle 13a by the biasing means 14 abutting the opposite journal 12b to bias the engagement of the opposing pair of journal 12a and associated shaft receptacle 13a in the axial direction and in the direction of engagement . The prestressing means 14 have a prestressing part made of an elastomer which acts on an end face of one of the shaft journals 12b has a vibration-damping effect. The shaft journal 12a, whose engagement with the associated shaft receptacle 13a is prestressed, is pointed, while the associated shaft receptacle 13a has a conically tapering end region. This means that the end face of the shaft journal 12a is designed in the shape of a cone or truncated cone, while an area of the shaft receptacle 13a adjoining it is designed in a conical manner. The shaft mounts 13a, 13b also have sliding or roller bearing components, for example.

Erfindungsgemäß ist ferner ein lediglich am Träger 3 festgelegter Aktuator 8 zur Stoßanregung des Trägers 2 vorgesehen, um ein haptisches Feedback für einen die Handhabe 4 bedienenden oder betätigenden Bediener hervorzurufen. Die ausschließliche Festlegung des Aktuators 8 am Träger 2 vermeidet bzw. verringert den ungewünschten Gegenstoßeintrag in das Befestigungsteil 3. Hier handelt es sich um einen linear antreibenden Aktuator 8, nämlich einen Tauchankeraktuator, welcher auch unter der englischen Bezeichnung „Voice-Coil-Actuator“ dem Fachmann bekannt ist. Der Aktuator 8 ist vorgesehen, ein haptisches Feedback als haptisch wahrnehmbare Quittierung einer mittels der Bedienelemente 10 oder der Handhabe 4 vorgenommenen Berühr- oder Betätigungseingabe vorzunehmen. Die Berührung wird beispielsweise durch eine Ansteuerelektronik 15 mittels einer kapazitiven Sensorstruktur 16 detektiert, während eine Betätigung von dem Controller 15 durch einen Kraftsensor 17 aufgrund der betätigungsbedingten Annährung zwischen Träger 2 und Befestigungsteil 3 oder aufgrund der Verformung des Trägers 2 in Richtung des Befestigungsteils 3 detektiert wird. Die positiv detektierte Betätigung bzw. Berührung triggert die Ausgabe eines Ansteuersignals an den Aktuator 8 durch die Ansteuerelektronik 15. Die Hauptwirkrichtung F der Stoßanregung des Aktuators 8 ist parallel zur Richtung der gedachten Achse 11 und im Wesentlichen parallel zur Sichtfläche 5. Dadurch, dass die Schwingungsanregung im Wesentlichen in Richtung des axialen Verlaufs der Lagerung der Handhabe 4 erfolgt, folgt die Handhabe 4 auch primär dieser Anregung, was für ein reproduzierbares Schwingungsverhalten der Handhabe 4 von Vorteil ist. Bei anders ausgerichteter Anregung ist durch Biegeschwingungen im Träger 2 das an der Handhabe 4 sich einstellende Schwingungsverhalten als Systemantwort auf die Anregung durch den Aktuator 8 kaum vorhersehbar und stellt sich noch weniger reproduzierbar ein. Bei der gezeigten ersten Ausführungsform ist der Aktuator 8 zur Ausrichtung der Hauptwirkrichtung F an einem von der dem Bediener abgewandten Rückseite des Trägers 2 abstehenden Ausleger 18 befestigt.According to the invention, an actuator 8 that is only fixed to the carrier 3 is also provided for excitation of the impact of the carrier 2 in order to produce haptic feedback for an operator operating or actuating the handle 4 . The exclusive determination of the actuator 8 on the carrier 2 avoids or reduces the unwanted counter-impact entry into the fastening part 3. This is a linearly driving actuator 8, namely a plunger actuator, which is also known under the English name "Voice Coil Actuator". known to those skilled in the art. The actuator 8 is intended to provide haptic feedback as a haptically perceptible acknowledgment of a touch or actuation input made using the operating elements 10 or the handle 4 . The contact is detected, for example, by control electronics 15 by means of a capacitive sensor structure 16, while an actuation by the controller 15 is detected by a force sensor 17 due to the actuation-related approach between the carrier 2 and the fastening part 3 or due to the deformation of the carrier 2 in the direction of the fastening part 3 . The positively detected actuation or touch triggers the output of a control signal to the actuator 8 by the control electronics 15. The main effective direction F of the shock excitation of the actuator 8 is parallel to the direction of the imaginary axis 11 and essentially parallel to the visible surface 5. Because the vibration excitation takes place essentially in the direction of the axial course of the mounting of the handle 4, the handle 4 also primarily follows this excitation, which is advantageous for a reproducible vibration behavior of the handle 4. If the excitation is directed in a different way, the vibration behavior occurring on the handle 4 as a system response to the excitation by the actuator 8 can hardly be predicted due to bending vibrations in the carrier 2 and is even less reproducible. In the first embodiment shown, the actuator 8 for aligning the main effective direction F is fastened to a cantilever 18 protruding from the rear side of the carrier 2 facing away from the operator.

Dadurch und durch die Vorspannung durch die Vorspannmittel 14 wird eine Hin- und Herbewegung der Handhabe 4 entlang der gedachten Achse 11 minimiert, ein hartes Anschlagen der Handhabe 4 vermieden und somit werden Störgeräusche während der Haptikerzeugung verringert, aber auch die Haptikerzeugung gegenüber einer in Richtung der Achse 11 nicht vorgespannten Lösung reproduzierbarer. Insgesamt betrachtet, wird also das Eingabegerät 1 hinsichtlich seiner akustischen und haptischen Eigenschaften verbessert.As a result, and due to the pretensioning by the pretensioning means 14, a back and forth movement of the handle 4 along the imaginary axis 11 is minimized, a hard impact of the handle 4 is avoided and thus disturbing noises during the haptic generation are reduced, but also the haptic generation compared to a direction of the Axis 11 non-biased solution more reproducible. Overall, the input device 1 is improved with regard to its acoustic and haptic properties.

3 zeigt den Schnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1. Das erfindungsgemäße Eingabegerät 1 weist ein Befestigungsteil 3 zur Festlegung des Eingabegeräts 1 an einer Fahrzeugkomponente, wie an einem Armaturenbrett oder einer Verkleidung der Fahrgastzelle auf. Beispielsweise ist das Befestigungsteil 3 aus einem Thermoplast oder ZAMAK ausgebildet. Ferner ist erfindungsgemäß ein Träger 2 vorgesehen, der mittels elastischer Abstützmittel 9 beweglich und rückstellend am Befestigungsteil 3 gelagert ist. Die Abstützelemente der Abstützmittel 9 sind beispielsweise aus einem elastischen und dabei schwingungsdämpfenden Material, wie einem Elastomer, ausgebildet. 3 shows the section of a second embodiment of the input device 1 according to the invention. The input device 1 according to the invention has a fastening part 3 for fixing the input device 1 to a vehicle component, such as a dashboard or a paneling of the passenger compartment. For example, the fastening part 3 is made of a thermoplastic or ZAMAK. Furthermore, a carrier 2 is provided according to the invention, which is movably and restoringly mounted on the fastening part 3 by means of elastic support means 9 . The support elements of the support means 9 are made, for example, from an elastic and vibration-damping material, such as an elastomer.

Erfindungsgemäß sind ferner zwei koaxial angeordnete Handhaben 4 vorgesehen, die um eine gedachte Achse 11 drehbeweglich an dem Träger 2 zur Vornahme einer Betätigungseingabe durch einen Bediener gelagert sind. Hier ist die Handhabe 4 jeweils eine sogenannte, meist durch den Daumen eines Bedieners zu verdrehende Drehwalze, wobei die Handhaben 4 unabhängig voneinander und relativ zueinander verdrehbar sind und eine „Tandem-Drehwalze“ bilden. Jede Handhabe 4 weist eine ganz um die gedachte Achse 11 erstreckende, zylindrische Mantelfläche auf. Der Träger 2 bildet eine Blende 6 mit einer dem Bediener zugewandten Sichtfläche 5 aus, wobei die Blende 6 einen Durchbruch 7 aufweist, in dem die Handhaben 4 zumindest teilweise angeordnet ist.According to the invention, two coaxially arranged handles 4 are also provided, which are mounted on the carrier 2 so as to be rotatable about an imaginary axis 11 so that an operator can make an actuation input. Here, the handle 4 is in each case a so-called rotary roller, usually to be turned by the thumb of an operator, the handles 4 being able to be rotated independently of one another and relative to one another and forming a “tandem rotary roller”. Each handle 4 has a cylindrical lateral surface extending all the way around the imaginary axis 11 . The carrier 2 forms a screen 6 with a viewing surface 5 facing the operator, the screen 6 having an opening 7 in which the handle 4 is at least partially arranged.

Am Träger 2 können, wie in 1 gezeigt, weitere Bedienelemente angeordnet sein, deren Berühr- oder Betätigungsflächen in die Sichtfläche 5 der Blende 6 integriert sind. Der sich dadurch ergebende Träger 6 ist über die Handhabe 4 hinaus ausgedehnt.On carrier 2, as in 1 shown, further controls can be arranged, the touch or actuation surfaces are integrated into the visible surface 5 of the panel 6. The resulting carrier 6 is extended beyond the handle 4 also.

Wie aus 3 zu erkennen, sind zur schwenk- oder drehbeweglichen Lagerung der Handhabe 4 an dem Träger 2 drei sich in der axialen Richtung erstreckende Wellenzapfen 12a, 12b und zugehörige Wellenaufnahmen 13a, 13b, 13c vorgesehen, wobei jeweils einer der Wellenzapfen 12a, 12b in schwenk- oder drehbeweglichem Eingriff mit der zugehörigen Wellenaufnahme 13a, 13b bzw. 13c steht. Hier sind alle Wellenzapfen 12a, 12b an der jeweiligen Handhabe 4 und zwei der Wellenaufnahmen 13a, 13b an dem Träger 2 ausgebildet, während die mittlere Wellenaufnahme 13c in an einer der Handhaben 4 ausgebildet ist.How out 3 As can be seen, three shaft journals 12a, 12b extending in the axial direction and associated shaft receptacles 13a, 13b, 13c are provided for the pivotable or rotatable mounting of the handle 4 on the carrier 2, with one of the shaft journals 12a, 12b being pivotable or rotatably engaged with the associated shaft mount 13a, 13b or 13c. Here all shaft journals 12a, 12b are on of the respective handle 4 and two of the shaft mounts 13a, 13b are formed on the carrier 2, while the middle shaft mount 13c is formed on one of the handles 4.

Erfindungsgemäß ist ferner ein Vorspannmittel 14 vorgesehen, um die Handhabe 4 in axialer Richtung, also in Richtung der die Beweglichkeit der Handhabe 4 vorgebenden, gedachten Achse 11 gegen den Träger 3 spielfreistellend vorzuspannen, um das Spiel beispielsweise auf ein für die Beweglichkeit der Bewegung zwingend notwendiges Maß zu beschränken. Hier spannt das Vorspannmittel 14 einen der Wellenzapfen 12a in axialer Richtung in die zugehörige Wellenaufnahme 13a ein, indem das Vorspannmittel 14 an dem gegenüberliegenden Wellenzapfen 12b anliegt, um den Eingriff des gegenüberliegenden Paares aus Wellenzapfen 12a und zugehöriger Wellenaufnahme 13a in axialer Richtung und in Eingriffsrichtung vorzuspannen. Die Vorspannmittel 14 weisen ein auf eine Stirnfläche eines der Wellenzapfen 12b einwirkendes Vorspannteil aus einem Elastomer auf, welches ebenfalls schwingungsdämpfend wirkt. Dabei sind die Wellenzapfen 12a, deren Eingriff mit der zugehörigen Wellenaufnahme 13a, 13c jeweils vorgespannt ist, angespitzt, während die zugehörige Wellenaufnahme 13a bzw. 13c jeweils einen konisch zulaufenden Endbereich aufweist. Damit ist gemeint, dass die endständige Stirnfläche des Wellenzapfens 12a kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, während ein daran angrenzender Bereich der Wellenaufnahme 13a bzw. 13c konisch ausgebildet ist. Die Wellenaufnahmen 13a, 13b, 13c weisen beispielsweise ferner Gleit- oder Wälzlagerkomponenten auf.According to the invention, a pretensioning means 14 is also provided in order to pretension the handle 4 in the axial direction, i.e. in the direction of the imaginary axis 11 that determines the mobility of the handle 4, against the carrier 3 so that there is no play, in order to limit the play, for example, to a level that is absolutely necessary for the mobility of the movement limit size. Here, the biasing means 14 clamps one of the journals 12a in the axial direction in the associated shaft receptacle 13a by the biasing means 14 abutting the opposite journal 12b to bias the engagement of the opposing pair of journal 12a and associated shaft receptacle 13a in the axial direction and in the direction of engagement . The prestressing means 14 have a prestressing part made of an elastomer which acts on an end face of one of the shaft journals 12b and which also has a vibration-damping effect. The shaft journals 12a, the engagement of which with the associated shaft receptacle 13a, 13c is respectively prestressed, are pointed, while the associated shaft receptacle 13a or 13c each has a conically tapering end area. This means that the end face of the shaft journal 12a is designed in the shape of a cone or truncated cone, while an adjacent region of the shaft receptacle 13a or 13c is designed in a conical manner. The shaft mounts 13a, 13b, 13c also have, for example, plain or roller bearing components.

Erfindungsgemäß ist ferner ein lediglich am Träger 3 festgelegter Aktuator 8 zur Stoßanregung des Trägers 2 vorgesehen, um ein haptisches Feedback für einen die Handhabe 4 bedienenden oder betätigenden Bediener hervorzurufen. Hier handelt es sich um einen linear antreibenden Aktuator 8, nämlich einen Tauchankeraktuator, welcher auch unter der englischen Bezeichnung „Voice-Coil-Actuator“ dem Fachmann bekannt ist. Der Aktuator 8 ist vorgesehen, ein haptisches Feedback als haptisch wahrnehmbare Quittierung einer mittels der Bedienelemente 10 oder der Handhabe 4 vorgenommenen Berühr- oder Betätigungseingabe vorzunehmen. Die Berührung wird beispielsweise durch eine Ansteuerelektronik 15 mittels einer kapazitiven Sensorstruktur 16 detektiert, während eine Betätigung von dem Controller 15 durch einen Kraftsensor 17 aufgrund der betätigungsbedingten Annährung zwischen Träger 2 und Befestigungsteil 3 oder aufgrund der Verformung des Trägers 2 in Richtung des Befestigungsteils 3 detektiert wird. Die positiv detektierte Betätigung bzw. Berührung triggert die Ausgabe eines Ansteuersignals an den Aktuator 8 durch die Ansteuerelektronik 15. Die Hauptwirkrichtung F der Stoßanregung des Aktuators 8 ist parallel zur Richtung der gedachten Achse 11 und im Wesentlichen parallel zur Sichtfläche 5. Dadurch, dass die Schwingungsanregung im Wesentlichen in Richtung des axialen Verlaufs der Lagerung der Handhabe 4 erfolgt, folgt die Handhabe 4 auch primär dieser Anregung, was für ein reproduzierbares Schwingungsverhalten der Handhabe 4 von Vorteil ist. Bei anders ausgerichteter Anregung ist durch Biegeschwingungen im Träger 2 das an der Handhabe 4 sich einstellende Schwingungsverhalten als Systemantwort auf die Anregung durch den Aktuator 8 kaum vorhersehbar und stellt sich noch weniger reproduzierbar ein. Bei der gezeigten ersten Ausführungsform ist der Aktuator 8 zur Ausrichtung der Hauptwirkrichtung F an einem von der dem Bediener abgewandten Rückseite des Trägers 2 abstehenden Ausleger 18 befestigt.According to the invention, an actuator 8 that is only fixed to the carrier 3 is also provided for excitation of the impact of the carrier 2 in order to produce haptic feedback for an operator operating or actuating the handle 4 . This is a linearly driving actuator 8, namely a plunger actuator, which is also known to those skilled in the art by the English term “voice coil actuator”. The actuator 8 is intended to provide haptic feedback as a haptically perceptible acknowledgment of a touch or actuation input made using the operating elements 10 or the handle 4 . The contact is detected, for example, by control electronics 15 by means of a capacitive sensor structure 16, while an actuation by the controller 15 is detected by a force sensor 17 due to the actuation-related approach between the carrier 2 and the fastening part 3 or due to the deformation of the carrier 2 in the direction of the fastening part 3 . The positively detected actuation or touch triggers the output of a control signal to the actuator 8 by the control electronics 15. The main effective direction F of the shock excitation of the actuator 8 is parallel to the direction of the imaginary axis 11 and essentially parallel to the visible surface 5. Because the vibration excitation takes place essentially in the direction of the axial course of the mounting of the handle 4, the handle 4 also primarily follows this excitation, which is advantageous for a reproducible vibration behavior of the handle 4. If the excitation is directed in a different way, the vibration behavior occurring on the handle 4 as a system response to the excitation by the actuator 8 can hardly be predicted due to bending vibrations in the carrier 2 and is even less reproducible. In the first embodiment shown, the actuator 8 for aligning the main effective direction F is fastened to a cantilever 18 protruding from the rear side of the carrier 2 facing away from the operator.

Dadurch und durch die Vorspannung durch die Vorspannmittel 14 wird eine Hin- und Herbewegung der Handhaben 4 entlang der gedachten Achse 11 minimiert, ein hartes Anschlagen der Handhaben 4 vermieden, und somit werden Störgeräusche während der Haptikerzeugung verringert, aber auch die Haptikerzeugung gegenüber einer in Richtung der Achse 11 nicht vorgespannten Lösung reproduzierbarer. Insgesamt betrachtet, wird also das Eingabegerät 1 hinsichtlich seiner akustischen und haptischen Eigenschaften verbessert.This and the pretensioning by the pretensioning means 14 minimize a back and forth movement of the handles 4 along the imaginary axis 11, avoiding a hard hitting of the handles 4, and thus disturbing noises during the haptic generation are reduced, but also the haptic generation compared to a direction the axis 11 non-biased solution more reproducible. Overall, the input device 1 is improved with regard to its acoustic and haptic properties.

Die 4a bis 4c zeigen erfindungsgemäße Anregungssignale A₁ bis A₃ und zugehörige auf die Anregung folgende und dadurch bewirkte Systemantworten S₁ bis S₃, welche das jeweils an der Handhabe (der 1-3) beispielsweise mit einem Vibrometer abgetastete Schwingungsverhalten ist. So erzeugt das sich auf einen Impuls einer Polarität beschränkende Ansteuersignal A₁ und aufgrund der dämpfenden Wirkung der Abstützmittel 9 (der 1-3) und aufgrund der dämpfenden Wirkung der Vorspannmittel 14 (der 1-3) eine gedämpfte und eine somit abklingende Schwingung als Systemantwort S₁. Anregungssignal A₁ und Dämpfung sind dabei so eingestellt, dass die maximal erreichbare Amplitude der Systemantwort, auch absolute Maximalamplitude X_max genannt, mit der ersten, wie hier gezeigt, oder spätestens zweiten Auslenkung erreich wird.The 4a until 4c show excitation signals A ₁ to A ₃ according to the invention and associated system responses S ₁ to S ₃ that follow the excitation and are caused thereby, which indicate the respective handle (of the 1-3 ) is the vibration behavior sampled with a vibrometer, for example. In this way, the control signal A _{1 ,} which is limited to a pulse of one polarity, and due to the damping effect of the support means 9 (the 1-3 ) and due to the dampening effect of the prestressing means 14 (der 1-3 ) a damped and thus decaying oscillation as system response S ₁ . Excitation signal A ₁ and damping are set in such a way that the maximum achievable amplitude of the system response, also called absolute maximum amplitude X _max , is reached with the first deflection, as shown here, or at the latest with the second deflection.

Bevorzugt wird, wie 4b zeigt, darauf geachtet, dass das Ansteuersignal A₂ in Dauer und Verlauf, hier weist es eine Periode und damit eine Pulsfolge aus Pulsen entgegengesetzter Polarität auf, so ausgelegt ist, dass die maximal erreichbare Amplitude der Systemantwort, auch absolute Maximalamplitude X_max genannt, innerhalb eines Zeitfensters von < 20ms, erreicht ist, wobei das vorgenannte Zeitfenster durch den Beginn des Ansteuersignals angetriggert ist.Preference is given to how 4b shows, care has been taken to ensure that the duration and course of the control signal A ₂ (here it has a period and thus a pulse sequence of pulses of opposite polarity) is designed in such a way that the maximum achievable amplitude of the system response, also known as the absolute maximum amplitude X _max , is within a time window of <20ms, is reached, the aforementioned time window being triggered by the start of the control signal.

4c zeigt eine Ausführungsform des Ansteuersignals A₃ mit einer zwei Perioden umfassenden Pulsfolge. Anregungssignal A₃ und Dämpfungen der Abstützmittel 9 (der 1-3) und der Vorspannmittel 14 (der 1-3) sind so eingestellt, dass die maximal erreichbare Amplitude der Systemantwort, auch absolute Maximalamplitude X_max genannt, mit der zweiten Auslenkung erreicht wird. Ferner ist jeweils die Handhabe 4 (der 1-3) und/oder der Aktuator 8 (der 1-3) aufgrund der Dämpfung durch die Abstützmittel 9 (der 1-3) und der Vorspannmittel 14 (der 1-3) so bedämpft, dass die „Abklingzeit“ der an der Handhabe 4 (der 1-3) gemessenen Systemamplitude, gemessen von 100% der Maximalamplitude auf 10% oder weniger der Maximalamplitude, 20ms ist. 4c FIG. 12 shows an embodiment of the drive signal A ₃ with a pulse train comprising two periods. Excitation signal A ₃ and damping of the support means 9 (the 1-3 ) and the biasing means 14 (the 1-3 ) are set in such a way that the maximum achievable amplitude of the system response, also known as the absolute maximum amplitude X _max , is reached with the second deflection. Furthermore, the handle 4 (the 1-3 ) and/or the actuator 8 (the 1-3 ) due to the damping by the support means 9 (der 1-3 ) and the biasing means 14 (the 1-3 ) so dampened that the "cooldown" of the handle 4 (der 1-3 ) measured system amplitude measured from 100% of maximum amplitude to 10% or less of maximum amplitude is 20ms.

Claims

Input device (1), comprising: a fastening part (3) for fixing the input device (1) to a vehicle component; a carrier (2); elastic support means (9) for the mobile and restoring support of the support (2) on the attachment piece (3); a handle (4) which is mounted on the carrier (2) so as to be pivotable or rotatable about an axis (11) in order for an operator to make an actuation input; an actuator (8) fixed at least on the carrier (2) for excitation of impact and/or vibration of the carrier (2) in order to generate haptic feedback for an operator of the handle (4); characterized by a pretensioning means (14) in order to pretension the handle (4) in the direction of the axis (11) against the carrier (2) so that there is no play, so that for the pivotable or rotatable mounting of the handle (4) on the carrier (2) at least two shaft journals (12a, 12b) extending in the axial direction and associated shaft receptacles (13a, 13b, 13c) are provided, one of the shaft journals (12a, 12b) being in pivotal or rotatable engagement with the associated shaft receptacle of the shaft receptacle (13a , 13b, 13c) and the prestressing means (14) clamps at least one shaft journal (12a) in the direction of the axis (11) in the associated shaft receptacle (13a) and that the prestressing means (14) has a bearing on an end face of one of the shaft journals (12b) acting elastomeric biasing member.

Input device (1) according to the preceding claim, wherein all shaft journals (12a, 12b) are formed on the handle (4) and at least two of all shaft receptacles (13a, 13b) are formed on the carrier (2).

Input device (1) according to one of the preceding claims, wherein the carrier (2) forms a screen (6) with a viewing surface (5) facing the operator, the screen (6) having an opening (7) in which the handle ( 4) is at least partially arranged.

Input device (1) according to the preceding claim, wherein further operating elements (10) are arranged on the carrier (2), the touch or actuation surfaces of which are integrated into the visible surface (5).

Input device (1) according to one of the preceding claims, wherein the shaft receptacles (13a, 13b, 13c) and the shaft journals (12a, 12b) are arranged below the viewing surface (5) from the operator's point of view.

Input device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one shaft receptacle (13a, 13c) and an associated shaft journal (12a) are designed to interact in a self-centering manner.

Input device (1) according to one of the preceding claims, wherein the actuator (8) has at least one main effective direction (F) of its vibration and/or shock excitation, which lies in the direction of the axis (11) or parallel to the direction of the axis (11) is aligned.

Input device (1) according to one of the preceding claims, wherein the actuator (8) is a moving coil actuator.

Input device (1) according to one of the preceding claims, wherein control electronics (15) are provided for applying a control signal (A ₁ , A ₂ , A ₃ ) to the actuator (8) and the control signal (A ₁ , A ₂ , A ₃ ) is designed as a pulse signal or pulse train signal.

Input device (1) according to one of the preceding claims, wherein the supporting means (9) and/or the prestressing means (14) are also designed to be vibration-damping.

Input device (1) according to one of the two preceding claims, wherein the control signal (A ₁ , A ₂ , A ₃ ) and/or a damping effected by the supporting means (9) and/or by the prestressing means (14) are selected such that an absolute maximum amplitude (X _max ) of a system response (S ₁ , S ₂ , S ₃ ) measured on the handle (4) to the excitation triggered by the control signal (A ₁ , A ₂ , A ₃ ) by means of the actuator (4) in a first maximum time interval (t ₁ ) of 20 ms after a start of the control signal (A ₁ , A ₂ , A ₃ ).

Input device (1) according to one of the preceding claims, wherein the control signal (A _1, A ₂ , A ₃ ) and/or the damping effected by the supporting means (9) and/or prestressing means (14) are selected such that a decay time, at which the maximum amplitude of the system response (S ₁ , S ₂ , S ₃ ) has decayed to 10% or less of the absolute maximum amplitude (X _max ), the previously reached absolute maximum amplitude (X _max ) in a second time interval (t ₂ ) of maximum 30ms follows.

Motor vehicle having an input device (1) according to one of the preceding claims.