DE102013226922A1

DE102013226922A1 - Operating device for an electrical device, in particular for a vehicle component

Info

Publication number: DE102013226922A1
Application number: DE102013226922.6A
Authority: DE
Inventors: Ralph Trapp; Winfried Fust
Original assignee: Behr Hella Thermocontrol GmbH
Current assignee: Behr Hella Thermocontrol GmbH
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-25

Abstract

Die Bedienvorrichtung (10) für ein elektrisches Gerät oder eine Anlage, insbesondere für eine Fahrzeugkomponente, ist versehen mit einer Bedienoberfläche (12) mit mindestens einem elastisch und/oder bewegbar gelagerten Bedienelement (14) mit einem Bedienfeld (16), und einem Betätigungssensor zur Erfassung einer Mindestkraft, die bei einer Betätigung auf das Bedienelement (14) wirkt, und/oder eines Mindestweges, um das sich das Bedienelement (14) bei einer Betätigung bewegt. Ferner weist die Bedienvorrichtung (10) eine Bedienrückmeldevorrichtung mit einem Rückmeldeaktuator (34) zur taktilen Rückmeldung einer durch den Betätigungssensor (32) erfassten Betätigung des mindestens einen Bedienelements (14) auf. Der Betätigungssensor (32) und der Rückmeldeaktuator (34) sind von mindestens einem mechanisch mit dem Bedienelement (14) gekoppelten Piezoelement (20) mit Elektroden (22) gebildet, wobei das mindestens eine Piezoelement (20) elektrisch mit einer Auswerte- und Ansteuereinheit (24) verbunden ist. Die Auswerte- und Ansteuereinheit (24) misst bei einer Betätigung des mindestens einen Bedienelements (14) eine Messspannung zwischen den Elektroden (22) des mindestens einen Piezoelements (20) misst und legt bei Überschreiten einer vorgebbaren Schwellspannung an die Elektroden (22) des Piezoelements (20) eine Ansteuerspannung zur Erzeugung einer Bewegung, insbesondere einer Vibrationsbewegung des Bedienelements (14) an.The operating device (10) for an electrical device or a system, in particular for a vehicle component, is provided with a user interface (12) with at least one elastically and / or movably mounted control element (14) with a control panel (16), and an actuation sensor for Detecting a minimum force that acts on the operating element (14) when actuated, and / or a minimum distance by which the operating element (14) moves when actuated. Furthermore, the operating device (10) has an operator feedback device with a feedback actuator (34) for the tactile feedback of an operation of the at least one operating element (14) detected by the actuating sensor (32). The actuation sensor (32) and the feedback activator (34) are formed by at least one piezoelement (20) mechanically coupled to the operating element (14) with electrodes (22), wherein the at least one piezoelement (20) is electrically connected to an evaluation and control unit ( 24) is connected. When the at least one control element (14) is actuated, the evaluation and control unit (24) measures a measuring voltage between the electrodes (22) of the at least one piezoelectric element (20) and applies it to the electrodes (22) of the piezoelectric element when a predefinable threshold voltage is exceeded (20) a drive voltage for generating a movement, in particular a vibration movement of the operating element (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein elektrisches Gerät, bei dem es sich insbesondere um eine Fahrzeugkomponente handeln kann.The invention relates to an operating device for an electrical device, which may in particular be a vehicle component.

Hinsichtlich der Bedienung elektrischer Geräte, zu denen im Rahmen der Erfindung insbesondere Fahrzeugkomponenten gezählt werden, haben sich in den letzten Jahren mehr und mehr Touchbedienfelder durchgesetzt. Der Einsatz von Touchbedienfeldern (nicht nur) im Fahrzeug bewirkt, dass der Fahrer normalerweise keine haptische Rückmeldung, wie es bei normalen Tasten der Fall wäre, erfährt. Die Rückmeldung wird derzeit oft nur durch optische Anzeigen im Display oder durch LEDs realisiert. Dies führt dazu, dass der Fahrer den Blick von der Straße nehmen muss, um eine Bestätigung für die Auslösung einer Bedienaktion zu bekommen, was aus verkehrstechnischer Sicht problematisch ist.With regard to the operation of electrical devices, which in particular vehicle components are counted in the context of the invention, more and more touch panels have prevailed in recent years. The use of touch panels (not only) in the vehicle causes the driver to experience normally no haptic feedback, as would be the case with normal keys. At the moment, the feedback is often only realized by visual displays or by LEDs. This results in the driver having to take his eyes off the road in order to get confirmation of the triggering of an operator action, which is problematic from a traffic engineering point of view.

Es existieren daher Ansätze für eine haptische Rückmeldung der Betätigung eines Bedienfeldes. Bei Touchbedienfeldern kann eine haptische Rückmeldung z. B. durch elektromagnetische Aktuatoren wie Unwuchtmotoren oder Elektromagneten generiert werden. Bei den Touchbedienelementen, die bereits durch leichte Berührung ausgelöst werden, kommt es u. U. zur versehentlichen Betätigung, insbesondere, wenn diese auf leicht zugänglichen Fahrzeugbereichen wie der Mittelkonsole angeordnet sind. Bei Funktionen, die sicherheitsrelevant sind, kann dies problematisch sein. In solchen Fällen ist eine zusätzliche Sensorik von Vorteil, die die Kraft misst, mit der der Bediener auf den entsprechenden Bereich im Bedienfeld drückt. Auf diese Weise wird eine versehentliche Auslösung durch einfaches Auflegen vermieden. Da oft die Forderung einer starren Bedienoberfläche besteht, kommen als Sensorik hierbei im Wesentlichen kraftsensitive Widerstände, Dehnungsmessstreifen oder kapazitive Sensoren zum Einsatz. Die Sensoren messen dabei meist generell eine Krafteinwirkung auf die gesamte Oberfläche, während die eindeutige Funktion durch die Touchsensorik, die meist auf der P-Cap-(Projected Capacitive)-Technologie beruht, zugeordnet wird.There are therefore approaches for a haptic feedback of the operation of a control panel. For touch panels, a haptic feedback z. B. generated by electromagnetic actuators such as unbalance motors or electromagnets. The touch controls, which are already triggered by light touch, it comes u. U. for accidental operation, especially if they are arranged on easily accessible vehicle areas such as the center console. For features that are security relevant, this can be problematic. In such cases, an additional sensor that measures the force with which the operator presses on the corresponding area in the control panel is an advantage. In this way, an accidental release is avoided by simply hang up. Since there is often the requirement of a rigid user interface, the sensors used here are essentially force-sensitive resistors, strain gauges or capacitive sensors. The sensors generally measure a force on the entire surface, while the unique function of the touch sensors, which is based mostly on the P-Cap (Projected Capacitive) technology, is assigned.

Bei den oben genannten Prinzipien besteht der Nachteil, dass unterschiedliche Elemente zur Vibrationserzeugung und Kraftmessung eingesetzt werden, was einen kommerziellen Nachteil darstellt und außerdem viel Bauraum benötigt.The above principles have the disadvantage that different elements are used for vibration generation and force measurement, which is a commercial disadvantage and also requires a lot of space.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bedienvorrichtung für ein elektrisches Gerät, insbesondere für eine Fahrzeugkomponente zu schaffen, bei der mit vergleichsweise geringem konstruktiven Aufwand nur bei einer vorschriftsmäßigen Betätigung der Bedienvorrichtung eine taktile Rückmeldung erfolgt.The object of the invention is to provide an operating device for an electrical device, in particular for a vehicle component, in which with relatively little design effort only when a correct operation of the operating device is a tactile feedback.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Bedienvorrichtung für ein elektrisches Gerät oder eine Anlage, insbesondere für eine Fahrzeugkomponente, vorgeschlagen, die versehen ist mit

– einer Bedienoberfläche mit mindestens einem bewegbar und/oder elastisch gelagerten Bedienelement mit einem Bedienfeld,
– einem Betätigungssensor zur Erfassung einer Mindestkraft, die bei einer Betätigung auf das Bedienelement wirkt, und/oder eines Mindestweges, um das sich das Bedienelement bei einer Betätigung bewegt, und
– einer Bedienrückmeldevorrichtung mit einem Rückmeldeaktuator zur taktilen Rückmeldung einer durch den Betätigungssensor erfassten Betätigung des mindestens einen Bedienelements.

To solve this problem, the invention proposes an operating device for an electrical device or a system, in particular for a vehicle component, which is provided with

A user interface having at least one movably and / or elastically mounted operating element with a control panel,
An actuating sensor for detecting a minimum force acting upon actuation of the operating element, and / or a minimum distance by which the operating element moves when actuated, and
- An operator feedback device with a feedback actuator for tactile feedback of a detected by the operation sensor actuation of the at least one control element.

Bei dieser Bedienvorrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen,

– dass der Betätigungssensor und der Rückmeldeaktuator von mindestens einem mechanisch mit dem Bedienelement gekoppelten Piezoelement mit Elektroden gebildet sind,
– dass das mindestens eine Piezoelement elektrisch mit einer Auswerte- und Ansteuereinheit verbunden ist und
– dass die Auswerte- und Ansteuereinheit bei einer Betätigung des mindestens einen Bedienelements eine Messspannung zwischen den Elektroden des mindestens einen Piezoelements misst und bei Überschreiten einer vorgebbaren Schwellspannung an die Elektroden des Piezoelements eine Ansteuerspannung zur Erzeugung einer Bewegung, insbesondere einer Vibrationsbewegung des Bedienelements anlegt.

In this operating device is provided according to the invention,

That the actuation sensor and the feedback actuator are formed by at least one piezoelement mechanically coupled to the operating element with electrodes,
- That the at least one piezoelectric element is electrically connected to an evaluation and drive unit and
- That the evaluation and control unit measures a measurement voltage between the electrodes of the at least one piezoelectric element upon actuation of the at least one control element and applies a drive voltage for generating a movement, in particular a vibratory movement of the operating element when a predefinable threshold voltage to the electrodes of the piezoelectric element is exceeded.

Bei der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung befindet sich auf einer Bedienoberfläche ein Bedienelement, das ein Bedienfeld aufweist und, vorzugsweise durch bewegbare Lagerung, elastisch ist bzw. elastisch gelagert ist. Mittels eines Betätigungssensors wird eine vorschriftsmäßige Betätigung des Bedienelements erfasst. Der Betätigungssensor kann beispielsweise die Kraft erfassen, mit der das Bedienelement betätigt wird, oder aber der Betätigungssensor erfasst den Weg, den das Bedienelement bei seiner Betätigung zurücklegt. Ferner weist die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung eine Bedienrückmeldevorrichtung auf, die ihrerseits einen Rückmeldeaktuator zur taktilen Rückmeldung einer von dem Betätigungssensor erkannten vorschriftsmäßigen Betätigung eines Bedienelements aufweist.In the operating device according to the invention is located on a user interface, an operating element having a control panel and, preferably by movable mounting, is elastic or is elastically mounted. By means of an actuation sensor, a correct actuation of the operating element is detected. The actuation sensor can detect, for example, the force with which the operating element is actuated, or else the actuation sensor detects the path traveled by the operating element during its actuation. Furthermore, the operating device according to the invention on an operating feedback device, which in turn has a Rückmeldeaktuator for tactile feedback detected by the operating sensor regulatory operation of a control element.

Sinngemäß ist nun erfindungsgemäß bei einer solchen Bedienvorrichtung vorgesehen, dass der Betätigungssensor und der Rückmeldesensor durch ein und dasselbe Element bzw. durch mehrere beide Funktionen aufweisende derartige Elemente realisiert ist, wozu mit der Erfindung ein Piezoelement vorgeschlagen wird. Das Piezoelement eignet sich nämlich sowohl als Kraft- bzw. Wegsensor als auch als (z. B. Vibrations-)Aktuator. Dann, wenn das Piezoelement seine Sensorfunktion übernimmt, wird über eine Auswerte- und Ansteuereinheit die Messspannung über dem Piezoelement bzw. zwischen dessen Elektroden gemessen. Sobald eine bestimmte vorgebbare Schwellspannung überschritten ist, wird auf eine (vorschriftsmäßige) Betätigung des Bedienelements erkannt. Nun wird über die Auswerte- und Ansteuereinheit an das Piezoelement bzw. über dessen Elektroden eine Ansteuerspannung zur Erzeugung einer mechanischen Bewegung des Piezoelements angelegt. Bei dieser mechanischen Bewegung handelt es sich vorzugsweise um eine Vibrationsbewegung, wozu an das Piezoelement zweckmäßigerweise eine Wechselspannung angelegt wird.Analogously, it is now provided according to the invention in such an operating device, that the actuating sensor and the feedback sensor is realized by one and the same element or by several both functions having such elements, including with the invention, a piezoelectric element is proposed. The piezoelectric element is suitable both as a force or displacement sensor and as an (eg vibration) actuator. Then, when the piezoelectric element assumes its sensor function, the measuring voltage is measured via the piezoelectric element or between its electrodes via an evaluation and control unit. As soon as a certain predefinable threshold voltage is exceeded, it is detected that the control element has been actuated (in accordance with the regulations). Now, a drive voltage for generating a mechanical movement of the piezoelectric element is applied via the evaluation and control unit to the piezoelectric element or via the electrodes thereof. This mechanical movement is preferably a vibratory movement, for which purpose an alternating voltage is expediently applied to the piezoelement.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Piezoelemente vorgesehen sein, die übereinandergestapelt sind, wobei das mindestens eine Bedienelement mit mehreren Piezoelementen oder mit mehreren Piezoelementstapeln mechanisch gekoppelt ist.In a further advantageous embodiment of the invention, a plurality of piezoelectric elements may be provided, which are stacked on top of each other, wherein the at least one operating element is mechanically coupled to a plurality of piezoelectric elements or to a plurality of piezoelectric element stacks.

Sofern eine Führung für das Bedienelement für eine im Wesentlichen ausschließlich translatorische Bewegung des Bedienelements sorgt, ist ein Piezoelement bzw. ein Piezoelementstapel ausreichend, um den Betätigungsweg bzw. die Betätigungskraft messtechnisch zu erfassen.If a guide for the operating element ensures a substantially exclusively translational movement of the operating element, a piezoelectric element or a piezoelectric element stack is sufficient to detect the actuating travel or the actuating force by measurement.

Bei einem Bedienelement, das sich bei Betätigung translatorisch bewegt oder auch (nur) kippen kann, kann in weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass mindestens zwei Piezoelemente an voneinander beabstandeten Stellen mit dem Bedienelement mechanisch gekoppelt sind und dass beide Piezoelemente elektrisch mit der Auswerte- und Ansteuereinheit verbunden sind, wobei die Auswerte- und Ansteuereinheit anhand der Messspannungen der beiden Piezoelemente, z. B. anhand der Bildung einer Differenz dieser Messspannungen auf die resultierende Betätigungskraft, die auf das mindestens eine Bedienelement wirkt, und/oder auf den resultierenden Betätigungsweg, den das mindestens eine Bedienelement bei einer Betätigung zurücklegt, schließt und in Abhängigkeit davon eine Vibration der Piezoelemente auslöst.In a control element that translationally moves when moving or (only) can tilt, can be provided in a further advantageous embodiment of the invention that at least two piezo elements are mechanically coupled at spaced locations with the control element and that both piezo elements electrically with the evaluation - And control unit are connected, wherein the evaluation and control unit based on the measuring voltages of the two piezo elements, z. B. on the basis of the formation of a difference of these measurement voltages on the resulting actuation force acting on the at least one control element, and / or on the resulting actuation travel, the at least one operating element travels in an operation, closes and triggers a vibration of the piezoelectric elements ,

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung können die Messspannungen an mehreren Piezoelementen, die an unterschiedlichen Stellen angeordnet sind, dazu genutzt werden, um zu ermitteln, an welcher Position auf dem Bedienfeld des Bedienelements eine Betätigungskraft einwirkt, sich also beispielsweise der Finger einer Hand befindet. Dies ist zweckmäßig bei Bedienelementen in Form beispielsweise von Bedienleisten oder Platten mit mehreren Symbol- bzw. Bedienfeldern. Die Lokalisierung des Fingers auf einem derartigen Bedienelement kann aber auch durch eine kapazitive Sensorik in dem Bedienelement realisiert werden.In an expedient development of the invention, the measuring voltages at a plurality of piezo elements, which are arranged at different locations, can be used to determine at which position on the control panel of the operating element an actuating force acts, that is, for example, the finger of a hand. This is useful for controls in the form of, for example, control bars or panels with multiple symbol or control panels. The localization of the finger on such a control element can also be realized by a capacitive sensor in the control.

Mit anderen Worten kann also unter Verwendung des erfindungsgemäßen Konzepts bei einem Bedienelement mit mehreren nebeneinander angeordneten Symbolfeldern somit das Symbolfeld detektiert werden, an dem sich bei der Betätigung der Finger einer Hand befindet. Wie bereits erwähnt, kann eine derartige Ermittlung aber auch durch eine kapazitive Sensorik in dem Bedienelement realisiert werden.In other words, therefore, using the inventive concept in an operating element with a plurality of juxtaposed symbol fields thus the symbol field can be detected on which is located in the operation of the fingers of a hand. As already mentioned, however, such a determination can also be realized by a capacitive sensor in the operating element.

Gegenstand der Erfindung ist es im oben genannten Zusammenhang, eine Auslösekraft mit dem gleichen Element zu detektieren, mit dem die haptische Rückmeldung erzeugt wird. Dies kann mit einem oder mehreren Piezoelementen realisiert werden. Übt man eine Kraft auf einen Piezokristall aus, so entsteht durch die Kristalldeformation eine elektrische Spannung zwischen den Kontaktelektroden. Legt man wiederum eine externe Spannung an ein solches Element an, so deformiert sich der Piezokristall in Form einer Längenkontraktion oder Ausdehnung, je nach Polarität der Spannung. Über eine Wechselspannung kann auf diese Weise eine Vibration erzeugt werden. Es existieren bereits im Markt piezoelektrische Vibrationsaktuatoren, die jedoch Vibrationen an eine separate, schwingfähig gelagerte Masse übertragen. Über das Gehäuse dieser Aktuatoren bzw. dessen Befestigung überträgt dieser Aktuator die Vibration auf andere Massen.The object of the invention in the above-mentioned context is to detect a triggering force with the same element with which the haptic feedback is generated. This can be realized with one or more piezo elements. By exerting a force on a piezocrystal, an electrical voltage is created between the contact electrodes due to the crystal deformation. If, in turn, an external voltage is applied to such an element, then the piezoelectric crystal deforms in the form of a length contraction or expansion, depending on the polarity of the voltage. About an AC voltage can be generated in this way a vibration. There are already in the market piezoelectric vibration actuators, however, transmit vibrations to a separate, vibrationally mounted mass. About the housing of these actuators or its attachment, this actuator transmits the vibration to other masses.

Ein Nachteil dieser Aktuatoren ist es, dass sie keine statischen Kräfte messen können, da aufgrund der schwingfähig gelagerten Aufhängung keine statischen Kräfte auf den Piezokristall übertragen werden. Dementsprechend werden nach der Erfindung Piezoelemente ohne zusätzliche Schwungmasse und deren Lagerung verwendet.A disadvantage of these actuators is that they can not measure static forces, since no static forces are transmitted to the piezoelectric crystal due to the vibrationally mounted suspension. Accordingly, piezoelectric elements are used without additional flywheel mass and their storage according to the invention.

Die erzeugte Sensorspannung oder der Vibrationshub eines einzelnen Piezoelements ist relativ gering, daher werden üblicherweise in Piezoaktuatoren mehrere Piezoelemente gestapelt, so dass sich gut messbare Spannungen und geeignete Hübe realisieren lassen. Ordnet man nun einen solchen Piezostapel hinter einer Bedienoberfläche, die entsprechend gelagert ist, an und verbindet diese beiden Elemente mechanisch miteinander, so kann die Kraft auf die Oberfläche gemessen werden und gleichzeitig kann bei Anlegen einer Wechselspannung an den Piezostack die Oberfläche zur Erzeugung eines taktilen Feedbacks in Vibration versetzt werden.The generated sensor voltage or the vibration stroke of a single piezoelectric element is relatively low, therefore usually more piezoelectric elements are stacked in piezo actuators, so that can be realized easily measurable voltages and suitable strokes. If one arranges such a piezoelectric stack behind a user interface, which is mounted accordingly, and mechanically interconnects these two elements, the force on the surface can be measured, and at the same time the surface for generating a tactile feedback can be applied when applying an alternating voltage to the piezoelectric stack be vibrated.

Der erfindungsgemäße Gedanke, nämlich die Realisierung einer haptischen Funktionsrückmeldung und Kraftmessung zeichnet sich also dadurch aus, dass die Kraft, die zur Erzeugung einer Bewegung der Bedienoberfläche dient, durch ein oder mehrere Piezoelemente erzeugt wird, die hinter der Bedienoberfläche angeordnet und mit dieser mechanisch verbunden sind und die ebenfalls die Auslösekraft über den Piezoeffekt messen. Wenn zumindest zwei Piezoelemente zur Krafterfassung dienen, kann der Ort der Krafteinleitung über die Differenz der beiden Sensorsignale erfasst werden, um so bei unsymmetrischer Krafteinleitung auf die resultierende Betätigungskraft zu schließen.The inventive idea, namely the realization of a haptic function feedback and force measurement is thus characterized by the fact that the force used to generate a movement of the user interface is generated by one or more piezo elements, which are arranged behind the user interface and mechanically connected thereto and also measure the tripping force via the piezoelectric effect. If at least two piezoelectric elements are used for force detection, the location of the force introduction can be detected via the difference between the two sensor signals in order to conclude with asymmetrical force introduction on the resulting actuating force.

Die einzige Zeichnung zeigt schematisch eine entsprechende erfindungsgemäße Anordnung.The single drawing shows schematically a corresponding arrangement according to the invention.

Eine Bedienvorrichtung 10, die in der Zeichnung ausschnittsweise und teilweise aufgebrochen dargestellt ist, weist eine Bedienoberfläche 12 auf, an bzw. in der ein Bedienelement 14 mit einem Bedienfeld 16 bewegbar angeordnet ist. Das Bedienelement 14 ist mittels zweier Stapel 18 aus übereinander angeordneten Piezoelementen 20 gelagert. Die Elektroden 22 der Piezoelemente 20 beider Stapel 18 sind elektrisch mit einer Auswerte- und Ansteuereinheit 24 verbunden. Diese Auswerte- und Ansteuereinheit 24 weist pro Piezoelementstapel 18 einen Messverstärker 26 und eine bei 28 angedeutete Zentraleinheit auf, die die Messspannungen der Piezoelementstapel 18 mit einem Schwellwert und ggf. untereinander vergleicht. Ab Erreichen bzw. Überschreiten dieses Schwellwertes wird damit erkannt, dass das Bedienelement 14 vorschriftsmäßig betätigt wurde. In diesem Fall wird eine Ansteuerspannungsgenerator 30 aktiviert und damit an die Piezoelemente 20 eine in diesem Ausführungsbeispiel Wechselspannung angelegt, aufgrund derer die Bedienelemente 14 in Vibrationen als taktile Rückmeldung einer vorschriftsmäßigen Betätigung versetzt werden. Die Piezoelemente 20 fungieren also einerseits als Betätigungssensor 32 zur Erfassung einer vorschriftsmäßigen Betätigung des Bedienelements 14 und andererseits als Rückmeldeaktuator 34 zur Versetzung des Bedienelements 14 in Vibrationen als taktile Rückmeldung.An operating device 10 , which is partially and partially broken away in the drawing, has a user interface 12 on, on or in an operating element 14 with a control panel 16 is movably arranged. The operating element 14 is by means of two stacks 18 from stacked piezo elements 20 stored. The electrodes 22 the piezo elements 20 both stacks 18 are electrically connected to an evaluation and control unit 24 connected. This evaluation and control unit 24 points per piezo element stack 18 a measuring amplifier 26 and one at 28 indicated central unit on which the measuring voltages of the piezo element stack 18 with a threshold and possibly compared with each other. From reaching or exceeding this threshold is thus recognized that the operating element 14 was operated correctly. In this case, a drive voltage generator 30 activated and thus to the piezo elements 20 an alternating voltage applied in this embodiment, on the basis of which the controls 14 be put into vibration as a tactile feedback of a regulatory actuation. The piezo elements 20 So on the one hand act as an actuation sensor 32 for detecting a correct operation of the operating element 14 and, on the other hand, as a feedback actuator 34 for moving the operating element 14 in vibration as a tactile feedback.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Bedienvorrichtungoperating device
1212: Bedienoberfläche der BedienvorrichtungUser interface of the operating device
1414: Bedienelement an der BedienoberflächeOperating element on the user interface
1616: Bedienfeld des BedienelementsControl panel of the control element
1818: Stapel aus PiezoelementenStack of piezo elements
2020: Piezoelementpiezo element
2222: Elektroden an den PiezoelementenElectrodes on the piezo elements
2424: Auswerte- und AnsteuereinheitEvaluation and control unit
2626: Messverstärker der Auswerte- und AnsteuereinheitMeasuring amplifier of the evaluation and control unit
2828: Zentraleinheit der Auswerte- und AnsteuereinheitCentral unit of the evaluation and control unit
3030: Ansteuerspannungsgenerator der Auswerte- und AnsteuereinheitDrive voltage generator of the evaluation and control unit
3232: Betätigungssensoroperation sensor
3434: RückmeldeaktuatorRückmeldeaktuator

Claims

Operating device ( 10 ) for an electrical device or a system, in particular for a vehicle component, with - a user interface ( 12 ) with at least one elastically and / or movably mounted operating element ( 14 ) with a control panel ( 16 ), - an actuation sensor for detecting a minimum force, which upon actuation of the operating element ( 14 ), and / or a minimum distance by which the control element ( 14 moved on actuation, and - an operator feedback device with a feedback actuator ( 34 ) for tactile feedback of a by the actuation sensor ( 32 ) detected actuation of the at least one operating element ( 14 ), characterized in that - the actuation sensor ( 32 ) and the feedback actuator ( 34 ) of at least one mechanically with the operating element ( 14 ) coupled piezoelectric element ( 20 ) with electrodes ( 22 ) are formed, - that the at least one piezoelectric element ( 20 ) electrically with an evaluation and control unit ( 24 ) and - that the evaluation and control unit ( 24 ) upon actuation of the at least one operating element ( 14 ) a measuring voltage between the electrodes ( 22 ) of the at least one piezoelectric element ( 20 ) and when a predefinable threshold voltage is exceeded on the electrodes ( 22 ) of the piezo element ( 20 ) a drive voltage for generating a movement, in particular a vibration movement of the operating element ( 14 ) applies.

Operating device according to claim 1, characterized in that the drive voltage is an AC voltage.

Operating device according to claim 1 or 2, characterized by a plurality of piezo elements ( 20 ), which are stacked on top of each other, wherein the at least one operating element ( 14 ) with several piezo elements ( 20 ) or with multiple piezo element stacks ( 18 ) is mechanically coupled.

Operating device according to claims 1 to 3, characterized in that at least two piezo elements ( 20 ) at spaced locations with the control element ( 14 ) are mechanically coupled and that both piezo elements ( 20 ) electrically connected to the evaluation and control unit ( 24 ), wherein the evaluation and control unit ( 24 ) based on the measuring voltages of the two piezo elements ( 20 ) on the resulting Actuating force on the at least one operating element ( 14 ) acts, and / or on the resulting actuation path, the at least one operating element ( 14 ) on actuation, closes and depending on this a vibration of the piezo elements ( 20 ) triggers.

Operating device according to claim 4, characterized in that on the basis of the size ratio of the measuring voltages, the position on the control panel ( 16 ) of the operating element ( 14 ) can be determined, acts on an actuating force.