HMI im Auto: Magnetischer haptischer Drehantrieb auf Touchdisplay -

2021-12-05 12:35:55 By : Ms. Jenny Fong

Touch-Displays vermitteln ein aufgeräumtes Erscheinungsbild im Fahrzeuginnenraum. Ein Sicherheitsrisiko besteht darin, dass der Fahrer bei der Bedienung des Systems lange den Blick von der Straße abwendet. Abhilfe schafft der Drehantrieb der Touchscreen-Lösung.

Die Kombination aus magnetischem Haptik-Drehantrieb und Touchscreen vereint das Beste aus beiden Welten und sorgt für mehr Sicherheit bei der Bedienung. (Bild: Preh)

Touch-Displays sind aus heutigen Automobilen nicht mehr wegzudenken. Funktionen, die bisher über konventionelle Drehregler und Tasten bedient wurden, werden zunehmend in Touchscreens integriert. Das hat den Vorteil, dass viele Funktionen zentral gebündelt sind, individuell konfiguriert werden können und ein aufgeräumtes Erscheinungsbild im Fahrzeuginnenraum geschaffen werden kann.

Verschiedene Studien zeigen jedoch, dass die Auswahl von Funktionen über ein Touchdisplay deutlich länger dauert, um den Blick abzuwenden, als dies bei herkömmlichen Drehantrieben und Schaltern der Fall war.

Die Wischgesten, wie bei einem Smartphone, sind vor allem bei schneller Fahrt oder auf holprigen Straßen nicht so einfach umzusetzen, wie bei einem Smartphone, das zu Hause im Sessel die volle Aufmerksamkeit bekommt. Wendet der Fahrer den Blick von der Straße ab, und sei es auch nur für zwei Sekunden, erhöht sich das Unfallrisiko um das Vier- bis 24-fache, ein Effekt, der teilweise auch durch Alkohol- oder Drogenkonsum nicht erreicht werden kann.

Darüber hinaus zeigen Studien, dass die Mehrheit der Autofahrer auch bei weit verbreiteten Smartphone-Nutzungsgewohnheiten Drehregler und Schalter oder zumindest Kombinationen aus Touch-Displays und Schaltern im Fahrzeuginnenraum haben möchte.

Die First-to-Market-Lösung von Preh in der Automobilindustrie ermöglicht den Einsatz von Standard-Displays im Armaturenbrett und in der Mittelkonsole des Fahrzeugs. Ein neues, von Preh patentiertes Klebeverfahren ermöglicht es, haptische Drehantriebe ohne Durchbrüche an Touchscreens zu befestigen. Dies eröffnet verschiedene Möglichkeiten der HMI-Gestaltung, zum Beispiel mit mehr als einem Drehantrieb auf größeren Touchscreens. Darüber hinaus lassen sich über Over-the-Air-Updates funktionale Erweiterungen der Drehscheibe realisieren.

Die HMI-Lösung von Preh zeigt, dass sich die alte Welt der haptischen Drehantriebe und die neue Welt der Touchscreens nicht ausschließen müssen, sondern eine Win-Win-Situation möglich ist. Bereits 2017 wurde auf der IAA Frankfurt die Kombination aus Touchscreen und ringförmigem Drehantrieb für eine Automotive-Anwendung gezeigt. Der haptische Drehantrieb ist mit dem Display verklebt, so dass keine Öffnungen erforderlich sind und Standarddisplays anstelle teurer Sonderdisplays verwendet werden können.

Die erste Serienanwendung dieser Lösung findet sich im Mustang Mach-E, dem vollelektrischen SUV von Ford. (Warum Ford ein Parfüm mit Benzingeruch entwickelt.) Die haptisch drehbare Lünette wurde im unteren Drittel eines 15,5 Zoll großen Touchdisplays angebracht. In der Mitte des Drehschalters wird die Sicht auf das Display freigegeben, welches den Ein-/Ausschalter des Radios anzeigt. Die konventionelle Drehmechanik mit deutlich spürbarer Rastung und eine Push-Funktion machen die Lautstärkeregelung gewohnt intuitiv.

Diese Kombination der bewährten Vorteile haptischer Drehantriebe mit der großen Flexibilität von Touchscreens kommt bei Ford künftig auch in einem weiteren neuen Modell, dem F-150 Lightning, zum Einsatz.

Mit der TanvasTouch-Technologie können Displays ein vollständiges mechanisches Feedback liefern. Sogar die Art des haptischen Feedbacks lässt sich über die Software einstellen – es wird lediglich die Standard-Touchscreen-Technologie auf ITO-Basis benötigt. Was genau dahinter steckt, erfährst du hier.

Der Drehantrieb ist mit einer magnetischen Haptik für die Push-Funktion ausgestattet. Er benötigt zur Funktion keine eigene Auswerteelektronik, sondern nutzt die bereits im Touchscreen vorhandene kapazitive Erfassung.

Das elektronische Feld wird durch Berühren, Drehen oder Drücken des Drehschalters beeinflusst. Dies führt aufgrund der kapazitiven Änderung der Empfängerelektrode zu einer Signaländerung im Berührungssensor. Die Lösung besteht darin, dass der kapazitive Einfluss einer metallisch leitfähigen Koppelelektrode mit einem speziell entwickelten Algorithmus ausgewertet wird, der sogar den Betrieb mit einer Prothese ermöglicht. Die Einhaltung der aktuell gültigen Automotive-Spezifikation wurde vollumfänglich erreicht.

Auch bei Flüssigkeitseintritt sind die Funktionen geschützt. Beispielsweise werden Flüssigkeitstropfen auf der Touchscreen-Oberfläche im Bereich des Drehantriebs durch eine mechanische Konstruktion abgelenkt. Außerdem ist der Positionsgeber so im Drehantrieb platziert, dass Störungen durch Flüssigkeiten die Funktion nicht beeinträchtigen können. Durch ein spezielles Herstellungsverfahren kann die kapazitive Koppelvorrichtung abstandsgenau und blasenfrei auf der Erfassungsfläche des Touchscreens angebracht werden. Dadurch ist eine genaue und dauerhafte Positionierung der Kupplungsvorrichtung im Messfeld des Touchscreens gewährleistet.

Der Drehantrieb wird derzeit in der Serienfertigung zur intuitiven Lautstärkeregelung eingesetzt. Zusätzliche Steuerungsoptionen können über Over-the-Air-Updates aktiviert werden. So können beispielsweise Menüpunkte wie Audio, Navigation, Klimatisierung etc. um den Drehantrieb herum angeordnet werden, so dass dieser als zentrales Bedienelement genutzt werden kann. (n / a)

Leiter Systemtest & Labor bei Preh

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