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Die
Erfindung betrifft ein kapazitives Anzeige- und Bedienelement, welches
hinter einer Bedienoberfläche
einer Anzeige- und Bedienkomponente anordbar ist.
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Instrumententafeln
von Personenkraftwagen oder anderen Kraftfahrzeugen sind mit einer
Vielzahl von Anzeigeinstrumenten (wie Tachometer mit Kilometerzähler, Drehzahlmesser,
Kühlmitteltemperatur- und
Kraftstoffanzeige, Uhr, Kontrollleuchten für Fahrtrichtungsanzeiger, Motorölstand,
Batterieladezustand, Fernlicht oder dergleichen), Anzeige- und Bedienelementen
(wie Kippschaltern für
Fahrzeugbeleuchtung, Warnblinkanlage oder Heckscheibenheizung, Regelschiebern
oder -schalten zur Regelung der Temperatur und Luftverteilung einer
Belüftungsanlage
oder dergleichen) sowie mit den im vorderen Teil des Kraftfahrzeugs
positionierten Ausströmdüsen der
Belüftungsanlage
ausgestattet.
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Die
Anzeige- und Bedienelemente sind zumeist in Anzeige- und Bedieneinheiten
zusammengefasst. In zahlreichen Applikationen haben Flachschalter
und Bedienfelder beziehungsweise Tastaturen die herkömmlichen
mechanischen Schalter bereits ersetzt. Zu den verwendeten Mensch-Maschine-Schnittstellen
zählen
Widerstands-Folienschalter-Panele, piezoelektrische Schaltpanele
sowie Touchpanele auf der Basis kapazitiver Sensorik.
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Bekannt
sind einfache und kostengünstige Widerstands-Folienschalter.
Sie bestehen aus einer flexiblen Auflagefolie, einem isolierenden
Abstandshalter und der Substratfolie. Auf der Auflagenoberseite
sind grafische Elemente, auf der Unterseite Leiterbahnen (meist
aus leitfähiger
Tinte) auf der Basis von Silber oder Kohlenstoff aufgebracht. Die
Substratfolie weist ein deckungsgleiches Leiterbild auf. Drückt man
auf den Schalter, entsteht über
Löcher
im Abstandshalter ein elektrischer Kontakt zwischen den leitfähigen Folien.
Die gesamte Anordnung ist miteinander verklebt. Für eine taktile
Rückkopplung
werden Kuppen aus Metall oder Kunststoff unterhalb der oberen Folie
eingepasst.
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Folienschalter
sind preisgünstiger
als mechanische Schalter, abdichtbar und hinsichtlich der grafischen
Gestaltung sehr flexibel.
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Bekannt
sind ferner Piezoelektrische Schalter. Piezoelektrizität (Druckelektrizität) ist eine
Eigenschaft bestimmter kristalliner Werkstoffe, zu denen natürliche Kristalle
wie Quarz, Rochelle-Salz, Turmalin sowie Keramiken wie Barium-Titanate
und Blei-Zirkonat-Titanate (PZT) zählen. Erfolgt auf diese Werkstoffe
eine Druckwirkung, verschiebt sich in der kristallinen Struktur
eine zum Druck proportionale elektrische Ladung. Der Kristall ist
dann nach außen nicht
mehr elektrisch neutral. Umgekehrt ändert sich beim Anlegen eines
elektrischen Feldes die Form des Kristalls oder der Keramik. Ein
Hub von 1 bis 10 μm
reicht aus, um eine für
den Schaltvorgang nutzbare Spannung oder Ladung zu erzeugen. Für einen Schaltvorgang
genügt
eine Druckwirkung statt eines physikalischen Weges.
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Schließlich sind
kapazitive Schalter bekannt. Kapazitive Schalter und Taster sind
in zwei Grundvarianten verfügbar.
Einmal mit mechanischem Taster und ein anderes mal mit einem Annährungs-
und Berührungssensor.
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Tasterbetriebene
Schalter sind relativ komplex aufgebaut, unterliegen einer mechanischen
Bewegung und müssen
dementsprechend robust ausgeführt
werden. Trotzdem setzt man sie häufig
in PC-Tastaturen ein. Die obere Abdeckung besteht aus einer Kunststoffmembran,
auf die eine leitfähige Schicht
aufgedruckt ist, die die oberen Elektroden bilden. Der untere Träger ist
als Leiterplatte ausgeführt. Die
Leiterbahnen bilden die unteren Elektroden des kapazitiven Sensors.
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Touchsensoren
oder Näherungsschalter
dagegen arbeiten berührungsfrei
und unterliegen somit keiner mechanischen Abnutzung. Ein sich annähernder
leitender oder nichtleitender Gegenstand beeinflusst die Kapazität der Elektrode.
Die Abtastelektrode lässt
sich hinter einer isolierenden Schicht (meist Glas oder Kunststoff)
anbringen. Ein gegen Umwelteinflüsse
geschütztes
Tastenfeld ist so einfach zu realisieren. Die gemessenen Kapazitäts- oder
Ladungsveränderungen
werden von einem Mikrocontroller ausgewertet. Die Auswertung erfolgt
zumeist auf der Basis des bekannten Ladungstransfer-Prinzips.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, kapazitive Anzeige-
und Bedienelemente, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bereit
zu stellen, die ausgehend vom Stand der Technik, für bestimmte,
insbesondere kraftfahrzeugtypische, Anwendungen konfiguriert sind.
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Nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist ein kapazitives Anzeige- und
Bedienelement bekannt, welches auf der Vorderseite mindestens einer Sensor-Platine,
mindestens eine kapazitive Annäherungs-
und/oder Berührungssensorelektrode
aufweist, deren Sensorwerte über
einer Steuerungslogik ausgewertet werden.
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Die
Aufgabe, ein Anzeige- und Bedienelemente für bestimmte typische Anwendungen,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, zu konfigurieren, wird dadurch gelöst, dass
auf der Rückseite
der Sensor-Platine ein dem Anzeige- und Bedienelement zugehöriges Leuchtmittel
angeordnet ist, das die Sensor-Platine durchgreift, so dass der
Sensor-Platine auf ihrer Vorderseite mindestens ein Leuchtmittel
zugeordnet ist, wobei in Abhängigkeit
einer Bedienhandlung am Anzeige- und Bedienelement, ein von der
Sensor-Platine ausgegebener Sensorwert über die Steuerungslogik ausgewertet
wird, wonach mindestens eine dem Anzeige- und Bedienelement zugeordnete Schaltfunktion
bewirkt und gleichzeitig das mindestens eine zugehörige Leuchtmittel
angesteuert wird.
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Bevorzugt
ist das mindestens eine Leuchtmittel auf einer Leuchtmittel-Platine
angeordnet ist.
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Ferner
bevorzugt ist die Steuerungslogik auf einer Steuerungs- und Logik-Platine
abgebildet.
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In
einer ersten Ausgestaltung ist das Anzeige- und Bedienelement aus
Sensor-Platine und Leuchtmittel-Platine ein beleuchteter kapazitiver
Taster mit mindestens einem zugehörigen Leuchtmittel.
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In
einer zweiten Ausgestaltung ist das Anzeige- und Bedienelement aus
Sensor-Platine und Leuchtmittel-Platine ein beleuchtetes kapazitives Schiebeelement – ein kapazitiver
Slider – mit
mehreren zugehörigen
Leuchtmitteln.
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In
einer dritten Ausgestaltung ist das Anzeige- und Bedienelement aus
Sensor-Platine und Leuchtmittel-Platine ein beleuchteter kapazitiver
Taster und eine beleuchtetes kapazitives Schiebeelement – ein kapazitiver
Drehtaster – mit
jeweils Taster und Schiebeelement zugehörigen Leuchtmitteln.
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Als
das mindestens eine Leuchtmittel eines Anzeige- und Bedienelementes
wird bevorzugt eine Leuchtdiode – LED's [Light Emitting Diode] eingesetzt,
so dass die Leuchtmittel-Platine bevorzugt eine LED-Platine ist.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind beide Platinen mit
einer vorgebbaren Steifigkeit ausgebildet, so dass die Sensor-Platine
und die Leuchtmittel-Platine entweder starr oder flexibel sind. Dadurch,
dass die Sensor-Platine und auch die Leuchtmittel-Platine flexibel
ausgebildet sind, ist eine Anpassung an nahezu jede beliebige Form
an eine Bedienoberfläche
einer Anzeige- und Bedienkomponente möglich, in der die Anzeige-
und Bedienelemente angeordnet sind.
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Ist
das Anzeige- und Bedienelement durch eine starre Sensor-Platine
auf einer ebenfalls starren Leuchtmittel-Platine ausgebildet, kann
die Sensor-Platine durch Ausgestaltung unterschiedlicher Dicken,
des beispielsweise als Material gewählten Plexiglases, an die Bedienoberfläche einer
Anzeige- und Bedienkomponente angefügt werden.
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Die
Bedienoberfläche
der Anzeige- und Bedienkomponente wird im Bereich der kapazitiven Taster
beziehungsweise kapazitiven Slider bei Ausführung von starren Sensor-Platinen
auf der Rückseite
so ausgebildet, dass die Sensor-Platine nahezu ohne Luftspalt bündig an
der Rückseite
der Bedienoberfläche
anliegt. Eine solche bündige
Anlage ist durch ein flexibles Anzeige- und Bedienelement ebenfalls
realisierbar. Eine Anpassung an die Rückseite einer Bedienoberfläche ist
durch die Flexibilität der
Platinen leichter möglich.
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In
einer ersten Ausführungsvariante
dimmt das mindestens eine Leuchtmittel des Anzeige- und Bedienelementes
nach Aktivierung des jeweiligen Anzeige- und Bedienelementes, z.
B. beim Einschalten eines Kraftfahrzeuges, zunächst leicht auf, wobei durch
eine nachfolgende Bedienhandlung am Anzeige- und Bedienelement das
jeweilige Anzeige- und Bedienelement stärker aufleuchtet und/oder seine Farbe
wechselt.
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In
einer anderen zweiten Ausführungsvariante
ist das mindestens eine Anzeige- und Bedienelement nach seiner Aktivierung
durch gedrückt
halten oder durch eine Doppelberührung
in eine andere Bedienfunktion überführbar.
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Mindestens
ein Anzeige- und Bedienelement ist zusammen mit anderen Bedienelementen
als sogenannte Anzeige- und Bedieneinheit ausbildbar. Die Ausbildung
der Anzeige- und Bedieneinheit mit einem Anzeige- und Bedienelement
gemeinsam mit anderen Bedienelementen wird im Beschreibungsteil noch
näher erläutert.
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Zumeist
bilden jedoch mehrere Anzeige- und Bedienelemente eine Anzeige-
und Bedieneinheit.
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Zur
Ausbildung einer solchen Anzeige- und Bedieneinheit ist vorgesehen,
dass auf einer Sensor-Platine und einer Leuchtmittel-Platine eine
Mehrzahl von kapazitiven Tastern und/oder kapazitiven Slidern – als Anzeige-
und Bedienelemente – angeordnet
sind, wobei in Abhängigkeit
einer Bedienhandlung an einem der Anzeige- und Bedienelemente, ein
von der Sensor-Platine ausgegebener Sensorwert in der Steuerungs-
und Logik-Platine ausgewertet wird, wonach die mindestens eine zugehörige Steuerungs-
und Logik-Platine eine dem Anzeige- und Bedienelement zugeordnete
Schaltfunktion bewirkt und gleichzeitig das mindestens eine zugehörige Leuchtmittel
auf der Leuchtmittel-Platine ansteuert.
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Eine
kapazitive Anzeige- und Bedieneinheit umfasst beispielsweise gemäß der ersten
Ausgestaltung mehrere kapazitive Taster und ist als eine Anzeige-
und Bedieneinheit-Klima und/oder als eine Anzeige- und Bedieneinheit-Infotainment/Navigation und/oder
als eine Anzeige- und Bedieneinheit-Licht und/oder als eine Anzeige-
und Bedieneinheit-Spiegel/Fensterheber
und/oder als eine Anzeige- und Bedieneinheit-Innenraumlicht ausbildbar,
worauf im Beschreibungsteil noch näher eingegangen wird.
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Eine
andere kapazitive Anzeige- und Bedieneinheit umfasst beispielsweise
gemäß der zweiten Ausgestaltung
mehrere kapazitive Schiebeelemente und ist als eine Anzeige- und
Bedieneinheit-Klimaregelung und/oder eine Anzeige- und Bedieneinheit-Belüftungsanlage
und/oder als Anzeige- und Bedieneinheit-Sitzheizung und/oder als
eine Anzeige- und Bedieneinheit-Sitzverstellung ausbildbar, worauf ebenfalls
im Beschreibungsteil noch näher
eingegangen wird.
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Eine
weitere Anzeige- und Bedieneinheit ist gemäß der dritten Ausgestaltung
mittels eines kapazitiven Tasters und eines kapazitiven Schiebeelementes
als ein kapazitiver Drehtaster, als eine Anzeige- und Bedieneinheit-Drehtaster
für das
Infotainmentsystem und/oder Navigationssystem ausbildbar, worauf
im Beschreibungsteil ebenfalls noch näher eingegangen wird.
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Die
Erfindung sieht vor, mindestens eine kapazitive Anzeige- und Bedieneinheit
hinter einer Bedienoberfläche
aus dem dünnen,
transparenten oder transluzenten Material, insbesondere einem Kunststoff,
anzuordnen, so dass die Sensor-Platine und die dahinter liegende
Leuchtmittel-Platine mit ihrer Vorderseite nahezu bündig an
der Rückseite
der Bedienoberfläche
anliegt.
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Diese
Bedienoberfläche
weist in einer bevorzugten Ausgestaltung auf seiner Außenseite und/oder
Innenseite eine Beschichtung auf, wobei die Beschichtung im Bereich
einer Anzeige- und
Bedienungseinheit durch mechanische und/oder chemische, manuelle
oder automatische Druck-Beschichtungs- oder Abtragungsprozesse unter
Ausbildung von transparenten Vollflächen und/oder transparenten
Symbolen entfernt und/oder nicht ausgeführt ist.
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Dadurch
ergeben sich folgende bevorzugte Anordnungen.
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In
einer ersten bevorzugten Anordnung ist hinter einem transparenten
Symbol der Bedienoberfläche
ein Anzeige- und Bedienelement mit mindestens einer tasterähnlichen,
kapazitiven Sensorfläche auf
einer Sensor-Platine angeordnet, die gemeinsam mit einem auf der
Leuchtmittel-Platine angeordneten Leuchtmittel, welches die Sensor-Platine
durchgreift, einen beleuchteten kapazitiven Taster hinter der Bedienoberfläche bildet.
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In
einer zweiten bevorzugten Anordnung ist hinter einem transparenten
Symbol der Bedienoberfläche
ein Anzeige- und Bedienelement mit mindestens einer kapazitiven
länglichen
Sensorfläche
auf einer Sensor-Platine angeordnet, die gemeinsam mit mehreren
auf der Leuchtmittel-Platine angeordneten Leuchtmitteln, welche
die Sensor-Platine durchgreifen, ein beleuchtetes kapazitives Schiebeelement hinter
der Bedienoberfläche
bilden.
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Bei
zu einer Anzeige- und Bedieneinheit zusammengefassten mehreren Anzeige-
und Bedienelementen sind entsprechend mehrere transparente Symbole
in der Bedienoberfläche
ausgeführt.
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In
einer dritten bevorzugten Anordnung ist beispielsweise hinter einem
oder mehreren transparenten Symbol/en einer Bedienoberfläche als
Anzeige- und Bedienelement eine kreisrunde kapazitive und in der
Mitte des Kreises eine tasterähnliche
kapazitive Sensorfläche
auf einer Sensor-Platine angeordnet, die gemeinsam mit mehreren
auf der zugehörigen
Leuchtmittel-Platine angeordneten Leuchtmitteln, welche die Sensor-Platine
durchgreifen, eine Kombination aus einem kapazitiven Taster und
einem kapazitiven Schiebeelement bilden. Durch einen solchen kombinierten
beleuchteten kapazitiven Taster und eine solches kapazitives Schiebeelement wird
hinter der Bedienoberfläche
ein kapazitiver Drehtaster gebildet.
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Die
Anzeige- und Bedieneinheiten, die mindestens ein Anzeige- und Bedienelement
aufweisen, sind hinter einer Bedienoberfläche einer Anzeige- und Bedienkomponente – einer
Art Bedienpanel – anordbar,
wobei die Anzeige- und Bedieneinheiten wie oben beschrieben, an
die jeweilige Form der Bedienoberfläche der Anzeige- und Bedienkomponente anpassbar
sind.
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Eine
solche flächige
Anzeige- und Bedienkomponente mit einer zum Bediener gerichteten
Bedienmögichkeit
ist beispielsweise zu einem Innenraum eines Fahrzeuges gerichtet,
in oder auf den Korpus einer Instrumententafel ein- oder aufgesetzt und überspannt
dabei den Korpus der Instrumententafel zumindest teilweise.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen,
in den Unteransprüchen
und/oder in der Beschreibung genannten Merkmalen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1A eine
Ansicht schräg
von oben auf eine Instrumententafel mit einer Anzeige- und Bedienkomponente – in der
Art eines Bedienpanels – in einem
Kraftfahrzeug;
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1B eine
Ansicht schräg
von oben auf die Instrumententafel mit der Anzeige- und Bedienkomponente;
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1C eine
Detailansicht auf einen zentralen Bereich eines zweiten Anzeige-
und Bedienbereiches der Bedienoberfläche der Anzeige- und Bedienkomponente;
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2A eine
Detailansicht auf den Grundträger
der Anzeige- und Bedienkomponente mit darin angeordneten Anzeige-
und Bedieneinheiten;
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2B eine
Detailansicht auf den Grundträger
im Bereich des zweiten Anzeige- und Bedienbereiches der Anzeige-
und Bedienkomponente mit darin angeordneten Anzeige- und Bedieneinheiten;
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2C eine
vergrößerte Detailansicht
auf die Bedienoberfläche
des zweiten Anzeige- und
Bedienbereiches der Anzeige- und Bedienkomponente;
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3A eine
Mittelkonsole des Kraftfahrzeuges;
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3B eine
Fondmittelkonsole des Kraftfahrzeuges;
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4A eine
Türinnenseitenverkleidung vorn;
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4B eine
Türinnenseitenverkleidung
hinten;
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5 eine
Dachkonsole vorn;
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6A eine
Detailansicht auf den rechten Randbereich des zweiten Anzeige- und
Bedienbereiches der Bedienoberfläche
der Anzeige- und Bedienkomponente;
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6B eine
Detailansicht auf den gesamten Bereich des zweiten Anzeige- und
Bedienbereiches der Bedienoberfläche
der Anzeige- und Bedienkomponente;
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7A eine
Vorderansicht der Platinen der kapazitiven Anzeige- und Bedieneinheit
mit kapazitivem Taster oder kapazitiven Gliedern;
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7B eine
Vorderansicht der Platinen einer anderen kapazitiven Anzeige- und
Bedieneinheit; und
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7C eine
Rückansicht
der Platinen nach 7B der kapazitiven Anzeige-
und Bedieneinheit.
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1A zeigt
eine Instrumententafel 100 im Innenraum eines Kraftfahrzeuges.
Die Instrumententafel 100 weist einen Korpus 110 auf.
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1A zeigt
abweichend vom Stand der Technik eine Anzeige- und Bedienkomponente 200 – in der
Art eines Bedienpanels –,
welche zu dem Innenraum des Fahrzeuges hin ausgerichtet ist und
in beziehungsweise auf den Korpus 110 der Instrumententafel 100 ein-
oder aufgesetzt ist und dabei den Korpus 110 der Instrumententafel 100 zumindest
teilweise flächig überspannt.
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Die
Anzeige- und Bedienkomponente ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen im Bereich eines Fahrzeugführers angeordnet. Die Anzeige-
und Bedienkomponente 200 kann jedoch auch über den
gesamten Bereich von Fahrer und Beifahrer oder sogar an anderen
Positionen des Kraftfahrzeuges angeordnet werden.
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In 1A ist
neben dem Korpus 110 der Instrumententafel 100 und
der Anzeige- und Bedienkomponente 200 im unteren Bereich
teilweise eine Mittelkonsole 300 sichtbar, die in 1B näher dargestellt
ist.
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Bei
der nachfolgenden weiteren Beschreibung sind, das Verständnis erleichternd,
alle dreistelligen mit den Bezugszeichen 1xx beginnenden
fortfolgenden Begriffe und Bauteile in der Instrumententafel 100,
alle mit den dreistelligen Bezugszeichen 2xx fortfolgenden
Begriffe und Bauteile in der Anzeige- und Bedienkomponente 200 und
alle mit den dreistelligen Bezugszeichen 3xx fortfolgenden
Begriffe und Bauteile in der Mittelkonsole 300 angeordnet.
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Die
Anzeige- und Bedienkomponente 200 weist, wie aus 1A ersichtlich,
einen ersten Anzeige- und Bedienbereich 210 und einen zweiten
Anzeige- und Bedienbereich 220 sowie einen dritten Anzeige-
und Bedienbereich 230 auf.
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Der
erste Anzeige- und Bedienbereich 210 ist in der Mitte der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 direkt vor dem Fahrzeugführer angeordnet,
wobei in diesem ersten Anzeige- und Bedienbereich 210 ein
Bedien- und Anzeigedisplay 211 angeordnet ist, auf welchem
die Kombiinstrumente des Kraftfahrzeuges dargestellt sind.
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Auf
diesem, in der Anzeige- und Bedienkomponente 200 angeordneten
frei programmierbaren, Display 211, werden jetzt die bisher
körperlich
in eine Instrumententafel eingesetzten Anzeige- und Bedienelemente [wie beispielsweise
ein Tachometer, ein Drehzahlmesser, die Tankanzeige, die Kühlmitteltemperaturanzeige,
Warnlampen und Fahrtrichtungsanzeiger (Blinker)) auf dem Bedien-
und Anzeigedisplay 211 der Anzeige- und Bedienkomponente 200 dargestellt.
Für das
Bedien- und Anzeigedisplay 211 ist in der Anzeige- und
Bedienkomponente 200 ein Bauraum 204 geringer
Tiefe vorgesehen, der in 2A dargestellt
ist.
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Wie
aus den 1A, 1B und 2A ferner
sichtbar, ist die Anzeige- und Bedienkomponente 200 im
Bereich des als Kombiinstrument dienenden Displays 211 vertieft
ausgeführt
und weist eine Vertiefung 202 auf. Es wird deutlich, dass
die übliche
Vielzahl von Anzeigeinstrumenten, die sonst im Korpus 110 einer
Instrumententafel 100 untergebracht sind, jetzt im Display 211 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 angeordnet ist, so dass
der Korpus 110 der Instrumententafel 100 unabhängig von
jeglichen Anzeige- und Bedienelementen gestaltet werden kann.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist neben dem rechts dargestellten zweiten Anzeige- und Bedienbereich 220 der
links vom Fahrer angeordnete dritte Anzeige- und Bedienbereich 230 ausgeführt. Der
zweite und dritte Anzeige- und Bedienbereich 220, 230 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 liegt in einer Ebene,
die oberhalb der tiefer liegenden Ebene der Vertiefung 202 liegt.
Aus der Ebene der Vertiefung 202 geht die Anzeige- und
Bedienkomponente 200 fließend in einem gebogenen Übergang
in den zweiten, rechten und den linken, dritten Anzeige- und Bedienbereich 220, 230 über.
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Zwischen
der Vorderseite der Instrumententafel 200 und der Rückseite
der Anzeige- und Bedienkomponente 200 ist ein spaltartiger
Zwischenraum 208, der zu Belüftungszwecken des Innenraumes
im Zusammenhang mit einer Klima- und Belüftungsanlage des Fahrzeuges
dienen kann, ausgebildet.
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In
dem zweiten und dritten Anzeige- und Bedienbereich 220, 230 sind
Anzeige- und Bedieneinheiten aus kapazitiven Anzeige- und Bedienelementen
untergebracht, die im folgenden in Zusammenschau der 1A, 1B und 1C näher beschrieben
werden.
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Wie 1B zunächst andeutet,
ist die Anzeige- und Bedienkomponente 200 aus einem Unterteil als
Grundträger 201 und
einem Oberteil als Bedienoberfläche 207 ausgebildet.
Die Form des Grundträgers 201 und
die Form der Bedienoberfläche 207 sind
dabei an die Anzeigeund Bedieneinheiten 211, 221, 222, 223, 224, 225, 231, 232 angepasst.
Die Anzeige- und Bedieneinheiten 211, 221, 222, 223, 224, 225, 231, 232 können jedoch
auch bei einer vorgegebenen Form des Grundträgers 201 und/oder
der Bedienoberfläche 207 mit
ihrer Anlagefläche
also mit ihrer Rückseite
an den Grundträger 201 und/oder
mit ihrer Vorderseite an die Bedienoberfläche 207 angepasst
werden.
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Die
Platinen 10, 20, 30 sind in einer vorgebbaren
Steifigkeit ausgebildet, so dass beide – Sensor-Platine 10, 20 und
die Leuchtmittel-Platine 30 – entweder starr oder flexibel
sind.
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Dadurch,
dass beispielsweise die Sensor-Platine 10, 20 und
auch die Leuchtmittel-Platine 30 flexibel ausgebildet sind,
ist eine Anpassung an nahezu jede beliebige Form der Bedienoberfläche 207 oder
des Grundträgers 201 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 möglich.
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Ist
das Anzeige- und Bedienelement durch eine starre Sensor-Platine 10, 20 auf
einer ebenfalls starren Leuchtmittel-Platine 30 ausgebildet,
kann die Sensor-Platine 10, 20 und doe Leuchtmittel-Platine 30 durch
Ausgestaltung unterschiedlicher Dicken, des beispielsweise als Material
gewählten
Plexiglases, der vorgelagerten Bedienoberfläche 207 der Anzeige-
und Bedienkomponente 200, an die Rückseite der Bedienoberfläche 207 angefügt werden.
Die Bedienoberfläche 207 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 wird im Bereich der kapazitiven
Taster beziehungsweise kapazitiven Slider, bei Ausführung von
starren Sensor-Platinen 10, 20 und
einer starren Leuchtmittel-Platine 30 auf der Rückseite
der Bedienoberfläche 207,
so ausgebildet, dass die Sensor-Platine 10, 20 und
die dahinerliegende Leuchtmittel-Platine 30, nahezu ohne
Luftspalt bündig
an der Rückseite
der Bedienoberfläche 207 anliegt.
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Im
zweiten Anzeige- und Bedienbereich 220 ist ein weiteres
frei programmierbares Display 221 angeordnet, welches als
Infotainment-/Navigationsdisplay oder dergleichen fungiert. In diesem
Display 221 sind alle weiteren dem Nutzer zur Verfügung gestellten
Steuer- und Regeleingriffe programmiert und zur Steuerung und Regelung
von Komponenten des Fahrzeug vorgesehen, so dass in verschiedenen
Bedienebenen des Displays 221 beispielsweise auch Funktionen
der Klima – und/oder
Belüftungsanlage dargestellt
und gesteuert oder geregelt werden können.
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Die
Anzeige- und Bedienkomponente 200 weist also insgesamt
eine geschlossene Bedienoberfläche 207 auf,
hinter der die Displays 211, 221 angeordnet sind
und die vorzugsweise als kapazitive Touchscreens ausgeführt sind
und über
kapazitive Sensorik durch Annäherung
und Berührung
bedienbar sind.
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Innerhalb
der Bedienoberfläche 207 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 sind somit keinerlei
Fugen, Rillen oder dergleichen vorhanden, so dass sich ein glattes
und ebenes Erscheinungsbild der Anzeige- und Bedienkomponente 200 ergibt.
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Das
Oberteil 207, die Bedienoberfläche der Anzeige- und Bedienkomponente 200,
ist aus einem dünnen,
transparenten oder transluzenten Material, insbesondere einem Kunststoff – beispielsweise
einem Plexiglas – ausgebildet,
welches auf seiner Außenseite
und/oder Innenseite eine Beschichtung aufweist.
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Die
Beschichtung wird durch mechanische und/oder chemische, manuelle
oder automatische Druck-, Beschichtungs- oder Abtragungsprozesse unter
Ausbildung von transparenten oder transluzenten Flächen und
Symbole erzeugt. Es besteht somit die Möglichkeit die Beschichtung
durch Druck- oder Beschichtungsprozesse der Bedienoberfläche 207 so
auszubilden, dass bereits innerhalb des aufgetragenen Beschichtungsmaterials
materialfreie Flächen und/oder materialfreie
Symbole vorgesehen sind. Die Symboliken und die Flächen für die Anzeige-
und Bedieneinheiten sind beispielsweise in einer möglichen Ausführung manuell
oder automatisch abmaskiert (Displays) und/oder manuell oder automatisch
abgefräst
(Symbolik).
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Die
in 1B gezeigten Displays 211, 221 hinterfeuchten
die Bedienoberfläche 207 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200, da unabhängig von der
Instrumententafel 100 im Bedienpanel 200 eingesetzte
und leuchtende Displays 211, 221 verwendet werden.
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Weitere
Anzeige- und Bedienelemente, die zumeist in Anzeige- und Bedieneinheiten
zusammengefasst sind, werden ebenfalls in der Anzeige- und Bedienkomponente
hinter der Bedienoberfläche 207 angeordnet.
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Im
zweiten Anzeige- und Bedienbereich 220 (rechts), 1B bis 1C,
ist beispielsweise eine Anzeige- und Bedieneinheit-Klima 222 angeordnet. Die
Anzeige- und Bedieneinheit-Klima 222 umfasst beispielsweise
ein Anzeige- und Bedienelement-Defrost-Frontscheibe 222A,
ein Anzeige- und Bedienelement-Defrost-Heckscheibe 222B und
ein Anzeige- und Bedienelement-Umluft-Innenraum 222C.
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Diese
als kapazitive Anzeige- und Bedienelemente ausgebildeten kapazitiven
Taster liegen hinter der Bedienoberfläche 207 der Anzeige-
und Bedienkomponente 200 und hinterleuchten jeweils eine zugehörige Symbolik,
so dass ein oder mehrere kapazitive Taster im Zusammenhang mit einer
vorgesehenen Beleuchtung der kapazitiven Taster hinter der Bedienoberfläche 207 eine
Anzeige- und Bedieneinheit ergeben, die gleichzeitig als Anzeigeinstrumente dienen.
Die Anzeige- und Bedieneinheit-Klima 222 ist somit aus
sogenannten „Shortcut”-An/Aus-Anzeige- und
Bedienelemente 222A, 222B und 222C ausgebildet. „Shortcut” bedeutet,
dass für
die oben genannten am häufigsten
benötigten
Funktionen der Klima- und Belüftungsanlage
eine Anzeige- und Bedieneinheit-Klima 222 mit separaten
Anzeige- und Bedienelemente 222A, 222B und 222C angeordnet
sind, die durch einen kurzen Bedieneingriff eine bestimmte ihnen
zugeordnete Funktion bewirken. Weitere Funktionen der Klima- und
Belüftungsanlage
sind im Infotainment/Navigationsdisplay 221 hinterlegt,
so dass über
die „Shortcut” Anzeige-
und Bedienelemente 222A, 222B und 222C hinausgehende
Steuerungen und Regelungen möglich
sind.
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Genauso
verhält
es sich mit der rechts neben der Anzeige- und Bedieneinheit-Klima 222 angeordneten
Anzeige- und Bedieneinheit-Infotainment/Navigation 224.
Hier sind einzelne Anzelge- und Bedienelemente beispielsweise ebenfalls
als „Shortcuts” in einer
Anzeige- und Bedieneinheit 224 zusammengefasst, nämlich ein
Anzeige- und Bedienelement-Audio 224A, ein Anzeige- und
Bedienelement-Telefon 224B, ein Anzeige- und Bedienelement-Navigation 224C und
ein Anzeige- und Bedienelement-Home 224D.
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Weiterhin
ist der zweite Anzeige- und Bedienbereich 220 (rechts)
so ausgeführt,
dass eine Anzeige- und Bedieneinheit 225 als kapazitiver
Drehtaster ausgebildet ist, der in diesem Ausführungsbeispiel als Lautstärkeregeleinheit
für das
Infotainment/Navigationsdisplay 221 fungiert und gleichzeitig
als kapazitiver Taster für
die Ein/Aus-Funktion des Displays 221 (Infotainment/Navigation)
verwendet wird.
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Der
kapazitive Drehtaster 225 ist beispielsweise zur Lautstärkeregelung
im äußeren Bereich durch
Annäherung,
Fingerberührung
und kreiseride Bewegung mit dem Finger auf der Bedienoberfläche 207,
wie ein kreisförmiger
kapazitiver Slider bedienbar, wobei auf dem äußeren Rand dieses kapazitiven Drehtasters 225,
wie in den weiteren Figuren noch genauer sichtbar wird, Leuchtmittel
angeordnet sind, die visuell farblich oder durch unterschiedliche Leuchtkraft
die eingestellte Lautstärke
verdeutlichen.
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In
der Mitte des kapazitiven Drehtasters 225 ist der kapazitiver
Taster für
die Ein/Aus-Funktion des Displays 221 angeordnet, der ebenfalls
durch ein entsprechendes Leuchtmittel leuchtet ist.
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1C zeigt
zudem detaillierter als die 1A und 1B,
dass die Anzeige- und Bedieneinheit-Klimaregelung 223 unterhalb
des Displays 221 (Infotainment/Navigation) angeordnet ist.
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Diese
Anzeige- und Bedieneinheit-Klimaregelung 223 umfasst, wie
die 2B und 2C näher zeigen,
ein Anzeige- und Bedienelement 223A für das Gesamtvolumen, der dem
Innenraum des Kraftfahrzeuges zur Verfügung stellbaren Luftmenge der
Belüftungsanlage
und ein Anzeige- und Bedienelement 223B, welches für die Einstellung
der gewünschten
Lufttemperatur verantwortlich ist. Auch die, die Anzeige- und Bedieneinheit-Klimaregelung 223 bildenden,
Anzeige- und Bedienelemente 223A, 223B sind durch
entsprechende transparente oder transluzente Symboliken innerhalb
der Beschichtung des Oberteiles 207 freigelegt oder freigehalten
und werden somit für
den auf die Bedienoberfläche 207 blickenden
Betrachter sichtbar gemacht.
-
Die
freigelegten oder freigehaltenen Symboliken der Bedienoberfläche 207 sind
mit, die Sensorplatine durchgreifenden, Leuchtmitteln hinterleuchtet,
wobei diese Anzeige- und Bedienelemente 223A, 223B als
kapazitive Slider ausgelegt sind, die durch Annäherung und hier horizontale
Fingerbewegung eine Verstellung der Luftmenge und/oder der Temperatur
der Klima- und Belüftungsanlage
durch „sliden” gleiten
auf Bedienoberfläche 207 in
dafür vorgesehenen
Slidermulden – eine
Art längliche
vertiefte Mulde – auf
der Bedienoberfläche 207 ermöglichen.
-
Eine
solche Slidermulde und ein zugehöriges
Anzeige- und Bedienelement 223A kann auch auf der Rückseite
im Grundträger 201 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 angeordnet sein, so dass
ein Griff unter und hinter die Anzeige- und Bedienkomponente 200 mit
der inneren Handfläche nach
oben, ebenfalls eine horizontale gleitende Fingerbewegung ermöglicht.
Für den
Benutzer wird eine angenehme und ergonomische Betätigung ermöglicht.
-
In
dem dritten Anzeige- und Bedienbereich 230 der Anzeige-
und Bedienkomponente 200 ist eine Anzeige- und Bedieneinheit-Belüftungsanlage 231 für die Klima-
und Belüftungsanlage
mit nur einem kapazitiven Anzeige- und Bedienelement angeordnet.
Zudem wird deutlich, dass auch die sonst üblichen Belüftungselemente von der Instrumententafel 100 in
die Anzeige- und Bedienkomponente 200 verlegt sind.
-
Diese
Anzeige- und Bedieneinheit-Belüftungsanlage 231 umfasst
mechanische Bedienelemente, wie das Belüftungselement 231A selbst,
und das Bedienelement 231B, mittels dem die Ausströmrichtung
einstellbar ist. Dieses zur Einstellung der Ausströmrichtung
vorhandene mechanische Bedienelement 231B kann auch als
elektronisch steuerbares Anzeige- und Bedienelement 231B ausgelegt werden,
welches beispielsweise über
die Bedienoberfläche
des Infotainment/Navigationsdisplays 221 angesteuert wird.
Als einziges kapazitives Anzeige- und Bedienelement 231C einer
Anzeige- und Bedieneinheit, die hinter der Bedienoberfläche 207 angeordnet
ist, ist das Ausströmvolumen
auf der linken Fahrerseite einstellbar. Das Anzeige- und Bedienelement 231C ist
als kapazitiver Slider ausgeführt,
welcher in dieser beispielhaften Anordnung durch Annäherung oder
Berührung
und horizontaler Bewegung durch sliden”/gleiten auf der Bedienoberfläche 207 bedienbar
ist.
-
Zusätzlich sind,
wie aus 1B ersichtlich ist, im Bereich
der Instrumententafel 100 weitere Anzeige- und Bedieneinheiten 311, 321 mit
Belüftungselementen
für die
Belüftungsanlage
(links und rechts) in der Mittelkonsole 300 angeordnet.
Diese Anzeige- und Bedieneinheiten-Belüftungsanlage 311, 321 weisen
die Belüftungselemente 311A, 321A selbst,
die mechanischen Bedienelemente für die Ausströmrichtung 311B, 321B und
die kapazitiven Slider als jeweils zugehörige kapazitive Anzeige- und
Bedienelemente für
das Ausströmvolumen 311C, 321C der
Belüftungselemente 311A, 321A auf.
-
Die
vorgestellten Anzeige- und Bedieneinheiten für die Klimatisierung und Belüftung des
Innenraumes des Kraftfahrzeuges umfassen also die Anzeige- und Bedieneinheiten 311, 321 in
der Mittelkonsole 300 und die linke Anzeige- und Bedieneinheit 231 als
Belüftungselemente
im dritten Anzeige- und Bedienbereich 230 der Anzeige-
und Bedienkomponente 200.
-
Im
dritten Anzeige- und Bedienbereich 230 ist, wie 1B weiter
zeigt, zusätzlich
noch eine Anzeige- und Bedieneinheit-Licht 232 angeordnet.
Diese Anzeige- und Bedieneinheit-Licht 232 ist aus dem Stand
der Technik als konventioneller Drehtaster bekannt, der im Korpus
der Instrumententafel 100 angeordnet ist.
-
Erfindungsgemäß umfasst
die Anzeige- und Bedieneinheit-Licht 232 hier vier kapazitive
Taster die in der vor dem Korpus 110 der Instrumententafel 100 abgesetzten
Anzeige- und Bedienkomponente 200 ausgeführt sind.
-
Diese
Anzeige- und Bedieneinheit-Licht 232 umfasst somit vier
kapazitive Anzeige- und Bedienelemente, das Anzeige- und Bedienelement-Nebelscheinwerfer 232A,
das Anzeige- und Bedienelement-Nebelschlussleuchte 232B,
das Anzeige- und Bedienelement-Autofunktion 232C und das
Anzeige- und Bedienelement-Ein/Aus 232D. Die jeweiligen Anzeige-
und Bedienelemente stellen dabei hinter der Bedienoberfläche 207 angeordnete
kapazitive Taster dar, deren jeweilige Symbolik in der Bedienoberfläche 207 freigehalten
oder erzeugt worden ist. Diese kapazitiven Taster sind zudem durch
entsprechende Leuchtmittel hinterlegt, so dass für das Fahrzeuglicht hinter
der Bedienoberfläche 207 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 eine beleuchtete kapazitive
Anzeige- und Bedieneinheit-Licht 232 ausgeführt ist.
-
Durch
den Einsatz kapazitiver Sensorik für die Anzeige- und Bedieneinheit-Licht 232 und
der zugehörige
Steuerungslogik, vorzugsweise auf einer Steuerungs- und Logik-Platine 40,
ist es möglich, vom
herkömmlichen
mechanischen Lichtdrehschalter abzugehen und eine einfache und vom
Design her ansprechende Variante umzusetzen. Die einzelnen kapazitiven
Taster sind beleuchtet und unabhängig voneinander
bedienbar. Wünscht
der Fahrer Fahrerlicht, drückt
er kurz auf das entsprechende Symbol, nämlich auf das Anzeige- und
Bedienelement-Autofunktion 232C.
Ein zugehöriger
Mikrocontroller auf einer der Anzeige- und Bedieneinheit-Licht 232 zugeordneten
Steuerungs- und Logik-Platine 40, die vorzugsweise ebenfalls
im Bauraum der Anzeige- und Bedienkomponente 200 angeordnet
ist, simuliert dem Bordnetz gegenüber die entsprechenden Signale.
Das heißt
die Mikrocontrollerschaltung ersetzt den Serien-Lichtdrehschalter
und verhält
sich gegenüber dem
Bordnetz exakt so wie es der bisherige Serien-Lichtdrehschalter
bewirkt hat.
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An
Stelle von aufwendigen mechanischen Verriegelungen gegenüber bestimmter
Fehlfunktionen der herkömmlichen
Lichtdrehschalter, wie zum Beispiel keine Aktivierbarkeit der Nebelschiussleuchte,
wenn keine andere Lichtfunktion wie Fahr- oder Standlicht aktiv
sind, wird diese Überprüfung und Verriegelung
nun durch die Software des Mikrocontrollers durchgeführt. Somit
bleiben durch die Anzeige- und Bedieneinheit-Licht 232 alle
Sicherheitsaspekte wie beim herkömmlichen
Lichtdrehschalter erhalten.
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Die 2A und 2B zeigen
in einer Einzelheit den Grundträger 201,
also das Unterteil der Anzeige- und Bedienkomponente 200.
In 2A ist sichtbar, dass in der Anzeige- und Bedienkomponente 200 im
ersten Anzeige- und Bedienbereich 210 im Bereich der Vertiefung 202 der
Bauraum 204 für
das Display-Kombiinstrument 211 vorgesehen ist und das
Unterteil 201 zur Instrumententafel 100 hin eine erste Öffnung 203A aufweist,
um die entsprechenden Kabelverbindungen beispielsweise aller im
ersten und dritten Anzeige- und Bedienbereich 210, 230 angeordneten
Anzeige- und Bedieneinheiten 231, 232 zur übergeordneten
Bordelektronik zu realisieren.
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Eine
weitere Öffnung
ist beispielsweise zusätzlich
im zweiten Anzeige- und Bedienbereich 220 als zweite Öffnung 203B vorgesehen,
so dass auch alle Kabelverbindungen und dergleichen des Displays-Infotainment/Navigation 221 und
der im zweiten Anzeige- und Bedienbereich angeordneten kapazitiven
Anzeige- und Bedieneinheiten 222, 223, 224, 225 zur
Bordelektronik hin verkabelt werden können.
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Den
jeweiligen kapazitiven Tastern sind entsprechende muldenartige Vertiefungen
und den kapazitiven Slidern sind längliche muldenartige Vertiefungen
in der Bedienoberfläche 207 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 – zugeordnet, wodurch einen
Erleichterung und Vereinfachung der Bedienung durch den Nutzer geboten
wird.
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In
den 2A und 2B ist
im zweiten Anzeige- und Bedienbereich 220 der Bauraum 205 für das Display-lnfotainment/Navigation 221 und
der notwendige Bauraum für
die Anzeige- und Bedieneinheiten 222, 223, 224, 225 innerhalb
der Anzeige- und Bedienkomponente 200 sichtbar.
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Die
Anzeige und Anzeige- und Bedieneinheiten 211, 221, 222, 223, 224, 225, 231, 232 werden auf
der Innenseite der Oberteiles 207 und/oder des Grundträger 201 verklebt,
verrastet oder verclipst.
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Zudem
ist in den 2A und 2B für die jeweiligen
Anzeige- und Bedieneinheiten 222, 223, 224, 225, 231, 232 im
zweiten und dritten Anzeige- und Bedienbereich 220 und 230 die
Anordnung der zugehörigen
Leuchtmittel dargestellt, die einzeln oder auf einer LED-Platine
angeordnet sind.
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Um
die Anzeige und Anzeige- und Bedieneinheiten 211, 221, 222, 223, 224, 225, 231, 232 zu realisieren,
werden in dem jeweiligen Bauraum LED-Platinen angeordnet, auf denen
entsprechende LED's
angeordnet sind. Die Anordnung der LED's folgt der jeweiligen Anordnung der
kapazitiven Taster 222A–222C, 232A–232D, 224A–224D und
des kapazitiven Drehtasters 225, wobei die als kapazitive
Slider ausgeführten
Anzeige- und Bedienelemente 231C, 223A, 223B sowie
der kapazitive Drehtaster 225 mehrere LED's aufweisen, die
entsprechend der Bedienrichtung der Slider auf einer länglichen
oder kreisrunden LED-Platine angeordnet sind.
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In
den Figuren sind beispielhaft für
die kapazitiven Taster die LED's
dargestellt, die bei einer vorgenommen Bedienhandlung in Abhängigkeit
der Bedienhandlung leuchten. Bei den kapazitiven Slidern 223A, 223B/231C sind
beispielhaft nur einige LED's dargestellt.
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Oberhalb
dieser LED-Platinen – in
Richtung Innenraum – sitzen
die nicht weiter dargestellte kapazitive Sensorplatinen mit ihren
kapazitiven Sensorflächen,
die für
die kapazitiven Taster und kapazitiven Slider unterschiedlich in
ihrer Form ausgebildet sind und Öffnungen
aufweisen, die von den Leuchtmitteln, die auf den LED-Platinen sitzen,
durchgriffen werden.
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Innerhalb
des zur Verfügung
stehenden weiteren Bauraumes in der Anzeige- und Bedienkomponente 200 sind
zusätzlich
zu den LED-Platinen und zu den Sensorplatinen der Anzeige- und Bedieneinheiten 211, 221, 222, 223, 224, 225, 231 und 232 die entsprechenden
Steuerungs- und Logik-Platinen für die
Schaltung der jeweiligen kapazitiven Taster und Slider der jeweiligen
Anzeige- und Bedieneinheiten untergebracht.
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Die
Erfindung schafft eine Anzeige- und Bedienkomponente 200,
welche insgesamt eine besonders flache Bauform aufweist, und sich
nach den jeweiligen designerischen Wünschen an die Form des Korpus 110 der
Instrumententafel 100 anpassen lässt. Die sonst in der Instrumententafel 100 üblichen Anzeige-
und Bedieneinheiten werden in den flachen Bauraum zwischen Grundträger 201 und
Bedienoberfläche 207 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 verlagert, wobei für die Anzeige-
und Bedieneinheiten eine in dieser Anordnung und Verwendung neue
innovative Technik in Form von mit Leuchtmitteln hinterlegten Anzeige-
und Bedieneinheiten 211, 221, 222, 223, 224, 225, 231 und 232 verwendet wird,
wobei die Displays und/oder Anzeige- und Bedieneinheiten hinsichtlich
ihrer Position frei in der Anzeige- und Bedienkomponente 200 anordbar
sind.
-
Auf
weitere Besonderheiten und Ausführungen
zu den kapazitiven Anzeige- und Bedienelementen wird nachfolgend
beginnend mit 2C noch näher eingegangen.
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2C zeigt
eine Detailansicht auf die Bedienoberfläche 207 der Anzeige-
und Bedienkomponente 200. Sichtbar sind die kapazitiven
Slider 223/223A, 223B, die als Anzeige- und Bedieneinheit-Klimaregelung 223 unterhalb
des Displays-Infotainment/Navigation 221 angeordnet sind.
Im Unterschied zu den 2A und 2B ist
in dieser Figur die Bedienoberfläche 207 sichtbar,
wobei die vollflächige
Freihaltung der Beschichtung im Bereich des Displays 221 mit
dem dahinterliegenden Display 221 deutlich wird. Ferner
wird die jeweilige beleuchtete Symbolik auf der Bedienoberfläche 207 verdeutlicht.
-
Das
Anzeige- und Bedienelement-Gesamtluftvolumen 223A der Anzeige-
und Bedieneinheit-Klimaregelung 223 für die Belüftung des
Innenraumes des Kraftfahrzeuges weist eine linke und eine rechte
Symbolik sowie ein kleines beziehungsweise ein größeres Ventilatorsymbol
auf, das jeweils entsprechend durch eine dahinterliegende LED beleuchtet
ist. Dazwischen ist der kapazitive Slider, der durch die Fingerbewegung
auf oder durch Annäherung
an die Bedienoberfläche 207 bedienbar
ist und in seiner Leuchtstärke
und/oder Farbe bei gewünschtem
ansteigenden beziehungsweise abfallendem Gesamtluftvolumen veränderbar
ist. Für
das Anzeige- und Bedienelement-Temperatur 233B ist links und
rechts eine blaue beziehungsweise rote Fläche ohne weitere Symbolik über farbige
LED's hinterleuchtet
und zwischen diesen wird die Temperatur signalisierende Symbolik
des kapazitiven Sliders für die
Temperaturauswahl angeordnet.
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In
der Mitte der beiden Anzeige- und Bedienelemente 223A, 223B ist
die hinterleuchtete Symbolik „AC” Aircondition
auf der Bedienoberfläche 207 dargestellt.
in der rechten unteren Ecke der Anzeige- und Bedienkomponente 200 ist
die Anzeige- und Bedieneinheit 225, der Drehtaster in einer
Funktion als kapazitiver Ein- und Ausschalter und kapazitives Lautstärkerad 225 für das Infotainmentsystem
oder Navigationssystem angeordnet, auf welches später noch
detailliert eingegangen wird.
-
Anhand
der 2C wird zusätzlich
verdeutlicht, dass die Bedienung nicht nur über Slidermulden auf der Vorderseite
der Bedienoberfläche 207 möglich ist,
sondern die kapazitive Sensorik in der flachen, dünnen Anzeige-
und Bedienkomponente 200 derart ausbildbar ist, dass die
Bedienung auf der Rückseite
der Anzeige- und Bedienkomponente 200 durch Berührung oder
Annäherung
einer Bewegung des Fingers relativ zur Bedienoberfläche 207 möglich ist.
Für einen
solchen Fall sind auch auf der Rückseite
des Bedienpanels 200 im Bereich der kapazitiven Slider,
hier beispielsweise 223A, 223B, Slidermulden im
Grundträger 201 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 ausgebildet.
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3A zeigt
die Verwendung von kapazitiven Slidern in der Mittelkonsole 300 in
einer Anzeige- und Bedieneinheiten 341, wobei hier die
entsprechende Symbolik in einer strichartigen Variante, die den
relativen Wert der eingestellten Sitztemperatur innerhalb eines
möglichen
Einstellbereiches signalisiert, mit einem mittig angeordneten Symbol
für die Sitzheizung
ausgebildet ist. Durch sliden/gleiten auf der Bedienoberfläche der
Mittelkonsole 300 ist die Sitzheizung für Fahrer und Beifahrer verstellbar.
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3B zeigt
eine Mittelkonsole im Fond eines Fahrzeuges, in der ebenfalls kapazitive
Slider und Taster als Anzeige- und Bedienelemente 411A, 411B, 411C angeordnet
sind. Die als Anzeige- und Bedieneinheit-Business 411 zu
betrachtende Ausgestaltung ist als Schublade in der Frontseite der
Mittelkonsole 400 ausgebildet. Die Schublade ist über eine Push-Push-Funktion aktivierbar
und steht dem Bediener im ausgefahrenen Zustand mit seiner Oberfläche als
Bedienoberfläche
zur Verfügung.
Die hinter dieser Bedienoberfläche
angeordneten Anzeige- und Bedienelemente
stellen eine Kombination aus herkömmlichen Schnittstellen und
kapazitiven Tastern und Slidern.
-
Die
Lade 411 umfasst das als kapazitiven Taster mit entsprechender
Beleuchtung ausgebildete Anzeige- und Bedienelement-Neigungsverstellung 411A für den Beifahrersitz
vorn, und/oder das als kapazitiven Taster mit entsprechender Beleuchtung ausgebildete
Anzeige- und Bedienelement-Längsverstellung 411B für den Beifahrersitz
vorn, so dass von einem Fondinsassen der Beifahrersitz in einer ersten
Sitzreihe eines Fahrzeuges verstellt werden kann. Diese Funktionen
sind nur aktiv, wenn die Sitzbelegungserkennung des Beifahrersitzes
meldet, dass der Beifahrersitz nicht besetzt ist. Über die
Anzeige- und Bedienelemente 411A, 411B ist das
Herunterklappen der Rückenlehne
auf das Sitzteil des Beifahrersitzes und ein gleichzeitiges Verstellen
in die vorderste Position des Beifahrersitzes zur Ausbildung einer
sogenannten „Chauffeursposition” bewirkbar,
bei der ein Fondinsasse hinter dem Beifahrersitz eine wesentlich
erhöhte
Beinfreiheit und eine ungestörte
freie Sicht nach vorn hat.
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In
der Lade sind zudem die kapazitiven, beleuchteten Slider 411C für die Sitzheizung
der Fondsitze angeordnet. Zudem ist ein SD-Kartenslot 411D, eine
AUX-Schnittstelle 411E und eine USB-Schnittstelle 411F angeordnet.
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Unterhalb
dieser Lade ist eine Fernbedienung 412 angeordnet, die über eine Push-Push-Funktion aus der
Frontseite der Mittelkonsole herausnehmbar ist und mittels der ein
(beispielsweise aus dem Himmel des Fahrzeuges herausklappbares mit
einem Display versehenes) Infotainmentsystem bedienbar ist.
-
Schließlich ist
in der Mittelkonsole 400 ein aus der Front mechanisch herausklappbarer
Cupholder 413 integrierbar.
-
4A zeigt
eine Türinnenverkleidung 500, in
der eine Anzeige- und Bedienelement-Spiegel/Fensterheber 511 angeordnet
ist. Auch diese Anzeige- und Bedieneinheit 511 ist mittels
kapazitiven Tastern, die entsprechend mit LED's hinterleuchtet sind, auf einer Bedienoberfläche ausbildbar.
Das Bezugszeichen 511A bezeichnet das Anzeige- und Bedienelement-Spiegelverstellung
und das Bezugszeichen 511B bezeichnet die Anzeige- und
Bedienelemente-Fensterheber dar.
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4B zeigt
die Türinnenseitenverkleidung hinten,
in der eine Einzelausführung
der in 4A beschriebenen Anzeige- und
Bedienelemente-Fensterheber 511B angeordnet ist.
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5 zeigt
eine Dachkonsole 600 vorn, wie sie in den meisten Kraftfahrzeugen
mit dort üblichen Schaltelementen
angeordnet ist. In dieser Dachkonsole 600 ist eine aus
kapazitiven Tastern aufgebaute Anzeige- und Bedieneinheit-Innenraumlicht 611 ausgeführt, deren – Symboliken
wie bereits beschrieben mit LED's
in der entsprechenden kombinierten Anordnung von LED-Platine und
Sensor-Platine und einer zugehörigen
nicht näher
dargestellten Steuerungs- und Logik-Platine zur Auswertung aufgebaut ist.
Die Anzeige- und Bedieneinheit-Innenraumlicht 611 weist
ein Anzeige- und Bedienelement-Fahrerlicht 611A, ein Anzeige-
und Bedienelement-Licht/Aus 611B, ein Anzeige- und Bedienelement-Standartfunktion
(Licht Tür
Auf/Zu) 611C, ein Anzeige- und Bedienelement-Lichtinnenraum 611D und
ein Anzeige- und Bedienelement-Beifahrerlicht 611E auf.
-
In
den 6A und 6B sind
in einer vergrößerten Darstellung
die technischen Details zum kombinierten kapazitiven Taster und
Slider 225 als kapazitiver Drehtaster in der Funktion Lautstärkerad dargestellt.
Dazu ist wiederum die Anzeige- und Bedienkomponente 200 ohne
Bedienoberfläche 207 dargestellt.
Im oberen Bereich der Anzeige- und Bedienkomponente 200 ist
eine Steuerungs- und Logik-Platine 40 innerhalb des Bauraumes
des Bedienpanels 200 angeordnet. Diese Steuerungs- und
Logik-Platine 40 wertet die Bedienbewegungen eines Nutzers
aus und sensiert die Annäherung
oder die Berührung
an den kreisförmigen
Drehtaster-Sensorflächen 225C und/oder
dem kapazitiven Tastenfeld-Sensorfläche 225A.
-
Die
Steuerungs- und Logik-Platine 40 beinhaltet den Mikrocontroller
und die notwendige Peripherie, um die von der nicht dargestellten
Sensor-Platine gelieferte Annäherungs- beziehungsweise
Berührungspositionen
auszuwerten, gegen Störungen
zu filtern und eine dazugehörige
Lichtpunktposition für
die einzuschaltenden, aufzudimmenden oder in ihrer Farbe zu wechselnden
LED's zu berechnen.
Entsprechend der ermittelten Lichtpunktposition steuert die Steuerungs-
und Logik-Platine 40 somit, nach der Auswertung der kapazitiven
Sensorik der Sensor-Platine die passenden LED's auf der dargestellten LED-Platine 30 an.
-
Nähert sich
ein Finger oder berührt
ein Finger den Kunststoff der in die Bedienoberfläche 207 der
Anzeige- und Bedienkomponente 200 eingelassenen Slidermulde
oder Fingermulde, so sensiert dies die jeweilige Sensor-Platine
und stellt dem Mikrocontroller auf der Steuerungs- und Logik-Platine eine
Positionsangabe zur Verfügung.
-
Der
Mikrocontroller wertet diese Position aus und prüft ob diese plausibel ist und
filtert gegebenenfalls sensierte Störungen, die sich als Sprünge innerhalb
der Sensordaten darstellen. So werden Störungen bei der Positionsermittlung
vermieden, wonach auf dieser fehlerbereinigten Grundlage die Position der
Bedienhandlung berechnet wird, und die LED beziehungsweise bei mehreren
LED's, eine der
LED's auf der LED-Platine
eingeschaltet wird oder in ihrer Farbe, Intensität, dem Ein- beziehungsweise
Ausschalt-Rhythmus verändert
werden.
-
Die
Steuerungs- und Logik-Platine 40 sorgt also gleichzeitig
dafür,
dass die entsprechenden LED's
je nach Sensierung der Bedienhandlung entweder nach erfolgter Aktivierung
und leichtem aufdimmen durch die Bedienhandlung stärker aufdimmen
und/oder bei einer erkannten Bedienhandlung beispielsweise ihre
Farbe wechseln. Dabei weist das Lautstärkerad 225 eine Innentastenbeleuchtung 225B und
eine Drehtaster-Außenringbeleuchtung 225D in
Form der LED-Platine 30 auf.
-
Die
dazu beispielhaft durchzuführende
Bedienhandlung ist durch den Finger in 6B auf
dem kapazitiven Drehtaster 225 dargestellt. Durch den äußeren kapazitiven
Rand ist durch kreisförmiges „sliden”/-gleiten – des Fingers
auf dem Rand zum Beispiel die Laufstärke eines Radios des Infotainmentsystems
variierbar, wobei in Abhängigkeit
der Lautstärke
die angesteuerten LED's
aufleuchten, also ihre Leuchtkraft und/oder Leuchtfarbe verändern.
-
Der
innere Taster 225A mit seiner Innentastenbeleuchtung 225B kann
als Aus/Ein-Schalter des Infotainmentsystems oder eines Radios oder
aber für die
Aktivierung einer Funktion zur Umschaltung in eine neue Funktion
eines mit der Taster 225A verbundenen Systems verwendet
werden.
-
Der
zur Auswertung der kapazitiven Slider- und Tasterflächen benötigte Mikrocontroller
ist auf wiederum auf einer Steuerungs- und Logik-Platine 40 angeordnet.
Dabei ist es durch Programmierung des Mikrocontrollers möglich, die
Skalierung (beispielsweise die Einteilung des kapazitiven Ringes)
und dessen Funktionsweise frei zu wählen.
-
In 6B fährt der
Finger eines Bedieners in der Slidermulde zur Fingerführung des
kapazitiven Drehtaster im Bereich der Drehtaster-Sensorfläche 220C herum
und erhöht
oder verringert dadurch beispielsweise die Lautstärke. Dabei
ist die Zahl der Umdrehungen allein von der Software abhängig, so dass
beispielsweise bei 3 Drehungen die Lautstärkeänderung von 0 auf 100% regelbar
ist. Die Drehtaster-Außenringbeleuchtung 225D visualisiert
diese Aktionen durch Lichtpunkte/- balken, die die jeweilige Lautstärke repräsentieren,
ab- und aufdimmen oder bei Berührung
einfach nur dadurch, dass die LED's kurz stärker aufleuchten und wieder,
ihre ursprüngliche
Leuchtstärke
annehmend, ausgehen.
-
Durch
die Taste 225A, die im Mittelpunkt des kapazitiven Drehtaster
liegt, kann zum Beispiel auch das Display 221 ein- beziehungsweise
ausgeschaltet werden. Durch die Auswertung der Bedienhandlung durch
den Mikrocontroller auf der Steuerungs- und Logik-Platine 40 kann
die Taste 225A wie jeder beliebige mechanische Schalter
angesehen werden und entsprechend ausgewertet werden. Die Beleuchtung des
Tasters 225A ist unabhängig
von der Außenringbeleuchtung 225D und
kann beispielsweise als Suchbeleuchtung dauerhaft eingeschaltet
sein.
-
Zudem
kann beispielsweise auch eine Doppelberührung auf den kreisförmigen Bereich
durch die Steuerungs- und Logik-Platine 40 erkannt, separat
ausgewertet und der Drehtaster beispielsweise mit einer dadurch
aktivierten Zusatz-Funktion belegt werden.
-
Eine
Schaltung mit entsprechender Intelligenz ermöglicht die Anbindung an das
Bordnetz über CAN-Bus,
um die Informationen anderen Geräten
zur Verfügung
zu stellen und um eine Steuerung durch ein anderes Steuergerät zu ermöglichen.
-
In 7A sind
die kapazitiven Sensor-Platinen 10, 20 in einer
Vorderansicht dargestellt. Die darin angeordneten Öffnungen
nehmen die nicht dargestellten LED's auf. Die Sensor-Platine 10 ist
beispielsweise für
die Anzeige- und Bedieneinheit 224 vorgesehen. Die Sensor-Platine 20 ist
beispielsweise für
die Anzeige- und Bedieneinheit 223A, 223B vorgesehen.
Beispielhaft ist eine Steuerungs- und Logik-Platine 40 dargestellt.
-
Für eine sehr
gute kapazitive Sensierung einer Berührung beziehungsweise Annäherung dürfen sich
zwischen den Sensorflächen
der Sensor-Platine 10, 20 und beispielsweise einem
Finger nur bestimmte und möglichst
wenige Materialien, die sich als Dielektrika auswirken, befinden.
Luft ist ein sehr schlechtes Dielektrikum und ein Luftspalt verschlechtert
die Sensordaten extrem.
-
Damit
die Sensorflächen
bündig
an der Rückseite
der Bedienoberfläche 207 des
Bedienpanels 200 anliegen, werden beispielsweise die Sensorflächen 225A, 225C des
Drehtasters 225 auf Schaumstoffringe unterschiedlicher
Festigkeiten geklebt und über
feine Leitungen mit der eigentlichen Sensor-Platine 10, 20 verbunden.
Dadurch erreicht man den Effekt, dass die jeweilige Sensorfläche 225A, 225C der
Sensor-Platine 10, 20 sicher an die Oberfläche, also
an die Rückseite
der Bedienoberfläche 207,
angedrückt
wird.
-
Ein
zusätzlicher
Effekt besteht darin, dass die Oberfläche der Sensorfläche 225A, 225C nicht parallel
zur Sensor-Platine 10, 20 sein muss und dass eine
Schräge
durch die Schaumstofflagerung ausgeglichen wird. Diese Art der Lagerung
ist besonders effektiv und hat sich zur Sicherung der kapazitiven
Sensierung als äußert praktikabel
herausgestellt.
-
Eine
weitere Besonderheit liegt beispielsweise bei der Ausbildung des
Drehtasters 225 darin, dass die LED-Platine 30 durch
eine Schaumstofflagerung auf der Rückseite der Sensor-Platine 10, 20 gehalten
und befestigt wird. Auf diese Weise existieren keine seitlichen
Halterungen an der Sensorfläche 225C der
kreisrunden Sensor-Platine 20 mit der kreisrunden Sensorfläche 225C des
Drehtaster 225. Dadurch ist es möglich, den äußeren Ring 225D um die
Sensorfläche 225C herum
nahtlos und ohne jegliche Unterbrechung als geschlossenen „Slider-Ring” zu beleuchten.
-
Gemäß der vorhergehenden
Beschreibung sind die Anzeige- und Bedienelemente 222A, 222B, 222C, 224A, 224B, 224C,224D, 232A, 232B, 232C, 232D, 411A, 411B, 511A, 511B, 611A, 611B, 611C, 611D, 611E kapazitive
Taster.
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Gemäß der vorhergehenden
Beschreibung sind die Anzeige- und Bedienelement 223A, 223B, 231C, 311C, 321C, 341 kapazitive
Slider.
-
Die
Anzeige- und Bedieneinheit 225 ist ein Drehtaster, welcher
eine Drehtaster-Sensorfläche 225C und
eine Tastenfeld-Sensorfläche 225A umfasst.
Hierdurch stellt die Anzeige- und Bedieneinheit 225 eine
Kombination aus kapazitivem Slider und kapazitiven Taster dar, da
der Bediener auf der Drehtaster-Sensorfläche 225C entlang gleitet
und auf der Tastenfeld-Sensorfläche 225A eine
annähernde
oder tastende Bedienhandlung durchführt.
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Die 7B und 7C zeigen
zusätzlich mit
der jeweiligen Verkabelung 50 eine Steuerungs- und Logik-Platine 40 und
eine kapazitive Sensor-Platine 10 für eine kapazitiven Taster mit
drei Öffnungen von
einer Vorderseite (7B) und einer Rückseite (7C),
wie sie beispielsweise für
die Anzeige- und Bedieneinheit-Klima 222 Verwendung finden.
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- 100
- Instrumententafel
- 110
- Korpus
- 200
- Anzeige-
und Bedienkomponente
- 201
- Grundträger
- 202
- Vertiefung
- 203A
- erste Öffnung
- 203B
- zweite Öffnung
- 204
- Bauraum
Display-Kombinstrument 211
- 205
- Bauraum
Display-Infotainment/Navigation 221
- 206
- Bauraum
Anzeige- und Bedieneinheit-Belüftungsanlage 231
- 207
- Bedienoberfläche
- 208
- Zwischenraum
- 210
- erster
Anzeige- und Bedienbereich
- 211
- Display-Kombinstrument
- 220
- zweiter
Anzeige- und Bedienbereich
- 221
- Display-Infotainment/Navigation
- 222
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Klima
- 222A
- Anzeige-
und Bedienelement-Defrost-Frontscheibe
- 222B
- Anzeige-
und Bedienelement-Defrost-Heckscheibe
- 222C
- Anzeige-
und Bedienelement-Umluft-Innenraum
- 223
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Klimaregelung
- 223A
- Anzeige-
und Bedienelement-Gesamtvolumen Belüftungsanlage
- 223B
- Anzeige-
und Bedienelement-Temperatur Belüftungsanlage
- 224
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Infotainment/Navigation
- 224A
- Anzeige-
und Bedienelement-Audio
- 224B
- Anzeige-
und Bedienelement-Telefon
- 224C
- Anzeige-
und Bedienelement-Navigation]
- 224D
- Anzeige-
und Bedienelement-Home
- 225
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Infotainment/Navigation
- 225A
- Tastenfeld-Sensorfläche
- 225B
- Drehtaster-Innentastenbeleuchtung
- 225C
- Drehtaster-Sensorfläche
- 225D
- Drehtaster-Außenringbeleuchtung
- 230
- dritter
Anzeige- und Bedienbereich
- 231
- Anzeige-
und Bedieneinheiten-Belüftungsanlage
- 231A
- Belüftungselement
- 231B
- Bedienelement-Ausströmrichtung
- 231C
- Anzeige-
und Bedienelement-Ausströmvolumen
- 232
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Licht
- 232A
- Anzeige-
und Bedienelement-Nebelscheinwerfer
- 232B
- Anzeige-
und Bedienelement-Nebelschlussleuchte
- 232C
- Anzeige-
und Bedienelement-Autofunktion
- 232D
- Anzeige-
und Bedienelement-Ein/Aus
- 300
- Mittelkonsole – vorn –
- 311
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Belüftungsanlage – links
- 311A
- Belüftungselement
- 311B
- Bedienelement-Ausströmrichtung
- 311B
- Anzeige-
und Bedienelement-Ausströmvolumen
- 321
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Belüftungsanlage – rechts
- 321A
- Belüftungselement
- 321B
- Anzeige-
und Bedienelement-Ausströmrichtung
- 321C
- Anzeige-
und Bedienelement-Ausströmvolumen
- 341
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Sitzheizung
- 400
- Mittelkonsole – Fond –
- 411
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Business
- 411A
- Anzeige-
und Bedienelement-Neigungsverstellung/Beifahrersitz – vorn
- 411B
- Anzeige-
und Bedienelement-Längsverstellung/Beifahrersitz – vorn
- 411C
- Anzeige-
und Bedienelement-Sitzheizung hinten
- 411D
- SD-Kartenslot
- 411E
- AUX-Schnittstelle
- 411F
- USB-Schnittstelle
- 412
- Fernbedienung
- 413
- Cupholder
- 500
- Türinnenverkleidung
- 511
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Spiegel/Fensterheber
- 511A
- Anzeige-
und Bedienelement-Spiegelverstellung
- 511B
- Anzeige-
und Bedienelement-Fensterheber
- 600
- Dachkonsole
- 611
- Anzeige-
und Bedieneinheit-Innenraumlicht
- 611A
- Anzeige-
und Bedienelement–Fahrerlicht
- 611B
- Anzeige-
und Bedienelement–Licht(Aus
- 611C
- Anzeige-
und Bedienelement–Standardfunktionen – Tür Auf/Zu
Licht
- 611D
- Anzeige-
und Bedienelement–Licht
Innenraum
- 611E
- Anzeige-
und Bedienelement–Beifahrerlicht
- 10
- kapazitive
Sensor-Platine
- 20
- kapazitive
Sensor-Platine
- 30
- LED-Platine
- 40
- Steuerungs-
und Logik-Platine
- 50
- Verkabelung