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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbedienvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeugbedienvorrichtungen bekannt, die beispielsweise als ein Fensterhebermodul ausgebildet sind. Üblicherweise umfassen derartige Kraftfahrzeugbedienvorrichtungen ein Bedienelement, welches als ein Wippen- bzw. Kippschalter ausgebildet ist. Das entsprechende Bedienelement wird von einem Fahrzeuginsassen in eine gewünschte Position verstellt, um eine Funktion wie „Fenster öffnen“ bzw. „Fenster schließen“ zu initiieren. Die verwendeten Bedienelemente sind dabei üblicherweise in mechanischer Weise ausgebildet, sodass die Hebelbewegung mechanisch übertragen wird, um zugeordnete Schaltelemente mechanisch zu betätigen, denen die entsprechende Funktion zugeordnet ist.
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Bei modernen Kraftfahrzeugbedienvorrichtungen ist es ferner bekannt, dass kapazitive Bedienelemente für andere Einsatzgebiete verwendet werden, beispielsweise als Ein- bzw. Ausschalter einer Klimaanlage oder anderer Baugruppen. Generell weisen die kapazitiven Bedienelemente einen geringeren Verschleiß als mechanische Bedienelemente auf, da keine mechanische Bewegung erforderlich ist. Die kapazitiven Bedienelemente sind zudem derart ausgebildet, dass sie eine Berührung bzw. bei bestimmten Ausführungsformen schon eine Annäherung eines Bedienobjekts an das entsprechende Bedienelement erkennen und eine entsprechende Funktion ausführen. Die kapazitiven Bedienelemente sind typischerweise als eigenkapazitive Sensoren („self capacitive“) oder als gegenseitig kapazitive Sensoren („mutual capacitive“) ausgebildet. Zudem gibt es kapazitive Bedienelemente, die als Abstands- bzw. Drucksensoren ausgebildet sind. Derartige kapazitive Sensoren umfassen zwei Kondensatorplatten, zwischen denen sich ein elektrisches Feld ausbildet, wobei eine Betätigung in einer Abstandsveränderung resultiert, wodurch sich das elektrische Feld verändert, was entsprechend erfasst wird. Diese kapazitiven Bedienelemente eignen sich insbesondere für sicherheitsrelevante Funktionen.
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Es hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, kapazitive Bedienelemente zu verwenden, sofern die Bedienelemente zusätzlich bewegbar sein sollen, wie dies beispielsweise bei Wippen- bzw. Kippschalter der Fall ist, die bei Fensterhebermodulen eingesetzt werden. Dies liegt daran, dass die Kontaktierung der beiden als Kondensatorplatten fungierenden Bedienabschnitte schwierig ist, sofern das Bedienelement aus einem sich bewegenden Teil besteht.
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Aus der
DE 1 940 554 ist ein Tastenelement für eine Eingabeeinrichtung bekannt, die Elektroden sowie eine Bedieneinheit umfasst, welche zusammen einen gemeinsamen Kondensator ausbilden.
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In der
US 2010/0148999 A1 ist eine Tastatur mit einer flexiblen Leiterplatte bekannt, der kapazitive Sensoren zugeordnet sind.
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Aus der
US 6,373,265 B1 ist ein elektrostatischer Berührungssensor bekannt, der eine Leiterplatte mit einer Gruppe von festen Elektroden umfasst.
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Die
DE 20 2016 001 741 U1 zeigt eine Anordnung zur Detektion eines Schaltvorgangs mittels eines kapazitiven Sensors.
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Aus der
US 2014/0139450 A1 ist eine Eingabevorrichtung bekannt, die eine haptische Rückmeldung bereitstellen kann.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach ausgebildete Kraftfahrzeugbedienvorrichtung bereitzustellen, die ein bewegliches, kapazitives Bedienelement aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gelöst, mit einer Bedieneinheit, die ein bewegliches Bedienelement aufweist, und einem Elektrodenträger, der zumindest zwei dem Bedienelement zugeordnete Elektroden umfasst, die elektrisch kontaktiert sind und zusammen mit der Bedieneinheit einen gemeinsamen Kondensator ausbilden, wobei ein Schaltsymbol auf einem Betätigungsabschnitt des Bedienelements dadurch hinterleuchtet werden kann, dass Licht auf die Rückseite des Betätigungsabschnitts trifft, der zumindest teiltransparent ausgebildet ist.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist es, dass die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung einen Kondensator umfasst, dessen elektrische Potenziale über die Elektroden bereitgestellt werden, die am gemeinsamen Elektrodenträger angeordnet sind. Hierdurch wird vermieden, dass das beweglich ausgebildete Bedienelement selbst elektrisch kontaktiert werden muss, was den Aufbau und die Montage der Bedieneinheit entsprechend erschweren würde. Es müssen bei der Bedieneinheit also keine beweglichen Teile elektrisch kontaktiert werden, was den Herstellungsaufwand entsprechend verringert, obwohl ein bewegliches Bedienelement vorgesehen ist, welches zum Schalten entsprechend bedient wird, wie dies beispielsweise bei einem Fensterhebermodul üblich ist.
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Ein Aspekt sieht vor, dass die beiden Elektroden und die Bedieneinheit einen aufgeklappten Kondensator ausbilden. Folglich sind die beiden auf einem unterschiedlichen Potenzial liegenden Kondensatorplatten durch die beiden elektrisch kontaktierten Elektroden gebildet, sodass sich ein elektrisches Feld zwischen den beiden Elektroden ausbildet, welches über das zumindest teilweise elektrisch leitfähige Bedienelement geleitet wird. Insofern handelt es sich um einen aufgeklappten Kondensator, da die Elektroden in einer gemeinsamen Ebene liegen. Das zwischen den unterschiedlichen Potenzialen der Elektroden ausgebildete elektrische Feld wird lediglich über die Bedieneinheit entsprechend umgelenkt.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Bedieneinheit und der Elektrodenträger einen kapazitiven Sensor bilden, insbesondere einen kapazitiven Sensor, der als Drucksensor oder Abstandsensor ausgebildet ist. Dementsprechend wird eine Änderung des Abstands der Bedieneinheit zu den Elektroden erfasst, um auf eine Schaltstellung zu schließen. Eine mechanische Positionsveränderung des Bedienelements hat also eine Veränderung des gebildeten Kondensators zur Folge. Folglich wird das von den Elektroden aufgebaute elektrische Feld aufgrund der Positionsveränderung der Bedieneinheit zu den Elektroden entsprechend verändert, was sich erfassen lässt, um die Bedienung der Bedieneinheit durch einen Fahrzeuginsassen zu erkennen, also des Bedienelements der Bedieneinheit.
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Generell lässt sich die Empfindlichkeit des kapazitiven Sensors aufgrund des aufgeklappten Kondensators entsprechend erhöhen, da sich eine Abstandsveränderung der Bedieneinheit zu den Elektroden doppelt auf die Veränderung des elektrischen Felds auswirkt. Dies liegt daran, dass sowohl die Distanz von der ersten Elektrode zur Bedieneinheit als auch die Distanz von der Bedieneinheit zur zweiten Elektrode entsprechend verändert werden.
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Insbesondere umfasst das Bedienelement elektrisch leitfähiges Material. Das Bedienelement als Teil der Bedieneinheit kann also mit den Elektroden zusammenwirken, um den aufgeklappten Kondensator auszubilden. Zudem lässt sich hierüber eine Annäherung eines Bedienobjekts an das Bedienelement detektieren, da dies eine entsprechende Veränderung des durch den Kondensator ausgebildeten elektrischen Felds zur Folge hat.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Bedienelement in einem Zwei-Komponentenspritzguss-Verfahren gebildet ist. Insofern kann das elektrische leitfähige Material bei der Herstellung des Bedienelements eingebracht worden sein. Hierdurch lässt sich das zumindest teilweise elektrisch leitfähige Bedienelement einfach und kostengünstig herstellen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Bedieneinheit ein Rückstellungsmittel, das das Bedienelement in seine Neutralstellung zurückstellt. Das Rückstellungsmittel stellt demnach sicher, dass das betätigte Bedienelement in seine Ausgangs- bzw. Neutralstellung zurückkehrt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist das Rückstellungsmittel zwischen dem Elektrodenträger und dem Bedienelement angeordnet. Das Rückstellungsmittel wird demnach von dem Bedienelement, welches mechanisch beweglich ist, komprimiert, sofern ein Bediener, beispielsweise ein Fahrzeuginsasse, das Bedienelement entsprechend bedient. Zudem schützt das Rückstellungsmittel den Elektrodenträger, da das Bedienelement bei übermäßiger Betätigung nicht direkt den Elektrodenträger kontaktiert.
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Insbesondere ist das Rückstellungsmittel elastisch und/oder elektrisch leitfähig. Das Bedienelement lässt sich also mehrmals in seine Neutralstellung zurückstellen, da das Rückstellungsmittel nicht plastisch verformt wird. Sofern keine Kraft mehr von einem Bediener der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung auf das Bedienelement ausgeübt wird, die auf das Rückstellungsmittel übertragen wird, geht das Rückstellungsmittel in seinen Ausgangszustand zurück, wobei es das Bedienelement ebenfalls in seine Ausgangsstellung zurückstellt. Bei einer übermäßigen Kraftausübung auf das Bedienelement, wird das Rückstellungsmittel entsprechend stärker komprimiert, wodurch der Elektrodenträger entsprechend geschützt ist.
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Zudem stellt die elektrische Leitfähigkeit des Rückstellungsmittels sicher, dass es zusammen mit den Elektroden den gemeinsamen, aufgeklappten Kondensator ausbilden kann. Sofern eine Kraft über das Bedienelement auf das elektrisch leitfähige Rückstellungsmittel ausgeübt wird, verändert dies seine Position bzw. biegt sich durch, wodurch sich das elektrische Feld des gemeinsamen, aufgeklappten Kondensators verändert, was entsprechend erfasst wird.
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Darüber hinaus kann ein am Bedienelement angelegtes Potenzial, beispielsweise aufgrund eines Bedienobjekts wie einem Finger, bis an das Rückstellungsmittel übertragen bzw. weitergeleitet werden, sofern das Bedienelement ebenfalls (zumindest teilweise) elektrisch leitfähig ist. Folglich lässt sich eine Annäherung an das Bedienelement entsprechend erfassen, die eine charakteristische Änderung des elektrischen Feldes zur Folge hat, sodass sie erkennbar ist.
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Insbesondere handelt es sich bei dem Elektrodenträger um eine Leiterplatte. Demnach lassen sich weitere Komponenten auf dem Elektrodenträger anordnen, beispielsweise Lichtquellen oder weitere Elektroden, die für andere Bedienungsbereiche vorgesehen sind.
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Gemäß einer bestimmten Ausführungsform handelt es sich bei dem Bedienelement um einen Wippenschalter bzw. einen Kippschalter. Folglich handelt es sich bei der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung um ein Fensterhebermodul, das zum Öffnen bzw. Schließen eines oder mehrerer Fenster vorgesehen ist. Das als Wippen- bzw. Kippschalter ausgebildete Bedienelement lässt sich von einem Fahrzeuginsassen in einfacher Weise, wie bei mechanischen Wippen- bzw. Kippschaltern bekannt, verstellen, um die gewünschten Funktionen zu erreichen. Hier werden jedoch keine elektrischen Kontakte in mechanischer Weise kontaktiert, da lediglich die Kapazität eines gemeinsam ausgebildeten Kondensators verändert wird. Die Kontakte werden demnach nicht mechanisch verschlissen.
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Beispielsweise sind dem einen Bedienelement vier Elektroden zugeordnet, sodass zwei gemeinsame, aufgeklappte Kondensatoren ausgebildet werden können, die jeweils Teils eines entsprechenden kapazitiven Sensors sind. Das bewegliche Bedienelement kann aufgrund einer Schwenkachse in zwei unterschiedliche Richtungen verschwenkt werden, sodass es zwei Schaltstellungen einnehmen kann, denen unterschiedliche Funktionen zugeordnet sind, die entsprechend erfasst werden. Beispielsweise handelt es sich um die Funktionen „Fenster öffnen“ und „Fenster schließen“.
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Insbesondere weist das Bedienelement eine Schwenkachse auf, die gegenüber der Schwerpunktachse des Bedienelements verschoben ist, sodass sie sich nicht kreuzen. Sofern das Bedienelement beispielsweise als ein Wippen- bzw. Kippschalter ausgebildet ist, kann es um eine entsprechende Schwenkachse verschwenkt werden. Da die Schwenkachse gegenüber der Schwerpunktachse des Bedienelements verschoben ist, also der Schwerpunkt des Bedienelements nicht auf der Schwenkachse liegt, ist sichergestellt, dass eine unbeabsichtigte Verstellung des Bedienelements in eine der beiden Stellungen erschwert ist. Diese Stellung kann der sicherheitsrelevanteren Funktion „Fenster schließen“ zugeordnet sein, sodass es sich ausschließen lässt, dass das Fenster unbeabsichtigt geschlossen wird, wenn beispielsweise die Hand oder ein anderer Gegenstand auf das Bedienelement drücken sollte. Im Zweifelsfall wird das Bedienelement aufgrund der verschobenen Schwenkachse in die andere Stellung beaufschlagt, die weniger sicherheitsrelevant ist, also die der Funktion „Fenster öffnen“ zugeordnete Stellung.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung zumindest einen weiteren Bedienungsbereich umfasst. Bei dem weiteren Bedienungsbereich kann es sich um einen kapazitiven Bedienungsbereich handeln, dem zumindest eine Funktion zugeordnet ist, die sich aufgrund einer Berührung bzw. Annäherung aktivieren lässt. Die weitere Funktion kann das Ein- bzw. Ausklappen der Seitenspiegel, ein Beheizen der Seitenspiegel und generell die Spiegelverstellung betreffen.
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Gemäß einem Aspekt ist der weitere Bedienungsbereich als ein kapazitiver Gleitbereich ausgebildet. Der weitere Bedienungsbereich ist demnach eingerichtet, eine Gleitbewegung eines Bedienobjekts, beispielsweise eines Fingers, auf dem entsprechenden kapazitiven Gleitbereich zu erkennen und in eine zugeordnete Funktion umzusetzen. Der kapazitive Gleitbereich kann vorgesehen sein, um eine „Fenster-öffnen“-Funktion zu aktivieren. Der Fahrzeuginsasse gleitet mit seinem Finger über den Gleitbereich, was entsprechend detektiert wird. Hierbei muss der Fahrzeuginsasse den Gleitbereich nicht berühren, da eine Annäherung des entsprechenden Bedienobjekts und eine (beabstandete) Gleitbewegung ebenfalls erkannt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der weitere Bedienungsbereich ein kapazitiver Funktionsanzeigebedienbereich, der eine Anzeigefläche umfasst, wobei der Funktionsanzeigebedienbereich einem Grundmodul zugeordnet ist. Auf dem Funktionsanzeigebedienbereich, insbesondere dessen Anzeigefläche, können ausgewählte Funktionen optisch angezeigt werden. Zudem ist es möglich, über den kapazitiv ausgebildeten Funktionsanzeigebedienbereich Funktionen auszuwählen bzw. zu bedienen, indem die Anzeigefläche über ein Bedienobjekt, beispielsweise einen Finger, entsprechend bedient wird. Der kapazitive Funktionsanzeigebedienbereich kann als eine Blende ausgebildet sein, die auf ein als Grundkörper ausgebildetes Grundmodul aufgesetzt ist.
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Insbesondere umfasst das Grundmodul zumindest einen elektrisch leitfähigen Abschnitt, der sich durch das Grundmodul erstreckt, wobei der elektrisch leitfähige Abschnitt eine der Anzeigefläche zugeordnete Sensorfläche hat, die zumindest einen Teil eines kapazitiven Sensors ausbildet. Bei dem kapazitiven Sensor, der über das Grundmodul und den Funktionsanzeigebedienbereich ausgebildet wird, kann es sich um einen Annäherungs- bzw. Berührungssensor handeln. Beispielsweise ist der kapazitive Sensor derart ausgebildet, dass bei einer Annäherung eine erste Funktion und bei einer Berührung eine zweite Funktion durchgeführt werden. Die Annäherung an den kapazitiven Sensor kann eine Suchbeleuchtung einschalten, wohingegen das Berühren des kapazitiven Sensors das Ein- bzw. Ausschalten einer entsprechenden Funktion zur Folge hat.
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Ferner kann der zumindest eine elektrisch leitfähige Abschnitt in einer Ebene umlaufend geschlossen ausgebildet sein und einen Lichtschacht umgeben, der sich wie der zumindest eine elektrisch leitfähige Abschnitt senkrecht durch das Grundmodul erstreckt. Der in der Ebene umlaufend geschlossene elektrische leitfähige Abschnitt kann durch die Sensorfläche ausgebildet sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass ein auf der Anzeigefläche ausgebildetes Schaltsymbol einer Lichtquelle zugeordnet werden kann, die das entsprechende, auf der Anzeigefläche vorgesehene Schaltsymbol durch das Grundmodul hindurch hinterleuchtet, sodass ein Fahrzeuginsasse dies im Falle einer Suchbeleuchtung leicht finden kann. Hierdurch ist ein kompakter Aufbau geschaffen, der sich in einfacher Weise realisieren lässt, um die Schaltsymbole zu hinterleuchten. Die Schaltsymbole werden beispielsweise dann beleuchtet, wenn eine Suchbeleuchtung aktiviert ist. Weiteren Lichtschächten können Lichtaustrittsflächen zugeordnet sein, über die eine aktivierte Funktion optisch dargestellt wird, beispielsweise über eine der Lichtaustrittsfläche entsprechend zugeordneten Lichtquelle, beispielweise einer LED. Diese Lichtquelle kann eine charakteristische (Signal-)Farbe aussenden, beispielsweise rot, sodass der Fahrzeuginsasse schnell erkennt, dass die zugeordnete Funktion aktiviert ist.
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Des Weiteren kann dem Funktionsanzeigebedienbereich, insbesondere dessen Anzeigefläche, eine Suchbeleuchtung zugeordnet sein. Die Suchbeleuchtung kann dauerhaft angeschaltet sein oder aufgrund einer Annäherung an die Anzeigefläche und der damit verbundenen kapazitiven Änderung eingeschaltet werden, sodass bei einer über dem Funktionsanzeigebedienbereich geführten Hand die Suchbeleuchtung eingeschaltet wird, um die unterschiedlichen Schaltsymbole zu hinterleuchten. Sobald der Fahrzeuginsasse ein entsprechendes Schaltsymbol auf der Anzeigefläche berührt, wird eine dem Schaltsymbol zugeordnete Funktion ausgeführt, beispielsweise die Funktion „Spiegel einklappen“. Die aktivierte Funktion wird dann über eine dem Schaltsymbol zugeordnete Lichtaustrittsfläche optisch dargestellt.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
- - 2 eine schematische Darstellung eines bei der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gemäß 1 vorgesehenen Kondensators,
- - 3 eine Schnittansicht der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gemäß 1,
- - 4 eine weitere Schnittansicht der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gemäß 1,
- - 5 eine weitere Schnittansicht der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gemäß 1,
- - 6 eine weitere Schnittansicht der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gemäß 1,
- - 7 eine weitere Schnittansicht der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gemäß 1,
- - 8 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- - 9 eine Draufsicht auf die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung gemäß 8,
- - 10 eine Explosionsansicht der in 8 gezeigten Kraftfahrzeugbedienvorrichtung, und
- - 11 eine teiltransparente Darstellung der in 8 gezeigten Kraftfahrzeugbedienvorrichtung.
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In 1 ist eine Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 in teilweise transparenter Darstellung gezeigt, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, beispielsweise als ein Fensterhebermodul.
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Die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 weist eine Bedieneinheit 12 auf, die ein bewegliches Bedienelement 14 in Form eines Wippen- bzw. Kippschalters 16 umfasst.
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Das Bedienelement 14 ist dabei an einem Lagerabschnitt 18 der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 schwenkbar gelagert, sodass sich eine entsprechende Schwenkachse A für das Bedienelement 14 ergibt, um die das Bedienelement 14 in zwei entgegengesetzte Richtungen entsprechend verschwenkt werden kann. Die Schwenkachse A ist gegenüber der Schwerpunktachse S des Bedienelements 14 verschoben, sodass sie sich nicht kreuzen, wie aus den 3 und 4 insbesondere hervorgeht. Folglich liegt der Schwerpunkt des Bedienelements 14 nicht auf der Schwenkachse A.
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Ferner weist die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 einen Elektrodenträger 20 auf, der der Bedieneinheit 12 zugeordnet ist. Der Elektrodenträger 20 ist in der gezeigten Ausführungsform als eine Leiterplatte 22 ausgebildet, an der mehrere Elektroden 24 vorgesehen sind. Die Elektroden 24 sind jeweils paarweise einem Schenkel 26 des Bedienelements 14 zugeordnet (siehe 1).
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Aus den 3 bis 5 in Kombination mit 1 geht hervor, dass der Bedieneinheit 12 insgesamt vier Elektroden 24 zugeordnet sind, wobei jeweils zwei Elektroden 24 einem ersten Schenkel 26 und zwei andere Elektroden 24 einem zweiten, dem ersten Schenkel 26 gegenüberliegenden Schenkel 26 zugeordnet sind. Die beiden Schenkel 26 sind jeweils über Seitenabschnitte 28 miteinander verbunden, über die das Bedienelement 14 im zugeordneten Lagerabschnitt 18 gelagert ist. Insofern verlaufen die Schenkel 26 im Wesentlichen parallel zur Schwenkachse A.
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Das Bedienelement 14 umfasst zudem einen Betätigungsabschnitt 30, der mit den beiden Schenkeln 26 und den beiden Seitenabschnitten 28 verbunden ist, wobei der Betätigungsabschnitt 30 eine Oberfläche des Bedienelements 14 ausbildet.
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Generell ist das Bedienelement 14 topfförmig ausgebildet, sodass es eine Öffnung 32 aufweist, über dies das Bedienelement 14 auf einen insbesondere hohlen Führungszapfen 34 der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 derart gesetzt ist, dass das Bedienelement 14 um die Schwenkachse A schwenkbar ist. Dies geht anschaulich aus den 3 bis 7 hervor.
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Durch das Verschwenken des Bedienelements 14 entlang der Schwenkachse A, wird der entsprechende Schenkel 26 in eine Schaltstellung überführt, in der eine der Schaltstellung zugeordnete Funktion aktiviert wird.
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Die Schenkel 26 drücken dabei jeweils auf ein zugeordnetes Rückstellungsmittel 36, das Teil der Bedieneinheit 12 ist. Das Rückstellungsmittel 36 ist zwischen dem Bedienelement 14 und dem Elektrodenträger 20 angeordnet, sodass es entsprechend mit dem Bedienelement 14 in mechanischer Weise zusammenwirkt.
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Das Rückstellungsmittel 36 ist elastisch ausgebildet, sodass es zusammengedrückt wird, wenn das Bedienelement 14, insbesondere der entsprechende Schenkel 26, auf das Rückstellungsmittel 36 drückt. Sobald die auf das Bedienelement 14 ausgeübte Kraft nachlässt, geht das Rückstellungsmittel 36 in seine Ursprungsform zurück, wodurch es das Bedienelement 14 ebenfalls in seine Ausgangsstellung zurückstellt.
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Ferner ist das Rückstellungsmittel 36 aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet, sodass das Rückstellungsmittel 36 auch mit den Elektroden 24 auf der Leiterplatte 22 in elektrischer Weise zusammenwirken kann.
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Die Elektroden 24 eines Paares bilden zusammen mit der Bedieneinheit 12, insbesondere mit dem Rückstellungsmittel 36, einen aufgeklappten Kondensator 38 aus, wie in der schematischen Darstellung der 2 gezeigt ist. Die Elektroden 24 sind jeweils elektrisch über die Leiterplatte 22 kontaktiert, sodass an den Elektroden 24 ein elektrisches Potenzial angelegt werden kann. Hierdurch wird ein elektrisches Feld zwischen den beiden Elektroden 24 aufgebaut, welches über das elektrisch leitfähige Rückstellungsmittel 36 umgelenkt wird.
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Sofern das Bedienelement 14 aus seiner Neutralstellung, die in 3 gezeigt ist, in eine Schaltposition überführt wird, wie in 4 gezeigt, drückt das Bedienelement 14 über den entsprechenden Schenkel 26 auf das zugeordnete Rückstellungsmittel 36, welches komprimiert wird und sich durchbiegt.
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Dadurch wird der Abstand zwischen den Elektroden 24 und dem Rückstellungsmittel 36 verändert, wodurch sich eine Kapazitätsveränderung des aufgeklappten Kondensators 38 ergibt, welche erfasst werden kann. Hierdurch lässt sich eine entsprechende Schaltstellung des Bedienelements 14 bzw. der Bedieneinheit 12 detektieren.
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Der aufgeklappte Kondensator 38 bildet dementsprechend einen kapazitiven Druck- bzw. kapazitiven Abstandssensor aus, der einen auf das Rückstellungsmittel 36 ausgeübten Druck bzw. eine damit einhergehende Abstandsveränderung erfasst.
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Aufgrund des aufgeklappten Kondensators 38 ist sichergestellt, dass das bewegliche Bedienelement 14 nicht elektrisch kontaktiert werden muss, um den kapazitiven Sensor auszubilden. Folglich ergibt sich ein deutlich vereinfachter Aufbau der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10.
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Gleichzeitig ist aufgrund des aufgeklappten Kondensators sichergestellt, dass eine verbesserte Empfindlichkeit des kapazitiven Sensors vorliegt, da sich eine Abstandsänderung des Rückstellungsmittels 36 doppelt auf das vom Kondensator 38 ausgebildete elektrische Feld auswirkt. Der Abstand von einer Elektrode 24 des Paars zum Rückstellungsmittel 36 sowie der Abstand vom Rückstellungsmittel 36 zur anderen Elektrode 24 des Paars wird im Wesentlichen gleich verändert, wenn das Bedienelement 14 auf das Rückstellungsmittel 36 drückt und dieses verformt.
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Das Bedienelement 14 selber kann auch elektrisch leitfähiges Material umfassen, insbesondere daraus bestehen. Beispielsweise ist das Bedienelement 14 in einem Zwei-Komponentenspritzguss-Verfahren hergestellt worden.
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Hierdurch lässt sich eine durchgehende elektrische Verbindung zwischen dem Bedienelement 14 und dem Rückstellungsmittel 36 ausbilden, sodass der aufgeklappte Kondensator 38 bzw. der dadurch gebildete kapazitive Sensor gleichzeitig zur Detektion einer Annäherung an die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 ausgebildet ist, insbesondere an das Bedienelement 14, da hierdurch das von den Elektroden 24 erzeugte elektrische Feld verändert wird. Diese Veränderung ist derart charakteristisch, dass sie als Annäherung an die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 erkannt werden kann.
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Die charakteristische Veränderung kann beispielsweise darin liegen, dass gleichzeitig beide dem Bedienelement 14 zugeordnete kapazitiven Sensoren eine im Wesentlichen gleiche Veränderung erfassen, also das von den beiden Elektrodenpaaren erzeugte elektrische Feld in im Wesentlichen gleicher Weise gleichzeitig verändert wird.
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Aufgrund einer detektierten Annährung an die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 kann eine Suchbeleuchtung oder eine andere geeignete Funktion eingeschaltet werden, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Insbesondere weist die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 eine durchgehende elektrisch leitfähige Oberfläche 40 auf, da das Bedienelement 14 über seinen Betätigungsabschnitt 30 an einem zum Bedienelement 14 benachbarten Flächenabschnitt 42 der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 zumindest teilweise anliegt. Dies geht beispielsweise aus den 6 bis 7 hervor.
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Der Betätigungsabschnitt 30 und der benachbarte Flächenabschnitt 42 sind dabei derart geformt, dass eine entsprechende Schwenkbewegung des Bedienelements 14 dennoch möglich ist.
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Der Flächenabschnitt 42 ist als ein Abschnitt einer Blende 44 ausgebildet, die insgesamt mehrere zusammenhängende Flächen umfasst, die allesamt miteinander in elektrischer Weise gekoppelt sind, um eine große elektrisch leitfähige Oberfläche 40 der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 zu schaffen. Hierdurch lässt sich insbesondere eine Annäherung an die gesamte Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 detektieren.
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In den 8 bis 11 ist eine zweite Ausführungsform der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 in verschiedenen Darstellungen gezeigt, die als ein Fensterhebermodul 45 ausgebildet ist, welches in der gezeigten Ausführungsform zwei Bedieneinheiten 12 der zuvor gezeigten Art umfasst. Die beiden Bedieneinheiten 12 sind den Funktionen „Fenster schließen“ für ein linkes und ein rechtes Fenster zugeordnet. Ferner können die beiden Bedieneinheiten 12 auch der Funktion „Fenster öffnen“ zugeordnet sein.
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Zudem umfasst die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 weitere Bedienungsbereiche 46, die jeweils kapazitiv ausgebildet sind. Hierüber lassen sich insbesondere weitere Funktionen ein- bzw. ausschalten.
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Ein erster weiterer Bedienungsbereich 46 ist beispielsweise durch einen kapazitiven Gleitbereich 48 ausgebildet, sodass eine gleitende Bewegung eines Bedienobjekts, beispielsweise eines Fingers eines Fahrzeuginsassen, in eine entsprechende Funktion umgesetzt wird. Bei der entsprechenden Funktion kann es sich um die Funktion „Fenster öffnen“ handeln, sodass den Bedieneinheiten 12 beispielsweise die Funktionen „Fenster schließen“ und „Fenster vollständig öffnen“ zugeordnet sind. Hingegen kann über eine entsprechende Gleitbewegung über den Gleitbereich 48 eingestellt werden, wie weit das Fenster geöffnet werden soll. Demnach lässt sich über das Fensterhebermodul 45 ein Fenster teilweise öffnen, indem der Fahrzeuginsasse mit seinem Finger über den Gleitbereich 48 streicht. Je länger bzw. weiter der Fahrzeuginsasse entlang des Gleitbereichs 48 seinen Finger bewegt, desto mehr wird das zugeordnete Fenster geöffnet. Der kapazitive Gleitbereich 48 kann als ein Berührungs- oder Annäherungssensorbereich ausgebildet sein.
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Des Weiteren umfasst das Fensterhebermodul 45 einen zweiten weiteren Bedienungsbereich 46, der als ein Funktionsanzeigebedienbereich 50 ausgebildet ist. Der Funktionsanzeigebedienbereich 50 ist ebenfalls kapazitiv ausgebildet und umfasst eine Anzeigefläche 52, auf der mehrere Schaltsymbole 54 dargestellt sind, die hinterleuchtbar sind, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Zudem umfasst der Funktionsanzeigebedienbereich 50 an seiner Anzeigefläche 52 mehrere Lichtaustrittsflächen 56, über die Licht austreten kann. Insbesondere sind die mehreren Lichtaustrittsflächen 56 bestimmten Schaltsymbolen 54 zugeordnet, um eine aktivierte, über das Schaltsymbol 54 geschaltete Funktion optisch anzuzeigen, was nachfolgend noch erläutert wird.
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Zudem umfasst die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 einen dritten weiteren Bedienungsbereich 46, der ebenfalls als ein Funktionsanzeigebedienbereich 50 ausgebildet ist. Der zweite Funktionsanzeigebedienbereich 50 ist den Bedieneinheiten 12 zugeordnet, da über ihn beispielsweise eingestellt werden kann, ob die hinteren bzw. vorderen Fenster über die Bedieneinheiten 12 bedient werden sollen. An dem Funktionsanzeigebedienbereich 50 ist demnach ebenfalls eine Anzeigefläche 52 vorgesehen, auf der entsprechende Schaltsymbole 54 dargestellt werden können, die einerseits hinterleuchtbar und andererseits kapazitiv bedienbar sind, wie nachfolgend mit Bezug auf 10 erläutert wird.
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Wie zuvor erläutert, kann eine Annäherung an die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 erfasst werden, aufgrund derer eine Suchbeleuchtung 58 eingeschaltet wird, sodass sich der Fahrzeuginsasse auf der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 besser orientieren kann. Über die Suchbeleuchtung 58 lassen sich insbesondere die Schaltsymbole 54 hinterleuchten, sodass der Fahrzeuginsasse schnell erkennt, wo er welche Funktion aktivieren kann.
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In 10 ist die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 in einer Explosionsansicht dargestellt, aus der unter anderem der Aufbau der Funktionsanzeigebedienbereiche 50 hervorgeht.
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Die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 umfasst ein Abdeckelement 60, das eine Steckerkammer 62 umfasst, in die von außen ein Stecker eingesteckt werden kann, um Kontaktstifte 64 der Leiterplatte 22 zu kontaktieren. Die Kontaktstifte 64 erstrecken sich demnach im zusammengebauten Zustand in die Steckerkammer 62. Über den Stecker kann die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 Steuersignale aussenden bzw. mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Die Leiterplatte 22 weist, wie bereits erläutert, mehrere Elektroden 24 auf, die den Bedieneinheiten 12 zugeordnet sind. Zudem sind auf der Leiterplatte 22 Lichtquellen 66 vorgesehen, die in der gezeigten Ausführungsform dem ersten Funktionsanzeigebedienbereich 50 zugeordnet sind, insbesondere den entsprechenden Lichtaustrittsflächen 56.
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Zudem sind Suchbeleuchtungslichtquellen 68 auf der Leiterplatte 22 vorgesehen, die mit einem Lichtleiter 70 zusammenwirken, der wie die Suchbeleuchtungslichtquellen 68 Teil der Suchbeleuchtung 58 ist. Wenn die Suchbeleuchtung 58 aktiviert wird, werden entsprechend die dem Lichtleiter 70 zugeordnete Suchbeleuchtungslichtquellen 68 angesteuert, sodass sämtliche Schaltsymbole 54 auf der Anzeigefläche 52 hinterleuchtet werden. Der Fahrzeuginsasse kann somit schnell die gewünschte Funktion aktivieren bzw. deaktivieren, da er sie leicht findet.
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Das Abdeckelement 60 wirkt mit einem als Grundkörper ausgebildeten Grundmodul 72 zusammen, an dem unter anderem die Lagerabschnitte 18 sowie die Führungszapfen 34 für die Bedienelemente 14 ausgebildet sind.
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Das Grundmodul 72 umfasst elektrisch leitfähige Abschnitte 74, die jeweils eine der Anzeigefläche 52 des Funktionsanzeigebedienbereichs 50 zugeordnete Sensorfläche 76 aufweisen, die im Wesentlichen parallel zur Anzeigefläche 52 ist. Die Sensorflächen 76 sind jeweils unterhalb der Schaltsymbole 54 angeordnet, sodass sie eine Annäherung bzw. Berührung eines entsprechenden Schaltsymbols 54 detektieren können.
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Die elektrisch leitfähigen Abschnitte 74 erstrecken sich im Wesentlichen durch das Grundmodul 72 hindurch, wobei die Erstreckungsrichtung senkrecht zur Anzeigefläche 52 bzw. senkrecht zu den Sensorflächen 76 ist. Dies geht anschaulich aus 11 hervor, in der gezeigt ist, wie die Sensorfläche 76 in einer Ebene umlaufend ausgebildet ist, von der ausgehend sich ein im Grundmodul 72 integrierter elektrischer Leitabschnitt 77 in Richtung Leiterplatte 22 erstreckt.
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Die elektrisch leitfähigen Abschnitte 74 sind zudem in einer Ebene umlaufend geschlossen ausgebildet, insbesondere die entsprechenden Sensorflächen 76, wobei sie Lichtschächte 78 umschließen, durch die die Schaltsymbole 54 auf der Anzeigefläche 52 hinterleuchtbar sind.
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Ferner ist in der gezeigten Explosionsansicht eine Isolationselement 80 gezeigt, das plattenförmig ausgebildet ist, insbesondere ein Dielektrikum. Das Isolationselement 80 ist den Elektroden 24 der Bedieneinheiten 12 zugeordnet, um die aufgeklappten Kondensatoren 38 zwischen den paarweisen Elektroden 24 und den Bedieneinheiten 12 auszubilden, insbesondere zwischen den entsprechenden Rückstellungsmitteln 36 und den Elektroden 24. Das Isolationselement 80 ist auch in der ersten Ausführungsform in entsprechender Weise vorgesehen.
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Im Isolationselement 80 sind ebenfalls Aussparungen 82 vorgesehen, sodass über hier nicht dargestellte Lichtquellen die Schaltsymbole 54 auf den Bedienelementen 14, insbesondere auf dem jeweiligen Betätigungsabschnitt 30, hinterleuchtet werden können. Das Licht geht dabei durch die Aussparungen 82 sowie die hohlen Führungszapfen 34, sodass es auf den jeweiligen Betätigungsabschnitt 30 trifft, insbesondere dessen Rückseite. Die Betätigungsabschnitte 30 sind folglich zumindest teiltransparent ausgebildet.
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Aufgrund der elektrisch leitfähigen, geschlossen ausgebildeten Oberfläche 40 der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 ist es möglich, dass eine Annäherung eines Bedienobjekts an die Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10, insbesondere deren Oberfläche 40, dazu führt, dass die Suchbeleuchtung 58 aktiviert wird, sodass die entsprechenden Schaltsymbole 54 hinterleuchtet werden, wodurch sich diese besser finden lassen.
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Sobald der Fahrzeuginsasse eines der Schaltsymbole 54 berührt, wird dies kapazitiv über die zugeordnete Sensorfläche 76 erfasst, wodurch die entsprechende Funktion ein- bzw. ausgeschaltet wird. Sofern die entsprechende Funktion eingeschaltet wird, wird die zugeordnete Lichtquelle 66 so angesteuert, dass sie Licht aussendet, was an einer dem betätigten Schaltsymbol 54 zugeordneten Lichtaustrittsfläche 56 austritt. Der Fahrzeuginsasse erkennt hierüber dann, welche Funktion bereits aktiviert ist.
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Des Weiteren ist gezeigt, dass die gesamte Oberfläche 40 der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 aus vier Komponenten gebildet ist, nämlich den beiden Bedienelementen 14, der Blende 44 sowie einer dem ersten Funktionsanzeigebedienbereich 50 zugeordneten Blende 84.
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Die beiden Blenden 44, 84 sind insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet, sodass sich eine durchgehende elektrisch leitfähige Oberfläche 40 der Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10 ergibt, über die die Annäherung an die Oberfläche 40 entsprechend detektiert werden kann.
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Generell können die Blenden 44, 84, die Bedienelemente 14 und das Grundmodul 72 ein elektrisch leitfähiges Material zumindest teilweise umfassen, um die entsprechende Funktionalität bereitzustellen, insbesondere die entsprechende Sensorik. Das elektrisch leitfähige Material kann eingespritzt worden sein. In kostengünstiger Weise sind die Blenden, 44, 84, die Bedienelemente 14 und das Grundmodul 72 in einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt worden.
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Es ist somit möglich, eine als Fensterhebermodul 45 ausgebildete Kraftfahrzeugbedienvorrichtung 10, die eine kapazitive Bedieneinheit 12 umfasst, in einfacher Weise herzustellen.
