DE102018115220A1 - Actuation module for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Betätigungsmodul (1) für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Bedieneinheit (2), welche eine Eingabeschicht (7) und eine vorzugsweise als Touchpad oder Touchscreen berührempfindliche Eingabevorrichtung (8) umfasst, ein Trägerelement (9) zur Anordnung der berührempfindlichen Eingabevorrichtung (8), und ein Gehäuse (5) zur beweglichen Anordnung des Trägerelements (9), wobei das Trägerelement (9) abstützend an der Eingabeschicht (7) angeordnet ist und zumindest die berührempfindliche Eingabevorrichtung (8) von dem Trägerelement (9) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig umschlossen ist, wobei das Trägerelement (9) und das Gehäuse (9) mit mindestens einem Rückstellelement (17, 18) miteinander verbunden sind, und das Betätigungsmodul (1) eine Sensoreinheit aufweist, welche eine zwischen dem Trägerelement (9) und dem Gehäuse (5) wirkende Kraft und/oder eine Annäherung zwischen dem Trägerelement (9) und dem Gehäuse (5) detektiert.The invention relates to an actuation module (1) for a motor vehicle, comprising an operating unit (2), which comprises an input layer (7) and an input device (8), which is preferably touch-sensitive as a touchpad or touchscreen, a carrier element (9) for arranging the touch-sensitive input device (8 ), and a housing (5) for the movable arrangement of the carrier element (9), the carrier element (9) being arranged to support the input layer (7) and at least the touch-sensitive input device (8) from the carrier element (9) at least partially, preferably is completely enclosed, the carrier element (9) and the housing (9) being connected to one another with at least one reset element (17, 18), and the actuation module (1) having a sensor unit which has a sensor unit between the carrier element (9) and the housing (5) acting force and / or an approach between the carrier element (9) and the housing (5) is detected.
Description
Die Erfindung betrifft Betätigungsmodul für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Bedieneinheit, welche eine Eingabeschicht und eine vorzugsweise als Touchpad oder Touchscreen ausgebildete berührempfindliche Eingabevorrichtung, ein Trägerelement zur Anordnung der berührempfindlichen Eingabevorrichtung, und ein Gehäuse zur beweglichen Anordnung des Trägerelements und der Bedieneinheit umfasst.The invention relates to an actuation module for a motor vehicle having an operating unit, which comprises an input layer and a touch-sensitive input device, preferably designed as a touchpad or touchscreen, a carrier element for arranging the touch-sensitive input device, and a housing for movably arranging the carrier element and the operating unit.
Aus dem Stand der Technik ist ein Betätigungsmodul für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Bedieneinheit aufweist, die in einem in einer Mittelkonsole oder an einem Lenkrad vorgesehenen Gehäuse angeordnet ist. Die Bedieneinheit weist eine berührempfindliche Eingabevorrichtung und eine Eingabeschicht auf. Bei einer Betätigung der Eingabeschicht wird eine haptische Rückmeldung durch das Betätigungsmodul erzeugt, nachdem ein Benutzer beispielsweise mittels seines Fingers eine Kraft auf die Eingabeschicht ausübt. Die berührempfindliche Eingabevorrichtung kann als Touchscreen oder Touchpad ausgebildet sein. So kann die Bedieneinheit einen mehrschichtigen Aufbau umfassen, nämlich ein als Eingabeschicht ausgebildetes Displayglas, eine Klebeschicht, einen Touchscreen oder Touchpad, einen Rahmen zur Anordnung des Touchscreens oder Touchpads und ein Trägerelement. Die Kraftmessung erfolgt direkt am Trägerelement, beispielsweise durch induktive, optische oder kapazitive Sensoren. Der mehrschichtige Aufbau der Bedieneinheit kann für die Kraftmessung wie eine Serienschaltung von einzelnen Federelementen betrachtet werden. Dabei wirkt die durch den Benutzer erzeugte Kraft bei der Serienschaltung von Federelementen durch sämtliche Federelemente in diesem Verbund mit dem gleichen Betrag. Jedes Federelement wird also entsprechend gedehnt, so dass im Ergebnis die Gesamtdehnung bei der Serienschaltung von Federelementen größer ist, als von jedem einzelnen Federelement, bzw. einer Parallelschaltung derselben Federelemente. In Summe erhält man folglich im Zusammenschluss ein weicheres Gesamtfederelement. Da sich die Federsteifigkeit in der Reihenschaltung von Federelementen generell verringert, wird die Längendehnung bei der ausgeübten Kraft größer. Die die haptische Rückmeldung soll ausgelöst werden, wenn der Benutzer eine Kraft auf die Eingabeschicht ausübt. Die haptische Rückmeldung erfolgt erst nach dem Erreichen eines Kraftgrenzwertes, insbesondere einer Kraftschwelle. Daher ist eine genaue, insbesondere ortsaufgelöste Messung der entsprechenden Kraft erforderlich. Die Anforderung an die Kraftmessung ist, dass eine Kraftschwelle von 1N - 5N realisiert werden sollte und dies bei einem maximalen Stellweg von 0,2mm - 0,8mm. Durch den bekannten mehrschichtigen Aufbau der Bedieneinheit können diese Vorgaben nicht erreicht werden.An actuation module for a motor vehicle is known from the prior art which has an operating unit which is arranged in a housing provided in a center console or on a steering wheel. The control unit has a touch-sensitive input device and an input layer. When the input layer is actuated, haptic feedback is generated by the actuation module after a user exerts a force on the input layer using his finger, for example. The touch-sensitive input device can be designed as a touchscreen or touchpad. The control unit can thus have a multilayer structure, namely a display glass designed as an input layer, an adhesive layer, a touchscreen or touchpad, a frame for arranging the touchscreen or touchpad and a carrier element. The force is measured directly on the carrier element, for example using inductive, optical or capacitive sensors. The multi-layer structure of the control unit can be viewed as a series connection of individual spring elements for force measurement. The force generated by the user acts in series connection of spring elements through all spring elements in this combination with the same amount. Each spring element is thus stretched accordingly, so that as a result the total elongation in the series connection of spring elements is greater than that of each individual spring element or a parallel connection of the same spring elements. All in all, the combination results in a softer overall spring element. Since the spring stiffness generally decreases in the series connection of spring elements, the longitudinal expansion becomes greater when the force is exerted. The haptic feedback is to be triggered when the user exerts a force on the input layer. The haptic feedback takes place only after a force limit value has been reached, in particular a force threshold. An exact, in particular spatially resolved measurement of the corresponding force is therefore necessary. The requirement for the force measurement is that a force threshold of 1N - 5N should be realized and this with a maximum travel range of 0.2mm - 0.8mm. Due to the well-known multilayer structure of the control unit, these specifications cannot be achieved.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Betätigungsmodul bereitzustellen, welches bei einem kompakten Aufbau zuverlässig die Bedienung durch einen Benutzer erfasst, um eine haptische Rückmeldung für den Benutzer zu erzeugen.It is therefore the object of the invention to provide an actuation module which, in a compact construction, reliably detects the operation by a user in order to generate haptic feedback for the user.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Patentanspruch 1, insbesondere durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Dabei ist vorgesehen, dass das Trägerelement abstützend an der Eingabeschicht angeordnet ist und zumindest die berührempfindliche Eingabevorrichtung von dem Trägerelement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig umschlossen ist, wobei das Trägerelement und das Gehäuse mit mindestens einem Rückstellelement miteinander verbunden sind, und das Betätigungsmodul eine Sensoreinheit aufweist, welche eine zwischen dem Trägerelement und dem Gehäuse wirkende Kraft und/oder eine Annäherung zwischen dem Trägerelement und dem Gehäuse detektiert.The object is achieved by
Erfindungsgemäß umfasst die Bedieneinheit eine berührempfindliche Eingabevorrichtung. Der Begriff „berührempfindliche Eingabevorrichtung“ ist weit auszulegen. Dabei handelt es sich im Allgemeinen um ein Bauteil, welchem eine dem Bediener zugewandte Eingabeschicht zugeordnet ist, auf der eine Berührung durch ein Eingabeorgan oder einen Finger eines Bedieners durch eine Sensorik detektiert wird, bevorzugt ortsauflösend detektiert wird. Bevorzugt umfasst die berührempfindliche Eingabevorrichtung ein Touchpad, d.h. eine anzeigelose Eingabevorrichtung mit ortsauflösender Detektion einer Berührung auf einer zur Eingabevorrichtung zugehörigen Eingabeschicht oder ein Touchscreen, d.h. eine Eingabevorrichtung mit ortsauflösender Detektion einer Berührung auf einer zur Eingabevorrichtung zugehörigen Eingabeschicht, wobei im letzteren Fall der Eingabeschicht ferner eine elektronische Anzeige, insbesondere eine elektronische Pixelmatrixanzeige zugeordnet ist.According to the invention, the control unit comprises a touch-sensitive input device. The term “touch-sensitive input device” is to be interpreted broadly. This is generally a component to which an input layer facing the operator is assigned, on which touch by an input element or an operator's finger is detected by a sensor system, preferably detected in a location-resolving manner. Preferably, the touch sensitive input device comprises a touchpad, i.e. a displayless input device with spatially resolving detection of a touch on an input layer belonging to the input device or a touchscreen, i.e. an input device with spatially resolving detection of a touch on an input layer belonging to the input device, wherein in the latter case the input layer is further assigned an electronic display, in particular an electronic pixel matrix display.
Wenn ein Benutzer beispielsweise mit seinem Finger eine Kraft auf die Eingabeschicht des erfindungsgemäßen Betätigungsmoduls ausübt, kann diese zuverlässig erfasst werden, weil bei der Betätigung das gesamte Trägerelement in Bewegung versetzt wird. Eine direkte Kraftausübung und Kraftübertragung auf die berührempfindliche Eingabevorrichtung, insbesondere auf das Touchpad oder das Touchscreen wird in vorteilhafterweise ausgeschlossen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung, wird eine direkte Krafteinleitung von der Eingabeschicht in das Trägerelement realisiert, um das Trägerelement in Bewegung zu versetzen. Somit wird in vorteilhafterweise sichergestellt, dass auch bei einem geringen Stellweg der Bedieneinheit, insbesondere des Trägerelements von beispielsweise 0,2mm bis 0,8mm und bei einer auf die Eingabeschicht sehr geringen ausgeübten Kraft von 1N bis 5N ein Schaltsignal ausgelöst werden kann, welches zum Beispiel eine haptische Rückmeldung, beispielsweise eine Vibration der berührempfindlichen Eingabevorrichtung und/oder der Eingabeschicht verursacht. Eine ortsauflösende Detektion einer Berührung, welche eine Toleranz von beispielsweise 5%-10% aufweist, kann folglich mit dem erfindungsgemäßen Betätigungsmodul bereitgestellt werden. Das mindestens eine Rückstellelement dient zur Bewegung des Trägerelements zurück in eine Ruhestellung, nachdem der Benutzer die Bedieneinheit betätigt hat.If, for example, a user exerts a force on the input layer of the actuation module according to the invention with his finger, this can be detected reliably because the entire carrier element is set in motion during actuation. A direct application of force and transmission of force to the touch-sensitive input device, in particular to the touchpad or the touchscreen, is advantageously excluded. In the solution according to the invention, a direct introduction of force from the input layer into the carrier element is implemented in order to set the carrier element in motion. This advantageously ensures that even with a short travel of the control unit, in particular of the carrier element, for example 0.2 mm to 0.8 mm and with a very small force exerted on the input layer of 1N to 5N, a switching signal can be triggered, which for example causes haptic feedback, for example a vibration of the touch-sensitive input device and / or the input layer. A spatially resolving detection of a touch, which has a tolerance of 5% -10%, for example, can consequently be provided with the actuation module according to the invention. The at least one restoring element serves to move the carrier element back into a rest position after the user has actuated the operating unit.
Folglich ist der Kerngedanke der erfindungsgemäßen Lösung, dass die Kraft, welche von dem Benutzer auf die Eingabeschicht ausgeübt wird, auf direktem Weg über das Trägerelement zur Sensoreinheit geleitet wird.Consequently, the core idea of the solution according to the invention is that the force which is exerted by the user on the input layer is conducted directly to the sensor unit via the carrier element.
Nach einer bevorzugten Ausführung des Betätigungsmodels kann deshalb vorgesehen sein, dass eine bei einer Betätigung durch einen Benutzer auf die Eingabeschicht ausgeübte Kraft von der Eingabeschicht unter Ausschluss der berührempfindliche Eingabevorrichtung direkt in das Trägerelement einleitbar ist, wobei die Sensoreinheit die zwischen dem Trägerelement und dem Gehäuse wirkende Kraft und/oder die Annäherung zwischen dem Trägerelement und dem Gehäuse detektiert. Im Sinne der Erfindung bedeutet die bei der Betätigung erzeugte Kraftübertragung von der Eingabeeinheit in das Trägerelement unter Ausschluss der berührempfindliche Eingabevorrichtung, dass entweder überhaupt keine Kraft in die berührempfindliche Eingabevorrichtung eingeleitet wird, oder dass die bei der Betätigung in die berührempfindliche Eingabevorrichtung eingeleitete Kraft so gering ist, dass diese wenig Einfluss auf die Sensoreinheit hat. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Verbindung zwischen Eingabeschicht und Trägerelement unter senkrechter Druckeinwirkung härter ist als die Verbindung zwischen Eingabeschicht und der berührempfindlichen Eingabevorrichtung. Veranschaulicht kann in diesem Fall die Gesamthärte des Systems aus Eingabeschicht, Träger und berührempfindlicher Eingabevorrichtung als Parallelschaltung von Federelementen verstanden werden, welches idealerweise durch die Härte der Verbindung zwischen Eingabeschicht und Trägerelement dominiert wird.According to a preferred embodiment of the actuation model, it can therefore be provided that a force exerted on the input layer by an operator when actuated can be introduced directly into the carrier element from the input layer, excluding the touch-sensitive input device, the sensor unit acting between the carrier element and the housing Force and / or the proximity between the carrier element and the housing is detected. For the purposes of the invention, the force transmission generated during the actuation from the input unit into the carrier element, excluding the touch-sensitive input device, means that either no force is introduced into the touch-sensitive input device at all, or that the force introduced into the touch-sensitive input device during actuation is so low that it has little influence on the sensor unit. This is achieved, for example, in that the connection between the input layer and the carrier element is harder under vertical pressure than the connection between the input layer and the touch-sensitive input device. Illustrated in this case, the overall hardness of the system comprising the input layer, carrier and touch-sensitive input device can be understood as a parallel connection of spring elements, which is ideally dominated by the hardness of the connection between the input layer and carrier element.
Die Sensoreinheit kann sehr platzsparend und kompakt in dem Betätigungsmodul angeordnet werden, wenn die Sensoreinheit mindestens einen ersten Sensorabschnitt und einen zweiten Sensorabschnitt aufweist, wobei der erste Sensorabschnitt an dem Trägerelement, insbesondere an einer Rückwand des Trägerelements angeordnet ist und der zweite Sensorabschnitt an dem Gehäuse angeordnet ist. Daher können in vorteilhafterweise Sensoreinheiten verwendet werden, die eine Bewegung des Trägerelements relativ zum Gehäuse detektieren können.The sensor unit can be arranged in a very space-saving and compact manner in the actuation module if the sensor unit has at least a first sensor section and a second sensor section, the first sensor section being arranged on the carrier element, in particular on a rear wall of the carrier element, and the second sensor section being arranged on the housing is. Therefore, sensor units can advantageously be used which can detect a movement of the carrier element relative to the housing.
Das Betätigungsmodul weist einen einfachen und kompakten konstruktiven Aufbau auf, wenn das Trägerelement, insbesondere die Rückwand als erster Sensorabschnitt ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme gelingt es, die Anzahl der Bauteile zu reduzieren, weil auf einen zusätzlichen Sensorabschnitt für das Trägerelement verzichtet werden kann. Das Trägerelement weist daher zwei Funktionen auf. Zum einen dient das Trägerelement zumindest zur Anordnung und Unterbringung der berührempfindlichen Eingabevorrichtung. Zum anderen dient das Trägerelement, insbesondere deren Rückwand als ein Teil der Sensoreinheit. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, wenn das Trägerelement aus Metall, vorzugsweise aus Metalldruckguss umfassend Mg oder Zn ausgebildet ist. Insbesondere bei elektromechanischen Sensoren, welche nachfolgend noch weiter näher beschrieben werden, kann eine kostengünstige Konstruktion der Sensoreinheit bereitgestellt werden. Des Weiteren sorgt das vorzugsweise aus einem Metalldruckguss ausgebildete Trägerelement dafür, dass eine zuverlässige EMV-Abschirmung und ESD-Abschirmung der Bedieneinheit sichergestellt werden kann. Ferner schützt das Trägerelement die berührempfindliche Eingabevorrichtung vor Schmutz und/oder Feuchtigkeit, welche vorzugsweise vollständig von dem Trägerelement umschlossen ist.The actuation module has a simple and compact structural design if the carrier element, in particular the rear wall, is designed as a first sensor section. This measure makes it possible to reduce the number of components because an additional sensor section for the carrier element can be dispensed with. The carrier element therefore has two functions. On the one hand, the carrier element serves at least to arrange and accommodate the touch-sensitive input device. On the other hand, the carrier element, in particular its rear wall, serves as part of the sensor unit. In this case, it may be expedient if the carrier element is made of metal, preferably of die-cast metal comprising Mg or Zn. In particular in the case of electromechanical sensors, which are described in more detail below, an inexpensive construction of the sensor unit can be provided. Furthermore, the carrier element, which is preferably formed from a die-cast metal, ensures that reliable EMC shielding and ESD shielding of the operating unit can be ensured. Furthermore, the carrier element protects the touch-sensitive input device from dirt and / or moisture, which is preferably completely enclosed by the carrier element.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Betätigungsmoduls kann vorgesehen sein, dass das Trägerelement stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Bedieneinheit, insbesondere mit der Eingabeschicht verbunden ist. Dabei kann es sich anbieten, das Trägerelement mit der Eingabeschicht beispielsweise zu verkleben, zu verklipsen, zu verrasten oder zu verschrauben oder miteinander zu verstecken. Es sollte jedoch stets gewährleistet sein, dass sich das Trägerelement gegenüber der Eingabeschicht abstützt, um bei der Betätigung der Bedieneinheit die auf die Eingabeschicht ausgebübte Kraft unter Ausschluss der berührempfindliche Eingabevorrichtung direkt in das Trägerelement einzuleiten. Das erfindungsgemäße Betätigungsmodul weist einen kompakten konstruktiven Aufbau auf, weil das Trägerelement einfach, sicher und dichtend mit der vorzugsweise aus Glas ausgebildeten Eingabeschicht der Bedieneinheit stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden wird.According to a further preferred embodiment of the actuation module, it can be provided that the carrier element is integrally and / or non-positively and / or positively connected to the operating unit, in particular to the input layer. It may be advisable to glue, clip, latch or screw or hide the carrier element to the input layer, for example. However, it should always be ensured that the carrier element is supported in relation to the input layer so that when the operating unit is actuated, the force exerted on the input layer is passed directly into the carrier element to the exclusion of the touch-sensitive input device. The actuation module according to the invention has a compact structural design, because the carrier element is connected to the input layer of the operating unit, which is preferably made of glass, in a simple, secure and sealing manner in a material and / or non-positive and / or positive manner.
Ferner kann das Trägerelement, insbesondere die Rückwand des Trägerelements zur Anordnung mindesten eines Rückstellelements dienen, welches vorzugsweise als Federelement ausgebildet ist. Das mindestens eine Rückstellelement dient zur Bewegung des Trägerelements zurück in eine Ruhestellung, nachdem der Benutzer die Bedieneinheit betätigt hat. Sehr einfach und kostengünstig kann daher die Konstruktion des Betätigungsmoduls ausgebildet sein, wenn das mindestens eine Rückstellelement als Federelement ausgebildet ist.Furthermore, the carrier element, in particular the rear wall of the carrier element, can be used to arrange at least one restoring element, which is preferably designed as a spring element. The at least one restoring element serves to move the carrier element back into a Rest position after the user has actuated the control unit. The construction of the actuation module can therefore be very simple and inexpensive if the at least one return element is designed as a spring element.
Die Eingabeschicht kann beispielsweise mittels eines Klebstoffs mit der berührempfindlichen Eingabevorrichtung verbunden sein. Ist die berührempfindliche Eingabevorrichtung als sogenanntes Touchdisplay ausgebildet kann dieses insbesondere mit einem optisch klaren Klebstoff (sog. „optical bonding“) mit der Eingabeschicht verbunden sein. Dabei ist darauf zu achten, dass die Klebeverbindung zwischen Eingabeschicht und berührempfindlicher Eingabevorrichtung weicher ist als die Verbindung zwischen Eingabeschicht und Trägerrahmen. Beispielsweise ist die Shore Härte 00 (in Anlehnung an DIN ISO53505, nach 72h Raumtemperatur) der Klebeverbindung zwischen Eingabeschicht und berührempfindlicher Eingabevorrichtung kleiner als 90, bevorzugter kleiner als 70 und noch bevorzugter kleiner als 50. Beispielsweise besteht der Klebstoff der Klebeverbindung auf der Basis von Acrylaten und härtet unter Einwirkung von Licht und/oder Feuchtigkeit und/oder Wärme aus.The input layer can be connected to the touch-sensitive input device, for example, by means of an adhesive. If the touch-sensitive input device is designed as a so-called touch display, this can in particular be connected to the input layer with an optically clear adhesive (so-called “optical bonding”). It is important to ensure that the adhesive connection between the input layer and the touch-sensitive input device is softer than the connection between the input layer and the carrier frame. For example, the Shore hardness 00 (based on DIN ISO53505, after 72h room temperature) of the adhesive bond between the input layer and the touch-sensitive input device is less than 90, more preferably less than 70 and even more preferably less than 50. For example, the adhesive of the adhesive bond is based on acrylates and cures under the influence of light and / or moisture and / or heat.
Sehr sicher kann die berührempfindliche Eingabevorrichtung in dem Betätigungsmodul angeordnet werden, wenn die berührempfindliche Eingabevorrichtung in einem Rahmenelement gelagert ist, welches mit dem Trägerelement und/oder der Bedieneinheit verbunden ist. Dabei ist vorzugsweise das Rahmenelement aus Kunststoff ausgebildet, so dass das Rahmenelement als Kunststoffrahmen zur Aufnahme der berührempfindliche Eingabevorrichtung dienen kann.The touch-sensitive input device can be arranged very securely in the actuation module if the touch-sensitive input device is mounted in a frame element which is connected to the carrier element and / or the operating unit. The frame element is preferably made of plastic, so that the frame element can serve as a plastic frame for receiving the touch-sensitive input device.
Um die in dem Trägerelement angeordnete berührempfindliche Eingabevorrichtung vor Staub und Schmutz zu schützen, kann vorgesehen sein, dass die berührempfindliche Eingabevorrichtung von einem Schutzelement umgeben ist, welches mit dem Trägerelement und/oder dem Rahmenelement verbunden ist. Eine weitere Funktion des vorzugsweise aus Aluminium ausgebildeten Schutzelements ist, dass das Schutzelement Licht nach außen hin abschottet. Die berührempfindliche Eingabevorrichtung ist vorzugsweise beabstandet zu dem Schutzelement angeordnet.In order to protect the touch-sensitive input device arranged in the carrier element from dust and dirt, it can be provided that the touch-sensitive input device is surrounded by a protective element which is connected to the carrier element and / or the frame element. Another function of the protective element, which is preferably made of aluminum, is that the protective element blocks light from the outside. The touch-sensitive input device is preferably arranged at a distance from the protective element.
Eine sichere und feste Verbindung des Trägerelements mit der Bedieneinheit kann sichergestellt werden, wenn das Trägerelement und die Bedieneinheit, insbesondere die Eingabeschicht mittels mindestens eines ersten Klebeelements miteinander verbunden sind.A secure and firm connection of the carrier element to the control unit can be ensured if the carrier element and the control unit, in particular the input layer, are connected to one another by means of at least one first adhesive element.
Ebenfalls kann eine sichere und feste Verbindung zwischen dem Rahmenelement und der berührempfindliche Eingabevorrichtung bereitgestellt werden, wenn das Rahmenelement mittels mindestens eines zweiten Klebeelements mit der berührempfindliche Eingabevorrichtung verbunden ist.A secure and firm connection between the frame element and the touch-sensitive input device can also be provided if the frame element is connected to the touch-sensitive input device by means of at least one second adhesive element.
Die Herstellung der Bedieneinheit kann enorm vereinfacht werden, wenn das erste Klebeelement und/oder das zweite Klebeelement als Klebeband, vorzugsweise als doppelseitiges Klebeband oder als Flüssigklebstoff ausgebildet ist, welcher nach einer vorbestimmten Zeit aushärtet. Insbesondere durch das doppelseitige Klebeband können die Herstellungskosten weiter gesenkt werden, weil dieses einfach von einem Werker montiert werden kann.The production of the control unit can be enormously simplified if the first adhesive element and / or the second adhesive element is designed as an adhesive tape, preferably as a double-sided adhesive tape or as a liquid adhesive which cures after a predetermined time. In particular, the double-sided adhesive tape can further reduce the manufacturing costs because it can be easily assembled by a worker.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Betätigungsmoduls, insbesondere der Bedieneinheit kann vorgesehen sein, dass zwischen der Bedieneinheit, insbesondere der Eingabeschicht und dem Klebeelement eine Schwarzdruckschicht angeordnet ist. Durch die Schwarzdruckschicht kann auf der Eingabeschicht der Bedieneinheit ein umlaufender Zierrahmen erzeugt werden. Ebenfalls ist die Verwendung der Schwarzdruckschicht sehr vorteilhaft, weil die Verbindung zwischen dem Trägerelement und der Bedieneinheit seine zuverlässige klebende Wirkung beibehält. Die Schwarzdruckschicht ist derart dünn auf der Eingabeschicht aufgetragen bzw. ausgebildet, dass sie keinen Einfluss auf die Kraftübertragung von der Eingabeschicht zum Trägerelement hat, so das auch bei Verwendung einer zwischen der Eingabeschicht und dem Trägerelement angeordneten Schwarzdruckschicht bei einer Betätigung die Kraft direkt von der Eingabeschicht in das Trägerelement eingeleitet wird.According to a further preferred embodiment of the actuation module, in particular the operating unit, it can be provided that a black printing layer is arranged between the operating unit, in particular the input layer and the adhesive element. A black decorative layer can be created on the input layer of the control unit by the black printing layer. The use of the black printing layer is also very advantageous because the connection between the carrier element and the operating unit maintains its reliable adhesive effect. The black printing layer is applied or formed so thinly on the input layer that it has no influence on the force transmission from the input layer to the carrier element, so that even when using a black printing layer arranged between the input layer and the carrier element, the force directly from the input layer when actuated is introduced into the carrier element.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Betätigungsmoduls kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit als kapazitiver Sensor ausgebildet ist wobei der erste Sensorabschnitt und der zweite Sensorabschnitt jeweils aus Metall ausgebildet sind. Der kapazitive Sensor kann beispielsweise als Plattenkondensator ausgebildet sein. Dabei kann die aus Metall ausgebildete Rückwand des Trägerelements eine erste Platte bilden und der beispielsweise aus einer Metallfolie ausgebildete zweite Sensorabschnitt, welcher vorzugsweise an dem Gehäuse angeordnet ist, die zweite Platte bilden. Nähert sich beispielsweise die aus Metall ausgebildete Rückwand des Trägerelements bei der Betätigung der Bedieneinheit durch einen Benutzer der Metallfolie, so wird die Kapazitätsänderung des Plattenkondensators durch eine Messung der Spannungsänderung erfasst. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Betätigungsmodul vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit als induktiver Sensor ausgebildet ist, wobei der erste Sensorabschnitt oder der zweite Sensorabschnitt eine Spule umfasst und der erste Sensorabschnitt oder der zweite Sensorabschnitt aus Metall ausgebildet ist, wobei bei der Annäherung des ersten Sensorabschnitts an den zweiten Sensorabschnitt eine Spannung induziert wird. Beispielsweise wird dabei in der Rückwand des Trägerelements ein Wirbelstrom induziert und mithilfe der Sensoreinheit die induktive Kopplung gemessen. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass an dem Trägerelement, vorzugsweise an der Rückwand des Trägerelements mindestens eine, insbesondere zylinderförmige Kammer angeordnet ist, in welcher eine induktive Kopplung erzeugt und/oder gemessen wird. Es könnte beispielsweise vorgesehen sein, dass die Spule an dem Gehäuse angeordnet ist. Wenn bei einer Betätigung der Bedieneinheit durch den Benutzer eine Kraft auf die Eingabeschicht ausgeübt wird, bewegt sich die aus Metall ausgebildete Rückwand der Spule, wodurch sich der Abstand zwischen der Spule und der Rückwand verändert. Dadurch ändert sich die induktive Kopplung und man kann auf die Kraft, welche bei der Betätigung der Bedieneinheit durch den Benutzer ausgeübt wird, rückschließen.According to a further preferred embodiment of the actuation module, it can be provided that the sensor unit is designed as a capacitive sensor, the first sensor section and the second sensor section each being made of metal. The capacitive sensor can be designed, for example, as a plate capacitor. The rear wall of the carrier element made of metal can form a first plate and the second sensor section, for example made of a metal foil, which is preferably arranged on the housing, can form the second plate. If, for example, the rear wall of the carrier element, which is made of metal, approaches when the operating unit is actuated by a user of the metal foil, the change in capacitance of the plate capacitor is detected by measuring the change in voltage. As an alternative or in addition, it can be provided in the actuation module according to the invention that the sensor unit is designed as an inductive sensor, the first sensor section or the second sensor section comprising a coil and the first sensor section or the second sensor section being made of metal, with the When the first sensor section approaches the second sensor section, a voltage is induced. For example, an eddy current is induced in the rear wall of the carrier element and the inductive coupling is measured using the sensor unit. Furthermore, it can be provided that at least one, in particular cylindrical, chamber is arranged on the carrier element, preferably on the rear wall of the carrier element, in which an inductive coupling is generated and / or measured. For example, it could be provided that the coil is arranged on the housing. When a force is exerted on the input layer when the operating unit is actuated by the user, the rear wall of the coil made of metal moves, as a result of which the distance between the coil and the rear wall changes. As a result, the inductive coupling changes and one can draw conclusions about the force which is exerted by the user when the control unit is actuated.
Alternativ oder zusätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Betätigungsmodul vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit als Lichtsensor ausgebildet ist, wobei der erste Sensorabschnitt oder der zweite Sensorabschnitt mindestens eine einen Lichtstrahl erzeugende Lichtquelle umfasst, wobei der Lichtstrahl von dem Trägerelement, insbesondere dem ersten Sensorabschnitt oder dem Gehäuse, insbesondere dem zweiten Sensorabschnitt reflektiert wird. Bei dieser optischen Sensoreinheit kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Lichtquelle an dem Gehäuse den Lichtstrahl, insbesondere einen Laserstrahl aussendet und dieser von der Rückwand des Trägerelements reflektiert wird. Dabei kann die Intensität und/oder die Laufzeit des Lichtstrahls gemessen werden. Nähert sich das Trägerelement, insbesondere die Rückwand des Trägerelements bei einer Betätigung der Bedieneinheit durch den Benutzer der Lichtquelle, so wird die Intensität und/oder die Laufzeit des Lichtstrahls verändert und so kann auf die Kraft, welche bei der Betätigung der Bedieneinheit durch den Benutzer ausgeübt wird, rückgeschlossen werden. Denkbar ist es natürlich auch, dass die Lichtquelle an dem Trägerelement, insbesondere an der Rückwand des Trägerelements angeordnet ist.Alternatively or additionally, it can be provided in the actuation module according to the invention that the sensor unit is designed as a light sensor, the first sensor section or the second sensor section comprising at least one light source generating a light beam, the light beam from the carrier element, in particular the first sensor section or the housing, in particular the second sensor section is reflected. In this optical sensor unit, it can be provided, for example, that the light source on the housing emits the light beam, in particular a laser beam, and this is reflected by the rear wall of the carrier element. The intensity and / or the transit time of the light beam can be measured. If the carrier element, in particular the rear wall of the carrier element, approaches when the operating unit is actuated by the user of the light source, the intensity and / or the transit time of the light beam is changed and the force exerted when the operating unit is actuated by the user can thus be exerted will be inferred. It is of course also conceivable for the light source to be arranged on the carrier element, in particular on the rear wall of the carrier element.
Die auf die Eingabeschicht ausgeübte Kraft kann zuverlässig in das Trägerelement eingeleitet werden, wenn die Eingabeschicht aus Glas, insbesondere aus einem chemisch vorgespannten Glas aus der Gruppe der Alumosilikatgläser ausgebildet ist.The force exerted on the input layer can be reliably introduced into the carrier element if the input layer is made of glass, in particular a chemically toughened glass from the group of aluminosilicate glasses.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Betätigungsmoduls in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse Bestandteil einer Mittelkonsole oder eines Lenkrads ist. Ebenso ist es denkbar, dass das Gehäuse als ein separates Bauteil ausgebildet ist, welches in einen Aufnahmeabschnitt des Kraftfahrzeugs, welcher beispielsweise in der Mittelkonsole oder an dem Lenkrad angeordnet ist, einsetzbar ist.The invention further relates to the use of the actuation module in one of the previously described embodiments in a motor vehicle. It can be provided that the housing is part of a center console or a steering wheel. It is also conceivable that the housing is designed as a separate component which can be inserted into a receiving section of the motor vehicle, which is arranged, for example, in the center console or on the steering wheel.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen:
-
1 ein erfindungsgemäßes Betätigungsmodul in einer schematischen Schnittansicht, und -
2 eine Bedieneinheit und ein Trägerelement des erfindungsgemäßen Betätigungsmoduls in einer isometrischen Ansicht von oben.
-
1 an actuation module according to the invention in a schematic sectional view, and -
2 an operating unit and a carrier element of the actuation module according to the invention in an isometric view from above.
In der
Die Bedieneinheit
Die berührempfindliche Eingabevorrichtung
Des Weiteren sorgt das vorzugsweise aus Metalldruckguss ausgebildete Trägerelement
Die berührempfindliche Eingabevorrichtung
Das Trägerelement
Das Trägerelement
Das Trägerelement
Die berührempfindliche Eingabevorrichtung
Ferner ist die berührempfindliche Eingabevorrichtung
Des Weiteren ist das Gehäuse
Wie man gut in der
Aus Kostengründen sollte das Betätigungsmodul
In der
In der
Des Weiteren weist das erfindungsgemäße Betätigungsmodul
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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