CN103262418A - 尤其是用于车辆部件的操作单元 - Google Patents

Abstract

一种操作单元，尤其是用于车辆部件的操作单元，设置有：能够手动操控的操作元件（12），用于选择操作功能和任选地用于激活操作功能；其中所述操作元件（12）能够手动地转变到选择位置和/或触发位置中，用于选择操作功能和任选地用于激活操作功能。此外，该操作单元具有电容性接触传感器（41），用于识别对操作元件（12）的手动触碰和任选地用于识别通过手接近操作元件（12）；其中接触传感器（41）具有第一电极和第二电极（38，40），其具有基本上朝向彼此并且相互间隔的电极侧。第一电极（38）布置在操作元件（12）上。第二电极（40）不可移动地布置。两个电极（38，40）关于其展开电极侧的两个维度之一平行于在将操作元件（12）手动转变为选择位置和/或触发位置而进行的两个电极（38，40）的相对运动的方向延伸；其中在两个电极（38，40）相对运动期间给出的、对置电极侧的交迭面积（34，36）的大小基本上保持不变。

Description

尤其是用于车辆部件的操作单元

本发明涉及一种用于尤其是车辆部件例如收音机、导航设备、空调设备或者信息娱乐系统的操作单元。

为了改善例如车辆部件操作元件的操作舒适性，已知的是，可手动操控的操作元件装备有接近传感装置，借助其可以识别例如用手的手指接近操作元件以及触碰操作元件。这例如可以用于在将实际的操作指令激活之前或者在图形操作界面上选择菜单分项之前把之前未显示的信息显示给操控操作单元的人员。

在DE-A-10 2005 029 503、DE-A-10 2005 029 512、DE-A-10 2006 054 764和WO-A-2007/014780中描述了这种也以术语电容性前场识别而已知的、用于结构性实施电容性接近传感装置的方案的例子。在DE-B-29 31 489中描述了一种带有电容性传感装置的、用于仅仅检测变速杆的运动的操纵杆－变速杆。

前述类型的已知操作单元具有至少一个可手动操作的操作元件，用于选择操作功能并且必要时附加地也用于激活操作功能。此外设置了一种电容性接触传感器，其具有第一电极和第二电极，并且与分析电路（或者一般的分析单元）连接，通过其通过电容变化来识别手到操作元件的接近和/或操作元件被手的触碰。在此，由于触碰/接近而导致的接触传感器的电容变化信号应当区别于噪声信号或者其他干扰信号。在操作元件的触碰期间，其操作并且尤其是通过例如转动操作钮、推动滑钮和按压按钮或者按键或者拨动（翻转）键导致在接触传感器中的电容变化，这些电容变化没有部分复杂的电路技术上的应对措施会被分析单元错误解释。

本发明的任务是，改进对触碰设置有电容性接近传感器的操作单元的操作元件的检测。

为了解决该任务，借助本发明提出了一种操作单元，尤其是用于车辆部件的操作单元，该操作单元设置有：

－可手动操控的操作元件，用于选择操作功能和任选地用于激活操作功能；

－其中操作元件可手动地转变为选择位置和/或触发位置，用于选择操作功能和任选地用于激活操作功能；以及

－电容性接触传感器，用于识别对操作元件的手动触碰和任选地用于识别通过手接近操作元件；

－其中接触传感器具有第一电极和第二电极，其具有基本上朝向彼此并且相互间隔的电极侧。

在该操作单元中，根据本发明设计了：

－第一电极布置在操作元件上；

－第二电极不可移动地布置；以及

－两个电极关于其展开电极侧的两个维度之一平行于在将操作元件手动转变为选择位置和/或触发位置而进行的两个电极的相对运动的方向延伸；

－其中在两个电极相对运动期间给出的对置电极侧的交迭面积的大小基本上保持不变。

根据本发明，提出了一种用于（例如车辆部件）操作单元的操作元件的电容性接近传感器，其中设置在操作元件中或者设置在操作元件上的并且由此可以与操作元件一同移动的第一电极以及设置在操作单元中或者设置在操作单元上的并且由此固定的第二电极相对于彼此定位，使得其距离以及两个电极的用于两个电极电容性耦合的、在投影中观察对置的或者交迭的、相继布置的面积区域的大小分别基本上不变化。由此，在操控和移动操作元件时，电容基本上保持不变，使得在对操作元件进行操控期间，信噪比基本相同，其中分析单元可以借助所述信噪比来将操作元件的触碰/接近与非触碰或非接近相区别。

根据本发明的一个优选的扩展方案设计的是，第一电极的电极侧具有与两个电极的相对运动方向平行走向的伸展，该伸展小于第二电极的电极侧的与所述相对运动方向平行走向的伸展，并且第一电极的电极侧在两个电极的相对运动期间在垂直于相对运动方向的投影中看保持在第二电极的电极侧内。在此，于是可以移动的第一电极在操作元件的整个运动中（从“开始”触碰直到选择操作功能以及－任选地－直到通过相应地进一步对操作元件进行操控来触发操作功能）始终与固定的第二电极的（另外的）面积区域对置，而并不改变两个电极的电容性耦合的程度。

根据本发明的方案尤其是使用在按键和拨动或翻转键中。在这些键的情况中，在触碰键时,键的运动基本上限制为按压键来通过借助在按压时可操控的开关触发开关功能以激活操作功能或者激活所述操作功能。在附加地也可转动的操作元件情况中或者在可推移的操作元件情况中，借助根据本发明的方案此外防止了，在转动或者推移操作元件用于例如选择菜单分项或者在图形操作界面上进行输入或者（例如在其操控之前）输入调节参数的大小时，在接近传感器中产生（明显的）电容变化。在最后提及的这两个例子中，操作元件构建为旋钮元件或者推移元件，其可以手动地从当前占据的转动位置或者推移位置移动到选择位置中，并且可以从该选择位置进一步转移到触发位置中。

在本发明的另外的有利的扩展方案中可以设计的是，操作元件具有触碰面，用于被人员手动触碰，并且触碰面是导电的并且与第一电极电连接。

下面借助多个实施例以及参照附图进一步阐述本发明。其中具体地：

图1示意性示出了带有不同于根据本发明地构建的电容性接近传感装置的拨动键的结构；

图2示出了图1的拨动键的接近传感装置的部分的视图；

图3示意性示出了带有根据本发明地构建的接近传感装置的电极的图1的拨动键的结构变化；

图4示意性示出了带有旋钮作为操作元件的本发明的另一实施例；以及

图5示意性示出了带有可推移地移动的操作元件的本发明的最后一个实施例。

从图1和图2出发，下面阐述电极的哪个构型使得在对操作元件进行操控时导致不希望的电容变化；由此可以导出，如何提供拨动键操作元件的接近传感装置的电容的电极，以便在操控时并不遭受不希望的电容变化。

拨动键10具有实际的操作元件12，其与能够围绕14转动地安置的杆16连接。操作元件12例如具有镀铬的并且由此导电的表面18。杆16的机械复位借助两个侧面的板式弹簧20、22来保证。这些板式弹簧20、22具有附加的区域24、26，其并未被机械弹性地使用，而是用于以电容方式检测操作元件触碰。在交迭A的区域中形成两个电容器28、29（也参见图2），其形成接近传感器，并且其通过触碰导致的电容变化以电学方式例如在分析单元30中分析。用于触发操作功能（例如升起或降下增压器或者更高或更低的预定温度）的开关在31、32示出，并且与杆16的端部一同作用。

在第一图案结构的情况下，通过键的拨动运动来改变板式弹簧的传感器面和操作元件表面之间的距离。对此的原因是传感器面的径向布置。这导致电容性传感装置的大的信号波动。

根据图1的拨动键10的一种根据本发明的变形在图3中示意性地示出。在此，上述工作原理被用于将金属的操作元件表面电容性耦合至金属的传感器面，然而接近传感装置41的两个电极38、40的相对于拨动键10’的转动轴14而言的轴向面34、36被用于耦合，其距离在拨动键10’拨动时并不改变。此外，当操作拨动键10’时，两个电极38、40的分别对置的电容性耦合面基本上保持大小相同。通过接近传感装置41的根据本发明的结构，不仅得到如下优点：在电容性耦合的面之间的距离是恒定的，而且该距离也可以更小地实施，因为不必设置传感器面的移动空间。该距离减小能够实现明显更强的传感器信号。

图4（部分地）示出了根据本发明的另一实施例的带有旋钮和根据本发明地构建的接近传感装置的操作单元10″。根据图4的操作单元10″具有可围绕轴线42转动的旋钮44，其可以被操作单元的膜片或者盖46包围。第一电极38布置在旋钮44上，并且以电容方式与固定的第二电极40耦合。两个电极合乎目的地在环周方向上延伸360°，并且由此类似圆柱体外壳地并且相互同轴地设置。接近传感装置41的两个电极38、40之一也可以仅仅在环周方向上的部分区段上延伸。在两种情况中，两个电极38、40的距离在转动旋钮44时保持相同，并且电极38、40的相互对置的电容性耦合的面的大小保持相同。当旋钮44例如通过操控由事先转动旋钮44而选择的功能或者预先给定的参数的输入而被按下，以便借助开关48来触发切换功能时，情况也如此。

在图5中，在另一操作单元10″＇的可线性推移的操作单元50情况下实现了接近传感装置41的两个电极38、40的根据本发明的布置。在此，在操作元件50的整个推移路径上也适用的是，电极38、40的距离以及其电容性耦合的面的大小分别保持相同。

附图标记表

10     拨动键

10＇   可替选的拨动键

10″   操作单元

10″＇ 操作单元

12     操作元件

14     转动轴

16     杆

18     触碰面

20     板式弹簧

22     板式弹簧

24     板式弹簧的区域

26     板式弹簧的区域

28     电容器

29     电容器

30     分析单元

31     开关

32     开关

34     第一电极的面

36     第二电极的面

38     第一电极

40     第二电极

41     接近传感装置

42     轴线

44     旋钮（旋转操作单元）

46     盖

48     开关

50     推移操作单元

Claims (6)

1.一种操作单元，尤其是用于车辆部件的操作单元，具有：

－能够手动操控的操作元件（12），用于选择操作功能和任选地用于激活操作功能；

－其中所述操作元件（12）能够手动地转变到选择位置和/或触发位置中，用于选择操作功能和任选地用于激活操作功能；以及

－电容性接触传感器（41），用于识别对操作元件（12）的手动触碰和任选地用于识别通过手接近操作元件（12）；

－其中接触传感器（41）具有第一电极和第二电极（38，40），其具有基本上朝向彼此并且相互间隔的电极侧，

其特征在于，

－第一电极（38）布置在操作元件（12）上；

－第二电极（40）不可移动地布置；以及

－两个电极（38，40）关于其展开电极侧的两个维度之一平行于两个电极（38，40）的相对运动的方向延伸，所述相对运动在将操作元件（12）手动转变为选择位置和/或触发位置时进行；

－其中在两个电极（38，40）相对运动期间给出的、对置电极侧的交迭面积（34，36）的大小基本上保持不变。

2.根据权利要求1所述的操作单元，其特征在于，第一电极（38）的电极侧具有与两个电极（38，40）的相对运动方向平行走向的伸展，该伸展小于第二电极（40）的电极侧的与所述相对运动方向平行走向的伸展，并且第一电极（38）的电极侧在两个电极（38，40）的相对运动期间在垂直于相对运动方向的投影中看保持在第二电极（40）的电极侧内。

3.根据权利要求1或2所述的操作单元，其特征在于，所述操作元件（12）是能够按压的键或者是拨动键，所述拨动键能够在一个方向上或者在两个相反的方向上拨动。

4.根据权利要求1或2所述的操作单元，其特征在于，所述操作元件构建为旋钮元件或者推移元件（44，50），其能够手动地从当前占据的转动位置或者推移位置移动到选择位置中，并且能够从该选择位置进一步转移到触发位置中。

5.根据权利要求1至4之一所述的操作单元，其特征在于，所述操作元件（12）具有触碰面（18），用于被人员手动触碰，并且所述触碰面是导电的并且与第一电极（38）电连接。

6.根据权利要求1至4之一所述的操作单元，其特征在于，所述操作元件（12）具有触碰面（18），用于被人员手动接触，并且所述触碰面与第一电极（38）非导电地、然而以电容方式地耦合。

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