DE102006013044B4

DE102006013044B4 - Bedienfeld zur Betätigung von Schaltfunktionen in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102006013044B4
Application number: DE200610013044
Authority: DE
Inventors: Rolf Wagemann
Original assignee: Intedis GmbH and Co KG
Current assignee: Intedis GmbH and Co KG
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2026-03-21
Also published as: DE102006013044A1

Abstract

Bedienfeld (01, 10, 16, 21, 28) zur Betätigung von zumindest zwei alternativen Schaltfunktionen in einem Fahrzeug, wobei in das Bedienfeld (01, 10, 16, 21, 28) zumindest zwei Näherungssensoren (07, 12, 18, 25, 26) integriert sind, die jeweils einer Schaltfunktion zugeordnet sind, und wobei mit den Näherungssensoren (07, 12, 18, 25, 26) jeweils die Annäherung eines Fingers an das Bedienfeld (01, 10, 16, 21, 28) detektiert und zur Auslösung der zugeordneten Schaltfunktion ausgewertet werden kann, wobei das Bedienfeld (01, 10, 16, 21, 28) zumindest ein Schaltelement (09, 13, 20, 31) umfasst, dem zumindest zwei Schaltfunktionen zugeordnet sind wobei die erste Schaltfunktion ausgelöst wird, wenn die Annäherung des Fingers an den ersten Näherungssensor (07, 12, 18, 25, 26) detektiert wird und das Schaltelement (09, 13, 20, 31) betätigt ist, und wobei die zweite Schaltfunktion ausgelöst wird, wenn die Annäherung des Fingers an den zweiten Näherungssensor (07, 12, 18, 25, 26) detektiert wird...

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienfeld zur Betätigung von zumindest zwei alternativen Schaltfunktionen in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gattungsgemäße Bedienfelder finden in Fahrzeugen Verwendung, um entsprechend zugeordnete Schaltfunktionen, beispielsweise des Radios oder der Klimaanlage, auszulösen. Die bekannten Bedienfelder weisen dabei Näherungssensoren auf, mit denen die Annäherung des Fingers des Benutzers detektiert werden kann. Dadurch wird eine so genannte Vorfelderkennung realisiert. Diese Vorfelderkennung ermöglicht es, dass durch Detektion der Annäherung des Fingers an den entsprechenden Näherungssensor bereits bestimmte Funktionen ausgelöst werden, bevor die eigentliche Schaltfunktion ausgelöst wird. Dies ist insbesondere bei Schalterelementen von Vorteil, deren Schaltfunktion frei programmierbar ist. Mittels der Vorfelderkennung kann dem Benutzer dann bei Annäherung des Fingers an den entsprechenden Näherungssensor eine Erläute rung zu der dem Näherungssensor zugeordneten Schaltfunktion eingeblendet werden. Auf diese Weise erhält der Benutzer zuverlässige Informationen über die dem Näherungssensor zugeordnete Schaltfunktion bevor er die Schaltfunktion selbst auslöst.
Bei den bekannten Bedienfeldern mit Vorfelderkennung, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 025 021 beschrieben sind, ist jedem einzelnen Näherungssensor ein Schaltelement zugeordnet, durch dessen Betätigung die eigentliche Schaltfunktion ausgelöst wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass zu jeder Schaltfunktion ein Näherungssensor und ein Schaltelement zugeordnet ist. Diese Art der Schaltlogik ist dahingehend nachteilig, dass zum Betrieb der Bedienfelder eine sehr hohe Anzahl von Kommunikationskanälen und eine entsprechend aufwendige Verkabelung notwendig ist. Denn zur Ansteuerung jeder Schaltfunktion sind mindestens zwei Kommunikationskanäle notwendig, um mit dem zugeordneten Näherungssensor und dem zugeordneten Schaltelement zu kommunizieren. Im Ergebnis bedeutet der Einsatz der bekannten Bedienfelder damit einen sehr hohen Verkabelungsaufwand mit entsprechend hohen Herstellungskosten.
Aus der DE 199 31 766 A1 ist eine Schalteranordnung zur Steuerung einer Vielzahl von in Funktionsgruppen eingeteilten Funktionen einer elektrischen Sitzverstellung bekannt. Dabei kann durch Berührung bestimmter Bereiche des Schalters eine Vorauswahl getroffen werden, welche Funktionsgruppe mit dem Schalter angesteuert werden soll.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bedienfeld vorzuschlagen, das mit einfacheren Schaltmitteln realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Bedienfeld nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das gattungsgemäße Bedienfeld geht von der Grundüberlegung aus, dass der Benutzer niemals zwei Schaltfunktionen gleichzeitig auslöst. Es ist deshalb im Prinzip nicht notwendig, für jede einzelne Schaltfunktion jeweils einen Näherungssensor und ein dem Näherungssensor jeweils exklusiv zugeordnetes Schaltelement vorzusehen. Vielmehr reicht es erfindungsgemäß aus, wenn für mehrere Schaltfunktionen zumindest ein gemeinsames Schaltelement vorgesehen ist. Die Auswahl der vom Benutzer jeweils gewünschten Schaltfunktion erfolgt dann allein durch Auswertung der Näherungssensoren. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass eine Schaltfunktion immer dann ausgelöst wird, wenn der jeweils zugeordnete Näherungssensor anspricht und zugleich das den mehreren Näherungssensoren zugeordnete Schaltelement betätigt ist. Der Entscheidungsprozess zur Auswahl der jeweiligen Schaltfunktion wird im Ergebnis also auf zwei Ebenen verteilt, die über eine logische Und-Operation miteinander verbunden sind. In der ersten Ebene wird durch Anwahl des Näherungssensors die dem Näherungssensor zugeordnete Schaltfunktion ausgewählt. Ausgelöst wird die Schaltfunktion dann erst durch Betätigung des Schaltelements, wobei dieses Schaltelement nicht exklusiv einer Schaltfunktion bzw. einem Näherungssensor zugeordnet ist. Erst wenn beide Bedingungen, nämlich Detektion eines Näherungssensors und Betätigung des gemeinsamen Schaltelements erfüllt sind, wird die dem Näherungssensor zugeordnete Schaltfunktion ausgelöst.
Erfindungsgemäßen dient als Schaltelement eine kapazitive Sensoreinrichtung, die dadurch ausgelöst werden kann, dass eine Schaltbewegung auf die kapazitive Sensoreinrichtung übertragen wird. Die Schaltbewegung verursacht in der kapazitiven Sensoreinrichtung eine Änderung der Kapazität, die beispielsweise durch Überschreiten einer Auswerteschwelle detektiert wird, so dass diese Änderung der Kapazität die Schaltfunktion des Schaltelements steuert.
Erfindungsgemäßen besonders zuverlässig arbeiten die kapazitive Sensoreinrichtungen dadurch, dass zumindest ein Aufnahmeelement, das mit einer Auswerteeinheit verbindbar ist und auf Änderung der Kapazität reagiert, vorgesehen ist. Das Aufnehmerelement wird von zumindest einem Flachleiter gebildet, der auf einem elastisch verformbaren Basiselement angeordnet ist. Weiterhin ist erfindungsgemäßen vorgesehen, dass auf dem verformbaren Basiselement zumindest ein Kapazitätselement vorgesehen ist, das zusammen mit dem Aufnehmerelement einen Kondensator bildet. Mit einer Auswerteeinheit kann die Relativbewegung zwischen dem Kapazitätselement und dem Aufnehmerelement und die dadurch verursachte Änderung der Kapazität des Kondensators detektiert werden.
In welcher Bauart das Schaltelement ausgebildet ist, ist grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft sind Drucktaster, die in einem Gehäuse beweglich, insbesondere verschiebbar oder verschwenkbar gelagert sind und durch Tastendruck auf eine Betätigungsfläche betätigt werden können. Derartige Drucktaster melden dem Benutzer taktil die Auslösung der Schaltfunktion zurück, so dass der Benutzer einen haptischen Sinneseindruck von der Auslösung hat.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Drucktaster in mehrere Bewegungsrichtungen bewegbar, wobei jeder Bewegungsrichtung die Auslösung einer anderen Unterschaltfunktion zugeordnet ist. Die Einführung von Unterschaltfunktionen führt dazu, dass der Benutzer nach Annäherung eines Näherungssensors und Auswahl der entsprechenden Schaltfunktion in der zweiten Entscheidungsebene der Und-Operation mehrere Alternativen hat. Je nach Bewegungsrichtung des Drucktasters wird dann eine bestimmte Unterschaltfunktion ausgelöst. Ist beispielsweise in einer elektrischen Sitzverstellung die Verstellung des Sitzes an der Lehne, an der Vorderseite der Sitzfläche und an der Rückseite der Sitzfläche möglich, so kann der Benutzer zunächst durch Annäherung an einen von drei dieser den drei Bauteilen jeweils zugeord neten Näherungssensoren entweder die Lehne, die Vorderseite der Sitzfläche oder die Rückseite der Sitzfläche als zu verstellend auswählen. Drückt der Benutzer anschließend den dazu vorgesehenen Drucktaster nach vorne bzw. nach hinten oder nach oben bzw. nach unten, wird dadurch entweder die Lehne nach vorne oder nach hinten bzw. die Vordersitzfläche oder die Rücksitzfläche nach oben bzw. unten verstellt.
Um dem Benutzer auch ohne direkten Sichtkontakt die Ansteuerung der Näherungssensoren zu ermöglichen bzw. zu erleichtern, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Bedienfeld eine Betätigungsplatte umfasst, wobei die Betätigungsplatte eine Griffkontur, insbesondere Fingermulden, aufweist. Entsprechend der jeweils gegebenen Griffkontur sind die Näherungssensoren in die Betätigungsplatte integriert, so dass der Benutzer durch Befühlen der Griffkontur an der Betätigungsplatte die entsprechenden Näherungssensoren auffinden kann. Die Benutzung von Fingermulden ist deshalb dabei von besonderem Vorteil, da Fingermulden haptisch aufgefunden werden können, ohne dass der in der Fingermulde angeordnete Näherungssensor bereits ausgelöst wird.
Um dem Benutzer die Bedienung des Bedienfelds zu erleichtern, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Betätigungsplatte beweglich gelagert und Bestandteil des als Drucktaster ausgebildeten Schaltelements ist. Im Ergebnis kann der Benutzer dann beide Entscheidungsebenen der vorgesehenen logischen Und-Operation zur Auslösung der Schaltfunktion an der Betätigungsplatte auslösen. Zunächst wird eine Schaltfunktion durch Annäherung des Fingers an einen der Näherungssensoren in der Betätigungsplatte ausgewählt und anschließend die dem Näherungssensor zugeordnete Schaltfunktion durch Betätigung der Betätigungsplatte, beispielsweise durch Tastendruck, ausgelöst.
Besonders gut auswertbar ist die kapazitive Sensoreinrichtung, wenn auf dem Basiselement zwei Kapazitätselemente vorgesehen sind, wobei das Basiselement zwischen Aufnehmerelement und den beiden Kapazitätselementen jeweils eine Umformzone aufweist. Im Ergebnis weist das Basiselement damit eine im Wesentlichen Z-förmige oder S-förmige Gestalt auf, wobei die beiden Kapazitätselemente dem Aufnehmerelement auf beiden Seiten gegenüberliegen. Ein derartiger Z- bzw. S-förmiger kapazitiver Sensor ist beispielsweise in der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 039 561 offenbart. Beim Zusammendrücken der kapazitiven Sensoreinrichtung werden die beiden Kapazitätselemente an das Aufnehmerelement angenähert und ändern damit entsprechend die Kapazität des Gesamtkondensators. Auf Grund der Anordnung der beiden Kapazitätselemente gegenüberliegend dem Aufnehmerelement in der Mitte wird das Aufnehmerelement nach außen hin sicher abgeschirmt, so dass Störungen durch äußere Einflüsse weitgehend ausgeschlossen sind.
Die erfindungsgemäße Schaltlogik mit zwei Entscheidungsebenen, die über eine logische Und-Operation miteinander verbunden sind, ermöglicht eine völlig neue Art von Bedienfeldern. Bei diesen neuartigen Bedienfeldern sind mehrere Näherungssensoren und zumindest ein Schaltelement in ein Trägermaterial eingebettet, beispielsweise in einen Polyurethanschaum eingeschäumt. Als Schaltelement sollten dabei Bauteile zum Einsatz kommen, mit denen eine durch Druck verursachte Verspannung detektiert werden kann. Geeignet sind dazu beispielsweise alle Biegeschwingerelemente, die vorzugsweise in der Art von Piezoelementen ausgebildet sind. Auf die Außenseite des Trägermaterials können dann den verschiedenen Schaltfunktionen zugeordnete Schaltsymbole aufgedruckt sein. Berührt nun der Bediener eines der Schaltsymbole, so wird diese Annäherung des Fingers durch einen dem Schaltsymbol zugeordneten Näherungssensor detektiert. Sobald der Benutzer dann zusätzlich auf das Trägermaterial drückt, wird die dadurch im Trägermaterial verursachte Verspannung durch das in das Trägermaterial eingeschäumte Schaltelement, beispielsweise einen Piezoschwinger, detektiert. Ein derartiges Bedienfeld weist keinerlei mechanisch bewegliche Bauteile auf und kann somit außerordentlich preisgünstig hergestellt werden.
Auch die Bauart der Näherungssensoren ist grundsätzlich beliebig. Allerdings sind auch hier kapazitive Sensoreinrichtungen mit zumindest einem kapazitiven Sensorelement besonders vorteilhaft.
Besonders preisgünstig und einfach können das Schaltelement und die Näherungssensoren des erfindungsgemäßen Bedienfelds von Leiterelementen auf einem flexiblen Schaltungsträger gebildet werden. Die Leiterelemente sind dabei auf einem verformbaren Basiselement, beispielsweise einer Trägerfolie, angeordnet und können damit flexibel und einfach verlegt werden. Auch das Einschäumen derartiger Schaltungsträger ist ohne weiteres möglich.
Die elektronische Auswerteeinheit zur Auswertung der Schaltelemente bzw. Näherungssensoren sollte bevorzugt ebenfalls auf dem flexiblen Schaltungsträger angeordnet sein, um zusätzlichen Verkabelungsaufwand weitgehend zu vermeiden.
Besonders geeignet zur Bildung des flexiblen Schaltungsträgers sind so genannte FPC's.
Welchen Zweck erfindungsgemäße Bedienfelder im Fahrzeug erfüllen, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bedienfeld Bestandteil einer elektrischen Sitzverstellung für einen Fahrzeugsitz.
Alternativ bzw. additiv zu einem solchen Bedienfeld kann auch ein Bedienfeld vorgesehen sein, das Bestandteil des Armaturenbretts im Fahrzeug ist.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform eines Bedienfelds für die elektrische Sitzverstellung eines Fahrzeugsitzes in Ansicht von oben;
2 das Bedienfeld gemäß 1 im Querschnitt;
3 das Bedienfeld gemäß 1 bei Betätigung durch einen Benutzer;
4 eine zweite Ausführungsform eines Bedienfelds für eine elektrische Sitzverstellung eines Fahrzeugsitzes im Querschnitt;
5 eine dritte Ausführungsform eines Bedienfelds für eine elektrische Sitzverstellung eines Fahrzeugsitzes in Ansicht von oben;
6 das Bedienfeld gemäß 5 im Querschnitt;
7 das Bedienfeld gemäß 5 bei Verstellung des Sitzes nach vorne;
8 das Bedienfeld gemäß 5 bei Absenkung des Sitzes hinten;
9 das Bedienfeld gemäß 5 bei Absenkung der Lehne;
10 eine weitere Ausführungsform eines Bedienfelds im Querschnitt;
11 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienfeldes im Querschnitt.
1 zeigt ein Bedienfeld 01 zur Steuerung der elektrischen Sitzverstellung eines Fahrzeugsitzes. Das Bedienfeld 01 ist mit einer Betätigungsplatte 02 ausgestattet, in die zwei Griffkonturen 03 und 04 eingeformt sind. Die Griffkontur 03 symbolisiert dabei die Bestandteile des Fahr zeugsitzes, die elektrisch verstellt werden können, nämlich die Lehne und die Sitzfläche. Die Lehne kann dabei nach vorne und nach hinten verschwenkt werden, wohingegen die Sitzfläche an ihrer Vorderseite und an ihrer Rückseite nach oben angehoben bzw. nach unten abgesenkt werden kann. Außerdem kann die Sitzfläche in ihrer Längsachse nach vorne und nach hinten verstellt werden. Die Griffkontur 04 ermöglicht die Steuerung einer Lordosenstütze im Sitz, die nach vorne und nach hinten verstellt bzw. nach oben angehoben bzw. nach unten abgesenkt werden kann. Insgesamt können mit dem Bedienfeld 01 zwölf Schaltfunktionen des Fahrzeugsitzes gesteuert werden, nämlich zwei Schaltfunktionen an der Lehne, sechs Schaltfunktionen an der Sitzfläche und vier Schaltfunktionen an der Lordosenstütze.
2 zeigt das Bedienfeld 02 und dessen schematisierten Aufbau im Querschnitt. Im Einbauzustand ist unterhalb der Betätigungsplatte 02 eine Trägerplatte 05 vorgesehen, die beispielsweise als Leiterplatte ausgebildet sein kann und zusätzliche elektrische bzw. elektronische Bauteile enthält bzw. trägt. Die Betätigungsplatte 02 mit den Griffkonturen 03 und 04 ist elastisch beweglich auf der Trägerplatte 05 gelagert, wozu beispielsweise Schaumstoffstege 06 eingesetzt werden können.
Entsprechend den zwölf mit dem Bedienfeld 02 zu steuernden Schaltfunktionen des Fahrzeugsitzes sind unterhalb der Betätigungsplatte 02 an den entsprechenden Stellen der Griffkonturen 03 und 04 insgesamt zwölf kapazitive Näherungssensoren 07 vorgesehen. Das kapazitive Sensorfeld 08 der Näherungssensoren 07, innerhalb dessen die Näherungssensoren 07 jeweils die Annäherung eines Fingers detektieren können, ist in 1 schematisch dargestellt.
Neben den zwölf Näherungssensoren 07 ist außerdem ein Schaltelement 09 zwischen Betätigungsplatte 02 und Trägerplatte 05 angeordnet. Das Schaltelement 09 ist als kapazitive Sensoreinrichtung mit einem Aufnehmerelement und zwei Kapazitätselementen ausgebildet. Die beiden Kapazitätselemente und das Aufnehmerelement sind jeweils auf einem elastisch verformbaren Basiselement, beispielsweise einer Kunststoffträgerfolie angeordnet, wobei zwischen dem Aufnehmerelement und den beiden Kapazitätselementen jeweils eine Umformzone vorgesehen ist. Auf diese Weise bildet das Basiselement eine Z-förmige Gestalt, so dass das Aufnehmerelement zwischen den beiden Kapazitätselementen abgeschirmt ist. Durch Druck auf die Betätigungsplatte 02 wird die Druckplatte an die Trägerplatte 05 angenähert und das Z-förmige Schaltelement 09 zusammengedrückt. Die sich dabei ändernde Kapazität im Aufnehmerelement wird mit einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung ausgewertet und als Schaltsignal detektiert.
Bei der Benutzung des Bedienfelds 01 geht der Fahrzeuginsasse wie folgt vor. Zunächst sucht er in den Griffkonturen 03 bzw. 04 die Stelle bzw. das Funktionselement auf, das er verstellen will, beispielsweise die Lehne. Will er die Lehne nach vorne schwenken, geht er auf die Vorderseite der Lehne, wohingegen bei einem Rückschwenken der Finger an die Rückseite der Lehne gelegt wird. An dieser Stelle wird der Finger dann von dem zugeordneten Näherungssensor 07 detektiert, wobei diese Auswahl dann beispielsweise an einem geeigneten Darstellungselement, beispielsweise einem Display, angezeigt wird. Sobald der Benutzer die entsprechende Auswahl durch Annäherung an den entsprechenden Näherungssensor 07 getroffen hat, drückt er die Betätigungsplatte 02 gegen die Trägerplatte 05, was durch das Schaltelement 09 als Schaltsignal detektiert wird. Sobald gleichzeitig ein kapazitiver Näherungssensor 07 die Annäherung eines Fingers detektiert hat und das Schaltelement 09 ein Schaltsignal abgibt, wird die dem kapazitiven Näherungssensor 07 zugeordnete Schaltfunktion ausgelöst. Im Ergebnis benötigt man also zur Steuerung der Schaltfunktionen insgesamt nur zwölf Näherungssensoren und lediglich ein Schaltelement 09.
In 3 ist die Benutzung des Bedienfelds 01 bei Verstellung der Sitzfläche nach hinten schematisch angedeutet. Zunächst legt der Benutzer wiederum den Finger an die entsprechende Stelle der Griffkontur 03, so dass der Finger im kapazitiven Sensorfeld 08a des zugeordneten Näherungssensors 07 liegt. Anschließend wird die Betätigungsplatte 02 gedrückt und dadurch die Schaltfunktion, nämlich das Zurückfahren der Sitzfläche, ausgelöst.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform 10 eines erfindungsgemäßen Bedienfelds. Die Gestalt der Betätigungsplatte 02 mit den Griffkonturen 03 und 04 entspricht dabei der Ausführungsform 01. Auf einer unterhalb der Betätigungsplatte 02 angeordneten Trägerplatte 11, die wiederum in der Art einer Leiterplatte ausgebildet sein kann, sind entsprechend den zwölf zu schaltenden Schaltfunktionen zwölf kapazitive Näherungssensoren 12 bestückt. Außerdem ist auf der Trägerplatte 11 ein als Schaltelement 13 dienendes Piezoelement bestückt. Die Auswerte- und Steuerungselektronik 14 ist ebenfalls auf die Trägerplatte 11 bestückt. Der Zwischenraum zwischen der Trägerplatte 11 und der Betätigungsplatte 02 ist vollständig mit einem Einbettmaterial 15, beispielsweise einem Polyurethanschaum, ausgefüllt, so dass Trägerplatte 11 und Betätigungsplatte 02 starr miteinander verbunden sind.
Bei Benutzung des Bedienfelds 10 legt der Benutzer wiederum zunächst seinen Finger an die entsprechende Stelle der Griffkonturen 03 bzw. 04, um die gewünschte Schaltfunktion zu selektieren. Anschließend drückt er auf die Betätigungsplatte 02, wobei jedoch keine Relativbewegung zwischen Betätigungsplatte 02 und Trägerplatte 11 entsteht. Vielmehr wird die durch den Druck des Fingers des Benutzers erzeugte Biegespannung im Plattenverband aus Betätigungsplatte 02, Einbettmaterial 15 und Trägerplatte 11 mit dem piezoelektrischen Schaltelement 13 detektiert. Im Ergebnis kommt also das Bedienfeld 10 ohne mechanisch bewegliche Bauteile aus, um insgesamt zwölf Schaltfunktionen sicher zu steuern.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform 16 eines erfindungsgemäßen Bedienfelds. Beim Bedienfeld 16 kommt wiederum die Betätigungsplatte 02 mit den Griffkonturen 03 und 04 zum Einsatz.
In 6 ist das Bedienfeld 16 im schematisierten Querschnitt dargestellt. Auf einer Trägerplatte 17 sind beim Bedienfeld 16 nur vier kapazitive Näherungssensoren 18 vorgesehen. Durch Annäherung des Fingers an die in 5 angedeuteten kapazitiven Sensorfelder 19 der Näherungssensoren 18 kann der Benutzer eines von vier Funktionsfeldern der Sitzverstellung, nämlich entweder die Lehne, die Sitzhinterseite, die Sitzvorderseite oder die Lordosenverstellung, selektieren. Sobald diese Selektion durchgeführt worden ist, kann der Benutzer die in X- und Y-Richtung gegenüber der Trägerplatte 17 elastisch bewegliche Betätigungsplatte 02 in X-Richtung oder Y-Richtung verschieben, wobei diese Stellbewegungen durch zwei Schaltelemente 20, die wiederum als Z-förmige kapazitive Sensoreinrichtungen ausgebildet sind, detektiert werden. Entsprechend der Stellbewegung der Druckplatte 02 in X- bzw. Y-Richtung wird die selektierte Funktionsgruppe, beispielsweise die Lehne, dann nach vorne bzw. nach hinten verschwenkt oder die Sitzfläche nach vorne bzw. hinten verfahren oder nach oben bzw. unten verstellt. Im Ergebnis können also durch diese Kombination von vier kapazitiven Näherungssensoren und zwei richtungsempfindlichen Schaltelementen ohne weiteres die zwölf notwendigen Schaltfunktionen realisiert werden. Bei Bedarf würde diese Kombination der zwei Schaltelemente 20 und der vier Näherungssensoren 19 sogar die Steuerung von sechzehn Schaltfunktionen (viermal vier) ermöglichen. Durch die Verwendung von mehreren Schaltelementen in der zweiten Ebene der Entscheidungsmatrix kann also die Anzahl der notwendigen elektrischen bzw. elektronischen Bauteile noch erheblich reduziert werden.
7 stellt die Benutzung des Bedienfelds 16 bei Verstellung des Sitzes nach vorne dar. Zunächst wird der entsprechende Näherungssensor 19a durch Annäherung des Fingers selektiert und anschließend das Schaltelement 20a durch Druck auf die Betätigungsplatte 02 ausgelöst. Sobald diese beiden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind, wird von der Steuerung die elektrische Sitzverstellung nach vorne angesteuert.
8 und 9 stellen die Situation zur Benutzung des Bedienfelds 16 bei Absenkung des Sitzes an der Hinterseite bzw. beim Verschwenken der Lehne nach hinten beispielhaft dar. Jeweils wird durch Annäherung des Fingers an den entsprechenden Näherungssensor 19 eine der Funktionsgruppen selektiert und anschließend die gewünschte Unterschaltfunktion durch Druck auf die Betätigungsplatte 02 ausgelöst.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform 21 eines erfindungsgemäßen Bedienfeldes. Die Betätigungsplatte 22 weist dabei vier gleichgestaltige Fingermulden 23 und eine kreisringförmige Fingermulde 24 auf. Den Fingermulden 23 sind jeweils darunterliegende Näherungssensoren 25 zugeordnet, so dass beim Anlegen eines Fingers in den Fingermulden 23 dies als Selektion einer Schaltfunktion detektiert werden kann. Unterhalb der kreisringförmigen Fingermulde 24 sind mehrere Näherungssensoren 26 ebenfalls kreisringförmig angeordnet, so dass eine Fingerbewegung innerhalb der kreisringförmigen Fingermulde 24 detektiert werden kann, um beispielsweise dadurch Menüauswahlen zu steuern. Zur Auslösung einer bestimmten Schaltfunktion ist wiederum ein Schaltelement 09 vorgesehen, das zwischen Betätigungsplatte 22 und einer Trägerplatte 27 angeordnet ist.
Bei der in 11 dargestellten Ausführungsform 28 eines Bedienfelds dient wiederum die Betätigungsplatte 22 zur Bildung der Fingermulden 23 und 24. Anders als bei der Ausführungsform 21 sind jedoch die Näherungssensoren 26 und 25 in ein Einbettmaterial 29 eingeschäumt, so dass eine Trägerplatte 30, das Einbettmaterial 29 und die Betätigungsplatte 22 einen starren Plattenverband bilden. Als Schaltelement dient ein Piezoelement 31, mit dem Biegespannungen im Plattenverband, die durch Fingerdruck auf die Betätigungsplatte 22 verursacht werden, detektiert werden können.

01: Bedienfeld
02: Betätigungsplatte
03: Griffkontur
04: Griffkontur
05: Trägerplatte
06: Schaumstoffelement
07: kapazitiver Näherungssensor
08: Sensorfeld eines Näherungssensors
09: Schaltelement
10: Bedienfeld
11: Trägerplatte
12: kapazitiver Näherungssensor
13: Schaltelement
14: Auswerte- und Steuerelektronik
15: Einbettmaterial
16: Bedienfeld
17: Trägerplatte
18: kapazitiver Näherungssensor
19: Sensorfeld eines Näherungssensors
20: richtungsabhängiges Schaltelement
21: Bedienfeld
22: Betätigungsplatte
23: Fingermulde
24: Fingermulde
25: kapazitiver Näherungssensor
26: kapazitiver Näherungssensor
27: Trägerplatte
28: Bedienfeld
29: Einbettmaterial
30: Trägerplatte
31: Schaltelement

Claims

Bedienfeld (01, 10, 16, 21, 28) zur Betätigung von zumindest zwei alternativen Schaltfunktionen in einem Fahrzeug, wobei in das Bedienfeld (01, 10, 16, 21, 28) zumindest zwei Näherungssensoren (07, 12, 18, 25, 26) integriert sind, die jeweils einer Schaltfunktion zugeordnet sind, und wobei mit den Näherungssensoren (07, 12, 18, 25, 26) jeweils die Annäherung eines Fingers an das Bedienfeld (01, 10, 16, 21, 28) detektiert und zur Auslösung der zugeordneten Schaltfunktion ausgewertet werden kann, wobei das Bedienfeld (01, 10, 16, 21, 28) zumindest ein Schaltelement (09, 13, 20, 31) umfasst, dem zumindest zwei Schaltfunktionen zugeordnet sind wobei die erste Schaltfunktion ausgelöst wird, wenn die Annäherung des Fingers an den ersten Näherungssensor (07, 12, 18, 25, 26) detektiert wird und das Schaltelement (09, 13, 20, 31) betätigt ist, und wobei die zweite Schaltfunktion ausgelöst wird, wenn die Annäherung des Fingers an den zweiten Näherungssensor (07, 12, 18, 25, 26) detektiert wird und das Schaltelement (09, 13, 20, 31) betätigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (09, 20) eine kapazitive Sensoreinrichtung umfasst und dadurch ausgelöst wird, dass eine Schaltbewegung auf die kapazitive Sensoreinrichtung mittelbar oder unmittelbar übertragen wird und die dadurch verursachten Änderungen der Kapazität ausgewertet werden, wobei die als Schaltelement (09, 20) dienende kapazitive Sensoreinrichtung zumindest ein Aufnehmerelement, das mit einer Auswerteeinheit verbindbar ist und auf Änderungen der Kapazität reagiert, aufweist, wobei das Aufnehmerelement von zumindest einem Flachleiter gebildet wird, der auf einem elastisch verformbaren Basiselement angeordnet ist, und wobei auf dem verformbaren Basiselement zumindest ein Kapazitätselement vorgesehen ist, das zusammen mit dem Aufnehmerelement einen Kondensator bildet, und wobei mit der Auswerteeinheit Relativbewegungen zwischen dem Kapazitätselement und dem Aufnehmerelement durch die davon verursachten Änderungen der Kapazität des Kondensators detektierbar sind.
Bedienfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (09, 13, 20, 31) Teil eines Drucktasters ist.
Bedienfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucktaster in einem Gehäuse beweglich, insbesondere verschiebbar oder verschwenkbar gelagert ist und durch Tastendruck auf eine Betätigungsfläche betätigt werden kann.
Bedienfeld nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucktaster in mehrere Bewegungsrichtungen bewegbar ist, wobei jeder Bewegungsrichtung die Auslösung einer anderen Unterschaltfunktion zugeordnet ist.
Bedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (01, 10, 16, 21, 28) eine Betätigungsplatte (02, 22) umfasst, wobei die Betätigungsplatte (02, 22) Griffkonturen (03, 04, 23, 24), insbesondere Fingermulden, aufweist, und wobei entsprechend der Griffkontur (03, 04, 23, 24) Näherungssensoren (07, 12, 18, 25, 26) in die Betätigungsplatte (02, 22) integriert sind.
Bedienfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsplatte beweglich gelagert und Bestandteil des insbesondere als Drucktasters ausgebildeten Schaltelements ist.
Bedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Basiselement zwei Kapazitätselemente vorgesehen sind, wobei das Basiselement zwischen Aufnehmerelement und den beiden Kapazitätselementen jeweils eine Umformzone aufweist, so dass das Basiselement eine im Wesentlichen Z-förmige oder S-förmige Gestalt aufweist, und wobei die beiden Kapazitätselemente dem Aufnehmerelement auf zwei Seiten gegenüberliegen, und wobei die beiden Kapazitätselemente beim Zusammendrücken der Sensoreinrichtung an das Aufnehmerelement angenähert werden können.
Bedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (13, 31) und/oder die Näherungssensoren (12) in ein Einbettmaterial eingebettet sind.
Bedienfeld nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet. dass das Schaltelement (13, 31) und/oder die Näherungssensoren (12) in einen Schaumkörper, insbesondere aus Polyurethanschaum, eingeschäumt sind.
Bedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (13, 31) als Biegeschwingerelement, insbesondere als Piezoelement, ausgebildet ist.
Bedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungssensor (07, 12, 18, 25, 26) als kapazitive Sensoreinrichtung mit zumindest einem kapazitiven Sensorelement ausgebildet ist, wobei das Sensorelement auf durch einen Finger mittelbar oder unmittelbar verursachte Änderungen der Kapazität reagiert und wobei das Sensorelement mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbindbar ist, die die durch den Finger verursachten Kapazitätsänderungen auswertet.
Bedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (09, 13, 20, 31) und/oder die Näherungssensoren (07, 12, 18, 25, 26) von zumindest einem Leiterelement gebildet werden, das unter Bildung eines flexiblen Schaltungsträgers auf einem elastisch verformbaren Basiselement angeordnet ist.
Bedienfeld nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Auswerteeinheit (14) auf dem gleichen flexiblen Schaltungsträger angeordnet ist und durch Leiterelemente gebildete Verbindungsleitungen mit dem Schaltelement (13) und/oder mit den Näherungssensoren (12) kontaktiert sind.
Bedienfeld nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement des flexiblen Schaltungsträgers von einer Trägerfolie gebildet wird.
Bedienfeld nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Schaltungsträger in der Art eines FPC's ausgebildet ist.
Bedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (01, 10, 16) Bestandteil einer elektrischen Sitzverstellung für einen Fahrzeugsitz ist.
Bedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (21, 28) Bestandteil eines Armaturenbretts für ein Fahrzeug ist.