DE102018105158A1 - Geerdeter reflektor für eine fahrzeugbeleuchtungsbefestigung mit einem kapazitiven schalter - Google Patents

Geerdeter reflektor für eine fahrzeugbeleuchtungsbefestigung mit einem kapazitiven schalter Download PDF

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Abstract

Es werden Anordnungen für einen geerdeten Reflektor für eine Fahrzeugbeleuchtungsbefestigung mit einem kapazitiven Schalter offenbart. Ein beispielhaft offenbarte Leuchtenbaugruppe für ein Fahrzeug beinhaltet eine Leuchtenbaugruppe, einen geerdeten Reflektor und einen kapazitiven Schalter. Der geerdete Reflektor weist eine Metallschicht auf, die an eine Massefläche des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Metallschicht ist jedoch nicht direkt an die Massefläche des Fahrzeugs gekoppelt. Der kapazitive Schalter ist elektrisch an die Leuchtenbaugruppe gekoppelt, um die Leuchtenbaugruppe auf Grundlage des Erfassens eines kapazitiven Objekts innerhalb eines Erfassungsfelds zu steuern.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Beleuchtungsbefestigungen für Fahrzeuge und insbesondere einen geerdeten Reflektor für eine Fahrzeugbeleuchtungsbefestigung mit einem kapazitiven Schalter.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Fahrzeughersteller gehen zunehmend von physischen Knöpfen zu Touchscreens und kapazitiven Schaltern über. Metall kann in der Nähe dieser Schnittstellen Streukapazität hervorrufen, welche die Fähigkeit dieser Schnittstellen beeinflusst, Eingaben zu erfassen, es sei denn, dass das Metall geerdet ist. Häufig konstruieren Fahrzeughersteller Teile, um Metall aus der Nähe dieser Schnittstellen zu entfernen. Dies kann jedoch die Ästhetik und Nutzbarkeit anderer Teile der Fahrzeuge, wie etwa eines Reflektors für eine Fahrzeugbeleuchtungsbefestigung, beeinträchtigen.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die beigefügten Patentansprüche definieren diese Patentanmeldung. Die vorliegende Offenbarung fasst Aspekte der Ausführungsformen zusammen und sollte nicht zum Einschränken der Patentansprüche verwendet werden. Andere Umsetzungen werden gemäß den hierin beschriebenen Techniken in Betracht gezogen, wie dem Durchschnittsfachmann bei der Durchsicht der folgenden Zeichnungen und detaillierten Beschreibung ersichtlich wird, und diese Umsetzungen sollen innerhalb des Schutzumfangs dieser Anmeldung liegen.
  • Es werden beispielhafte Ausführungsformen für einen geerdeten Reflektor für eine Fahrzeugbeleuchtungsbefestigung mit einem kapazitiven Schalter offenbart. Ein beispielhaft offenbarte Leuchtenbaugruppe für ein Fahrzeug beinhaltet eine Leuchtenbaugruppe, einen geerdeten Reflektor und einen kapazitiven Schalter. Der geerdete Reflektor weist eine Metallschicht auf, die an eine Massefläche des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Metallschicht ist jedoch nicht direkt an die Massefläche des Fahrzeugs gekoppelt. Der kapazitive Schalter ist elektrisch an die Leuchtenbaugruppe gekoppelt, um die Leuchtenbaugruppe auf Grundlage des Erfassens eines kapazitiven Objekts innerhalb eines Erfassungsfelds zu steuern.
  • Ein beispielhaft offenbarter Reflektor für eine Fahrzeugbeleuchtungsbefestigung beinhaltet eine leitfähige thermoplastische Schicht, eine Metallschicht und Erdungsstifte. Die Metallschicht bedeckt eine konkave Fläche der thermoplastischen Schicht. Die Erdungsstifte sind in die leitfähige thermoplastische Schicht eingebettet. Zusätzlich stehen die Erdungsstifte nicht in direktem Kontakt mit der Metallschicht.
  • Figurenliste
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung kann auf Ausführungsformen Bezug genommen werden, die in den folgenden Zeichnungen gezeigt sind. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht zwingend maßstabsgetreu und zugehörige Elemente können weggelassen sein oder in einigen Fällen können Proportionen vergrößert dargestellt sein, um die hierin beschriebenen neuartigen Merkmale hervorzuheben und eindeutig zu veranschaulichen. Außerdem können Systemkomponenten, wie auf dem Fachgebiet bekannt, verschiedenartig angeordnet sein. Ferner sind in den Zeichnungen sich entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
    • 1 veranschaulicht ein Fahrzeug mit einer Beleuchtungsbefestigung, die einen kapazitiven Schalter gemäß den Lehren dieser Offenbarung beinhaltet.
    • Die 2A und 2B veranschaulichen die Beleuchtungsbefestigung aus 1 mit einem geerdeten Reflektor.
    • 3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des geerdeten Reflektors der 2A und 2B.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Wenngleich die Erfindung in unterschiedlichen Formen ausgeführt werden kann, werden in den Zeichnungen einige beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen gezeigt und nachfolgend beschrieben, wobei es sich versteht, dass die vorliegende Offenbarung als Erläuterung der Erfindung anhand von Beispielen anzusehen ist und damit nicht beabsichtigt wird, die Erfindung auf die konkreten dargestellten Ausführungsformen zu beschränken.
  • Beleuchtungsbefestigungen (z. B. Überkopfkonsolenleuchten, Deckenleuchten usw.), die kapazitive Schalter beinhalten, werden durch Erfassen einer Änderung in der Kapazität innerhalb eines Erfassungsfelds des kapazitiven Schalters eingeschaltet, die durch ein kapazitives Objekt, wie etwa eine menschliche Hand, verursacht wird. Zum Beispiel kann die Beleuchtungsbefestigung eingeschaltet und ausgeschaltet werden, wenn eine Person eine Linse der Beleuchtungsbefestigung oder den Kunststoff um die Beleuchtungsbefestigung berührt. Diese Beleuchtungsbefestigungen beinhalten eine Linse, eine Lichtquelle (z. B. eine oder mehrere lichtemittierende Dioden (LEDs) usw.) und einen Reflektor. Der Reflektor beinhaltet eine Metallfläche, um das von der Beleuchtungsbefestigung erzeugte Licht zu erhöhen. Da sich jedoch das Metall nahe des kapazitiven Schalters (z. B. 10 bis 15 Millimeter (mm) usw.) befindet, erzeugt der kapazitive Schalter eine Streukapazität, verdeckte Schalter und/oder elektromagnetische Interferenzprobleme, wenn das Erfassungsfeld vom Schalter abstrahlt.
  • Herkömmlicherweise wird das Erden der Metallfläche dadurch versucht, dass (a) ein Draht an die Metallfläche gelötet wird oder ein Krampenstecker verwendet wird, um den Draht an der Metallfläche anzubringen und dann den Draht an der Masse anzubringen oder (b) beide Seiten des Reflektorgehäuses aufgedampft werden und ein Erdungsmetallkontakt mit der metallischen Fläche erzeugt wird. Diese Verfahren sind nicht widerstandsfähig, da sie schwer in der Fertigung einzubauen sind und im Laufe der Zeit ausfallen können, da die Verbindungen entweder brechen oder deren Widerstand erhöht wird. Zusätzlich kann Goldbeschichtung verwendet werden, um eine langfristige Verbindung mit niedrigem Widerstand sicherzustellen. Dies erhöht die Kosten weiter.
  • Wie nachfolgend offenbart, wird das Reflektorgehäuse aus einem Material geformt, das elektrisch leitfähig ist. In einigen Beispielen weist das Material (a) eine relativ geringe spezifische Dichte auf, um Wärme abzuleiten, (b) weist einen Schmelzpunkt über 210 Grad Celsius (C) auf, ist formstabil, (d) weist einen relativ hohen Betriebstemperaturbereich, (e) relativ geringe Kosten, (f) ein thermoplastisches Material auf, das in komplexe Formen präzisionsgeformt werden kann, und (g) wiederverwertbar ist. Erdungsdraht/Erdungsdrähte und/oder -stifte werden in das Reflektorgehäuse geformt und an einem konvexen Abschnitt des Reflektorgehäuses freigelegt. Wenn sie in ein Fahrzeug eingebaut sind, ist/sind der/die Erdungsdraht/Erdungsdrähte und/oder -stifte mit der Masse verbunden. Das Reflektorgehäuse ist an einem konkaven Abschnitt des Reflektorgehäuses metallisiert. In einigen Beispielen wird eine Metallschicht auf den konkaven Abschnitt des Reflektorgehäuses unter Verwendung eines Aufdampfungsprozesses aufgetragen. Der geerdete Reflektor erleichtert das Anordnen kapazitiver Schalter neben metallischen Flächen ohne Streukapazität, verdeckte Schalter und/oder elektromagnetische Interferenzprobleme. Zusätzlich erleichtert das Formen des/der Erdungsdrähte und/oder -stifte, die in das leitfähige thermoplastische Gehäuse des Reflektors geformt wurden, eine elektrisch und mechanisch widerstandsfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Masse des Fahrzeugs.
  • 1 veranschaulicht ein Fahrzeug 100 mit einer Beleuchtungsbefestigung 102, die einen kapazitiven Schalter 104 gemäß den Lehren dieser Offenbarung beinhaltet. Das Fahrzeug 100 kann ein standardmäßiges benzinbetriebenes Fahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder ein Fahrzeugtyp mit beliebiger anderer Antriebsart sein. Das Fahrzeug 100 beinhaltet Teile, die mit Antrieb in Verbindung stehen, wie z. B. ein Antriebsstrang mit einem Motor, einem Getriebe, einer Aufhängung, einer Antriebswelle und/oder Rädern usw. Das Fahrzeug 100 kann nichtautonom, halbautonom (z. B. werden einige routinemäßige Fahrfunktionen durch das Fahrzeug 100 gesteuert) oder autonom (z. B. werden Fahrfunktionen durch das Fahrzeug 100 ohne direkte Fahrereingabe gesteuert) sein.
  • Während 1 das Fahrzeug 100 mit einer Beleuchtungsbefestigung 102 veranschaulicht, kann das Fahrzeug 100 mehrere Beleuchtungsbefestigungen beinhalten, die gemäß den Lehren dieser Offenbarung betrieben werden. Zum Beispiel können die Beleuchtungsbefestigungen 102 Überkopfkonsolenleuchten, Deckenleuchten und/oder Ladungsleuchten usw. sein. Der kapazitive Schalter 104 der Beleuchtungsbefestigung 102 erzeugt ein Erfassungsfeld 106. Das kapazitive Material innerhalb des Erfassungsfelds 106 verursacht ein Ändern der Kapazität des kapazitiven Schalters 104. Wenn die Änderung der Kapazität des kapazitiven Schalters 104 größer als ein Schwellenwert ist, stellt sich der Schalter um (z. B. von aus zu an oder von an zu aus). Zum Beispiel kann das Erfassungsfeld 106 ausgelegt sein, eine Hand zu erfassen, die ein Kunststoffformteil um die Beleuchtungsbefestigung 102 berührt.
  • Die 2A und 2B veranschaulichen die Beleuchtungsbefestigung 102 aus 1 mit einem geerdeten Reflektor 200. Im veranschaulichten Beispiel weist der Reflektor 200 eine kegelförmige Form auf. Der geerdete Reflektor 200 kann jedoch eine beliebige geeignete Form als Formvoraussetzung für eine konkret Beleuchtungsbefestigung 102 aufweisen. Die beispielhafte Beleuchtungsbefestigung 102 ist in eine Fläche 202 (z. B. eine Wand, eine Decke, eine Konsole usw.) des Fahrzeugs 100 eingelassen. Die Beleuchtungsbefestigung 102 beinhaltet den kapazitiven Schalter 104, den geerdeten Reflektor 200, eine Beleuchtungseinheit 204 und eine Leuchtensteuerung 206. In einigen Beispielen beinhaltet die Beleuchtungsbefestigung 102 eine Metallverkleidung 208.
  • Wie nachfolgend in 3 beschrieben wird, besteht der geerdete Reflektor 200 aus leitfähigem Thermoplast mit einer Metalloberfläche. Der geerdete Reflektor 200 ist elektrisch mit der Massefläche des Fahrzeugs 100 verbunden. Die Beleuchtungseinheit 204 beinhaltet lichtemittierende Vorrichtungen 210 (wie etwa lichtemittierende Dioden (LEDs usw.) und Schaltungen (nicht gezeigt), um die lichtemittierenden Vorrichtungen 210 betriebsfähig zu machen. Die Leuchtensteuerung 206 ist elektrisch an (a) einen Leistungsbus des Fahrzeugs, (b) den kapazitiven Schalter 104 und (c) die Beleuchtungseinheit 204 gekoppelt. Die Leuchtensteuerung 206 regelt die Leistung für die Beleuchtungseinheit 204. Zusätzlich versorgt die Leuchtensteuerung 206 die Beleuchtungseinheit 204 auf Grundlage des Zustands des kapazitiven Schalters 104 mit Leistung.
  • 3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des geerdeten Reflektors 200 der 2A und 2B. Im veranschaulichten Beispiel beinhaltet der geerdete Reflektor 200 eine Metallschicht 300, eine leitfähige thermoplastische Schicht 302 und ein oder mehrere Erdungsdrähte oder -stifte 304, die in die leitfähige thermoplastische Schicht 302 eingebettet sind. Die Metallschicht 300 wurde auf der leitfähigen thermoplastischen Schicht 302 durch einen Metallisierungsprozess gebildet. In einigen Beispielen ist die Metallschicht 300 auf die leitfähige thermoplastische Schicht 302 aufgedampft. Die Metallschicht 300 ist nicht direkt an die Massefläche des Fahrzeugs gekoppelt. Wie hierin verwendet, bedeutet „direkt gekoppelt“, dass sich ein Teil der thermoplastischen Schicht 302 zwischen der Metallschicht 300 und den Erdungsdrähten oder -stiften 304 befindet (z. B. sind die Erdungsdrähte oder - stifte 304 nicht an der Metallschicht 300 angebracht). In einigen Beispielen beinhaltet die Metallverkleidung 208 die Metallschicht 300, die leitfähige thermoplastische Schicht 302 und die Erdungsdrähte oder -stifte 304, die in die leitfähige thermoplastische Schicht 302 eingebettet sind.
  • Die leitfähige thermoplastische Schicht 302 kann aus jedem thermoplastischen Material mit einer Schmelztemperatur von mindestens 210 Grad Celsius bestehen. In einigen Beispielen ist die leitfähige thermoplastische Schicht 302 Polyethylenterephthalat (PET). Die leitfähige thermoplastische Schicht 302 ist mit Graphit durchsetzt. In einigen Beispielen ist das Graphit ein Graphit mit hohem Aspektverhältnis (wie etwa TIMREX® C-THERM™ 001 usw.). In einem derartigen Beispiel verbessert das Graphit mit hohem Aspektverhältnis die elektrische und Wärmeleitfähigkeit des Thermoplasts. Zum Beispiel kann unmodifiziertes PET einen spezifischen Volumenwiderstand von ungefähr 1016 Ωcm und eine Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 0,22 W/mK aufweisen. In einem derartigen Beispiel kann das mit Graphit durchsetzte PET einen spezifischen Volumenwiderstand von ungefähr 102 Ωcm und eine Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 3,4 W/mK aufweisen.
  • Die Erdungsdrähte oder -stifte 304 werden in die leitfähige thermoplastische Schicht 302 eingebettet, wenn der geerdete Reflektor 200 geformt wird. In einigen Beispielen stehen die Erdungsdrähte und/oder -stifte 304 nicht in direktem Kontakt mit der Metallschicht 300. Wenn die Erdungsdrähte oder -stifte 304 mit der Massefläche des Fahrzeugs 100 verbunden sind, stellen die leitfähige thermoplastische Schicht 302 und die Erdungsdrähte oder -stifte 304 eine Leiterbahn zwischen der Metallschicht 300 und der Massefläche des Fahrzeugs 100 bereit. Auf derartige Weise wird die Metallschicht 300 geerdet, um Streukapazität, verdeckte Schalter und/oder elektromagnetische Interferenzprobleme zu verhindern.
  • In dieser Anmeldung soll die Verwendung der Disjunktion die Konjunktion beinhalten. Die Verwendung von bestimmten oder unbestimmten Artikeln soll keine Kardinalität anzeigen. Insbesondere soll ein Verweis auf „das“ Objekt oder „ein“ Objekt auch eines aus einer möglichen Vielzahl von derartigen Objekten bezeichnen. Ferner kann die Konjunktion „oder“ dazu verwendet werden, Merkmale wiederzugeben, die gleichzeitig vorhanden sind, anstelle von sich gegenseitig ausschließenden Alternativen. Anders ausgedrückt sollte die Konjunktion „oder“ so verstanden werden, dass sie „und/oder“ einschließt. Die Ausdrücke „schließt ein“, „einschließlich“ und „einschließen“ sind einschließend und verfügen über denselben Umfang wie „umfasst“, „umfassend“ bzw. „umfassen“.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und insbesondere etwaige „bevorzugte“ Ausführungsformen sind mögliche Beispiele für Umsetzungen und lediglich für ein eindeutiges Verständnis der Grundsätze der Erfindung dargelegt. Viele Variationen und Modifikationen können an der/den vorstehend beschriebenen Ausführungsform(en) vorgenommen werden, ohne wesentlich vom Geist und den Grundsätzen der hierin beschriebenen Techniken abzuweichen. Es wird beabsichtigt, dass sämtliche Modifikationen hier im Schutzumfang dieser Offenbarung eingeschlossen und durch die folgenden Patentansprüche geschützt sind.

Claims (13)

  1. Beleuchtungsbefestigung für ein Fahrzeug, umfassend: eine Leuchtenbaugruppe; einen geerdeten Reflektor mit einer Metallschicht, die elektrisch an eine Massefläche des Fahrzeugs gekoppelt ist, wobei die Metallschicht nicht direkt an die Massefläche des Fahrzeugs gekoppelt ist; und einen kapazitiven Schalter, der elektrisch an die Leuchtenbaugruppe gekoppelt ist, um die Leuchtenbaugruppe auf Grundlage des Erfassens eines kapazitiven Objekts innerhalb des Erfassungsfelds zu steuern.
  2. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der geerdete Reflektor Folgendes beinhaltet: eine leitfähige thermoplastische Schicht; und einen Erdungsdraht, der in die leitfähige thermoplastische Schicht eingebettet ist.
  3. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei die leitfähige thermoplastische Schicht mit Graphit mit hohem Aspektverhältnis durchsetzt ist.
  4. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 2 oder 3, wobei die leitfähige thermoplastische Schicht einen Schmelzpunkt von mindestens 210 Grad Celsius aufweist.
  5. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 2 oder 3, wobei die leitfähige thermoplastische Schicht Polyethylenterephthalat ist.
  6. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der Erdungsdraht mit der Massefläche des Fahrzeugs verbunden ist.
  7. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, die eine Verkleidung mit der Metallschicht beinhaltet.
  8. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 7, wobei die Verkleidung Folgendes beinhaltet: eine leitfähige thermoplastische Schicht, die mit Graphit mit hohem Aspektverhältnis durchsetzt ist; und einen zweiten Erdungsdraht, der mit der Massefläche des Fahrzeugs verbunden ist.
  9. Reflektor einer Fahrzeugbeleuchtungsbefestigung, umfassend: eine leitfähige thermoplastische Schicht; eine Metallschicht, die eine konkave Fläche der thermoplastischen Schicht bedeckt; und Erdungsstifte, die in der leitfähigen thermoplastischen Schicht eingebettet sind, wobei die Erdungsstifte nicht in direktem Kontakt mit der Metallschicht stehen.
  10. Reflektor nach Anspruch 9, wobei die leitfähige thermoplastische Schicht mit Graphit mit hohem Aspektverhältnis durchsetzt ist.
  11. Reflektor nach Anspruch 9, wobei die leitfähige thermoplastische Schicht einen Schmelzpunkt von mindestens 210 Grad Celsius aufweist.
  12. Reflektor nach Anspruch 9, wobei die leitfähige thermoplastische Schicht Polyethylenterephthalat ist.
  13. Reflektor nach Anspruch 9, wobei die Erdungsstifte elektrisch an die Massefläche des Fahrzeugs gekoppelt sind.
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