DE102018211019A1

DE102018211019A1 - Bedieneinheit eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018211019A1
Application number: DE102018211019.0A
Authority: DE
Inventors: Matthias Lindner; Maximilian Prex; Daniel Wiedemann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-07-04
Filing date: 2018-07-04
Publication date: 2020-01-09
Also published as: WO2020007862A1; US20210132713A1; CN112368671A

Abstract

Die Erfindung betrifft Bedieneinheit (1) eines Fahrzeuges, umfassend ein Bedienelement (2) mit einem Glaskörper (4) aufweisend eine Oberseite (7), die eine sichtbare und berührbare Oberfläche des Bedienelementes (j2) bildet und eine der Oberseite (7) gegenüberliegenden Unterseite (8), einer berührungssensitive Eingabeschicht (6) an der Unterseite (8) des Glaskörpers (4), ausgebildet zum Erkennen einer Berührung auf der Oberseite (7) des Glaskörpers (4), eine elektrisch nicht-leitende Zwischenschicht (5) zwischen der Unterseite (8) des Glaskörpers (4) und der Eingabeschicht (6), und einen Sockel (3) auf dem das Bedienelement (2) gelagert ist.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine berührungssensitive Bedieneinheit eines Fahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Bedieneinheit.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Bedieneinheiten in Fahrzeugen bekannt, die von den Insassen bedient werden können, um Funktionen des Fahrzeugs, beispielsweise das Entertainment-System, zu steuern. Solche Bedieneinheiten können berührungssensitive Eingabeschichten (Touchpads) aufweisen. Einen vorbekannten Stand der Technik mit einer Bedieneinheit mit Touchpad zeigt DE 10 2010 042 709 A1 .
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Bedieneinheit eines Fahrzeugs bereitzustellen, die bei einem optisch ansprechenden Design eine sichere und benutzerfreundliche Bedienung von Funktionen des Fahrzeugs ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche haben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
Somit wird die Erfindung gelöst durch eine Bedieneinheit eines Fahrzeugs. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Straßenfahrzeug. Die Bedieneinheit ist vorzugsweise im Fahrzeug fest verbaut und befindet sich beispielsweise in der Mittelkonsole zwischen Fahrersitz und Beifahrersitz.
Die Bedieneinheit umfasst ein Bedienelement. Das Bedienelement wiederum umfasst einen Glaskörper. Der Glaskörper ist vorzugsweise scheibenförmig. An dem Glaskörper ist eine Oberseite definiert. Diese Oberseite bildet die sichtbare und berührbare Oberfläche des Bedienelements. Die Oberfläche kann somit von einem Finger eines Benutzers im Fahrzeug berührt werden. Der Oberseite des Glaskörpers liegt eine Unterseite gegenüber.
Darüber hinaus umfasst das Bedienelement eine berührungssensitive Eingabeschicht an der Unterseite des Glaskörpers. Diese berührungssensitive Eingabeschicht ist insbesondere als Touch-Folie ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die berührungssensitive Eingabeschicht zur kapazitiven Erfassung eines Objekts, insbesondere eines Fingers, auf der Oberfläche des Glaskörpers ausgebildet. Die berührungssensitive Eingabeschicht erstreckt sich vorzugsweise über zumindest 50%, besonders vorzugsweise über zumindest 70% der Fläche der Unterseite des Glaskörpers.
Des Weiteren umfasst das Bedienelement eine Zwischenschicht. Die Zwischenschicht ist elektrisch nicht-leitend ausgebildet und befindet sich zwischen der Unterseite des Glaskörpers und der Eingabeschicht. Durch die nicht-leitende Ausbildung der Zwischenschicht behindert diese nicht die kapazitive Erfassung der Berührung auf der Oberfläche des Glaskörpers durch die unterhalb der Zwischenschicht angeordnete Eingabeschicht. Vorzugsweise erstreckt sich die Zwischenschicht über zumindest die gleiche Fläche wie die Eingabeschicht. Die Zwischenschicht ermöglicht es, das Erscheinungsbild des Bedienelements, insbesondere des Glaskörpers, unabhängig von der Eingabeschicht zu gestalten. So ist insbesondere vorgesehen, dass die Zwischenschicht nicht durchsichtig ist.
Des Weiteren umfasst die Bedieneinheit einen Sockel. Der Sockel ist insbesondere zur festen Montage im Fahrzeug ausgebildet. Auf dem Sockel ist das Bedienelement gelagert.
Vorzugsweise umfasst die Bedieneinheit eine Elektronikeinheit. Die Elektronikeinheit befindet sich besonders vorzugsweise im Sockel. Die Elektronikeinheit ist mit der berührungssensitiven Eingabeschicht elektrisch leitend verbunden und dient dazu, die mittels der Eingabeschicht erfassten Berührungen auszuwerten und/oder an eine übergeordnete Steuereinheit weiterzuleiten.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zwischenschicht an ihrer dem Glaskörper zugewandten Seite einen Reflexionsfaktor von zumindest 20%, vorzugsweise zumindest 25%, besonders vorzugsweise zumindest 30%, aufweist. Durch diesen relativ hohen Reflexionsfaktor ist die Farbe der vorzugsweise glänzenden Zwischenschicht ausschlaggebend für das Erscheinungsbild des Glaskörpers und somit des gesamten Bedienelements.
Der Reflexionsfaktor beschreibt vorzugsweise, wieviel Licht von einer Fläche reflektiert wird. Insbesondere wird dabei die Leistungsflächendichte, beispielsweise in W/m², gemessen.
Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zwischenschicht an ihrer dem Glaskörper zugewandten Seite und/oder an der gegenüber liegenden Seite einen spezifischen Oberflächenwiderstand von zumindest 20V/A (auch: Q), vorzugsweise zumindest 25V/A, besonders vorzugsweise zumindest 30V/A, aufweist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Zwischenschicht annähernd keinen Einfluss auf die Erkennungsgenauigkeit der Eingabeschicht hat.
Der spezifische Oberflächenwiderstand ist vorzugsweise wie folgt definiert: Der Oberflächenwiderstand ist als der Quotient einer zwischen zwei Elektroden angelegten elektrischen Spannung und der zwischen diesen Elektroden gemessenen Stromstärke definiert, wobei beide Elektroden auf der gleichen Fläche aufgesetzt sind. Die zu testende Oberfläche ist dabei insbesondere eben und planparallel. Auf dieser Fläche werden die zwei ringförmigen, konzentrischen Plattenelektroden angelegt. Bei vorgegebener Spannung, deren Wert in Bezug auf den Abstand der Elektroden unterhalb der Überschlagspannung (an der Luft) liegen muss, und konstanter Stromstärke wird der Widerstand ermittelt. Zur Bestimmung des spezifischen Oberflächenwiderstandes ist der Oberflächenwiderstand mit dem Quotienten aus dem effektiven Umfang und dem Abstand der Ringelektrode zur inneren Elektrode zu multiplizieren.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zwischenschicht an ihrer dem Glaskörper zugewandten Seite eine metallische Optik aufweist. Wie bereits beschrieben, weist hierzu die Zwischenschicht vorzugsweise einen relativ hohen Reflexionsfaktor auf. Zusätzlich oder alternativ kann diese metallische Optik durch die entsprechende Farbwahl, beispielsweise silber oder hellgrau, erreicht werden.
Die Zwischenschicht kann aus mehreren Einzelschichten zusammengesetzt sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest eine Einzelschicht aus Metalloxid verwendet wird.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zwischenschicht als Beschichtung ausgeführt ist. Diese Beschichtung ist auf die Unterseite des Glaskörpers aufgebracht. Besonders vorzugsweise kommt hier eine non-conductiv-vakuummetallisation (NCVM)-Beschichtung zur Anwendung.
Besonders bevorzugt weist die non-conductiv-vakuum-metallisation-Beschichtung folgende Einzelschichten auf:

Titanoxid-Schicht (TiO₂) und/oder
Silizium-Aluminium-Schicht (SiAl) und/oder
Metalloxid-Schicht.

Insbesondere befindet sich die Titanoxid-Schicht unmittelbar auf dem Glaskörper. Die Silizium-Aluminium-Schicht befindet sich vorzugsweise zwischen der Titanoxid-Schicht und der Deckschicht aus Metalloxid. Die Silizium-Aluminium-Schicht umfasst vorzugsweise Silizium mit einem Massenanteil von 80% bis 95%.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Glaskörper im sichtbaren Spektrum eine Lichtdurchlässigkeit von zumindest 50%, vorzugsweise zumindest zumindest 75%, besonders vorzugsweise zumindest 90%, aufweist. Durch diese Lichtdurchlässigkeit des Glaskörpers wird erreicht, dass das Erscheinungsbild des Glaskörpers im Wesentlichen durch die darunterliegende Zwischenschicht bestimmt ist.
Zur Bestimmung der Lichtdurchlässigkeit des Glaskörpers wird vorzugsweise die Leistungsflächendichte, beispielsweise in W/m², des sichtbaren Lichts, insbesondere im Spektrum von 380nm bis 640nm, gemessen.
Der Glaskörper ist vorzugsweise aus Glas, insbesondere Silikat-Glas, gefertigt. Es handelt sich vorzugsweise nicht um einen Kunststoffkörper.
Insbesondere ist der Glaskörper einteilig, insbesondere aus Glas gegossen oder gepresst.
Besonders bevorzugt weist das Bedienelement lediglich die hier beschriebenen Elemente, nämlich Glaskörper, Zwischenschicht und Eingabeschicht auf. Insbesondere ist vorzugsweise kein Display zur elektronischen Darstellung von Bildern oder Farben vorgesehen.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Bedienelement relativ zum Sockel drehbar und/oder drückbar und/oder verschiebbar ist. Insbesondere ist hierzu eine Achse definiert, die z.B. senkrecht auf der Oberfläche des Glaskörpers steht. Um diese Achse erfolgt die Drehung. Parallel zur Achse erfolgt das Drücken. Senkrecht zur Achse erfolgt das Verschieben.
Die Bedieneinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Drehen und/oder Drücken und/oder Verschieben zu erfassen und an eine Steuereinheit weiterzuleiten. Besonders bevorzugt ist die oben beschriebene Elektronikeinheit dazu ausgebildet, eben diese Bewegungen des Bedienelements relativ zum Sockel zu erfassen und auszuwerten und/oder weiterzuleiten.
Die Erfindung umfasst ferner ein Fahrzeug. In dem Fahrzeug befindet sich im verbauten Zustand die beschriebene Bedieneinheit. Vorzugsweise ist die Bedieneinheit im Fahrzeug zur Datenübertragung mit einem übergeordneten Steuergerät verbunden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bedieneinheit,
2 eine schematische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Bedieneinheit, und
3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Bedieneinheit.

Im Folgenden wird anhand der 1 bis 3 eine Bedieneinheit 1 beschrieben, die in einem Fahrzeug im fest verbauten Zustand zur Anwendung kommt.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht der Bedieneinheit 1. 2 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung und 3 eine Draufsicht der Bedieneinheit 1. Im Folgenden wird auf die 1 bis 3 Bezug genommen.
Die Bedieneinheit 1 umfasst ein Bedienelement 2. Das Bedienelement 2 setzt sich zusammen aus einem Glaskörper 4, einer Eingabeschicht 6 und einer Zwischenschicht 5. Die Zwischenschicht 5 befindet sich zwischen dem Glaskörper 4 und der Eingabeschicht 6. Die Zwischenschicht 5 ist insbesondere als Beschichtung auf dem Glaskörper 4 ausgebildet.
Am Glaskörper 4 ist eine Oberseite 7 definiert. Diese Oberseite 7 bildet die berührbare Oberfläche des Bedienelements. Gegenüberliegend zur Oberseite 7 befindet sich eine Unterseite 8. An dieser Unterseite 8 ist die Zwischenschicht 5 vorzugsweise als Beschichtung aufgebracht.
Senkrecht zur Oberseite 7 ist eine Achse 10 definiert.
Die einzelnen Teile des Bedienelements 2, insbesondere Glaskörper 4, Zwischenschicht 5 und Eingabeschicht 6, sind vorzugsweise fest miteinander verbunden, insbesondere verklebt.
Die Bedieneinheit 1 umfasst neben dem Bedienelement 2 einen Sockel 3. Der Sockel 3 wird fest im Fahrzeug verbaut. Der Sockel 3 dient zur Aufnahme bzw. Lagerung des Bedienelements 2.
Besonders vorzugsweise ist das Bedienelement 2 gegenüber dem Sockel 3 um die Achse 10 drehbar und/oder senkrecht zur Achse 10 verschiebbar und/oder parallel zur Achse 10 drückbar.
Bedieneingaben durch einen Benutzer werden über die Eingabeschicht 6 und optionale Sensoren zum Erfassen der Bewegung des Bedienelements 2 gegenüber dem Sockel 3 erfasst. Diese Bedieneingaben werden über eine Elektronikeinheit 9 ausgewertet und/oder weitergeleitet. Die Elektronikeinheit 9 befindet sich vorzugsweise im Sockel 3.
Die Bedieneinheit 1, insbesondere das Bedienelement 2 und seine Elemente, Glaskörper 4, Zwischenschicht 5 und Eingabeschicht 6, sind vorzugsweise so ausgebildet, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung beschrieben.
Bezugszeichenliste

1: Bedieneinheit
2: Bedienelement
3: Sockel
4: Glaskörper
5: Zwischenschicht
6: Eingabeschicht
7: Oberseite
8: Unterseite
9: Elektronikeinheit
10: Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010042709 A1 [0002]

Claims

Bedieneinheit (1) eines Fahrzeuges, umfassend • ein Bedienelement (2) mit ■ einem Glaskörper (4) aufweisend eine Oberseite (7), die eine sichtbare und berührbare Oberfläche des Bedienelementes (2) bildet und eine der Oberseite (7) gegenüberliegenden Unterseite (8), ■ einer berührungssensitiven Eingabeschicht (6) an der Unterseite (8) des Glaskörpers (4), ausgebildet zum Erkennen einer Berührung auf der Oberseite (7) des Glaskörpers (4), ■ eine elektrisch nicht-leitende Zwischenschicht (5) zwischen der Unterseite (8) des Glaskörpers (4) und der Eingabeschicht (6), • und einen Sockel (3) auf dem das Bedienelement (2) gelagert ist.
Bedieneinheit nach Anspruch 1, wobei die Zwischenschicht (5) an ihrer dem Glaskörper (4) zugewandten Seite einen Reflexionsfaktor von zumindest 20%, vorzugsweise zumindest 25%, besonders vorzugsweise zumindest 30%, aufweist.
Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenschicht (5) an ihrer dem Glaskörper (4) zugewandten Seite und/oder an der gegenüberliegenden Seite einen spezifischen Oberflächenwiderstand von zumindest 20 (Ω), vorzugsweise zumindest 25 (Ω), besonders vorzugsweise zumindest 30 (Ω), aufweist.
Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenschicht (5) an ihrer dem Glaskörper (4) zugewandten Seite eine metallische Optik aufweist.
Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenschicht (5) zumindest eine Einzelschicht aus Metalloxid aufweist.
Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenschicht (5) als Beschichtung, vorzugsweise als non-conductivevacuum-metallization-Beschichtung, auf der Unterseite (8) des Glaskörpers (4) aufgebracht ist.
Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Glaskörper (4) im sichtbaren Spektrum eine Lichtdurchlässigkeit von zumindest 50%, vorzugsweise zumindest 75%, besonders vorzugsweise zumindest 90%, aufweist ist.
Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Glaskörper (4) aus Glas, vorzugsweise Silikat-Glas, gefertigt ist.
Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bedienelement (2) relativ zum Sockel (3) drehbar und/oder drückbar und/oder verschiebar ist.
Fahrzeug umfassend eine im Fahrzeug verbaute Bedieneinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.