DE102018222113B3

DE102018222113B3 - Bedienelement zum Erfassen einer manuellen Eingabe eines Benutzers in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018222113B3
Application number: DE102018222113.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Spahmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2038-12-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement zum Erfassen einer manuellen Eingabe eines Benutzers in einem Kraftfahrzeug, mit einem berührungsempfindlichen Eingabeteil, das mit einer elastischen Metalllage auf einer Weichkomponente (1) versehen ist. Es ist eine Metalllage (2) auf und eine weitere Metalllage (3) unter der Weichkomponente (1) zur Bildung eines kapazitiven Feldes aufgebracht, wobei auf beide Metalllagen (2,3) elektrische Spulen (4,5) aufgebracht sind, die gegenüber den Metalllagen (2,3) isoliert sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement zum Erfassen einer manuellen Eingabe eines Benutzers in einem Kraftfahrzeug mit einem berührungsempfindlichen Eingabeteil.
Ein Bedienelement dieser Art ist in der US 2014/0253 503 A1 offenbart. Zur Weitergabe einer manuellen Eingabe eines Benutzers zur Aktivierung des Bedienelementes, um entsprechende Funktionen in Gang zu setzen, ist ein berührungsempfindliches Eingabeteil vorgesehen, das auf den Eingabedruck, z. B. eines Fingers, auf eine Metallplatte reagiert.
Aus der US 2010/0 141 411 A1 ist ein Berührungsbildschirm als ein Bedienungselement mit einem berührungsempfindlichen Eingabeteil, bekannt, mit einer oberen Elektrode und einer unteren Elektrode in Form von zwei Metalllagen, wobei ein Steuerungsteil Änderungen der elektrostatischen Kapazität zwischen der oberen und der unteren Elektrode zur Berechnung der Berührungsposition verwendet. Zwischen den Elektroden wird ein kapazitives Feld erzeugt, wobei ein erstes und zweites magnetisches Teil jeweils eine Spule enthalten und auf die obere und untere Elektrode aufgebracht sind, wobei die magnetischen Teile jeweils von den Elektroden isoliert sind.
Aus der DE 2016 120 906 B4 ist ein Eingabegerät bekannt, mit einer Zwischenschicht mit Elastizität bereitstellenden Materialeigenschaften, einer Weichkomponente, wobei die durch eine Betätigungskraft bewirkte Annährung einer Blende an einen Träger durch einen Kraftsensor mit Elektroden in Ausbildung als Metalllagen oberhalb und unterhalb der Zwischenschicht erfasst und ein die Zwischenschicht ausbildender härtender Klebstoff auf den Träger und damit auch auf die Elektrode aufgebracht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bedienelement der eingangs erwähnten Art in möglichst flacher und kompakter Bauweise auszubilden, wobei mit dem Bedienelement auch mehrere Funktionen bzw. Steuerungen durchgeführt werden können.
Durch die Ausbildung eines kapazitiven Feldes über eine Bestromung der beiden Metalllagen, zwischen denen eine Weichkomponente angeordnet ist, wird bei einem Berührungsdruck auf die obere Metalllage der Abstand zu der unteren Metalllage geändert, was zu einer Änderung des elektromagnetischen Feldes führt, wodurch ein entsprechender Steuerimpuls über eine Leiterplatte an ein Fahrzeugcomputersystem weitergeleitet wird.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Bedienelementes mit einer Weichkkomponente, wobei eine Metalllage auf und eine weitere Metalllage unter der Weichkomponente aufgebracht sind, wird eine sehr flache und kompakte Bauweise erreicht, wobei als weiterer Vorteil das erfindungsgemäße Bedienelement zwei Funktionen erfüllen kann.
Zum einen wird durch den Druck des Fingers der Abstand zwischen den beiden Metalllagen geändert. Auf diese Weise wird das elektromagnetische Feld zwischen den Metalllagen geändert, womit ein erstes Signal an den Mikrocontroller/Zentralrechner des Fahrzeuges zur Aktivierung eines Elementes weitergeleitet wird. Die Feldänderung kann auch über ein aufgespanntes Feld in einer Ebene herbeigeführt werden.
Zum anderen wird durch die beiden Spulen aufgrund ihrer Abstandsänderung ein Rückimpuls auf den Finger des Benutzers in Form einer Haptik erzeugt. Auf diese Weise erhält der Benutzer eine Bestätigung über seine korrekte Eingabe.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Metalllagen durch Beschichtungen auf die Weichkomponente aufgebracht. Damit wird eine besonders flache Bauweise geschaffen.
Gleiches gilt, wenn die Spulen auf die Metalllagen bzw. Metallschichten aufgedruckt sind.
Durch das erfindungsgemäße Bedienelement wird ein aktives Haptikelement geschaffen.
Zur Beleuchtung des Bedienelementes kann in einer Ausbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass ein Lichtleiter, z. B. in Form einer Streuscheibe, unter der sich unter der Weichkomponente befindlichen Metalllage angeordnet ist.
Weiterhin kann über der oberen Metalllage eine Kunststoffschicht oder eine Lackierung als Schutzschicht aufgebracht sein.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Kunststoffschicht bzw. die Lackierung mit wenigstens einer lichtdurchlässigen Aussparung versehen ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:

1 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Bedienelement in einer Explosionsdarstellung,
2 eine Betätigung des Bedienelementes nach der 1 durch einen Finger,
3 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Spule.

Ein Bedienelement in Form eines berührungsempfindlichen Eingabeteils gemäß 1 ist mit einer Weichkomponente 1, z. B. einem Schaum, versehen. Auf der Oberseite der Weichkomponente 1 ist eine obere Metalllage 2 und unter der Weichkomponente 1 eine untere Metalllage 3 aufgebracht. Sowohl die obere Metalllage 2 als auch die untere Metalllage 3 sind mit auf diese aufgedruckten Spulen 4 und 5 versehen (siehe Prinzipdarstellung neben der 2). Eine Draufsicht auf die obere Spule 4 ist aus der 3 ersichtlich.
Wie ebenfalls neben der 2 prinzipmäßig zusätzlich dargestellt, entsteht aufgrund der beiden Metalllagen 2 und 3 bei Bestromung ein kapazitives Feld bzw. wird ein Kondensator gebildet.
Wie weiterhin aus der 1 ersichtlich ist, ist die obere Metalllage 2 durch eine Kunststoffschicht 6 als Schutz abgedeckt.
Ein Lichtleiter 7 in Form einer Streuscheibe mit einer LED sorgt für eine Beleuchtung des Bedienelementes. Hierzu sind die einzelnen Elemente entsprechend lichtdurchlässig ausgebildet. Insbesondere die Kunststoffschicht 6 weist hierfür lichtdurchlässige Aussparungen 8 auf. Unter dem Lichtleiter 7 ist eine Leiterplatte 9 angeordnet, die an ein Computersystem des Fahrzeuges zur Weitergabe der Berührungsimpulse durch einen Finger 10 angebunden ist.
Die beiden Spulen 4 und 5, welche gegenüber den Metalllagen 2 und 3 isoliert sind, können auf die Metalllagen aufgedruckt sein. Gleiches gilt für die beiden Metalllagen 2 und 3 selbst, die als Metallschichten auf die Weichkomponente 1 ebenfalls auf einfache Weise in Form einer Beschichtung aufgebracht werden können.

Claims

Bedienelement zum Erfassen einer manuellen Eingabe eines Benutzers in einem Kraftfahrzeug, mit einem berührungsempfindlichen Eingabeteil, das mit einer Metalllage (2) auf einer Weichkomponente (1) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalllage (2) auf und eine weitere Metalllage (3) unter der Weichkomponente (1) zur Bildung eines kapazitiven Feldes aufgebracht sind, wobei auf beide Metalllagen (2,3) elektrische Spulen (4,5) aufgebracht sind, die gegenüber den Metalllagen (2,3) isoliert sind.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalllagen (2,3) durch Beschichtungen auf die Weichkomponente (1) aufgebracht sind.
Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (4,5) auf die Metalllagen (2,3) aufgedruckt sind.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Weichkomponente (1) eine Leiterplatte (9) zur Anbindung an das Computersystem des Fahrzeuges angeordnet ist.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Weichkomponente (1) ein Lichtleiter (7) zur Beleuchtung angeordnet ist.
Bedienelemente nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (7) als Streuscheibe ausgebildet ist.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass über der oberen Metalllage (2) eine Kunststoffschicht (6) oder eine Lackierung als Schutzschicht aufgebracht ist.
Bedienelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (6) oder die Lackierung mit lichtdurchlässigen Aussparungen (8) versehen ist.