DE102021105646B4

DE102021105646B4 - Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102021105646B4
Application number: DE102021105646.2A
Authority: DE
Inventors: Pasi Kemppinen
Original assignee: Behr Hella Thermocontrol GmbH
Current assignee: Behr Hella Thermocontrol GmbH
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2023-03-23
Anticipated expiration: 2041-03-10
Also published as: DE102021105646A1

Abstract

Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug, mit- einem Gehäuse (26), das eine Vorderseite (28) mit einer Aussparung (30) aufweist, die sich zwischen zwei gegenüberliegenden Auflagerandabschnitten (34) an der Vorderseite (28) des Gehäuses (26) erstreckt,- einer elastischen und/oder direkt oder indirekt elastisch gelagerten Abdeckplatte (24), die zwei gegenüberliegende Auflageenden (23) zur Auflage auf den beiden Auflagerandabschnitten (34), an denen die Abdeckplatte (24) an dem Gehäuse (26) befestigt ist, aufweist und die Aussparung (30) überdeckt,- wobei die Abdeckplatte (24) eine Berührungssensorik (70) und eine der Aussparung (30) zugewandte Unterseite (42) sowie eine der Aussparung (30) abgewandte Oberseite mit einer Bedienoberfläche (40) mit mehreren Bedienfeldern (20) zur manuellen Betätigung der Abdeckplatte (24) zwecks Eingabe von Befehlen durch an den Bedienfeldern (20) erfolgendes Drücken gegen die Abdeckplatte (24) mit einer Mindestandrückkraft aufweist,- einem Betätigungssensor (46) zur Erfassung einer Durchbiegung der Abdeckplatte (24) bei deren manuellen Betätigung,- einem Bewegungsübertragungselement (50) zur Übertragung der Bewegung der Abdeckplatte (24) bei deren Durchbiegung an den Betätigungssensor (46),- wobei das Bewegungsübertragungselement (50) im mittleren Bereich der Abdeckplatte (24) zwischen deren beiden Auflageenden (23) angeordnet ist und einen geradlinigen Montagerandabschnitt (54), der parallel zur durch die beiden Auflageenden (23) definierten Längserstreckung der Abdeckplatte (24) verläuft und entlang dem das Bewegungsübertragungselement (50) an der Unterseite (42) der Abdeckplatte (24) von dieser abstehend angebracht ist, und ein der Abdeckplatte (24) abgewandtes unteres Ende (60) aufweist, und- einer Auswerteeinheit (68), die Eingangssingale von der Berührungssensorik (70) und dem Betätigungssensor (46) empfängt und bei Erkennung einer validen manuellen Betätigung der Bedienoberfläche (40) der Abdeckplatte (24) durch manuelles Drücken gegen die Abdeckplatte (24) an einem Bedienfeld (20) ein Ausgangssignal zur Auslösung einer dem Eingabebefehl zugeordneten Aktion erzeugt, dadurch gekennzeichnet,- dass der Montagerandabschnitt (54) des Bewegungsübertragungselements (50) eine Länge aufweist, die zwischen 1/6 und 1/2 der Längserstreckung der Abdeckplatte (24) zwischen deren Auflageenden (23) beträgt und/oder dass der Montagerandabschnitt (54) des Bewegungsübertragungselements (50) symmetrisch zur Mitte der Abdeckplatte (24) zwischen deren Auflageenden (23) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Bedienvorrichtung mit einer langgestreckten, streifenförmigen, geschlossenen Bedienoberfläche mit nebeneinander angeordneten Bedienfeldern, an denen manuell mit einem Finger oder einem Objekt gedrückt werden kann, um die dem Bedienfeld zugeordnete Funktion auszulösen.
Bedienkonzepte für Fahrzeuge mit sogenannten „geschlossenen“ Bedienoberflächen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Derartige geschlossene Bedienoberflächen gewährleisten den Schutz vor in die Bedienvorrichtung potenziell eindringbarer Feuchtigkeit und zeichnen sich überdies dadurch aus, dass nicht jedem Bedienfeld ein separater Schalter zugeordnet werden muss, wie es beispielsweise bei der Anordnung einzelner Bedientasten der Fall ist (siehe z.B. WO 2019/215177 A1 , die eine Bedienvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt).
Die Erkennung einer validen Betätigung einer Bedienoberfläche mit mehreren Bedienfeldern macht es erforderlich, dass unabhängig davon, welches der Bedienfelder berührt und damit an welchem Ort auf der Bedienoberfläche gegen diese gedrückt wird, die gesamte Bedienfläche eine Mindestandrückkraft erfährt, die entweder direkt oder als von der Bedienoberfläche „zurückgelegter“ Mindestweg erkannt wird. Wenn die Bedienoberfläche aus einem vergleichsweise steifen oder starren Material, wie z.B. einer verhältnismäßig dicken Glasscheibe besteht, so ist diese Voraussetzung mit einer vergleichsweise einfachen Konstruktion realisierbar, und zwar auch dann, wenn für die Erkennung der Aufbringung der Mindestandrückkraft nur ein einziger Betätigungssensor vorhanden ist. Dieser sollte dann bezogen auf die Bedienoberfläche an zentraler Stelle angeordnet sein. Auch sind Bedienkonzepte mit linear geführten Bedienelementen bekannt, deren Bedienoberflächen beim Betätigen ihre parallele Ausrichtung beibehalten.
Aufgrund größerer Designfreiheiten, was die geometrische Ausgestaltung der Bedienoberflächen von Bedienvorrichtungen betrifft, geht man mehr und mehr dazu über, die die Bedienoberflächen bildenden Bedienelemente aus Kunststoff zu fertigen. Kunststoff allerdings ist weniger biegesteif und spürbar flexibel, so dass es schwierig wird, einer langgestreckten beispielsweise schmalen Bedienoberfläche aus Kunststoff mit mehreren nebeneinanderliegenden Bedienfeldern lediglich einen einzigen Betätigungssensor zuzuordnen, der unabhängig davon, an welchem Bedienfeld die Bedienoberfläche betätigt wird, gleichermaßen zuverlässig mechanisch eine valide Betätigung der Bedienoberfläche zu signalisieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine diesbezüglich verbesserte Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau bei Verwendung einer möglichst geringen Anzahl von Betätigungssensoren aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, die versehen ist mit

- einem Gehäuse, das eine Vorderseite mit einer Aussparung aufweist, die sich zwischen zwei gegenüberliegenden Auflagerandabschnitten an der Vorderseite des Gehäuses erstreckt,
- einer elastischen und/oder direkt oder indirekt elastisch gelagerten Abdeckplatte, die zwei gegenüberliegende Auflageenden zur Auflage auf den beiden Auflagerandabschnitten, an denen die Abdeckplatte an dem Gehäuse befestigt ist, aufweist und die Aussparung überdeckt,
- wobei die Abdeckplatte eine Berührungssensorik und eine der Aussparung zugewandte Unterseite sowie eine der Aussparung abgewandte Oberseite mit einer Bedienoberfläche mit mehreren Bedienfeldern zur manuellen Betätigung der Abdeckplatte zwecks Eingabe von Befehlen durch an den Bedienfeldern erfolgendes Drücken gegen die Abdeckplatte mit einer Mindestandrückkraft aufweist,
- einem Betätigungssensor zur Erfassung einer Durchbiegung der Abdeckplatte bei deren manuellen Betätigung,
- einem Bewegungsübertragungselement zur Übertragung der Bewegung der Abdeckplatte bei deren Durchbiegung an den Betätigungssensor,
- wobei das Bewegungsübertragungselement im mittleren Bereich der Abdeckplatte zwischen deren beiden Auflageenden angeordnet ist und einen geradlinigen Montagerandabschnitt, der parallel zur durch die beiden Auflageenden definierten Längserstreckung der Abdeckplatte verläuft und entlang dem das Bewegungsübertragungselement an der Unterseite der Abdeckplatte von dieser abstehend angebracht ist, und ein der Abdeckplatte abgewandtes unteres Ende aufweist, und
- einer Auswerteeinheit, die Eingangssingale von der Berührungssensorik und dem Betätigungssensor empfängt und bei Erkennung einer validen manuellen Betätigung der Bedienoberfläche der Abdeckplatte durch manuelles Drücken gegen die Abdeckplatte an einem Bedienfeld ein Ausgangssignal zur Auslösung einer dem Eingabebefehl zugeordneten Aktion erzeugt,
- wobei der Montagerandabschnitt (54) des Bewegungsübertragungselements (50) eine Länge aufweist, die zwischen 1/6 und 1/2 der Längserstreckung der Abdeckplatte (24) zwischen deren Auflageenden (23) beträgt und/oder dass der Montagerandabschnitt (54) des Bewegungsübertragungselements (50) symmetrisch zur Mitte der Abdeckplatte (24) zwischen deren Auflageenden (23) angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung weist ein Gehäuse auf, an dessen Vorderseite sich eine elastische und/oder (direkt oder indirekt) elastisch gelagerte Abdeckplatte befindet. Die Abdeckplatte weist zwei gegenüberliegende Auflageenden auf, an denen sie an dem Gehäuse anliegend befestig ist. Damit sich die Abdeckplatte bei manueller Druckausübung leicht durchbiegen kann, weist das Gehäuse an seiner Vorderseite eine gegenüber zumindest in Teilen ihrer Umrandung zurückversetzte Aussparung in Form einer Vertiefung oder Mulde oder in Form einer Öffnung auf, so dass die Abdeckplatte bei einer manuellen Betätigung zumindest geringfügig durchbiegbar ist. Während die Unterseite der Abdeckplatte zur Aussparung des Gehäuses weist, befindet sich an ihrer Oberseite die Bedienoberfläche der Bedienvorrichtung, die mehrere typischerweise nebeneinanderliegende Bedienfelder zur manuellen Betätigung zwecks Eingabe von Befehlen durch an den Bedienfeldern erfolgendes Drücken gegen die Abdeckplatte mit einer Mindestandrückkraft aufweist.
Die Durchbiegung der Abdeckplatte wird mittels eines Betätigungssensors erfasst. Dies erfolgt aber nicht etwa direkt, sondern anhand der Bewegung eines Bewegungsübertragungselements, das seinerseits mit der Abdeckplatte starr verbunden ist. Das Bewegungsübertragungselement weist einen geradlinigen Montagerandabschnitt auf, der parallel zur Längserstreckung der Abdeckplatte verläuft und sich in etwa im mittleren Bereich der Abdeckplatte befindet. Wird nun die Abdeckplatte durch Drücken gegen die Abdeckplatte an einem der Bedienfelder betätigt, so erfährt das Bewegungsübertragungselement einen der Durchbiegung entsprechenden Versatz nach unten, und zwar auch dann, wenn die Betätigung der Abdeckplatte vergleichsweise nahe zu ihren Auflageenden erfolgt. Das Bewegungsübertragungselement wirkt mit einem (vorteilhafterweise) einzigen Betätigungssensor zusammen, der optisch, kapazitiv, resistiv oder induktiv arbeiten kann.
Durch die Versteifung der Abdeckplatte im Bereich der Ankopplung an diese durch das Bewegungsübertragungselement wird erreicht, dass das Bewegungsübertragungselement unabhängig davon, wo auf der Abdeckplatte gegen diese mit einer Mindestandrückkraft gedrückt wird, eine Mindestauslenkung erfährt, die von dem Betätigungssensor erfasst wird, womit eine insoweit valide Betätigung der Bedienvorrichtung erkannt werden kann. Zur Bestätigung, dass eine Bedienung der Abdeckplatte valide ist, gehört dann noch, dass die Abdeckplatte an einem Bedienfeld ihrer Bedienoberfläche berührt wird, wenn gegen die Bedienplatte gedrückt wird, was durch eine der Bedienoberfläche zugeordnete Berührungssensorik erfolgt, die kapazitiv, optisch, resistiv oder induktiv arbeiten kann.
Bei dem Bewegungsübertragungselement handelt es sich um ein Bauteil, das gegenüber im Wesentlichen normal zur Auflageplatte wirkenden Kräften widerstandsfähig sowie schwerkraftfest ist. Der Betätigungssensor erfasst einen Lageversatz des Bewegungsübertragungselements, wenn gegen die Abdeckplatte gedruckt wird.
Das Bewegungsübertragungselement erstreckt sich über eine Länge, die zwischen 1/6 und 1/2der Längserstreckung der Abdeckplatte beträgt, und ist über diese Länge fest mit der Unterseite der Abdeckplatte direkt oder indirekt verbunden. Das gewährt eine zuverlässige Umsetzung der Durchbiegung der Abdeckplatte in einen Versatz des Bewegungsübertragungselements orthogonal zur Bedienoberfläche, und zwar unabhängig davon, an welchem Bedienfeld der Abdeckplatte gegen diese gedrückt wird.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bewegungsübertragungselement als Platte ausgebildet ist, die sich von dem Montagerandabschnitt erstreckende, von der Unterseite der Abdeckplatte weg gerichtete Seitenrandabschnitte aufweist, die parallel zueinander oder aufeinander zu bis zum unteren Ende des Bewegungsübertragungselements verlaufen.
Die Ausbildung des Bewegungsübertragungselements als Platte und insbesondere als Platte mit zentraler Öffnung, so dass das Bewegungsübertragungselement im Wesentlichen der Form eines Rahmens gleicht, hat den Vorteil der leichtgewichtigen Ausführung des Bewegungsübertragungselements bei steifer und schubstabiler Ausbildung des Bewegungsübertragungselements.
Der Rahmen weist beispielsweise bei geradlinig verlaufendem oberen Rand insgesamt eine rechteckige Struktur oder eine dreieckige (als gleichschenkliges Dreieck oder als rechtwinkliges Dreieck) Struktur oder eine Trapezform auf, kann sich also zu seinem unteren Rand verjüngen.
Der untere Rand am unteren Ende des Bewegungsübertragungselements ist zweckmäßigerweise parallel zum Montagerandabschnitt des Bewegungsübertragungselements verlaufend ausgebildet.
Statt eines Rahmens oder statt des oberen und unteren Randes des Bewegungsübertragungselements kann dieses auch als ein einzelner, nach unten verlaufender Stab, als T- oder Doppel-T-förmiges Bauteil oder als TT-förmiges Element mit einem oberen Randteil und zwei nach unten verlaufenden Seitenteilen ausgebildet sein.
Wie oben beschrieben, ist die Abdeckplatte elastisch ausgebildet oder elastisch gelagert, was direkt oder indirekt erfolgen kann. Von Vorteil ist die elastische Ausbildung der Abdeckplatte, was bei einem Material wie beispielsweise Kunststoff, aus dem die Abdeckplatte vorteilhafterweise besteht, grundsätzlich materialbedingt gegeben ist. Die Elastizität der Abdeckplatte gewährleistet deren Zurückbewegen in die möglichst plane Ruhestellung nach dem Loslassen der Abdeckplatte im Anschluss an die Beendigung einer Betätigung. Dieses Zurückbewegen der Abdeckplatte in die Ausgangs- oder Ruhestellung kann zweckmäßigerweise durch eine zusätzliche Rückholfeder unterstützt werden, die entweder direkt an der Abdeckplatte angreift oder aber indirekt mit dieser zusammenwirkt, indem sie beispielsweise an dem Bewegungsübertragungselement angreift. Im letztgenannten Fall ist es von Vorteil, wenn die Rückholfeder als eine Blattfeder ausgebildet ist, die zumindest an einer der beiden jeweils zu einem Auflageende der Abdeckplatte weisenden Seiten des Bewegungsübertragungselements von diesem absteht und ein dem Bewegungsübertragungselement abgewandtes Montageende aufweist, an dem die Blattfeder an dem Gehäuse befestigt ist. Die Blattfeder ist an ihrem Montageende am Gehäuse befestigt, wobei das Bewegungsübertragungselements und die Blattfeder änderungsfrei an dem oder in dem Gehäuse bewegbar sind.
Von Vorteil ist es, wenn die Platte des Bewegungsübertragungselements und die Blattfeder einteilig ausgebildet sind und Metall, insbesondere Stahl und vorzugsweise Federstahl aufweisen (oder aus diesem bestehen), wobei die Platte am unteren Rand umgebogen ist und sich an diesen umgebogenen unteren Rand ein Mittelteil der Blattfeder anschließt, von dem aus sich zu einer oder zu beiden zu jeweils einem Auflageende der Abdeckplatte weisenden Seiten ein oder jeweils ein Blattfederarm erstreckt. Der Mittelteil der Blattfeder bildet also deren Lagerung (Fixierung) am Bewegungsübertragungselement, während das oder die Montageenden des oder der Blattfederarme deren Lagerung an dem Gehäuse bilden. Die Blattfeder gemäß dieser Ausgestaltung erstreckt sich also zu einer Seite oder zu beiden einander abgewandten Seiten des Bewegungsübertragungselements und parallel zur Längserstreckung der Abdeckplatte. Wird gegen die Abdeckplatte gedrückt, so verformen sich die Blattfederarme elastisch in Versatzbewegungsrichtung des Bewegungsübertragungselements. Vorteilhaft ist es, wenn das Bewegungsübertragungselements und die Blattfeder bzw. die Blattfederarme ein gemeinsames Bauteil bilden. Das Bewegungsübertragungselements ist im Wesentlichen orthogonal zur Abdeckplatte ausgerichtet, während die Blattfeder wiederum orthogonal dazu wirkt, was bedeutet, dass die Platte oder der Rahmen des Bewegungsübertragungselements an seinem unteren Ende umgebogen ist und dieser Teil den Mittelteil der Blattfeder bildet, von der aus sich beidseitig dann jeweils ein Blattfederarm erstreckt mit jeweils einem Montageende an seinem freien Ende.
Der Montagerandabschnitt des Bewegungsübertragungselements ist zweckmäßigerweise über ein Montageelement mit der Unterseite der Abdeckplatte verbunden.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aussparung an der Vorderseite des Gehäuses einen die beiden Auflagerandabschnitte des Gehäuses verbindenden Lateralrandabschnitt aufweist, an dem ein erster Lateralrandabschnitt der Abdeckplatte aufliegt oder aufliegend befestigt ist, und dass das Bewegungsübertragungselement an einem dem ersten Lateralrandabschnitt der Abdeckplatte gegenüberliegenden zweiten Lateralrandabschnitt der Abdeckplatte montiert ist, wobei unterhalb dieses zweiten Lateralrandabschnitts der Abdeckplatte bis zur Aussparung des Gehäuses ein Bewegungsspalt angeordnet ist. Durch die insbesondere Klebeverbindung der Abdeckplatte mit dem Gehäuse nicht nur an ihren Auflageenden, sondern auch an einem ihrer Lateralabschnitte, ist die Durchbiegungsbewegungsfreiheit der Abdeckplatte an der Vorderseite des Gehäuses beeinträchtigt. Wenn man nun dafür sorgt, dass der zweite Lateralrandabschnitt der Abdeckplatte nicht oder zumindest nicht starr mit dem Gehäuse verbunden ist, sondern wenn man dafür sorgt, dass sich unterhalb dieses weiteren Lateralrandabschnitts der Abdeckplatte zum Gehäuse hin ein Bewegungsspalt befindet, der erforderlichenfalls mit einer (hoch-)elastischen komprimierbaren Dichtung verschlossen ist, so lässt sich die Abdeckplatte weiterhin noch ausreichend frei in ihrer Bewegung durchbiegen, wenn gegen die Abdeckplatte an einem Bedienfeld gedrückt wird. Der Bewegungsspalt in zumindest einem Teilbereich dieses zweiten Lateralrandabschnitts der Abdeckplatte weist in der Einbausituation der Bedienvorrichtung typischerweise nach unten, wenn die Bedienvorrichtung, wie typischerweise vorgesehen, an einer vertikal oder im Wesentlichen vertikal verlaufenden Fläche der Instrumententafel eines Fahrzeugs angeordnet ist. Somit kann verhindert werden, dass über den Bewegungsspalt versehentlich Flüssigkeit ins Innere der Bedienvorrichtung gelangt.
Sofern die Abdeckplatte insbesondere breitere Ausmaße aufweist, beispielsweise auf ihrer Bedienoberfläche mehrere Zeilen von nebeneinanderliegenden Bedienfeldern aufweist, kann mit Vorteil auch vorgesehen sein, an beiden zuvor genannten Lateralrandabschnitten jeweils ein Bewegungsübertragungselement vorzusehen.
Innerhalb des zweiten Lateralrandabschnitts der Abdeckplatte kann an dieser zweckmäßigerweise das Bewegungsübertragungselement angekoppelt sein, womit sich dieses Bewegungsübertragungselement entweder innerhalb des Gehäuses oder außen mit geringem Abstand zum Gehäuse bewegen kann.
Diese zuvor genannten Konstruktion führt zu einer platzsparenden Bauform.
Wie bereits oben beschrieben, weist die Abdeckplatte eine Berührungssensorik auf, über die erkannt wird, welches Bedienfeld beim Niederdrücken der Abdeckplatte berührt wird. Die Bedienfelder sind mit alphanumerischen Zeichen oder Symbolen versehen, die zweckmäßigerweise hinterleuchtbar sind. Hierzu dient gemäß einer insoweit vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, dass die Aussparung an der Vorderseite des Gehäuses einen Boden aufweist, in dem Lichtaustrittsöffnungen oder transparente Bereiche für Hinterleuchtungslicht zum Hinterleuchten der Bedienfelder der Abdeckplatte ausgebildet sind, und dass in dem Gehäuse mindestens eine Hinterleuchtungslichtquelle für Hinterleuchtungslicht angeordnet ist. Das Hinterleuchtungslicht kann alternativ von einer einzigen oder von mehreren Hinterleuchtungslichtquellen stammen und über Lichtleiter zu den Bedienfeldern bzw. nahe zu den Bedienfeldern geführt sein. Auch können im Gehäuse Lichtschächte oder Reflektoren vorgesehen sein, die der Hinterleuchtung der Bedienfelder dienen. Das Gehäuse benötigt hierzu an seiner Vorderseite Lichtdurchlassöffnungen oder Bereiche, die für das Hinterleuchtungslicht transparent sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Betätigungssensor ein Weg- oder Kraftsensor oder ein für mechanische Beanspruchungen empfindlicher Sensor ist. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn der Betätigungssensor als ein optischer Wegsensor zur Erfassung einer bei einer Durchbiegung der Abdeckplatte erfolgenden Änderung des Abstandes des unteren Endes des Bewegungsübertragungselements zu dem Gehäuse ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiel und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:

1 eine Ansicht auf die Instrumententafel eines Fahrzeugs mit angedeuteter Positionierung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung,
2 eine Explosionsdarstellung der einzelnen Komponenten der Bedienvorrichtung,
3 eine schematische Darstellung des Wirkprinzips bei der Bedienung einzelner Bedienfelder der Bedienvorrichtung,
4 eine Seitenansicht auf die Bedienvorrichtung,
5 eine perspektivische Unter-/Seitenansicht der Bedienvorrichtung und
6 eine Ansicht auf die Bedienvorrichtung perspektivisch und im Schnitt.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Instrumententafel 10 im Innenraum 12 eines Fahrzeugs 14, die in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Display 16 und einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung 18 versehen ist, bei der es sich um eine Bedienleiste mit geschlossener Oberfläche und mehreren in 1 durch gestrichelte Linien angedeuteten Bedienfeldern 20 (in diesem Fall fünf derartige Bedienfelder) handelt. Das Besondere an der Bedienvorrichtung 18 ist in der Tatsache zu sehen, dass die Bedienoberfläche von einer flexiblen, elastischen, streifenförmigen Abdeckplatte gebildet wird, die bei Kontakt an einem beliebigen der Bedienfelder 20 niederdrückbar ist und sich leicht durchbiegt, wobei ein einziger Sensor ausreichend ist, um eine valide Betätigung der Bedienvorrichtung 18 zu erkennen.
Der Aufbau der Bedienvorrichtung 18 ist in den 2 bis 6 gezeigt.
Die Bedienvorrichtung 18 weist, wie bereits oben erwähnt, eine längliche, streifenförmige Abdeckplatte 24 auf, auf der, was in den Figuren nicht gezeigt ist, typischerweise alphanumerische Zeichen oder Symbole zur Kennzeichnung der durch die einzelnen Bedienfelder auszulösenden Funktionen wiedergegeben sind. Die flexible Abdeckplatte 24 aus beispielsweise Kunststoff liegt an in Längserstreckung einander abgewandten Auflageenden 23 sowie an einem ihrer Längsrandabschnitte 25 auf einem Gehäuse 26 auf, das eine Vorderseite 28 aufweist. An der Vorderseite 28 befindet sich am Gehäuse 26 eine vergleichsweise flache Mulde oder Vertiefung oder allgemein Aussparung 30, die an den beiden gegenüberliegenden Schmalrändern 32 der Vorderseite 28 Auflagerandabschnitte 34 aufweist. Längs einer Lateralseite des Gehäuses 26 an deren Vorderseite befindet sich ein Lateralrandabschnitt 36. Die diesem Lateralrandabschnitt 36 gegenüberliegende Lateralseite weist einen derartigen aufragenden Randabschnitt nicht auf, so dass die Aussparung 30 insoweit zu dieser Lateralseite hin offen ist und z.B. durch ein komprimierbares Dichtungsband vor dem Eindringen von z.B. Staubpartikeln geschützt sein kann.
Auf den beiden zuvor genannten Auflagerandabschnitten 34 und dem Lateralrandabschnitt 36 liegt ein doppelseitig klebendes Fixierband 38 auf, das sozusagen C-förmig ausgebildet ist. Auf diesem Fixierband 38 schließlich liegt die Abdeckplatte 24 auf, die auf diese Weise an drei Seiten bzw. Rändern nämlich an den Rändern der Auflageenden 23 und an dem einen der beiden Längsrandabschnitte 25 mit dem Gehäuse 26 an dessen Vorderseite 28 fest verbunden ist. Durch die Aussparung 30 unterhalb der Abdeckplatte 24 kann sich diese nun geringfügig durchbiegen, wenn auf die Oberseite der Abdeckplatte 24, die die Bedienoberfläche 40 bildet, Druck ausgeübt wird. Die Klebeverbindung von Abdeckplatte 24 und Gehäuse 26 kann aber auch nur an den Auflageenden 23 und den Auflagerandabschnitten 34 vorgesehen sein.
An der Unterseite 42 des Gehäuses 26 befindet sich eine Trägerplatte 44 für diverse elektrische und elektronische sowie optische Bauteile wie beispielsweise Hinterleuchtungslichtquellen, wie in 6 gezeigt. Außerdem befindet sich auf der Trägerplatte 44 ein Betätigungssensor 46, der eine Betätigung (Durchbiegung) der Abdeckplatte 24 erkennt.
Um nun unabhängig davon, an welchem der Bedienfelder 20 die Abdeckplatte 24 gedrückt wird, die für eine valide Betätigung erforderliche Mindestdurchbiegung erkennen zu können, ist mit der Unterseite 48 der Abdeckplatte 24 ein Bewegungsübertragungselement 50 mechanisch verbunden, das sich orthogonal zur Unterseite 48 der Abdeckplatte 24 von dieser weg erstreckt. Dieses Bewegungsübertragungselement 50 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Metallrahmen ausgebildet, weist also eine Platte mit einer Öffnung 52 auf. Der obere Montagerandabschnitt 54 des Bewegungsübertragungselements 50 ist geradlinig ausgebildet und verläuft in Längserstreckungsrichtung der Abdeckplatte 24. Über ein Montageelement 53, das Teil des Montagerandabschnitts 54 ist, ist dieses an der Unterseite 48 der Abdeckplatte 24 fest montiert. Durch die Öffnung 52 in der Platte des Bewegungsübertragungselements 50 entsteht ein Rahmen, in den sozusagen als Linearführungsunterstützung für das Bewegungsübertragungselement 50 beim Verschieben desselben ein Führungsvorsprung 51 vorsteht.
Wie in 2 zu erkennen ist, erstreckt sich unterhalb des Bewegungsübertragungselements 50 eine in diesem Ausführungsbeispiel zweiarmige Blattfeder 56 als ein Ausführungsbeispiel einer Rückholfeder 58, die die Zurückbewegung der elastischen Abdeckplatte 24 nach einem Niederdrücken und nach Aufhebung der Niederdrückkraft wieder in die Ausgangsposition zurückbewegt. Die Rückholfeder 58 ist am unteren Ende 60 des Bewegungsübertragungselements 50 angeordnet und vorzugsweise einteilig mit dem Metallrahmen des Bewegungsübertragungselements 50 verbunden, so dass die Blattfeder 56 und das Bewegungsübertragungselement 50 als ein einteiliges Stanzteil ausgebildet sind, das nach dem Stanzvorgang durch Biegen entlang dem unteren Ende 60 seine in 2 gezeigte Form erhält.
Eine Seitenansicht auf die Bedienvorrichtung 18 mit Ansicht auf das Bewegungsübertragungselement 50 ist in 4 gezeigt. Wie auch anhand der 2, 5 und 6 zu erkennen ist, befindet sich das Bewegungsübertragungselement 50 unterhalb desjenigen Längsrandabschnitts 61 der Abdeckplatte 24, unterhalb dessen an der Vorderseite 28 des Gehäuses 26 kein Lateralrandabschnitt verläuft, so dass sich dort also ein Bewegungsspalt 62 zwischen der Abdeckplatte und der Aussparung 30 an der Vorderseite 28 des Gehäuses 26 bildet.
Die Kinematik der Bedienvorrichtung 18 ist in 3 gezeigt. Die Blattfeder 56 und die Abdeckplatte 24 sind an ihren jeweiligen gegenüberliegenden Enden an Festlagern (in 3 durch die Dreiecke angedeutet) gelagert. Die beiden (Montage-)Enden 57 der beiden Arme 55 der Blattfeder 56 sind, wie beispielsweise anhand von 5 zu erkennen ist, an der Unterseite 42 des Gehäuses 26 befestigt, womit sich die beiden in 3 unteren Lager bilden. Die Abdeckplatte 24 ist an ihren Auflageenden 23 am in 3 nicht gezeigten Gehäuse aufliegend gelagert, womit die in 3 beiden oberen Lager gebildet sind.
Wird nun wie in 3 anhand des Pfeils F gezeigt, auf die Bedienoberfläche 40 der Abdeckplatte 24 eine Andrückkraft ausgeübt, so bewegt sich die Abdeckplatte 24 nach unten und biegt sich dabei durch. Diese Durchbiegung wird im Bereich des Bewegungsübertragungselements 50, das sich vorzugsweise symmetrisch zur Mittellinie der Abdeckplatte 24 zwischen deren Auflageenden 23 erstreckt, nach unten übertragen, womit sich die Blattfeder 56 bzw. allgemein die Rückholfeder 58 spannt. Beim Loslassen/Aufheben der Andrückkraft bewegen sich dann Rückholfeder 58 und Abdeckplatte 24 wieder zurück in ihre Ausgangspositionen.
Der Vorteil diese Konstruktion, d. h. der Vorteil der Anordnung und Konstruktion des Bewegungsübertragungselements 50 besteht darin, dass sich dieses zuverlässig und in Wesentlichen gleichbleibend nach unten bewegt, wenn an einer beliebigen Stelle der Abdeckplatte 24 gegen diese gedrückt wird. Über den Betätigungssensor 46, der beispielsweise als optischer Abstandssensor ausgeführt ist, lässt sich der Bewegungsversatz des Bewegungsübertragungselements 50 erfassen, den dieses beim Drücken gegen die Abdeckplatte 24 erfährt. Hierzu ist der Betätigungssensor 46 beispielsweise auf der Trägerplatte 44 angeordnet und „blickt“ von dort auf den umgebogenen mittleren Abschnitt des unteren Endes 60 des Bewegungsübertragungselements 50 (siehe 6). Durch den Pfeil in 6 ist angedeutet, dass sich das untere Ende 60 des Bewegungsübertragungselements 50 nach unten bewegt, wenn, wie durch den weiteren Pfeil F in 6 angedeutet, von oben auf die Abdeckplatte 24 Druck ausgeübt wird. Da die Position des Betätigungssensors 46 relativ zum Gehäuse 26 unverändert bleibt, kann eine Abstandsveränderung also beispielsweise optisch, kapazitiv, induktiv o.dgl. erkannt werden.
In 6 ist überdies noch angedeutet, dass innerhalb des Gehäuses, nämlich auf der Trägerplatte 44 ein oder mehrere Hinterleuchtungslichtquellen 64 angeordnet sind, deren Licht beispielsweise durch Lichtleiter oder Reflektoren von unten gegen die Unterseite 48 der Abdeckplatte 24 gerichtet ist, wobei der Boden 66 der Aussparung 30 des Gehäuses 26 für das Licht transparente Zonen oder gar Öffnungen aufweist, damit das Hinterleuchtungslicht aus dem Gehäuse 26 heraus und von unten gegen die Abdeckplatte 24 gelangt, wo die Symbole oder alphanumerischen Zeichen der Bedienfelder 20 hinterleuchtet werden. Zu diesem Zweck kann die Unterseite 48 der Abdeckplatte 24 eine lichtundurchlässige Beschichtung aufweisen, die frei geschnittene, typischerweise durch Laser frei geschnittene Symbole oder alphanumerische Zeichen aufweist, die dann durch die Hinterleuchtung deutlicher sichtbar werden.
Für die Auswertung dahingehend, ob eine manuelle Betätigung der Abdeckplatte 24 eine gültige Befehlseingabe bedeutet, dient eine Auswerteeinheit 68, die schematisch in 3 angedeutet ist. Diese Auswerteeinheit 68, die elektronisch arbeitet und beispielsweise I/o-Ports, Speicher und einen Mikroprozessor aufweist, erhält Signale vom Betätigungssensor 46 sowie von einer Berührungssensorik 70 an beispielsweise der Unterseite der Abdeckplatte 24. Diese Berührungssensorik kann kapazitiv, resistiv, optisch o.dgl. arbeiten. Durch die Berührungssensorik 70 wird also die Position erkannt, an der auf der Bedienoberfläche 40 der Abdeckplatte 24 gegen diese gedrückt wird. Der Betätigungssensor 46 gibt ein Messignal aus, das repräsentativ ist für die Veränderung seines Abstandes zum Montageende 60 des Bewegungsübertragungselements 50. Ist eine vorgegebene Mindestabstandsänderung erreicht, so wird eine gültige/valide manuelle Bedienung der Bedienoberfläche 40 der Bedienvorrichtung 18 erkannt, um dann die Aktion auszulösen, die dem berührten Bedienfeld 20 der Abdeckplatte 24 zugeordnet ist.
Wie weiter oben beschrieben ist, befindet sich unterhalb des Längsrandabschnittes 61 der Abdeckplatte 24 der Bewegungsspalt 62. Wird die Bedienvorrichtung 18, wie in 1 gezeigt, dergestalt ausgerichtet, dass sich dieser Bewegungsspalt 62 am im Einbauzustand unteren Rand der Bedienvorrichtung 18 befindet, so wird also weiterhin zuverlässig das Eindringen von beispielsweise Flüssigkeiten in die Bedienvorrichtung 18 verhindert. Hierzu trägt vor allem auch die geschlossene Bedienoberfläche 40 bei.
Bezugszeichenliste

10: Instrumententafel
12: Innenraum
14: Fahrzeug
16: Display
18: Bedienvorrichtung
20: Bedienfelder
23: Auflageenden der Abdeckplatte
24: Abdeckplatte
25: Längsrandabschnitte der Abdeckplatte
26: Gehäuse
28: Vorderseite
30: Aussparung
32: Schmalränder
34: Auflagerandabschnitte
36: Lateralrandabschnitt
38: Fixierband
40: Bedienoberfläche auf der Oberseite der Abdeckplatte
42: Unterseite der Abdeckplatte
44: Trägerplatte
46: Betätigungssensor
48: Unterseite des Gehäuses
50: Bewegungsübertragungselement
51: Führungsvorsprung
52: Öffnung
53: Montagelement
54: Montagerandabschnitt
55: Blattfederarme
56: Blattfeder
57: Montageenden der Blattfeder
58: Rückholfeder
60: unteres Ende des Bewegungsübertragungselements
61: Längsrandabschnitt
62: Bewegungsspalt
64: Hinterleuchtungslichtquellen
66: Boden der Aussparung an der Vorderseite des Gehäuses
68: Auswerteeinheit
70: Berührungssensorik

Claims

Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug, mit - einem Gehäuse (26), das eine Vorderseite (28) mit einer Aussparung (30) aufweist, die sich zwischen zwei gegenüberliegenden Auflagerandabschnitten (34) an der Vorderseite (28) des Gehäuses (26) erstreckt, - einer elastischen und/oder direkt oder indirekt elastisch gelagerten Abdeckplatte (24), die zwei gegenüberliegende Auflageenden (23) zur Auflage auf den beiden Auflagerandabschnitten (34), an denen die Abdeckplatte (24) an dem Gehäuse (26) befestigt ist, aufweist und die Aussparung (30) überdeckt, - wobei die Abdeckplatte (24) eine Berührungssensorik (70) und eine der Aussparung (30) zugewandte Unterseite (42) sowie eine der Aussparung (30) abgewandte Oberseite mit einer Bedienoberfläche (40) mit mehreren Bedienfeldern (20) zur manuellen Betätigung der Abdeckplatte (24) zwecks Eingabe von Befehlen durch an den Bedienfeldern (20) erfolgendes Drücken gegen die Abdeckplatte (24) mit einer Mindestandrückkraft aufweist, - einem Betätigungssensor (46) zur Erfassung einer Durchbiegung der Abdeckplatte (24) bei deren manuellen Betätigung, - einem Bewegungsübertragungselement (50) zur Übertragung der Bewegung der Abdeckplatte (24) bei deren Durchbiegung an den Betätigungssensor (46), - wobei das Bewegungsübertragungselement (50) im mittleren Bereich der Abdeckplatte (24) zwischen deren beiden Auflageenden (23) angeordnet ist und einen geradlinigen Montagerandabschnitt (54), der parallel zur durch die beiden Auflageenden (23) definierten Längserstreckung der Abdeckplatte (24) verläuft und entlang dem das Bewegungsübertragungselement (50) an der Unterseite (42) der Abdeckplatte (24) von dieser abstehend angebracht ist, und ein der Abdeckplatte (24) abgewandtes unteres Ende (60) aufweist, und - einer Auswerteeinheit (68), die Eingangssingale von der Berührungssensorik (70) und dem Betätigungssensor (46) empfängt und bei Erkennung einer validen manuellen Betätigung der Bedienoberfläche (40) der Abdeckplatte (24) durch manuelles Drücken gegen die Abdeckplatte (24) an einem Bedienfeld (20) ein Ausgangssignal zur Auslösung einer dem Eingabebefehl zugeordneten Aktion erzeugt, dadurch gekennzeichnet, - dass der Montagerandabschnitt (54) des Bewegungsübertragungselements (50) eine Länge aufweist, die zwischen 1/6 und 1/2 der Längserstreckung der Abdeckplatte (24) zwischen deren Auflageenden (23) beträgt und/oder dass der Montagerandabschnitt (54) des Bewegungsübertragungselements (50) symmetrisch zur Mitte der Abdeckplatte (24) zwischen deren Auflageenden (23) angeordnet ist.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsübertragungselement (50) als Platte ausgebildet ist, die sich von dem Montagerandabschnitt (54) erstreckende, von der Unterseite (42) der Abdeckplatte (24) weg gerichtete Seitenrandabschnitte aufweist, die parallel zueinander oder aufeinander zu bis zum unteren Ende (60) des Bewegungsübertragungselements (50) verlaufen.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende (60) des Bewegungsübertragungselements (50) einen zum Montagerandabschnitt (54) parallelen Randabschnitt aufweist.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte des Bewegungsübertragungselements (50) eine Öffnung aufweist und dass der Montagerandabschnitt (54), die Seitenrandabschnitte und das untere Ende (60) des Bewegungsübertragungselements (50) einen Rahmen bilden.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine mit der Abdeckplatte (24) direkt oder indirekt zusammenwirkende Rückholfeder (58) zur Unterstützung der Zurückbewegung der Abdeckplatte (24) nach einem manuellen Niederdrücken derselben.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückholfeder (58) als eine Blattfeder (56) ausgebildet ist, die zumindest an einer der beiden jeweils zu einem Auflageende (23) der Abdeckplatte (24) weisenden Seiten des Bewegungsübertragungselements (50) von diesem absteht und ein dem Bewegungsübertragungselement (50) abgewandtes Montageende (57) aufweist, an dem die Blattfeder (56) an dem Gehäuse (26) befestigt ist.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (56) beidseitig des Bewegungsübertragungselements (50) jeweils zu einem Auflageende (23) der Abdeckplatte (24) weisend übersteht und zwei an dem Gehäuse (26) befestigte Montageenden (57) aufweist.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte des Bewegungsübertragungselements (50) und die Blattfeder (56) einteilig ausgebildet sind und Metall, insbesondere Stahl und vorzugsweise Federstahl aufweisen, wobei die Platte am unteren Rand umgebogen ist und sich an diesem umgebogenen unteren Rand ein Mittelteil der Blattfeder (56) anschließt, von dem aus sich zu einer oder zu beiden zu jeweils einem Auflageende (23) der Abdeckplatte (24) weisenden Seiten ein oder jeweils ein Blattfederarm (55) erstreckt.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein an der Unterseite (42) der Abdeckplatte (24) befestigtes Montageelement (53), an dem der Montagerandabschnitt (54) des Bewegungsübertragungselements (50) befestigt ist.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (30) an der Vorderseite (28) des Gehäuses (26) einen die beiden Auflagerandabschnitte (34) des Gehäuses (26) verbindenden Lateralrandabschnitt (36) aufweist, an dem ein erster Lateralrandabschnitt (25) der Abdeckplatte (24) aufliegt oder aufliegend befestigt ist, und dass das Bewegungsübertragungselement (50) an einem dem ersten Lateralrandabschnitt (25) der Abdeckplatte (24) gegenüberliegenden zweiten Lateralrandabschnitt (61) der Abdeckplatte (24) montiert ist, wobei unterhalb dieses zweiten Lateralrandabschnitts (61) der Abdeckplatte (24) bis zur Aussparung (30) des Gehäuses (26) ein Bewegungsspalt (62) angeordnet ist.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (30) an der Vorderseite (28) des Gehäuses (26) einen Boden (66) aufweist, in dem Lichtaustrittsöffnungen oder transparente Bereiche für Hinterleuchtungslicht zum Hinterleuchten der Bedienfelder (20) der Abdeckplatte (24) ausgebildet sind, und dass in dem Gehäuse (26) mindestens eine Hinterleuchtungslichtquelle (64) für Hinterleuchtungslicht angeordnet ist.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungssensor (46) ein Weg- oder Kraftsensor oder ein für mechanische Beanspruchungen empfindlicher Sensor ist.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungssensor (46) als ein optischer Wegsensor zur Erfassung einer bei einer Durchbiegung der Abdeckplatte (24) erfolgenden Änderung des Abstandes des unteren Endes (60) des Bewegungsübertragungselements (50) zu dem Gehäuse (26) und insbesondre zur Unterseite (48) des Gehäuses (26) ausgebildet ist.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) ein für Hinterleuchtungslicht transparentes Material, wie z.B. Glas oder Kunststoff aufweist.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) streifenförmig ausgebildet ist und dass die Bedienfelder (20) an der Oberseite der Abdeckplatte (24) in deren Längserstreckung nebeneinander aufeinanderfolgend angeordnet sind.