DE10352044A1

DE10352044A1 - Eingabeeinrichtung, insbesondere zur Veranlassung von Schaltoperationen im Innenbereich eines Fahrzeuges, sowie hiermit ausgestattetes Interierbauteil

Info

Publication number: DE10352044A1
Application number: DE10352044A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Petri
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2005-06-09

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Eingabeeinrichtung zur Veranlassung von Schaltoperationen durch einen sich im Innenbereich eines Kraftfahrzeuges befindenden Anwender. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingabeeinrichtung zur anwenderseitig veranlassten, selektiven Schaltsignalgenerierung zu schaffen, die unter fertigungs- und montagetechnischen Gesichtspunkten Vorteile gegenüber herkömmlichen Eingabeeinrichtungen bietet. DOLLAR A Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Eingabeeinrichtung zur Generierung eines Schaltsignals nach Maßgabe einer durch einen Anwender veranlassten Schaltaktion, mit einer Detektionseinrichtung, zur Detektion einer Schaltaktion und hierauf basierender Generierung eines Schaltsignals, einer Trägereinrichtung zur Bereitstellung einer die Detektionseinrichtung aufnehmenden tragfähigen Struktur, und einem Polster- oder Schaummaterialabschnitt, der einen dem Anwender zugänglichen Außenflächenabschnitt aufweist und mit der Trägereinrichtung gekoppelt ist, wobei die Detektionseinrichtung zumindest abschnittsweise von jenem Polster- oder Schaummaterialabschnitt abgedeckt ist, und der Schaummaterialabschnitt einen zum Anwender hin frei liegenden Außenflächenabschnitt bildet, wobei die Detektionseinrichtung in Relation zu dem Außenflächenabschnitt derart angeordnet ist, dass sich in dem Außenflächenabschnitt eine hinsichtlich der Detektion der Schaltaktion sensitive Zone ergibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Eingabeeinrichtung zur Veranlassung von Schaltoperationen durch einen sich im Innenbereich eines Kraftfahrzeuges befindenden Anwender. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf ein mit einer derartigen Eingabeeinrichtung ausgestattetes Interieurbauteil, beispielsweise in Form eines Armaturenbretts oder eines Teils einer Tür- oder Innenverkleidung.

Bei Kraftfahrzeugen sind üblicherweise betriebs- und komfortrelevante Eingabeeinrichtungen im unmittelbaren Umgebungsbereich des Fahrers, beispielsweise im Armaturenbrettbereich, sowie im Türenbereich vorgesehen. Diese Eingabeeinrichtungen können Kontakte aufweisen, die über Tasten oder Schaltknöpfe in einen gewünschten Schaltzustand bringbar sind. Die Eingabeeinrichtungen können über Leiterbahn- oder Kabelbaumeinrichtungen mit einem zugeordneten Verbraucher, oder einer zwischengeschalteten Steuereinrichtung verbunden sein. Die Montage der Schaltereinrichtungen, sowie die Schaffung der erforderlichen elektrischen Anbindung erfordert eine fachmännische Montagetechnik und erweist sich ferner auch als zeitfordernd.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingabeeinrichtung zur anwenderseitig veranlassten, selektiven Schaltsignalgenerierung zu schaffen, die eine vorteilhafte Erfassung von Schaltaktionen ermöglicht und auch unter fertigungs- und montagetechnischen Gesichtspunkten Vorteile gegenüber herkömmlichen Eingabeeinrichtungen bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Eingabeeinrichtung zur Generierung eines Schaltsignals nach Maßgabe einer durch einen Anwender veranlassten Schaltaktion, mit:

– einer Detektionseinrichtung, zur Detektion der Schaltaktion und hierauf basierender Generierung des Schaltsignales,
– einer Trägereinrichtung zur Bereitstellung einer die Detektionseinrichtung aufnehmenden tragfähigen Struktur, und
– einem Polster- oder Schaummaterialabschnitt der einen dem Anwender zugänglichen Außenflächenabschnitt aufweist und mit der Trägereinrichtung gekoppelt ist,
– wobei die Detektionseinrichtung zumindest abschnittsweise von jenem Polster- oder Schaummaterialabschnitt abgedeckt ist, und der Polster- oder Schaummaterialabschnitt einen zum Anwender hin frei liegenden Außenflächenabschnitt unterfüttert, wobei die Detektionseinrichtung in Relation zu dem Außenflächenabschnitt derart angeordnet ist, dass sich in dem Außenflächenabschnitt eine hinsichtlich der Detektion der Schaltaktion sensitive Zone ergibt.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Eingabeeinrichtung zur Generierung eines Schaltsignales zu schaffen, die in einer unter ästhetischen Gesichtspunkten vorteilhaften Weise in einem Bedienerumfeld anordbar ist. Durch die Bildung der schaltsensitiven Zone durch einen Schaumkörperabschnitt ergeben sich insbesondere bei Verwendung dieser Eingabeeinrichtung auch im Hinblick auf die passive Sicherheit des Anwenders Vorteile.

Die erfindungsgemäße Eingabeeinrichtung eignet sich insbesondere zur Realisierung unauffällig in den Armaturenbrettbereich integrierter Schaltflächen, durch welche z.B. motorbetätigt ein Aufschwenken oder Absenken einer Displayeinrichtung oder anderweitig, in Nichtgebrauchstellung unauffällig untergebrachter Komponenten veranlasst werden kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Außenflächenabschnitt mit einer Hautlage versehen. Diese Hautlage kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass diese ein im wesentlichen leder-artiges äußeres Erscheinungsbild bietet. Die Hautlage kann integral mit dem Schaummaterial gebildet sein. Zur integralen Ausbildung der Hautlage mit dem Schaummaterial ist es möglich, die Innenwandung eines entsprechenden Formwerkzeuges mit einem Reaktionsmittel zu beschichten. Insbesondere ist es auch möglich, eine Formrauminnenwand mit einem zur Bildung der Hautlage vorgesehenen Material durch Pulverbeschichtung zu beschichten. Es ist auch möglich, das zur Bildung der Hautlage vorgesehene Material beispielsweise durch eine Vakuum-Umformung an die Innenwandung eines Formwerkzeuges anzulegen und das zur Bildung des Schaumkörpers vorgesehene Material an die Hautlage anzuschäumen. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet der Schaumkörper Teil eines Fahrzeuginterieurbauteils. Der Schaumkörper kann hierbei Teil einer Armaturenbrettanordnung, einer Türverkleidung, einer Fahrzeugmittelkonsole oder auch des Scheibenrahmens oder Himmelbereichs bilden.

Es ist möglich, die Eingabeeinrichtung derart zu konfigurieren, dass die Generierung des Schaltsignals davon abhängt, ob die Berührung der sensitiven Zone unter einem vorgegebenen Anpressdruck oder einem vorgegebenen Eindruckgrad der sensitiven Zone erfolgt. Es ist auch möglich, die Eingabeeinrichtung derart zu konfigurieren, dass diese ein Schaltsignal bereits erzeugt, wenn eine definierte Annäherung an die sensitive Zone erfolgt. Als Kriterium für die Generierung des Schaltsignals vor Berührung der sensitiven Zone kann beispielsweise die Annäherungsgeschwindigkeit oder die Unterschreitung eines Mindestabstands Berücksichtigung finden.

Die Detektionseinrichtung ist in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass diese die Schaltaktion auf Grundlage elektrostatischer oder kapazitiver Wechselwirkungseffekte erfasst. Alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es auch möglich, die Detektionseinrichtung derart auszubilden, dass diese die Schaltaktion auf Grundlage piezoelektrischer Wechselwirkungseffekte erfasst.

Weiterhin ist es auch möglich, die Schaltaktion auf Grundlage induktiver, akustischer, ohmscher oder auch thermischer Wechselwirkungseffekte zu erfassen. Vorzugsweise ist die Detektionseinrichtung derart ausgebildet, dass die Sensitivität derselben einstellbar veränderbar ist.

Eine unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die Detektionseinrichtung auf einer Leiterplatte ausgebildet ist, die durch eine flexible Folienleitereinrichtung gebildet ist. Diese Folienleitereinrichtung kann gemeinsam mit der darauf angeordneten Detektionseinrichtung bedarfsweise vollständig in den Schaumkörper eingeschäumt sein. Die sensitive Zone weist vorzugsweise eine Fläche von wenigstens 100 mm² auf, so dass diese beispielsweise durch den Zeigefinger eines Anwenders zuverlässig getroffen und in diesem Zusammenhang betätigt werden kann. Es ist möglich, die sensitive Zone derart auszubilden, dass innerhalb dieser sensitiven Zone bestimmte Positionen voneinander unterschieden werden können. Hierdurch wird es möglich, durch die erfindungsgemäße Detektionseinrichtung ein durch eine Interieur-Innenfläche gebildetes Touch-Pad zu schaffen. Die sensitive Zone kann in diesem Zusammenhang in mehrere Unterzonen unterteilt sein, wobei über die jeweiligen Unterzonen unterzonen-spezifische Schaltsignale generierbar sind.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es möglich, im Innenbereich eines Kraftfahrzeuges hinsichtlich der Generierung eines Schaltsignals sensitive Oberflächen durch Interieurbauteile bereitzustellen. Die erfindungsgemäße Eingabeeinrichtung kann beispielsweise im Bodenbereich eines Handschuhkastens verwirklicht sein und ermöglicht in diesem Zusammenhang eine Komfortbedienung des Handschuhkastens, indem ein Schloss- und Öffnungsmechanismus des Handschuhkastens durch im Bodenbereich des Handschuhkastens vorgesehene sensitive Zonen betätigt werden kann.

Die erfindungsgemäße Eingabeeinrichtung kann in weiterhin besonders vorteilhafter Weise auch zur Ansteuerung eines Fensterheber- oder Schiebedachantriebs Anwendung finden. Bei entsprechend transluzenter Ausgestaltung des Schaummate rials sowie der gegebenenfalls dieses abdeckenden Hautlage können die sensitiven Zonen auch als leuchtende Flächenabschnitte kenntlich gemacht werden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.
Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht des Armaturenbrettbereichs eines Kraftfahrzeuges mit darin angedeuteten, für die erfindungsgemäße Eingabeeinrichtung bevorzugt in Frage kommenden Flächenabschnitten,
2 eine vereinfachte Schnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines geschäumten Interieurbauteils mit integrierter Eingabeeinrichtung,
3 eine perspektivische Skizze zur Erläuterung einer vorteilhaften Anordnung eines Folienleiters an einem Trägerteil, das im Rahmen eines nachgeordneten Fertigungsschritts abschnittsweise in einen Schaummaterialabschnitt eingebettet wird,
4 eine Skizze zur Erläuterung einer, durch eine Prägemarkierung kenntlich gemachten sensitiven Zone, beispielsweise innerhalb einer Lenkrad-Airbagabdeckung,
5 eine Skizze zur Erläuterung der Anordnung einer erfindungsgemäßen Eingabeeinrichtung im Bodenbereich eines Handschuhkastendeckels.
Der in 1 gezeigte Innenbereich eines Kraftfahrzeuges umfasst mehrere Interieurbauteile, die aus einem oberflächlich verhauteten Schaummaterial gebildet sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um Abschnitte des Armaturenbretts 1, der daran angebrachten Instrumentenabdeckung 2, dem Fahrzeuglenkrad 3, der Scheibenholmabdeckungen 4, der Türverkleidungen 5, 6 sowie der Fahrzeugmittelkonsole 7.
Die genannten Interieurbauteile können lokal mit erfindungsgemäß ausgestalteten sensitiven Zonen A1 ... A8 ausgebildet sein. Über diese sensitiven Zonen A1 bis A8 können Schaltsignale generiert werden, über welche fahrzeugbetriebsrelevante, oder auch komfortrelevante Abläufe gesteuert werden können. So ist es beispielsweise möglich, über die an den Türverkleidungen 5, 6 ausgebildeten sensitiven Zonen A5, A6 die Betätigung der Fensterheber oder beispielsweise auch die Einstellung der Außenspiegel 8 vorzunehmen. Die sensitiven Zonen sind vorzugsweise an einer für die Veranlassung des entsprechenden Schaltvorgangs intuitiv vorteilhaft auffindbaren Stelle angeordnet. Die hier beispielhaft im zentralen Nabenbereich des Lenkrads 3 angeordnete sensitive Zone A3 kann zur Einschaltung einer Warnblinkanlage Anwendung finden. Die sensitive Zone A3 kann im Bereich einer Airbag-Abdeckung verwirklicht sein. Insbesondere die hier angedeuteten sensitiven Zonen A2 und A4 können so ausgebildet sein, dass diese in mehrere Unterzonen untergliedert sind, so dass in Abhängigkeit von der Berührposition der sensitiven Zonen A2, A4 unterschiedliche Schaltsignale über diese sensitiven Zonen generierbar sind. Die sensitive Zone A4 kann beispielsweise einen Nummernblock oder auch eine tastaturartige Eingabefläche bereitstellen.
2 zeigt stark vereinfacht den Aufbau eines Interieurbauteils wie es beispielsweise bei dem Armaturenbrett gemäß 1 im Bereich der sensitiven Zone A1 vorgesehen sein kann. Das gezeigte Interieurbauteil umfasst eine im wesentlichen formsteife Trägerstruktur 10 und eine daran befestigte Folienleiterbahn 11. Die Folienleiterbahn 11 ist mit einer hier nicht näher dargestellten Signalgewinnungseinrichtung versehen, die ein Leiterbahnenfeld umfasst, das in seinem Aufbau im wesentlichen dem Leiterbahnensystem gemäß 5 entspricht. Die Folienleiterbahn 11 ist von einem Schaumkörper 12 abgedeckt, der an die Folienleiterbahn 11 und an die Trägerstruktur 10 angespritzt ist. Der Schaumkörper 12 ist auf seiner, dem Fahrgastraum zugewandten Außenseite, mit einer lederartig genarbten Hautschicht 14 überzogen.
Die auf der Folienleiterbahn 11 ausgebildete Schaltung ist derart gestaltet, dass bei Berührung der sensitiven Zone Z, beispielsweise durch den Zeigefinger F eines Anwenders, ein Schaltsignal generiert wird, durch welches bestimmte Funktionsabläufe, zum Beispiel das Öffnen eines Fensters, koordiniert werden können. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die gesamte, zur Generierung des Schaltsignals erforderliche Schaltungsuntergruppe, im Bereich der sensitiven Zone Z auf der Folienleiterbahn 11 implementiert.
3 zeigt beispielhaft die Anordnung der Folienleiterbahn 11 auf der Trägerstruktur 10. Die Trägerstruktur 10 ist mit einem Anschlusssteckerabschnitt 15 versehen, durch welchen die Folienleiterbahn 11 an das weitere Bordnetz des Kraftfahrzeuges ankoppelbar ist. Die Übertragung der durch die erfindungsgemäße Eingabeeinrichtung generierten Schaltsignale kann durch ein Bussystem erfolgen. Auf der Folienleiterbahn 11 können die zur Schaltsignalgenerierung vorgesehenen Schaltungsbauteile 17, 18, 19 unmittelbar angebracht sein. Bei dem Schaltungsbauteil 17 handelt es sich um einen Mikroprozessor zur Verarbeitung der über die Leitungsbahnen 20 detektierten Eingabeereignisse eines Anwenders.
4 zeigt stark vereinfacht den Aufbau einer erfindungsgemäßen Eingabeeinrichtung wie sie insbesondere im Nabenbereich des in 1 dargestellten Fahrzeuglenkrades Anwendung finden kann. Die sensitive Zone A3 ist durch eine reliefartige, in der Hautschicht 14 ausgebildete Prägung kenntlich gemacht. Die Berührung der sensitiven Zone A3 durch den Anwender führt zur Generierung eines, eine Warnblinkanlage aktivierenden Schaltsignals.
Erfindungsgemäß werden die zur Detektion einer Schaltaktion vorgesehenen Sensoren, insbesondere Piezo-Sensoren oder kapazitive Sensoren auf dem Träger eines Interieurbauteils befestigt und anschließend eingeschäumt, sodass sich auf der Außenfläche des Schaumkörpers eine sensitive Hautzone ergibt. Die notwendige Verbindungs- und Schaltungstechnik kann in vorteilhafter Weise durch PCB (Leiterplatten) und/oder populated flat wire (mit elektronischen Bauteilen bestückten Folienleitern) realisiert werden. Bei der Verwendung von Piezo-Sensoren ist es möglich, die Schaltung derart zu konfigurieren, dass zur Auslösung eines Schaltsignals ein definierter Betätigungsdruck erforderlich ist. Bei der Ausbildung der Senso ren als kapazitive Sensoren ist es möglich, die Schaltung derart zu konfigurieren, dass das Schaltsignal bereits bei Näherung des Fingers eines Anwenders ausgelöst wird, wobei vorzugsweise der zur Generierung des Schaltsignals kritische Abstand benutzerseitig einstellbar ist.
5 zeigt schematisch den Bodenbereich eines Handschuhkastens mit darauf angeordneten Leiterbahnabschnitten 20 sowie Piezo-Sensorelementen 21, 22. Die Leiterbahnabschnitte 20 sind derart gegliedert, dass durch diese eine in mehrere Unterzonen untergliederte sensitive Zone bereitgestellt ist. Über diese in Unterzonen untergliederte sensitive Zone kann eine Nummern-Blockeingabefläche geschaffen werden, über welche beispielsweise eine Fahrzeugwegfahrsperre ansteuerbar ist. Es ist auch möglich, über die derart im Bodenbereich des Handschuhkastens ausgebildete sensitive Zone eine Eingabefläche für ein Navigationssystem zu schaffen.
Die hier angedeuteten Piezo-Sensorelemente 21, 22 dienen der Generierung eines Schaltsignals durch welches der Handschuhkasten motorbetätigt geöffnet und geschlossen werden kann.

Claims

Eingabeeinrichtung zur Generierung eines Schaltsignals nach Maßgabe einer durch einen Anwender veranlassten Schaltaktion, mit: – einer Detektionseinrichtung, zur Detektion einer Schaltaktion und hierauf basierender Generierung eines Schaltsignales, – einer Trägereinrichtung zur Bereitstellung einer die Detektionseinrichtung aufnehmenden hinreichend tragfähigen Struktur, und – einem Polster- oder Schaummaterialabschnitt der einen dem Anwender zugänglichen Außenflächenabschnitt unterfüttert und mit der Trägereinrichtung gekoppelt ist, – wobei die Detektionseinrichtung zumindest abschnittsweise von jenem Polster- oder Schaummaterialabschnitt abgedeckt ist, und der Schaummaterialabschnitt einen zum Anwender hin frei liegenden Außenflächenabschnitt bildet, – wobei die Detektionseinrichtung in Relation zu dem Außenflächenabschnitt derart angeordnet ist, dass sich in dem Außenflächenabschnitt eine hinsichtlich der Detektion der Schaltaktion sensitive Zone ergibt.
Eingabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenflächenabschnitt durch eine Hautlage gebildet ist.
Eingabeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hautlage integral mit dem Schaummaterial gebildet ist.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaummaterial an die Hautlage angeschäumt ist.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkörper Teil eines Fahrzeuginterieurbauteils bildet.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sensitive Zone kenntlich gemacht ist.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Generierung des Schaltsignals davon abhängt, ob die Berührung der Schaltaktionszone unter einem vorgegebenen Anpressdruck erfolgt.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese die Schaltaktion auf Grundlage elektrostatischer, insbesondere kapazitiver Wechselwirkungseffekte erfasst.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese die Schaltaktion auf Grundlage piezoelektrischer Wechselwirkungseffekte erfasst.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese die Schaltaktion auf Grundlage induktiver Wechselwirkungseffekte erfasst.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese die Schaltaktion auf Grundlage akustischer Wechselwirkungseffekte erfasst.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese die Schaltaktion auf Grundlage ohmscher Wechselwirkungseffekte erfasst.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese die Schaltaktion auf Grundlage thermischer Wechselwirkungseffekte erfasst.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensitivität der Detektionseinrichtung einstellbar ist.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Detektionseinrichtung auf einer Folienleitereinrichtung appliziert ist.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung in den Schaumkörper eingeschäumt ist.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung als Touchpad ausgebildet ist.
Eingabeeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die sensitive Zone mehrer Unterzonen umfasst, und über die jeweilige Unterzone ein unterzonenspezifisches Schaltsignal generierbar ist.