用于车辆的控制装置和用于操作这种控制装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于车辆的控制装置(10)以及一种用于操作这种控制装置的方法，特别是用于控制安全相关的功能的控制装置(10)。控制装置(10)包括：具有用于控制输入的至少一个控制面板(18)的至少一个控制界面(12)；和用于检测所述控制面板(18)的区域中的控制输入的传感器系统。传感器系统具有至少一个具有第一导电传感器结构的第一电容式传感器装置(14a)和具有第二导电传感器结构的第二电容式传感器装置(14b)，所述传感器结构安装在所述控制面板(18)的区域中的用户界面(12)下方。所述第一传感器结构和第二传感器结构在控制面板(18)的至少一部分中具有梳状和/或蜿蜒的形状并且以相互啮合的方式布置。

Control device for vehicle and method for operating such control device

The present invention relates to a control device (10) for a vehicle and a method for operating such a control device, in particular a control device (10) for controlling security related functions. The control device (10) includes at least one control interface (12) having at least one control panel (18) to control the input, and a sensor system for detecting control input in the area of the control panel (18). The sensor system has at least one first capacitive sensor device (14a) with a first conductive sensor structure and a second capacitive sensor device (14b) with second conductive sensor structures, and the sensor structure is installed under the user interface (12) in the area of the control panel (18). The first sensor structure and the second sensor structure have a comb and / or meandering shape in at least part of the control panel (18) and are arranged in a intermeshing manner.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆的控制装置和用于操作这种控制装置的方法
本专利技术涉及一种用于车辆的操作员控制装置，特别是用于控制安全相关的功能的操作员控制装置，其中操作员控制装置具有至少一个用户界面，该用户界面具有用于用户输入的至少一个用户输入面板和用于识别用户输入面板的区域中的用户输入的传感器系统。在这种情况下，传感器系统具有至少一个具有第一导电传感器结构的第一电容式传感器装置和具有第二导电传感器结构的第二电容式传感器装置，所述传感器结构布置在用户输入面板的区域中的用户界面下方。此外，本专利技术涉及一种如上所述的用于操作操作员控制装置的方法。
技术介绍
具有用户界面的操作员控制装置基本上从现有技术中已知，用户界面具有传感器系统，传感器系统具有用于识别用户输入的电容式传感器装置。具体地，具有用于识别用户输入的电容式传感器装置的操作员控制装置已知具有输入屏幕作为用户界面，例如从DE102011011769A1或DE102007039609A1中已知。在电容式传感器装置中，在这种情况下基于所谓的“电容性原理”来识别用户输入，该电容性原理涉及在相关传感器结构的检测区域中通过人手或手指接近特别是接触用户界面，导致相关传感器结构与环境且与参考电极(如果存在的话)的电容耦合的变化，电容耦合的变化能够通过计量进行记录。从传感器结构与环境和/或与参考电极的电容耦合的所记录的变化，然后可以推断用户输入。为了记录传感器结构与环境和/或与参考电极的电容耦合或者电容耦合的变化，现有技术具有各种可用的方法。例如借助于谐振电路或使用其中记录电流变化的充电过程，或者例如借助于其他合适的方法，原理上可以测量电容耦合的记录。此外，对于其它应用，已知由Microchip公司开发的方法，即所谓的基于简单电压测量的CVD(电容分压器)方法，所谓的CVD自身方法涉及传感器结构与环境的电容耦合的变化被记录，并且所谓的CVD相互方法涉及传感器结构与参考电极的电容耦合的变化被记录。在安全相关的系统中，重要的是要及时识别用于信号捕获的传感器或所述传感器的信号路径的错误响应，以便能够将系统转换到安全状态。在此背景下，现有技术公开了各种故障检测机构，特别是以冗余方式捕获安全相关的信号是已知的实践，为此通常提供至少一个相应的附加传感器，其期望的传感器信号被捕获并且尽可能独立地进行评估，并且可以使用各种方法特别是通过比较来用另一传感器的传感器信号进行合理化(plausibilize)。如果传感器信号看起来不合理，则识别故障状态并将系统转换到安全状态。此外，现有技术公开了有意刺激各个传感器并比较和合理化随后生成并捕获的传感器信号与期望的信号值的实践。特别是在具有至少一个输入屏幕作为用户界面的操作员控制装置的情况下，首先在触摸屏的情况下，对用户输入的正确识别是很大的挑战，因为与机械用户输入装置或标准开关的情况下不同，不会引起可以通过适当的开关明确且容易地识别的机械操作，而仅仅是单纯地接近或无意接触输入屏幕可能导致电容耦合的变化，即使没有用户输入是期望的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种替代的用户输入装置以及替代方法，尤其是改进的用户输入装置以及改进的方法，其提供了允许控制安全相关的功能的简单方式(即使操作员控制装置具有输入屏幕作为用户界面)，使得操作员控制装置可以用于控制安全相关的功能。该目的通过根据本专利技术的操作员控制装置以及如相应的独立权利要求所要求保护的根据本专利技术的方法来实现。本专利技术的有利实施例是从属权利要求、说明书和附图的主题。根据本专利技术的操作员控制装置的特征在于，第一传感器结构和第二传感器结构每个都以梳状和/或蜿蜒的方式配置并且至少在用户输入面板的分区中以相互啮合的方式布置。由于两个相应的传感器结构布置在公共控制面板的区域中，所以单个传感器结构及其梳状布置的这种配置允许以简单的方式实现用户输入的特别有利的冗余识别。在根据本专利技术的操作员控制装置的一个有利的配置中，在这种情况下，传感器结构分别布置在用户输入面板的区域中的用户界面下方的平面中，优选地在平行于用户界面的平面中，特别是在公共平面中。在根据本专利技术的操作员控制装置的另一有利的配置中，用户界面具有多个用户输入面板，其中每个用户输入面板具有用于识别相关的用户输入面板的区域中的用户输入的相关的传感器系统。在这种情况下，与用户输入面板相关的每个传感器系统具有至少一个具有第一导电传感器结构的第一电容式传感器装置和具有第二导电传感器结构的第二电容式传感器装置，所述传感器结构特别地各自布置在相关的用户输入面板的用户界面下方，并且优选的是各自以梳状和/或蜿蜒的方式配置并且在相关的用户输入面板的分区中以相互啮合的方式布置。也就是说，如果用户界面具有多个用户输入面板，则每个用户输入面板具有如上所述的相关的传感器系统，其具有至少一个具有第一传感器结构的第一电容式传感器装置和具有第二传感器结构的第二电容式传感器装置，所述传感器结构各自以梳状和/或蜿蜒的方式配置并且以相互啮合的方式布置。作为优选，至少一个用户界面在这种情况下由至少一个输入屏幕形成，每个输入屏幕能够具有多个用户输入面板。作为优选，两个传感器系统的至少两个第一传感器结构或两个第二传感器结构彼此电连接，并且作为特别优选，第一传感器结构或第二传感器结构分别彼此连接。其结果是，在多个传感器系统上延伸的相应的传感器结构可以用于多个传感器系统作为控制传感器，由此可以以特别简单的方式对捕获的传感器信号进行简单的合理化。在根据本专利技术的操作员控制装置的另一有利的配置中，至少一个传感器系统配置为记录与参考状态相比的第一传感器结构与环境和/或参考电极的电容耦合的相应变化和第二传感器结构与环境和/或参考电极的电容耦合的变化，特别是由于用户输入面板的区域中的用户输入引起的电容耦合的变化。在根据本专利技术的操作员控制装置的特别有利的配置中，传感器系统配置为使得为了记录至少一个传感器结构与环境的电容耦合的变化，在第一扫描周期中，参考电容和由传感器结构和环境形成的测量电容各自可以在第一步骤中以限定的电势被充电，参考电容能够用第一限定的电势充电，并且测量电容能够用第二限定的电势充电。此外，传感器系统配置为使得参考电容和由传感器结构和环境形成的测量电容可以在进一步的步骤中短路，并且在测量电容和参考电容之间产生的所得到的电势可以作为传感器信号被记录在进一步的步骤中，所得到的电势基于第一和第二电势并且还基于参考电容的大小和基于测量电容的大小产生。在这种情况下，测量电容可以通过施加到传感器结构的限定的电势来充电。为了特别准确地记录传感器结构与环境的电容耦合的变化，可以在每个细节上重复第一扫描周期的上述前两个步骤。在根据本专利技术的操作员控制装置的另一优选配置中，传感器系统配置成使得在另一扫描周期中，优选地在第二和/或第三和/或第四扫描周期中，参考电容可以用第二电势充电，且测量电容可以用第一步骤中的第一电势充电，参考电容和由传感器结构和环境形成的测量电容可以在进一步的步骤中短路，并且在测量电容和参考电容之间产生的所得到的电势可以作为传感器信号被记录在进一步的步骤中，所得到的电势基于第一和第二电势并且还基于参考电容的大小和基于测量电容的大小产生。也就是说，作为优选，相关电容在优选地在第一扫描周期之后的第二或另一扫描周期中被逆向充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的操作员控制装置(10)，特别是用于控制安全相关的功能的操作员控制装置(10)，其中，所述操作员控制装置(10)具有：‑具有用于用户输入的至少一个用户输入面板(18)的至少一个用户界面(12)；和‑用于识别所述用户输入面板(18)的区域中的用户输入的传感器系统，其中，所述传感器系统具有至少一个具有第一导电传感器结构(19)的第一电容式传感器装置(14a)和具有第二导电传感器结构(20)的第二电容式传感器装置(14b)，所述传感器结构(19、20)布置在所述用户输入面板(18)的区域中的用户界面(12)下方，其特征在于，所述第一传感器结构(19)和第二传感器结构(20)各自以梳状和/或蜿蜒的方式配置，并且至少在所述用户输入面板(18)的分区中以相互啮合的方式布置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.30 DE 102015112444.01.一种用于车辆的操作员控制装置(10)，特别是用于控制安全相关的功能的操作员控制装置(10)，其中，所述操作员控制装置(10)具有：-具有用于用户输入的至少一个用户输入面板(18)的至少一个用户界面(12)；和-用于识别所述用户输入面板(18)的区域中的用户输入的传感器系统，其中，所述传感器系统具有至少一个具有第一导电传感器结构(19)的第一电容式传感器装置(14a)和具有第二导电传感器结构(20)的第二电容式传感器装置(14b)，所述传感器结构(19、20)布置在所述用户输入面板(18)的区域中的用户界面(12)下方，其特征在于，所述第一传感器结构(19)和第二传感器结构(20)各自以梳状和/或蜿蜒的方式配置，并且至少在所述用户输入面板(18)的分区中以相互啮合的方式布置。2.根据权利要求1所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，至少一个用户界面(12)具有多个用户输入面板(18)，其中，每个用户输入面板(18)具有用于识别相关的用户输入面板(18)的区域中的用户输入的相关的传感器系统，其中，与用户输入面板(18)相关的每个传感器系统具有至少一个具有第一导电传感器结构(19)的第一电容式传感器装置(14a)和具有第二导电传感器结构(20)的第二电容式传感器装置(14b)，所述传感器结构(19、20)各自布置在相关的用户输入面板(18)的用户界面(12)下方，并且其中，所述第一传感器结构(19)和第二传感器结构(20)各自以梳状和/或蜿蜒的方式配置，并且至少在相关的用户输入面板(18)的分区中以相互啮合的方式布置。3.根据权利要求1或2所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，两个传感器系统的至少两个第一传感器结构(19)或两个第二传感器结构(20)彼此电连接。4.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，至少一个传感器系统配置为记录与参考状态相比的所述第一传感器结构(10)与环境和/或参考电极的电容耦合的相应变化和所述第二传感器结构(20)与环境和/或参考电极的电容耦合的变化，特别是由于所述用户输入面板(18)的区域中的用户输入引起的电容耦合的变化。5.根据权利要求4所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，所述传感器系统配置成使得为了记录至少一个传感器结构(19、20)与环境的电容耦合的变化，在第一扫描周期(AZ1)中，参考电容(22)和由所述传感器结构(19、20)和环境形成的测量电容(C环境)各自可以在第一步骤(T1)中以限定的电势被充电，所述参考电容(22)能够用第一限定的电势充电，并且所述测量电容(C环境)能够用第二限定的电势充电，参考电容(22)和由所述传感器结构(19、20)和环境形成的测量电容(C环境)可以在进一步的步骤(T2)中短路，并且在所述测量电容(C环境)和参考电容(22)之间产生的所得到的电势(U传感器)可以作为传感器信号被记录在进一步的步骤中，所得到的电势(U传感器)基于所述第一和第二电势并且还基于所述参考电容(22)的大小和基于所述测量电容(C环境)的大小而产生。6.根据权利要求5所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，所述传感器系统配置为使得在另一扫描周期(AZ2)中，优选地在第二和/或第三和/或第四扫描周期中，所述参考电容(22)可以用第二电势充电，且所述测量电容(C环境)可以用第一步骤(T4)中的第一电势充电，参考电容(22)和由所述至少一个传感器结构(19、20)和环境形成的测量电容(C环境)可以在进一步的步骤(T5)中短路，并且在所述测量电容(C环境)和参考电容(22)之间产生的所得到的电势(U传感器)可以作为传感器信号被记录在进一步的步骤(T6)中，所得到的电势(U传感器)基于所述第一和第二电势并且还基于所述参考电容(22)的大小和基于所述测量电容(C环境)的大小产生。7.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作员控制装置(10)，特别是根据权利要求4至6中的至少一项，其特征在于，至少一个传感器系统具有参考电极(20)，其中，所述参考电极(20)可以具有施加至其的限定的电势，并且所述传感器系统配置为使得在所述用户输入面板(18)的区域中的用户输入引起与参考状态相比的至少一个传感器结构(19、20)与所述参考电极(20)的电容耦合的可记录变化。8.根据权利要求7所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，所述传感器系统配置成使得在另一扫描周期(AZ2)中，优选地在第二和/或第三和/或第四扫描周期中，特别的是附加地，所述参考电极(20)可以具有在第一步骤中施加至该参考电极的限定的电势，并且可以在进一步的步骤中记录至少一个传感器结构(19)与所述参考电极(20)的电容耦合。9.根据前述权利要求4至8中的至少一项所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，所述传感器系统配置为连续地、优选依次地、特别是交替地记录至少一个传感器结构(19)与环境的电容耦合的变化以及该传感器结构(19)与所述参考电极(20)的电容耦合的变化。10.根据权利要求7至9中的至少一项所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，至少一个传感器系统的至少一个传感器结构(19、20)也可以作为参考电极(20)连接，其中优选地，所述第一传感器结构(19)和第二传感器结构(20)可以各自作为参考电极(20)连接，特别是依次地。11.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，至少一个传感器系统具有屏蔽装置，所述屏蔽装置具有至少一个屏蔽元件(21)，其中，所述屏蔽装置配置为屏蔽所述第一传感器装置(14a)和/或第二传感器装置(14b)以防止扰动与所述操作员控制装置的部件的电容耦合，所述屏蔽元件(21)优选地由特别布置在所述传感器系统的第一传感器装置(14a)的第一传感器结构(19)与第二传感器装置(14b)的第二传感器结构(20)之间的导电屏蔽结构形成。12.根据权利要求11所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，所述屏蔽元件可以具有在记录所述传感器系统的传感器结构(19、20)的电容耦合的变化期间施加至该屏蔽元件的限定的电势(UAE)，优选地，电势(UAE)至少有时被跟踪至在记录所述传感器结构(19、20)的电容耦合的变化期间施加至所述传感器结构(19、20)的电势(U传感器)，特别地，电势(UAE)遵循施加到所述传感器结构(19、20)的电势(U传感器)的分布。13.根据权利要求12所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，至少一个传感器系统的至少一个传感器结构(19、20)也可作为有源屏蔽元件连接，其中优选地，所述第一传感器结构(19、20)和第二传感器结构(19、20)可以各自作为有源屏蔽元件连接，特别是依次地作为有源屏蔽元件连接。14.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，至少一个传感器系统不仅具有所述第一电容式传感器装置(14a)和第二电容式传感器装置(14b)，而且还具有至少一个另外的传感器装置(16)，用于识别与所述传感器系统相关的用户输入面板(18)的区域中的用户输入，优选的是压敏传感器装置(16)。15.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作员控制装置(10)，特别是根据权利要求4，其特征在于，至少一个传感器系统配置为同时记录所述传感器系统的第一电容式传感器装置(14a)的传感器结构(19)和第二传感器装置(14b)的传感器结构(20)与环境和/或与参考电极的电容耦合的变化，或者在稍微交错的时间记录所述变化，使得捕获的传感器信号的安全相关的合理化是可能的。16.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作员控制装置(10)，特别是根据权利要求4，其特征在于，仅在记录另一传感器装置(14a)的传感器结构(19)与环境和/或与参考电极的电容耦合的变化期间预先识别了用户输入时，至少一个传感器系统被配置成记录电容式传感器装置(14b)的传感器结构(20)与环境和/或与参考电极的电容耦合的变化。17.根据前述权利要求中的至少一项所述的操作员控制装置(10)，其特征在于，所述操作员控制装置(10)具有用于识别至少一个传感器系统中的故障状态的监视装置，其中，所述监视装置配置成合理化所述传感器系统的至少一个传感器装置的至少一个捕获的传感器信号，特别地合理化所述传感器系统的所有传感器装置的传感器信号，其中如果所述传感器系统的至少一个捕获和评估的传感器信号是不合理的，则所述监视...

【专利技术属性】
技术研发人员：S施陶德，
申请(专利权)人：法雷奥开关和传感器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE