本發(fā)明涉及的是一種控制元件，特別是機(jī)動(dòng)車(chē)的控制元件。

背景技術(shù)：

通常，對(duì)在機(jī)動(dòng)車(chē)中使用的控制元件，有節(jié)約重量和結(jié)構(gòu)空間的要求。此外，控制元件必須具有較高的可靠性和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，特別是相對(duì)來(lái)說(shuō)，可以承受較大的溫度變化帶來(lái)的影響?；谶@種原因，優(yōu)選一種結(jié)構(gòu)，其中減少了機(jī)械上相互作用的部件。此外，通過(guò)高要求的機(jī)械設(shè)計(jì)，可以降低車(chē)輛碰撞時(shí)乘客的受傷風(fēng)險(xiǎn)?；谏鲜鲈?，目前優(yōu)選一種設(shè)置有電容評(píng)估裝置的控制元件。通過(guò)測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)，相關(guān)的測(cè)量電容容易受到干擾，例如：不僅僅是有干擾的電磁輻射。特別當(dāng)所用電極之間存在開(kāi)放的氣室，則由于進(jìn)入的污染物或者液體或者濕氣，將導(dǎo)致測(cè)量電容發(fā)生變化，并且干擾控制元件的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此需要一種有電容檢測(cè)功能、不易受干擾、同時(shí)有較高的集成度、不易磨損和較小重量的控制元件。通過(guò)專利申請(qǐng)1中所述的控制元件，解決了該問(wèn)題。這里優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，是相應(yīng)專利申請(qǐng)的內(nèi)容。應(yīng)指出，可以從技術(shù)上，以合理的方式結(jié)合專利申請(qǐng)中說(shuō)明的每個(gè)特點(diǎn)，然后制定本發(fā)明的其它設(shè)計(jì)方案。這里還特別通過(guò)圖示詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明。

本發(fā)明涉及的是一種控制元件，其中設(shè)置有一個(gè)載體。下面詳細(xì)地解釋了載體這個(gè)概念。舉例來(lái)說(shuō)，載體的定義是，在本發(fā)明所述的控制元件中，至少具有一個(gè)部件的支撐面，例如下面所述的層結(jié)構(gòu)。支撐面是平的，或者至少朝著一個(gè)方向彎曲。載體的材料包括塑料，例如熱塑性塑料。此外，控制元件還設(shè)置有一個(gè)操作部件，它具有至少一個(gè)控制面，當(dāng)控制面受到作用力時(shí)，控制面可以移動(dòng)或者彈性變形。例如，操作部件是一種由可彈性彎曲的材料制成的多層結(jié)構(gòu)，根據(jù)光學(xué)和/或者觸覺(jué)上的限制，控制面嵌入至層表面中。根據(jù)本發(fā)明的另外一種結(jié)構(gòu)形式，控制面與操作部件的其余部分相連。

根據(jù)本發(fā)明，在操作部件和載體之間，還設(shè)置有一個(gè)層結(jié)構(gòu)，當(dāng)控制面受到作用力時(shí)，層結(jié)構(gòu)可以彈性變形。

根據(jù)本發(fā)明，層結(jié)構(gòu)還至少設(shè)置有第一載體電極、設(shè)置在控制面下部的第二操作部件電極，用于確定根據(jù)作用力而改變的測(cè)量電容。測(cè)量電容的作用是，通過(guò)評(píng)估設(shè)備探測(cè)測(cè)量電容的變化，然后根據(jù)變化實(shí)現(xiàn)控制或者切換功能。優(yōu)選的是，為第二電極配備設(shè)置有地電位的評(píng)估設(shè)備。

此外，發(fā)明的層結(jié)構(gòu)還有一個(gè)中間層，其中在第一電極和第二電極之間設(shè)置有凹槽或者空腔，受到作用力時(shí)可以變形。優(yōu)選，空腔朝著作用力的方向設(shè)置在控制面的下部。在朝著作用力垂直的平面中，空腔外周長(zhǎng)與控制面的外周長(zhǎng)的形狀一致，此外，這兩個(gè)形狀不必完全一致?？涨坏闹睆脚c控制面的直徑一致，或者大于控制面的直徑。通過(guò)中間層的沖壓成型制成空腔。通過(guò)層結(jié)構(gòu)的其它層面，或者通過(guò)載體或者操作部件限制空腔的結(jié)構(gòu)?？涨辉O(shè)計(jì)為，受到作用力時(shí)，或者相對(duì)來(lái)說(shuō)非常接近電極，則測(cè)量電容可以發(fā)生很大的變化。

此外，根據(jù)本發(fā)明，還設(shè)置有用于空腔通風(fēng)換氣的介質(zhì)，用于通風(fēng)換氣的介質(zhì)至少部分集成在層結(jié)構(gòu)中，特別是集成在中間層中。通過(guò)集成在中間層中和設(shè)置的路徑，特別是通道，確?？涨皇艿阶饔昧蛘吲蛎洉r(shí)壓縮所需的換氣通風(fēng)，以及取消作用力時(shí)的彈性回位所需的換氣通風(fēng)。通過(guò)該介質(zhì)適當(dāng)?shù)某鋈肟谖恢?，可以降低影響測(cè)量電容的污染物以及液體，或者潮氣進(jìn)入空腔的風(fēng)險(xiǎn)。

該出入口沒(méi)有設(shè)置在操作部件中。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，該出入口設(shè)置在層結(jié)構(gòu)中，例如設(shè)置在中間層外漏的側(cè)面中，優(yōu)選的是，把該出入口設(shè)置在朝向操作部件的載體一側(cè)，與出入口相連的通道經(jīng)過(guò)載體延伸。

在優(yōu)選的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，用于通風(fēng)換氣的介質(zhì)包括一個(gè)微孔濾膜。微孔濾膜的孔口小于1微米，優(yōu)選小于0.20微米，更優(yōu)選的是小于或者等于0.07微米。這里舉例的是一種伸展的聚丙烯薄膜。為了形成微孔，在生產(chǎn)流程中使用碳酸鈣。優(yōu)選，濾膜由疏水和/或者疏油的材料制成，或者具有類(lèi)似的外層。優(yōu)選，聚四氟乙烯的濾膜。微孔濾膜可以防止相對(duì)較大顆粒直徑的污染顆粒物進(jìn)入空腔，以及防止液體進(jìn)入空腔。濾膜可以集成在中間層中。優(yōu)選，遮擋出入口的濾膜結(jié)構(gòu)。

在優(yōu)選的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，第一電極和第二電極具有一晶格結(jié)構(gòu)，即有開(kāi)口的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選規(guī)則的晶格結(jié)構(gòu)，至少在測(cè)量電容區(qū)域內(nèi)的層結(jié)構(gòu)的其它層面中，呈半透明或透明結(jié)構(gòu)，這樣可以通過(guò)照射層結(jié)構(gòu)，照亮控制面中需要背光的區(qū)域，如符號(hào)。在朝向操作部件的載體一側(cè)，設(shè)置有一照明設(shè)備，如發(fā)光二極管。優(yōu)選，相互重疊、成行設(shè)置第一電極和第二電極的晶格開(kāi)口。晶格結(jié)構(gòu)不僅有透射的優(yōu)點(diǎn)，而且還可以在相同的彈性變形和由電極遮擋的區(qū)域變大時(shí)，大大降低測(cè)量電容的變化，從而提高探測(cè)的靈敏度。

相對(duì)于第一電極，第二電極遮擋較大的區(qū)域，這樣測(cè)量電容可以達(dá)到更好的電磁屏蔽效果。

為了達(dá)到更好的電磁屏蔽效果，通常與第一電極相比，第二電極的晶格結(jié)構(gòu)的開(kāi)口橫截面較小。

優(yōu)選，層結(jié)構(gòu)設(shè)置有第三電極，更優(yōu)選的是，設(shè)置有第四電極，設(shè)置在空腔的附近，或者中間層中另外一個(gè)、與所述空腔相連的導(dǎo)流空腔附近。這三個(gè)電極，也包括第四電極，可以共同朝著控制面垂直的方向，并且也可以朝著控制面?zhèn)认蛞苿?dòng)，其中確定了標(biāo)準(zhǔn)電容。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)第三和第二電極之間的電磁場(chǎng)，或者通過(guò)第三和第四電極之間的電磁場(chǎng)，可以形成標(biāo)準(zhǔn)電容。如果僅僅是為了評(píng)估測(cè)量電容，則通過(guò)評(píng)估設(shè)備評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)電容，然后可以消除由于空腔中的空氣或者其它顆粒物造成的變化，而不需要校準(zhǔn)過(guò)程。第三以及第四電極的平面形狀是圓形或者四邊形。在另外一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，作為測(cè)量電容，第三以及第四電極是圍繞著第一個(gè)以及第二電極的圓形通道。

為了改善校準(zhǔn)準(zhǔn)確度，每個(gè)測(cè)量電容都設(shè)置有相連的、用于確定標(biāo)準(zhǔn)電容的第三電極的多個(gè)導(dǎo)電平面。如果存在第四電極，則也設(shè)置有相連的、相應(yīng)數(shù)量的導(dǎo)電平面。優(yōu)選，第三以及第四電極的平面，均勻地分布在第一以及第二電極周?chē)?/p>

為了更好地調(diào)整由于手指造成的層結(jié)構(gòu)彈性變形，第三電極的平面小于第一電極的平面，和/或者第三電極至少一個(gè)方向上的平面小于1.0厘米，優(yōu)選小于0.75厘米，更優(yōu)選地是小于0.50厘米。這些導(dǎo)電平面可以在作用力下，朝著空腔移動(dòng)，和/或者最大尺寸小于1毫米。

優(yōu)選，第三和可選的第四電極具有一個(gè)封閉的平面，由于相對(duì)較小的尺寸，可以提供標(biāo)準(zhǔn)電容，特別是根據(jù)測(cè)量電容調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)電容。

優(yōu)選，用于通風(fēng)換氣的介質(zhì)，至少具有一個(gè)導(dǎo)流通道。

優(yōu)選，操作部件設(shè)置有多個(gè)控制面，層結(jié)構(gòu)至少設(shè)置有多個(gè)第一電極，優(yōu)選，它們分別設(shè)置有單獨(dú)的測(cè)量電容。每個(gè)測(cè)量電容都有各自的通風(fēng)換氣通道結(jié)構(gòu)。這些通道可以與出入口相連。

優(yōu)選，多個(gè)測(cè)量電容設(shè)置有多個(gè)獨(dú)立的空腔，和用于通風(fēng)換氣的單獨(dú)介質(zhì)。在用于通風(fēng)換氣的單獨(dú)介質(zhì)中，測(cè)量電容的數(shù)量與出入口的數(shù)量一致。

優(yōu)選，層結(jié)構(gòu)至少設(shè)置有第一和第二薄膜，薄膜由非電子材料制成，并且設(shè)置在第一和第二，以及第三和第四電極上。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)壓制，電極設(shè)置有一層導(dǎo)電材料，如ITO、PEDOT、銀和金設(shè)置在薄膜上。舉例來(lái)說(shuō)，把薄膜壓制在空腔對(duì)面或者朝著空腔的一側(cè)。在朝著空腔一側(cè)的結(jié)構(gòu)中，特別設(shè)置有一絕緣的、遮蓋朝著空腔方向的電極的保護(hù)層，舉例來(lái)說(shuō)，它由紫外線固化漆組成。

優(yōu)選，至少第一電極和第二電極的導(dǎo)電層是半透明或者透明的，舉例來(lái)說(shuō)，整個(gè)涂層，或者優(yōu)選的導(dǎo)電介質(zhì)是半透明或者透明的。

優(yōu)選層結(jié)構(gòu)的柔性薄膜，也就是說(shuō)，層結(jié)構(gòu)由涂層、優(yōu)選相互連接的柔性薄膜材料組成。優(yōu)選，至少一個(gè)薄膜是PET或者醋酸薄膜。

優(yōu)選，在薄膜旁邊，層結(jié)構(gòu)的薄膜至少設(shè)置有一個(gè)粘接層，例如丙烯酸酯膠粘劑層，該層設(shè)置在第一薄膜和中間層之間并且相互臨近，和/或者該層設(shè)置在第二薄膜和中間層之間并且相互臨近。

此外，本發(fā)明還涉及在機(jī)動(dòng)車(chē)中，使用上述結(jié)構(gòu)形式的控制元件的方法。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以下的圖示，更詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明，這些圖示僅僅作為舉例，便于理解，因此最終可能有優(yōu)選結(jié)構(gòu)的變化，如下：

圖1所示為本發(fā)明控制元件1的結(jié)構(gòu)形式的基本部件截面圖；

圖2所示為本發(fā)明圖1控制元件1的層結(jié)構(gòu)中，載體6的層面3的俯視圖；

圖3所示為本發(fā)明圖1控制元件1的層結(jié)構(gòu)中，中間層4的俯視圖。

具體實(shí)施方式

圖1顯示的是，本發(fā)明控制元件1的截面圖，其中只顯示了整個(gè)結(jié)構(gòu)的截面。控制元件1設(shè)置有一上部朝向操作人員的操作部件2。操作部件2有多個(gè)控制面17。操作部件2由可以在控制面17的區(qū)域中彈性變形的熱塑性塑料組成。在控制面17內(nèi)部，設(shè)置有一可背光的、由半透明材料制成的照明區(qū)域19，可以顯示符號(hào)。此外還有另外一種這里沒(méi)有具體描述的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，其中，在整個(gè)半透明操作部件2的一側(cè)設(shè)置有不透明蒙片，這里產(chǎn)生與符號(hào)相對(duì)應(yīng)的照明區(qū)域19。從操作人的視覺(jué)方向上看，在操作部件2的下部和附近設(shè)置有層結(jié)構(gòu)3、4、5、7的柔性薄膜。

在層結(jié)構(gòu)3、4、5、7柔性薄膜的下部，設(shè)置有一相對(duì)固定的載體6，在朝向控制面17施加的作用力F下，層結(jié)構(gòu)3、4、5、7薄膜發(fā)生彈性變形。為了在規(guī)定的位置使操作部件2彈性變形，也就是在層結(jié)構(gòu)3、4、5、7薄膜的控制面17的區(qū)域中發(fā)生彈性變形，在空腔12、12’中分別設(shè)置與控制面17相對(duì)應(yīng)的位置，和與控制面17相對(duì)應(yīng)或者大于控制面17的形狀和尺寸的位置。如空腔12’所示，在作用力下空腔12’發(fā)生變形。為了可以通過(guò)相應(yīng)空腔12、12’的變形，實(shí)現(xiàn)切換功能，分別在空腔12向上和向下的側(cè)壁中設(shè)置第一電極9和第二電極8，它們由導(dǎo)電材料制成。第一電極9設(shè)置在第二電極8的下部，這兩個(gè)電極設(shè)置在控制面17的下部。這兩個(gè)電極，通過(guò)設(shè)置有電磁場(chǎng)的輸入管路，受到這里沒(méi)有顯示的評(píng)估電子設(shè)備的作用，這樣在作用力F的作用下，可以通過(guò)第一電極19和第二電極8，確定由于空腔變形和由此導(dǎo)致的靠近第一電極9和第二電極8時(shí)所產(chǎn)生的測(cè)量電容變化。如果超過(guò)規(guī)定的評(píng)估設(shè)備數(shù)值，則可以通過(guò)這些變化實(shí)現(xiàn)切換功能。在電磁場(chǎng)的作用下，為了更好地屏蔽外界電磁的干擾，在第二電極8上設(shè)置有地電位。通過(guò)粘接層7，上下相互連接層結(jié)構(gòu)的層面3、4、5。

此外，除了分別確定測(cè)量電容的電極8、9，還設(shè)置有確定標(biāo)準(zhǔn)電容的第三電極11和第四電極10。電極10、11同樣設(shè)置為，可以朝著空腔12移動(dòng)，或者朝著由中間層4形成的、至少與上述空腔12導(dǎo)流性相連的臨近腔室移動(dòng)，但是從操作方向來(lái)看，這兩個(gè)電極是朝著控制面17的方向移動(dòng)。這里還設(shè)置有盡量不能或者很少受變形影響的標(biāo)準(zhǔn)電容，同樣由這里沒(méi)有描述的評(píng)估設(shè)備進(jìn)行評(píng)估，這樣可以通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)測(cè)量步驟，并且根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電容，消除由于環(huán)境影響而造成的、空腔中的空氣介電性能變化，以及由此對(duì)測(cè)量電容產(chǎn)生的影響。通過(guò)一側(cè)沖壓相應(yīng)的透明薄膜3、5，制成層結(jié)構(gòu)的所有電極8、9、10、11。此外，在上部薄膜5上，沖壓第二電極8和第四電極10，在下部的薄膜3上，沖壓第一電極9和第三電極11，其中，沖壓的側(cè)面朝向中間層4，以及其中設(shè)置的空腔12、12’。

為了均衡變形時(shí)的壓力，設(shè)置有用于空腔12、12’通風(fēng)換氣的介質(zhì)12、13、14、15、16。這些介質(zhì)包括一設(shè)置在載體6中的通道13，并且與出入口15相連，出入口設(shè)置在朝向操作部件2的載體8一側(cè)。此外，開(kāi)口15覆蓋有微孔濾膜16，可以防止灰塵和液體進(jìn)入通道13中。通道13包括一位于中間層4中的通道截面14a和通道截面14b，這兩個(gè)通道與空腔12、12’導(dǎo)流性相連。

通過(guò)圖2更詳細(xì)地說(shuō)明了第一電極9和第三電極11。屬于測(cè)量電容的第一電極9，設(shè)置有一規(guī)則的、有開(kāi)口20的晶格結(jié)構(gòu)。沒(méi)有額外說(shuō)明的第二電極8，同樣設(shè)置有相同的覆蓋面，并且設(shè)置在第一電極9的上部，其中的開(kāi)口相互對(duì)應(yīng)，如圖1所示，載體6下部和薄板26上部設(shè)置的光源18，照射集成在載體6中的光導(dǎo)體24，并且穿過(guò)第一電極9和第二電極8的開(kāi)口，然后可以穿過(guò)透明薄膜3和5，直到發(fā)光面19，這樣可以為功能符號(hào)提供背光照射。

屬于標(biāo)準(zhǔn)電容的第三電極11，設(shè)計(jì)有最大的尺寸21，小于1厘米。通常，不考慮使用輸入管路23，因?yàn)楣苈穼挾刃∮?.5毫米。

通過(guò)圖3更詳細(xì)地說(shuō)明了中間層4的結(jié)構(gòu)。這里說(shuō)明的是，粘接層的兩側(cè)都設(shè)置有柔性薄膜。其厚度為125微米。設(shè)置有測(cè)量電容的空腔12、12’，和設(shè)置有空腔25的標(biāo)準(zhǔn)電容，包括用于導(dǎo)流性連接空腔12、12’、25的管路截面14a、14b和14c，和通過(guò)設(shè)置在載體中的通道13進(jìn)行換氣通風(fēng)的管路截面14a、14b和14c，沖壓至中間層4中，并且通過(guò)臨近的薄膜3和5覆蓋。圖示的管路截面14a、14b和14c只是一種舉例。還可以有其它的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，舉例來(lái)說(shuō)，載體6中的中間層4管路截面13，與每個(gè)空腔12的管路截面相互分離。