CN114555403A - 用于交通工具的操作系统、具有操作系统的机动车和用于交通工具的操作系统的运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于交通工具(1)的操作系统，所述操作系统包括：用于检测操控的操作元件(2)，其中，操作元件(2)具有第一或者第二操作性状态；用于输出反馈的反馈单元(3)；和与操作元件(2)以及反馈单元(3)耦连的控制单元(4)。在此，控制单元(4)设置用于，检测操作元件(2)的操作性状态并且根据所检测的操作性状态产生第一或者第二控制信号并且传输至反馈单元(3)。在此，所述反馈单元(3)设置用于，根据第一或者第二控制信号产生并且输出反馈。交通工具包括按照本发明的操作元件。

Description

用于交通工具的操作系统、具有操作系统的机动车和用于交 通工具的操作系统的运行方法

本发明涉及一种用于交通工具的操作系统、具有操作系统的机动车和用于交通工具的操作系统的运行方法。

在交通工具、尤其是机动车中，设置有大量电子装置，它们的操作必须由驾驶员或者其它的乘客实现。这些装置例如包括导航系统、大量的驾驶员辅助系统以及通信和多媒体应用，所述通信和多媒体应用例如包括电话设备以及用于播放音乐和语音的装置、例如广播或者CD播放器。

在操作交通工具中的各种各样的装置时重要的是，操作元件对于用户、也就是例如交通工具的驾驶员能够轻易够到并且操作地设计和布置。此外，通常为按键或者操作元件配设固定的功能或者输入可能性，因此用户不必在不同的操作方式之间切换。

在DE 10 2010 012 239 A1中建议了一种操作和显示装置，其中在用户接近操作装置时，显示操作装置的虚拟图像，以使可供使用的操作可能性可见。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种操作系统、其运行方法和具有操作系统的机动车，其中，用户能够轻易地理解哪些操作可能性可供他使用。

该技术问题按本发明通过具有权利要求1的特征的操作系统、具有权利要求9的特征的机动车和具有权利要求10的特征的方法解决。有利的设计方案和扩展设计由从属权利要求得出。

按照本发明的用于交通工具的操作系统包括：用于检测操控的操作元件，其中，所述操作元件具有第一或者第二操作性状态；用于输出反馈的反馈单元；和与操作元件以及反馈单元耦连的控制单元。在此，所述控制单元设置用于，检测操作元件的操作性状态并且根据所检测的操作性状态产生第一或者第二控制信号并且传输至反馈单元。在此，所述反馈单元设置用于，根据第一或者第二控制信号产生并且输出反馈。

由此有利地清楚并且容易理解地通知用户，被操控的操作元件当前处于哪个操作性状态中。操作系统尤其包括多个可以处于不同的操作性状态的操作元件。

在按照本发明的操作系统的一种设计中，所述操作元件的第一操作性状态是操作元件的激活的操作性状态并且所述操作元件的第二操作性状态是操作元件的去激活的或者说停用的操作性状态。用户由此可以有利地轻易地理解，他是否能够通过他的操控执行操作。

尤其在激活的操作性状态中，根据操控产生输入信号并且传输至交通工具的装置、例如传输至可操作的功能单元。根据输入信号执行输入、例如输入数据、调节或者激活或停用功能。在停用的操作性状态中，尤其不产生输入信号和/或这种信号不会导致操作或者输入。即对操作元件的操控不会导致操作、尤其是不会导致对功能单元的操作。

尤其是在操控之后立即地或者在操控期间就已经输出反馈，从而用户可以直接识别出被操控的操作元件处于哪个操作性状态。特别是如果在停用的和激活的操作性状态之间进行区分，则用户能够由此识别当前是否可以借助操作元件进行操作。也就是他通过反馈特别简单地理解所述操控不会导致操作，并且相应的(可能不存在的)系统反应不是基于故障或者错误操作。由此可以改善用户对系统的信任，因为他可以很容易地理解他的操作可能性。

操作元件的操作性状态可以通过不同方式检测。例如，操作元件配置有可操作的功能单元或者其特定的功能并且所述功能单元或者功能可以例如根据控制程序的当前状态预设操作性状态。此外，如果操作元件配置有可以通过操控被操作的单元或者功能，则可以检测到激活的操作性状态，并且如果没有单元可以通过操控所述操作元件来操作，则可以检测到停用的操作性状态。

作为备选或补充，可以区分其它的操作性状态。例如，可以定义永久和暂时地停用或者激活的操作性状态。在此，操作元件例如配置有对于交通工具永久不可用的功能，例如因为缺少相应的功能单元或者因为它没有被激活。例如，功能单元可以代表不同的驾驶员辅助系统，它们可以通过特定的操作元件来激活或者操作。如果这样的功能单元例如由于缺少相应的传感器、致动器或者控制可能性而不可用，则相应的操作元件没有功能并且处于永久停用的操作性状态。相反地，例如在特定的行驶状态下或者在用户进行相应的输入之后可以暂时关闭功能单元，从而在功能单元开启之后操作元件将再次可用；因此，操作元件只处于暂时停用的操作性状态。

在其它设计中，操作元件包括电容式传感器。操作元件由此可以有利地特别好地集成到表面中。这种传感器还可以非常精确地检测操控并且能够以较少的耗费操作。在其它示例中，可以使用其它的传感器类型，例如电阻式传感器或者温度传感器以及模拟的开关或者调节器。

在具有电容式传感器的设计中，操作元件可以设计为在光滑表面内的特定检测区域中的操作面或者说开关面，也就是操作元件不具有例如在按键开关中常见的可感知的界限。

传感器单元也可以定义为虚拟单元，例如通过在其中可以检测到操控的特定的检测区域，或者用于特定的操作动作，其中，传感器单元由此定义为用于检测借助操作动作的操控的单元。

对操控的检测尤其包括对借助操作元件执行了用户的操控动作的信息的检测。此外，所述检测可以包括关于所检测的操控动作的信息，例如何时和在哪个位置进行操控、操控持续了多长时间或者执行哪种类型的操控动作。这种操控动作的示例是例如触摸、较短或者较长时间的点击、滑动手势或者操控对象对操作元件的特定位置的接近。

在一个扩展设计中，反馈单元设置用于以能够触觉、听觉和/或视觉地感知的方式为用户输出反馈。为此，反馈单元例如包括致动器、扬声器或者显示器，其中，这种单元还能够用于针对多个操作元件输出反馈。用户由此可以有利地特别快速和直接地理解反馈。

例如，反馈可以包括光信号，其中，根据所检测的操作性状态设计光信号的颜色、强度、闪烁频率或者其它的光参数。可以利用与操作元件的位置的直接的空间关联来产生光信号，尤其是在可以检测到操控的表面区域中。例如，光信号可以借助特定的光参数信号化地表示激活的或者停用的操作性状态并且使用户由此更容易地选择适当的操作元件。

在一个设计中，反馈单元包括压电致动器。由此可以有利地特别简单和灵活地产生振动，并且致动器可以轻易地集成到不同的操作元件中。不同类型的振动信号可以特别简单地产生，因为只需要改变施加在压电元件上的电压的分布。

在其它设计中，反馈包括振动，其中，振动的持续时间、频率、振幅和/或信号形状根据所检测的操作性状态设计。由振动产生的不同反馈也可以在信号形状上、例如通过输出正弦曲线、三角形曲线或者矩形曲线区分开。此外，可以考虑不同的脉冲次序。由此可以有利地向用户输出用于区分各种操作性状态的不同的反馈。此外，在包括触摸的操控中，借助振动的反馈可以在操控的位置和反馈的位置之间建立直接的关联。

尤其可以这样输出振动，使得振动在操控的或者操作元件的位置处输出。也就是用户在他执行例如与触摸相关联的操控的部位上感知反馈。由此将反馈特别清楚和直接地与对操作元件的操控相关联。在其它实施方式中，例如包括振动的反馈可以在与操作元件或者操控位置相间隔的位置处输出。这例如可以是借助与操作元件相间隔地布置的装置输出的反馈。

反馈可以包括不同的元素并且根据操作元件的当前操作性状态进行不同的适配或者说调整。在此可以使用不同的组合：对于第一操作性状态，反馈可以设计为只能够在听觉、视觉或者触觉上感知；在这种情况下，对于第二操作性状态输出的反馈能够以改变的方式设计或者完全省略，其中，也可以考虑在能够以不同方式感知的反馈之间转换。也就是在第二操作性状态中可以省略反馈，所述反馈同样能够以相同方式感知但不同地设计，或者其可以设计为能够以不同的方式感知。此外，对于第一操作性状态的反馈可以是能够通过不同方式的组合被感知的，例如通过听觉和触觉可检测的部件；在这种情况下，可以在对于第二操作性状态的反馈中省略或者以不同方式设计所述部件中的至少一个部件。

在一个扩展设计中，操作系统还包括用于检测操控对象对所述操作元件的接近的接近检测单元，其中，控制单元设置用于，这样控制操作元件的照明单元，使得根据所述接近，根据所检测的操作性状态来改变操作元件的照明单元的光参数。由此可以有利地在非常早的时间点就向用户显示操作元件处于哪个操作性状态。

在此，操控对象、例如用户的身体部分进入操作元件周围的空间区域可以理解为接近。空间区域例如可以通过与操作元件的最大距离定义，例如不超过5cm、优选不超过3cm。此外，作为备选或补充，可以根据操控对象的运动方向检测接近，其中，接近包括朝操作元件的方向的运动。

例如，未激活的操作元件能够以特定方式被照明或者通过缺乏的照明而被隐藏。尤其是能够以这种方式产生暂时的黑色面板效果，其中所有潜在可使用的操作元件首先被照亮并且因此可见，其中，在检测到接近之后，中断对未激活的操作元件的照明，因此这些操作元件对于用户不可见或者没有那么清楚地可见。

接近检测单元例如可以包括反射光栅，所述反射光栅包括至少一个用于将电磁探测射线发射到探测区域中的发光器件和用于探测在操控对象上被散射和/或反射的探测射线份额的接收元件。反射光栅尤其可以设计用于，根据所接收的探测射线的强度识别探测区域中的操控对象。此外，接近检测单元可以针对各个单独的探测区包括不同的发光器件，所述发光器件分别将电磁探测射线发射到相应的探测区中。此外，调制装置可以设置用于调制所发射的探测射线，因此发射到各个单独的探测区中的探测射线分别关于其调制是不同的。在这种情况下，接近检测单元也可以包括分析单元，所述分析单元设计为，使得能够对所接收的被反射和/或散射的探测射线关于其调制进行分析，以便确定探测射线在哪个探测区中在操控对象上被散射或者反射。此外，可以应用其它探测原理，尤其是电容式传感器。

在一个设计中，所述操作元件安装在交通工具的转向装置、例如方向盘上。操作元件尤其集成在转向装置中。交通工具的驾驶员由此能够有利地特别容易地接触到所述操作元件。在这种情况下，按照本发明的操作系统允许实现简化的操作，而用户不必将过多注意力集中在操作元件上，因为根据反馈可以特别容易地理解操作性状态。

按照本发明的机动车包括根据上述说明的操作系统，其中，操作元件尤其集成在交通工具的方向盘中。用户、尤其是交通工具的驾驶员由此可以有利地特别简单地在不同的装备变型方案中使用相同的操作元件，其中，根据反馈以能够容易理解的方式输出操作元件的不同操作可能性。

在按照本发明的用于交通工具的操作系统的运行方法中，借助操作元件检测操控，其中，所述操作元件具有第一或者第二操作性状态。借助反馈单元输出反馈并且借助控制单元检测操作元件的操作性状态并且根据所检测的操作性状态产生第一或者第二控制信号。在此，根据第一或者第二控制信号产生并且输出反馈。

按照本发明的方法尤其设计用于实施上述按照本发明的操作系统。该方法因此具有与按照本发明的操作系统相同的优点。

现在参照附图根据实施例阐述本发明。

图1示出了按照本发明的操作系统在交通工具中的实施例，

图2示出了具有按照本发明的操作系统的转向装置的实施例并且

图3示出了按照本发明的方法的实施例。

参考图1和图2阐述按照本发明的操作系统在交通工具中的实施例。

交通工具1包括转向装置10，所述转向装置10又包括操作元件2、反馈单元3、接近检测单元5和照明单元6。转向装置10与控制单元4耦连。功能单元11也与控制单元4耦连。

在本实施例中，转向装置10设计为方向盘10，操作元件2集成在该方向盘10中。操作元件2以本身已知的方式设计并且在本实施例中包括配置有特定的检测区域的电容式传感器。检测区域在此设计在方向盘10的表面上，在该检测区域内，通过操控对象、例如用户的手指的触摸被探测为操控并且产生操控信号并且将操控信号传输至控制单元4。

在本实施例中，方向盘10如在图2中所示地包括多个单独设计的操作元件2，所述操作元件分别配置有至少一个电容式传感器和处于方向盘10上的表面区域。它们以本身已知的方式在方向盘10的中心区域旁边的左侧和右侧分组并且形成布置成十字形的键以及其它键。在本实施例中，方向盘10在操作元件2的区域中的表面这样结构化，使得配属于各个单独的操作元件2的面状的检测区域的边缘可以被用户通过手指感觉到。在其它实施例中，操作元件2不是分别配置有其自己的电容式传感器，而是以不同的方式形成针对操作元件2定义的检测区域，例如方式为借助其它传感器探测对表面的触摸的位置并且将所述位置配置给操作元件2的检测区域；在这种情况下，操作元件2可以虚拟地通过较大的检测区域的部分区域形成。

在本实施例中规定，方向盘10的操作元件2是永久可见的，尤其方式为在相应配属的检测区域中的表面上布置、例如印刷符号。在另外的示例中，操作元件2只在开启的操作系统中、例如在启动交通工具1之后可见，例如方式为通过黑色面板技术使得所述符号只在它们被背光照射时能够可见地与周围的表面区分开。

在其它实施例中，操作元件2以不同的方式设计，例如设计为电阻式开关、设计为通过施加外部压力断开或者闭合电触点的按键开关、设计为滑动或者旋转调节器。此外，操作元件2的区域中的表面能够以不同的方式被结构化或者设计为完全光滑的。

反馈单元3也集成在转向装置10中并且在该示例中包括压电致动器。这个压电致动器通过机械变形这样对施加的电压产生反应，使得交流电压产生振动。反馈单元3布置成，使得通过在配属于操作元件2的检测区域中触摸方向盘10的表面，可以机械地感知由压电致动器产生的振动。在本实施例中，通过该振动输出反馈。在其它实施例中，作为备选或补充，反馈单元3可以输出能够听觉或者视觉地感知的反馈。

在本示例中，接近检测单元5包括电容式传感器，该电容式传感器检测操控对象、尤其是用户的手指进入操作元件2周围的区域中(的过程)以及对操作元件的接近。在本实施例中，当操控对象与检测区域的距离低于5cm、优选低于3cm时，探测到操控对象的接近，并且当操控对象触摸检测区域中的表面时，检测到操控。在其它实施例中，能够以不同的方式探测接近。

照明单元6包括发光二极管，所述发光二极管在此设计为，使得所述发光二极管根据控制以特定的强度和/或颜色的光照亮方向盘10在操作元件2的检测区域中的表面。此外，可以这样控制照明单元，使得产生动态照明，例如具有能够随时间变化的强度、闪烁或者移动光线或者其它动画，其中所述照明单元6或者多个照明单元6的多个光源的光辐射改变。

参考图3阐述按照本发明的方法的实施例。在此由以上阐述的实施例出发，所述实施例在以下还将进一步说明。

在该方法中，在第一步骤S1中，检测对操作元件2的操控，也就是在这种情况下，检测方向盘10在配属的检测区域中的表面上的触摸。操作元件2产生操控信号，该操控信号随后被传输至控制单元4。控制单元4根据操控信号确定哪个操作元件2已被操控。

在其它实施例中，还根据操控信号确定特定的操控类型。因此例如可以通过点击手势进行操控，其中持续特定的时间地触摸特定的位置，其中，例如在短击(Shortpress，或者说短按)和长击(Longpress，或者说长按)之间进行区分。此外，可以检测滑动手势，其包括沿着从特定开始位置向特定结束位置的轨迹的运动。

在本实施例中，操作元件2配置有可操作的功能单元11，即，根据操作元件2的操控，控制单元4可以产生输入信号并且将所述输入信号传输至功能单元11，由此操作该功能单元。功能单元11由电子控制程序控制，其状态可以根据按照操作动作的输入信号而改变。在本实施例中，功能单元11包括驾驶员辅助系统，但是作为备选或补充可以包括其它的系统和装置，例如导航或者多媒体系统。

根据可操作的功能单元11的当前状态或者控制所述可操作的功能单元的控制程序的当前状态，操作元件2当前可以用于输入(激活的操作性状态)或者不能用于输入(停用的操作性状态)。也就是在停用的操作性状态下，对操作元件2的操控不会导致功能单元11被操作，因此操控不被解释为操作动作。在步骤S2中，控制单元4检测操作元件2的当前操作性状态。控制单元4尤其可以从功能单元11接收该信息或者从存储器中读取该信息。

在进一步的步骤S3中，控制单元4产生控制信号，在步骤S4中，反馈单元6根据该控制信号产生并且输出反馈。在本实施例中，根据针对操作元件2检测到了哪个操作性状态产生不同的控制信号和相应不同的反馈：如果操作元件2处于激活的操作性状态，则产生第一反馈，如果操作元件处于停用的操作性状态，则产生与第一反馈不同的第二反馈。在检测到操控之后立即输出反馈，使得可以通过用户的手指触觉地感知所述反馈。因此，所述输出尤其在手指与方向盘10在检测区域中的表面之间存在接触期间实现。

在本示例中，输出的反馈在振动的频率和持续时间上有所不同：作为用于对处于激活的操作性状态中的操作元件的操控的反馈，输出相对较短并且高频的振动，而对于停用的操作性状态的振动持续时间更长并且具有更低的频率。作为其它参数，反馈可以在振幅或者多个振动信号的次序上有所不同。

在其它实施例中，能够以在触觉、听觉和/或视觉(或者说光学)上可感知的方式输出反馈。例如听觉上可感知的反馈可以通过特定的长度、频率、持续时间、信号次序或者特定的信息内容、尤其是语音信息来形成，其中，针对各种操作性状态的各种反馈可以在这些参数上有所不同。视觉可感知的反馈例如可以包括照明单元6的特定光辐射，例如具有特定的强度、颜色或者分布，尤其是具有图形符号，或者动态变化的光辐射。此外，可以与操作元件2相间隔地输出视觉可感知的反馈，例如通过诸如显示器或者视场显示器的输出单元；例如可以产生弹出窗口，所述弹出窗口提示当前的操作性状态、尤其是停用的操作性状态。

在其它实施例中，作为备选或补充，定义其它的操作性状态。例如可以区分操作元件2是暂时还是永久地处于停用状态。由此例如交通工具1中的特定功能可能永久不可用并且相应的操作元件2因此可能持续地被停用。也可以例如通过用户的相应输入暂时地停用功能或者停用借助操作元件2的操作。在这些情况下，可以在操作元件2被操控时输出不同的反馈，例如用于提示用户操作可能性当前被停用，该操作可能性必要时可以通过支付服务或者以其它方式被激活。

在其它实施例中，检测对操作元件2的接近并且输出尤其根据操作元件2的操作性状态形成的反馈。在此，对操作元件2的操控尤其在于接近，也就是手指只需要低于与操作元件2的特定的距离就可以实现操控。

此外，所述接近可以被检测为操控意图，即出发点是，进行所述接近的意图是接下来的操控。在这种情况下，可以输出附加的反馈，其中，也可以区分操作元件2的不同的操作性状态。在一个实施例中，当检测到对停用的操作元件2的接近时，在操作元件2的区域中通过照明单元6显示的符号被隐藏；在这种情况下，在接近之后只还显示配置有当前处于激活的操作性状态的操作元件2的那些符号。此外，可以在接近时输出其它类型的反馈，例如突出处于激活的操作性状态中的操作元件2。

附图标记清单

1 交通工具

2 操作元件

3 反馈单元

4 控制单元

5 接近检测单元

6 照明单元

10 转向装置；方向盘

11 功能单元

S1至S4 步骤

Claims (10)

1.一种用于交通工具(1)的操作系统，所述操作系统包括

用于检测操控的操作元件(2)；其中，

所述操作元件(2)具有第一或者第二操作性状态；

用于输出反馈的反馈单元(3)；和

与操作元件(2)以及反馈单元(3)耦连的控制单元(4)；其中，

所述控制单元(4)设置用于，检测操作元件(2)的操作性状态并且根据所检测的操作性状态产生第一或者第二控制信号并且传输至反馈单元(3)；其中，

所述反馈单元(3)设置用于，根据第一或者第二控制信号产生并且输出反馈。

2.按权利要求1所述的操作系统，

其特征在于，

所述操作元件(2)的第一操作性状态是操作元件的激活的操作性状态；并且

所述操作元件(2)的第二操作性状态是操作元件的停用的操作性状态。

3.按前述权利要求之一所述的操作系统，

其特征在于，

所述操作元件(2)包括电容式传感器。

4.按前述权利要求之一所述的操作系统，

其特征在于，

所述反馈单元(3)设置用于，以能够触觉、听觉和/或视觉地感知的方式为用户输出反馈。

5.按前述权利要求之一所述的操作系统，

其特征在于，

所述反馈单元(3)包括压电致动器。

6.按前述权利要求之一所述的操作系统，

其特征在于，

所述反馈包括振动；其中，振动的持续时间、频率、振幅和/或信号形状根据所检测的操作性状态设计。

7.按前述权利要求之一所述的操作系统，

其特征在于

用于检测操控对象对所述操作元件(2)的接近的接近检测单元(5)；其中，

控制单元(4)设置用于，这样控制操作元件(2)的照明单元(6)，使得根据所述接近，根据所检测的操作性状态来改变操作元件(2)的照明单元(6)的光参数。

8.按前述权利要求之一所述的操作系统，

其特征在于，

所述操作元件(2)安装在交通工具(1)的转向装置(10)上。

9.一种机动车(1)，具有按前述权利要求之一所述的操作系统。

10.一种用于交通工具(1)的操作系统的运行方法，其中，

借助操作元件(2)检测操控；其中，

所述操作元件(2)具有第一或者第二操作性状态；

借助反馈单元(3)输出反馈；并且

借助控制单元(4)检测操作元件(2)的操作性状态并且根据所检测的操作性状态产生第一或者第二控制信号；其中，

根据第一或者第二控制信号产生并且输出反馈。

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