DE10008197C1

DE10008197C1 - Multifunktionale Bedieneinrichtung

Info

Publication number: DE10008197C1
Application number: DE10008197A
Authority: DE
Inventors: Detlef Kerkmann
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-07-26
Anticipated expiration: 2020-02-24

Abstract

Es wird eine multifunktionale Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, die zur Beeinflussung einer Vielzahl unterschiedlicher Funktionselemente des Kraftfahrzeugs einsetzbar ist. DOLLAR A Dabei soll das technische Problem gelöst werden, eine solche Bedieneinrichtung zu schaffen, bei der im herkömmlichen Sinne wirkende, d. h. eine haptische Rückmeldung vermittelnde Bedienelemente wie Dreh- oder Schieberegler, Drucktasten und ähnliches zum Einsatz kommt, wobei eine Kontrolle über die Bedienung möglich ist, ohne den Blick von der Windschutzscheibe abzuwenden. DOLLAR A Dies gelingt bei der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung dadurch, daß eine zumindest ein Bedienelement umfassende Bedienoberfläche bei Betätigung der Bedieneinrichtung in einer der jeweils aktiven Funktion entsprechenden Darstellung als Bedien- und Anzeigeoberfläche in einem Head-Up-Display in der Windschutzscheibe erscheint.

Description

Die Erfindung betrifft eine multifunktionale Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge, die zur Beeinflussung einer Vielzahl unterschiedlicher Funktionselemente des Kraftfahrzeugs einsetzbar ist.

Auf Grund der in einem Kraftfahrzeug ständig steigenden Zahl der zu bedienenden Funktionselemente wird die Bedienung immer komplizierter und unübersichtlicher. Die auf diesem Gebiet vorhandenen unterschiedlichen Lösungen werden den erhöhten Anforderungen nur bedingt gerecht.

Eine mögliche Realisierung einer solchen multifunktionalen Bedieneinrichtung ist in der DE 40 33 832 A1 offenbart. Dort wird eine Berührungsfeld- Einrichtung eingesetzt, um z. B. die Bedienung eines Navigationssystems, einer Klimaanlage, eines Radios, eines Telefons u. s. w. menügesteuert vornehmen zu können. Eine derartige Einrichtung wird typischerweise in der Mittelkonsole des Fahrzeugs eingebaut, so daß der Fahrer diese bequem handhaben kann. Dieser Einbauraum hat jedoch den Nachteil, daß der Fahrer bei der Bedienung seinen Blick auf den Bildschirm richten und somit von der Beobachtung des Verkehrsgeschehens abwenden muß. Dies ist insbesondere bei den bei dieser Einrichtung eingesetzten berührungsempfindlichen Bildschirmen der Fall, bei denen eine Bedienung direkt am Bildschirm erfolgen muß, wobei aber eine haptische Rückmeldung über die erfolgte Betätigung einer Funktion nicht gegeben ist. Der Fahrer muß sich deshalb im Gegensatz z. B. zu klassischen Bedienelementen, die eine solche Rückmeldung ermöglichen und darüberhinaus jeweils nur einer bestimmten Funktion zugeordnet sind, durch einen Blick auf den Bildschirm vergewissern, welche Funktion er gerade bedient, und ob die gewünschte Aktion auch aktiviert wurde.

Durch die DE 196 20 199 A1 ist eine Projektionseinrichtung bekannt geworden, durch die die Steuerschalter einer Klimaanlagen-Bedieneinheit in einem Head-Up-Display in der Windschutzscheibe dargestellt werden. Da hierbei lediglich die auch auf der Bedieneinheit direkt sichtbare Oberfläche in das Head-Up-Display projiziert wird, ist eine solche Vorrichtung jedoch nicht für die Verwendung im Zusammenhang mit einer multifunktionellen Bedieneinheit geeignet, bei der ein und dieselben Bedienelemente wahlweise unterschiedlichen Funktionselementen zuordenbar sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, eine multifunktionale Bedieneinrichtung zu schaffen, die ebenfalls eine individuelle Zuordnung ihrer Bedienelemente zu beliebig vielen verschiedenen Funktionseinheiten ermöglicht, bei der aber im herkömmlichen Sinne wirkende, d. h. eine haptische Rückmeldung vermittelnde Bedienelemente wie Dreh- oder Schieberegler, Drucktasten und ähnliches zum Einsatz kommen, wobei zudem eine Kontrolle über die Bedienung möglich ist, ohne den Blick von der Windschutzscheibe abzuwenden.

Dies gelingt beider erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung dadurch, daß eine zumindest ein verschiedenen Funktionseinheiten zuordenbares Bedienelement umfassende Bedienoberfläche bei Betätigung der Bedieneinrichtung in einer der jeweils zugeordneten Funktion entsprechenden Darstellung als Bedien- und Anzeigeoberfläche in einem Head-Up-Display in der Windschutzscheibe erscheint, wobei insbesondere eine Echtzeitdarstellung der Bewegungen des Bedienelements und damit verbundener Änderungen entsprechender Anzeigen im Head-Up-Display vorgesehen ist.

Eine weitere Erleichterung der Bedienung ist in einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gegenstands dadurch ermöglicht, daß der Bedieneinrichtung zumindest ein Sensor zugeordnet ist, der die das Bedienelement betätigende Hand der Bedienperson erfaßt, und daß diese Hand gemeinsam mit der entsprechend der gerade aktiven Funktion dargestellten Bedienoberfläche und dem Bedienelement in dem Head-Up- Display erscheint, wobei der zur Erfassung der Hand vorgesehene Sensor z. B. als bildgebende Einheit (Kamerasensor) ausgebildet ist.

Eine in diesem Sinne weitergebildete Bedieneinrichtung kann auch bei Dunkelheit ohne störende Lichtquellen im Fahrzeuginneren betrieben werden, indem ein optischer Sensor mit einer sich bis in den nahen Infrarotbereich erstreckenden spektralen Empfindlichkeit zusammen mit einer Licht in diesem Spektralbereich abstrahlenden Quelle eingesetzt wird.

Der Umfang der mit der multifunktionalen Bedieneinrichtung zu beeinflussenden Funktionen ist selbstverständlich über die eingangs bei der Diskussion des Standes der Technik genannten hinaus beliebig erweiterbar.

Um auch bei einer Fülle möglicher Funktionen dem Fahrer speziell bei der Auswahl der gewünschten Funktion die Übersicht zu erleichtern, sehen bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes vor, daß eine fahrzustandsabhängige Vorselektion bestimmte Funktionen nur während der Fahrt bzw. spezieller Fahrsituationen oder während des Stillstandes des Fahrzeugs zur Verfügung stellt, bzw. daß die jeweilige Anwahlreihenfolge für die einzelnen Funktionen vom Benutzer eingestellt werden kann, oder mit Hilfe einer Fuzzy-Logik-Steuerung nach der Benutzungshäufigkeit geordnet wird.

Weitere besonders günstige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben und werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 Einen Blick in das Fahrzeuginnere, aus dem die Zuordnung zwischen Fahrer, Bedienoberfläche und Darstellung im Head-Up-Display deutlich wird.

Fig. 2 Einen schematisch dargestellten Ausschnitt einer erfindungsgemäßen, neutral gestalteten, physikalischen Bedienoberfläche (a), sowie deren Wiedergabe als funktionsspezifische Bedien- und Anzeigeoberfläche im Head-Up-Display bei den Funktionen Klimaanlagenbedienung (b) und Radiobedienung (c).

Wie in Fig. 1 zu sehen, befindet sich die Bedienoberfläche 1 wie gewohnt in der Mittelkonsole des Fahrzeugs, wo sie sich sowohl über den vorderen als auch über den unteren Bereich derselben erstrecken kann, um so eine gute Erreichbarkeit und bequeme Handhabung durch den Fahrer sicherzustellen. Die Bedienoberfläche 1 selbst sowie die auf dieser vorhandenen Bedienelemente 2, . . ., 6 sind dabei völlig neutral gehalten, d. h. sie weisen keine irgendeiner bestimmten Funktion zugeordneten Symbole oder Bezeichnungen auf. Dies hat verschiedene Vorteile; z. B. kann eine solche neutral gehaltene Bedienoberfläche ohne Änderungen in einer Vielzahl von Fahrzeugen mit unterschiedlichsten Ausstattungsvarianten eingesetzt werden, da die Zuordnung der einzelnen Funktionen rein softwaretechnisch erfolgt. Darüberhinaus gibt es aber auch einen bedeutenden Vorteil für das Innenraumdesign, da der Bedienoberfläche durch das Vermeiden einer Überfrachtung mit aufgedruckten Symbolen und Bezeichnungen sowie mit Anzeigen, Leuchten etc. ein edel anmutendes Erscheinungsbild gegeben werden kann. Die Bedienung der einzelnen, mit der Bedieneinrichtung zu steuernden Funktionen erfolgt z. B. menügesteuert, indem in einem zunächst vorliegenden Auswahlmenü die gewünschte Funktion angewählt wird, worauf diese dann aktiviert wird. Das Anwählen der gewünschten Funktion kann in bekannter Weise mittels Betätigung von Tastschaltern, (rastenden) Drehschaltern oder aber auch durch eine Spracheingabeeinrichtung erfolgen. In Fig. 2 ist beispielhaft in a) ein Ausschnitt aus einer neutralen Bedienoberfläche 1 und in b) und c) die dazugehörigen Wiedergaben 1' und 1" derselben im Head-Up-Display 7 als funktionsspezifische Bedien- und Anzeigeoberfläche bei den Funktionen Klimaanlagenbedienung (b) und Radiobedienung (c) dargestellt. Die Bedienoberfläche 1 umfaßt als Bedienelemente die Drehregler 2 und 3, die Tastschalter 4 und 5 und den Schieberegler 6. Diese Bedienelemente, insbesondere die Dreh- und Schieberegler sind dabei mit motorischen Einrichtungen verbunden, die eine Anpassung ihrer Haptik an die jeweils aktive Funktion erlaubt. So können die Drehregler 2 und 3 beispielsweise in der in Fig. 2b) gezeigten Funktion als Temperaturwahlschalter für die Klimaanlagensteuerung linke und rechte Anschläge sowie dazwischenliegende Rastpositionen haben, während bei der in der in Fig. 2c) gezeigten Steuerung des Radios der linke Drehregler 2 als Lautstärkeregler eine kontinuierliche, nicht rastende Verstellung zwischen zwei Endanschlägen erlaubt, während der rechte Drehregler 3 für die Steuerung des Sendersuchlaufs aus einer Mittenstellung nach rechts oder links mit jeweils ansteigender Betätigungskraft zu bewegen ist, wodurch ein Suchlauf im Frequenzband nach oben oder unten mit einer zur Auslenkung des Reglers proportionalen Geschwindigkeit veranlaßt wird, und wobei der Drehknopf stets selbsttätig in die Mittenstellung zurückkehrt.

Ist beispielsweise die Bedienung der Klimaanlagensteuerung aktiv, so erscheint im Head-Up-Display 7 die in Fig. 2b) dargestellte Wiedergabe 1' der Bedienoberfläche 1, wobei derselben ein z. B. daneben angeordneter Anzeigebereich 1* zugeordnet ist. Im Display 7 erscheint dabei nicht nur eine statische Darstellung der Bedienoberfläche, sondern es werden auch alle Bewegungen der Bedienelemente 2 bis 6, sowie die damit verbundene Änderung von Anzeigen vorzugsweise in Echtzeit dargestellt. Dreht der Fahrer z. B. den Drehregler 2 nach rechts, so kann er im Head-Up- Display 7 beobachten, wie sich der dort als Temperaturregler 2' für die rechte Seite wiedergegebene Drehknopf ebenfalls nach rechts dreht, wobei gleichzeitig in dem Anzeigebereich 1 . die digitale Anzeige der vorgewählten Temperatur auf den neueren höheren Temperaturwert wechselt. Über einen Wechsel in der Farbdarstellung der Digitalanzeige oder auch der Drehknopfdarstellung 2' kann dem Fahrer signalisiert werden, ob der tatsächlich erreichte Temperaturwert mit dem voreingestellten Wert bereits übereinstimmt, oder ob der Regelprozeß noch im Gange ist. So wechselt die Farbe des Drehknopfes 2' z. B. bei einer neu angewählten Solltemperatur von "Grün" nach "Rot" und bei Erreichen dieser Solltemperatur durch den tatsächlichen Innenraumtemperaturwert wieder zurück von "Rot" nach "Grün".

Ist dagegen die Radiobedienung aktiv, so erscheint im Head-Up-Display 7 die in Fig. 2c) dargestellte Wiedergabe 1" der Bedienoberfläche 1, wobei auch dieser ein daneben angeordneter Anzeigebereich 1 ** zugeordnet ist. Für die im Display 7 erscheinende Wiedergabe der Bedienoberfläche als funktionsspezifische Bedien- und Anzeigeeinrichtung gilt entsprechendes wie zuvor am Beispiel Klimaanlagensteuerung erläutert.

Durch einen als bildgebende Einheit 9 (Kamerasensor) ausgebildeten Sensor wird die Hand 11 des Fahrers, der die Bedieneinrichtung betätigt, erfaßt und zur weiteren Vereinfachung der Bedienung gemeinsam mit der funktionsspezifischen Wiedergabe 1' bzw. 1" der Bedienoberfläche 1 im Display 7 dargestellt. Der Fahrer hat somit eine Kontrolle über die Bewegung seiner Hand 11 bezüglich der Bedienoberfläche 1 und kann, ohne den Blick von der Windschutzscheibe 8 und somit vom Verkehrsgeschehen abzuwenden, so handeln, als ob er direkt auf eine Bedienoberfläche herkömmlicher Art blicken würde. Die Darstellung der Hand 11 im Display 7 kann dabei sowohl durch eine direkte Einblendung eines aus dem tatsächlichen von dem Kamerasensor 9 aufgenommenen Bildes extrahierten Teilbildes als auch durch eine aus dem Kamerabild erzeugte computeranimierte Darstellung erfolgen. Um diese Funktionalität auch bei Dunkelheit zu ermöglichen, und zwar ohne störende Lichtquellen im Fahrzeuginnenraum, ist der bildgebenden Einheit 9 eine Strahlung im nahen infraroten Spektralbereich abstrahlende Lichtquelle 10, z. B. in Form einer Infrarot-Leuchtdiode zugeordnet, die die Szenerie vor der Bedienoberfläche 1 mit einem für den Menschen unsichtbaren, für den entsprechend ausgelegten Kamerasensor 9 jedoch verwertbaren Licht ausleuchtet. Der Kamerasensor 9 sowie die Lichtquelle 10 können vorteilhaft z. B. in einem im vorderen Dachbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Dachmodul 12 integriert sein.

Claims

1. Multifunktionale Bedieneinrichtung zur Beeinflussung unterschiedlicher Funktionselemente eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Bedienoberfläche (1) mit zumindest einem von Hand zu betätigenden, verschiedenen Funktionselementen zuordenbaren Bedienelement (2 bis 6), dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienoberfläche (1) mit dem Bedienelement (2 bis 6) bei Betätigung in einer der jeweils zugeordneten Funktion entsprechenden Darstellung (1', 1", 1*, 1**) als Bedien- und Anzeigeoberfläche in einem Head-Up-Display (7) in der Windschutzscheibe (8) erscheint.

2. Multifunktionale Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bewegungen des Bedienelements (2 bis 6) und damit verbundene Änderungen entsprechender Anzeigen in Echtzeit in der Darstellung (1', 1", 1*, 1**) im Head-Up-Display (7) erscheinen.

3. Multifunktionale Bedieneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedieneinrichtung zumindest ein Sensor zugeordnet ist, der die das Bedienelement (2 bis 6) betätigende Hand (11) der Bedienperson erfaßt, und daß eine Darstellung dieser Hand (11) gemeinsam mit der Darstellung (1', 1", 1*, 1**) der Bedienoberfläche (1) und des Bedienelements (2 bis 6) als Bedien- und Anzeigeoberfläche in dem Head-Up-Display (7) erscheint.

4. Multifunktionale Bedieneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erfassung der Hand (11) vorgesehene Sensor als bildgebende Einheit (9) (Kamerasensor) ausgebildet ist.

5. Multifunktionale Bedieneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die spektrale Empfindlichkeit des als bildgebende Einheit (9) ausgebildeten Sensors über den sichtbaren und den infraroten Spektralbereich erstreckt.

6. Multifunktionale Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem zur Erfassung der Hand (11) vorgesehenen Sensor zumindest eine Licht im infraroten Spektralbereich erzeugende Strahlungsquelle (10) zugeordnet ist.

7. Multifunktionale Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine fahrzustandsabhängige Funktionsselektion ausgewählte Funktionen nur während der Fahrt bzw. spezieller Fahrsituationen oder während des Stillstandes des Fahrzeugs zur Verfügung stellt.

8. Multifunktionale Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Anwahlreihenfolge für die einzelnen Funktionen vom Benutzer eingestellt werden kann oder mit Hilfe einer Fuzzy-Logik-Steuerung nach der Benutzungshäufigkeit geordnet wird.