DE102006003174A1

DE102006003174A1 - Bedienelement

Info

Publication number: DE102006003174A1
Application number: DE102006003174A
Authority: DE
Inventors: Horst Pieper
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2007-07-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bedienelement (12) für Fahrzeugfunktionen, mit einer einstellbaren Beleuchtungsvorrichtung mit einem oder mehreren Beleuchtungselementen zur Beleuchtung des Bedienelements (12), wobei mindestens ein Abstandssensor zur Erkennung eines sich dem Bedienelement (12) nähernden Körperteils (14) vorgesehen ist. Die Beleuchtung des Bedienelements (12) ist durch eine Steuereinheit in einer festgelegten Art und Weise in Abhängigkeit vom Abstand des Körperteils (14) zu dem Bedienelement (12) veränderbar. Die Erfindung betrifft auch eine Bedienvorrichtung (10) mit mehreren Bedienelementen (12) und ein Fahrzeugcockpit mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Bedienelement (12) und/oder wenigstens einer Bedienvorrichtung (10).

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Bedienelement für Fahrzeugfunktionen, mit einer einstellbaren Beleuchtungsvorrichtung mit einem oder mehreren Beleuchtungselementen zur Beleuchtung des Bedienelements. Die Erfindung betrifft auch eine Bedienvorrichtung mit mehreren Bedienelementen und ein Fahrzeugcockpit mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Bedienelement und/oder wenigstens einer Bedienvorrichtung

Bedienelemente werden in Fahrzeugen verwendet, um dem Fahrzeugnutzer die Möglichkeit zu geben, bestimmte Funktionen regeln zu können, beispielsweise die Lüftung, die Klimatisierung oder das Radio. Im Interieurbereich von Fahrzeugen befinden sich daher zahlreiche Bedienelemente an unterschiedlichen Stellen. Oftmals sind mehrere Bedienelemente zu einer Bedienvorrichtung zusammengefasst. Um die Bedienelemente auch bei Dunkelheit erkennen zu können, sind diese beleuchtet, wobei die Beleuchtung meistens an die Armaturenbeleuchtung gekoppelt ist, die in der Regel mit dem Abblendlicht ein- und ausgeschaltet wird. Oftmals besteht dabei für den Fahrer die Möglichkeit, die Helligkeit der Armaturenbeleuchtung entsprechend seinen individuellen Wünschen regeln zu können. Bekannt sind auch Lösungen, bei denen mittels einer photometrischen Messung der allgemeinen Helligkeit die Beleuchtungsstärke für die Armaturen und die Bedienelemente geregelt wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Beleuchtung der Bedienelemente grundsätzlich eher schwach sein sollte, um den Fahrer bei Nachtfahrt möglichst wenig abzulenken oder zu blenden. Die Beleuchtung der Bedienelemente sollte aber gerade noch hell genug sein, um die Bedienelemente lokalisieren zu können. Als Folge dessen ist jedoch ein genaues Einstellen des Bedienelements, z. B. für die Lüftung, nicht mehr möglich, da aufgrund der schwachen Beleuchtung beispielsweise eine Zahlenskala zum Einstellen des Bedienelements nicht oder nur sehr mühsam abgelesen werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Bedienvorrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, die den Fahrer während des Fahrens nur minimal ablenkt oder blendet und gleichzeitig aber auch eine genaue Einstellbarkeit eines Bedienelements gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Bedienelement der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei dem mindestens ein Abstandssensor zur Erkennung eines sich dem Bedienelement nähernden Körperteils vorgesehen ist und bei dem die Beleuchtung des Bedienelements durch eine Steuereinheit in einer festgelegten Art und Weise in Abhängigkeit vom Abstand des Körperteils zu dem Bedienelement veränderbar ist.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Bedienelements besteht darin, dass sich die Beleuchtung mittels des Abstandssensors verändern lässt, wenn sich z. B. die Hand des Fahrers oder einer anderen Person dem Bedienelement nähert. Das Bedienelement, z. B. die gewünschte Taste der Radiobedienung oder der Klimaanlage, kann durch die veränderbare Beleuchtung gezielt ausgewählt werden, da der Blick des Benutzers auf das mittels der Beleuchtung gegenüber anderen Bedienelementen optisch hervorgehobene Bedienelement gelenkt wird. Dadurch lässt sich das Bedienelement genau einstellen und der Fahrer wird während des Fahrens nur minimal abgelenkt oder geblendet. Die Veränderung der Art und Weise der Beleuchtung durch die Steuereinheit kann dabei durch eine Veränderung der Helligkeit und/oder der Farbe der Beleuchtung sowie je nach Situation auch durch ein sich stetig wiederholendes Verändern der Helligkeit und/oder der Farbe erfolgen, z. B. in Form von Blinken oder Pulsieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform leuchtet die Beleuchtung in einem Bereitschaftszustand (Stand-by) in einem ersten Be leuchtungszustand und wechselt in Abhängigkeit vom Abstand des Körperteils zu dem Bedienelement in mindestens einen weiteren Beleuchtungszustand. Beispielsweise ist durch eine im Bereitschaftszustand nur sehr schwache Beleuchtung des Bedienelements die Blend-, Ablenkungs- und Ermüdungsgefahr des Fahrers sehr gering. Durch Wechsel in den zweiten Beleuchtungszustand wird das Bedienelement dann z. B. heller erleuchtet.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung wechselt die Beleuchtung des Bedienelements beim Erreichen eines bestimmten Grenzabstands des Körperteils zu dem Bedienelement von einem Beleuchtungszustand in einen anderen Beleuchtungszustand. Der Nutzer kann dadurch einfach seine Hand in einen bestimmten Abstand in die Nähe des Bedienelements bewegen, um die Beleuchtung zu aktivieren, damit er dann das Bedienelement bei verstärkter Beleuchtung gezielt anfassen und einstellen kann. Die Aktivierung der Beleuchtung kann auch in mehreren Stufen erfolgen, d. h., die Beleuchtung wechselt in Abhängigkeit von verschiedenen Grenzabständen in eine entsprechende Anzahl von Beleuchtungszuständen.

In einer benutzerfreundlichen Ausführungsform erfolgt der Wechsel zwischen den Beleuchtungszuständen der Beleuchtung des Bedienelements stufenlos, um den Fahrer durch das Auf- und Abdimmen der Beleuchtung möglichst wenig vom Verkehrsgeschehen abzulenken.

Vorzugsweise weist der Abstandssensor als Sensorik einen Wärmesensor, einen Kapazitätssensor und/oder einen optischen Sensor auf, wobei mehrere Sensoren über die Fläche der vorhandenen Bedienelemente verteilt angeordnet sein können. Als Wärmesensoren können beispielsweise Infrarotsensoren verwendet werden. Durch Sensoren in optischen Systemen, die z. B. aus der Insassenerkennung bei Airbag-Auslösungen bekannt sind, kann auch die Position z. B. einer Hand im Raum ermittelt und ausgewertet werden, d. h., bei der Annäherung eines Körperteils kann dessen Bewegungsrichtung in die Regelung der Beleuchtung mit einbezogen werden.

Einen besonders hohen Nutzerkomfort erhält man durch Kombination eines Abstandssensors mit einem Berührungssensor. In einer alternativen Ausführungsform ist daher ergänzend mindestens ein Berührungssensor vorgesehen, der eine Berührung des Bedienelements durch das Körperteil erkennt, und die Steuereinheit ändert den Beleuchtungszustand der Beleuchtung des Bedienelements bei der Berührung. Bei Annäherung eines Körperteils wird die Beleuchtung des Bedienelements von der Steuereinheit derart verändert, dass die Beleuchtung beispielsweise von dem Stand-by-Zustand in eine stärkere Beleuchtungsart wechselt und das Bedienelement etwas heller beleuchtet, was der genauen Lokalisierung dient. Bei Berührung, d. h., wenn der Abstand entsprechend null ist, wird das Bedienelement dann von der Beleuchtung noch heller beleuchtet, damit der Nutzer die Einstellung des Bedienelements sicher und präzise vornehmen kann. Bei der Berührung kann auch eine Skalierung auf einem Display eingeblendet werden, beispielsweise bei Anwendung eines multifunktionalen Bedienelements, bei dem je nach einzustellendem Parameter verschiedene Skalierungen angezeigt werden. Je nach Typ und Anordnung des Bedienelements bezogen auf das Blickfeld des Fahrers kann diese dritte Beleuchtungsintensität aber auch schwächer als die zweite sein. Zum Beispiel wird für das Auffinden eines Bedienelements für ein elektrisch verstellbares Fenster eine mittlere bis helle Beleuchtung benötigt; während der Betätigung kann dann eine schwächere Beleuchtung ausreichend sein, da der Fahrer die Öffnungsweite des Fensters mit Hilfe seiner Augen kontrollieren, oder aufgrund des unmittelbar einsetzenden Luftzugs einstellen kann. Die Beleuchtung während der Berührung, die durchaus auch in Form eines Blinken oder Pulsieren erfolgen kann, signalisiert dem Fahrer dann lediglich, dass er sich im Bedienmodus befindet. Im Zusammenhang mit der Verwendung von Schalt- und Tastvorrichtungen ohne fühlbaren Schalt- bzw. Tastpunkt kann dem Nutzer durch die Beleuchtung auch ein Feedback zu seiner Betätigung des Bedienelements gegeben werden, beispielsweise durch eine kurze Farbveränderung oder ein kurzes Aufhellen der Beleuchtung.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung leuchtet die Beleuchtung des Bedienelements nach dem Entfernen des Körperteils für einen bestimmten Zeitraum in einem festlegbaren Beleuchtungszustand. Im Anschluss an die Einstellung des Bedienelements hat der Nutzer dadurch die Möglichkeit, nach Loslassen des Bedienelements mit einem Blick zu erfassen, ob das Bedienelement auch nach seinen Vorstellungen eingestellt ist. Gegebenenfalls kann er seine Hand wieder gezielt an das Bedienelement heranführen und eine Korrektur durchführen. Die Art und Weise der Beleuchtung kann je nach Situation gleich hell, heller oder auch weniger hell sein als die Beleuchtung während der Betätigung.

Vorzugsweise steuert die Steuereinheit den Zustand der Beleuchtung des Bedienelements in Abhängigkeit der allgemeinen Helligkeit. Dadurch kann der Umstand berücksichtigt werden, dass die Bedienelemente beispielsweise bei Überlandfahrten während der Nacht nur mit einer geringeren Intensität beleuchtet werden müssen, damit sie der Fahrer erkennen kann, da das allgemeine äußere Helligkeitsniveau sehr gering ist. Ein nur schwach beleuchteter Schalter ist bei einem ansonsten eher dunklen Umfeld schnell auffindbar. Hingegen sind beispielsweise im städtischen Bereich zahlreiche externe Lichtquellen vorhanden, so dass ein Bedienelement stärker beleuchtet werden muss, um vom Fahrer wahrgenommen zu werden.

Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Steuereinheit den Zustand der Beleuchtung des Bedienelements in Abhängigkeit einer einstellbaren allgemeinen Cockpitbeleuchtung steuert. Der Nutzer kann dadurch auch die Beleuchtung der Bedienelemente nach individuellen Bedürfnissen einstellen, beispielsweise auf- oder abdimmen oder die Farbe verändern. Neben dem erhöhten Nutzerkomfort durch eine indi viduell anpassbare Beleuchtung trägt die Einstellbarkeit auch zur Erhöhung der Sicherheit des Fahrzeugbetriebs bei.

Die Erfindung umfasst auch eine Bedienvorrichtung für Fahrzeugfunktionen, bei der zwei oder mehr der vorhergehend beschriebenen Bedienelemente als mindestens eine Gruppe einander zugeordnet sind und bei der die Steuereinheit die Beleuchtung für die mindestens eine Gruppe individuell steuert. Da in der Regel ein funktionaler Zusammenhang zwischen einzelnen Bedienelementen besteht, kann die Erfassung der Einstellungen der anderen Bedienelemente von Vorteil sein. Durch das Zusammenfassen in Gruppen wird dem Nutzer die Möglichkeit gegeben, bei Einstellung eines Bedienelements die Beleuchtung für die ganze Gruppe zu aktivieren, um und auch die im Zusammenhang stehenden Bedienelemente gut erfassen zu können. Bei Anordnung mehrerer Bedienelemente an verschiedenen Stellen des Fahrzeuginnenraums, beispielsweise Bedienelemente für elektrische Fensterheber im Bereich der Türen, kann es außerdem zweckmäßig sein, mehrere Steuer- und Regeleinheiten vorzusehen, um den Aufwand für die Verkabelung zu minimieren.

Die Erfindung sieht außerdem ein Fahrzeugcockpit mit wenigstens einem der vorhergehend beschriebenen Bedienelemente und/oder mit wenigstens einer der vorhergehend beschriebenen Bedienvorrichtung vor, wobei dem wenigstens einem Bedienelement wenigstens ein Berührungssensor zugeordnet ist, der in einem bestimmten Abstand zu dem jeweiligen Bedienelement angeordnet ist und bei Berührung durch das Körperteil mittels der Steuereinheit die Beleuchtung verändert. Dadurch ist das Bedienelement auch dann, wenn der Benutzer etwas daneben greift, beleuchtet, so dass er das beleuchtete Bedienelement erkennen, gezielt mit der Hand erfassen und einstellen kann. Durch die Anordnung der Berührungssensoren in einem bestimmten Bereich des Armaturenbretts kann dem Nutzer z. B. die Möglichkeit gegeben werden, durch Berührung beispielsweise der Abdeckung oberhalb der Mittelkonsole die Beleuchtung der Bedienelemente im Bereich der Mittelkonsole zu verändern, d. h. vorzugsweise zu erhöhen.

Zur Verbesserung des Nutzerkomforts sind wenigstens einem Bedienelement mehrere Berührungssensoren in unterschiedlichen Abständen zugeordnet und die Steuerung der Beleuchtung des Bedienelements erfolgt in Abhängigkeit des jeweiligen Abstands.

Vorzugsweise sind wenigstens einem Berührungssensor mehrere Bedienelemente zugeordnet und die Steuereinheit steuert bei Berührung dieses Berührungssensors die jeweilige Beleuchtung der zugeordneten Bedienelemente in Abhängigkeit vom jeweiligen Abstand zu diesem Berührungssensor. So können bei Berührung des Umfelds diejenigen Bedienelemente stärker beleuchtet werden, die näher zu dem berührten Bereich liegen. Weiter entfernt liegende Bedienelemente können schwächer beleuchtet werden, wenn man davon ausgeht, dass der Nutzer mit großer Wahrscheinlichkeit die näher liegenden Bedienelemente benutzen möchte.

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnung näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen.
Die Abbildung zeigt in einer schematischen Schrägansicht eine Bedienvorrichtung 10 in Form eines Ausschnitts einer Mittelkonsole eines Fahrzeugs. Die Bedienvorrichtung 10 weist mehrere Bedienelemente 12 zur Steuerung von Fahrzeugfunktionen auf, zum Beispiel die Betätigungstaste 12a für eine Warnblinkanlage und verschiedene Tasten 12b und Regler 12c für die Bedienung einer Klimaanlage des Fahrzeugs. Die Bedienvorrichtung 10 verfügt über eine nicht dargestellte Beleuchtungsvorrichtung mit mehreren Beleuchtungselementen zur Beleuchtung der Bedienelemente 12, die in einem Bereitschaftszustand (Stand-by) in einem ersten Beleuchtungszustand leuchtet, der ausreicht, die ungefähre Lage der Bedienelemente 12 zu erkennen. Durch die im Ruhezustand nur sehr schwache Be leuchtung aller Bedienelemente 12 ist die Blend-, Ablenkungs- und Ermüdungsgefahr des Fahrers sehr gering. Nähert sich die Hand 14 des Fahrers oder einer anderen Person einem Bedienelement 12c, wird die Art und Weise der Beleuchtung des betreffenden Bedienelements 12c verstärkt, so dass die Beleuchtung in einem zweiten, stärkeren Beleuchtungszustand 16, d. h. in einer zweiten Intensität, leuchtet (siehe abstrahierte Lichtstrahlen). Die Erkennung des Körperteils, z. B. der Hand 14, erfolgt durch einen nicht dargestellten Sensor mittels eines optischen Systems, das über eine Entfernungsdetektion verfügt. Der Sensor ist mit einer nicht gezeigten Steuereinheit verbunden, welche die Beleuchtung regelt. Bei Näherung der Hand 14 um ein festgelegtes Maß leuchtet die Beleuchtung des Bedienelements 12c in der zweiten Intensität. Der Nutzer ist dadurch in der Lage, seine Hand 14 in die Nähe des Bedienelements 12c zu bewegen, um die Beleuchtung zu aktivieren, um dann das Bedienelement 12c bei erhöhter Beleuchtung, d. h. bei der zweiten Intensität, gezielt anzufassen und einzustellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abstandssensor mit einem ebenfalls nicht dargestellten Berührungssensor kombiniert. Bei Berührung durch die Hand wird das Bedienelement 12c in einem weiteren Beleuchtungszustand, d. h. in einer dritten Intensität beleuchtet, wobei dieser Beleuchtungszustand beispielsweise stärker als der zweite Beleuchtungszustand 16 ist, so dass der Nutzer die Einstellung des Bedienelements 12c sicher und präzise durchführen kann.
Wenn sich die Hand wieder entfernt, steuert die Steuereinheit die Beleuchtung des Bedienelements 12c für einen festgelegten Zeitraum in einer weiteren Art und Weise, d. h. in einer vierten Intensität an, um dem Nutzer die Möglichkeit zugeben, mit einem Blick zu erfassen, ob das Bedienelement 12c auch richtig eingestellt ist. Gegebenenfalls kann er seine Hand 14 wieder gezielt an das Bedienelement 12c heranführen und eine Korrektur durchführen.
Der Wechsel zwischen den Zuständen der Beleuchtung erfolgt stufenlos durch Auf- und Abdimmen. Die Art und Weise der Beleuchtung ist in Abhängigkeit der allgemeinen Helligkeit steuerbar, um die Bedienelemente 12 beispielsweise bei Überlandfahrten während der Nacht nur mit einer geringeren Intensität zu beleuchten, die für die Erkennung durch den Fahrer ausreicht, da das allgemeine Helligkeitsniveau außerhalb des Fahrzeugs sehr gering ist. Die im städtischen Bereich zahlreich vorhandenen externen Lichtquellen führen zu einer größeren allgemeinen Helligkeit außerhalb des Fahrzeugs, so dass die Bedienelemente 12 von der Beleuchtung stärker beleuchtet werden müssen, um vom Fahrer wahrgenommen zu werden.
Die Art und Weise der Beleuchtung der Bedienelemente 12 ist in Abhängigkeit einer einstellbaren allgemeinen Cockpit-Beleuchtung steuerbar, so dass der Nutzer die Beleuchtung der Bedienelemente 12 seinen individuellen Bedürfnissen anpassen kann, was neben einem erhöhten Nutzerkomfort auch eine Erhöhung der Sicherheit des Fahrzeugbetriebs bedeutet.

Claims

Bedienelement (12) für Fahrzeugfunktionen, mit einer einstellbaren Beleuchtungsvorrichtung mit einem oder mehreren Beleuchtungselementen zur Beleuchtung des Bedienelements (12), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abstandssensor zur Erkennung eines sich dem Bedienelement (12) nähernden Körperteils (14) vorgesehen ist und die Beleuchtung des Bedienelements (12) durch eine Steuereinheit in einer festgelegten Art und Weise in Abhängigkeit vom Abstand des Körperteils (14) zu dem Bedienelement (12) veränderbar ist.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung in einem Bereitschaftszustand (Stand-by) in einem ersten Beleuchtungszustand leuchtet und in Abhängigkeit vom Abstand des Körperteils (14) zu dem Bedienelement (12) in mindestens einen weiteren Beleuchtungszustand (16) wechselt.
Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung des Bedienelements (12) beim Erreichen eines bestimmten Grenzabstands des Körperteils (14) zu dem Bedienelement von einem Beleuchtungszustand in einen anderen Beleuchtungszustand wechselt.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel zwischen den Beleuchtungszuständen der Beleuchtung des Bedienelements (12) stufenlos erfolgt.
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor als Sensorik einen Wärmesensor, einen Kapazitätssensor und/oder einen optischen Sensor aufweist.
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ergänzend mindestens ein Berührungssensor vorgesehen ist, der eine Berührung des Bedienelements (12) durch das Körperteil (14) erkennt, und die Steuereinheit den Beleuchtungszustand der Beleuchtung des Bedienelements (12) bei der Berührung ändert.
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung des Bedienelements (12) nach dem Entfernen des Körperteils (14) für einen bestimmten Zeitraum in einem festlegbaren Beleuchtungszustand leuchtet.
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit den Zustand der Beleuchtung des Bedienelements (12) in Abhängigkeit der allgemeinen Helligkeit steuert.
Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit den Zustand der Beleuchtung des Bedienelements (12) in Abhängigkeit einer einstellbaren allgemeinen Cockpitbeleuchtung steuert.
Bedienvorrichtung für Fahrzeugfunktionen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Bedienelemente (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als mindestens eine Gruppe einander zugeordnet sind und die Steuereinheit die Beleuchtung für die mindestens eine Gruppe individuell steuert.
Fahrzeugcockpit mit wenigstens einem Bedienelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder wenigstens einer Bedienvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Bedienelement wenigstens ein Berührungssensor zugeordnet ist, der in einem bestimmten Abstand zu dem jeweiligen Bedienelement (12) angeordnet ist und bei Berührung durch das Körperteil (14) mittels der Steuereinheit die Beleuchtung verändert.
Fahrzeugcockpit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Bedienelement (12) mehrere Berührungssensoren in unterschiedlichen Abständen zugeordnet sind und die Steuerung der Beleuchtung des Bedienelements (12) in Abhängigkeit des jeweiligen Abstands erfolgt.
Fahrzeugcockpit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Berührungssensor mehrere Bedienelemente (12) zugeordnet sind und die Steuereinheit bei Berührung dieses Berührungssensors die jeweilige Beleuchtung der zugeordneten Bedienelemente (12) in Abhängigkeit vom jeweiligen Abstand zu diesem Berührungssensor steuert.