DE102010020544A1

DE102010020544A1 - Mensch-Maschine-Schnittstelle und Verfahren zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen

Info

Publication number: DE102010020544A1
Application number: DE102010020544A
Authority: DE
Inventors: Volker Herzberg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen. Solche Fahrzeugfunktionen beziehen sich beispielsweise auf Funktionen von Telefonen, Audiosystemen oder Navigationssystemen des Fahrzeugs. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) einen Sensor (5) aufweist, mit dem detektierbar ist, ob der Sensor (5) mit Ausatemluft vom Fahrer gezielt angeblasen wird. Mit der erfindungsgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) ist es möglich, durch gezieltes Anpusten des Sensors (5) eine gewünschte Funktion zu erreichen bzw. einzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mensch-Maschine-Schnittstelle und ein Verfahren zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen. Die Erfindung betrifft zudem ein Lenkrad mit zumindest einer erfindungsgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstelle, sowie ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Lenkrad. Der Begriff „Fahrzeugfunktionen” wird vorliegend breit verstanden. Er umfasst alle steuer- und schaltbaren Funktionen eines Fahrzeugs bzw. seiner Einzelsysteme, wie bspw. des Getriebes, der Fahrzeugfederung, der Klimaanlage, des Telefons, des Audiosystems, des TV-Systems, des Navigationssystems, des Multifunction-Displays, etc.
Zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen sind im Stand der der Technik manuelle, im Wesentlichen von Hand bedienbare Mensch-Maschine-Schnittstellen, wie bspw. Schalter, Drehräder, Taster, Hebel etc. bekannt. Zunehmend werden zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen auch Spracherkennungssysteme verwendet. So sind bei heutigen Fahrzeugen mit gehobener Ausstattung Spracherkennungssysteme zur Bediensteuerung des Autotelefons, des Navigationssystems, der Audioanlage etc. mittlerweile weit verbreitet. Aus der DE 199 46 559 A1 ist eine Vorrichtung zum Schalten eines automatischen Getriebes oder eines automatisierten Fahrzeugwechselgetriebes mit einer Einrichtung zur Spracheingabe bekannt.
Darüber hinaus ist aus der DE 11 2007 002 981 T5 ein Fahrzeugsperrsystem bekannt, bei dem eine Aktivierung bzw. eine Sperrung von Fahrzeugfunktionen mittels eines Alkoholsensors erfolgt, mit dem der Alkoholgehalt in der Ausatemluft des Fahrers bestimmt wird. Das Fahrzeugsperrsystem umfasst eine Sperreinrichtung, die in eine erste Stellung, in der das Fahrzeug nicht gestartet werden kann, und in eine zweite Stellung schaltbar ist, in der das Fahrzeug gestartet werden kann, eine Steuerungseinheit, die einen Empfänger zum Empfangen einer Nachricht aufweist und dazu ausgebildet ist, die Sperreinrichtung basierend auf der Nachricht zu steuern, und einen Alkoholdetektor, der einen Alkoholsensor, der dazu ausgebildet ist, einen Alkoholgehalt zu messen, und einen Sender aufweist. Der Sender ist dazu ausgebildet, an die Steuerungseinheit eine Nachricht zu senden, die eine Information über den Alkoholgehalt enthält. Das Fahrzeugsperrsystem ist dazu ausgebildet, zu bestimmen, ob sich der gemessene Alkoholgehalt unter einem vorbestimmten Alkoholpegel befindet, und die Steuerungseinheit ist dazu ausgebildet, die Sperreinrichtung nur dann in die zweite Stellung zu bringen, falls der gemessene Alkoholgehalt unter dem vorbestimmten Alkoholpegel liegt. Der Alkoholdetektor weist eine eindeutige Identitätsnummer auf, wobei der Sender dazu ausgebildet ist, die Identitätsnummer des Alkoholdetektors in die gesendete Nachricht einzuschließen, wobei die Steuerungseinheit eine Liste von zumindest zwei zugelassenen Identitätsnummern aufweist und wobei die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, die empfangene Identitätsnummer mit der Liste zugelassener Identitätsnummern zu vergleichen und die Sperreinrichtung nur dann in die zweite Stellung zu bringen, falls die Identitätsnummer in der Liste zugelassener Nummern gefunden wird. Der Alkoholdetektor umfasst eine Einrichtung zum Aufnehmen des Atems des Fahrers in Form einer Blasröhre und einen Alkoholsensor, der dazu ausgebildet ist, den Alkoholgehalt der Luft zu messen, die durch die Blasröhre strömt. Der Alkoholdetektor umfasst auch einen Temperatursensor, der dazu ausgebildet ist, die Temperatur der Luft zu messen, die durch die Blasröhre strömt, und eine Anzeige, die das Ergebnis der Messung darstellt.
In Fahrsituationen, in denen es im Fahrzeug leise sein soll, d. h. eine Spracheingabe in ein Spracherkennungssystem nicht möglich ist, und der Fahrer sich auf das Fahren des Fahrzeugs konzentrieren muss, d. h. dass der Fahrer mit seiner Hand nicht nach der manuell bedienbaren Mensch-Maschine-Schnittstelle suchen kann, um eine entsprechende Eingabe vorzunehmen, kann mit den bekannten Mensch-Maschine-Schnittstellen keine Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen erfolgen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Mensch-Maschine-Schnittstelle sowie ein Verfahren zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen anzugeben, die Einsatzmöglichkeiten der bekannten Mensch-Maschine-Schnittstellen erweitern. Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in 1 dargestellt ist.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen. Erfindungsgemäß umfasst die Mensch-Maschine-Schnittstelle einen Sensor, mit dem detektierbar ist, ob der Sensor mit Ausatemluft vom Fahrer gezielt angeblasen wird. Der Sensor ist mit anderen Worten in der Lage, ein gezieltes Anblasen oder „Anpusten” durch den Fahrer zu erkennen, wobei eine positive Erkennung des Anblasens zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen genutzt wird.
Vorzugsweise umfasst der Sensor Sensorelemente, die einen Luftdruck und/oder eine Lufttemperatur und/oder eine Luftfeuchte am Ort des Sensors erfassen, wobei der Sensor das gezielte Anblasen mit Atemluft auf Basis des erfassten Luftdrucks, und/oder der erfassten Lufttemperatur und/oder einer erfassten Luftfeuchte detektiert. Entsprechend verwendbare Luftdruck-, Lufttemperatur- und Luftfeuchtesensoren sind dem Fachmann bekannt.
Eine Erfassung eines gezielten Anblasens des Sensors, d. h. des Anblasens aus einer bestimmten Richtung kann dadurch unterstützt werden, dass vor dem Sensor ein dreidimensional geformter akustischer Kollimator angeordnet ist, der nur Luftströmungen, bzw. Schall aus einer vorgegebenen Richtung, die sinnvoller Weise der Richtung entspricht, in der aus Sicht des Sensors typischerweise ein Mund eines Fahrers angeordnet ist, auf den Sensor einfallen lässt.
In vorteilhafter Weise detektiert der Sensor das gezielte Anblasen mit Ausatemluft anhand einer in einem vorgegebenen Temperaturbereich erfassten Lufttemperatur. Dabei wird der Temperaturbereich vorzugsweise so gewählt, dass er mögliche Temperaturen der Ausatemluft, die am Ort des Sensors herrschen können, umfasst. Bei entsprechender Eingrenzung des Temperaturbereichs ist es möglich, ein Anblasen des Sensors mit Ausatemluft von einem Anblasen des Sensors, bspw. durch Heizungsluft, zu unterscheiden und somit Fehleingaben in die Mensch-Maschine-Schnittstelle zu vermeiden. Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor ein akustisches Sensorelement (bspw. einen Akustikwandler oder ein Mikrophon) umfassen, mit dem Geräusche erfassbar sind. Der Sensor detektiert das gezielte Anblasen mit Ausatemluft in diesem Fall auf Basis einer Auswertung des erfassten Geräuschs im Hinblick auf Geräusche, die bei einem gezielten Anblasen des Sensors mit Ausatemluft entstehen. Hiezu kann eine Spektrum- oder Frequenzanalyse verwendet werden. Das positive Erkennen eines Anblasgeräuschs wird zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen genutzt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Mensch-Maschine-Schnittstelle zeichnet sich dadurch aus, dass der Sensor zusätzlich eine manuelle Eingabe detektieren kann. In dieser Ausführungsform kann Mensch-Maschine-Schnittstelle sowohl durch ein gezieltes Anblasen als auch durch einen manuellen Tastendruck bedient werden.
Natürlich können sämtliche denkbaren steuer- und bedienbaren Fahrzeugfunktionen mittels der erfindungsgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstelle bedient bzw. gesteuert werden. Vorzugsweise sind die Fahrzeugfunktionen Funktionen eines Telefons, einer Audioanlage, eines Multifunction Displays, einer Klimaanlage oder Heizung, oder eines Navigationsgerätes des Fahrzeugs.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Lenkrad eines Fahrzeugs mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, wie sie vorstehend beschrieben ist. Vorzugsweise sind an einem solchen Lenkrad mehrere erfindungsgemäße Mensch-Maschine-Schnittstellen vorhanden, die zur Bediensteuerung unterschiedlicher Fahrzeugfunktionen dienen.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das ein Lenkrad aufweist, wie es vorstehend beschrieben ist.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen mittels einer Mensch-Maschine-Schnittstelle. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Bediensteuerung durch gezieltes Anblasen eines Sensors der Mensch-Maschine-Schnittstelle mit Ausatemluft des Fahrers erfolgt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigt:
1 schematische Darstellung ein erfindungsgemäßes Lenkrad eines Fahrzeugs.
1 zeigt ein Lenkrad 1 mit drei am Lenkrad angeordneten erfindungsgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstellen 2, 3, 4, die jeweils einen Sensor 5 aufweisen. Diese Mensch-Maschine-Schnittstellen 2, 3, 4 können mit verschiedenen Funktionen belegt werden. Möchte man z. B. vorliegend die Lautstärke des Radios oder des Telefons verändern, so kann man für geringere Lautstärke in Richtung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 2 pusten, für mehr Lautstärke in Richtung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 4, und für einen Wechsel z. B. von Telefonbetrieb zu Radiobetrieb oder umgekehrt in Richtung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 3. Die Sensoren 5 sollten breit bzw. sensibel genug sein, um auf einen Atemimpuls in die jeweilige Richtung zu reagieren. Die Sensoren 5 können derart gewählt bzw. eingestellt werden, dass sie nur auf Atemluft in einer vorgegebenen Temperaturbandbreite reagieren, die ein Mensch besitzt, um nicht auf Heizungsluft etc. zu reagieren. In einer Ausführungsform können die Sensoren 5 zusätzlich tastsensibel ausgeführt sein, so dass eine Betätigung durch die Doppelfunktion Tasten/Pusten möglich ist.
Man kann erfindungsgemäß durch Pusten in die richtige Richtung Fahrzeugfunktionen steuern, schalten oder einstellen. Die Hand des Fahrers muss nicht dabei bewegt werden und die Sprachkennung ist nicht notwendig (z. B. wenn ein Kind schläft). Die Sensoren 5 können mit verschiedenen Funktionen belegt werden oder vom Fahrer entsprechend einer Memoryfunktion über eine Einstellungen im Lenkrad feste Funktionen erhalten, bspw. Pusten auf Mensch-Maschine-Schnittstelle 3: Wechsel zu Radio oder Wechsel zum Navigationssystem oder Wechsel zu sonstigen Funktionen. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Lenkrades kann die optische Aufmerksamkeit des Fahrers während des Fahrens bei der Wahrnehmung des Verkehrsgeschehens außerhalb des Autos verbleiben, gleichzeitig kann die Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen durch das Anblasen nahezu lautlos erfolgen. Unter vorzugsweise Verwendung von akustischen Kollimatoren können mehrere erfindungsgemäße Mensch-Maschine-Schnittstellen an einem Lenkrad angebracht werden. Natürlich ist die Anbringung von erfindungsgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstellen nicht nur auf das Lenkrad beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19946559 A1 [0002]
- DE 112007002981 T5 [0003]

Claims

Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) einen Sensor (5) aufweist, mit dem detektierbar ist, ob der Sensor (5) mit Ausatemluft vom Fahrer gezielt angeblasen wird.
Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) Sensorelemente umfasst, die einen Luftdruck und/oder eine Lufttemperatur und/oder eine Luftfeuchte am Ort des Sensors (5) erfassen, und dass der Sensor (5) das gezielte Anblasen mit Atemluft auf Basis des erfassten Luftdrucks, und/oder der erfassten Lufttemperatur und/oder einer erfassten Luftfeuchte detektiert.
Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) das gezielte Anblasen mit Ausatemluft anhand einer in einem vorgegebenen Temperaturbereich erfassten Lufttemperatur detektiert.
Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) ein akustisches Sensorelement umfasst, mit dem Geräusche erfassbar ist, und dass der Sensor (5) das gezielte Anblasen mit Ausatemluft auf Basis einer Auswertung des erfassten Geräuschs im Hinblick auf Geräusche, die bei einem gezielten Anblasen des Sensors (5) mit Ausatemluft entstehen, detektiert.
Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Sensor (5) ein akustischer Kollimator angeordnet ist, der ein Anblasen des Sensors nur aus vorgegebenen Richtungen zulässt.
Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) zusätzlich eine manuelle Eingabe detektiert.
Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugfunktionen Funktionen eines Telefons, einer Audioanlage oder eines Navigationsgerätes sind.
Lenkrad (1) eines Fahrzeugs mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (2, 3, 4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Fahrzeug mit einem Lenkrad (1) gemäß Anspruch 7 oder 8.
Verfahren zur Bediensteuerung von Fahrzeugfunktionen mittels einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, bei dem die Bediensteuerung durch gezieltes Anblasen eines Sensors (5) der Mensch-Maschine-Schnittstelle mit Ausatemluft durch den Fahrer erfolgt.