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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedieneinheit zum Steuern eines Kraftfahrzeugs bzw. von Geräten in einem Kraftfahrzeug, insbesondere zur Steuerung von Multimedia- bzw. Kommunikationsfunktionen.
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Die schnelle Entwicklung der digitalen Mobilfunktechnik und des Internets hat dazu geführt, dass heutzutage eine noch vor wenigen Jahren undenkbare Vielfalt an Kommunikations- und Multimediadiensten in Kraftfahrzeugen nutzbar ist. Bedienelemente für die Steuerung solcher Dienste und Funktionen benötigen Platz am Armaturenbrett eines Fahrzeugs. Es ist nicht wünschenswert, die Ausdehnung des Armaturenbretts zu vergrößern, um die erforderlichen Bedienelemente unterzubringen, denn je wieter ein Bedienelement vom Fahrer entfernt ist, um so stärker ist die Aufmerksamkeit, die der Fahrer dem Verkehr widmen kann, beeinträchtigt, wenn er das Bedienelement betätigt.
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Aus
DE 298 06 461 U1 ist eine Bedieneinheit für ein Kraftfahrzeug bekannt geworden, bei der eine Eingabeeinheit mit einer Mehrzahl von Tasten an einem Lenkrad im Bareich von dessen Pralltopf angeordnet ist. Diese Eingabeeinheit liegt zwar sehr zentral im Blickfeld eines Fahrers, hat aber den Nachteil, dass sie der Entfaltung eines herkömmlicherweise im Lenkrad montierten Airbags im Wege ist. Um dem Airbag den Weg freimachen zu können, ist diese herkömmliche Eingabeeinheit mit einer Sollbruchstelle versehen. Eine Betätigung des Airbags führt daher zwangsläufig zur Zerstörung der Eingabeeinheit. Wenn bei einem Unfall der Airbag betätigt worden ist, muss die Eingabeeinheit ersetzt werden, was für den Besitzer des Fahrzeugs zu unnötig erhöhten Reparaturkosten führt. Hinzu kommt, dass, wenn nach einem leichten Unfall, bei dem zwar der Airbag ausgelöst worden ist, die Bewegungsfähigkeit des Fahrzeugs aber noch gegeben ist, die über die Eingabeeinheit gesteuerten Funktionen nicht mehr zur Verfügung stehen.
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Die zahlreichen Tasten dieser herkömmlichen Eingabeeinheit sind zwar nicht weit vom Lenkradring entfernt, an dem sich die Hände des Fahrers während der Fahrt meistens befinden, doch solange der Fahrer die Hände nicht vom Lenkradring löst, sind allenfalls wenige dieser Tasten jeweils nur mit dem Daumen erreichbar und betätigbar, was die Betätigung mehrerer Tasten nacheinander zur Eingabe eines komplexen Befehls langwierig und beschwerlich macht.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Bedieneinheit für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die für den Fahrer des Kraftfahrzeugs gut erreichbar ist, ohne deswegen von der Betätigung eines Lenkrad-Airbags in Mitleidenschaft gezogen zu werden.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Bedienenheit für ein Kraftfahrzeug mit einem um eine Achse drehbaren Lenkrad und wenigstens einer fingerbetätigbaren Eingabeeinheit, die an einem sich um die Achse erstreckenden Bogen angeordnet ist.
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Wenn das Lenkrad um die Achse unabhängig von dem Bogen drehbar ist, ändert sich die Position der Hände des Fahrers relativ zu der Eingabeeinheit fortlaufend aufgrund von Lenkbewegungen, auch wenn die Hände das Lenkrad nicht loslassen. Es sind daher ständig verschiedene Bereiche der Eingabeeinheit für die Hände des Fahrers auf kurzem Wege erreichbar, sodass im Laufe der Zeit eine große Vielzahl der Funktionen durch eine minimale Handbewegung steuerbar sind und auch Befehle, die eine Mehrzahl von Betätigungen der Eingabeeinheit nacheinander erfordern, bequem eingegeben werden können.
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Vorzugsweise ist der Bogen an einer vom Fahrer abgewandten Seite des Lenkrads angeordnet, um die Sicht des Fahrers auf das Armaturenbrett und ggf. die Entfaltungsmöglichkeit eines im Lenkrad montierten Airbags möglichst wenig einzuschränken.
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Der Abstand zwischen der Eingabeeinheit und dem Lenkrad ist vorzugsweise festgelegt, um eine Berührung der Eingabeeinheit mit einem Finger, insbesondere Zeige- oder Mittelfinger, einer Hand zu ermöglichen, deren Handballen am Lenkrad anliegt. Dieser Abstand beträgt typischer Weise zwischen 5 und 10 cm. So kann der Fahrer die Eingabeeinheit betätigen, ohne dabei die Hände vom Lenkrad lösen zu müssen.
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Zum selben Zweck ist es auch zweckmäßig, dass der Radius des Bogens dem Radius des Lenkrades entspricht.
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Die Bedieneinheit sollte zweckmäßigerweise einen Anzeigeschirm umfassen, der den Fahrer Auskunft über Betriebsparameter des Fahrzeugs und/oder Rückmeldungen zu von ihm an der Eingabeeinheit vorgenommenen Einstellungen liefern kann.
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Ein solcher Anzeigeschirm sollte zentral im Blickfeld des Fahrers angeordnet sein und ist daher zweckmäßigerweise durch eine Öffnung des Lenkrades hindurch sichtbar.
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Der Anzeigeschirm kann insbesondere im Armaturenbrett oder auch vor dem Armaturenbrett in einem Träger der bogenförmigen Eingabeeinheit angeordnet sein.
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Um dem Fahrer die Auswahl zwischen einer Vielzahl von durch die Bedieneinheit steuerbaren Funktionen zu erleichtern, ist der Anzeigeschirm vorzugsweise eingerichtet, eine Mehrzahl von jeweils diesen Funktionen zugeordneten Symbolen anzuzeigen, zwischen denen mittels der Eingabeeinheit eine Auswahl vornehmbar ist.
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Um die Auswahl zwischen Funktionen zu ermöglichen, kann die Eingabeeinheit eingerichtet sein, die Richtung einer Bewegung eines Fingers über ihre Oberfläche zu erfassen, und der Anzeigeschirm kann eingerichtet sein, die Symbole in einer vorgegebenen Reihenfolge anzuzeigen und in Abhängigkeit von der erfassten Bewegungsrichtung von einem aktuell angewählten Symbol auf dessen (bezogen auf die besagte Reihenfolge) Vorgänger oder Nachfolger als angewähltes Symbol umzuschalten.
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Das angewählte Symbol kann zweckmäßigerweise in einer gegenüber nicht angewählten Symbolen hervorgehobenen Weise auf dem Anzeigeschirm angezeigt werden, z. B. heller oder größer als ein nicht angewähltes Symbol, mit einem andersartigen Hintergrund als nicht angewählte Symbole, in Farbe statt in Graustufen, mit einer stärkeren Farbsättigung als nicht angewählte Symbole, oder dergleichen.
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Eine andere Möglichkeit ist, das jeweils angewählte Symbol an einem gegenüber den Anzeigeorten nicht angewählter Symbole hervorgehobenen Ort anzuzeigen, z. B. in der Mitte einer Reihe von Symbolen oder am höchsten Punkt eines Bogens, auf dem die angezeigten Symbole angeordnet sind. Insbesondere kann es bei Symbolen alphanumerischer Art zweckmäßig sein, dass jeweils nur eine begrenzte Zahl von ihnen, das angewählte Symbol und einige seiner Vorgänger und Nachfolger, auf dem Anzeigeschirm sichtbar sind, wobei sich zwar das angewählte Symbol aufgrund einer Benutzereingabe ändern kann, nicht aber dessen Position auf dem Anzeigeschirm.
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Insbesondere wenn eine Auswahl zwischen einer kleinen Zahl von Symbolen zu erfolgen hat, kann die Eingabeeinheit zweckmäßigerweise eingerichtet sein, den Ort einer Berührung durch den Finger zu erfassen und unter auf dem Anzeigeschirm angezeigten Symbolen eines anzuwählen, dessen Ort auf dem Anzeigeschirm dem Ort der Berührung entspricht.
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Um eine großformatige, bequem lesbare Darstellung zu gewährleisten, kann der Anzeigeschirm zwischen einem Anzeigemodus, in dem wenigstens auf einem Teil des Anzeigeschirms Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs angezeigt sind, und einem Anzeigemodus umschaltbar sein, in dem auf diesem Teil des Anzeigeschirms an der Eingabeeinheit vorgenommene Eingaben widergespiegelt sind.
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Als Eingabeeinheit kommt insbesondere ein von mobilen Computern her bekanntes sogenanntes Touchpanel in Betracht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Bedieneinheit gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
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2 eine Seitenansicht des Fahrers vor der Bedieneinheit aus 1;
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3 eine zu 1 analoge Ansicht einer Bedieneinheit gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung;
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4 den Blick des Fahrers auf die Bedieneinheit in einem ersten Anzeigemodus;
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5 den Blick auf die Bedieneinheit in einem zweiten Anzeigemodus;
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6 die Bedieneinheit während des Anwählens eines einzugebenden Zeichens; und
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7 die Bedieneinheit im Moment der definitiven Auswahl des Zeichens.
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1 zeigt die erfindungsgemäße Bedieneinheit in einer schematischen Seitenansicht. Sie umfasst in dem Fachmann vertrauter Weise eine Lenksäule 1 mit einem daran um eine Achse 2 drehbar montierten Lenkrad 3. Das Lenkrad 3 kann einen zentralen Pralltopf 4 aufweisen, der zur Unterbringung eines Airbags dienen kann.
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Zwischen dem Lenkrad 3 und einem Armaturenbrett 5 eines Kraftfahrzeugs ist eine Eingabeeinheit 6 über zwei in etwa radial zur Achse 2 verlaufende Streben 7 an der Lenksäule 1 befestigt. Die Eingabeeinheit ist bogenförmig mit einem Radius, der im Wesentlichen dem des Lenkrades 3 entspricht. Der Bogen der Eingabeeinheit 6 ist auf die Achse 2 zentriert, und der Abstand zwischen dem Lenkrad 3 und der Eingabeeinheit 6 in Richtung der Achse 2 beträgt zwischen 5 und 10 cm, so dass ein Fahrer, ohne Daumen und Handballen seiner Hände vom Lenkrad 3 zu lösen, mit einem der anderen Finger jeder Hand eine äußere Umfangsfläche der Eingabeeinheit 6 berühren kann. Der Bogen erstreckt sich um die Achse 2 über einen Winkel von etwas weniger als 180°, so dass unterhalb der Enden des Bogens Platz bleibt für in an sich bekannter Weise einander gegenüberliegend an der Lenksäule 1 montierte, in 1 nicht dargestellte Schalthebel für Blinker und Scheibenwischer.
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Die Umfangsfläche 8 der Eingabeeinheit 6 kann mit einer Mehrzahl von Schaltern oder Berührungssensoren bestückt sein; vorzugsweise ist sie in Art eines von mobilen Computern her bekannten Touchpads ausgebildet, das den Ort einer Bewegung durch einen Finger des Fahrers, die Richtung einer Bewegung eines Fingers auf seiner Oberfläche und/oder den von dem Finger auf die Oberfläche ausgeübten Druck zu erfassen erlaubt.
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Die bogenförmige Eingabeeinheit 6 und die Streben 7 bilden ein Fenster, durch das der Fahrer 9 des Kraftfahrzeugs auf einen Anzeigeschirm 10 am Armaturenbrett 5 blicken kann, wie in 2 verdeutlicht.
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Der Anzeigeschirm 10 kann neben einer zum Anzeigen frei programmierbarer grafischer Inhalte geeigneten Matrix-Anzeigevorrichtung auch herkömmliche analoge Zeiger-Anzeigeinstrumente zum Anzeigen von Betriebsparametern des Fahrzeugs wie etwa Geschwindigkeit, Umdrehungszahl des Motors, Kühlwassertemperatur, Füllstand des Kraftstofftanks etc. umfassen; vorzugsweise ist der gesamte Anzeigeschirm 10 von einer Matrix-Anzeigevorrichtung ausgefüllt, wobei diese eingerichtet sein kann, zumindest in einem normalen Fahrbetriebsmodus auf einem Großteil ihrer Fläche Zeiger-Anzeigeinstrumente zum Anzeigen der oben genannten Betriebsparameter zu simulieren, d. h. Bilder 11 von Zeiger-Anzeigeinstrumenten darzustellen, in denen die Stellung eines abgebildeten Zeigers den Wert des zugeordneten Betriebsparameters wiedergibt.
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3 zeigt eine Abwandlung der Bedieneinheit, bei der der Anzeigeschirm 10 bis in Höhe der Eingabeeinheit 6 zum Lenkrad 3 hin verschoben ist, so dass die Umfangsfläche 8 der Eingabeeinheit 6 sich im Bogen um den Anzeigeschirm 10 erstreckt. Aufgrund des geringen Abstands zwischen dem Anzeigeschirm 10 und dem Lenkrad 3 ist hier der Winkel größer, aus dem die Anzeigen 11 auf dem Anzeigeschirm 10 durch die Öffnung des Lenkrades 3 hindurch sichtbar sind. Der Anzeigeschirm 10 kann daher große Abmessungen haben, ohne dass die Gefahr besteht, dass ein oberer Bereich des Lenkradrings einen Teil des Anzeigeschirms 10 vor den Augen eines hochgewachsenen Fahrers verbirgt.
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4 zeigt ein typisches Bild der erfindungsgemäßen Bedieneinheit, wie es sich dem Fahrer 9 beim normalen Fahren darbietet. Durch die Öffnung des Lenkrades 3 hindurch sind diverse Bilder 11 von Zeigerinstrumenten sichtbar, an denen Betriebsgrößen wie Fahrgeschwindigkeit, Drehzahl etc. ablesbar sind; eine Region 12 des Anzeigeschirms 10 oberhalb der Bilder 11 ist ungenutzt.
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Die Orientierung des Lenkrades 3 in 4 entspricht der Geradeausfahrt. Die Hände 13 des Fahrers befinden sich in einer symmetrischen Normalstellung beiderseits des Anzeigeschirms 10. Die Daumen 14 greifen in die Öffnung des Lenkrades 3 ein, während die übrigen Finger jeweils den Lenkradring 15 außen umgreifen. Hinter dem Lenkradring 15 erstreckt sich bogenförmig die Eingabeeinheit 6. In der Stellung, die die Hände 13 in 4 haben, erreichen die Spitzen der Zeigefinger, wenn der Fahrer sie ausstreckt, bequem den Blinker- bzw. Scheibenwischerhebel und eventuell knapp den linken bzw. rechten Rand der Eingabeeinheit 6.
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Um die Eingabeeinheit 6 zu betätigen, verlagert der Fahrer 9 eine Hand 13 am Lenkrad, wie in 5 gezeigt. Indem er z. B. die linke Hand 13 am Lenkradring 15 nach oben und zur Mitte verschiebt, kann er mit der Spitze seines linken Zeigefingers die Eingabeeinheit 6 bequem erreichen, ohne dafür das Lenkrad 3 loslassen zu müssen. Der Anzeigeschirm 10 reagiert auf die Berührung der Eingabeeinheit 6 durch den Finger, indem eine Gruppe von Symbolen 16 in der zuvor unbenutzten Region 12 des Anzeigeschirms 10 erscheint. Die Bilder 11 der Zeigerinstrumente können, obwohl in 5 nicht dargestellt, in diesem Stadium auf dem Anzeigeschirm 10 weiterhin sichtbar sein.
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Als Symbole 16 sind in 5 der Einfachheit halber von Kästchen umrahmte Zahlen abgebildet; in der Praxis wird man als Symbole eher Piktogramme der über die betreffenden Symbole 16 aufzurufenden Funktionen wählen, wie z. B. von den Benutzeroberflächen von Mobiltelefonen her bekannt. D. h. es kann z. B. ein Symbol, dessen Auswahl den Zugriff auf ein Verzeichnis von Telefonnummern oder Emailadressen ermöglicht, ein Buch darstellen, ein Symbol in Form eines Briefumschlages steht für das Anzeigen oder Erstellen von Email- oder SMS-Nachrichten, ein Telefon für Mobiltelefonie, etc.
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Solange die Zahl der gleichzeitig angezeigten Symbole 16 nicht zu groß ist, z. B. nicht größer als fünf, wie in 5 dargestellt, kann jedem der Symbole 16 entsprechend seiner Anordnung auf dem Anzeigeschirm 10 ein Bereich 17 an der Oberfläche der Eingabeeinheit 6 zugeordnet sein, dessen Berührung durch den Fahrer einer Anwahl oder Auswahl des betreffenden Symbols 16 gleichkommt. In der Darstellung der 5 berührt der Zeigefinger des Fahrers einen mittigen Bereich 17, entsprechend der Anwahl des mittleren Symbols 16. Dieses erscheint infolgedessen auf dem Anzeigeschirm 10 in einer gegenüber den übrigen Symbolen 16 hervorgehobenen Darstellung, um den angewählten Zustand des Symbols anzuzeigen. Anhand der Hervorhebung kann der Fahrer überprüfen, ob seine Eingabe richtig verstanden wurde. Durch eine zweite Berührung des Bereichs 17 bestätigt der Fahrer, dass er die dem angewählten Symbol 16 entsprechende Funktion aktivieren möchte, z. B. das Schreiben einer SMS.
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Es verschwinden nun die piktographischen Symbole 16, anstatt dessen erscheinen, wie in 6 gezeigt, in der Region 12 andere Symbole 18, nämlich ein Teil des Alphabets sowie ein Doppelpfeil 19, der dem Fahrer deutlich machen soll, dass er durch Streichen mit dem Finger über die Umfangsfläche 8 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn die angezeigten Buchstaben 18 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung durchscrollen kann. Der Buchstabe 18 in der Mitte der Region 12, hier hervorgehoben durch eine Umrahmung 20, ist angewählt. Indem der Fahrer mit dem Finger über die Eingabeeinheit 6 streicht, kann er die Reihe der Buchstaben 18 nach links oder rechts verschieben und so den jeweils angewählten Buchstaben verändern. Durch Antippen oder festes Drücken mit dem Finger auf die Eingabeeinheit 6 bestätigt der Fahrer einen angewählten Buchstaben, was der Anzeigeschirm 10, wie in 7 gezeigt, durch eine kurzzeitig vergrößerte Darstellung des betreffenden Buchstabens quittiert. Buchstaben 21, die der Fahrer auf diese Weise sukzessive ausgewählt hat und die den aktuellen Zustand der SMS wiedergeben, erscheinen auf dem Anzeigeschirm 10 unterhalb der Region 12, dort, wo bei normaler Fahrt die Bilder 11 der Skaleninstrumente zu sehen sind. Diese Bilder 11 sind im in 6 oder 7 gezeigten Betriebszustand des Anzeigeschirms 10 vollständig ausgeblendet; denkbar wäre aber auch sie mit vermindertem Kontrast oder farblich gegen die ausgewählten Buchstaben 21 der SMS abgesetzt sichtbar zu belassen.
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Es liegt auf der Hand, dass das gleiche Bedienprinzip des Streichens über die Eingabeeinheit 6 bzw. des Antippens oder Drückens auch eingesetzt werden kann, um aus angezeigten Ziffern eine Telefonnummer zusammenzustellen oder um aus einer geordneten Liste von gespeicherten Telefonnummern oder Adressen einen gewünschten Kommunikationspartner auszuwählen.
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Es liegt auf der Hand, dass die Eingabeeinheit 6 für die Steuerung zahlreicher anderer hier nicht im Detail beschriebener Funktionen in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Z. B. kann die oben beschriebe Art der Eingabe von Buchstaben verwendet werden, um ein Fahrziel in ein Fahrzeug-Navigationssystem einzugeben. Auch die Steuerung eines Autoradios ist mit Hilfe der Eingabeeinheit 6 möglich. So kann z. B. eines der Symbole 16 der 5 das Autoradio darstellen. Wird dieses ausgewählt, kann ein neuer Satz von Symbolen angezeigt werden, die jeweils für verschiedene Empfangsfrequenzbereiche und/oder verschiedene Audiosignalquellen stehen, zwischen denen die Auswahl wie im Falle der Symbole 16 durch Berühren eines zugeordneten Oberflächenbereichs der Eingabeeinheit 6 oder wie im Falle der Symbole 18 durch Streichen mit dem Finger erfolgen kann. Anhand der Richtung des Überstreichens mit dem Finger kann ferner die Richtung eines Sendersuchlaufs festgelegt oder ein Sender aus einer Liste ausgewählt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenksäule
- 2
- Achse
- 3
- Lenkrad
- 4
- Pralltopf
- 5
- Armaturenbrett
- 6
- Eingabeeinheit
- 7
- Strebe
- 8
- Umfangsfläche
- 9
- Fahrer
- 10
- Anzeigeschirm
- 11
- Bild
- 12
- Region
- 13
- Hand
- 14
- Daumen
- 15
- Lenkradring
- 16
- Symbol
- 17
- Bereich
- 18
- Symbol
- 19
- Doppelpfeil
- 20
- Umrahmung
- 21
- Buchstaben
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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