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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer in einem Fußraum des Kraftfahrzeugs angeordneten, durch einen Fahrer mit zumindest einem Fuß betätigbaren Einstelleinrichtung, welche zum Einstellen einer Anforderung für ein Beschleunigen und/oder Bremsen des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, und mit einer elektronischen Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Anforderung zu erfassen und abhängig von der erfassten Anforderung Steuersignale zum Umsetzen der Anforderung auszugeben. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Steuern der Längsbewegung eines Kraftfahrzeugs mittels einer im Fußraum angeordneten Einstelleinrichtung.
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Vorliegend richtet sich das Interesse auf die Steuerung der Längsbewegung eines Kraftfahrzeugs, nämlich insbesondere eines Personenkraftwagens. Zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs werden üblicherweise Pedale in dem fahrerseitigen Fußraum eingesetzt, welche mit den Füßen des Fahrers betätigt werden können. Die Anzahl der eingesetzten Pedale variiert dann bekanntlich in Abhängigkeit von der Art des eingesetzten Getriebes: Bei einem Automatikgetriebe wird ein Gaspedal sowie ein Bremspedal eingesetzt, währen bei einem Schaltgetriebe zusätzlich noch ein Kupplungspedal eingesetzt wird. Die Pedale stellen eine insgesamt Einstelleinrichtung dar, mittels welcher eine Anforderung für das Beschleunigen bzw. Bremsen des Kraftfahrzeugs eingestellt werden kann. Die aktuelle Stellung der Pedale und somit die eingestellte Anforderung wird dabei mittels Sensoren erfasst, und abhängig von der erfassten Anforderung werden Steuersignale an entsprechende Steuergeräte des Kraftfahrzeugs abgegeben, um die eingestellte Anforderung hinsichtlich der Beschleunigung bzw. des Bremsens umzusetzen. Wird das Bremspedal betätigt, so werden Steuersignale an ein Bremssteuergerät abgegeben; bei Betätigung des Gaspedals wiederum werden Steuersignale an ein Motorsteuergerät abgegeben.
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Ein derartiges Kraftfahrzeug mit einem im Fußraum angeordneten Gaspedal und einem Bremspedal ist beispielsweise aus dem Dokument
DE 10 2007 003 740 A1 als bekannt zu entnehmen.
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Zum Stand der Technik gehören auch solche Kraftfahrzeuge, welche speziell für behinderte Personen ausgestaltet werden. Anstelle der genannten Pedale können hier beispielsweise zusätzliche Lenkstockschalter eingesetzt werden, welche dann zur Längsführung des Kraftfahrzeugs dienen. Die Einstellung der Geschwindigkeit erfolgt in diesem Falle mit den Händen und nicht mit den Füßen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Gattung das Einstellen der Anforderung für das Beschleunigen und/oder Bremsen des Kraftfahrzeugs besonders komfortabel vorgenommen werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine in einem Fußraum des Kraftfahrzeugs angeordnete, durch einen Fahrer mit zumindest einem Fuß betätigbare Einstelleinrichtung, welche zum Einstellen einer Anforderung für ein Beschleunigen und/oder Bremsen des Kraftfahrzeugs dient. Das Kraftfahrzeug umfasst auch eine Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Anforderung zu erfassen und abhängig von der erfassten Anforderung Steuersignale zum Umsetzen der Anforderung auszugeben, insbesondere an zumindest ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs abzugeben. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einstelleinrichtung als Touchpad mit einer berührungsempfindlichen Bedienfläche ausgebildet ist, so dass die Anforderung durch Berühren der Bedienfläche mit dem zumindest einen Fuß eingestellt wird.
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Als Alternative zu herkömmlichen Pedalen wird demnach vorgeschlagen, die im Fußraum angeordnete – insbesondere dauerhaft installierte – Einstelleinrichtung als Touchpad bzw. Tastfeld auszugestalten, dessen berührungsempfindliche Bedienfläche mit dem Fuß berührt werden kann, um die Beschleunigungsanforderung und/oder Bremsanforderung einzustellen. Mit einem derartigen Touchpad kann die Einstellung der Anforderung besonders komfortabel vorgenommen werden. Die Ausgestaltung der Einstelleinrichtung als Touchpad hat außerdem den Vorteil, dass die Funktionalität der Einstelleinrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Pedalen erweitert werden kann. So können beispielsweise zusätzliche Funktionen mit Hilfe des Touchpads gesteuert werden. Der Einsatz eines Touchpads im Fußraum ermöglicht somit die Steuerung zusätzlicher Funktionen mit den Füßen, was sich insbesondere für behinderte Personen als vorteilhaft erweisen kann, nämlich insbesondere dann, wenn die Arme oder die Hände in ihrer Beweglichkeit eingeschränkt sind und sich die Betätigung von Lenkstockschaltern somit als umständlich erweist. Jedoch kann sich der Einsatz eines Touchpads im Fußraum für behinderte Personen auch ganz allgemein hinsichtlich der Einstellung der Beschleunigungsanforderung und/oder Bremsanforderung als besonders vorteilhaft erweisen. Abhängig von der jeweils gegebenen Mobilitätseinschränkung kann das Touchpad nämlich so konfiguriert werden, dass die Anforderung jeweils ohne viel Aufwand auch durch eine behinderte Person eingestellt werden kann. Während bei herkömmlichen Pedalen stets eine Mindestkraft benötigt wird, um die Pedale zu betätigen, kann ein Touchpad z. B. so konfiguriert werden, dass kleine Bewegungen mit dem Fuß ausreichen, um die gewünschte Beschleunigung und/oder Bremskraft einzustellen.
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Die Erfassung der Berührung der berührungsempfindlichen Bedienfläche des Touchpads kann grundsätzlich auf verschiedenste Art und Weisen durchgeführt werden. So kann es sich bei dem Touchpad um ein kapazitives Tastfeld handeln, bei welchem mittels einer Vielzahl von Kondensatoren die Position bestimmt wird, an welcher die Bedienfläche mit dem Fuß berührt wird. Es ist aber auch möglich, das Touchpad als resistives Tastfeld auszugestalten, welches auf einen auf die Bedienfläche aufgebrachten Druck reagiert, der zwei elektrisch leitfähige Schichten stellenweise miteinander verbindet.
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Bevorzugt umfasst das Kraftfahrzeug eine Lageeinstellvorrichtung, welche zum Einstellen der Lage des Touchpads in dem Fußraum ausgebildet ist. Somit kann die Position des Touchpads im Fußraum an die jeweiligen anatomischen Gegebenheiten der Fahrer angepasst werden. Jeder Fahrer kann sich die für ihn optimale Lage des Touchpads selbst einstellen.
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Beispielsweise kann die Lageeinstellvorrichtung ein Schwenklager umfassen, mittels welchem das Touchpad um eine Schwenkachse schwenkbar in dem Fußraum gelagert ist, nämlich insbesondere um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenkachse. Ergänzend oder alternativ kann die Lageeinstellvorrichtung auch ein Führungslager umfassen, mittels welchem das Touchpad in dem Fußraum entlang einer Führungsrichtung, insbesondere der Fahrzeuglängsrichtung, verschiebbar geführt angeordnet ist. Das Führungslager kann auch so ausgebildet sein, dass das Touchpad entlang der Führungsrichtung geradlinig hin und her verschoben werden kann. Auf diese Weise kann die Lage des Touchpads in dem Fußraum in verschiedensten Freiheitsgraden eingestellt und somit an die Größe des Fahrers angepasst werden.
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Die berührungsempfindliche Bedienfläche kann in eine beliebige Anzahl von funktionell voneinander getrennten Bedienzonen unterteilt sein, die unterschiedlichen Funktionen zugeordnet sind. Es kann beispielsweise eine einzige Bedienzone vorgesehen sein, an welcher Eingaben hinsichtlich aller Funktionen vorgenommen werden können, oder es können mindestens zwei solche Bedienzonen bereitgestellt werden, die funktionell voneinander getrennt und somit unterschiedlichen Funktionen zugeordnet sind. Sind mindestens zwei Bedienzonen vorgesehen, so kann die Einteilung der Bedienfläche einerseits mechanisch bzw. schaltungstechnisch durch Bereitstellen mehrerer Tastfelder und andererseits virtuell bzw. softwaretechnisch mittels der Steuereinrichtung durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass die mindestens zwei Bedienzonen schaltungstechnisch unabhängig voneinander bereitgestellt werden können, so dass das Touchpad quasi mindestens zwei hardwaretechnisch voneinander unabhängige Tastfelder aufweist, oder die Steuereinrichtung die berührungsempfindliche Bedienfläche softwaretechnisch und somit quasi virtuell in mindestens zwei Bedienzonen unterteilen kann, so dass diese verschiedenen Bedienzonen grundsätzlich beliebig mittels der Steuereinrichtung im Betrieb gestaltet werden können.
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Unabhängig von der Art der Einteilung können verschiedenste Ausführungsformen vorgesehen sein:
Ist die berührungsempfindliche Bedienfläche zumindest in eine erste und eine zweite Bedienzone unterteilt, so kann die erste Bedienzone zum Einstellen der Beschleunigungsanforderung dienen, während die zweite Bedienzone der Bremsfunktion zugeordnet werden kann. Nach Empfangen einer Eingabe, die der Fahrer durch Berühren der ersten Bedienzone mit dem zumindest einen Fuß vornimmt, kann die Steuereinrichtung Steuersignale bereitstellen, aufgrund derer das Kraftfahrzeug beschleunigt wird. Entsprechend kann die Steuereinrichtung nach Empfangen einer Eingabe, die der Fahrer mit dem zumindest einen Fuß an der zweiten Bedienzone vornimmt, Steuersignale ausgeben, welche dann ein Bremsen des Kraftfahrzeugs bewirken. Ähnlich wie bei herkömmlichen Pedalen kann die der Beschleunigungsfunktion zugeordnete erste Bedienzone auf der rechten Seite der zweiten Bedienzone angeordnet sein, welche der Bremsfunktion zugeordnet ist. Auf diesem Wege gelingt es, die Längsbewegung des Kraftfahrzeugs auf die gewohnte Art und Weise zu steuern, jedoch ohne dass mechanische Pedale betätigt werden müssen.
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Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die berührungsempfindliche Bedienfläche eine für das Beschleunigen und das Bremsen gemeinsame Bedienzone aufweist. In einer speziellen Ausführungsform kann diese gemeinsame Bedienzone auch die einzige Bedienzone der Bedienfläche sein, so dass die Bedienfläche ausschließlich eine einzige Bedienzone aufweist. Bei einer derartigen gemeinsamen Bedienzone erfolgt die Unterscheidung zwischen einer Beschleunigungsanforderung einerseits und einer Bremsanforderung andererseits bevorzugt mittels vorbestimmten Mustern, insbesondere mittels Bewegungsmustern, welche durch eine Gleitbewegung des Fußes an der berührungsempfindlichen Bedienfläche eingegeben werden können. Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung eine Eingabe, die der Fahrer mit dem zumindest einen Fuß an der gemeinsamen Bedienzone vornimmt, einer Mustererkennung hinsichtlich zumindest eines Beschleunigungsmusters und eines Bremsmusters unterziehen. Wird das Beschleunigungsmuster erkannt, so können Steuersignale zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Wird hingegen das Bremsmuster mittels der Steuereinrichtung erkannt, kann letztere Steuersignale an ein Bremssteuergerät abgegeben, welches aufgrund der empfangenen Steuersignale ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs betätigt. Lediglich beispielhaft seien an dieser Stelle folgende Muster genannt: Eine Gleitbewegung des Fußes an der gemeinsamen Bedienzone in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne kann einer Beschleunigungsanforderung zugeordnet sein; eine Gleitbewegung in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten kann wiederum Steuersignale auslösen, welche ein Bremsen des Kraftfahrzeugs bewirken. Die Steuerung der Längsbewegung des Kraftfahrzeugs erfolgt somit besonders intuitiv und ohne viel Aufwand für den Fahrer.
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Unabhängig von der Anzahl der bereitgestellten Bedienzonen wird vorzugsweise ein erstes Muster für die Erhöhung der Beschleunigung sowie ein zweites Muster für die Erhöhung der Bremskraft des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Nimmt der Fahrer mit seinem Fuß eine Eingabe an der berührungsempfindlichen Bedienfläche vor, so kann die Steuereinrichtung selbige Eingabe einer Mustererkennung hinsichtlich des ersten und des zweiten Musters unterziehen und nach Erkennen des ersten Musters Steuersignale zum Erhöhen der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs sowie nach Erkennen des zweiten Musters Steuersignale zum Erhöhen der Bremskraft ausgeben. Somit kann der Fahrer auch die Stärke der Beschleunigung bzw. Verzögerung des Kraftfahrzeugs ohne viel Aufwand mittels des Touchpads vorgeben.
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Insbesondere bei einem Kraftfahrzeug mit einem Schaltgetriebe kann vorgesehen sein, dass die berührungsempfindliche Bedienfläche eine einer Kupplung des Kraftfahrzeugs zugeordnete Bedienzone aufweist. Die Steuereinrichtung kann dazu ausgelegt sein, nach Empfangen einer Eingabe, die der Fahrer mit dem zumindest einen Fuß an dieser Bedienzone vornimmt, Steuersignale zum Öffnen der Kupplung auszugeben. Die genannte Bedienzone kann insbesondere separat zu den Bedienzonen bereitgestellt werden, die der Beschleunigungsfunktion und der Bremsfunktion zugeordnet sind. Die Bedienzone der Kupplung kann dabei insbesondere auf der linken Seite der Bedienzone angeordnet sein, die der Bremsfunktion zugeordnet ist. Die Kupplung des Kraftfahrzeugs kann bei dieser Ausführungsform besonders einfach und intuitiv geöffnet werden, indem die entsprechende Bedienzone beispielsweise mit dem linken Fuß berührt wird, wobei hierzu keine besondere Kraft seitens des Fahrers benötigt wird.
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Mit Hilfe des Touchpads kann auch eine Notbremsfunktion realisiert werden, welche zur Notbremsung des Kraftfahrzeugs dient. Nach Auslösen dieser Notbremsfunktion kann die Steuereinrichtung beispielsweise Steuersignale an das Bremssteuergerät abgegeben, welches aufgrund der Steuersignale ein sofortiges Anhalten des Kraftfahrzeugs oder zumindest eine überwiegende Reduktion der Geschwindigkeit veranlasst. Hinsichtlich der Umsetzung der Notbremsfunktion bei dem Touchpad können folgende Ausführungsformen vorgesehen sein: Zum einen kann für die Notbremsfunktion ein entsprechendes Muster vorgegeben werden, wie beispielsweise ein starkes gleichzeitiges Berühren der berührungsempfindlichen Bedienfläche mit beiden Füßen. Die Steuereinrichtung überprüft hier die Eingaben des Fahrers daraufhin, ob das vorbestimmte Muster an der Bedienfläche eingegeben wird, und erzeugt nach Empfangen dieses Musters Steuersignale zum Notbremsen des Kraftfahrzeugs. Zum anderen kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die berührungsempfindliche Bedienfläche eine speziell der Notbremsfunktion zugeordnete Bedienzone aufweist. Dann kann die Steuereinrichtung nach Empfangen einer Eingabe, die der Fahrer mit seinem Fuß an dieser Bedienzone vornimmt, Steuersignale zum Notbremsen des Kraftfahrzeugs ausgeben. Eine solche Notbremsfunktion dient der Sicherheit und kann besonders rasch mit Hilfe des Touchpads aktiviert werden.
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Wie bereits ausgeführt, kann die Steuereinrichtung softwaretechnisch eine beliebige Anzahl von funktionell voneinander unabhängigen, virtuellen Bedienzonen innerhalb der berührungsempfindlichen Bedienfläche bereitstellen. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anzahl der bereitzustellenden Bedienzonen in Abhängigkeit von einem durch die Steuereinrichtung empfangenen Datenwert festgelegt wird. Dieser Datenwert kann in die Steuereinrichtung beispielsweise während des Fertigungsprozesses eingegeben werden, so dass die Anzahl der Bedienzonen im Fertigungsprozess durch entsprechendes Programmieren der Steuereinrichtung festgelegt wird. Dies hat den Vorteil, dass gleiche Touchpads für verschiedene Fahrzeugarten bereitgestellt werden können und die berührungsempfindliche Bedienfläche fahrzeugspezifisch durch entsprechende Programmierung der Steuereinrichtung gestaltet werden kann. Es brauchen somit keine unterschiedlichen Touchpads für unterschiedliche Fahrzeugarten entwickelt und hergestellt zu werden, so dass sich die Bereitstellung von unterschiedlichen Touchpads mit den damit verbundenen Nachteilen hinsichtlich der Entwicklungs- und Herstellungskosten erübrigt.
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Durch Eingabe entsprechender Datenwerte in die Steuereinrichtung kann neben der Anzahl der Bedienzonen bevorzugt auch die geometrische Form und/oder die Größe und/oder die Anordnung der Bedienzonen innerhalb der berührungsempfindlichen Bedienfläche festgelegt werden. Auch diese Konfiguration kann während des Fertigungsprozesses vorgenommen werden.
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Es ist auch möglich, dass der genannte Datenwert durch den Fahrer selbst in die Steuereinrichtung eingegeben und die Bedienzonen somit durch den Fahrer selbst konfiguriert werden können. Dazu kann im Kraftfahrzeug beispielsweise eine Bedieneinrichtung bereitgestellt werden, mittels welcher der Fahrer die Anzahl und/oder die Größe und/oder die geometrische Form und/oder die Anordnung der Bedienzonen innerhalb der berührungsempfindlichen Bedienfläche selbst definieren kann.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Touchpad eine Haptikeinrichtung aufweist, welche die berührungsempfindliche Bedienfläche mit einer Kraft beaufschlagen und hierdurch eine haptische Rückmeldung an den Fahrer bereitstellen kann. Somit kann die Bedienung des Touchpads noch intuitiver erfolgen. So kann der Fahrer mittels der Haptikeinrichtung beispielsweise über die Richtigkeit seiner Eingaben an dem Touchpad informiert werden. Diese Ausführungsform erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn die genannten Bedienzonen virtuell festgelegt werden und somit keine visuellen Begrenzungen zwischen den jeweiligen Bedienzonen an dem Touchpad vorliegen. Durch entsprechende haptische Rückmeldung kann der Fahrer bei der Orientierung innerhalb der berührungsempfindlichen Bedienfläche zuverlässig unterstützt werden.
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Die Haptikeinrichtung kann beispielsweise dazu genutzt werden, um dem Fahrer die Konfiguration der Bedienzonen innerhalb der Bedienfläche bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs zu demonstrieren. Bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs kann die Steuereinrichtung mittels einer Ausgabeeinrichtung ein Anforderungssignal an den Fahrer ausgeben, eine vorbestimmte Bedienzone der Bedienfläche zu berühren. Ein solches Anforderungssignal kann beispielsweise mit Hilfe eines Displays ausgegeben werden, auf welchem die gesamte berührungsempfindliche Bedienfläche grafisch dargestellt und die in Rede stehende Bedienzone optisch hervorgehoben wird. Nach Empfangen einer Eingabe, die der Fahrer in Reaktion auf das Anforderungssignal durch Berühren der vorbestimmten Bedienzone vornimmt, kann die Steuereinrichtung die Haptikeinrichtung dazu ansteuern, eine haptische Rückmeldung bereitzustellen, mittels welcher der Fahrer über die korrekte Betätigung der vorgegebenen Bedienzone informiert wird. Somit kann sichergestellt werden, dass der Fahrer die aktuelle Konfiguration des Touchpads auch dann kennt, wenn die einzelnen Bedienzonen des Touchpads optisch nicht markiert sind.
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Ist innerhalb der berührungsempfindlichen Bedienfläche zumindest eine Bedienzone festgelegt, so kann im Betrieb des Kraftfahrzeugs eine haptische Rückmeldung auch dann ausgegeben werden, wenn der Fahrer die Bedienzone in ihrem Randbereich und nicht zentral berührt. Über eine derartige inkorrekte Berührung der Bedienzone kann der Fahrer mittels der Haptikeinrichtung entsprechend informiert werden, indem beispielsweise eine kontinuierliche haptische Rückmeldung so lange ausgegeben wird, bis der Fahrer seinen Fuß wieder richtig im Zentrum der Bedienzone platziert. Auf diesem Wege können Fehlbedienungen verhindert werden.
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Berührt der Fahrer die Bedienzone in dem Randbereich und wird dabei die haptische Rückmeldung ausgegeben, so kann die Steuereinrichtung überprüfen, in welche Richtung der Fahrer seinen Fuß in Reaktion auf die haptische Rückmeldung bewegt. Mit anderen Worten erfasst die Steuereinrichtung eine Bewegungsrichtung des Fußes an der berührungsempfindlichen Bedienfläche. Wird erkannt, dass sich der Fuß weg von dem Randbereich in Richtung zum Inneren der Bedienzone bzw. in Richtung zum Zentrum der Bedienzone bewegt, so kann die Stärke der haptischen Rückmeldung reduziert, insbesondere stetig bzw. kontinuierlich mit dem Abstand des Fußes zum Rand der Bedienzone reduziert werden. Wird hingegen festgestellt, dass sich der Fuß in Richtung nach außerhalb der Bedienzone bewegt, so kann die Stärke der haptischen Rückmeldung erhöht werden. In diesem Falle wird der Fahrer dazu veranlasst, den Fuß wieder in Richtung zum Inneren der Bedienzone zu bewegen und das Touchpad korrekt zu bedienen.
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Es erweist sich als bequem, wenn das Touchpad zumindest eine Bedienzone aufweist, mittels welcher der Fahrer eine Zusatzfunktion aktivieren und/oder deaktivieren kann, die unabhängig von der Längsführung des Kraftfahrzeugs ist. Beispielsweise kann durch Berührung einer solchen Bedienzone ein Infotainmentsystem und/oder eine (Sitz-)Heizung und/oder ein Scheibenwischer des Kraftfahrzeugs aktiviert bzw. deaktiviert werden.
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Das Touchpad kann in einer Ausführungsform einen an die berührungsempfindliche Bedienfläche angrenzenden Stützbereich aufweisen, welcher zum Abstützen des zumindest einen Fußes beim Bedienen des Touchpads dient. Die Bedienung des Touchpads kann somit besonders bequem erfolgen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Steuern der Längsbewegung eines Kraftfahrzeugs mittels einer in einem fahrerseitigen Fußraum des Kraftfahrzeugs angeordneten Einstelleinrichtung, wobei durch Betätigen der Einstelleinrichtung mit zumindest einem Fuß eine Anforderung für ein Beschleunigen und/oder Bremsen des Kraftfahrzeugs eingestellt wird, und wobei mittels einer Steuereinrichtung die Anforderung erfasst wird und abhängig von der erfassten Anforderung Steuersignale zum Umsetzen der Anforderung ausgegeben werden. Als Einstelleinrichtung wird ein Touchpad mit einer berührungsempfindlichen Bedienfläche verwendet, und die Anforderung wird durch Berühren der Bedienfläche mit dem zumindest einen Fuß eingestellt.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in schematischer und perspektivischer Darstellung einen Fußraum eines Kraftfahrzeugs mit einer Einstelleinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 in schematischer Darstellung eine Schnittansicht des Fußraums gemäß 1;
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3 bis 13 in schematischer Darstellung Einstelleinrichtungen in Form eines Touchpads gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen; und
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14 bis 35 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein Touchpad, wobei unterschiedliche Konfigurationen des Touchpads näher erläutert werden.
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In 1 ist in schematischer Darstellung ein Fußraum 1 eines Kraftfahrzeugs 2 dargestellt, nämlich im Ausführungsbeispiel eines Personenkraftwagens. Der fahrerseitige Fußraum 1 ist pedalfrei ausgebildet und beinhaltet somit keine Pedale, wie sie bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen zur Längsführung eingesetzt werden. Stattdessen ist im Fußraum 1 eine Einstelleinrichtung 3 in Form eines Touchpads 4 angeordnet, mittels welchem die Längsbewegung des Kraftfahrzeugs 2, d. h. die Geschwindigkeit bzw. die Bewegung des Kraftfahrzeugs 2 in Fahrzeuglängsrichtung x, gesteuert werden kann. Das Touchpad 4 dient also zum Einstellen einer Beschleunigungsanforderung sowie einer Bremsanforderung und wird mit den Füßen des Fahrers bedient. Das Touchpad 4 ist dabei an einem Boden 5 des Fußraums 1 befestigt und unter einem Winkel zum Boden 5 angeordnet.
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Bezug nehmend auf 2 kann die Lage des Touchpads 4 im Fußraum 1 durch den Fahrer selbst eingestellt werden. Beispielsweise kann dazu ein Schwenklager vorgesehen sein, über welches das Touchpad 4 gemäß der Pfeildarstellung 6 um eine in Fahrzeugquerrichtung y verlaufende Schwenkachse 7 in beide Richtungen verschwenkt werden kann. Somit kann der Winkel zwischen dem Touchpad 4 und dem Boden 5 eingestellt werden. Ergänzend oder alternativ kann auch ein Führungslager vorgesehen sein, mittels welchem das Touchpad 4 in dem Fußraum 1 entlang einer Führungsrichtung 8 hin und her verschoben werden kann. Somit kann der Abstand des Touchpads 4 von dem Fahrersitz eingestellt werden.
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Mit erneutem Bezug auf 1 befindet sich neben dem Touchpad 4, und genauer gesagt auf seiner linken Seite, ein plattenartiges Stützelement 9, an welchem der Fahrer seinen linken Full abstützen kann. Dieses Stützelement 9 kann auch integral und somit einstückig mit dem Touchpad 4 ausgebildet sein.
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Das Touchpad 4 ist in Form einer Platte bzw. Tafel ausgebildet. Es weist eine berührungsempfindliche Bedienfläche 10 auf, welche dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 2 zugewandt ist. Die Bedienfläche 10 kann eine ebene Fläche sein oder sie kann alternativ auch gekrümmt ausgebildet sein, beispielsweise konvex oder konkav. Verschiedenste Ausführungsbeispiele des Touchpads 4 sind dabei in den 7 bis 13 veranschaulicht. Gemäß 7 kann das Touchpad 4 bzw. die Bedienfläche 10 eben und somit planar ausgebildet sein. Eine konvexe Ausgestaltung der Bedienfläche 10 um die Fahrzeuglängsachse x ist in 8 gezeigt. 9 wiederum zeigt eine konkave Ausgestaltung der Bedienfläche 10 um die x-Achse. Gemäß 10 kann die Bedienfläche 10 konvex bezüglich der y-Achse ausgebildet sein. Bei Bedarf kann auch eine freiflächige Form der Bedienfläche 10 gemäß 11 gewählt werden, also eine gekrümmte Ausgestaltung mit verschiedenen Krümmungsradien. Wie ferner in 12 dargestellt ist, kann die Bedienfläche 10 mit einer doppelten Krümmung um die y-Achse ausgestaltet sein. Schließlich ist auch eine konkave Ausgestaltung um die y-Achse gemäß 13 möglich.
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Das Touchpad 4 kann auch mindestens zwei voneinander separate und mechanisch bzw. schaltungstechnisch voneinander getrennte Tastfelder 4a, 4b aufweisen, wie sie in den 3, 4 und 6 dargestellt sind. Die Tastfelder 4a, 4b können in Fahrzeugquerrichtung y nebeneinander verteilt angeordnet sein. Sie können unabhängig voneinander an dem Boden 5 befestigt sein, so dass die Lage der Tastfelder 4a, 4b im Fußraum 1 individuell eingestellt werden kann. Gemäß den 3 und 4 können die beiden Tastfelder 4a, 4b um die Schwenkachse 7 individuell verschwenkt werden. Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 diese Schwenkachse 7 an einem Ende der Tastfelder 4a, 4b im Bereich des Bodens 5 verläuft, erstreckt sich die Schwenkachse 7 im Ausführungsbeispiel gemäß 4 ebenfalls in Fahrzeugquerrichtung y, jedoch etwa mittig durch die beiden Tastfelder 4a, 4b.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 6 veranschaulicht ist, sind die beiden Tastfelder 4a, 4b unbeweglich und somit ortsfest bezüglich des Bodens 5 im Fußraum 1 angeordnet und fest miteinander verbunden. Zwischen den Tastfeldern 4a, 4b befindet sich ein in Form eines Grates ausgebildeter Steg 11, der sich über die Bedienfläche 10 hinaus erstreckt und in Richtung zum Fahrer weist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Touchpads 4 ist in 5 gezeigt. Hier ist das Touchpad 4 einstückig ausgebildet und im Fußraum 1 um eine Schwenkachse 12 schwenkbar gelagert, welche senkrecht zur Schwenkachse 7 verläuft und in der x-z-Ebene liegt.
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Das Touchpad 4 kann ein resistives oder ein kapazitives Touchpad sein. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Touchpads beschränkt, und die Erfassung der Berührung der Bedienfläche 10 kann im Prinzip auf beliebige Art und Weise implementiert werden. Die Erfassung der Berührung erfolgt mittels einer in den Fig. nicht näher dargestellten elektronischen Steuereinrichtung, welche beispielsweise auch in das Touchpad 4 selbst integriert sein kann. Diese Steuereinrichtung empfängt die Eingaben, die der Fahrer mit seinen Füßen an der Bedienfläche 10 vornimmt, und erzeugt entsprechende Steuersignale, welche dann ein Beschleunigen bzw. Bremsen des Kraftfahrzeugs 2 bewirken.
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Bei sämtlichen oben beschriebenen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die berührungsempfindliche Bedienfläche 10 softwaretechnisch mittels der Steuereinrichtung in mehrere Bedienzonen unterteilt wird. Die Anzahl, geometrische Form und Größe dieser Bedienzonen werden bevorzugt während des Fertigungsprozesses festgelegt, indem entsprechende Datenwerte in die Steuereinrichtung eingegeben werden und diese somit programmiert wird. Hardwaretechnisch können somit gleiche Touchpads 4 für verschiedenste Arten von Fahrzeugen hergestellt werden, und lediglich die Konfiguration der Bedienzonen kann durch entsprechende Programmierung der Steuereinrichtung individuell vorgenommen werden.
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Bezug nehmend nun auf 14 können innerhalb der berührungsempfindlichen Bedienfläche 10 beispielsweise drei rechteckige Bedienzonen 13a, 13b, 13c festgelegt werden. Die Bedienzonen 13a, 13b, 13c sind in Fahrzeugquerrichtung y verteilt angeordnet, wobei eine erste Bedienzone 13a zum Einstellen der Beschleunigungsanforderung, eine zwischen den beiden anderen Bedienzonen 13a, 13c angeordnete zweite Bedienzone 13b zum Einstellen der Bremsanforderung und die dritte Bedienzone 13c zum Öffnen der Kupplung des Kraftfahrzeugs 2 dienen. Durch Berühren der ersten Bedienzone 13a mit dem Fuß kann somit das Kraftfahrzeug 2 beschleunigt werden, während das Berühren der mittleren zweiten Bedienzone 13b ein Bremsen des Kraftfahrzeugs 2 bewirkt. Beim Gangwechsel wird die dritte Bedienzone 13c berührt, was wiederum ein öffnen der Kupplung bewirkt.
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Eine solche Konfiguration der Bedienzonen 13a, 13b, 13c, wie sie in 14 gezeigt ist, erweist sich bei Kraftfahrzeugen 2 mit einem Schaltgetriebe als vorteilhaft. Wird jedoch ein Automatikgetriebe eingesetzt, so kann auf die dritte Bedienzone 13c verzichtet werden, und es können lediglich zwei Bedienzonen 13a, 13b innerhalb der Bedienfläche 10 festgelegt werden, wie sie in 15 schematisch dargestellt sind. Die erste Bedienzone 13a ist dabei der Einstellung der Beschleunigungsanforderung zugeordnet, während die zweite Bedienzone 13b zum Einstellen der Bremsanforderung dient.
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Eine Weiterbildung des Touchpads 4 gemäß 15 ist in 17 dargestellt. Hier werden neben der ersten und der zweiten Bedienzone 13a, 13b beispielsweise drei weitere Bedienzonen 13d bereitgestellt, welche verschiedenen Zusatzfunktionen zugeordnet sind, wie beispielsweise einem Infotainmentsystem, einer Sitzheizung einem Scheibenwischer und dergleichen.
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Es ist auch möglich, innerhalb der berührungsempfindlichen Bedienfläche 10 eine einzige Bedienzone 13 zu definieren, wie dies in 16 schematisch dargestellt ist. Sowohl die Beschleunigungsanforderung als auch die Bremsanforderung kann hier durch Berühren der Bedienzone 13 eingestellt werden, wobei zur Unterscheidung zwischen der Beschleunigungsanforderung einerseits und der Bremsanforderung andererseits die von dem Fahrer vorgenommenen Eingaben einer Mustererkennung unterzogen werden. In der Steuereinrichtung 10 sind dabei vorbestimmte Muster abgelegt, mit denen die vom Fahrer eingegebenen Muster verglichen werden. Diese werden weiter unten näher beschrieben.
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An dieser Stelle sei erwähnt, dass die in den Fig. dargestellten Bedienzonen 13 lediglich virtuell vorliegen und an der Bedienfläche 10 nicht optisch gekennzeichnet bzw. hervorgehoben sind. Die Konfiguration der Bedienzonen 13 wird dem Fahrer auf anderem Wege mitgeteilt, wie beispielsweise mittels eines separaten Displays.
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Bezug nehmend nun auf die 18 bis 23 wird nachfolgend eine mögliche Bedienart des Touchpads 4 bzw. eine mögliche Steuerung der Längsbewegung des Kraftfahrzeugs 2 am Beispiel der Konfiguration gemäß 15 (Automatikgetriebe) näher erläutert. Es wird zunächst angenommen, dass das Kraftfahrzeug 2 still steht. Berührt der Fahrer nun die erste Bedienzone 13a, wie dies in 18 mit 14 schematisch angedeutet ist, so wird das Kraftfahrzeug 2 zunächst mit einer relativ geringen Beschleunigung beschleunigt. Diese Beschleunigung kann durch Eingabe eines vorbestimmten Musters an der ersten Bedienzone 13a erhöht werden. Ein derartiges Muster kann beispielsweise beinhalten, dass der Fahrer eine Gleitbewegung mit seinem Fuß an der Bedienzone 13a in Richtung nach vorne vornimmt, wie dies in 19 mit 15 angedeutet ist. Die Beschleunigung wird so lange erhöht, wie der Fahrer seinen Fuß gemäß der Pfeildarstellung 15 bewegt. Wird nun die Bewegung angehalten und der Fuß innerhalb der Bedienzone 13a ortsfest platziert, wie in 20 mit 16 bezeichnet, so wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs konstant gehalten. Entsprechend kann die Beschleunigung dadurch reduziert werden, dass der Fuß in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird. Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass nach Loslassen des Touchpads 4 das Kraftfahrzeug 2 in einen Schubbetrieb übergeht.
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Ein Bremsvorgang kann wie folgt aussehen: Bewegt sich das Kraftfahrzeug 2 mit einer konstanten Geschwindigkeit bzw. befindet sich der Fuß an einer festen Stelle der Bedienzone 13a, wie mit 16 in 21 bezeichnet, so kann der Bremsvorgang eingeleitet werden, indem der Fahrer seinen Fuß von der Bedienzone 13a nimmt und die zweite Bedienzone 13b berührt, wie in 22 mit 17 angedeutet ist. Das Kraftfahrzeug 2 wird nun mit einer konstanten Bremskraft gebremst. Die Bremskraft kann auch erhöht werden, indem ein vorbestimmtes Muster an der zweiten Bedienzone 13b eingegeben wird, nämlich beispielsweise wenn der Fahrer eine Gleitbewegung mit seinem Fuß in Richtung nach hinten vornimmt. Ein derartiges Muster ist in 23 mit 18 angedeutet. Die Bremskraft wird dabei so lange erhöht, wie der Fahrer seinen Fuß an der Bedienzone 13b bewegt. Entsprechend kann die Bremskraft dadurch reduziert werden, dass der Fuß in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird.
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Mit Hilfe des Touchpads 4 kann auch eine Notbremsfunktion aktiviert werden: Berührt der Fahrer beispielsweise die erste Bedienzone 13a, wie in 24 mit 16 angedeutet, und bewegt sich das Kraftfahrzeug 2 somit mit einer konstanten Geschwindigkeit, kann die Notbremsung beispielsweise dann eingeleitet werden, wenn der Fahrer mit beiden Füßen gleichzeitig die beiden Bedienzonen 13a, 13b stark berührt, d. h. die Bedienzone 13a mit dem rechten Fuß und die Bedienzone 13b mit dem linken Fuß. Diese doppelte Berührung ist in 25 mit 19 bezeichnet. Es ist jedoch auch möglich, für die Notbremsung ein anderes Muster als die doppelte Berührung 19 vorzugeben.
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Die Notbremsung kann gegebenenfalls durch gleichzeitiges Berühren der Bedienfläche 10 mit beiden Füßen auch unabhängig davon aktiviert werden, wie viele Bedienzonen 13 vorhanden sind. Ein gleichzeitiges Berühren der Bedienfläche 10 mit beiden Füßen kann auch bei einer einzigen Bedienzone 13 (vgl. 16) ein Auslösen der Notbremsfunktion bewirken.
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Wird die Notbremsfunktion aktiviert, so kann mittels einer Haptikeinrichtung des Touchpads 4 eine haptische Rückmeldung 20 an den Fahrer bereitgestellt werden, wie dies in 26 dargestellt ist. Diese haptische Rückmeldung 20 signalisiert dann, dass die Notbremsung aktiviert wurde.
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Bezug nehmend nun auf die 27 bis 29 wird nachfolgend eine mögliche Steuerung der Längsbewegung des Kraftfahrzeugs 2 mittels einer einzigen Bedienzone 13 (vgl. 16) näher beschrieben. Die Steuerung der Längsbewegung erfolgt hier mit Hilfe von Mustern, welche an der Bedienzone 13 eingegeben werden. Steht das Kraftfahrzeug 2 still, so kann es dadurch beschleunigt werden, dass der Fahrer ein Beschleunigungsmuster 21 gemäß 27 eingibt, nämlich eine Gleitbewegung mit seinem Fuß in Richtung nach vorne durchführt. Während dieser Bewegung kann die Beschleunigung kontinuierlich erhöht werden und nach Anhalten der Bewegung konstant gehalten werden. Mit einem weiteren Muster 22 gemäß 28, nämlich mit einer Gleitbewegung des Fußes in Richtung nach links, kann eine Geschwindigkeitsregelung aktiviert werden, so dass sich das Kraftfahrzeug 2 mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Wird dann der Fuß in Richtung nach rechts gemäß einem weiteren Muster 23 bewegt, so kann diese Geschwindigkeitsregelung deaktiviert werden. Durch Eingabe eines Bremsmusters 24 gemäß 29 kann bewirkt werden, dass Steuersignale an ein Bremssteuergerät abgegeben werden, welche dann ein Bremsen des Kraftfahrzeugs 2 bewirken. Die Bremskraft kann dabei kontinuierlich erhöht werden, so lange der Fahrer seinen Fuß in Richtung nach hinten bewegt. Nach Anhalten der Bewegung wird die Bremskraft konstant gehalten. Auch hier kann wiederum eine Geschwindigkeitsregelung durch Eingabe des Musters 22 aktiviert bzw. durch Eingabe des Musters 23 wieder deaktiviert werden.
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Bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs 2 wird dem Fahrer zunächst die Konfiguration der Bedienzonen 13 demonstriert. Bezug nehmend auf 30 können auf einem Display 25 als Ausgabeeinrichtung die zur Verfügung stehenden Bedienzonen 13a', 13b' angezeigt werden. Mit Hilfe eines Anforderungssignals 26 – hier in Form einer optischen Hervorhebung der Bedienzone 13a' – wird der Fahrer dazu aufgefordert, die erste Bedienzone 13a des Touchpads 4 zu berühren. Wird diese Bedienzone 13a in Reaktion auf das Anforderungssignal 26 berührt, so wird eine haptische Rückmeldung 20 an den Fahrer ausgegeben, wie dies in 31 schematisch dargestellt ist. Die haptische Rückmeldung 20 signalisiert also, dass die korrekte Bedienzone 13a betätigt wurde. Selbiges wird dann für alle anderen verfügbaren Bedienzonen wiederholt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel also für die zweite Bedienzone 13b. Gemäß 32 wird auch zu dieser Bedienzone 13b eine haptische Rückmeldung 20 erzeugt, wenn der Fahrer in Reaktion auf ein entsprechendes Anforderungssignal 26 selbige Bedienzone 13b berührt.
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Die vorhandene Haptikeinrichtung kann auch dazu genutzt werden, um den Fahrer dann zu warnen, wenn er die jeweilige Bedienzone 13 nicht korrekt, etwa in einem Randbereich, berührt. Eine solche Warnung wird nun Bezug nehmend auf die 33 bis 35 näher erläutert. Berührt der Fahrer beispielsweise die Bedienzone 13a in einem Randbereich 27, so dass der Fuß auch einen äußeren Rand 28 verdeckt, so wird eine haptische Rückmeldung 20 bereitgestellt. Die Steuereinrichtung überprüft dann, in welche Richtung der Fahrer seinen Fuß bewegt. Wird der Fuß in Richtung zum Inneren der Bedienzone 13a bewegt, so wird die Stärke der haptischen Rückmeldung 20 reduziert, wie dies in 34 schematisch angedeutet ist. Wird der Rand 28 wieder freigegeben oder befindet sich der Fuß innerhalb der Bedienzone 13a in einem vorgegebenen Abstand zum Rand 28, so wird die haptische Rückmeldung vollständig deaktiviert, wie in 35 angedeutet. Erkennt die Steuereinrichtung hingegen, dass sich der Fuß in Richtung nach außerhalb der Bedienzone 13a bewegt, wird die Stärke der haptischen Rückmeldung 20 erhöht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007003740 A1 [0003]
