-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern mindestens eines elektronischen Systems eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Bedienfeld.
-
Zur Steuerung von elektronischen Systemen bei Kraftfahrzeugen sind Benutzerschnittstellen zur Eingabe von Benutzerbefehlen erforderlich. Insbesondere bei wenig komplexen Kraftfahrzeugen mit einer begrenzten Zahl von Funktionen sind derartige Benutzerschnittstellen im Wesentlichen als Schalter oder Knöpfe ausgestaltet, die z. B. zum Ein- bzw. Ausschalten eines Lichtsystems, eines Scheibenwischers, eines Radios oder zur Steuerung eines Lüftungsgebläses ausgebildet sind.
-
Die zunehmende Komplexität von Kraftfahrzeugen und eine damit einhergehenden Erhöhung der zu steuernden Funktionen birgt das Problem, dass zum Steuern der Vielzahl von Funktionen eine entsprechende Vielzahl neuer Benutzerschnittstellen bereitzustellen ist. Die Anzahl an hierfür sinnvoll bereitstellbarer Benutzerschnittstellen ist allerdings durch eine hierfür verfügbare Konsolenfläche sowie durch eine einem Benutzer zumutbare Anzahl an Benutzerschnittstellen begrenzt.
-
Dieses Problem wird bislang durch Eingabeeinrichtungen mit einer im Wesentlichen flächigen Oberfläche gelöst, die im Folgenden als „Touchscreens“ bezeichnet werden. Ein Touchscreen weist eine Bedienfläche auf, mit der Berührungen eines Benutzers erfassbar sowie lokalisierbar sind. Somit sind einzelne Bereiche des Touchscreen unterschiedlichen Benutzerbefehlen zuordenbar, so dass eine Berührung eines bestimmten Bereichs durch den Benutzer einen entsprechenden Impuls an das jeweilige elektronische System des Kraftfahrzeugs sendet. Des Weiteren wird zwischen statischen und dynamischen Touchscreens unterschieden. Bei statischen Touchscreens ist jede Stelle des Touchscreens immer einer fixen Funktion zugewiesen, so dass die jeweilige Funktion oftmals durch eine unveränderbare Markierung auf dem Touchscreen gekennzeichnet wird. Bei Dynamischen Touchscreens ist eine Stelle des Touchscreens mehreren Funktionen zuordenbar. Daher ist es vorteilhaft, wenn dynamische Touchscreens als Anzeigeeinheit ausgebildet sind, so dass die jeweils aktuellen Funktionen der einzelnen Stellen des Touchscreens auf der Anzeigeeinheit darstellbar sind. Somit haben dynamische Touchscreens gegenüber herkömmlichen Schaltern, Knöpfen oder statischen Touchscreens den Vorteil, dass sie eine dynamische Gestaltung der Bedienoberfläche ermöglichen, so dass in Abhängigkeit einer Benutzerauswahl eine spezifische Zuteilung von Befehlen zu den Bereichen möglich ist. Daher sind Touchscreens insbesondere für die Darstellung hierarchisch gegliederter Befehle geeignet.
-
Andererseits haben insbesondere dynamische Touchscreens den Nachteil, dass der Benutzer das Bedienfeld des Touchscreens anschauen muss, um sicherzustellen, dass eine korrekte Eingabe erfolgt. Dies birgt insbesondere bei einem an einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs angeordneten Touchscreens das Risiko, dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs während der Fahrt bei der Bedienung des Touchscreens über einen längeren Zeitraum den Blick von der Straße abwendet und somit auf Ereignisse im Straßenverkehr nur mit einer Verzögerung reagieren kann. Insbesondere bei Touchscreens mit einer komplexen Anordnung von Bedienelementen kann dies zu schweren Unfällen führen.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Eingabevorrichtung bereitzustellen, die zur Steuerung einer möglichst großen Anzahl von Funktionen ausgebildet ist und obige Nachteile zumindest teilweise nicht aufweist. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Eingabevorrichtung bereitzustellen, die zum Einbau in einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine Mittelkonsole für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Mittelkonsole und jeweils umgekehrt, so dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
-
Demnach wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Steuern mindestens eines elektronischen Systems eines Kraftfahrzeugs mit einem ein Bedienfeld gelöst. Das Bedienfeld weist eine Mehrzahl von Grundelementen mit einer Stirnseite auf, die über das Bedienfeld verteilt angeordnet sind und zwischen einer ersten Position und mindestens einer zweiten Position im Wesentlichen senkrecht zum Bedienfeld verfahrbar sind. Aus einer Gruppe im Wesentlichen nebeneinander angeordneter Grundelemente ist ein Bedienelement mit einer Bedienfläche zur Eingabe mindestens eines Befehls bildbar. Die Bedienfläche eines Bedienelements weist in der zweiten Position einen größeren Abstand zum Bedienfeld als in der ersten Position auf.
-
Eine Vorrichtung zum Steuern mindestens eines elektronischen Systems eines Kraftfahrzeugs ist eine Benutzerschnittstelle, insbesondere eine Eingabevorrichtung, die einem Benutzer, z. B. einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs, die Möglichkeit gibt, Benutzerbefehle an elektronische Systeme des Kraftfahrzeugs zu übermitteln.
-
Ein elektronisches System eines Kraftfahrzeugs ist im Sinne der Erfindung jedes elektronische System des Kraftfahrzeugs, welches von einem Benutzer des Kraftfahrzeugs durch Befehle direkt oder indirekt über eine Regelvorgabe einer Regelung steuerbar ist. Ein derartiges elektronisches System ist beispielsweise ein Entertainmentsystem – wie z. B. Radio, Fernseher oder CD-Player – ein Navigationssystem, eine Lüftung bzw. Klimaanlage oder z. B. die Fensterheber, Außenspiegelverstellung, Beleuchtung, Scheibenreinigungsanlage oder adaptive Federung des Kraftfahrzeugs.
-
Ein Bedienfeld im Sinne der Erfindung ist ein im Wesentlichen flächiger Bereich einer Eingabevorrichtung auf dem der Benutzer Befehle an eine elektronisches System übermittelt, indem der Benutzer auf Bedienelemente, die auf dem Bedienfeld angeordnet sind, wirkt. Zu diesem Wirken zählt im Sinne der vorliegenden Erfindung z. B. ein Schieben, Ziehen, Verschwenken quer zu einer Längsachse eines Bedienelements, Drehen um die Längsachse des Bedienelements und/oder Drucken des Bedienelements. In einer Grundstellung des Bedienfelds sind die Grundelemente vorzugsweise in der ersten Position angeordnet. In dieser Grundstellung sind keine Bedienelemente aus Grundelementen gebildet. In einer aktiven Stellung des Bedienfelds, in der kein Benutzer die Eingabevorrichtung berührt, ist mindestens eine Gruppe von Grundelementen aus der ersten Position in die zweite Position verfahren und bildet somit ein Bedienelement.
-
Die Grundelemente des Bedienfelds sind bewegliche Einheiten mit einer Stirnseite, die nebeneinander auf dem Bedienfeld, z. B. im Wesentlichen lückenlos, angeordnet sind. Alternativ weisen die Grundelemente zueinander einen Abstand auf, der vorzugsweise über das Bedienfeld im Wesentlichen konstant ist. Vorzugsweise sind die Grundelemente jeweils in einer Führung gehalten, die ein Verschieben des Grundelements zwischen der ersten Position und der zweiten Position im Wesentlichen senkrecht zur Bedienfläche gewährleistet. Weiter bevorzugt sind die Grundelemente in einer Matrix gehalten, deinen konstanten Abstand der Grundelemente zueinander sicherstellt.
-
Eine Gruppe im Wesentlichen nebeneinander angeordneter Grundelemente ist im Sinne der Erfindung eine Gruppe von Grundelementen, die sich sinnvollerweise zu einem Bedienelement kombinieren lassen. Dabei ist es nicht erforderlich, dass sämtliche Grundelemente, die innerhalb der Abmessungen eines Bedienelements auf dem Bedienfeld angeordnet sind, zur Bildung dieses Bedienelements verwendet werden.
-
Eine Bedienfläche eines Bedienelements ist z. B. eine Fläche, die sich aus Stirnflächen der Stirnseiten der Grundelemente, die das Bedienelement bilden, zusammensetzt. Insbesondere Bedienelemente, die zum Drücken ausgebildet sind, weisen eine derartige Bedienfläche auf. Eine weitere Bedienfläche kann sich z. B. aus Seitenflächen bzw. Flanken von Grundelementen zusammensetzen, die einen äußeren Rand des Bedienelements bilden. Insbesondere Bedienelemente, die zum Verschwenken, Drehen oder Verschieben ausgebildet sind, weisen eine derartige Bedienfläche auf.
-
Vorzugsweise sind die Grundelemente derart ausgebildet, dass ein Drücken auf ein Bedienelement in Richtung dessen Längsachse ein Verschieben der Grundelemente, die dieses Bedienelement bilden, von der zweiten Position in Richtung der ersten Position bewirkt. Ein Ausüben einer Druckkraft auf eine Seite eines Bedienelements und quer zur dessen Längsachse bewirkt vorzugsweise, dass Grundelemente, die auf einer Seite des Bedienelements angeordnet sind, an der die Druckkraft aufgebracht wird, von der zweiten Position in Richtung der ersten Position verfahren werden. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn Grundelemente, die auf einer entgegengesetzten Seite des Bedienelements angeordnet sind, hierbei von der ersten Position in Richtung der zweiten Position verfahren werden. Auf diese Weise bewirkt eine seitliche Druckkraft auf ein Bedienelement, dass sich das Bedienelement in Richtung der Druckkraft seitlich verschiebt und von einer anderen Gruppe Grundelemente gebildet wird. Ein Einbringen eines Torsionsmoments um die Längsachse eines Bedienelements (Verdrehen) sowie ein Einbringen eines Torsionsmoments quer zur Längsachse eines Bedienelements (Verschwenken) hat vorzugsweise keine Auswirkung auf die Ausrichtung der Grundelemente. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Grundelemente eine Elastizität auf, die ein elastisches Nachgeben der Grundelemente ein Einbringen von Kräften und/oder Momenten bewirkt.
-
Ein Befehl bzw. eine Benutzereingabe ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Eingabe durch den Benutzer, zur Steuerung eines elektronischen Systems des Kraftfahrzeugs. Befehle sind beispielsweise „Lautstärke (lauter, leiser, stumm)“, „Radiosender (Frequenzbandwahl/Frequenz rauf/Frequenz runter, Suchlauf, Kurzwahl)“, „Licht (an/aus/heller/dunkler)“, „Temperatur (rauf/runter/Zieltemperatur)“, „Gebläse (an/aus/stärker/schwächer/automatisch), „Navigation (Zieleingabe/etc.)“, „Außenspiegel (nach links/rechts/oben/unten) verschwenken“, „Fensterheber (auf/zu)“, etc.. Eine Benutzereingabe erfolgt z. B. durch Berühren, Drücken, Ziehen oder Drehen an einem Bedienelement.
-
Eine derartige Vorrichtung zum Steuern mindestens eines elektronischen Systems eines Kraftfahrzeugs hat gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen den Vorteil, dass die gebildeten Bedienelemente der Vorrichtung ertastbar sind. Ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs kann somit die Vorrichtung bedienen ohne dabei den Blick von der Straße zu lassen. Dabei ist mit der Vorrichtung eine nahezu beliebige Anzahl von Bedienelementen für unterschiedliche Befehle erzeugbar.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Grundelemente stiftförmig ausgebildet und weisen eine mehreckige oder runde Querschnittsfläche auf. Besonders bevorzugt ist die Querschnittsfläche rechteckig oder sechseckig ausgebildet. Derartige Grundelemente sind besonders gut nebeneinander anordenbar. Des Weiteren haben derartige Grundelemente den Vorteil, dass sie zur Bildung von unterschiedlichen Bedienelementen sehr gut geeignet sind.
-
Vorzugsweise sind die Grundelemente im Wesentlichen über das gesamte Bedienfeld angeordnet. Somit ist an nahezu jeder Stelle auf dem Bedienfeld ein Bedienelement aus Grundelementen erzeugbar. Alternativ sind zwischen Gruppen von Grundelementen Freiflächen angeordnet, die z. B. als Anzeigefläche ausgebildet sind.
-
Es ist bevorzugt, dass mindestens ein Grundelement zur Bildung unterschiedlicher Bedienelemente verwendbar ist. Auf diese Weise wird die Flexibilität der Vorrichtung vorteilhaft weiter erhöht, da somit zu verschiedenen Zeitpunkten verschiedene Bedienelemente bildbar sind, die einander überlappen.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Bedienelement als Druckschalter, Drehschalter und/oder Schiebeschalter ausgebildet. Über derartige Schalter ist eine Vielzahl von Befehlen an das elektronische System des Fahrzeugs übermittelbar. Über einen Druckschalter sind angewählte Funktionen z. B. aktivierbar bzw. deaktivierbar, über einen Drehschalter sind Funktionen beispielsweise mit einem Rahmen oder Fadenkreuz austeuerbar und über einen Schiebeschalter ist eine Vielzahl weiterer Befehle übermittelbar. Vorzugsweise ist ein Drehschalter auch gleichzeitig als Druckschalter ausgebildet, so dass über ein Drehen eine Funktion ansteuerbar und durch Drücken auswählbar ist. Weiter bevorzugt weist ein Drehschalter neben der Funktion eines Druckschalters auch Funktionen eines Joysticks mit vorzugsweise acht gleichmäßig verteilten Bewegungsrichtungen auf.
-
Besonders bevorzugt weist das Bedienfeld mindestens eine Antriebseinheit auf zum Verfahren mindestens eines Grundelements auf, wobei die Antriebseinheit einen Servomotor und/oder einen Linearmotor aufweist. Die Antriebseinheit ist vorzugsweise im Wesentlichen an einem Grundelement angeordnet. Eine derartige Antriebseinheit hat den Vorteil, dass die Grundelemente leicht zwischen der ersten Position und der zweiten Position verfahrbar sind. Demnach ist es von Vorteil, wenn eine Mehrzahl von Grundelementen eine eigene Antriebseinheit aufweist.
-
Vorzugsweise bewirkt ein Betätigen mindestens eines ersten Bedienelements die Bildung und/oder eine Rückbildung mindestens eines zweiten Bedienelements und/oder die Rückbildung des ersten Bedienelements. Dies hat den Vorteil, dass dem Benutzer insbesondere Bedienelemente dargestellt werden können, nach Eingabe eines ersten Befehls, z. B. der Auswahl einer Kategorie von Befehlen, besonders relevant sein könnten. Wählt ein Benutzer z. B. den Befehl „Klimasteuerung“ aus, bildet sich vorzugsweise das Bedienelement „Klimasteuerung“ zurück und Bedienelemente einer Untergruppe der Klimasteuerung, wie z. B. „Temperaturwahl“, „Gebläsestärke“, „Umluftzirkulation“, „Luftfilter“, etc. werden gebildet. Diese dynamische Veränderung der Bedienelemente hat den weiteren Vorteil, dass der Benutzer durch Ertasten erkennen kann, dass ein zuvor eingegebener Befehl vom System erkannt wurde. Alternativ oder zusätzlich ist es von Vorteil, wenn der Benutzer ein akustisches Feedback auf eine erfolgreiche Benutzereingabe erhält.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Bedienfeld eine Anzeigeeinrichtung zur optischen Kennzeichnung mindestens eines Bedienelements auf. In einer ersten Ausführungsform ist die Anzeigeeinrichtung zwischen Gruppen von Grundelementen angeordnet. In einer zweiten Ausführungsform sind die Grundelemente ausgebildet, einen Teil einer derartigen Anzeigeeinrichtung zu bilden. Dies hat den Vorteil, dass für den Benutzer leicht erkennbar ist, welcher Befehl einem Bedienelements zugeordnet ist.
-
Es ist bevorzugt, dass mindestens ein Grundelement und/oder mindestens eine Gruppe von Grundelementen eine Sensorik aufweist, die zur Registrierung von Berührungen und/oder Kräften, insbesondere von Druckkräften, ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Befehl bereits durch bloßes Berühren eines Grundelements oder einer Gruppe von Grundelementen an ein elektronisches System des Kraftfahrzeugs übermittelbar ist. Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass eine Berührung eines Bedienelements ein Feedbacksignal an den Benutzer bewirkt, das dem Benutzer z. B. die den Befehl, der diesem Bedienelement zu diesem Zeitpunkt zugeordnet ist, vermittelt. Das Feedbacksignal ist vorzugsweise akustisch und/oder erfolgt über eine zentrale Anzeige, wie z. B. einem Head-up Display. Ein Ausüben einer stärkeren Berührung bewirkt vorzugsweise eine Ausführung des jeweiligen Befehls. Dies hat den Vorteil, dass sich der Bediener bei der Auswahl eines Befehls besser auf den Straßenverkehr konzentrieren kann.
-
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Mittelkonsole für ein Kraftfahrzeug gelöst, wobei die Mittelkonsole eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern mindestens eines elektronischen Systems eines Kraftfahrzeugs aufweist.
-
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt schematisch:
-
1 in einer Draufsicht eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Steuern eines elektronischen Systems eines Kraftfahrzeugs und
-
2 in einer Seitenansicht die Vorrichtung aus 1.
-
Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 zum Steuern eines elektronischen Systems eines Kraftfahrzeugs weist ein im Wesentlichen flächiges Bedienfeld 2 auf. Auf dem dargestellten Bedienfeld 2 sind vierundzwanzig Grundelemente 3 mit einem quadratischen Querschnitt gleichmäßig verteilt sowie durch einen Spalt voneinander beabstandet angeordnet. Ein erfindungsgemäßes Bedienfeld 1 kann wesentliche mehr Grundelemente 3 aufweisen. In alternativen Ausführungsformen weisen die Grundelemente 3 eine andere Querschnittsfläche, z. B. rund oder sechseckig, und/oder einen kleineren oder größeren Abstand zueinander auf.
-
Die Grundelemente 3 weisen jeweils eine Stirnseite 4 auf, die parallel zu einer Bedienoberfläche des Bedienfelds 2 ausgebildet ist. Die in 1 und 2 in der linken Hälfte der Vorrichtung 1 angeordneten zwölf Grundelemente 3 sind in einer ersten Position und die in der rechten Hälfte der Vorrichtung 1 angeordneten zwölf Grundelemente 3 sind in einer zweiten Position angeordnet. Die in der zweiten Position angeordneten Grundelemente 3 bilden somit ein Bedienelement 5, das durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht ist. Das Bedienelement 5 weist eine Bedienfläche 6 auf, die aus den Stirnseiten 4 der Grundelemente 3 gebildet wird. Das in 1 unterhalb des Bedienelements 5 dargestellte Feld ist eine Anzeigeeinrichtung 8 zum Anzeigen eines Befehls, der dem Bedienelement 5 zugeordnet ist. Alternativ kann sich die Anzeigeeinrichtung 8 auch zwischen Grundelementen 3 erstrecken und/oder aus den Stirnflächen 4 der Grundelemente 3 gebildet sein. Die Anzeigeeinrichtung 8 weist vorzugsweise mindestens eine Leuchtdiode und/oder einen Projektor auf.
-
In 2 ist die Vorrichtung 1 zum Steuern eines elektronischen Systems eines Kraftfahrzeugs aus 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Die Grundelemente 3 weisen jeweils eine Antriebseinheit 7 auf, die zum Verfahren des Grundelements 3 zwischen der ersten Position und der zweiten Position ausgebildet ist. Des Weiteren kann die Antriebseinheit 7 Mittel zum Erfassen der relativen Lage des Grundelements 3 zur ersten Position bzw. zweiten Position aufweisen, um z. B. eine Bedienung des Bedienelements 5 durch den Benutzer zu detektieren. In 2 ist erkennbar, dass die in der linken Hälfte der Vorrichtung 1 angeordneten zwölf Grundelemente 3 in der ersten Position und die in der rechten Hälfte der Vorrichtung 1 angeordneten zwölf Grundelemente 3 in der zweiten Position angeordnet sind. Das in 1 und 2 dargestellte Bedienelement 5 ist z. B. als Druckschalter ausgebildet. Vorzugsweise ist das Bedienfeld als Anzeigeeinrichtung 8 ausgebildet, die zur Anzeige der Befehle der Bedienelemente 5 und/oder zur Anzeige von Grafiken, Bildern, Funktionen und/oder sonstigen Informationen. Weiter bevorzugt sind die Grundelemente 3 und/oder die Anzeigeeinrichtung 8 ausgebildet, ein gebildetes Bedienelement grafisch hervorzuheben, z. B. durch Anzeichen eines Umrisses oder farbliches Kennzeichnen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Bedienfeld
- 3
- Grundelement
- 4
- Stirnseite
- 5
- Bedienelement
- 6
- Bedienfläche
- 7
- Antriebseinheit
- 8
- Anzeigeeinrichtung
