DE102018220660A1

DE102018220660A1 - Bedienanordnung für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit der Bedienanordnung sowie Verfahren zum Bedienen mit der Bedienanordnung

Info

Publication number: DE102018220660A1
Application number: DE102018220660.0A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-06-04
Also published as: WO2020109387A1

Abstract

Zur Gestenerkennung in Kraftfahrzeugen werden üblicherweise Kameras eingesetzt, welche beispielsweise eine Geste eines Fahrzeuginsassen optisch erfassen können. Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Bedienanordnung zu schaffen, welche sich durch eine einfache Sensorik auszeichnet.
Hierzu wird eine Bedienanordnung 2 für ein Fahrzeug 1 mit einer Erfassungseinrichtung 6 zur Erfassung einer Körperbewegung eines Fahrzeuginsassen 4, mit einer Steuerungseinrichtung 9 zur Steuerung einer Funktionseinheit 3 des Fahrzeugs 1 auf Basis der erfassten Körperbewegung, vorgeschlagen, wobei die Erfassungseinrichtung 6 einen Magnetfeldsensor 8 aufweist, wobei der Magnetfeldsensor 8 und ein Magnetfeld M in Abhängigkeit der Körperbewegung relativ zueinander bewegbar sind, sodass eine Erfassung der Körperbewegung in Abhängigkeit der Relativbewegung erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Bedienanordnung sowie ein Verfahren zum Bedienen einer Funktionseinheit des Fahrzeugs mit der Bedienanordnung.
Zur Gestenerkennung in Kraftfahrzeugen werden üblicherweise Kameras eingesetzt, welche beispielsweise eine Geste eines Fahrzeuginsassen optisch erfassen können. Somit können einzelne Funktionen mittels bestimmter Finger- oder Handgesten ausgewählt und mittels einer Gestensteuerung berührungslos detektiert bzw. umgesetzt werden.
Die Druckschrift DE 10 2011 112 275 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Bedienanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Geste von zumindest einem Insassen des Kraftfahrzeugs, und einer Steuereinrichtung zum Ansteuern einer Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der erfassten Geste, wobei die Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Abstand zu einem Körperteil des zumindest einen Insassen zu bestimmen, mit dem dieser die Geste ausführt, so dass das Ansteuern durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem Abstand durchführbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bedienanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch eine einfache Sensorik auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bedienanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 11 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen und/oder der Beschreibung.
Gegenstand der Erfindung ist eine Bedienanordnung, welche für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient die Bedienanordnung zur berührungslosen Bedienung eines Anzeige- und/oder Bediensystems des Fahrzeuges. Das Fahrzeug ist insbesondere als ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein PKW, Kleintransporter (people mover), oder LKW, mit Verbrennungsmaschine, Elektroantrieb oder Hybridantrieb ausgebildet.
Die Bedienanordnung weist eine Erfassungseinrichtung auf, welche zur Erfassung einer Körperbewegung mindestens oder genau eines Fahrzeuginsassen ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient die Erfassungseinrichtung zur berührungslosen Erfassung der Körperbewegung, vorzugsweise eine Finger-, Hand- und/oder Kopfbewegung des Fahrzeuginsassen. Die Erfassungseinrichtung ist bevorzugt in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet und/oder anordbar. Die Erfassungseinrichtung kann als eine mobile Erfassungseinrichtung oder alternativ als eine stationäre, insbesondere in das Fahrzeug integrierte, Erfassungseinrichtung ausgebildet sein.
Die Bedienanordnung weist eine Steuerungseinrichtung auf, welche zur Steuerung einer Funktionseinheit des Fahrzeugs auf Basis der erfassten Körperbewegung ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Steuerungseinrichtung dient insbesondere zur Auswertung der durch die Erfassungseinrichtung erfassten und übermittelten Körperbewegung, wobei die Steuerungseinrichtung vorzugsweise in Abhängigkeit der Körperbewegung die Funktionseinheit ansteuert. Die Erfassungseinrichtung kann eine erfasste Körperbewegung als ein Sensorsignal an die Steuerungseinrichtung übermitteln. Die Steuerungseinrichtung kann auf Basis des Sensorsignals eine bestimmte Körperbewegung ermitteln bzw. identifizieren und gegebenenfalls einer zugehörigen Funktion zuordnen. Anschließend kann die Steuerungseinrichtung ein Steuersignal an die Funktionseinheit übermitteln, wobei die Funktionseinheit auf Basis des Steuersignals, insbesondere in Abhängigkeit der entsprechenden Körperbewegung, eine Funktion umsetzen kann. Beispielsweise können unterschiedliche Körperbewegungen unterschiedlichen Funktionen zugeordnet sein. Bevorzugt sind die Funktionseinheit, die Steuerungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung signaltechnisch miteinander verbunden.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinrichtung mindestens oder genau einen Magnetfeldsensor aufweist oder als dieser ausgebildet ist. Insbesondere dient der Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Magnetfeldes, wobei der Magnetfeldsensor und das Magnetfeld relativ zueinander bewegbar sind. Dabei sind der Magnetfeldsensor und das Magnetfeld in Abhängigkeit der Körperbewegung relativ zueinander bewegbar, sodass eine Erfassung der Körperbewegung in Abhängigkeit der Relativbewegung erfolgt. Prinzipiell ist der Magnetfeldsensor relativ zu dem Magnetfeld bewegbar, wobei insbesondere das Magnetfeld stationär verbleibt. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Magnetfeld relativ dem Magnetfeldsensor bewegbar ist, wobei der Magnetfeldsensor stationär verbleibt. Bevorzugt ist der Magnetfeldsensor oder das Magnetfeld mit dem Fahrzeuginsassen bewegungsgekoppelt, sodass die Relativbewegung zwischen dem Magnetsensor und dem Magnetfeld unmittelbar aus der Körperbewegung resultiert. Insbesondere ist die Relativbewegung eine Rotationsbewegung und/oder eine Geradbewegung. Alternativ oder optional ergänzend ist die Körperbewegung eine Dreh-, Schiebe-, Wisch-, Nick- und/oder Tippbewegung aus welcher die Relativbewegung resultiert. Insbesondere dient die Steuerungseinrichtung zur Ermittlung eines Bewegungsmusters aus der entsprechenden Relativ- und/oder Körperbewegung, wobei die Funktionseinheit auf Basis des ermittelten Bewegungsmusters eine entsprechende Funktion ausführt.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass durch den Magnetfeldsensor eine besonders einfache und robuste Sensorik vorgeschlagen wird. Zudem kann auf ein optisches Erfassen der Körperbewegung verzichtet werden, sodass die Sensorik deutlich kostengünstiger herstellbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht insbesondere darin, dass der Magnetfeldsensor nur wenig Bauraum benötigt, sodass eine besonders platzsparende Anordnung realisiert werden kann.
In einer möglichen Umsetzung ist vorgesehen, dass das Magnetfeld als ein Erdmagnetfeld ausgebildet ist. Insbesondere kann ein fahrzeugeigenes Positionserkennungssystem, z.B. GPS-System, zur Bestimmung einer Fahrzeugposition und/oder - ausrichtung des Fahrzeugs in dem Erdmagnetfeld dienen, wobei während einer Bewegung des Fahrzeugs und gleichzeitiger Bewegung des Magnetfeldsensors in dem Erdmagnetfeld eine Korrektur auf Basis der Fahrzeugposition und/oder -ausrichtung erfolgt. Bevorzugt ist der Magnetfeldsensor mit dem Fahrzeuginsassen bewegungsgekoppelt, wobei bei der Körperbewegung der Magnetfeldsensor relativ zu dem Erdmagnetfeld bewegt wird und gegebenenfalls eine durch das fahrende Fahrzeug erzeugte Relativbewegung durch die Korrektur kompensiert wird.
In einer alternativen Umsetzung ist vorgesehen, dass die Bedienanordnung mindestens oder genau einen Magneten zur Erzeugung des Magnetfeldes aufweist. Der Magnet kann als ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet ausgebildet sein. Insbesondere ist der Magnet in der Fahrgastzelle, insbesondere in einem Erfassungsbereich des Magnetfeldsensors, angeordnet und/oder anordbar. Insbesondere ist der Magnet stationär in der Fahrgastzelle angeordnet, wobei der Magnetfeldsensor mit dem Fahrzeuginsassen bewegungsgekoppelt ist. Alternativ kann der Magnet jedoch auch mit dem Fahrzeuginsassen bewegungsgekoppelt sein, wobei der Magnetfeldsensor stationär in der Fahrgastzelle angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Magnetfeldvektors ausgebildet ist. Insbesondere dient der Magnetfeldsensor zur Erfassung von mindestens oder genau zwei senkrecht zueinander stehenden Feldkomponenten des Magnetfeldes. Im Speziellen kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Magnetfeldsensor zur Erfassung von genau drei senkrecht zueinander stehenden Feldkomponenten ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ermittelt die Erfassungseinrichtung auf Basis der erfassten Feldkomponenten den daraus resultierenden Magnetfeldvektor.
Die Steuerungseinrichtung ist dabei zur Erkennung der Körperbewegung auf Basis einer aus der Relativbewegung resultierenden Änderung des Magnetfeldvektors ausgebildet. Insbesondere ist die Änderung als eine Änderung des Betrags und/oder als eine Änderung der Orientierung des Magnetfeldvektors detektierbar. Insbesondere ist die Änderung des Magnetfeldvektors eindeutig einer Körperbewegung zugeordnet und/oder zuordbar. Somit kann auf Basis der Änderung auf die Art der Körperbewegung und/oder das Bewegungsmuster rückgeschlossen werden und gegebenenfalls eine damit verknüpfte Funktion durch die Funktionseinheit umgesetzt werden.
In einer konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Magnetfeldsensor als ein mindestens oder genau zweidimensional messender Hallsensor (2D-Sensor) ausgebildet ist. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Magnetfeldsensor als ein dreidimensional messender Hallsensor (3D-Sensor) ausgebildet ist. Die Erfassungseinrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet mindestens zwei oder drei linear unabhängige Feldkomponenten des Magnetfeldes auszuwerten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Magnetfeldsensor durch mehrere Spinventile gebildet ist, welche zur zweidimensionalen Messung in zwei Wheatstone-Brücken angeordnet sind. Insbesondere weist der Magnetfeldsensor genau acht der Spinventile auf, wobei jeweils vier der Spinventile in einer Wheatstone-Brücke mit orthogonalen Empfindlichkeitsachsen integriert sind. Eine derartige Anordnung der Spinventile ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt. (vgl. G. Santiago et al., „Magnetosensitive e-skins with directional perception for augmented reality“, Sei. Adv. 4, eaao2623 (2018), DOI: 10.1126/sciadv.aao2623)
In einer konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Spinventile auf einer Folie aufgebracht sind. Insbesondere weist die Folie eine Foliendicke von insbesondere weniger als 2 µm und/oder mehr als 1,5 µm auf. Die Folie ist vorzugsweise als eine Kunststofffolie, insbesondere auf Polyimid-Basis, ausgebildet. Optional kann mindestens eine weitere Folie vorgesehen sein, wobei die Folie und die mindestens eine weitere Folie gemeinsam die Folie bilden. Hierzu sind die beiden Folien schichtweise übereinander gelegt und beispielsweise stoffschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere sind die Spinventile in einer Sensorschicht angeordnet oder als diese ausgebildet, wobei die Sensorschicht auf die Folie aufgebracht ist. Die Sensorschicht kann eine Schichtdicke von insbesondere weniger als 30 nm und/oder mehr als 25 nm aufweist. Optional ergänzend kann eine Schutzschicht auf die Folie und/oder die Sensorschicht aufgebracht sein. Insbesondere sind die Spinventile durch die Schutzschicht bedeckt und/oder eingebettet. Die Schutzschicht kann aus Polydimethylsiloxan (PDMS) gebildet sein. Die Schutzschicht kann eine Schichtdicke von weniger als 7 µm und/oder mehr als 3 µm aufweisen. Besonders bevorzugt weist der Magnetfeldsensor, insbesondere die Folie, die Sensorschicht und/oder die Schutzschicht, eine Gesamtdicke von weniger als 10 µm, vorzugsweise weniger als 8 µm, im Speziellen weniger 6 µm auf. Bevorzugt ist der Magnetfeldsensor somit als eine flexible Sensorfolie ausgebildet. Eine derartige Ausgestaltung ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt, (vgl. G. Santiago et al., „Magnetosensitive e-skins with directional perception for augmented reality“, Sei. Adv. 4, eaao2623 (2018), DOI: 10.1126/sciadv.aao2623)
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der Magnetfeldsensor oder der Magnet an einem Körperteil des Insassen mit dem dieser die Körperbewegung ausführt anordbar ist, sodass bei einer Bewegung des Körperteils der Magnetfeldsensor und das Magnetfeld relativ zueinander bewegbar sind und/oder bewegt werden. Prinzipiell kann der Magnet oder der Magnetfeldsensor selbsthaftend ausgebildet und/oder direkt an dem Körperteil angeordnet sein. Insbesondere ist der Magnetfeldsensor als eine selbsthaftende Sensorfolie ausgebildet. Alternativ können der Magnet oder der Magnetfeldsensor an einem an dem Körperteil tragbaren Gegenstand angeordnet oder integriert sein. Bevorzugt ist der Magnetfeldsensor oder der Magnet an einem Arm, insbesondere Handgelenk, Handfläche und/oder Finger, oder am Kopf des Fahrzeuginsassen anordbar.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Bedienanordnung ein an dem Körperteil tragbares Accessoire aufweist, wobei der Magnetfeldsensor oder der Magnet an dem Accessoire angeordnet und/oder anordbar. Insbesondere kann das Accessoire als Wearable, wie insbesondere ein Armband, eine Armbanduhr, insbesondere Smartwatch, insbesondere Smartglasses, eine Brille, oder ein Handschuh ausgebildet sein. Der Magnetfeldsensor oder der Magnet kann in das Accessoire, beispielsweise bereits durch den Hersteller, integriert werden. Alternativ kann der Magnetfeldsensor oder der Magnet an dem Accessoire nachgerüstet werden. Hierzu kann beispielsweise der Magnetfeldsensor oder der Magnet stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig an dem Accessoire fixiert werden. Im Speziellen kann die Sensorfolie selbstklebend sein, wobei die Sensorfolie an dem Accessoire aufgeklebt werden kann.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Bedienanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bzw. wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Das Fahrzeug weist die Steuerungseinrichtung und die Funktionseinheit auf. Insbesondere kann die Funktionseinheit zur Bedienung und/oder zur Anzeige einer Funktion des Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet sein. Bevorzugt ist die Funktionseinheit als ein Infotainmentsystem, ein Bordcomputer oder ein Steuergerät ausgebildet. Die Erfassungseinrichtung ist zur Ermittlung der Körperbewegung signaltechnisch mit der Steuerungseinrichtung verbunden. Insbesondere ist die Erfassungseinrichtung über eine Funkverbindung, insbesondere via Bluetooth, mit der Steuerungseinrichtung verbindbar und/oder verbunden. Alternativ können die Erfassungseinrichtung und die Steuerungseinrichtung jedoch auch gemeinsam auf einer Leiterplatte angeordnet über mindestens eine Leiterbahn miteinander kontaktiert sein.
Je nach Ausgestaltung kann entweder der Magnetfeldsensor oder der Magnet als ein separates durch die Körperbewegung bewegbares Bauteil der Bedienanordnung ausgebildet sein. Ergänzend hierzu kann entsprechend das Magnetfeld, insbesondere der Magnet, oder der Magnetfeldsensor als ein stationäres Bauteil der Bedienanordnung ausgebildet sein. Das stationäre Bauteil kann beispielsweise in einer Mittelkonsole, Armaturenbrett, Fahrzeugrahmen - z.B. in der A-Säule - oder einem Rückspiegel des Fahrzeugs integriert oder an diesen angeordnet sein. Alternativ oder optional ergänzend kann das stationäre Bauteil oder ein weiteres stationäres Bauteil in einem Fond des Fahrzeugs, beispielsweise Fahrer- und/oder Beifahrersitz, oder Fahrzeugrahmen - z.B. in der B-Säule - des Fahrzeugs integriert oder an diesen angeordnet sein.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedienen der Funktionseinheit des Fahrzeugs mit der Bedienanordnung wie diese bereits zuvor beschrieben wurden.
Der Magnetfeldsensor und das Magnetfeld werden bei einer Körperbewegung von zumindest einem Insassen des Fahrzeugs relativ zueinander bewegt. Hierzu kann der Magnetfeldsensor in Abhängigkeit der Körperbewegung in dem Magnetfeld bewegt werden, wobei das Magnetfeld stationär verbleibt. Alternativ kann jedoch auch das Magnetfeld in Abhängigkeit der Körperbewegung relativ zu dem Magnetfeldsensor bewegt werden, wobei der Magnetfeldsensor stationär verbleibt.
Dabei wird die Körperbewegung in Abhängigkeit der Relativbewegung durch die Erfassungseinrichtung erfasst. Insbesondere detektiert die Erfassungseinrichtung die Bewegung in einem definierten Erfassungsbereich. Beispielsweise kann dieser Erfassungsbereich durch einen in der Fahrgastzelle ausgewählten Bereich, insbesondere in der Nähe der Funktionseinheit, definiert sein.
Anschließend wird die Funktionseinheit in Abhängigkeit von der erfassten Körperbewegung durch die Steuerungseinrichtung angesteuert. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung die erfasste Körperbewegung mit einer Auswahl an hinterlegten Bewegungsmustern abgleichen, wobei bei einer Übereinstimmung mit einem entsprechenden Bewegungsmuster die Funktionseinheit angesteuert wird. Dabei kann eine Funktion mit einem vorgegebenen Bewegungsmuster verknüpft sein. Beispielsweise kann eine wischende Handbewegung als die Körperbewegung mit einer Menüauswahl als die Funktion verknüpft sein.
In einer bevorzugten Realisierung ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung einen Magnetfeldvektor des Magnetfeldes erfasst, wobei bei der Relativbewegung eine Änderung des Magnetfeldvektors durch den Magnetfeldsensor detektiert wird. Dabei kann eine Rotationsbewegung beispielsweise als eine Änderung der Orientierung des Magnetfeldvektors durch den Magnetfeldsensor detektiert werden. Alternativ oder optional ergänzend kann eine Geradbewegung, insbesondere eine Tipp- oder Wischbewegung, als eine Änderung der Orientierung des Magnetfeldvektors und/oder als eine Änderung des Betrags des Magnetfeldvektors durch den Magnetfeldsensor detektiert werden.
Die Steuerungseinrichtung ermittelt anschließend auf Basis des geänderten Magnetfeldvektors die Körperbewegung, sodass eine Ansteuerung der Funktionseinheit in Abhängigkeit der ermittelten Körperbewegung erfolgt. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung die Körperbewegung anhand einer arctan-Funktion ermitteln. Insbesondere wird bei einer bestimmten Körperbewegung, insbesondere bei einer Übereinstimmung mit dem hinterlegten Bewegungsmuster, eine vorgegebene Funktion durch die Funktionseinheit ausgeführt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:

1 eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Bedienanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die 1a,b zeigen jeweils in einer stark schematisierten Darstellung ein Fahrzeug 1 mit einer Bedienanordnung 2, welche zur berührungslosen Bedienung, auch als Gestenerkennung bekannt, einer Funktionseinheit 3 des Fahrzeugs 1 durch einen Fahrzeuginsassen 4 dient. Beispielsweise ist das Fahrzeug 1 ein Kraftfahrzeug oder alternativ ein Schienen-, Land-, Wasser- und/oder Luftfahrzeug. Die Funktionseinheit 3 ist als ein Anzeige- und/oder Bediensystem ausgebildet und an einem Armaturenbrett 5 des Fahrzeugs 1 angeordnet. Beispielsweise kann die Funktionseinheit 3 als ein Infotainmentsystem des Fahrzeugs 3 ausgebildet sein.
Die Bedienanordnung 2 weist mindestens eine Erfassungseinrichtung 6 zur Erfassung einer Körperbewegung des Fahrzeuginsassen 4 auf. Ferner umfasst die Bedienanordnung 2 mindestens einen Magneten 7 zur Erzeugung eines Magnetfelds M, hier exemplarisch durch wenige Feldlinien dargestellt. Der Magnet 7 ist beispielsweise als ein Permanentmagnet ausgebildet, wobei das erzeugte Magnetfeld M beispielsweise mindestens 5 mT groß ist. Die Erfassungseinrichtung 6 weist einen Magnetfeldsensor 8 auf, welcher einen Magnetfeldvektor V, hier nur exemplarisch durch einen Pfeil angedeutet, des Magnetfeldes M erfasst. Beispielsweise kann der Magnetfeldsensor 8 als ein zwei- oder dreidimensional messender Hallsensor ausgebildet sein. Bei einer Relativbewegung zwischen Magnetfeldsensors 8 und dem Magnetfeld M kann je nach Art der Körperbewegung eine Änderung des Magnetfeldvektors V beispielsweise durch eine Änderung der Orientierung und/oder durch eine Änderung des Betrags des Magnetfeldvektors V detektiert werden. Beispielsweise ist der Magnetfeldsensor 8 durch mehrere auf einer Folie aufgebrachte Spinventile ausgebildet, welche zur zweidimensionalen Messung in zwei Wheatstone-Brücken angeordnet sind. Beispielsweise weist der dadurch gebildete Magnetfeldsensor 8 eine Gesamtdicke von ca. 6 µm auf und kann flexibel ausgestaltet sein. Dadurch weist der Magnetfeldsensor 8 einen deutlich reduzierten Bauraum auf.
Die Bedienanordnung 2 weist eine Steuerungseinrichtung 9 auf, wobei die Erfassungseinrichtung 6 signaltechnisch mit der Steuerungseinrichtung 9, durch gestrichelte Linien angedeutet, verbunden ist. Die Steuerungseinrichtung 9 ermittelt auf Basis der detektierten Änderung des Magnetfeldvektors V eine Körperbewegung des Fahrzeuginsassen 4. Dabei erfolgt die Detektion der Körperbewegung ausschließlich in einem definierten Messbereich, in welchem die Erfassungseinrichtung 6 beispielsweise noch eine ausreichend hohe Feldstärke das Magnetfelds M detektiert. Die Steuerungseinrichtung 9 kann die durch den Magnetfeldsensor 8 erfasste Änderung des Magnetfeldvektors V auswerten und eine zugehörige Körperbewegung ermitteln. Die Funktionseinheit 3 wird anschließend durch die Steuerungseinrichtung 9 angesteuert, wobei die Funktionseinheit 3 in Abhängigkeit der ermittelten Körperbewegung eine Funktion ausgibt. Beispielsweise ist die Körperbewegung ein Drehen eines virtuellen Drehreglers z.B. zur Einstellung der Lautstärke als eine Funktion des Infotainmentsystems oder ein Drücken einer virtuellen Taste z.B. zum Entgegennehmen eines Telefonanrufs als eine weitere Funktion des Infotainmentsystems. Alternativ oder optional ergänzend können durch die Funktionseinheit 3 jedoch auch weitere Einrichtungen, wie z.B. ein Startknopf, ein Schiebedach, ein Warnblinker, ein Fahrzeugfenster, eine Fahrzeugtüre etc., angesteuert werden.
In der 1a ist die Erfassungseinrichtung 6 an einem die Körperbewegung ausführenden Körperteil 4a,b des Fahrzeuginsassen 4 angeordnet, wobei bei einer Bewegung des Körperteils 4a,b die Erfassungseinrichtung 6 relativ zu dem Magneten 7 in dem Magnetfeld M bewegt wird. Die Erfassungseinrichtung 6 ist dabei als eine mobile Erfassungseinrichtung ausgebildet und kann beispielsweise auch außerhalb des Fahrzeugs 1 am Körper einer Person getragen werden. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung 6 via Bluetooth mit der Steuerungseinrichtung 9 verbunden sein.
In einer ersten möglichen Ausführungsvariante kann die Erfassungseinrichtung 6 an einem Arm 4a des Fahrzeuginsassen 4 angeordnet sein. Dabei wird die Körperbewegung durch eine Hand- oder Fingerbewegung, z.B. Wisch-, Tipp-, Drehbewegung, erzeugt und innerhalb des Magnetfelds M durch die Erfassungseinrichtung 6 detektiert. Beispielsweise ist die Erfassungseinrichtung 6 in einem an dem Arm 4a tragbaren Accessoire, z.B. Armbanduhr, Smartwatch, Armreif, Handschuh etc. integriert. In dieser ersten Anordnungsvariante ist der Magnet 7 in oder an dem Armaturenbrett 5 oder alternativ einer Mittelkonsole des Fahrzeugs 3 angeordnet, dabei ist der Erfassungsbereich insbesondere als ein Frontbereich des Armaturenbretts 5 und/oder der Funktionseinheit 3 definiert.
In einer zweiten möglichen Ausführungsvariante kann die Erfassungseinrichtung 6 an einem Kopf 4b des Fahrzeuginsassen 4 angeordnet sein. Dabei wird die Körperbewegung durch eine Kopfbewegung, z.B. Nick- oder Drehbewegung, erzeugt und innerhalb des Magnetfelds M durch die Erfassungseinrichtung 6 detektiert. Beispielsweise ist die Erfassungseinrichtung 6 in einem an dem Kopf 4b tragbaren Accessoire, z.B. Brille, integriert. In dieser zweiten Anordnungsvariante kann der Magnet 7 in oder an der Fahrzeugkarosserie 10, z.B. Fahrzeughimmel, A-Säule etc., oder alternativ dem Rückspiegel angeordnet sein, dabei ist der Erfassungsbereich insbesondere als ein Dachbereich der Fahrgastzelle definiert.
In der 1b ist der Magnet 7 an dem die Körperbewegung ausführenden Körperteil 4a des Fahrzeuginsassen 4 angeordnet und/oder anordbar, wobei bei einer Bewegung des Körperteils 4a der Magnet 7 relativ zu der Erfassungseinrichtung 6 mit seinem Magnetfeld M bewegt wird. Die Erfassungseinrichtung 6 ist dabei als eine stationäre Erfassungseinrichtung ausgebildet und fest in dem Fahrzeug 1, insbesondere dem Armaturenbrett 5 oder der Mittelkonsole etc., verbaut. Beispielsweise können die Erfassungseinrichtung 6 und die Steuerungseinrichtung 9 gemeinsam auf einer Leiterplatte angeordnet und signaltechnisch miteinander verbunden sein.
Der Magnet 7 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel an dem Arm 4a oder alternativ auch an dem Kopf 4b des Fahrzeuginsassen 4 angeordnet sein. Dabei wird die Körperbewegung durch eine Hand- oder Fingerbewegung, z.B. Wisch-, Tipp-, Drehbewegung, erzeugt und innerhalb eines Erfassungsbereichs der Erfassungseinrichtung 6 detektiert. Beispielsweise ist der Magnet 7 in dem an dem Arm 4a tragbaren Accessoire, z.B. Armbanduhr, Smartwatch, Armreif, Handschuh etc. integriert.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Bedienanordnung
3: Funktionseinheit
4: Fahrzeuginsasse
4a,b: Körperteile
5: Armaturenbrett
6: Erfassungseinrichtung
7: Magnet
8: Magnetfeldsensor
9: Steuerungseinrichtung
10: Fahrzeugkarosserie
M: Magnetfeld
V: Magnetfeldvektor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011112275 A1 [0003]

Claims

Bedienanordnung (2) für ein Fahrzeug (1) mit einer Erfassungseinrichtung (6) zur Erfassung einer Körperbewegung eines Fahrzeuginsassen (4), mit einer Steuerungseinrichtung (9) zur Steuerung einer Funktionseinheit (3) des Fahrzeugs (1) auf Basis der erfassten Körperbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (6) einen Magnetfeldsensor (8) aufweist, wobei der Magnetfeldsensor (8) und ein Magnetfeld (M) in Abhängigkeit der Körperbewegung relativ zueinander bewegbar sind, sodass die Erfassung der Körperbewegung in Abhängigkeit der Relativbewegung erfolgt.
Bedienanordnung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld (M) als ein Erdmagnetfeld ausgebildet ist.
Bedienanordnung (2) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Magneten (7) zur Erzeugung des Magnetfeldes (M).
Bedienanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (8) zur Erfassung eines Magnetfeldvektors (V) des Magnetfelds (M) ausgebildet ist, wobei die Steuerungseinrichtung (9) zur Ermittlung der Körperbewegung auf Basis einer aus der Relativbewegung resultierenden Änderung des Magnetfeldvektors (V) ausgebildet ist.
Bedienanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (8) als ein mindestens zweidimensional messender Hallsensor ausgebildet ist.
Bedienanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (8) durch mehrere Spinventile gebildet ist, welche zur zweidimensionalen Messung in zwei Wheatstone-Brücken angeordnet sind.
Bedienanordnung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Spinventile auf einer Folie aufgebracht sind.
Bedienanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (8) oder der Magnet (7) an einem Körperteil (4a,b) des Fahrzeuginsassen (4) mit dem dieser die Körperbewegung ausführt anordbar ist, sodass bei einer Bewegung des Körperteils (4a,b) der Magnetfeldsensor (8) in dem Magnetfeld (M) bewegbar ist.
Bedienanordnung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (6) als ein an dem Körperteil (4a,b) tragbares Accessoire ausgebildet ist, wobei der Magnetfeldsensor (8) an dem Accessoire angeordnet ist.
Bedienanordnung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienanordnung (2) ein an dem Körperteil (4a,b) tragbares Accessoire aufweist, wobei der Magnet (7) an dem Accessoire angeordnet ist.
Fahrzeug (1) mit der Bedienanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) mindestens die Steuerungseinrichtung (9) und die Funktionseinheit (3) aufweist, und wobei die Erfassungseinrichtung (6) zur Ermittlung der Körperbewegung signaltechnisch mit der Steuerungseinrichtung (9) verbunden ist.
Verfahren zum Bedienen einer Funktionseinheit (3) des Fahrzeugs (1) nach Anspruch 10 mit der Bedienanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bei dem: - bei einer Körperbewegung von zumindest einem Fahrzeuginsassen (4) des Fahrzeugs (1) der Magnetfeldsensor (8) und das Magnetfeld (M) relativ zueinander bewegt werden; - die Körperbewegung in Abhängigkeit der Relativbewegung durch den Magnetfeldsensor (8) erfasst wird; - die Funktionseinheit (3) in Abhängigkeit von der erfassten Körperbewegung durch die Steuerungseinrichtung (9) angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (8) einen Magnetfeldvektor (V) des Magnetfeldes (M) erfasst, wobei bei der Relativbewegung eine Änderung des Magnetfeldvektors (V) detektiert wird und die Steuerungseinrichtung (9) auf Basis der Änderung die Körperbewegung ermittelt, und wobei eine Ansteuerung der Funktionseinheit (3) durch die Steuerungseinrichtung (9) in Abhängigkeit der ermittelten Körperbewegung erfolgt.