DE102019126753A1

DE102019126753A1 - Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugsystems, und Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE102019126753A1
Application number: DE102019126753.6A
Authority: DE
Inventors: Jacques Hélot; Doreen Engelhardt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2021-04-08
Anticipated expiration: 2039-10-05
Also published as: DE102019126753B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug (12), die ein Bedienelement (14) zum Aktivieren eines Betriebsmodus eines Kraftfahrzeugsystems umfasst, ein drehbar gelagertes Anzeigeelement (18) mit einem Grundkörper (20), der mindestens zwei durch eine Seitenkante voneinander abgegrenzte Seitenflächen (22, 22') aufweist, und eine Verstelleinrichtung (32), die dazu ausgestaltet ist, in Abhängigkeit von dem mithilfe des Bedienelements (14) aktivierten Betriebsmodus das Anzeigeelement (18) derart zu drehen, sodass eine dem aktivierten Betriebsmodus zugeordnete Seitenfläche (22, 22') in eine vorbestimmte Sichtrichtung zeigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Bedienvorrichtung ein Bedienelement zum Aktivieren eines Betriebsmodus eines Kraftfahrzeugsystems umfasst. Die Bedienvorrichtung, die zum Beispiel als Bediengerät ausgestaltet sein kann, kann zum Beispiel als Gangwahlvorrichtung zum Auswählen einer Übersetzungsstufe eines Kraftfahrzeuggetriebes ausgestaltet sein, und als Bedienelement zum Beispiel einen Hebel oder einen Schiebestein aufweisen.
Zur Bedienung von Kraftfahrzeugsystemen durch zum Beispiel eine Gangwahlvorrichtung oder zum Beispiel ein Infotainmentsystem gehört nicht nur das Empfangen einer Bedienhandlung und die Umsetzung der empfangenen Bedienhandlung in zum Beispiel Aktivieren einer Bedienfunktion oder eines Betriebsmodus, sondern auch eine übersichtliche Anzeige für den Benutzer zur Information darüber, welcher Betriebsmodus nun aktiviert ist.
Insbesondere bei einer Gangwahlvorrichtung ist es wünschenswert, dass das Schalten schnell erfolgt und der Fahrer nur mit einem kurzen Blick sehen kann, welche Gänge zur Verfügung stehen und welcher Gang gerade eingelegt ist. Eine Anzeige bei zum Beispiel Shift-by-wire-Einheiten ist heutzutage häufig mit LEDs oder mit einem Display. Ein Nachteil hierbei ist, dass zum Beispiel die Bedienung eines Shift-by-wire-Hebels weniger Spaß macht als die eines normalen Automatik-Hebels, denn man hat deutlich weniger haptische Interaktion.
Die DE 10 2017 205 584 D3 betrifft eine Gangwahlvorrichtung zum Auswählen einer Übersetzungsstufe eines Kraftfahrzeuggetriebes. Die Gangwahlvorrichtung weist eine Bedieneinrichtung auf, wobei die Bedieneinrichtung zum Auswählen der Übersetzungsstufe beweglich in oder auf einer Schaltebene gelagert ist und ein Bedienelement zum Ändern eines Betriebsmodus einer Fahrerassistenzfunktion zum teilautonomen oder pilotierten Fahren aufweist, und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem Bewegen der Bedieneinrichtung in der Schaltebene ein Auswahlsignal zu erzeugen, dass die ausgewählte Übersetzungsstufe beschreibt.
Die DE 10 2014 118 302 A1 beschreibt ein quaderförmiges, elektronisches Schaltbedienelement aufweisend ein Schaltbedienelement-Panel, das auf einer Konsolenfläche oder an einer mittleren Instrumententafel eines Fahrzeugs montiert wird.
Die DE 10 2016 120 995 A1 beschreibt eine Benutzerschnittstelle und ein Verfahren zur Eingabe und Ausgabe von Informationen in einem Fahrzeug.
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist das Bereitstellen einer Bedienvorrichtung, die den Anforderungen an eine übersichtliche Bedienung gerecht wird.
Die gestellte Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.
Die Erfindung basiert auf der Idee, ein zu dem Bedienelement separates Anzeigeelement in der Bedienvorrichtung vorzusehen, das drehbar gelagert ist und einen Grundkörper mit mehreren Seitenflächen einer Mantelfläche des Grundkörpers hat. Dabei wird in Abhängigkeit von einem durch das Bedienelement aktivierten Betriebsmodus oder Bedienfunktion, insbesondere in Abhängigkeit von einer Auswahl einer Schaltstufe, eine der dieser Schaltstufe zugeordneten Seitenfläche des Grundkörpers des Bedienelements so gedreht, dass die entsprechende Seitenfläche in eine vorgegebenen Sichtrichtung zeigt, also von einem Fahrer gut gesehen werden kann, wenn die Bedienvorrichtung im Kraftfahrzeug eingebaut ist. Die Seitenfläche dient entsprechend als Anzeige des eingestellten Betriebsmodus und muss nicht zwangsläufig eine digitale Anzeige sein, sondern kann auch einfach eine Seitenfläche des Grundkörpers sein, auf der der eingestellte Betriebsmodus symbolisiert oder durch einen entsprechenden Text gekennzeichnet ist. Hierdurch ergibt sich eine sehr klare Darstellung des eingestellten Betriebsmodus oder der eingestellten Bedienfunktion, zum Beispiel des eingelegten Gangs.
Bei dem Anzeigeelement handelt es sich also nicht um eine digital wechselnde Anzeige, bei der ein und dieselbe digitale Anzeigefläche unterschiedliche Informationen anzeigt; sondern um eine mechanisch oder elektromechanisch wechselnde Anzeige, bei der unterschiedliche Anzeigeflächen in die vorbestimmte Sichtrichtung gedreht werden. Das Bedienelement kann zum Beispiel mechanisch drehbar sein, zum Beispiel als Hebel ausgestaltet, und entsprechende elektrische Signale zum Drehen des Grundkörpers des Anzeigeelements auslösen.
Durch die Kombination von drehbar gelagerten Anzeigeelement und Verstelleinrichtung kann also auf eine digitale Anzeige verzichtet werden. Mit anderen Worten muss in der Bedienvorrichtung und/oder im Kraftfahrzeug kein aufwändiger Bildschirm genutzt oder sogar installiert werden.
Die zum Beispiel neu eingeschaltete Schaltstufe wird also nicht durch das Bedienelement angezeigt, sondern durch das separate Anzeigeelement. Mit anderen Worten werden Bedienung und Anzeige voneinander räumlich getrennt.
Eine solche Bedienvorrichtung hat einen sehr eigenständigen Charakter und bewirkt eine besonders leicht zugängliche Inszenierung der Anzeige des eingestellten Betriebsmodus. Da das Anzeigeelement nicht unbedingt digital gesteuert und auch nicht notwendigerweise elektrisch verstellt werden muss, das heißt, mit anderen Worten, auch mechanisch verstellt werden kann, kann die Bedienvorrichtung besonders kostengünstig und einfach hergestellt werden. Bei einer elektrischen Ausgestaltung ist die Anzeige sehr leicht und unkompliziert korrigierbar.
Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Bedienelement zum Aktivieren eines Betriebsmodus und/oder einer Betriebsfunktion eines Kraftfahrzeugsystems. Ist die Bedienvorrichtung als Gangwahlvorrichtung zum Auswählen einer Übersetzungsstufe eines Kraftfahrzeuggetriebes ausgestaltet, kann die Bedienvorrichtung zum Beispiel als Shift-by-wire-Schaltung ausgestaltet sein. Das Bedienelement kann dann zum Beispiel ein Schiebestein oder ein Hebel sein. Alternativ kann die Bedienvorrichtung zum Beispiel zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems sein, wobei mit Hilfe des Bedienelements, zum Beispiel einem Taster oder einem Drehknopf, ein Fahrmodus ausgewählt werden kann. Alternativ kann die Bedienvorrichtung zum Beispiel zum Betreiben und/oder Bedienen eines Fahrwerkregelsystems ausgestaltet sein, wobei mit Hilfe des Bedienelements, zum Beispiel eines Hebels, zwischen den Stufen „Comfort“, „Track“, Offroad & Economy‟ ausgewählt werden kann.
Das Aktivieren des Betriebsmodus kann vorzugsweise ein Auswählen eines Betriebsmodus oder Bedienfunktion des Kraftfahrzeugsystems aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi oder Bedienfunktionen des Kraftfahrzeugsystems sein. Zum Beispiel kann also eine Übersetzungsstufe aus mehreren Übersetzungsstufen ausgewählt werden.
Die Bedienvorrichtung weist ein drehbar gelagertes Anzeigeelement mit einem Grundkörper auf, der mindestens zwei durch eine Seitenkante voneinander abgegrenzte Seitenflächen aufweist. Mit anderen Worten weist der Grundkörper des drehbar gelagerten Anzeigeelements mindestens zwei an der Seitenkante aneinander grenzende Seitenflächen auf. Mit anderen Worten sind die Seitenflächen voneinander abgewinkelt.
Der Grundkörper ist also so an der Bedienvorrichtung angeordnet, dass er gedreht werden kann, und sodass je nach Position eine andere Seitenfläche in eine vorbestimmte Sichtrichtung zeigt. Die Sichtrichtung ist dabei diejenige Richtung, in der die Seitenfläche beim Blick auf die Bedienvorrichtung gesehen werden kann, dann also von einem Benutzer des Kraftfahrzeugs gesehen werden kann, wenn die Bedienvorrichtung in dem Kraftfahrzeug verbaut ist.
Die Bedienvorrichtung weist eine Verstelleinrichtung auf, also eine Bauteilgruppe oder Komponente der Bedienvorrichtung, die den Grundkörper des Anzeigeelements in seiner Position verstellen oder bewegen kann, also drehen und/oder schwenken kann. Die Verstelleinrichtung ist dazu ausgestaltet, in Abhängigkeit von dem mithilfe des Bedienelements aktivierten Betriebsmodus oder Bedienfunktion das Anzeigeelement, insbesondere den Grundkörper, derart zu lagern und/oder zu drehen, sodass eine dem aktivierten Betriebsmodus oder Bedienfunktion zugeordnete Seitenfläche in die vorbestimmte Sichtrichtung zeigt. Vorzugsweise kann die Verstelleinrichtung dazu ausgestaltet sein, in Abhängigkeit von dem mit Hilfe des Bedienelements aktivierte Betriebsmodus nur das Anzeigeelement, insbesondere nur den Grundkörper, derart zu lagern, insbesondere zu drehen und/oder zu schwenken, sodass die dem aktivierten Betriebsmodus oder Bedienfunktion zugeordnete Seitenfläche in die vorbestimmt Sichtrichtung zeigt. Wählt der Benutzer zum Beispiel mit Hilfe des Bedienelements einen Rückwärtsgang aus, wird der Grundkörper derart gedreht, dass eine Seitenfläche, die zum Beispiel ein Symbol für den Rückwärtsgang zeigt, in die vorbestimmte Sichtrichtung zeigt.
Mit anderen Worten ist die Verstelleinrichtung dazu ausgestaltet, in Abhängigkeit von dem mit Hilfe des Bedienelements aktivierte Betriebsmodus das Anzeigeelement, insbesondere nur das Anzeigeelement, derart zu lagern oder zu positionieren, sodass der Grundkörper eine Sollposition einnimmt, in der die dem aktivierten Betriebsmodus zugeordnete Seitenfläche in die vorbestimmte Sichtrichtung zeigt.
Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
Es geht, mit anderen Worten, um einen Grundkörper eines Anzeigeelements, zum Beispiel einen Würfel, der physikalisch ist und sich zum Beispiel mechanisch dreht um zum Beispiel den Gang anzuzeigen. Bei der Erfindung wird der Grundkörper selber nicht angefasst, aber dreht sich, wenn zum Beispiel ein anderer Gang eingelegt wird. Es ist zum Beispiel bei einem Gangwechsel eine andere Seitenfläche, die gezeigt wird. Insbesondere sind das Bedienelement und das drehbar gelagerte Anzeigeelement also unterschiedliche Bauteile und/oder Komponenten der Bedienvorrichtung. Mit anderen Worten wird durch die Verstelleinrichtung nicht das Bedienelement gelagert und/oder bewegt, sondern nur das Anzeigeelement, insbesondere nur der Grundkörper des Anzeigeelements. Mit anderen Worten erfolgt die beispielhafte Auswahl des Betriebsmodus mit einem anderen Element beziehungsweise einer anderen Komponenten der Bedienvorrichtung als die Anzeige des ausgewählten Betriebsmodus durch die entsprechende Seitenfläche, die dem ausgewählten Betriebsmodus zugeordnet ist. Das Bedienelement kann zum Beispiel als Schiebestein oder Hebel ausgestaltet sein, während das Anzeigeelement zum Beispiel als Würfel ausgestaltet sein kann. Mit anderen Worten entspricht die Bedienhandlung, mit der das Bedienelement zum Aktivieren des Betriebsmodus bewegt wird, nicht der Bewegung, mit der die Verstelleinrichtung die dem aktivierten Betriebsmodus zugeordnete Seitenfläche in die vorbestimmte Sichtrichtung dreht oder schwenkt.
Das Verstellen des Anzeigeelements, insbesondere des Grundkörpers, kann zum Beispiel mechanisch erfolgen, zum Beispiel in dem sich der Grundkörper über eine entsprechende mechanische Verbindung so lange dreht, wie das Bedienelement zum Beispiel in eine Richtung geschoben oder gedrückt wird. Die Verstelleinrichtung kann hierzu zum Beispiel eine geeignete Konstruktion aus zum Beispiel einer Kurbel und/oder einem Seilzug aufweisen.
Vorzugsweise kann das Verstellen des Anzeigeelements jedoch elektrisch und/oder elektronisch erfolgen. Hierbei ergibt sich vorteilhaft, dass eine Fehleinstellung des Grundkörpers, falls also in einer Ausgangsposition eine falsche Seitenfläche während eines aktuellen Betriebsmodus in die Sichtrichtung zeigt, korrigiert werden kann. Zum elektrischen und/oder elektronischen Verstellen kann die Bedienvorrichtung eine Steuereinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem aktivierten Betriebsmodus die Verstelleinrichtung derart zu steuern, dass diese das Anzeigeelement derart dreht und/oder lagert, sodass die dem aktivierten Betriebsmodus zugeordnete Seitenfläche in die vorbestimmte Sichtrichtung zeigt, das heißt dass der Grundkörper in die Soll-Position übergeht.
Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, eine von dem Bedienelement der Bedienvorrichtung erfasste Bedienhandlung zum Aktivieren des Betriebsmodus des Kraftfahrzeugsystems zu erkennen, eine die durch den aktivierten Betriebsmodus zugeordneten Seitenfläche des Grundkörpers des drehbar gelagerten Anzeigeelements festzustellen, ein Verstellsignal zu erzeugen, das ein Drehen und/oder Lagern des Grundkörpers in eine Soll-Position beschreibt, in der die festgestellte Seitenfläche in die vorbestimmte Sichtrichtung zeigt, und das erzeugte Verstellsignal an die Verstelleinrichtung zu übertragen.
Unter einer Steuereinrichtung wird ein Gerät, eine Bauteilgruppe oder eine Gerätekomponente verstanden, die zum Empfangen und Auswerten von Signalen eingerichtet ist, sowie zum Erzeugen von Steuersignalen. Die Steuereinrichtung kann zum Beispiel als Steuerchip oder Steuergerät ausgestaltet sein.
Vorzugsweise kann die Bedienvorrichtung als Gangwahlvorrichtung zum Auswählen einer Übersetzungsstufe eines Kraftfahrzeuggetriebes ausgestaltet sein, vorzugsweise als Shift-by-wire-Schaltung. Hier ergibt sich der besondere Effekt, dass der Schaltungsvorgang besonders schnell und besonders transparent durchgeführt wird. Dadurch, dass die Funktionalitäten von Bedienelement und Anzeigeelement nicht durch das gleiche Bauteil erfolgen, also dadurch, dass die Anzeige des aktivierten Betriebsmodus und das Einstellen des zu aktivierenden Betriebsmodus durch unterschiedliche Elemente erfolgen, kann die Anzeige an einer anderen Stelle der Bedienvorrichtung erfolgen als das Bewegen des Bedienelements. Bei der Gangwahl bedeutet das, dass der Benutzer des Fahrzeugs nicht zwangsläufig zum Bedienelement in zum Beispiel der Mittelkonsole schauen muss, sondern der Grundkörper des Anzeigeelements kann zum Beispiel etwas höher positioniert sein. Das Bedienelement kann also an einer Stelle positioniert sein, die nahe an der Hand des Benutzers ist, das Anzeigeelement jedoch an einer Stelle, die sich näher am Kopf und in einer günstigeren Blickrichtung befindet. Beim Schalten, das für einen routinierten Fahrer keinen Blickkontakt mit dem Bedienelement erfordert, muss der Fahrer also zum Beispiel seinen Kopf nicht weit weg drehen, um zu sehen, was er gerade ausgewählt hat (oder welcher Betriebsmodus gerade aktiviert ist). Die gleichen Vorteile ergeben sich, falls die Bedienvorrichtung zum Bedienen eines Fahrwerkregelsystems ausgestaltet ist.
Als Gangwahlvorrichtung wird dabei ein Gerät oder System zum Wählen der Schaltstufe des Fahrzeuggetriebes verstanden, das auch zur Trennung eines Kraftflusses zwischen Motor und angetriebenen Rädern, also zur Kupplungssteuerung, und gegebenenfalls zur Drehrichtungsumkehr, also zum Einlegen eines Rückwärtsgangs, ausgestaltet und eingerichtet sein kann. Die Gangwahlvorrichtung kann beispielsweise einen Schalthebel, einen Schaltknüppel oder eine Kulissenschaltung aufweisen, oder als Shift-by-Wire-System ausgestaltet sein. Als Shift-by-Wire-System wird dabei System verstanden, bei dem nur eine elektrische Verbindung zu dem Getriebe vorliegt wobei das Getriebe eine Aktuatorkraft besitzt, um die elektrischen Signale aus dem Shift-by-Wire-System in einen Gangwechsel umzusetzen.
Idealerweise kann der Grundkörper als Prisma ausgestaltet sein, insbesondere als gerades Prisma; vorzugsweise als Quader oder Würfel. Die Anzahl der Seitenflächen des Grundkörpers kann sich dabei nach der Anzahl einzustellender Bedienmodi oder Bedienfunktionen richten. Vorzugsweise kann der Grundkörper zum Beispiel zwischen zwei bis acht Seitenflächen aufweisen, zum Beispiel zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht. Unter den Seitenflächen werden diejenigen Flächen verstanden, die eine Mantelfläche des Grundkörpers bilden, also nicht eine Bodenfläche oder ein Deckel des Grundkörpers.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung kann der Grundkörper des Anzeigeelements mindestens ein Leuchtmittel zum Beleuchten mindestens einer der Seitenflächen aufweisen, vorzugsweise ein Leuchtmittel zum Beleuchten aller Seitenflächen oder für jede der einem Betriebsmodus zugeordneten Seitenflächen jeweils ein Leuchtmittel; wobei vorzugsweise das Leuchtmittel innerhalb des Grundkörpers angeordnet sein kann. Die Beleuchtung kann bei einer Seitenflächenindividuellen Ausgestaltung, also falls der Grundkörper für jede der Seitenflächen jeweils ein Leuchtmittel aufweist, besonders individuell hervorherben, welcher Betriebsmodus aktiviert ist oder aktiviert wird, und es können kleine Leuchtmittel verwendet werden. So kann durch zum Beispiel ein Leuchtsymbol der jeweiligen Seitenfläche auch bei Nacht gut sichtbar sein, welcher Betriebsmodus aktiviert ist oder wird.
Idealerweise kann jede der einem Betriebsmodus zugeordneten Seitenfläche ein Symbol aufweisen, das den ihr zugeordneten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs beschreibt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung kann die Verstelleinrichtung, wird die Bedienvorrichtung zum Beispiel zum Auswählen eines Radiosenders oder Entertainment-Programms genutzt, dazu ausgestaltet sein, das Anzeigeelement und/oder nur den Grundkörper derart lagern und/oder drehen, sodass der Grundkörper zunächst „überdreht“, also zuerst nicht direkt in der richtigen Soll-Position lagert wird, sondern über die Soll-Position hinaus dreht, und dann schließlich in die vorgegebene Soll-Position zurück oder weiterdreht. Dies bewirkt zunächst für den Benutzer eine gewisse Unvorhersagbarkeit, welcher Radiosender oder welches Entertainment-Programm nun eingestellt wurde, und führt daher zu einem extra großen Spaß.
Die oben gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug, das eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet. Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
Die oben gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugsystems einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, wobei die Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs: eine von dem Bedienelement der Bedienvorrichtung erfasste Bedienhandlung zum Aktivieren eines Betriebsmodus des Kraftfahrzeugsystems erkennt, insbesondere zum Auswählen eines Betriebsmodus oder einer Bedienfunktion des Kraftfahrzeugsystems aus einer Mehrzahl an Betriebsmodi oder Bedienfunktionen; eine dem durch die erkannte Bedienhandlung aktivierten Betriebsmodus zugeordnete Seitenfläche des Grundkörpers des drehbar gelagerten Anzeigeelements feststellt; ein Verstellsignal erzeugt, das ein Drehen und/oder Lagern des Grundkörpers in eine Soll-Position beschreibt, in der die festgestellte Seitenfläche in eine vorbestimmte Sichtrichtung zeigt; und das erzeugte Verstellsignal an die Verstelleinrichtung überträgt. Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
Die oben gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine oder mehrere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise eine Prozessoreinrichtung aufweisen und/oder einen Datenspeicher. Unter einer Prozessoreinrichtung wird ein Gerät oder eine Gerätekomponente zur elektronischen Datenverarbeitung verstanden. Die Prozessoreinrichtung kann zum Beispiel mindestens einen Mikrocontroller und/oder mindestens einen Mikroprozessor aufweisen. Auf dem optionalen Datenspeicher kann vorzugsweise ein Programmcode zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens abgelegt sein. Der Programmcode kann dann dazu ausgelegt sein, bei Ausführung durch die Prozessoreinrichtung die Steuereinrichtung dazu zu veranlassen, eine der oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise als Steuerchip, Steuergerät oder Anwenderprogramm („App“) ausgestaltet sein. Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, des erfindungsgemäßen Verfahrens, und der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, des erfindungsgemäßen Verfahrens, und der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung zu einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine schematische Darstellung zu einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3 eine weitere schematische Darstellung zu dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens;
4 eine schematische Darstellung zu einem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens;
5 eine weitere schematische Darstellung zu dem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens;
6 eine weitere schematische Darstellung zu dem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens;
7 eine schematische Darstellung zu einem weiteren Ausführungsbeispiel des Grundkörpers; und
8 eine schematische Darstellung zu einem weiteren Ausführungsbeispiel des Anzeigeelements.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
Die 1 veranschaulicht das Prinzip der erfindungsgemäße Bedienvorrichtung 10 und des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines ersten Ausführungsbeispiels. Die Bedienvorrichtung 10 kann beispielhaft in einem Kraftfahrzeug 12 angeordnet sein, zum Beispiel an oder in einer Mittelkonsole oder an einer Schalttafel.
Die Bedienvorrichtung 10 kann vorzugsweise als Gangwahlvorrichtung ausgestaltet sein, um ein Kraftfahrzeuggetriebe zum Beispiel in die verschiedenen „drive“ (D) „neutral“ (N) „rear“ (R) und „park“ (P) zu stellen. Die beispielhafte Gangwahlvorrichtung der 1 kann vorzugsweise als Shift-by-wire-Hebel ausgestaltet sein, womit dann die Gangwahlvorrichtung also eine Shift-by-wire-Gangwahlvorrichtung sein kann.
Im Beispiel der 1 ist dabei das Bedienelement 14 als Hebel gezeigt, das alternativ jedoch auch zum Beispiel als Schiebestein oder Drehregler ausgestaltet sein kann. Das Bedienelement 14 kann vorzugsweise monostabil gelagert sein, und zum Beispiel eine Rastung aufweisen, entlang der die unterschiedlichen Übersetzungsstufen der beispielhaften Gangwahlvorrichtung eingestellt werden können. So kann zum Beispiel das Bewegen des beispielhaften Hebels um eine Rastung nach vorne das Einstellen der Schaltstufe N bewirken, um zwei Rastungen nach vorne zum Beispiel die Schaltstufe D. Vorzugsweise kann das Bedienelement 14 in Bezug auf die Schaltebene monostabil gelagert sein. Das Bedienelement 14 kann also beispielsweise zum Schalten in eine andere Übersetzungsstufe in eine Richtung angetippt werden, und danach zum Beispiel durch einen Federmechanismus in eine Ruheposition zurückgeführt werden. Hierdurch wird das Verstellen oder Verfahren entlang einer Verstellachse des Bedienelements 14 vereinfacht.
In einer beispielhaften Variante kann das Bedienelement 14, zum Beispiel ein Hebel, ausgehend von einer Nullstellung zum Beispiel in einer oder mehreren Raststufen, vorzugsweise in zwei Raststufen, nach vorne einstellbar sein, das heißt in Fahrtrichtung; sowie, ausgehend von der Nullstellung, in einer oder mehreren Raststufen, vorzugsweise in zwei Raststufen, nach hinten einstellbar, also gegen die Fahrtrichtung. Nach der Betätigung kann das Bedienelement 14 jeweils wieder in die Nullstellung zurückkommen, also durch zum Beispiel eine Feder wieder in die Nullstellung zurückgeführt werden. Alternativ zu einer solchen monostabilen Lagerung kann eine Position des Bedienelements 14 in einer weiteren Variante mit der Position des Anzeigeelements 18 korrespondieren, das heißt das Bedienelement 14 wird nach einer Betätigung nicht automatisch in die Nullposition zurückgeführt.
Im Beispiel der 1 können zum Beispiel auf einer Oberfläche 16 des beispielhaften Hebels, zum Beispiel auf einer Leder- oder Stoffbespannung oder direkt auf dem Material des Bedienelements 14, die Schaltstufen D, N, R, P aufgenäht oder aufgedruckt sein, um einen Überblick über die verfügbaren Schaltstufen zu geben. Die Schaltstufen sind dabei zum Beispiel als Zierde, Orientierungshilfe oder Übersicht aufgedruckt, ohne dass eine aktuelle Schaltstufe hervorgehoben wird.
Das Anzeigeelement 18 der beispielhaften Bedienvorrichtung 10 der 1 kann vorzugsweise allein durch dessen Grundkörper 20 gebildet werden, der im Beispiel der 1 als gleichseitiges Prisma, insbesondere als Quader oder Würfel ausgestaltet sein kann. Die vorbestimmte Sichtrichtung kann im Beispiel der 1 diejenige Richtung sein, in der die in der 1 sichtbare Seitenfläche 22 zu sehen ist. Das auf der in der 1 sichtbaren Seitenfläche 22 beispielhaft angeordnete Symbol 24 kann zum Beispiel aufgeklebt, in den Grundkörper eingeritzt, oder zum Beispiel ein transparenter Einsatz in der Seitenfläche 22 sein, wobei die Seitenfläche 22 zum Beispiel durch ein Leuchtmittel 26 beleuchtet werden kann, das vorzugsweise innerhalb des Grundkörpers 20 angeordnet sein kann. Das Leuchtmittel 26 kann zum Beispiel eine Lampe sein oder eine oder mehrere LEDs (Licht-emittierende Dioden). Das Leuchtmittel 26 kann Teil einer Leuchtvorrichtung sein (in der 1 nicht gezeigt), die zum Beispiel mehrere Leuchtmittel 26 aufweisen kann, zum Beispiel für jede der Seitenflächen 22, 22' eins.
Der Grundkörper 20 des Anzeigeelements 18 kann zum Beispiel über einen entsprechenden seitlichen Einsatz an jeder der seitlichen Seitenflächen des Grundkörpers 20 in jeweils eine Öffnung 28 an einem Gehäuse der Bedienvorrichtung 10 und/oder des Bedienelements 14 eingerastet sein, sodass der Grundkörper 20 innerhalb der beiden Gehäuseflanken 30 über eine Achse A drehbar gelagert ist. Eine Verstelleinrichtung 32, die im Beispiel der 1 lediglich schematisch dargestellt ist, kann dann zum Beispiel einen entsprechende Mechanik zum Drehen des Grundkörpers 20 umfassen und/oder eine entsprechende elektrische und/oder elektronische Konstruktion. Hierzu kann die Verstelleinrichtung 32 zum Beispiel einen Spule und/oder eine Rastschiene und/oder einen Seilzug aufweisen. Geeignete Verstellmechanismen zum Drehen und/oder Schwenken des Grundkörpers 20 sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt.
Erfolgt das Verstellen oder Bewegen oder Drehen des Anzeigeelements 18 durch eine rein mechanische Konstruktion, so kann durch die beispielhafte Hebelbewegung des Bedienelements 14 über zum Beispiel einen Seilzug und eine Rolle oder mit Zahnrädern und einer Rastung der Grundkörper 20 gedreht werden, während der beispielhafte Hebel zum Beispiel nach vorne geschoben werden kann. Erfolgt das Verstellen des Grundkörpers 20 elektrisch und/oder elektronisch, so kann die Bedienvorrichtung 10 eine Steuereinrichtung 34 aufweisen, zum Beispiel einen Steuerchip mit einer optionalen Prozessoreinrichtung 36 und einem optionalen Datenspeicher 38. Die Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 34 und der Verstelleinrichtung 32 kann über eine Datenkommunikationsverbindung 40 erfolgen, zum Beispiel über einen Datenbus, zum Beispiel einen CAN-Bus, oder über eine drahtlose Datenkommunikationsverbindung 40, zum Beispiel eine WLAN-Verbindung oder eine Bluetooth-Verbindung.
Die Kommunikation zwischen dem Bedienelement 14 und der Steuereinrichtung 34 kann auf ähnliche Weise erfolgen. Wird das Bedienelement 14 bewegt, kann zum Beispiel ein entsprechendes elektrisches Signal an das Schaltgetriebe weitergegeben werden, zum Beispiel über die Steuereinrichtung 34, die anhand der Bedienhandlung zum Beispiel erkennt, dass der Benutzer das Bedienelement 14 gerade in die Schaltstellung D gestellt hat (Verfahrensschritt S1). Die 2 zeigt eine Bedienvorrichtung 10, zum Beispiel die Bedienvorrichtung 10 aus dem Beispiel der 1, in einer Grundstellung, in der das beispielhafte Schaltgetriebe auf eine neutrale Schaltstufe N eingestellt ist.
Die Bedienvorrichtung 10 der Beispiele der 2 und der 3 können der beispielhaften Bedienvorrichtung 10 des Beispiels der 1 gleichen. Die 2 zeigt die Einstellung des Grundkörpers 20 für die Schaltstufe N. Dabei zeigt die Seitenfläche 22 in die vorgegebene Sichtrichtung, also vorzugsweise in Richtung des Fahrersitzes, die das Symbol 24 N für „Neutral“ beträgt. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind in der 2 und der 3 das Leuchtmittel 26 beziehungsweise eine entsprechende Leuchtvorrichtung nicht gezeigt, jedoch kann auch die Bedienvorrichtung 10 der 2 und der 3 ein oder mehrere Leuchtmittel aufweisen.
Beim Betätigen des Bedienelements 14, welches in der 1 durch den Doppelpfeil 17 gekennzeichnet ist, zum Beispiel durch ein einmaliges Drücken des Bedienelements 14 nach aus Fahrersicht zum Beispiel vorne, kann die Steuereinrichtung 34 diese Bedienhandlung als Schalten in die Schaltstufe „Fahren“ („Drive“) erkennen (S1) und im Verfahrensschritt S2 feststellen, dass dieser neu eingestellten Fahrstufe eine andere Seitenfläche 22' des Grundkörpers 20 zugeordnet ist. Hierzu kann zum Beispiel eine digitale Zuordnungstabelle in dem optionalen Datenspeicher 38 hinterlegt sein, oder die Seitenflächen 22, 22' können zum Beispiel innen durch digital lesbare Codes markiert sein.
Die Steuereinrichtung 34 erzeugt dann im Verfahrensschritt S3 ein Verstellsignal, das ein Drehen S4 des Grundkörpers 20 in der in der 3 gezeigten Richtung von der Seitenfläche 22 auf die Seitenfläche 22' beschreiben kann. Das erzeugte Verstellsignal kann zum Beispiel die Rotation beschreiben und/oder eine entsprechende Soll-Position des Grundkörpers 20. Im Verfahrensschritt S5 überträgt die Steuereinrichtung 34 dann das erzeugte Verstellsignal an die Verstelleinrichtung 32.
Die 4, 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Bedienvorrichtung 10, wobei im Beispiel der 4 aktuell der Fahrmodus eingestellt sein kann, also der „Drive“-Modus (D). Das Bedienelement 14, das zum Beispiel als Hebel ausgestaltet sein kann, kann auf der gleichen Achse A drehbar gelagert sein wie der Grundkörper 20 des Anzeigeelements 18. Die Bedienhandlung 17 kann zum Beispiel ein Kippen oder Toggeln nach vorne oder hinten sein, und der Grundkörper 20, der zum Beispiel als Drehwürfel ausgestaltet sein kann, kann sich dann, wie in der 5 gezeigt, nach vorne unten drehen (S4). Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind die Verstelleinrichtung 32 und die Steuereinrichtung 34 in der 4, 5 und 6 nicht gezeigt, können vorzugsweise jedoch wie zuvor beschrieben in dieser Bedienvorrichtung 10 implementiert sein.
Die 4 bis 6 zeigen anschaulich die beispielhafte Übersichtsanzeige der möglichen Schaltstufen D, N, R, P, die zum Beispiel in eine Aluminium-Oberfläche 16 des Bedienelements 14 gefräst sein können. Die Übersicht bleibt immer die gleiche, während die Anzeige des Anzeigeelements 18 durch das Drehen S4 des Grundkörpers 20 immer entsprechend des gewählten beziehungsweise des neuen Betriebsmodus, also der neuen Schaltstufe, gedreht wird und nur die aktuelle (beziehungsweise die neue) Schaltstufe anzeigt.
Mit anderen Worten kann beim Bewegen 17 des Bedienelements 14, dem beispielhaften Hebel, der zum Beispiel als Würfel ausgestaltete Grundkörper 20 mechanisch gedreht werden. Vorzugsweise kann der Grundkörper 20 von innen beleuchtet sein, zum Beispiel mittels LEDs, die in dem Grundkörper 20 angeordnet sein können. Das Symbol 24 kann dann zum Beispiel aus einem transparenten Kunststoff sein. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind in den 4 bis 6 entsprechenden Leuchtmittel 26 nicht gezeigt.
Die 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Grundkörpers 20 in einer dreidimensionalen Darstellung, in der zwei Seitenflächen 22, 22' zu sehen sind. Die 7 veranschaulicht die Achse A, um den der als Würfel, Quader oder anderes gerades Prisma ausgestaltete Grundkörper 20 gedreht gelagert werden kann. Die in der 7 gezeigte Ausführungsform des Grundkörpers 20 kann in jedem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele der Bedienvorrichtung 10 verbaut sein, sowie in dem beispielhaften Anzeigeelement der 8.
Die 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Anzeigeelements 18, das aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit unabhängig von einer Bedienvorrichtung 10 gezeigt ist. Das in der 8 gezeigte Anzeigeelement 18 kann jedoch zum Beispiel in jeder der zuvor beschriebenen Bedienvorrichtungen 10 implementiert werden. Dabei zeigt das Beispiel der 8 ein Anzeigeelement 18, das zum Beispiel als Ei mit einem abnehmbaren Deckel 42 ausgestaltet sein kann, zum Beispiel in Anlehnung an ein „Faberge-Ei“. Ein solches Anzeigeelement 18 kann zum Beispiel auf einer Hutze oder Schalttafel angeordnet sein, während das Bedienelement 14 zum Beispiel in der Mittekonsole verortet sein kann. Bei Bedarf kann der Deckel 42 abgenommen und die Anzeige des Grundkörpers 20 betrachtet werden. Das beispielhafte Anzeigeelement 18 der 8 kann zum Beispiel in der zuvor beschriebenen beispielhaften Gangwahlvorrichtung eingesetzt werden, jedoch auch in anderen Bedienvorrichtungen 10, zum Beispiel als Bedienvorrichtung 10 für ein Infotainmentsystem. Als beispielhaftes Symbol 24 einer der Seitenflächen 22 kann zum Beispiel ein Symbol für ein Kinderprogramm dargestellt sein, falls zum Beispiel gerade ein Radiosender oder Videokanal für Kinder eingestellt ist. Optional können die Seitenflächen 22, 22' zusätzlich jeweils ein Display aufweisen, mit dessen Hilfe der Benutzer zum Beispiel einen Radiosender auswählen kann, vorzugsweise mit dessen Hilfe der Benutzer zum Beispiel den von der jeweiligen Seitenfläche 22, 22' angezeigten Radiosender auswählen kann. Hat der Grundkörper 20 ein oder mehrere Displays, bietet das Anzeigeelement 18 mehr Gestaltungsmöglichkeiten.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung zum Beispiel eine Shift-by-wire-Gangwahlvorrichtung mit zum Beispiel einem mechanisch rotierenden Würfel als Anzeige bereitgestellt werden kann.
Beispielsweise kann eine Shift-by-wire-Einheit als Bedienelement 14 zum Beispiel einen Hebel oder ein anderes Interaktionselement aufweisen, wie zum Beispiel eine oder mehrere Tasten oder einen Schiebestein, sowie ein Anzeigeelement 18, das ein 3D-Körper ist oder einen 3D-Körper als Grundkörper 20 aufweist, wobei der 3D-Körper zum Beispiel vier bis sechs Seitenflächen 22, 22' haben kann, die sich um die Achse A drehen können.
Beim Betätigen des beispielhaften Hebels, der beispielhaften Tasten oder des beispielhaften Schiebesteins dreht sich die mechanische Anzeige, also das Anzeigeelement 18, so, dass zum Beispiel der richtige Gang angezeigt wird.
Das Verfahren und die Bedienvorrichtung 10 können aufgrund der Vorteile zum Beispiel auch als „Shift-for-fun“-Schaltung bezeichnet werden. Die Vorteile der Erfindung sind mehr Spaß beim Bedienen der Bedienvorrichtung 10, eine sehr klare Darstellung des aktivierten Betriebsmodus, zum Beispiel des eingelegten Gangs, ein eigenständiger Charakter und eine besondere Inszenierung. Für den Hersteller ergibt sich ein Alleinstellungsmerkmal.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel einer technischen Umsetzung kann die Drehung S4 des Grundkörpers 20, zum Beispiel eines Würfels, mechanisch durch das Betätigen 17 des Bedienelements 14, beispielsweise eines Hebels oder Schiebesteins, umgesetzt werden oder elektrisch oder elektronisch initiiert werden. Der Grundkörper 20 kann vorzugsweise von innen beleuchtet sein. Die Anzeige im Bedienelement 14, also die Übersicht auf der Oberfläche 16 des Bedienelements 14, kann ebenfalls beleuchtet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014118302 A1 [0005]
DE 102016120995 A1 [0006]

Claims

Bedienvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug (12), die umfasst: - ein Bedienelement (14) zum Aktivieren eines Betriebsmodus eines Kraftfahrzeugsystems, - ein drehbar gelagertes Anzeigeelement (18) mit einem Grundkörper (20), der mindestens zwei durch eine Seitenkante voneinander abgegrenzte Seitenflächen (22, 22') aufweist, und - eine Verstelleinrichtung (32), die dazu ausgestaltet ist, in Abhängigkeit von dem mithilfe des Bedienelements (14) aktivierten Betriebsmodus das Anzeigeelement (18) derart zu drehen, sodass eine dem aktivierten Betriebsmodus zugeordnete Seitenfläche (22, 22') in eine vorbestimmte Sichtrichtung zeigt.
Bedienvorrichtung (10) nach Anspruch 1, umfassend eine Steuereinrichtung (34), die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem aktivierten Betriebsmodus die Verstelleinrichtung (32) derart zu steuern, dass diese das Anzeigeelement (18) derart dreht (S4), sodass die dem aktivierten Betriebsmodus zugeordnete Seitenfläche (22, 22') in die vorbestimmte Sichtrichtung zeigt.
Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Gangwahlvorrichtung zum Auswählen einer Übersetzungsstufe eines Kraftfahrzeuggetriebes ausgestaltet ist, vorzugsweise als Shift-by-wire-Schaltung; oder zum Bedienen eines Fahrwerkregelsystems.
Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (20) als gerades Prisma ausgestaltet ist, vorzugsweise als Quader oder Würfel.
Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (20) des Anzeigeelements (18) mindestens ein Leuchtmittel (26) zum Beleuchten mindestens einer der Seitenflächen (22, 22') aufweist, vorzugsweise ein Leuchtmittel (26) zum Beleuchten aller Seitenflächen (22, 22') oder für jede der einem Betriebsmodus zugeordneten Seitenflächen (22, 22') jeweils ein Leuchtmittel (26); vorzugsweise wobei das Leuchtmittel (26) innerhalb des Grundkörpers (20) angeordnet ist.
Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der einem Betriebsmodus zugeordneten Seitenfläche (22, 22') ein Symbol (24) aufweist, das den ihr zugeordneten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugsystems beschreibt.
Kraftfahrzeug (12), aufweisend eine Bedienvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugsystems eines Kraftfahrzeugs (12) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (34) des Kraftfahrzeugs (12): - eine von dem Bedienelement (14) der Bedienvorrichtung (10) erfasste Bedienhandlung zum Aktivieren eines Betriebsmodus des Kraftfahrzeugsystems erkennt (S1), - eine dem durch die erkannte Bedienhandlung aktivierten Betriebsmodus zugeordnete Seitenfläche (22, 22') des Grundkörpers (20) des drehbar gelagerten Anzeigeelements (18) feststellt (S2), - ein Verstellsignal erzeugt (S3), das ein Drehen (S4) des Grundkörpers (20) in eine Soll-Position beschreibt, in der die festgestellte Seitenfläche (22, 22') in eine vorbestimmte Sichtrichtung zeigt, und - das erzeugte Verstellsignal an die Verstelleinrichtung (32) überträgt (S5).
Steuereinrichtung (34), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach Anspruch 8 durchzuführen.