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Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung zur kontextbasierten Steuerung von Funktionen in einem Fahrzeug.
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Die zunehmende Weiterentwicklung des autonomen Fahrens bringt stetig neue Herausforderungen hervor. Mit weiter fortschreitender Automatisierung des Fahrens ergeben sich damit auch neue Anforderungen an die Ausstattung und die Bedienung von Fahrzeugen.
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Bei Fahrzeugen, die vollautomatisiert fahren und keines Eingriffs durch einen Fahrer mehr bedürfen, also bei Fahrzeugen mit der so genannten Autonomiestufe 5, wollen die Fahrzeuginsassen insbesondere bei Langstrecken die Zeit für die verschiedensten Beschäftigungen nutzen. Dies kann das Lesen eines Buches sein oder der Konsum verschiedener Medien wie Musik oder Filme. Andere Insassen möchten die Zeit während der Fahrt nutzen, um zu schlafen. Und wieder andere Insassen nutzen die Möglichkeit, um während der Fahrt Gespräche zu führen.
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All diese Szenarien erfordern eine angepasste Ausstattung und Inneneinrichtung des Fahrzeugs sowie eine Anpassung der zugehörigen Bedienkonzepte und Bedieneinrichtungen. Daher besteht ein Bedarf an Bedieneinrichtungen, die einfach und intuitiv genutzt werden können. Zudem sollten derartige Bedieneinrichtungen durch möglichst alle Insassen eines Fahrzeugs erreichbar sein.
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Vorzugsweise sollten diese Bedieneinrichtungen auch eine Nutzung einschließen, bei der die übrigen Insassen nicht gestört werden, beispielsweise wenn ein Insasse eine Funktion des Fahrzeugs bedienen möchte und ein weiterer Insasse schläft. Neben der Erreichbarkeit und der intuitiven Bedienung spielt also auch eine diskrete Nutzung zunehmend eine Rolle.
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Schließlich treten auch Situationen auf, in denen eine Bedienung auch bei eingeschränktem Sehvermögen ermöglicht werden soll, beispielsweise weil ein Insasse für die Fahrt, während der er schlafen möchte, seine Kontaktlinsen oder seine Brille abgelegt hat.
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Im Stand der Technik sind Bedienvorrichtungen bekannt, die eine Bedienung von einzelnen Funktionen eines Fahrzeugs im Sinne einer Fernbedienung erlauben. Diese sind jedoch oft groß, recht komplex im Umgang, vor allem aber ist in keiner der bekannten Lösungen eine diskrete Bedienung oder eine Bedienung bei eingeschränktem Sehvermögen möglich.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Bedienvorrichtung vorzuschlagen, die eine intuitive, einfache und diskrete Bedienung ermöglicht. Insbesondere sollte die Bedienvorrichtung so gestaltet werden, dass sie möglichst viele Funktionen steuern kann, ohne dabei selbst zu komplex zu sein.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Bedienvorrichtung nach Anspruch 1. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung zur kontextbasierten Steuerung von Funktionen in einem Fahrzeug ist mit einem Kontextauswahlelement, mittels dessen einer von mindestens zwei Kontexten auszuwählen ist, mindestens zwei Funktionsauswahlelementen, mit denen jeweils eine zu steuernde Funktion auszuwählen ist, und einem Bedienfeld mit Bedienelementen zur Steuerung der ausgewählten zu steuernden Funktion gebildet.
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Die vorgeschlagene Bedienvorrichtung soll also durch eine Kontextauswahl und eine Funktionsauswahl eine einfache und intuitive Bedienung ermöglichen. Als Kontext ist dabei ein Bedienumfeld, eine thematische Vorauswahl und/oder eine Funktionsgruppe zu verstehen, in der eine oder mehrere zu steuernde Funktionen des Fahrzeugs zusammengefasst werden. Ein Kontext kann beispielsweise „Basis-Einstellungen“ zusammenfassen und als Funktionen die Steuerung des Klimas, beispielsweise der Temperatur und/oder der Intensität des Luftstroms, in dem Fahrzeug bereitstellen. Ein weiteres Beispiel wäre die Musiksteuerung als Funktion im Kontext „Basis-Einstellungen“, indem wiederum die Steuerung der Lautstärke sowie das Vor- und Zurückspringen auf einer Abspielliste als Funktionen möglich sind.
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Ein Kontext kann aber auch eine Gruppe von Voreinstellungen sein, die in ihrer Gesamtheit ausgewählt und mittels der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung bei Bedarf angepasst werden können. So kann beispielsweise ein Kontext „Ambiente“ vorgesehen sein, mit dem vordefinierte Voreinstellungen im Innenraum des Fahrzeugs vorgenommen werden können, wie beispielsweise zum Schlafen oder zum Arbeiten. Den Voreinstellungen sind jeweils Funktionen zugeordnet. Innerhalb der Funktionen können einzelne Parameter beeinflusst werden. Eine solche Voreinstellung beziehungsweise Funktion kann zum Beispiel Einstellungen im Innenraum des Fahrzeugs zusammenfassen, die in ihrer Gesamtheit die Nutzung des Fahrzeugs zum Schlafen vorbereiten, beispielsweise durch eine Verschattung von Fenstern, das Dimmen der Innenraumbeleuchtung und/oder Verstellen der Sitze in eine Liegeposition. Die Verschattung, die Beleuchtung und/oder die Sitzeinstellungen können dann einzeln mit den Bedienelementen angepasst werden.
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Mit dem Begriff Steuerung ist dabei also die Auswahl beziehungsweise Betätigung eines oder mehrerer Funktionsparameter gemeint, die dann an die zu steuernde Einrichtung des Fahrzeugs übermittelt werden und dort zu einer Anpassung oder Beeinflussung ihrer Funktion beziehungsweise Funktionsparameter führen.
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Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung zumindest mit einer Sende- und Empfangseinrichtung, mindestens einem Energiespeicher, vorzugsweise mindestens einem wiederaufladbaren Energiespeicher, einer Steuereinrichtung und geeigneter Elektronik ausgebildet sein sollte, um eine Bedienhandlung zu erfassen und an das Fahrzeug beziehungsweise eine fahrzeugeigene Steuereinrichtung zu übermitteln, um die beabsichtigte Eingabe in der ausgewählten Funktion beziehungsweise im ausgewählten Kontext zu verwirklichen. Die Übermittlung der Bedienhandlung erfolgt bevorzugt drahtlos.
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Die Bedienvorrichtung wirkt damit wie eine Fernbedienung für verschiedene Funktionen eines Fahrzeugs und kann alternativ oder zusätzlich zu den im Fahrzeug vorgesehenen Bedienelementen verwendet werden.
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Erfindungsgemäß weist die Bedienvorrichtung ein Kontextauswahlelement auf. Mit diesem Kontextauswahlelement kann der gewünschte Kontext ausgewählt werden. Dies kann unter anderem durch wiederholtes Betätigen des Kontextauswahlelementes von einem in den nächsten Kontext, durch ein Tastenfeld mit je einer Taste für jeden Kontext oder durch einen Schieberegler erfolgen. Auch ein An- und Ausschalten der Bedienvorrichtung kann mit dem Kontextauswahlelement bewirkt werden, zum Beispiel durch ein längeres Betätigen des Kontextauswahlelements oder einer Taste des Kontextauswahlelements. Ausgewählt werden kann zwischen zwei oder mehr Kontexten je nach Ausbildung der Bedienvorrichtung und dem darin vorgesehenen Kontextauswahlelement.
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Die Bedienvorrichtung weist zudem mindestens zwei Funktionsauswahlelemente auf. Jedes der Funktionsauswahlelemente dient dazu, jeweils eine zu steuernde Funktion innerhalb des zuvor ausgewählten Kontextes auszuwählen. Jeder Funktion eines Kontexts ist also ein Funktionsauswahlelement zugeordnet. Durch die Anzahl der bereitgestellten Funktionsauswahlelemente kann die Anzahl der zu steuernden Funktionen angepasst werden. Wird mit dem Kontextauswahlelement ein anderer Kontext ausgewählt, verändert sich damit die Belegung der Funktionsauswahlelemente, das heißt, sie stehen dann zumindest teilweise für andere Funktionen.
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Schließlich weist die Bedienvorrichtung ein Bedienfeld mit Bedienelementen auf, mit denen die zuvor ausgewählte Funktion gesteuert beziehungsweise beeinflusst werden kann. Das Bedienfeld nimmt zumindest einen Teil der Oberfläche der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung ein. Diese Fläche sollte eine Größe aufweisen, bei der auch Benutzer mit großen Händen beziehungsweise Fingern die Bedienvorrichtung bequem bedienen können. Ein Benutzer, nämlich Benutzer der Bedienvorrichtung, ist üblicherweise ein Fahrzeuginsasse. Die Form und Ausgestaltung der Bedienelemente wird nachfolgend erläutert. Unter Bezug auf eines der vorstehenden Beispiele sei der Kontext „Basis-Einstellungen“ gewählt, darin die Funktion „Klima“. Mit den Bedienelementen des Bedienfeldes kann nun die Temperatur und/oder die Intensität des Luftstroms erhöht oder abgesenkt werden.
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In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels des mindestens einen Funktionsauswahlelements die Steuerung einer Klimaanlage, einer Medienwiedergabe, einer Beleuchtung, einer Sitzeinstellung, einer Tischeinstellung, einer Fenstereinstellung, eines Augmented-Reality-Inhalts und/oder eines Stopps des Fahrzeugs auswählbar ist. Im Sinne einer Klimaanlage soll diese also an- und ausgeschalten, ihre Temperatur erhöht oder gesenkt und/oder die Intensität des Luftstroms angepasst werden können.
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Bei einer Medienwiedergabe, die beispielsweise die Wiedergabe von Musik, Bildern und/oder Videos umfassen kann, soll die Lautstärke gesteuert werden können und/oder zwischen den Inhalten gewechselt werden können. Ebenso soll die Wiedergabe der Medien gestartet und beendet werden können. Auch das Springen zu einem vorherigen Inhalt oder einem nächsten Inhalt in einer Wiedergabeliste soll zu den möglichen Steuerungshandlungen zählen.
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Insbesondere, wenn der oder die Fahrzeuginsassen während der Fahrt Medien wiedergeben oder schlafen wollen, ist es vorteilhaft, wenn die Beleuchtung im Fahrzeuginneren angepasst werden kann. Die Steuerung der Beleuchtung kann deren An- und Ausschalten, eine Anpassung ihrer Helligkeit und/oder Farbe und/oder das Starten voreingestellter Beleuchtungsszenarien, wie beispielsweise eines Sonnenuntergangs vor dem Einschlafen, beinhalten.
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Die Steuerung von Sitzeinstellungen kann die Position des Sitzes, also ein Vor- oder Zurückbewegen in Längsrichtung des Fahrzeugs, eine Drehung des Sitzes um seine vertikale Achse, ein Aufstellen oder Absenken der Lehne, eine Verstellung von Armlehnen, eine Verstellung einer Lordosenstütze, eine Verstellung einer Kopfstütze oder dergleichen bewirken. Ebenso kann eine Beheizung oder Kühlung der Sitz- beziehungsweise Liegefläche und/oder eine Massagefunktion im Sitz gesteuert werden. In gleicher Weise kann auch ein im Fahrzeug vorgesehener Tisch bereitgestellt oder verstaut werden sowie der Tisch in seiner Position und/oder Höhe angepasst werden.
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Eine Fenstersteuerung kann das Öffnen und Schließen des Fensters sowie eine Verschattung eines oder mehrerer Fenster beinhalten.
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Die Bedienvorrichtung kann aber auch mit einer Augmented-Reality-Einrichtung des Fahrzeugs oder im Fahrzeug zusammenwirken und dabei darin bereitgestellte Inhalte auswählen und/oder steuern. Dazu kann mittels des Kontextauswahlelements die Steuerung beziehungsweise das Zusammenwirken mit einer im Fahrzeug vorhandenen Augmented-Reality-Einrichtung ausgewählt werden. Mit den Funktionsauswahlelementen sind dann einzelne Funktionen, die in der Augmented-Reality-Einrichtung gesteuert werden können, auswählbar und über die Bedienelemente bedienbar. Beispielhaft sei die Steuerung innerhalb von Spielen, die mittels der Augmented-Reality-Einrichtung bereitgestellt werden, genannt.
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Besteht der Bedarf eines Stopps beziehungsweise Zwischenhaltes des Fahrzeugs während der Fahrt, soll auch dies durch einen geeigneten Kontext und zugehörige Bedienelemente angezeigt und gesteuert werden können. Dabei kann unter anderem die maximale Dauer bis zu einem Stopp und die Art des Stopps, also ob zum Beispiel eine Toilette oder eine Verpflegungseinrichtung gewünscht ist, ausgewählt werden.
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Diese zu steuernden Funktionen können einzeln oder in beliebiger Kombination innerhalb einer Funktionsauswahl eines Kontextes angeboten werden. Ist zum Beispiel ein Kontext „Ambiente“ und darin die Funktion „Schlafen“ vorgesehen, kann diese die Steuerung der Beleuchtung, von Sitzeinstellungen und einer Verschattung der Fenster des Fahrzeugs umfassen. Optional kann die Auswahl des Kontextes „Schlafen“ das Verstauen des Tischen beinhalten. Bei einem Kontext „Ambiente“ und darin „Arbeiten“ ist die Steuerung des Tisches, der Sitze, der Beleuchtung sowie gegebenenfalls der zweckmäßig.
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In einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bedienelement als horizontaler Slider, vertikaler Slider, kreisförmiger Slider, Kreuz und/oder Taste ausgebildet. Mit Slider ist ein Bedienelement mit einer Längenausdehnung gemeint, die deutlich höher als seine Breite ist. Derartige Bedienelemente können im Sinne eines Schiebereglers verwendet werden. Durch Bewegen eines Fingers entlang des Sliders in seiner Längsachse kann eine stufenlose Steuerung der ausgewählten Funktion erfolgen. Die Formulierung horizontal beziehungsweise vertikal betrifft dabei die Ausrichtung des Sliders bei einer Draufsicht auf das Bedienfeld. Beispielhaft sei eine Temperatursteuerung genannt, wobei das Bewegen des Fingers entlang der Längsachse eines Sliders in eine Richtung das Erhöhen der Temperatur und in der anderen Richtung eine Absenkung der Temperatur bewirkt.
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Ein kreisförmiger Slider soll ein vergleichbar wirkendes Bedienelement sein, dass als Kreisfläche oder als Kreisringfläche ausgebildet ist. Beispielsweise kann mit einem kreisförmigen Slider eine Farbauswahl für eine Beleuchtung im Fahrzeuginneren bewirkt werden. Die Kreisfläche oder der Kreisring symbolisiert in diesem Beispiel einen Farbkreis und ermöglicht damit insbesondere eine stufenlose Veränderung der Beleuchtungsfarbe.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein Bedienelement als Kreuz ausgebildet sein. Ein solches Kreuz kann als Kombination aus vertikalem und horizontalem Slider oder im Sinne zweier gekreuzter Schaltwippen oder als kreuzweise Anordnung einzelner Taster ausgebildet sein und ein Bedienelement bilden.
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Auch die Ausbildung eines Bedienelements als einzelne Taste ist vorgesehen. Es können auch eine Vielzahl von Bedienelementen in Form einzelner Tasten beziehungsweise Schalter ausgebildet werden.
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Die Ausbildung des Bedienelements kann auch überlagert werden, beispielsweise sei eine Kombination aus Slider und Tasten genannt. So kann die Bewegung eines Fingers entlang der Längsachse die Funktionsweise des Sliders nutzen, ein Tippen auf die Endpunkte eines Sliders kann im Sinne eines Tastendruckes wirken und beispielsweise eine Maximal- oder Minimaleinstellung der damit zu steuernden Funktion auswählen.
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Die Bedienelemente können jeweils als kapazitive Schalter und/oder als Knickschalter, insbesondere als Mikroknickschalter ausgeführt sein.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Kontextauswahlelement mit einer Führungsschiene gebildet ist, entlang der ein magnetisch gehaltener Körper zur Auswahl eines Kontexts zu bewegen ist. Die Führungsschiene ist an einer Oberfläche der Bedienvorrichtung vorgesehen, die bequem und sicher von einem Benutzer beim Halten der Bedienvorrichtung erreicht und betätigt werden kann. Darin wird ein geeigneter Körper, insbesondere eine Kugel, geführt, der magnetisch in seiner Position gehalten ist. Beim Verschieben des Körpers entlang der Führungsschiene überwindet der Benutzer die magnetische Haltekraft vorrübergehend. Sobald er den Körper loslässt, wirkt die magnetische Haltekraft wieder. Jedem zu wählenden Kontext ist eine Position des Körpers entlang der Führungsschiene zugeordnet. Wird der Körper an eine dieser Positionen bewegt, wird damit der Kontext ausgewählt und in der Folge auch die Zuordnung der zu steuernden Funktionen zu den Funktionsauswahlelementen des gewählten Kontextes bereitgestellt.
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Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn die mindestens zwei Funktionsauswahlelemente jeweils eine Oberflächengestaltung aufweisen, die die zu steuernde Funktion repräsentiert. Eine solche Oberflächengestaltung soll einem Benutzer zeigen beziehungsweise veranschaulichen, welche Funktion er mit dem jeweiligen Funktionsauswahlelement bedienen wird oder bedient. Dies kann beispielsweise durch eine Ausgestaltung einer Oberfläche des Funktionsauswahlelements mit verschiedenen Materialien möglich sein.
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Die Oberfläche eines Kontextauswahlelements kann dabei zum Beispiel mit Holz, Glas, Metall oder Stoff gefertigt oder beklebt sein. Auch andere Befestigungsmöglichkeiten, mit denen das gewünschte Material auf der Oberfläche eines Kontextauswahlelements angebracht werden kann, sind geeignet und liegen ausdrücklich im Rahmen der Erfindung. Durch die Anordnung dieser oder alternativer Materialien auf einer Oberfläche eines Funktionsauswahlelements können diese auch ausgetauscht werden, ohne dass das Funktionsauswahlelement als solches ausgetauscht werden muss.
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Alternativ oder zusätzlich kann auf der Oberfläche des Funktionsauswahlelements auch eine Struktur oder ein Muster aus Erhebungen und Vertiefungen ausgebildet sein, um die zu steuernden Funktionen zu repräsentieren beziehungsweise anzuzeigen.
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Beim Benutzen der Bedienvorrichtung erfühlt der Benutzer das Material und/oder die Struktur auf der Oberfläche des Funktionsauswahlelements und erkennt daran, welche Funktion er damit auswählen kann. Er bekommt damit eine erste haptische Rückmeldung über die zu bedienenden Funktionen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Bedienvorrichtung mit einer (n+1)-eckigen Grundfläche ausgebildet, wobei n die Anzahl der Funktionsauswahlelemente beschreibt. Das Kontextauswahlelement ist dabei auf einer der n+1 Seitenflächen der Bedienvorrichtung und die n Funktionsauswahlelemente sind auf den übrigen der n+1 Seitenflächen der Bedienvorrichtung angeordnet. Das Bedienfeld ist auf einer der (n+1)-eckigen Oberflächen der Bedienvorrichtung angeordnet.
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Die Bedienvorrichtung nimmt dabei im weitesten Sinne die Form eines Prismas an, dessen Anzahl Seiten um eine größer ist als die Anzahl n der zu steuernden Funktionen. Jedes der n Funktionsauswahlelemente ist auf einer der Seitenflächen angeordnet. Auf der verbleibenden freien Seitenfläche ist das Kontextauswahlelement angeordnet. Das Bedienfeld ist auf der Grund- oder Deckfläche angeordnet.
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Diese Ausgestaltung fördert den intuitiven Gebrauch der Bedienvorrichtung, da ein Benutzer sich an der Form der Bedienvorrichtung sowie der Position der Funktionsauswahlelemente untereinander und in Relation zu dem Kontextauswahlelement orientieren kann, um das gewünschte Funktionsauswahlelement zu betätigen. Außerdem erlaubt dies auch eine Orientierung bei der Auswahl des gewünschten Bedienelements, da auch die räumliche Anordnung der Bedienelemente in Relation zu den Funktionsauswahlelementen und/oder dem Kontextauswahlelement bekannt ist.
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Es ist ebenso eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Bedienvorrichtung einem Benutzer eine Rückmeldung übermittelt. Diese Rückmeldung soll dabei insbesondere keine visuelle Rückmeldung auf einem Display oder einer anderen Anzeigevorrichtung im Fahrzeug bedeuten, sondern vorzugsweise diskret erfolgen.
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Die Rückmeldung kann im einfachsten Falle durch die Gestaltung der Oberfläche der Bedienvorrichtung und insbesondere des Bedienfelds erfolgen. Durch die Position und/oder Ausgestaltung des Kontextauswahlelements, der Funktionsauswahlelemente und/oder der Bedienelemente kann der Nutzer erkennen, wo eine Bedienmöglichkeit besteht und auch welche. Damit erkennt er auch, welchen Kontext beziehungsweise welche Funktion er auswählt oder steuert.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Rückmeldung durch eine Ausgestaltung der Oberfläche eines Bedienelements erfolgt, beispielsweise mittels einer Strukturierung der Oberfläche. Eine solche Struktur kann zum Beispiel eine Erhebung auf der Oberfläche eines Bedienelements in Form eines Symbols, dass die Art der Bedienung darstellt beziehungsweise repräsentiert, sein. Der Benutzer erkennt dann anhand der Struktur, welcher Art das Bedienelement ist und kann es betätigen.
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Eine Rückmeldung kann auch durch eine Vibration der Bedienvorrichtung erfolgen. Die Bedienvorrichtung kann dabei nach erfolgreicher Betätigung eines Kontextauswahlelements, eines Funktionsauswahlelements und/oder eines Bedienelements vibrieren, um die Eingabe zu bestätigen. Optional kann auch eine erfolglose Betätigung oder eine fehlerhafte Betätigung durch eine Vibration zurückgemeldet werden. Durch die Dauer, Intensität und/oder ein Pulsieren während der Vibration kann mit der Rückmeldung auch eine Information, also beispielsweise Erfolg oder Misserfolg übermittelt werden. Auch dass ein Maximum oder ein Minimum der zu steuernden Funktion erreicht ist, kann über eine Vibration oder eine anders geartete Rückmeldung übermittelt werden.
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Weitere Rückmeldungsmöglichkeiten können das Aufleuchten eines kleinen Leuchtmittels, vorzugsweise mit einer geringen Lichtintensität, und/oder die Abgabe eines leisen Tones sein, die nur durch den Benutzer beziehungsweise nur in großer Nähe zu der Bedienvorrichtung wahrgenommen werden können. Das Aufleuchten eines Leuchtmittels kann durch die Auswahl von Farbe, Intensität und/oder pulsierendem Aufleuchten weitere Information vermitteln, wie es bereits bezüglich der Vibration ausgeführt wurde. Auch bei der Wiedergabe eines Tones können durch eine Tonfolge, eine Tonhöhe und/oder die Lautstärke weiter Informationen übermittelt werden.
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Eine ganz besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt vor, wenn das Bedienfeld als adaptives Bedienfeld ausgebildet ist, wobei sich in und/oder auf dem adaptiven Bedienfeld in Abhängigkeit von der ausgewählten Funktion Bedienelemente ausformen. Adaptiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das adaptive Bedienfeld an die ausgewählte Funktion angepasst und dabei verändert wird. Das adaptive Bedienfeld bietet dabei dem Benutzer einzelne Bedienelemente an, mittels derer die eigentliche Steuerung der Funktionen geschieht. Je nach Kontext und Funktion können dies andere Arten von Bedienelementen und/oder eine andere Anzahl von Bedienelementen und/oder andere Positionen von Bedienelementen sein. Auch können gleiche Bedienelemente in einer anderen Kombination angeboten werden. Dies ist jeweils abhängig von der ausgewählten Funktion innerhalb des ausgewählten Kontexts.
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Die Bedienelemente sollen erfindungsgemäß ausgeformt werden. Dies bedeutet, dass sie zur Verfügung gestellt werden, wenn sie für eine Funktion benötigt werden, und dass sie nicht vorhanden sind, wenn sie in einer jeweiligen Funktion nicht gebraucht werden. Das Ausformen kann durch Ausbildung von Erhebungen, Ausstülpungen, Vertiefungen und dergleichen in und/oder auf der Oberfläche des adaptiven Bedienfelds erfolgen, wodurch eine Verformung beziehungsweise Veränderung der Oberfläche bewirkt wird, die der Benutzer bei Betätigen der Bedienvorrichtung erfühlen kann. Eine solche Erhebung, Ausstülpung, Vertiefung und dergleichen dient dann als Bedienelement. Die Form und Anordnung der Bedienelemente kann dabei die schon erläuterten Formen und Kombinationen annehmen.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Veränderung der Steifheit der Oberfläche zur Ausbildung von Bedienelementen genutzt werden. Dabei soll im Bereich eines Bedienelements die Widerstand der Oberfläche des adaptiven Bedienfelds gegenüber einer Berührung wahlweise stärker oder schwächer sein. Durch die Abweichung gegenüber der übrigen Fläche kann der Benutzer die Bedienfelder erkennen und bedienen. Die Veränderung des Widerstands gegen Berührung und mithin eines Druckpunktes kann beispielsweise durch Veränderung der Eigenschaften eines geeigneten Materials mittels Spannung oder durch eine lokale Veränderung des Drucks innerhalb der Bedienvorrichtung erreicht werden.
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Die Bedienvorrichtung kann zur Ausformung der Bedienelemente des adaptiven Bedienfeldes mindestens eine drehbar gelagerte Scheibe aufweisen, wobei auf einer Oberfläche der mindestens einen drehbar gelagerten Scheibe wellenförmige Erhebungen ausgebildet sind und auf dieser Oberfläche Elemente angeordnet sind, die im Wesentlichen senkrecht zu dieser Oberfläche beweglich gelagert sind, so dass durch Drehen der drehbar gelagerten Scheibe die beweglich gelagerten Elemente anzuheben und abzusenken sind. Die Oberfläche der mindestens einen drehbar gelagerten Scheibe soll dabei die Kreis- oder Kreisringfläche einer drehbar gelagerten Scheibe sein.
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Es ist also vorgesehen, dass die auszuformenden Bedienelemente durch Anheben und Absenken von Elementen im Sinne von Körpern bewirkt wird. Diese können eine beliebige Form haben. Diese Elemente sind auf mindestens einer drehbar gelagerten Scheibe angeordnet und in einer Richtung senkrecht zu der mindestens einen drehbar gelagerten Scheibe beweglich gelagert. Eine Bewegung der Elemente in einer anderen Richtung soll durch die konstruktive Ausgestaltung des adaptiven Bedienfeldes verhindert werden.
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Die mindestens eine drehbar gelagerte Scheibe weist an der Oberfläche, die den beweglich gelagerten Elementen zugewandt ist, ein Wellenmuster auf. Dies soll ein Abfolge von Erhebungen auf eben dieser Oberfläche umfassen, wobei die Erhebungen mit einem Anstieg und einem Abstieg ausgebildet sind. Dreht sich die drehbar gelagerte Scheibe, werden die senkrecht zu ihr beweglich gelagerten Elemente durch Unterfahren mit einer Erhebung entlang deren Anstieg angehoben. Wird eine Erhebung unter einem beweglich gelagerten Element herausrotiert, senkt sich das Element entlang des Abstiegs der Erhebung ab. Ein angehobenes Element ist als ausgeformtes und bedienbares Bedienelement oder als Teil eines bedienbaren Bedienelements das adaptiven Bedienfeldes erkennbar und kann von einem Benutzer betätigt werden.
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Durch die Anzahl und Positionen der Erhebungen auf der mindestens einen drehbar gelagerten Scheibe können verschiedene Kombinationen von angehobenen und abgesenkten Elementen, und damit verschiedene Formen, Anzahl und Kombinationen von Bedienelementen, erzeugt werden. Dabei können die Erhebungen auf einer einzigen drehbar gelagerten Scheibe ausgebildet sein, es können jedoch auch mehrere drehbar gelagerte Scheiben vorgesehen sein, an deren Oberfläche jeweils Erhebungen in einem Wellenmuster beziehungsweise wellenförmigen Erhebungen ausgebildet sind.
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Die Ausbildung des Wellenmusters kann durch eine einstückige Fertigung der jeweiligen Scheibe erfolgen, die Erhebungen können aber auch nachträglich auf der Scheibe angebracht und mit ihr verbunden werden. Letzteres ermöglicht auch eine Nachrüstung oder Veränderung eines Wellenmusters auf einer drehbar gelagerten Scheibe.
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Um die mindestens eine beweglich gelagerte Schreibe zu drehen, kann sie mit mindestens einem Servomotor angetrieben werden. Bei Servomotoren kann mittels Positionssensoren die Winkelposition, Drehgeschwindigkeit und Beschleunigung einer Motorwelle kontrolliert und damit auch eingestellt werden. Wird die mindestens eine drehbar gelagerte Scheibe mit einem Servomotor angetrieben, kann somit auch die Drehung der mindestens einen Scheibe gezielt eingestellt werden, so dass die wellenförmigen Erhebungen unter den beweglich gelagerten Elementen in gewünschter Weise positioniert werden können. Bei einer Ausgestaltung der Bedienvorrichtung mit mehreren drehbar gelagerten Scheiben sind diese vorzugsweise jeweils einzeln von einem Servomotor angetrieben.
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Ist die Bedienvorrichtung mit einem adaptiven Bedienfeld ausgebildet, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das adaptive Bedienfeld in einem Ruhezustand eine glatte Oberfläche aufweist. Ein Ruhezustand soll dabei ein Zustand sein, in dem die Bedienvorrichtung nicht benutzt beziehungsweise betätigt wird. Dies kann bei abgestelltem und ungenutztem Fahrzeug der Fall sein oder nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach einer Benutzung beziehungsweise Betätigung. Die Bedienvorrichtung ist dabei jedoch nicht abgeschaltet, sondern kann die (Wieder-)Aufnahme der Benutzung erfassen und auf Eingaben reagieren. Man könnte den Ruhezustand daher am ehesten mit einem Standby-Modus von Elektrogeräten vergleichen.
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Während die Bedienvorrichtung im Ruhezustand ist, soll die Oberfläche des adaptiven Bedienfelds glatt sein. Dabei bedeutet glatt, dass keine Bedienelemente in und/oder auf dem adaptiven Bedienfeld ausgeformt sind. Die Oberfläche des adaptiven Bedienfeldes soll also weitgehend ebenmäßig sein und im Wesentlichen keine Erhebungen oder Vertiefungen aufweisen. Gleiches gilt für einen Zustand, in dem kein Kontext oder keine Funktion ausgewählt ist - auch dann soll die Oberfläche glatt, also keine Bedienelemente in und/oder auf dem adaptiven Bedienfeld ausgeformt sein.
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Um den Ruhezustand zu verlassen, kann die Bedienvorrichtung Bewegungssensoren aufweisen, die die Aufnahme der Bedienvorrichtung detektieren, die auf eine bevorstehende Bedienhandlung schließen lässt. Alternativ dazu kann eine Taste oder ein Schalter an der Bedienvorrichtung vorgesehen sein, mittels derer oder dessen die Bedienvorrichtung aus einem Ruhezustand in einen aktiven Zustand überführt werden kann.
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In noch einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung ist eine Kontextauswahl, eine Funktionsauswahl und/oder die Ausformung der Bedienelemente personenabhängig und/oder positionsabhängig. Da eine Bedienvorrichtung von mehreren Personen in einem Fahrzeug genutzt werden kann, ist es vorteilhaft, zu unterscheiden, wer die Bedienvorrichtung bedient. So sollte das Öffnen eines Fensters nach Möglichkeit nahe der Person erfolgen, die ein offenes Fenster wünscht. Soll eine Sitzeinstellung angepasst werden, sollte dies auch (nur) bei dem Sitz der Bedienperson erfolgen. Ein weiteres Beispiel wäre eine Urlaubsfahrt einer Familie, bei der die Eltern die Bedienmöglichkeiten für ihre Kinder einschränken möchten.
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Um nun eine gezielte beziehungsweise selektive Bedienung der steuerbaren Funktionen zu ermöglichen, muss erfasst werden, welche Person die Bedienvorrichtung bedient und/oder wo die Bedienvorrichtung bedient wird. Eine Person kann beispielsweise anhand eines Fingerabdruckes erkannt werden, der durch einen Fingerabdrucksensor an der Bedienvorrichtung erfasst wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass vor dem eigentlichen Bedienen der Bedienvorrichtung oder nach einer Bedienhandlung zu ihrer Bestätigung ein vorgegebener Bedienablauf an der Bedienvorrichtung ausgeführt werden muss, beispielsweise das Berühren bestimmter Positionen an der Bedienvorrichtung oder ein Betätigen von Bedienelementen in einer bestimmten Reihenfolge. Nur wer die notwendige Bedienhandlung kennt, kann auf alle Bedienmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung zugreifen. Damit kann generell auch eine gruppenweise Beschränkung und/oder Freigabe von Funktionen verwirklicht werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann die selektive Bedienung auch ortsabhängig erfolgen, wobei ortsabhängig die Position innerhalb des Fahrzeugs meint. Mittels Sensoren im Fahrzeug, die die Position der Bedienvorrichtung bestimmen können, kann eine solche Ortsbestimmung erfolgen. Auch eine Sensorik innerhalb der Bedienvorrichtung, die zur Detektion von Bewegungen der Bedienvorrichtung geeignet ist, kann zur Ortsbestimmung herangezogen werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Annäherung der Bedienvorrichtung an einen Sitz, einen Tisch und/oder anderen vorgegebenen Positionen in dem Fahrzeug mittels geeigneter Sensorik detektiert werden, um aus seiner Nähe dazu auf seine Position schließen zu können. Wird dann ein Kontext oder eine Funktion ausgewählt, die eine lokal begrenzte Auswirkung haben soll, wie die eben ausgeführten Beispiele zum Öffnen eines Fensters oder zum Anpassen einer Sitzeinstellung, wird die Einstellung nur für das Element oder die Elemente in unmittelbarer Umgebung der Bedienvorrichtung ausgelöst.
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Um die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung, insbesondere bei Nichtgebrauch aufbewahren zu können, ist eine Dockingstation vorgesehen. Die Dockingstation sollte zum Aufladen mindestens eines Energiespeichers der Bedienvorrichtung ausgebildet sein. Dazu ist die Dockingstation mit einer Energiequelle verbunden und stellt die notwendige Steuerung und Kontakte bereit, mittels derer die Energieübertragung von der Dockingstation auf die Bedienvorrichtung erfolgen kann.
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Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung kann bei einer Annäherung eines Benutzers an das Fahrzeug, beim Öffnen des Fahrzeugs und/oder durch Starten des Fahrzeugs aktiviert oder angeschaltet werden, so dass sie den Fahrzeuginsassen zum frühestmöglichen Zeitpunkt zur Benutzung zur Verfügung steht. In gleicher Weise kann beim Abstellen des Fahrzeugs, beim Verschließen des Fahrzeugs oder beim Entfernen eines Benutzers vom Fahrzeug ein Abschalten der Bedienvorrichtung bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, die Bedienvorrichtung als Fahrzeugschlüssel zum Öffnen und Schließen des Fahrzeugs zu nutzen.
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Mit der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung ist nun eine intuitive, einfache und diskrete Möglichkeit vorgeschlagen, um die Funktionen eines Fahrzeugs zu steuern oder zu beeinflussen. Die Steuermöglichkeiten werden in Kontexten und Funktionen zusammengefasst und können in Abhängigkeit von der Kontextauswahl und der Funktionsauswahl bedient werden. Die vorgeschlagene Bedienvorrichtung ist flexibel an den Einsatzbereich anpassbar, unter anderem durch die Anzahl der Funktionsauswahlelemente. Selbstverständlich ist eine solche Bedienvorrichtung nicht nur auf die Verwendung in einem Fahrzeug beschränkt, sondern kann auch in anderen Umfeldern eine kontextbasierte Steuerung von Umgebungsfunktionen bereitstellen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung,
- 2 eine vereinfachte Explosionsdarstellung der Bedienvorrichtung und
- 3 eine beispielhafte Ausgestaltung eines adaptiven Bedienfeldes.
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1 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung 10 für Funktionen in einem Fahrzeug. In 1a ist eine Draufsicht, in 1b eine perspektivische Darstellung gewählt. Die Bedienvorrichtung 10 ist von der Form her als fünfeckiges Prisma ausgebildet. Auf der Oberseite der Bedienvorrichtung 10 ist ein adaptives Bedienfeld 20 mit Bedienelementen 22 in Form von Tasten und durch Pfeile veranschaulichten Slidern ausgebildet, wie es in 3 näher erläutert werden wird.
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Auf der oberen linken Seite in 1a ist das Kontextauswahlelement 30 mit einer Führungsschiene 32 und einer Kugel 34 angeordnet (in 1b ist die Kugel 34 nicht mit dargestellt). Gezeigt ist eine mittige Position der Kugel 34 entlang der Schiene 32. Weitere mögliche Positionen der Kugel 34 sind die jeweiligen Endpositionen in der Führungsschiene 32. Die beiden Endpositionen und die mittige Position entsprechen jeweils Auswahlpositionen für einen Kontext. Demnach können in dieser beispielhaften Ausgestaltung drei Kontexte ausgewählt werden. Diese können „Basis-Funktionen“ (Kontext 1) zur Steuerung von zum Beispiel Beleuchtung, Medienwiedergabe, Sitzeinstellung und Raumklima sein. Ein weiterer Kontext könnte unter dem Begriff „Ambiente“ (Kontext 2) Voreinstellungen von Fahrzeugfunktionen passend zu verschiedenen Nutzungsarten des Fahrzeugs zusammenfassen, wie beispielsweise Schlafen, Arbeiten, Entspannen oder Einstieg. Der dritte Kontext könnte das Zusammenwirken mit einer Augmented-Reality-Einrichtung und das Steuern von Augmented-Reality-Inhalten umfassen.
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Um einen Kontext auszuwählen, bewegt der Benutzer die Kugel 34 entlang der Führungsschiene 32 in eine der drei genannten Positionen.
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Die Bedienvorrichtung 10 ist an den übrigen vier Seitenflächen jeweils mit einem Funktionsauswahlelement 40, also insgesamt vier Funktionsauswahlelementen 40, ausgebildet. Die Oberfläche jedes Funktionsauswahlelements 40 ist mit einem anderen Material belegt, das die Funktion des Funktionsauswahlelementes beschreibt und eine Orientierung an der Bedienvorrichtung 10 ohne hinzusehen erlaubt. Die Materialien können Stoff, Glas, Metall und Holz sein.
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Am Kontext „Ambiente“ sei die Zuordnung beispielsweise wie folgt: Dieser Kontext soll verschiedene Voreinstellungen für die Nutzung des Innenraums anbieten und steuern, was jeweils auch einer Funktionsauswahl entspricht. Als Nutzungsmöglichkeiten kämen wie schon benannt Schlafen, Arbeiten, Entspannen oder Einstieg in Frage. Dabei könnte der Nutzung „Arbeiten“ eine metallische Oberfläche des Funktionsauswahlelementes 40 zugeordnet sein, der Nutzung „Entspannen“ eine Oberfläche mit Holz, der Nutzung „Schlafen“ eine textile Oberfläche des Funktionsauswahlelements 40 und der Nutzung „Einstieg“ eine Oberfläche mit Plexiglas.
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Eine Nutzung „Einstieg“ kann dabei unter anderem das Verstauen eines Tisches im Fahrzeug und das Einstellen der Sitze derart, dass ein Einstieg ins Fahrzeug erleichtert wird, umfassen.
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Außerdem ist es bei dieser Nutzung zweckmäßig, das Fahrzeug hell zu erleuchten, damit jeder einsteigende Benutzer eine gute Sicht hat.
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Ist nun die Nutzungsart beziehungsweise die Funktion anhand des Funktionsauswahlelements 40 ausgewählt, werden geeignete Bedienelemente 22 an der Oberfläche des adaptiven Bedienfelds 20 ausgeformt. Deren Anzahl, Anordnung und Form ist abhängig von der ausgewählten Funktion beziehungsweise Nutzungsart. Mittels der dann ausgeformten Bedienelemente 22 können die Parameter der ausgewählten Funktion gesteuert werden. Dabei können auch verschiedene Parameter gleichzeitig innerhalb des adaptiven Bedienfelds 20 gesteuert werden, beispielsweise die Beleuchtung und die Temperatur im Innenraum des Fahrzeugs im Rahmen der eben erläuterten Voreinstellungen.
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In 2 ist eine vereinfachte Explosionsdarstellung der Bedienvorrichtung 10 gezeigt. Die Bedienvorrichtung 10 besteht dabei aus einem Gehäuse 12, in das die Funktionsauswahlelemente 40, das Kontextauswahlelement 30 und das Bedienfeld 20 eingesetzt beziehungsweise darauf angeordnet werden. Die Oberflächenbeschaffenheit der Funktionsauswahlelemente 40 kann verändert werden, indem die darauf angeordneten Materialien abgenommen und durch andere ersetzt werden.
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Eine mögliche Ausführungsform des adaptiven Bedienfeldes 20 ist in 3a in Form einer Explosionsdarstellung gezeigt. Diese Ausgestaltung kann in einer Bedienvorrichtung 10 gemäß 1 und 2 Verwendung finden.
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Das adaptive Bedienfeld 20 wird vereinfacht mit drei Ebenen veranschaulicht und weist eine annähernd runde Form auf
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In dem Rahmen 21 sind Ausnehmungen vorgesehen, in denen zehn Elemente 24a, 24b beweglich, in dieser Darstellung vertikal beweglich gelagert sind. Zur besseren Veranschaulichung ist eine schematische Draufsicht darauf in 3b gezeigt. Dabei sind neun Elemente 24a in einer Anordnung von drei mal drei Elementen 24a vorgesehen. Mittels dieser neun Elemente 24a können neun Tasten bereitgestellt, einzelne und kreuzweise Slider aus jeweils zwei oder drei Elementen 24a gebildet werden, ein Bedienkreuz ausgebildet sein und dergleichen, um die Parameter einer Funktion zu steuern.
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Umlaufend ist ein Element 24b bezeichnet, das als kreisförmiger Slider bereitgestellt werden kann. Dieser kann aber alternativ auch mit einzelnen Segmenten gebildet sein, die einzeln bereitgestellt werden können. Die Elemente 24a sind als Mikroschalter verwirklicht, das Element 24b als kapazitives Element.
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Durch den Rahmen 21 werden die Elemente 24 in horizontaler Richtung in ihrer Position relativ zueinander beziehungsweise relativ zu der Bedienvorrichtung 10 gehalten.
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Der Rahmen 21 mit den beweglich gelagerten Elementen 24 wird auf drei konzentrisch zueinander angeordneten Scheiben 26 angeordnet, die jeweils mit wellenförmigen Erhebungen ausgebildet sind. Die drei Scheiben 26 sind drehbar auf einem Lager 29 angeordnet.
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Jede der drei Scheiben 26 wird mittels eines Servomotors (nicht gezeigt) angetrieben, wobei die Übertragung der Rotation beispielsweise über einen Zahnkranz 28 erfolgen kann. Da die beweglich gelagerten Elemente 24 vertikal verschiebbar sind, kann durch die Drehung einer oder aller Scheiben 26 eine gewünschte Relativanordnung von Erhebungen zueinander bewirkt werden, so dass durch die Erhebungen die für einen Kontext erforderlichen Elemente 24 angehoben und damit als Bedienelemente 22 ausgeformt werden.
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Wird nun durch die Kontext- und Funktionsauswahl beispielsweise die Steuerung des Klimas im Fahrzeug ausgewählt, könnte zumindest ein Slider aus zwei oder drei in einer Achse liegenden Elementen 24a ausgeformt werden. Streicht der Benutzer dann entlang des Sliders, kann damit eine Absenkung oder eine Erhöhung der Temperatur bewirkt werden. Dabei bildet die Form des ausgeformten Sliders eine Rückmeldung an den Benutzer. In Kenntnis dessen, dass er die Steuerung des Klimas ausgewählt hat, erfühlt er den ausgeformten Slider und erkennt, dass damit eine Temperaturregelung steuerbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bedienvorrichtung
- 12
- Gehäuse der Bedienvorrichtung
- 20
- Bedienfeld
- 21
- Rahmen des Bedienfelds
- 22
- Bedienelement
- 24
- beweglich gelagertes Element
- 26
- Scheibe mit wellenförmigen Erhebungen
- 28
- Zahnkranz
- 29
- Lager
- 30
- Kontextauswahlelement
- 32
- Führungsschiene
- 34
- Kugel
- 40
- Funktionsauswahlelement
