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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur haptischen Interaktion eines Fahrzeuginsassen mit einem Fahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren.
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Während in der Vergangenheit im Straßenverkehr Fahraufgaben durchgängig durch einen menschlichen Fahrer wahrgenommen wurden, werden mittlerweile verschiedenartige Fahrerassistenzsysteme eingesetzt, die den Fahrer entlasten. Ebenso sind automatisierte Fahrsysteme, die basierend auf einer Wahrnehmung der Fahrzeugumgebung mittels einer Vielzahl von Sensoren verschiedene Aspekte der Fahraufgabe teilweise oder auch vollständig übernehmen, bereits im Serieneinsatz oder befinden sich kurz vor der Einführung. Je nach Umfang des Fahrereingriffs und der erforderlichen Aufmerksamkeit des Fahrers definieren hierbei Klassifizierungssysteme unterschiedliche Autonomiestufen, die typischerweise von vollständig manuellen bis zu vollständig automatisierten Systemen reichen.
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In den höchsten Autonomiestufen wird die Führung des Fahrzeugs dauerhaft von einem automatisierten Fahrsystem übernommen. Hierbei kann ein vollautomatisiertes Fahrsystem vorgesehen sein, bei dem ein Fahrer überhaupt nicht mehr erforderlich ist und das Fahrzeug für ein menschliches Eingreifen erforderliche Bedienelemente wie Lenkrad und Pedale nicht mehr aufweist. Es kann aber auch nach wie vor ein Fahrer erforderlich sein, der aufgefordert werden kann, die Fahrzeugführung zu übernehmen, wenn die Fahraufgaben von der Autopilot-Funktionalität des automatisierten Fahrsystems nicht mehr bewältigt werden können. Um sicherzustellen, dass der Fahrer in einem solchen Fall in der Lage ist, die Fahrzeugführung schnell zu übernehmen und so zu vermeiden, dass das Fahrzeug die Fahrt über einen längeren Zeitraum unkontrolliert fortsetzt, kann eine Totmannschaltung vorgesehen werden, die überprüft, ob sich mindestens eine Hand des Fahrers am Lenkrad befindet.
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Ein System zum autonomen oder teilautonomen Steuern eines Fahrzeugs, bei dem statt eines ständigen Lenkradkontakts als Autorisierung zum autonomen oder teilautonomen Steuern des Fahrzeugs eine haptische Schnittstelle zwischen einem Fuß des Fahrers und dem Fahrzeug vorgesehen ist, wird in der
DE 10 2015 204 365 A1 beschrieben. Durch die Verwendung des beschriebenen haptischen Pedals stehen beide Hände des Fahrers während der Fahrt frei für das Ausführen von Sekundäraufgaben, wie zum Beispiel Essen oder Trinken, Lesen oder Arbeiten, zur Verfügung. Hierbei ist das haptische Pedal derart ausgestaltet, dass es über drei voneinander unterscheidbare Zustände bzw. Positionen verfügt, welche jeweils mit dem Fuß des Fahrers einstellbar sind. Weiterhin können in einem Zustand bzw. einer Position unterschiedliche haptisch wahrnehmbaren Signale, die verschiedenen Warnsignalen und Informationen zugeordnet werden können, an den Fuß des Fahrers ausgegeben werden.
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In der
DE 10 2014 019 126 A1 wird ein Bedienelementen eines Kraftfahrzeugs beschrieben, das an einer Berührfläche über Aktuatoren ansteuerbare Mittel aufweist, über die eine Rückmeldung über einen aktuell eingelegten Gang des Getriebes gegeben wird. Das Bedienelement ist in Form eines Gangwahlschalters ausgebildet, an dem mehrere stiftförmige Elemente vorgesehen sind, die mittels Aktuatoren ein- bzw. ausgefahren werden können und je nach ihrer Position tastbar bzw. wahrnehmbar sind.
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Ähnlich wird in der
EP 2 610 710 A1 ein Eingabesystem für ein Navigationsgerät eines Fahrzeugs beschrieben, bei dem ein Touchpad eine Vielzahl von stiftförmige Elementen mit zugeordneten Antriebsmechanismen aufweist, mit denen die stiftförmigen Elemente zwischen einem vorstehenden Zustand und einem eingezogenen Zustand bewegt werden können, wobei in dem vorstehenden Zustand eine taktile Wahrnehmung unter Verwendung einer Fingerspitze des Benutzers möglich ist.
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In der US 2008 / 0 174 415 A1 wird eine taktile Vorrichtung offenbart, die eine Änderung des Fahrzeugzustands über eine Fahrzeugbedienvorrichtung wie etwa ein Lenkrad als taktile Information an den Fahrer überträgt.
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Weiterhin wird in der
DE 102 11 946 C1 ein Steuer- oder Schaltelement für Fahrzeuge beschrieben, bei dem mechanisch, chemisch oder elektrisch den Tastsinn ansprechende Mittel vorhanden sind, um den Fahrer mit Warnungen und/oder Informationen über den Zustand des Fahrzeugs oder des Verkehrs zu versorgen.
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Die
DE 10 2010 032 774 A1 beschreibt einen Fahrschalter für ein Automatikgetriebe, bei dem die gegen die aktuelle Betätigungsrichtung gerichtete, federnde Gegenkraft und damit die übliche haptische Rückkopplung beibehalten wird, darüber hinaus aber wird ein, aktiv mittels Aktuatoren bewirkter, zusätzlicher Effekt erzeugt wird, der eine zusätzliche haptische Rückkopplung ermöglicht und damit die Vermittlung zusätzlicher Information an den Fahrer ermöglicht.
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In der
DE 10 2014 215 181 A1 wird ein Reichweitenassistent für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug beschrieben, bei dem für eine gewünschte Reichweite eine zulässige Maximalleistung bzw. ein zulässiges Maximaldrehmoment bestimmt wird. Es wird ein Warnsignal, beispielsweise als haptisches Signal, ausgegeben, falls der Fahrer versucht, ein Drehmoment abzurufen, das höher als das zulässige Maximaldrehmoment oder die zulässige Maximalleistung ist. Dies kann beispielsweise durch eine Vibration des Lenkrads oder des Fahrpedals erfolgen.
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Schließlich wird in der US 2007 / 0 129 884 A1 ein Navigationssystem beschrieben, bei dem das Navigationsgerät einen Hinweis ausgibt, wenn sich das Fahrzeug während der Routenführung einer bestimmten Position, wie beispielsweise einer Kreuzung oder einer Ausfahrt von einer Schnellstraße, nähert und demnächst abgebogen werden soll. Anstatt diese Ausgabe dann in herkömmlicherweise als Anzeige auf einem Display oder als Sprachausgabe vorzunehmen, wird basierend auf dem Leitsignal ein vom Fahrer manuell bedientes Bedienelement zum Vibrieren gebracht.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur haptischen Interaktion eines Fahrzeuginsassen mit einem Fahrzeug, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur haptischen Interaktion eines Fahrzeuginsassen mit einem Fahrzeug umfasst ein per Hand bedienbares haptisches Ein-/Ausgabegerät, das eine verformbare Oberfläche sowie eine mit der verformbaren Oberfläche in Verbindung stehende Stelleinheit aufweist. Die Stelleinheit kann von einer Auswerte- und Steuereinheit so angesteuert werden, dass durch eine Verformung der verformbaren Oberfläche eine Information an den Fahrzeuginsassen ausgegeben wird.
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Auf diese Weise kann der Fahrzeuginsasse mit dem Fahrzeug in Verbindung treten, sobald er seine Hand auf die haptische Schnittstelle legt. Das Handauflegen vermittelt dabei gewissermaßen eine soziale Nähe zum Fahrzeug und unterstützt so metaphorisch das Herstellen einer Verbindung zum Fahrzeug. Das Fahrerlebnis wird dadurch von dem Fahrzeuginsassen natürlich und emotional wahrgenommen. Insbesondere wenn sich das Fahrzeug vollständig autonom bewegen kann, ermöglicht die haptische Schnittstelle dem Fahrer ferner bei Bedarf eine aktivere Beteiligung am Fahrprozess und vermittelt ihm ein höheres Kontrollgefühl. Eine solche haptische Interaktion mit der Benutzerschnittstelle hebt sich von der herkömmlichen Bedienung sonstiger Fahrzeugfunktionen beispielsweise über Touchscreens oder per Sprachsteuerung ab und löst den Fahrzeuginsassen gedanklich von der passiven Fahrt. Die Verformung der Oberfläche lässt den Fahrzeuginsassen die Fahrt dabei erfühlen und fördert so zusätzlich die Verbindung zum Fahrzeug.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eine Erfassungseinheit zur Erfassung einer Eingabe des Fahrzeuginsassen auf, wobei der Auswerte- und Steuereinheit von der Erfassungseinheit eine Eingabe des Fahrzeuginsassen zugeführt wird und die Auswerte- und Steuereinheit diese Eingabe daraufhin auswertet, ob eine Anweisung an das Fahrzeug vorliegt und im Fall einer vorliegenden Anweisung die Stelleinheit so ansteuert, dass durch die Verformung der verformbaren Oberfläche eine haptische Rückmeldung zu der Anweisung an den Fahrzeuginsassen ausgegeben wird.
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Auf diese Weise kann eine haptische Rückmeldung auf eine Bedienhandlung, wie beispielsweise eine Eingabe zur Beeinflussung der Fahrdynamik oder Veranlassung eines Spurwechsels, durch den Fahrzeuginsassen gegeben werden, indem eine gezielte Veränderung der Oberfläche des Ein-/Ausgabegerät erfolgt.
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Vorzugsweise überprüft die Auswerte- und Steuereinheit eine Anweisung des Fahrzeuginsassen auf ihre Ausführbarkeit, wobei die verformbare Oberfläche des haptischen Ein-/Ausgabegeräts mit einer Stelleinheit in Vibrationen versetzt wird, wenn die Anweisung nicht ausgeführt werden kann.
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Hierbei wird von der Oberfläche des haptischen Ein-/Ausgabegeräts lediglich ein Teilbereich in Vibrationen versetzt, wobei der Teilbereich innerhalb der Oberfläche in einer Raumrichtung angeordnet ist, in die der Fahrzeuginsasse das haptische Ein-/Ausgabegerät zur Eingabe einer Anweisung, die gegenwärtig nicht ausgeführt wird, bewegt hat.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Oberfläche des haptischen Ein-/Ausgabegeräts einen mit einer Stelleinheit vertikal bewegbaren Mittelteil auf, wobei die Stelleinheit so angesteuert werden kann, dass sich die Oberfläche des haptischen Ein-/Ausgabegeräts wiederholt hebt und senkt.
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So kann vorteilhafterweise der Auswerte- und Steuereinheit eine Information über das aktuelle Drehmoment eines das Fahrzeug antreibenden Motors zugeführt werden und die Stelleinheit mit einer Frequenz angesteuert werden, die mit zunehmendem Drehmoment zunimmt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Auswerte- und Steuereinheit eine Information über den Lenkeinschlag einer Lenkeinheit des Fahrzeugs zugeführt, wobei die verformbare Oberfläche des haptischen Ein-/Ausgabegeräts Seitenflächen aufweist, deren Position mit einer Stelleinheit verändert werden kann, um dem Fahrzeuginsassen eine Rückmeldung über den Lenkeinschlag zu vermitteln.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur haptischen Interaktion eines Fahrzeuginsassen mit einem Fahrzeug, bei dem ein per Hand bedienbares haptisches Ein-/Ausgabegerät, das eine verformbare Oberfläche aufweist, im Innenraum des Fahrzeugs vorgesehen ist und so angesteuert wird, dass durch eine Verformung der verformbaren Oberfläche eine Information an den Fahrzeuginsassen ausgegeben wird.
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Vorteilhafterweise wird hierbei eine Eingabe eines Fahrzeuginsassen erfasst; die erfasste Eingabe daraufhin ausgewertet, ob eine Anweisung an das Fahrzeug vorliegt; und im Fall einer vorliegenden Anweisung durch die Verformung der verformbaren Oberfläche eine haptische Rückmeldung zu der Anweisung an den Fahrzeuginsassen ausgegeben.
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Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Fahrzeug mit einer im Innenraum angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
- 1 zeigt schematisch einen Fahrzeuginnenraum mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeuginnenraums mit einem Fahrzeuginsassen, dessen Hand auf einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ruht;
- 3 zeigt in den Teilfiguren a), b) und c) jeweils eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei schematisch angedeutet wird, wie durch die Verformung verschiedener Teilbereiche der Oberfläche unterschiedliche haptische Rückmeldungen ausgegeben werden können.
- 4 zeigt schematisch eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei schematisch ein Heben und Senken der Oberfläche angedeutet wird;
- 5 zeigt schematisch eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei schematisch eine temporäre Modifikation einer Seitenfläche angedeutet wird;
- 6 zeigt schematisch in den Teilfiguren a) und b) eine Verschiebung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Längs- oder Querrichtung zur Eingabe von Anweisungen an das Fahrzeug;
- 7 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Systems, das eine erfindungsgemäßen Vorrichtung aufweist; und
- 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen einer Rückmeldung an einen Fahrzeuginsassen.
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Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
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1 zeigt schematisch von einem Fahrzeug F einen Teil des Fahrzeuginnenraums mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Angedeutet sind in der Darstellung die vorderen Dachholme, die sogenannten A-Säulen, seitlich angeordnete Teile der Fahrer- und Beifahrertüren, das Armaturenbrett sowie eine Mittelkonsole M. Auf der Mittelkonsole ist ein haptisches Ein-/Ausgabegerät EA so angeordnet, das die Hand eines seitlich davon befindlichen Fahrzeuginsassen bequem darauf ruhen kann.
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Sobald ein Fahrzeuginsasse eine Hand auf das haptische Ein-/Ausgabegerät EA legt, kann er mit dem Fahrzeug in Verbindung treten. Dieses ist in 2 schematisch dargestellt, die einen Fahrzeuginsassen I auf einem Sitz im Innenraum des Fahrzeugs F zeigt. Bei dem dargestellten Beispiel befindet sich der Fahrzeuginsasse auf dem Fahrersitz und kann ggfs. noch manuell in den Fahrbetrieb eingreifen. Ebenso kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem vollautonom fahrenden Fahrzeug aber auch von anderen Fahrzeuginsassen, die sich auf dem Beifahrersitz oder auf weiteren Sitzen wie der Rücksitzbank des Fahrzeugs befinden, verwendet werden.
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In dem dargestellten Beispiel befindet sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus, so dass der Fahrzeuginsasse I in der einen Hand ein Buch halten und die andere Hand auf das haptische Ein-/Ausgabegerät EA auflegen kann, um eine haptische Rückmeldung zu erhalten und gegebenenfalls Eingaben vorzunehmen. Das haptische Ein-/Ausgabegerät EA befindet sich zwischen den vorderen Fahrer- und Beifahrersitzen etwa auf Kniehöhe, integriert in den horizontalen Teil der Mittelkonsole M des Fahrzeugs. Die Mittelkonsole kann ferner weitere Komfort-, Bedien- und Anzeigeelemente aufweisen, wie im dargestellten Fall eine Flüssigkristallanzeige D, die beispielsweise zur Anzeige einer visuellen Bestätigung von Benutzereingaben für die autonome Antriebseinheit verwendet werden kann.
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Die haptische Rückmeldung mittels des haptischen Ein-/Ausgabegeräts EA erfolgt durch die Verformung verschiedener Teilbereiche der Oberfläche O, wie in den 3 a), b) und c) gezeigten Draufsichten angedeutet. Die haptischen Ausgaben können hierbei auch als direktes Feedback für Eingaben des Fahrzeuginsassen dienen und zu einer intensiveren Verbindung zwischen Benutzer und Fahrzeug führen.
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So kann eine haptische Rückmeldung über das von der Antriebseinheit des Fahrzeugs aufgebrachten Drehmoments und damit sinnbildlich über die Anstrengung des Fahrzeugs erfolgen. In diesem Fall hebt und senkt sich die Mittelfläche MT des haptischen Ein-/Ausgabegeräts EA dauerhaft, in 3a) durch die Schattierung der Mittelfläche MT symbolisiert. Auf diese Weise wird die Anstrengung des Fahrzeugs für den Fahrzeuginsassen gewissermaßen erfühlbar gemacht.
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Das Drehmoment bestimmt hierbei die Frequenz, in der sich die Oberfläche hebt und senkt. Dies soll bei dem Fahrzeuginsassen Assoziationen zu einem Pulsschlag wecken und die technische Kennzahl des Drehmoments auf eine natürliche Weise kommunizieren. Je mehr sich das Fahrzeug anstrengt, desto schneller hebt und senkt sich die Oberfläche. Wenn sich das Drehmoment am Maximum befindet, hebt und senkt sich die Oberfläche unregelmäßiger.
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Ebenso kann der Lenkeinschlag und bei Kurven oder einem Spurwechsel für den Fahrzeuginsassen erfühlbar gemacht werden. Hierfür werden die Seitenflächen ST der haptischen Schnittstelle je nach Lenkeinschlag unterschiedlich verformt, beispielsweise in dem sich diese entsprechend dem Lenkeinschlag neigen oder ausschwenken. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Fahrzeuginsasse den Lenkeinschlag durch seine Eingabe initiiert hat oder nicht. Dieses wird in 3b) durch eine unterschiedliche Schattierung der Seitenflächen ST des haptischen Ein-/Ausgabegeräts EA symbolisiert.
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Wenn der Fahrzeuginsasse mittels des haptischen Ein-/Ausgabegeräts EA eine Eingabe mit einer Anweisung an das Fahrzeug vorgenommen hat und diese Anweisung durch das Fahrzeug ausgeführt wird, so kann der Fahrzeuginsasse dieses durch die zuvor beschriebenen Verformungen der Oberfläche erspüren. Wenn jedoch Anweisungen nicht ausgeführt werden können, wird dies durch eine ablehnende Vibration des haptischen Ein-/Ausgabegeräts EA an den Fahrzeuginsassen kommuniziert. So kann beispielsweise durch einen dreifachen Vibrationsimpuls ein Kopfschütteln suggeriert werden. Ebenso kann durch unterschiedliche Vibrationssignale dem Fahrzeuginsassen vermittelt werden, ob die Ausführung der Anweisung vom Fahrzeug permanent oder nur temporär abgelehnt und ggfs. verzögert ausgeführt wird, z.B. wenn eine gegenwärtig belegte Nebenspur frei geworden ist und eine Anweisung zum Spurwechsel gefahrlos befolgt werden kann.
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Hierbei wird von der Oberfläche des haptischen Ein-/Ausgabegeräts lediglich ein Teilbereich VB in Vibrationen versetzt. Dieser Teilbereich ist innerhalb der Oberfläche in einer Raumrichtung angeordnet, in die der Fahrzeuginsasse das haptische Ein-/Ausgabegerät vorab zur Eingabe der Anweisung, die gegenwärtig nicht ausgeführt wird, bewegt hat. Dadurch soll der Zusammenhang zwischen Eingabe und Ablehnung verdeutlicht werden.
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Bei dem in 3c) dargestellten Beispiel hat der Fahrzeuginsasse das haptische Ein-/Ausgabegerät zuvor nach vorne bewegt, so dass die ablehnende Rückmeldung durch eine Vibration des vorderen Mittelteils des haptischen Ein-/Ausgabegeräts EA erfolgt. Ebenso können bei Bewegung des haptischen Ein-/Ausgabegeräts nach hinten der hintere Mittelteil, oder bei einer Bewegung nach links oder rechts die entsprechenden Seitenteile des haptischen Ein-/Ausgabegeräts in Vibration versetzt werden.
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Die Form des haptischen Ein-/Ausgabegeräts EA soll sich möglichst gut an die Hand des Fahrzeuginsassen anschmiegen, um so zu gewährleisten, dass die haptischen Signale gut erfühlbar sind und eine Eingabe problemlos möglich ist. Es wird daher vorzugsweise eine abgerundete Form, wie in der Seitenansicht in 4 und der Frontansicht in 5 dargestellt, vorgesehen. In der Seitenansicht in 4 ist hierbei schematisch angedeutet, dass der mittlere Teil MT der Oberfläche sich heben und senken kann. Entsprechend ist in der Frontansicht in 5 schematisch angedeutet, dass die Oberfläche der rechten Seitenfläche ST für eine haptische Rückmeldung verändert werden kann.
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Die Ausgabe einer haptische Rückmeldung kann permanent während der gesamten Dauer eines autonomen Fahrbetriebes erfolgen. Ebenso kann es aber auch vorgesehen sein, durch einen in dem haptischen Ein-/Ausgabegerät vorgesehenen Berührungssensor zunächst zu erfassen, ob der Fahrzeuginsasse seine Hand auf dem haptischen Ein-/Ausgabegerät positioniert hat und nur in diesem Fall eine haptische Rückmeldung auszugeben.
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Wie bereits erwähnt, können mittels des haptischen Ein-/Ausgabegeräts EA auch Eingaben des Fahrzeuginsassen erfolgen. Hierfür kann die haptische Schnittstelle beispielsweise, wie in 6 gezeigt, in vier Richtungen bewegt werden, um dem Fahrzeug Anweisungen für die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung zu geben. Je nachdem wie weit die Schnittstelle in eine Richtung bewegt wird, verändert sich hierbei die Intensität der jeweiligen Eingabe.
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Durch die in 6a) dargestellte Verschiebung in Längsrichtung kann der Fahrzeuginsasse die Geschwindigkeit beeinflussen. Je weiter die haptische Schnittstelle nach vorne geschoben wird, desto stärker beschleunigt das Fahrzeug. Umgekehrt hat ein weites Zurückziehen ein stärkeres Abbremsen zur Folge.
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Hierbei kann vorgesehen werden, dass der Fahrzeuginsasse bei einer Beschleunigung nicht direkt die Geschwindigkeit, sondern das Drehmoment, welches die Anstrengung des Fahrzeugs widerspiegelt, beeinflusst. Die Beeinflussung des Drehmoments bzw. der Anstrengung soll dazu führen, dass der Benutzer sein Fahrzeug besser kennenlernt und beispielsweise versteht, warum es in bestimmten Situationen nicht schneller fahren kann. Zudem wird der Fahrzeuginsasse aufgefordert, seine Kompetenz zu zeigen und selbst einzuschätzen, wie sehr sich sein Fahrzeug für eine bestimmte Geschwindigkeit anstrengen muss.
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Das in 6b) dargestellte Verschieben der Querachse ermöglicht, je nach Situation, verschiedene Manöver. So kann der Benutzer beispielsweise einen Spurwechsel veranlassen oder den Fahrwinkel in einer Kurve beeinflussen. Der Lenkeinschlag richtet sich danach, wie weit die haptische Schnittstelle in die jeweilige Richtung geschoben wird.
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7 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Systems, das ein haptisches Ein-/Ausgabegeräts EA zum Bereitstellen einer Rückmeldung und zum Ermöglichen einer Benutzereingabe enthält. Bei dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sind alle gezeigten Einheiten Teil des Fahrzeugs, das zusätzlich weitere, nicht gezeigte Komponenten wie das Fahrgestell und den Motor enthält.
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Das haptische Ein-/Ausgabegerät EA umfasst eine Stelleinheit S, die mit der verformbaren Oberfläche des haptischen Ein-/Ausgabegeräts EA in Verbindung steht und von einer Auswerte- und Steuereinheit A so angesteuert werden kann, dass durch eine Verformung der verformbaren Oberfläche eine Rückmeldung an den Fahrzeuginsassen ausgegeben werden kann.
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Die Stelleinheit S kann hierbei beispielsweise als elektromechanisches Verstellsystem ausgestaltet sein und mehrere unabhängig voneinander ansteuerbare adaptive Elemente aufweisen, durch die die Form der Oberfläche verändert werden kann. So können ein oder mehrere Aktuatoren wie Piezoaktuatoren oder Elektromotoren vorgesehen sein, die ein von einer Auswerte- und Steuereinheit A ausgegebenes elektrisches Signal in mechanische Bewegungen umwandeln. Ebenso können aber auch pneumatische Elemente, die individuell mehr oder weniger aufgepumpt werden können, verwendet werden.
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Weiterhin ist eine Erfassungseinheit E zur Erfassung von Eingaben des Fahrzeuginsassen vorgesehen. Für eine Ausführungsform wie oben erwähnt, bei der die Steuervorrichtung in vier vordefinierte Richtungen bewegt werden kann, kann die Ausrichtung der Steuervorrichtung z.B. durch vier einzelne elektrische Kontakte, optische Schalter oder Mikroschalter erfasst werden. Ein der erfassten Eingabe entsprechendes Signal wird Auswerte- und Steuereinheit A zur weiteren Verarbeitung zugeführt, beispielsweise zur Steuerung einer autonomen Antriebseinheit AA.
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Die autonome Antriebseinheit AA kann ein Lenksteuersystem zum Steuern des Lenkwinkels und ein Motorsteuergerät für die Drehmoment-Regelung des Motors des Fahrzeugs umfassen. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug einen oder mehrere Sensoren, die Informationen über das aktuelle Umfeld des Fahrzeugs liefern und damit eine Überprüfung ermöglichen, ob eine durch den Fahrzeuginsassen gegebene Anweisung bei den gegenwärtigen Umfeldbedingungen ausführbar ist.
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8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen einer Rückmeldung an einen Fahrzeuginsassen.
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In einem ersten Verfahrensschritt 1 wird eine Eingabe eines Fahrzeuginsassen, beispielsweise durch eine Verschiebung des haptischen Ein-/Ausgabegerät erfasst. In einem darauffolgenden Verfahrensschritt 2 wird die Eingabe dann ausgewertet, um eine Anweisung an das Fahrzeug zu ermitteln. Im Anschluss wird dann diese Anweisung darauf hin überprüft, ob sie zum gegenwärtigen Zeitpunkt durch das Fahrzeug ausgeführt werden kann. So kann beispielsweise eine Anweisung für einen Spurwechsel oder eine Beschleunigung des Fahrzeugs davon abhängen, ob die Nebenspur oder die aktuelle Fahrspur gegenwärtig frei ist. Hierbei kann zunächst auch erst einmal ermittelt werden, von welchem Fahrzeuginsassen die Eingabe erfolgt ist und ob dieser Fahrzeuginsasse überhaupt dazu befugt ist, Anweisung an das Fahrzeug zu geben. In Verfahrensschritt 3 erfolgt dann durch die Verformung der verformbaren Oberfläche des haptischen Ein-/Ausgabegerät eine haptische Rückmeldung. Diese kann insbesondere zu einer vorher eingegebenen Anweisung des Fahrzeuginsassen an diesen ausgegeben werden. Ebenso ist aber auch eine haptische Rückmeldung ohne vorherige Eingabe durch den Fahrzeuginsassen möglich.
