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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Komponenten, welche jeweils mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtung verbunden sind, so dass ein Benutzer des Fahrzeuges über eine bestimmte Funktion der Komponente beim Betrieb des Kraftfahrzeuges informiert werden kann.
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Kraftfahrzeuge weisen seit langem diverse Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen auf, welche einen Benutzer über die Funktion bestimmter Komponenten des Kraftfahrzeuges informieren. Beispiele hierfür sind Leuchten in einer bestimmten Farbe (z.B. blau für Fernlicht, grün für Blinklicht), um den Benutzer bzw. Fahrzeuglenker über den Zustand einer bestimmten Komponente zu informieren.
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Fahrzeuge werden immer komplexer und die Anzahl bestimmter Betriebssituationen nimmt zu, für welche es ein bestimmtes Signal bzw. eine bestimmte Signalkombination an einer Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtung gibt.
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Eine Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtung ist jede Einrichtung, welche einen menschlichen Sinn zur Wahrnehmung eines bestimmten Signales über einen Zustand einer Komponente eines Fahrzeuges anspricht. Die Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen können optische Signalelemente (Leuchten, insbesondere LEDs, und Bildschirme zur Darstellung bestimmter grafischer Darstellungen), akustische Signalelemente, wie zum Beispiel ein spezieller Signaltongeber für Blinkergeräusche, Abstandspiepser oder eines Lautsprechers mit entsprechender Ansteuereinrichtung zum Ausgeben unterschiedlichster Warnsignale, beispielsweise zum Anlegen des Sicherheitsgurtes, zur Warnung, dass das Licht eingeschaltet ist, oder zur Warnung, dass ein Bremsvorgang eingeleitet werden soll oder haptische Signalgeber, welche beispielsweise ein Vibrieren des Lenkrades erzeugen, umfassen.
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Die Grundfunktionen eines Kraftfahrzeuges sollten einem jeden Fahrzeuglenker bekannt sein. Die Betätigung der Grundfunktionen und die damit in Verbindung stehenden Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen sind im Wesentlichen gleich oder zumindest sehr ähnlich in unterschiedlichen Fahrzeugen ausgebildet, so dass deren Betätigung normalerweise keine Probleme bereiten.
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Es gibt jedoch eine Vielzahl von Zusatzfunktionen, welche der Sicherheit dienen können oder auch das Fahren annehmlicher machen, bei deren Betätigung entsprechende Signale mittels einer Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtung ausgegeben werden, die dem durchschnittlichen Fahrzeuglenker nicht immer bekannt sind.
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In der Gebrauchsanleitung müssen alle diese Funktionen in verständlicher Weise beschrieben sein. Jedoch umfassen Gebrauchsanleitungen von modernen Fahrzeugen mittlerweile mehrere hundert Seiten, so dass sie von den Fahrzeuglenkern nicht oder zumindest nicht vollständig gelesen werden.
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Es gibt auch im Fahrzeug integrierte Betriebsanleitungen, welche über einen im Fahrzeug vorgesehenen Bildschirm angezeigt werden können. Hierbei wird in der Regel ein Text am Bildschirm dargestellt, der mit einem paar erläuternden Piktogrammen versehen sein kann.
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In der Bedienungsanleitung sind die einzelnen Funktionen abstrakt beschrieben. Diese Abstraktion macht es vielen Nutzern des Fahrzeuges schwierig, die Bedienungsanleitung zu verstehen und sich die Vielzahl von Signalen zu merken, welche die Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen ausgeben können.
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Oftmals werden die Signale der Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen nur in sehr speziellen Betriebssituationen ausgegeben, die für den Fahrzeuglenker ungewohnt sind. Da sich das Kraftfahrzeug in diesen Betriebssituationen in der Regel fortbewegt und sich der Fahrzeuglenker auf die Fahrbahn und den Straßenverkehr konzentrieren muss, kann er sich nicht näher mit dem für ihn neuen Signal auseinandersetzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug derart auszubilden, dass ein Benutzer einfach die unterschiedlichen Funktionen des Kraftfahrzeuges kennenlernen kann, so dass der Benutzer sie sich auch merken und in einer entsprechenden Betriebssituation erkennen kann.
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Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug sind eine Vielzahl von Komponenten des Kraftfahrzeuges jeweils mit zumindest einer Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtung verbunden, so dass ein Benutzer des Kraftfahrzeuges über eine bestimmte Funktion bzw. über einen bestimmten Zustand der Komponente beim Betrieb des Kraftfahrzeuges durch Ausgabe eines Signals durch die Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtung informiert werden kann, und eine Simulationseinrichtung, mit welcher bestimmte Betriebssituationen des Fahrzeuges bei stillstehendem Fahrzeug simulierbar sind, indem das bzw. die für die jeweilige Betriebssituation charakteristische bzw. charakteristischen Signale von den Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen in entsprechender Weise ausgegeben werden.
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Hierdurch kann ein Nutzer des Kraftfahrzeuges im Stillstand des Kraftfahrzeuges die Signale der Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen direkt wahrnehmen. Durch eine derartige unmittelbare Wahrnehmung der Signale prägen sie sich wesentlich besser ein als wenn sie lediglich in abstrahierter Form in einer Betriebsanleitung mit einem Text beschrieben werden. Bei optischen Signalen sieht der Benutzer, wo diese Signale im Kraftfahrzeug erscheinen, so dass er beim Eintritt der entsprechenden Betriebssituation sie wieder leicht auffinden kann. Haptische Signale kann der Benutzer wahrnehmen und so von anderen haptischen Erscheinungen während des Betriebs des Kraftfahrzeuges unterscheiden.
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Hierbei können insbesondere Betriebssituationen des Kraftfahrzeuges simuliert werden, die nur während Fahrsituationen auftreten.
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Da die Betriebssituationen bei stillstehendem Kraftfahrzeug simuliert werden, besteht keinerlei Gefahr. Da das Kraftfahrzeug ein fahrtüchtiges Kraftfahrzeug ist, sind alle Bedienelemente real, so dass eine sehr realistische Simulation der einzelnen Betriebssituationen möglich ist.
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Die Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtung kann eine oder mehrere der folgenden Einrichtungen umfassen:
- - eine oder mehrere Anzeigeeinrichtungen zum Ausgeben eines Bildsignals, das für die jeweilige Komponente spezifisch ist,
- - eine Audioausgabeeinrichtung zum Ausgeben eines akustischen Signals, das für die jeweilige Komponente spezifisch ist,
- - einen haptischen Signalgeber zum Ausgeben eines haptischen Signals, das für die jeweilige Komponente spezifische ist, und/oder
- - einen Aktuator, um einen Teil der Komponente zu betätigen.
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Die Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben eines akustischen Signals kann ein bestimmtes Audiosignal (z.B. Ton, Melodie, Geräusch) ausgeben, das für die jeweilige Komponente spezifisch ist, oder ein Sprachsignal ausgeben (= Sprachausgabe). Das Sprachsignal kann synthetisch erzeugt werden, indem ein Text maschinell in ein Sprachsignal umgesetzt wird, oder kann vorab von einer natürlichen Person oder einer Maschine erzeugt sein und aufgezeichnet werden, wobei dann das aufgezeichnete Signal wiedergegeben wird.
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Eine Anzeigeeinrichtung zum Ausgeben eines Bildsignals kann ein Bildschirm sein. Der Bildschirm ist beispielsweise am Armaturenbrett angeordnet. Mittlerweile ist es auch üblich, in einem Fahrzeug mehrere Bildschirme vorzusehen, die an unterschiedlichen Stellen vorgesehen sein können. Eine solche Anzeigeeinrichtung kann auch eine Leuchte sein, welche beispielsweise in einer Betätigungstaste integriert ist. Diese Leuchte kann zum Leuchten in einer von mehreren Farben und/oder zur Darstellung eines oder mehrerer Piktogramme ausgebildet sein.
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Die Audioausgabeeinrichtung umfasst in der Regel eine Signalerzeugungseinrichtung, welche an einem oder mehreren im Kraftfahrzeug integrierter Lautsprecher gekoppelt ist, um über den bzw. die Lautsprecher ein bestimmtes akustisches Signal auszugeben.
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Das Kraftfahrzeug kann unterschiedliche haptische Signalgeber umfassen. So kann das Lenkrad oder ein Fahrpedal mit einer Vibrationseinrichtung versehen sein, wobei ein solches Vibrationssignal in der Regel ein Warnsignal darstellt, beispielsweise für ein Verlassen der Fahrspur oder für eine Geschwindigkeitsüberschreitung. Ein Gurtstraffer zum Straffen eines Sicherheitsgurtes vor einer Notsituation ist ein weiterer haptischer Signalgeber. Weiterhin ist es bekannt, bei der Gefahr eines Auffahrunfalles einen Sitz des Kraftfahrzeuges automatisch ein Stück zurück zu verschieben, was von dem Fahrzeuglenker auch als Warnsignal wahrgenommen wird. Ein Fahrersitz kann mit einer Vibrationseinrichtung versehen sein, welche vibriert, wenn ein bestimmter Müdigkeitszustand des Fahrzeuglenkers erkannt wird.
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Die Simulationseinrichtung kann auch derart ausgebildet sein, dass mehrere unterschiedliche Signale zur Simulation einer bestimmten Betriebssituation ausgegeben werden. Warnungen werden oftmals gleichzeitig durch ein Bildsignal und ein akustisches Signal ausgegeben. Diese mehreren unterschiedlichen Signale können gleichzeitig ausgegeben werden oder es kann auch eine vorbestimmte Abfolge von Signalen zur Simulation einer bestimmten Betriebssituation ausgegeben werden. Hierbei können bestimmte Signalfolgen in einem Zeitraffer wiedergegeben werden, wie zum Beispiel der Ladevorgang eines Elektrofahrzeuges, welcher mehrere Stunden betragen kann. Dieser kann beispielsweise innerhalb eines kurzen Zeitintervalls von beispielsweise fünf Sekunden bis einer Minute simuliert werden, indem aufeinanderfolgend Bildsignale zur Darstellung von unterschiedlichen Ladezuständen angezeigt werden.
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Das Kraftfahrzeug kann einen Datenspeicher aufweisen, in dem Erläuterungen zu den Komponenten gespeichert sind, und mit Auswahlmittel versehen sein, mit welchen bestimmte Erläuterungen für eine Ausgabe mittels einer Ausgabeeinrichtung auswählbar sind. Die Auswahlmittel sind derart ausgebildet, dass bei der Auswahl einer Erläuterung zu einer bestimmten Komponente Mittel zum Aufrufen einer Simulation der Betriebssituation dieser Komponente bereitgestellt werden. Diese Mittel können beispielsweise ein Bereich eines berührungsempfindlichen Bildschirmes sein, bei dessen Berührung die Simulation ausgelöst wird. Gleichermaßen kann mittels einer Cursor-Steuereinrichtung ein Cursor auf einem Bildschirm zu einer bestimmten Stelle bewegt werden, wobei dann durch eine Betätigungstaste die Simulation ausgelöst wird. Hierbei kann gleichzeitig am Bildschirm die Erläuterung der jeweiligen Komponente dargestellt werden, so dass ein Benutzer einerseits die Erläuterung der Komponente lesen kann und andererseits durch Betätigung der Mittel zum Auslösen der Simulation die Simulation der entsprechenden Signale der Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen initiiert.
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Die Erläuterungen der jeweiligen Komponenten können auch mittels Sprachausgabe ausgegeben werden.
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Mit anderen Worten bedeutet dies, dass mit der Betriebsanleitung die Erläuterung zu einer bestimmten Komponente des Kraftfahrzeuges auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt oder mittels Sprachausgabe ausgegeben werden und gleichzeitig ein Betätigungsmittel bereitgestellt wird, um die Simulation einer Betriebssituation durchzuführen, bei der diese Komponente eine Rolle spielen.
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Die Simulationseinrichtung kann an einer Prozessoreinrichtung ausgebildet sein, welche unabhängig von Steuerprozessoreinrichtungen ist, welche die einzelnen Komponenten steuern. Diese Prozessoreinrichtung kann bspw. vorgesehen sein, um eine Betriebsanleitung in elektronischer Form im Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen. Die Simulationseinrichtung kann dann zur Simulation bestimmter Betriebssituationen des Fahrzeuges unabhängig von den sonstigen Steuerprozessoreinrichtungen Signale zum Ansprechen der entsprechenden Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen erzeugen und an die Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen übermitteln. Eine solche Ausgestaltung der Simulationseinrichtung ist dann zweckmäßig, wenn in einem Kraftfahrzeug viele unterschiedliche Steuerprozessoreinrichtungen zum Steuern der unterschiedlichen Komponenten vorgesehen sind, die individuell mit den Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen verbunden sind. Die Simulationseinrichtung wirkt somit nicht auf die einzelnen Komponenten bzw. deren Steuerprozessoreinrichtungen ein, um die entsprechenden Signale an den Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen auszulösen, sondern löst diese Signale direkt an den entsprechenden Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen aus. Die Verbindung zwischen der Simulationseinrichtung und den Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen erfolgt vorzugsweise über ein Datennetzwerk, insbesondere einem Datenbus, wie zum Beispiel dem CAN-Bus. An dieses Datennetzwerk bzw. an diesen Datenbus können auch die Steuerprozessoreinrichtungen der einzelnen Komponenten angeschlossen sein.
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Das Kraftfahrzeug kann jedoch auch eine zentrale Steuerprozessoreinrichtung aufweisen, die alle Komponenten direkt ansteuert. Bei einer solchen Ausführungsform ist die Simulationseinrichtung ein weiteres Softwaremodul, das auf der zentralen Steuereinrichtung ausgeführt wird.
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Das Kraftfahrzeug kann in der Fahrgastzelle eine Beleuchtungseinrichtung aufweisen, welche zum Beleuchten unterschiedlicher Bereiche der Fahrgastzelle ausgebildet ist. Die Simulationseinrichtung kann dann derart ausgebildet sein, dass bei einer Simulation einer bestimmten Betriebssituation bestimmte Funktionselemente mit dieser Beleuchtungseinrichtung ausgeleuchtet werden, wobei die bestimmten Funktionselemente in Zusammenhang mit der bestimmten Betriebssituation bzw. der Komponente stehen, die bei dieser Betriebssituation eine Rolle spielen. Die Innenbeleuchtung einer Fahrgastzelle wird heutzutage oftmals mit einer Vielzahl von Leuchtdioden realisiert. Die Leuchtdioden sind in der Regel derart angeordnet, dass unterschiedliche Bereiche gezielt in unterschiedlicher Helligkeit ausgeleuchtet werden können, um eine bestimmte Atmosphäre zu erzeugen und auch während der Fahrt in der Nacht die Fahrgastzelle auszuleuchten, ohne dass sich die Beleuchtungseinrichtung im Fenster, insbesondere in der Windschutzscheibe spiegelt oder die Sicht nach außen behindert. Bestehende Beleuchtungseinrichtungen können von der Simulationseinrichtung derart angesteuert werden, dass lediglich die Bereiche ausgeleuchtet werden, in denen Funktionselemente die für die zu simulierende Betriebssituation relevant sind, angeordnet sind, wie beispielsweise Betätigungstasten, welche zu betätigen sind, um eine bestimmte Komponente des Fahrzeuges, deren Funktion in der zu simulierenden Betriebssituation simuliert werden soll. Es kann auch zweckmäßig sein, einige weitere Beleuchtungselemente, insbesondere Leuchtdioden mit entsprechenden optischen Vorsatzelementen vorzusehen, um gezielt diese Bereiche individuell ausleuchten zu können. Hierdurch kann ein Benutzer bei der Simulation einer bestimmten Betriebssituation durch die Ausleuchtung auf den Bereich der Fahrgastzelle aufmerksam gemacht werden, in dem für die Betriebssituation relevante Funktionselemente angeordnet sind, wie zum Beispiel solche Betätigungstasten.
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Die Simulationseinrichtung kann auch derart ausgebildet sein, dass während der Simulation einer bestimmten Betriebssituation ein der Betriebssituation entsprechendes stehendes Bild oder ein der Betriebssituation entsprechender Film auf zumindest eine Scheibe projiziert wird, wobei der Film insbesondere eine Fahrsituation zeigt, die der Betriebssituation entspricht. Hierdurch kann bei stillstehendem Fahrzeug eine Fahrsituation simuliert werden, bei welcher auch weitere Verkehrsteilnehmer dargestellt werden können. Hierdurch wird die Simulation der Betriebssituation noch realistischer. Eine solche Projektion kann beispielsweise mit einem Head-up-Display durchgeführt werden. Für eine solche Simulation kann es zweckmäßig sein, den Projektionsbereich eines solchen Head-up-Displays zu vergrößern, so dass beispielsweise zumindest 50 % und insbesondere zumindest 70 % der Frontscheibe zum Projizieren des Bildes bzw. des Filmes verwendet werden.
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An Stelle eines Head-up-displays kann auch eine augmented Reality-Brille vorgesehen sein, die mit einer Datenverbindung an die Simulationseinrichtung gekoppelt ist.
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Mit der Simulation können einzelne Signale oder Gruppen von bestimmten Signalen der Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen in simulierten Betriebssituationen wiedergegeben werden. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, das Fahrzeug als einen Fahrsimulator zu verwenden, in dem alle oder zumindest viele Funktionen realitätsnah in einer länger andauernden Fahrsimulation erfahren werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch:
- 1 in einem Blockschaltbild Komponenten eines Kraftfahrzeuges und ein Datennetzwerk zum Verbinden dieser Komponenten mit Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen.
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Ein Kraftfahrzeug besitzt ein Datennetzwerk 1, das eine Vielzahl von Komponenten verbindet.
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Komponenten im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung sind Teile des Kraftfahrzeuges, die eine bestimmte Funktion ausführen, welche für eine bestimmte Betriebssituation des Kraftfahrzeuges von Bedeutung sind. In einer bestimmten Betriebssituation sind meistens eine Vielzahl von Komponenten aktiv, die unterschiedliche Funktionen ausführen.
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Die Komponenten können am Datennetzwerk direkt mittels eines Netzwerkadapters 2 angeschlossen sein, welcher die für die jeweiligen Komponenten relevanten Steuernachrichten empfängt und in entsprechende Steuersignale umsetzt. In 1 sind beispielhaft zwei Fernlichtscheinwerfer 3 mit ihren entsprechenden Netzwerkadaptern 2 gezeigt.
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Die Komponenten können jedoch auch mittels Steuerprozessoreinrichtungen 4 mit dem Datennetzwerk 1 verbunden sein. Solche Steuerprozessoreinrichtungen können selbsttätig komplexe Steuer- und Regelaufgaben übernehmen, wie zum Beispiel die Motorsteuerung einer Brennkraftmaschine, ein Fahrassistenzsystem zum autonomen Fahren, ein Fahrstabilitätssystem, ein Klimatisierungssystem zum Klimatisieren der Fahrgastzelle oder ein Ladesystem zum Steuern des Ladevorganges einer Batterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges. Die Prozessorsteuereinrichtungen 4 können über Sub-Datennetzwerke 5 mit den Komponenten 6 verbunden sein, welche sie steuern.
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In der Fahrgastzelle gibt es diverse Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen, welche Signale ausgeben, um den Fahrzeuglenker über die Funktionsweise bzw. den Betriebszustand bestimmter Komponenten des Kraftfahrzeuges zu informieren. Die Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen umfassen beispielsweise einen Bildschirm 7, einen Lautsprecher 8 und diverse Signalleuchten 9. Diese Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen sind wiederum über Netzwerkadapter 2 mit dem Datennetzwerk 1 verbunden, um so die an sie adressierten Nachrichten über das Datennetzwerk 1 empfangen zu können.
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Das Kraftfahrzeug kann einen oder mehrere Bildschirme 7 aufweisen. Fast alle Kraftfahrzeuge besitzen unmittelbar hinter dem Lenkrad diverse Anzeigeeinrichtungen, wie zum Beispiel Zeiger-Anzeigeeinrichtungen zum Darstellen der Geschwindigkeit oder der Drehzahl einer Brennkraftmaschine und diverse Leuchtelemente zum Darstellen unterschiedlicher Signale. Diese Kombination mehrerer Anzeigeeinrichtungen wird auch als Kombiinstrument bezeichnet. Anstelle mehrerer einzelner Anzeigeeinrichtungen wird zunehmend ein Bildschirm verwendet, auf den die einzelnen Anzeigeeinrichtungen durch entsprechende Bilder dargestellt werden. Da ein solcher Bildschirm und ein Kombiinstrument zum Darstellen der gleichen Inhalte dienen, wird im Folgenden mit dem Begriff „Bildschirm“ auch ein derartiges Kombiinstrument bezeichnet, falls dies nicht explizit ausgenommen wird.
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Weiterhin kann das Lenkrad 10 des Kraftfahrzeuges mit einer Vibrationseinrichtung 11 versehen sein, welche einen integrierten Netzwerkadapter aufweist und unmittelbar am Datennetzwerk 1 angeschlossen ist.
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Ein Head-up-Display 12 ist mittels eines weiteren Netzwerkadapters 2 am Datennetzwerk 1 angeschlossen. Das Head-up-Display 12 ist derart ausgebildet, dass großflächig auf die Windschutzscheibe ein Bild bzw. ein Film projiziert werden kann.
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Ein elektronisches Bedienungsanleitungssystem 13 mit integriertem Netzwerkadapter ist unmittelbar am Datennetzwerk 1 angeschlossen. Das Bedienungsanleitungssystem 13 weist eine Simulationseinrichtung 14 auf. Weiterhin ist das Bedienungsanleitungssystem 13 mit einem Datenspeicher 15 verbunden, in dem eine Bedienungsanleitung des Kraftfahrzeuges abgespeichert ist. Diese Bedienungsanleitung umfasst Erläuterungen zu den einzelnen Komponenten des Kraftfahrzeuges und deren Funktionen. Das Bedienungsanleitungssystem 13 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine separate Prozessoreinrichtung auf. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass das Bedienungsanleitungssystem auf einer zentralen Steuereinrichtung und/oder einer weiteren Prozessoreinrichtung, welche zum Ausführen bestimmter weiterer Funktionen vorgesehen ist, ausgebildet ist. Die Simulationseinrichtung 14 ist ein Softwaremodul, das auf dem Bedienungsanleitungssystem 13 gespeichert und ausführbar ist.
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Weiterhin weist das Kraftfahrzeug eine oder mehrere Eingabeeinrichtungen 16 auf, mit welcher der Benutzer Eingaben ausführen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als Eingabeeinrichtung 16 ein Dreh-/Druckknopf vorgesehen, mit dem ein Curser und/oder vorbestimmte Menü-Elemente am Bildschirm 7 angesteuert werden können und durch Drücken des Dreh-/Druckknopfes diese ausgelöst werden können. Der Bildschirm 7 kann als berührungsempfindlicher Bildschirm ausgebildet sein, so dass der Bildschirm 7 eine weitere Eingabeeinrichtung 16 darstellt.
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Mit der Eingabeeinrichtung 16 kann der Benutzer das Bedienungsanleitungssystem 13 betätigen und einen bestimmten Abschnitt bzw. ein bestimmtes Kapitel auswählen, das dann auf dem Bildschirm 7 dargestellt wird. Dies ist selbstverständlich nur bei stehendem Fahrzeug möglich, da die einzelnen Abschnitte bzw. Kapitel der Bedienungsanleitung viel Text umfassen, der bei fahrendem Fahrzeug nicht gelesen werden kann. Das Bedienungsanleitungssystem 13 ist deshalb über das Datennetzwerk 1 mit einer Prozessorsteuereinrichtung 4 verbunden, über welche die Fahrzustände erfasst werden, so dass vor Inbetriebnahme geprüft werden kann, dass das Kraftfahrzeug tatsächlich stillsteht. Geeignete Parameter, die einen solchen Fahrzustand beschreiben, sind die Geschwindigkeit, die Zustandswerte eines Antriebsmotors und/oder die Zustandswerte der Bremsen.
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Der Benutzer kann mittels der Eingabeeinrichtung 16 bestimmte Abschnitte oder Kapitel der Bedienungsanleitung auswählen und diese vom Bedienungsanleitungssystem 13 am Bildschirm 7 anzeigen lassen.
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Das Bedienungsanleitungssystem 13 ist so ausgebildet, dass zu vielen Abschnitten der Bedienungsanleitung eine Simulation der jeweiligen Betriebssituation möglich ist, wobei ein entsprechendes Eingabeelement aktiv geschaltet wird. Das Eingabeelement kann ein Abschnitt auf dem Bildschirm 7 sein, der mit der Eingabeeinrichtung 16 angesteuert und ausgelöst werden kann oder es kann eine separate Betätigungstaste sein. Die Simulation einer bestimmten Betriebssituation kann auch durch dauerhaftes Drücken einer bestimmten Betätigungstaste ausgelöst werden, wobei die Betätigungszeit beispielsweise zumindest 5 s beträgt. Hiermit kann eine Simulation einer Betriebssituation ausgelöst werden, bei welcher die Taste eine Funktion ansteuert, die bei dieser Betriebssituation eine Rolle spielt. Das Auslösen einer Simulation durch Betätigen einer Funktionstaste für eine vorbestimmte Dauer ist an den Stillstand des Kraftfahrzeuges gekoppelt. Die Simulationseinrichtung ist so ausgebildet, dass sie bei fahrendem Fahrzeug inaktiv ist und auch eine dauerhafte Betätigung einer bestimmten Betätigungstaste kann dann keine entsprechende Simulation auslösen.
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Wird eine Simulation einer bestimmten Betriebssituation ausgelöst, dann werden von der Simulationseinrichtung 14 Nachrichten an die Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen über das Datennetzwerk 1 übermittelt, welche die entsprechenden Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen derart ansteuern, dass sie die bei dieser Betriebssituation auszugebenden Signale erzeugen. Hierdurch kann ein Benutzer des Kraftfahrzeuges im Stillstand beim Lesen der Betriebsanleitung gleichzeitig erfahren, welche Signale bei bestimmten Betriebssituationen von den Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen abgegeben werden. Gleichzeitig kann auch mittels des Head-up-Displays 12 eine bestimmte Fahrsituation durch ein Standbild oder einen Film an der Frontscheibe simuliert werden. Gleichzeitig oder alternativ können auch entsprechende Geräusche (z.B. Motorgeräusch, Fahrgeräusche, Geräusche, welche bei der jeweiligen Betriebssituation auftreten) simuliert werden, welche über den Lautsprecher 8 ausgegeben werden.
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Nachfolgend wird beispielhaft die Simulation bestimmter Betriebssituation erläutert:
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Motorstart/-stopp
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Die Komponente „Motorsteuerung“ stellt bei einem vorübergehenden Anhalten des Kraftfahrzeuges eine Brennkraftmaschine ab, wenn das Kraftfahrzeug steht und das Gaspedal nicht betätigt wird. Bei Betätigung des Gaspedals oder Lösen der Bremse bzw. Reduktion der Kraft, mit der ein Bremspedal betätigt wird, wird die Brennkraftmaschine wieder in Betrieb genommen. Diese Funktion kann ausgeschaltet werden. Hierzu kann im Kraftfahrzeug eine separate Betätigungstaste vorgesehen sein oder dies kann über einen Menü-Punkt am Bildschirm 7 erfolgen. Befindet sich das Kraftfahrzeug in einer solchen vorübergehenden Haltephase, bei der die Brennkraftmaschine abgeschaltet ist, wird dies durch ein Symbol auf dem Bildschirm 7 dargestellt.
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Bei Ausführung der Simulation der Funktion Motorstart/-stopp wird ein Benutzer des Fahrzeuges aufgefordert, Gaspedal und Bremspedal wie in einer Fahrsituation, bei welcher angehalten werden muss, zu betätigen. Dies kann durch eine am Bildschirm 7 dargestellte Textnachricht oder durch eine über den Lautsprecher 8 ausgegebene Sprachnachricht an den Benutzer ausgegeben werden. Betätigt der Benutzer dann das Bremspedal und gibt das Gaspedal frei, erscheint am Bildschirm 7 ein Piktogramm, das das vorrübergehende Abschalten der Brennkraftmaschine anzeigt. Bei erneuter Betätigung des Gaspedals wird dieses Bildsignal abgeschaltet.
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Weist das Fahrzeug ein manuelles Getriebe auf, dann kann das Ein- und Ausschalten auch an bestimmte Betätigungszustände (Auskoppeln bzw. Einkoppeln eines Ganges) gekoppelt sein, wie es bei einem Motorstart/-stopp-Funktion üblich ist.
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Beim Betätigen des Gaspedals kann über den Lautsprecher von der Simulationseinrichtung 14 ein Motorgeräusch ausgegeben werden, dessen Intensität proportional zur Betätigung des Gaspedals ist.
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Weiterhin kann über das Head-up-Display 12 eine entsprechende Fahrsituation an der Windschutzscheibe dargestellt werden.
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Durch die Ausgabe des Motorgeräusches und/oder der bildlichen Darstellung der Fahrsituation auf der Windschutzscheibe wird die Simulation sehr realistisch und intuitiv für den Benutzer. Diese Simulation erfolgt ausschließlich bei stillstehendem Fahrzeug. Der Benutzer kann sich somit mit dieser Funktion vertraut machen. Er kann die entsprechenden Fahrsituationen proben, wobei er auch die Funktion Motorstart/-stopp ausschalten kann. Bei der Simulation können zusätzliche Signale der Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen ausgegeben werden, die in dieser Fahrsituation üblich sind. Dies sind beispielsweise Signale, die am Tachometer eine Geschwindigkeit und am Drehzahlmesser eine Drehzahl der Brennkraftmaschine darstellen, die der jeweiligen simulierten Fahrsituation entspricht.
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All diese Signale werden von der Simulationseinrichtung 14 erzeugt und über das Datennetzwerk 1 an die entsprechenden Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen zur Ausgabe übermittelt. Im Datenspeicher 15 können eine Vielzahl derartiger Simulationssignale hinterlegt sein, die bei Bedarf von der Simulationseinrichtung 14 aufgerufen und an die entsprechende Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen weitergeleitet werden.
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Die Simulationseinrichtung 14 ist auch derart ausgebildet, dass sie digitale Steuernachrichten, wie zum Beispiel Steuernachrichten, welche von einer Bremspedaleinrichtung oder einer Gaspedaleinrichtung erzeugt und über das Datennetzwerk 1 an die entsprechenden Prozessorsteuereinrichtungen 4 übermittelt werden, lesen und hierauf entsprechend reagieren.
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Bei den unten näher erläuterten Betriebssituationen, bei welchen ein Fahrzustand des Kraftfahrzeuges simuliert wird, kann ein Motorgeräusch ausgegeben und/oder auf der Frontscheibe eine Fahrsituation dargestellt werden, ohne dass dies im Folgenden im Einzelnen erläutert wird. Eine solche optionale Simulation des Motorgeräusches und/oder von Fahrgeräuschen und/oder der bildlichen Darstellung der Fahrsituation machen die Simulation sehr realistisch, wodurch ein Benutzer einfach und intuitiv die jeweilige Funktion des Kraftfahrzeuges proben und lernen kann.
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Auch wird im Folgenden nicht jedes Mal darauf hingewiesen, dass der Benutzer durch Ausgabe einer Text- und/oder Sprachnachricht aufgefordert werden kann, eine bestimmte Fahrsituation zu simulieren.
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Ladeanzeige Elektroantrieb
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Besitzt das Auto einen Elektroantrieb, dann kann es auch eine große Batterie besitzen, welche extern geladen werden kann. Der Ladevorgang wird am Bildschirm 7 beispielsweise mittels eines Ladebalkens dargestellt, der abschnittsweise ja nach Ladezustand seine Farbe verändert. Der Ladevorgang dauert je nach zur Verfügung stehenden Stromquelle einige 10 Minuten bis zu mehreren Stunden. Wenn die Batterie fast vollständig entladen ist oder fast vollständig geladen ist, dann ist der Ladevorgang wesentlich langsamer als bei einer mittleren Beladung der Batterie. Diese unterschiedlichen Ladesituationen können simuliert werden, wobei sich die Anzeige am Bildschirm 7 mit der Zeit verändert, d.h. im vorliegenden Fall, dass der mit dem Ladebalken angezeigte Ladezustand allmählich zunimmt. Bei einem solch lang andauernden Prozess kann es zweckmäßig sein, die Simulation zeitlich zu raffen, wobei dann dem Benutzer vorzugsweise entweder eine zusätzliche Zeitanzeige angezeigt wird, die die Zeitdauer des Ladezustands darstellt und/oder eine bei einer im Fahrzeug befindlichen Uhr zur Simulation die Zeitanzeige entsprechend schnell verändert wird.
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Mit anderen Worten kann man hier in kurzer Zeit einen animierten Ablauf eines länger andauernden Prozesses nachverfolgen.
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Die hier involvierte Fahrzeugkomponente ist eine Ladesteuereinrichtung, die den Ladevorgang der Batterie für den Elektroantrieb steuert und regelt.
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eBOOST
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Hybridfahrzeuge, welche sowohl eine Brennkraftmaschine als auch einen Elektroantrieb besitzen, weisen eine eBOOST-Funktion auf, die im Fahrbetrieb von der Komponente Hybridfahrbetriebssteuerung ausgeführt werden kann. Bei der eBOOST-Funktion wird ein Fahrbetrieb mit einer Brennkraftmaschine zusätzlich durch den Elektroantrieb unterstützt. Dies ist vor allem in Beschleunigungssituationen zweckmäßig, wie zum Beispiel beim Überholen eines anderen Fahrzeuges auf einer Landstraße. Ist die eBOOST-Funktion aktiv, dann wird dies auf dem Bildschirm 7 durch ein entsprechendes Piktogramm und/oder eines bestimmten farblichen Hintergrundes eines bestimmten Bereiches des Bildschirmes dargestellt. Dieser bestimmte Bereich kann insbesondere ein dargestellter Tachometer und/oder eine dargestellte Drehzahlangabe der Brennkraftmaschine sein.
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Die Simulation kann unabhängig von der Fahrsituation lediglich die veränderten Signale der Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen ausgeben, so dass sich ein Benutzer des Kraftfahrzeuges mit diesen Signalen vertraut machen kann und er dann im späteren realen Fahrzustand sofort erkennt, dass sich das Fahrzeug in einem eBOOST-Modus befindet oder die Simulation kann, wie es oben erläutert ist, in Verbindung mit einer Simulation der Fahrsituation durch Betätigen der entsprechenden Betätigungselemente des Kraftfahrzeuges (Gaspedal, Bremspedal, etc.) und/oder Ausgabe von Motor- und/oder Fahrgeräuschen und/oder durch Ausgabe einer bildlichen Simulation der Fahrsituation auf der Frontscheibe simuliert werden.
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Eine Simulation ohne Fahrsituation und eine Simulation mit Fahrsituation ist bei allen Betriebssituationen möglich, welche grundsätzlich bei einer Fahrsituation auftreten. Die Simulation ohne Fahrsituation wird im Folgenden auch als einfache Simulation bezeichnet.
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Anzeige unterschiedlicher Betriebszustände
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Die Anzeige unterschiedlicher Betriebszustände kann auch simuliert werden, wie zum Beispiel die einer Motorkontrollleuchte, Anzeige der Motortemperatur, Anzeige des Motoröls, Anzeige vom Füllzustand eines AdBlue-Tanks und Anzeige der Kraftstoffreserve. Diese einzelnen Anzeigen können mit einer einfachen Simulation oder in einer Simulation in einem Fahrzustand simuliert werden. Bei der Simulation können Empfehlungen ausgegeben werden, was in einer solchen Situation zu tun ist. Diese Empfehlungen können als Textnachricht und/oder Sprachnachricht ausgegeben werden. Hierdurch kann ein Benutzer unterschiedliche Betriebssituationen und Fehlzustände des Kraftfahrzeuges vorab erproben.
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Fahrmodus
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Kraftfahrzeuge weisen manchmal unterschiedliche Fahrmodi auf, welche beispielsweise als Sport, Eco und Ecoplus bezeichnet werden, wobei im Sport-Modus die Fahrzeugeinstellungen so optimiert sind, dass das Fahrzeug schnell beschleunigt und mit hoher Geschwindigkeit enge Kurven bewältigen kann, wohingegen in den Fahr-Modi Eco und Ecoplus die Einstellungen des Fahrzeuges so optimiert sind, dass es möglichst wenig Kraftstoff verbraucht und/oder ein möglichst ruhiges und angenehmes Fahren auf unterschiedlichem Untergrund erlaubt. Die einzelnen Fahr-Modi werden durch unterschiedliche Bildsignale an dem bzw. den Bildschirmen 7 angezeigt. Insbesondere werden die Hintergrundfarben in den einzelnen Fahr-Modi unterschiedlich eingestellt.
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Bei einer Simulation im Fahrzustand kann die unterschiedliche Geräuschentwicklung in den einzelnen Fahr-Modi simuliert werden. Besitzt das Kraftfahrzeug ein Fahrwerk, dessen Höhe sich je nach Fahr-Modi verändert, dann kann auch bei der Simulation das Fahrwerk in der entsprechenden Höhe eingestellt werden.
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Fahrassistenz und automatisiertes Fahren
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Es gibt unterschiedlichste Systeme, welche den Fahrzeuglenker beim Fahren automatisch unterstützen, wobei es auch für die unterschiedlichsten Systeme einen unterschiedlichen Grad der Automatisierung geben kann. Diese Systeme können sich in einem unterschiedlichen Aktivitätszustand befinden, wobei beispielsweise folgende vier Zustände unterschieden werden:
- - Aktiv bzw. regelnd
- - Stand-by
- - Deaktiviert
- - Degradiert.
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Im aktiven bzw. regelnden Zustand ist das Fahrassistenzsystem aktiv und unterstützt den Fahrer beim Führen des Fahrzeuges und greift regelnd in das Steuern bestimmter Komponenten, wie zum Beispiel des Lenkrades, des Antriebsmotors, der Bremsen und dergleichen ein.
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Im Stand-by-Modus ist das Fahrassistenzsystem bereit aktiviert zu werden, jedoch der Fahrzeuglenker steuert selbst den entsprechenden Fahrzustand, so dass das Fahrassistenzsystem nicht regelnd eingreift. Weist das Fahrzeug beispielsweise einen adaptiven Tempomat auf, dann kann eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit eingestellt sein. Solange der Fahrzeuglenker selbst das Gaspedal betätigt, wird der Tempomat nicht aktiv. Ab dem Moment, an dem der Fahrzeuglenker das Gaspedal freigibt, übernimmt bspw. das Fahrassistenzsystem „adaptiver Tempomat“ selbstständig die Regelung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Es geht somit automatisch vom Stand-by-Modus in den aktiven bzw. regelnden Modus über.
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Im deaktivierten Modus ist das Fahrassistenzsystem ausgeschaltet. Im degradierten Modus ist das Fahrassistenzsystem ähnlich wie im Stand-by-Modus bereit regelnd einzugreifen, jedoch kann es dies nicht, da bestimmte selbsttätig erfasste Zustände ein Regeln durch das Fahrassistenzsystem untersagen. Zum Beispiel dürfen bestimmte Fahrassistenzsysteme nicht in einem Tunnel verwendet werden. Wird das Einfahren in einen Tunnel erkannt, wird das Fahrassistenzsystem vorübergehend deaktiviert, was als degradiert bezeichnet wird.
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Die vier unterschiedlichen Modi der Fahrassistenzsysteme werden in einer bestimmten Art und Weise am Fahrzeug dargestellt. Dies kann durch entsprechende Piktogramme erfolgen oder auch durch Wählen bestimmter Hintergrundfarben an bestimmten Bereichen des bzw. der Bildschirme 7. Sind die Fahrassistenzsysteme aktiv, dann werden diese Bereiche vorzugsweise mit der Hintergrundfarbe grün, im Stand-by-Modus in gelb, im deaktivierten Modus in rot und im degradierten Modus in grau dargestellt. Selbstverständlich ist auch eine andere Farbauswahl möglich.
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Bei den nachfolgend erläuterten Fahrassistenzsystemen wird bei der Simulation immer die Ausgabe der Bildsignale simuliert und falls vorhanden, die Ausgabe entsprechender akustischer Signale, insbesondere von Warntönen.
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Bei der Simulation einer Betriebssituation, bei der ein Nothalte-Assistenzsystem aktiv ist, wird die Warnblinkanlage eingeschaltet und die entsprechenden Warnblinkanlagen-Signale ausgegeben. Hierbei kann ein automatischer Telefonanruf über eine Notrufnummer simuliert und ein hierfür typisches virtuelles Gespräch ausgegeben werden, ohne dass an einer Notruf-Leitstelle direkt angerufen wird. Hierdurch erprobt der Fahrzeuglenker den Umgang seines Fahrzeuges in einem Notfall und erfährt die automatische Kommunikation mit einem Notruf-Leitsystem.
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Beim Fahrassistenzsystem „Ausweichassistenten“ wird der Fahrzeuglenker beim Ausweichen eines Hindernisses unterstützt. In der Simulation wird vorzugsweise ein entsprechendes Hindernis auf der Frontscheibe dargestellt und auf das Lenkrad werden entsprechende Lenkmomente ausgeübt, so dass das Kraftfahrzeug das Hindernis umfahren kann.
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Das Fahrassistenzsystem „Notbrems-Assistent“ unterstützt den Fahrzeuglenker bei einer Notbremsung, wenn beispielsweise zu wenig Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gehalten wird und dieses bremst. Hierbei werden spezielle bildliche und akustische Warnsignale ausgegeben, die nicht zu übersehen bzw. überhören sind. Weiterhin können in einer solchen Situation die Bremsen zu einem gewissen Grad betätigt werden, womit auch das Bremspedal ein Stück betätigt bzw. bewegt wird. Dies kann auch in der Simulation nachvollzogen werden.
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Bei dem Fahrassistenzsystem „Personenwarnung“ werden Warnungen ausgegeben, welche anzeigen, dass ein Fußgänger sich im Gefahrenbereich des Kraftfahrzeuges befindet. Diese Warnsignale können auch Informationen über den Ort des Fußgängers bezüglich zum Kraftfahrzeug aufweisen. Hierdurch kann der Fahrzeuglenker gezielt auf eine Gefahrenstelle aufmerksam gemacht werden. Bei der Simulation kann er somit erproben, wie er anhand der Warnsignale erfährt, wo sich der Fußgänger bezüglich des Fahrzeuges befindet und wie er hierauf reagieren kann. Hier kann mit der Simulation in der Art eines Fahrsimulators eine Ausweichsituation nachempfunden werden, indem ein oder mehrere Fußgänger auf der Frontscheibe dargestellt werden und die Lenkradunterstützung so gesteuert wird, dass der Fahrzeuglenker im Stand mit den gleichen oder ähnlichen Lenkkräften wie in der entsprechenden Fahrsituation lenken kann. Zusätzlich können Motor- und/oder Fahrgeräusche ausgegeben werden.
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Betriebssituationen, bei welchen die Fahrassistenzsysteme „Links-Abbiege-Warnung“ und „Querverkehr-Assistent“ aktiv sind, können simuliert werden, wobei weitere Verkehrsteilnehmer durch Anzeige an der Frontscheibe mittels des Head-up-Displays dargestellt werden können.
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Es gibt Fahrassistenzsysteme, welche Straßenschilder mittels einer externen Kamera selbsttätig erkennen können und dann entsprechende Signale ausgeben. Bspw. sind die Fahrassistenzsysteme „Wrong Way Assist“ und „Speed Limit Info“ solche, welche Verkehrsschilder automatisch erkennen. Hier können entsprechende Fahrsituation dargestellt werden, wobei die entsprechenden Verkehrsschilder in der Darstellung integriert sind.
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Die Fahrassistenzsysteme „Tempomat“ und „Adaptiver Tempomat“ können sowohl in einer einfachen Simulation als auch in einer Simulation mit Fahrzustand simuliert werden. Gleiches gilt für das Fahrassistenzsystem „Speed Limit Assist“, das entweder bildliche oder akustische Warnsignale bei zu hoher Geschwindigkeit ausgibt oder automatisch die Geschwindigkeit abregelt. Letzteres lässt sich gut bei einer Simulation mit Fahrzustand erproben.
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Mit dem Fahrassistenzsystem „Automated Maneuver Assistenz“ können bestimmte, gleichbleibende Parkvorgänge gespeichert werden, die dann bei Bedarf wiederholt werden. Das Speichern der Parkvorgänge kann durch Darstellen einer imaginären Umgebung mittels des Head-up-Displays simuliert werden, wobei der Benutzer des Kraftfahrzeuges eine Unterstützung zum Auffinden der Betätigungselemente durch Text- und Sprachnachrichten erhält, die zum Durchführen des Speichervorganges notwendig sind. So kann der Benutzer das Speichern eines solchen Parkvorganges einfach erlernen.
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Eine ähnliche Simulation kann für das Fahrassistenzsystem „Drive Recorder“ durchgeführt werden, bei dem bestimmte Fahrabschnitte gespeichert und dann wiederholt in der gleichen und/oder umgekehrten Fahrtrichtung automatisch ausgeführt werden können. Dies ist zum Beispiel zweckmäßig, wenn man vorwärts in eine enge Sackgasse hineinfährt, aus der man rückwärts wieder herausfahren muss. Das Rückwärtsfahren wird dann automatisch vom Fahrzeug selbsttätig ausgeführt. Hierzu werden die Fahrdaten der zuletzt gefahrenen Fahrstrecke abgerufen.
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Mit dem Fahrassistenzsystem „Totwinkel-Assistent“ wird der Fahrzeuglenker auf Objekte hingewiesen, die im Rückspiegel manchmal nur schwierig zu erkennen sind. Hierbei werden Objekte unabhängig von der tatsächlichen Sichtbarkeit im Spiegel angezeigt. Die Anzeige basiert auf einer potentiellen Kollisionsgefahr bei einem hypothetischen Fahrstreifenwechsel. Die Funktion zeigt bspw. die Belegung des Nachbarfahrstreifens neben/hinter dem eigenen Fahrzeug an oder wenn sich ein Fahrzeug schnell von hinten nähert. Weiterhin können entsprechende Warnsignale beispielsweise durch ein Leuchtelement, beispielsweise einer blinkenden Leuchtdiode im Spiegel, und/oder mittels der Vibrationseinrichtung 11 zum Vibrieren des Lenkrades erfolgen. Auch eine einfache Simulation dieses Fahrassistenzsystems ist sehr vorteilhaft, da der Fahrzeuglenker die entsprechenden Signale der Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen kennenlernt und damit lernt, dass hiermit Objekte angezeigt werden, die sich in einem Bereich befinden, der mit dem Rückspiegels nicht einfach zu erkennen ist. Mit einer Simulation mit Fahrzustand kann auch das korrekte Fahrverhalten geübt werden, wenn der Totwinkel-Assistent aktiv ist und wenn simuliert wird, dass sich ein Objekt im schwer erkennbaren Bereich des Rückspiegels befindet.
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Mit dem Fahrassistenzsystem „Anhänger-Assistent“ wird mit einer Rückfahrkamera die Deichsel eines Anhängers auf dem Bildschirm 7 abgebildet und der Fahrzeuglenker kann mit einem Eingabeknopf 16, ähnlich wie mit einem Joy Stick, den Anhänger lenken. Der Anhänger-Assistent übersetzt diese Lenkbefehle in entsprechende Lenkeinstellungen der Fahrzeugräder. Der Fahrzeuglenker soll hierbei nicht das Lenkrad bedienen. Die Simulation des Fahrassistenzsystems „Anhänger-Assistent“ kann mit Fahrzustand derart simuliert werden, dass eine fiktive Anhängerdeichsel am Bildschirm 7 dargestellt wird und der Fahrzeuglenker das Rückwärtsfahren mit Anhänger mittels des Anhänger-Assistenten entsprechend üben kann. Bei dieser Simulation erfolgt die Darstellung der Fahrsituation nicht auf der Frontscheibe, sondern auf dem Bildschirm 7, wobei eine virtuelle Umgebungsansicht dargestellt wird, welche den mit der Rückwärtskamera erfassbaren Bereich wiedergibt. Grundsätzlich können auch andere Betriebssituation beim Rückwärtsfahren entsprechend durch Darstellung einer virtuellen Umgebung im Blickbereich der Rückwärtskamera simuliert werden.
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Das Fahrassistenzsystem „Dynamisches Markierungslicht“ weist Frontscheinwerfer mit variablem Lichtkegel auf. Hierdurch können bestimmte Bereiche stärker oder mit Blinklicht ausgeleuchtet werden. Wird zum Beispiel in der Nacht ein Fußgänger erkannt, wird er vom Frontscheinwerfer intermittierend angeleuchtet, so dass der Fahrzeuglenker den Fußgänger als blinkende Person wahrnimmt. Dieses Fahrassistenzsystem kann mit einer Simulation mit Fahrzustand durch Darstellen des blinkenden Fußgängers auf der Frontscheibe simuliert werden.
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Beim Fahrassistenzsystem „Sicht und Absicht“ erfolgen Anzeigen in Abhängigkeit des umgebenden Verkehrs. Hierbei können alle weiteren Verkehrsteilnehmer, insbesondere weitere Kraftfahrzeuge, in unterschiedlichen animierten Situationen auf der Frontscheibe eingespielt werden.
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Mit dem Fahrassistenzsystem „Spurverlassens-Warnung“ werden optische und akustische Warnsignale und/oder ein Warnsignal mittels vibrierendem Lenkrad ausgegeben. Dies kann mittels einer einfachen Simulation als auch mittels einer Simulation mit Fahrzustand nachgeahmt werden.
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Das Fahrassistenzsystem „Spurwechsel-Assistent“ führt selbsttätig einen Spurwechsel durch. Hierbei gibt es unterschiedliche Bildsignale, wie zum Beispiel grüne Pfeile, welche am Bildschirm 7 dargestellt werden. Bei einer Simulation mit Fahrzustand kann die automatische Bewegung des Lenkrades simuliert werden und eine entsprechende Fahrsituation kann auf der Frontscheibe dargestellt werden.
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Das Fahrassistenzsystem „Aufmerksamkeits-Assistent“ detektiert die Müdigkeit des Fahrzeuglenkers. Hierzu sind unterschiedliche Detektionsverfahren bekannt, welche beispielsweise auf dem Lenkverhalten des Fahrzeuglenkers beruhen. Wird ein Müdigkeitszustand festgestellt, dann werden entsprechende Bildsymbole, wie zum Beispiel eine Kaffeetasse darstellendes Piktogramm und/oder ein optisches oder akustisches Warnsignal ausgegeben und der nächstgelegene Rastplatz angezeigt. Dies kann mit einer einfachen Simulation oder auch mit einer Simulation mit Fahrzustand nachempfunden werden. Der Aufmerksamkeits-Assistent kann den Müdigkeitszustand auch mittels einer Kamera erfassen, mit der der Fahrer aufgenommen wird. Vorzugsweise erfolgt die Aufnahme in dem für den Fahrer nicht sichtbaren Infrarotbereich, so dass der Fahrer mit Infrarotlicht ausgeleuchtet wird, was auch in der Nacht möglich ist, ohne den Fahrer zu stören. In Abhängigkeit von erfassten Kopfsituationen werden entsprechende Warnsignale ausgegeben. Bei der Simulation kann die Kopfposition erfasst werden und der Fahrzeuglenker erproben, wie der Aufmerksamkeits-Assistent funktioniert.
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Steuerkomponenten für Fahrdynamik
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Es gibt diverse Mess- und Steuerkomponenten, welche für die Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges maßgeblich sind, wie zum Beispiel ein ABS-System, ESP-System, Autohold-System oder ein Hill Descent Control-System. Für diese Systeme können jeweils Betätigungstasten vorgesehen sein, mit welchen sie deaktiviert werden können. Diese Systeme können sowohl mit einer einfachen Simulation als auch mit einer Simulation mit Fahrzustand nachempfunden werden, wobei insbesondere bei dem Hill Descent Control-System eine Simulation einer Bergabfahrt auf der Frontscheibe die Möglichkeit und die Grenzen des Systems aufzeigen kann.
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Im Kraftfahrzeug kann es unterschiedliche Fahrzeugsicherheitssysteme geben, wie zum Beispiel Gurtwarnung, welches ein Warnsignal bei nicht-angeschnallten Personen im Kraftfahrzeug ausgibt, Gurtstrammer, welcher einen angeschnallten Gurt strammzieht, oder eine Pre-Crash-Funktion, welche eine potenzielle Unfallsituation erkennt und dann automatisch die Scheiben schließt, den Gurt straff vorspannt, den Sitz des Fahrers zumindest ein Stück zurückfährt und einen Bremsvorgang einleitet, wobei das Bremspedal bereits ein Stück betätigt wird. Die entsprechenden Betriebssituationen werden simuliert.
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Licht abgebende Komponenten
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Ein Kraftfahrzeug weist diverse Scheinwerfer auf, um die Umgebung auszuleuchten. Hierbei gibt es ein Abbiegelicht bzw. Kurvenlicht, welche einen Lichtkegel zur Seite lenken, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind, wie zum Beispiel Blinker gesetzt und/oder das Lenkrad eingeschlagen ist, wobei dies geschwindigkeitsabhängig erfolgen kann. Es gibt auch einen Fernlicht-Assistenten, der automatisch bei entgegenkommendem Verkehr das Fernlicht abschaltet und wieder einschaltet, wenn kein entgegenkommender Verkehr vorhanden ist. Diese Betriebssituationen können simuliert werden, wobei bezüglich des Abbiegelichtes bzw. Kurvenlichtes der Lenkradeinschlag und/oder das Setzen eines Blinkerhebels erfasst werden, wobei auch optional die Betätigung des Gaspedals zur Simulierung einer Fahrgeschwindigkeit mit berücksichtigt werden kann. Zur Simulation des Fernlicht-Assistenten ist es zweckmäßig, entsprechende Fahrsituationen auf der Frontscheibe mittels des Head-up-Displays einzuspielen.
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In der Fahrgastzelle gibt es, wie oben bereits erläutert, eine Innenbeleuchtung. Diese Innenbeleuchtung ist vorzugsweise als ambiente Beleuchtung ausgebildet, welche den Fahrzeuginnenraum in einer unter mehreren frei wählbaren Beleuchtungszuständen ausleuchtet. Die Helligkeit der Beleuchtung kann hier auch insgesamt oder bereichsweise unterschiedlich eingestellt werden. Die Simulation der Innenbeleuchtung erfolgt vorzugsweise mit einer Demonstration unterschiedlicher Einstellungen der Innenbeleuchtung, welche aufeinanderfolgend ausgeführt werden. Ein Benutzer kann bei der Demonstration einen bestimmten, gerade ausgeführten Beleuchtungszustand durch Betätigen der Eingabeeinrichtung 16 zu diesem Zeitpunkt auswählen, diesen Beleuchtungszustand abspeichern und gegebenenfalls die den Beleuchtungszustand charakterisierenden Parameter (Helligkeit, Farbwerte, ausgeleuchtete Bereiche) verändern. Hierdurch wird die Auswahl unter einer Vielzahl von Auswahlmöglichkeiten erheblich vereinfacht und beschleunigt und Anpassungen, insbesondere geringfügige Veränderungen können später einfach vorgenommen werden.
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Warnsignale
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Weiterhin können unterschiedliche Warnsignale simuliert werden, wenn Türen, die Heckklappe oder die Motorhaube nicht korrekt geschlossen sind. Die Warnsignale können akustische und Bildsignale sein. Bei der Simulation kann es zweckmäßig sein, ein Modell des Kraftfahrzeuges am Bildschirm 7 darzustellen, bei dem die entsprechende Tür, Heckklappe oder die Motorhaube geöffnet ist, so dass der Benutzer das Signal korrekt zuordnen kann. Bei dieser Simulation befindet sich der Benutzer nicht in einer bestimmten virtuellen Umgebung, sondern das Kraftfahrzeug wird als Modell unabhängig von der aktuellen Umgebung so dargestellt, dass die das Signal auslösenden Komponenten in der jeweiligen Betriebssituation gut erkennbar sind. Eine solche modellhafte Darstellung des Kraftfahrzeuges kann auch zur Simulation anderer Komponenten bzw. Funktionen von der Simulationseinrichtung 14 erstellt und am Bildschirm 7 dargestellt werden. Dies gilt insbesondere für Fahrsituationen, bei welchen bestimmte Fahrsituationen in einem Film wiedergegeben werden. Hierbei kann es zweckmäßig sein, zunächst die Fahrsituation zunächst für den Fahrzeuglenker mit einer virtuellen Umgebung zu simulieren und danach die Fahrsituation mit Blick von außen auf das Kraftfahrzeug am Bildschirm in einer Wiederholung erneut darzustellen.
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Weiterhin können bestimmte Komponenten bei der Simulation der Betriebssituationen durch entsprechende Aktuatoren betätigt werden. Beispielsweise kann ein Außenspiegel zur Demonstration entsprechend eingeklappt oder der rechte Außenspiegel beim Einlegen des Rückwärtsganges nach unten automatisch ausgerichtet werden, um einen Bordstein zu erkennen. Dies kann man zunächst beispielhaft wie in einem Film abspielen und zusätzlich können Erläuterungen zum Einstellen der entsprechenden Funktionen als Text- oder Sprachnachricht ausgegeben werden, wobei vorzugsweise gleichzeitig die entsprechenden Betätigungselemente dem Benutzer angezeigt werden. Sind die Betätigungselemente Betätigungstasten mit einem integrierten Leuchtelement, dann kann das Leuchtelement eingeschaltet werden, wobei es insbesondere blinkend eingeschaltet werden kann, um die Aufmerksamkeit des Benutzers des Kraftfahrzeuges auf sich zu lenken. Sind die Betätigungstasten ohne Leuchtelemente ausgebildet, dann können sie durch die Innenbeleuchtung angeleuchtet werden, wobei sie durch eine entsprechende Farb- und/oder Blinkeinstellung besonders hervorgehoben werden können. Dies erleichtert das Auffinden der entsprechenden Betätigungselemente zum Bedienen der Funktionen.
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Navigationssystem
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Bei der Simulation des Navigationssystems kann dem Benutzer zunächst anhand eines Films vorgeführt werden, wie man Zieldaten eingibt und wie man die unterschiedlichen Ansichten im Navigationssystem einstellen kann und dann kann der Nutzer selbst eine Zieleingabe tätigen, welche dann im Zeitraffer abgefahren wird, wobei am Bildschirm die entsprechenden Darstellungen zum Navigieren des Fahrzeuges angezeigt werden. Es wird somit die eingestellte Strecke virtuell abgefahren, ohne dass das Kraftfahrzeug tatsächlich bewegt wird. Der Benutzer kann währenddessen bei stillstehendem Kraftfahrzeug die unterschiedlichen Funktionen des Navigationssystems ausprobieren.
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Die oben erläuterten Beispiele der unterschiedlichen Betriebssituationen sind eine Auswahl, wobei die Erfindung nicht auf die konkrete Auswahl der Betriebssituationen beschränkt ist. Durch die Vielzahl unterschiedlicher Komponenten und die Vielzahl der Funktionen, die mit den unterschiedlichen Komponenten ausgeführt werden kann, können nicht alle Betriebssituationen im Rahmen einer Patentanmeldung abgehandelt werden.
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Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass durch die Simulation bestimmter Betriebssituationen im Kraftfahrzeug die entsprechenden Signale der Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen vom Benutzer erfahren und damit gelernt werden können und er zudem die Möglichkeit hat, alle möglichen Funktionen spielerisch auszuprobieren, ohne dass er selbst oder Dritte in eine Gefahrensituation gebracht werden können.
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Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel kann eine Fahrsituation auf der Frontscheibe mittels des Head-up-Displays 12 als Standbild oder Film in die Simulation eingespielt werden. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, andere Mittel zum Darstellen bzw. Einspielen einer Fahrsituation zu verwenden. Zum einen können augmented Reality-Brillen eingesetzt werden, welche mit einer Datenverbindung mit dem Kraftfahrzeug gekoppelt sind. Die Datenverbindung kann eine kabelgebundene Datenleitung oder eine Funkverbindung mittels eines üblichen Funkstandards sein. Hierdurch kann die augmented Reality-Brille mit der Simulationseinrichtung 14 die die jeweilige Betriebssituation beschreibende Daten austauschen und so die für die Betriebssituation typische Fahrsituation in der Brille darstellen.
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Andererseits kann auch ein externer großer Bildschirm oder eine Leinwand mit Projektor verwendet werden, um eine bestimmte Fahrsituation einzuspielen. Auch hierbei ist die bilderzeugende Steuerung über eine Datenverbindung mit der Simulationseinrichtung verbunden.
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Bei augmented Reality-Brillen kann man zwei unterschiedliche Typen unterscheiden. Der erste Typ der Brillen besitzt einen nicht-durchsichtigen Bildschirm, in dem die vollständige Umgebung für den Benutzer dargestellt wird. Bei diesem Brillentyp können auch der Innenraum und die darin vorhandenen Gegenstände, wie Lenkrad, Ganghebel, Bildschirm, etc. virtuell dargestellt werden. Die augmented Reality-Brille weist vorzugsweise eine oder mehrere Kameras auf, mit welcher sie die Umgebung erfasst und auf die Anzeigeeinrichtung der augmented Reality-Brille einspielt, wobei zusätzliche Gegenstände, wie zum Beispiel weitere Verkehrsteilnehmer, mit diesem Bild überlagert werden. Ein zweiter Typ von augmented Reality-Brillen besitzt durchsichtige Brillengläser, auf deren Innenseite zusätzliche Bilder projiziert werden können, so dass sie sich für den Benutzer mit den mit den Augen von der Umgebung erfassten Bildern überlagern, ähnlich wie dies beim Head-up-Display der Fall ist. Hier müssen nur die zusätzlichen Elemente eingespielt werden. Der zweite Typ der augmented Reality-Brille ist von Vorteil, da man mit ihr die Fahrgastinnenzelle in der üblichen Weise sieht und erkennt und die einzelnen Elemente entsprechend betätigen kann.
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Bei dem oben erläuterten Kraftfahrzeug werden einzelne Betriebssituationen in Verbindung mit der Ausgabe bestimmter Abschnitte der Betriebsanleitung simuliert, so dass sie ein Benutzer einfacher, schneller und besser verstehen kann.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann das Kraftfahrzeug einen vollständigen Fahrsimulator darstellen, wobei die Umgebung entweder auf die Frontscheibe mittels des Head-up-Displays oder mit einer augmented Reality-Brille oder mit einem externen Bildschirm zugespielt wird. Hierbei wird die Zuspielung der Umgebung von der Simulationseinrichtung 14 des Kraftfahrzeuges gesteuert. Ein solcher Fahrsimulator kann für unterschiedliche Einsatzzwecke optimiert sein. Zum einen können auf einem solchen Fahrsimulator Fahrschüler das Fahren eines Autos erlernen, ohne dass das Auto selbst bewegt werden muss. Andererseits kann ein potenzieller Käufer mit einem solchen Fahrsimulator eine virtuelle Probefahrt unternehmen. Und weiterhin kann ein solcher Fahrsimulator zum Kennenlernen des jeweiligen Kraftfahrzeuges dienen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Datennetzwerk
- 2
- Netzwerkadapter
- 3
- Fernlichtscheinwerfer
- 4
- Prozessorsteuereinrichtung
- 5
- Sub-Datennetzwerk
- 6
- Komponente
- 7
- Bildschirm
- 8
- Lautsprecher
- 9
- Signalleuchte
- 10
- Lenkrad
- 11
- Vibrationseinrichtung
- 12
- Head-up-Display
- 13
- Bedienungsanleitungssystem
- 14
- Simulationseinrichtung
- 15
- Datenspeicher
- 16
- Eingabeeinrichtung
