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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedienen von Funktionen in einem Fahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Zur Bedienung von Fahrzeugfunktionen verfügen Fahrzeuge über die unterschiedlichsten Eingabemittel wie Drehregler, Schieberegler, Knöpfe, Tasten, berührempfindliche Displays und dergleichen. Je nach geometrischer Ausgestaltung des Fahrzeugs, Körpermaße des Nutzers und Sitzposition können einzelne Eingabemittel gut oder weniger gut erreicht werden.
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Insbesondere im Zuge des automatisierten und autonomen Fahrens wird keine kontinuierliche Erfassung des Verkehrsgeschehens und Steuerung des Fahrzeugs durch eine fahrzeugführende Person benötigt. Dies erlaubt es der fahrzeugführenden Person auch eine bequemere Sitzposition einzunehmen, wie eine liegende Position. In einer solche Sitzposition können in der Regel die an einem Armaturenbrett angebrachten Eingabemittel wie ein Zentraldisplay der Headunit oder in einer Frontpartie einer Fahrzeugtür angebrachte Eingabemittel wie elektrische Fensterheber oder Knöpfe zum Durchführen einer Sitzverstellung nicht mehr erreicht werden. Entsprechend können über diese Eingabemittel auch keine Bedienhandlungen mehr getätigt werden. Somit entsteht der Bedarf Mittel bereitzustellen, um dieses Problem zu lösen.
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Aus der
DE 10 2005 014 939 A1 ist ein Bedienelement und eine Schnittstelle für einen Fahrzeugrechner bekannt. Das Bedienelement ist nach Art einer Computermaus ausgeführt. Dabei sind Führungen zur Einschränkung der Bewegungsfreiheit des Bedienelements vorgesehen, mittels derer beispielsweise verhindert wird, dass das Bedienelement von einer Unterlage herunterfällt. Zur verbesserten Erreichbarkeit des Bedienelements lässt sich das Bedienelement in Richtung der Fahrzeuglängsachse in seiner Position verschieben. Hierzu sind Rastmittel vorgesehen, welche betätigt werden können, um das Bedienelement manuell zu verschieben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Vorrichtung zum Bedienen von Funktionen in einem Fahrzeug anzugeben, welche auf besonders komfortable Art und Weise in verschiedenen Situationen zuverlässig erreichbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Bedienen von Funktionen in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Bedienen von Funktionen in einem Fahrzeug mit einem Bedienfeld, welches örtlich verschiebbar in dem Fahrzeug angeordnet ist, wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass ein Antrieb zum Verschieben des Bedienfelds vorgesehen ist, welcher mit einer Steuerung verbunden ist, wobei die Steuerung ferner mit einem berührungs- und/oder annäherungssensitiven Verstellelement verbunden ist, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, im Fall einer Annäherung oder Berührung des Verstellelements den Antrieb zu aktivieren und bei einer Veränderung der Position der Annäherung oder Berührung das Bedienfeld analog, d.h. entsprechend hierzu zu verschieben.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es einem Nutzer ermöglicht Funktionen im Fahrzeug besonders komfortabel bedienen zu können, unabhängig von einer jeweiligen Relativorientierung des Nutzers gegenüber dem Bedienfeld. So ist der Nutzer dazu in der Lage die Position des Bedienfelds im Fahrzeug mittels des Verstellelements seinen situationsspezifischen Vorlieben flexibel anzupassen. Die Verstellung erfolgt über den Aktor automatisch, wodurch kein manuelles Verschieben des Bedienfelds erforderlich wird. Es muss lediglich das Verstellelement betätigt werden. Die Verwendung eines berührungssensitiven bzw. annäherungssensitiven Verstellelements sorgt für ein besonders komfortables Nutzererlebnis. Über das Verstellelement getätigte Eingaben werden dabei von der Steuerung verarbeitet und zum Ansteuern des Antriebs verwendet.
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Die als Steuerung bezeichnete Steuereinheit ist konfiguriert Ausgabemittel wie den Antrieb zur Verschiebung des Bedienfelds anzusteuern. Die Steuereinheit ist dabei ein Hardwaregerät mit einem mit vorzugsweise als integrierte Schaltung ausgeführten Prozessor, der mit Hilfe von beispielsweise in einem ROM- (Read Only Memory), RAM-(Random Access Memory) und/oder FlashROM -Speicher gespeicherten Daten und/oder Programmen Rechenoperationen durchführt. Die von dem Verstellelement ausgegebenen Daten werden nach Bedarf in einem Speicher des Steuergerätes zwischengespeichert und über ein internes Bussystem vom Prozessor abgerufen und verarbeitet. Die von dem Prozessor auf Basis der von dem Verstellelement berechneten Ausgangsdaten zur Verschiebung des Bedienfeldes werden über einen Ausgangsschaltkreis des Steuergerätes an den Antrieb ausgegeben.
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Über das Verändern der Position der ursprünglichen Berührung bzw. Annäherung des als Verstellelements bezeichneten Bedienelementes zum analogen Verschieben des Bedienfelds ist eine besonders intuitive Verschiebung gewährleistet. Unter der Veränderung der Position der Annäherung ist mit anderen Worten die zurückgelegte Strecke eines als angenähert oder berührendend erkannten Bedienmittels, beispielsweise ein Finger zu verstehen. Eine Positionsänderung wird bewirkt, indem das Bedienmittel nach einer erkannten Annäherung oder Berührung an einer ersten Position ohne abzusetzen, d.h. ohne Unterbrechung der Annäherung oder Berührung in eine weitere Position bewegt wird. Vorliegend umfasst die analoge Verschiebung eine vollständig der Positionsänderung entsprechende und/oder eine zu der Positionsänderung skalierte Verschiebung, wodurch gewissermaßen eine Empfindlichkeit des Verstellelementes abgebildet wird. Bei einer Positionsänderung eines an das Verstellelement angenäherten oder berührenden Fingers wird das Bedienfeld exakt entsprechend der Positionsänderung verschoben. Im Fall der skalierten Verschiebung, wird das Bedienfeld um einem mit einem Skalierungfaktor kleiner oder größer gleich 1 multiplizierten Positionsänderung verschoben. So entspricht die Positionsänderung der Berührung oder Annäherung des Verstellelements dem Bewegungsablauf bzw. der Richtung, in der das Bedienfeld bewegt wird. Hierdurch lässt sich zuverlässig und komfortabel verhindern, dass das Bedienfeld ausversehen in die falsche Richtung verschoben wird, was beispielsweise leicht erfolgen kann, wenn als Verstellelement beispielsweise ein Knopf oder Schalter verwendet würde.
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Um das Verstellelement berührungsempfindlich oder annäherungssensitiv auszugestalten, können ein oder mehrere Sensoren in das Verstellelement integriert sein, wie beispielsweise kapazitive Berührungssensoren, eine sogenannte Surface-Acoustic-Wave (SAW) Sensorik und/oder eine Kraftsensorik beispielsweise auf Basis von mikroelektronischen mechanischen Systemen (MEMMS). Dies ermöglicht eine genaue Positionserkennung eines zur Bedienung verwendeten Fingers des Nutzers. Ferner ist hierdurch auch eine Differenzierung zwischen einer örtlich begrenzten Berührung bzw. Annäherung des Verstellelements, beispielsweise mittels Finger, gegenüber einer großflächigen Berührung bzw. Annäherung, beispielsweise mittels der gesamten Hand, möglich.
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Die Steuerung umfasst oder ist ausgebildet als ein Steuergerät, das ein Hardwaregerät mit einem mit vorzugsweise als integrierte Schaltung ausgeführten Prozessor ist, der mit Hilfe von beispielsweise in einem ROM- (Read Only Memory), RAM- (Random Access Memory) und/oder FlashROM -Speicher gespeicherten Daten und/oder Programmen Rechenoperationen durchführt. Die von dem berührungs- und/oder annäherungssensitiven Verstellelement ausgegebenen Daten werden nach Bedarf in einem Speicher des Steuergerätes zwischengespeichert und über ein internes Bussystem vom Prozessor abgerufen und verarbeitet. Die von dem Prozessor bestimmten Ausgangsdaten zur Verschiebung des Bedienfeldes werden über einen Ausgangsschaltkreis des Steuergerätes an den Antrieb ausgegeben.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass der Antrieb als Linearantrieb zum Verschieben des Bedienfelds in eine im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegende Längsrichtung ausgebildet ist. Typischerweise wird die fahrzeugführende Person im Frontbereich des Fahrzeugs angebrachte Bedienelemente, beispielsweise am oder im Armaturenbrett installierte Bedienelemente oder im vorderen Bereich einer Fahrzeugtür installierte Bedienelemente, aus einer typischen Sitzposition heraus bequem erreichen können. Bequem meint in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die fahrzeugführende Person die entsprechenden Bedienelemente lediglich durch Heben ihres Arms erreichen kann und somit beispielsweise sich nicht zusätzlich von ihrem Sitz nach vorne oder zur Seite beugen muss. Wird jedoch eine liegende Position eingenommen, so rückt die fahrzeugführende Person in Richtung der Fahrzeuglängsachse vom Armaturenbrett nach hinten weg. In einer solchen Sitzkonfiguration ist es erforderlich das Bedienfeld ebenfalls in Richtung der Fahrzeuglängsachse nach hinten zu verschieben. Linearantriebe stellen dabei eine besonders robuste, zuverlässige und kostengünstige Lösung dar, um das Bedienfeld translatorisch zu verschieben.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist das Verstellelement abgesetzt von dem Bedienfeld ausgeführt. Abgesetzt meint in diesem Zusammenhang, dass das Verstellelement zweiteilig zum Bedienfeld ausgeführt ist und in einem gewissen Abstand zum Bedienfeld im Fahrzeug angeordnet ist. Mit Hilfe des Verstellelements lässt sich das Bedienfeld translatorisch so verschieben, dass das Bedienfeld durch einen Nutzer wieder leicht erreichbar ist. Entsprechend sollte das Verstellelement in der jeweiligen Sitzposition des Nutzers bequem erreichbar sein, um das Bedienfeld auch an den Nutzer heranholen zu können. Bei einer örtlich voneinander losgelösten und beabstandeten Anordnung von Bedienfeld und Verstellelement lässt sich dies für die unterschiedlichsten Fahrzeugkonfigurationen sicher gewährleisten.
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Bevorzugt ist dabei das Verstellelement so im Fahrzeug angeordnet, dass es in einer solchen Sitzkonfiguration, in der das Bedienfeld typischerweise, also beispielsweise im normalen Fahrbetrieb, durch einen Nutzer nicht bequem erreichbar ist, selbst bequem erreichbar ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht ferner vor, dass die Steuerung dazu eingerichtet ist, den Zusammenhang zwischen der Veränderung der Annäherung oder Berührung des Verstellelements und dem Verstellweg des Bedienfelds anhand eines Vorgabewerts anzupassen. Mit anderen Worten lässt sich eine Empfindlichkeit für das Verstellelement einstellen. Über die Empfindlichkeit lässt sich definieren, wie stark das Bedienfeld translatorisch verschoben werden soll, in Abhängigkeit einer festen Positionsveränderung der Annäherung bzw. Berührung des Verstellelements. Bei einer geringen Empfindlichkeit wird bei einer Positionsänderung von beispielsweise 5 cm das Bedienfeld lediglich 2 cm oder 4 cm verschoben und bei einer hohen Empfindlichkeit um beispielsweise 8 cm oder 12 cm.
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Zum Einstellen der Empfindlichkeit können verschiedene Auswahlmöglichkeiten wie beispielsweise eine (stufenbasierte) hohe, mittlere und niedrige Empfindlichkeit vorgegeben sein. Auch kann eine stufenlose Änderung der Empfindlichkeit über einen Schieberegler erfolgen.
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Im Fahrzeug, beispielsweise in einem Untermenü eines Infotainmentsystems, lassen sich diverse Nutzereinstellungen speichern. Die Nutzereinstellungen können dabei einem Nutzerprofil zugeordnet werden. Ein Nutzer kann beispielsweise über biometrische Merkmale wie einen Irisscan, einen Fingerabdruckscan, eine Stimmanalyse, einen Gesichtsscan oder dergleichen erkannt werden. Auch kann ein Nutzer durch Anmeldung mittels Nutzername und Passwort oder über das Erkennen eines mitgeführten Gegenstands, wie eines bestimmten Transponders, Fahrzeugschlüssels oder auch mobilen Endgeräts, beispielsweise das über seine eindeutige Bluetooth-ID oder Mac-Adresse identifizierbare Smartphone des Nutzers, erkannt werden. Die Empfindlichkeit kann gespeichert und dem jeweiligen Nutzerprofil zugeordnet werden.
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Eine möglicherweise durch einen Nutzer präferierte Empfindlichkeitseinstellung kann vom Fahrzeug auch auf Basis anderer vorgenommener Nutzereinstellungen und/dem beobachteten Nutzerverhalten während des Fahrbetriebs abgeleitet werden. Hierzu kann auf einem Steuergerät des Fahrzeugs künstliche Intelligenz ausgeführt und zur Auswertung der Nutzereinstellung bzw. des Nutzerverhaltens eingesetzt werden. Hat der Nutzer beispielsweise für andere Fahrzeugfunktionen ebenfalls eine hohe Empfindlichkeit gewählt, so kann die künstliche Intelligenz auch zum Verschieben des Bedienfelds eine hohe Empfindlichkeit wählen. Diese Nutzerpräferenz kann jedoch auch aus anderen Größen abgeleitet werden, beispielsweise aus der Fahrweise der fahrzeugführenden Person. Neigt die fahrzeugführende Person beispielsweise zu einem sportlichen Fahrverhalten, so kann eine hohe Empfindlichkeit gewählt werden und bei einer eher defensiveren Fahrweise eine niedrige Empfindlichkeit.
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Insbesondere kann die Empfindlichkeit während der Bedienung des Verstellelements variabel ausgeführt sein. Bewegt beispielsweise der Nutzer seinen Finger entlang des Verstellelements mit einer hohen Geschwindigkeit, so wird eine hohe Empfindlichkeit und damit ein langer Verstellweg für das Bedienfeld gewählt. Bewegt der Nutzer seinen Finger hingegen langsam entlang des Verstellelements, so bewegt sich entsprechend das Bedienfeld langsamer bzw. weniger weit. Dieses Feature lässt sich beispielsweise mit der sogenannten „Mausbeschleunigung“ einer Computermaus vergleichen.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist das Verstellelement eine Beleuchtung auf, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, das Verstellelement für den Fall einer durch eine erkannte Annäherung oder Berührung, vorzugsweise in Verbindung mit der Veränderung der Position beabsichtigten Betätigung anders zu beleuchten, als im Falle eines Bereitschaftszustandes. Hierüber lässt sich der Nutzerkomfort ganz besonders steigern. Das Verstellelement kann direkt erkennbare oder auch versteckte Leuchtelemente aufweisen. Mittels der direkt erkennbaren Leuchtelemente lässt sich eine direkte Beleuchtung ausgestalten und mittels der versteckt angeordneten Leuchtelemente eine indirekte Beleuchtung. Die Leuchtelemente können weißes oder auch farbiges Licht abgeben. Es kann Dauerlicht erzeugt werden oder auch dynamisch veränderbares Licht. Mittels einer solchen Beleuchtung lässt sich das Verstellelement im Fahrzeuginnenraum, insbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen wie bei Dunkelheit, leicht verorten. Die Beleuchtung kann in Abhängigkeit verschiedener Randbedingungen geändert werden. Wird beispielsweise das Verstellelement berührt, so kann das über das oder die Leuchtelemente generierte Lichtmuster angepasst werden. Beispielsweise kann die wiedergegebene Farbe geändert werden, beispielsweise von Weiß zu Blau, und/oder ein Dauerlicht auf mit einer bestimmten Frequenz blinkend gestellt werden. Bevorzugt werden Farb- und/oder Helligkeitswechsel graduell und insbesondere animiert umgesetzt. Bewegt beispielsweise der Nutzer seinen Finger entlang des Verstellelements, so kann das Verstellelement im Bereich der Berühr- bzw. Annäherungsfläche aufleuchten. Während der Bewegung des Fingers entlang des Verstellelements wird dann analog der vom Finger berührte und somit beleuchtete Bereich entlang des Verstellelements dem Finger während der Bewegung nachgeführt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht ferner vor, dass das Bedienfeld eine Beleuchtung aufweist, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, die Beleuchtung des Bedienfelds zumindest dann zu aktivieren und/oder die Art der Beleuchtung zu verändern, wenn eine Betätigung des Verstellelements erkannt worden ist. Auch hierdurch lässt sich der Nutzerkomfort weiter verbessern. Diese Funktion erlaubt es beispielsweise einem Nutzer der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Bedienfeld im Fahrzeug noch leichter verorten zu können. So können auch beispielsweise mehrere unterschiedliche Bedienfelder mittels demselben Verstellelement verschoben werden, wobei dann genau das Bedienfeld, welches durch Empfangen von Nutzereingaben über das Verstellelement translatorisch verschiebbar ist, in seiner Beleuchtung geändert wird. Berührt der Nutzer das Verstellelement bzw. nähert sich diesem an, so kann beispielsweise eine Hinterleuchtung des Bedienfelds aktiviert werden oder ein weiß hinterleuchtetes Bedienfeld farbig, beispielsweise in Rot, Grün oder Blau, hinterleuchtet werden. Bei mehreren Bedienfeldern wird dann bspw. die Beleuchtung des zum Verschieben bestimmten Bedienfelds aktiviert, oder das Verstellelemenet leuchtet in einer bestimmten Farbe, beispielsweise Blau, und das zum Verschieben bestimmte Bedienfeld wird analog ausgeleuchtet, also ebenfalls Blau. Das nicht zum Verschieben bestimmte Bedienfeld bleibt dann dunkel oder leuchtet in einer anderen Farbe, beispielsweise Weiß oder Gelb.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist das Verstellelement Kraftsensoren zum Erfassen der Berührungskraft im Falle einer Berührung auf, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, eine Betätigung erst bei einer Berührkraft über einem vorgegebenen Schwellwert als Betätigung anzuerkennen. Durch diese Funktion lassen sich Fehlbedienungen vermeiden. So könnte im normalen Fahrbetreib der Nutzer ausversehen an das Verstellelement kommen. Hierdurch könnte unerwünschter Weise das Bedienfeld verschoben werden. Ist jedoch zum Verschieben des Bedienfelds ein gewisser Kraftaufwand erforderlich, so wird die Steuerung dazu in die Lage versetzt, solche unerwünschten Fehlberührungen zu ignorieren. Beispielsweise können ein oder mehrere MIMS-Sensoren in das Verstellelement integriert sein, um die jeweilige Berührkraft zu erfassen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht ferner vor, dass das Verstellelement Aktoren, insbesondere Piezoaktoren, aufweist, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, die Aktoren zu Schwingungen anzuregen, um eine haptische Rückmeldung im Falle einer Betätigung durch Berührung zu erzeugen, indem die Reibung zwischen dem Berührpunkt und einem das Verstellelement berührenden Finger verändert wird. Auch hierdurch lässt sich der Nutzerkomfort in der Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch weiter verbessern. So kann der Nutzer während der Fahrt mit dem Fahrzeug beispielsweise durch das Fahrgeschehen abgelenkt sein. Über das haptische Feedback kann dem Nutzer dann mitgeteilt werden, dass er das Verstellelement mit seinem Finger tatsächlich getroffen hat, wodurch er seinen Blick nicht mehr von der Straße abwenden muss und dennoch das Bedienfeld verschieben kann. Durch die Verwendung von Piezoaktoren im Gegensatz zu beispielsweise schwingenden Massen lässt sich eine besonders natürlich anfühlende Haptik realisieren. Hierzu können die einzelnen Piezoaktoren, beispielsweise angeordnet in einem Raster oder Feld, entlang des Verstellelements verteilt sein.
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Bevorzugt ist die Steuerung ferner dazu eingerichtet die Reibung in der Art zu verändern, dass ein Führungselement, eine Rasterung und/oder Anschläge simuliert werden. Das Verstellelement kann beispielsweise wie ein berührempfindlicher Schieberegler ausgeführt sein. Über das haptische Feedback lässt sich dann vermitteln, entlang welcher Bahn der Finger entlang des Verstellelements zu bewegen ist, um das Bedienfeld zu verschieben. Hierzu kann beispielsweise ein entlang des Verschiebewegs durchgehendes Führungselement haptisch vermittelt werden. Dieses Führungselement kann auch insbesondere in regelmäßigen Intervallen unterbrochen sein, um die Rasterung zu vermitteln. Insbesondere ist der Abstand zwischen den einzelnen Rasterelementen in Abhängigkeit der eingestellten Empfindlichkeit des Verstellelements ausgeführt. Wird beispielsweise eine hohe Empfindlichkeit gewählt, so liegen diese einzelnen Rasterpunkte näher aneinander, sprich die Abstände sind kürzer. Entsprechend liegen die einzelnen Rasterelemente bei einer niedrigen Empfindlichkeit weiter auseinander. Beim Erreichen eines vorderen und/oder hinteren Endes des Schiebereglers, also des Verstellelements, kann ebenfalls ein haptisches Feedback, bevorzugt ein besonders starkes haptisches Feedback, ausgegeben werden, um dem Nutzer besagte Anschläge anzuzeigen. Hierdurch wird der Nutzer darauf hingewiesen, dass das jeweilige Ende des Schiebereglers erreicht ist.
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Zur Ausgestaltung des haptischen Feedbacks kann besonders bevorzugt eine Piezoaktorik und eine Ansteuerung für diese Piezoaktorik, wie von der Firma Hap2U angeboten, verwendet werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht ferner vor, dass die Steuerung dazu eingerichtet ist die Position des Bedienfelds und Einstellungen eines Fahrzeugsitzes, welchem das Bedienfeld zugeordnet ist, anhand einer gespeicherten oder ermittelten Körpergröße einer den Fahrzeugsitz nutzenden Person voreinzustellen. Hierdurch lässt sich der Nutzerkomfort noch weiter steigern. So wird das Bedienfeld beim Platznehmen der Person entsprechend der Körpermaße ausgerichtet, wodurch gegebenenfalls auf eine erneute Verschiebung des Bedienfelds verzichtet werden kann. Eine Verschiebung mittels des Verstellelements ist jedoch zur Feinjustage oder zum Nachführen auf eine geänderte Sitzposition weiterhin möglich. Die Körpergröße kann manuell eingegeben werden oder auch über fahrzeuginterne Sensoren, beispielsweise in den Fahrzeugsitz integrierte Drucksensoren und/oder mittels Innenraumkamera, gemessen werden. Die gemessenen Abmaße können einem Nutzerprofil zugeordnet werden, wodurch auf ein erneutes Erfassen der Körpermaße verzichtet werden kann. Dabei kann nicht nur die gesamte Körpergröße, sondern auch die Länge einzelner Gliedmaße im Detail erfasst werden, um eine noch differenziertere und damit genauere Ausrichtung zu ermöglichen.
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Eine Auswahl bzw. Aktivierung des jeweiligen Nutzerprofils kann wie bereits erwähnt durch Erfassen eines biometrischen Merkmals, manuelles Auswählen oder Erkennen der Anwesenheit eines bestimmten mobilen Endgeräts im Fahrzeug erfolgen.
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Bevorzugt ist die Steuerung dazu eingerichtet im Falle einer Verstellung des Fahrzeugsitzes das diesem zugeordnete Bedienfeld entsprechend der Verstellung zu verschieben. Mit anderen Worten kann das Bedienfeld beim Ändern der Sitzkonfiguration mitverschoben werden. Wird beispielsweise der jeweilige Fahrzeugsitz in Richtung der Fahrzeuglängsachse nach hinten verschoben und/oder eine Rückenlehne in eine geneigtere Position gekippt, so fährt das Bedienfeld ebenfalls in Richtung der Fahrzeuglängsachse nach hinten mit. Somit ist dann auch beim Verstellen der Sitzposition keine Verschiebung des Bedienfelds über das Verstellelement mehr erforderlich, kann jedoch auch hier zur Feinjustage weiterhin erfolgen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht ferner vor, dass die Steuerung ferner dazu eingerichtet ist, bei einer Verstellung des Fahrzeugsitzes die Bewegungsdaten eines Referenzbereichs einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes zu bestimmen, wobei das Bedienfeld analog zur Bewegung des Referenzbereichs verschoben wird. Mittel dieser Funktion wird eine besonders zuverlässige automatische Vorverschiebung des Bedienfelds erreicht. Wird die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes nach vorne oder hinter geklappt, so wird sich entsprechend der durch einen ausgestreckten Arm erreichbare Bereich, und damit der Bereich der zum Vorsehen des Bedienfelds in Frage kommt, in Richtung der Fahrzeuglängsachse nach vorne oder hinten verschieben.
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Der Referenzbereich kann somit einem horizontal verlaufenden Segment der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes in einer bestimmten geodätischen Höhe entsprechen. Bevorzugt liegt dieses Segment auf einer solchen Höhe, an der sich der ausgestreckte Arm des jeweiligen Nutzers befindet. Diese Höhe kann ebenfalls mit Hilfe der fahrzeuginternen Sensorik gemessen werden.
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Bevorzugt ist das Bedienfeld in einer Fahrzeugtür angeordnet, wobei der Referenzbereich einem in der Höhe des Bedienfelds liegenden Bereich der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes entspricht. Bei der Verstellung des Fahrzeugsitzes wandert somit der Referenzbereich entlang der Rückenlehne nach oben und unten. Bezogen auf die Fahrzeughochachse ist die Höhe des Referenzbereichs jedoch konstant. Da der Nutzer mit seinem ausgestreckten Arm das Bedienfeld betätigt, kann dieses auch direkt zur Bestimmung der Lage des Referenzbereichs entlang der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes verwendet werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht ferner vor, dass das Verstellelement im Bereich eines Türgriffs der Fahrzeugtür, insbesondere in einem dort platzierten Zierelement, angeordnet ist. Der Bereich des Türgriffs der Fahrzeugtür ist für den Nutzer im Fahrzeug besonders gut erreichbar. Insbesondere ist somit eine eindeutige Zuweisung von Verstellelement zu Fahrzeugsitz möglich. Sind beispielsweise die Verstellelemente für den Fahrersitz und den Beifahrersitz in die Mittelkonsole integriert, so könnte eine Verwechselung begünstigt werden, und beispielsweise aus Versehen der Beifahrer das Verstellelement für den Fahrersitz betätigen. Zudem lässt sich der Bereich der Fahrzeugtür sowohl in einer bezogen auf die Fahrzeuglängsachse nach vorne eingestellten Sitzkonfiguration erreichen, als auch in einer nach hinten eingestellten Sitzkonfiguration.
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Bevorzugt weist das Verstellelement eine in Richtung der Fahrzeuglängsachse langgezogene Formgebung auf, wobei eine Veränderung der Position der Annäherung oder Berührung an beliebiger Stelle entlang des Verstellelements ermittelbar ist. Durch die langezogene Formgebung lässt sich das Verstellelement besonders günstig als Schieberegler ausführen. So wird über die langgezogene Form ein vergleichsweise langer Verstellweg gewährleistet. Zudem ist das Verstellelement aus verschiedenen Sitzkonfigurationen heraus so besonders leicht erreichbar. Zum Ableiten von Steuerbefehlen zum Verschieben des Bedienfelds ist es dabei irrelevant, an welcher Position das Verstellelement initial berührt bzw. eine Annäherung an dieses erfolgt. Lediglich die Positionsänderung ist zum Ermitteln der Steuerbefehle relevant. Beispielsweise kann eine Bedienung des Verstellelements beginnend im vorderen Fünftel bis zum Erreichen der Hälfte des Verstellelements bezogen auf seine Länge erfolgen oder auch beginnend im letzten Drittel des Verstellelements bis zum Erreichen seines rückwärtigen Endes.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bedienen von Fahrzeugfunktionen ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.
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Dabei zeigen:
- 1 vier schematisierte Darstellungen einer in eine Fahrzeugtür integrierten erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten eines Bedienablaufs;
- 2 eine schematisierte Schnittansicht durch ein Verstellelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3 drei schematisierte Draufsichten auf das Verstellelement während der Ausgabe eines unterschiedlichen haptischen Feedbacks; und
- 4 eine schematisierte Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit zugehörigem Bedienfeld in verschiedenen Sitzkonfigurationen.
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1 zeigt eine Innenraumansicht eines Fahrzeugs mit Blick auf eine Fahrzeugtür 13, hier des Beifahrers. Zu erkennen sind ein Bedienfeld 1 sowie ein in einen Türgriff 14 der Fahrzeugtür 13 integriertes Verstellelement 3 zum translatorischen Verschieben des Bedienfelds 1 in eine in Richtung der Fahrzeuglängsachse verlaufende Längsrichtung L. Über das Verstellelement 3 registriere Nutzereingaben werden von einer Steuerung 2 zum Ableiten von Steuerbefehlen zum Ansteuern eines nicht näher dargestellten Aktors zum Bewegen des Bedienfelds 1 verarbeitet. Die Steuerung 2 ist dabei über eine Datenleitung 17 wie einen CAN-Bus mit dem Aktor, dem Verstellelement 3 sowie weiteren Fahrzeugkomponenten wie Steuergeräten oder einem zentralen Bordcomputer verbunden.
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1a) zeigt das Bedienfeld 1 und das Verstellelement 3 in einem Ruhezustand bzw. Bereitschaftsmodus. So sind insbesondere Leuchtelemente in das Bedienfeld 1 und das Verstellelement 3 zum Erzeugen einer direkten und/oder indirekten Beleuchtung integriert. Im Bereitschaftsmodus wird beispielsweise ein blaues Dauerleuchten vom Bedienfeld 1 und dem Verstellelement 3 abgegeben. Bevorzugt wird die so erzeugte Lichtatmosphäre einer sonstigen im Fahrzeug ausgegebenen Beleuchtung, beispielsweise einer sogenannten Ambiente-Beleuchtung, angepasst. Mittels derart erzeugter Lichtmuster 16 lassen sich Bedienfeld 1 und Verstellelement 3 im Fahrzeuginnenraum besonders leicht verorten.
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Über das Bedienfeld 1 können Nutzereingaben empfangen werden, um diverse Fahrzeugfunktionen zu bedienen. Beispielsweise sind, wie in 1 dargestellt, Knöpfe in das Bedienfeld 1 integriert, mit denen eine Sitzkonfiguration geändert werden kann. Hierdurch lässt sich beispielsweise ein entsprechender in 4 näher gezeigter Fahrzeugsitz 10 in Längsrichtung L nach vorne oder hinten verschieben, seine Rückenlehne 12 aufrichten oder nach hinten kippen oder der gesamte Fahrzeugsitz 10 in Richtung der nicht näher gezeigten Fahrzeughochachse translatorisch verschieben.
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Wird nun der Fahrzeugsitz 10 und/oder die Rückenlehne 12 in eine zurückgefahrene Sitzkonfiguration geändert, so könnte ein auf dem Fahrzeugsitz 10 platzgenommener Nutzer das Bedienfeld 1 gegebenenfalls nicht mehr erreichen. Durch Betätigen des Verstellelements 3 lässt sich jedoch das Bedienfeld 1 in die Längsrichtung L nach hinten auf den Nutzer zu verschieben, sodass der Nutzer das Bedienfeld 1 wieder bequem erreichen kann. Der entsprechende Bedienvorgang ist in den Unterfiguren b), c) und d) dargestellt.
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In 1b) berührt der Nutzer mit einem Finger 6 das Verstellelement 3 an einer beliebigen Position. Bevorzugt ist das Verstellelement 3 in Richtung der Fahrzeuglängsachse langezogen ausgestaltet, was es dem Nutzer ermöglicht, zumindest einen Bereich des Verstellelements 3 unabhängig von seiner Sitzposition bequem zu erreichen. In dem in 1b) gezeigten Ausführungsbeispiel berührt der Finger 6 das Verstellelement 3 an einem Berührpunkt 5. Gemäß einer Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dann die Beleuchtung von Bedienfeld 1 und Verstellelement 3 angepasst werden. So wird über die im Verstellelement 3 angeordneten Leuchtelemente im Bereich des Berührpunkts 5 ein Lichtmuster 16 nach Art einer direkten Beleuchtung ausgegeben. Hierdurch wird dem Nutzer signalisiert, dass das Verstellelement 3 eine Berührung des Nutzers detektiert.
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Zur Detektion von Berührungen kann des Verstellelement 3 diverse Sensorelemente aufweisen, wie beispielsweise kapazitive Berührungssensoren und/oder in 2 gezeigte Surface-Acoustic-Wave Sensoren 15.
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Das Verstellelement 3 kann berührungsempfindlich und/oder auch annäherungssensitiv ausgestaltet sein. Hierzu kann das Verstellelement 3 Sensoren wie Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Laserscanner, Kameras oder dergleichen aufweisen. In diesem Falle lässt sich eine Betätigung des Verstellelements 3 von der Steuerung 2 erfassen, auch wenn lediglich eine Annäherung des Fingers 6 an das Verstellelement 3 erkannt wird.
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Die vom Bedienfeld 1 ausgegebene Beleuchtung kann während der Bedienung des Verstellelements 3 konstant bleiben oder geändert werden. Beispielsweise kann ein blinkendes Lichtmuster 16 oder ein sich bewegendes Lichtmuster 16 ausgegeben werden, insbesondere ein in die Bewegungsrichtung des Fingers 6 mitbewegtes Lichtmuster 16.
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1c) zeigt den Bewegungsablauf des Fingers 6 entlang des Verstellelements 3. Der Finger 6 wird in die Längsrichtung L nach hinten bewegt, wie durch einen Pfeil angedeutet. Zu erkennen ist, dass auch die am Berührpunkt 5 ausgegebene direkte Beleuchtung der Bewegung des Fingers 6 folgt. Zudem bewegt sich das Bedienfeld 1 analog mit dem Finger 6 mit.
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In 1d) entfernt der Nutzer den Finger 6 vom Verstellelement 3 und das Bedienfeld 1 ist an seiner gewünschten Position eingetroffen. Die Beleuchtung von Bedienfeld 1 und Verstellelement 3 wird wieder in die im Bereitschaftsmodus ausgegebene Beleuchtung zum Ausgeben des entsprechenden Lichtmusters 16 geändert.
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2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Verstellelements 3 in einer Schnittansicht. Neben den Surface-Acoustic-Wave Sensoren 15 sind eine Vielzahl entlang des Verstellelements 3 angeordneter Piezoaktoren 4 zu erkennen. Die Piezoaktoren 4 verlaufen dabei bevorzugt nicht nur entlang der Längsausdehnung des Verstellelements 3, sondern auch quer hierzu in Richtung der nicht näher dargestellten Fahrzeugquerachse, also auf die Figur bezogen orthogonal zur Blattebene. Hierzu können die Piezoaktoren 4 in einem Raster angeordnet sein. Mittels der Piezoaktoren 4 lässt sich ein haptisches Feedback ausgeben. Bevorzugt erfolgt dies in Analogie zu der von der Firma Hap2U entwickelten Technik. So vibriert nicht das gesamte Verstellelement 3, sondern lediglich der am Berührpunkt 5 durch den Finger 6 berührte Abschnitt bzw. bestimmte vordefinierte Bereiche. Dies ist in 2 durch die dunkel schraffierten Piezoaktoren 4 angedeutet. Die Piezoaktoren 4 können dabei nach oben und unten, seitlich sowie in Richtung orthogonal zur Blattebene vibrieren. Hierdurch wird gezielt die Reibung zwischen dem Finger 6 und einer Oberfläche des Verstellelements 3 in den durch die aktivierten Piezoaktoren 4 beaufschlagten Bereichen geändert, sodass sich gewisse fühlbare Strukturen auf der Oberfläche des Verstellelements 3 vortäuschen lassen. Dies ist in 3 dargestellt.
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So zeigt 3a) ein parallel zur Erstreckungsrichtung des Verstellelements 3, hier besagte Längsrichtung L, vorgetäuschtes Führungselement 7. Das Führungselement 7 ist vom Nutzer über seinen Finger 6 wahrnehmbar und fühlt sich wie eine Rille oder Erhebung an. Hierdurch kann der Nutzer dazu angeleitet werden, in welche Richtung er seinen Finger 6 entlang der Oberfläche des Verstellelements 3 bewegen kann, um eine Verschiebung des Bedienfelds 1 zu erreichen.
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3b) zeigt eine mittels des haptischen Feedbacks vorgetäuschte Rasterung 8. Bevorzugt ist ein Abstand a zwischen den einzelnen Rasterelementen in Abhängigkeit einer einstellbaren Empfindlichkeit des Verstellelements 3 ausgestaltet. Bei einer vergleichsweise hohen Empfindlichkeit wird ein kleiner Abstand a gewählt und bei einer vergleichsweise großen Empfindlichkeit ein größerer Abstand a.
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3c) zeigt eine Draufsicht auf das gesamte Verstellelement 3. In den Endbereichen des Verstellelements 3 wird mittels des haptischen Feedbacks jeweils ein Anschlag 9 vorgetäuscht. Im Vergleich zu den einzelnen Rastelementen der Rasterung 8 wird hier bevorzugt ein besonders starkes haptisches Feedback ausgegeben. Hierdurch wird dem Nutzer über das haptische Feedback vermittelt, dass ein jeweiliges Ende des Verstellelements 3 erreicht ist. Die in den 3a), b) und c) gezeigten vorgetäuschten Oberflächenstrukturen lassen sich auch kombinieren.
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Das Bedienfeld 1 lässt sich in die Längsrichtung L auch in Abhängigkeit einer Sitzverstellung verschieben. Hierzu können unterschiedliche Sitzkonfigurationen für verschiedene Nutzerprofile gespeichert sein. In einem jeweiligen Nutzerprofil wird dann auch der bevorzugte Ort des Bedienfelds 1 entlang seines jeweiligen Verschiebewegs abgespeichert. Wird der Fahrzeugsitz 10 nach vorne oder hinten verschoben bzw. seine Rückenlehne 12 nach vorne oder hinten gekippt, so kann analog das Bedienfeld 1 verschoben werden. Dies reduziert den Aufwand für den Nutzer, da er dann das Verstellelement 3 zum Verschieben des Bedienfelds 1 nicht mehr betätigen muss. Das Verstellelement 3 kann jedoch weiterhin zur Feinjustage der Position des Bedienfelds 1 verwendet werden.
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Besonders bevorzugt wird die Position des Bedienfelds 1 in Abhängigkeit von Bewegungsdaten eines in 4 dargestellten Referenzbereichs 11 des Fahrzeugsitzes 10 angepasst. Dabei zeigt 4 eine Lage des Referenzbereichs 11 an der Rückenlehne 12. Der Referenzbereich 11 befindet sich an der Rückenlehne 12 in einer vertikalen Richtung, also eine zur Fahrzeughochachse parallele Richtung auf derselben geodätischen Höhe h wie auch das Bedienfeld 1 angeordnet ist. In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist dabei die Höhe h zu einer Sitzfläche des Fahrzeugsitzes 10 angegeben. Als Referenz könnte jedoch auch der Boden des Fahrzeuginnenraums oder dergleichen dienen.
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Wie in 4 zu erkennen ist, befindet sich der Referenzbereich 11 immer auf der gleichen geodätischen Höhe h, wie das Bedienfeld 1. Jedoch wandert der Referenzbereich 11 entlang der Rückenlehne 12 in Abhängigkeit der Neigungslage der Rückenlehne 12 auf dieser hoch oder runter.
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Die Höhe h des Bedienfelds 1 eignet sich im Besonderen zur Bestimmung der Lage des Referenzbereichs 11, da sich auf dieser Höhe h der Arm bzw. die Hand des Nutzers zum Betätigen Bedienfelds 1 befindet. Das Bedienfeld 1 wandert dann analog mit der Verstellgeschwindigkeit des Referenzbereichs 11 in die Längsrichtung L betrachtet mit, was das Einhalten eines konstanten Abstands zwischen Bedienfeld 1 und Referenzbereich 11 ermöglicht, und somit ein bequemes Erreichen des Bedienfelds 1 durch den Nutzer gewährleistet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005014939 A1 [0004]
