DE10315721B4

DE10315721B4 - Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Anzeige, auf der Menüs, Funktionen und Funktionswerte darstellbar und mittels eines Bedienelementes anwählbar und auswählbar sind

Info

Publication number: DE10315721B4
Application number: DE10315721A
Authority: DE
Inventors: Guido Meier-Arendt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2023-04-05
Also published as: DE10315721A1

Abstract

Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Anzeige, auf der Menüs, Funktionen und/oder Funktionswerte mittels mindestens eines Bedienelementes anwählbar und auswählbar sind, wobei das Bedienelement walzenförmig ausgestaltet ist und um eine Drehachse drehbar ist und in einem Fahrzeugteil derart eingebaut ist, dass die Drehachse parallel zur Oberfläche des Fahrzeugteiles angeordnet ist, wobei auf das Bedienelement (1, 7, 13) eine Kraft entlang der Drehachse (3, 9, 15) ausübbar ist, und das eine Sensorvorrichtung (5, 10) zum Feststellen einer Krafteinwirkung entlang der Drehachse vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1, 7, 13) entlang seiner Drehachse (3) verschiebbar oder um eine Kippachse (16) verschwenkbar gelagert ist, wobei das Bedienelement (1, 7, 13) entweder nur gedreht oder seitlich verschoben oder um seine Kippachse (16) verschwenkt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Anzeige, auf der Menüs, Funktionen und Funktionswerte darstellbar und mittels eines Bedienelementes anwählbar und auswählbar sind. Im Stand der Technik, beispielsweise der DE 101 39 694 A1 , sind Bedieneinrichtungen bekannt, bei dem das Bedienelement walzenförmig ausgestaltet ist und um eine Drehachse drehbar gelagert ist. Hierbei ist das Bedienelement in einem Fahrzeugteil derart eingebaut, dass seine Drehachse parallel zur Oberfläche des Fahrzeugteils angeordnet ist. Die Bedienbarkeit dieser Bedienelemente ist jedoch für eine Benutzung während der Fahrt nicht optimal ausgestaltet. Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Bedienelemente derart weiter zu verbessern, dass der Bediener nicht von seinen Aufgaben als Fahrzeugführer über Gebühr abgelenkt wird durch eine Verbesserung der Bedienbarkeit.

Diese Aufgabe wird durch eine Bedieneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dadurch, dass eine Kraft auf das Bedienelement in Richtung entlang seiner Drehachse ausübbar ist und eine Sensorvorrichtung zur Feststellung der Krafteinwirkung entlang der Drehachse vorhanden ist, kann einfach zwischen verschiedenen Menüs in Abhängigkeit der Krafteinwirkung umgeschaltet werden und es erfolgt eine optische Zuordnung mit der Betätigungsrichtung des Bedienelementes.

Durch die Verschiebbarkeit des Bedienelements entlang seiner Drehachse oder die Verschwenkbarkeit um eine Kippachse wird eine besonders gute Zuordnung zwischen den anwählbaren Menüs und der Betätigung durch den Bediener der Bedieneinrichtung erreicht. Die selbsttätige Rückkehr des Bedienelementes in seine Grundposition fördert die bessere Zuordnung von Betätigung und auswählbaren Menüs.

Dadurch, dass das Bedienelement in seiner Mitte eine radial umlaufende Vertiefung aufweist, ist das Bedienelement einfach mit einem Finger zu verschieben.

Sofern das Bedienelement auf der dem Fahrer zugeordneten Seite des Lenkrades angeordnet ist, insbesondere am Lenkradkranz, ist das Lenkrad gleichzeitig festhaltbar und das Bedienelement mit dem einem Daumen bedienbar.

Die Verschiebung bzw. Verschwenkung des Bedienelementes ist besonders leicht detektierbar, wenn die entsprechende Bewegung des Bedienelementes durch Anschläge begrenzt ist, und Sensoren an den Anschlägen zur Detektion der Position des Bedienelementes angeordnet sind. Durch eine Berührungsdetektion des Bedienelementes kann eine Aktivierung der Bedieneinrichtung erfolgen. Diese Berührungsdetektion kann beispielsweise kapazitiv oder induktiv ausgestaltet sein. Es ist auch möglich, einen mehrstufigen Schalter vorzusehen, bei dem durch das Auslösen der ersten Stufe eine Berührung festgestellt wird.

Dadurch, dass das Bedienelement gleichzeitig entweder nur gedreht oder verschoben bzw. verkippt werden kann, ist eine eindeutige Bedienbarkeit gegeben.

Ein zusätzlicher Schalter auf der dem Fahrer abgewandten Seite des Lenkrades kann je nach Lage optimal von Zeige- oder Mittelfinger betätigt werden, ohne die Hand vom Lenkrad zu nehmen. Dieser Schalter kann beispielsweise dazu benutzt werden, um von einer Funktionsebene zurück in die Menüebene zu springen.

Dadurch, dass die Anzeige einen ersten Bereich für permanent anzuzeigende Informationen und einen zweiten Bereich auf weist, der mittels des Bedienelementes veränderbar ist, kann die Anzeige zentral angeordnet werden. So wird der Fahrer möglichst wenig abgelenkt.

Besonders minimiert wird die Ablenkung, wenn die Anzeige als Head up-Display ausgestaltet ist, weil der Fahrer dann seinen Blick nicht von der vor ihm liegenden Fahrbahn wenden muss, um die Informationen der Anzeige wahrzunehmen.

Die Bedienung ist schnell erfassbar, wenn die auswählbaren Menüs in Form von Symbolen auf der Anzeige darstellbar sind. Besonders leicht aufnehmbar ist dies, wenn alle auswählbaren Menüs gleichzeitig auf der Anzeige dargestellt werden.

Die Umschaltung zwischen den Menüs gestaltet sich besonders sinnfällig, wenn die Umschaltung zwischen den Menüs durch ein Verschieben bzw. Verschwenken des Bedienelementes realisiert ist. Weiterhin gestaltet sich die Anwahl einer Funktion innerhalb eines ausgewählten Menüs durch ein Drehen des Bedienelementes um eine Drehachse besonders logisch, wenn die einzelnen Funktionen untereinander auf der Anzeige dargestellt werden.

Schließlich ist die Auswahl einer angewählten Funktion bzw. eines angewählten Funktionswertes durch ein Drücken in radialer Richtung des Bedienelementes besonders sinnfällig.

Wenn die Darstellung eines dargestellten Menüs durch ein Berühren des Bedienelementes verändert wird, erhält der Benutzer der Bedieneinrichtung optisch die Rückmeldung, dass die Bedieneinrichtung eingeschaltet ist. Die Einschaltung kann auch beispielsweise durch eine erstmalige Betätigung des Bedienelementes in entweder einer beliebigen Richtung oder einer fest vorgegebenen Richtung erfolgen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren für besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1: ein Bedienelement in einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform;
2: ein Bedienelement in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
3: ein Bedienelement in einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
4: eine Anzeige in einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform;
5: die Anzeige aus 4 mit einem aufgeblätterten Menü;
6: eine Anzeige in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
7: die Anzeige aus 6, nachdem das Bedienelement erstmals betätigt oder berührt wurde;
8: die Anzeige aus 7, nachdem das Bedienelement seitlich betätigt wurde;
9: die Anzeige aus 8, nachdem das Bedienelement nach links betätigt wurde;
10: die Anzeige aus 9, nachdem das Bedienelement um seine Drehachse gedreht wurde;
11: die Anordnung zweier Bedienelemente in einem Lenkrad;
12: die Ausgestaltung der Anzeige als Head up-Displays.
In 1 erkennt man ein Bedienelement 1 mit seitlichen Erhebungen 2, das um eine Drehachse 3 drehbar gelagert und entlang dieser Drehachse verschiebbar angeordnet ist. Anschläge 4 begrenzen die seitliche Verschiebbarkeit. An den Anschlägen 4 sind Sensoren 5 zu der Detektion des Anschlags des Bedienelementes an die Anschläge 4 angeordnet. Nicht dargestellte Federelemente bewirken, dass das Bedienelement 1 sich in einer mittleren Position zwischen den Anschlägen 4 befin det, wenn keine äußere Kraft, beispielsweise die eines Bedieners auf das Bedienelement einwirken. Das Bedienelement 1 ist weiterhin in radialer Richtung verschiebbar, wie durch die Pfeile 6 angedeutet ist. Schließlich weist das Bedienelement 1 eine nicht dargestellte kapazitive Berührungsdetektion auf. Durch die seitlichen Erhebungen 2 weist das Bedienelement zwischen diesen seitlichen Erhebungen 2 in der Mitte eine radial umlaufende Vertiefung auf.
2 zeigt ein Bedienelement 7 mit seitlichen Erhebungen 8, das um eine Drehachse 9 drehbar gelagert ist. In den seitlichen Erhebungen 8 sind Tastschalter 10 angeordnet, die durch einen Druck parallel zur Drehachse 9 betätigt werden können, wie durch Pfeile 11 angedeutet wird. Das Bedienelement 7 ist weiterhin in radialer Richtung verschiebbar, wie durch Pfeile 12 angedeutet wird.
3 zeigt ein Bedienelement 13 mit seitlichen Erhebungen 14, das um eine Drehachse 15 drehbar gelagert ist. Weiterhin ist es um eine Kippachse 16 verkippbar, wie durch Pfeil 16a angedeutet wird.
4 zeigt eine Anzeige 17 mit einem ersten Bereich 18, auf dem permanent anzuzeigende Informationen dargestellt werden, hier die Funktion einer Geschwindigkeitsanzeige mit Ziffern und einem Zeiger 18a, und einem zweiten Bereich 19, der vom ersten Bereich 18 umschlossen wird und auf dem verschiedene Informationen darstellbar sind.
In 4 wird ein Kilometerzähler 20 und ein Tageskilometer 21 angezeigt. Wird eines der Bedienelemente 1, 7, 13 berührt, sofern wenn eine Berührungssektion vorhanden ist, oder erstmals betätigt, zeigt die Anzeige 17 die in 5 dargestellte Anordnung. Unter der ständigen Anzeige 18 ist eine symbolhafte Darstellung von Menüreitern BC, 22–27 angeordnet, die mittels des Bedienelementes 1, 7, 17 an- und ausgewählt werden können. Im Beispiel stellt die Buchstabenkombination BC für das Menü „Boardcomputer", ein symbolisiertes Radio 22 für das Menü „Radio", symbolisierte CD'S 23 für das Menü „CD-Player" ein Pfeil 24 für das Menü „Navigation", ein Mobiltelefon 25 für das Menü „Mobiltelefon", ein Zeichen @ 26 für das Menü „E-Mail/Internet" und ein symbolisierter Schraubenschlüssel 27 für das Menü „Konfiguration". Der Hintergrund des Symbols oder das Symbol des gerade ausgewählten Menüs kann hervorgehoben dargestellt werden, in 5 ist der Hintergrund des Symbols „BC" heller als der Hintergrund 22–27 dargestellt. Weiterhin wird ein angewähltes Menü 28 in der Mitte der Anzeige dargestellt mit Funktionen 29–32, die angewählt und ausgewählt werden können. Für die Ausgestaltung der Umschaltung zwischen den einzelnen Menüs gibt es zwei Alternativen, die jeweils besondere Vorteile aufweisen. Zum einen kann jeweils ein virtueller Anschlag vorgesehen sein, über den nicht hinaus gewählt werden kann. Dieses wären in 5 das Menü „Boardcomputer BC" und das Menü „Konfiguration 27": Wenn man also vom dargestellten Menü „Boardcomputer BC" zum Menü „Konfiguration 27" wechseln wollte, müsste man das Bedienelement 1 sechsmal nach rechts drücken. Beim Drücken nach links würde nichts passieren. Hierdurch wird erreicht, dass man bei einem mehrmaligen Drücken in einer Richtung eine definierte Endstellung erreicht und dann von dieser Endstellung eine Position durch eine entsprechende Zahl von Drückvorgängen erreicht. So kann nach einer gewissen Eingewöhnungsphase das gewünschte Menü ohne Beachtung der Anzeige angewählt werden.
Wenn man in einer zweiten Ausführungsform auf Anschläge verzichtet, kann in bestimmten Fällen schneller zu bestimmten Menüs gewechselt werden. So könnte man in 5 durch ein einmaliges Drücken nach links das Menü „Konfiguration" mit dem Symbol „Schraubenschlüssel 27" angewählt werden.
Das angewählte Menü kann durch einen radialen Druck auf das Bedienelement 1 ausgewählt werden. Es ist auch möglich, die Bedienvorrichtung so auszugestalten, dass auf den radialen Druck verzichtet wird und durch ein Drehen des Bedienelementes 1 das gerade angewählte Menü ausgewählt wird und durch das Drehen gleichzeitig zwischen einzelnen Funktionen, in 5 beispielsweise die Funktionen 29–32 umgeschaltet, werden kann.
Eine Anzeige 33 in 6 weist ebenfalls einen ersten Bereich 34 zur Anzeige permanent darzustellender Informationen mit einem Zeiger 34a und einen zweiten Bereich 35 zur Darstellung der anwählbaren Menüs auf. In 6 wird das Menü „Boardcomputer" dargestellt.
Wird ein Bedienelement 1, 7, 13 berührt, ändert sich die Darstellung aus 6, wie in 7 dargestellt wird und der Benutzer erhält so die Informationen, dass die Berührung detektiert wurde.
Bei der erstmaligen Betätigung des Bedienelementes 1, 7, 13 erscheint die in 8 abgebildete Darstellung, auf der durch Symbole benachbarte anwählbare Menüs dargestellt sind, hier das Symbol @ für „E-Mail/Internet" und der Pfeil für Navigation. Wird das Bedienelement 1 nach links verschoben bzw. das Bedienelement 7 nach links gedrückt bzw. das Bedienelement 13 nach links verkippt, erscheint die Darstellung nach 9 und es wird das Menü „E-Mail/Internet" angewählt und angezeigt, ebenfalls Symbole benachbarter anwählbaren Menüs „Audio" und „Boardcomputer BC".
Das Anwählen der einzelnen Funktionen kann durch Drehen des Bedienelementes 1, 7, 13 um seine jeweilige Drehachse erfolgen, während die Auswahl dann durch ein Drücken des Bedienelementes in radialer Richtung erfolgen kann.
In 11 erkennt man zwei Bedienelemente 1, die in einem Kranz 36 eines Lenkrades 37 derart eingebaut sind, dass ihre Drehachse parallel zur Oberfläche des Kranzes 36 angeordnet ist. Durch das zweifache Vorhandensein des Bedienelementes 1 kann das Bedienelement sowohl von Links- wie Rechtshändern optimal benutzt werden. Es kann vorgesehen sein, dass nur ein Bedienelement aktiviert ist. Auf der Rückseite des Kranzes 36 erkennt man Tasten 38, die beispielsweise dazu benutzt werden können, um schnell von einer Funktionsebene auf die Menüebene zurückzuspringen. Anstelle der Bedienelemente 1 können jeweils auch ein oder zwei Bedienelemente 7 oder 13 eingebaut sein.
Durch ein Drehen des Bedienelementes 1, 7 oder 13 um seine jeweilige Drehachse wird die gewünschte Funktion innerhalb des Menüs angewählt, in 10 wurde von der in 9 angewählten Funktion „Adressbuch" in die Funktion „SMS" durch Drehen des Bedienelementes 1, 7 oder 13 um seine Drehachse umgeschaltet.
12 zeigt eine besonders bevorzugte Anzeige in Form eines Head up-Displays, bestehend aus einer Bilderzeugungseinheit 39, die die darzustellende Anzeige mit Inhalten, wie zu 4–10 beschreiben, direkt oder wie im Beispiel über einen Spiegel 40 auf eine Windschutzscheibe 41 eines Kraftfahrzeugs 42 projiziert, so dass ein Kraftfahrer mit seinem Auge A sowohl die Anzeige als auch den Bereich von seinem Fahrzeug gleichzeitig wahrnehmen kann.

Claims

Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Anzeige, auf der Menüs, Funktionen und/oder Funktionswerte mittels mindestens eines Bedienelementes anwählbar und auswählbar sind, wobei das Bedienelement walzenförmig ausgestaltet ist und um eine Drehachse drehbar ist und in einem Fahrzeugteil derart eingebaut ist, dass die Drehachse parallel zur Oberfläche des Fahrzeugteiles angeordnet ist, wobei auf das Bedienelement (1, 7, 13) eine Kraft entlang der Drehachse (3, 9, 15) ausübbar ist, und das eine Sensorvorrichtung (5, 10) zum Feststellen einer Krafteinwirkung entlang der Drehachse vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1, 7, 13) entlang seiner Drehachse (3) verschiebbar oder um eine Kippachse (16) verschwenkbar gelagert ist, wobei das Bedienelement (1, 7, 13) entweder nur gedreht oder seitlich verschoben oder um seine Kippachse (16) verschwenkt werden kann.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1, 13) um seine Drehachse (3) verschiebbar oder um eine Kippachse (16) verschwenkbar gelagert ist, dass das Bedienelement (1, 13) nach einem Verschieben oder Verschwenken selbsttätig in seine Grundposition zurückkehrt.
Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1, 7, 13) in seiner Mitte eine radial umlaufende Vertiefung aufweist.
Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anschläge (4) die Verschiebbarkeit in Richtung der Drehachse (3) und der Verschwenkbarkeit um die Kippachse (16) beschränken, dass Sensoren (5) an den Anschlägen (4) zur Detektion der Position des Bedienelements (1, 13) angeordnet sind.
Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1, 7, 13) eine Berührungsdetektion aufweist.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsdetektion kapazitiv oder induktiv erfolgt.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsdetektion durch einen mehrstufigen Taster realisiert wird.
Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1, 7, 13) gleichzeitig entweder nur gedreht oder seitlich verschoben bzw. um seine Kippachse (16) verschwenkt werden kann.
Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1, 7, 13) in einem Lenkrad (37) eines Kraftfahrzeugs (42) angeordnet ist.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1, 7, 13) derart angeordnet ist, dass es durch den Daumen des Kraftfahrers betätigbar ist.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Schalter (38) auf der dem Fahrer abgewandten Seite des Lenkrades (37) angeordnet ist.
Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (17, 33) einen ersten Bereich (18, 34) für permanent anzuzeigende Informationen und einen zweiten Bereich (19, 35) aufweist, der mittels des Bedienelementes (1, 7, 13) veränderbar ist.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (7, 13) als Kombinationsinstrument und/oder als Head up-Display (39, 40) zur Einspiegelung von Informationen auf eine Frontscheibe (41) eines Kraftfahrzeugs (42) ausgestaltet ist.
Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auswählbare Menüs durch Symbole (BC, 22–27) auf der Anzeige (17, 33) dargestellt werden.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche auswählbare Menüs auf der Anzeige durch die gleichzeitige Anzeige sämtlicher Symbole (BC, 22–27) dargestellt werden.
Bedieneinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Verschieben des Bedienelementes (1, 13) entlang der Drehachse (3) oder ein Verschwenken um die Kippachse (16) von einem dargestellten Menü (BC, 22–27) auf ein anderes Menü umgeschaltet werden kann.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Drehen des Bedienelementes (1, 7, 13) eine Drehachse (3, 9, 15) eine Funktion (29–32) oder ein Funktionswert angewählt wird.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Drücken des Bedienelementes (1, 7) in radialer Richtung die angewählte Funktion (29–32) oder der angewählte Funktionswert ausgewählt wird.
Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Berühren des Bedienelementes (1, 7, 13) die Darstellung des Menüs (35) verändert wird.