DE10393781T5

DE10393781T5 - Duales haptisches Fahrzeugsteuerungs- und -anzeigesystem

Info

Publication number: DE10393781T5
Application number: DE10393781T
Authority: DE
Inventors: Vincent Clarkston Mercier; Ronald William Clarkston Stencel; James Bruce Troy Dulgerian; Wilhelm Sterling Heights Leichtfried; Charles Rochester Hills McDowell; Stephen Shelby Mezzomo; Eric Southfield Strebel; Patrick Oxford Ludlow
Original assignee: Alps Automotive Inc
Current assignee: Alps Automotive Inc
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2006-01-19
Also published as: WO2004053661A2; AU2003296985A1; AU2003296985A8; US6961644B2; WO2004053661A3; US20040117084A1

Abstract

Duales haptisches Steuersystem, umfassend:
einen ersten haptischen Regler, der auf einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordnet ist und einen zweiten haptischen Regler, der auf einer Konsole getrennt von dem Lenkrad angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND

Bis vor kurzer Zeit wurden die vergleichsweise wenigen Funktionen, die in Fahrzeugen vorlagen, durch wenige Einzelkomponenten gesteuert. Beispielsweise wurden Fenster durch Schalter an der Fahrertür betätigt, die Steuerungen für das Radio waren an dem Armaturenbrett zwischen dem Fahrer und dem Beifahrer vorgesehen, und Scheibenwischer, Lichter und Blinker wurden durch Schalthebel gesteuert, welche an der Lenksäule vorhanden waren. Während sich die verschiedenen Arten von Steuerungen, die mit dieser Ausstattung verbunden waren, zunahm, beispielsweise einzelne Zeitgebereinstellungen für Scheibenwischer, wurden Hebelschalter hinzugefügt und verbessert, um diese Mehrfachsteuerungen zu beinhalten. Die zusätzlichen Kosten und die Komplexität der Zunahme der Anzahl von Hebelschaltern, der Positionierung der Hebelschalter, um dem Benutzer Zugang und Sichtbarkeit der Anzeigen des Armaturenbrettes zu geben, sowie die Kompliziertheit der Verdrahtung für diese Hebelschalter und der begrenzte Raum in der Lenksäule jedoch hat mit der Zunahme der Anzahl der Fahrzeugausstattung die Möglichkeit beseitigt, weitere zweckdienliche Abwandlungen der Hebelschalter durchzuführen.

Um das Problem der Steuerung einer Vielzahl von Ausstattungsstücken ohne Erhöhung der Anzahl der Hebelschalter zu lösen, wurden dem Armaturenbrett zwischen dem Fahrer und dem Beifah rer Drehknöpfe hinzugefügt und Druckschalter wurden dem Lenkrad selbst hinzugefügt. Einige der Funktionen, die durch die Druckschalter am Lenkrad gesteuert werden, schließen Radio- und CD-Funktionen, Lautstärkensteuerung und Geschwindigkeitssteuerung (cruise control) ein. Mit der Zunahme der Anzahl von Steuerungen und der weiteren Zunahme der Kompliziertheit der Steuerungen in Fahrzeugen wurde leider die Anzahl und Kompliziertheit der verschiedenen Druckschalter und Schalter extrem beschwerlich und tatsächlich untragbar. Die reine, dem Fahrer verfügbare Informationsmenge und Menge der durch den Fahrer zu steuernder Ausstattung schließt nicht nur die oben erwähnten Steuerungen ein, sondern schließt beispielsweise Fahrzeugeigenschaften (wie beispielsweise Benzinverbrauch), Temperatursteuerungen, mehrfache Zonen des einzustellenden Komforts, DVD-Steuerungen, Steuerungen für Handys, Steuerungen für GPS-Systeme, Steuerungen für drahtlose Email ein. Die weitere Hinzufügung von Knöpfen, Drehschaltern oder Schaltern würde zu dem bereits verwirrenden Wirrwarr von Steuerungen beitragen, die vorhanden sind, und würde dazu dienen, die Aufmerksamkeit des Fahrers von der Straße noch weiter abzulenken.

Eine Lösung der Steuerung der zunehmenden Menge von Ausstattung besteht in der Verwendung von haptischen Grenzflächen. Haptische Grenzflächen sind Vorrichtungen, die es einem Benutzer erlauben, mit einem Computer zu interagieren, indem taktile Feedback empfangen werden. Üblicherweise wird dem Benutzer ein Feedback dadurch gegeben, dass eine Kraft erzeugt wird, welche der Benutzer durch Gefühl spüren kann. Diese Kraft kann entweder konstant sein oder verschiedene Modi aufweisen, was von den Betriebsbedingungen und dem speziellen laufenden Computerprogramm abhängt. Mit der neueren Abnahme der Kosten derartiger Geräte wurde die haptische Schnittstelle bei vielen neuen Anwendungsfällen eingefügt. Einige dieser Geräte schließen handschuhartige Geräte, federhalterartige Geräte oder mausartige Geräte ein, welche dazu dienen können, es den Benutzern zu erlauben, dreidimensionale virtuelle Objekte zu berühren und zu manipulieren, Texturen zweidimensionaler Objekte zu fühlen, Maschinen durch Fernbedienung in gefährlichen Umgebungen zu betreiben oder bei verschiedenen Simulationen. Im letzteren Fall zusammen mit der schnellen Zunahme der Rechnerleistung und der Verringerung der Kosten stehen haptische Steuerungen nun leicht zur Verfügung, um realistische Zustände für unterschiedlichste Arten von Simulationen, beispielsweise Videogames, wie Autofahrspiele, zu schaffen.

Es bestand jedoch eine sehr viel begrenztere Anwendung haptischer Schnittstellen bei Fahrzeugen. Dies ist deshalb der Fall, weil abweichend von Videogame-Steuerungen, welche speziell für die Simulation und haptische Steuerung konstruiert werden können, Fahrzeuge Begrenzungen hinsichtlich der Kosten und des verfügbaren Raums aufweisen, was haptische Steuerungen entweder unerschwinglich oder unverkäuflich bezüglich des hierdurch gebotenen Vorteils machen. Oder diese Begrenzungen wiesen die Eigenschaft auf, dass sie die Verwendung haptischer Schnittstellen letztlich für Fahrzeuge unbenutzbar machen. Ferner abweichend von Videogame-Steuerungen, in welchen Druchschalter konstant aktiviert werden, Steuerräder gedreht werden, oder Hebel manipuliert werden, und ein heftiges Feedback konstant erforderlich ist, benötigen Fahrzeugsteuerungen diese Art der Bewegung nicht. Außerdem ist diese Art der Bewegung bevorzugt nicht für die Steuerung der Funktionen in einem Fahrzeug geeignet, bei welchem die Steueranlagen aus Sicherheitsgründen kritisch sind und derartige Bewegungen wahrscheinlich mindestens den Fahrer ablenken.

Zur Zeit wurde eine haptische Schnittstelle lediglich in einem Luxusfahrzeug eingebaut. Diese haptische Schnittstelle wurde verwendet, um einige der Extrafunktionen zu steuern, welche hinzugefügt wurden oder durch verschiedene Knöpfe und Drehknöpfe am Steuerrad/am Armaturenbrett gesteuert wurden, um diese Steuerungen zu vermeiden. Die derzeitigen haptischen Schnittstellen sind jedoch schwierig zu erlernen und zu benutzen, da die Anzahl von Menüoptionen extensiv ist und unregelmäßig auf dem Display angezeigt werden. Im Allgemeinen wird lediglich Text angezeigt und es gibt eine begrenzte Anzeigegrafik. Ferner gibt es mehrfach ineinander verschachtelte Bildschirme mit geringer, wenn überhaupt Anzeige, wie man von einem Bildschirm zum anderen gelangt. Zusätzlich gibt es sehr geringe Freiheitsgrade für die Steuerung innerhalb jedes Bildschirms. Dies bedeutet, dass, wenn der Fahrer nicht das Gesamtsystem begriffen hat, die Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Fahrer die Anzeige studieren muss, um festzustellen, welche Funktion er oder sie aktiviert hat und entscheiden muss, wie er oder sie weiter die Steuerung manipulieren muss, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Zusätzlich, selbst falls der Fahrer diesbezüglich kompetent ist, ist es, falls der Fahrer einen Fehler macht, schwierig, zu dem Bildschirm zurückzukehren, um die gewünschte Funktion zu steuern. Ferner verbleibt schließlich dennoch eine Vielzahl von Knöpfen, Drehknöpfen und Hebelschaltern, welche Verwirrung erzeugen hinsichtlich der Frage, welcher Mechanismus welche Funktion steuert.

ZUSAMMENFASSUNG

Es ist ein Gegenstand vorliegender Erfindung, die oben stehenden Probleme zu vermeiden und eine benutzerfreundliche haptische Schnittstelle zu schaffen, die bei der Benutzung schnell und zuverlässig ist. Ferner, da Hebelschalter relativ unhandlich sind und die Vermeidung von Hebelschaltern (und ihre verschiedenen Anforderungen hinsichtlich der elektrischen Verdrahtung) zu einer Vergrößerung des benutzbaren Raums in Lenksäulen oder einer Verringerung des Lenksäulendurchmessers führen würde, ist es ein Gegenstand, ein Lenkrad zu schaffen, bei welchem die Lenksäule keine Hebelschalter aufweist. Ferner ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Überschuss an Mechanismen zu schaffen, um die Möglichkeit zu verringern, dass sich der Fahrer bei der Manipulation und der Steuerung der verschiedenen Fahrzeugfunktionen irrt. Ferner ist es ein weiterer Gegenstand der Erfindung, ein Display oder eine grafische Schnittstelle zu schaffen, welches die Interaktionserfordernisse zwischen dem Benutzer und der haptischen Steuerung in intuitiver Weise anzeigt. Dies gibt dem Benutzer eine Reihe von Optionen in einem leicht erkennbaren Format auf dem Display, welche als simulierte mechanische Steuerungen in einer logischen Folge angeordnet dargestellt sind.

Zu diesen Zwecken sowie weiter unten beschriebenen anderen Zwecken umfasst eine Ausführungsform des dualen haptischen Steuerungssytems eine erste haptische Steuerung, die auf einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordnet ist und eine zweite haptische Steuerung, die auf einer von dem Lenkrad getrennten Konsole angeordnet ist.

Die ersten und zweiten haptischen Steuerungen können überlappende Funktionen steuern oder die gesteuerten Funktionen können getrennt sein. Der erste haptische Regler kann ein minihaptischer Regler sein, welcher weniger Funktionen des Fahrzeuges steuert, als der zweite haptische Regler dies tut. Lediglich ein Teil des Lenkrades, welches mit dem ersten haptischen Regler in Beziehung steht, kann ein taktiles Feedback liefern.

Menütasten können auf dem Lenkrad vorgesehen sein oder Hotkeys auf der Konsole. Die Menütasten und die Hotkeys leiten die Steuerung des ersten oder zweiten haptischen Reglers zu einer gewünschten zu steuernden Funktion. Die Menütasten und Hotkeys können nahe dem ersten bzw. zweiten haptischen Regler angeordnet sein. Schalter können zusätzlich auf dem Lenkrad angeordnet sein, wobei die Kombination von Schaltern alle Hebelschalter an einer Lenksäule ersetzt, die mit dem Lenkrad verbunden ist. Die Schalter auf dem Lenkrad können in einem logisch konsistenten Format angeordnet sein, so dass Gruppen von Schaltern, welche in Beziehung zueinander stehende Funktionen aufweisen, in Gruppen zusammengefasst sind. Die Schalter können Funktionen des Fahrzeugs steuern, welche nicht durch den ersten oder zweiten haptischen Regler gesteuert werden. Der erste haptische Regler kann eine haptische Radhinterfläche aufweisen, welcher Funktionen hat, die durch Drehung gewählt werden und durch Herunterdrücken der Radschnittstelle aktiviert werden.

Ein Display, welches die Ergebnisse der Interaktion zwischen einem Benutzer und einem, der ersten oder zweiten haptischen Regler und ersten und zweiten Hotkeys darstellt, kann vorhanden sein. Das Display kann Interaktionsoptionen zwischen Benutzer und dem zweiten haptischen Regler als simulierende mechanische Steuerungen von Funktionen darstellen, die dem Benutzer in dem jeweils vorhandenen Zustand des haptischen Steuersystems zur Verfügung stehen und Betätigungen des zweiten haptischen Reglers zum Steuern der momentan dem Benutzer zur Verfügung stehenden Funktionen. Diese simulierten mechanischen Steuerungen können Druckknöpfe sein, welche je eine Operation zur Steuerung einer speziellen Funktion oder einer Unterfunktion des jeweiligen Druckknopfes enthalten. Die Druckknöpfe können sowohl Text als auch Grafik enthalten, wobei der Text die jeweilige Funktion des jeweiligen Druck knopfs anzeigt und die Grafik ein zweckdienliches Symbol erläutert, dass die jeweilige Funktion des jeweiligen Druckknopfs, Unterfunktionen der jeweiligen Funktion oder die Betätigung zum Steuern der jeweiligen Funktion oder Unterfunktion anzeigt. Ferner können Informationen der Einstellung von Funktionen des haptischen Steuersystems abweichen von dem im momentanen Zustand verfügbaren Funktionen außerhalb der Druckknöpfe angezeigt werden. Das taktile Feedback kann für die Betätigung des zweiten haptischen Reglers konsistent mit der Betätigung vorgesehen sein, um die jeweilige Funktion oder Subfunktion zu steuern, wenn der jeweilige Druckknopf durch den Benutzer gewählt wurde.

Ferner kann zusätzlich ein Stimmredundanzmechanismus vorgesehen sein, welcher für begrenzte Funktionen, die durch den ersten und zweiten haptischen Regler gesteuert werden, eine Stimmredundanz liefert.

In einer anderen Ausführungsform umfasst das haptische Fahrzeugsteuersystem einen ersten haptischen Regler und eine erste Gruppe von Hotkeys, die auf dem Lenkrad angeordnet sind, wobei die erste Gruppe von Hotkeys die Steuerung des ersten haptischen Reglers leiten, sowie einen zweiten haptischen Regler, der auf einer Konsole getrennt von dem Lenkrad angeordnet ist.

Der erste haptische Regler kann eine haptische Radschnittstelle umfassen, bei welcher die Funktionen durch Drehung gewählt werden und durch Herunterdrücken der Radschnittstelle aktiviert werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren der Steuerung der Funktionen eines Fahrzeuges die Bereitstellung einer haptischen Steuerung am Lenkrad des Fahrzeuges und steuern eine erste Gruppe der Funktionen des Fahrzeuges unter Verwendung der haptischen Steuerung am Lenkrad, Bereitstellung einer separaten haptischen Steuerung auf einer Konsole des Fahrzeugs und Steuern einer zweiten Gruppe von Funktionen des Fahrzeugs unter Verwendung der haptischen Steuerung auf der Konsole und Vermeiden von Hebelschaltern an der Lenksäule des Fahrzeuges.

Das Verfahren kann ferner die Einrichtung der Steuerung mindestens einiger der gleichen Funktionen zwischen den haptischen Steuerungen an dem Lenkrad und der Konsole umfassen. Zusätzlich kann das Verfahren die Begrenzung der ersten Gruppe von Funktionen auf weniger Funktionen als die der zweiten Gruppe von Funktionen umfassen oder die Verdoppelung aller, der ersten Gruppe von Funktionen in der zweiten Gruppe von Funktionen.

Das Verfahren kann umfassen die Einrichtung eines taktilen Feedbacks auf lediglich einem Teil des Lenkrades. Das Verfahren kann umfassen die Ermöglichung einer Anzeige von Resultaten der Verwendung jeder der haptischen Steuerungen oder Bereitstellung einer Stimmredundanz für beschränkte Funktionen, die durch die haptischen Steuerungen gesteuert werden.

Das Verfahren kann die Einrichtung direkter Steuerung der haptischen Steuerung an dem Lenkrad auf eine gewünschte, zu steuernde Funktion umfassen, die durch eine erste Gruppe von Hotkeys an dem Lenkrad gesteuert werden soll. Zusätzlich kann das Verfahren umfassen die Anordnung einer ersten Gruppe von Hotkeys nahe der haptischen Steuerung auf dem Lenkrad oder die Anordnung einer zweiten Gruppe von Hotkeys nahe der haptischen Steuerung auf der Konsole. Im letzteren Fall kann das Verfahren zusätzlich umfassen die Einrichtung direkter Steuerung der haptischen Steuerungen auf zu steuernde Funktionen durch die entsprechende Gruppe von Hotkeys und kann ferner noch umfassen, dass ein Display die Resultate der Anwendung jeder der haptischen Steuerungen und der Gruppe von Hotkeys anzeigt.

Das Verfahren kann umfassen das Ersetzen von Funktionen von Hebelschaltern durch Funktionen, welche durch Schalter auf dem Lenkrad, die haptische Steuerung auf dem Lenkrad und die erste Gruppe von Hotkeys gesteuert werden. Ferner kann das Verfahren umfassen die Verringerung der Anzahl von Druckschaltern auf dem Lenkrad, indem eine Gruppe von Druckschaltern auf dem Lenkrad durch die haptische Steuerung auf dem Lenkrad ersetzt wird oder Schalter auf dem Lenkrad in einem logisch konsistenten Format angeordnet werden, so dass Gruppen von Schaltern mit verwandten Funktionen zu Gruppen zusammengefasst sind.

Andere Ausführungsformen, ein Verfahren und ein computerlesbares Medium, welches eine Prozedur der Lieferung von Fahrzeuginformationen für ein Fahrzeug auf verschiedenen Bildschirmen durchführt, umfasst die Gruppierung der Fahrzeuginformationen in verschiedene Systeme. des Fahrzeuges, Bereitstellen verschiedener Gruppen einstellbarer Funktionen für die verschiedenen Systeme, Darstellen jeder Gruppe einstellbarer Funktionen für ein jeweiliges System auf einem repräsentativen Bildschirm zur Anzeige der verstellbaren Funktionen eines gerade gewählten Systems und bildhaft Darstellen der verstellbaren Funktionen, wobei die bildhaften Darstellungen der verstellbaren Funktionen eine von interaktiven Grafiken enthalten und ein interaktives alphanumerisches Display, welches den zur Zeit vorliegenden Zuständen der einstellbaren Funktionen entspricht; Auswählen einer einstellbaren Funktion des Fahrzeugs durch Manipulation eines haptischen Reglers in dem Fahrzeug; Steuern eines zur Zeit vorlie genden Zustands der gewählten verstellbaren Funktion durch Manipulation des haptischen Reglers und Anzeigen des zur Zeit vorliegenden Zustands der gesteuerten verstellbaren Funktion auf dem dazugehörigen Bildschirm, der das zur Zeit gewählte System darstellt.

Das Verfahren/computerlesbare Medium kann die Einfügung von Textinformationen mit bildhaften Darstellungen umfassen, wobei die Textinformationen, die mit jeder verstellbaren Funktion geliefert werden, einen Namen der verstellbaren Funktion anzeigen.

Das Verfahren/computerlesbare Medium kann die Darstellung der einstellbaren Funktionen als Druckschalter und die Einfügung der bildhaften Darstellungen in die Druckschalter umfassen. Ferner kann das Verfahren umfassen die Darstellung verfügbarer Unterfunktionen jeder einstellbaren Funktion in dem Druckschalter, der der einstellbaren Funktion entspricht, die die verfügbaren Unterfunktionen enthält. Zusätzlich kann das Verfahren ferner umfassen die Darstellung eines Verfahrens zum Steuern einer der einstellbaren Funktionen und einer momentan gewählten verfügbaren Unterfunktion der einstellbaren Funktion unter Verwendung des haptischen Reglers und zwar in dem Druckschalter, der der einstellbaren Funktion entspricht. Ferner kann das Verfahren zusätzlich die Darstellung der Textinformation in dem der einstellbaren Funktion entsprechenden Druckschalter umfassen, welche den momentanen Zustand der einstellbaren Funktion anzeigt.

Das Verfahren/computerlesbare Medium kann die Hervorhebung einer momentan gewählten Unterfunktion oder die Erklärung eines momentan gewählten Druckschalters umfassen. Das Verfahren kann die Darstellung von Informationen außerhalb der Druck schalter umfassen, welche nicht das momentan gewählte System betreffen.

Das Verfahren/computerlesbare Medium kann umfassen die Zulassung einer unmittelbaren Steuerung einer am häufigsten genutzten Funktion eines jeweiligen Bildschirms umfassen, wenn auf den Bildschirm zugegriffen wird. Das Verfahren kann umfassen die Lieferung eines taktilen und stimmlichen Feedbacks zum Benutzer, welches ihm anzeigt, wenn auf einen Bildschirm zugegriffen wird und wenn eine der Funktionen und Unterfunktionen, die dargestellt sind, gewählt werden, wenn einer der Bildschirme geöffnet wird und eine der Funktionen und Unterfunktionen, die dargestellt sind, gewählt wird.

Bei einer anderen Ausführungsform umfasst ein System, welches Fahrzeuginformationen einem Insassen eines Fahrzeuges liefert: Elektronische Komponenten einschließlich eines Prozessors, Speicher und Videodisplayschaltung, wobei der Prozessor die Fahrzeuginformationen in unterschiedliche Systeme des Fahrzeuges gruppiert, welche Gruppen einstellbarer Funktionen enthalten; ein Display mit einem Bildschirm, wobei der Prozessor das Display steuert, derart, dass es jede Gruppe einstellbarer Funktionen für ein jeweiliges System auf einem repräsentativen Bildschirm abbildet, welcher die einstellbaren Funktionen eines momentan gewählten Systems darstellt und um bildliche Darstellungen der einstellbaren Funktionen zu liefern, wobei die bildhaften Darstellungen eine von interaktiven Grafiken und eine interaktive alphanumerische Darstellung enthalten, welche den momentanen Zuständen der einstellbaren Funktionen entsprechen, wobei die repräsentativen Bildschirme und die bildhaften Darstellungen in dem Speicher gespeichert sind, und Eingaben, durch welche die einstellbaren Funktionen eingestellt werden, wobei die Eingaben einen haptischen Regler umfassen, der betätigt wird, um eine der einstellbaren Funktionen zu wählen und einen momentanen Zustand der gewählten einstellbaren Funktion zu steuern. In diesem System empfangen die elektronischen Bauteile Signale von den Eingabestellen und übertragen die Signale zu dem Display, welches den momentanen Zustand der gesteuerten einstellbaren Funktion auf dem repräsentativen Bildschirm anzeigt, der das momentan gewählte System darstellt.

Der Prozessor kann das Display derart steuern, dass Textinformationen in die bildhaften Darstellungen eingefügt werden, wobei die mit jeder einstellbaren Funktion gelieferten Textinformationen einen Namen der einstellbaren Funktion anzeigt.

Der Prozessor kann das Display derart steuern, dass dieses die einstellbaren Funktionen als Druckschalter darstellt und die bildhaften Darstellungen in den Druckschaltern enthalten sind. In diesem Fall kann der Prozessor das Display derart steuern, dass es verfügbare Unterfunktionen in jeder einstellbaren Funktion in dem Druckschalter darstellt, der der einstellbaren Funktion entspricht, die die verfügbaren Subfunktionen einschließt. Ferner kann der Prozessor das Display derart steuern, dass dieses in dem Druckschalter, der der einstellbaren Funktion entspricht, ein System zum Steuern einer der einstellbaren Funktionen und einer momentan gewählten verfügbaren Unterfunktion der eingestellten Funktion unter Verwendung des haptischen Reglers darstellt. Alternativ kann der Prozessor das Display derart steuern, dass dieses in dem Druckschalter, der der einstellbaren Funktion entspricht, Textinformationen darstellt, die den momentanen Zustand der einstellbaren Funktion entspricht, und/oder das Display steuert, um eine momentan gewählte Unterfunktion hervorzuheben. Der Prozessor kann das Display derart steuern, dass ein momentan gewählter Druckschalter erklärt wird und/oder dass au ßerhalb der Druckschalter Informationen angezeigt werden, die nicht das momentan gewählte System betreffen.

Der Prozessor kann das Display derart steuern, dass eine unmittelbare Steuerung einer am häufigsten benutzten Funktion eines jeweiligen Bildschirms möglich ist, wenn auf diesen Bildschirm zugegriffen wird.

Das System kann ferner ein Audiosystem umfassen, welches durch den Prozessor gesteuert ist und die Prozessorsteuersignale können dazu dienen, ein taktiles und Stimmfeedback einem Benutzer des haptischen Reglers zuzuleiten, welches einem anzeigt, wenn ein Bildschirm geöffnet wird und wenn eine einer Funktion und Subfunktion, die dargestellt sind, gewählt wird, wenn der jeweilige Schirm geöffnet wird und die eine der dargestellten Funktionen und Subfunktionen gewählt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine Ausführungsform eines Lenkrads nach der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine Ausführungsform eines Lenkrades und einer Lenksäule nach der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine Ausführungsform des Gesamtsystems nach der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine Ausführungsform des haptischen Hauptreglers und Displays nach der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt eine Vergrößerung einer Ausführungsform des haptischen Hauptreglers nach der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt mögliche Bewegungen einer Ausführungsform des haptischen Hauptreglers nach der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt den Bildschirm des Hauptdisplays einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;
9a und 9b zeigen das Display eines Radiobildschirms und die Funktionalität einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10a und 10b zeigen das Display eines Bildschirms zur Klimasteuerung und die Funktionalität einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;
11a und 11b zeigen das Display eines Bildschirms zur CD/DVD-Steuerung und die Funktionalität einer Ausführungsform nach der Erfindung;
12 zeigt das Display eines Navigationsbildschirms einer Ausführungsform nach der Erfindung;
13 das Display eines Bildschirms zur Fahrerinformation nach einer Ausführungsform der Erfindung;
14a, 14b und 14c zeigen Displays eines Email-Bildschirms und die Funktionalität einer Ausführungsform nach der Erfindung;
15a, 15b und 15c zeigen Displays von Telefon-/Voicemail-Bildschirmen und deren Funktionalität einer Ausführungsform nach der Erfindung;
16 zeigt unterschiedliche Ausführungsformen des taktilen Feedbacks, welches in einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung geliefert wird, und
17 zeigt eine Ausführungsform des eingebetteten Systems in einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZUR ZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zur Zeit tragen haptische Regler, die in Fahrzeugen verwendet werden, lediglich zur verwirrenden Anordnung von Schaltern und Hebeln bei, die verfügbar sind, um die Funktionen des Fahrzeugs zu steuern. Hinzu kommt, dass existierende haptische Regler die Effekte möglicher Operationen des haptischen Reglers in nicht intuitiver Weise anzeigen, was zu dem Chaos beiträgt, welches mit der Steuerung des Fahrzeugs verbunden ist und den Fahrer vom Fahren ablenkt, indem er oder sie hierdurch genötigt wird, das Display über verlängerte Zeitspannen zu durchsuchen, um die verschiedenen Funktionen und Tätigkeiten zu finden, die gewünscht sind. Dies ist nicht nur gefährlich, sondern begrenzt die Zweckdienlichkeit des haptischen Reglers bis zu einem Punkt, an dem im Wesentlichen kein Bedürfnis besteht, ein derartiges Element in dem Gesamtsteuersystem des Fahrzeugs einzusetzen.
Die vorliegende Erfindung enthält eine haptische Schnittstelle, welche zuverlässig zu verwenden und leicht zu lernen ist. Die Anzeige von dem Fahrer verfügbaren Funktionen im momentanen Entwicklungszustand des Systems ist in einem logischen und konsistenten Format angeordnet, welches leicht erkennbar ist, wie auch die Anzeige von irgendwelchen verfügbaren Unterfunktionen. Textinformation ist begrenzt und dem Benutzer dargestellte Bildoperation erfolgt in einer intuitiven Weise derart, dass ein Benutzer, der zum ersten Mal das System lernt, wie auch diejenigen, die mit dem System vertraut sind, das System schnell, leicht und, ohne ihre Aufmerksamkeit über lange Zeitspannen dem Display zuzuwenden, bedienen können. Taktiles Feedback, welches auf den haptischen Regler angewandt wird und durch den Fahrer während der Betätigung einer der Funktionen und Subfunktionen gefühlt wird, vergrößern die Flexibilität des Systems. Taktiles Feedback, wie es hier verwendet wird, ist mehr als lediglich ein dem Benutzer durch die mechanische Aktivierung eines Schalters mitgeteiltes Gefühl; eine Antriebskraft wird durch einen Motor derart angelegt, dass der Benutzer Variationen der Kraft in Abhängigkeit von der Funktion fühlt, die in dem jeweiligen Zustand durch den haptischen Regler gesteuert wird. Das taktile Feedback ist programmierbar. Ferner verringern redundante Mechanismen, wie beispielsweise abwechselnde haptische Regler, die in einer zweckdienlicheren Weise als der primäre haptische Regler angeordnet sind oder Feedback durch Stimme für begrenzte Funktionen, die Fehler des Fahrers bei der Manipulation und Steuerung der verschiedenen Fahrzeugfunktionen, wobei zusätzlich die Sicherheit der Fahrzeuginsassen vergrößert wird. Hinzu kommt, dass das Gesamtsystem Hebelschalter vermeidet und gleichzeitig die elektrische Verdrahtung, die mit Hebelschaltern verbunden ist, in der Lenksäule verringert. Die verschiedenen gesteuerten oder eingestellten Funktionen beziehen sich auf den Betrieb der Fahrzeugausstattung, beispielsweise Lichter (Fernlicht zu Abblendlicht/Lichtwechsel), Scheibenwischer, Musikanlagen, Klimasteuerung, wie auch Navigation, Email und Telefonsysteme, die in dem Fahrzeug vorhanden sind.
Eine Ausführungsform des haptischen Systems ist in 1 gezeigt. Wie in 1 dargestellt, umfasst das haptische System ein Lenkrad 110, einen primären haptischen Regler 130 und einen Display/Eingabeabschnitt 140. Obwohl dies aus der in 1 dargestellten Ansicht nicht ersichtlich ist, enthält die Lenksäule in dem Lenkrad 110 keine Hebelschalter. Dies verringert gleichzeitig die innere Verdrahtung in der Lenksäule, die mit Hebelschaltern verbunden und für diese notwendig ist und erlaubt hierdurch mehr Platz in der Lenksäule für die kraftangetriebene Neigung und Teleskop, Winkelsensor und Zündsystem oder erlaubt es, die Lenksäule im Durchmesser zu verringern. Das Lenkrad 110, der primäre haptische Regler 130 und der Display/Eingabebereich 140 wie auch die verschiedenen Regler und Mechanismen, die mit diesen Teilen verbunden sind, sind aus Materialien hergestellt, die auf dem Gebiet allgemein bekannt sind.
Eine vergrößerte Darstellung des Lenkrads ist in 2 gezeigt. Sämtliche Funktionen, die in normalen Hebelschaltern enthalten sind, wie die verschiedenen Funktionen Lichthupe, Abblendlicht/Fernlicht, Blinker oder Scheibenwischergeschwindigkeit, sind nun entweder durch Schalter 112 auf dem Lenkrad 110 gegeben. Mit den Schaltern 112 und dem haptischen Kontroller 116 ist das Lenkrad 110 mit Menütasten 114, einem Airbag/Hube 118 und farblichen Bereichen 120 versehen. Der Airbag/Hube 118 ist ein Standardbauteil, der in der Mitte des Lenkrades 110 angeordnet ist, und wird hier nicht weiter beschrieben. Gleichermaßen sind die Materialien zur Herstellung des Lenkrades 110 auf dem Gebiet der Technik allgemein bekannt und werden hier nicht weiter beschrieben. Die Kombination der Schalter 112 ermöglicht es, sämtliche Hebelschalter an der Lenksäule wegzulassen.
Die farblich angelegten Bereiche 120 lassen das Lenkrad 110 geschmacklich besser erscheinen. Zusätzlich führen die farbigen Abschnitte 120 den Fahrer zu dem gewünschten Schalter oder Hotkey, ohne dass der Fahrer von der Straße abgelenkt wird, indem hier die periphere Sicht des Fahrers angesprochen wird. Die farbigen Abschnitte 120 können selbstverständlich weggelassen werden, um das Lenkrad 110 einfarbig zu gestalten.
Die Schalter 112 sind in mehrfachen Orten angeordnet: Um die Mitte des Lenkrades 110, nahe dem Airbag 118, längs des Randes des Lenkrades 110, auf der Rückseite des Lenkrades 110 und längs der Speichen, welche den Kranz und die Mitte des Lenkrades 110 verbinden. Es gibt keine funktionelle Überlappung zwischen den Schaltern 112 und der haptischen Schnittstelle, d.h. die Schalter 112 steuern nicht die gleichen Funktionen, wie die Funktionen, die durch die verschiedenen haptischen Regler in dem Fahrzeug gesteuert werden. Einer der Vorteile hiervon liegt darin, dass die Schalter 112 Fahrzeugausstattungen steuern, die zum Betrieb des Fahrzeuges selbst notwendig sind und die Sicherheit des Fahrzeugs in unter schiedlichen Fahrsituationen erzeugen, d.h. Lichthupe zu Abblendlicht/Fernlicht für Nachtfahrten, Scheibenwischer für regnerische Zustände, Cruise Control und Blinker. Derartige Geräte stehen einem Passagier nicht zur Wahl (durch den haptischen Hauptregler) und der Fahrer muss nicht ein Display betrachten, um festzustellen, ob der korrekte Ausstattungsteil oder Funktion aktiviert ist oder muss sich durch verschiedene Menüs hindurcharbeiten, um diese Funktionen zu aktivieren.
Zusätzlich sind die Schalter 112 in Gruppen von Schaltern 112a, 112b, 112c und 112d unterteilt, die in logischer Weise angeordnet sind, um sowohl das anfängliche Lernen als auch die spätere Benutzung zu erleichtern. Diese Schaltergruppen haben verwandte Funktionen; die erste Gruppe von Schaltern 112 nahe der Mitte des Lenkrades 110 erlaubt es dem Fahrer, die Cruise Control zu bedienen, die zweite Gruppe Schalter 112b auf den Speichen des Lenkrades 110 erlaubt des dem Fahrer, die Scheibenwischer zu betätigen, die dritte Gruppe Schalter 112c auf der Rückseite des Lenkrades 110 erlaubt dem Fahrer die Umschaltung des Fernlichtes und der Lichthupe und die vierte Gruppe von Schaltern 112d auf dem Kranz des Lenkrades 110 erlaubt dem Fahrer die Blinker zu betätigen. Die verschiedenen Gruppen sind derart angeordnet, dass sie für den Fahrer leicht zugänglich sind. Beispielsweise ist die vierte Gruppe von Schaltern 112d, bei der die Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie mehr als irgendeine andere Gruppe bedient wird, derart angeordnet, dass sie durch den Daumen des Fahrers betätigbar sind, wenn der Fahrer das Lenkrad in der üblichen und sicheren 10 Uhr- – 2 Uhr-Stellung hält. Um somit die Blinker zu betätigen, muss der Fahrer lediglich den zweckdienlichen Schalter mit dem entsprechenden Daumen herunterdrücken und muss nicht eine seine oder ihrer Hände vom Lenkrad entfernen. Hierdurch wird die Sicherheit für alle In sassen des Fahrzeugs erhöht, da der Fahrer seine oder ihre Hand nicht von dem Lenkrad entfernen muss, um einen Hebelschalter zu betätigen oder zu manipulieren, um diese Funktionen zu steuern, oder im Falle von Blinkern oder Lichtern seine oder ihre Hand kaum bewegen muss. Die Abschaltung des Blinkersignals wird durch den Winkelsensor in der Lenksäule gesteuert. Dieses Gerät kann ferner programmiert werden, um bestimmte Funktionen während der Drehung des Lenkrades abzuschalten, um eine unbeabsichtigte Betätigung zu verhindern.
Der haptische Miniregler 116 ist eine Radschnittstelle, welche die Fähigkeit des Fahrers vergrößert, mehrfache Fahrzeugfunktionen mit einer reduzierten Anzahl von Eingaben zu steuern. Die Radschnittstelle 116 kann sowohl gedreht als auch heruntergedrückt werden, um eine Fahrzeugfunktion in dem Infotainmentbereich zu steuern. Beispielsweise wird die CD-Menütaste heruntergedrückt, wodurch das CD-Hauptmenü geöffnet wird. Die Lautstärkensteuerung wird automatisch gewählt. Die Radschnittstelle 116 kann heruntergedrückt werden, um zusätzliche Funktionen zu wählen (Titel, Modus) und dann gedreht werden, um diese spezielle Funktion zu verstellen. Nach Wahl der Titelfunktion kann die Titelzahl durch Drehen der Radschnittstelle 116 gewählt werden.
Obwohl ein mehrfaches Herunterdrücken und Betätigen durchgeführt werden könnte, um verschiedene Unterfunktionen zu wählen, ist es bevorzugt, dass die Radschnittstelle 116 eine begrenzte Funktionalität aufweist (d.h. lediglich eine Unterfunktion eines jeweiligen Menüs kann gewählt werden), und dies nicht lediglich wegen Begrenzungen hinsichtlich der Größe und des Einbauortes, sondern zusätzlich zur Erleichterung der Benutzung. Alternativ wird eine automatische Wahl von jeder Menütaste 114 abgeleitet. Beispielsweise durch Herunterdrücken der RADIO-Menütaste kann der Benutzer automatisch die Lautstärke einstellen, wobei durch Herunterdrücken des Rades andere zulässige Funktionen innerhalb dieses Menüs gewählt werden (VOREINSTELLUNG, SUCHEN). Dies kann hinsichtlich des CD-Menüs das Gleiche sein 8 (dessen Funktionen sind Lautstärke, Titel und Modus) und die Klimasteuerung (dessen Funktionen sind Temperatur, Gebläse und Mode).
Die Radschnittstelle 116 ist ein haptischer Miniregler, welcher lediglich wenige Funktionen des Infotainmentsystems des Fahrzeuges im Vergleich mit dem haptischen Hauptregler steuert. Eine der Redundanzen bei vorliegender Erfindung besteht darin, dass sämtliche durch den haptischen Miniregler gesteuerten Funktionen ebenfalls durch den haptischen Hauptregler gesteuert werden (zusätzlich ist bevorzugt für begrenzte Funktionen, die durch den haptischen Miniregler gesteuert sind, ein Stimmredundanzmechanismus vorgesehen, der dem Fahrer mitteilt, welche Funktion/Unterfunktion gewählt oder betätigt wird). Dies erlaubt es dem Fahrer, die gleichen Funktionen an zwei unterschiedlichen Orten zu steuern, was auch immer er oder sie bevorzugt. Ferner erlaubt es dem Fahrer, auf die meist benutzten Funktionen schnell und leicht zuzugreifen, ohne seine oder ihre Hände vom Lenkrad zu entfernen oder seine oder ihre Aufmerksamkeit von der Straße abzuwenden. Zusätzlich, falls ein Mitfahrer die gerade abgespielte Musik, die Lautstärke der Musik oder die Temperatur beispielsweise in einer Weise über den haptischen Hauptregler ändert, die dem Fahrer nicht gefällt, muss der Fahrer hinsichtlich der Bedienung des haptischen Hauptreglers nicht mit dem Mitfahrer auseindersetzen.
Ferner ist auf dem Lenkrad lediglich am haptischen Regler und nicht an den Schaltern 112, den Menütasten 114 oder dem gesamten Lenkrad ein taktiles Feedback auf dem Lenkrad 110 vorgesehen. Das spezielle taktile Feedback hängt von der Funkti on oder Subfunktion ab, über welche der Fahrer Kontrolle ausübt. Der Motor und verwandte Mechanismen (nicht dargestellt), die das taktile Feedback liefern, sind in der Lenksäule untergebracht. Die Weise, in der der Motor und der dazugehörige Mechanismus das taktile Feedback liefert, ist auf dem Gebiet der Technik allgemein bekannt. Als Resultat der kleinen Größe des haptischen Reglers 116 wie auch der gesteuerten begrenzten Funktionen ist lediglich ein kleiner Motor erforderlich, um das notwendige taktile Feedback zu liefern. Dies ermöglicht es, den haptischen Miniregler in das Lenkrad einzufügen, wie auch die dazugehörige und notwendige mechanische Ausstattung zur Erzeugung des taktilen Feedbacks in der Lenksäule angeordnet werden kann. Die Vergrößerung des Gewichts der Vorrichtung, auf die das taktile Feedback angewandt wird, vergrößert entsprechend die Motorgröße zur Erzeugung der notwendigen Menge an Feedback, die es dem Benutzer ermöglicht, dieses Feedback zu fühlen. Die zusätzliche Größe des haptischen Minisystems, welches den Motor und die dazugehörige mechanische Ausstattung enthält, macht das Einsetzen des haptischen Systems in die Lenksäule problematisch.
Das Lenkrad 110 enthält ferner Menütasten 114. Jede Menütaste 114 ermöglicht es dem Fahrer, auf eine spezielle Funktion des Infotainmentsystems zuzugreifen, die mit der Menütaste verbunden ist. Somit aktiviert der Fahrer einfach die mit dem jeweiligen Menü verbundene Menütaste und benutzt dann entweder den haptischen Miniregler 116 oder den haptischen Hauptregler 132, um auf die gewünschte Unterfunktion aus diesem Zustand zuzugreifen.
Die Menütasten 114 sind von den Schaltern 112 getrennt und weit genug weg von den Schaltern 112 angeordnet, so dass der Fahrer eine geringe (wenn überhaupt) Verwechslung erfährt, welche der beiden betätigt wird. Die Menütasten 114 sind, wie die Schalter, in Gruppen von verwandten Funktionen unterteilt; die erste Gruppe Menütasten 114a ermöglicht es dem Fahrer, die Geräuschübertragung/Klimasteuerung zu wählen und die zweite Gruppe von Menütasten 114b ermöglicht es dem Fahrer, die Musikanlage (Radio, CD) zu wählen. Die erste Gruppe von Menütasten 114a liegt nahe der Mitte des Lenkrades 110 und ist symmetrisch bezüglich der ersten Gruppe von Schaltern 112 bezüglich der Dynamik des Lenkrades 110 angeordnet (d.h. die Mittelpunkte der ersten Gruppe von beiden liegen um 120° getrennt). Die zweite Gruppe von Menütasten 114b liegt nahe dem haptischen Miniregler 116, wobei beide auf einer Speiche des Lenkrades 110 angeordnet sind und bezüglich der zweiten Gruppe von Schaltern 112 wie oben symmetrisch angeordnet sind.
Die Schalter 112 und Menütasten 114 tragen Illustrationen oder andere Markierungen, die anzeigen, mit welcher Funktion sie verbunden sind. Die Oberfläche der Schalter/Menütasten kann durchgehend sein und die Illustrationen auf der Oberfläche liegen. Alternativ können die Schalter/Menütasten die Illustrationen in die Oberfläche eingeschnitten aufweisen und eine LED (oder ähnliche Rückseitenbeleuchtung) kann unter der Oberfläche vorgesehen sein, um es zu ermöglichen, dass die Illustration für den Fahrer sichtbar ist.
Üblicherweise sind die Schalter 112 und Menütasten 114 permanent angebracht, so dass, falls das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt ist, diese Komponenten nicht vom Lenkrad gelöst werden und zu Geschossen werden. Dies ist abweichend von den Hotkeys in der Mitte des Fahrzeugs, welche bevorzugt unter Verwendung im Wesentlichen austauschbarer Druckknöpfe hergestellt sind. Die Schalter 112 und die Menütasten 114 können jedoch ebenfalls unter Verwendung im Wesentlichen austauschbarer Druckknöpfe hergestellt werden, d.h. Druckknöpfe der gleichen Außenabmessungen oder Form zur Erleichterung des Zusammenbaus und Zweckdienlichkeit in der Konfiguration. In diesem Falle können die Gehäuse, in welchen diese Druckknöpfe angeordnet werden, die gleichen sein, wobei die darunter liegende Konfiguration der Knöpfe sich derart unterscheidet, dass jede spezielle Funktion eine spezielle Druckknopfkonfiguration aufweist. Beispielsweise hat jedes Gehäuse vier Kontakte und jeder Druckknopf verbindet unterschiedliche Kombinationen dieser Kontakte (16 mögliche Konfigurationen = 16 Druckknöpfe), um der Schaltung, die mit dem Gehäuse verbunden ist, anzuzeigen, welcher Druckknopf vorhanden ist. Die Austauschbarkeit der Hotkeys (und möglicherweise Menütasten und Schalter) ermöglicht eine freie Konstruktion dieser Komponenten und ermöglicht es, dem Benutzer die Komponenten auf der Basis persönlicher Präferenz auszutauschen. Alternativ können die Gehäuse, in welche diese Druckknöpfe eingesetzt werden, Funktionen aufweisen, die automatisch mit dem jeweiligen Gehäuse verbunden sind, so dass die Schalter oder Menütasten identisch sind (mit Ausnahme der Illustrationen).
Das Lenkrad hat LEDs oder andere vergleichbare Anzeigen für unterschiedliche Indikatoren. Diese schließen die Anzeige ein, dass die Geschwindigkeitssteuerung (cruise control) aktiv ist, die Anzeige, dass das Fernlicht an ist, und des Ganges des Getriebes, der eingelegt ist.
Eine Ausführungsform des Lenkrads zusammen mit der Lenksäule ist in 3 gezeigt. Die Lenksäule ist ohne Hebelschalter und enthält andere Komponenten, wie beispielsweise ein passives RKE-System. Die Lenksäule enthält beispielsweise einen Winkelsensor. Der Winkelsensor bestimmt den Drehwinkel des Lenkrades zur Steuerung von beispielsweise des Lenksystems und des Antiblockierbremssystems.
Die zugrundeliegenden mechanischen und elektrischen Systeme sind in 4 gezeigt. wie in 4 gezeigt, enthält das Lenkrad Schalter und Menütasten (SWM/HKM) sowie den haptischen Miniregler (MHAPM). Signale werden von den Schaltern und Menütasten längs eines CAN-Busses übertragen, welcher derart konstruiert ist, dass er in geräuschvollen elektrischen Umgebungen mit einem Minimum an Datenverlust arbeitet. Der CAN-Bus schließt Signale von dem Winkelsensormodul (ASM) ein, welcher die Drehung des Lenkrades erfasst und Signale zu den entsprechenden mechanischen Geräten leistet, um beispielsweise die Räder um die korrekte Größe zu drehen. Die Information von dem ASM und dem Lenkrad werden längs des CAN-Busses zu einem Armaturenbrettmodul (IPM) geleitet. Das IPM steuert entsprechende Ausstattungsteile in einer Gerätegruppe. Zusätzlich werden Signale von allen Gruppen von Menütasten und Hotkeys (auf dem Lenkrad, auf der Konsole nahe dem haptischen Hauptregler und in der Reihe von Hotkeys) zu dem IPM übertragen. Signale werden ferner von dem IPM zu einem eingebetteten System im Motorraum über einen RS232 oder ähnlichen Bus übertragen.
Das eingebettete System 200, wie es. in 17 gezeigt ist, enthält verschiedene elektronische Komponenten einschließlich eines Prozessors 202, eines Speichers 204 und einer Videokarte oder ähnlicher Schaltung/Elektronik 206 (sowie dazugehörigen Programmierungs- und Darstellungskode und andere notwendige Schaltungen/Elektroniken 208), um das Display zu steuern und den entsprechenden Bildschirm und Effekte auf dem Bildschirm darzustellen, wie beispielsweise Bewegung der Erklärung oder Hervorhebung oder die interaktive Information. Das eingebettete System überträgt VGA-Signale, welche eine Darstellung des entsprechenden Bildschirms auf dem LCD-Display ermöglicht, wo die Bildschirme oder Fenster dargestellt werden. Das eingebettete System enthält ferner einen Sprachpro zessor und/oder Erkennungssystem, dessen Ausgang mit einem Audioeingang des Audiosystems verbunden ist. wie gezeigt, verbindet der RS232-Bus beide haptischen Regler, das Email/Telefonmail-Netzwerk (und Gateway und Regler) und das Audiosystem mit dem eingebetteten System. Dies ermöglicht es, das eingebettete System und Computer zu regeln, um mit diesen Systemen zu kommunizieren und, falls notwendig, diese Systeme zu steuern. Die multiplen Signale werden gemultiplext und längs einer Schnittstelle übertragen, welche eine begrenzte Anzahl von Leitungen aufweist, wodurch die Gesamtanforderungen an Leitungen für das System verringert werden.
Das Audiosystem schließt einen MW/UKW-Tuner und Audiooutput ein. Der Audiooutput und ein CD-Modul (Wechsler) sind mit einem digitalen Audioverstärker verbunden und das resultierende verstärkte Signal wird zu dem Lautsprechersystem übertragen. Das Lautsprechersystem weist üblicherweise eine Anzahl von Lautsprechern (üblicherweise 2-8) auf, die an verschiedenen Orten in dem Fahrzeug angeordnet sind.
Die weitere Elektronik wie auch das tatsächliche Computersystem, welches notwendig ist, das haptische Steuersystem zu erzeugen, und welches es erlaubt, dass das haptische Steuersystem die Ausstattung des Fahrzeuges steuert, sind nicht dargestellt. Zusätzlich können, obwohl ein RS232-Bus unter anderem dargestellt ist, andere Kommunikationssysteme verwendet werden, was von den Konstruktionsangaben des jeweiligen Fahrzeuges abhängt.
Zurückkehrend zu dem Rest des Systems, wie in 5 gezeigt, enthält die primäre haptische Steuerung 130, den haptischen Hauptregler 132 und eine Gruppe von Hotkeys 134 nahe dem haptischen Hauptregler 132 und der Display/Input-Abschnitt 140 enthält ein Display 142, eine Hotkey-Gruppe 144, welche Hot keys 146 enthält und nahe dem Display 142 angeordnet ist, sowie eine Schaltergruppe 148, die Schalter 150 enthält und zwischen dem Display 142 und dem haptischen Hauptregler 130 angeordnet ist. Eine weitere vergrößerte Ansicht des haptischen Haupteglers 132 und der Hotkeys 134 nahe dem haptischen Hauptregler 132 ist in 6 gezeigt. Die CD/DVD-Eingabe unter der Hotkey-Gruppe 144 ist nicht dargestellt. Zusätzlich kann ein Mehrfach-CD/DVD-Spieler (nicht dargestellt) in dem Fahrzeug untergebracht sein, beispielsweise im Kofferraum des Fahrzeugs, auf welchen durch das haptische Steuersystem zugegriffen werden kann.
Die Schaltergruppe 148 enthält Schalter 150 ähnlich den Schaltern 112 auf dem Lenkrad 110. D.h., grundsätzliche Fahrzeugausstattungen, auf welche nicht durch den Fahrer über die verschiedenen haptischen Regler oder Gruppen von Hotkeys zugegriffen werden können, werden durch diese Schalter 150 aktiviert. Die Schalter 150 erlauben es somit, dem Benutzer (Fahrer oder Mitfahrer) auf grundsätzliche Geräte des Fahrzeugs zuzugreifen, wie beispielsweise Warnblinkleuchte, Traktionskontrolle, Nebellampen oder hintere Scheibenheizung.
Die Hotkeys 146 in der Hotkey-Gruppe 144 und die Gruppe von Hotkeys 134 nahe dem haptischen Hauptregler 132 sind ähnlich den Menütasten 114, die auf dem Lenkrad 110 angeordnet sind, und ermöglichen einen unmittelbaren Zugriff auf Funktionen, die auf dem jeweiligen Hotkey angegeben sind. Die Gruppe von Hotkeys 134 nahe dem haptischen Hauptregler 132 kann in zwei Gruppen unterteilt sein, wobei die erste Gruppe 134a näher zum Fahrer liegt als die zweite Gruppe 134b. Die erste Gruppe 134a gibt dem Fahrer Zugang zu allgemeinen Steuerungen, wie Radio oder Klimaanlagensystem, was zu dem Zugriff der durch die Menütasten 114 auf dem Lenkrad 110 gegeben ist, redundant ist. Die zweite Gruppe 134b gibt dem Mitfahrer Zugang zu Funktionen, welche für den Mitfahrer von größerer Bedeutung sein können als für den Fahrer, wie beispielsweise ein getrenntes Klimaanlagensteuersystem für die Beifahrerseite.
Die Hotkeys 146 der Hotkeygruppe 144 erlauben dem Benutzer den Zugriff auf Funktionen, welche sich mit Funktionen überlappen können oder nicht, die durch die anderen Gruppen von Hotkeys zugänglich sind. So können beispielsweise die Hotkeys 146 den Zugriff auf das eingebaute Navigationssystem, das Telefon- oder Email-System oder ein Fahrerinformationszentrum oder Hauptmenü, welches auf dem Display 142 angezeigt ist, erlauben, von denen keines sich mit irgendeinem anderen der Hotkeys überlappt. Die Hotkeys 146 können ferner den Zugriff auf das CD-System erlauben, was sich mit einem der Menütasten 114 auf dem Lenkrad 110 überlappt. Somit können alle verfügbaren Funktionen oder Geräte, die zu steuern oder angezeigt sind, unter Verwendung einer oder mehrerer der Menütasten oder Hotkey-Tasten in dem Auto zugänglich sein, obwohl zu viele Unterfunktionen existieren, um einen direkten Zugriff auf jede Unterfunktion zu gestatten. Hotkeys 146 können eine oder mehrere Farben aufweisen, welche eindeutig sind (bezüglich anderer Hotkeys und/oder Schalter) und der dazugehörigen Funktion entsprechen. Zusätzlich können die Hotkeys 146 und Schalter 150 eine Beleuchtung von hinten mittels einer LED oder ähnlicher Beleuchtungseinrichtung aufweisen.
Der haptische Hauptregler 132 funktioniert ähnlich wie der haptische Miniregler 116 dahingehend, dass der Fahrer aus einer bestimmten Auswahl von Funktionen Einzelfunktionen auswählen kann, die gewünschte Funktion eingeben kann und eine Unterfunktion wählen kann und in der gewünschten Weise die jeweilige Unterfunktion einstellen kann. Das Steuern oder Einstellen der Funktion umfasst sowohl das Ändern des vorliegenden Zustands einer Funktion, die aktiv ist (beispielsweise Ändern der Temperatur) und Aktivieren oder Deaktivieren der Funktion (beispielsweise Ein- oder Ausschalten der Klimaanlage). Selbstverständlich kann bei dem haptischen Hauptregler 132 der Beifahrer die verfügbare Zusatzausstattung ebenso gut steuern, wie der Fahrer. Wie es hier verwendet wird, bedeuten die Ausdrücke manipuliert oder betätigt eine Bewegung des haptischen Hauptreglers in der angegebenen Richtung, die ausreicht, damit die Elektroniken, welche an den haptischen Hauptregler angeschlossen ist, die Bewegung erfassen.
Da jedoch der haptische Hauptregler 132 auf einer Konsole zwischen dem Fahrer und dem Beifahrer angeordnet ist, liegt die Größenbegrenzung des haptischen Minireglers 116 bei dem haptischen Hauptregler 132 nicht vor. Dies bedeutet, dass die Größe des Motors und des dazugehörigen Mechanismus zur Erzeugung unterschiedlichster Arten taktilen Feedbacks nicht ernsthaft durch die Konsole begrenzt ist, als dies bei der Lenksäule der Fall ist. Somit ist der haptische Hauptregler 132 größer als der haptische Miniregler 11b, vorzugsweise knaufförmig, und ist derart geformt, dass er leicht durch den Fahrer gegriffen werden kann. Der Handgriff ist bevorzugt ergonimisch für die rechte Hand des Fahrers bei Fahrzeugen mit Linkssteuerung oder die linke Hand bei Fahrzeugen mit Rechtssteuerung ausgebildet.
Die Kombination des haptischen Minireglers 116 und des haptischen Hauptreglers 132 erlaubt die Steuerung vieler Standard- und optionaler Fahrzeugfunktionen mit einer reduzierten Anzahl von Eingabeeinrichtungen. Zusätzlich minimieren der haptische Miniregler 116 und der haptische Hauptregler 132 die Aufmerksamkeit des Fahrers bei der Bestimmung der verfügbaren Funktionen, indem ein persönlich zugeschnittenes taktiles Feedback für den Fahrer durch den jeweiligen haptischen Regler, der betätigt wird, erzeugt wird.
Der haptische Hauptregler 132 kann durch unterschiedliche Manipulationen betätigt werden. Der haptische Hauptregler 132 kann in einer horizontalen (x-Achse)-Richtung in Richtung des Fahrers oder Beifahrers, in vertikaler Richtung (y-Achse) in Richtung zum Vorderende des Fahrzeugs oder von diesem weg, in rechtwinkliger Richtung (z-Achse) in Richtung der Straße oder um 360° gedreht manipuliert werden, wie dies in 7 gezeigt ist. Der haptische Hauptregler 132 wird in der x- oder y-Richtung betätigt, um eine spezielle Funktion zu wählen. Nachdem der haptische Hauptregler 132 in der x-, y- oder z-Richtung betätigt und dann losgelassen wurde, führt ein Rückführungsmechanismus automatisch den haptischen Hauptregler 132 in eine neutrale Mittelposition zurück. Dies erlaubt es, dem Benutzer den haptischen Hauptregler 132 stets am selben Ort zu finden, wenn er oder sie ihn aus irgendeinem Grund loslassen musste, wodurch vermieden wird, dass nach dem Regler gesucht wird. Derartige haptische Regler und dazugehörige Elektronikschnittstellen und Computersteuersystem sind üblich und als solche werden die grundlegenden Mechanismen hier nicht beschrieben.
Das Display 142 ist ein LCD, ECD, organisches LCD oder ähnliches Display, welches an die entsprechende Elektronik zum Antrieb des Displays angeschlossen ist. Obwohl dieses als zwischen dem Fahrer und Beifahrer angeordnet dargestellt ist, kann das Display 142 irgendwo zweckdienlich angeordnet werden, wie beispielsweise oberhalb des Lenkrades 110 oder sogar auf die Windschutzscheibe nahe dem Fahrer projiziert werden. Gleichermaßen können innerhalb des Fahrzeuges mehrere Displays 142 vorhanden sein, beispielsweise eines für den Fahrer und ein anderes für die Mitfahrer. Das Display 142 empfängt Eingaben von dem haptischen Hauptregler 132 und von den Hot keys 146 in der Gruppe 144 unter dem Display 142 über einen Kommunikationsbus.
Das Display zeigt Interaktionsoptionen zwischen dem Benutzer des haptischen Reglers simuliert als mechanische Steuerungen der Funktionen die im momentanen Zustand des haptischen Steuersystems als zugänglich verfügbar sind; d.h. das Display 142 zeigt das momentan benutzte System, wie auch die Funktionen innerhalb dieses Systems. Diese auf dem Bildschirm simulierten mechanischen Steuerungen sind vorzugsweise Schaltknöpfe, welche die Weise nachahmen, in der auf die Funktionen üblicherweise zugegriffen wird (d.h. durch einzelne Knöpfe auf dem Lenkrad) und geben hierdurch das Gefühl der Vertrautheit und Leichtigkeit für den Benutzer. Das Display 142 zeigt jedes System des gesamten Infotainmentsystems in einem anderen Bildschirm oder Fenster. Beispiele verschiedener Bildschirme oder Fenster des Displays 142 sind in den 8-15 dargestellt. 8 zeigt den Hauptbildschirm; 9a den Radiobildschirm; 10a den CD-Bildschirm; 11a den Klimaanlagensteuerbildschirm; 12 das Fahrerinformationscenter; 13 den Navigationsbildschirm; 14a und 14b Email-Bildschirme; und 15a und 15b Telefonbildschirme. Das Display 142 illustriert somit das Infotainmentsystem des Fahrzeugs.
Wie in diesen Figuren gezeigt, repräsentieren somit die Schaltknöpfe Steuerung spezieller Funktionen und enthalten sowohl Textinformation als auch Bildinformation. Die Textinformation zeigt die Funktion des Schaltknopfes an. Die Bildinformation illustriert ein zweckdienliches Symbol, welches die Funktion des Schaltknopfes, eine der Unterfunktionen der Funktion oder die Tätigkeit zum Steuern der Funktion oder Unterfunktionen anzeigt. Die Bildinformation enthält darüber hinaus interaktive Grafiken, welche den momentanen Zustand der Funktion durch grafische und/oder alphanumerische Information anzeigt. Beispielsweise schließt in dem Bildschirm oder Fenster gemäß 11a die Grafik der Lautstärkefunktion, eine interaktive Balkengrafik sowie das "V" (Lautstärke) ein und die interaktive, nach unten versetzte Zahl zeigt das Niveau der Lautstärke, während die Grafiken der DVD-Funktion die interaktive alphanumerische Reihe in dem kreisförmigen Pfeil ist und anzeigt, dass die DVD momentan in einem Zustand der Pause befindlich ist, was auch die Grafik, die das Pausensymbol wiedergibt, zeigt. Im letzteren Falle schließt die Bildinformation den kreisförmigen Pfeil, die Liste von DVD-Szenen zur Auswahl, die Auf- und Abpfeile und der Punkt zwischen der momentan im Pausenzustand (und hervorgehobenen) Szene ein.
Tatsächlich ist die Information primär grafisch statt in Textform auf dem Display 142 angezeigt. Dies bedeutet, dass die Textmenge auf dem Bildschirm begrenzt ist, um zu vermeiden, dass der Benutzer zu lange Zeitspannen sich mit dem Bildschirm beschäftigen muss, um festzustellen, auf welche Funktion oder Unterfunktion zugegriffen wurde und wie diese Funktion oder Unterfunktion betätigt, werden muss. Falls viele Schaltknöpfe in einem Fenster oder Bildschirm vorhanden sind, sind diese durch. eine x-Achsenbetätigung des haptischen Hauptreglers zugänglich. Die Betätigung "schließt sich im Kreis", so dass, falls der letzte Schaltknopf erreicht wird, eine weitere Betätigung in gleicher Richtung die Auswahl zurück zum ersten Schaltknopf bringt.
Bei einem Beispiel unter Bezugnahme auf 9a (der Radio-Bildschirm) wird zunächst auf die Lautstärkensteuerung zugegriffen. Der Schaltknopf, welcher die Funktion Lautstärkensteuerung repräsentiert, wird hervorgehoben. Das Wort "LAUTSTÄRKE" wird oberhalb des Knopfes deutlich dargestellt und hat dabei sowohl eine andere Hintergrundfarbe (blau) als der allgemeine Hintergrund, auf dem die Druckknöpfe sind (grau) oder die Hintergrundfarbe des Druckknopfes (schwarz) und ein unterschiedlich gefärbter Text (weiß) als beide Hintergründe. Gleichermaßen wird in der oberen Mitte des Bildschirms als Text der Name des Systems angezeigt. Der Text und die Hintergrundfarben werden gewählt, um im Kontrast zueinander zu stehen, so dass der Betrachter leicht den Text identifizieren kann. Aus ähnlichen Gründen ist das Display derart geformt, dass der allgemeine Hintergrund, auf dem die Schaltknöpfe sind, und die Knöpfe hierzu kontrastieren. Die Knöpfe sind in sich ändernden Weiß-/Grau-Schattierungen eingerahmt, so dass die Knöpfe dem Betrachter als dreidimensional erscheinen und die Farbe, welche die gewählte Funktion einfasst (rot), kontrastiert mit dem verschiedenen anderen Farben, die auf dem Display vorhanden sind.
Unterhalb des Textes, jedoch innerhalb des Schaltknopfes, ist ein Symbol dargestellt, welches die Weise anzeigt, in der die Lautstärke einzustellen ist. Wie gezeigt, deutet der Schaltknopf an, dass der haptische Hauptregler 132 gedreht werden muss, um die Lautstärke zu ändern. Das Symbol enthält eine interaktive alphanumerische Information, die die momentane Einstellung anzeigt (wie gezeigt, wurde das Lautstärkenniveau 12 erreicht). Zusätzlich ist unterhalb des Symbols eine interaktive Grafik vorgesehen, die die momentane Lautstärke zeigt. In diesem Falle ist die Grafik eine Balkengrafik mit unterschiedlichen Größen von Balken, die aufleuchten, wenn ein spezielles Volumen erreicht ist (die kleineren Balken, die niedrigere Lautstärken anzeigen, bleiben ebenfalls erleuchtet).
Ein anderer Schaltknopf in dem Radio-Bildschirm, beispielsweise der Suchschaltknopf, hat ein Symbol, welches anzeigt, dass der haptische Hauptregler gedreht werden muss, um die nächste Radiostation zu suchen. Die vorhandene gewählte Station (ein interaktives Merkmal) ist als 87,0 UKW in der Mitte des kreisförmigen Pfeiles gezeigt, der anzeigt, dass Drehung notwendig ist, um die Station zu ändern. Die interaktive Grafik unter dem Symbol und dem Text zeigt, dass der haptische Hauptregler 132 in der y-Richtung betätigt werden muss, um zwischen verfügbaren Unterfunktionen des Wählens von entweder Mittelwelle/UKW (momentan auf UKW) zu wählen, eine voreingestellte Station zu wählen oder manuell die Stationen durch Drehung zu wählen. wie gezeigt, ist die momentan gewählte Unterfunktion UKW in einer anderen Farbe hervorgehoben als der Text, der die anderen Optionen zeigt. Um von der Lautstärkensteuerung zur Umschaltung zwischen Mittelwelle und UKW in diesem Menü zu gelangen, zeigt die Hervorhebung, dass der haptische Hauptregler 132 zunächst in der x-Richtung betätigt werden muss, um den gewünschten Schaltknopf (SUCHEN) zu wählen, dann in der y-Richtung betätigt werden muss, um die gewünschte Unterfunktion (MW/UKW) zu wählen und dann auf MW umgeschaltet werden muss, indem der haptische Hauptregler 132 in der z-Richtung gedrückt wird, wie dies durch einen mit Kreis umgebenen Punkt neben dem Text. angezeigt ist.
Zusätzlich zu dem in den Schaltknöpfen vorhandenen Text sind weitere Textinformationen, die Einstellungen von Funktionen des haptischen Kontrollsystems anzeigen, welche andere sind als die Funktionen, die in dem momentanen Zustand verfügbar sind, außerhalb der Schaltknöpfe gezeigt. Längs der Ränder des Displays 142 sind in einer Ecke die Zeit und das Datum, die momentane Radiostation oder CD und Titelnummer in einer zweiten Ecke, die Klimaanlageinformation für den Fahrer in einer dritten Ecke nahe dem Fahrer und die Klimaanlagensteuerfunktion für den Beifahrer in der vierten Ecke nahe dem Beifahrer dargestellt. Diese zusätzliche Information ist all gemein die Information, die am meisten gewünscht vom Fahrer oder Beifahrer gesehen oder geändert werden möchte. So muss, falls der Fahrer interessiert ist, die eingestellte Temperatur der Klimaanlagensteuerung auf der Fahrerseite zu sehen, er oder sie nicht die haptischen Regler betätigen oder die Hotkeys zu drücken, um in das Menü zu schalten und dann das Display zu betrachten, sondern er oder sie schaut lediglich auf den Bildschirm, da die Information in allen Menüs verfügbar ist. Zusätzlich ist der Hersteller des Produkts (ALPS) optional zwischen den Informationen in den Ecken gezeigt.
Jede Betätigung des haptischen Hauptreglers 132 in der x- oder y-Richtung ändert die Auswahl einzeln. Mit anderen Worten, um den momentan gewählten Schaltknopf auf dem Display 142 zwei Knöpfe nach rechts zu bewegen, muss der haptische Hauptregler 132 von der Mitte zur rechten Seite zwei Mal betätigt werden. Obwohl mehrfache Bewegungen des haptischen Hauptreglers 132 folglich erforderlich sein können, vermeidet die einzelne Auswahl gleichzeitig ein "darüber Hinausschießen" der Wahl durch den Fahrer, wie es auch dem Fahrer erlaubt, genau zu wissen, welchen Schaltknopf er oder sie gewählt hat, ohne dass hierzu auf das Display 142 geschaut werden muss.
Zusätzlich ist ein taktiles Feedback für die Betätigung des haptischen Hauptreglers 132 vorgesehen, welches mit der Betätigung zum Steuern der jeweiligen Funktion oder Subfunktion des jeweiligen Schaltknopfes konsistent ist, wenn der jeweilige Schaltknopf durch den Benutzer gewählt wurde. Taktiles Feedback wird erzeugt, wenn eine Unterfunktion verstellt wird (wie beispielsweise Ändern der Höhen oder des Basses bei der Tonfunktion des in 9a gezeigten Radiomenüs oder Ändern der Gebläsegeschwindigkeit bei der Klimaanlagensteuerung des in 10a gezeigten Bildschirms). Alternativ kann taktiles Feedback zugefügt werden, wenn von Funktion zu Funktion in einem jeweiligen Menü oder von Menü zu Menü gewechselt wird.
Dieses Feedback kann gleichmäßig sein oder von der Funktion oder Unterfunktion abhängen und sich in der Funktion/Unterfunktion ändern. Bei einem Beispiel einer abhängigen Kraft erfährt der Benutzer eine Vergrößerung der Kraft, wenn beim Verstellen der Lautstärke die Lautstärke zunimmt. Das erzeugte Feedback kann mit gleicher Amplitude, Frequenz oder Form geliefert werden oder kann sich entsprechend der jeweiligen betätigten Funktion ändern. Beispielsweise kann das taktile Feedback, welches erzeugt wird, wenn der Benutzer die Lautstärke verstellt, die doppelte Frequenz haben, wie das Feedback, welches erzeugt wird, wenn der Benutzer die Gebläsegeschwindigkeit verstellt. Alternativ kann das erzeugte taktile Feedback beim Verstellen der Lautstärke durch den Benutzer eine konstante Kraft in jedem Intervall aufweisen, während das erzeugte Feedback beim Verstellen der Gebläsegeschwindigkeit durch den Benutzer zunehmen und dann in jedem Intervall abnehmend (dreieckig geformte Wellenform) sein kann. Beispiele verschiedener verwendeter Feedbacks sind in 16 gezeigt, wobei die horizontale Richtung die Zeit ist und die vertikale Richtung die Kraft darstellt, die dem haptischen Regler zugeführt wird. Es soll darauf hingewiesen werden, dass diese lediglich beispielhaft sind und dass viele mögliche Kombinationen der Feedbackkraft, Form, Frequenz und Amplitude vorhanden sind, so dass die Funktionen und Unterfunktionen nur durch Berührung einzeln erkannt werden können.
Obwohl taktiles Feedback nicht vorgesehen werden muss, wenn zwischen verschiedenen Schaltknöpfen geschaltet wird und dies wegen der einzigartigen Natur der Betätigung des obigen haptischen Hauptreglers 132, kann dieses jedoch als Redundanz zum Steuersystem hinzugefügt werden. Gleichermaßen wird für begrenzte Funktionen eine Stimmredundanz vorgesehen und liefert ein hörbares Feedback der durch den Benutzer gewählten Eingabe. Die Stimmredundanz wird aktiviert, wenn ein neuer Bildschirm oder Fenster gewählt wird oder eine neue Funktion innerhalb dieses Fensters gewählt wird.
Eine genauere Beschreibung der verschiedenen Bildschirme/Menüs des Displays wird im Folgenden diskutiert. Die verschiedenen Bildschirme oder Fenster des LCD sind von unterschiedlichen Typen, wie sie in der folgenden Tabelle 1 angegeben sind.
Tabelle 1
Dynamische Bildschirme erlauben es dem haptischen Regler, durch den Bildschirm zu navigieren, während statische Bildschirme keine Regleraktivität erlauben, sondern lediglich Informationen auf dem Display 142 wiedergeben. Der Bildschirm mit dem Alps-Logo (oder einem anderen persönlich designten Logo) erscheint für eine begrenzte Zeitspanne, fünf Sekunden, wenn das Auto ursprünglich angelassen wird. Die Funktionen sind derart angeordnet, dass eine minimale, wenn überhaupt Einfügung der Funktionen in verschiedene Schirme das Rollen durch diese verschiedenen Schirme erfordert. Dies bedeutet, dass, statt eine Liste von Funktionen anzuzeigen, eine gewünschte Funktion gewählt und auf diese zugegriffen wird, was zu einer weiteren Liste von Funktionen zur Steuerung führt, wobei die vorhergehende Liste gelöscht wird, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, während die vorliegende Ausführungsform Bildinformationen verwendet, um die meisten, wenn nicht sogar alle verfügbaren Informationen anzeigt, ohne dass durch verschiedene Bildschirme gerollt werden muss. Ferner, da auf jedem Bildschirm durch einen Hotkey zugegriffen werden kann, besteht hier keine Notwendigkeit, den haptischen Hauptregler zu betätigen, um von einem Bildschirm zu einem anderen Bildschirm zu gelangen. Somit, statt dass man sich ein Muster von: Betätigen haptischen Regler nach oben x Mal, rechts y Mal, nach unten ein Mal, links ein Mal, merken muss, von einer gewünschten Unterfunktion in einer Funktion eines Bildschirms zu einer anderen gewünschten Unterfunktion in einer anderen Funktion eines anderen Bildschirms zu gelangen (von einer Unterfunktion zu der anderen derselben Funktion), ohne Hilfe auf dem Bildschirm, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, drückt hier der Benutzer lediglich den entsprechenden Hotkey, und bewegt den haptischen Hauptregler in x-Richtung, so dass die gewünschte Funktion aufgerufen wird, bewegt ihn in y-Richtung, so dass die gewünschte Unterfunktion hervorgehoben wird und dreht oder drückt ihn auf dieser nach unten, so dass die gewünschte Verstellung erreicht wird. Ferner in den Bildschirmen vorliegenden Ausführungsbeispiels, abweichend von denen nach dem Stand der Technik, behält der haptische Regler seine sämtlichen Freiheitsgrade, d.h. die Betätigung des haptischen Reglers in allen Schirmen, wo multiple Funktionen verfügbar sind, hat eine Wirkung: Erlaubt die Wahl oder Steuerung einer Funktion oder Unterfunktion.
Der Hauptbildschirm wird unter folgenden Bedingungen angezeigt: Start, nachdem das Alps-Logo verschwindet, der Hauptbildschirm Hotkey wird gedrückt, das System kehrt zurück auf den Hauptbildschirm nach einer eingestellten Zeitspanne der Inaktivität, wie beispielsweise 30 Sekunden, dies mit Ausnahme von vorbestimmten Systemen (beispielsweise Navigation und Radio), bei denen eine höhere Wahrscheinlichkeit steht, dass sie häufig geändert werden oder eine größere Zeit für die Betrachtung benötigen. Gleichermaßen kehrt das Steuersystem in einem oder mehreren Bildschirmen auf den Ausgangszustand zurück, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne der Inaktivität bei der am häufigsten verwendeten Funktion verstrichen ist (beispielsweise im Radio oder CD-Menü ist die Lautstärke der Ausgangs- oder Ruhezustand). Selbstverständlich können sowohl die Ruhezustandszeiten und die Ruhezustandsfunktionen oder Bildschirme durch den Benutzer eingestellt werden. Der Hauptbildschirm zeigt die momentane Radiostation, auf welche das Radio eingestellt ist, die Außentemperatur (außerhalb des Fahrzeugs) einen Sprachmail-Indikator und einen Email-Indikator. Die beiden letzteren Indikatoren lassen den Fahrer wissen, ob eine neue Sprachmail oder Email seit dem letzten Mal angekommen ist, als er oder sie Zugriff auf das entsprechende System genommen hat. Ein Beispiel der Anzeige des Hauptbildschirms ist in 8 gezeigt. Die Farben sämtlicher Anzeigen, der Hervorhebung, des Einrahmens, der textlichen und bildlichen Information und der Hintergründe werden, wie oben, entsprechend den Kontrasten gewählt.
Ein Beispiel des Radio-Bildschirms ist in 9a gezeigt. Der Radio-Bildschirm enthält die folgenden Funktionen: Lautstärke, Vorwahl, Suchen und Ton. Die Such- und Tonfunktionen haben mehrere Unterfunktionen. Die Lautstärkefunktion erlaubt es dem Benutzer, die Lautstärke des Audiosystems zu verstel len. Die jeweilige Lautstärke ist als Text geliefert mit dem dazugehörigen Symbol als Zahl sowie grafisch in einer zunehmenden Balkengrafik gezeigt. Die Voreinstellungsfunktion erlaubt die Wahl der MW- oder UKW-Bereiche durch Drücken des haptischen Hautreglers in z-Richtung, wie auch als eine Auswahl mehrerer voreingestellter Radiostationen innerhalb des MW- oder UKW-Bereiches durch Drehen des haptischen Hauptreglers. Die benutzte Voreinstellung wie auch die tatsächlich gewählte Radiostation ist als Text mit dem dazugehörigen Symbol dargestellt. Die Suchfunktion erlaubt zunächst durch y-Achsenbetätigung und dann durch z-Achsenbetätigung die Wahl zwischen MW oder UKW, die Sendereinstellung innerhalb der gewählten Bandbreite (Drehung zum Finden der Station) und Einstellung der verschiedenen voreingestellten Radiostationen in dem gewählten Bandbereich (Drehen zum Finden der Station, dann z-Achsenbetätigung zum Einstellen). Die gewählte Station ist als Text mit dem dazugehörigen Symbol gezeigt. Die Tonfunktion erlaubt die Wahl (y-Achsenmanipulation und z-Achsenbetätigung) und Einstellung (Drehung) von Höhen, Bass, Balance und Fading. Beim Eintritt in den Radio- (oder CD)-Bildschirm hat der Fahrer oder Beifahrer eine unmittelbare Steuerung der Lautstärke durch Drehen des haptischen Hauptreglers. Das Ruhezustandslautstärkenniveau beim Eintritt beträgt 5 auf einer Skala von 1 bis 10. Die Stimmredundanz arbeitet zusammen mit der Musiklautstärke; die Musik wird durch den Stimm-Feedback unterdrückt und der Fahrer ist nicht fähig, die Musik und die Stimmredundanz gleichzeitig zu hören. Die Stimmredundanz sagt "RADIO", wenn der Radio-Bildschirm betreten wird, "LAUTSTÄRKE", wenn die Lautstärkefunktion betreten wird, "VOREINSTELLUNG", wenn die Voreinstellfunktion betreten wird, "SUCHEN", wenn die Suchfunktion betreten wird und "TON", wenn die Tonfunktion betreten wird. Ein doppeltes Drücken auf irgendeinen Audio-Hotkey (d.h. Radio, CD) schal tet diese Funktion ab. 9b fasst die Funktionsweise des Radio-Bildschirms zusammen.
Ein Beispiel der Klimaanlagesteuerung ist in 10a gezeigt. Der Klimaanlagensteuerungs-Bildschirm enthält die folgenden Funktionen: Fahrer, Gebläse, Art und Beifahrer. Die Fahrer-/Beifahrerfunktion erlaubt es dem Benutzer, die Temperatur auf der Fahrer-/Beifahrerseite (Drehung) zu verstellen und die Klimaanlage ein oder auszuschalten (z-Achsebetätigung). Die Temperatureinstellung ist als Text in dem dazugehörigen Symbol gezeigt. Die Gebläsefunktion erlaubt es dem Benutzer, die Gebläsegeschwindigkeit in fünf Gebläseeinstellungen (niedrig, mittelniedrig, mittel, mittelhoch und hoch) durch Drehung zu verstellen oder eine automatische Gebläsewahl durch Computersteuerung zuzulassen und dies durch Betätigung in z-Achse. Die Artfunktion erlaubt es dem Benutzer, die Art und Weise zu verstellen, indem der haptische Hauptregler gedreht wird, um die Luftströmung zu den Vorderpaneelen, Entfrosten oder zu den Füßen zu richten. Der Benutzer kann ferner eine Rezirkulierung der Luft in dem Fahrzeug wählen, indem der haptische Hauptregler in der z-Richtung betätigt wird. Bei Betreten des Klimaanlagensteuerschirms hat der Fahrer oder Beifahrer eine direkte Steuerung der Temperatur der Fahrerseite durch Drehen des haptischen Hauptreglers. Die Stimmredundanz sagt "KLIMA", wenn der Klimaanlagensteuerbildschirm betreten wird, "TEMP", wenn die Fahrer- oder Beifahrer-Temperatursteuerfunktion betreten wird, "ART", wenn die Artfunktion betreten wird und "GEBLÄSE", wenn die Gebläsefunktion betreten wird. Ein doppeltes Drücken auf den Klima-Hotkey schaltet die Klimasteuerfunktion ab. 10b fasst die Funktionsweise des Klimaanlagensteuerbildschirms zusammen.
Ein Beispiel eines CD-Bildschirms ist in 11a gezeigt. Der CD-Bildschirm enthält die folgenden Funktionen: Lautstärke, Titel, Modus und DVD. Die Lautstärkenfunktion verdoppelt die Lautstärkenfunktion des Radio-Bildschirms. Die Titelfunktion erlaubt es dem Benutzer, die gewünschte CD und Titel zu wählen, und zwar durch Betätigung des haptischen Hauptreglers in y-Richtung zur gewünschten CD, nach unten Drücken in der z-Richtung zur Auswahl der hervorgehobenen CD und dann Drehung zum Wählen des Titels. Der gewählte Titel wird innerhalb des Drehungssymbols als T mit der Titelzahl angezeigt. Die Modulfunktion erlaubt es, dem Benutzer den haptischen Hauptregler zu drehen, um zwischen einem normalen Abspielmodus, Zufallsauswahlmodus der CD, Zufallsauswahlmodus der Titel und Wiederholungs-CD-Modus zu wählen. Der jeweilig vorliegende Modus ist innerhalb des Moduseinstellsymbols angezeigt. Die DVD-Funktion ermöglicht es dem Benutzer, durch Drehung eine der DVD-Modi zu wählen: Spielen, Stopp, Rückspulen, schnell vorspulen, Pause, Szene 1-Max oder die Szene durch Betätigung in der y-Achse und anschließender Betätigung in der z-Achse zu wählen. Der jeweils vorliegende DVD-Modus ist sowohl als Text als auch als Symbol innerhalb des DVD-Moduseinstellsymbols dargestellt. Beim Betreten des CD-Bildschirms hat der Benutzer die unmittelbare Steuerung der Lautstärke zur Verfügung. Die Stimmredundanz sagt "CD" an, wenn der CD-Bildschirm betreten wird, "LAUTSTÄRKE", wenn die Lautstärkefunktion aufgerufen wird, "DISK", wenn die Titelfunktion aufgerufen wird, "MODUS", wenn die Modusfunktion aufgerufen wird und "DVD", wenn die DVD-Funktion aufgerufen wird. Figur llb fasst die Funktionen des CD-Bildschirms zusammen.
Ein Beispiel des Navigationsbildschirms ist in 12 gezeigt. Das Navigationsdisplay enthält lediglich eine Funktion mit mehrfachen Unterfunktionen. Der Benutzer hat die Wahl, einen Zielort einzugeben, in der Landkarte auf diesen Zielort zu zoomen oder eine Route zu dem Zielort aufzuzeichnen und Fahranweisungen unter Verwendung der üblichen vorhandenen GPS-Steuerungen zu erhalten. Der Benutzer kann durch Drehung des haptischen Hauptreglers hineinzoomen und herauszoomen, wobei der Grad des Zooms innerhalb des Drehsymbols dargestellt ist. Bei Betreten des Navigationsbildschirms sagt die Stimmredundanz an "NAVIGATION" und eine Landkarte der momentanen Position ist die erste Landkarte, die dargestellt wird. Die Navigationseingaben können durch die Verwendung von Eingabebildschirmen oder Fenstern erfolgen, ähnlich denen, die in Standard-GPS-Einrichtungen, wie sie in Fahrzeugen verwendet werden, d.h. durch nacheinander erfolgende Eingabe des Staats, Stadt, Straße und Ort in der Straße in der verschiedenen alphanumerischen und alphabetischen Listen auf Bildschirmen.
Ein Beispiel eines Displays des Fahrerinformationszentrums ist in 13 gezeigt. Der Bildschirm des Fahrerinformationszentrums enthält keine Funktionen, sondern stellt lediglich Fahrzeuginformationen in Bild- und Textformat dar. Die dargestellte Information schließt Benzinverbrauch/Tageskilometer, Flüssigkeiten, Wartung und Systeme ein. Der Tageskilometer/Benzinverbrauch-Bildschirm zeigt die Tageskilometer nach dem letzten Rücksetzen (Steuerung auf dem Lenkrad) und den Benzinverbrauch (miles per Ballon) über diese Entfernung, wobei beide numerisch angezeigt sind. Das Flüssigkeitenfenster- oder -bildschirm zeigt die Menge der Scheibenwaschflüssigkeit an und die Lebensdauer des Öls, wobei beide numerisch und grafisch als Balken verschiedener Farben, die in entsprechendem Maße gefüllt sind, angezeigt sind. Der Wartungsbildschirm/Fenster zeigt numerisch die Entfernung bis zur nächsten, für das Fahrzeug erforderlichen Wartung an. Der Systemebildschirm/Fenster zeigt irgendein Problem bei dem Fahrzeug als Text an, beispielsweise des nicht angelegten Sicherheitsgurts auf der Fahrerseite, offene Türen, Motor überprüfen oder niedrigen Kraftstoff. Beim Betreten des Bildschirms des Fahrerinformationszentrums sagt die Stimmredundanz an "FAHRER INFO". Andere Funktionen können verfügbar sein, wie beispielsweise die Uhreinstellungsfunktion oder das Einstellen der Zeit/Datum des Systems.
Ein Beispiel eines Displays des Email-Menüs ist in den 14a und 14b gezeigt. 14c fasst die Funktionsweise des Email-Bildschirms zusammen. Der Email-Bildschirm enthält lediglich eine Funktion mit mehrfachen Unterfunktionen. In dem eingerahmten Bildschirm, der in 14a gezeigt ist, ist der Email-Schaltknopf auf der linken Seite des Bildschirms angeordnet, wobei die laufenden Emails (die Eingangsbox) in einem größeren Rahmen auf der rechten Seite des Email-Schaltknopfes angeordnet ist. Die Emailfunktion enthält die Hauptunterfunktionen: Lesen, Antworten und Löschen, welche durch Betätigung in y-Richtung und Drücken in z-Richtung gewählt werden. Die Eingangsbox zeigt, welches Emails noch nicht gelesen wurden (wie gezeigt der Umschlag an der Seite der Email), das Empfangsdatum, den Absender und ein paar Worte von der Betreffzeile, sehr ähnlich dem üblichen Computer-Emailsystem. Der Benutzer kann eine Email in der Eingangsbox durch Drehen des haptischen Hauptreglers wählen, wobei die gewählte Email hervorgehoben wird.
Wenn eine Email ausgewählt und gelesen wird, ändert sich der Eingangsboxbildschirm zu einem Lesebildschirm, welcher den Text der Email anzeigt, wie dies in 14b dargestellt ist. Gleichzeitig ändert sich der Email-Schaltknopf, so dass die erste Unterfunktion die Eingangsbox statt der Lesefunktion wird. Der Benutzer kann, falls er oder sie die jeweilige angezeigte Email weder beantworten noch löschen will, zur Ein gangsbox zurückkehren, indem der haptische Hauptregler nochmals gedrückt wird, während die Unterfunktion der Eingangsbox hervorgehoben ist. So kann der Benutzer zwischen der Eingangsbox und der Nachricht, die dargestellt wird, durch Bewegung in Richtung der z-Achse hin und her schalten, solange das Schaltknopfsymbol neben der Eingangsboxauswahl auf dem Email-Schaltknopf ist.
Selbstverständlich können, wie bei konventionellen Computersystemen, andere Mailboxen und dazugehörige Email-Bildschirme hinzugefügt werden, während Unterfunktionen zur Auswahl der zusätzlichen Mailboxen (und Rückkehr zur Eingangsbox, falls man in der anderen Mailbox ist) dem Email-Schaltknopf hinzugefügt werden.
Eine Stimmredundanz ist nicht vorgesehen, um zwischen den Mailboxen hin und her zu schalten oder eine Emailfunktion durchzuführen. Dieses System hat bevorzugt eine Übersetzungsfunktion von Text zu Sprache, welche es ermöglicht, dass der Computer dem Fahrer die Email vorliest, so dass wiederum die Aufmerksamkeit des Fahrers auf der Straße statt auf dem Display 142 bleiben kann. Dies trifft ebenfalls für Telefonnachrichten als Voicemail zu, wie dies unten beschrieben ist. Die Insassen des Fahrzeuges jedoch werden benachrichtigt, wenn eine neue Nachricht auf dem in 8 gezeigten Hauptbildschirm ankommt und durch das Stimmredundanzsystem erfolgt die Ansage "SIE HABEN POST" oder eine ähnliche Ansage. Der Benutzer kann dann den Email-Hotkey drücken, um den in 14a gezeigten Email-Bildschirm zu öffnen. Beim Öffnen des Email-Hauptmenüs sagt die Stimmredundanz an "EMAIL".
Ein Beispiel des Telefonmenüdisplays ist in den 15a und 15b gezeigt. 15c fasst die Funktionsweise des Telefonbildschirms zusammen. In dem Haupttelefonbildschirm ist der Telefonschaltknopf auf der linken Seite des Bildschirms angeordnet, wobei die dazugehörige Liste in einem größeren Kasten auf der rechten Seite des Telefonschaltknopfs angeordnet ist. Die Telefonfunktion enthält die Unterfunktionen: Kontaktliste, Voicemail und Löschen, welche durch Betätigung in der y-Richtung gewählt werden. In der Kontaktliste, wie in 15a gezeigt, werden die Kontaktperson und die Telefonnummer in alphabetischer Reihenfolge in dem Kasten auf der rechten Seite des Telefonschaltknopfs angezeigt. Um einen jeweiligen Kontakt anzurufen, dreht der Benutzer den haptischen Hauptschalter, um diesen Kontakt zu wählen und hervorzuheben, und betätigt dann den Regler nach unten in z-Richtung.
Wenn die Voicemail ausgewählt wird, ändert sich der Bildschirm zu einer Anzeige ähnlich der in 15b dargsetellten. Der Hauptvoicemailbildschirm zeigt die Person (oder Telefonnummer, falls die Person nicht in der Kontaktliste oder auf andere Weise bekannt ist), ob der Benutzer die Person nach Zugriff auf die Voicemail zurückgerufen hat oder nicht, und die Zeit und das Datum, an dem die Voicemail empfangen wurde. Um eine entsprechende Voicemail abzuspielen, dreht der Benutzer den haptischen Hauptregler zum Hervorheben und Auswählen der Voicemail und betätigt dann den Regler nach unten in z-Richtung. An diesem Punkt werden Voicemailnachrichten, ob alt oder neu, durch die Lautsprecher des Fahrzeuges wiedergegeben. Andere Geräusche (Musik, Videoton) werden unterdrückt und CD- und DVD-Wiedergaben können unterbrochen werden, wenn Voicemail durch den Benutzer gewählt wurden oder wenn die Voicemail abgespielt werden soll. Das Abspielen der Voicemail kann durch Bewegung des haptischen Hauptreglers in z-Richtung beendet werden und die anderen Tonwiedergaben beginnen dann erneut. Wenn die Voicemailnachricht beendet ist oder die Voicemailfunktion durch Betätigung in Richtung der z-Achse beendet wurde, wird sich die Funktionsweise der Voi cemail selbsttätig abschalten, die CD/DVD-Wiedergabe wird, falls zweckdienlich, erneut beginnen und die anderen Tonwiedergaben kehren von dem unterdrückten Zustand zu dem Lautstärkeniveau, das vorher herrschte, zurück.
In beiden Kontaktlisten oder Voicemailbildschirmen können die jeweiligen Auflistungen durch die Unterfunktion des Löschens gelöscht werden, indem der jeweilige Eintrag durch Bewegung zur Löschfunktion und Betätigung in z-Richtung gewählt wird. Jede zweckdienliche Technologie kann verwendet werden, um Informationen zu senden oder zu empfangen (Telefon/Email), wie beispielsweise 2,4 GHz Bluetooth oder andere drahtlose Technologie.
Zusätzlich kann zu Obigem ein Stimmerkennungssystem hinzugefügt werden. Stimmerkennungssysteme haben in der Leistung und Vielfältigkeit in den letzten Jahren zugenommen und sind allgemein gut bekannt, obwohl die Anwendung in der Technologie von Fahrzeugen höchstens begrenzt ist. Die Anwendung eines Stimmerkennungssystems jedoch trägt wahrscheinlich zur Verbesserung der Sicherheit des Steuersystems bei, indem es dem Fahrer ermöglicht, eine gewünschte Funktion zu steuern, während der Fahrer wieder seine oder ihre Hände von dem Lenkrad nehmen oder die Augen von der Straße abwenden muss. Die notwendigen Verarbeitungsanforderungen vorausgesetzt oder die Stimmerkennung und die begrenzten Einschränkungen für Fahrzeuge hinsichtlich Raumbedarf und Kosten jedoch können dazu führen, dass lediglich eine begrenzte Anzahl von Funktionen gesteuert werden kann. In diesem Falle sind die Merkmale, auf die am meisten zugegriffen wird (Radio, CD, Klimaanlagensteuerung) zweckdienliche Kandidaten für diese Stimmerkennung.
Andere zusätzliche zweckdienliche Fahrzeugmerkmale können ebenfalls vorgesehen werden, wie ein passives schlüsselloses fernbedientes Eintrittssystem (RKE), Motorabschaltung oder Druckknopfstart, was alles auf dem Gebiet der Technik bekannt ist.
Zusammengefasst werden die Kosten des Fahrzeugs wegen der Vermeidung von Hebelschaltern verringert, wie auch die Gesamtansammlung von Elektronik, die notwendig ist, die Fahrzeugausstattung zu steuern, beispielsweise die Radiosteuerung und die HVAC-Steuerung. Zusätzlich wird die Sicherheit der Insassen des Fahrzeugs durch Anordnung mehrfacher haptischer Regler, Menütasten, Hotkeys und Schalter vergrößert, die auf und neben dem Lenkrad angeordnet sind. Durch vernünftiges und logisches Design der verschiedenen Regler sowie der Darstellung der Funktionen auf dem Bildschirm kann die Aufmerksamkeit des Fahrers sich auf die Straße statt auf die Einstellung von Ausstattungen richten. Der Benutzer des haptischen Reglers ist in der Lage, Parameter der Fahrzeugausstattung und ihres Status auf dem Display zu ändern. Auf Hauptfunktionen kann unmittelbar zugegriffen werden, indem die entsprechenden Hotkeys benutzt werden. Das Lenkrad steuert auch einige redundante Operationen für Radio und Klimanlagensteuerung und nicht redundante Operationen, wie Blinker, Scheibenwischer, Cruise-Control, Lichter und Systemdämpfung. Die Typen an Eingaben, welche Fahrzeugfunktionen steuern, schließen ein: einen haptischen Hauptregler, der auf einer Konsole zwischen dem Fahrer und dem vorderen Beifahrer angeordnet ist und welcher in x-, y- und z-Richtung beweglich und drehbar ist, ein haptischer Miniregler, der auf dem Lenkrad angeordnet ist und der drehbar und in z-Richtung bewegbar ist, Schalter und Menütasten, die auf dem Lenkrad angeordnet sind und Hotkeys, die abseits vom Lenkrad angeordnet sind. Die Ausgaben schließen ein LCD oder anderen vergleichbaren Bildschirm, taktiles Feedback, eine Stimmfeedbackredundanz und funktionale Ausgaben ein (beispielsweise Anlagenausgaben, wie Radio, Klimasteuerung (HVAC), CD, Scheibenwischer, Blinker, etc.).
Obwohl spezielle Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, können Abwandlungen durchgeführt werden. Es ist folglich beabsichtigt, dass die beiliegenden Patentansprüche derartige Änderungen und Abwandlungen abdecken, welche dem Grundgedanken der Erfindung folgen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein duales haptisches Steuersystem in einem Fahrzeug umfasst einen ersten haptischen Regler, welcher auf einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordnet ist und einen zweiten haptischen Regler, der auf einer Konsole getrennt von dem Lenkrad angeordnet ist. Der erste haptische Regler ist eine haptische Mini-Schnittstelle, welche eine kleinere Gruppe von Funktionen als der zweite haptische Regler steuert. Redundanzen sind zwischen dem ersten und zweiten haptischen Regler eingebaut, so dass mindestens einige der Funktionen des ersten haptischen Reglers gleichzeitig durch den zweiten haptischen Regler gesteuert werden. Das Lenkrad ist frei von Hebelschaltern, wobei die ersten und zweiten haptischen Regler in Verbindung mit Schaltern und Menütasten auf dem Steuerrad diese Funktionen steuern. Das Display stellt die Funktionen, die aus dem momentanen Zustand des Systems betätigbar sind, als Schaltknöpfe dar, welche sowohl Text (der Funktion des Schaltknopfes) und Grafiken (der Funktion des Schaltknopfes und irgendwelcher verfügbaren Unterfunktionen) enthalten.

Claims

Duales haptisches Steuersystem, umfassend: einen ersten haptischen Regler, der auf einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordnet ist und einen zweiten haptischen Regler, der auf einer Konsole getrennt von dem Lenkrad angeordnet ist.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der erste haptische Regler und der zweite haptische Regler überlappende Funktionen des Fahrzeugs steuern.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der erste haptische Regler ein haptischer Mini-Regler ist, welcher weniger Funktionen des Fahrzeugs steuert als der zweite haptische Regler.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der erste haptische Regler eine haptische Radschnittstelle aufweist, die Funktionen hat, die durch Rotation gewählt werden und durch Herunterdrücken der Radschnittstelle aktiviert werden.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Lenksäule ohne Hebelschalter, die mit dem Lenkrad verbunden sind.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend Menütasten auf dem Lenkrad, welche die Steuerung des ersten haptischen Reglers zu einer zu steuernden gewünschten Funktion leiten.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 6, ferner umfassend Hotkeys nahe dem zweiten haptischen Regler, welche die Steuerung anderer zu steuernder Funktionen als die der Menütasten leiten.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 7, ferner umfassend Schalter, die an dem Lenkrad angeordnet sind, wobei die Schalter Funktionen des Fahrzeugs steuern, die nicht durch entweder den ersten oder den zweiten haptischen Regler gesteuert sind.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 8, wobei die Schalter derart angeordnet sind, dass Gruppen von Schaltern verwandte Funktionen, die in Gruppen zusammengefasst sind, steuern.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Stimmredundanzmechanismus, welcher eine Stimmredundanz für begrenzte Funktionen liefert, die durch den ersten und zweiten haptischen Regler gesteuert sind.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 1, wobei lediglich ein Teil des Steuerrades, welches auf den ersten haptischen Regler bezogen ist, ein taktiles Feedback liefert.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Display, welches Resultate der Interaktion zwischen einem Benutzer und beiden ersten und zweiten haptischen Reglern anzeigt, wobei das Display Interaktionsoptionen zwischen dem Benutzer und dem zweiten haptischen Regler als simulierte mechanische Steuerungen von Funktionen anzeigt, die dem Benutzer in einem momentanen Zustand des haptischen Steuersystems und Operationen des zweiten haptischen Reglers zum Steuern der die im momentanen Zustand dem Benutzer zur Verfügung stehenden Funktionen anzeigt.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 12, wobei die simulierten mechanischen Steuerungen Schaltknöpfe sind und eine Operation zum Steuern einer speziellen Funktion und Unterfunktion eines speziellen Schaltknopfes, die dem Benutzer zur Verfügung stehen, in dem jeweiligen Schaltknopf angeordnet ist.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 13, wobei die Information der Einstellung von Funktionen des haptischen Steuersystems abweichend von den, dem Benutzer im vorhandenen Zustand zur Verfügung stehenden Funktionen außerhalb der Schaltknöpfe angezeigt sind.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 14, wobei die Schaltknöpfe sowohl Text als auch Grafik enthalten, der Text die jeweilige Funktion des jeweiligen Schaltknopfes andeutet und die Grafiken eines von geeigneten Symbolen darstellen, welches die jeweilige Funktion des jeweiligen Schaltknopfes, Unterfunktionen der jeweiligen Funktion und die Operation anzeigen, die nötig ist, um die eine der jeweiligen Funktion und Unterfunktion zu steuern.
Duales haptisches Steuersystem nach Anspruch 15, wobei das taktile Feedback für Betätigung des zweiten haptischen Reglers vorgesehen ist, konsistent mit der Betätigung zum Steuern der einen der speziellen Funktion und Unterfunktion des jeweiligen Schaltknopfes, wenn der jeweilige Schaltknopf durch den Benutzer gewählt wurde.
Verfahren zum Steuern von Funktionen eines Fahrzeuges, umfassend: Steuern einer ersten Gruppe von Funktionen des Fahrzeuges durch haptische Steuerung auf einem Lenkrad des Fahrzeugs; Steuern einer zweiten Gruppe von Funktionen des Fahrzeuges durch eine getrennte haptische Steuerung auf einer Konsole des Fahrzeuges; und Vermeiden von Hebelschaltern auf der Lenksäule des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend die Einrichtung der redundanten Steuerung einiger der gleichen Funktionen zwischen den haptischen Steuerungen auf dem Lenkrad und der Konsole.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend die Begrenzung der ersten Gruppe von Funktionen auf weniger Funktionen als die zweite Gruppe von Funktionen, wobei die haptische Steuerung auf dem Lenkrad in einer kleineren Anzahl von Richtungen bewegbar ist als die haptische Steuerung auf der Konsole.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend Verdoppeln sämtlicher der ersten Gruppe von Funktionen in der zweiten Gruppe von Funktionen.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend eine direkt zugreifende Steuerung einer gewünschten zu steuernden Funktion der ersten Gruppe von Funktionen durch Menütasten auf dem Lenkrad.
Verfahren nach Anspruch 21, ferner umfassend eine direkt zugreifende Steuerung einer gewünschten zu steuernden Funktion der zweiten Gruppe von Funktionen durch Hotkeys, welche nahe der Konsole liegen.
Verfahren nach Anspruch 22, ferner umfassend die Darstellung von Resultaten der Benutzung jedes der haptischen Regler, Menütasten und Hotkeys.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend die Steuerung von Funktionen des Fahrzeugs, die nicht durch einen der haptischen Regler gesteuert sind über Schalter und Menütasten, die auf dem Lenkrad in einem logisch konsistenten Format angeordnet sind, derart, dass Schaltergruppen und Gruppen von Menütasten mit je zusammenhängenden Funktionen zusammen gruppiert sind.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend den Empfang einer Stimmredundanz, wenn auf eine von begrenzten Funktionen, die durch die haptischen Steuerungen gesteuert sind, zugegriffen und gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend beim Steuern der ersten Gruppe von Funktionen durch die haptische Steuerung auf dem Lenkrad, Empfangen eines taktilen Feedbacks auf dem Lenkrad lediglich von einem Teil des Lenkrades, welches die haptische Steuerung auf dem Lenkrad enthält.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend die Darstellung von Interaktionsoptionen zwischen einem Benutzer und dem getrennten haptischen Regler als simulierte mechanische Steuerung von Funktionen, die im momentanen Zustand dem Benutzer zur Verfügung stehen und Operationen des getrennten haptischen Reglers zum Steuern der dem Benutzer im momentanen Zustand zur Verfügung stehenden Funktionen.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner umfassend Darstellung der simulierten mechanischen Steuerungen als Schaltknöpfe, die je eine Operation zum Steuern einer speziellen Funktion und einer Unterfunktion des Schaltknopfes, die dem Benutzer zur Verfügung stehen, enthalten.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner umfassend die Darstellung der Information von Einstellung und von anderen Funktionen als den Funktionen, die im momentanen Zustand dem Benutzer zur Verfügung stehen außerhalb der Schaltknöpfe.
Verfahren nach Anspruch 28, ferner umfassend das Einschließen von sowohl Text als auch Grafik in jedem Schaltknopf, wobei der Text die jeweilige Funktion des Schaltknopfes anzeigt und die Grafik eines von zweckdienlichen Symbolen illustriert, welche die jeweilige Funktion des Schaltknopfes, Unterfunktionen der jeweiligen Funktion und die Tätigkeit zum Steuern der jeweiligen Funktion und Unterfunktion andeutet.
Verfahren nach Anspruch 30, ferner umfassend den Empfang taktilen Feedbacks für Tätigkeiten der getrennten haptischen Steuerung konsistent mit Tätigkeiten zum Steuern der einen der speziellen Funktionen und Unterfunktionen des Schaltknopfes, wenn der Schaltknopf durch den Benutzer gewählt wurde.
Verfahren zur Lieferung von Fahrzeuginformationen für ein Fahrzeug auf verschiedenen Bildschirmen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Gruppieren der Fahrzeuginformationen in verschiedenen Systemen des Fahrzeugs; Erzeugen verschiedener Gruppen einstellbarer Funktionen für die verschiedenen Systeme; Darstellen jeder Gruppe einstellbarer Funktionen für ein spezielles System auf einem repräsentativen Bildschirm zur Darstellung der einstellbaren Funktionen des jeweils gewählten Systems und bildhafte Darstellung der einstellbaren Funktionen, wobei die bildhaften Darstellungen der einstellbaren Funktionen eine von interaktiven Grafiken und ein interaktives alphanumerisches Display enthält, welches den jeweils vorliegenden Zuständen der einstellbaren Funktionen entspricht; Auswählen einer einstellbaren Funktion des Fahrzeugs durch Betätigung eines haptischen Reglers in dem Fahrzeug; Steuern eines vorliegenden Zustands der gewählten einstellbaren Funktion durch Betätigung des haptischen Reglers; und Anzeigen des vorliegenden Zustands der gesteuerten einstellbaren Funktion auf dem repräsentativen Bildschirm, welcher das jeweils gewählte System darstellt.
Verfahren nach Anspruch 32, ferner umfassend die Einfügung von Textinformation in die bildlichen Darstellungen, wobei die Textinformation, die mit jeder einstellbaren Funktion geliefert wird, einen Namen der einstellbaren Funktion anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 32, ferner umfassend die Darstellung einstellbarer Funktionen als Schaltknöpfe und Einfügen der bildlichen Darstellungen in die Schaltknöpfe.
Verfahren nach Anspruch 34, ferner umfassend die Darstellung verfügbarer Unterfunktionen für jede einstellbare Funktion in dem Schaltknopf, der der einstellbaren Funktion entspricht, die die verfügbaren Unterfunktionen einschließt.
Verfahren nach Anspruch 35, ferner umfassend die Darstellung in dem der einstellbaren Funktion entsprechenden Schaltknopf eines Verfahrens zum Steuern einer der einstellbaren Funktionen und einer gegenwärtig gewählten verfügbaren Unterfunktion der einstellbaren Funktion unter Verwendung des haptischen Reglers.
Verfahren nach Anspruch 35, ferner umfassend die Darstellung in dem der einstellbaren Funktion entsprechenden Schaltknopf von Textinformation, die den momentanen Zustand der einstellbaren Funktion wiedergibt.
Verfahren nach Anspruch 35, ferner umfassend die Hervorhebung einer zur Zeit ausgewählten Unterfunktion.
Verfahren nach Anspruch 34, ferner umfassend die Einrahmung eines zur Zeit gewählten Schaltknopfes.
Verfahren nach Anspruch 34, ferner umfassend die Darstellung von Informationen, die nicht das momentan gewählte System betreffen außerhalb des Schaltknopfes.
Verfahren nach Anspruch 32, ferner umfassend die Zulassung der unmittelbaren Steuerung von einer am meisten benutzten Funktion eines jeweiligen Bildschirms, wenn auf den betreffenden Bildschirm zugegriffen wird.
Verfahren nach Anspruch 32, ferner umfassend die Lieferung eines taktischen und/oder Stimm-Feedbacks einem Benutzer des haptischen Reglers, welches anzeigt, wenn ein Bildschirm betreten und wenn eine der dargestellten Funktionen und Unterfunktion gewählt wird.
System, welches einem Insassen eines Fahrzeugs Informationen liefert, wobei das System Folgendes umfasst: einen elektronischen Bauteil einschließlich eines Prozessors, Speichers und Videodisplaykarte, wobei der Prozessor die Fahrzeuginformation in verschiedene Systeme des Fahrzeuges, welche Gruppen von einstellbarer Funktionen aufweisen, gruppiert; ein Display mit einem Bildschirm, wobei der Prozessor das Display steuert, um jede Gruppe einstellbarer Funktionen für ein jeweiliges System auf einem repräsentativen Bildschirm darzustellen, welcher die einstellbaren Funktionen des jeweils gewählten Systems darstellt und um bildliche Darstellungen der einstellbaren Funktionen zu liefern, wobei die bildlischen Darstellungen eine von interaktiven Grafiken und eine interaktive alphanumerische Anzeige enthalten, die den jeweils vorliegenden Zuständen der einstellbaren Funktionen entsprechen, wobei die repräsentativen Bildschirme und bildlichen Darstellungen in dem Speicher gespeichert sind; und Eingaben, durch welche die einstellbaren Funktionen verstellt werden, wobei die Eingaben einen haptischen Regler einschließen, der betätigt wird, um eine der einstellbaren Funktionen zu wählen und um einen vorhandenen Zustand der einstellbaren Funktion zu steuern, wobei die elektronischen Komponenten Signale von den Eingaben empfangen und Signale zu dem Display übertragen, welche den vorhandenen Zustand der gesteuerten einstellbaren Funktion auf dem repräsentativen Bildschirm, welcher das zur Zeit gewählte System darstellt, zeigen.
System nach Anspruch 43, wobei der Prozessor das Display steuert, um Textinformation in die bildlichen Darstellungen einzufügen, wobei die Textinformation, die mit jeder einstellbaren Funktion geliefert wird, einen Namen der einstellbaren Funktion anzeigt.
System nach Anspruch 43, wobei der Prozessor das Display steuert, um die einstellbaren Funktionen als Schaltknöpfe darzustellen und die bildlichen Darstellungen in die Schaltknöpfe einzufügen.
System nach Anspruch 45, wobei der Prozessor das Display steuert, um verfügbare Unterfunktionen jeder einstellbaren Funktion in dem Schaltknopf, welcher der einstellbaren Funktion entspricht, die die verfügbaren Unterfunktionen enthält, darzustellen.
System nach Anspruch 46, wobei der Prozessor das Display steuert, um in dem der einstellbaren Funktion entsprechenden Schaltknopf ein System zum Steuern einer der einstellbaren Funktionen und einer momentan verfügbaren gewählten Unterfunktion der einstellbaren Funktion unter Verwendung des haptischen Reglers darzustellen.
System nach Anspruch 46, wobei der Prozessor das Display steuert, um in dem der einstellbaren Funktion entsprechenden Schaltknopf Textinformationen darzustellen, welche den vorhandenen Zustand der einstellbaren Funktion anzeigen.
System nach Anspruch 46, wobei der Prozessor das Display steuert, um die zur Zeit gewählte Unterfunktion hervorzuheben.
System nach Anspruch 45, wobei der Prozessor das Display steuert, um den zur Zeit gewählten Schaltknopf zu umrahmen.
System nach Anspruch 45, wobei der Prozessor das Display steuert, um außerhalb des Schaltknopfes Informationen darzustellen, die nicht das zur Zeit gewählte System betreffen.
System nach Anspruch 43, wobei der Prozessor eine direkte Steuerung einer am häufigsten benutzten Funktion eines jeweiligen Bildschirms zulässt, wenn der jeweilige Bildschirm betreten wird.
System nach Anspruch 43, ferner umfassend ein Audiosystem, welches durch den Prozessor gesteuert ist, wobei der Prozessor Signale steuert, um ein taktiles und/oder Voice-Feedback einem Benutzer der haptischen Steuerung zuzuleiten, welches einem anzeigt, wenn ein Bildschirm betreten wird und wenn eine einer der dargestellten Funktion und Unterfunktion gewählt wird, wenn einer der Bildschirme betreten wird und wenn eine der Funktion und Unterfunktion gewählt wird.