EP1271587B1

EP1271587B1 - Bedienelement für ein Fahrzeugrechner-System und Fahrzeugrechner-System

Info

Publication number: EP1271587B1
Application number: EP02014402A
Authority: EP
Inventors: Bernd Wiesenauer
Original assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH; Harman Becker Automotive Systems Becker Division GmbH
Current assignee: Harman Becker Automotive Systems Becker Division GmbH
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: DE10131039C2; ATE496382T1; US6911919B2; JP2003081032A; DE10131039A1; EP1271587A2; EP1271587A3; JP4059385B2; DE50214866D1; US20030016208A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugrechner-System mit einem Bedienelement zur Steuerung einer Auswahlmarkierung mit einem Betätigungskörper, der um eine Achse (Schwenkachse) drehbar gehalten ist, um eine erste und eine zweite Schaltfunktion zu realisieren, und eine durch die Schwenkachse laufende Griffleiste aufweist, wobei der Betätigungskörper in Richtung der Schwenkachse verlagerbar ist, um eine dritte Schaltfunktion zu realisieren, und der Betätigungskörper um eine parallel zu der Griffleiste liegende Achse kippbar gehalten ist, um eine vierte und eine fünfte Schaltfunktion zu realisieren. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeugrechner-System.
Ein Bedienelement der vorgenannten Art ist beispielsweise aus DE 199 26 521 A1 bekannt. Aus der Druckschrift DE 197 32 287 A1 offenbart eine Multifunktions-Bedieneinrichtung, die zur Steuerung eines Fahrzeugrechners eingesetzt wird. Auch die Druckschrift DE 196 39 119 A1 zeigt einen bidirektionalen Drehschalter, der zur Bedienung eines Fahrzeugrechners eingesetzt wird.
Ein weiteres Bedienelement ist auch aus US 5,621,196 A bekannt. Dieses Bedienelement realisiert eine erste und zweite Schaltfunktion beim Erreichen erher Dreh-Endstellung, eine dritte Schaltfunktion beim Drücken und wie weitere Schaltfunktionen in Form einer Kreuzwippen.
Das Dokument JP 06 150 778 A offenbart ferner ein Fahrzeugrechner-System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Fahrzeugrechner-Systeme sind allgemein bekannt. Sie werden in zunehmendem Maße in modernen Kraftfahrzeugen eingesetzt, um unterschiedlichste fahrzeugspezifische und -unspezifische Anwendungen, beispielsweise Fahrzeugnavigation, Telefon, Audio und Video etc., umzusetzen. Die Auswahl dieser Anwendungen erfolgt über Auswahlmenüs, die auf einem Bildschirm des Fahrzeugrechner-Systems dargestellt werden und sich über Bedienelemente auswählen lassen. Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen umfaßt das Auswahlmenü eine Vielzahl von Menüebenen (Hierarchieebenen) und eine Vielzahl einzelner Menüpunkte innerhalb einer solchen Menüebene. Möchte ein Benutzer des Fahrzeugrechner-Systems eine spezielle Anwendung auswählen, so ist es unter Umständen notwendig, sich durch eine große Zahl von Menüebenen hindurch zu navigieren, um schließlich den gewünschten Menüpunkt zu erreichen. Eine solche Navigation durch ein Auswahlmenü erfordert eine erhöhte Aufmerksamkeit des Benutzers, was unter normalen Umständen jedoch unproblematisch ist. In einem Fahrzeug sind jedoch an die Bedienung höhere Anforderungen gestellt, insbesondere darf die Aufmerksamkeit des Benutzers nicht zu sehr abgelenkt werden. Dies gilt nicht nur für die Darstellung und Strukturierung des Auswahlmenüs sondern in stärkerem Maße auch für das zur Auswahl zur Verfügung stehende Bedienelement. Die bisherigen Bedienelemente, wie Drehdrücksteller oder Kreuzwippen, können den gestiegenen Anforderungen, die sich insbesondere aufgrund der steigenden Anzahl von auszuwählenden Funktionen ergeben, nicht Rechnung tragen.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Bedienelement zu schaffen, das eine einfache und ergonomische Bedienung eines Fahrzeugrechner-Systems, insbesondere der Bewegung einer Auswahlmarkierung innerhalb eines Auswahlmenüs, erlaubt.
Diese Aufgabe wird mit einem Fahrzeugsrechner-System gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
D.h. mit anderen Worten, daß das Bedienelement eine Vielzahl von Schaltfunktionen ermöglicht, wobei die Bedienung einfach und ergonomisch ausfällt. Insbesondere lassen sich die am häufigsten benutzten Schaltfunktionen, nämlich die erste und die zweite Schaltfunktion, über die relativ große Griffleiste schnell und sicher erreichen, so daß der Benutzer nicht notwendigerweise seinen Blick auf das Bedienelement richten muß. Das Rückstellmittel hilft zudem bei der Bewegung der Auswahlmarkierung von einem Menüpunkt zum anderen, indem es den Betätigungskörper immer wieder in die Ruhestellung zurückstellt. Der Benutzer hat dadurch die Möglichkeit, einzelne Menüpunkte durch mehrmaliges Betätigen und Loslassen des Betätigungskörpers gezielt ohne optischen Kontakt zum Monitor zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird zusätzlich eine sechste und eine siebte Schaltfunktion bei Erreichen und Halten des Betätigungskörpers in einer der beiden Endstellungen des Winkelbereichs realisiert.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Zahl der möglichen Schaltfunktionen erhöht wird, ohne jedoch in gleichem Maße die Zahl der Betätigungselemente ebenfalls zu erhöhen.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Kraftbeaufschlagungsvorrichtung vorgesehen, die den Betätigungskörper mit einer Kraft beaufschlagt, um eine Drehung zumindest in eine Richtung zu verhindern.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Bedienung weiter vereinfacht wird. Insbesondere wird dem Benutzer über die Sperrung der Drehung des Betätigungskörpers eine bestimmte Information übermittelt, beispielsweise daß das Ende einer Liste von Menüpunkten erreicht ist. Diese Information bekommt der Benutzer, ohne daß er hierfür seinen Blick auf den Bildschirm im Fahrzeug richten müßte.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Betätigungskörper scheibenförmig ausgebildet und erstreckt sich die Griffleiste radial über den gesamten Durchmesser des Betätigungskörpers.
Diese Maßnahme führt zu einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Bedienelements.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Fahrzeugrechner-System, bei dem einzelne Funktionen abhängig von der Auswahl einzelner Menüpunkte innerhalb eines hierarchisch gegliederten Auswahlmenüs aktiviert werden, dadurch gelöst, daß ein erfindungsgemäßes Bedienelement vorgesehen ist, die Auswahlmarkierung zwischen einzelnen Menüpunkten einer hierarchischen Ebene des Auswahlmenüs über die erste und die zweite Schaltfunktion bewegbar ist, die Veränderung der hierarchischen Ebene des Auswahlmenüs über die vierte und die fünfte Schaltfunktion erfolgt, und die Auswahl eines Menüpunkts über die dritte Schaltfunktion erfolgt.
Dieses Fahrzeugrechner-System ermöglicht durch Verwendung des erfindungsgemäßen Bedienelements eine einfache und schnelle Navigation innerhalb unterschiedlicher Menüebenen eines Auswahlmenüs und damit die einfache Auswahl eines Menüpunkts, ohne daß der Benutzer große Aufmerksamkeit der Betätigung des Bedienelements schenken müßte.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Fahrzeugrechner-Systems;
Fig. 2a: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bedienelements in Draufsicht; und
Fig. 2b: eine schematische Darstellung des Bedienelements aus Fig. 2a als Schnitt entlang der Linie IIb-IIb.

In Fig. 1 ist ein Fahrzeugrechner-System für ein Kraftfahrzeug schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Das Fahrzeugrechner-System 10 umfaßt eine Rechnereinheit 12, die beispielsweise als an die Anforderungen in einem Fahrzeug angepaßter PC ausgelegt sein kann. Die Anmelderin bietet eine solche Rechnereinheit 12 unter dem Namen "Car PC" an.
Mit dieser Rechnereinheit 12 sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Komponenten verbunden, um Daten mit diesen auszutauschen. So umfaßt das Fahrzeugrechner-System 10 einen Monitor 14, der beispielsweise als LCD-Bildschirm ausgebildet und in die Armaturentafel eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist. Der Monitor 14 dient zur Darstellung von Daten und Auswahlmenüs, mit deren Hilfe eine Steuerung des Fahrzeugrechner-Systems 10 möglich ist.
Weitere an die Rechnereinheit 12 angeschlossene Komponenten sind beispielsweise ein Navigationssystem 16, ein Telefonsystem 18 und ein Internet-Kommunikationssystem 20. Der Aufbau dieser Komponenten 16-20 ist an sich bekannt, so daß auf deren genauere Beschreibung verzichtet werden kann.
Diese Komponenten 16-20 tauschen Daten mit der Rechnereinheit 12 aus und werden über die Rechnereinheit 12 bedient.
Zur Eingabe von Informationen und zur Auswahl bestimmter Menüpunkte der auf dem Monitor 14 dargestellten Auswahlmenüs dient ein Bedienelement 22, das nachfolgend noch genauer erläutert werden wird.
Die Rechnereinheit 12 umfaßt ferner eine Steuereinheit 24, die die Steuerung des Datenflusses sowie die Abarbeitung bestimmter Programme durchführt. Zur Ansteuerung des Monitors 14 (Bildschirm) ist eine Ansteuerungseinheit 26 vorgesehen, die die jeweiligen Daten von der Steuereinheit 24 erhält.
Das Fahrzeugrechner-System 10 umfaßt ferner eine Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 28, die auch unter dem Namen "Force-Feedback-Vorrichtung" bekannt ist. Diese Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 28 ist mit dem Bedienelement 22 verbunden und beaufschlagt dieses mit einer der Betätigungskraft des Benutzers entgegenwirkenden Kraft, um beispielsweise eine bestimmte Betätigung zu verhindern. Die Ansteuerung der Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 28 erfolgt über die Rechnereinheit 12, die abhängig von bestimmten Kriterien die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 28 ansteuert.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2a und 2b soll nachfolgend der Aufbau des Bedienelements 22 und dessen Funktion erläutert werden.
Das Bedienelement 22 weist einen Betätigungskörper 32 auf, der scheibenförmig ausgebildet ist. Der Betätigungskörper 32 ist in einem Rahmen bzw. Gehäuse 34 um dessen Längsachse 36 drehbar gehalten. Der Bereich, innerhalb dessen der Betätigungskörper 32 drehbar ist, wird jedoch über entsprechende Anschlagmittel begrenzt, was durch den Pfeil 36 kenntlich gemacht ist. Der Winkelbereich beträgt etwa ± 20°, ausgehend von einer mit "0" gekennzeichneten Ruhestellung. Selbstverständlich kann dieser Winkelbereich an die Bedürfnisse angepaßt werden, sollte jedoch aus ergonomischen Gründen nicht mehr als ±45° betragen.
Um den Betätigungskörper 32 um die Achse 36 drehen bzw. schwenken zu können, ist eine Griffleiste vorgesehen, die mit dem Bezugszeichen 38 gekennzeichnet und schraffiert dargestellt ist. Diese Griffleiste 38 erstreckt sich über den gesamten Durchmesser des Betätigungskörpers 32 in radialer Richtung, so daß die Griffleiste 38 durch die Schwenkachse 36 läuft. Die Griffleiste 38 teilt somit die in Fig. 2a zu sehende Fläche in einen oberen Bereich 41 und einen unteren Bereich 43. Mit Hilfe der Griffleiste 38 kann der Betätigungskörper 32 also auf einfache Art und Weise um die Achse 36 innerhalb des vorgegebenen Winkelbereichs geschwenkt werden. Diese Schwenkbewegung wird auf ein nicht dargestelltes Schaltelement übertragen, um eine erste und eine zweite Schaltfunktion zu realisieren.
Der Betätigungskörper 32 ist innerhalb des Rahmens 34 auch um eine Achse 45 (Fig. 2b) kippbar gehalten. Diese Achse 45 (Kippachse) verläuft rechtwinklig zu der Schwenkachse 36 und parallel zu der Griffleiste 38. Auf diese Art und Weise läßt sich der Betätigungskörper 32 durch Beaufschlagung eines der beiden Bereiche 41, 43 mit einer Betätigungskraft um die Achse (45) kippen, was beispielsweise durch Pfeile 47 gekennzeichnet ist.
Diese Kippbewegung um die Kippachse 45 wird auf nicht dargestellte Schaltelemente übertragen, die eine vierte und eine fünfte Schaltfunktion realisieren.
Neben den vorgenannten Bewegungsmöglichkeiten des Betätigungskörpers 32 ist auch die Möglichkeit vorgesehen, den Betätigungskörper 32 in Richtung der Schwenkachse 36 parallel zu verlagern, was in Fig. 2b durch einen Pfeil 49 angedeutet ist. D.h. mit anderen Worten, daß sich der Betätigungskörper 32 durch Drücken verlagern läßt. Diese Verlagerung wird auf ein weiteres Schaltelement, das ebenfalls nicht dargestellt ist, übertragen, um eine dritte Schaltfunktion zu realisieren.
Zusammenfassend bedeutet das, daß der Betätigungskörper 32 des Bedienelements 22 erstens um die Schwenkachse 36 innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs schwenkbar ist, zweitens in Richtung der Schwenkachse 36 verlagerbar ist und drittens um die Kippachse 45 durch Beaufschlagen einer der beiden Bereiche 41, 43 mit einer Betätigungskraft kippbar ist. Diese Bewegungs- bzw. Verstellmöglichkeiten ermöglichen die Realisierung von fünf Schaltfunktionen.
Wie bereits erwähnt, dient die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 28 dazu, einer Betätigungskraft, die der Benutzer zur Betätigung aufbringt, entgegenzuwirken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wirkt die Kraft jener Betätigungskraft entgegen, die zu einer Drehung um die Schwenkachse 36 führen würde. D.h. bei entsprechend großer Wahl dieser Gegenkraft, daß der Betätigungskörper 32 vom Benutzer nicht mehr in eine oder beide Drehrichtungen geschwenkt werden kann.
Selbstverständlich läßt sich die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 28 auch auf andere Bewegungen des Betätigungskörpers 32 anwenden.
Mit Hilfe dieses Bedienelements 22 läßt sich das Fahrzeugrechner-System wie folgt bedienen:
Wie bereits kurz erwähnt, werden einzelne Funktionen des Fahrzeugrechner-Systems dadurch ausgewählt, daß eine Auswahlmarkierung (Cursor) auf den entsprechenden Menüpunkt bewegt und dieser dann bestätigt wird. Mit Hilfe des Bedienelements 22 läßt sich nun der Cursor bewegen, um in dem Auswahlmenü, das zumeist mehrere Menüebenen besitzt, zu navigieren.
Sind mehrere Menüpunkte auf dem Monitor 14 dargestellt, läßt sich der Cursor in einer solchen Liste von einzelnen Menüpunkten durch kurzes Schwenken des Betätigungskörpers 32 um die Schwenkachse 36 bewegen. Durch ein vorgesehenes Rückstellelement wird nach der Betätigung der Betätigungskörper 32 wieder in die Ruhestellung geführt. Die Richtung der Cursor-Bewegung (d.h. nach oben oder unten bzw. nach links oder nach rechts) kann durch den Drehsinn gesteuert werden. Ein Schwenken des Betätigungskörpers 32 im Gegenuhrzeigersinn führt beispielsweise zu einer Bewegung des Cursors in der Liste nach oben, während das Schwenken im Uhrzeigersinn den Cursor in der Liste nach unten bewegt. Folglich ist die erste und die zweite Schaltfunktion des Bedienelements 22 für die Bewegung des Cursors von Menüpunkt zu Menüpunkt zuständig.
Möchte der Benutzer beispielsweise die am Monitor dargestellten Menüpunkte überspringen und zu den Menüpunkten der nächsten Seite gelangen, hält er den Betätigungskörper 32 in der oberen oder der unteren Anschlagstellung. Die Rechnereinheit 12 erkennt dieses Halten der ersten oder der zweiten Schaltfunktion und sorgt dafür, daß zur nächsten Seite gesprungen wird.
Hat der Benutzer den gewünschten Menüpunkt erreicht, kann er die mit diesem Menüpunkt verknüpfte Funktion durch Drücken des Betätigungskörpers 32 mit Verlagerung in Richtung der Schwenkachse 36 aktivieren. Dies stellt die bereits erwähnte dritte Schaltfunktion dar.
Um unterschiedliche Menüebenen zu erreichen, sind die vierte und die fünfte Schaltfunktion vorgesehen, die durch Drücken der beiden Bereiche 41, 43 und damit ein Kippen des Betätigungskörpers 32 um die Achse 45 erreicht werden. Ein Drücken des unteren Bereichs 43 führt dazu, daß der Cursor in die nächst höhere Menüebene springt, während ein Drücken des oberen Bereichs 41 zurück zu der Hauptmenüebene führt.
Um die Bedienung für den Benutzer einfacher zu machen, sperrt die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 28 eine Schwenkbewegung des Betätigungskörpers 32 in eine der beiden Richtungen, wenn der Cursor das Ende einer Liste von Menüpunkten erreicht hat.
Dieses Sperren der Schaltfunktion des Bedienelements 22 läßt sich selbstverständlich auch für andere Schaltfunktionen realisieren, beispielsweise für die fünfte Schaltfunktion, die beim Drücken des unteren Bereichs 43 erzielt wird. Auch hier könnte dem Benutzer durch Sperren der Kippbewegung des Betätigungskörpers 32 haptisch die Information übermittelt werden, daß der Cursor sich bereits in der Hauptmenüebene befindet.
Zusammenfassend zeigt sich, daß das Bedienelement 22 trotz seines einfachen Aufbaus eine Vielzahl von Bedienmöglichkeiten zuläß, die die Navigation innerhalb eines Auswahlmenüs deutlich vereinfachen, insbesondere auch deshalb, weil der Benutzer ein zentrales Bedienelement zur Verfügung hat und damit nicht zwischen unterschiedlichen Bedienelementen wechseln muß.

Claims

Fahrzeugrechner-System (10) mit einem Bedienelement zur Steuerung einer Auswahlmarkierung mit einem Betätigungskörper (32), der
- um eine Achse (36) (Schwenkachse) drehbar gehalten ist, um eine erste und eine zweite Schaltfunktion zu realisieren, wobei die Drehung des Betätigungskörpers (32) auf einen Winkelbereich von +/-90° relativ zu einer Ruhestellung begrenzt ist,

- in Richtung der Schwenkachse (36) verlagerbar ist, um eine dritte Schaltfunktion zu realisieren,

- um ein zweite Achse (45) kippbar gehalten ist, um eine vierte und eine fünfte Schaltfunktion zu realisieren, und

- mit einem Rückstellmittel zusammenwirkt, um den Betätigungskörper (32) nach einer Drehung in seine Ruhestellung zurück zu führen dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskörper (32) - eine durch die Schwenkachse (36) laufende Griffleiste (38) aufweist, wobei die zweite Achse parallel zu der Griffleiste (38) liegt, und - bei Erreichen und Halten des Betätigungskörpers (32) in der Endstellung des Winkelbereichs eine sechste bzw. eine siebte Schaltfunktion aktiviert.
Fahrzeugrechner-System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftbeaufschlagungsvorrichtung (28) vorgesehen ist, die den Betätigungskörper (32) mit einer Kraft beaufschlagt, um eine Drehung zumindest in eine Richtung zu verhindern.
Fahrzeugrechner-System (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskörper (32) scheibenförmig ausgebildet ist und die Griffleiste (38) sich radial über den gesamten Durchmesser des Betätigungskörpers (32) erstreckt.
Fahrzeugrechner-System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Auswerteeinrichtung (12), die einzelne Funktionen abhängig von der Auswahl einzelner Menüpunkte innerhalb eines hierarchisch gegliederten Auswahlmenüs aktiviert, wobei die Auswahlmarkierung zwischen einzelnen Menüpunkten einer hierarchischen Ebene des Auswahlmenüs über die erste und die zweite Schaltfunktion bewegbar ist, die Veränderung der hierarchischen Ebene des Auswahlmenüs über die vierte und die fünfte Schaltfunktion erfolgt, und die Auswahl eines Menüpunkts über die dritte Schaltfunktion erfolgt.