EP2769282A1 - Bedieneinrichtung für fahrzeuge - Google Patents

Bedieneinrichtung für fahrzeuge

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Publication number
EP2769282A1
EP2769282A1 EP12778668.9A EP12778668A EP2769282A1 EP 2769282 A1 EP2769282 A1 EP 2769282A1 EP 12778668 A EP12778668 A EP 12778668A EP 2769282 A1 EP2769282 A1 EP 2769282A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
operating device
finger
hand
vehicle
base body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12778668.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2769282B1 (de
Inventor
Volkhardt MEYDER
Manfred Schlierf
Johanna TREPSCHICK
Hubert Wittmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grammer AG
Original Assignee
Grammer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grammer AG filed Critical Grammer AG
Publication of EP2769282A1 publication Critical patent/EP2769282A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2769282B1 publication Critical patent/EP2769282B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/04—Controlling members for hand actuation by pivoting movement, e.g. levers
    • G05G1/06—Details of their grip parts
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G9/04785—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks the controlling member being the operating part of a switch arrangement
    • G05G9/04788—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks the controlling member being the operating part of a switch arrangement comprising additional control elements

Definitions

  • the invention relates to a vehicle operating device for operating in particular vehicle elements.
  • Operating devices in particular hand-operable operating devices for vehicles in the center console or armrest area, are known in many ways.
  • so-called joysticks are used to make numerous functions, especially in the commercial vehicle sector, such as in the off-road area, feasible.
  • Such functions include not only operating hydraulic functions for implements, but also operating a navigation system and the like. This often results in the problem that such a joystick can be configured only limited by a maximum number of actuators can be arranged.
  • functions can be actuated by means of rocking movements, the operating elements on such joysticks are not sufficient to combine the numerous control signals required today for a wide variety of functions of the vehicle in one lever.
  • knob or control knob is arranged in such cars on the center console, whereas an armrest or armrest for placing an arm is to be arranged separately.
  • the placement of the knob within the center console not only takes up space that could otherwise be used as storage space, but also causes the inconvenient operation of the knob after, as the arm of the operator person is placed on the armrest.
  • a vehicle operating device has a three-dimensional, plastically deformable by hand forces body and below an outer layer of the body at least one at least one finger of a hand be assigned to the hand forces in their position changeable sensor surfaces for detecting finger actuation movements are arranged. Preferably, at least five Assigned sensor surfaces for the fingers of a hand. This means that each finger is assigned a sensor surface.
  • the vehicle operating device is preferably equipped with an armrest for vehicle seats, so that the vehicle operating device can be conveniently operated by placing the arm of a driver.
  • Such an operating device allows not only by the adaptation of the body to a palm and its finger sizes a comfortable operation, but also a quick, easy and intuitive operation of a large number of serving functions of the vehicle. Because the body adapts not only to the hand shape, but even allows the movement or correct positioning of the sensor surfaces, so that they are always reliably associated with the five fingers of an operator's hand. If the operator has a hand with short fingers, these sensor surfaces can again be moved correspondingly below the outer layer, just as it would happen if a hand with very long and thin fingers were placed on the adjustable base body.
  • a displacement of a finger can also cause a displacement of the sensor surfaces, wherein the sensor surfaces are arranged below or above the outer layer and this outer layer can be arranged on a gel-like material, which in turn is connected to a solid preform, which is located below this gel-like material ,
  • This preform already has the finger grids in which the sensor surfaces can be arranged. If the operator has long fingers, the sensor surfaces within these finger hollows are thus positioned at a different location than a person with short fingers.
  • the gel-like material can also be omitted so that the outer layer with the associated sensor surfaces, which may be arranged below or above the outer layer, rests directly on the preform with the preformed finger recesses.
  • Such a deformation or deformation of the body and also the sensor surface positions can be reversed after leaving or when leaving the vehicle.
  • Such reversals can be made by bringing the deformed base body into a starting position, for example by means of the application of an electrical voltage, to which a medium which is located within the basic body reacts in a relaxing manner.
  • the operating device by means of a control device on standardized interfaces to the rest of the vehicle network.
  • the intuitive operation which results from such a hand-adapted form with the associated sensor surfaces, allows a large number of control options, whose operating principle is equivalent to an operating level and the need for a look at the operating device.
  • the operating device which can be quite ball-shaped, with his hand and deforms it by slight pressure into a shape adapted to his hand, so that the outer layer and the resulting outer shape of the operating device form the desired shape of the hand the operator has.
  • an overview table or an overall image with the available functions, such as navigation system, radio, etc., with the associated functional levels is displayed on a display device or a screen, for example.
  • Possible functions that can be operated with such an operating device not only the navigation system and the radio, but also a CD player, air conditioning, settings for the off-road driving modes, menus, as known from previous vehicles are, for example, for heaters, air conditioners and the like.
  • the thumb is assigned a sensor surface which switches between these individual functional areas or functions and an operation within the called functional area is possible with the other fingers.
  • a firm press of the thumb may call for the navigation system as a functional area and a firm press of the index finger allow calling the radio as a functional area in the screen or the display device.
  • the arm can lie on the arm rest in such a way that the operator can operate the operating head or the operating device with the main body without twisting the wrists by hand.
  • a simple press of the hand of the operator allows an adaptation of the outer shape of the body.
  • a medium such as granules and / or an elastomer and / or a highly viscous fluid and / or an inert gas , which is suitable for plastic deformation and adaptation to the palm and the individual fingers of the hand.
  • the medium is designed such that it retains a plastic deformation initially experienced by means of the hand forces until a return of the plastic deformation to an initial shape is carried out by means of a reset signal.
  • the reset signal is transferable when leaving the vehicle by an operator to the control device. This can happen automatically when opening the door, pulling the ignition key or lifting the seat, for example.
  • the medium preferably has a volume region of the base body, which is closed off from further volume regions or can be connected to at least one further compensation volume region. In this way, in the presence of a closed volume area, it can be ensured that no medium is lost, whereas when connected to a compensation volume area it is possible for the basic body to change in its basic volume, depending on whether the operator is a small hand or has a big hand.
  • the sensor surfaces preferably have pressure sensors and / or capacitive sensors and / or piezo sensors, which generate electrical actuation signals upon finger actuation and transmit them to a central control unit in wired or wireless fashion.
  • the outer layer is a first film layer, under which a second film layer is arranged with the sensor surfaces arranged thereon. The sensor surfaces can therefore be arranged on the outside of the second film layer. Alternatively, the sensor surfaces can also be present on the inside of the first film layer for saving a second film layer.
  • the first film as the outer layer is advantageously a material which is designed to be light and flexible on the surface of the main body and whose soft surface is pleasant and in the form of an elastic film.
  • Materials for such elastic film may be elastomers and thermoplastics such as TPO, PUR, PVC, PC and PC / PBT.
  • the sensor surfaces on the second film may be printed, painted and / or sprayed conductive surfaces on the surface of the film.
  • the electrical signals or actuation signals are generated, which are transmitted to the control device for the execution of further control signals to the respective functional elements of the vehicle.
  • the sensor surfaces are configured to generate a restoring force to generate a tactile confirmation signal in response to a finger pressure stress. This allows confirmation for the operator that a function has been activated. During this operation, it is not necessary to look at the operating device. Rather, all attention can be focused on the traffic and the exterior of the car.
  • the operating device or the operating head has a rotary and / or articulated joint with the armrest connecting, wherein a rotational and bending movement of the base body causes the generation of further electrical actuation signals. This makes it possible to increase the number of possible operating steps for different functions within the vehicle.
  • the control device is preferably connected by means of at least one data transmission line with a touch-sensitive display device.
  • a wireless Data transmission takes place.
  • the display device can display all actuated commands within the operating device in the form of a display, wherein the display can be designed, for example, as a dashboard screen or as a head-up display.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a vehicle seat with an operating device according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a Whoeinrich invention device according to a first embodiment of the invention
  • 3 shows a schematic representation of the operating device according to the invention according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 4 is a schematic side view of the vehicle seat with the operating device according to the invention and a display device.
  • Figure 1 shows a schematic side view of a vehicle seat with an operating device according to the invention.
  • the vehicle seat 1 according to the figure has a backrest 2 and a seat part 3, wherein arm 4, 5 are arranged between the seat part 3 and a lower part 6.
  • An armrest 7 has on its surface on the operating device with the base body 8, which preferably has the shape of a palm, wherein the adaptation to an individual palm only by hand forces of the operator person can be made possible.
  • the base body 8 consists of a first film 9, which is arranged on the outside and preferably consists of elastic material.
  • a second film 10 is arranged, on which the individual sensor surfaces 11, 12, 13, 14 and 15 are arranged on the outside.
  • the sensor surfaces 11-15 are assigned to the respective fingers.
  • the main body 8 is freely deformable by the hand forces of an operator and is connected to a solid 17, which in addition to a rotary and knee joint 20 also has an electrical interface to the underlying armrest and the vehicle instruments to be operated.
  • a medium 16 which may be, for example, a gel, which allows it to be deformed by hand force to allow adaptation to the individual palm. Then this adapted gel-like medium can maintain its instantaneous shape so that it can be returned to a reset position when leaving the vehicle, for example by applying a voltage.
  • a solid body 17 is arranged, which is so spaced over a bottom portion and a pivot joint 20 with respect to a surface 19 as shown in FIG. 4, that the joint the connection with the surface 19 and so that represents with the armrest 7.
  • the main body 8 can be pivoted, as it is represented by the reference numeral 18 of FIG. 1 in order to activate additional functions of the vehicle can.
  • FIG. 4 shows a schematic side view of the vehicle seat with the operating device according to the invention together with a display device.
  • the operating device according to the invention has a display device 21 which can be arranged in the dashboard area.
  • the display device can be designed as a touchscreen in order to be able to activate functions also via this display device.
  • This display device is wireless or wired by means of a communication line 22 connected to a control device of the base body, not shown here.
  • Fig. 3 the operating device according to the invention according to a second embodiment of the invention is shown.
  • a gel-like liquid or a gel as a medium below the second film
  • a solid body optionally in the form of a preform 23
  • be arranged in a deformable elastic mass 16a is embedded.
  • the viscosity of this elastic mass 16a is selected such that it can be deformed by hand from the outside in such a way that the gripping depressions located in the solid body 23 can be molded onto the cover film 9.
  • the operating device can also be adapted to the particular shape of an individual palm.
  • the solid body 23 forms, together with the elastic mass 16 a, which may be in the form of a gel-like deformable zone 16 a, and the covering film 9 forms a base body 8.
  • the adapted gel-like medium or elastic mass contributes to maintaining its current shape after being deformed by an individual palm and then leaving it of the vehicle again in a hand-neutral reset position, for example, by applying an electrical voltage can be brought.
  • the operating device can, for example, have its sensor surfaces or finger zones for the following functional levels in the truck / passenger car:
  • the index finger operates the navigation system
  • the ring finger operates the radio and generally audio
  • the little finger is for the favorites, i. secondary functions that can be configured and configured as desired.
  • secondary functions can be configured and configured as desired.
  • the favorites are equal.
  • the index finger operates the rear hydraulics.
  • the middle finger is responsible for the first hydraulic circuit.
  • the ring finger is responsible for the second hydraulic circuit.
  • the little finger is intended for the control of the PTO.
  • functions can also be assigned by the driver in the form of favorites in the four control panels.
  • zoom movement zoom in or zoom out

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung für Fahrzeuge, wobei die Bedieneinrichtung einen dreidimensionalen durch Handkräfte plastisch verformbaren Grundkörper aufweist und unterhalb einer Außenschicht des Grundkörpers mindestens eine mindestens einem Finger einer Hand zuordenbare, durch die Handkräfte in ihrer Position veränderbare Sensorflächen zur Detektion von Fingerbetätigungsbewegungen angeordnet sind.

Description

Bedieneinrichtung für Fahrzeuge
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbedieneinrichtung zum Bedienen von insbesondere Fahrzeugelementen. Bedieneinrichtungen, insbesondere handbetätigbare Bedieneinrichtungen für Fahrzeuge im Mittelkonsolen- bzw. Armauflagenbereich, sind in vielfältiger Weise bekannt. Häufig werden sogenannte Joysticks verwendet, um zahlreiche Funktionen, insbesondere im Nutzfahrzeugbereich, wie im Off-road-Bereich, führbar zu machen. Zu derartigen Funktionen gehört nicht nur das Betätigen von Hydraulikfunktionen für Anbaugeräte, sondern auch die Betätigung eines Navigationssystems und dergleichen. Hierbei ergibt sich häufig das Problem, dass ein derartiger Joystick nur begrenzt durch eine maximal anordenbare Anzahl von Betätigungselementen ausgestaltet werden kann. Zwar sind mittels Wippbewegungen Funktionen betätigbar, jedoch sind die Bedienungselemente auf derartigen Joysticks nicht ausreichend, um die heutzutage notwendigen zahlreichen Steuersignale für verschiedenste Funktionen des Fahrzeuges in einem Hebel zu vereinen.
Zugleich ist es Wunsch, dass möglichst viele Fahrzeugfunktionen von einer Bedieneinrichtung aus bedient werden können, da dies das intuitive Betätigen durch die Bedienerperson, welche in dem Fahrzeug sitzt, vorteilhaft ermöglicht. Dem gegenüber muss bei bisherigen Fahrzeugen für viele Funktionen auf weitere Knöpfe, Hebel oder dergleichen zugegriffen werden, um auch diese Funktion betätigen zu können. Dies erfordert eine hohe Aufmerksamkeit der Bedienerperson. Aus dem Pkw-Bereich sind häufig Drehknopfanordnungen bekannt, die zugleich eine Kippbewegung durchführen können, um möglichst viele Funktionen innerhalb eines derartigen Bedienknopfes vereinen zu können. Zugleich ist ein derartiger Knopf noch drückbar, um hierdurch eine weitere Funktion bedienen zu können. Derartige Bedienknöpfe werden zwar bereits zugleich für Navigationssysteme und für das Einstellen von Radiosendern verwendet, jedoch ist damit die Bedienbarkeit der maximalen Anzahl an Fahrzeugfunktionen erschöpft. Allerdings wird es in Zukunft nicht nur um die Bedienung eines herkömmlichen Pkw-Radios gehen, sondern um die Bedienung von meist komplexer aufgebauten Web-Radios, die die Regelung des Sendens und Empfangens von E-Mails, um die Anwendung von Apps, um den Zugang zum Internet und natürlich auch um die herkömmliche Navigationssystem- und Radiobedienung. Dies erfordert alleine schon im Pkw eine hohe Aufmerksamkeit der Bedienerperson, die, wenn sie zugleich der Fahrer des Fahrzeuges ist, die Gefahr von Unfallverursachungen nach sich zieht.
Zugleich ist in derartigen Pkws ein derartiger Drehknopf bzw. Bedienknopf auf der Mittelkonsole angeordnet, wohingegen eine Armlehne bzw. Armauflage zum Ablegen eines Arms separat davon anzuordnen ist. Das Anordnen des Drehknopfes innerhalb der Mittelkonsole nimmt nicht nur Platz in Anspruch, der ansonsten als Stauraum genutzt werden könnte, son- dem zieht auch das unbequeme Betätigen des Drehknopfes nach sich, da der Arm der Bedienerperson auf der Armauflage abgelegt ist.
Es ist demzufolge Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugbedieneinrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der eine Minimierung der Anzahl an notwendigen Bedienschritten, eine Erhöhung der Anzahl an Bedienungen verschiedenster Funktionen des Fahrzeuges und zugleich eine bequeme Handhabung möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Kerngedanke der Erfindung ist es, dass eine Fahrzeugbedieneinrichtung einen dreidimensionalen, durch Handkräfte plastisch verformbaren Grundkörper aufweist und unterhalb einer Außenschicht des Grundkörpers mindestens eine mindestens einem Finger einer Hand zu- ordenbare, durch die Handkräfte in ihrer Position veränderbare Sensorflächen zur Detektion von Fingerbetätigungsbewegungen angeordnet sind. Vorzugsweise werden mindestens fünf Sensorflächen für die Finger einer Hand zugeordnet. Das bedeutet, dass jedem Finger eine Sensorfläche zugeordnet ist. Die Fahrzeugbedieneinrichtung ist vorzugsweise mit einer Armauflage für Fahrzeugsitze ausgestattet, sodass die Fahrzeugbedieneinrichtung bequem durch Ablegen des Armes eines Fahrers bedient werden kann.
Eine derartige Bedieneinrichtung ermöglicht nicht nur durch die Anpassung des Grundkörpers an eine Handfläche und dessen Fingergrößen eine bequeme Betätigung, sondern auch eine schnelle, unkomplizierte und intuitive Betätigung einer großen Anzahl von dienenden Funktionen des Fahrzeuges. Denn der Grundkörper passt sich nicht nur an die Handform an, sondern ermöglicht sogar das Verschieben bzw. richtige Positionieren der Sensorflächen, so dass diese immer zuverlässig den fünf Fingern einer Bedienerhand zugeordnet sind. Sofern die Bedienerperson eine Hand mit kurzen Fingern aufweist, lassen sich diese Sensorflächen wiederum entsprechend unterhalb der Außenschicht verschieben, genauso wie es geschehen würde, wenn eine Hand mit sehr langen und dünnen Fingern auf dem anpassbaren Grundkörper abgelegt werden würde. Ein Verschieben eines Fingers kann auch ein Verschieben der Sensorflächen bewirken, wobei die Sensorflächen unterhalb oder oberhalb der Außenschicht angeordnet sind und diese Außenschicht auf einem gelartigen Material angeordnet sein kann, welches wiederum mit einem festen Vorformling, der sich unterhalb dieses gelartigen Materials befindet, verbunden ist. Dieser Vorformling weist bereits die Fingermul- den auf, in welchen die Sensorflächen angeordnet sein können. Wenn die Bedienperson lange Finger aufweist, werden die Sensorflächen innerhalb dieser Fingermulden somit an einer anderen Stelle positioniert als bei einer Person mit kurzen Fingern. Selbstverständlich kann das gelartige Material auch weggelassen werden, sodass die Außenschicht mit den dazugehörigen Sensorflächen, die unterhalb oder oberhalb der Außenschicht angeordnet sein können, direkt auf den Vorformling mit den vorgeformten Fingermulden aufliegt.
Eine derartige Deformierung bzw. Verformung des Grundkörpers und auch der Sensorflächenpositionen kann nach Verlassen oder bei Verlassen des Fahrzeuges wieder rückgängig gemacht werden. Derartige Rückgängigmachungen können dadurch geschehen, dass der verformte Grundkörper in eine Ausgangsposition, beispielsweise mittels der Anlegung einer elektrischen Spannung, auf weiche ein Medium, welches sich innerhalb des Grundkörpers befindet, entspannend reagiert, gebracht wird. Es ist sowohl eine ergonomische Anpassung der Bedieneinrichtung in ihrer Form an die Hand der jeweiligen Bedienerperson, als auch ein angenehmes Bedienen zahlreicher Funktionen des Fahrzeuges möglich. Hierfür weist die Bedienungseinrichtung mittels einer Steuereinrichtung standardisierte Schnittstellen zu dem restlichen Fahrzeugnetz auf.
Grundsätzlich ist eine derartige Bedienungseinrichtung in nahezu allen Fahrzeugtypen, wie Pkw, Lkw und Off-road-Fahrzeug, einsetzbar.
Die intuitive Bedienung, welche sich aus einer derartigen handangepassten Form mit den zugeordneten Sensorflächen ergibt, ermöglicht eine große Anzahl an Bedienmöglichkeiten, deren Funktionsprinzip einer Bedienebene gleichkommt und die einen Blick auf die Bedieneinrichtung erübrigen. Denn der Fahrer umschließt die Bedieneinrichtung, die durchaus bal- lenförmig ausgebildet sein kann, mit seiner Hand und verformt sie durch leichten Druck in eine seiner Hand angepasste Form, sodass die Außenschicht und die sich hieraus ergeben- de Außenform der Bedieneinrichtung die gewünschte Form der Hand der Bedienperson aufweist. Durch eine derartige Druckbeaufschlagung mit der gesamten Hand wird beispielsweise auf einer Anzeigeeinrichtung bzw. einem Bildschirm eine Übersichtstabelle bzw. ein Gesamtbild mit den zur Verfügung stehenden Funktionen, wie Navigationssystem, Radio etc. mit den dazugehörigen Funktionsebenen dargestellt. Durch ein leichtes Drücken, zum Bei- spiel mittels des Zeigefingers, kann dann eine Funktion direkt angewählt und bedient werden, wobei hierdurch die Sensorfläche, welche dem Zeigefinger zugeordnet ist, betätig wird. Hierdurch ergibt sich vorteilhaft, dass diese Art von Bedienung ein Sichvorbeugen der Bedienperson oder ein Ausstrecken des Armes der Bedienperson in Richtung Armaturenbrett erübrigt.
Mögliche Funktionen, die mit einer derartigen Bedieneinrichtung bedient werden können, sind nicht nur das Navigationssystem und das Radio, sondern auch ein CD-Player, eine Klimaanlage, Einstellungen für die Fahrweisen im Off-Road-Bereich, Menüs, wie sie aus bisherigen Fahrzeugen bekannt sind, beispielsweise für Heizungen, Klimaanlagen und derglei- chen. Es ist beispielsweise denkbar, dass dem Daumen eine Sensorfläche zugeordnet ist, die zwischen diesen einzelnen Funktionsbereichen bzw. Funktionen umschaltet und mit den anderen Fingern eine Bedienung innerhalb des aufgerufenen Funktionsbereiches möglich ist. Alternativ kann ein festes Drücken des Daumens ein Aufrufen des Navigationssystems als Funktionsbereich und ein festes Drücken des Zeigefingers ein Aufrufen des Radios als Funktionsbereich in dem Bildschirm bzw. der Anzeigeeinrichtung ermöglichen.
Zur Bedienung einer derartigen Bedieneinrichtung kann der Arm derart auf der Armauflage liegen, dass die Bedienerperson mit der Hand den Bedienkopf bzw. die Bedienungseinrichtung mit dem Grundkörper ohne Verdrehen der Handgelenke bedienen kann.
Ein einfaches Drücken der Hand der Bedienerperson ermöglicht eine Anpassung der äußeren Form des Grundkörpers. Im Inneren des Grundkörpers befinden sich neben den bereits genannten mindestens fünf Sensorflächen sogenannte Fingerfelder oder sensitive Zonen, die sich durch den Handdruck mitverformen lassen, ein Medium, wie ein Granulat und/oder ein Elastomer und/oder ein hochviskoses Fluid und/oder ein inertes Gas, welches zur plastischen Verformung und Anpassung an die Handfläche und die einzelnen Finger der Hand geeignet ist. Das Medium ist derart ausgebildet, dass es eine anfangs mittels der Handkräfte erfahrene plastische Verformung beibehält, bis mittels eines Rückstellsignals eine Rückstellung der plastischen Verformung in eine Ausgangsform durchgeführt wird.
Das Rückstellsignal ist bei Verlassen des Fahrzeuges durch eine Bedienerperson an die Steuereinrichtung übertragbar. Dies kann beispielsweise bei Öffnen der Tür, Ziehen des Zündschlüssels oder Erheben von der Sitzfläche automatisiert geschehen.
Das Medium weist vorzugsweise einen Volumenbereich des Grundkörpers auf, der gegenüber weiteren Volumenbereichen abgeschlossen ist oder mit mindestens einem weiteren Ausgleichsvolumenbereich verbindbar ist. Auf diese Art und Weise kann bei Vorliegen eines abgeschlossenen Volumenbereiches sichergestellt werden, dass kein Medium verloren geht, wohingegen bei einer Verbindung mit einem Ausgleichsvolumenbereich ermöglicht wird, dass sich der Grundkörper in seinem Grundvolumen verändern kann, je nachdem, ob die Bedienerperson eine kleine Hand oder eine große Hand aufweist. Die Sensorflächen weisen vorzugsweise Drucksensoren und/oder kapazitive Sensoren und/oder Piezosensoren auf, die bei Fingerbetätigung elektrische Betätigungssignale erzeugen und an eine zentrale Steuereinheit drahtgebunden oder drahtlos übertragen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Außenschicht eine erste Folienschicht, unter welcher eine zweite Folienschicht mit den darauf angeordneten Sensorflächen angeordnet ist. Die Sensorflächen können demzufolge auf der Außenseite der zweiten Folienschicht angeordnet sein. Alternativ können die Sensorflächen auch auf der Innenseite der ersten Folienschicht zur Einsparung einer zweiten Folienschicht vorhanden sein.
Bei der ersten Folie als Außenschicht handelt es sich vorteilhaft um ein Material, welches an der Oberfläche des Grundkörpers leicht und flexibel ausgestaltet ist und dessen weiche Oberfläche angenehm ist und in Form einer elastischen Folie vorliegt. Materialien für eine derartige elastische Folie können Elastomere und thermoplastische Stoffe, wie TPO, PUR, PVC, PC und PC/PBT sein.
Die Sensorflächen auf der zweiten Folie können an der Oberfläche der Folie aufgedruckte, auflackierte und/oder aufgesprühte leitende Flächen sein. Bei Betätigung der Sensorflächen, wie beispielsweise bei einem Drücken, Schieben oder Ziehen mittels der Finger, werden die elektrischen Signale bzw. Betätigungssignale erzeugt, die zur Steuereinrichtung für die Ausführung weiterer Steuersignale an die jeweiligen Funktionselemente des Fahrzeuges übertragen werden. Die Sensorflächen sind derart ausgestaltet, dass sie in Reaktion auf eine Fingerdruckbeanspruchung eine Rückstellkraft zur Erzeugung eines taktilen Bestätigungssignales erzeugen. Dies ermöglicht eine Bestätigung für die Bedienerperson, dass eine Funktion betätigt worden ist. Während dieser Betätigung ist es nicht notwendig, die Bedieneinrichtung anzusehen. Vielmehr kann die gesamte Aufmerksamkeit auf den Verkehr und auf den Außenbereich des Autos gerichtet werden.
Vorteilhaft weist die Bedieneinrichtung bzw. der Bedienkopf ein Dreh- und/oder Knickgelenk mit der Armauflage verbindend auf, wobei eine Dreh- und Knickbewegung des Grundkörpers die Erzeugung weiterer elektrischer Betätigungssignale bewirkt. Dies ermöglicht eine Erhö- hung der Anzahl der möglichen Bedienungsschritte für unterschiedliche Funktionen innerhalb des Fahrzeuges.
Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise mittels mindestens einer Datenübertragungsleitung mit einer berührungssensitiven Anzeigeeinrichtung verbunden. Alternativ kann eine drahtlose Datenübertragung erfolgen. Die Anzeigeeinrichtung kann in Form eines Displays sämtliche betätigte Befehle innerhalb der Bedieneinrichtung anzeigen, wobei das Display beispielsweise als Armaturenbildschirm oder als Head-up-Display ausgebildet sein kann. Damit wird eine intuitive Bedienung der Bedieneinrichtung erreicht, die einen Blick in Richtung Bedienfeld, also nach unten zu der Bedieneinrichtung, erübrigt. Der Blick bleibt vielmehr nach vorne in Fahrrichtung und zu dem Display bzw. dem Bildschirm gerichtet. Somit erfährt der Fahrer bei der Bedienung der Funktionen keine Ablenkung von der stattfindenden Fahrt und kann sich vollständig auf seine Fahraufgaben konzentrieren. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren zu entnehmen. Hierbei zeigen: Fig. 1 In einer schematischen Seitendarstellung einen Fahrzeugsitz mit einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung; Fig. 2 in einer schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Bedieneinrich tung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 in einer schematischen Darstellung die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 4 in einer schematischen Seitendarstellung den Fahrzeugsitz mit der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung und einer Anzeigeeinrichtung.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Seitendarstellung einen Fahrzeugsitz mit einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung. Der Fahrzeugsitz 1 gemäß der Figur weist eine Rückenlehne 2 und ein Sitzteil 3 auf, wobei Arm 4, 5 zwischen dem Sitzteil 3 und einem Unterteil 6 angeordnet sind. Eine Armauflage 7 weist an ihrer Oberfläche die Bedieneinrichtung mit dem Grundkörper 8 auf, der vorzugsweise die Form einer Handfläche aufweist, wobei die Anpassung an eine individuelle Handfläche erst durch Handkräfte der Bedienerperson ermöglicht werden kann. Wie Fig. 2 mit einer ersten Ausführungsform der Bedieneinrichtung entnommen werden kann, besteht der Grundkörper 8 aus einer ersten Folie 9, die außenseitig angeordnet ist und vorzugsweise aus elastischem Material besteht. Unmittelbar unterhalb der ersten Folie 9 ist eine zweite Folie 10 angeordnet, auf der die einzelnen Sensorflächen 11 , 12, 13, 14 und 15 an der Außenseite angeordnet sind. Die Sensorflächen 11-15 sind den jeweiligen Fingern zugeordnet. Der Grundkörper 8 ist durch die Handkräfte einer Bedienperson frei verformbar und ist mit einem Festkörper 17 verbunden, der neben einem Dreh- und Kniegelenk 20 auch eine elektrische Schnittstelle zu der darunter angeordneten Armauflage und den zu bedienenden Fahrzeuginstrumenten aufweist. Unterhalb der zweiten Folie 10 befindet sich ein Medium 16, welches beispielsweise ein Gel sein kann, das es erlaubt, durch Handkraft verformt zu werden, um eine Anpassung an die individuelle Handfläche zu ermöglichen. Dann kann dieses angepasste gelartige Medium seine momentane Form beibehalten, um dann bei Verlassen des Fahrzeuges wieder in eine Rückstellposition, beispielsweise mittels Anlegen einer Spannung, gebracht werden zu kön- nen.
In einem zentralen unteren Bereich des Grundkörpers 8 ist ein Festkörper 17 angeordnet, der über einen Bodenbereich und ein Dreh- bzw. Knickgelenk 20 gegenüber einer Oberfläche 19 gemäß Fig. 4 derart beabstandet ist, dass das Gelenk die Verbindung mit der Ober- fläche 19 und damit mit der Armauflage 7 darstellt. Somit kann der Grundkörper 8 geschwenkt werden, wie es durch das Bezugszeichen 18 gemäß Fig. 1 wiedergegeben wird, um zusätzliche Funktionen des Fahrzeuges aktivieren zu können.
In Fig. 4 ist in einer schematischen Seitendarstellung der Fahrzeugsitz mit der erfindungs- gemäßen Bedieneinrichtung zusammen mit einer Anzeigevorrichtung wiedergegeben. Zusätzlich zu dem Grundkörper 8 weist die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung eine Anzeigeeinrichtung 21 auf, die im Armaturenbereich angeordnet sein kann. Die Anzeigeeinrichtung kann als Touchscreen ausgebildet sein, um auch über diese Anzeigeeinrichtung Funktionen aktivieren zu können. Diese Anzeigeeinrichtung ist drahtlos oder drahtgebunden mittels einer Kommunikationsleitung 22 mit einer hier nicht näher dargestellten Steuereinrichtung des Grundkörpers verbunden.
In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Anstelle einer gelartigen Flüssigkeit bzw. eines Gels als Medium unterhalb der zweiten Folie, wie es in Fig. 2 gemäß der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung gezeigt ist, kann ausschließlich ein Festkörper, gegebenenfalls in Form eines Vorformlings 23, angeordnet sein, der in einer verformbaren elastischen Masse 16a eingebettet liegt. Die Viskosität dieser elastischen Masse 16a ist derart gewählt, dass sie durch Handkraft von außen derart verformt werden kann, dass sich die im Festkörper 23 befindlichen Griffmulden an der Deckfolie 9 anformen lassen. Somit lässt sich die Bedieneinrichtung ebenso an die jeweilige spezielle Form einer individuellen Handfläche anpassen. Der Festkörper 23 bildet zusammen mit der elastischen Masse 16a, die als gelartige verformbare Zone 16a vorliegen kann, und der Deckfolie 9 einen Grundkörper 8.
In beiden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung gemäß Fig. 2 und Fig. 3 trägt das angepasste gelartige Medium, bzw. die elastische Masse dazu bei, dass es/sie seine/ihre momentane Form nach Verformen durch eine individuelle Handfläche beibehalten wird, um dann bei Verlassen des Fahrzeuges wieder in eine handneutrale Rückstellposition, beispielsweise mittels Anlegen einer elektrischen Spannung gebracht werden zu können. Die Bedieneinrichtung kann beispielsweise ihre Sensorflächen bzw. Fingerzonen für folgende Funktionsebenen beim Lkw/Pkw aufweisen:
Der Zeigefinger betätigt das Navigationssystem
Der Mittelfinger betätigt das Telefon
Der Ringfinger betätigt das Radio und allgemein Audio
Der kleine Finger ist für die Favoriten, d.h. sekundäre Funktionen, die beliebig ausgebildet und konfiguriert werden können, zuständig. Optional können in den vier Bedienfeldern auch Funktionen durch den Fahrer zugeordnet werden, die Favoriten gleichkommen.
Der Daumen steht für die Enter-Funktion (Bestätigung). Im Off-road-Bereich, wie einem Traktor, kann folgende Belegung vorliegen:
Der Zeigefinger betätigt die Heckhydraulik.
Der Mittelfinger ist für den ersten Hydraulikkreis zuständig.
Der Ringfinger ist für den zweiten Hydraulikkreis zuständig.
Der kleine Finger ist für die Ansteuerung der Zapfwelle vorgesehen. Optional können in den vier Bedienfeldern auch Funktionen durch den Fahrer in Form von Favoriten zugeordnet werden.
Der Daumen ist wiederum für die Bestätigung (Enter) vorgesehen.
Selbstverständlich kann mit jedem Finger eine frei wählbare Funktionsebene angetippt werden und deren Wahl mit dem Daumen bestätigt werden.
Die Bedienung einer Einzelfunktion des Fahrzeuges kann, wie folgt, erfolgen:
Für die Bedienung einer Funktion braucht man maximal 5 Kommandos:
1. Aufwärts, inkremental oder stufenlos, bedient durch Zeigefinger nach vorne auf dem Fingerfeld oder durch Vor-Bewegung des Bedienkopfes (typische Joystick- Bewegung).
2. Abwärts, inkremental oder stufenlos, bedient durch Zeigefinger nach hinten auf dem Fingerfeld oder durch Zurück-Bewegung des Bedienkopfes (typische Joystick- Bewegung).
3. Bei einigen Funktionen ist es notwendig, mit dem Cursor auf dem Bildschirm freie Bewegungen in y (links/rechts)- Richtung durchzuführen. Dies wird durch eine Linksbzw. Rechtsbewegung des gesamten Bedienkopfes durchgeführt (typische Joystick- Bewegung) oder durch Bewegung des Zeigefingers nach rechts oder links auf dem Fingerfeld.
4. Eine eventuell notwendige Zoom-Bewegung (Vergrößern oder Verkleinem) erreicht man durch eine gleichzeitige Vor- und Zurückbewegung von Zeige- und Mittelfinger (Vorbewegung=größer, Zurückbewegung=kleiner).
5. Das Bestätigen der Auswahl, welches durch den Daumen bedient wird.
Es genügen demzufolge drei Finger für eine vollständige Bedienung aller Funktionen. Es liegt eine Vielzahl an Funktionsebenen vor. Hier stellt sich die Frage, wie diese Anzeige einfach und intuitiv erreichbar ist. Das Aufschalten dieser Übersichtsebene wäre durch das Drücken des Bedienkopfes mit allen Fingern gleichzeitig für ca. 3-5 Sekunden erreichbar. Jedes Mal, wenn die Bedienperson fest zugreift, wird also das Übersichtsmenü auf dem Bildschirm eingeblendet. In diesem Menü sind alles Funktionsebenen abgebildet und können jetzt ausgewählt werden, wie es oben bereits beschrieben worden ist. Damit lassen sich auch die Fingerfelder optional belegen. Mit dieser Bewegung wird der Bedienkopf auch, wie bereits oben beschrieben, in die der Bedienperson angepasste Form gebracht.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeugsitz
2 Rückenlehne
3 Sitzteil
4, 5 Arm
6 Unterteil
7 Armauflage
8 Grundkörper
9 Außenschicht/Folienschicht
10 Folienschicht
11 Sensorfläche
12 Sensorfläche
13 Sensorfläche
14 Sensorfläche
15 Sensorfläche
16 Medium
17 Festkörper
18 Schwenkbewegung
16a elastische Masse
19 Armauflage
20 Dreh- und/oder Knickgelenk
21 Anzeigeeinrichtung
22 Datenübertragungsleitung
23 Vorformling

Claims

Bedieneinrichtung für Fahrzeuge
Patentansprüche 1. Fahrzeugbedieneinrichtung, welche einen dreidimensionalen durch Handkräfte plastisch verformbaren Grundkörper (8) aufweist und
unterhalb einer Außenschicht (9) des Grundkörpers (8) mindestens eine mindestens einem Finger einer Hand zuordenbare, durch die Handkräfte in ihrer Position veränderbare Sensorfläche (11-15) zur Detektion von Fingerbetätigungsbewegungen angeordnet sind.
2. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Sensorflächen (11-15) für mehrere Finger Drucksensoren und/oder kapazitive Sensoren und/oder Piezosensoren darstellen, die bei Fingerbetätigung elektrische Betätigungssignale erzeugen und an eine zentrale Steuereinheit drahtgebunden oder drahtlos übertragen.
3. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Außenschicht eine erste Folienschicht (9) darstellt, unter welcher eine zweite Folienschicht (10) mit den darauf angeordneten Sensorflächen (11-15) angeordnet ist.
4. Bedieneinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Folienschicht (9) aus elastischem Material, wie einem Elastomer und/oder einem Thermoplast, besteht.
5. Bedieneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
für eine plastische Verformung des Grundkörpers (8) ein Medium (16), wie ein Granulat und/oder ein Elastomer und/oder ein hochviskoses Fluid und/oder ein inertes Gas, unterhalb der Sensorflächen (11-15) angeordnet ist.
6. Bedieneinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Medium (16) derart ausgebildet ist, dass es seine anfangs mittels der Handkräfte erfahrene plastische Verformung beibehält, bis mittels eines Rückstellsignals eine Rückstellung der plastischen Verformung in eine Ausgangsform durchgeführt wird.
7. Bedieneinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rückstellsignal bei Verlassen des Fahrzeuges durch eine Bedienerperson an die Steuereinrichtung übertragbar ist.
8. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 5-7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Medium (16) in einem Volumenbereich des Grundkörpers (8) angeordnet ist, der gegenüber weiteren Volumenbereichen abgeschlossen ist oder mit mindestens einem weiteren Ausgleichsvolumenbereich verbindbar ist.
9. Bedieneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (8) unterseitig mittels eines Dreh- und/oder Knickgelenkes (20) mit der Armauflage (7, 19) verbunden ist, wobei eine Dreh- und/oder Knickbewegung des Grundkörpers (8) die Erzeugung weiterer elektrischer Betätigungssignale bewirkt.
10. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 2-9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung mittels mindestens einer Datenübertragungsleitung (22) mit einer berührungssensitiven Anzeigeeinrichtung (21) verbunden ist.
11. Bedieneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den Sensorflächen (11-15) in Reaktion auf eine Fingerdruckbeanspruchung eine Rückstellkraft zur Erzeugung eines taktilen Bestätigungssignales erzeugbar ist.
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