WO2018046164A1 - Verfahren zum steuern einer bedien- und anzeigevorrichtung, bedien- und anzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit einer bedien- und anzeigevorrichtung - Google Patents

Verfahren zum steuern einer bedien- und anzeigevorrichtung, bedien- und anzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit einer bedien- und anzeigevorrichtung Download PDF

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WO2018046164A1
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operating
display surface
force
functionality
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Ulrich Müller
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Audi Ag
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    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an operating and display device for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1, an operating and display device for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 5 and a motor vehicle having an operating and display device according to claim 9.
  • a control or operation of a device is also known from other technical fields taking into account or evaluating a force expended by the respective operator.
  • a force expended by the respective operator For example, in mobile computers of the manufacturer Lenovo under the brand name TrackPoint controls are used, by means of which the corresponding device by applying an operating force is operated or controlled, with an example used for operating fingers must be minimally moved.
  • Object of the present invention is a method for controlling an operating and display device, a correspondingly controllable control and display device and a motor vehicle with such a control and
  • a force exerted on the display surface is detected by means of a force sensor and a functionality associated with the operating and display device is controlled as a function of the detected force.
  • the force acting as a function of which the functionality is controlled detects a transverse component of the force exerted on the display surface in a main extension plane of the display surface. In other words, it is thus provided that the display surface is touched, for example by an operator, and then a lateral force or frictional force is applied for operation or control.
  • the cases are to be encompassed that the actual display surface on a side facing the operator is completely or partially covered by a cover layer or a cover element, such as a glass, and / or the applied force, that is, the transverse component, parallel to the on - Display area works.
  • an operation or control of the operating and display device can be offered or realized, which is based on a touch in a comfortable and intuitive manner, and at the same time, for example, arbitrarily large Verstellumfucke the corresponding linked functionality or appropriate settings or the like allowed without the finger used for operation or control or the object used repeatedly had to be implemented and / or moved.
  • a particularly accurate, consistent and not limited for example, by a limited available area or size of the display area limited operation, control, setting or adjustment is possible.
  • the present invention thus offers significant advantages, in particular in terms of ease of use and operating accuracy, compared to known from the prior art solutions in which a functionality, for example, by sliding or wiping movements, for example, the respective finger over the area or extent of the display area is moved.
  • the present invention solves or circumvents known problems and limitations in these solutions which occur when an edge of the display surface is reached with the finger used for operation without any intended operator action or intentional adjustment or adjustment operation or scope already completed or reached.
  • Possible advantageous applications of the present invention include, for example, moving a navigation map, moving or manipulating virtual sliders displayed on the display area, adjustments and settings of functions, functionalities or quantities that are continuously or quasi-continuously adjustable and / or have a large adjustment range, scrolling from or in lists or the like. It is also particularly advantageous that during operation, for example, a hand used for this purpose can be supported, since it does not have to be moved during the operating or control process. This benefits an increased or improved operating precision, which can be particularly relevant and advantageous, in particular in motor vehicles, due to vibrations occurring during a journey.
  • a stationary relative to the display surface positioning of the finger or object used to operate or control the operating and display device and minimal, especially imperceptible, necessary or conditional by the measuring principle used to measure the applied transverse component of the force or conditional movement include or include movements or shifts.
  • Such displacements which may be necessary due to a used or exploited measuring principle, may for example have a circumference of less than 500 .mu.m, preferably of less than 200 .mu.m.
  • Also included or included here are within the scope of the application of the method according to the invention or an operation or control according to the method occurring relative displacements, which, for example, by a force applied by the force or operating force caused deformation of the respective contact surface of the display used finger or object are caused.
  • Such deformations may, for example, have a circumference of less than 2 mm, preferably less than 1 mm.
  • the functionality is controlled as a function of a direction of the transverse component.
  • the control of the functionality is taken into account in which direction the force - and especially the transverse component - applied or applied by the operator.
  • different operations can be initiated, depending on whether the transverse component - for example, relative to a two-dimensional coordinate system extending in the main plane of the display surface - acts to the left, to the right, up or down. With each of these effective directions, a different or different operating function, effect or sub-component of the functionality can be linked.
  • an arbitrarily fine graduation or division of recognized or recognizable directions linked with respective operating functions can be provided, so that an oblique or diagonal or at any angle, for example, to an edge or a side of the display surface acting transverse component for the operation of a specific operating function or sub-component of the functionality or the like can be used.
  • the number of corresponding directions may be limited to four or eight, with two adjacent directions at an angle of 90 ° and 45 °, respectively.
  • the functionality is to display and control a navigation map, in which case this map is moved in the direction of the applied transverse force.
  • the functionality is controlled as a function of an amount of the transverse component.
  • different effects, operating functions or sub-components of the functionality, or a respective gradual or continuous gradation or, for example, a respective execution speed are linked to or dependent on the amount or a size of the transverse component.
  • This advantageously an additional dimension and thus additional flexibility and guaranteed by each operator individually controllable according to their respective needs operability of the control and display device or the functionality associated with this.
  • Also advantageous is the particular intuitiveness of this operating concept, which picks up on a fundamental concept familiar to every operator when dealing with real physical objects.
  • a transverse component of the force exerted on the display surface and perpendicular to the display surface is also detected and a second functionality likewise linked to the operating and display device is controlled as a function of this transverse component.
  • the total force applied by the respective operator and exerted on the display surface can be decomposed into the transverse component and the transversal or normal component.
  • Each of these components can be assigned a different function or functionality, which can also be operated or controlled independently. Alternatively or additionally, it is also conceivable to link or connect the two components with one another.
  • transverse component for example, in the case of simultaneous application or application of both the transverse component and the transverse component-for example, depending on one or both of the respective amounts-a specific effect or partial functionality is initiated, operated or controlled become.
  • a particular functionality can be served, and this functionality, or any particular feature or sub-aspect of that functionality, can be adjusted or controlled depending on the amount of transverse component used simultaneously with the cross-component.
  • the additional consideration of the transverse component can advantageously increase an operating or control scope or a number of functions or functionalities that are linked to the operating and display device or that can be meaningfully linked.
  • the force sensor is arranged to detect a force acting on the display surface in a main extension plane of the display surface transverse component of the force applied to the display surface and the operating and display device is adapted to the functionality in Control dependence on the cross component.
  • the force sensor system may comprise a force sensor or a plurality of force sensors and an evaluation device, in particular electrical and / or electronic, which is connected to the force sensor or the force sensors via a corresponding electrical connection and / or a data connection and for evaluation by the force sensor or the force sensors transmitted signals is set up.
  • the evaluation device can also be provided outside the force sensor system, for example as part of a control device and / or the operating and display device.
  • strain gauges, piezoelectric elements, elements based on a capacitive measuring principle or based on an inductive measuring principle or sensors or any combination thereof can be provided as force sensors.
  • a force sensor can be arranged in each case, for example, on an edge or a side of the display surface, in particular between the display surface and a fixed frame or housing of the operating and display device.
  • a force sensor can be arranged only on one side or on an edge of the display surface or it can be connected to several or be arranged on each side or edges of the display surface in each case a force sensor or in each case a plurality of force sensors.
  • the force sensor or the force sensors can be arranged in each case on an edge or on a side of a cover layer covering the display surface, for example a glass pane.
  • the force sensor or the force sensors at a corner or in a corner region or at a plurality of corner regions of the display surface. In principle, any flexible arrangements and combinations of force sensors can be used in principle.
  • the display surface is stored or held free of play relative to a frame of the control and display device.
  • the display surface is formed by an at least partially transparent, surrounded by the frame disc, which is held by the force sensor against the frame without play or supported.
  • the frame may be a separate component or part of the housing of the operating and display device and / or a larger surrounding component, in or on which the operating and display device is arranged.
  • the display surface is mounted such that it is movable relative to a housing of the operating and display device for controlling or operating the functionality by at most 200 ⁇ in the direction of the transverse component.
  • Such mobility is here so provided only for a reliable measurement of the transverse component, in particular when strain gauges are used for the force measurement.
  • a motor vehicle according to the invention comprises an operating and display device according to the invention.
  • the single figure shows a schematic and partial perspective view of an instrument panel of a motor vehicle with a display surface of an operating and display device.
  • the single FIGURE shows a schematic perspective view of a section of an instrument panel 2 of a motor vehicle 1.
  • the motor vehicle 1 comprises an operating and display device 3, which in turn comprises a display surface 4 arranged on or embedded in the instrument panel 2.
  • the display surface 4 is presently designed as a touch screen operable by touch and surrounded by a fixed frame 5.
  • This frame 5 may, for example, be a part of However, it may also be a part of the instrument panel 2 and / or a connection or attachment between the display surface 4 and the instrument panel 2 serve nes housing of the display surface 4 or the control and display device 3.
  • a part of an operator 7 is shown, which in the present case contacts the display surface 4 in a contact point 9 within the scope of an operator action with a finger 8.
  • navigation is linked to the operating and display device 3 as functionality controllable or influenced by the operator 7 by operation or interaction with the display surface 4.
  • a navigation map 6 is shown or displayed here on the display surface 4.
  • This navigation map 6 can be moved by the operator 7 by a corresponding interaction with the display surface 4, for example, so that a different view or a different section can be displayed.
  • the control and display device 3 may also include other operating concepts and / or controls or include.
  • the functions, functions, applications, operator actions and control operations described here are therefore purely exemplary and should not be understood as a complete or exhaustive list.
  • the operating and display device 3 of a force sensor! k which comprises arranged on an edge of the display surface 4 force sensors.
  • these force sensors are arranged between the display surface 4 and the frame 5 or a housing of the display surface 4 and concealed, so that they are not visible or visible to the operator 7 and at the same time protected against external influences and damage.
  • one or more force sensors can be arranged in each case, for example, on all four edges of the display surface 4. Between the finger 8 and the display surface 4 there is inevitably a static friction in the contact point 9, by means of which a force can be transmitted or transferred between the finger 8 and the display surface.
  • a transverse component of a total force exerted by the operator 7 on the display surface 4 can thus be transmitted to the display surface 4, this transverse component acting in a direction extending in a main extension plane or parallel to the main extension plane of the display surface 4.
  • Such a direction of action is exemplified here by an arrow 10.
  • the finger 8 and the contact point 9 do not move over the display surface 4 and thus remain relative to the display surface 4 and to the frame 5 in a constant, stationary position.
  • the transverse component thus acting on the display surface 4 is detected by means of the force sensor.
  • the transverse component is preferably detected and evaluated both in terms of its direction or effective direction and in terms of its amount, that is to say in terms of a magnitude of the force applied.
  • the navigation map 6 is hereby continuously displaced in the corresponding direction, as long as the transverse component acts in the corresponding direction.
  • an interruption-free shifting of the navigation map 6 over periods of any length and / or virtual distances is possible. It can be changed by the operator 7 in a very simple and fast way, the direction of the transverse component without the finger 8 has to be moved or re-placed on the display surface 4.
  • said operating concept described here can be used or applied to arbitrarily shaped, for example, also rounded or curved display surfaces 4.
  • said main extension plane may be the tangential plane in said contact point.
  • a plane may be defined in which respective storage, holding or attachment points of the display surface 4 are located.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Bedien- und Anzeigevorrichtung (3), bei dem eine mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) verknüpfte Funktionalität in Abhängigkeit von einer erfassten auf eine Anzeigefläche (4) der Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) ausgeübten Kraft gesteuert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine derartig gesteuerte Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) und ein mit einer solchen ausgestattetes Kraftfahrzeug (1). Um eine verbesserte besonders konsistente und komfortable Bedienbarkeit zu bieten, ist es vorgesehen, dass als Kraft eine in einer Haupterstreckungsebene der Anzeigefläche (4) wirkende (10) Querkomponente der auf die Anzeigefläche (4) ausgeübten Kraft erfasst wird.

Description

Verfahren zum Steuern einer Bedien- und Anzeigevorrichtung, Bedien- und Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einer Bedien- und Anzeigevorrichtung
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Bedien- und Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , eine Bedien- und Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 5 und ein Kraftfahrzeug mit einer Bedien- und Anzeigevorrichtung gemäß Patentanspruch 9.
Aus dem Stand der Technik, insbesondere auch aus dem Serienfahrzeugbau sind bereits vielfältige Arten von Bedien- und Anzeigevorrichtungen bekannt. Diese sind vielfach mit annäherungs- und/oder berührungsempfindlichen, das heißt durch Berührung bedienbaren Bildschirmen oder Flächen (Touch- screens oder Touchpads) ausgestattet. Zunehmend ist dabei oftmals auch eine Erkennung oder Berücksichtigung einer von einer Bedienperson zur Bedienung aufgewendeten Kraft vorgesehen. Dabei wird ermittelt oder ge- messen, wie stark, das heißt mit welcher Kraft, die jeweilige Bedienperson beispielsweise auf den Bildschirm drückt.
Auch aus anderen Technikbereichen ist eine Steuerung oder Bedienung eines Gerätes unter Berücksichtigung oder Auswertung einer von der jeweili- gen Bedienperson aufgewendeten Kraft bekannt. So werden beispielsweise in mobilen Computern des Herstellers Lenovo unter der Markenbezeichnung TrackPoint Bedienelemente eingesetzt, mittels welcher das entsprechende Gerät durch Anwenden einer Bedien kraft bedien- oder steuerbar ist, wobei ein beispielsweise zur Bedienung eingesetzter Finger nur minimal bewegt werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern einer Bedien- und Anzeigevorrichtung, eine entsprechend steuerbare Bedien- und Anzeigevorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Bedien- und
07.09.2016 16:55:00 Anzeigevorrichtung bereitzustellen, welche eine verbesserte besonders konsistente und komfortable Bedienbarkeit bieten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, eine Bedien- und Anzeige- Vorrichtung und ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern einer eine Anzeigeflä- che aufweisenden Bedien- und Anzeigevorrichtung wird eine auf die Anzeigefläche ausgeübte Kraft mittels einer Kraftsensorik erfasst und eine mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung verknüpfte Funktionalität wird in Abhängigkeit von der erfassten Kraft gesteuert. Um eine verbesserte besonders konsistente und komfortable Bedienbarkeit zu bieten, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass als Kraft, in Abhängigkeit von welcher die Funktionalität gesteuert wird, eine in einer Haupterstreckungsebene der Anzeigefläche wirkende Querkomponente der auf die Anzeigefläche ausgeübten Kraft erfasst wird. Mit anderen Worten ist es also vorgesehen, dass die Anzeigefläche, beispielsweise von einer Bedienperson, berührt wird und dann zur Bedie- nung oder zur Steuerung eine Querkraft oder Reibkraft aufgebracht wird. Einen Ansatz-, Aufsetz- oder Kontaktpunkt, in welchem die Berührung der Anzeigefläche erfolgt, kann dabei relativ zu einer berührten Oberfläche der Anzeigefläche orts- oder positionsfest verbleiben. Das bedeutet also, dass mit einem zur Bedienung oder Steuerung auf die Anzeigefläche aufgesetzten Finger oder Objekt eine in der Haupterstreckungsebene der Anzeigefläche wirkende Kraft aufgewendet werden kann, ohne dass sich der Finger oder das Objekt in der Richtung der aufgebrachten Kraft bewegt oder bewegen muss. Die Kraft wird dabei beispielsweise durch oder unter Ausnutzung einer Haftreibung zwischen dem die Anzeigefläche berührenden Finger oder Ob- jekt und der Anzeigefläche vermittelt oder übertragen. Hier sollen auch die Fälle umfasst sein, dass die eigentliche Anzeigefläche auf einer der Bedienperson zugewandten Seite ganz oder teilweise von einer Deckschicht oder einem Deckelement, beispielsweise einer Glasscheibe, bedeckt ist und/oder die aufgewendete Kraft, das heißt die Querkomponente, parallel zu der An- zeigefläche wirkt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft eine Bedienung o- der Steuerung der Bedien- und Anzeigevorrichtung geboten oder realisiert werden, welche komfortabel und intuitiv auf einer Berührung basiert und da- bei gleichzeitig beispielsweise beliebig große Verstellumfänge der entsprechenden verknüpften Funktionalität oder entsprechender Einstellungen oder dergleichen erlaubt, ohne dass der zur Bedienung oder Steuerung verwendete Finger oder das verwendete Objekt mehrfach aufgesetzt, umgesetzt und/oder bewegt werden müsste. Damit ist eine besonders genaue, konsistente und nicht beispielsweise durch eine begrenzte zur Verfügung stehende Fläche oder Größe der Anzeigefläche beschränkte Bedienung, Steuerung, Ver- oder Einstellung möglich. Die vorliegende Erfindung bietet also bedeutende Vorteile, insbesondere hinsichtlich eines Bedienkomforts und einer Bediengenauigkeit, gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, bei denen eine Funktionalität beispielsweise durch Schiebe- oder Wisch bewegungen erfolgt, wobei beispielsweise der jeweilige Finger über die Fläche oder Ausdehnung der Anzeigefläche bewegt wird. Insbesondere werden durch die vorliegende Erfindung bei diesen Lösungen bekannte Probleme und Einschränkungen gelöst oder umgangen, welche dann auftreten, wenn mit dem zur Bedienung verwendeten Finger ein Rand der Anzeigefläche erreicht wird, ohne dass eine beabsichtigte Bedienhandlung oder ein beabsichtigter Verstell- oder Einstellvorgang oder -umfang bereits abgeschlossen beziehungsweise erreicht wäre.
Mögliche vorteilhafte Anwendungen der vorliegenden Erfindung umfassen beispielsweise ein Verschieben einer Navigationskarte, ein Bewegen oder Bedienen von virtuellen, auf der Anzeigefläche dargestellten Schiebereglern (slidern), Verstellungen und Einstellungen von Funktionen, Funktionalitäten oder Größen, welche kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich einstellbar sind und/oder einen großen Einstellbereich aufweisen, ein Durchlaufen (scrollen) von oder in Listen oder dergleichen mehr. Besonders vorteilhaft ist dabei auch, dass während der Bedienung beispielsweise eine dazu verwendete Hand abgestützt werden kann, da diese während des Bedien- oder Steuer- Vorganges nicht bewegt werden muss. Dies kommt einer erhöhten oder verbesserten Bedienpräzision zugute, was insbesondere in Kraftfahrzeugen aufgrund von während einer Fahrt auftretenden Erschütterungen besonders relevant und vorteilhaft sein kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll eine relativ zu der Anzeigefläche ortsfeste Positionierung des zur Bedienung oder Steuerung der Bedien- und Anzeigevorrichtung verwendeten Fingers oder Objekts auch minimale, insbesondere unmerkliche, durch das verwendete Messprinzip zur Messung der aufgewendeten Querkomponente der Kraft notwendige oder bedingte Bewe- gungen oder Verschiebungen umfassen oder einschließen. Derartige durch ein verwendetes oder ausgenutztes Messprinzip gegebenenfalls notwendige Verschiebungen können beispielsweise einen Umfang von weniger als 500 pm, bevorzugt von weniger als 200 pm aufweisen. Ebenfalls einge- schlössen oder umfasst sollen hier im Rahmen der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer Bedienung oder Steuerung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auftretende relative Verschiebungen sein, welche beispielsweise durch eine durch die aufgewendete Kraft oder Bedien kraft bewirkte Verformung des jeweiligen zur Berührung der Anzeige- fläche verwendeten Fingers oder Objekts hervorgerufen werden. Derartige Verformungen können beispielsweise einen Umfang von weniger als 2 mm, bevorzugt von weniger als 1 mm aufweisen.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorge- sehen, dass die Funktionalität in Abhängigkeit von einer Richtung der Querkomponente gesteuert wird. Mit anderen Worten wird also bei der Steuerung der Funktionalität berücksichtigt, in welche Richtung die Kraft - und speziell die Querkomponente - von der Bedienperson aufgebracht oder angewendet wird. Es können also beispielsweise unterschiedliche Vorgänge veranlasst werden, je nachdem, ob die Querkomponente - beispielsweise bezogen auf ein sich in der Haupterstreckungsebene der Anzeigefläche erstreckendes zweidimensionales Koordinatensystem - nach links, nach rechts, nach oben oder nach unten wirkt. Mit jeder dieser Wirkrichtungen kann eine andere oder unterschiedliche Bedienfunktion, Auswirkung oder Teilkomponente der Funk- tionalität verknüpft sein. Es kann hier prinzipiell eine beliebig feine Abstufung oder Einteilung von erkannten oder erkennbaren und mit jeweiligen Bedienfunktionen verknüpften Richtungen vorgesehen sein, sodass auch eine schräge oder diagonale oder in einem beliebigen Winkel beispielsweise zu einem Rand oder einer Seite der Anzeigefläche wirkende Querkomponente zur Bedienung einer spezifischen Bedienfunktion oder Teilkomponente der Funktionalität oder dergleichen genutzt werden kann. Es kann jedoch vorteilhaft sein, die Anzahl der mit jeweils eigenen Funktionen oder Steuerungsvorgängen verknüpften Richtungen zu begrenzen , um eine von der jeweiligen Bedienperson aufzubringende notwendige Präzision bei der Bedienung zu begrenzen. Beispielsweise kann die Anzahl der entsprechenden Richtungen auf vier oder acht begrenzt sein, wobei jeweils zwei nebeneinander liegende Richtungen einen Winkel von 90° beziehungsweise 45° einschließen können. Dies ermöglicht vorteilhaft eine besonders intuitive, flexible und dabei aufgrund der begrenzten notwendigen Präzision besonders einfache und schnelle Bedienung oder Bedienbarkeit der Bedien- und Anzeigevorrichtung. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass es sich bei der Funktionalität um ein Anzeigen und Kontrollieren einer Navigationskarte handelt, wobei dann diese Karte in Richtung der aufgewendeten Querkraft verschoben wird.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Funktionalität in Abhängigkeit von einem Betrag der Querkomponente gesteuert wird. Mit anderen Worten sind unterschiedliche Auswirkungen, Bedienfunktionen oder Teilkomponenten der Funktionalität oder eine jeweilige graduelle oder kontinuierliche Abstufung oder beispielsweise eine jeweilige Ausführungsgeschwindigkeit verknüpft mit oder abhängig von dem Betrag oder einer Größe der Querkomponente. Das bedeutet zum Beispiel, dass das Verschieben der Navigationskarte schneller geschieht, je größer der Betrag der Querkomponente ist, und langsamer geschieht, je kleiner der Betrag der Querkomponente ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine zusätzliche Dimension und damit eine zusätzliche Flexibilität und eine von jeder Bedienperson individuell nach ihren jeweiligen Wünschen kontrollierbare Bedienbarkeit der Bedien- und Anzeigevorrichtung oder der mit dieser verknüpften Funktionalität gewährleistet. Ebenfalls vorteilhaft ist die beson- dere Intuitivität dieses Bedienkonzeptes, welches ein fundamentales und jeder Bedienperson aus dem Umgang mit realen physischen Objekten vertrautes Konzept aufgreift.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorge- sehen, dass auch eine senkrecht zu der Anzeigefläche wirkende Transversalkomponente der auf die Anzeigefläche ausgeübten Kraft erfasst wird und eine ebenfalls mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung verknüpfte Zweitfunktionalität in Abhängigkeit von dieser Transversalkomponente gesteuert wird. Mit anderen Worten kann also die von der jeweiligen Bedienperson aufge- wendete und auf die Anzeigefläche ausgeübte Gesamtkraft in die Querkomponente und die Transversal- oder Normalkomponente zerlegt werden. Jeder dieser Komponenten kann dabei eine andere Funktion oder Funktionalität zugeordnet sein, welche auch unabhängig voneinander bedient oder gesteuert werden können. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, beide Komponenten miteinander zu verknüpfen oder zu verbinden. Dadurch kann beispielsweise bei einem gleichzeitigen Auf- oder Anwenden sowohl der Querkomponente als auch der Transversalkomponente - beispielsweise auch in Abhängigkeit von einem oder beiden jeweiligen Beträgen - eine spezifische Wirkung oder Teilfunktionalität veranlasst, bedient oder gesteuert werden. Konkret kann beispielsweise durch Anwenden der Querkomponente eine bestimmte Funktionalität bedient werden, wobei diese Funktionalität oder etwa eine bestimmte Eigenschaft oder ein Teilaspekt dieser Funktionalität, in Abhängigkeit von dem gleichzeitig mit der Querkomponente aufge- wendeten Betrag der Transversalkomponente angepasst oder gesteuert werden kann. Insgesamt kann durch die zusätzliche Berücksichtigung der Transversalkomponente vorteilhaft ein Bedien- oder Steuerumfang oder eine Anzahl von mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung verknüpften oder sinnvoll verknüpfbaren Funktionen oder Funktionalitäten vergrößert werden.
Eine erfindungsgemäße Bedien- und Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Anzeigefläche und eine Kraftsensorik, welche eingerichtet ist zum Erfassen einer auf die Anzeigefläche ausgeübten Kraft, in Abhängigkeit von welcher eine mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung verknüpfte Funktionalität steuerbar ist. Um eine verbesserte besonders konsistente und komfortable Bedienbarkeit zu bieten, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kraftsensorik zum Erfassen einer in einer Haupterstreckungsebene der Anzeigefläche wirkende Querkomponente der auf die Anzeigefläche ausgeübten Kraft eingerichtet ist und die Bedien- und Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, die Funktionalität in Abhängigkeit von der Querkomponente zu steuern. Die Kraftsensorik kann einen Kraftsensor oder eine Mehrzahl von Kraftsensoren sowie eine, insbesondere elektrische und/oder elektronische, Auswerteeinrichtung umfassen, welche mit dem Kraftsensor oder den Kraftsensoren über eine entsprechende elektrische Verbindung und/oder eine Datenverbindung verbunden und zur Auswertung von von dem Kraftsensor oder von den Kraftsensoren übermittelten Signalen eingerichtet ist. Die Auswerteeinrichtung kann jedoch auch außerhalb der Kraftsensorik, beispielsweise als Teil eines Steuergerätes und/oder der Bedien- und Anzeigevorrichtung vorgesehen sein. Als Kraftsensoren können beispielsweise Deh- nungsmessstreifen, piezoelektrische Elemente, auf einem kapazitiven Messprinzip oder auf einem induktiven Messprinzip beruhende oder basierende Elemente oder Sensoren oder eine beliebige Kombination hieraus vorgesehen sein. Ein Kraftsensor kann jeweils beispielsweise an einem Rand oder einer Seite der Anzeigefläche, insbesondere zwischen der Anzeigefläche und einem festen Rahmen oder Gehäuse der Bedien- und Anzeigevorrichtung angeordnet sein. Dabei kann ein Kraftsensor nur an einer Seite oder an einem Rand der Anzeigefläche angeordnet sein oder es können an mehreren oder an allen Seiten oder Rändern der Anzeigefläche jeweils ein Kraftsensor oder auch jeweils mehrere Kraftsensoren angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass der Kraftsensor oder die Kraftsensoren jeweils an einem Rand oder an einer Seite einer die Anzeigefläche bedeckenden Deckschicht, beispielswei- se einer Glasscheibe, angeordnet sind. Auch ist es denkbar, den Kraftsensor oder die Kraftsensoren an einer Ecke oder in einem Eckbereich oder an mehreren Eckbereichen der Anzeigefläche anzuordnen. Grundsätzlich sind prinzipiell beliebige flexible Anordnungen und Kombinationen von Kraftsensoren einsetzbar.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedien- und Anzeigevorrichtung ist es vorgesehen, dass die Anzeigefläche relativ zu einem Rahmen der Bedien- und Anzeigevorrichtung spielfrei gelagert oder gehalten ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine konsistente, komfortable, präzise und einfache Bedienbarkeit gewährleistet. Zudem wird vorteilhaft eine unerwünschte Geräuschbildung, beispielsweise bei einem Betrieb des mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs, vermieden.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedien- und Anzeigevor- richtung ist es vorgesehen, dass die Anzeigefläche durch eine zumindest teilweise transparente, von dem Rahmen umgebene Scheibe gebildet ist, welche durch die Kraftsensorik gegen den Rahmen spielfrei gehalten oder abgestützt ist. Der Rahmen kann dabei ein eigenes Bauteil oder Teil des Gehäuses der Bedien- und Anzeigevorrichtung und/oder eines größeren umgebenden Bauteils sein, in oder an welchem die Bedien- und Anzeigevorrichtung angeordnet ist. Durch das, insbesondere unmittelbare, Halten oder Abstützen der Scheibe oder der Anzeigefläche durch oder über die Kraftsensorik oder zumindest einen Teil der Kraftsensorik, insbesondere durch einen Kraftsensor oder durch mehrere Kraftsensoren, kann vorteilhaft besonders effektiv, genau und effizient die Querkomponente aufgenommen und, insbesondere hinsichtlich ihrer Richtung und/oder ihres Betrages, erfasst und ausgewertet werden, da mögliche Verluste oder Ab- oder Verzweigungen bei einer Kraftübertragung minimiert werden. In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedien- und Anzeigevorrichtung ist es vorgesehen, dass die Anzeigefläche derart gelagert ist, dass sie relativ zu einem Gehäuse der Bedien- und Anzeigevorrichtung zur Steuerung oder Bedienung der Funktionalität um höchstens 200 μηη in Richtung der Querkomponente bewegbar ist. Eine derartige Bewegbarkeit ist hier also nur für eine zuverlässige Messung der Querkomponente vorgesehen, insbesondere wenn Dehnungsmessstreifen für die Kraftmessung eingesetzt werden. Durch die Begrenzung der Bewegbarkeit oder Beweglichkeit der Anzeigefläche auf ein für die zuverlässige und genaue Messung der Kraft notwen- diges funktions- oder prinzipbedingtes Minimum kann vorteilhaft ein bestimmungsgemäßes Funktionieren und dabei gleichzeitig eine hochwertige Anmutung erzielt werden.
Unabhängig von weiteren Aus- oder Weiterbildungen der erfindungsgemä- ßen Bedien- und Anzeigevorrichtung ist diese in jedem Fall zur Durchführung oder zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Variante oder in mehreren Varianten eingerichtet.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Be- dien- und Anzeigevorrichtung.
Die bisher und im Folgenden sowie in den Patentansprüchen beschriebenen funktionalen Ausbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, der erfindungsgemäßen Bedien- und Anzeigevorrichtung und des erfindungsgemä- ßen Kraftfahrzeugs sowie die entsprechenden Vorteile sind jeweils entsprechend sinngemäß wechselseitig zwischen diesen und auch auf zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Einrichtungen und Bauteile übertragbar. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische und ausschnittweise Per- spektivansicht einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs mit einer Anzeigefläche einer Bedien- und Anzeigevorrichtung.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausschnittes einer Instrumententafel 2 eines Kraftfahrzeugs 1 . Das Kraftfahrzeug 1 umfasst vorliegend eine Bedien- und Anzeigevorrichtung 3, welche ihrerseits eine an der Instrumententafel 2 oder in diese eingebettet angeordnete Anzeigefläche 4 umfasst. Die Anzeigefläche 4 ist vorliegend als durch Berührung bedienbarer Bildschirm (Touchscreen) ausgebildet und von einem festen Rahmen 5 umgeben. Dieser Rahmen 5 kann beispielsweise ein Teil ei- nes Gehäuses der Anzeigefläche 4 oder der Bedien- und Anzeigevorrichtung 3 sein, er kann aber auch ein Teil der Instrumententafel 2 sein und/oder einer Verbindung oder Befestigung zwischen der Anzeigefläche 4 und der Instrumententafel 2 dienen. Weiterhin ist vorliegend ein Teil einer Bedienperson 7 dargestellt, welche vorliegend im Rahmen einer Bedienhandlung mit einem Finger 8 die Anzeigefläche 4 in einem Kontaktpunkt 9 berührt.
Vorliegend ist mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung 3 als von der Bedienperson 7 durch Bedienung oder Interaktion mit der Anzeigefläche 4 steuerba- re oder beeinflussbare Funktionalität eine Navigation verknüpft. Als Teil dieser Funktionalität ist hier auf der Anzeigefläche 4 eine Navigationskarte 6 dargestellt oder angezeigt. Diese Navigationskarte 6 kann von der Bedienperson 7 durch eine entsprechende Interaktion mit der Anzeigefläche 4 beispielsweise verschoben werden, sodass eine andere Ansicht oder ein ande- rer Ausschnitt angezeigt werden kann. Zusätzlich können mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung 3 selbstverständlich auch noch weitere, hier nicht im Einzelnen näher behandelte Funktionen, Funktionalitäten und dergleichen verknüpft sein und die Bedien- und Anzeigevorrichtung 3 kann auch weitere Bedien konzepte und/oder Bedienelemente aufweisen oder umfassen. Die hier beschriebenen Funktionen, Funktionalitäten, Anwendungen, Bedienhandlungen und Steuervorgänge sind also rein beispielhaft und nicht als vollständige oder abschließende Aufzählung zu verstehen.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Bedien- und Anzeigevorrichtun- gen ist es typischerweise vorgesehen, dass zum Verschieben der Navigation s karte 6 oder eines dargestellten Ausschnittes eine Art Wisch beweg ung mit dem Finger 8 auf der Anzeigefläche 4 ausgeführt wird, wobei sich der Kontaktpunkt 9 auf der Anzeigefläche bewegt und somit seine Position beispielsweise relativ zu dem ortsfesten Rahmen 5 verändert. Erreicht dabei der Finger 8 den Rahmen 5 und damit einen Rand der Anzeigefläche 4, so ist ein weiteres Verschieben der Navigationskarte 6 nicht möglich und der Finger 8 muss von der Anzeigefläche 4 abgehoben und an anderer Stelle erneut aufgesetzt werden. Damit ist also kein unterbrechungsfreies kontinuierliches Verschieben der Navigationskarte 6 möglich. Gleiches kann auch für eine Bedienung oder Steuerung gänzlich anderer Funktionalitäten oder für eine Interaktion mit anderen auf der Anzeigefläche 4 dargestellten Bedienelementen gelten. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es vorliegend vorgesehen, dass die Bedien- und Anzeigevorrichtung 3 einer Kraftsensor! k aufweist, welche an einem Rand der Anzeigefläche 4 angeordnete Kraftsensoren umfasst. Bevorzugt sind diese Kraftsensoren zwischen der Anzeigefläche 4 und dem Rahmen 5 oder einem Gehäuse der Anzeigefläche 4 angeordnet und dabei verdeckt, sodass sie für die Bedienperson 7 nicht sichtbar oder einsehbar und zugleich vor äußeren Einflüssen und Beschädigung geschützt sind. Für eine besonders präzise und zuverlässige Kraftmessung mittels der Kraftsensorik können dabei beispielsweise an allen vier Rändern der Anzeigefläche 4 jeweils ein oder mehrere Kraftsensoren geordnet sein. Zwischen dem Finger 8 und der Anzeigefläche 4 gibt es in dem Kontaktpunkt 9 zwangsläufig eine Haftreibung, durch welche zwischen dem Finger 8 und der Anzeigefläche eine Kraft vermittelbar oder übertragbar ist. Insbesondere kann so eine Querkomponente einer von der Bedienperson 7 auf die Anzeigefläche 4 ausgeübten Gesamtkraft auf die Anzeigefläche 4 übertragen werden, wobei diese Querkomponente in einer sich in einer Haupterstreckungsebene oder parallel zu der Haupterstreckungsebene der Anzeigefläche 4 erstreckenden Richtung wirkt. Eine solche Wirkrichtung ist hier durch einen Pfeil 10 beispielhaft veranschaulicht. Dabei bewegen sich der Finger 8 und der Kontaktpunkt 9 nicht über die Anzeigefläche 4 und verbleiben somit relativ zu der Anzeigefläche 4 und zu dem Rahmen 5 in konstanter, ortsfest der Position.
Die so auf die Anzeigefläche 4 wirkende Querkomponente wird mittels der Kraftsensorik erfasst. Bevorzugt wird die Querkomponente sowohl hinsicht- lieh ihrer Richtung oder Wirkrichtung als auch hinsichtlich ihres Betrages, das heißt hinsichtlich einer Größe der aufgewendeten Kraft, erfasst und ausgewertet. In Abhängigkeit von der Richtung der wirkenden Querkomponente wird hier die Navigationskarte 6 in die entsprechende Richtung kontinuierlich verschoben, solange die Querkomponente in die entsprechende Richtung wirkt. Damit ist also ein unterbrechungsfreies Verschieben der Navigationskarte 6 über prinzipiell beliebig lange Zeiträume und/oder virtuelle Distanzen hinweg möglich. Dabei kann von der Bedienperson 7 auf sehr einfache und schnelle Art und Weise auch die Richtung der Querkomponente verändert werden, ohne dass der Finger 8 bewegt oder erneut auf die Anzeigefläche 4 aufgesetzt werden muss. Es ist somit eine besonders schnelle, dynamische und gezielte Bedienung oder Steuerung der Bedien- und Anzeigevorrichtung 3 möglich. Ebenso einfach kann von der Bedienperson 7 der Betrag der Querkomponente durch entsprechende Anpassung der aufgewendeten Kraft angepasst oder verändert werden, wobei hier vorgesehen ist, dass eine Geschwindigkeit mit der die Navigationskarte 6 verschoben wird mit dem Betrag der Querkomponente korrespondiert. Für andere mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung 3 verknüpfte Funktionalitäten können selbstverständlich auch andere Aspekte durch eine Anpassung des Betrages Querkraft gezielt bedienbar, steuerbar oder beeinflussbar sein. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass durch die Kraftsensor! k der Bedien- und Anzeigevorrichtung 3 auch eine senkrecht zu der Haupterstre- ckungsebene der Anzeigefläche 4 wirkende Transversalkomponente der von der Bedienperson 7 aufgewendeten Gesamtkraft erfasst wird. In Abhängigkeit von einem Wirken und/oder von einem Betrag dieser Transversalkom- ponente kann eine mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung 3 verknüpfte Zweitfunktionalität bedient oder gesteuert werden.
Das hier beschriebene Bedienkonzept kann bei beliebig geformten , beispielsweise auch abgerundeten oder gewölbten, Anzeigeflächen 4 eingesetzt oder angewendet werden. Im Fall einer gewölbten Anzeigefläche 4 kann die besagte Haupterstreckungsebene die Tangentialebene in dem besagten Kontaktpunkt sein. Alternativ kann als Haupterstreckungsebene auch eine Ebene definiert sein, in welcher jeweilige Lager-, Halte- oder Befestigungspunkte der Anzeigefläche 4 liegen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: Verfahren zum Steuern einer eine Anzeigefläche (4) aufweisenden Bedien- und Anzeigevorrichtung (3), bei dem eine auf die Anzeigefläche (4) ausgeübte Kraft mittels einer Kraftsensorik erfasst und eine mit der
Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) verknüpfte Funktionalität in Abhängigkeit von der erfassten Kraft gesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Kraft, in Abhängigkeit von welcher die Funktionalität gesteuert wird, eine in einer Haupterstreckungsebene der Anzeigefläche (4) wirkende
(10) Querkomponente der auf die Anzeigefläche (4) ausgeübten Kraft erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Funktionalität in Abhängigkeit von einer Richtung (10) der Querkomponente gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Funktionalität in Abhängigkeit von einem Betrag der Querkomponente gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
auch eine senkrecht zu der Anzeigefläche (4) wirkende Transversalkomponente der auf die Anzeigefläche (4) ausgeübten Kraft erfasst wird und eine ebenfalls mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) verknüpfte Zweitfunktionalität in Abhängigkeit von dieser Transversalkomponente gesteuert wird.
Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) für ein Kraftfahrzeug (1 ), mit einer Anzeigefläche (4) und einer Kraftsensorik, welche dazu eingerichtet ist, eine auf die Anzeigefläche (4) ausgeübte Kraft zu erfassen, in Abhängigkeit von welcher eine mit der Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) verknüpfte Funktionalität steuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Kraftsensorik zum Erfassen einer in einer Haupterstreckungsebene der Anzeigefläche (4) wirkenden Querkomponente der auf die An- zeigefläche (4) ausgeübten Kraft eingerichtet ist und
- die Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die
Funktionalität in Abhängigkeit von der Querkomponente zu steuern. 6. Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigefläche (4) relativ zu einem Rahmen (5) der Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) spielfrei gehalten ist. 7. Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigefläche (4) durch eine zumindest bereichsweise transparente oder transiuzente, von dem Rahmen (5) umgebene Scheibe gebildet ist, welche durch die Kraftsensorik gegen den Rahmen (5) spielfrei ge- halten ist.
Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigefläche (4) derart gelagert ist, dass sie relativ zu einem Gehäuse (5) der Bedien- und Anzeigevorrichtung zur Steuerung der Funktionalität um höchstens 200 pm in Richtung (10) der Querkomponente bewegbar ist.
Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8.
PCT/EP2017/066889 2016-09-08 2017-07-06 Verfahren zum steuern einer bedien- und anzeigevorrichtung, bedien- und anzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit einer bedien- und anzeigevorrichtung WO2018046164A1 (de)

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