DE102008059810A1 - Bediensystem in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Ein Bediensystem (1) zum Bedienen von Funktionen in einem Kraftfahrzeug umfasst eine optische Projektionseinrichtung (2) zur graphischen Wiedergabe von virtuellen Anzeigeelementen (6) und/oder von virtuellen Bedienelementen (7) auf einer zugeordneten Darstellungsfläche (3) in dem Kraftfahrzeug und eine Erfassungseinrichtung (4) zum Erfassen von Bedieneingaben bei einer Betätigung der virtuellen Bedienelemente (7). Zur Vereinfachung der Bedienung und zur Erhöhung der Verkehrssicherheit sind zusammengehörende Anzeigeelemente (6) und Bedienelemente (7) auswählbar und gemeinsam darstellbar.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Bediensystem zum Bedienen von Funktionen in einem Kraftfahrzeug mit einer optischen Projektionseinrichtung zur graphischen Wiedergabe von virtuellen Anzeigeelementen und/oder von virtuellen Bedienelementen auf einer zugeordneten Darstellungsfläche in dem Kraftfahrzeug und mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Bedieneingaben bei einer Betätigung der virtuellen Bedienelemente.
• Kraftfahrzeuge verfügen über verschiedene Anzeigeinstrumente zur Darstellung verschiedener Ist-Zustände des Kraftfahrzeugs. Dies sind unter anderem herkömmliche Zeiger-Rundinstrumente zur Anzeige einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer Motorendrehzahl, was allerdings einen erheblichen Aufwand und einen großen Einbauraum erfordert, da auf einem Zeigerinstrument üblicherweise nur eine Messgröße darstellbar ist.
• Aus der DE 101 40 065 A1 ist es bekannt, die komplette Instrumentierung in einem Kraftfahrzeug mit Hilfe eines Bildschirms virtuell zu generieren. Dazu können auf dem Bildschirm beispielsweise verschiedene Kombi-Instrumente sowie verschiedene Fahr- und/oder Betriebsparameter u. a. auf einer LCD-Bildschirmfläche wiedergegeben werden. Bildschirme bzw. Displays sind jedoch relativ teuer, da sie nur verhältnismäßig aufwändig herstellbar sind.
• Zur Steuerung und Auswahl einer solchen virtuellen Darstellung ist aus der DE 10 2005 059 449 A1 ein Bediensystem bekannt, bei dem mit Hilfe einer Erfassungseinrichtung, vorzugsweise ein Bildverarbeitungssystem mit einer Kamera, eine Finger- oder Handbewegung eines Nutzers überwacht werden kann. Sobald sich beispielsweise der Zeigerfinger einer Hand einem virtuell auf einer Darstellungsfläche von einer Projektionseinrichtung wiedergegebenen Bedienelement nähert, wird dies von einem Steuergerät festgestellt und die entsprechende Funktionalität ausgeführt. Ist das Bedienelement der ”Aus”-Knopf einer Audioanlage, so wird diese bei Annäherung des Zeigefingers an die Darstellungsfläche deaktiviert.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Bediensystem der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem in einfacher Weise verschiedene Funktionen des Kraftfahrzeugs ansteuerbar sind und zwar ohne einen Nutzer durch die Handhabung des Bediensystems in unnötiger Weise vom Verkehrsgeschehen abzulenken.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zusammengehörige Anzeige- und Bedienelemente auswählbar und gemeinsam darstellbar sind.
• Bei einem derart ausgebildeten Bediensystem kann ein Nutzer bzw. ein Fahrer des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise wie im Folgenden beschrieben, die Anzeigeelemente und die sinnfällig zugehörigen Bedienelemente in einfacher Weise auswählen, so dass er die von ihm gewünschten Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs überwachen und mit den zugehörigen Bedienelementen gegebenenfalls Änderungen vornehmen kann. Beispielsweise wählt der Nut zer die Anzeigeelemente einer Audioanlage aus und nachfolgend wird in analoger oder digitaler Darstellung das ausgewählte Frequenzband sowie die momentan eingestellte Senderfrequenz als virtuelles Anzeigeelement wiedergegeben. Mittels eines virtuellen Einstellknopfes kann er die Empfangsfrequenz ändern, wobei der Einstellknopf, also das virtuelle Bedienelement, in direktem Zusammenhang mit dem virtuelles Anzeigeelement, nämlich dem Frequenzband mit der momentan eingestellten Senderfrequenz, steht und dargestellt wird. In gleicher Weise ist die Anzeige einer Klimaanlage mit einem zugehörigen Bedienelement, beispielsweise zur Veränderung der Soll-Temperatur im Innenraum des Kraftfahrzeugs, wiedergebbar. Weiterhin kann ein Tachometer digital oder als virtuelles Rundinstrument wiedergegeben werden und mit Hilfe eines zugehörigen virtuellen Bedienelements, das dem Tachometer zugeordnet ist, kann eine gewünschte Geschwindigkeit für eine selbsttätige Geschwindigkeitsregelung ausgewählt und eingestellt werden, wobei das virtuelle Bedienelement zur Einstellung der Geschwindigkeitsregelung in einem sinnfälligen Zusammenhang mit dem Tachometer steht.
• Es werden stets diejenigen Bedienelemente virtuell dargestellt, die zum ausgewählten virtuellen Anzeigeelement in einem Funktionszusammenhang stehen. Folglich ist die vom Fahrer zu verarbeitende Informationsmenge von verschiedenen Anzeige- und Bedienelementen verringert und er kann sich vermehrt auf das umgebende Verkehrsgeschehen konzentrieren.
• Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Vielzahl an verschiedenen Anzeigeinstrumenten und mechanischen Bedienelementen entfallen kann, da alle wesentlichen Anzeigen virtuell auf einer Darstellungsfläche wiedergebbar sind. Dabei ist das Bediensystem bevorzugt wie in der vorstehend genannten DE 10 2005 059 449 A1 ausgebildet. Der Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung mit den verschiedenen Ausführungsformen des Bediensystems ist ausdrücklich Bestandteil dieser Patentanmeldung. Weiterhin werden dem Nutzer keine unnötigen Informationen zugeleitet, da er selbst die dargestellten Anzeigeinstrumente und Bedienelemente auswählt. Natürlich können sicherheitsrelevante Informationen, wie beispielsweise die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit, stets angezeigt werden soweit dies gesetzlich vorgeschrieben ist, um auch bei Überwachung anderer Ist-Werte des Betriebszustands des Kraftfahrzeugs vor allem im innerörtlichen Verkehr keine Geschwindigkeitsübertretungen zu begehen.
• Bevorzugt erfolgt die Auswahl der darzustellenden Anzeige- und Bedienelemente über eine Sprachsteuerung, die im Stand der Technik bekannt ist. Beispielsweise mit den Befehlen: ”Audioanlage”, ”Geschwindigkeitsregelung”, ”Klimaanlage” oder ”Sitzverstellung” können verschiedene virtuelle Anzeigeinstrumente und die zugehörigen Bedienelemente ausgewählt werden, um beispielsweise durch Antippen verschiedener virtueller Tasten den Fahrersitz zu verstellen und dies virtuell mit einer verschiebbaren Darstellung des Fahrersitzes wiederzugeben.
• In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung ist die Auswahl der darzustellenden Anzeigeelemente und der Bedienelemente manuell ausführbar. Hierzu können beispielsweise in einer Grundauswahl die verschiedenen Funktionalitäten des Kraftfahrzeugs vorzugsweise mit sinnfälligen Symbolen dargestellt werden, wobei eine Auswahl durch Antippen des entsprechenden virtuellen Symbols erfolgt, beispielsweise ein Thermometer für die Klimaanlage und ein Notenschlüssel für die Audioanlage.
• Vorzugsweise werden sowohl virtuelle Anzeigeelemente als auch virtuelle Bedienelemente, die funktio nal zu dem Anzeigeelement zugehörig sind, gleichzeitig dargestellt. Nach einer Weiterbildung ist es auch möglich, zwischen einem Anzeigemodus und einem Bedienmodus umzuschalten. Beispielsweise wird in einem Anzeigemodus lediglich ein Tachometer mit der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit virtuell dargestellt. Durch Betätigen eines ebenfalls virtuellen Bedienelements wird auf den Bedienmodus umgestellt, um beispielsweise mit virtuellen Plus- und Minustasten die vorgegebene Geschwindigkeit für eine Geschwindigkeitsregelung in gewünschter Weise einzustellen und mit einem weiteren Bedienelement zu aktivieren.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Bedienelemente optisch hervorhebbar und/oder von den Anzeigeelementen unterscheidbar. Dies kann beispielsweise durch eine besondere graphische Formgebung und/oder eine besonders große Darstellung erfolgen. Somit ist das Auffinden der Bedienelemente wesentlich vereinfacht und der Nutzer wird weniger vom Verkehrsgeschehen abgelenkt.
• Zur Steuerung verschiedener Funktionalitäten kann der Nutzer über eine Menüsteuerung auf der Darstellungsfläche verschiedene Funktionsebenen mit jeweils unterschiedlichen Funktionalitäten bzw. zugehörigen Anzeigeelementen und Bedienelementen auswählen. Beispielsweise kann er über ein Grundmenü die Steuerung einer Klimaanlage auswählen und nachfolgend in einem ersten Untermenü kann er auswählen, ob er beispielsweise eine Lüfterleistung verändern möchte oder eine Temperaturwahl. In einer jeweils zugehörigen zweiten Unterebene kann er beispielsweise mit entsprechenden virtuellen Bedienelementen die Lüfterleistung erhöhen oder erniedrigen bzw. die gewünschte Temperatur verändern.
• Besonders bei sicherheitsrelevanten Bedienelementen und Anzeigeinstrumenten ist eine farbliche Hervor hebung zweckmäßig. Beispielsweise wird die virtuelle Taste zur Aktivierung der Warnblinkanlage rot hervorgehoben. Ebenso ist eine farbliche Umsteuerung bei Übertretung einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit, die aus dem Navigationssystem bekannt ist, möglich.
• Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit gibt das Bediensystem optische und/oder akustische Warnsignale aus, wenn z. B. ein Abstand zu einem vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer bei der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit einen Sicherheitsabstand unterschreitet. Beispielsweise kann die Darstellungsfläche rot aufleuchten und eine entsprechende Textmitteilung über die Audioanlage ausgegeben werden.
• Vorzugsweise ist das Bediensystem zur Ausgabe von Warnmitteilungen aus der momentan vom Nutzer ausgewählten Darstellungsart auf denjenigen Parameter, der sicherheitsrelevant ist, umstellbar. Bei einer Unterschreitung des Sicherheitsabstands wird z. B. aus einem Anzeigemodus der Audioanlage auf ein entsprechendes Symbol umgeschaltet, das das Unterschreiten des Sicherheitsabstands verdeutlicht. Zusätzlich kann die Projektionseinrichtung auch blinkend aufleuchten oder sonstige optische Warnmitteilungen ausgeben.
• Im Vorhergehenden wurde die Erfindung im Wesentlichen im Zusammenhang mit der Darstellung von Anzeigeelementen und Bedienelementen in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Es ist für den Fachmann jedoch ersichtlich, dass ein derartiges Bediensystem auch auf allen anderen Gebieten der Technik einsetzbar ist, um verschiedene Parameter bzw. Kenngrößen darzustellen und mit entsprechenden virtuellen Bedienelementen steuern zu können.
• Zur weiteren Erhöhung der Verkehrssicherheit ist die Darstellung verschiedener Anzeigeelemente und Bedienelemente auf der Darstellungsfläche des Bediensystems geschwindigkeitsabhängig veränderbar. Je höher eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist, umso weniger sollte der Fahrer von der Darstellung auf der Darstellungsfläche abgelenkt sein. Hierfür kann beispielsweise oberhalb einer Geschwindigkeit von 100 km/h die Anzahl der dargestellten Anzeigeelemente selbsttätig verringert werden, sodass beispielsweise neben dem Tachometer nur noch ein weiterer Parameter, wie beispielsweise die Motordrehzahl, dargestellt wird. Die Wiedergabe sonstiger Parameter momentan verhältnismäßig unwichtiger Bedienelemente erfolgt dann nur noch auf Aufforderung bzw. entsprechende Auswahl durch den Nutzer.
• Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Bediensystem in schematischer Darstellung.
• Das Bediensystem 1 besteht im Wesentlichen aus einer Projektionseinrichtung 2, einer Darstellungsfläche 3 und einer Erfassungseinrichtung 4 sowie einem Steuergerät 5 zur Steuerung der Funktionen des Bediensystems 1. Die Projektionseinrichtung 2 ist beispielsweise ein Projektor, wie ein Beamer, ein Laserprojektor oder dergleichen, und es erfolgt eine Projektion auf die Darstellungsfläche 3, die entsprechend der Wahl der Projektions einrichtung 2 zur Wiedergabe bzw. zur Reflektion oder Transmission ausgelegt ist. Die Projektion erfolgt in Vor- oder Rückprojektion, das heißt die Projektionseinrichtung 2 ist entweder vor oder hinter der Darstellungsfläche 3 angeordnet. Prinzipiell können die Projektionseinrichtung 2 und die Darstellungsfläche 3 auch als Bildschirm bzw. Display ausgelegt sein. Mit der Erfassungseinrichtung 4, wie einem Bildverarbeitungssystem mit einer entsprechenden Kamera, werden Hand- oder Fingerbewegungen eines Nutzers des Bediensystems 1 überwacht. Die jeweiligen Projektionsbereiche der Projektionseinrichtung 2 und die Erfassungsbereiche der Erfassungseinrichtung 4 sind durch die gestrichelt eingezeichneten Begrenzungslinien 9 angedeutet. Dabei stehen sämtliche Komponenten des Bediensystems 1 entsprechend den Verbindungslinien 8 miteinander in Verbindung.
• Auf der Darstellungsfläche 3 werden virtuelle Anzeigeelemente 6 und funktional zugehörige Bedienelemente 7 dargestellt. Beispielsweise ist als Anzeigeelement 6 ein Tachometer mit der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und als virtuelles Bedienelement 7 ein Knopf oder eine Taste zum Aktivieren/Deaktivieren einer Geschwindigkeitsregelungseinrichtung des Kraftfahrzeugs wiedergegeben.
• Nähert sich z. B. der Zeigefinger des Nutzers dem virtuellen Bedienelement 7 an, dann wird dies von der Erfassungseinrichtung 4 erfasst und vom Steuergerät 5 darauf geschlossen, dass das Bedienelement 7 vom Nutzer betätigt werden möchte. Sobald sich der Finger nahe genug an das Bedienelement 7 heranbewegt hat bzw. wenn über eine druckempfindliche Oberfläche der Darstellungsfläche 3 ein ausreichender Anpressdruck festgestellt werden kann, wird die entsprechende Funktionalität ausgeführt.
• Es werden stets funktional zu den Anzeigeelementen 6 zugehörige Bedienelemente 7 auf der Darstellungsfläche 3 dargestellt, beispielsweise ein Temperaturregler und ein Lüftungsschalter bei der Darstellung der Anzeigeelemente einer Klimaanlage oder ein Frequenzwahlschalter bei der Darstellung einer Audioanlage.
• Somit kann ein Nutzer vorzugsweise über eine menügeführte Steuerung ebenfalls auf der Darstellungsfläche 3 und/oder über eine an sich bekannte Sprachsteuerung immer diejenigen Anzeigeelemente 6 und die zugehörigen virtuellen Bedienelemente 7 auswählen, die er momentan sehen möchte. Dadurch ist die Anzahl der insgesamt dargestellten Anzeigeelemente 6 wesentlich reduziert und der Nutzer wird weniger vom umgebenden Verkehrsgeschehen abgelenkt. Selbstverständlich sollten sicherheitsrelevante Anzeigeelemente 6, wie beispielsweise ein Tachometer zur Vermeidung von Geschwindigkeitsübertretungen, stets eingeblendet bleiben.

1

Bediensystem

2

Projektionseinrichtung

3

Darstellungsfläche

4

Erfassungseinrichtung

5

Steuergerät

6

Anzeigeelement

7

Bedienelement

8

Verbindungslinien

9

Begrenzungslinien

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• - DE 10140065 A1 [0003]
• - DE 102005059449 A1 [0004, 0009]

Claims (10)

1. Bediensystem zum Bedienen von Funktionen in einem Kraftfahrzeug mit einer optischen Projektionseinrichtung (2) zur graphischen Wiedergabe von virtuellen Anzeigeelementen (6) und/oder virtuellen Bedienelementen (7) auf einer zugeordneten Darstellungsfläche (3) in dem Kraftfahrzeug und mit einer Erfassungseinrichtung (4) zum Erfassen von Bedieneingaben bei einer Betätigung der virtuellen Bedienelemente (7), dadurch gekennzeichnet, dass zusammengehörende Anzeigeelemente (6) und Bedienelemente (7) auswahlbar und gemeinsam darstellbar sind.
2. Bediensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der darzustellenden Anzeigeelemente (6) und der Bedienelemente (7) über eine Sprachsteuerung erfolgt.
3. Bediensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der darzustellenden Anzeigeelemente (6) und der Bedienelemente (7) manuell ausführbar ist.
4. Bediensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Darstellung zwischen einem Anzeigemodus und einem Bedienmodus umschaltbar ist.
5. Bediensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (7) optisch hervorhebbar und/oder von den Anzeigeelementen (6) unterscheidbar sind.
6. Bediensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Funktionalitäten über eine Menüsteuerung auf der Darstellungsfläche (3) ausführbar sind.
7. Bediensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Warnsignale optisch und/oder akustisch ausgebbar sind.
8. Bediensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umstellung zur Darstellung sicherheitsrelevanter Anzeigeelemente (6) und/oder Bedienelemente (7) selbsttätig ausführbar ist.
9. Bediensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung auf der Darstellungsfläche (3) geschwindigkeitsabhängig veränderbar ist.
10. Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Bediensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgestattet ist.