Steuersystem für ein Fahrzeugcockpit Control system for a vehicle cockpit
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein Fahrzeugcockpit, insbesondere zur Generierung von Steuerbefehlen nach Maßgabe anwenderseitiger Eingabeoperationen manueller Art.The invention relates to a control system for a vehicle cockpit, in particular for generating control commands in accordance with user-side input operations manual type.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Bereich eines Fahrzeugcockpits Eingabeoperationen in einer für den Anwender besonders vorteilhaften Weise abzuwickeln.The invention has for its object to handle input operations in a particularly advantageous manner for the user in the field of a vehicle cockpit.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeugcockpit mit: einem Fahrzeuglenkrad das eine einem Anwender zugängliche Lenkradaußenfläche aufweist, wobei das Lenkrad derart ausgebildet ist, dass über dieses Fingerbewegungen auf der Lenkradaußenfläche erfassbar sind, einer Auswertungsschaltung zur Generierung von Auswertungssignalen die als solche mit der Fingerbewegung auf der Lenkradaußenfläche und einer Kontaktierungsposition des Lenkrades im Zusammenhang stehen, und einem Slavesystem das nach Maßgabe eines Ansteuersignales angesteuert wird, wobei das Ansteuersignal auf Grundlage der Auswertungssignale generiert wird.This object is achieved by a vehicle cockpit with: a vehicle steering wheel having a user accessible steering wheel outer surface, wherein the steering wheel is designed such that on this finger movements on the steering wheel outer surface can be detected, an evaluation circuit for generating evaluation signals as such with the finger movement the steering wheel outer surface and a contacting position of the steering wheel are related, and a slave system which is driven in accordance with a drive signal, wherein the drive signal is generated on the basis of the evaluation signals.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, im Innenbereich eines Kraftfahrzeuges Eingabeoperationen in einer Weise zu veranlassen, die als solche nur geringe Aufmerksamkeit bindet und intuitiv vorteilhaft abwickelbar ist.This makes it possible in an advantageous manner, to cause input operations in the interior of a motor vehicle in a manner that binds as such only little attention and intuitively advantageous unwound.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das Slave-System einen Stellantrieb für ein Komfortsystem im Bereich des Kraftfahrzeuges. Das Slave-System kann hierbei insbesondere eine Stelltriebfamilie eines Fahrzeugsitz-Einstellsystems bilden. Über das Slave-System kann dabei insbesondere der Fahrzeugsitzzustand auf die individuellen Anforderungen des jeweiligen Sitzanwenders eingestellt werden. Ein Vor-Einstellzustand für diesen Fahrzeugsitz kann in einer Datei abgespeichert sein. Dieser Sitz-Einstellzustand kann nach Maßgabe der anwenderseitigen Einstelloperationen verändert werden. Der Sitz kann mit einer Erfassungseinrichtung versehen sein, durch welche die Flächenpressung der Sitzfläche erfasst wird. Diese Flächenpressung kann in einem Display angezeigt werden. Auch die Sitzeinstellungsveränderung und Veränderung der Flächenpressung kann während des Änderungsvorganges am Display visualisiert werden. Das Slave-System kann weiterhin auch ein Spiegelsystem, insbesondere ein Außenspiegelsystem des Fahrzeuges, ein Lüftungssystem, insbesondere ein Richtdüsensystem des Lüftungssystems, ein Schiebedach oder ein anderweitiges nach Maßgabe des Anwenders zu veränderndes System des Fahrzeugs sein. Das Slave-System kann auch Teil eines Navigationssystems oder eines mobilen Kommunikationssystems bilden.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the slave system forms an actuator for a comfort system in the area of the motor vehicle. The slave system can in this case in particular form an actuator family of a vehicle seat adjustment system. In particular, the vehicle seat state can be adjusted to the individual requirements of the respective seat user via the slave system. A pre-set state for this vehicle seat may be stored in a file. This seat setting state can be changed in accordance with the user setting operation. The seat may be provided with a detection device by which the surface pressure of the seat is detected. This surface pressure can be displayed in a display. Also, the seat adjustment change and change of the surface pressure can be visualized during the change process on the display. The slave system can furthermore also be a mirror system, in particular an exterior mirror system of the vehicle, a ventilation system, in particular a directional nozzle system of the ventilation system, a sunroof or another system of the vehicle to be changed in accordance with the user. The slave system may also form part of a navigation system or a mobile communication system.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Fahrzeuglenkrad derart ausgebildet, dass über dieses ein Wecksignal generierbar ist, das das erfindungsgemäße Eingabesystem in einen Zustand bringt, in welchem bestimmte Eingabeaktionen durchführbar sind. Dieses Wecksignal kann beispielsweise so festgelegt sein, dass dieses in der Art eines Doppelklopfsignals erzeugt wird. Das Wecksignal kann auch durch ein markantes Griffereignis, insbesondere einen bestimmten Anpressdruck generiert werden. So kann beispielsweise durch rasches zweimaliges Aufklopfen eines Daumens auf die Lenkradfläche, oder besonders festes Ergreifen desselben das erfindungsgemäße Steuersystem in einen Wachzustand verbracht werden, in welchem durch nachfolgende Streichbewegungen auf dem Fahrzeuglenkrad eine touchpadartige Navigation innerhalb eines vorzugsweise graphisch visualisierten Menüs erfolgen kann.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the vehicle steering wheel is designed such that a wake-up signal can be generated via this, which brings the input system according to the invention in a state in which certain input actions are feasible. This alarm signal may for example be set so that it is generated in the manner of a double-knock signal. The wake-up signal can also be generated by a striking grip event, in particular a specific contact pressure. Thus, for example, by quickly twice tapping a thumb on the steering wheel surface, or particularly firm gripping thereof the control system according to the invention can be brought into a waking state in which a touchpad-like navigation can be done within a preferably graphically visualized menu by subsequent strokes on the vehicle steering wheel.
Es ist möglich, eine über eine, oder mehrere Displayeinrichtungen visualisierte Benutzeroberfläche vorzusehen, wobei diese Benutzeroberfläche so gestaltet ist, dass über bestimmte Umfangsabschnitte des Lenkrades ein direkter Einstieg in ein entsprechendes Untermenue oder Operationsfenster ermöglicht wird. Die Polarposition auf dem Lenkrad stellt damit eine erste Information dar. Es ist möglich durch Bewegung entlang einer Torus-Radialschnittbahn (d.h. einer Bahn die quer zur Umfangsrichtung des Lenkradtorus verläuft, also um den umgriffenen Toruskörper, d.i. im wesentlichen entlang einer Schnittkante die entsteht wenn das Lenkrad in einer die Lenkradachse enthaltenden Axialebenen geschnitten wird) eine weitere Führungsinformation, insbesondere Kugeloberflächenkoordinaten zu erlangen.It is possible to provide a visualized via one or more display devices user interface, this user interface is designed so that over certain peripheral portions of the steering wheel, a direct entry into a corresponding submenu or operation window is made possible. The polar position on the steering wheel thus represents a first information. It is possible by movement along a torus radial section path (ie, a path which is transverse to the circumferential direction of the steering wheel, so around the gripped torus body, ie substantially along a cutting edge which arises when the Steering wheel is cut in an axial plane containing the steering wheel axis) to obtain a further guidance information, in particular spherical surface coordinates.
Es ist möglich, das erfindungsgemäße Eingabesystem so zu gestalten, dass über eine erste Fingerbewegung ein Eingabeauflösungsbereich in einer ersten Richtung, z.B. der x-Richtung in einem Menüfenster definiert wird. Dieser Eingabebereich kann beispielsweise eine Länge von etwa 7 cm aufweisen, d.h. einer Länge die durch reine Drehung des Daumens mühelos überstrichen und fein koordiniert werden kann. Über die zweite Fingerbewegung kann ein Aufgabelösungsbereich in einer zweiten Richtung, z.B. einer Querrichtung definiert werden. Dieser zweite Auflösungsbereich kann beispielsweise über eine Strecke von 4 cm, d.h. einer Fläche die durch einfaches Knicken oder Strecken des Daumens überstrichen werden kann, definiert werden. Es ist möglich, die Erhebung der Cursorsteuerungsdaten aus dem Lenkrad in einer Weise vorzunehmen, in welcher ein momentaner Griffzustand (Griffzustand beim Wecken) als Neutralzustand festgelegt wird, und nachfolgende Änderungen des Hand-, und Fingerkontaktes zu Cursorsteuersignalen führen. Die Kalibrierung des Erfassungssystems ist vorzugsweise so abgestimmt, dass keine unnötig großen Übersetzungsverhältnisse zwischen der Bewegung der Finger auf dem Lenkrad und Bewegungen eines Cursors oder Selektionstools im Display eintreten.It is possible to design the input system according to the invention such that a first range of finger movement defines an input resolution range in a first direction, for example the x direction, in a menu window. This input area may, for example, have a length of about 7 cm, ie a length which can be effortlessly crossed over by fine rotation of the thumb and finely coordinated. By way of the second finger movement, a application solution area can be defined in a second direction, for example a transverse direction. This second resolution range can be defined, for example, over a distance of 4 cm, ie an area that can be covered by simply bending or stretching the thumb. It is possible to perform the collection of the cursor control data from the steering wheel in a manner in which a current one Handle state (handle state when awakening) is set as a neutral state, and subsequent changes of the hand and finger contact lead to cursor control signals. The calibration of the detection system is preferably tuned so that no unnecessarily large gear ratios between the movement of the fingers on the steering wheel and movements of a cursor or selection tool in the display occur.
Alternativ zu der Navigation über die Fahrzeuglenkradaußenfläche, oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es auch möglich, im Bereich der Fahrzeugmittelkonsole Detektionsstrukturen vorzusehen, über welche eine vom Anwender ausgeführte Handbewegung, insbesondere Geste im Mittelkonsolenbereich erfasst werden kann. Diese Geste kann dazu führen, das Eingabesystem zu aktivieren. Das Eingabesystem kann derart konfiguriert sein, dass über die im Bereich der Mittelkonsole mit der entsprechenden Hand, (bei Linkslenkung rechte Hand) ausgeführte Geste eine Querbewegung durch ein Menü erfolgt. Nach Selektion eines entsprechenden Menüfensters, beispielsweise durch markantes Absenken der Gesten-Hand, oder durch markantes Aufklopfen mit der anderen Hand auf das Fahrzeuglenkrad, kann ein entsprechendes Menüfenster selektiert werden. In diesem selektierten Menüfenster kann dann eine feinmotorisch gut koordinierte Feinsteuerung oder Detailnavigation über das Lenkradtouchpad vorgenommen werden.As an alternative to the navigation via the vehicle steering wheel outer surface, or also in combination with this measure, it is also possible to provide detection structures in the area of the vehicle center console via which a hand movement performed by the user, in particular a gesture in the center console area, can be detected. This gesture can lead to activating the input system. The input system can be configured in such a way that a transverse movement takes place through a menu via the gesture executed in the region of the center console with the corresponding hand (right-hand steering left-hand drive). After selecting a corresponding menu window, for example, by striking lowering the gesture hand, or by striking the tap with the other hand on the vehicle steering wheel, a corresponding menu window can be selected. In this selected menu window, a finely-engineered, fine-coordinated fine-tuning or detailed navigation can then be carried out via the steering wheel touchpad.
Es ist möglich, das Fahrzeugcockpit derart auszugestalten, dass über die Displayeinrichtung Veränderungsmöglichkeiten des selektierten Systems visualisiert werden. Es ist möglich, im Bereich des Fahrzeugcockpits mehrere Displayeinrichtungen vorzusehen. So ist es beispielsweise möglich, in dem bei einem konventionellen Fahrzeugcockpits typischerweise von dem Tachometersystem eingenommenen Bereich hinter dem Fahrzeuglenkrad eine Displayanordnung (back wheel display) vorzusehen, über welche die hier typischerweise abgelesenen Signale eingeblendet werden. Parallel hierzu können insbesondere im Bereich der Mittelkonsole weitere (Flachbildschirm-)Displayeinrichtungen vorgesehen sein. Es ist möglich, die Ansteuerung dieser Displayeinrichtung so zu bewerkstelligen, dass ähnlich einer Drag and Drop Funktion bestimmte Bildeffekte aus dem jeweiligen Display, z.B. dem Flachdisplay im Bereich der Mittelkonsole in den Bereich des Displays hinter dem Fahrzeuglenkrad, oder auch in ein Head up Display hineinverlagert werden können und aus diesem selektierten Bereich wieder entnommen und beispielsweise in das Mittelkonsolendisplay „zurückgeworfen" werden können. Die Präsentationscharakteristik im Bereich der jeweiligen Displayeinrichtunngen (Head-Up- Display, Back-Wheel-Display und Mittelkonsolen-Display) kann sich ähneln und ggf. auf die jeweiligen Wiedergabeorte besonders abgestimmt sein.It is possible to design the vehicle cockpit in such a way that possibilities for changing the selected system are visualized via the display device. It is possible to provide several display devices in the area of the vehicle cockpit. For example, in the area typically occupied by the tachometer system in a conventional vehicle cockpit, behind the vehicle steering wheel it is possible to provide a display arrangement (back wheel display) via which the signals which are typically read here are superimposed. Parallel to this, further (flat screen) display devices can be provided, in particular in the area of the center console. It is possible to control the display device in such a way that, similar to a drag and drop function, certain image effects from the respective display, e.g. the flat display in the area of the center console in the area of the display behind the vehicle steering wheel, or can be moved into a head-up display and removed from this selected area again and, for example, in the center console display "reflected" can be the presentation characteristics in the area of the respective Displayeinrichtunngen (Head-Up Display, back-wheel display and center console display) may be similar and, if necessary, specially adapted to the respective playback locations.
Das Konzept, bestimmte Visualisierungseffekte durch eine Drag and Drop Funktion im Bereich eines Fahrzeugcockpits zu ermöglichen, kann auch unabhängig von dem vorangehend spezifizierten Fahrzeuglenkrad und dem Gestensteuerungskonzept als eigenständiges, erfindungsgemäßes Konzept angesehen sein. Insbesondere das Konzept einen Navigationssystembildinhalt, oder einen Tachometer aus dem Projektionsbereich eines Head-Up-Displays in den Bereich der Mittelkonsole zurückzuwerfen, kann als eigenständiger Erfindungsgedanke angesehen werden.The concept of enabling certain visualization effects by means of a drag-and-drop function in the area of a vehicle cockpit can also be independent of the vehicle steering wheel specified above and the gesture control concept as an independent inventive concept be viewed. In particular, the concept of a navigation system image content, or a speedometer from the projection range of a head-up display in the area of the center console to throw back, can be regarded as an independent inventive idea.
Es ist auch möglich, über die gestenartige Querbewegung der Hand eines Anwenders eine Navigation innerhalb des über das Back-Wheel-Display (Tachodisplay) wiedergegebenen Menuesystems vorzunehemen.It is also possible, via the gesture-like transverse movement of a user's hand, to navigate within the menu system reproduced via the back-wheel display (tachometer display).
Im Bereich des Lenkrades können Strukturen vorgesehen sein, die alternativ zu der Touchpad-Struktur des Lenkrades, oder insbesondere in Kombination hiermit auch eine Detektion der Bewegung einer Hand gegenüber dem Lenkrad - insbesondere einer Querbewegung vor dem Lenkrad - ermöglichen und hierdurch eine Generierung von Steuersignalen für die Selektion innerhalb eines Menuesystems ermöglichen das als solche über das Back-Wheel-Display (Tachodisplay) visualisiert wird.Structures may be provided in the region of the steering wheel which, as an alternative to the touchpad structure of the steering wheel, or in particular in combination, also enable detection of the movement of one hand relative to the steering wheel-in particular a transverse movement in front of the steering wheel-and thereby generate control signals for the selection within a menu system allows to be visualized as such via the back-wheel display (tacho display).
Die Erfindung richtet sich weiterhin auch auf eine Eingabeschnittstelle für ein Fahrzeugcockpit, zur Generierung von Steuersignalen die als solche insbesondere für die Veranlassung von Funktionen oder der Herbeiführung von Einstellzuständen herangezogen werden können.The invention is also directed to an input interface for a vehicle cockpit, for generating control signals that can be used as such, in particular for the initiation of functions or the establishment of setting states.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen durch welche im Rahmen der Nutzung eines Kraftfahrzeuges hierbei typischerweise erforderliche oder gelegentlich vorgenommene Schalt- und Selektionsoperationen besonders vorteilhaft abgewickelt werden können.The invention is in this respect the object to provide solutions by which in the context of the use of a motor vehicle here typically required or occasionally made switching and selection operations can be handled particularly advantageous.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Eingabeschnittstelle für ein Fahrzeugcockpit das als solches einen Schalthebel umfasst, wobei der Schalthebel einen Knaufkopf aufweist der eine Fingerauflagefläche bildet, wobei sich der Schalthebel sich dadurch auszeichnet, dass in diesem eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, zur Generierung eines Ausgangssignales nach Maßgabe der Position eines Fingers auf der Fingerauflagefläche.This object is achieved by an input interface for a vehicle cockpit as such comprises a shift lever, wherein the shift lever has a knob which forms a finger rest surface, wherein the shift lever is characterized in that a detection device is provided in this, for generating an output signal to Assumption of the position of a finger on the finger support surface.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, in intuitiv zuverlässig koordinierbarer Weise Steuerbefehle zu generieren, wie sie im Rahmen des Betriebs des Kraftfahrzeuges erforderlich sind um eine optimale Gesamtkonfiguration des Fahrzeuges und/oder Insassenumfeldes, oder anderweitig betriebsrelevante Einstellzustände und Operationen herbei-, bzw. durchzuführen. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen dieses erfindungsgemäßen Grundkonzeptes sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:This advantageously makes it possible to generate control commands in an intuitively and reliably coordinatable manner, such as are required in the context of the operation of the motor vehicle in order to produce or carry out an optimum overall configuration of the vehicle and / or occupant environment or otherwise operationally relevant setting states and operations , Particularly advantageous embodiments of this basic concept according to the invention are the subject of the subclaims. Further details and features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawings. It shows:
Figur 1 eine perspektivische Skizze zur Veranschaulichung des Innenbereiches einesFigure 1 is a perspective sketch illustrating the interior of a
Kraftfahrzeuges - hier Umgebungsbereich des Fahrersitzes,Motor vehicle - here surrounding area of the driver's seat,
Figur 2 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des zur Realisierung des erfindungsgemäßen Fahrzeugcockpits vorgesehenen Schaltungssystems;FIG. 2 shows a schematic illustration for illustrating the circuit system provided for realizing the vehicle cockpit according to the invention;
Figur 3 eine perspektivische Darstellung eine Fahrzeugcockpits mit einer darin vorgesehenenFigure 3 is a perspective view of a vehicle cockpit with a therein provided
Einrichtung zur Erfassung von Handbewegungen sowie der feinmotorischen Bewegung einer Daumenkuppe auf dem Knauf eines Schalthebels;Device for detecting hand movements and the fine motor movement of a thumb tip on the knob of a shift lever;
Figur 4 eine Konzeptdarstellung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Konzepts und zur Beschreibung einer beispielhaften Anwendung bei Abwicklung einer Sitzeinstellung.Figure 4 is a conceptual diagram illustrating the inventive concept and for describing an exemplary application in performing a seat adjustment.
Das in Figur 1 dargestellte Fahrzeugcockpit umfasst ein Fahrzeuglenkrad 1 das sich dadurch auszeichnet, dass dessen Lenkradfläche zumindest abschnittsweise als touchpadartiges System ausgebildet ist. Über dieses Fahrzeuglenkrad wird es möglich, die Bewegung eines oder mehrerer Finger des Fahrers auf der Lenkradfläche, insbesondere entlang des Lenkrad-Ringmantels zu detektieren und über diese detektierten Bewegungen Steuersignale zu generieren, die in der Art einer Cursorsteuerung eine weitere Koordination von Schaltvorgängen im Bereich des Fahrzeugcockpits ermöglichen. Vorzugsweise ist das System so abgestimmt, dass bestimmte Umfangspositionen des Lenkrades bereits bestimmte Selektionsansätze unterstützen, d.h. es kann eine Zuordnug von Umfangszonen des Lenkrades zu bestimmten Untermenuepunkten bestehen. Das erfindungsgemäße Fahrzeugcockpit umfasst weiterhin eine Displayeinrichtung 2 und mehrere Slave-Systeme, die als solche beispielsweise Bestandteil eines Fahrzeugsitzes 3 einer Lüftungsdüseneinrichtung 4 und eines Fahrzeugspiegels 5 bilden.The vehicle cockpit shown in FIG. 1 comprises a vehicle steering wheel 1, which is characterized in that its steering wheel surface is designed, at least in sections, as a touchpad-like system. About this vehicle steering wheel, it is possible to detect the movement of one or more fingers of the driver on the steering wheel surface, in particular along the steering wheel ring mantle and to generate control signals via these detected movements, the further coordination of switching operations in the field of cursor control Vehicle cockpits allow. Preferably, the system is tuned so that certain circumferential positions of the steering wheel already support specific selection approaches, i. There may be an allocation of peripheral zones of the steering wheel to certain submenu points. The vehicle cockpit according to the invention furthermore comprises a display device 2 and a plurality of slave systems, which as such form, for example, a component of a vehicle seat 3 of a ventilation nozzle device 4 and of a vehicle mirror 5.
Diese Slave-Systeme können über das erfindungsgemäße Fahrzeuglenkrad angesteuert werden und erhalten hierbei benutzerspezifisch gewünschte Konfigurationen. Das Slave-System kann beispielsweise eine Stelltriebfamilie eines Fahrzeugsitzes sein, sodass über das Fahrzeuglenkrad eine Positionierung des Fahrzeugsitzes in Fahrzeuglenkrichtung sowie in Höhenrichtung (siehe Pfeilsymbole) möglich wird. Weiterhin kann über das erfindungsgemäße Stelltriebsystem auch eine Veränderung des Einstellzustandes der Rückenlehne, vorzugsweise in mehreren Zonen sowie auch eine Höheneinstellung der Kopfstütze erfolgen. Es ist möglich, zur visualisierten Unterstützung des Fahrzeugsitzeinstellvorganges im Bereich des Displays 2 den Fahrzeugsitz zumindest schematisch darzustellen und die einzelnen Stellmöglichkeiten in diesem Display 2 anzudeuten. Über das Touchpadsystem des Fahrzeuglenkrads kann dann im Bereich des Displays ein Cursor bewegt werden und entsprechend des Cursors der für die Herbeiführung eines gewünschten Sitzzustandes erforderliche Stelltrieb des Sitzes selektiert werden. Ist beispielsweise ein entsprechender Stelltrieb selektiert, kann über das Fahrzeuglenkrad in Form eines Proportionalansatzes eine entsprechende Systemveränderung herbeigeführt werden. Dieses Konzept der Selektion eines anzusteuernden Ausstattungssystem des Fahrzeugs, der Visualisierung dieses Systems im Bereich des Displays 2 und der Veränderung dieses Systems unter Verwendung des Fahrzeuglenkrades 1 als Touchpad eignet sich neben dem hier beispielsweise erläuterten System Fahrzeugsitz auch für die bereits genannten Komponenten Lüftung, Spiegel sowie das Fahrzeugverdeck, für Fahrzeugfensterheber und anderweitige jeweils mit entsprechend ansteuerbaren Stelltrieben versehene Ausstattungssysteme des Fahrzeugs. Die Spielgeleinstellung kann beispielsweise verändert werden, indem zunächst der Menuepunkt Spiegeleinstellung selektiert wird. Anschließend kann durch Bewegung des Fingers auf der Lenkradfläche die Spiegelausrichtung verändert werden. Das Eingabekonzept ist vorzugsweise so ausgelegt, dass dieses intuitiv nutzbar ist. So kann ein Drücken auf eine Verlagern des Fingers nach links ein Kippen des Spiegels nach links verursachen, verlagern des Fingers nach rechts, oder oben oder unten kann Spiegeleinstellungen herbeiführen die sich ergeben würden, wenn an der Spielgelfläche ein kleiner Hebel vorgesehen wäre der in der glichen Weise verlagert werden würde wie dies der Bewegung des Fingers auch der Lenkradfläche entspricht. Auch die Kontaktierung der Außenumfangszonen des Lenkrades kann eine bestimmte Einstellungsänderung herbeiführen.These slave systems can be controlled via the vehicle steering wheel according to the invention and in this case receive user-specific desired configurations. The slave system may be, for example, an actuator family of a vehicle seat, so that a positioning of the vehicle seat in the vehicle steering direction and in the height direction (see arrow symbols) is possible via the vehicle steering wheel. Furthermore, a change in the setting state of the backrest, preferably in several zones as well as a Height adjustment of the headrest done. It is possible for the visualized support of the vehicle seat adjustment process in the area of the display 2 to represent the vehicle seat, at least schematically, and to indicate the individual positioning possibilities in this display 2. Via the touchpad system of the vehicle steering wheel, a cursor can then be moved in the region of the display and, according to the cursor, the actuating drive of the seat required for bringing about a desired seat state can be selected. For example, if a corresponding actuator selected, can be brought about the vehicle steering wheel in the form of a proportional approach a corresponding system change. This concept of the selection of an equipment system of the vehicle to be controlled, the visualization of this system in the area of the display 2 and the modification of this system using the vehicle steering wheel 1 as a touchpad is suitable not only for the system vehicle seat explained here, but also for the already mentioned components ventilation, mirrors and the vehicle roof, for vehicle window lifter and otherwise equipped with correspondingly controllable actuators equipment systems of the vehicle. The gel level setting can be changed, for example, by first selecting the menu item Mirror setting. Then, by moving the finger on the steering wheel surface, the mirror alignment can be changed. The input concept is preferably designed so that it can be used intuitively. Thus, pushing on a left shift may cause the mirror to tilt to the left, shifting the finger to the right, or up or down may cause mirror adjustments that would result if a small lever were provided on the play surface Way would be shifted as this corresponds to the movement of the finger and the steering wheel surface. The contacting of the outer peripheral zones of the steering wheel can bring about a certain attitude change.
Das erfindungsgemäße, als Touchpadsystem verwendbare Lenkrad eignet sich auch für die Bewegung innerhalb eines Menüs, oder auf eine Benutzeroberfläche, das, bzw. die beispielsweise lediglich zur Ansteuerung eines Fahrzeugnavigationssystems oder zur nutzerspezifischen Konfiguration anderweitiger Displayeinrichtungen des Fahrzeugs dient.The steering wheel according to the invention, which can be used as a touchpad system, is also suitable for movement within a menu or to a user interface that serves, for example, only for controlling a vehicle navigation system or for user-specific configuration of other display devices of the vehicle.
Über das erfindungsgemäße Fahrzeuglenkrad ist es beispielsweise möglich, Drag and Drop Funktionen zu ermöglichen, die es insbesondere gestatten, Visualisierungseffekte im Bereich des hinter dem Fahrzeuglenkrad 1 angeordneten Displays anforderungsgemäß zu gestalten. Es ist insbesondere möglich, über das Fahrzeuglenkrad eine Drag and Drop Funktion zu realisieren, die es ermöglicht, Wiedergabekonzepte, z.B. das Tachometerbild aus dem Bereich des Displays hinter dem Fahrzeuglenkrad in den Bereich des Displays 2 auf der Mittelkonsole zu verlagern.About the vehicle steering wheel according to the invention, it is for example possible to enable drag and drop functions that allow in particular to make visualization effects in the range of arranged behind the vehicle steering wheel 1 displays according to the requirements. In particular, it is possible to implement via the vehicle steering wheel a drag and drop function which makes it possible to use playback concepts, e.g. to move the tachometer image from the area of the display behind the vehicle steering wheel in the area of the display 2 on the center console.
Es ist möglich, im Bereich der Mittelkonsole des Fahrzeuges, oder auch des Lenkrades ein Gestende- tektionssystem 7 vorzusehen, über welches Bewegungen der entsprechenden Hand (bei Linkssteue- rung der rechten Hand des Fahrers, sowie gegebenenfalls auch der linken Hand des Beifahrers) erfasst und zur Generierung von Steuerbefehlen verwendet werden können. Hierdurch wird es insbesondere möglich, über die Mittelkonsolen-Hand eine Aktivierung des Eingabesystems und eine Grobnavigation, beispielsweise in horizontaler Richtung, durch eine Menüfamilie vorzunehmen. Für die Gestende- tektion kann der erfasste Bahnverlauf, sowie die Bewegungsdynamik erfasst werden. Die entsprechende Selektion eines Fensters dieser Menüfamilie kann durch signifikante Handbewegungen, insbesondere rasches Absenken oder Anheben der entsprechenden Gesten-Hand, oder Einklappen bzw. Ausklappen der Finger erfolgen. In dem entsprechend selektierten und über die Displayeinrichtung 2 oder auch das hinter dem Fahrzeuglenkrad befindliche Tachometerdisplay oder auch ein Head Up Display kann eine weitere Feinnavigation innerhalb des selektierten Fensters erfolgen. Diese Feinnavigation kann beispielsweise feinmotorisch durch die das Fahrzeuglenkrad 1 noch ergreifende, andere Hand vorgenommen werden.It is possible to provide a gesture detection system 7 in the region of the center console of the vehicle, or also of the steering wheel, via which movements of the corresponding hand (in the case of left-hand steering) tion of the right hand of the driver, and possibly also the left hand of the passenger) and can be used to generate control commands. This makes it possible, in particular, to make an activation of the input system and a rough navigation, for example in the horizontal direction, by a menu family via the center console hand. For the gesture detection, the recorded trajectory as well as the movement dynamics can be detected. The appropriate selection of a window of this family of men can be done by significant hand movements, especially rapid lowering or raising the corresponding gesture hand, or folding or unfolding of the fingers. In the appropriately selected and via the display device 2 or even behind the vehicle steering wheel located tachometer display or a head-up display, a further fine navigation can be done within the selected window. This fine navigation, for example, fine motor by the vehicle steering wheel 1 still moving, other hand made.
Es ist möglich, über das erfindungsgemäß als Touchpadsystem ausgebildete Fahrzeuglenkrad und das vorzugsweise in Kombination hiermit vorgesehene Gestendetektionssystem verschiedenste Eingabekonzepte abzustimmen. So ist es möglich, Eingabekonzepte zu selektieren, die im wesentlichen eine vollständige Eingabe nur über das Fahrzeuglenkrad ermöglichen. Weiterhin ist es möglich, Eingabekonzepte zu selektieren, die eine vollständige Selektion und Steuerkoordination über das Gestenerfassungssystem im Bereich der Mittelkonsole ermöglichen. Auch beide Eingabekonzepte können, wie bereits angesprochen, kombiniert ausgeführt werden. Es ist möglich, im Bereich des Fahrzeugs weitere, als Touchpad wirksame Eingabeflächen vorzusehen. Hierzu kommen insbesondere die Seitenflächen der jeweiligen Türverkleidung in Betracht. Diese Zonen eignen sich insbesondere zur Koordination der Spiegeleinstellung sowie zur Koordination des Fensteröffnungsgrades.It is possible to adjust a wide variety of input concepts via the vehicle steering wheel designed according to the invention as a touchpad system and the gesture detection system preferably provided in combination therewith. So it is possible to select input concepts that allow essentially a complete input only via the vehicle steering wheel. Furthermore, it is possible to select input concepts that allow complete selection and control coordination via the gesture detection system in the area of the center console. Both input concepts can also be combined, as already mentioned. It is possible to provide additional, effective as a touchpad input surfaces in the area of the vehicle. For this purpose, in particular the side surfaces of the respective door trim into consideration. These zones are particularly suitable for coordinating the mirror adjustment and for coordinating the window opening degree.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist das Fahrzeuglenkrad 1 an eine Auswertungsschaltung 10 angebunden, die als solche aus den auf das Fahrzeuglenkrad 1 wirkenden Kontaktierungseffekten Auswertungssignale generiert. Diese Auswertungssignale werden ähnlich Maussteuerungssignalen einer zentralen Steuereinheit 12 zugeführt. Diese zentrale Steuereinheit 12 steht bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weiterhin mit einem Gestenerfassungssystem 14 in Verbindung, über welches die räumliche Lage einer Hand des Anwenders gegenüber den hier angedeuteten Detektionselektroden A, B, C, D, E (Im Lenkrad auch A', B') erfasst wird. Auch diese Gestendetektionsschaltung erzeugt Steuersignale, die der zentralen Steuereinheit 12 zugeführt werden. Vorzugsweise sind die Steuersignale so generiert, dass diese als im wesentlichen x- und y-Signale interpretiert werden können. Es ist möglich, diese x-, y-Signale zu analysieren und zwar im Hinblick auf die dadurch beschriebene Bahn sowie insbesondere auch auf die Bahndynamik. Über die zentrale Steuerungseinheit können die über das Lenkrad 1 und das Gestenerfassungssystem 14 gewonnenen Signale verarbeitet werden. Über die entsprechend gewonnenen Informationen kann die Displayeinrichtung 2 mit einem entsprechenden Menü-Bildaufbau beaufschlagt werden. Es können auch weitere Displayeinrichtungen, insbesondere ein Head-Up-Display 2a und ein Back-Wheel-Display 2b angesprochen werden. Die Grafikoberfläche kann in der Art einer Drag and Drop Funktion zwischen den einzelnen Displayeinrichtungen abgestimmt werden. Icons und Kleindarstellungen können vorzugsweise im Bereich des Flachbildschirms im Bereich der Mittelkonsole abgelegt und verstaut werden. Die Vorratsikons können bis zur Eingabe eines definierten Befehls, z.B. Aufweckgeste in Form einer raschen Handbewegung zur Mittelkonsole und hierbei von unten nach oben aufgeweckt werden und unter einer Passiv-Mode Oberfläche hervorkommen.As can be seen from FIG. 2, the vehicle steering wheel 1 is connected to an evaluation circuit 10, which as such generates evaluation signals from the contacting effects acting on the vehicle steering wheel 1. These evaluation signals are supplied to a central control unit 12 in a manner similar to mouse control signals. In the exemplary embodiment shown here, this central control unit 12 is also connected to a gesture detection system 14, via which the spatial position of a hand of the user with respect to the detection electrodes A, B, C, D, E indicated here (in the steering wheel also A ', B'). ) is detected. This gesture detection circuit also generates control signals which are supplied to the central control unit 12. Preferably, the control signals are generated so that they can be interpreted as substantially x and y signals. It is possible to analyze these x, y signals with respect to the web described thereby and in particular also to the path dynamics. Via the central control unit, the signals obtained via the steering wheel 1 and the gesture detection system 14 can be processed. About the information obtained in accordance with the display device 2 can be acted upon with a corresponding menu screen layout. It is also possible to address further display devices, in particular a head-up display 2 a and a back-wheel display 2 b. The graphics interface can be tuned in the manner of a drag and drop function between the individual display devices. Icons and small representations can preferably be stored and stowed in the area of the flat screen in the area of the center console. The Vorratsikons can be woken up to the input of a defined command, eg wake-up gesture in the form of a quick hand movement to the center console and here from bottom to top and come under a passive-mode surface.
Im Gesamtverbund kann über das Lenkrad, das Gestensystem und das Display 2 die Ansteuerung von Slave-Systemen 15 abgewickelt werden. Bei diesen Slave-Systemen kann es sich insbesondere um Stelltriebe für Komfortsysteme sowie auch um Datenverarbeitungssysteme, insbesondere ein Mobilfunksystem 16 und ein Navigationssystem 17 handeln. Diese Systeme 16, 17 können auch unmittelbar in die zentrale Steuereinrichtung 12 eingebunden sein.In the overall network can be handled by the steering wheel, the gesture system and the display 2, the control of slave systems 15. These slave systems can in particular be actuators for comfort systems as well as data processing systems, in particular a mobile radio system 16 and a navigation system 17. These systems 16, 17 can also be integrated directly into the central control device 12.
Für die Touchpadstruktur des Lenkrades kommen an sich bekannte Touchpad-Technologien in Betracht. Weiterhin ist es möglich, unterhalb der Decklage des Lenkrades eine Lage aus einem resistiven Material vorzusehen. Diese resistive Folienlage ist vorzugsweise über mehrere, voneinander beabstandete Anschlusspunkte an ein LC-Netzwerk, bzw. Netzwerksystem angebunden angebunden. Für diese LC-Netzwerk ergibt sich bei Ergreifen des Lenkrades ein bestimmter interner Zustand. Dieser Zustand ändert sich mit einer Veränderung der Lage der Kontaktzonen der hand- und Fingerflächen des Anwenders auf dem Lenkrad. Diese Änderungen werden der Generierung von „X/Y"-Informationen zugrunde gelegt. Das derartige, in das Lenkrad eingebundene Detektionssystem kann sich laufend selbst kalibrieren und auf eine Nullage zurückdämpfen, so dass nur Bewegungen und Änderungen der Lenkradkontaktierung die in ihrer Art als typische Touchpadbewegungen erscheinen zur Generierung der Steuersignale führen.For the touchpad structure of the steering wheel known per se touchpad technologies come into consideration. Furthermore, it is possible to provide a layer of a resistive material below the cover layer of the steering wheel. This resistive film layer is preferably connected to a LC network or network system via a plurality of connection points spaced apart from one another. For this LC network results in seizing the steering wheel, a certain internal state. This condition changes with a change in the position of the contact zones of the user's hand and finger surfaces on the steering wheel. These changes are based on the generation of "X / Y" information such as the steering wheel-integrated detection system that can continuously self-calibrate and rebound to a neutral position so that only movements and changes in steering wheel contacting are typical of their touchpad movement appear to generate the control signals.
Das Lenkrad kann so ausgebildet sein, dass dieses die Generierung der „Cursorsteuerung" durch mehrere Fingerkontaktzonen ermöglicht. Wird beispielsweise der linke Daumen nach oben bewegt kann dies eine Cursorbewegung im Display in X-Richtung herbeiführen. Wird anschließend der Daumen der rechten Hand auf der Lenkradfläche im wesentlichen horizontal bewegt, so kann dies eine Fortsetzung der Cursorbewegung nach rechts, bzw. links bewirken. Das Touch-Padsystem ist vorzugsweise so ausgebildet, dass dieses eine mehrfachkontaktierung zulässt und nur Verlagerungen der Kontaktstellen zur Steuersignalgenerierung verwendet. Es ist möglich, die Auflösung des Lenkradtouchpads derart hoch zu gestalten dass das Lenkrad, insbesondere der Bereich der Airbag-Abdeckung als folienartige Eingabetastatur verwendet werden kann. Das Lenkrad kann so ausgestaltet sein, dass auch der Anpressdruck auf die Lenkradfläche detektiert und zur Generierung von Signalen herangezogen werden kann. Die Lenkradfläche kann mit Symbolen versehen sein die eine direkte Zuordnung von Lenkradzonen zu bestimmten Funktionen visualisieren.The steering wheel may be configured to allow the generation of "cursor control" through multiple finger contact zones, for example, moving the left thumb upwards may cause the cursor to move in the X direction and then the right hand will be on the steering wheel surface Moving substantially horizontally, this may cause the cursor to move to the right or left, respectively, The touch pad system is preferably configured to permit multiple contacting and use only displacements of the pads for control signal generation. It is possible to make the resolution of the Lenkradtouchpads so high that the steering wheel, in particular the area of the airbag cover can be used as a sheet-like input keyboard. The steering wheel can be designed so that the contact pressure on the steering wheel surface can be detected and used to generate signals. The steering wheel surface can be provided with symbols that visualize a direct assignment of steering wheel zones to certain functions.
Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeugcockpit das als solches mit einer Eingabeschnittstelle ausgestattet ist über welche hand- und fingermotorisch Eingabeoperationen vorgenommen werden können.FIG. 3 shows a vehicle cockpit according to the invention, which as such is equipped with an input interface via which manual and finger-engineered input operations can be performed.
Das Fahrzeugcockpit umfasst einen Schalthebel 1 der als solcher einen Knaufkopf 2 trägt. Der Knaufkopf 2 bildet eine Fingerauflagefläche und zeichnet sich dadurch aus, dass in diesem eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, zur Generierung eines Ausgangssignales nach Maßgabe der Position oder der Bewegung des Fingers eines Anwenders auf der Fingerauflagefläche.The vehicle cockpit comprises a shift lever 1 which carries a knob head 2 as such. The knob head 2 forms a finger support surface and is characterized in that in this a detection device is provided for generating an output signal in accordance with the position or the movement of the finger of a user on the finger support surface.
Das durch die Erfassungseinrichtung generierte Ausgangssignal kann derart generiert werden, dass dieses indikativ ist für die Bewegung oder Position des Fingers des Anwenders auf der Fingerauflagefläche innerhalb eines kartesischen Systems, insbesondere in Richtung einer X- und einer Y-Achse.The output signal generated by the detection device can be generated such that it is indicative of the movement or position of the user's finger on the finger support surface within a Cartesian system, in particular in the direction of an X and a Y axis.
Die Erfassungseinrichtung kann so ausgebildet sein, dass weitere Eingabemerkmale berücksichtigt werden können. Als weitere Eingabemerkmale können insbesondere der Abstand und/oder der Anpressdruck des Fingers von der, bzw. auf die Fingerauflagefläche berücksichtigt werden. Dies „Z- Informationen" können als Selektionsbefehle zur Selektion einer über das X/Y Auswahlsystem angesteuerten Funktion verwendet werden. Es ist auch möglich, über diese Z-Informationen anderweitige Menueführungskonzepte, z.B. die Auswahl verschiedener Menueoberflächen zu realisieren. Grundsätzlich sind für die Konversion der Fingerbewegung auf dem Schaltknauf all jene Signalverarbeitungskonzepte geeignet wie sie im Zusammenhang mit Cursorsteuerungen bei mobilen Rechnersystemen Anwendung finden können.The detection device can be designed so that further input features can be taken into account. In particular, the distance and / or the contact pressure of the finger from or onto the finger support surface can be taken into account as further input features. This "Z information" can be used as selection commands for the selection of a function controlled via the X / Y selection system It is also possible to use this Z information to implement other menu guidance concepts, eg the selection of different menu interfaces Finger movement on the shift knob all those signal processing concepts suitable as they can be used in connection with cursor controls in mobile computer systems application.
Die Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass diese in das Fahrzeugseitige elektronische Bordsystem eingebunden ist, oder über eine geeignete Schnittstelle mit diesem gekoppelt ist. Die Erfassungseinrichtung kann mit einer elektronischen Hauptschaltung verbunden sein über welche Kompatibilität zum Signalstandard des Bordsystems geschaffen wird, und/oder auch schaltbare Leistungsausgänge für direkt ansteuerbare Systeme, z.B. Sitze, Spiegel und Lüftungssysteme bereitgestellt werden können. Über die erfindungsgemäße Schnittstelle sind insbesondere, jedoch nicht ausschließlich Ansteuerungen der folgenden Komponenten und Funktionseinheiten möglich: Gang- und Getriebekonfigurati- onskomponeneten, Fahrwerksabstimmungssysteme, Handbremssysteme, Temperatur-, Klima-, und Belüftungseinstellung, Sitzeinstellung, Spielgeleinstellung, Audio/Videoeinstellungen, Fahrtdokumentationssysteme, Aufzeichnungssysteme, Tempolimiteinstellung, Schiebedach, Verdeck und Navigationssystemeinstellung, Kamerasysteme.The detection device is preferably designed such that it is integrated in the vehicle-side electronic on-board system, or is coupled to it via a suitable interface. The detection device may be connected to a main electronic circuit via which compatibility with the signal standard of the onboard system is created, and / or switchable power outputs for directly controllable systems, such as seats, mirrors and ventilation systems can be provided. The interface according to the invention particularly, but not exclusively controls the following components and functional units are possible: gear and Getriebekonfigura- onskomponeneten, chassis tuning systems, hand brake systems, temperature, air conditioning and ventilation adjustment, seat adjustment, gel adjustment, audio / video settings, driving documentation systems, recording systems, Speed limit setting, sunroof, soft top and navigation system settings, camera systems.
Es ist möglich, den anwenderseitig veranlassten Steuerungseffekt durch Feedbacksysteme zu unterstreichen. Feedbacksysteme sind vorzugsweise durch eine Displayeinrichtung, sowie durch anderweitige optische und akustische Strukturen realisiert.It is possible to emphasize the user-induced control effect by feedback systems. Feedback systems are preferably realized by a display device, as well as by other optical and acoustic structures.
So ist es möglich, bei der Anwahl eines Sitzeinstellungsmenuepunktes im Bereich eines zentralen Flachdisplays die aktuelle Sitzkonfiguration zu visualisieren und die anwenderseitig vorgenommene Änderung der Einstellung farblich kenntlich zu machen. Es ist möglich Sitzeinstellungsveränderungs- programme auszuwählen die hinsichtlich Sitzhöhe und Lenkradabstand für den jeweiligen Anwender zutreffen und welche währende des Betriebs des Fahrzeuges ergonomisch vorteilhaft variierende Sitzeinstellungen herbeiführen.It is thus possible to visualize the current seating configuration when selecting a seat adjustment menu item in the area of a central flat display and to color-identify the change in the setting made by the user. It is possible to select seat adjustment modification programs that apply to the seat height and steering wheel distance for the particular user and which will result in ergonomically advantageous varying seat adjustments throughout the operation of the vehicle.
Über das erfindungsgemäße Schnittstellensystem können wie bereits angegeben auch Einstellungen von nicht unmittelbar im Griffbereich des Anwenders liegenden Komponenten, insbesondere Seitenspiegeleinstellungen und Lüftungsdüseneinstellungen vorgenommen werden. Der jeweils herbeigeführte Einstellzustand kann an dem Flachdisplay visualisiert werden. Der Einstellvorgang kann durch akustische Effekte begleitet werden. Die akustischen Effekte können wiederum durch den Anwender gewählt werden.By means of the interface system according to the invention, it is also possible, as already stated, for adjustments to be made to components not directly located in the grip area of the user, in particular wing mirror settings and ventilation nozzle settings. The respective setting state can be visualized on the flat display. The adjustment process can be accompanied by acoustic effects. The acoustic effects can again be selected by the user.
Die Steuerungsbefehle können neben der X/Y und ggf. Z-Bewegung innerhalb von Menuefenstern auch durch Bewegungs- und Gestenanalyse generiert werden. Hierzu können die Bahnverlaufsinformationen über den Bewegungsbahnverlauf der Hand oder des entsprechenden Fingergliedes des Anwenders ausgewertet werden. Weiterhin ist es auch möglich die Dynamik der Bewegung zu analysieren und auszuwerten.The control commands can be generated in addition to the X / Y and possibly Z-movement within menu windows by motion and gesture analysis. For this purpose, the trajectory information on the trajectory course of the hand or the corresponding phalanx of the user can be evaluated. Furthermore, it is also possible to analyze and evaluate the dynamics of the movement.
Der erfindungsgemäß mit einem Eingabesystem ausgestattete Schalthebel ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung in eine Detektionszone eingebunden durch welche auch die Bewegungen der Hand des Anwenders erfasst werden können, bevor dieser den Schalthebel berührt.According to another aspect of the present invention, the shift lever equipped with an input system according to the invention is integrated in a detection zone by which the movements of the user's hand can also be detected before it touches the shift lever.
Es ist möglich, das Feedbacksystem, insbesondere das Flachdisplay während des Normalbetriebs in einem Ruhe oder Normalbetriebszustand zu betreiben in welchem dieses nur bestimmte Normalbe- triebswiedergabekonzepte abarbeitet. Erst wenn sich die Hand des Anwenders nach einem bestimmten Bewgungsmuster in eine Handbewegungsdetektionszone begibt gelangt das System in einen Feedbackzustand in welchem über das Display z.B. die relevanten Menuefunktionen angezeigt werden. Anhand einer relativ grobmotorischen Querbewegung der Hand kann beispielsweise eine Grundselektion eines Menuefeldes erfolgen. Nach Absenken der Hand zum Schalthebel bleibt diese Auswahl bestehen und über die Steuerfläche des Schalthebels kann in dem ausgewählten Menuefeld eine Feinselektion und Feinsteuerung erfolgen.It is possible to operate the feedback system, in particular the flat display during normal operation in a rest or normal operating state in which this only certain normal operating reproduction concepts. Only when the user's hand moves into a hand movement detection zone after a certain pattern of movement does the system enter a feedback state in which, for example, the relevant menu functions are displayed via the display. For example, a basic selection of a menu field can be made on the basis of a relatively coarse-motor transverse movement of the hand. After lowering the hand to the shift lever this selection remains and on the control surface of the shift lever can be done in the selected menu field, a fine selection and fine control.
Es ist möglich, die Aktivierung des Feedbacksystems davon abhängig zu machen in welcher Art die Hand des Anwenders in den Detektionsbereich eindringt. So kann beispielsweise eine ausgeprägt rasche Bewegung zum Display oder einem bestimmten Punkt im Bereich der Mittelkonsole gefordert werden um das Eingabesystem in einen Wachzustand zu schalten. Handbewegungen aus dem unteren Bereich zum Schalthebel können so interpretiert werden, dass durch diese keine Schaltoperationen veranlasst werden.It is possible to make the activation of the feedback system dependent on how the user's hand penetrates into the detection area. Thus, for example, a markedly rapid movement to the display or a certain point in the area of the center console may be required in order to switch the input system into a waking state. Hand movements from the lower area to the shift lever can be interpreted so that no switching operations are caused by them.
Jene Feedbacksysteme können alternativ zu einem Flachbildschirm, oder auch in Kombination hiermit durch weitere Displaysysteme, insbesondere Headup-Displaysteme realisiert sein. Weiterhin ist es möglich, im Bereich der angesteuerten Komponenten (- z.B. Lüftungsdüsen, Seitenspielgel, Audioanlagen ... ) Leuchtmittel, z.B. in Form von Leuchtdioden vorzusehen über welche angezeigt wird, ob dieses Untersystem gerade durch Eingaben über das Schnittstellensystem beeinflusst werden kann.Those feedback systems can be realized as an alternative to a flat screen, or also in combination herewith by further display systems, in particular head-up display systems. Furthermore, it is possible, in the area of the controlled components (for example, ventilation nozzles, side mirrors, audio systems, etc.) to use light sources, e.g. in the form of LEDs to indicate whether this subsystem can currently be influenced by inputs via the interface system.
Die in den Schalthebel eingebundene Erfassungseinrichtung kann durch eine Touchpadschaltung realisiert sein. Weiterhin kann diese durch einen Trackballmechanismus, oder gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung auf optischem Wege realisiert sein.The detection device integrated in the shift lever can be realized by a touchpad circuit. Furthermore, this may be realized optically by a trackball mechanism, or according to a particular aspect of the present invention.
Bei der Realisierung der Erfassungseinrichtung in einer Weise zur Erfassung der Fingerbewegung auf optischem Wege ist in den Schaltknauf vorzugsweise eine Kameraeinrichtung eingebunden wie sie ansatzweise bei optischen Maussteuerungen vorgesehen ist. Über diese Kameraeinrichtung kann die Bewegung der Fingerkuppe auf der Fingerauflagefläche detektiert und zur Generierung von X/Y und ggf. auch Z-Informationen herangezogen werden. Die Kameraeinrichtung kann über ein Linsensystem unterhalb der Auflagefläche sitzen. Die Auflagefläche kann aus einem Material gefertigt sein, das stark getönt, oder im sichtbaren Lichtbereich weitgehend undurchsichtig ist. Die Kameraeinrichtung kann insbesondere auf den nahen IR-Bereich ausgerichtet sein. Die Kameraeinrichtung kann auch zur Erfassung biometrischer Informationen, insbesondere zur Fingerabdrucksanalyse herangezogen werden, so dass bestimmte Funktionen - z.B. Starten des Fahrzeuges, Lösen der Feststellbremse nur von autorisierten Anwendern vorgenommen werden können. Die Signalherausführung aus dem Schaltknauf kann drahtlos erfolgen. Sie kann insbesondere optisch, funkbasiert, oder gemäß einem besonderen Aspekt derart erfolgen, dass ein Signaltransfer auf Grundlage feldelektrischer Wechselwirkungseffekte erfolgt. In letzterem Fall kann der Signaltransfer in besonders vorteilhafter Weise unter Einbindung des Anwenders in den Signalübertragungsweg erfolgen. Der Signalübertragungsweg der Über den Anwender läuft kann so gestaltet sein, dass dieser nur über eine relativ kurze Wegstrecke, z.B. nur den Vorderarm oder vom Arm in den Schenkel- oder Kniebereich des Anwenders erfolgt und dort wieder ausgekoppelt wird.In the realization of the detection device in a manner for detecting the movement of the finger by optical means, a camera device is preferably integrated in the shift knob, as it is provided to some extent in optical mouse controls. About this camera device, the movement of the fingertip can be detected on the finger support surface and used to generate X / Y and possibly also Z information. The camera device can sit over a lens system below the support surface. The support surface can be made of a material that is heavily tinted, or largely opaque in the visible light range. The camera device can in particular be aligned with the near IR range. The camera device can also be used to capture biometric information, in particular for fingerprint analysis, so that certain functions - eg starting the vehicle, releasing the parking brake can only be made by authorized users. The signal execution from the shift knob can be wireless. In particular, it may be optical, radio-based, or according to a particular aspect such that a signal transfer takes place on the basis of field-electrical interaction effects. In the latter case, the signal transfer can take place in a particularly advantageous manner with the involvement of the user in the signal transmission path. The signal transmission path running over the user can be designed so that it takes place only over a relatively short distance, eg only the forearm or from the arm to the thigh or knee area of the user and is decoupled there again.
Das erfindungsgemäße System wird gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Einbindung einer Fahrer/Beifahrer Unterscheindung betrieben. Diese Unterscheidung kann erfolgen indem die Eindringrichtung der Hand in den Detektionsbereich analysiert wird. Die Unterscheindung Fahrer/Beifahrer kann auch durch Feldelektrische Signalein/auskoppelung in den Fahrer/Beifahrer erfolgen. Charakteristisch können hierbei Frequenzen oder insbesondere digitale Informationsinhalte der eingekoppelten Signale sein. Es ist möglich, über anwenderseitig zu führende Autorisierungsschaltungen Signale in den Anwender einzukuppeln die für die Freigabe des Eingabesystems erforderlich sind.The system according to the invention is operated in accordance with a particular aspect of the present invention with the involvement of a driver / passenger distinction. This distinction can be made by analyzing the direction of penetration of the hand into the detection area. The distinction driver / passenger can also be done by field electrical signal in / out coupling in the driver / passenger. In this case, frequencies or, in particular, digital information contents of the injected signals may be characteristic. It is possible to use user-supplied authorization circuits to couple signals into the user which are required for the release of the input system.
Es ist möglich, den Umgriffszustand des Schaltknaufes zu ermitteln und aus diesem weitere Informationen abzuleiten.It is possible to determine the Umgriffszustand the shift knob and derive further information from this.
Der erfindungsgemäße Schaltknauf kann Teil eines Steuerungssystems bilden, das weiter Eingabezonen für grob- und oder feinmotorische Eingabeoperationen vorsieht. So können insbesondere auch im Lenkradbereich X/Y Eingabeflächensysteme sowie auch Scrollsysteme vorgesehen sein. Beispielsweise kann durch ein im linken Lenkradbereich vorgesehenes Scrollsystem eine Querbewegung durch ein Optionsfeld erfolgen. Durch ein im rechten Lenkradbereich vorgesehenes Scroll oder Touchpadsystem kann eine Vertikalbewegung in einem Optionsfeld erfolgen. Das Optionsfeld kann grafisch als Menuefenster über das zentrale Display visualisiert werden.The shift knob according to the invention may form part of a control system which further provides input zones for coarse and / or fine motor input operations. Thus, in particular in the steering wheel area X / Y input surface systems as well as scroll systems can be provided. For example, by means of a scroll system provided in the left-hand steering wheel region, a transverse movement can take place through an option field. By means of a scroll or touchpad system provided in the right-hand steering wheel area, a vertical movement can take place in an option field. The option field can be graphically visualized as a menu window via the central display.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schnittstellensystems wird nachfolgend in Verbindung mit Figur 4 (beispielhaft) hinsichtlich der Abwicklung eines Sitzeinstellvorgangs beispielhaft beschrieben:The mode of operation of the interface system according to the invention will be described below by way of example in connection with FIG. 4 (by way of example) with regard to the execution of a seat adjustment procedure:
Zur Einleitung eines Sitzverstellungsvorganges bewegt der Anwender seine Hand 10 mit der Bewegung Ml in einen Erfassungsbereich E der sich vor der Mittelkonsole und oberhalb eines Kardantunnels befindet. Die Erfassung erfolgt durch mehrere Elektroden Pl, P2.... Diese Elektroden sind in eine Schaltung (z.B. LC -Netzwerk) eingebunden über welche Signale generiert werden die eine relativ präzise Erfassung der Position der Hand 10 in dem Erfassungsbereich E ermöglichen. Diese Schaltungen können so ausgeführt sein, dass Änderungen der dielektrischen Eigenschaften in dem Erfassungsbereich, sowie Pegeländerungseffekte zur Generierung von räumlichen Positionsinformationen herangezogen werden.To initiate a seat adjustment operation, the user moves his hand 10 with the movement Ml in a detection area E located in front of the center console and above a transmission tunnel. The detection is effected by a plurality of electrodes Pl, P2 .... These electrodes are integrated into a circuit (eg LC network) via which signals are generated which enable a relatively precise detection of the position of the hand 10 in the detection zone E. These Circuits may be designed to utilize changes in the dielectric properties in the detection area, as well as level change effects to generate spatial position information.
Anhand der im Rahmen des Einbringens der Hand 10 in den Erfassungsbereich E laufend erhobenen Positionsinformationen wird der Bahnverlauf der Handbewegung Ml durch die Handpositionsdetek- tionsschaltung 11 festgestellt. Bei Vorliegen bestimmter charakteristischer Merkmale, z.B. markanter Viertelkreisbogen mit Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn am Anfang und markantes Abbremsen am Ende wird festgestellt, dass eine Eingabeoperation des Fahrers beabsichtigt ist.On the basis of the position information continuously collected during the insertion of the hand 10 into the detection area E, the trajectory of the hand movement M 1 is detected by the hand position detection circuit 11. In the presence of certain characteristic features, e.g. Marked quarter circle arc with counterclockwise rotation at the beginning and marked deceleration at the end, it is determined that an input operation of the driver is intended.
Über die Handpositionsdetektionsschaltung 11 wird nunmehr eine Menuesteuerungsschaltung 12 und das Display 13 aktiviert. Über das Display 13 wird eine Menuefamilie angezeigt. Anhand der Bewegung M2 der Hand 10 kann eine Menuepunktauswahl erfolgen. Die Menuepunktauswahl erfolgt durch markantes Absenken der Hand 10 mit einer Bewegung gemäß M3 (Viertelkreis zurück/nach unten, weiteres im wesentlichen gerades Absenken zum Schaltknauf) wird der momentan durch die Querbewegung M2 hervorgehobene Menuepunkt - hier der Sitzeinstellungsmenuepunkt - selektiert.About the hand position detection circuit 11, a menu control circuit 12 and the display 13 is now activated. Via the display 13, a menu family is displayed. Based on the movement M2 of the hand 10, a menu item selection can be made. The Menuepunktpunktauswahl is made by striking lowering of the hand 10 with a movement according to M3 (quarter circle back / down, further substantially straight down to the shift knob) is currently selected by the transverse movement M2 menu item - here the Sitzinstellungsmenuepunkt - selected.
Der Anwender ergreift nunmehr mit seiner Hand 10 den Schaltknauf 2. In dem Schaltknauf 2 befindet sich eine Kameraeinrichtung 14 über welche die Bewegung der Daumenkuppe 15 auf einer Daumenauflagefläche 16 erfasst werden kann.The user now takes his hand 10 the shift knob 2. In the shift knob 2 is a camera device 14 via which the movement of the thumb pad 15 can be detected on a thumb rest surface 16.
Nach Maßgabe der XfY Informationen zur Bewegung der Daumenkuppe 15 werden Ausgangssignale AS generiert. Diese können drahtlos - hier durch eine IR-Schnittstelle zu einer Steuerschaltung 17 übertragen werden.In accordance with the XfY information on the movement of the thumb pad 15, output signals AS are generated. These can be transmitted wirelessly - here by an IR interface to a control circuit 17.
Über diese Steuerschaltung erfolgt eine Feinkoordination des Stellvorganges. Hierzu erfolgt eine Visualisierung der Stelloperation im Display 13 und simultan hierzu eine Ansteuerung der Sitzschaltung 18 und damit der Komfortantriebe des Sitzes. Der Schalthebel kann währenddessen weiterhin für die Gangwahl geschaltet werden.About this control circuit is a fine coordination of the adjustment process. For this purpose, a visualization of the positioning operation takes place in the display 13 and simultaneously a control of the seat circuit 18 and thus the comfort drives the seat. The gearshift lever can still be used for gear selection.
Die aktuelle Sitzkonfiguration und ggf. Sitzlastverteilung kann in dem Display 13 angezeigt werden. Es ist möglich über das Display eine Bewertung der Einstellung nach ergonomischen Gesichtspunkten anzuzeigen.The current seat configuration and possibly seat load distribution can be displayed in the display 13. It is possible to display on the display an evaluation of the setting according to ergonomic criteria.
Es ist möglich, über die Menuepunktfamilie auch einen Gangschaltmenuepunkt vorzusehen, der es ermöglicht über die Eingabefläche 16 eine Shift by wire Operation durch Daumenbewegung vorzunehmen. Es ist möglich auch an anderer Stelle im Fahrzeug Eingabeflächen zur Gesten- und Bewegungserfassung und Fingerbewegungserfassung vorzusehen und hiermit Steuerungs- und Schaltvorgänge im Fahrzeug abzuwickeln. Das erfindungsgemäße Konzept eignet sich insbesondere für die gesten- und fingermotorisch koordinierte Abwicklung von Schalt-, Steuer- und Selektionsvorgängen im Fahrzeugbereich, insbesondere zur Fenster und Schiebedachbetätigung, zur Ansteuerung von Audio und Videosystemen zur Ansteuerung von Komfortantrieben wie Sitzstelltrieben, Spielgelantrieben und Lüftungsdüsenstellantrieben. Es eignet sich in besonders vorteilhafter Weise auch für anderweitige Koordinationsprozesse, z.B. Steuerung eines Mobilfunk-, und Navigationssystems.It is also possible, via the menu point family, to provide a gear shift menu item which makes it possible to carry out a shift by wire operation by thumb movement via the input surface 16. It is also possible to provide input areas for gesture and motion detection and finger movement detection elsewhere in the vehicle and to handle control and shift operations in the vehicle. The concept according to the invention is particularly suitable for gestures and finger-engineered coordination of switching, control and selection processes in the vehicle sector, in particular for windows and sunroof operation, for controlling audio and video systems for controlling comfort drives such as seat actuators, play gel drives and ventilation nozzle actuators. It is also particularly advantageously suitable for other coordination processes, eg control of a mobile radio and navigation system.
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