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WO2018137787A1 - Verfahren zum betreiben einer mensch-maschinen-schnittstelle sowie mensch-maschinen-schnittstelle - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer mensch-maschinen-schnittstelle sowie mensch-maschinen-schnittstelle Download PDF

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WO2018137787A1
WO2018137787A1 PCT/EP2017/062365 EP2017062365W WO2018137787A1 WO 2018137787 A1 WO2018137787 A1 WO 2018137787A1 EP 2017062365 W EP2017062365 W EP 2017062365W WO 2018137787 A1 WO2018137787 A1 WO 2018137787A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
touch
sensitive surface
button
machine interface
human
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/062365
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sören LEMCKE
Nikolaj Pomytkin
Timo SCHUBERT
Uwe Class
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BCS Automotive Interface Solutions GmbH
Original Assignee
BCS Automotive Interface Solutions GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BCS Automotive Interface Solutions GmbH filed Critical BCS Automotive Interface Solutions GmbH
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Priority to US16/479,632 priority patent/US20210349592A1/en
Priority to KR1020197025147A priority patent/KR20190111095A/ko
Priority to EP17726898.4A priority patent/EP3574396A1/de
Priority to JP2019540619A priority patent/JP2020506476A/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/60—Instruments characterised by their location or relative disposition in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K37/00—Dashboards
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/048—Indexing scheme relating to G06F3/048
    • G06F2203/04808—Several contacts: gestures triggering a specific function, e.g. scrolling, zooming, right-click, when the user establishes several contacts with the surface simultaneously; e.g. using several fingers or a combination of fingers and pen

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a human-machine interface for a vehicle and a human-machine interface for a vehicle.
  • buttons on the touch-sensitive surfaces are known. Usually, such interfaces are set up by a control unit buttons on the touch-sensitive surfaces.
  • a button is understood to mean an area on the touch-sensitive surface which acts as a button or slider.
  • the button can be operated to interact with the human-machine interface. The actuation can be effected by touching, wiping (so-called swiping) or by increasing the pressure on the touch-sensitive surface.
  • wiping wiping
  • the control unit checks to see if this contact has occurred in the area of one of the buttons. If this is the case, the corresponding button is considered activated.
  • Such buttons are well known from touch displays, such as smartphones or tablets.
  • buttons are arranged at predetermined areas on the touch-sensitive surface and are displayed, for example, in a touch-sensitive display by a corresponding representation on the display itself.
  • increased attention is necessary because the user must meet a only visually displayed button with his finger to trigger a specific function.
  • this is for human-machine interfaces in vehicles disadvantageous because the user, mostly the driver, should be distracted from traffic as little as possible.
  • a method for operating a human-machine interface for a vehicle comprising a vehicle component, a control unit and a touch-sensitive surface, which is provided on the vehicle component, comprising the following steps: a) a contact at any point of contact of the vehicle touch-sensitive surface is detected, b) the touch point is then assigned a button, by means of which an input is possible, wherein the button is assigned a function.
  • the control unit is connected to the touch-sensitive surface.
  • the detection of a touch can be done by the control unit or by a controller of the touch-sensitive surface itself.
  • the assignment of the button to the touch point is carried out by the control unit, wherein the button can be operated by touching again, increasing the pressure on the touch-sensitive surface or pushing / swiping.
  • the method is carried out when the touch-sensitive surface is touched again after a certain time without touching.
  • the invention is based on the principle of the prior art that fixed, predetermined surfaces of the touch-sensitive surface serve as fixed buttons that have to be hit for the user to operate with his finger.
  • the basic idea of the invention is that the user can now touch the touch-sensitive surface at any point of contact and then a button is assigned to this point.
  • buttons are not stationary or their Position is not fixed. Therefore, the user does not need to pay attention to the position of the button, but has access to the entire touch-sensitive surface. Figuratively speaking, the required attention is reduced by not the user's finger searching for the button, but the button searching for the finger.
  • the button can then be actuated in the usual way, for example by renewed contact, pressure increase (greater pressure of the finger against the surface) or pushing or swiping.
  • a plurality of touches in particular of a plurality of fingers, are recognized at a plurality of touch points of the touch-sensitive surface, at least two touch points each being assigned a button.
  • the touches occur simultaneously. In this way, ergonomic operation of the human-machine interface with multiple fingers regardless of the size of the hand is possible.
  • the function (s) are displayed on an output screen spatially separated from the touch-sensitive surface and / or the vehicle component, so that the user can easily read the functions of the buttons at the touch points, ie the buttons under his fingers.
  • the representation of the functions at several points of contact in the order of the buttons on the touch-sensitive surface can take place in order to simplify the assignment of the functions to the buttons below his fingers to the user.
  • the output screen is for example a screen in the dashboard and / or the screen of a head-up display, so that the user has to remove his eyes for the operation of the man-machine interface only for a short moment from the road.
  • a haptic and / or optical feedback can occur when the button or one of the buttons is actuated.
  • An optical or visual feedback may be generated, for example, by the output screen or by at least one optical element on the touch-sensitive surface.
  • Haptic feedback can be given eg by a vibration motor, a pressure resistor, similar to pushbuttons, or by an ultrasound source.
  • the position and / or function of the button or buttons is represented by at least one optical element on the touch-sensitive surface.
  • the optical element may be one screen or multiple LEDs. In this way, the operability and thus the attention required for operation is further reduced.
  • the button associated with the point of contact of a predetermined finger in particular the thumb, always has the same function.
  • the user knows that by operating the touch-sensitive surface with this particular finger, he always performs the same function, thus further simplifying the use. For example, the user gets used to the fact that the thumb always returns to the main menu.
  • Detection takes place, for example, on the basis of the position of the thumb, since the operating direction, that is to say the side of the touch-sensitive surface on which the palm lies, is known.
  • the information on which hand the touch-sensitive surface is operated allows conclusions about the user, which can then be offered to him tailored functions.
  • a touch-sensitive surface disposed on a center console is operated by the right-hand driver and the left-handed passenger.
  • the function assigned to the button or the functions assigned to the buttons are preselected by the user, in particular by a voice control, a gesture control and / or a mechanical input element spatially separated from the touch-sensitive surface.
  • the human-machine interface can be adapted by the driver to his wishes.
  • the input element may be, for example, a rotary switch in the center console and / or buttons in the steering wheel.
  • a human-machine interface for a vehicle which is in particular adapted to carry out the method according to the invention, with a vehicle component, a control unit and a touch-sensitive surface which is provided on the vehicle component.
  • a human-machine interface for a vehicle, which is in particular adapted to carry out the method according to the invention, with a vehicle component, a control unit and a touch-sensitive surface which is provided on the vehicle component.
  • at least one button is provided on the touch-sensitive surface, the position of which is determined by the control unit such that the position of the button is set to the point of contact when the touch-sensitive surface touches the touch-sensitive surface at any point of contact who was touched.
  • buttons are set when the touch-sensitive surface is touched again after a certain time without touching. This reduces the attention required to operate.
  • several buttons are provided at several points at the same time several buttons, each one button is arranged at each of the contact points that have been touched.
  • the human-machine interface can be operated simultaneously with multiple fingers.
  • the human-machine interface has an output screen that is spatially separated from the touch-sensitive surface and / or the vehicle component, wherein the function of the at least one button is displayed on the output screen.
  • the order of the functions on the output screen corresponds to the order of the touch points on the touch-sensitive surface.
  • the output screen may be a screen in the dashboard and / or the screen of a head-up display (HUD).
  • the at least one button can be operated by renewed contact, increase in pressure and / or shifting of the touch point.
  • the touch-sensitive surface and / or the vehicle component on a mechanical feedback element for haptic feedback in particular a vibration motor, a pressure resistor and / or an ultrasonic source.
  • the pressure resistor is designed such that it generates a pressure point as in a push button.
  • At least one optical element is provided on the touch-sensitive surface for representing the position and / or the function of the at least one button in order to further simplify the operation.
  • an optical element is for example a screen, an LED matrix or LEDs into consideration.
  • the vehicle component is a steering wheel, a seat, a joystick, a door panel, an armrest, a part of a center console, a part of a dashboard, and / or a part of an overhead panel, thereby the touch-sensitive surface is conveniently accessible to the user, in particular the driver.
  • FIG. 1a is a perspective view of a cockpit of a vehicle provided with a human-machine interface according to the invention
  • FIGS. 2 a to 2 d and 3 a to 3 d an illustration of the method according to the invention in various steps and situations
  • FIGS. 2 a to 2 d and 3 a to 3 d an illustration of the method according to the invention in various steps and situations
  • FIGS. 2 a to 2 d and 3 a to 3 d an illustration of the method according to the invention in various steps and situations
  • FIGS. 2 a to 2 d and 3 a to 3 d an illustration of the method according to the invention in various steps and situations
  • FIGS. 4a to 4c show a further illustration of various steps in operating the human-machine interface according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cockpit of a vehicle.
  • the cockpit conventionally includes various vehicle components 10, such as a steering wheel 12, a driver's seat 14, a passenger's seat 16, door panels 18, armrests 20, a dashboard 22, a center console 24, and overhead panels 26.
  • vehicle components such as a steering wheel 12, a driver's seat 14, a passenger's seat 16, door panels 18, armrests 20, a dashboard 22, a center console 24, and overhead panels 26.
  • a joystick 28 may be provided in the cockpit.
  • the cockpit has a human-machine interface 30 which, in the exemplary embodiment shown, comprises a plurality of touch-sensitive surfaces 32, a control unit 34 and a plurality of output screens 36.
  • the control unit 34 is connected to the output screens 36 and the touch-sensitive surfaces 32 in terms of information technology.
  • the human-machine interface 30 has eleven touch-sensitive surfaces 32 on various vehicle components 10. The vehicle components 10, on which the touch-sensitive surfaces 32 are provided, are then part of the man-machine interface 30.
  • touch-sensitive surfaces 32 is meant to be exemplary only.
  • the human-machine interface 30 may also be implemented only with a touch-sensitive surface 32 on one of the vehicle components 10 or any other number of touch-sensitive surfaces 32.
  • touch-sensitive surfaces 32 are located on each of the door panels 18 of the driver's door or the passenger's door or on associated armrests 20.
  • a touch-sensitive surface 32 is disposed on the overhead fairing 26 in the driver's area.
  • touch-sensitive surface 32 is provided on the steering wheel 12, wherein in Figure 1, the touch-sensitive surface 32 is shown on the front of the steering wheel 12. It is also possible and advantageous if the touch-sensitive surface 32 extends to the rear side of the steering wheel 12 or is formed there only.
  • a touch-sensitive surface 32 in the dashboard 22 and one in the center console 24 is provided.
  • touch-sensitive surfaces 32 on the driver's seat 14 and the passenger seat 16 and are used in particular for seat adjustment.
  • these touch-sensitive surfaces 32 are shown on the tops of the seats 14, 16. However, these may also be located on the sides of the seats 14, 16 at the known positions for adjustment devices for the seats.
  • the control stick 28 also has at least one touch-sensitive surface 32.
  • the touch-sensitive surface 32 on the joystick 28 is divided into various areas that the points on the joystick 28 are provided, which abut the fingertips of a user.
  • a touch-sensitive surface 32 on a vehicle component 10 is shown in section.
  • the touch-sensitive surface 32 is not attached directly to the vehicle component 10, but below the touch-sensitive surface 32 is an optical element 40, in this case another screen provided.
  • the optical element 40 may also be an LED matrix or individual LEDs.
  • the screen and the touch-sensitive surface 32 together form a touch-sensitive touch display, as is known, for example, from smartphones or tablets.
  • the sequence of touch-sensitive surface 32 and optical element 40 is reversed and / or additionally a protective layer is provided on the outside.
  • a mechanical feedback element 42 is provided between the touch-sensitive surface 32 and the vehicle component 10.
  • this is a vibration motor that can vibrate the touch-sensitive surface 32.
  • the mechanical feedback element 42 is a pressure resistance, as it is known from push buttons (eg in a keyboard). The pressure resistor may generate a certain pressure point by a mechanical counterforce to provide haptic feedback upon depression of the touch-sensitive surface 32.
  • the mechanical feedback element 42 is an ultrasound source which emits ultrasonic waves in the direction of a user's finger in order to give haptic feedback when the touch-sensitive surface 32 is actuated.
  • FIGS. 2, 3 and 4 one of the touch-sensitive surfaces 32 (below) and a part of the display of an output screen 36 (top) are shown schematically for explaining the method.
  • the user can put his hand anywhere on the touch-sensitive surface 32 or his fingers can touch the touch-sensitive surface 32 at any point, without the process would be disturbed.
  • the touch of the fingers at the points of contact 46 is from the
  • Control unit 34 is detected, and these touch points 46 is then assigned to each one button 48.1, 48.2, 48.3, 48.4, 48.5 (summarized below by the reference numeral 48).
  • the position (for example the center point) of one of the buttons 48 is set to one of the contact points 46.
  • buttons 48 are thus associated with individual touch points 46 and include the respective touch point 46.
  • mating buttons 48 and touch points 46 are located at the same position on the touch-sensitive surface 32.
  • buttons 48 are larger than the contact points 46 executed so that they completely surround the contact points 46.
  • the buttons 48 may have a round, in particular circular, or a rectangular contour.
  • control unit 34 can recognize which touch point 46 must correspond to which finger of a hand, and correspondingly assigns the respective fingers to the touch points 46 and the associated buttons 48.
  • the recognition of the fingers takes place, for example, by an analysis of the position of the contact points 46 relative to one another, since this is largely predetermined by the human anatomy.
  • buttons 48 are also assigned by the control unit 34 has a function associated with the operation of the corresponding vehicle component 10 or the general infotainment system of the vehicle.
  • This function is displayed in the output screen 36, for example as a symbol or icon.
  • the thumb 48.1 is assigned to the button 48.1 in FIG. 2c and the return to the main menu is assigned as a function. This function is symbolized in the output screen 36 by a small house.
  • the button 48.2 is assigned the index finger and the "air conditioning” function;
  • the button 48.3 is assigned the middle finger and the “navigation system” function;
  • the button 48.4 is assigned the ring finger and the function "Entertainment" and the button 48.5 is assigned the little finger and the function "Telephony”.
  • the user can make a preselection, which functions the individual
  • Buttons 48 are assigned. Also, the user can preselect whole function groups or function menus.
  • the pre-selection may be made by voice control, gesture control, and / or a mechanical input element (not shown) physically separate from the touch-sensitive surface.
  • the input element For example, a rotary switch in the center console and / or keys o. ⁇ . be in the steering wheel.
  • the symbol of the corresponding function can also be represented via the optical element 40 above each finger, so as to even indicate the functions of the buttons 48 on the touch-sensitive surface 32.
  • buttons 48 may be displayed on the optical element 40 itself, for example as a frame or highlighted surface. For reasons of clarity, the representation of the contact points 46 has been dispensed with in FIG. 2d.
  • the user can now select the desired function by pressing the corresponding button 48.
  • buttons 48 are deactivated ( Figure 3a).
  • buttons 48 are assigned the same functions, the position of the buttons 48 has changed considerably. Figuratively speaking, one could also say that the buttons 48 have searched their assigned finger again, so that the user of the Human Machine Interface 30 no longer has to search for buttons 48 itself. It is quite enough that he touches the touch-sensitive surface 32 at any location with his fingers.
  • FIGS. 4a to 4c wherein FIG. 4a corresponds to FIG. 2d and the corresponding situation.
  • the user wishes to open the ventilation. To do this, he first has to go to the A / C control menu that is accessible through the "Air conditioning" function, which is associated with the button 48.2 under his index finger, so the user presses the button 48.2, for example For example, the user only briefly raises his index finger and places it again on the touch-sensitive surface 32, so that the button 48 is touched again.
  • the position of this reoccurrence is then evaluated by the control unit 34 and associated with the button 48.2, so that the control unit 34 considers the button 48.2 to be actuated and performs the corresponding function "air conditioning." In that case, the menu for controlling the air conditioner is changed.
  • the mechanical feedback element 42 in this case the vibration motor, is briefly activated so that the user receives a haptic feedback that he has just actuated the button 48.2.
  • the actuation must be effected by an increase in pressure, ie that the user with his index finger increases the pressure on the touch-sensitive surface 32 in the region of the button 48.2.
  • This increase in pressure can be detected, for example by broadening the contact point 46 in the area of the index finger.
  • other ways to detect the pressure increase are possible.
  • buttons 48.2 to 48.5 which were assigned to the index, middle, ring and little fingers, have changed and are now "temperature setting”, “fan setting”, “rear window heating” and “circulating air”, respectively. Accordingly, the icons in the output screen 36 and, if applicable, those on the optical element 40 have also changed.
  • the button 48.1 associated with the thumb still has the same function, namely the return to the main menu, so that this icon has not changed. In this way it can be ensured that the user can always return to the main menu or perform another specific function by pressing the button 48.1 with his thumb. Of course, this can be applied equally to other fingers.
  • buttons 48.3 and 48.4 of the Zeigerang. Ringfingers be assigned functions that incrementally reduce or increase the speed of the fan. This is with a Minusat. Plus icon shown in both the output screen 36 and on the optical element 40.
  • the current speed level can be indicated on the output screen 36. Here it is speed level "2".
  • the user has thus achieved his goal, namely to change the strength of the ventilation of the air conditioning. For this he did not have to grope for a button or hit a particular button with his finger, since the buttons 48 were set by the control unit 34 respectively to the touch points 46 of the fingers of his hand.
  • a visual check or feedback on his actions has the user completely received by the output screen 36, which is on the dashboard 22 or in the head-up display 38, so he had to look away from the road for a short time only. Thus, he could perform the desired task without much attention loss.
  • the control unit 34 can also use the positions of the contact points 46 to determine whether a right or a left hand rests on the touch-sensitive surface 32.
  • the information as to whether a left or a right hand is resting on the touch-sensitive surface 32 may also be used to select the functions associated with the buttons 48.
  • the touch-sensitive surface 32 is mounted on the center console 24 is the driver operates the touch-sensitive surface 32 with the right hand, the passenger but only with his left hand.
  • control unit 34 on the basis of the hand 44 used, whether the driver or the front passenger operates the touch-sensitive surface 32.
  • buttons 48 can then be assigned different functions for the driver and front passenger.
  • the passenger can only change the climate zone for the front passenger seat.
  • the human-machine interface 30 is used to operate the general infotainment system of the vehicle together with climate control, navigation system, telephony and other functions. However, it is also conceivable that only those functions can be selected by means of the human-machine interface 30, which are tailored to the corresponding vehicle component 10 on which the touch-sensitive surface 32 is arranged.
  • a touch-sensitive surface 32 provided on one of the seats 14, 16 only the position of this seat 14, 16 can be adjusted.
  • the touch-sensitive surface 32 or the human-machine interface 30 replaces the usual seat adjustment buttons.
  • the user starts the operation of the vehicle by means of one of the touch-sensitive surfaces 32 and then switches to a separate from the touch-sensitive surface 32 mechanical input element for further operation or vice versa. It is also conceivable that by operating two switching elements 48 simultaneously and / or by actuation of a switching element 48 and simultaneous actuation or touching the separate input element results in a different menu logic.

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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle (30) für ein Fahrzeug, mit einem Fahrzeugbauteil, einer Steuereinheit und einer berührungsempfindlichen Oberfläche (32), die am Fahrzeugbauteil vorgesehen ist, hat die folgenden Schritte: a) eine Berührung an einem beliebigen Berührungspunkt (46) der berührungsempfindlichen Oberfläche (32) wird erkannt, b) dem Berührungspunkt (46) wird anschließend eine Schaltfläche (48) zugeordnet, mittels der eine Eingabe möglich ist, wobei der Schaltfläche (48) eine Funktion zugeordnet wird. Ferner ist eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (30) gezeigt.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle sowie Mensch-Maschinen-Schnittstelle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Mensch-Maschinen- Schnittstelle für ein Fahrzeug sowie eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle für ein Fahrzeug.
Mensch-Maschinen-Schnittstellen für Fahrzeuge mit berührungsempfindlichen Oberflächen sind bekannt. Üblicherweise werden bei solchen Schnittstellen von einer Steuereinheit Schaltflächen auf den berührungsempfindlichen Oberflächen eingerichtet. Unter einer Schaltfläche wird im Rahmen dieser Erfindung ein Bereich auf der berührungsempfindlichen Oberfläche verstanden, der als Knopf oder Schieberegler wirkt. Die Schaltfläche kann betätigt werden, um mit der Mensch- Maschinen-Schnittstelle zu interagieren. Dabei kann die Betätigung durch Berühren, Wischen (sogenanntes Swipen) oder durch Erhöhen des Drucks auf die berührungsempfindliche Oberfläche erfolgen. Wird ein Bereich der berührungsempfindlichen Oberfläche berührt (oder anderweitig betätigt), so wird von der Steuereinheit überprüft, ob diese Berührung im Bereich einer der Schaltflächen erfolgt ist. Ist dies der Fall, wird die entsprechende Schaltfläche als betätigt angesehen. Solche Schaltflächen sind hinlänglich von Touch-Displays, beispielsweise von Smartphones oder Tablets, bekannt.
Üblicherweise sind die Schaltflächen an vorbestimmten Bereichen auf der berührungsempfindlichen Oberfläche angeordnet und werden beispielsweise bei einem berührungsempfindlichen Display durch eine entsprechende Darstellung auf dem Display selbst angezeigt. Zur Bedienung solcher Mensch-Maschinen-Schnittstellen ist eine erhöhte Aufmerksamkeit notwendig, da der Benutzer eine nur visuell dargestellte Schaltfläche mit seinem Finger treffen muss, um eine bestimmte Funktion auszulösen. Dies ist für Mensch-Maschinen-Schnittstellen in Fahrzeugen jedoch nachteilig, da der Benutzer, meistens der Fahrer, so wenig wie möglich vom Straßenverkehr abgelenkt werden sollte.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb einer Mensch- Maschinen-Schnittstelle für ein Fahrzeug sowie eine Mensch-Maschinen- Schnittstelle für ein Fahrzeug bereitzustellen, deren Bedienung weniger Aufmerksamkeit bedarf.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Mensch- Maschinen-Schnittstelle für ein Fahrzeug, mit einem Fahrzeugbauteil, einer Steuereinheit und einer berührungsempfindlichen Oberfläche, die am Fahrzeugbauteil vorgesehen ist, mit den folgenden Schritten: a) Eine Berührung an einem beliebigen Berührungspunkt der berührungsempfindlichen Oberfläche wird erkannt, b) dem Berührungspunkt wird anschließend eine Schaltfläche zugeordnet, mittels der eine Eingabe möglich ist, wobei der Schaltfläche eine Funktion zugeordnet wird.
Dabei ist die Steuereinheit mit der berührungsempfindlichen Oberfläche verbunden. Die Erkennung einer Berührung kann durch die Steuereinheit oder durch einen Controller der berührungsempfindlichen Oberfläche selbst erfolgen. Die Zuordnung der Schaltfläche zu dem Berührungspunkt erfolgt durch die Steuereinheit, wobei die Schaltfläche durch erneutes Berühren, Druckerhöhung gegenüber der berührungsempfindlichen Oberfläche oder Schieben / Wischen (Swipen) bedient werden kann. Insbesondere wird das Verfahren dann ausgeführt, wenn die berührungsempfindliche Oberfläche nach einer bestimmten Zeit ohne Berührung erneut berührt wird. Die Erfindung wendet sich vom Prinzip des Standes der Technik ab, dass ortsfeste, vorbestimmte Flächen der berührungsempfindlichen Oberfläche als festgelegte Schaltflächen dienen, die zur Bedienung vom Benutzer mit seinem Finger getroffen werden müssen. Dagegen ist der Grundgedanke der Erfindung, dass der Benutzer die berührungsempfindliche Oberfläche nun an einem beliebigen Berührungspunkt berühren kann und dann diesem Punkt eine Schaltfläche zugeordnet wird. Die Schaltflächen sind also nicht ortsfest bzw. ihre Position ist nicht fest vorgegeben. Daher muss der Benutzer keine Aufmerksamkeit dafür aufbringen, die Position der Schaltfläche zu treffen, sondern ihm steht die gesamte berührungsempfindliche Oberfläche zur Verfügung. Bildlich gesprochen, wird die benötigte Aufmerksamkeit dadurch verringert, dass nicht der Finger des Benutzers die Schaltfläche sucht, sondern die Schaltfläche den Finger sucht.
Die Schaltfläche kann dann auf üblichem Wege betätigt werden, beispielsweise durch erneutes Berühren, Druckerhöhung (stärkeres Anpressen des Fingers gegenüber der Oberfläche) oder Schieben bzw. Wischen (Swipen).
Vorzugsweise werden mehrere Berührungen, insbesondere von mehreren Fingern, an mehreren Berührungspunkten der berührungsempfindlichen Oberfläche erkannt, wobei mindestens zwei Berührungspunkten jeweils eine Schaltfläche zugeordnet wird. Die Berührungen erfolgen gleichzeitig. Auf diese Weise ist eine ergonomische Bedienung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle mit mehreren Fingern unabhängig von der Handgröße möglich.
Beispielsweise wird bzw. werden die Funktion(en) auf einem Ausgabebildschirm räumlich getrennt von der berührungsempfindlichen Oberfläche und/oder dem Fahrzeugbauteil dargestellt, sodass der Benutzer die Funktionen der Schaltflächen an den Berührungspunkten, also den Schaltflächen unter seinem Fingern, einfach ablesen kann. Dabei kann die Darstellung der Funktionen bei mehreren Berührungspunkten in der Reihenfolge der Schaltflächen auf der berührungsempfindlichen Oberfläche erfolgen, um dem Benutzer die Zuordnung der Funktionen zu den Schaltflächen unterhalb seiner Finger zu vereinfachen.
Der Ausgabebildschirm ist beispielsweise ein Bildschirm im Armaturenbrett und/oder der Bildschirm eines Head-up-Displays, sodass der Benutzer seine Augen zur Bedienung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle nur für einen kurzen Moment von der Straße entfernen muss. Um die Bedienbarkeit und damit die zum Bedienen benötigte Aufmerksamkeit weiter zu verringern, kann eine haptische und/oder optische Rückkopplung beim Betätigen der Schaltfläche oder einer der Schaltflächen erfolgen. Eine optische oder visuelle Rückkopplung kann beispielsweise durch den Ausgabebildschirm oder durch wenigstens ein optisches Element an der berührungsempfindlichen Oberfläche erzeugt werden. Eine haptische Rückkopplung kann z.B. durch einen Vibrationsmotor, einen Druckwiderstand, ähnlich wie bei Drucktasten, oder durch eine Ultraschallquelle gegeben werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Position und/oder die Funktion der Schaltfläche oder der Schaltflächen durch wenigstens ein optisches Element an der berührungsempfindlichen Oberfläche dargestellt. Das optische Element kann ein Bildschirm oder mehrere LEDs sein. Auf diese Weise wird die Bedienbarkeit und damit die zu Bedienung benötigte Aufmerksamkeit weiter reduziert.
Beispielsweise wird erkannt, mit welchem Finger die berührungsempfindliche Oberfläche berührt wird, und daraufhin dem Berührungspunkt der entsprechende Finger einer Hand zugeordnet. Dies ist insbesondere bei Berührungen an mehreren Berührungspunkten durch Abzählen der Berührungspunkte und/oder einer Analyse der Abstände der Berührungspunkte zueinander möglich. Auf diese Weise können Informationen über den Benutzer gewonnen und/oder weitere Funktionen ermöglicht werden.
Vorzugsweise hat die Schaltfläche, die dem Berührungspunkt eines vorbestimmten Fingers, insbesondere des Daumens, zugeordnet ist, stets die gleiche Funktion. Dadurch weiß der Benutzer, dass er durch die Betätigung der berührungsempfindlichen Oberfläche mit diesem bestimmten Finger immer die gleiche Funktion ausführt, sodass die Benutzung weiter vereinfacht wird. Zum Beispiel gewöhnt sich der Benutzer daran, dass durch den Daumen immer zum Hauptmenü zurückgekehrt werden kann.
Beispielsweise wird erkannt, ob die Finger einer linken oder einer rechten Hand die berührungsempfindliche Oberfläche berühren, wobei wenigstens eine Funktion in Abhängigkeit davon zugewiesen wird, ob die berührungsempfindliche Oberfläche von einer rechten oder linken Hand bedient wird. Die Erkennung erfolgt beispielsweise anhand der Position des Daumens, da die Bedienrichtung, das heißt die Seite der berührungsempfindlichen Oberfläche, an der der Handballen liegt, bekannt ist. Die Information darüber, mit welcher Hand die berührungsempfindliche Oberfläche bedient wird, lässt Rückschlüsse auf den Benutzer zu, dem dann auf ihn zugeschnittene Funktionen angeboten werden können. Zum Beispiel wird eine berührungsempfindliche Oberfläche, die auf einer Mittelkonsole angeordnet ist, bei einem Fahrzeug für Rechtsverkehr vom Fahrer mit der rechten Hand und vom Beifahrer mit der linken Hand bedient. Somit kann durch die Erkennung der Hand zwischen Fahrer und Beifahrer unterschieden werden, sodass dem Fahrer andere Funktionen als dem Beifahrer angeboten werden können.
Beispielsweise wird die der Schaltfläche zugeordnete Funktion oder werden die den Schaltflächen zugeordneten Funktionen vom Benutzer vorausgewählt, insbesondere durch eine Sprachsteuerung, eine Gestensteuerung und/oder ein räumlich von der berührungsempfindlichen Oberfläche getrenntes mechanisches Eingabeelement. Dadurch kann die Mensch-Maschinen-Schnittstelle vom Fahrer an seine Wünsche angepasst werden. Das Eingabeelement kann zum Beispiel ein Drehschalter in der Mittelkonsole und/oder Tasten im Lenkrad sein.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle für ein Fahrzeug, die insbesondere dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, mit einem Fahrzeugbauteil, einer Steuereinheit und einer berührungsempfindlichen Oberfläche, die am Fahrzeugbauteil vorgesehen ist. Im Betrieb der Mensch-Maschinen-Schnittstelle ist an der berührungsempfindlichen Oberfläche wenigstens eine Schaltfläche vorgesehen, deren Position von der Steuereinheit derart bestimmt ist, dass die Position der Schaltfläche bei einer Berührung der berührungsempfindlichen Oberfläche an einem beliebigen Berührungspunkt von der Steuereinheit auf den Berührungspunkt gesetzt wird, der berührt wurde.
Wenn einer Schaltfläche keine Position zugeordnet ist, ist diese Schaltfläche inaktiv. Die Schaltflächen werden dann gesetzt, wenn die berührungsempfindliche Oberfläche nach einer bestimmten Zeit ohne Berührung erneut berührt wird. Dadurch wird die zur Bedienung notwendige Aufmerksamkeit reduziert. Vorzugsweise sind bei mehreren Berührungen an mehreren Punkten gleichzeitig mehrere Schaltflächen vorgesehen, wobei je eine Schaltfläche an je einem der Berührungspunkte angeordnet ist, die berührt wurden. Somit lässt sich die Mensch-Maschinen-Schnittstelle auch mit mehreren Fingern gleichzeitig bedienen.
Beispielsweise weist die Mensch-Maschinen-Schnittstelle einen Ausgabebildschirm auf, der räumlich getrennt von der berührungsempfindlichen Oberfläche und/oder dem Fahrzeugbauteil angeordnet ist, wobei die Funktion der wenigstens einen Schaltfläche auf dem Ausgabebildschirm dargestellt ist. Bei mehreren Schaltflächen entspricht die Reihenfolge der Funktionen auf dem Ausgabebildschirm der Reihenfolge der Berührungspunkte auf der berührungsempfindlichen Oberfläche. Der Ausgabebildschirm kann ein Bildschirm im Armaturenbrett und/oder der Bildschirm eines ein Head-up- Displays (HUD) sein. Um Funktionen auszuwählen, ist die wenigstens eine Schaltfläche durch erneute Berührung, Druckerhöhung und/oder Verschieben des Berührungspunktes bedienbar.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die berührungsempfindliche Oberfläche und/oder das Fahrzeugbauteil ein mechanisches Rückkopplungselement zur haptischen Rückkopplung auf, insbesondere einen Vibrationsmotor, einen Druckwiderstand und/oder eine Ultraschallquelle. Der Druckwiderstand ist dabei derart ausgeführt, dass er einen Druckpunkt wie bei einer Drucktaste erzeugt.
In einer Ausführungsvariante ist wenigstens ein optisches Element an der berührungsempfindlichen Oberfläche zur Darstellung der Position und/oder der Funktion der wenigstens einen Schaltfläche vorgesehen, um die Bedienung weiter zu vereinfachen. Als optisches Element kommt beispielsweise ein Bildschirm, eine LED-Matrix oder LEDs in Betracht.
Beispielsweise ist das Fahrzeugbauteil ein Lenkrad, ein Sitz, ein Steuerknüppel, eine Türblende, eine Armlehne, ein Teil einer Mittelkonsole, ein Teil eines Armaturenbretts und/oder ein Teil einer Überkopfverkleidung, wodurch die berührungsempfindliche Oberfläche bequem für den Benutzer, insbesondere den Fahrer, zu erreichen ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 a eine perspektivische Ansicht eines Cockpits eines Fahrzeugs, das mit einer erfindungsgemäßen Mensch-Maschinen-Schnittstelle versehen ist,
Figur 1 b eine schematische Schnittansicht eines Teils des Cockpits gemäß Figur 1 a im Bereich einer berührungsempfindlichen Oberfläche, die Figuren 2a bis 2d sowie 3a bis 3d eine Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in verschiedenen Schritten und Situationen, und
Figuren 4a bis 4c eine weitere Veranschaulichung verschiedener Schritte beim Bedienen der erfindungsgemäßen Mensch-Maschinen-Schnittstelle.
In Figur 1 ist ein Cockpit eines Fahrzeugs dargestellt.
Das Cockpit weist in üblicher Weise verschiedene Fahrzeugbauteile 10 auf, wie ein Lenkrad 12, einen Fahrersitz 14, einen Beifahrersitz 16, Türblenden 18, Armlehnen 20, ein Armaturenbrett 22, eine Mittelkonsole 24 und Überkopfverkleidungen 26.
Außerdem kann ein Steuerknüppel 28 im Cockpit vorgesehen sein.
Zudem weist das Cockpit eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle 30 auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere berührungsempfindliche Oberflächen 32, eine Steuereinheit 34 und mehrere Ausgabebildschirme 36 umfasst. Die Steuereinheit 34 ist mit den Ausgabebildschirmen 36 und den berührungsempfindlichen Oberflächen 32 informationstechnisch verbunden.
Als Ausgabebildschirme 36 sind in Figur 1 zwei Bildschirme 37.1 , 37.2 im Armaturenbrett 22 vorgesehen, und ein Bildschirm eines Head-up-Displays 38 (HUD) dient ebenfalls als Ausgabebildschirm 36. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Mensch-Maschinen-Schnittstelle 30 elf berührungsempfindliche Oberflächen 32 an verschiedenen der Fahrzeugbauteile 10 auf. Die Fahrzeugbauteile 10, an denen die berührungsempfindlichen Oberflächen 32 vorgesehen sind, sind dann Teil der Mensch-Maschinen-Schnittstelle 30.
Die Anzahl an berührungsempfindlichen Oberflächen 32 ist jedoch nur beispielhaft zu verstehen. Die Mensch-Maschinen-Schnittstelle 30 kann ebenso nur mit einer berührungsempfindlichen Oberfläche 32 an einem der Fahrzeugbauteile 10 oder einer beliebigen anderen Anzahl an berührungsempfindlichen Oberflächen 32 ausgeführt sein.
In der gezeigten Ausführungsform befinden sich berührungsempfindliche Oberflächen 32 an je einer der Türblenden 18 der Fahrertür bzw. der Beifahrertür oder an dazugehörigen Armlehnen 20.
Ebenfalls ist eine berührungsempfindliche Oberfläche 32 an der Überkopfverkleidung 26 im Fahrerbereich angeordnet.
Eine weitere berührungsempfindliche Oberfläche 32 ist am Lenkrad 12 vorgesehen, wobei in Figur 1 die berührungsempfindliche Oberfläche 32 auf der Vorderseite des Lenkrads 12 dargestellt ist. Möglich und vorteilhaft ist es auch, wenn sich die berührungsempfindliche Oberfläche 32 auf die Rückseite des Lenkrads 12 erstreckt oder nur dort ausgebildet ist.
Weiterhin ist eine berührungsempfindliche Oberfläche 32 im Armaturenbrett 22 und eine in der Mittelkonsole 24 vorgesehen.
Auch befinden sich berührungsempfindliche Oberflächen 32 am Fahrersitz 14 und am Beifahrersitz 16 und dienen insbesondere zur Sitzverstellung. Zur Veranschaulichung sind diese berührungsempfindlichen Oberflächen 32 auf den Oberseiten der Sitze 14, 16 dargestellt. Jedoch können sich diese auch auf den Seiten der Sitze 14, 16 an den bekannten Positionen für Versteilvorrichtungen für die Sitze befinden.
Am Steuerknüppel 28 ist auch wenigstens eine berührungsempfindliche Oberfläche 32 vorgesehen. Beispielsweise ist die berührungsempfindliche Oberfläche 32 am Steuerknüppel 28 in verschiedene Bereiche aufgeteilt, die an den Stellen am Steuerknüppel 28 vorgesehen sind, an denen die Fingerspitzen eines Benutzers anliegen.
In Figur 1 b ist eine berührungsempfindliche Oberfläche 32 an einem Fahrzeugbauteil 10 im Schnitt dargestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die berührungsempfindliche Oberfläche 32 nicht direkt am Fahrzeugbauteil 10 befestigt, sondern unterhalb der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 ist ein optisches Element 40, in diesem Falle ein weiterer Bildschirm, vorgesehen. Das optische Element 40 kann jedoch auch eine LED-Matrix oder einzelne LEDs sein. Der Bildschirm und die berührungsempfindliche Oberfläche 32 bilden zusammen ein berührungsempfindliches Touch-Display, wie es beispielsweise von Smartphones oder Tablets bekannt ist. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass die Reihenfolge von berührungsempfindlicher Oberfläche 32 und optischem Element 40 vertauscht ist und/oder zusätzlich noch eine Schutzschicht auf der Außenseite vorgesehen ist.
Außerdem ist zwischen der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 und dem Fahrzeugbauteil 10 ein mechanisches Rückkopplungselement 42 vorgesehen. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich dabei um einen Vibrationsmotor, der die berührungsempfindliche Oberfläche 32 in Vibration versetzen kann. Denkbar ist jedoch auch, dass das mechanische Rückkopplungselement 42 ein Druckwiderstand ist, wie er aus Drucktasten (z.B. bei einer Tastatur) bekannt ist. Der Druckwiderstand kann einen bestimmten Druckpunkt durch eine mechanische Gegenkraft erzeugen, um eine haptische Rückkopplung beim Drücken der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 zu geben. Denkbar ist jedoch auch, dass es sich bei dem mechanischen Rückkopplungselement 42 um eine Ultraschallquelle handelt, die Ultraschallwellen in Richtung des Fingers eines Benutzers emittiert, um eine haptische Rückkopplung beim Betätigen der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 zu geben. In den Figuren 2, 3 und 4 sind zur Erläuterung des Verfahrens schematisch eine der berührungsempfindlichen Oberflächen 32 (unten) sowie ein Teil der Anzeige eines Ausgabebildschirms 36 (oben) dargestellt.
Zu Beginn wird die berührungsempfindliche Oberfläche 32 nicht berührt, und auch im Ausgabebildschirm 36 werden keine Informationen ausgegeben (Fig. 2a).
Legt nun ein Benutzer seine Hand 44, wie in Figur 2b dargestellt, auf die berührungsempfindliche Oberfläche 32, berührt er die berührungsempfindliche Oberfläche 32 mit seinen Fingern an fünf verschiedenen Berührungspunkten 46 gleichzeitig.
Der Benutzer kann seine Hand an jede beliebige Stelle auf der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 legen bzw. seine Finger können an jeder beliebigen Stelle die berührungsempfindliche Oberfläche 32 berühren, ohne dass das Verfahren dadurch gestört würde. Die Berührung der Finger an den Berührungspunkten 46 wird von der
Steuereinheit 34 erkannt, und diesen Berührungspunkten 46 wird daraufhin jeweils eine Schaltfläche 48.1 , 48.2, 48.3, 48.4, 48.5 zugeordnet (im Folgenden unter dem Bezugszeichen 48 zusammengefasst). Dazu wird die Position (beispielsweise der Mittelpunkt) einer der Schaltflächen 48 auf einen der Berührungspunkte 46 gesetzt.
Denkbar ist jedoch auch, dass die Berührung von einem Controller der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 vorgenommen wird und das Ergebnis an die Steuereinheit 34 gesendet wird, damit die Steuereinheit 34 die Schaltflächen 48 zuordnet bzw. deren Position setzt. Die Schaltflächen 48 sind somit einzelnen Berührungspunkten 46 zugeordnet und umfassen den jeweiligen Berührungspunkt 46. Kurz gesagt, befinden sich einander zugeordnete Schaltflächen 48 und Berührungspunkte 46 an der gleichen Position auf der berührungsempfindlichen Oberfläche 32.
Die Schaltflächen 48 sind dabei größer als die Berührungspunkte 46 ausgeführt, sodass sie die Berührungspunkte 46 vollständig umschließen. Außerdem können die Schaltflächen 48 eine runde, insbesondere kreisrunde, oder eine rechteckige Kontur haben.
Außerdem kann die Steuereinheit 34 beim Auflegen der Finger auf der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 erkennen, welcher Berührungspunkt 46 welchem Finger einer Hand entsprechen muss, und ordnet den Berührungspunkten 46 und den zugeordneten Schaltflächen 48 dementsprechend den jeweiligen Finger zu.
Die Erkennung der Finger erfolgt beispielsweise durch eine Analyse der Lage der Berührungspunkte 46 zueinander, da diese durch die menschliche Anatomie weitgehend vorgegeben ist.
Den Schaltflächen 48 wird zudem von der Steuereinheit 34 eine Funktion zugeordnet, die mit der Bedienung des entsprechenden Fahrzeugbauteils 10 oder des allgemeinen Infotainmentsystems des Fahrzeugs in Verbindung steht.
Diese Funktion wird im Ausgabebildschirm 36 angezeigt, beispielsweise als Symbol oder Icon.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird in Figur 2c der Schaltfläche 48.1 der Daumen zugeordnet und als Funktion die Rückkehr zum Hauptmenü zugewiesen. Diese Funktion wird im Ausgabebildschirm 36 durch ein kleines Häuschen symbolisiert. In gleicher Weise wird der Schaltfläche 48.2 der Zeigefinger und die Funktion „Klimaanlage" zugeordnet; der Schaltfläche 48.3 wird der Mittelfinger und die Funktion „Navigationssystem" zugewiesen; der Schaltfläche 48.4 wird der Ringfinger und die Funktion „Entertainment" zugeordnet und der Schaltfläche 48.5 wird der kleine Finger und die Funktion„Telefonie" zugewiesen. Der Benutzer kann eine Vorauswahl treffen, welche Funktionen den einzelnen
Schaltflächen 48 zugeordneten werden. Auch kann der Benutzer ganze Funktionsgruppen oder Funktionsmenüs vorauswählen.
Die Vorauswahl kann durch eine Sprachsteuerung, eine Gestensteuerung und/oder ein räumlich von der berührungsempfindlichen Oberfläche getrenntes mechanisches Eingabeelement (nicht gezeigt) erfolgen. Das Eingabeelement kann zum Beispiel ein Drehschalter in der Mittelkonsole und/oder Tasten o.Ä. im Lenkrad sein.
Alle diese Funktionen sind im Ausgabebildschirm 36 durch Symbole dargestellt. Dabei entspricht die Reihenfolge der dargestellten Funktionen, also der Symbole, der Reihenfolge der Finger auf der berührungsempfindlichen Oberfläche 32.
Gleichzeitig kann, wie in Figur 2d dargestellt ist, auch über das optische Element 40 oberhalb jedes Fingers das Symbol der entsprechenden Funktion dargestellt werden, um auch an der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 selbst auf die Funktionen der Schaltflächen 48 hinzuweisen.
Außerdem können die Schaltflächen 48 auf dem optischen Element 40 selbst dargestellt werden, beispielsweise als Rahmen oder hervorgehobene Fläche. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in Figur 2d auf die Darstellung der Berührungspunkte 46 verzichtet.
Der Benutzer kann nun die gewünschte Funktion durch Betätigen der entsprechenden Schaltfläche 48 auswählen.
Entfernt der Benutzer seine Hand für einen bestimmten, im Regelfall kurz gewählten Zeitraum wieder vollständig von der berührungsempfindlichen Oberfläche 32, werden die Schaltflächen 48 deaktiviert (Fig. 3a).
Legt der Benutzer danach seine Hand 44 wieder auf die berührungsempfindliche Oberfläche 32 (Fig. 3b) auf, wird dies in der Regel an einer anderen Position als zuvor erfolgen und die Berührungspunkte 46 werden an einer anderen Position liegen. Dies ist jedoch kein Problem, da in diesem Fall die Positionen der Schaltflächen 48 von der Steuereinheit 34 einfach auf die neuen Berührungspunkte 46 gesetzt werden (Figuren 3c, d) und zwar in gleicher Weise wie zuvor beschrieben.
Gut zu erkennen ist in den Figuren 3c und 3d, dass den Schaltflächen 48 zwar die gleichen Funktionen zugeordnet sind, sich die Position der Schaltflächen 48 jedoch stark verändert hat. Bildlich gesprochen könnte man auch sagen, dass sich die Schaltflächen 48 ihren zugeordneten Finger wieder gesucht haben, sodass der Benutzer der Mensch-Maschinen-Schnittstelle 30 nicht mehr selbst die Schaltflächen 48 suchen muss. Es reicht völlig aus, dass er mit den Fingern die berührungsempfindliche Oberfläche 32 an einem beliebigen Ort berührt.
Nachdem der Benutzer seine Hand auf der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 platziert hat und die entsprechenden Schaltflächen 48 von der Steuereinheit mitsamt Funktionen zugeordnet wurden (Fig. 2d bzw. 3d), kann der Benutzer nun die gewünschten Funktionen auswählen. Dies ist in den Figuren 4a bis 4c gezeigt, wobei Figur 4a der Figur 2d und der entsprechenden Situation entspricht. In dem in Figur 4 beschrieben Ausführungsbeispiel möchte der Benutzer die Lüftung aufdrehen. Hierzu muss er zunächst zum Menü zur Steuerung der Klimaanlage gelangen, dass durch die Funktion„Klimaanlage" zu erreichen ist. Diese Funktion ist der Schaltfläche 48.2, die unter seinem Zeigefinger liegt, zugeordnet. Der Benutzer betätigt also die Schaltfläche 48.2. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Benutzer seinen Zeigefinger nur kurz anhebt und wieder auf die berührungsempfindliche Oberfläche 32 auflegt, sodass die Schaltfläche 48 erneut berührt wird.
Die Position dieser erneuten Berührung wird dann von der Steuereinheit 34 ausgewertet und der Schaltfläche 48.2 zugeordnet, sodass die Steuereinheit 34 die Schaltfläche 48.2 als betätigt ansieht und die entsprechende Funktion „Klimaanlage" ausführt. In diesem Fall wird daraufhin zum Menü zur Steuerung der Klimaanlage gewechselt.
Dies kann durch ein Aufleuchten des Symbols der Klimasteuerung im Ausgabebildschirm 36 bestätigt werden, wodurch der Benutzer eine visuelle Rückkopplung erhält.
Beim Betätigen der Schaltfläche wird das mechanische Rückkopplungselement 42, hier der Vibrationsmotor, kurz aktiviert, sodass der Benutzer ein haptisches Feedback erhält, dass er soeben die Schaltfläche 48.2 betätigt hat. Denkbar ist jedoch auch, dass die Betätigung durch eine Druckerhöhung erfolgen muss, d. h. dass der Benutzer mit seinem Zeigefinger den Druck auf die berührungsempfindliche Oberfläche 32 im Bereich der Schaltfläche 48.2 erhöht. Diese Druckerhöhung kann erkannt werden, beispielsweise durch die Verbreiterung des Berührungspunktes 46 im Bereich des Zeigefingers. Jedoch sind auch andere Möglichkeiten zur Erkennung der Druckerhöhung möglich.
Das Menü zur Steuerung der Klimaanlage, in das der Benutzer nun gewechselt ist, ist in Figur 3b dargestellt. Die Funktionen der Schaltflächen 48.2 bis 48.5, die dem Zeige-, Mittel-, Ring- und kleinen Finger zugeordnet waren, haben sich geändert und sind nun „Temperatureinstellung", „Lüftereinstellung", „Heckscheibenheizung" bzw. „Umluft". Dementsprechend haben sich auch die Symbole im Ausgabebildschirm 36 und gegebenenfalls die auf dem optischen Element 40 geändert.
Der Schaltfläche 48.1 , die dem Daumen zugeordnet ist, hat jedoch weiterhin die gleiche Funktion, nämlich die Rückkehr zum Hauptmenü, sodass sich dieses Symbol nicht geändert hat. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Benutzer durch eine Betätigung der Schaltfläche 48.1 mit seinem Daumen immer zum Hauptmenü zurückkehren kann oder eine andere bestimmte Funktion ausführen kann. Selbstverständlich lässt sich dies auf andere Finger gleichermaßen anwenden.
Der Benutzer betätigt jedoch in Figur 3b mithilfe seines Mittelfingers die Schaltfläche 48.3, um die Lüfterradsteuerung auszuwählen, damit er die Lüftung einstellen kann.
Wieder erhält er dabei eine optische Rückkopplung bzw. Feedback über den Ausgabebildschirm 36, indem das entsprechende Symbol, hier das Lüfterradsymbol, kurz aufleuchtet. Auch eine haptische Rückkopplung wird wieder durch den Vibrationsmotor erzeugt.
Der Benutzer gelangt dann zum Menü gemäß Figur 3c, mit dem er die Geschwindigkeit des Lüfterrads einstellen kann. Hierzu ist die Schaltfläche 48.3 beispielsweise wie ein Schieberegler ausgeführt, den der Benutzer durch Wischen oder Verschieben seines Mittelfingers nach links oder rechts, d. h. durch Verschieben des Berührungspunktes 46 betätigen kann. Alternativ oder zusätzlich können den Schaltflächen 48.2 und 48.4 des Zeigebzw. Ringfingers Funktionen zugeordnet sein, die die Geschwindigkeit des Lüfterrads inkrementell verringern bzw. vergrößern. Dies wird mit einem Minusbzw. Plus-Symbol sowohl im Ausgabebildschirm 36 als auch auf dem optischen Element 40 dargestellt.
Zusätzlich kann am Ausgabebildschirm 36 die aktuelle Geschwindigkeitsstufe angegeben sein. Hier ist es Geschwindigkeitsstufe„2".
Der Benutzer hat somit sein Ziel erreicht, nämlich die Stärke der Lüftung der Klimaanlage zu verändern. Hierzu musste er nicht nach einem Knopf tasten oder eine bestimmte Schaltfläche mit seinem Finger treffen, da die Schaltflächen 48 durch die Steuereinheit 34 jeweils auf die Berührungspunkte 46 der Finger seiner Hand gesetzt wurden.
Eine optische Kontrolle oder Rückmeldung über sein Vorgehen hat der Benutzer vollständig durch den Ausgabebildschirm 36 erhalten, der auf dem Armaturenbrett 22 oder im Head-up-Display 38 ist, sodass er seinen Blick nur für kurze Zeit von der Straße abwenden musste. Somit konnte er die gewünschte Aufgabe ohne großen Aufmerksamkeitsverlust ausführen.
Von der Steuereinheit 34 kann anhand der Positionen der Berührungspunkte 46 untereinander auch darauf geschlossen werden, ob auf der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 eine rechte oder eine linke Hand aufliegt.
Dies ist zum Beispiel nötig, um den Fingern immer diejenige Funktion zuordnen zu können, die vom Benutzer mit dem jeweiligen Finger assoziiert wird. Beispielsweise um sicherzustellen, dass der Benutzer durch die Betätigung der Schaltfläche unter seinem Daumen immer zurück ins Hauptmenü gelangt.
Die Information, ob eine linke oder eine rechte Hand auf der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 aufliegt, kann auch dafür verwendet werden, die Funktionen auszuwählen, die den Schaltflächen 48 zugeordnet werden. Wenn zum Beispiel in einem Fahrzeug, das für Rechtsverkehr gebaut wurde, die berührungsempfindliche Oberfläche 32 auf der Mittelkonsole 24 angebracht ist, bedient der Fahrer die berührungsempfindliche Oberfläche 32 mit der rechten Hand, der Beifahrer jedoch nur mit seiner linken Hand.
Somit kann von der Steuereinheit 34 anhand der verwendeten Hand 44 erkannt werden, ob der Fahrer oder der Beifahrer die berührungsempfindliche Oberfläche 32 bedient.
Dadurch können den Schaltflächen 48 dann unterschiedliche Funktionen für Fahrer und Beifahrer zugeordnet werden. Beispielsweise kann der Beifahrer nur die Klimazone für den Beifahrersitz verändern.
Im erläuterten Ausführungsbeispiel dient die Mensch-Maschinen-Schnittstelle 30 dazu, das allgemeine Infotainmentsystem des Fahrzeugs mitsamt Klimasteuerung, Navigationssystem, Telefonie und weiteren Funktionen zu bedienen. Denkbar ist jedoch auch, dass mittels der Mensch-Maschinen- Schnittstelle 30 nur solche Funktionen auswählbar sind, die auf das entsprechende Fahrzeugbauteil 10 zugeschnitten sind, an dem die berührungsempfindliche Oberfläche 32 angeordnet ist.
Beispielsweise können mittels einer berührungsempfindlichen Oberfläche 32, die an einem der Sitze 14, 16 vorgesehen ist, nur die Position dieses Sitzes 14, 16 eingestellt werden. In diesem Fall ersetzt die berührungsempfindliche Oberfläche 32 bzw. die Mensch-Maschinen-Schnittstelle 30 die üblichen Knöpfe zur Sitzverstellung.
Denkbar ist auch, dass der Benutzer die Bedienung des Fahrzeugs mithilfe einer der berührungsempfindlichen Oberflächen 32 beginnt und dann zur Weiterbedienung auf ein von der berührungsempfindlichen Oberfläche 32 separates mechanisches Eingabeelement wechselt oder umgekehrt. Ebenso ist es denkbar, dass sich durch Betätigung zweier Schaltelemente 48 gleichzeitig und/oder durch Betätigung eines Schaltelementes 48 und gleichzeitiges Betätigen bzw. Berühren des separaten Eingabeelementes eine andere Menülogik ergibt.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle (30) für ein Fahrzeug, mit einem Fahrzeugbauteil (10), einer Steuereinheit (34) und einer berührungsempfindlichen Oberfläche (32), die am Fahrzeugbauteil (10) vorgesehen ist, mit den folgenden Schritten:
a) eine Berührung an einem beliebigen Berührungspunkt (46) der
berührungsempfindlichen Oberfläche (32) wird erkannt,
b) dem Berührungspunkt (46) wird anschließend eine Schaltfläche (48) zugeordnet, mittels der eine Eingabe möglich ist, wobei der Schaltfläche (48) eine Funktion zugeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Berührungen, insbesondere von mehreren Fingern an mehreren Berührungspunkten (46) der berührungsempfindlichen Oberfläche (32) erkannt werden, wobei mindestens mehreren Berührungspunkten (46) jeweils eine Schaltfläche (48) zugeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion(en) auf einem Ausgabebildschirm (36) räumlich getrennt von der berührungsempfindlichen Oberfläche (32) und/oder Fahrzeugbauteil (10) dargestellt wird bzw. werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine haptische und/oder optische Rückkopplung beim Betätigen der Schaltfläche (48) oder einer der Schaltflächen (48) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder die Funktion der Schaltfläche (48) oder der Schaltflächen (48) durch wenigstens ein optisches Element (40) an der berührungsempfindlichen Oberfläche (32) dargestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erkannt wird, mit welchem Finger die berührungsempfindliche Oberfläche (32) berührt wird, und daraufhin dem Berührungspunkt (46) der entsprechende Finger einer Hand (44) zugeordnet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfläche (48), die dem Berührungspunkt (46) eines vorbestimmten Fingers, insbesondere des Daumens zugeordnet ist, stets die gleiche Funktion hat.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass erkannt wird, ob die Finger einer linken oder einer rechten Hand (44) die berührungsempfindliche Oberfläche (32) berühren, wobei wenigstens eine Funktion in Abhängigkeit davon zugewiesen wird, ob die berührungsempfindliche Oberfläche (32) von einer rechten oder linken Hand (44) bedient wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Schaltfläche (48) zugeordnete Funktion oder die den Schaltflächen (48) zugeordneten Funktionen vom Benutzer vorausgewählt wird bzw. werden, insbesondere durch eine Sprachsteuerung, eine Gestensteuerung und/oder ein räumlich von der berührungsempfindlichen Oberfläche (32) getrenntes mechanisches Eingabeelement.
10. Mensch-Maschinen-Schnittstelle für ein Fahrzeug, die insbesondere dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen, mit einem Fahrzeugbauteil (10), einer Steuereinheit (34) und einer berührungsempfindlichen Oberfläche (32), die am Fahrzeugbauteil (10) vorgesehen ist, wobei im Betrieb der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (30) an der berührungsempfindlichen Oberfläche (32) wenigstens eine Schaltfläche (48) vorgesehen ist, deren Position von der Steuereinheit (34) derart bestimmt ist, dass die Position der Schaltfläche (48) bei einer Berührung der berührungsempfindlichen Oberfläche (32) an einem beliebigen Berührungspunkt (46) von der Steuereinheit (34) auf den Berührungspunkt (46) gesetzt wird, der berührt wurde.
1 1 . Mensch-Maschinen-Schnittstelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Berührungen an mehreren Berührungspunkten (46) gleichzeitig mehrere Schaltflächen (48) vorgesehen sind, wobei je eine Schaltfläche (48) an je einem der Berührungspunkte (46) angeordnet ist, die berührt wurden.
12. Mensch-Maschinen-Schnittstelle nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mensch-Maschinen-Schnittstelle (30) einen Ausgabebildschirm (36) aufweist, der räumlich getrennt von der berührungsempfindlichen Oberfläche (32) und/oder dem Fahrzeugbauteil (10) angeordnet ist, wobei die Funktion der wenigstens einen Schaltfläche (48) auf dem Ausgabebildschirm (36) dargestellt ist.
13. Mensch-Maschinen-Schnittstelle nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schaltfläche (48) durch erneute Berührung, Druckerhöhung und/oder Verschieben des Berührungspunktes (46) bedienbar ist.
14. Mensch-Maschinen-Schnittstelle nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die berührungsempfindliche Oberfläche (32) und/oder das Fahrzeugbauteil (10) ein mechanisches Rückkopplungselement (42) zur haptischen Rückkopplung aufweist, insbesondere einen Vibrationsmotor, einen Druckwiderstand und/oder eine Ultraschallquelle.
15. Mensch-Maschinen-Schnittstelle nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein optisches Element (40) an der berührungsempfindlichen Oberfläche (32) zur Darstellung der Position und/oder der Funktion der wenigstens einen Schaltfläche (48) vorgesehen sind.
16. Mensch-Maschinen-Schnittstelle nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugbauteil (10) ein Lenkrad (12), ein Sitz (14, 16), ein Steuerknüppel (28), eine Türblende (18), eine Armlehne (20), ein Teil einer Mittelkonsole (24), ein Teil eines Armaturenbretts (22) und/oder ein Teil einer Überkopfverkleidung (26) ist.
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