DE10000218A1 - Vorrichtung für manuelle Eingaben in einem Fahrzeug und Verfahren zur Verarbeitung von manuellen Eingaben in einem Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung für manuelle Eingaben in einem Fahrzeug bzw. ein Verfahren zur Verarbeitung von manuellen Eingaben in einem Fahrzeug vorgeschlagen, die dazu dienen, haptische Eingaben einfacher und sicherer zu machen. In Abhängigkeit von Meßwerten von Beschleunigungs- bzw. Drehratensensoren werden Eingabesignale von einer haptischen Eingabevorrichtung (2) von einem Prozessor (1) korrigiert. Die korrigierten Eingabesignale führen dann zu Steuersignalen, um Aktoren (4) und eine Anzeige (5) zu steuern. Der Prozessor (1) vergleicht die Meßwerte der Beschleunigungs- und Drehratensensoren (3) mit vorgegebenen Schwellwerten, oder er berechnet anhand abgespeicherter Modelle mittels der Meßwerte die Korrekturwerte für die Eingabesignale.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung für manuelle Eingaben in einem Fahrzeug bzw. von einem Verfahren zur Verarbeitung von manuellen Eingaben in einem Fahrzeug nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.

Es ist bereits bekannt, durch manuelle Eingaben mittels Eingabevorrichtung in einem Fahrzeug Geräte zu steuern, wobei die manuellen Eingaben von einem Prozessor zunächst verarbeitet werden, um dann die Geräte zu steuern. Bei Tipptasten ist das Konzept der Entprellung bekannt, um Fehleingaben zu vermeiden.

Da in einem Fahrzeug passive Sicherheitseinrichtungen wie Airbag und Gurtstraffer bereits eingesetzt werden, sind dafür Beschleunigungs- und Drehratensensoren vorhanden, um diese Sicherheitseinrichtungen auszulösen, falls eine Notfallsituation eintritt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung für manuelle Eingaben in einem Fahrzeug bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung von manuellen Eingaben in einem Fahrzeug haben demgegenüber den Vorteil, daß der Eingabevorgang erheblich vereinfacht wird, da die Eingaben in Abhängigkeit von den Sensorwerten der Beschleunigungs- bzw. Drehratensensoren korrigiert werden und so Fehleingaben stark reduziert werden. Dies vereinfacht erheblich die Bedienung von Geräten in einem Fahrzeug, da der Benutzer nicht darauf achten muß, selbst auftretende Kräfte zu kompensieren. Dies wird nun vorteilhafterweise von dem Prozessor durchgeführt, da er mittels der Sensorwerte die manuellen Eingaben korrigiert.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der bzw. des in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Vorrichtung bzw. Verfahrens möglich.

Besonders vorteilhaft ist, daß der Prozessor der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Meßwerte der Sensoren mit Schwellwerten vergleicht und in Abhängigkeit, welche Schwellwerte überschritten werden, Korrekturen der manuellen Eingaben durchführt. Dadurch wird in einfacher Weise eine Korrektur durchgeführt, wobei auf abgespeicherte Daten zurückgegriffen wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist alternativ vorgesehen, daß die Korrekturwerte anhand der Meßwerte der Sensoren berechnet werden. Damit wird eine sehr genaue Korrektur der Eingabewerte erreicht.

Die Eingabevorrichtung weist vorteilhafterweise mindestens ein Bedienelement auf, das auf Druck- und/oder Dreh- und/oder Führbewegungen reagiert. Damit werden einfache und fein abstufbare Eingaben, um Geräte zu steuern, möglich. Bedienelemente, die auf solche Bewegungen reagieren, werden haptische Bedienelemente genannt.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung für manuelle Eingaben in einem Fahrzeug. Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung von manuellen Eingaben in einem Fahrzeug und Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung für manuelle Eingaben in einem Fahrzeug, wobei die Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung über einen Bus verbunden sind.

Beschreibung

Die Bedienung von haptischen Bedienelementen in einem Fahrzeug leidet unter Kräften, die durch die Bewegung des Fahrzeugs hervorgerufen werden. Ein Benutzer ist daher gezwungen, selbst diese Kräfte zu kompensieren, um korrekte manuelle Eingaben durchzuführen, so daß die Eingabevorrichtung korrekte Eingabesignale generiert. Eine Bedienung ist daher schwierig und fehleranfällig. Haptische Bedienelemente sind jedoch notwendig, um fein abgestufte Eingaben durchzuführen. Mittels Spracheingabe ist dies nur schwer oder gar nicht möglich.

Erfindungsgemäß werden daher die Kräfte in einem Fahrzeug mittels Sensoren gemessen, um dann die Eingabesignale von einer Eingabevorrichtung entsprechend der gemessenen Kräfte zu korrigieren.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für manuelle Eingaben in einem Fahrzeug dargestellt. Ein Prozessor 1 ist über einen ersten Dateneingang mit einer Eingabevorrichtung 2 verbunden. Über einen zweiten Dateneingang ist an den Prozessor 1 eine Sensorengruppe 3 angeschlossen. Über einen ersten Datenausgang des Prozessors 1 sind Aktoren 4 angeschlossen. Über einen zweiten Datenausgang des Prozessors 1 ist eine Anzeige 5 angeschlossen.

Die Eingabevorrichtung 2 weist angeschlossene Elektronik auf, die manuelle Eingaben in elektrische Signale umwandelt und digitalisiert. Die digitalisierten Signale werden dann an den Prozessor 1 übertragen. Als Eingabevorrichtung 2 ist hier eine Tastatur vorhanden. Alternativ können auch andere haptische Bedienelemente anstatt der Tastatur oder gleichzeitig verwendet werden. Dazu zählen Bedienelemente, die haptische Bedienelemente sind, d. h. die reagieren auf Druck- und/oder Dreh- und oder Führbewegungen. Dazu gehören Tipptasten, Tastenwippen, Drehgeber, Druckdrehgeber, Joysticks und eine Computermaus.

Auch die Sensorengruppe 3 weist eine angeschlossene Elektronik auf, die die Sensorsignale verstärkt und digitalisiert, so daß dann digitalisierte Sensorsignale zum Prozessor 1 übertragen werden. Die Sensorengruppe 3 weist Beschleunigungssensoren und/oder Drehratensensoren auf. Beschleunigungssensoren weisen üblicherweise ein Feder- Masse-System auf, wobei dann eine Kapazitätsänderung elektrisch gemessen wird und diese Kapazitätsänderung die Beschleunigung repräsentiert. Bei einem Drehratensensor wird eine Winkelbeschleunigung gemessen, wobei auch hier Beschleunigungssensoren verwendet werden. Die Sensorengruppe 3 liegt entweder bereits für Messungen für andere Einrichtungen wie Airbag oder Gurtstraffer vor, oder die Sensorgruppe 3 wird für die erfindungsgemäße Vorrichtung hinzugefügt.

Der Prozessor 1 vergleicht die digitalisierten Meßwerte der Sensorengruppe 3 mit abgespeicherten Schwellwerten. In Abhängigkeit, welche Schwellwerte übertroffen wurden, korrigiert der Prozessor 1 die digitalisierten Eingabesignale der Eingabevorrichtung 2. Es liegen damit im voraus abgespeicherte Korrekturwerte vor, die auch auf Messungen beruhen. Die Schwellwerte sind vorgegeben, abgespeichert und basieren auf Tests und/oder auf Berechnungen. Wird selbst der niedrigste Schwellwert nicht übertroffen, wird keine Korrektur der Eingabesignale, die von der Eingabevorrichtung 2 zu dem Prozessor 1 übertragen werden, vorgenommen.

Alternativ kann aus den digitalisierten Meßwerten eine Korrektur berechnet werden, wobei je nach Ausführung der Eingabevorrichtung Modelle abgespeichert sind, die der Prozessor 1 benutzt, um Korrekturwerte für die digitalisierten Eingabesignale zu berechnen. Solche Modelle beschreiben ein mechanisches Hand-Bedienelement-Modell, wobei entsprechend der erfaßten Sensorwerte und der erzeugten Eingabesignale die ursprünglich beabsichtigte Bedienung bezüglich Richtung und Krafteinsatz geschätzt wird. Die korrigierten Eingabesignale werden dann von dem Prozessor 1 ausgewertet, um die Aktoren 4 entsprechend dieser Eingabesignale zu steuern und/oder auf einer Anzeige 5 Informationen gemäß der Eingabesignale darzustellen.

Der Prozessor 1 weist Speicher auf, um die Schwellwerte, Korrekturwerte und Modelle abzuspeichern. Dieser Speicher wird auch als Zwischenspeicher verwendet.

Die Aktoren 4 umfassen Stellglieder, die Bremse, Kopfstützen, Fensterheber, Spiegel, Scheibenwischer, Navigationsgerät, Autoradio, Mobiltelefon und Computer. Bei all diesen Geräten sind haptische Eingaben notwendig, um entsprechende Einstellungen vorzunehmen. Insbesondere bei einem Computer sind besonders feinfühlige Eingaben vorzunehmen, um beispielsweise bei einer graphischen Benutzeroberfläche eine Auswahl zu treffen oder eine Funktion auszuführen.

Die Aktoren 4 weisen Elektronik auf, die die Steuersignale, die von dem Prozessor 1 kommen auswerten und in entsprechende Aktionen umsetzen. Bei der Anzeige 5 handelt es sich hier um einen Monitor, der auch für ein Navigationsgerät verwendet wird. Weitere Anzeigetechnologien sind hier verwendbar, wie z. B. ein Netzhautprojektor, ein stereoskopischer Bildschirm oder ein sogenannter Headup- Display, wobei die Windschutzscheibe dabei als Projektionsfläche verwendet wird. Bei einigen zu steuernden Geräten ist zusätzlich eine Sprachsteuerung möglich, jedoch sind Feineinstellungen durch ein haptisches Bedienelement einfacher und schneller zu realisieren.

In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. In Verfahrensschritt 6 werden haptische Eingaben in elektrische Eingabesignale umgewandelt. In Verfahrensschritt 7 werden Beschleunigungs- und Drehratenmeßsensoren ihre Meßwerte abgeben, um dann in Verfahrensschritt 8 mittels dieser Meßwerte eine Korrektur der Eingabesignale, wie oben dargestellt, vornehmen zu können. In Verfahrensschritt 9 werden dann mittels der korrigierten Eingabesignale zu steuernde Geräte gesteuert.

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, wobei die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung über einen Bus 15 verbunden sind. Alle an den Bus 15 angeschlossenen Komponenten weisen einen Buscontroller auf, der das Lesen und Schreiben auf den Bus 15 ermöglicht. Über Datenein-/-ausgänge sind ein Prozessor 10, eine Eingabevorrichtung 11, eine Sensorengruppe 12, Aktoren 13 und eine Anzeige 14 angeschlossen. Die Funktionsweise und das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten ist dasselbe wie für die Komponenten, die in Fig. 1 beschrieben wurden. Hier wird ein elektrisches Leitungssystem als Bus 15 verwendet. Alternativ sind jedoch ein optischer Bus und auch ein Funkbus möglich.

Claims (8)

1. Vorrichtung für manuelle Eingaben in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Eingabevorrichtung (2, 11) aufweist, wobei die Eingabevorrichtung (2, 11) mit einem Prozessor (1, 10) mit Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren (3, 12) und mit wenigstens einem mittels der manuellen Eingaben zu steuerndem Gerät (4, 5, 13, 14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (1, 10) so ausgebildet ist, daß er Signale von der wenigstens einen Eingabevorrichtung (2, 11) in Abhängigkeit von Meßwerten der Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren (3, 12) korrigiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (1, 10) so ausgebildet ist, daß er die Meßwerte mit vorgegebenen Schwellwerten vergleicht und in Abhängigkeit, welcher Schwellwert überschritten wird, die Signale von der Eingabevorrichtung (2, 11) korrigiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (1, 10) so ausgebildet ist, daß er mittels der Meßwerte Korrekturwerte für die Signale von der Eingabevorrichtung (2, 11) berechnet und dann mittels der Korrekturwerte die Signale korrigiert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung (2, 11) Bedienelemente aufweist, die auf Druck- und/oder Dreh- und/oder Führbewegungen reagieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Bus (15) zur Verbindung der Komponenten aufweist.

6. Verfahren zur Verarbeitung von manuellen Eingaben in einem Fahrzeug, wobei die manuellen Eingaben von einer Eingabevorrichtung (2, 11) aufgenommen und in Signale umgewandelt werden, wobei die Signale von einem Prozessor (1, 10) verarbeitet werden, wobei wenigstens ein mittels der manuellen Eingaben zu steuerndes Gerät (4, 5, 13, 14) von dem Prozessor (1, 10) in Abhängigkeit von den Signalen der Eingabevorrichtung (2, 11) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale in Abhängigkeit von Meßwerten von Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren (3, 12) durch den Prozessor (1, 10) korrigiert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte von dem Prozessor (1, 10) mit Schwellwerten verglichen werden und in Abhängigkeit, welcher Schwellwert von den Meßwerten überschritten wird, die Signale von der Eingabevorrichtung (2, 11) korrigiert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Meßwerte von dem Prozessor (1, 10) Korrekturwerte für die Signale von der Eingabevorrichtung (2, 11) berechnet und dann die Signale mit den Korrekturwerten korrigiert werden.