DE102020112016A1 - Interface panel with mechanical input elements - Google Patents
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Abstract
Eine Schnittstellenpanel 1 eines Fahrzeugs weist eine Trägerplatte 2 auf, mit einer ersten Oberseite 3 und mehreren verschiebbaren mechanischen Eingabeelementen 4, 5, 6, 7, die eine zweite Oberseite 4.1, 5.1, 6.1, 7.1 aufweisen, die in einer ersten Position über die erste Oberseite 3 erhoben ist. In einer zweiten Position, die eine Ruhestellung ist, ist das mechanische Eingabeelement 7 bündig mit der ersten Oberseite 3. Um die Position zu ändern, gibt es Aktoren, die mit den mechanischen Eingabeelementen 4, 5, 6, 7 zusammenwirken. Außerdem kann es eine Zwischenstellung geben. Eine TOF-Kamera 21, die in einem Abstand zur Trägerplatte 2 angeordnet ist, hat ein Sichtfeld 22, das die mechanischen Eingabeelemente 4 - 7 abdeckt. Ein Head-Up-Display 40 (HUD) an einer Windschutzscheibe eines Autos ist mit einer schematischen Darstellung 41 des Schnittstellenpanel dargestellt.An interface panel 1 of a vehicle has a carrier plate 2, with a first top side 3 and several displaceable mechanical input elements 4, 5, 6, 7, which have a second top side 4.1, 5.1, 6.1, 7.1, which in a first position over the first Top 3 is raised. In a second position, which is a rest position, the mechanical input element 7 is flush with the first upper side 3. In order to change the position, there are actuators which interact with the mechanical input elements 4, 5, 6, 7. There can also be an intermediate position. A TOF camera 21, which is arranged at a distance from the carrier plate 2, has a field of view 22 which covers the mechanical input elements 4-7. A head-up display 40 (HUD) on a windshield of a car is shown with a schematic representation 41 of the interface panel.
Description
Technischer HintergrundTechnical background
Die Erfindung betrifft ein Schnittstellenpanel mit mindestens einem verschiebbaren mechanischen Eingabeelement, wobei das mechanische Eingabeelement in einer Trägerplatte mit einer ersten Oberseite angeordnet ist, wobei das mechanische Eingabeelement eine zweite Oberseite aufweist, die in einer ersten Betriebsstellung über die erste Oberseite der Trägerplatte erhaben ist, und eine Bedienfläche zur manuellen Bedienung durch Berührung und Interaktion auf der Bedienfläche, wobei die Bedienfläche in der ersten Betriebsstellung über die erste Oberseite der Trägerplatte erhaben ist.The invention relates to an interface panel with at least one displaceable mechanical input element, the mechanical input element being arranged in a carrier plate with a first upper side, the mechanical input element having a second upper side which, in a first operating position, is raised above the first upper side of the carrier plate, and an operating surface for manual operation by touching and interacting on the operating surface, the operating surface being raised above the first upper side of the carrier plate in the first operating position.
Stand der TechnikState of the art
Die meisten Autos haben viele statische mechanische Tasten und Schalter, die an mehreren Stellen angebracht sind. Die Verwendung von Tasten, Schaltern und Tastern an verschiedenen Stellen kann einen Fahrer von der Straße ablenken.Most automobiles have many static mechanical buttons and switches that are placed in multiple locations. The use of buttons, switches, and pushbuttons in different locations can distract a driver from the road.
Wie in
Moderne Autos haben einen Touchscreen. Aus der
Ein mechanisches Eingabeelement mit einer Oberseite, die in einer ersten Betriebsstellung über die erste Oberseite der Trägerplatte angehoben ist, und einer Bedienfläche zur manuellen Betätigung durch Berührung und Interaktion auf der Bedienfläche, wobei die Bedienfläche in der ersten Betriebsstellung über die erste Oberseite der Trägerplatte angehoben ist, kann als ein bekannter mechanischer Drucktastenschalter verstanden werden, der über ein umgebendes Trägerelement hinausragt. Dessen Oberseite kann ganz oder teilweise eine Bedienfläche sein, auf die der Benutzer gegen die Federkraft eines federnden Elements drückt, um den Taster in einer abgesenkten Position zu aktivieren.A mechanical input element with an upper side which is raised above the first upper side of the carrier plate in a first operating position, and an operating surface for manual actuation by touch and interaction on the operating surface, the operating surface being raised in the first operating position above the first upper side of the carrier plate , can be understood as a known mechanical push button switch that protrudes beyond a surrounding support element. Its upper side can be completely or partially an operating surface on which the user presses against the spring force of a resilient element in order to activate the button in a lowered position.
Weiterhin kann ein Drehknopf als mechanisches Eingabeelement verstanden werden. Die seitliche Fläche des Drehknopfes ist die Bedienfläche, auf die der Benutzer einwirkt, die obere Fläche des Drehknopfes hat einen Abstand zum umgebenden Trägerelement des Drehknopfes.Furthermore, a rotary knob can be understood as a mechanical input element. The lateral surface of the rotary knob is the operating surface on which the user acts, the upper surface of the rotary knob is at a distance from the surrounding support element of the rotary knob.
Der mechanische Druckschalter und der Drehknopf können auf der Oberseite eine Beschriftung zur Kennzeichnung ihrer Funktion tragen und bei Bedarf kann eine Beleuchtung oder ein Display integriert sein.The mechanical pressure switch and the rotary knob can have a label on the top to identify their function and, if necessary, lighting or a display can be integrated.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Eingabegerät zur Verfügung zu stellen, das es dem Fahrer ermöglicht, die meisten Funktionen des Autofahrens durch Berührung auszuführen, ohne die Augen von der Straße abzulenken.The object of the invention is to provide an input device which enables the driver to carry out most of the functions of driving a car by touch without distracting the eyes from the road.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Erfindungsgemäß weist ein Schnittstellenpanel, vorzugsweise eines Fahrzeugs, mindestens ein verschiebbares mechanisches Eingabeelement zur Eingabe eines Befehls an ein Bordgerät des Fahrzeugs auf. Das mechanische Eingabeelement ist in einer Trägerplatte mit einer ersten Oberseite angeordnet. Das mechanische Eingabeelement weist eine zweite Oberseite auf, die in einer ersten Position
Das mechanische Eingabeelement hat eine zweite Position
Es versteht sich, dass das Schnittstellenpanel mehr als ein mechanisches Eingabeelement haben kann, das in derselben Trägerplatte angeordnet ist.It goes without saying that the interface panel can have more than one mechanical input element which is arranged in the same carrier plate.
Vorzugsweise kann in der zweiten Position
Um eine andere Information über die Bedeutung des mechanischen Eingabeelements als „ein“ und „aus“ zu erhalten, kann das mechanische Eingabeelement eine dritte Betriebsstellung
Die Bedienfläche zum Einwirken auf das mechanische Eingabeelement kann Teil der zweiten oberen Fläche des mechanischen Eingabeelements sein.The operating surface for acting on the mechanical input element can be part of the second upper surface of the mechanical input element.
Die Bedienfläche kann so beschaffen sein, dass die manuelle Bedienung durch Berühren und Drücken auf die Bedienfläche in Richtung der ersten Fläche erfolgt. Das Betätigen einer solchen Bedienfläche ist eine Standardoperation bei der Bedienung von Fahrzeugen.The control surface can be designed in such a way that manual operation takes place by touching and pressing the control surface in the direction of the first surface. The actuation of such a control surface is a standard operation in the operation of vehicles.
Die Bedienfläche des mechanischen Eingabeelements kann an die zweite obere Fläche des mechanischen Eingabeelements angrenzen und sich in Richtung der Richtung von der ersten Position
Weiterhin ist es möglich, die Bedienfläche zu berühren und um die Achse der Richtung der zweiten oberen Fläche zur ersten Fläche zu drehen. Das Drehen des mechanischen Eingabeelements ermöglicht es, durch ein Menü zu blättern.It is also possible to touch the control surface and to rotate it around the axis of the direction of the second upper surface in relation to the first surface. Turning the mechanical input element makes it possible to scroll through a menu.
Um das mechanische Eingabeelement zu positionieren, , um die zweite obere Fläche des mechanischen Eingabeelements zu bewegen und in die erste Position
Der Aktuator kann auf einem Niveau unterhalb der ersten Fläche angeordnet sein und das mechanische Eingabeelement kann eine Stange umfassen, die sich von einer Unterseite des mechanischen Eingabeelements in Bewegungsrichtung der zweiten oberen Fläche zur ersten Fläche erstreckt.The actuator can be arranged at a level below the first surface and the mechanical input element can comprise a rod which extends from an underside of the mechanical input element in the direction of movement of the second upper surface to the first surface.
Die Stange kann mit einer elektromagnetischen Spule oder mit einem Bürstenmotor oder mit einem Schrittmotor zusammenwirken. Die Positionierung erfolgt durch Einwirkung auf die Stange.The rod can interact with an electromagnetic coil or with a brush motor or with a stepper motor. The positioning is done by acting on the rod.
Bei einem Aktor mit einer elektromagnetischen Spule kann die Stange einen Kunststoffteil und einen Metallteil haben, die elektromagnetische Spule wirkt mit dem Metallteil zusammen.In the case of an actuator with an electromagnetic coil, the rod can have a plastic part and a metal part, and the electromagnetic coil interacts with the metal part.
Das mechanische Eingabeelement kann eine runde Bedienfläche aufweisen und um eine Achse der Bewegungsrichtung der zweiten oberen Fläche zur ersten Fläche drehbar sein und das mechanische Eingabeelement kann mit einem Rotationssensor zusammenwirken. Dieser ermöglicht die Erfassung der Drehrichtung und des Umfangs der Drehung.The mechanical input element can have a round operating surface and can be rotatable about an axis of the direction of movement of the second upper surface relative to the first surface, and the mechanical input element can interact with a rotation sensor. This enables the direction of rotation and the extent of the rotation to be recorded.
Der Rotationssensor kann in der Nähe der Stange und/oder der Bedienfläche platziert werden und mit der Stange und/oder der Bedienfläche des mechanischen Eingabeelements interagieren.The rotation sensor can be placed in the vicinity of the rod and / or the operating surface and interact with the rod and / or the operating surface of the mechanical input element.
Um ein Bild der Hand des Fahrers bei der Interaktion mit dem Bedienfeld aufzunehmen, kann eine TOF-Kamera in einem Abstand D direkt über oder schräg über den mechanischen Eingabeelementen platziert werden, so dass sich die mechanischen Eingabeelemente im Sichtfeld der TOF-Kamera befinden. Im Schnittstellenpanel kann eine Vielzahl von mechanischen Eingabeelementen nebeneinander angeordnet werden.In order to take a picture of the driver's hand when interacting with the control panel, a TOF camera can be placed at a distance D directly above or at an angle above the mechanical input elements, so that the mechanical input elements are in the field of view of the TOF camera. A large number of mechanical input elements can be arranged next to one another in the interface panel.
Mit einer TOF-Kamera ist es möglich, die Position der Hand des Fahrers über dem Bedienfeld zu erfassen und ein zumindest schematisches Bild der Fahrerhand zu erstellen, das auf einem Head-Up-Display (HUD) im Sichtfeld des Fahrers angezeigt werden kann.With a TOF camera it is possible to record the position of the driver's hand above the control panel and to create an at least schematic image of the driver's hand that can be displayed on a head-up display (HUD) in the driver's field of vision.
Ergänzend oder alternativ umfasst die erste Oberfläche der Trägerplatte eine berührungsempfindliche Schicht. Die Berührung der Trägerplatte mit der Hand des Fahrers ermöglicht eine Erkennung der Position der Hand des Fahrers auf dem Schnittstellenpanel. Diese Information kann genutzt werden, um die Hand des Fahrers schematisch in einem HUD darzustellen.Additionally or alternatively, the first surface of the carrier plate comprises a touch-sensitive layer. Touching the carrier plate with the driver's hand enables the position of the driver's hand on the interface panel to be recognized. This information can be used to show the driver's hand schematically in a HUD.
Eine Vielzahl von mechanischen Eingabeelementen kann nebeneinander in der Trägerplatte mit einem dazwischenliegenden Mittelsteg angeordnet werden, wobei der Mittelsteg Teil der Trägerplatte ist. Der Abstand zwischen den mechanischen Eingabeelementen ermöglicht eine eindeutige taktile Identifikation der mechanischen Eingabeelemente.A multiplicity of mechanical input elements can be arranged next to one another in the carrier plate with a central web in between, the central web being part of the carrier plate. The distance between the mechanical input elements enables a clear tactile identification of the mechanical input elements.
Weiterhin kann eine Vielzahl von mechanischen Eingabeelementen nebeneinander in der Trägerplatte unter Umgehung einer zwischenliegenden Mittelstange angeordnet werden, die Trägerplatte kann eine gemeinsame Öffnung aufweisen, in der mindestens zwei der mechanischen Eingabeelemente angeordnet sind. Dies ermöglicht es, zwei oder mehr Tasten gemeinsam als vergrößerte Einheitstaste zu bedienen.Furthermore, a plurality of mechanical input elements can be arranged next to one another in the carrier plate, bypassing an intermediate rod, the carrier plate can have a common opening in which at least two of the mechanical input elements are arranged. This makes it possible to operate two or more keys together as an enlarged unit key.
Das mechanische Eingabeelement kann ein Metallgehäuse mit einem von einer Unterseite ausgehenden Stab und auf oder in der zweiten Oberseite eine Glasabdeckung haben, die ein im Metallgehäuse unterhalb der zweiten Oberseite angeordnetes Display abdeckt. Das Display ermöglicht die Anzeige der Funktion des mechanischen Eingabeelements entweder durch Symbole oder durch Worte.The mechanical input element can have a metal housing with a rod extending from a lower side and a glass cover on or in the second upper side, which covers a display arranged in the metal housing below the second upper side. The display enables Display of the function of the mechanical input element either by symbols or by words.
Weiterhin kann eine Heizung vorhanden sein, die das Metallgehäuse auf eine vordefinierte Temperatur aufheizt, um Temperatureinflüsse bei der Bedienung der mechanischen Eingabeelemente zu vermeiden und ein angenehmes Gefühl beim Berühren des Metallgehäuses zu erzeugen.Furthermore, a heater can be provided which heats the metal housing to a predefined temperature in order to avoid temperature influences when operating the mechanical input elements and to create a pleasant feeling when touching the metal housing.
Das mechanische Eingabeelement kann ein Metallgehäuse mit einem sich von einer Unterseite erstreckenden Stab aufweisen und auf einer Oberseite des Metallgehäuses kann eine transparente Kunststoffabdeckung angeordnet sein, die die zweite Oberseite bildet und ein im Metallgehäuse angeordnetes Display unterhalb der Oberseite des Metallgehäuses abdeckt. Die Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffabdeckung ist geringer als die von Metall, so dass der thermische Effekt weniger wichtig ist. Die transparente Kunststoffabdeckung kann strukturiert sein, um eine schönere Haptik zu erhalten.The mechanical input element can have a metal housing with a rod extending from an underside and a transparent plastic cover can be arranged on an upper side of the metal housing, which forms the second upper side and covers a display arranged in the metal housing below the upper side of the metal housing. The thermal conductivity of the plastic cover is lower than that of metal, so the thermal effect is less important. The transparent plastic cover can be structured to give it a nicer feel.
Das mechanische Eingabeelement kann ein Metallgehäuse mit einer sich von einer Unterseite erstreckenden Stange aufweisen und auf einer Oberseite des Metallgehäuses kann eine Tastenabdeckung angeordnet sein, die ein in dem Metallgehäuse unterhalb der Oberseite des Metallgehäuses angeordnetes Display abdeckt. Die Tastenabdeckung kann ein transparentes Teil aus Glas oder Kunststoff sein, das ein Display schützt.The mechanical input element can have a metal housing with a rod extending from a lower side, and a key cover can be arranged on an upper side of the metal housing, which covers a display arranged in the metal housing below the upper side of the metal housing. The key cover can be a transparent piece made of glass or plastic that protects a display.
Die mechanischen Eingabeelemente können rekonfigurierbar sein und mit einer Onboard-Unit verbunden werden, die die Konfiguration der mechanischen Eingabeelemente verwaltet.The mechanical input elements can be reconfigurable and can be connected to an onboard unit that manages the configuration of the mechanical input elements.
Beim Betrieb eines solchen Schnittstellenpanels mit einer Vielzahl von mechanischen Eingabeelementen kann ein mechanisches Eingabeelement eine erste Position mit einer ersten Höhe über der ersten Oberfläche und ein anderes mechanisches Eingabeelement eine zweite Position mit einer zweiten Höhe über der ersten Oberfläche haben, wobei die erste und die zweite Höhe voneinander verschieden sind. In einer solchen Konfiguration kann die Höhe in der ersten oder in der zweiten Betriebsstellung von der Priorität des mechanischen Eingabeelements abhängen, wobei eine höhere Priorität eine größere Höhe von der ersten oberen Fläche der Trägerplatte hat als eine niedrigere Priorität, wobei die Priorität des mechanischen Eingabeelements von der Onbord-einheit eingestellt wird.When operating such an interface panel with a plurality of mechanical input elements, a mechanical input element can have a first position with a first height above the first surface and another mechanical input element can have a second position with a second height above the first surface, the first and the second Height are different from each other. In such a configuration, the height in the first or in the second operating position can depend on the priority of the mechanical input element, a higher priority having a greater height from the first upper surface of the carrier plate than a lower priority, the priority of the mechanical input element from the on-board unit is set.
Die Onboard-Einheit kann eine Schnittstelle haben, um Informationen für eine rekonfigurierbare Tastatur zu empfangen, die von einer entfernten Schnittstelle bereitgestellt werden, und wobei das mechanische Eingabeelement von der Onboard-Einheit nach den von der entfernten Schnittstelle empfangenen Informationen rekonfiguriert wird.The onboard unit can have an interface to receive information for a reconfigurable keyboard provided by a remote interface and wherein the mechanical input element is reconfigured by the onboard unit according to the information received from the remote interface.
Die von der entfernte Schnittstelle bereitgestellte Information kann eine Prioritätsinformation des mechanischen Eingabeelements umfassen und das mechanische Eingabeelement kann von der Onboard-Unit in Abhängigkeit von der von der entfernten Schnittstelle empfangenen Prioritätsinformation in die erste oder in die zweite Betriebsstellung gesetzt werden.The information provided by the remote interface can include priority information from the mechanical input element and the mechanical input element can be set to the first or second operating position by the onboard unit as a function of the priority information received from the remote interface.
Die Onboard-Unit kann an ein Head-up-Display angeschlossen werden und die Informationen über die mechanischen Eingabeelemente können im Head-up-Display angezeigt werden.The onboard unit can be connected to a head-up display and the information about the mechanical input elements can be shown in the head-up display.
Der Fahrer wird nicht von der Straße abgelenkt, da er die meisten Funktionen des Autofahrens durch Berührung ausführen kann, ohne die Augen von der Straße zu nehmen.The driver is not distracted from the road as he can perform most of the functions of driving by touch without taking his eyes off the road.
Das Schnittstellenpanel mit mechanischen Eingabeelementen ermöglicht eine Konzentration von wenigen Tasten an einer Stelle und das rekonfigurierbare Schnittstellenpanel erlaubt es, die Belegung der Tasten in Abhängigkeit vom aktuellen Modus zu ändern. Nicht verwendete Tasten für den aktuellen Modus können ausgeblendet werden.The interface panel with mechanical input elements enables a few keys to be concentrated in one place and the reconfigurable interface panel allows the assignment of the keys to be changed depending on the current mode. Unused buttons for the current mode can be hidden.
Die mechanische Konstruktion der betätigten Tasten hat in der Anwendung einen wichtigen Vorteil gegenüber einem einfachen Touchscreen mit virtuellen Tasten, da der Benutzer reale mechanische Eingabeelemente wie Tasten sieht und die Hand den Widerstand spürt, den die mechanischen Eingabeelemente benötigen, um aktiviert zu werden.The mechanical construction of the actuated keys has an important advantage in the application over a simple touchscreen with virtual keys, since the user sees real mechanical input elements such as keys and the hand feels the resistance that the mechanical input elements require in order to be activated.
Ein Aspekt ist die Kombination aus der Höhenänderung, bei der die Tasten unterschiedliche Höhen haben können, und der Zuordnung von unterschiedlichen Funktionen zu den Tasten. Dadurch können verschiedene Funktionssätze definiert werden, bei denen die Tasten unterschiedliche Höhen haben, was den taktilen Unterschied für den Benutzer erhöht, um die Funktion zu identifizieren.One aspect is the combination of the height change, in which the keys can have different heights, and the assignment of different functions to the keys. This allows different function sets to be defined where the keys have different heights, which increases the tactile difference for the user to identify the function.
Es ist möglich, die Höhe der Tasten in Abhängigkeit von der Größe der Hand des Benutzers zu ändern. Für kleine Hände wäre es besser, eine niedrige Höhe der Tasten zu verwenden, für größere Hände kann die Höhe erhöht werden. Die Größe der Hände des Benutzers kann automatisch durch eine TOF-Kamera oder durch einen kapazitiven oder induktiven Sensor erkannt werden.It is possible to change the height of the buttons depending on the size of the user's hand. For small hands it would be better to use a lower height of the keys, for larger hands the height can be increased. The size of the user's hands can be automatically detected by a TOF camera or by a capacitive or inductive sensor.
Das rekonfigurierbare Schnittstellenpanel und das Head-up-Display, das die Tastenbelegung anzeigt, interagieren mit den Tasten mit Höhenunterschieden. Der Benutzer sieht die Tasten und seine Hand auf dem Head-up-Display, fühlt die Form und den Widerstand gegen Druck der Tasten. Um eine sichere Identifikation der aktivierten Aktion zu gewährleisten, kann er mit einer TOF-Kamera als Sensor erkennen, ob es sich wirklich um die Hand des Benutzers handelt, da der Sensor den Unterschied zwischen einer bedienenden Hand und anderen Objekten erkennen kann und das Panel blockieren kann, wenn keine Hand erkannt wird.The reconfigurable interface panel and the head-up display, which shows the key assignment, interact with the keys with height differences. The user sees the buttons and his Hand on the head-up display, feeling the shape and resistance to pressure of the buttons. In order to ensure reliable identification of the activated action, he can use a TOF camera as a sensor to detect whether it really is the user's hand, as the sensor can recognize the difference between an operating hand and other objects and can block the panel can if no hand is recognized.
Das rekonfigurierbare Schnittstellenpanel besteht aus Tasten und Knöpfen mit einstellbarer Höhe. Jede der Tasten und Knöpfe hat ein Display zur Anzeige der Tastenbelegung und einen Motor zur Höhenverstellung der Taste. Mit dem rekonfigurierbaren Schnittstellenpanel können viele Parameter des Fahrzeugs verändert werden, wie z. B. Klimasteuerung, Multimediasteuerung, Kabinenbeleuchtung, Spiegelpositionen, Fenster öffnen und schließen. Um die Höhe der im Schnittstellenpanel angeordneten mechanischen Eingabeelemente zu steuern, kann ein Feld „Höhe“ vorhanden sein.The reconfigurable interface panel consists of keys and buttons with adjustable height. Each of the keys and buttons has a display to show the key assignment and a motor for adjusting the height of the key. With the reconfigurable interface panel, many parameters of the vehicle can be changed, such as: B. Climate control, multimedia control, cabin lighting, mirror positions, opening and closing windows. To control the height of the mechanical input elements arranged in the interface panel, a "Height" field can be provided.
FigurenlisteFigure list
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben:
-
1 ein rekonfigurierbares Schnittstellenpanel mit Tasten als mechanische Eingabeelemente; -
2 das Schnittstellenpanel aus 1 mit unterschiedlich hohen Tasten; -
3A Schema einer verstellbaren Taste als mechanisches Eingabeelement mit einer elektromagnetischen Spule; -
3B Schematische Darstellung eines Stabes für die elektromagnetische Spule aus3A ; -
4 Schema einer verstellbaren Taste mit Bürstenmotor; -
5 Schema einer verstellbaren Taste mit einem Schrittmotor; -
6 Schema eines einstellbaren Knopfes; -
7 das Schnittstellenpanel mit einem TOF-Sensor; -
8A das Schnittstellenpanel mit einem berührungsempfindlichen Layout; -
8B kapazitive Sensorfläche mit einem Schnittstellenpanel aus Kunststoff; -
8C die Oberfläche des induktiven Sensors mit einem Schnittstellenpanel aus Metall; -
9 eine Anordnung von Tasten, die eine Einheit von Tasten bilden; -
10 das Schnittstellenpanel mit unterschiedlich hohen Tasten; -
11 einen Metallknopf; -
12 einen Kunststoffknopf; -
13 eine Schnittansicht des Knopfs; -
14 ein Head-up-Display (HUD) mit einer schematischen Ansicht des Schnittstellenpanels; -
15 ein Hauptmenü des Schnittstellenpanels mit der Hand des Fahrers in der Nähe des Schnittstellenpanels; -
16 ein Standardzustand des HUD mit den Händen des Fahrers am Lenkrad; -
17 das Hauptmenü von 15 mit den verfügbaren externen Diensten; -
18 ein Menü für externe Dienste; -
19A ein externer Dienst einer Garage; -
19B Detail der Untermenüs des Dienstes von19A ; -
20A ein externer Dienst einer Tankstelle; -
20Ba Detail der Untermenüs des Dienstes von20A ; -
21 ein externer Dienst eines Restaurants oder eines Cafes; -
22 hochpräzises Versenken eines Metallteils in eine Stahlplatte
-
1 a reconfigurable interface panel with keys as mechanical input elements; -
2 theinterface panel 1 with keys of different heights; -
3A Scheme of an adjustable key as a mechanical input element with an electromagnetic coil; -
3B Schematic representation of a rod for the electromagnetic coil3A ; -
4th Scheme of an adjustable button with a brushed motor; -
5 Scheme of an adjustable button with a stepper motor; -
6th Scheme of an adjustable button; -
7th the interface panel with a TOF sensor; -
8A the interface panel with a touch-sensitive layout; -
8B capacitive sensor surface with an interface panel made of plastic; -
8C the surface of the inductive sensor with a metal interface panel; -
9 an array of keys forming a unit of keys; -
10 the interface panel with keys of different heights; -
11 a metal button; -
12th a plastic button; -
13th a sectional view of the button; -
14th a head-up display (HUD) with a schematic view of the interface panel; -
15th a main menu of the interface panel with the driver's hand near the interface panel; -
16 a standard state of the HUD with the driver's hands on the steering wheel; -
17th the main menu of15th with the available external services; -
18th a menu for external services; -
19A an external service of a garage; -
19B Detail of the submenus of the service of19A ; -
20A an external service of a gas station; -
20Ba Detail of the submenus of the service of20A ; -
21 an outside service of a restaurant or a cafe; -
22nd high-precision sinking of a metal part in a steel plate
Ausführungsbeispiel(e) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In dieser Ausführungsform ist die zweite Oberseite
In einer Ausführungsform kann die Höhe der erhöhten zweiten oberen Fläche
In einer anderen Ausführungsform kann die Höhe einstellbar sein. Es ist leicht zu verstehen, dass die Höhe von der Genauigkeit der Aktuatoren abhängt, die zur Einstellung der Höhe verwendet werden. Neben einer Position „oben“ und einer Position „unten“ des Tasters können die Taster eine Zwischenposition haben, wenn sie mit Aktuatoren ausgeführt sind. Die mechanischen Mittel zum Erreichen und Steuern dieser Zwischenpositionen sind in
Weiterhin weisen die mechanischen Eingabeelemente
In einer Ausführungsform ist die Bedienfläche
In einer weiteren Ausführungsform grenzt die Bedienfläche
Jede Taste des Bedienfelds kann eine rechteckige Anzeige oder eine Anzeige haben, die in die Form der Taste passt. Für den verstellbaren Knopf gibt es eine Anzeige unterhalb oder oberhalb des Knopfes, die anzeigt, was eine Drehung des Knopfes verändert.Each button on the control panel can have a rectangular display or a display that fits the shape of the button. For the adjustable knob, there is an indicator below or above the knob that shows what a rotation of the knob changes.
Wie in der Ausführungsform von
Wie in
Der Aktuator
Der Aktor
Wie in
In
Das mechanische Eingabeelement
Wenn die MCU ein mechanisches Eingabeelement wie eine Taste anheben möchte, startet und stoppt sie den Motor in Abhängigkeit von den Sensordaten. Der Sensor der Taste fühlt, welche Taste gedrückt wird. Das Drücken der Taste ändert die Sensordaten, senkt die Taste ab und sendet einen Befehl. Die Verwendung von Aktoren ermöglicht das Verbergen von nicht verwendeten Tasten und anderen Bedienelementen.When the MCU wants to lift a mechanical input element such as a button, it starts and stops the motor depending on the sensor data. The button's sensor senses which button is being pressed. Pressing the button changes the sensor data, lowers the button and sends a command. The use of actuators makes it possible to hide buttons and other controls that are not in use.
Die Trägerplatte
In
Zur Handerkennung kann auch eine IR-Kamera mit Infrarotlicht oder eine RGB-Kamera verwendet werden, da es zwar Algorithmen zur Handerkennung gibt, diese aber viel Rechenleistung benötigen und eine geringe Genauigkeit haben. Die TOF-Kamera benötigt weniger Rechenleistung, da der Algorithmus die Tiefe einer Hand kennt und eine Hand darüber mit besserer Genauigkeit erkennen kann als eine IR-Kamera. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Thermografiekamera für die Handerkennung zu verwenden. Auch wenn die Kamera eine geringere Auflösung als eine IR/RGB-Kamera hat, kann sie eine menschliche Hand mit höherer Wahrscheinlichkeit erkennen als eine IR/RGB-Kamera.An IR camera with infrared light or an RGB camera can also be used for hand recognition, as there are algorithms for hand recognition, but these require a lot of computing power and are not very accurate. The TOF camera requires less computing power because the algorithm knows the depth of a hand and can detect a hand above it with better accuracy than an IR camera. It is also possible to use a thermographic camera for hand recognition. Even if the camera has a lower resolution than an IR / RGB camera, it is more likely to detect a human hand than an IR / RGB camera.
Die Berührungsschicht auf der Oberfläche
In
In
Es ist möglich, die Sensoren zusammen zu verwenden, obwohl eine Art der Erkennung zu einem zufriedenstellenden Ergebnis führen kann.It is possible to use the sensors together, although some type of detection may give a satisfactory result.
In
In
Einige der Schaltflächen können zu einer Gruppe zusammengefasst werden. Es sieht aus wie eine große Taste. In diesem Fall sind alle verbundenen Tasten mit der gleichen Funktion belegt und wenn eine von ihnen gedrückt wird, müssen sich alle anderen bewegen und die gleiche Höhe haben.Some of the buttons can be grouped together. It looks like a big button. In this case, all linked buttons have the same function and when one of them is pressed, all the others must move and be at the same height.
Jedes mechanische Eingabeelement kann eine Anzeige haben, die zwischen einer transparenten Oberfläche und einem Metallgehäuse montiert ist. Die zum mechanischen Eingabeelement
Das Display
In
In
Die zweite obere Fläche
Das Display
In
Einer der aktivierten Bereiche
Das HUD-Display dient zur Anzeige der Tastenbelegung, des aktuellen Zustands der aktiven Belegung der Oberfläche und zeigt den Zustand der Hand des Benutzers relativ zu den Tasten an.The HUD display is used to display the key assignment, the current status of the active assignment of the surface and shows the status of the user's hand relative to the keys.
Wie in
In der schematischen Darstellung
Der Inhalt des Schnittstellenpanels umfasst Funktionen des Fahrzeugs wie Sitzposition, Luftregulierung, Lichtsteuerung, Mediacenter und externe Dienste. Diese Informationen können das Hauptmenü oder ein Teil eines Hauptmenüs sein.The content of the interface panel includes functions of the vehicle such as seat position, air regulation, lighting control, media center and external services. This information can be the main menu or part of a main menu.
Ausgehend von der Situation der
Wie in
Wie in
Alle mechanischen Eingabeelemente
Das rekonfigurierbare Schnittstellenpanel kann mit Remote-Interface-Ladeinformationen für die rekonfigurierbare Tastatur verwendet werden. Normalerweise verwenden Dienste, die dem Benutzer eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden, eine Anwendung für die Interaktion mit dem Benutzer. Beim automatischen Laden einer Anwendung in einem Fahrzeug müssen jedoch Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden. Deshalb sollten für Interaktionen mit einem Benutzer nur Beschreibungen der Tasten, Bilder und einfache Befehle wie Senden, Empfangen, mathematische Operationen usw. zur Verfügung stehen, bis eine Bestätigung des Benutzers vorliegt, um eine weitere Interaktion zuzulassen.The reconfigurable interface panel can be used with remote interface loading information for the reconfigurable keyboard. Typically, services made available to the user of a vehicle use an application to interact with the user. However, security issues must be considered when automatically loading an application in a vehicle. Therefore, for interactions with a user, only descriptions of the buttons, images and simple commands such as send, receive, math operations, etc. should be available until confirmation from the user is available to allow further interaction.
Wenn ein Auto einen Dienst durchfährt, in
Wie in
Standardmäßig sind die mechanischen Eingabeelemente des Bedienfeldes mit einem Hauptmenü belegt. Das HUD-Display zeigt auch einige Fahrzeuginformationen an, wie in
Diese Funktion könnte dem Fahrer als Benutzer zur Verfügung stehen, aber auch einem Beifahrer, der die Tasten drückt, während der Fahrer die Vorgänge des Beifahrers im HUD verfolgen kann.This function could be available to the driver as a user, but also to a user Passenger pressing the buttons while the driver can follow the passenger's operations in the HUD.
Servicepunkte werden von der ECU durch ein Broadcast-Signal oder einen vorherigen Kontaktdatensatz in einer Datenbank von Services erkannt. Ein Fahrzeug sendet eine Anfrage an den erkannten Service für eine Schnittstellenbeschreibung zur Konfiguration der Bedienfeldtastenfunktionen. Der Dienst erstellt die Schnittstellenbeschreibung basierend auf der Anzahl der benötigten Tasten, Knöpfe, Anzeigen usw. und sendet die Schnittstellenbeschreibung dann an das Fahrzeug. Ein Fahrer oder ein Beifahrer wählt ein externes Servicemenü aus und interagiert mit den Tasten und Knöpfen. Das Steuergerät des Autos sendet ein Ergebnis an die Servicestelle. (
Wie in
Generell können mechanische Eingabeelemente wie Tasten, die mit höherer Wahrscheinlichkeit gedrückt werden, eine größere Höhe haben als Tasten, die selten gedrückt werden. Zum Beispiel würde „OK“ häufiger gedrückt werden als „Abbrechen“. Eine andere Möglichkeit ist, dass eine Taste, die mit höherer Wahrscheinlichkeit gedrückt wird, eine geringere Höhe hat, weil der Fahrer weniger Kräfte zum Drücken benötigt. Beide Modi können vom Benutzer ausgewählt werden.In general, mechanical input elements such as keys that are more likely to be pressed can have a greater height than keys that are seldom pressed. For example, “OK” would be pressed more often than “Cancel”. Another possibility is that a button that is more likely to be pressed has a lower height because the driver needs less force to press it. Both modes can be selected by the user.
Die Datenübertragung kann mit einer direkten Verbindung über WiFi oder eine andere drahtlose Schnittstelle erfolgen, was ein kostengünstiger und einfacher Weg ist. Ein Auto sucht nach bekannten WLAN-Netzwerken, verbindet sich mit ihnen und fordert Informationen über den Dienst an. Um erweiterte Sicherheitsaspekte zu erfüllen, wäre ein sicherer Weg, dass ein Auto nach Funksignalen sucht und Daten von einem Server über ein mobiles Netzwerk herunterlädt, indem es deren ID liest und Informationen über einen Dienst von einem Server im Internet anfordert.Data transfer can be done with a direct connection via WiFi or another wireless interface, which is an inexpensive and easy way. A car searches for known WiFi networks, connects to them and requests information about the service. To meet advanced security concerns, a surefire way would be for a car to look for radio signals and download data from a server over a mobile network by reading its ID and requesting information about a service from a server on the Internet.
Eine Time-of-Flight-Kamera (TOF-Kamera) ist ein Entfernungsbild-Kamerasystem, das Laufzeittechniken verwendet, um die Entfernung zwischen der Kamera und dem Objekt für jeden Punkt des Bildes aufzulösen, indem die Umlaufzeit eines künstlichen Lichtsignals gemessen wird, das von einem Laser oder einer LED bereitgestellt wird. Laserbasierte Time-of-Flight-Kameras sind Teil einer breiteren Klasse von scannerlosem LIDAR, bei dem die gesamte Szene mit jedem Laserimpuls erfasst wird, im Gegensatz zu Punkt für Punkt mit einem Laserstrahl wie bei scannenden LIDAR-Systemen.A time-of-flight camera (TOF camera) is a distance image camera system that uses time of flight techniques to resolve the distance between the camera and the object for each point in the image by measuring the round trip time of an artificial light signal emitted from a laser or an LED is provided. Laser-based time-of-flight cameras are part of a broader class of scannerless LIDAR, in which the entire scene is captured with each laser pulse, as opposed to point-by-point with a laser beam as in scanning LIDAR systems.
Eine organische Leuchtdiode (OLED oder organische LED), auch bekannt als organische EL-Diode (organische Elektrolumineszenzdiode), ist eine Leuchtdiode (LED), bei der die emittierende Elektrolumineszenzschicht ein Film aus einer organischen Verbindung ist, der als Reaktion auf einen elektrischen Strom Licht emittiert.An organic light emitting diode (OLED or organic LED), also known as an organic EL diode (organic electroluminescent diode), is a light emitting diode (LED) in which the emitting electroluminescent layer is a film made of an organic compound that emits light in response to an electrical current emitted.
Ein Controller Area Network (CAN-Bus) ist ein robuster Fahrzeugbus-Standard, der entwickelt wurde, um Mikrocontrollern und Geräten die Kommunikation mit anderen Anwendungen ohne einen Host-Computer zu ermöglichen. Es handelt sich um ein nachrichtenbasiertes Protokoll, das ursprünglich für die Multiplex-Elektroverkabelung in Autos entwickelt wurde, um Kupfer zu sparen, aber auch in vielen anderen Zusammenhängen verwendet werden kannA controller area network (CAN bus) is a robust vehicle bus standard that was developed to allow microcontrollers and devices to communicate with other applications without a host computer. It is a message-based protocol that was originally developed for multiplexing electrical wiring in cars to save copper, but it can also be used in many other contexts
Die serielle Peripherieschnittstelle (SPI) ist eine synchrone serielle Kommunikationsschnittstellenspezifikation, die für die Kommunikation über kurze Entfernungen, hauptsächlich in eingebetteten Systemen, verwendet wird.The serial peripheral interface (SPI) is a synchronous serial communication interface specification used for communication over short distances, primarily in embedded systems.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Bedienfeld - HauptmenüControl panel - main menu
- 1'1'
- Schnittstellenpanel - Verwendung mit GarageInterface panel - use with garage
- 1"1"
- Schnittstellenpanel - Verwendung mit TankstelleInterface panel - use with gas station
- 1"'1"'
- Schnittstellenpanel - Verwendung mit CafeInterface panel - use with cafe
- 22
- TrägerplatteCarrier plate
- 2.2.
- IBerührungsempfindliche SchichtTouch-sensitive layer
- 2.22.2
- Öffnungopening
- 2.32.3
- Öffnungopening
- 33
- erste obere Flächefirst upper surface
- 3.13.1
- UnterflächeLower surface
- 44th
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 4.14.1
- zweite Oberseitesecond top
- 4.24.2
- Bedienoberflächeuser interface
- 4.34.3
- Untere SeiteLower side
- 55
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 5.15.1
- zweite Oberseitesecond top
- 5.25.2
- Bedienoberflächeuser interface
- 66th
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 6.16.1
- zweite Oberseitesecond top
- 6.26.2
- BedienflächeControl surface
- 6.36.3
- UnterflächeLower surface
- 6.46.4
- ZahnkranzRing gear
- 77th
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 7.17.1
- zweite Oberseitesecond top
- 7.27.2
- BedienflächeControl surface
- 88th
- Elektromagnetischer AktorElectromagnetic actuator
- 8.18.1
- Elektromagnetische SpuleElectromagnetic coil
- 8.28.2
- Steuerstromkreis des AntriebsDrive control circuit
- 8.38.3
- Kabelcable
- 99
- Bürstenmotor-AktorBrushed Motor Actuator
- 9.19.1
- BürstenmotorBrush motor
- 9.29.2
- optischer Rotationssensoroptical rotation sensor
- 9.39.3
- SteuerkreisControl circuit
- 1010
- Schritt-MotorantriebStep motor drive
- 10.110.1
- SchrittmotorStepper motor
- 10.210.2
- HallensensorHall sensor
- 10.310.3
- SteuerkreisControl circuit
- 1111
- Stangepole
- 11.111.1
- Loch in der StangeHole in the rod
- 11.211.2
- ZahnstangeRack
- 11.311.3
- Magnetmagnet
- 1212th
- Kunststoffteil der StangePlastic part of the rod
- 12.112.1
- Gewindethread
- 1313th
- Metallteil der StangeMetal part of the rod
- 13.113.1
- Gewindethread
- 1414th
- Kabel, DrahtCable, wire
- 1515th
- Anzeigeadvertisement
- 1616
- Achseaxis
- 1717th
- Pfeil für RotationArrow for rotation
- 1818th
- RotationssensorRotation sensor
- 1919th
- Kapazitiver SensorCapacitive sensor
- 19.119.1
- Kapazitive FolieCapacitive foil
- 19.219.2
- Oberfläche Glas oder Kunststoff mit DekorGlass or plastic surface with decor
- 2020th
- induktive Berührungssensorschichtinductive touch sensor layer
- 3131
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 3232
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 3333
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 3434
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 3535
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 3636
- mechanisches Eingabeelementmechanical input element
- 4040
- Head-Up DisplayHead-Up Display
- 4141
- Schematische Darstellung des SchnittstellenpanelsSchematic representation of the interface panel
- 4242
- virtuell aktiviertes mechanisches Eingabeelementvirtually activated mechanical input element
- 4343
- virtuell aktiviertes mechanisches Eingabeelementvirtually activated mechanical input element
- 4444
- virtuell aktiviertes mechanisches Eingabeelementvirtually activated mechanical input element
- 4545
- virtuelle Benutzerhandvirtual user hand
- 4646
- Hand des BenutzersHand of the user
- 5050
- Service einer GarageService of a garage
- 5151
- Service einer TankstelleService of a gas station
- 5252
- Bedienung eines CafesOperation of a cafe
- AA.
- erste operative Positionfirst operational position
- BB.
- RuhepositionResting position
- CC.
- zweite Positionsecond position
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 1125784 B1 [0003]EP 1125784 B1 [0003]
- WO 2004/091956 A2 [0004]WO 2004/091956 A2 [0004]
Claims (24)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102020112016.8A DE102020112016A1 (en) | 2020-05-04 | 2020-05-04 | Interface panel with mechanical input elements |
Publications (1)
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---|---|
DE102020112016A1 true DE102020112016A1 (en) | 2021-11-04 |
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ID=78267663
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102020112016.8A Pending DE102020112016A1 (en) | 2020-05-04 | 2020-05-04 | Interface panel with mechanical input elements |
Country Status (1)
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---|---|
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-
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- 2020-05-04 DE DE102020112016.8A patent/DE102020112016A1/en active Pending
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