DE102020211795A1 - Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung (500) zur Bedienung einer Funktion eines Kraftfahrzeuges (1), wobei die Bedienvorrichtung (500) eine LED-Anordnung (50) mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter LEDs (71, 72) umfasst, wobei über der LED-Anordnung (50) eine Faseroptik (51) mit einer der Mehrzahl der LEDs abgewandten Bedienfläche angeordnet ist, wobei die Bedienoberfläche eine konkave Bedienzone umfasst, wobei eine Recheneinrichtung (57) vorgesehen ist zur Ermittlung, ob Licht zumindest einer, unterhalb der konkaven Bedienzone angeordneten, ersten LED (71) der Mehrzahl der LEDs aufgrund einer Bedienhandlung zumindest in eine zweite LED (72) der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Bedienung einer Funktion, insbesondere des Kraftfahrzeuges, wobei die Bedienvorrichtung eine Mehrzahl, z.B. matrixartig nebeneinander angeordneter, LEDs umfasst, wobei eine Recheneinrichtung vorgesehen ist zur Ermittlung, ob Licht zumindest einer ersten LED der Mehrzahl der LEDs aufgrund einer Bedienhandlung zumindest in eine zweite LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug mit einer Bedienvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung. Eine derartige Bedienvorrichtung bzw. ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10 2018 222 203A1 , der DE 10 2019 220 071 A1 , der DE 10 2019 220 050 A1 und der DE 10 2019 220 067 A1 bekannt.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine alternative Bedienung eines Kraftfahrzeuges anzugeben.
• Vorgenannte Aufgabe wird durch eine (insbesondere niedrig auflösende) Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Bedienung einer Funktion des Kraftfahrzeuges, gelöst, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Bedienvorrichtung zur Bedienung einer Funktion des Kraftfahrzeuges eine LED-Anordnung mit einer Mehrzahl (insbesondere im Wesentlichen, insbesondere matrixartig, insbesondere) nebeneinander (insbesondere matrixartig) angeordneter LEDs umfasst, wobei über der LED-Anordnung eine Faseroptik mit einer der Mehrzahl der LEDs abgewandten Bedienfläche bzw. Bedienoberfläche angeordnet ist, wobei die Bedienfläche bzw. Bedienoberfläche eine konkave bzw. konkav gekrümmte Bedienzone umfasst, wobei eine Recheneinrichtung vorgesehen ist zur Ermittlung, ob Licht zumindest einer, unterhalb der konkaven Bedienzone angeordneten, ersten LED der Mehrzahl der LEDs bzw. der LED-Anordnung aufgrund einer Bedienhandlung zumindest in eine zweite LED der Mehrzahl der LEDs bzw. der LED-Anordnung reflektiert und/oder eingestrahlt wird.
• Die erste LED ist somit eine LED im Lichtemissionsmodus und die zweite LED ist eine LED im Lichterkennungsmodus. Zwischen diesen beiden Modi kann in einer Ausgestaltung der Erfindung schnell gewechselt werden und zwar z. B. mit einer Geschwindigkeit gewechselt werden, dass der Wechsel für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Ähnlich wie in der US 9 207 851 B1 bzw. in der US 2006/0086896 A1 offenbarten Lehre wechseln die LEDs in einer optionalen Ausgestaltung mit derart hoher Frequenz zwischen Lichtemissionsmodus und Lichterkennungsmodus, dass dieser Wechsel für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Im einfachsten Fall wechselt die Funktion der LED derart, dass ermittelt wird, ob Licht der zweiten LED der Mehrzahl der LEDs bzw. der LED-Anordnung in die erste LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. Dann wiederum wird mittels der ersten LED der Mehrzahl der LEDs bzw. LED-Anordnung Licht in eine Faser der Faseroptik eingestrahlt und wiederum mittels der zweiten LED der Mehrzahl der LEDs bzw. der LED-Anordnung geprüft, ob dieser Lichtstrahl reflektiert und/oder durch eine Faser der Faseroptik in die zweite LED eingestrahlt wird. Es kann
  zum Beispiel folgende Sequenz vorgesehen sein:
• LED 1 (= erste LED) leuchtet, und die empfangene Leistung an der LED 2 (= zweite LED) wird gemessen.
• LED 2 leuchtet, und die empfangene Leistung an der LED 1 wird gemessen.
• LED 1 leuchtet, und die empfangene Leistung an der LED 2 wird gemessen.
• LED 2 leuchtet, und die empfangene Leistung an der LED 1 wird gemessen.
• LED 1 leuchtet, und die empfangene Leistung an der LED 2 wird gemessen.
• LED 2 leuchtet, und die empfangene Leistung an der LED 1 wird gemessen.
• LED 1 leuchtet, und die empfangene Leistung an der LED 2 wird gemessen.
• LED 2 leuchtet, und die empfangene Leistung an der LED 1 wird gemessen. usw.
• Eine Licht leitende Faser im Sinne dieser Offenbarung hat insbesondere einen runden, insbesondere einen kreisrunden Querschnitt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine Licht leitende Faser im Sinne dieser Offenbarung einen rechteckigen, einen quadratischen oder einen sechseckigen Querschnitt aufweist.
• Eine Funktion eines Kraftfahrzeuges im Sinne dieser Offenbarung kann ein InfotainmentSystem, ein Navigationssystem, ein Telefon oder eine Telefonschnittstelle, ein Fensterheber, Bedienelemente für einen Seitenspiegel, ein Schiebedach u.ä. sein. Eine Bedienhandlung im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere das Berühren, insbesondere mit einem Finger, der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienfläche. Eine Anordnung über der Mehrzahl der LEDs im Sinne dieser Offenbarung bedeutet insbesondere, dass die Faseroptiken bzw. die Fasern der Faseroptiken derart ausgestaltet sind, dass die LEDs Licht in (die) Fasern der Faseroptik einstrahlen.
• Eine LED im Sinne dieser Offenbarung kann auch eine LED mit Farbfilter sein bzw. eine LED, die einen Farbfilter umfasst. Es ist insbesondere vorgesehen, dass unter LED im Sinne dieser Offenbarung auch OLED zu verstehen ist. Eine LED im Sinne dieser Offenbarung kann auch eine QDOT oder ein Laser sein. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Farbe weiß mittels Phosphor gebildet wird.
• Eine Recheneinrichtung im Sinne dieser Offenbarung kann beispielsweise Schaltungen bzw. Auswerteschaltungen, wie sie in der US 9 207 851 B1 sowie der US 2006/0086896 A1 offenbart sind, umfassen. Eine Recheneinrichtung im Sinne dieser Offenbarung umfasst z.B. eine Schnittstelle zu einem Fahrzeugbus, wie etwa eine CAN-Schnittstelle, und/oder eine Schnittstelle zu einer Anzeige- und Bediensteuerung.
• Eine LED ist im Sinne dieser Offenbarung insbesondere dann unterhalb einer Bedienzone angeordnet, wenn sie senkrecht zu der Bedienoberfläche oder einer Ebene der Bedienfläche betrachtet von der Bedienzone vollständig oder im Wesentlichen vollständig oder zumindest teilweise verdeckt wird. Eine LED ist im Sinne dieser Offenbarung insbesondere dann unterhalb einer Bedienzone angeordnet, wenn sie senkrecht zu der Bedienfläche oder einer Ebene der Bedienfläche betrachtet von der Bedienzone vollständig oder im Wesentlichen vollständig verdeckt wird. Eine LED ist im Sinne dieser Offenbarung insbesondere dann zumindest teilweise unterhalb einer Bedienzone angeordnet, wenn sie senkrecht zu der Bedienfläche oder einer Ebene der Bedienfläche betrachtet von der Bedienzone vollständig oder im Wesentlichen vollständig oder zumindest teilweise verdeckt wird.
• In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die konkave bzw. konkav gekrümmte Bedienzone einen minimalen Durchmesser von nicht mehr als 2,5 cm, insbesondere von nicht mehr als 2 cm. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die konkave Bedienzone einen minimalen Durchmesser von nicht weniger als 1 cm, insbesondere von nicht weniger als 1,5 cm.
• In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die konkave bzw. konkav gekrümmte Bedienzone kraterartig , zum Beispiel zur Implementierung eines Tasters, einer Taste bzw. eines Softkeys, oder grabenartig ausgestaltet, zum Beispiel zur Implementierung eines Schiebers bzw. eines Sliders.
• In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung geht die konkave Krümmung der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone am Rand der konkaven Bedienzone in eine konvexe Krümmung über. Das bedeutet insbesondere, dass die Bedienzone an ihrem Rand einen, insbesondere umlaufenden, Wendebereich umfasst. D. h. insbesondere, dass es einen Bereich am Rand der Bedienzone gibt, für den gilt: $$\frac{BF\left(x,y,z\right)}{d{x}^{2}d{y}^{2}d{z}^2}=0\cap \frac{BF\left(x,y,z\right)}{dxdydz}\ne 0$$

  
• Hierbei bezeichnet BF(x,y,z) die Bedienfläche, wobei x und y orthogonale Koordinaten in der Ebene der Bedienfläche und z eine Koordinate orthogonal zu der von x und y aufgespannten Ebene ist.
• In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite LED (zumindest teilweise) unterhalb der konkaven Bedienzone angeordnet.
• In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Recheneinrichtung zur Ermittlung ausgestaltet, ob Licht der ersten LED aufgrund einer Bedienhandlung zudem zumindest in eine, insbesondere (zumindest teilweise) unterhalb der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone angeordnete, dritte LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Recheneinrichtung zur Ermittlung ausgestaltet, ob Licht der ersten LED aufgrund einer Bedienhandlung zudem zumindest in eine, insbesondere (zumindest teilweise) unterhalb der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone angeordnete, vierte LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Recheneinrichtung zur Ermittlung ausgestaltet, ob Licht der ersten LED aufgrund einer Bedienhandlung zudem zumindest in eine, insbesondere (zumindest teilweise) unterhalb der konkaven bzw. konkav gekrümmten angeordnete, fünfte LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Recheneinrichtung zur Ermittlung ausgestaltet, ob Licht der ersten LED aufgrund der Bedienhandlung zudem zumindest in eine, insbesondere (zumindest teilweise) unterhalb der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone angeordnete, sechste LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Recheneinrichtung zur Ermittlung ausgestaltet, ob Licht der ersten LED aufgrund einer Bedienhandlung zudem zumindest in eine, insbesondere (zumindest teilweise) unterhalb der konkaven bzw. konkav gekrümmten angeordnete, siebte LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Recheneinrichtung zur Ermittlung ausgestaltet, ob Licht der ersten LED aufgrund der Bedienhandlung zudem zumindest in eine, insbesondere (zumindest teilweise) unterhalb der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone angeordnete, achte LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Recheneinrichtung zur Ermittlung ausgestaltet, ob Licht der ersten LED aufgrund einer Bedienhandlung zudem zumindest in eine, insbesondere (zumindest teilweise) unterhalb der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone angeordnete, neunte LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird.
• In einer optionalen Ausgestaltung der Erfindung spaltet sich die Faseroptik in Richtung auf die Bedienfläche in zumindest zwei Teil-Faserbündel auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung spaltet sich die Faseroptik in Richtung auf die Bedienfläche in zumindest drei Teil-Faserbündel auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung spaltet sich die Faseroptik in Richtung auf die Bedienfläche in zumindest vier Teil-Faserbündel auf. Einzelheiten können 8 der DE 10 2018 222 203A1 und 7 der DE 10 2019 220 050 A1 entnommen werden (insbesondere jeweils in Verbindung mit der dazugehörigen Beschreibung).
• In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Fasern der Faseroptik einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Faseroptik eine Faser mit einem erheblich größeren Durchmesser aufweist als eine Faser einer Gruppe von Fasern, die ebenfalls Teil der Faseroptik ist. Die Durchmesser der Fasern können insbesondere auch zur Optimierung der Bedienbarkeit der Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Dimensionierung und/oder den Eigenschaften der LEDs genutzt werden. So kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass eine Faser im Zentrum einer Bedienzone einen größeren Durchmesser hat als außerhalb der Bedienzone und/oder am Rand der Bedienzone. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Faser im Zentrum der Bedienzone einen Durchmesser umfasst, der zumindest dreimal so groß ist wie der Durchmesser einer umgebenden Faser bzw. der Durchmesser einer Faser außerhalb der Bedienzone und/oder am Rand der Bedienzone.
• In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Faseroptik und/oder einer Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern die Bedienung einer Einzelfunktion des Transportmittels bzw. des Kraftfahrzeuges zugeordnet. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Faseroptik und/oder einer Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern eine Displayfunktion des Kraftfahrzeuges zugeordnet. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung betrifft insbesondere die Bedienung von Funktionen, die über ein Bussystem bedienbar sind. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere ein Infotainmentsystem und/oder ein Navigationssystem und/oder ein Telefon. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung nutzt z.B. eine Busschnittstelle der Recheneinrichtung oder einer Anzeige- und Bedienvorrichtung. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere eine Funktion oder eine Mehrzahl von Funktionen, die abhängig davon ist bzw. sind, was angezeigt wird. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere eine menügeführte Bedienung. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung kann auch eine Mehrzahl von Apps umfassen, die, wenn sie angezeigt werden, bedienbar bzw. aufrufbar sind. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung kann auch eine Anzeige von Informationen sein.
• Die Mehrzahl der LEDs der LED-Anordnung oder ein Teil der Mehrzahl der LEDs der LED-Anordnung kann ein Display bilden bzw. Teil eines Displays sein. Ein Display im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere ein Display bzw. Matrixdisplay zur variablen Darstellung von Informationen. Ein Display im Sinne dieser Offenbarung kann z.B. ein TFT sein. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die LEDs der Mehrzahl der LEDs als Farbdisplay ausgestaltet (zur Darstellung unterschiedlicher farblicher Bildinhalte).
• In einer Ausgestaltung der Erfindung bilden die LEDs der Mehrzahl der LEDs ein Farbdisplay. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die LEDs der Mehrzahl der LEDs als Farbdisplay ausgestaltet (zur Darstellung unterschiedlicher farblicher Bildinhalte). In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zeigt das Display die Funktion der Bedienvorrichtung, zum Beispiel in Form eines Icons oder eines Symbols. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Display Teil eines, insbesondere Multi-Touch, HMIs, zum Beispiel eines gekapselten HMIs, wie es in 4 und 5 der DE 10 2019 220 071 A1 offenbart ist.
• In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Faseroptik zumindest 2 Fasern pro LED, insbesondere zumindest 5 Fasern pro LED, insbesondere zumindest 8 Fasern pro LED auf. Es kann vorgesehen sein, dass die Faseroptik nicht mehr als 10 Fasern pro LED aufweist. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Verhältnis von lichtemittierenden zu lichtdetektierenden LEDs zumindest 1:1, insbesondere zumindest 1:2. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Verhältnis von lichtemittierenden zu lichtdetektierenden LEDs nicht größer als 1:9.
• Es kann vorgesehen sein, dass eine LED so groß ist, dass nur eine LED vollständig unterhalb einer Bedienzone angeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass weitere LEDs bzw. benachbarte LEDs lediglich teilweise unterhalb Bedienzone angeordnet sind.
• Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug mit einer Bedienvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorgenannten Merkmale.
• Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung, insbesondere zum Betrieb einer vorgenannten Bedienvorrichtung, wobei die Bedienvorrichtung eine Mehrzahl von LEDs bzw. eine LED-Anordnung (mit einer Mehrzahl von LEDs) umfasst, wobei über der Mehrzahl der LEDs eine Faseroptik mit einer Vielzahl von Fasern angeordnet ist, wobei die Bedienfläche eine konkave bzw. konkav gekrümmte Bedienzone umfasst, wobei eine, unterhalb bzw. im Bereich der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone angeordnete, erste LED der LED-Anordnung Licht in eine Faser der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone strahlt, das in der Faser (mehrfach) reflektiert wird und aus der Faseroptik bzw. der Faser austritt, wobei ein Bedienmittel, wie zum Beispiel ein Finger eines Bedieners (zwecks Bedienung der Bedienvorrichtung) die Faseroptik im Bereich der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone oder nahezu oder fast berührt, wobei aus der Bedienfläche bzw. aus der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone austretendes Licht, das von dem Finger (diffus) reflektiert und dadurch in eine Faser der Faseroptik eingestrahlt wird, von dieser Faser zu einer gerade nicht leuchtenden, beispielsweise unterhalb der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone angeordneten, (der ersten LED benachbarten) LED der Mehrzahl der LEDs geleitet wird, so dass die zweite LED ein Signal liefert, aufgrund dessen entschieden wird, ob eine Bedienung der Bedienvorrichtung vorgenommen wurde.
• LEDs sind im Sinne dieser Offenbarung insbesondere dann benachbart, wenn sie unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.
• Ein Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt. Unter einem Kraftfahrzeug im Sinne dieser Offenbarung kann auch ein motorisch angetriebenes Fahrzeug verstanden werden, zum Beispiel auch ein Fahrzeug für 3D-Mobilität. Ein Kraftfahrzeug im Sinne dieser Offenbarung kann ein Transportmittel sein, insbesondere ein mittels eines Aktors angetriebenes Transportmittel. Ein Transportmittel im Sinne dieser Offenbarung kann ein Fortbewegungsmittel sein. Ein Transportmittel im Sinne dieser Offenbarung kann ein Transportmittel zur Beförderung von Personen und/oder Gütern sein bzw. als solches verstanden werden. Ein Transportmittel im Sinne dieser Offenbarung kann ein angetriebenes Fahrzeug sein. Ein angetriebenes Fahrzeug im Sinne dieser Offenbarung bedeutet insbesondere, dass ein technischer Antrieb vorgesehen ist, wobei vorgesehen sein kann, dass wesentliche Teile des Antriebs außerhalb des Fahrzeuges, bevorzugt jedoch innerhalb des Fahrzeugs bzw. in dem Fahrzeug integriert, angeordnet sind. Ein angetriebenes Fahrzeug im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere ein Fahrzeug, das nicht maßgeblich durch die Kraft von Tieren und/oder Menschen angetrieben wird. Ein angetriebenes Fahrzeug im Sinne dieser Offenbarung kann jedoch optional einen Antrieb durch Wind und/oder Sonne umfassen. Ein Antrieb im Sinne dieser Offenbarung kann ein Verbrennungsmotor und/oder ein Elektromotor sein.
• Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
• 1 ein Ausführungsbeispiel für ein Kraftfahrzeug 1 in einer Innenansicht,
• 2 eine Detailansicht des Lenkrades des Kraftfahrzeuges gemäß 1,
• 3 eine Detailansicht einer Tür des Kraftfahrzeuges gemäß 1,
• 4 eine Detailansicht von Bedienelementen der Tür gemäß 3,
• 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung unter Verwendung der Bedienelemente gemäß 4,
• 6 ein Bedienelement gemäß 4 in einer vergrößerten Querschnittsdarstellung in vereinfachter Darstellung,
• 7 ein alternativ ausgestaltetes Bedienelement gemäß 4 in einer vergrößerten Querschnittsdarstellung in vereinfachter Darstellung,
• 8 ein Ausführungsbeispiel für eine LED-Anordnung in einer prinzipiellen Darstellung,
• 9 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung,
• 10 ein Ausführungsbeispiel für ein Verifikationsmodell bzw. die Einbindung eines Verifikationsmodells in die Bedieneinrichtung,
• 11 eine Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeuges und
• 12 ein Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung.
• 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kraftfahrzeug 1 in einer Innenansicht. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 2 ein Lenkrad und Bezugszeichen 3 ein HMI. Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Tür, und mit Bezugszeichen 5 ist ein Bedienelement in der Mittelkonsole des Kraftfahrzeuges 1 bezeichnet. 2 zeigt - in Anlehnung an die EP 2 981 446 B1 und die DE 10 2018 222 203 A1 - einen Ausschnitt des Lenkrades 2 aus 1 mit einer vergrößerten Darstellung eines im Bereich einer Speiche 25 des Lenkrades 2 angeordneten Bedienbereichs 20 mit (entsprechend 5, 6, 7 und 8 ausgestalteten) Bedienelementen 21, 22, 23, 24 zur Bedienung von Funktionen des Kraftfahrzeuges 1. In vorliegendem Ausführungsbeispiel dienen die Bedienelemente 24 und 25 der Bedienung eines Mobiltelefons MT (vgl. 11). Mittels der Bedienelemente 21 und 23 ist vorgesehen, die Lautstärke des Telefonsignals des Mobiltelefons MT (vgl. 11) zu variieren. 3 zeigt die Tür 4 in einer vergrößerten Darstellung. In der Tür 4 ist ein in 4 vergrößert dargestelltes Bedienpanel 40 mit (entsprechend 5, 6, 7 und 8 ausgestalteten) Fensterheber-Bedienelementen 41, 42, 43, 44 und Bedienelementen 45 und 46 zum Verstellen der Seitenspiegel des Kraftfahrzeuges 1 vorgesehen. Bezugszeichen 410, 420, 430 und 440 bezeichnen Icons, die die Funktion der jeweiligen Fensterheber-Bedienelemente 41, 42, 43, 44 angeben.
• 5 zeigt die prinzipielle Ausgestaltung einer Bedienvorrichtung 500 im Sinne der Erfindung am Beispiel des Bedienpanels 40. Dabei sendet eine LED 71 einer LED-Anordnung 50 Licht aus, das in einer Faser 511 der Faseroptik 51 mehrfach reflektiert aus der der LED-Anordnung 50 abgewandten Seite der Faseroptik 51 (Bedienfläche 510 mit der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone) austritt. Befindet sich der Finger F eines Bedieners zwecks Bedienung der Bedienvorrichtung 500 auf der konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone, so wird das aus der Oberfläche austretende Licht in die Faser 511, die Faser 512 und/oder eine oder mehrere weitere benachbarte Fasern der Faseroptik 51 (diffus) reflektiert und von dieser zu einer gerade nichtleuchtenden LED 72 geleitet, mittels derer eine Recheneinrichtung 57 entscheiden kann, dass eine berührende Bedienung des entsprechenden Bedienelementes der Bedienvorrichtung 500 erfolgt ist oder immer noch erfolgt. Die Recheneinrichtung 57 der Bedienvorrichtung 500 kommuniziert mit den Funktionen des Kraftfahrzeuges 1, die bedient bzw. gesteuert werden sollen, wie etwa einer Steuerung 61 der Fensterheber 63 zum entsprechenden Bewegen der Fenster oder einer Steuerung 62 der Seitenspiegel 64 zum Verstellen der Seitenspiegel 64.
• 6 und 7 zeigen die über der LED-Anordnung 50 angeordnete Faseroptik 51 in einer vergrößerten ausschnittsweisen Querschnittsdarstellung in vereinfachter Form. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 550 eine kraterartig ausgestaltete konkave bzw. konkav gekrümmte Bedienzone. Bezugszeichen 551 bezeichnet einen Rand der kraterartig ausgestalteten konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone 550. 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung zur Faseroptik 51, die mit Bezugszeichen 51' bezeichnet ist. Diese weist eine alternative Ausgestaltung einer kraterartig ausgestalteten konkaven bzw. konkav gekrümmten Bedienzone 550' in einer Bedienfläche 510' auf. Dabei geht die kraterartig ausgestaltete konkave bzw. konkav gekrümmte Bedienzone 550' in ihrem Randbereich mittels einer Wendezone 552 in eine konvexe Krümmung über.
• 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer möglichen Zuordnung der LEDs zu der Faseroptik 51 bzw. 51'. Dabei bezeichnen Bezugszeichen 71 Licht emittierende LED. Bezugszeichen 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, und 79 bezeichnen (zu der LED 71 benachbarte) lichtempfangende bzw. detektierende LEDs. Der gestrichelte Kreis verdeutlicht Zuordnung der Faseroptik 51 und 51' durch die Angabe der Lage des Randes 551 bzw. Wendezone 552. So ist die LED 71 vollständig unterhalb der Bedienzone angeordnet. Die LEDs 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, und 79 sind dagegen lediglich teilweise unterhalb der Bedienzone 550 bzw. 550' angeordnet.
• 9 zeigt ein vereinfacht dargestelltes Verfahren zur Ermittlung, ob eine Bedienhandlung vorliegt oder nicht. Dabei wird in einem Prozessschritt 91 zunächst das Ausgangssignal der LEDs ermittelt und anhand dessen entschieden (Abfrage 92), ob eine Bedienhandlung vorliegt, wobei diese Entscheidung unter Verwendung eines Verifikationsmodells VM (der Recheneinrichtung 57) ermittelt wird. Wurde eine als Bedienung erkannte Bedienhandlung ermittelt, so folgt der Abfrage 92 ein Prozessschritt 93, in dem die Ausführung der Bedienfunktion veranlasst wird (vgl. auch 5). Anderenfalls folgt der Abfrage 92 wiederum der Prozessschritt 91.
• 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine entsprechende Bestimmung, ob eine als Bedienung erkannte Bedienhandlung vorliegt oder nicht unter Verwendung eines Verifikationsmodels VM, das in beispielhafter Ausgestaltung als neuronales Netz ausgestaltet ist. Dabei umfasst das neuronale Netz gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Eingangsschicht mit vier Knoten N11, N12, N13, N14 zumindest eine Zwischenschicht mit den Knoten N21, N22, N23, N24, N25, N26 und eine Ausgangsschicht mit einem Knoten N31. Eingangsgrößen in die Knoten N11, N12, N13, N14 sind die Werte Δ1, Δ2, Δ3, Δ4 die durch eine Signalaufbereitung SAB in Abhängigkeit der Signale der LEDs 72, 73, 74, 75 erzeugt werden. 10 zeigt aus Gründen der Übersichtlichkeit eine vereinfachte Darstellung des neuronalen Netzes. Bei dem verwendeten neuronalen Netz gemäß Ausführungsbeispiel ist jeder der Knoten N21, N22, N23, N24, N25, N26 mit jedem der Knoten N11, N12, N13, N14 sowie mit dem Knoten N31 verbunden. Mittels der Signalaufbereitung SAB werden die Eingangswerte Δ1, Δ2, Δ3 und Δ4 für das Verifikationsmodell VM erzeugt, wobei gilt: $$\Delta 1=\text{PS}1-\text{PE}2$$

  

  $$\Delta 2=\text{PS}1-\text{PE3}$$

  

  $$\Delta 3=\text{PS}1-\text{PE4}$$

  

  $$\Delta 4=\text{PS}1-\text{PE}5$$

  

  oder $$\Delta 1=\text{PS}1-\left(\text{PE}2-\text{PN2}\right)$$

  

  $$\Delta 2=\text{PS}1-\left(\text{PE}3-\text{PN3}\right)$$

  

  $$\Delta 3=\text{PS}1-\left(\text{PE}4-\text{PN4}\right)$$

  

  $$\Delta 4=\text{PS}1-\left(\text{PE}5-\text{PN5}\right)$$

  

  oder $$\Delta 1=\text{PS}1-\text{PE}2\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 2=\text{PS}1-\text{PE}3\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 3=\text{PS}1-\text{PE}4\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 4=\text{PS}1-\text{PE}5\text{/PS}1$$

  

  oder $$\Delta 1=\left(\text{PS}1-\left(\text{PE}2-\text{PN2}\right)\right)\text{/PS1}$$

  

  $$\Delta 2=\left(\text{PS}1-\left(\text{PE}3-\text{PN3}\right)\right)\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 3=\left(\text{PS}1-\left(\text{PE}4-\text{PN4}\right)\right)\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 4=\left(\text{PS}1-\text{PE}5\text{/PN}5\right)\text{/PS}1$$

  

  oder $$\Delta 1=\left(\text{PS}1-\text{PE}2\right)\text{/PN}2$$

  

  $$\Delta 2=\left(\text{PS}1-\text{PE}3\right)\text{/PN}3$$

  

  $$\Delta 3=\left(\text{PS}1-\text{PE}4\right)\text{/PN}4$$

  

  $$\Delta 4=\left(\text{PS}1-\text{PE}5\right)\text{/PN}5$$

  

  oder $$\Delta 1=\left(\text{PS}1-\left(\text{PE}2-\text{PN2}\right)\right)\text{/PN2}$$

  

  $$\Delta 2=\left(\text{PS}1-\left(\text{PE}3-\text{PN3}\right)\right)\text{/PN3}$$

  

  $$\Delta 3=\left(\text{PS}1-\left(\text{PE}4-\text{PN4}\right)\right)\text{/PN4}$$

  

  $$\Delta 4=\left(\text{PS}1-\left(\text{PE}5-\text{PN5}\right)\right)\text{/PN5}$$

  

  oder $$\Delta 1=\text{PE}2\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 2=\text{PS}3\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 3=\text{PS}4\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 4=\text{PS}5\text{/PS}1$$

  

  oder $$\Delta 1=\left(\text{PE}2-\text{PN}2\right)\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 2=\left(\text{PE}3-\text{PN}3\right)\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 3=\left(\text{PE}4-\text{PN}4\right)\text{/PS}1$$

  

  $$\Delta 4=\left(\text{PE}5-\text{PN}5\right)\text{/PS}1$$

  
• Dabei bezeichnen
• - PS1 die vorab bestimmte Sendeleistung bzw. Lichtleistung der Lichtabgabe der LED 71,
• - PE2 die empfangene Signalstärke bzw. Leistung bzw. Leistungsabgabe mittels der LED 72 bei eingeschalteter LED 71,
• - PE3 die empfangene Signalstärke bzw. Leistung bzw. Leistungsabgabe mittels der LED 73 bei eingeschalteter LED 71,
• - PE4 die empfangene Signalstärke bzw. Leistung bzw. Leistungsabgabe mittels der LED 74 bei eingeschalteter LED 71,
• - PE5 die empfangene Signalstärke bzw. Leistung bzw. Leistungsabgabe mittels der LED 75 bei eingeschalteter LED 71,
• - PN2 die empfangene Signalstärke bzw. Leistung bzw. Leistungsabgabe mittels der LED 72 bei ausgeschalteter LED 71,
• - PN3 die empfangene Signalstärke bzw. Leistung bzw. Leistungsabgabe mittels der LED 73 bei ausgeschalteter LED 71, und
• - PN4 die empfangene Signalstärke bzw. Leistung bzw. Leistungsabgabe mittels der LED 74 bei ausgeschalteter LED 71.
• - PN5 die empfangene Signalstärke bzw. Leistung bzw. Leistungsabgabe mittels der LED 75 bei ausgeschalteter LED 71.
• Das Ausführungsbeispiel des Verifikationsmodells als neuronales Netz gemäß 10 liefert am Ausgangsknoten N31 einen Wert der angibt, ob eine Bedienhandlung erfolgt ist oder nicht. Es kann auch vorgesehen sein, dass zusätzlich die LEDs 76, 77, 78, 79 mit in die Auswertung einbezogen werden.
• 11 zeigt eine Prinzipskizze des Ausführungsbeispiels des Kraftfahrzeuges 1. Die als HMI 3 ausgestaltete Bedienvorrichtung wird mittels einer zugeordneten Anzeige- und Bediensteuerung 10 angesteuert. Mittels der Anzeige- und Bediensteuerung 10 ist ein aus einer Mehrzahl von LEDs gebildetes Display bzw. die von diesem dargestellten Informationen beeinflussbar. Mittels des HMI 3 sind nicht sicherheitskritische Funktionen des Kraftfahrzeugs 1, wie etwa die Telefonschnittstelle 114 für das Mobiltelefon MT, eine Klimaautomatik 115, ein Navigationssystem 116, ein Infotainmentsystem 117 oder weitere Funktionen ansteuerbar. Dazu sind die Telefonschnittstelle 114, die Klimaautomatik 115, das Navigationssystem 116, das Infotainmentsystem 117 sowie weitere nicht sicherheitskritische Funktionen datentechnisch mittels eines Bussystems B1 mit der Anzeige- und Bediensteuerung 10 des HMIs 3 verbunden. Weitere nicht sicherheitskritische Funktionen des Kraftfahrzeuges 1 können etwa eine WLAN-Schnittstelle 118, eine Bluetooth-Schnittstelle oder z.B. eine USB-Schnittstelle 119 sein. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst zudem sicherheitsrelevante Funktionen wie etwa eine Motorsteuerung 131, ein ESP 132 bzw. eine Getriebesteuerung 133. Bezugszeichen 134, 135, 136 bezeichnen weitere sicherheitsrelevante Funktionen bzw. Module des Kraftfahrzeuges 1. Die sicherheitsrelevanten Module des Kraftfahrzeuges 131, 132, 133, 134, 135, 136 sind mittels eines Bussystems B2 gekoppelt, das über einen Gateway 100 mit dem Bussystem B1 gekoppelt ist. Der Bedienbereich 20 ist in ähnlicher Weise wie das HMI 3 mittels der Anzeige- und Bediensteuerung 10 mittels einer Anzeige- und Bediensteuerung S20 an das Bussystem B1 angekoppelt. Auf diese Weise lassen sich mittels des Bedienbereichs 20 beispielsweise das Mobiltelefon MT oder die Telefonschnittstelle 114 bedienen.
• 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel des HMI 3, wobei Bezugszeichen 301, 302 und 303 kraterartige Bedienzonen, zum Beispiel zur Implementierung von Softkeys, bezeichnen und die längliche abgerundete Ausführung eines Rechtecks einen Graben bzw. eine grabenartige Bedienzone 311 zur Implementierung eines Sliders bezeichnet. Die gestrichelten Bereiche 321 und 322 bezeichnen mögliche Anzeigebereiche, die von Softkeys freigehalten sind. Dabei kann der gestrichelte Bereich 321 jedoch beispielsweise Erläuterungen umfassen, die die Funktion der aktuellen Softkeys beschreiben.
• Die Elemente und Fasern in den 5, 6, 7, und 11 sind unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So sind z.B. die Größenordnungen einiger Elemente bzw. Fasern deutlich übertrieben gegenüber anderen Elementen bzw. Fasern dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102018222203 A1 [0001, 0016, 0028]
• DE 102019220071 A1 [0001, 0020]
• DE 102019220050 A1 [0001, 0016]
• DE 102019220067 A1 [0001]
• US 9207851 B1 [0004, 0008]
• US 2006/0086896 A1 [0004, 0008]
• EP 2981446 B1 [0028]

Claims (10)

1. Bedienvorrichtung (500) zur Bedienung einer Funktion eines Kraftfahrzeuges (1), wobei die Bedienvorrichtung (500) eine LED-Anordnung (50) mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter LEDs (71, 72) umfasst, wobei über der LED-Anordnung (50) eine Faseroptik (51) mit einer der der Mehrzahl der LEDs abgewandten Bedienfläche angeordnet ist, wobei die Bedienfläche eine konkave Bedienzone umfasst, wobei eine Recheneinrichtung (57) vorgesehen ist zur Ermittlung, ob Licht zumindest einer, unterhalb der konkaven Bedienzone angeordneten, ersten LED (71) der Mehrzahl der LEDs aufgrund einer Bedienhandlung zumindest in eine zweite LED (72) der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird.
2. Bedienvorrichtung (500) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Bedienzone einen minimalen Durchmesser von nicht mehr als 2,5 cm, insbesondere von nicht mehr als 2 cm, umfasst.
3. Bedienvorrichtung (500) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die konkave Bedienzone einen minimalen Durchmesser von nicht weniger als 1 cm, insbesondere von nicht weniger als 1,5 cm umfasst.
4. Bedienvorrichtung (500) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Bedienzone kraterartig ausgestaltet ist.
5. Bedienvorrichtung (500) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Bedienzone grabenartig ausgestaltet ist.
6. Bedienvorrichtung (500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Krümmung der konkaven Bedienzone am Rand der konkaven Bedienzone in eine konvexe Krümmung übergeht.
7. Bedienvorrichtung (500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite LED unterhalb oder zumindest teilweise unterhalb der konkaven Bedienzone angeordnet ist.
8. Bedienvorrichtung (500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (57) zur Ermittlung ausgestaltet ist, ob Licht der ersten LED (71) aufgrund der Bedienhandlung zudem zumindest in eine, insbesondere unterhalb der konkaven Bedienzone angeordnete, dritte LED (72) der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird.
9. Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bedienvorrichtung (500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
10. Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung (500), insbesondere zum Betrieb einer Bedienvorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Bedienvorrichtung (500) eine LED-Anordnung (50) mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter LEDs (71, 72) umfasst, wobei über der LED-Anordnung (50) eine Faseroptik (51) mit einer der LED-Anordnung (50) abgewandten Bedienfläche (510) angeordnet ist, wobei die Bedienfläche (510) eine konkave Bedienzone (550) umfasst, wobei eine erste LED (71) der LED-Anordnung (50) Licht in eine erste Faser (511) der Faseroptik (51) strahlt, das in der ersten Faser (511) mehrfach reflektiert wird und in der konkaven Bedienzone (550) aus der ersten Faser (511) austritt, wobei ein Bedienmittel (F) zwecks Bedienung der Bedienvorrichtung (500) die Faseroptik (51) in der konkaven Bedienzone (550) berührt oder nahezu berührt, wobei in der konkaven Bedienzone (550) aus der ersten Faser (511) austretendes Licht, das von dem Bedienmittel (F) reflektiert und dadurch in die erste Faser (511) der Faseroptik (51) und/oder in zumindest eine der ersten Faser (511) benachbarte Faser (512) der Faseroptik (51) eingestrahlt wird, von dieser zu einer nicht leuchtenden LED (72) der LED-Anordnung (50) geleitet wird, so dass die zweite LED (72) ein Signal liefert, aufgrund dessen - z.B. mittels eines Verifikationsmodells (VM) - entschieden wird, ob eine Bedienung der Bedienvorrichtung (500) vorgenommen worden ist und/oder immer noch erfolgt.

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