DE19906535A1 - Operating device for manual input of control signals to controller has state change arrangement that affects user's touch response so detectable state is produced for each function - Google Patents
Operating device for manual input of control signals to controller has state change arrangement that affects user's touch response so detectable state is produced for each functionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bedieneinrichtung zum Beaufschlagen eines Controllers mit Steuersignalen an der Schnittstelle Mensch-Ma schine. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Bedieneinrichtung zur manuellen Eingabe von Steuersignalen an einen Controller zum Ausfüh ren vorbestimmter Aktionen, welche Bedieneinrichtung ein manuell in zu mindest einer Betätigungsrichtung bewegbares Stellglied mit einer Hand habe zum Bedienen des Stellgliedes zur Auswahl einer Funktion aus ei nem mehrere Funktionen enthaltenden Menü und/oder zur Auswahl eines einer Funktion zugeordneten Funktionswertes, einen Umschalter zum Umschalten zwischen einzelnen mit dem Stellglied bedienbaren Menü ebenen und einen Wandler zum Erzeugen der die Stellung des Stellglie des kennzeichnenden elektrischen, den Controller beaufschlagenden Steuersignalen.The invention relates to an operating device for loading a controller with control signals at the human-machine interface seem. In particular, the invention relates to an operating device for manual input of control signals to a controller for execution ren predetermined actions, which control device a manually in at least one actuating direction movable actuator with one hand have to operate the actuator to select a function from egg menu containing several functions and / or to select one a function value assigned to a function, a switch for Switch between individual menus that can be operated with the actuator planes and a converter for generating the position of the actuator of the characteristic electrical one that acts on the controller Control signals.
Derartige Bedieneinrichtungen werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen im Rahmen integrierter Kontrollsysteme eingesetzt. Bei vorbekannten Be dieneinrichtungen kann das Stellglied beispielsweise in zwei Freiheitsgra den bewegbar sein. Ein Freiheitsgrad gestattet eine Drehbewegung des Stellgliedes; der weitere Freiheitsgrad dient zum Ausüben einer auf das Stellglied wirkenden Tastbewegung. Als Handhabe eines solchen Stell gliedes ist ein Drehknopf vorgesehen. Bestimmte Drehwinkel des Stell gliedes kennzeichnen einzelne Funktionen eines Menüs, so daß eine ent sprechende Menüpunkt- bzw. Funktionsanwahl durch Drehen des Stell gliedes erfolgt. Die unterschiedlichen, mit dem Stellglied anwählbaren Funktionen können beispielsweise die Klimaanlagenregelung, die Rege lung eines Audiosystems, die Verwendung eines Navigationssystemes, die Kommunikation mit einem Bordcomputer oder dergleichen sein. Zur systemseitigen Rückmeldung, welche Funktion durch das Stellglied aktuell aus- bzw. angewählt ist, ist der Bedieneinrichtung ein Monitor zugeordnet, auf dem eine entsprechende Anzeige erfolgt. Eine solche Anzeige kann etwa im Wege eines Rollbalkens, wobei die Balkenposition die jeweilig angewählte Funktion kennzeichnet, oder durch wechselnde Darstellungen erfolgen, wobei jeder Funktion eine eigene Monitordarstellung zugeordnet ist. Die Bedieneinrichtung umfaßt ferner einen Umschalter, mit dem zwi schen mehreren Ebenen des Menüs hin- und hergeschaltet werden kann. Ist das Stellglied auf einer anzuwählenden Funktion positioniert, kann durch Betätigen des Umschalters die Menüebene bezüglich der ausge wählten Funktion in eine tiefere Ebene gewechselt werden. Diese tiefere Menüebene kann ein Untermenü mit einer für das in der darüber befindli chen Ebene angewählte Menü charakteristischen Regelgrößen sein. In der tiefsten Menüebene ist vorgesehen, der jeweilig angewählten Funktion einen Funktionswert zuzuordnen.Such operating devices are used, for example, in motor vehicles used in the context of integrated control systems. With previously known Be the control element can be used, for example, in two degrees of freedom that be mobile. One degree of freedom allows the Actuator; the further degree of freedom is used to exercise one on the Actuator push button movement. To handle such a position a rotary knob is provided. Certain rotation angles of the position members identify individual functions of a menu, so that an ent speaking menu or function selection by turning the member done. The different ones that can be selected with the actuator Functions can be, for example, the air conditioning control, the rain development of an audio system, the use of a navigation system, the communication with an on-board computer or the like. For feedback from the system which function is currently active by the actuator is selected or selected, the operating device is assigned a monitor, on which a corresponding display is made. Such an ad can approximately by means of a scroll bar, the bar position the respective indicates the selected function, or by changing the display take place, each function being assigned its own monitor display is. The control device also includes a switch, with the zwi can be switched between several levels of the menu. If the actuator is positioned on a function to be selected, can by pressing the switch, the menu level regarding the out selected function can be switched to a lower level. This deeper Menu level can be a submenu with one for the one in the above menu selected characteristic variables. In the lowest menu level is provided, the function selected in each case assign a function value.
Die Bestimmung der Stellgliedposition erfolgt mit einem elektromagnetisch arbeitenden Wandler. Befindet sich das Stellglied in einer vordefinierten Schaltstellung zur Anwahl einer bestimmten Funktion oder eines be stimmten Funktionswertes wird durch Betätigen des Umschalters diese Position an den Controller übermittelt, woraufhin dieser die unter der an gewählten Funktion gewünschte Aktion ausführt, überwacht und entspre chende Aktoren ansteuert.The actuator position is determined with an electromagnetic working converter. The actuator is in a predefined one Switch position for selecting a certain function or a be The correct function value is activated by pressing the switch Position transmitted to the controller, whereupon the controller under the executes, monitors and corresponds to the selected function controls actuators.
Zur Orientierung eines Benutzers in einem solchen Steuer- und Kontroll system ist dieser auf die am Monitor angezeigten Systemrückmeldungen angewiesen. Nur in wenigen Fällen, beispielsweise bei einer Regelung der Lautstärke eines Audiosystems braucht der Benutzer nicht den Blick zum Monitor zu wenden, da er die vom Controller ausgeführte Aktion, nämlich das Regeln der Lautstärke in akustischer Form zurückgemeldet bekommt.To orient a user in such a control and monitoring system is this based on the system feedback displayed on the monitor reliant. Only in a few cases, for example when regulating the The volume of an audio system does not need the user to look Monitor as it does the action performed by the controller, namely the volume control is reported back in acoustic form.
Eine systemseitige optische Rückmeldung an einen Benutzer hat jedoch zum Nachteil, daß beim Einsatz eines solchen Systems in einem Kraft fahrzeug der Benutzer, nämlich der Fahrer zum Erfassen der Systemein stellungen, seinen Blick vom Verkehrsgeschehen ab- und dem Monitor zuwenden muß. Der Monitor eines solchen integrierten Kontrollsystems ist üblicherweise im Bereich der Mittelkonsole angeordnet. Insbesondere bei Bedienmenüs mit mehreren Ebenen kann eine solche Bedienung nur er folgen, wenn die Aufmerksamkeit des Fahrers in nicht unbeträchtlichem Maße vom Verkehrsgeschehen ab- und zur Bedieneinrichtung mit dem Monitor hin gerichtet ist.However, the system has optical feedback to a user to the disadvantage that when using such a system in one force vehicle of the user, namely the driver for capturing the system positions, his eyes off the traffic and the monitor must turn. The monitor of such an integrated control system is usually arranged in the area of the center console. Especially at Such menus can only be operated by him with several levels follow when the driver's attention in not inconsiderable Dimensions from the traffic and to the control device with the Monitor is facing.
Zur Minimierung der Ablenkung des Fahrers bei einer solchen Bedienein richtung ist in der DE 197 12 049 A1 eine als Drehsteller ausgebildete Be dienvorrichtung vorgeschlagen worden, bei welcher Bedienvorrichtung die Haptik des Drehstellers für die unterschiedlichen auszuwählenden Funk tionen unterschiedlich ausgestaltet ist. Im Unterschied zu den zuvor be schriebenen Systemen einer optischen Rückmeldung erfolgt bei diesem Systeme eine haptische Rückmeldung, da jede angewählte Funktion durch eine unterschiedliche Schalthaptik des Drehstellers gekennzeichnet ist. Auch wenn ein Benutzer im Wege einer solchen haptischen Rückmel dung, ohne das Verkehrsgeschehen aus den Augen lassen zu müssen, erfährt, in welcher Funktion sich die Bedienvorrichtung befindet, ist eine solche Rückmeldung erst dann möglich, wenn diese Funktion tatsächlich aus- und angewählt und zusätzlich der Drehsteller zum Erspüren der Haptik bewegt worden ist. Insbesondere, wenn mit einer Bedieneinrich tung mehrere Funktionen oder eine Menüsteuerung in mehreren Ebenen vollzogen werden soll, ist ein Benutzer hinsichtlich der Vielfalt der zu er spürenden haptischen Informationen zur eindeutigen Unterscheidung un terschiedlicher Funktionen in unterschiedlichen Menüebenen überfordert. Ferner müssen beider Suche nach der gewünschten Funktion über eine Erkennung der dieser Funktion zugeordneten Haptik mitunter zahlreiche Funktionen angewählt und bezüglich ihrer haptischen Eigenschaften aus probiert werden. Dies ist aufwendig, wenn ein bezüglich der haptischen Rückmeldungen ungeübter Benutzer sich in einem Menüzweig einer unte ren Ebene befindet und die untere Ebene eines gänzlich anderen Menüzweiges zu erreichen versucht.To minimize the driver's distraction when operating in this way The direction in DE 197 12 049 A1 is designed as a rotary actuator service device has been proposed, in which operating device the Haptic of the turntable for the different radio to be selected is designed differently. In contrast to the previous be written systems of optical feedback takes place with this Systems provide haptic feedback as each selected function characterized by a different switching feel of the turntable is. Even if a user uses such a haptic feedback without having to keep an eye on the traffic, finds out in which function the operating device is, is a such feedback is only possible if this function actually selected and selected and also the rotary control to sense the Haptics has been moved. Especially when using an operating device several functions or a menu control in several levels is to be accomplished, is a user regarding the diversity of the he tactile information for clear differentiation Different functions in different menu levels overwhelmed. Furthermore, when searching for the desired function, you must use a Recognition of the haptics assigned to this function can be numerous Functions selected and their haptic properties selected be tried. This is expensive if one is haptic Feedback from inexperienced users in one of the menu branches level and the bottom level of a completely different one Tried to reach menu branch.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Bedieneinrichtung zur manuellen Ein gabe von Steuersignalen an einen Controller zum Ausführen vorbe stimmter Aktionen der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, daß mit einer solchen Bedieneinrichtung nicht nur eine systemseitige Rückmeldung an den Benutzer zu einem Zeitpunkt vor einer tatsächlichen Funktionsanwahl möglich ist, sondern auch eine Orientierung innerhalb des Bedienmenüs erleichtert ist.The invention lies on the basis of this prior art discussed hence the task of an operating device for manual on control signals to a controller for execution to further develop certain actions of the type mentioned at the beginning, that with such an operating device not only a system-side Feedback to the user at a time before an actual one Function selection is possible, but also an orientation within of the operating menu is easier.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Handhabe des Stellgliedes auf den Tast- und/oder Spürsinn eines Benutzers wir kende Zustandsänderungsmittel zum Ändern des Zustands der Handhabe in Abhängigkeit von der jeweils aus- bzw. angewählten Funktion des Stell gliedes zugeordnet sind, so daß bei jeder mit dem Stellglied angewählten Funktion die Handhabe einen mit dem Tast- und/oder Spürsinn erfaßba ren unterschiedlichen Zustand aufweist.This object is achieved in that the handle of the actuator to the tactile and / or sense of a user state changing means for changing the state of the handle depending on the selected or selected function of the actuator members are assigned so that each selected with the actuator Function the handle one with the touch and / or sense detectable different state.
Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung verwendet für das Stellglied eine Handhabe, deren Zustände änderbar sind. So kann sich beispiels weise der Zustand einer solchen Handhabe hinsichtlich seiner Formge bung in Abhängigkeit von der jeweils ausgewählten Funktion des Stell gliedes unterschiedlich darstellen. Die Handhabe kann beispielsweise bei ihrer Positionierung auf einer ersten Funktion bzw. auf einem ersten Menüpunkt kreisrund, bei einem zweiten Menüpunkt dreieckig und bei einem dritten Menüpunkt viereckig ausgebildet sein. Entsprechend einer Änderung der äußeren Form der Handhabe kann als Zustandsänderung der Handhabe ebenfalls vorgesehen sein, die Kontakttemperatur unter schiedlich auszulegen oder auch die Handhabe in unterschiedliche Bewe gungen oder Bewegungssimulationen, beispielsweise Vibrationen zu ver setzen. Vorteilhaft bei einer Handhabe gemäß der Erfindung ist, daß be reits im Zeitpunkt einer Positionierung des Stellgliedes in einer für eine Funktion oder einen Menüpunkt vorgesehenen Position eine unmittelbare systemseitige Rückmeldung an den Benutzer durch entsprechende Adap tion der Ergonomie der Handhabe an die für diese Funktion definierte Ty pisierung erfolgt. Ein Benutzer braucht zur Betätigung der Bedieneinrich tung bzw. seines Stellgliedes seine Aufmerksamkeit nicht vom Verkehrs geschehen abzuwenden, wenn unterschiedliche Funktionen, die mit einer solchen Bedieneinrichtung ansteuerbar sind, ausgeübt werden sollen. Die ergonomische Rückmeldung kann solange erhalten bleiben, solange das Stellglied unverändert in dieser Position verbleibt. Folglich kann durch einfaches Berühren der Handhabe die aktuelle Funktionsstellung des Stellgliedes ertastet werden.The control device according to the invention used for the actuator a handle whose states can be changed. For example the state of such a handle with regard to its shape exercise depending on the selected function of the position represent the link differently. The handle can for example their positioning on a first function or on a first Menu item circular, with a second menu item triangular and with a third menu item be square. According to one Changing the outer shape of the handle can be a change of state the handle can also be provided, the contact temperature below to be interpreted differently or to handle different movements conditions or motion simulations, for example vibrations put. An advantage of a handle according to the invention is that be already at the time of positioning the actuator in one for one Function or a menu item provided an immediate position system-related feedback to the user through appropriate adap ergonomics of the handle to the type defined for this function pization takes place. A user needs to operate the operating device device or its actuator does not draw its attention from traffic avert happen when different functions with a such control device can be controlled, should be exercised. The Ergonomic feedback can be kept as long as that Actuator remains unchanged in this position. Hence, by simply touching the handle the current functional position of the Actuator can be felt.
Es ist zweckmäßig, bei einer Bedienung eines Menüs mit mehreren Ebe nen zur ergonomischen Kennung der einzelnen Punkte eines Untermenüs die Charakteristik der ersten Menüebene beizubehalten, um dadurch die Übersichtlichkeit der Menüführung zu erhöhen. Ist beispielsweise als Grundmuster in der ersten Menüebene für einen Menüpunkt eine dreieckige Handhabe vorgesehen, so kann diese Grundform zur Identifizierung einzelner Menüpunkte eines Untermenüs beispielsweise durch Ändern der Kantenlänge, durch Ausbilden von Griffnoppen oder dergleichen erfolgen. Auch kann die absolute Größe der Handhabe als Variable zur Identifizie rung derartiger Untermenüpunkte eingesetzt werden.It is useful when operating a menu with several levels for the ergonomic identification of the individual items in a submenu to maintain the characteristics of the first menu level, thereby the To increase the clarity of the menu navigation. For example, as Basic pattern in the first menu level for a menu item is a triangular one Handle provided, this basic form can be used for identification individual menu items of a submenu, for example by changing the Edge length, by forming knobs or the like. The absolute size of the handle can also be used as a variable for identification such submenu items can be used.
Die ergonomische Flexibilität der Handhabe läßt sich beispielsweise da durch realisieren, daß die Handhabe einen Grundkörper aufweist, dem flexible Kammern zugeordnet sind, die pneumatisch oder hydraulisch be aufschlagbar sind. Die flexiblen Kammern sind beispielsweise nach Art eines Ballons mit einer vordefinierten Konfiguration ausgebildet. So kön nen einem kreisrunden Grundelement der Handhabe vier derartige Bal lons zugeordnet sein, die bei einer pneumatischen oder hydraulischen Beaufschlagung etwa dreieckig ausgebildet und dergestalt zu dem Grundkörper angeordnet sind, daß sich daraus ein Quadrat ergibt. In ei nem anderen Fall ist vorgesehen, einen Ringkörper als Handhabe einzu setzen, in den mehrere Ballons eingesetzt sind, so daß aus dem Ringkör per mit einer zunächst annähernd glatten Oberfläche nach einer Beauf schlagung der Ballons eine genoppte Handhabe erstellbar ist. Die pneu matische oder hydraulische Befüllung der Ballons oder der Kammern kann unabhängig voneinander oder auch in Kammer- bzw. Ballongruppen zur Erzielung bestimmter Formen erfolgen. Kombiniert werden kann diese ergonomische, über die äußere Form herbeigeführte Funktionsunter scheidung zusätzlich durch Ändern der Kontakttemperatur, beispielsweise durch Einströmen eines wärmeren Mediums in die Ballons oder durch pul sierendes Be- und Entfüllen der Kammern bzw. der Ballons um ein Vibra tionsgefühl beim Benutzer zu simulieren.The ergonomic flexibility of the handle can be used, for example by realizing that the handle has a base body, the flexible chambers are assigned, which can be pneumatic or hydraulic can be opened. The flexible chambers are, for example, according to Art a balloon with a predefined configuration. So can NEN a circular basic element of the handle four such bal lons can be associated with a pneumatic or hydraulic Acting approximately triangular and so to the Base bodies are arranged so that this results in a square. In egg Another case provides for a ring body to be used as a handle put in which several balloons are inserted so that from the ring body per with an initially almost smooth surface after a bake striking the balloons a knobbed handle can be created. The pneu The balloons or chambers can be filled mechanically or hydraulically independently of each other or in chamber or balloon groups Achieve certain shapes. This can be combined Ergonomic functional lower part brought about by the outer shape divorce additionally by changing the contact temperature, for example by inflowing a warmer medium into the balloons or by pul Sending filling and filling of the chambers or the balloons around a vibra to simulate the user feeling.
Das Stellglied eines solchen Bedienelementes kann drehbar und/oder auch zur Bewegung in unterschiedlichen Richtungen entsprechend eines sogenannten "Joysticks" ausgebildet sein. Zweckmäßig ist das Vorsehen eines Umschalters, der durch Drücken des Stellgliedes und somit durch Bewegen des Stellgliedes in Richtung seiner Längsachse erfolgt. Eine solche Bedieneinrichtung kann in einem Kraftfahrzeug beispielsweise eine zentrale Bedieneinrichtung zum Regeln und Steuern unterschiedlicher Kraftfahrzeugmodule oder auch ein Lenkstockschalter sein, in dem unter schiedliche Funktionen vereint sind. In Abhängigkeit von der jeweiligen, durch einen Lenkstockschalter zu betätigenden Funktion, beispielsweise Beleuchtungseinschaltung, kann einem Fahrer eine Rückmeldung nicht nur optisch über eine Anzeige im Armaturenbrett, sondern auch über eine ergonomisch wirksame Zustandsänderung des Schaltgriffes selbst erfol gen. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn tagsüber mit Licht gefahren wird, da dieses, wenn keine entsprechende Anzeige im Armaturenbrett erfolgt, für einen Fahrer nicht ohne weiteres ersichtlich ist.The actuator of such an operating element can be rotated and / or also for movement in different directions according to one so-called "joysticks". The provision is expedient a changeover switch, which is activated by pressing the actuator and thus by Moving the actuator takes place in the direction of its longitudinal axis. A Such an operating device can be used, for example, in a motor vehicle central operating device for regulating and controlling different Motor vehicle modules or a steering column switch, in which under different functions are combined. Depending on the particular, function to be actuated by a steering column switch, for example Lighting activation, a driver can not provide feedback only optically via a display in the dashboard, but also via a Ergonomically effective change of state of the control handle itself This is particularly useful when driving with lights during the day is because this if there is no corresponding display on the dashboard is not readily apparent to a driver.
Eine solche Bedieneinrichtung kann zweckmäßigerweise dadurch weiter gebildet sein, daß dieser eine adaptive Haptik zugeordnet ist. Mit einer solchen Haptik können unterschiedliche Funktionen oder Funktionswerte bereiche mit unterschiedlichen Haptiken von einem Benutzer abgefahren werden, so daß auch die Schalthaptik des Bedienelementes zur system seitigen Rückmeldung angewählter Funktionen und/oder Funktionswerte eingesetzt werden kann. Dabei dient eine solche Funktions- oder Funk tionswert spezifische Haptik lediglich zur Orientierung innerhalb einer an gewählten Funktion.Such an operating device can expediently continue be formed that this is assigned an adaptive haptic. With a Such haptics can have different functions or function values areas with different haptics driven by one user be so that the switching feel of the control element to the system feedback from the selected functions and / or function values can be used. Such a function or radio serves specific haptics only for orientation within an selected function.
Das Stellglied der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung kann das Ba sismodul eines modular aufgebauten Bedieneinrichtungssystems sein. Dem Stellglied ist in Abhängigkeit seiner Einsatzfunktion ein bestimmtes Haptikmodul zugeordnet, mit dem die gewünschte Schalterhaptik erzeugt wird. Entsprechend der eingesetzten Benutzung kann als weiteres Modul die Handhabe des Stellgliedes vorgesehen sein, deren änderbare Ergo nomie als Adaption unterschiedlicher Funktionen oder Funktionswerte auch hinsichtlich seiner Adaptivität an bestimmte Gegebenheiten für den Einsatz einer solchen Bedieneinrichtung angepaßt sein kann. Als Wandler ist zweckmäßigerweise ein analog arbeitender elektromagnetischer Wandler vorgesehen, wobei zum Erfassen eines mehrdimensional be wegbaren Stellelementes der Wandler ein dreidimensional angeordnetes Sensorarray, beispielsweise Hallsensoren in einer orthogonalen Anord nung zueinander umfaßt und als Signalgeber dem Stellelement ein Ma gnet oder eine Magnetanordnung zugeordnet ist. Die Hallsensoren sind bei einer solchen Ausgestaltung zweckmäßigerweise nur soweit vonein ander und auch nur soweit von dem signalgebenden Magneten beabstan det, daß sich alle drei Hallsensoren in jeder möglichen Schaltstellungen des Stellgliedes im Bereich des signalgebenden Magneten befinden. Jede gewünschte Schaltstellung läßt sich somit durch charakteristische Aus gangswerte dieser Schaltstellung der einzelnen Hallsensoren definieren. Auf diese Weise ist nicht nur eine stufenlose Adaption der Bewegung des Stellelementes, sondern auch eine Programmierung und Nachjustage von Schaltpunkten möglich. Bei einer solchen Ausgestaltung kann diese Be dieneinrichtung als sogenannte Universalbedieneinrichtung vormontiert werden; eine Anpassung dieser Bedieneinrichtung an die jeweiligen Um stände erfolgt dann durch entsprechende Programmierung des Wandlers, der Haptik sowie der adaptiven Ergonomie der Handhabe.The actuator of the control device according to the invention can Ba be a module of a modular control system. The actuator is a specific one depending on its operational function Assigned haptic module with which the desired switch haptic is generated becomes. Depending on the application used, it can be used as a further module the handle of the actuator can be provided, the changeable Ergo nomie as adaptation of different functions or function values also with regard to its adaptability to certain circumstances for the Use of such an operating device can be adapted. As a converter is expediently an analog electromagnetic Transducer provided, being for detecting a multidimensional movable actuator of the transducer a three-dimensionally arranged Sensor array, for example Hall sensors in an orthogonal arrangement voltage to each other and as a signal generator the actuator a Ma gnet or a magnet arrangement is assigned. The Hall sensors are in such a configuration, it is expedient only from one another different and only as far from the signaling magnet beabstan det that all three Hall sensors are in every possible switch position of the actuator are in the area of the signaling magnet. Each Desired switching position can thus be characterized by characteristic off Define initial values of this switching position of the individual Hall sensors. In this way, it is not just a continuous adaptation of the movement of the Actuator, but also programming and readjustment of Switching points possible. In such an embodiment, this can be Control device pre-assembled as a so-called universal control device become; an adaptation of this operating device to the respective order levels are then achieved by programming the converter accordingly, the feel and adaptive ergonomics of the handle.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Figu ren. Es zeigen:Further refinements and advantages of the invention result from the other subclaims and from the description below an embodiment with reference to the accompanying Figu ren. It shows:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer an weitere Kompo nenten angeschlossenen Bedieneinrichtung zur manuellen Eingabe von Steuersignalen an einen Controller, Fig. 1 is a schematic block diagram of one of more compo nents connected operating device for manual input of control signals to a controller,
Fig. 2 eine tabellarische Darstellung der Änderung des Formzu standes der dem Stellglied der Bedieneinrichtung der Fig. 1 zugeordneten Handhabe in Abhängigkeit unterschiedlich an gewählter Menüebenen und Fig. 2 is a tabular representation of the change in the Formzu state of the actuator assigned to the operating device of FIG. 1 handle depending on different menu levels and
Fig. 3 eine Tabelle darstellend eine Verknüpfung einer an unter schiedliche Funktionen gekoppelten Schalthaptik sowie eine unterschiedliche Funktionen gekoppelten Grifform der Hand habe. Fig. 3 is a table depicting a link between a switching haptic coupled to different functions and a different functions coupled handle shape of the hand.
Ein zentrales Kontrollsystem 1 eines Kraftfahrzeuges dient zur Einstellung und Regelung unterschiedlicher Funktionen, wie beispielsweise der Re gelung der Klimaanlage, der Regelung eines Audiosystems, der Kommu nikation mit einem Bordcomputer sowie als Telefon- und Navigations system. Zur manuellen Eingabe der gewünschten Steuerbefehle dient eine Bedieneinrichtung 2, die als sogenanntes "All-In-One" Bedienelement ausgestaltet ist. Die Bedieneinrichtung 2 besteht aus einem Stellglied 3, dem eine als Griffelement ausgebildete Handhabe 4 zugeordnet ist. Über die Handhabe 4 wird von einem Benutzer das Stellglied 3 bedient, wobei die Handhabe 4 Teil des Stellgliedes 3 sein oder mit diesem in einer me chanischen Kopplung stehen kann. Das Stellglied 3 steht mit einem elek tromagnetischen Wandlermodul 5 im Eingriff, mit dem eine Erfassung der Stellung des Stellgliedes 3 in seinem gesamten möglichen Bewegungsbe reich dient. Das in Fig. 1 gezeigte Wandlermodul ist zur Erfassung einer dreidimensionalen Stellgliedbewegung ausgelegt, wobei dem Stellglied ein signalgebender Dauermagnet und als Empfänger drei Hallsensoren in einer orthogonalen Anordnung zueinander vorgesehen sind. Zusätzlich ist dem Wandlermodul 5 eine Drehwinkelerfassungseinrichtung, ebenfalls nach magnetoelektrischen Prinzipien arbeitend, zugeordnet, so daß auch Drehbewegungen bzw. Winkelstellungen des Stellgliedes 3 erfaßbar sind. Ausgangsseitig ist das Wandlermodul 5 an den Eingang eines Controllers 6, etwa eines Mikroprozessors angeschlossen. Dem Controller 6 ist ein Speichermodul 7 zugeordnet, in dem funktionsspezifische Daten und Funktionswerte hinterlegt sind. Bei dem Speichermodul 7 handelt es sich um einen beschreib- und lesbaren Speicher, so daß festgestellte Ände rungen oder bei Wunsch nach zusätzlichen Schaftstellungen die entspre chenden Daten in dem Speichermodul 7 hinterlegbar sind. Der Controller 6 dient zum funktionsabhängigen Ansteuern von bestimmten Aktoren, wobei in der Darstellung der Fig. 1 der Einfachheit halber lediglich drei Aktoren A1, A2 und A3 dargestellt sind.A central control system 1 of a motor vehicle is used to set and control various functions, such as regulating the air conditioning system, regulating an audio system, communicating with an on-board computer and as a telephone and navigation system. An operating device is used to manually enter the desired control commands 2 , which is designed as a so-called "all-in-one" control element. The operating device 2 consists of an actuator 3 , to which a handle 4 designed as a grip element is assigned. Via the handle 4 , the actuator 3 is operated by a user, the handle 4 being part of the actuator 3 or can be in a mechanical coupling with it. The actuator 3 is engaged with an elec tromagnetic transducer module 5 , with which a detection of the position of the actuator 3 is rich in its entire possible Bewegungsbe. The converter module shown in FIG. 1 is designed to detect a three-dimensional actuator movement, the actuator being provided with a permanent magnet which emits a signal and three Hall sensors as receivers in an orthogonal arrangement to one another. In addition, the transducer module 5 is assigned a rotation angle detection device, also working according to magnetoelectric principles, so that rotary movements or angular positions of the actuator 3 can also be detected. On the output side, the converter module 5 is connected to the input of a controller 6 , for example a microprocessor. A memory module 7 is assigned to the controller 6 , in which function-specific data and function values are stored. The memory module 7 is a writable and readable memory, so that changes ascertained or, if desired, for additional shaft positions, the corresponding data can be stored in the memory module 7 . The controller 6 serves for the function-dependent control of certain actuators, only three actuators A 1 , A 2 and A 3 being shown in the illustration in FIG. 1 for the sake of simplicity.
Der Bedieneinrichtung 2 ist ferner ein Haptikmodul 8 sowie ein Ergono mikmodul 9 zugeordnet. Das Haptikmodul 8 dient zum Bereitstellen von unterschiedlichen auf das Stellglied 3 wirkenden Schalt- oder Bedienhap tiken in Abhängigkeit der über das Stellglied 3 eingestellten Funktion. Das Ergonomikmodul 9 dient zur Formänderung der Handhabe 4 in Abhängig keit einer angewählten Funktion des Stellgliedes 3. Zusätzlich ist an den Controller 6 ein Monitor 10 angeschlossen, auf dem die Menüführung des zentralen Kontrollsystems optisch nachvollziehbar ist und welches insbe sondere auch zum Darstellen von Routen oder Karten im Rahmen eines Navigationssystems dient. Zur Bedienung des Kontrollsystems 1 kann dieser jedoch dunkel geschaltet sein. The control device 2 is also assigned a haptic module 8 and an ergonomic module 9 . The haptic module 8 is used to provide different switching or operating tactics acting on the actuator 3 depending on the function set via the actuator 3 . The ergonomic module 9 is used to change the shape of the handle 4 depending on the speed of a selected function of the actuator 3 . In addition, a monitor 10 is connected to the controller 6 , on which the menu navigation of the central control system is visually comprehensible and which in particular also serves to display routes or maps in the context of a navigation system. To operate the control system 1 , however, this can be switched dark.
Die drei Aktoren A1, A2 und A3 können über das Stellglied 3 angesteuert und bedient werden. Damit ein Benutzer des zentralen Kontrollsystems 1 die gewünschten Aktionen der Aktoren A1-A3 einstellen kann, bedient dieser die Handhabe 4. Mit der Handhabe 4 können in einer ersten Menüebene, wie in Fig. 2 dargestellt, drei unterschiedliche Funktionen bzw. Menüpunkte angewählt werden. Diese drei Funktionen stehen für eine Ansteuerung der drei Aktoren A1-A3. Je nachdem in welcher Stel lung sich das Stellglied 3 befindet, ist die Handhabe 4 bezüglich ihrer Formgebung unterschiedlich konfiguriert. Vorausgesetzt einem Benutzer dieses Systems 1 ist die unterschiedliche Formcodierung der Handhabe 4 geläufig, erfährt er durch reines Anfassen bzw. Ertasten der Handhabe 4, in welcher Funktionsstellung sich die Handhabe 4 befindet. So weist die Handhabe 4 eine runde Form auf, wenn mit dem Stellglied der Aktor A1 angewählt ist. Ist der Aktor A2 angewählt, weist die Handhabe 4 eine qua dratische Form auf; bei einer Anwahl des Aktors A3 ist die Form der Handhabe 4 dreieckig. Diese auf den Tast- und Spürsinn eines Benutzers wirkende systemseitige Rückmeldung erlaubt eine Systemanalyse, ohne daß der Benutzer das Verkehrsgeschehen aus den Augen lassen muß.The three actuators A 1 , A 2 and A 3 can be controlled and operated via the actuator 3 . So that a user of the central control system 1 can set the desired actions of the actuators A 1 -A 3 , he operates the handle 4 . With the handle 4 , three different functions or menu items can be selected in a first menu level, as shown in FIG. 2. These three functions stand for a control of the three actuators A 1 -A 3 . Depending on the position in which the actuator 3 is located, the handle 4 is configured differently in terms of its shape. Providing a user of the system 1 the different shape coding of the handle 4 is familiar, he learns by pure touch or feeling the handle 4 in which the functional position, the handle 4 is located. Thus, the handle 4 has a round shape when the actuator A 1 is selected with the actuator. If the actuator A 2 is selected, the handle 4 has a square shape; when the actuator A 3 is selected, the shape of the handle 4 is triangular. This system-side feedback acting on the tactile and sense of a user allows a system analysis without the user having to keep an eye on the traffic situation.
Folglich bleibt die gesamte optische Aufmerksamkeit auf den Verkehr hin gerichtet. Befindet sich das Stellglied 3 nicht in der gewünschten Funk tionsauswahl, dann kann die Handhabe 4 durch Drehen einer anderen Funktionsauswahl zugeführt werden. Die auf das Stellglied 3 über das Haptikmodul 8 einwirkende Haptik ist in der ersten Menüebene durch drei Rastungen gleicher Raststärke gekennzeichnet. Sobald das Stellglied 3 soweit durch die Handhabe 4 bewegt worden ist, daß die nächste Funk tion angewählt ist, ändert sich die Form der Handhabe 4, beispielsweise aus der dem Aktor A1 zugeordneten runden Form, in die dem Aktor A2 zu geordnete quadratische Form. Ohne tatsächlich in die zweite Ebene der neugewählten Funktion einsteigen zu müssen, erfährt ein Benutzer durch die unmittelbar bei Anwählen der Funktion in der ersten Menüebene ein tretende Formänderung, welche Funktion momentan angewählt ist.As a result, all optical attention remains on the traffic. If the actuator 3 is not in the desired function selection, then the handle 4 can be supplied by rotating another function selection. The haptic acting on the actuator 3 via the haptic module 8 is characterized in the first menu level by three detents of the same detent strength. As soon as the actuator 3 has been moved so far by the handle 4 that the next function is selected, the shape of the handle 4 changes , for example from the round shape assigned to the actuator A 1 , into the square shape assigned to the actuator A 2 . Without actually having to enter the second level of the newly selected function, a user experiences a change in shape which occurs immediately when the function is selected in the first menu level, which function is currently selected.
Durch Betätigen eines Umschalters, der bei der in Fig. 1 dargestellten Bedieneinrichtung 2 durch Drücken der Handhabe 4 betätigbar ist, kann aus der ersten in die zweite Menüebene gewechselt und eine bestimmte, dem jeweiligen Aktor zugeordnete Funktion ausgewählt werden. Diese zweite Menüebene kann in Abhängigkeit von dem anzusteuernden Aktor unterschiedliche Schaltpunkte aufweisen, der je nach Menüpunkt auch unterschiedliche Schalthaptiken zugeordnet sein können.By actuating a switch which can be actuated in the operating device 2 shown in FIG. 1 by pressing the handle 4, it is possible to switch from the first to the second menu level and to select a specific function assigned to the respective actuator. Depending on the actuator to be controlled, this second menu level can have different switching points, which, depending on the menu item, can also be assigned different switching haptics.
Befindet sich das zentrale Kontrollsystem 1 in einem Untermenü, ändert sich die Form der Handhabe 4 erneut, wobei jedoch die jeweiligen Grundformen erhalten bleiben. Die in der zweiten Menüebene eintretende Formänderung wird dadurch bewirkt, daß umfänglich zur Grundform - Kreis, Quadrat oder Dreieck - zusätzlich kleine Noppen ausgebildet sind, die charakteristisch für das Befinden des zentralen Kontrollsystems in der zweiten Menüebene sind. Durch eine Betätigung des Umschalters kann aus der zweiten Menüebene die dritte Menüebene angewählt werden.If the central control system 1 is in a submenu, the shape of the handle 4 changes again, but the respective basic shapes are retained. The change in shape that occurs in the second menu level is brought about by the fact that small nubs are formed around the basic shape - circle, square or triangle - which are characteristic of the central control system in the second menu level. By actuating the switch, the third menu level can be selected from the second menu level.
Über das Ergonomikmodul 9 wird die Form der Handhabe 4 erneut geän dert, wobei die Noppen verglichen zur zweiten Menüebene in der dritten Menüebene deutlich stärker ausgebildet sind. Durch die systemseitige über das Ergonomikmodul 9 erfolgte Rückmeldung an den Benutzer kann dieser erspüren, daß er sich nunmehr in der dritten Menüebene befindet. Diese Menüebene, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die un terste Menüebene darstellt, dient zum Eingeben von Funktionswerten ent sprechend für eine in der zweiten und ersten Ebene ausgewählten Funk tion.About the ergonomics module 9 , the shape of the handle 4 is changed again, the knobs are significantly stronger compared to the second menu level in the third menu level. Through the system-side feedback to the user via the ergonomic module 9 , the user can sense that he is now in the third menu level. This menu level, which represents the lowest menu level in the exemplary embodiment shown, is used for entering function values accordingly for a function selected in the second and first levels.
Die Bedieneinrichtung 2 ist so konfiguriert, daß nach einem bestimmten Warteintervall, in dem keine Bedienung systemseitig festgestellt werden konnte, die Handhabe 4 sich formlich in die der ersten Ebene zugeordnete Form zurückbildet. Ein manuelles Zurückwählen in die erste Menüebene ist dann nicht notwendig.The operating device 2 is configured so that after a certain waiting interval, in which no operation could be determined by the system, the handle 4 formally reverts to the shape assigned to the first level. A manual return to the first menu level is then not necessary.
In Fig. 3 sind beispielhaft in einer Tabelle mögliche Schalthaptiken und mögliche Grifformen einer Handhabe und der dritten Tabellenspalte ihre Wirkung auf dem Benutzer wiedergegeben. Die in der Schalthaptik unter schiedlich groß angegebenen Schaltpunkte sind unterschiedlich deutlich haptisch gekennzeichnete Punkte. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Schalthaptik an bestimmte sich ändernde Umstände adaptierbar ist. Bei spielhaft sei hier bei einem Telefonsystem die Menüauswahl "Ruf nummernspeicher" angegeben. Entsprechend der gespeicherten Telefon nummern weist die dieser Funktion zugeordnete Schalthaptik eine ent sprechende Anzahl an Rastpunkten auf. Erhöht sich die Zahl der ein getragenen Telefonnummern, erhöht sich auch die Zahl der über das Haptikmodul 8 bereitgestellten Rastpunkte. Telefonnummern, die beson ders häufig benutzt werden, können durch die Schalthaptik durch einen besonders gekennzeichneten Rastpunkt spürbar gemacht werden.In Fig. 3 possible switching haptics and possible handle shapes of a handle and the third table column are shown their effect on the user as an example in a table. The switching points specified in the switching haptics under differently sized points are marked with different haptics. It can be provided that the switching haptic can be adapted to certain changing circumstances. For example, the menu selection "call number memory" is given here for a telephone system. Corresponding to the stored telephone numbers, the switching haptics assigned to this function have a corresponding number of locking points. If the number of telephone numbers entered increases, the number of locking points provided via the haptic module 8 also increases. Telephone numbers that are used particularly often can be made noticeable by the switching haptics through a specially marked locking point.
Das in den Figuren dargestellte zentrale Kontrollsystem 1 kann zusätzlich dadurch weitergebildet sein, daß der Controller 6 mit zusätzlichen Infor mationen versorgt wird, die zur Rückmeldung an den Benutzer je nach Information unterschiedliche Module der Bedieneinrichtung 2 beaufschla gen können. Beispielsweise kann die Meldung eines Fehlers in einem be stimmten Menü oder in einem bestimmten Menüpunkt sich durch eine Sperrung dieses Menüs oder dieses Menüpunktes durch das Haptikmo dul 8 oder auch durch eine entsprechende Änderung der Handhabe 4 in folge einer Beaufschlagung des Ergonomikmoduls 9 bemerkbar machen. Eine solche Fehlermeldung kann beispielsweise ein Vibrieren der Bedien einrichtung 2 oder ein simuliertes Vibrieren zur Folge haben.The central control system 1 shown in the figures can be further developed in that the controller 6 is supplied with additional infor mations that can act upon different modules of the operating device 2 for feedback to the user depending on the information. For example, the reporting of an error in a certain menu or in a certain menu item can be noticed by blocking this menu or this menu item by the haptic module 8 or also by a corresponding change in the handle 4 as a result of loading the ergonomic module 9 . Such an error message can result, for example, in a vibration of the operating device 2 or a simulated vibration.
Aus der Beschreibung der Erfindung wird deutlich, daß durch Ausnutzen des Tast- und/oder Spürsinns eines Benutzers dieser Spürsinn als Emp fangsmedium zum Empfangen bestimmter Informationen zur Bedienung einer Bedieneinrichtung verwendet werden kann. Dadurch wird nicht nur die Schaltsicherheit erhöht, sondern auch ein weitestgehend ablen kungsfreies Schalten ermöglicht. From the description of the invention it is clear that by exploitation the tactile and / or sense of touch of a user this sense as emp Catch medium for receiving certain information about the operation an operating device can be used. This will not only the switching reliability increases, but also largely distract enables switching without switching.
11
Zentrales Kontrollsystem
Central control system
22nd
Bedieneinrichtung
Control device
33rd
Stellglied
Actuator
44th
Handhabe
Handle
55
Wandlermodul
Converter module
66
Controller
Controller
77
Speichermodul
Memory module
88th
Haptikmodul
Haptic module
99
Ergonomikmodul
Ergonomics module
1010th
Monitor
A1 monitor
A 1
-A3 -A 3
Aktoren
Actuators
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