DE60024173T2 - Eingabeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug die eine einzige manuelle Bedieneinheit aufweist zur Bedienung von verschiedenen im Kraftfahrzeug montierten, elektronischen Geräten - Google Patents

Eingabeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug die eine einzige manuelle Bedieneinheit aufweist zur Bedienung von verschiedenen im Kraftfahrzeug montierten, elektronischen Geräten Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeug-Eingabevorrichtung, die eine einzige manuelle Betätigungseinheit zum konzentrierten Betätigen verschiedener elektronischer Geräte aufweist, die in einem Fahrzeug angebracht sind. Im Spezielleren befasst sich die Erfindung mit einer Einrichtung zum Verbessern der Bedienbarkeit und der Einrichtung zum Verbessern der Bedienbarkeit und der Stromeinspareigenschaften der Eingabevorrichtung.
  • Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
  • Bisherige Kraftfahrzeuge sind mit verschiedenen elektronischen Geräten ausgerüstet, wie z.B. Klimaanlage, Radio, Fernsehgerät, CD-Player und Navigationssystem. Wenn diese elektronischen Geräte jeweils einzeln durch Betätigungselemente betätigt werden, die in den jeweiligen elektronischen Vorrichtungen vorgesehen sind, kann dies das Fahren von Kraftfahrzeugen behindern. Zum Vereinfachen der Auswahl einer gewünschten Funktion, wie z.B. des Ein- und Ausschaltens, eines bestimmten elektronischen Geräts ohne Beeinträchtigung einer sicheren Fahrweise ist bereits eine Fahrzeug-Eingabevorrichtung vorgeschlagen worden, bei der verschiedenartige Betätigungen von verschiedenen elektronischen Geräten durch Betätigen einer einzigen manuellen Betätigungseinheit ausgeführt werden können.
  • Eine herkömmliche Technik in Verbindung mit einer derartigen Fahrzeug-Eingabevorrichtung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 16 bis 19 erläutert, wobei 16 das Innere eines Fahrzeugs veranschaulicht und ein Montagebeispiel einer Fahrzeug-Eingabevorrichtung zeigt, 17 eine Seitenansicht einer bereits vorgeschlagenen Fahrzeug-Eingabevorrichtung zeigt, 18 eine Draufsicht auf eine manuelle Betätigungseinheit zeigt, die bei der in 17 dargestellten Fahrzeug-Eingabevorrichtung verwendet wird, und 19 eine Draufsicht auf eine Führungsplatte zeigt, die in die in 17 dargestellte Fahrzeug-Eingabevorrichtung integriert ist.
  • Wie in 16 gezeigt ist, ist die bei dem Bezugszeichen 100 dargestellte Fahrzeug-Eingabevorrichtung dieses Beispiels an einer Konsolenbox 200 angebracht, die zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz eines betreffenden Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die in 17 dargestellte herkömmliche Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 ist in erster Linie gebildet aus einer manuellen Betätigungseinheit 110 (siehe 18), die mit zwei Klick-Schaltern 111 und 112 als Signal-Eingabeeinrichtungen und drei drehbaren variablen Widerständen 113, 114 und 115 versehen ist; einem XY-Tisch 120, der mittels der manuellen Betätigungseinheit 110 in zwei zueinander orthogonalen Richtungen betätigt wird (in der zu der Papieroberfläche in 17 rechtwinkligen Richtung sowie in Querrichtung in dieser Figur); einer Knüppelsteuerung 130 als Positionssignal-Eingabeeinrichtung, die Signale nach Maßgabe einer Betätigungsrichtung des XY-Tisches 120 und des Betätigungsbetrags dieses Tisches in eine externe Vorrichtung einspeist; sowie aus einer Führungsplatte 140 (siehe 19), in die ein Eingriffsstift 160 eingreift, der von einer unteren Oberfläche des XY-Tisches 120 wegsteht.
  • Die manuelle Betätigungseinheit 110 und der XY-Tisch 120 sind durch eine Verbindungsstange 150 in integraler Weise miteinander ausgebildet. Der XY-Tisch 120 und die Führungsplatte 140 befinden sich miteinander in Eingriff, indem ein unterer Endbereich des Eingriffsstifts 160 beweglich in eine Führungsnut 141 eingeführt ist, die in der Führungsplatte 140 ausgebildet ist. Die Führungsnut 141 kann mit einer gewünschten Formgebung ausgebildet werden, die eine Bewegung des unteren Endbereichs des Eingriffsstifts 160 in einer bestimmten Richtung zulässt. Wie in 19 gezeigt ist, kann z.B. eine in der Draufsicht kreuzförmige Führungsnut 141 in einer oberen Oberfläche der Führungsplatte 140 ausgebildet sein, so dass der untere Endbereich des Eingriffsstifts 160 ausgehend von einem Zentrum A in zwei allgemein orthogonalen Richtungen zu Endbereichen B, C, D und E bewegt werden kann. Genauer gesagt kann durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit 110 der Eingriffsstift 160 durch den XY-Tisch 120 die Führungsnut 141 der Führungsplatte 140 entlang bewegt werden, und wenn der untere Endbereich des Eingriffsstifts 160 an einem beliebigen der Endpunkte A, B, C, D und E in der Führungsnut 141 positioniert ist, wird Information (ein Positionssignal) über diese Eingriffsposition von der Knüppelsteuerung 130 abgegeben. Unter Verwendung eines solchen Positionssignals kann somit eine Funktion (eine einzustellende Funktion) eines in einem Fahrzeug angebrachten elektronischen Geräts in einer alternativen Weise ausgewählt werden. Nachdem eine gewünschte Funktion des elektronischen Geräts auf diese Weise gewählt worden ist, ist es möglich, die gewünschte Funktion durch geeignete Betätigung der drei drehbaren variablen Widerstände 113 bis 115, die in der manuellen Betätigungseinheit 110 vorgesehen sind, einzustellen oder zu schalten.
  • Wie in 16 gezeigt ist, ist die auf diese Weise ausgebildete Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 kombiniert mit einer Schaltereinheit 170, die ein gewünschtes elektronisches Gerät in alternativer Weise aus mehreren in dem Fahrzeug angebrachten elektronischen Geräten auswählt, mit einer Anzeige 180, die die Bezeichnung des mittels der Schaltereinheit 170 ausgewählten elektronischen Geräts sowie den Inhalt der durch die Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 ausgeführten Betätigung anzeigt, sowie ferner mit einem Computer (nicht gezeigt), der diese Geräte steuert. Als Ergebnis hiervon können die mehreren elektronischen Geräte in konzentrierter Weise betätigt werden. Die Schaltereinheit 170 ist an einer Konsolenbox 200 angebracht und mit Betätigungsschaltern 171a bis 171e versehen, die in der Nähe der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 angeordnet sind und jeweils in unabhängiger Weise mit verschiedenen elektronischen Geräten verbunden sind. Wenn z.B. die Betätigungsschalter 171a bis 171e jeweils unabhängig mit Klimaanlage, Radio, Fernsehgerät, CD-Player bzw. Navigationssystem verbunden sind, die in dem Fahrzeug angebracht sind, können das Einschalten/Ausschalten der Klimaanlage sowie die Benennung eines Klimaanlagenmodus für die Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 durch Betätigen des Betätigungsschalters 171a erfolgen, und ein Einschalten/Ausschalten des Radios sowie die Benennung eines Radio-Modus für die Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 können durch Betätigen des Betätigungsschalters 171b erfolgen. In gleicher Weise ist es durch Betätigen der anderen Betätigungsschalter 171c bis 171e möglich, das Einschalten/Ausschalten der entsprechenden elektronischen Geräte sowie die Modus-Benennung für die Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 zu bewerkstelligen. Die Anzeige 180, bei der es sich z.B. um eine Flüssigkristallanzeige handelt, ist in einer Position angebracht, die vom Fahrersitz aus gut zu sehen ist, während der vorstehend genannte Computer im Inneren der Konsolenbox 200 angebracht ist.
  • Die Auswahl und die Einstellung einer Funktion des durch die Schaltereinheit 170 ausgewählten elektronischen Geräts können durch Betätigung der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 erfolgen, jedoch ist die Funktion, die durch Betätigung der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 ausgewählt und eingestellt werden kann, in Abhängigkeit von der Art des ausgewählten elektronischen Geräts unterschiedlich. Wenn z.B. der Klimaanlagen-Modus durch Betätigung der Schaltereinheit 170 benannt worden ist und der Eingriffsstift 160 in dem Endbereich B der Führungsnut 141 der Führungsplatte 140 durch Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 110 positioniert ist und der Klick-Schalter 111 unter Erzeugung eines Klick-Gefühls gedrückt wird, wird eine Funktion "Luftvolumeneinstellung" gewählt, während dann, wenn der Eingriffsstift 160 in dem Endbereich C der Führungsnut 141 angeordnet ist und der Schalter 111 Klick-betätigt wird, eine Funktion "Luftaustrittspositionseinstellung" gewählt wird. Wenn der Schalter 111 Klickbetätigt wird und der Eingriffsstift 160 in den Endbereichen D und E der Führungsnut 141 positioniert ist, werden die Funktionen "Luftaustrittsrichtungseinstellung" und "Temperatureinstellung" gewählt.
  • Nach der Auswahl der Funktionen können die Funktionen durch geeignete Betätigung der drehbaren variablen Widerstände 113 bis 115 eingestellt werden. Wenn z.B. der Klimaanlagen-Modus durch die Schaltereinheit 170 benannt ist und die "Luftvolumeneinstellung" durch die manuelle Betätigungseinheit 110 ausgewählt ist, kann das Luftvolumen in der Klimaanlage durch Betätigung des drehbaren variablen Widerstands 113 eingestellt werden. Wenn die "Luftaustrittspositionseinstellung" im Klimaanlagen-Modus ausgewählt ist, kann in gleicher Weise die Luftaustrittsposition aus der Klimaanlage durch Betätigen der drehbaren variablen Widerstände 114 und 115 eingestellt werden. Wenn durch die Schaltereinheit 170 der Radio-Modus benannt ist und die "Lautstärkeneinstellung" durch die manuelle Betätigungseinheit 110 ausgewählt ist, kann die Lautstärke des Radios durch Betätigen des drehbaren variablen Widerstands eingestellt werden. Wenn "Senderwahl" im Radio-Modus gewählt wird, kann die Senderwahl des Radios durch Betätigung der drehbaren variablen Widerstände 114 und 115 vorgenommen werden.
  • Bei der herkömmlichen Fahrzeug-Eingabevorrichtung 100 sind weder die manuelle Betätigungseinheit 110, noch der XY-Tisch 120 und der Eingriffsstift 160 als bewegliche Bereiche mit Klemmelementen versehen, um diese in bestimmten Positionen zu fixieren, während die manuelle Betätigungseinheit nicht betätigt wird. Bei unbetätigter manueller Betätigungseinheit 110 können somit diese beweglichen Bereiche unter dem Einfluss der Vibrationen des Kraftfahrzeugs vibrieren, wobei dies dazu führt, dass die manuelle Betätigungseinheit 110 vibriert oder Geräusch erzeugt, so dass das Problem entsteht, dass der Fahrer oder andere Insassen ein unangenehmes Gefühl verspüren. Da die Komponenten der vorstehend genannten beweglichen Bereiche unter dem Einfluss der Vibrationen des Kraftfahrzeugs vibrieren, kann ferner auf der Computerseite ein Urteil dahingehend gebildet werden, dass die manuelle Betätigungseinheit 110 betätigt wird, obwohl diese in Wirklichkeit nicht betätigt wird, mit dem Ergebnis, dass die Anzeige 180 aktiviert bleibt und dadurch der Stromverbrauch ansteigt.
  • Diese Probleme lassen sich dadurch lösen, dass ein Klemmelement in einer beliebigen Einrichtung der manuellen Betätigungseinheit 110, des XY-Tisches 120 und des Eingriffsstifts 160 als bewegliche Bereiche vorgesehen wird und der Klemmzustand des Klemmelements zum Zeitpunkt der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 110 gelöst wird. Wenn das Schalten in den Klemmzustand oder den gelösten Zustand des Klemmelements nicht automatisch erfolgt, ist es jedoch erforderlich, einen speziellen Vorgang zum Lösen des Klemmzustands vor der Betätigung der. manuellen Betätigungseinheit 110 auszuführen, und auch ist eine spezielle Betätigung erforderlich, um das Klemmelement nach Beendigung der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 110 in seinen Klemmzustand zu bringen. Dadurch wird die Bedienbarkeit der manuellen Betätigungseinheit 110 stark beeinträchtigt.
  • Gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart die US-A-4 026 048 eine Eingabevorrichtung, bei der die Antriebseinrichtung durch Betätigung eines Zündschalters und eines Steuerschalters in eine Ein-Position aktiviert wird. Es kann die Situation auftreten, dass der Klemmzustand der manuellen Betätigungseinheit nicht gelöst wird. Nachdem die Schalter geschlossen worden sind, ist die Eingabevorrichtung stets aktiv.
  • Die EP-A-0 875 633 offenbart einen kontaktfreien Sensor zum Erfassen der Anwesenheit einer Bedienungsperson, der ein Ausgangssignal erzeugt, das re präsentativ dafür ist, ob eine Bedienungsperson auf einem Sitz eines Fahrzeugs sitzt oder nicht.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist zur Lösung der vorstehend geschilderten Probleme des Standes der Technik erfolgt, und ein Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Fahrzeug-Eingabevorrichtung mit verbesserter Stabilität der beweglichen Bereiche sowie auch mit verbesserten Stromeinspareigenschaften.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Lösung der vorstehend geschilderten Probleme eine Fahrzeug-Eingabevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen.
  • Wenn die Schwenkachse mit der daran angebrachten manuellen Betätigungseinheit auf diese Weise durch das Klemmelement festgeklemmt ist, sind somit Vibrationen der manuellen Betätigungseinheit unterdrückt, während diese nicht betätigt wird, so dass verhindert werden kann, dass der Fahrer oder andere Insassen ein unangenehmes Gefühl verspüren. Wenn die manuelle Betätigungseinheit nicht in Betrieb ist, ist es möglich, die Stromversorgung zu der Anzeige usw. zu unterbrechen, deren Betrieb nicht erforderlich ist, so dass der Stromverbrauch reduziert werden kann. Wenn dagegen ein Sensor vorgesehen ist, der einen menschlichen Finger bei dem Versuch der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit detektiert und der die Antriebseinrichtung, an der das Klemmelement angebracht ist, automatisch einschaltet oder ausschaltet, sind weder ein spezieller Vorgang zum Lösen des Klemmzustands noch ein spezieller Vorgang zum Umschalten auf den Klemmzustand erforderlich, so dass der Fahrer die manuelle Betätigungseinheit in der gleichen Weise wie bei Nicht-Vorhandensein des Klemmelements betätigen kann, so dass sich eine gute Bedienbarkeit der manuellen Betätigungseinheit und somit der Fahrzeug-Eingabevorrichtung aufrechterhalten lässt.
  • Als Sensor ist es bevorzugt, einen Fotounterbrecher zu verwenden, da der Fotounterbrecher einen menschlichen Finger in berührungsloser Weise detektieren kann, eine bessere Lebensdauer hat und klein dimensioniert ist sowie auf engem Raum, wie z.B. dem Inneren der manuellen Betätigungseinheit oder einem Gehäuse, montiert werden kann.
  • Die Schwenkachse weist einen konischen unteren Endbereich auf, während eine konische Vertiefung in einer oberen Oberfläche des Klemmelements gegenüber dem unteren Endbereich der Schwenkachse ausgebildet ist. Wenn sich das Klemmelement beim Einschalten der Antriebseinrichtung nach oben bewegt, gelangen der untere Endbereich der Schwenkachse und die obere Oberfläche des Klemmelements in Eingriff miteinander, so dass die Schwenkachse festgeklemmt wird.
  • Daher ist der untere Endbereich der Schwenkachse konisch ausgebildet und ist eine konische Vertiefung in der oberen Oberfläche des Klemmelements gegenüber dem unter Ende der Schwenkachse zum Festklemmen der Schwenkachse ausgebildet, so dass dann, wenn das Festklemmen der Schwenkachse in einem geneigten Zustand der Schwenkachse beginnt, die Neigung der Schwenkachse bei der Bewegung des Klemmelements in Richtung nach oben korrigiert wird, da die Eingriffsbereiche zueinander konisch ausgebildet sind, so dass der Klemmvorgang glatt und gleichmäßig vonstatten gehen kann.
  • Die Fahrzeug-Eingabevorrichtung besitzt ein Gehäuse, eine an einer oberen Oberfläche des Gehäuses vorgesehene manuelle Betätigungseinheit, ein Klemmelement zum Festklemmen der manuellen Betätigungseinheit, eine in dem Gehäuse angeordnete Antriebseinrichtung zum antriebsmäßigen Bewegen des Klemmelements sowie einen Sensor, der einen menschlichen Finger bei dem Versuch der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit detektiert und der die Antriebseinrichtung automatisch antriebsmäßig bewegt.
  • Durch ein derartiges Festklemmen der manuellen Betätigungseinheit mittels des Klemmelements werden Vibrationen der manuellen Betätigungseinheit unterdrückt, während die manuelle Betätigungseinheit nicht in Betrieb ist. Wenn ferner ein Sensor vorgesehen ist, der einen menschlichen Finger bei dem Versuch der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit detektiert und der die Antriebseinrichtung automatisch antriebsmäßig bewegt, ist ferner ein spezieller Vorgang zum Aufheben des Klemmzustands nicht erforderlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 eine Perspektivansicht einer Fahrzeug-Eingabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie diese an einem Armaturenbrett angebracht ist;
  • 2 eine Draufsicht auf das Innere eines Kraftfahrzeugs, in dem die Fahrzeug-Eingabevorrichtung angebracht ist;
  • 3 eine Perspektivansicht einer manuellen Betätigungseinheit und eines mechanischen Bereichs, in dem die manuelle Betätigungseinheit montiert ist;
  • 4 eine Schnittdarstellung wesentlicher Bereiche der manuellen Betätigungseinheit und des mechanischen Bereichs, gesehen von der Seite;
  • 5 eine Draufsicht auf den mechanischen Bereich;
  • 6 eine Draufsicht auf die manuelle Betätigungseinheit bei entfernter Abdeckung;
  • 7 eine Darstellung zur Erläuterung von Betätigungsrichtungen der manuellen Betätigungseinheit sowie der Arten von in dem Fahrzeug vorhandenen elektronischen Geräten, die durch die manuelle Betätigungseinheit ausgewählt werden;
  • 8 eine Ansicht zur Erläuterung von Betätigungsrichtungen der manuellen Betätigungseinheiten sowie der Funktionsarten, zwischen denen in Abhängigkeit von den Betätigungsrichtungen der manuellen Betätigungseinheit umgeschaltet wird;
  • 9 ein Blockdiagramm unter Darstellung eines Steuersystems für Elektromotoren;
  • 10 eine Tabelle unter Darstellung eines Beispiels einer Datentabelle, die in einem in einem Computer vorgesehenen Speicher gespeichert ist;
  • 11 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Steuervorgangs für die Elektromotoren;
  • 12 eine teilweise weggeschnittene Darstellung zur Veranschaulichung eines Mechanismus zum Anbringen der Fahrzeug-Eingabevorrichtung an dem Armaturenbrett, gesehen in planarer Richtung;
  • 13 eine teilweise weggeschnittene Darstellung des Befestigungsmechanismus für die Fahrzeug-Eingabevorrichtung, gesehen von der Seite;
  • 14 eine Darstellung zur Erläuterung eines Menues von in dem Fahrzeug vorhandenen elektronischen Geräten, das auf einer Anzeige angezeigt wird;
  • 15 eine Darstellung zur Erläuterung des Zustands der Funktionseinstellung eines in dem Fahrzeug angebrachten elektronischen Geräts, die auf dem Bildschirm angezeigt wird;
  • 16 eine Darstellung des Inneren eines Kraftfahrzeugs zur Erläuterung eines Montagebeispiels einer herkömmlichen Fahrzeug-Eingabevorrichtung;
  • 17 eine Seitenansicht der bereits vorgeschlagenen Fahrzeug-Eingabevorrichtung;
  • 18 eine Draufsicht auf eine manuelle Betätigungseinheit bei der in 17 dargestellten Fahrzeug-Eingabevorrichtung; und
  • 19 eine Draufsicht auf eine Führungsplatte, die in die in 17 dargestellte Fahrzeug-Eingabevorrichtung integriert ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Eine Fahrzeug-Eingabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung des Zustands, in dem die Fahrzeug-Eingabevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels an einem Armaturenbrett angebracht ist, und 2 zeigt eine Draufsicht unter Darstellung des Innenraums eines Fahrzeugs, in dem die Fahrzeug-Eingabevorrichtung angebracht ist. Wie in 1 zu sehen ist, besitzt die bei dem Bezugszeichen 1 dargestellte Fahrzeug-Eingabevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ein rechteckiges Gehäuse 2, mit der erforderlichen Größe. Auf einer oberen Oberfläche des Gehäuses 2 sind eine manuelle Betätigungseinheit 3, sechs Drucktastenschalter 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f, die in einem Bogen um die manuelle Betätigungseinheit 3 herum angeordnet sind, drei Drucktastenschalter 5a, 5b und 5c, die konzentrisch entlang einem äußeren peripheren Bereich der sechs Drucktastenschalter angeordnet sind, sowie ein Lautstärkenregler 6 vorgesehen. An der Vorderseite des Gehäuses 2 sind ein Kartenschlitz 7 und ein Scheibenschlitz 8 ausgebildet. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Fahrzeug-Eingabevorrichtung an einem Armaturenbrett A des Kraftfahrzeugs in einer Position zwischen einem Fahrersitz B und einem Beifahrersitz C angebracht. Die Fahrzeug-Eingabevorrichtung kann eine angeforderte Funktion in Zusammenwirkung mit einer an dem Armaturenbrett A angebrachten Anzeige D und einem Computer (nicht gezeigt) anzeigen, der im Inneren des Armaturenbretts untergebracht ist.
  • Die vorstehend genannten, insgesamt neun Drucktastenschalter 4a, 4b, 4i, 4d, 4e, 4f, 5a, 5b und 5c sind mit in dem Fahrzeug angebrachten elektronischen Geräten verbunden, wie z.B. einer Klimaanlage, einem Radio, einem Fernsehgerät, einem CD-Player bzw. einem Kraftfahrzeug-Navigationssystem, die unter Verwendung der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 betätigt werden sollen. Mit welchem Drucktastenschalter ein elektronisches Gerät zu verbinden ist, kann beliebig festgelegt werden, jedoch sind bei der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels der Drucktastenschalter 4a mit dem Menue Auswählen verbunden, der Drucktastenschalter 4b mit einem Telefon verbunden, der Druck tastenschalter 4c mit einer Klimaanlage verbunden, der Drucktastenschalter 4d mit einem Kraftfahrzeug-Navigationssystem verbunden, der Drucktastenschalter 4e mit einem Radio verbunden, der Drucktastenschalter 4f mit einer Kartenleseeinrichtung/-schreibeinrichtung oder mit einem Scheibenantrieb verbunden, der Drucktastenschalter 5a mit einer Stellungs-Steuerung in der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 verbunden, der Drucktastenschalter 5b mit einer EIN-AUS-Steuerung für einen Flüssigkristall-Verschluss verbunden, der über die gesamte Oberfläche der Anzeige D vorgesehen ist, und der Drucktastenschalter 5c mit einem Fernsehgerät verbunden. Durch Drücken einer Taste eines gewünschten Drucktastenschalters kann das mit dem gedrückten Drucktastenschalter verbundene, in dem Fahrzeug angebrachte elektronische Gerät ausgewählt werden. Zum Verhindern einer fehlerhaften Betätigung ist auf der Oberfläche der Taste jedes Drucktastenschalters ein Buchstabe oder ein bildliches Symbol gezeigt (nicht dargestellt), das das mit dem entsprechenden Schalter verbundene elektronische Gerät darstellt.
  • 3 zeigt eine Perspektivansicht der manuellen Betätigungseinheit 3 und eines mechanischen Bereichs 11, in dem die manuelle Betätigungseinheit vorgesehen ist, 4 zeigt eine Schnittdarstellung der Hauptbereiche der manuellen Betätigungseinheit 3 und des mechanischen Bereichs 11, gesehen von der Seite, 5 zeigt eine Draufsicht auf den mechanischen Bereich 11, und 6 zeigt eine Draufsicht auf die manuelle Betätigungseinheit 3 bei entfernter Abdeckung.
  • Wie aus den 3 bis 5 zu sehen ist, umfasst der mechanische Bereich 11 eine Basis 12, die auf einem Boden des Gehäuses 2 angebracht ist, ein kugelförmiges Lager 13, das auf der Basis 12 angeordnet ist, eine Schwenkachse 14 mit einem kugelförmigen Bereich 14a, der relativ zu der Mitte etwas nach unten davon angeordnet ist, wobei der kugelförmige Bereich 14a durch das kugelförmige Lager 13 schwenkbar gelagert ist, einen Elektromagneten 15; der unterhalb von dem kugelförmigen Lager 13 angeordnet ist, ein Klemmelement 16 zum Festklemmen der Schwenkachse 14, wobei das Klemmelement 16 an einem oberen Endbereich einer Antriebswelle 15a des Elektromagneten 15 angebracht ist, zwei Drehwellen 17a und 17b, die auf einander senkrecht schneidenden Achsen in einer zu der Basis 12 parallelen Ebene angeordnet sind und an dem kugelförmigen Lager 13 zentriert sind, zwei große Zahnräder 18a und 18b, die an distalen Enden der Drehwellen 17a bzw. 17b fixiert sind, zwei Elektromotoren 19a und 19b, die parallel zu den Drehwellen 17a bzw. 17b angeordnet sind, zwei kleine Zahnräder 20a und 20b, die auf Hauptwellen der Elektromotoren 19a bzw. 19b fixiert sind und mit den großen Zahnrädern 18a bzw. 18b kämmen, zwei Codierer 21a und 21b zum Erfassen der Rotationsrichtung und des Rotationsbetrags der Hauptwellen der Elektromotoren 19a und 19b, sowie L-förmige Elemente 22a und 22b, die Schwenkbewegungen in den X- und Y-Richtungen (siehe 5) der Schwenkachse 14 in Rotationsbewegungen in X- und Y-Richtung umwandeln und die Rotationsbewegungen auf die Drehwellen 17a und 17b übertragen. Die manuelle Betätigungseinheit 3 ist an einem oberen Endbereich der Schwenkachse 14 angebracht.
  • Ein unterer Endbereich der Schwenkachse 14 ist mit einer konischen Formgebung ausgebildet, die in ihrem Durchmesser nach unten kleiner wird, während in einer oberen Oberfläche des Klemmelements 16 gegenüber dem unteren Endbereich der Schwenkachse 14 eine allgemein konische Vertiefung 16a ausgebildet ist, in die der untere Endbereich der Schwenkachse 14 eingesetzt werden kann. Wenn der Elektromagnet 15 eingeschaltet wird, um das Klemmelement 16 anzuheben, wird somit der untere Endbereich der Schwenkachse 14 in die Vertiefung 16a eingeführt und festgeklemmt, so dass seine Schwenkbewegung um den kugelförmigen Bereich 14a unterbunden wird. Wenn dagegen der Elektromagnet 15 ausgeschaltet wird, um das Klemmelement 16 nach unten zu bringen, werden die Schwenkachse 14 und das Klemmelement 15 aus ihrem Eingriff miteinander gelöst, so dass die Schwenkachse 14 um den kugelförmigen Bereich 14a schwenkbar wird. Was den Einschalt-/Ausschaltvorgang des Elektromagneten 15 anbelangt, so wird dieser später noch erläutert.
  • Als große Zahnräder 18a, 18b und kleine Zahnräder 20a, 20b können normale Zahnräder verwendet werden, die dem betreffenden Standard entsprechen, jedoch ist die Verwendung von Zahnrädern besonders bevorzugt, die zum Eliminieren von Spiel verbessert sind. Gemäß einem Verfahren zum Eliminieren von Spiel ist ein elastisches Element, wie z.B. ein Gummielement, an den Kopfkreisbereichen der großen Zahnräder 18a, 18b und/oder der kleinen Zahnräder 20a, 20b angebracht ist, so dass die beiden Zahnräder über das elastische Element miteinander in Eingriff treten können.
  • In der einen Seite der L-förmigen Elemente 22a und 22b sind Gewindelöcher 23 ausgebildet, während in der gegenüberliegenden Seite von diesen jeweils ein längliches Durchgangsloch 24 für die Schwenkachse ausgebildet ist. Wie in 4 gezeigt ist, sind dann, wenn die Schwenkachse 14 durch die Durchgangslöcher 24 hindurchgeführt ist, die einen Seiten der L-förmigen Elemente 22a und 22b gegen die Seitenflächen der großen Zahnräder 18a bzw. 18b geklemmt, wobei Maschinenschrauben 25 in die Gewindelöcher 23 eingepasst sind. Die Breite jedes Durchgangslochs 24 für die Schwenkachse ist vorzugsweise auf einen Wert nahe dem Durchmesser der Schwenkachse 14 gebracht, da damit eine gleichmäßige Verschiebebewegung der Schwenkachse gewährleistet werden kann. Die Länge jedes Durchgangslochs 24 hat einen Wert, der gleich dem oder größer als der Bewegungsbereich der Schwenkachse 14 ist. Wenn der Fahrzeugfahrer die manuelle Betätigungseinheit 3 ergreift und die Schwenkachse 14 zur Ausführung einer Schwenkbewegung von der zentralen Position weg veranlasst, drehen sich die L-förmigen Elemente 22a und 22b um einen Betrag proportional zu den X- und den Y-Richtungskomponenten der manuellen Betätigungseinheit, und diese Rotation wird durch die großen Zahnräder 18a und 18b und die kleinen Zahnräder 20a, 20b auf die Codierer 21a und 21b übertragen. Die Rotationsrichtung und das Rotationsausmaß der Schwenkachse 14 werden von dem im Inneren des Armaturenbretts untergebrachten Computer detektiert.
  • Wie in 3 und 4 gezeigt ist, ist die manuelle Betätigungseinheit 3 kuppelförmig ausgebildet und weist ein transparentes Fenster 31 an einer oberen zentralen Stelle auf. Wie in den 4 und 6 gezeigt ist, sind im Inneren der manuellen Betätigungseinheit 3 eine Schaltungsplatte 32, ein Fotounterbrecher 33, der auf der Schaltungsplatte 32 an einer dem transparenten Fenster 31 gegenüberliegenden Stelle angebracht ist und der durch eine Kombination aus einem Licht emittierenden Element und einem Licht empfangenden Element gebildet ist, sowie ein erster und ein zweiter Schalter 34, 35 angeordnet, die in einem peripheren Bereich der Schaltungsplatte 32 angebracht sind.
  • Der Fotounterbrecher 33 dient zum Steuern des Einschaltens und Ausschaltens des Elektromagneten 15. Wenn Licht mit einer speziellen Wellenlänge, wie z.B. Infrarotlicht, von einem Licht emittierenden Element (nicht gezeigt) abgestrahlt wird und auf ein Licht empfangendes Element (nicht gezeigt) auftrifft, wird der Elektromagnet 15 eingeschaltet, wodurch das Klemmelement 16 dazu veranlasst wird, sich nach unten zu bewegen und sich von der Schwenkachse 14 zu lösen, so dass eine Schwenkbetätigung der Schwenkachse 14 ermöglicht wird. Die Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Fotounterbrecher 33 und die Übertragung eines Signals von dem Fotounterbrecher erfolgen durch ein in die Schwenkachse 14 eingesetztes Kabel.
  • Als erster und zweiter Schalter 34, 35 werden Schalter verwendet, die die Funktion eines Rotations-Detektionsschalters und die Funktion eines Drückbetätigungs-Detektionsschalters haben, wobei jeder Schalter eine Taste aufweist, die sich in einer zentralen Position befindet, wenn der Schalter nicht betätigt ist. Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat diesen Schaltertyp vor Kurzem vorgeschlagen. Wie in 6 gezeigt ist, sind eine erste und eine zweite Taste 34a, 35a zum Betätigen des ersten und des zweiten Schalters 34, 35 symmetrisch rechts und links an einer äußeren Umfangsfläche der manuellen Betätigungseinheit 3 positioniert. Die Tasten 34a und 35a können in der Richtung eines Pfeils I oder n ausgehend von einer zentralen Position entlang der Außenumfangsfläche der manuellen Betätigungseinheit 3 rotationsmäßig bewegt werden und auch in Richtung eines Pfeils m gedrückt werden.
  • Der erste und der zweite Schalter 34, 35 sind derart ausgebildet, dass die Richtung, in der die erste und die zweite Taste 34a, 35a betätigt werden, der resultierenden Umschaltfunktion entspricht. Genauer gesagt werden der erste und der zweite Schalter 34, 35 zum Umschalten von einer Funktion auf eine andere Funktion eines in dem Fahrzeug angebrachten elektronischen Geräts verwendet, das durch Betätigung eines beliebigen der an der oberen Oberfläche des Gehäuses 2 angebrachten Drucktastenschalter 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f ausgewählt ist. Wenn sowohl der erste als auch der zweite Schalter 34, 35 in der gleichen Richtung betätigt werden, wird das ausgewählte elektronische Gerät auf. die gleiche Funktion umgeschaltet. Hierbei sei z.B. angenommen, dass der Klimaanlagen-Modus durch Betätigen des Drucktastenschalters 4c ausgewählt worden ist. Wenn in diesem Fall sowohl der erste als auch der zweite Schalter 34, 35 die erste und die zweite Taste 34a, 35a in der Richtung des Pfeils I betätigen, steigt die für die Klimaanlage eingestellte Temperatur an, während bei Betätigung der ersten und der zweiten Taste 34a, 35a in Richtung des Pfeils n die Einstelltemperatur für die Klimaanlage sinkt, wobei dann, wenn beide Tasten 34a und 35a in Richtung des Pfeils m betätigt werden, die Klimaanlage eingeschaltet oder ausgeschaltet wird.
  • Die Tatsache, dass die Richtung, in der die erste und die zweite Taste 34a, 35a betätigt werden, sowie die resultierende Umschaltfunktion einander entsprechend ausgebildet werden, ist in folgender Hinsicht von Vorteil. Nicht nur in dem Fall, in dem die Fahrzeug-Eingabevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels in einem Fahrzeug mit Rechtslenkung montiert ist, sondern auch in dem Fall, in dem sie in einem Fahrzeug mit Linkslenkung montiert ist, kann das gleiche funktionsmäßige Schalten durch Betätigung der Tasten in der gleichen Richtung stattfinden, wobei diese Tasten, gesehen von der Fahrerseite des Fahrzeugs aus, in der gleichen positionsmäßigen Beziehung angeordnet sind. Der Fahrzeugfahrer wird daher kaum einen Fehler bei der Betätigung machen, und die Fahrzeug-Eingabevorrichtung mit der gleichen Konstruktion kann sowohl bei Fahrzeugen mit Rechtslenkung als auch Fahrzeugen mit Linkslenkung verwendet werden, so dass die vielseitige Verwendbarkeit der Fahrzeug-Eingabevorrichtung verbessert ist. Unter korrekter Verwendung der ersten Taste 34a und der zweiten Taste 35a können ferner die in der manuellen Betätigungseinheit 3 angeordneten Schalter sowohl von dem Fahrersitz aus als auch von dem Beifahrersitz aus mit dem gleichen Gefühl betätigt werden, so dass der Fahrzeugfahrer kaum einen Fehler bei der Betätigung macht und sich die Bedienbarkeit der Fahrzeug-Eingabevorrichtung verbessern lässt.
  • Die Elektromotoren 19a und 19b dienen dazu, bei der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit ein Widerstandsgefühl zu erzeugen. Zum Beispiel werden beide Motoren zum Begrenzen der Betätigungsrichtung der manuellen Betätigungseinheit 3, zum Begrenzen der Betätigungsgeschwindigkeit proportional zu dem Betätigungsbetrag der manuellen Betätigungseinheit 3 sowie zum Begrenzen eines Stopppunktes der manuellen Betätigungseinheit verwendet.
  • Genauer gesagt wählt die manuelle Betätigungseinheit 3 ein zu steuerndes, in dem Fahrzeug angebrachtes elektronisches Gerät aus und stellt die Funktion des ausgewählten elektronischen Geräts ein. Wenn die manuelle Betätigungseinheit 3 den Betrieb in einer vorbestimmten Richtung nicht exakt ausführen kann, ist es somit unmöglich, eine exakte Auswahl eines elektronischen Geräts sowie eine Einstellung von dessen Funktion vorzunehmen. Die Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 in der vorbestimmten Richtung kann mittels einer geringen Betätigungskraft erfolgen, doch für die Betätigung der manuellen Betätigungseinheit in einer anderen Richtung als der vorbestimmten Richtung werden die Elektromotoren 19a und 19b angetrieben, um ein Drehmoment auf die Schwenkachse 14 in einer zu der Betätigungsrichtung entgegengesetzten Richtung auszuüben, um dadurch ein Widerstandsgefühl bei der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit zu erzeugen. Dadurch kann dem Bediener in sensibler Weise bewusst werden, dass er oder sie die manuelle Betätigungseinheit 3 in einer anderen Richtung als der vorbestimmten Richtung betätigt hat. Auf diese Weise ist es möglich, das Auftreten eines Fehlers bei der Auswahl eines in dem Fahrzeug angebrachten elektronischen Geräts oder bei der Einstellung einer Funktion zu verhindern.
  • In dem Fall, in dem eine Funktionseinstellung eines in dem Fahrzeug angebrachten elektronischen Geräts durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit 3 vorgenommen werden soll, z.B. wenn die für die Klimaanlage eingestellte Temperatur verändert werden soll, erfolgt dann, wenn das Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit gering ist, das Umschalten der eingestellten Temperatur auf eine andere eingestellte Temperatur in langsamer Weise, während dann, wenn das Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit 3 stark ist, das Umschalten der eingestellten Temperatur mit einer hohen Geschwindigkeit erfolgt. Wenn in diesem Zusammenhang kein Widerstandsgefühl bei der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 vorhanden ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit 3 groß wird, so dass es dadurch schwierig wird, eine geringfügige Änderung der Einstelltemperatur in exakter und rascher Weise vorzunehmen, so dass sich eine Verschlechterung der Bedienbarkeit ergibt. Zum Vermeiden dieses Problems werden dann, wenn das Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit 3 auf ein bestimmtes Ausmaß angestiegen ist, die Elektromotoren 19a und 19b angetrieben, um ein Drehmoment auf die Schwenkachse 14 in einer zu der Betätigungsrichtung entgegengesetzten Richtung auszuüben, um auf diese Weise ein Widerstandsgefühl bei der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit zu erzeugen. Als Ergebnis hiervon kann sich der Bediener in sensibler Weise bewusst werden, dass das Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit 3 zu stark ist und dass es unmöglich ist, eine Feineinstellung der eingestellten Temperatur für die Klimaanlage vorzunehmen. Indem das Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit 3 klein gemacht wird, ist es dann möglich, eine Feineinstellung der Einstelltemperatur für die Klimaanlage in exakter und rascher Weise vorzunehmen. Anstatt der Konstruktion, bei der ein Widerstandsgefühl bei der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 erzeugt wird, wenn das Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit auf ein bestimmtes Ausmaß gestiegen ist, kann auch eine Konstruktion aufgegriffen werden, bei der der manuellen Betätigungseinheit 3 proportional zu dem Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit sukzessive unterschiedliche Widerstandsgefühle zugeordnet werden. Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel die eingestellte Temperatur z.B. für die Klimaanlage mit steigendem Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit 3 steigt, kann auch in dem Fall, in dem die Einstellgeschwindigkeit bei steigender Betätigungsgeschwindigkeit der manuellen Betätigungseinheit zunimmt, ein Widerstandsgefühl durch das gleiche Verfahren, wie es vorstehend beschrieben wurde, auf die manuelle Betätigungseinheit ausgeübt werden.
  • Als Einrichtung zum Abgrenzen einer Betätigungsgrenze der manuellen Betätigungseinheit 3 wird bei Verwendung eines mechanischen Verfahrens, wie z.B. eines Verfahrens, bei dem die Schwenkachse 14 in Anlage gegen einen Rand des kugelförmigen Lagers 13 gebracht wird, eine hohe mechanische Kraft auf den Anlagebereich zwischen dem kugelförmigen Lager 13 und der Schwenkachse 14 bei jeder Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 ausgeübt, so dass Verschleiß entsteht und der resultierende Staub zwischen das kugelförmige Lager 13 und den kugelförmigen Bereich 14a der Schwenkachse 14 gelangt, so dass sich als Ergebnis hiervon eine höhere Betätigungskraft der Schwenkachse ergibt. Im schlimmsten Fall wird es der Schwenkachse 14 unmöglich, ihre Schwenkbewegung auszuführen. Zum Vermeiden des Auftretens derartiger Probleme werden die Elektromotoren 19a und 19b angetrieben, wenn die manuelle Betätigungseinheit 3 bis zu einer vorbestimmten Position betätigt worden ist, um z.B. ein Stoßmoment auf die Schwenkachse 14 in einer zu der Betätigungsrichtung entgegengesetzten Richtung aufzubringen. Dadurch kann der Bedienungsperson in sensibler Weise bewusst werden, dass die manuelle Betätigungseinheit 3 bis zu ihrer Betätigungsgrenze betätigt worden ist. Als Ergebnis hiervon kann eine weitergehende Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 gestoppt werden; ferner wird das Anstoßen zwischen einem Rand des kugelförmigen Lagers 13 und der Schwenkachse 14 verhindert, und hierdurch wird wiederum die Entstehung von Verschleißstaub vermindert, d.h. das vorstehend geschilderte Problem aufgrund der Entstehung von Verschleißstaub lässt sich verhindern. Mit dem Drehmoment der Elektromotoren 19a und 19b kann ferner die manuelle Betätigungseinheit 3 automatisch in die zentrale Position zurückgeführt werden, so dass sich die Bedienbarkeit der manuellen Betätigungseinheit verbessern lässt.
  • Die Elektromotoren 19a und 19b werden nach Maßgabe eines Befehls von einem Computer gesteuert, der in dem Armaturenbrett A untergebracht ist. Die Art der Steuerung der Elektromotoren 19a und 19b durch den Computer wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 7 bis 11 erläutert, wobei 7 eine Darstellung zur Erläuterung der Betätigungsrichtungen der manuellen Betätigungseinheit 3 sowie des Typs einer durch Betätigung der manuellen Betätigungseinheit ausgewählten Fahrzeugbetätigungseinheit zeigt, 8 eine Darstellung zur Erläuterung der Betätigungsrichtungen der manuellen Betätigungseinheit 3 sowie des Typs der Funktionen zeigt, zwischen denen durch Betätigung der manuellen Betätigungseinheit umgeschaltet wird, 9 ein Blockdiagramm eines Steuersystems für die Elektromotoren 19a und 19b zeigt, 10 eine Tabelle unter Darstellung eines Beispiels einer Datentabelle zeigt, die in einem in einem Computer vorgesehenen Speicher gespeichert ist, und 11 ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens für die Elektromotoren 19a und 19b zeigt.
  • Bei der Fahrzeug-Eingabeeinheit 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wie diese in den 7A und 7B gezeigt ist, ist die manuelle Betätigungseinheit 3 dazu ausgebildet, in Richtung nach vorne, vorne rechts, rechts, hinten rechts, hinten, links hinten, links sowie links vorne in Bezug auf die zentrale Position betätigt zu werden, so dass das Radio, die Klimaanlage, das Fahrzeug-Navigationssystem, der CD-Player, das Fernsehgerät, die Überwachungskamera, E-mail bzw. das Telefon ausgewählt werden können. Hinsichtlich des Typs der elektronischen Geräte, die durch die in der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 vorgesehenen Drucktastenschalter 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 5a, 5b und 5c ausgewählt werden, sowie hinsichtlich des Typs der elektronischen Geräte, die durch die Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 ausgewählt werden, kann der gleiche Typ von elektronischen Geräten miteinander kombiniert werden, oder es können unterschiedliche Typen von elektronischen Geräten kombiniert werden. Die letztere Kombination von verschiedenen Typen von elektronischen Geräten wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgegriffen.
  • Wenn das Fernsehgerät durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit 3 in Bezug auf die zentrale Position in Richtung nach rückwärts ausgewählt wird, können solche verschiedenen Funktionseinstellungen vorgenommen werden, wie diese in 8A dargestellt sind. Das heißt, es ist möglich, solche Funktionseinstellungen vorzunehmen, wie Kanal aufwärts (CH UP) durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit 3 in Richtung nach vorne, Kanal abwärts (CH DOWN) durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit in Richtung nach hinten, Lautstärke höher (VOLUME UP) durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit in Richtung nach rechts sowie Lautstärke geringer (VOLUME DOWN) durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit in Richtung nach links, wobei all dies in Bezug auf die zentrale Position erfolgt.
  • Wenn die Anzahl der durch Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 einzustellenden Funktionen geringer als 8 ist, wobei es sich um die maximale Anzahl der Bewegungsrichtungen der manuellen Betätigungseinheit handelt, ist es selbst bei Betätigung der manuellen Betätigungseinheit in einer anderen Richtung als den für die Funktionseinstellung zugeordneten Richtungen (den in 8A dargestellten Richtungen) unmöglich, eine Funktionseinstellung des ausgewählten elektronischen Geräts vorzunehmen. Wenn ein solcher nicht ansprechender Bereich in dem Betriebsbereich der manuellen Betätigungseinheit 3 vorhanden ist, muss die Bedienungsperson die manuelle Betätigungseinheit geschickt in einer Richtung betätigen, in der die Funktionseinstellung vorgenommen werden kann. Dies beeinträchtigt die einfache Betätigbarkeit und ist vom Standpunkt des sicheren Fahrens eines Fahrzeugs nicht wünschenswert.
  • Zum Lösen des vorstehend geschilderten Problems ist bei der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels ein Steuersystem für die Elektromotoren 19a und 19b so ausgebildet, wie es in den 9 und 10 dargestellt ist, wobei die Motoren 19a und 19b gemäß dem in 11 dargestellten Verfahren gesteuert werden.
  • Wie in 9 gezeigt ist, sind genauer gesagt eine Kollationseinheit 42 und eine Tabellen-Auswähleinheit 43 in einer CPU 41 eines im Inneren des Armaturen bretts A angebrachten Computers vorgesehen, und in einem in dem Computer angeordneten ROM 44 sind Tabellen 45a, 45b, 45c, ... mit codierten Daten über den Betriebsbereich der manuellen Betätigungseinheit 3 sowie Rotationsrichtungen der Elektromotoren 19a und 19b entsprechend den Betriebsbereichen und den Größen der durch Rotation erzeugten Drehmomente gespeichert. Der Computer ist ferner mit einer Positionssignal-Detektionseinheit 46 versehen. In die Positionssignal-Detektionseinheit 46 werden Signale von den Codierern 21a und 21b eingespeist, und die Positionssignal-Detektionseinheit 46 gibt ein Tabellenauswählsignal entsprechend einem Betriebsbereich in der manuellen Betätigungseinheit 3 an die Tabellenauswähleinheit 43 ab und zeigt den Betätigungsverlauf der manuellen Betätigungseinheit auf der Anzeige D an.
  • 10 zeigt ein Beispiel einer in dem ROM 44 gespeicherten Tabelle. In dieser Tabelle ist der Bewegungsbereich der manuellen Betätigungseinheit 3 in acht gleiche Bereiche in X-Richtung und acht gleiche Bereiche in Y-Richtung unterteilt, und codierte Daten hinsichtlich eines Einschalt-/Ausschaltzustands sowie Rotationsrichtungen der Elektromotoren 19a und 19b in einem betätigten Zustand der manuellen Betätigungseinheit sind in den somit gleichmäßig aufgeteilten Bereichen angezeigt. In der Tabelle stellen die oben stehenden Symbole und Bereiche den EIN-/AUS-Zustand und die Rotationsrichtungen des ersten Elektromotors 19a dar, während die unten stehenden Symbole und Bezugszeichen den EIN/AUS-Zustand und die Rotationsrichtungen des zweiten Elektromotors 19b darstellen. Das Symbol "+" steht für eine Rotationsbewegung jedes Motors in Vorwärtsrichtung, während das Symbol "–" für eine Rotationsbewegung in der umgekehrten Richtung von diesem steht. Das Bezugszeichen "0" stellt dar, dass die Elektromotoren 19a und 19b sich nicht drehen, während das Bezugszeichen "1" eine Rotationsbewegung beider Motoren darstellt. Wenn gemäß dieser Tabelle die manuelle Betätigungseinheit 3 in einem beliebigen der Bereiche (X3, Y0) bis (X3, Y7), (X4, Y0) bis (X4, Y7), (X0, Y3) bis (X7, Y3) sowie (X0, Y4) bis (X7, Y4) betätigt wird, erfolgt keine Rotationsbewegung der beiden Elektromotoren 19a und 19b, und es wird auch kein Widerstandsgefühl, das bei der Rotation der Elektromotoren 19a und 19b erzeugt wird, bei der Bewegung der manuellen Betätigungseinheit 3 ausgeübt. Wenn die manuelle Betätigungseinheit 3 in einem beliebigen anderen Bereich betätigt wird, dreht sich zumindest einer der Motoren 19a und 19b, und ein durch die Rotationsbewegung der Motoren erzeugtes Widerstandsgefühl wird bei der Bewegung der manuellen Betätigungseinheit ausgeübt.
  • In dem Fall, in dem als Erstes das Fernsehgerät durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit 3 ausgewählt wird und eine Funktionseinstellung des Fernsehgeräts erst dann vorgenommen werden kann, wenn die manuelle Betätigungseinheit in Richtung nach vorne, nach hinten, nach rechts oder nach links in Bezug auf seine zentrale Position betätigt wird, wie dies in 8A dargestellt ist, erfolgt bei Steuerung der Rotationsbewegung der Elektromotoren 19A und 19B unter Verwendung der Tabelle der 10 sowie bei Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 in einer schrägen Richtung, d.h. einer anderen Richtung als nach vorne, nach hinten, nach rechts und nach links in Bezug auf die zentrale Position, eine Rotationsbewegung von wenigstens einem der Motoren 19a und 19b, und ein durch die Motorrotationsbewegung induziertes Widerstandsgefühl wird bei der Bewegung der manuellen Betätigungseinheit ausgeübt, so dass der Bedienungsperson in sensibler Weise bewusst werden kann, dass sie die manuelle Betätigungseinheit 3 in einem nicht ansprechenden Bereich betätigt. Auf diese Weise wird es für die Bedienungsperson möglich, die manuelle Betätigungseinheit in einer Richtung zu betätigen, in der eine gewünschte Funktionseinstellung vorgenommen werden kann, so dass die einfache Bedienbarkeit der manuellen Betätigungseinheit ohne Fahrbeeinträchtigung des Fahrzeugs verbessert wird.
  • Die Rotation der Elektromotoren 19a und 19b wird durch den Computer in Abhängigkeit von dem Verfahren gesteuert, das in Form eines Flussdiagramms in 11 dargestellt ist.
  • Wenn die Bedienungsperson die manuelle Betätigungseinheit 3 in einer beliebigen Richtung in Bezug auf die zentrale Position betätigt (Schritt S1), drehen sich die Codierer 21a und 21b in der Drehrichtung der manuellen Betätigungseinheit um einen Rotationsbetrag proportional zu dem Drehbewegungsbetrag der manuellen Betätigungseinheit über die L-förmigen Elemente 22a, 22b, die großen Zahnräder 18a, 18b sowie die kleinen Zahnräder 20a, 20b und geben Positionssignale ab. Die in dem Computer vorgesehene Positionssignal-Detektionseinheit 46 liest diese Positionssignale ab (S2) und ermittelt eine betriebsmäßige Position der manuellen Betätigungseinheit 3 (S3). Gleichzeitig schickt die Positionssignal-Detektionseinheit 46 ein Tabellenauswählsignal an die Tabellenauswähleinheit 43 und ein Positionssignal zu der Anzeige D (S4). In Abhängigkeit von dem Tabellenauswählsignal, das von der Positionssignal-Detektionseinheit 46 geliefert wird, wählt die Tabellenauswähleinheit 43 in der CPU 41 eine vorbestimmte Tabelle aus dem ROM 44 aus und gibt diese ein (S5). Gemäß dem von den Codierern 21a und 21b gelieferten Positionssignalen sowie der in die Tabellenauswähleinheit 43 eingegebenen Tabelle bildet die Kollationseinheit 42 in der CPU 41 einen Motorausgangswert und gibt diesen an einen Motortreiber 47 ab (S6). Der Motortreiber 47 treibt die Elektromotoren 19a und 19b nach Maßgabe des Motorausgangswerts an, wobei ein Widerstandsgefühl auf die Bewegung der manuellen Betätigungseinheit 3 ausgeübt werden kann (S7). Die Bedienungsperson spürt das Widerstandsgefühl der manuellen Betätigungseinheit 3 und ändert die Betätigungsposition der manuellen Betätigungseinheit (S8).
  • Diese Motorsteuereinrichtung und das Motorsteuerverfahren sind nicht nur bei der Begrenzung der Betätigungsrichtung der manuellen Betätigungseinheit 3 anwendbar, sondern auch beim Aufbringen eines Widerstandsgefühls proportional zu dem Betätigungsausmaß der manuellen Betätigungseinheit auf die Bewegung dieser Einheit sowie ferner auf die Aufbringung eines Widerstandsgefühls an der Betätigungsgrenze der manuellen Betätigungseinheit.
  • Die Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist an dem Fahrzeug-Armaturenbrett A derart angebracht, dass sie sich vor und zurück bewegen lässt und auch neigen lässt. 12 zeigt eine teilweise weggeschnittene Darstellung, gesehen in planarer Richtung, und zwar unter Darstellung eines Befestigungsmechanismus zum Befestigen der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 an dem Armaturenbrett A, und 13 zeigt eine teilweise weggeschnittene Darstellung des Befestigungsmechanismus, gesehen von der Seite.
  • Wie in diesen Figuren zu sehen ist, sind auf einer im Inneren des Armaturenbretts A vorgesehenen Basis 51 zwei Führungsstangen 52 und 53 sowie eine Kugelumlaufspindel 54 parallel zueinander angebracht. Die Kugelumlaufspindel 54 ist mittels eines Lagers 55 drehbar gehaltert, und ein erster Motor 57 zum Ausführen einer Bewegung nach vorne und nach hinten ist mit dem einen Ende der Kugelumlaufspindel 54 über eine Verbindung 56 verbunden. Ferner ist eine Transferplatte 59 mit der Kugelumlaufspindel 54 über eine Mutter 58 derart verbunden, dass sie vor und zurück beweglich ist. Die Transferplatte 59 ist auch mit den Führungsstangen 52 und 53 durch Gleitstücke 60 in verschiebbarer Weise verbunden. Eine Drehwelle 62, die durch Lager 61 drehbar gelagert ist, ist an einem vorderen Endbereich der Transferplatte 59 rechtwinklig zu den Führungsstangen 52, 53 und der Kugelumlaufspindel 54 angebracht, und das Gehäuse 2 der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 ist an Endbereichen der Drehwelle 62 festgelegt. Ein großes Zahnrad 63 ist auf der Drehwelle 62 fixiert und kämmt mit einem kleinen Zahnrad 65, das auf einer Hauptwelle eines zweiten Motors 64 festgelegt ist.
  • Durch rotationsmäßiges Bewegen des ersten Motors 57 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung kann somit die Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 in Bezug auf das Armaturenbrett A vor oder zurück bewegt werden, und durch rotationsmäßiges Bewegen des zweiten Motors 64 in Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung kann ein vorderer Endbereich der Fahrzeug-Eingabevorrichtung in Bezug auf das Armaturenbrett A in Richtung nach oben oder nach unten geneigt werden. Die Haltung der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 kann somit in geeigneter Weise verändert werden, so dass die Bedienungsperson die manuelle Betätigungseinheit 3, die verschiedenen Drucktastenschalter 4a bis 4f, 5a bis 5c sowie den Lautstärkenregler in einfacher Weise betätigen kann. Auf diese Weise lässt sich die Bedienbarkeit der Fahrzeug-Eingabevorrichtung noch weiter verbessern.
  • Die Haltung bzw. Position der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 lässt sich auch durch Betätigen der manuellen Eingabeeinheit 3 sowie der Drucktastenschalter 4a bis 4f, 5a bis 5c steuern, die an der Fahrzeug-Eingabevorrichtung angebracht sind. Genauer gesagt erscheint bei Niederdrücken des Drucktastenschalters 4a auf der Anzeige D ein Menue, wie es in 14 dargestellt ist. Wenn "Fahrzeug-Eingabevorrichtung" aus dem Menue durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit 3 ausgewählt wird, erscheint auf der Anzeige D ein Bild der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1, wie es in 15 gezeigt ist. Wenn in diesem Zustand die manuelle Betätigungseinheit 3 in der Richtung "vorwärts, a" betätigt wird, dreht sich der erste Motor 57 in Vorwärtsrichtung, und die Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 bewegt sich nach vorne, während bei Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 in der Richtung "rückwärts, b" der erste Motor 57 sich in der umgekehrten Richtung dreht und die Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 sich nach hinten bewegt. Wenn die manuelle Betätigungseinheit 3 in der Richtung "aufwärts, c" betätigt wird, dreht sich der zweite Motor 64 in Vorwärtsrichtung, und der vordere Endbereich der Fahrzeug-Eingabevorrichtung neigt sich nach oben um die Drehwelle 62, während bei Betätigung der manuellen Betätigungseinheit in der Richtung "abwärts, d" der zweite Motor 64 in der entgegengesetzten Richtung dreht und sich der vordere Endbereich der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1 nach unten um die Drehwelle 62 neigt. Wenn "Sitz" von der Menue-Anzeige ausgewählt wird, lässt sich die Sitzbequemlichkeit auf dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz in der gleichen Weise einstellen, wie dies vorstehend beschrieben worden ist. Wenn "Lenkrad" von der Menue-Anzeige gewählt wird, lassen sich die Neigung und der Teleskop- bzw. Ausziehzustand des Lenkrads einstellen und somit auch die Höhe des Lenkrads in der gleichen Verfahrensweise einstellen, wie dies vorstehend beschrieben worden ist.
  • Wenn die Stellungen der Fahrzeug-Eingabevorrichtung 1, des Sitzes und des Lenkrads durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit 3 verändert werden sollen, ist es besonders bevorzugt, die Tabelle derart vorzugeben, dass die Bewegungsbereiche dieser Komponenten und das auf die manuelle Betätigungseinheit ausgeübte Widerstandsgefühl miteinander korreliert sind, wobei z.B. das auf die manuelle Betätigungseinheit 3 ausgeübte Widerstandsgefühl zu einem Ende in dem Bewegungsbereich einer Komponente hin allmählich stärker gemacht wird oder ein Stoßwiderstandsgefühl auf die manuelle Betätigungseinheit 3 bei Erreichen eines Endes in dem Bewegungsbereich ausgeübt wird. Dies macht die Verwendung bequemer, da sich die Bedienungsperson darüber klar werden kann, bis zu welchem Punkt in dem Bewegungsbereich die betreffende Komponente eingestellt worden ist.
  • Bei der Fahrzeugeingabeeinrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann somit ein gewünschtes, in dem Fahrzeug angebrachtes elektronisches Gerät, dessen Funktion eingestellt werden soll, durch Betätigen der Drucktastenschalter 4a bis 4f und 5a bis 5c oder durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit 3 ausgewählt werden, wobei diese an der oberen Oberfläche des Gehäuses 2 vorgesehen sind. Durch Betätigen der manuellen Betätigungseinheit 3 in einer vorbestimmten Richtung oder durch Betätigen des ersten und des zweiten Schalters 34, 35, die in der manuellen Betätigungseinheit vorgesehen sind, kann nach der Auswahl eines gewünschten, in dem Fahrzeug angebrachten elektronischen Geräts die Funktion des elektronischen Geräts eingestellt werden. Das Radio, das Fernsehgerät und der CD-Player können in ihrer Lautstärke auch durch Drehen des Lautstärkereglers 6 eingestellt werden. Ein Menue mit den in dem Fahrzeug angebrachten elektronischen Geräten, die durch die Fahrzeugeingabeeinrichtung 1 ausgewählt werden können, ein Menue mit dem Inhalt der einstellbaren Funktionen der elektronischen Geräte sowie den Betätigungsrichtungen der manuellen Betätigungseinheit werden nacheinander auf der Anzeige D angezeigt. Wenn die manuelle Betätigungseinheit 3 nicht in Betrieb ist, ist die Schwenkachse 14 durch das Klemmelement 16 festgeklemmt, so dass das Auftreten von unerwünschten Vibrationen und Geräuschen der manuellen Betätigungseinheit 3, bedingt durch Vibrationen des Kraftfahrzeugs, verhindert werden kann. Wenn die Bedienungsperson ihren Finger über die manuelle Betätigungseinheit 3 bewegt, wird ein von dem Licht emittierenden Element in dem Fotounterbrecher 33 emittiertes Licht mit einer bestimmten Wellenlänge auf das Lichtempfangselement in dem Fotounterbrecher aufgebracht, wodurch der Elektromagnet 15 eingeschaltet wird, um dadurch das Klemmelement 16 von der Schwenkachse 14 zu lösen. Als Ergebnis hiervon wird die manuelle Betätigungseinheit 3 automatisch betätigbar.
  • Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Zahnradmechanismus als Kraftübertragungsmechanismus zum Übertragen der Schwenkbewegung der Schwenkachse 14 auf die Codierer 21a und 21b verwendet worden ist, ist das Wesen der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt, und es können auch andere beliebige bekannte Kraftübertragungsmechanismen verwendet werden, wie z.B. ein Reibungsrad oder ein Gurtmechanismus.
  • Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Codierer 21a und 21b als Sensoren zum Detektieren der Richtung und des Ausmaßes einer Schwenkbewegung der Schwenkachse 14 verwendet worden sind, ist das Wesen der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt, sondern es kann auch ein beliebiger anderer bekannter Positionssensor verwendet werden.
  • Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Elektromagnet 15 als Antriebseinrichtung für das Klemmelement 16 verwendet worden ist, ist das Wesen der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt, sondern es können auch andere derartige Einrichtungen verwendet werden, wie z.B. ein elektromagnetischer oder ein hydraulischer oder ein pneumatischer Betätiger.
  • Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Elektromotoren 19a und 19b als Antriebsquellen zum Aufbringen eines Widerstandsgefühls bei der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit 3 verwendet worden sind, ist das Wesen der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt, sondern es kann auch ein beliebiger anderer bekannter Betätiger verwendet werden, wie z.B. ein Druckluftmotor oder ein hydraulischer Motor. Ferner kann nicht nur ein Betätiger, der eine Rotationskraft erzeugt, sondern auch ein Betätiger, der eine lineare Kraft erzeugt, wie z.B. ein Linearmotor, alleine oder im Kombination mit einem geeigneten Kraftübertragungsmechanismus verwendet werden.
  • Bei der Fahrzeug-Eingabevorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, kann aufgrund der Tatsache, dass die Schwenkachse mit der daran befestigten manuellen Betätigungseinheit bei Bedarf durch ein Klemmelement festgeklemmt wird, eine Schwenkbewegung der manuellen Betätigungseinheit unterdrückt werden, wenn diese nicht in Betrieb ist, und auf diese Weise kann verhindert werden, dass dem Fahrzeugfahrer oder anderen Fahrzeuginsassen ein instabiles Gefühl vermittelt wird. Wenn die manuelle Betätigungseinheit nicht in Betrieb ist, kann ferner die Stromzufuhr der Anzeige oder einer beliebigen anderen Komponente, die nicht in Betrieb sein muss, ausgeschaltet werden, so dass der Stromverbrauch reduziert werden kann. Da ferner ein Sensor verwendet wird, der einen menschlichen Finger bei dem Versuch der Betätigung der manuellen Betätigungseinheit detektiert und die Antriebseinrichtung automatisch einschaltet, um das Klemmelement zu lösen, kann die manuelle Betätigungseinheit mit dem gleichen Gefühl wie bei Nichtvorhandensein des Klemmelements betätigt werden, so dass die Bedienbarkeit der manuellen Betätigungseinheit und somit der Fahrzeug-Eingabevorrichtung insgesamt gut aufrechterhalten werden kann.
  • Da ferner bei der Fahrzeug-Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Fotounterbrecher als Sensor zum automatischen Einschalten oder Ausschalten der Antriebseinrichtung mit dem daran angebrachten Klemmelement verwendet wird, kann ein menschlicher Finger in einer berührungslosen Weise detektiert werden, so dass eine hohe Lebensdauer erzielt wird. Da ferner die Fahrzeug-Eingabevorrichtung klein dimensioniert ist, lässt sich diese auf engem Raum unterbringen.

Claims (2)

  1. Eingabevorrichtung (1), aufweisend: eine Schwenkachse (14), die in einem Gehäuse schwenkbar gehaltert ist; eine manuelle Betätigungseinheit (3), die an einem oberen Endbereich der Schwenkachse (14) angebracht ist, der von einer oberen Oberfläche des Gehäuses nach oben ragt; eine Antriebseinrichtung (15, 15a), die in dem Gehäuse angeordnet ist; ein Klemmelement (16), das an einer Antriebswelle (15a) der Antriebseinrichtung angebracht ist und dazu ausgebildet ist, sich in Abhängigkeit von einem Einschalt- oder Ausschaltvorgang der Antriebseinrichtung in eine Position zum Festklemmen der Schwenkachse (14) oder in eine Position zum Lösen der Schwenkachse zu bewegen; gekennzeichnet durch einen Sensor (33), der in der manuellen Betätigungseinheit (3) angeordnet ist und der einen menschlichen Finger bei dem Versuch zum Betätigen der manuellen Betätigungseinheit (3) detektiert und der die Antriebseinrichtung auf der Basis des Ergebnisses der Detektion automatisch einschaltet oder ausschaltet.
  2. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (14) einen konischen unteren Endbereich aufweist, dass das Klemmelement (16) eine konische Vertiefung (16a) aufweist, die in einer oberen Oberfläche von diesem gegenüber dem unteren Endbereich der Schwenkachse (14) ausgebildet ist, und dass bei Bewegung des Klemmelements (16) nach oben beim Einschalten der Antriebseinrichtung der untere Endbereich der Schwenkachse (14) mit der in der oberen Oberfläche des Klemmelements (16) ausgebildeten Vertiefung (16a) in Eingriff gebracht wird und dadurch festgeklemmt wird.
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