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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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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.
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Beschreibung
des einschlägigen
Stands der Technik
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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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.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in Lösung
der vorstehend geschilderten Probleme eine Fahrzeug-Eingabevorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht einer Fahrzeug-Eingabevorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wie diese an einem Armaturenbrett angebracht
ist;
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2 eine
Draufsicht auf das Innere eines Kraftfahrzeugs, in dem die Fahrzeug-Eingabevorrichtung
angebracht ist;
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3 eine
Perspektivansicht einer manuellen Betätigungseinheit und eines mechanischen
Bereichs, in dem die manuelle Betätigungseinheit montiert ist;
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4 eine
Schnittdarstellung wesentlicher Bereiche der manuellen Betätigungseinheit
und des mechanischen Bereichs, gesehen von der Seite;
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5 eine
Draufsicht auf den mechanischen Bereich;
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6 eine
Draufsicht auf die manuelle Betätigungseinheit
bei entfernter Abdeckung;
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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;
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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;
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9 ein
Blockdiagramm unter Darstellung eines Steuersystems für Elektromotoren;
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10 eine
Tabelle unter Darstellung eines Beispiels einer Datentabelle, die
in einem in einem Computer vorgesehenen Speicher gespeichert ist;
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11 ein
Flussdiagramm zur Erläuterung eines
Steuervorgangs für
die Elektromotoren;
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12 eine
teilweise weggeschnittene Darstellung zur Veranschaulichung eines
Mechanismus zum Anbringen der Fahrzeug-Eingabevorrichtung an dem
Armaturenbrett, gesehen in planarer Richtung;
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13 eine
teilweise weggeschnittene Darstellung des Befestigungsmechanismus
für die
Fahrzeug-Eingabevorrichtung, gesehen von der Seite;
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14 eine
Darstellung zur Erläuterung
eines Menues von in dem Fahrzeug vorhandenen elektronischen Geräten, das
auf einer Anzeige angezeigt wird;
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15 eine
Darstellung zur Erläuterung
des Zustands der Funktionseinstellung eines in dem Fahrzeug angebrachten
elektronischen Geräts,
die auf dem Bildschirm angezeigt wird;
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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
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19 eine
Draufsicht auf eine Führungsplatte,
die in die in 17 dargestellte Fahrzeug-Eingabevorrichtung
integriert ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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EINES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Eine
Fahrzeug-Eingabevorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf
die Begleitzeichnungen beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.