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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Eingabevorrichtungen zur Verwendung beispielsweise für die Bedienung von elektrischen Vorrichtungen oder Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Eingabevorrichtung, die die Bedienung einer elektrischen Vorrichtung, eines Fahrzeugs oder dergleichen durch die Drehung eines Knopfes mit einer Hand einer Person ermöglicht.
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Technischer Hintergrund
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DE 10 2005 002 086 B3 betrifft eine Betätigungseinrichtung beispielsweise zur Auswahl von Schaltstufen eines Automatikgetriebes. Die Betätigungseinrichtung umfasst ein rotierbares Betätigungselement sowie eine Kulissenanordnung mit Anschlagelementen zur Begrenzung des Drehwinkels des Betätigungselements auf einen Gesamtschaltwinkel. Das Betätigungselement kann innerhalb des Gesamtschaltwinkels n Schaltstellungen einnehmen. Die Betätigungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kulissenanordnung für jede der n Schaltstellungen ein eigenes, gesteuert aktivierbares Anschlagelement und einen Kulissenbereich aufweist. Der Kulissenbereich umfasst zumindest ein Kulissensegment, zwischen dessen Endanschlägen ein Anschlagelement eine von n Relativpositionen einnehmen kann, die den n Schaltstellungen entsprechen. Die Kulissensegmente sind so auf den Kulissengesamtwinkel verteilt angeordnet, dass für jede Schaltrelativstellung alle n Relativpositionen durch die n Anschlagelemente besetzt sind. Die Betätigungseinrichtung ermöglicht analog rein mechanischer Betätigungselemente mit diskreten Rastpositionen und eine sichere Betätigung komplexer technischer Systeme. Gleichzeitig wird eine unter allen Betriebsbedingungen eindeutige, intuitiv erfassbare und insbesondere taktile Rückmeldung des tatsächlichen Systemzustands realisiert.
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DE 10 2007 014 745 A1 offenbart eine elektrische Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem um eine Achse drehbar gelagerten, tastend in mehrere Schaltstellungen bringbaren Schalthebel und mit elektrischen Aktuatoren, die Schaltanschläge für den Schalthebel verstellen können, wodurch die Auslenkung des Schalthebels in unterschiedlichem Maße einschränkbar ist, wobei eine mehrere Anschlagkanten aufweisende Anschlagkontur fest mit dem Schalthebel verbunden und zusammen mit diesem beweglich ist und die Aktuatoren jeweils einen zumindest eine Sperre für die Anschlagkontur ausbildenden Schieber zwischen jeweils zwei Positionen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Anschlagkontur verstellen, wobei durch Verstellen zumindest eines Schiebers wechselweise eine Sperre in Eingriff und außer Eingriff mit der Anschlagkontur gestellt ist und durch Verstellen zumindest eines weiteren Schiebers wechselweise zwei unterschiedlich positionierte Sperren in Eingriff mit der Anschlagkontur gestellt sind.
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Beispielsweise offenbart die Patentschrift 1 eine Gangschaltungsbetätigungsvorrichtung, bei der Schaltungsmuster durch die Bedienung eines Schaltungsbereichsumschalters wählbar sind. Dieser Schaltungsbereichsumschalter ist in einer Eingabevorrichtung vorgesehen, die einen Knopf, der manuell gedreht wird, und einen Drehwinkelgeber enthält, der einen Drehwinkel des Knopfes erfasst.
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Literaturverzeichnis
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Patentliteratur
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Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentoffenlegung
JP 2012 - 86 828 A -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Bei der Dreh-Gangschaltungsbetätigungsvorrichtung nach dem Stand der Technik ist jedoch ein betätigbarer Bereich auf einen Bereich einer vorgegebenen Anzahl von Schaltstellungen beschränkt, beispielsweise vier Stellungen „P, R, N und D“. Außerdem kann der Knopf nur in zwei Richtungen gedreht werden, das heißt, nach rechts und links, was zwei Arten der Betätigung des Knopfes entspricht, dem Hochschalten und dem Herunterschalten. Die Schaltstellung, die aktuell gewählt ist, kann nicht auf Grundlage der Drehstellung (des Winkels) des Knopfes entschieden werden, und somit ist eine intuitive Bedienung schwierig zu erreichen.
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Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der oben beschriebenen Schwierigkeiten erstellt, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Eingabevorrichtung zu schaffen, die einen drehbaren Bereich eines Knopfes beliebig einstellen kann und eine Drehstellung mit einem Eingabeinhalt verknüpfen kann, der aktuell gewählt ist.
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Lösung der Aufgabe
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Um die obige Aufgabe zu erfüllen, enthält eine Eingabevorrichtung der vorliegenden Offenbarung einen Knopf, ausgelegt, mit einer Hand einer Person gedreht zu werden, eine mit dem Knopf verbundene Drehwelle, ausgelegt, sich zusammen mit dem Knopf zu drehen, eine Drehungs-Steuerungseinrichtung zum Zulassen oder Sperren einer Drehung des Knopfes um die Drehwelle, einen Detektor, ausgelegt, eine Drehstellung der Drehwelle zu erfassen, einen Speicher, ausgelegt, eine Anzahl von Stellungen in einer Drehbetätigung des Knopfes zu speichern, und eine Steuerung, die mit der Drehungs-Steuerungseinrichtung und dem Detektor elektrisch verbunden ist. Die Steuerung steuert die Drehungs-Steuerungseinrichtung, um die Drehung um die Drehwelle zu sperren, wenn die vom Detektor erfasste Drehstellung zum Drehen bedient wird, um einen Bereich der Anzahl von Stellungen zu überschreiten.
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Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, den Drehbereich des Knopfes frei einzustellen und auf Grundlage der Drehstellung des Knopfes den eingegebenen Inhalt anzugeben, der aktuell gewählt ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Eingabevorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Eingabevorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
- 3 ist eine Schnittansicht, die die Eingabevorrichtung zusammen mit einem Gehäuse gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 4 ist ein Blockschaltbild, das Funktionseinheiten zusammen mit strukturellen Einheiten der Eingabevorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 5 ist eine Draufsicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Eingabevorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in einem Fahrzeug montiert ist.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Betriebsablauf der Eingabevorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 7 ist eine Draufsicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Eingabevorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in einem anderen Fahrzeugtyp montiert ist.
- 8 ist eine Draufsicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Eingabevorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in noch einem anderen Fahrzeugtyp montiert ist.
- 9 ist eine Draufsicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Eingabevorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in noch einem weiteren, anderen Fahrzeugtyp montiert ist.
- 10 ist ein Blockschaltbild, das Funktionseinheiten mit strukturellen Einheiten einer Eingabevorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 11 ist eine schematische Zeichnung, die eine Veränderung bei einer variablen Anzeige gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 12 ist ein Flussdiagramm, das einen Betriebsablauf der Eingabevorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachstehend sind beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ggf. unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben. Jedoch kann eine unnötig genaue Beschreibung weggelassen sein. Beispielsweise können eine genaue Beschreibung wohl bekannter Tatsachen und eine wiederholte Beschreibung im Wesentlichen desselben Aufbaus weggelassen sein. Solche Weglassungen dienen dem Vermeiden unnötiger Redundanz bei der folgenden Beschreibung und zum Erleichtern des Verständnisses durch Fachleute.
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Anzumerken ist, dass die angefügte Zeichnung und die folgende Beschreibung durch die Erfinder vorgesehen sind, damit Fachleute die vorliegende Offenbarung voll verstehen, und sie sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie den Erfindungsgeist und den Geltungsbereich der angefügten Ansprüche einschränken.
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Die Figuren sind schematische Ansichten, bei denen nach Bedarf Betonung, Weglassung und Proportionsanpassung zur Erläuterung der vorliegenden Offenbarung vorgenommen sind, und sie können Formen, Positionsverhältnisse und Proportionen aufweisen, die sich von tatsächlichen Formen, tatsächlichen Positionsverhältnissen und tatsächlichen Proportionen unterscheiden.
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(Erste beispielhafte Ausführungsform)
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Eingabevorrichtung darstellt.
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2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Eingabevorrichtung.
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3 ist eine Schnittansicht, die die Eingabevorrichtung zusammen mit einem Gehäuse darstellt.
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Wie in diesen Figuren dargestellt, ist die Eingabevorrichtung 100 eine Vorrichtung, die ein Signal, das einer Drehbetätigung mit einer Hand einer Person entspricht, in eine andere Vorrichtung eingeben kann, wie etwa eine elektrischen Vorrichtung oder ein Fahrzeug. Die Eingabevorrichtung 100 enthält als Aufbaueinheiten einen Knopf 101, eine Drehwelle 102, eine Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 und einen Detektor 106 und enthält als Funktionseinheiten einen Speicher 210 und eine Steuerung 200. In dieser beispielhaften Ausführungsform enthält die Eingabevorrichtung 100 weiter eine Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107, eine feststehende Achse 109 (siehe 3) und ein Gehäuse 170 (siehe 3).
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Der Knopf 101 ist ein Bauteil, ausgelegt, durch eine Hand einer Person ergriffen und gedreht zu werden. In dieser beispielhaften Ausführungsform weist der Knopf 101 eine zylindrische Form und eine Länge auf, die gleich oder kürzer ist als ein Durchmesser des Knopfes 101. Ein Rändelmuster (nicht dargestellt) ist auf eine Außenumfangsfläche des Knopfes 101 graviert, und dieses Muster hilft, ein Rutschen der Finger während einer Drehbetätigung zu verhindern.
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Eine Markierung 111 (siehe 5), die eine gewählte Stellung anzeigt, ist auf einer Oberfläche des Knopfes 101 vorgesehen, und eine Anzeige 103 ist an einer Position vorgesehen, die der Drehbetätigung des Knopfes entspricht.
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Der Werkstoff für den Knopf 101 kann aus einem beliebigen Material gewählt sein, einschließlich Metall und Kunststoff. Die Kontur des Knopfes 101 ist nicht auf die zylindrische Form beschränkt und kann eine beliebige Form sein, einschließlich einer Sternform.
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Die Anzeige 103 kann an einer anderen Position als an der Eingabevorrichtung 100 vorgesehen sein und kann auf einer Oberfläche eines Bauteils vorgesehen sein, an dem die Eingabevorrichtung 100 angebracht ist.
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Die Drehwelle 102 ist ein stabförmiges, mit dem Knopf 101 verbundenes Bauteil und ausgelegt, sich zusammen mit dem Knopf 101 zu drehen, der durch eine Hand einer Person gedreht wird. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Drehwelle 102 koaxial mit dem Knopf 101 angeordnet und hält den Knopf 101 abnehmbar. Wie in 3 dargestellt, weist die Drehwelle 102 eine Rohrform auf, die es ermöglicht, dass die Drehwelle 102 koaxial auf die feststehende Achse 109 passt, die im Gehäuse 170 steht. Die Drehwelle 102 ist ausgelegt, sich um die feststehende Achse 109 zu drehen. Vier erste Vorsprünge 121 sind umlaufend in gleichen Abständen auf einer Außenumfangsfläche der Drehwelle 102 angeordnet. Die ersten Vorsprünge 121 erstrecken sich entlang einer Achse der Drehwelle 102 und ragen radial vor.
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Das Material für die Drehwelle 102 ist nicht auf einen bestimmten Werkstoff beschränkt. Jedoch besteht die Drehwelle 102 vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, wenn die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105, der Detektor 106 und die Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107, die weiter unten beschrieben sind, Magnetkraft für die Funktion verwenden. Die Drehwelle 102 kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen.
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Die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 ist eine Vorrichtung, die eine Drehung des Knopfes 101 um die Drehwelle 102 zulässt oder sperrt. In dieser beispielhaften Ausführungsform kann die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 eine elektromagnetische Bremse sein. Wie in 2 und 3 dargestellt, enthält die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 einen Anker 151, einen Elektromagneten 152 und ein Joch 153.
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Der Anker 151 ist ein Bauteil, das an der Drehwelle 102 auf einer äußeren Umfangsseite der Drehwelle 102 befestigt ist.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform weist der Anker 151 eine Ringform auf und weist vier Nuten 154 auf, die umlaufend in gleichen Abständen auf einer Innenumfangsfläche der Nut 154 angeordnet sind, um auf erste Vorsprünge 121 der Drehwelle 102 zu passen. In einer umlaufenden Richtung der Drehwelle 102 weisen die Nuten 154 eine Breite auf, die gleich einer Breite der ersten Vorsprünge 121 ist, und somit sind die Nuten 154 ausgelegt, im Wesentlichen spielfrei auf die ersten Vorsprünge 121 zu passen. Die Nuten 154 sind ausgelegt, sich glatt auf den ersten Vorsprüngen 121 entlang der Achse der Drehwelle 102 zu bewegen. Sogar falls sich die Drehwelle 102 axial verschiebt, bleibt eine relative Position des Ankers 151 unverändert.
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Der Anker besteht aus einem magnetischen Werkstoff, der ermöglicht, dass der Anker 151 durch ein Einschalten des Elektromagneten 152 befestigt wird und durch ein Ausschalten des Elektromagneten 152 gelöst wird. Genauer enthalten Beispiele des Werkstoffs für den Anker 151 Eisen.
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Umgekehrt, wenn die Drehwelle 102 Nuten aufweist, die radial vertieft sind und sich axial erstrecken, kann der Anker 151 dementsprechend Vorsprünge aufweisen.
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Der Elektromagnet 152 ist eine Spule aus einem Leiter, die um die Außenumfangsfläche der Drehwelle 102 angeordnet ist. Der Elektromagnet 152 ist ausgelegt, durch Zufuhr elektrischer Leistung von außen Magnetkraft zu erzeugen, und wenn die Zufuhr elektrischer Leistung unterbrochen wird, den Zustand in ein Nichterzeugen von Magnetkraft zu ändern. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der Elektromagnet 152 ein ringförmiges Bauteil, das um die Drehwelle 102 gewickelt ist, und ist angeordnet und untergebracht im Joch 153.
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Das Joch 153 ist um die Außenumfangsfläche der Drehwelle 102 angeordnet. Das Joch 153 ist ein Bauteil, das die Drehung des Ankers 151 um die Drehwelle 102 sperrt, indem es den vom Elektromagneten 152 erzeugten magnetischen Fluss steuert und eine Reibung mit dem Anker 151 über eine starke magnetische Anziehung des Ankers 151 erzeugt. Wenn der Magnetfluss vom Elektromagneten 152 verschwindet, reduziert das Joch 153 die Reibung mit dem Anker 151 aufgrund des Verschwindens der Anziehung des Ankers 151 und ermöglicht somit, dass sich der Anker 151 um die Drehwelle 102 dreht.
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Obwohl die Form des Joches 153 nicht auf eine bestimmte Form beschränkt ist, ist das Joch 153 in dieser beispielhaften Ausführungsform ein ringförmiger Behälter zum Aufnehmen des Elektromagneten 152. Das Joch 153 besteht aus einem magnetischen Material, das eine Steuerung des vom Elektromagneten 152 erzeugten Magnetflusses ermöglicht. Genauer enthalten Beispiele des Werkstoffs für das Joch 153 Eisen.
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Der Detektor 106 ist eine Vorrichtung, die einen Drehungsbetrag der Drehwelle 102 erfasst. Beispiele des Drehungsbetrags enthalten eine Drehstellung und einen Drehwinkel der Drehwelle 102. In dieser beispielhaften Ausführungsform enthält der Detektor 106 ein Hauptzahnrad 160, ein erstes Zahnrad 161, ein zweites Zahnrad 162 und Erfassungselemente 163 und erfasst Drehstellungen der Drehwelle 102 und des Knopfes 101.
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Das Hauptzahnrad 160 ist ein Stirnrad, das koaxial an der Drehwelle 102 angebracht ist und sich zusammen mit der Drehwelle 102 dreht.
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Das erste Zahnrad 161 und das zweite Zahnrad 162 sind Stirnräder mit unterschiedlichen Durchmessern und greifen in das Hauptzahnrad 160 ein, um sich zu drehen. Das erste Zahnrad 161 und das zweite Zahnrad 162 sind mit einem Magneten ausgestattet, der dem Erfassungselement 163 ermöglicht, die Drehung des entsprechenden Zahnrads zu erfassen.
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Die Erfassungselemente 163 sind Elemente, die eine Drehung des ersten Zahnrads 161 und des zweiten Zahnrads 162 erfassen. In dieser beispielhaften Ausführungsform enthalten die Erfassungselemente 163 magnetoresistive Elemente, die einzeln eine Bewegung von Magneten erfassen, die jeweils auf dem entsprechenden aus dem ersten Zahnrad 161 und dem zweiten Zahnrads 162 vorgesehen sind.
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Der Detektor 106 erfasst unter Verwendung von zwei Erfassungselementen 163 die Drehung des entsprechenden ersten und zweiten Zahnrads 161 und 162, die jeweils in das Hauptzahnrad 160 eingreifen und unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Dies ermöglicht dem Detektor 106, einen relativen Drehungsbetrag der Drehwelle 102 über das Hauptzahnrad 160 und einen absoluten Drehungsbetrag der Drehwelle 102 über das Hauptzahnrad 160 zu erfassen, das heißt, eine Drehstellung der Drehwelle 102 bezüglich des Gehäuses 170.
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Der Detektor 106 ist nicht auf den oben beschriebenen Detektor beschränkt und kann eine beliebige Vorrichtung sein, die einen Drehwinkelgeber enthält.
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Die Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107 ist eine Vorrichtung, die ein Gefühl der Betätigung für jeden vorgegebenen Winkel des Knopfes 101 erzeugt. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107 eine Rastvorrichtung, die ein Gefühl für die Betätigung (eine Kraftrückmeldung) für eine Hand einer Person über die Drehwelle 102 vermittelt, um die Person wissen zu lassen, dass sich der Knopf 101 an einer vorgegebenen Drehstellung befindet. Die Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107 kann ausgelegt sein, der Hand der Person, die den Knopf 101 dreht, ein Rastgefühl (Klickgefühl) eines zu einer Kerbe gezwungenen Stifts vorzusehen, ob der Stift in die Kerbe eingerastet ist oder ob der Stift von der Kerbe freigegeben ist. Die Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107 kann ausgelegt sein, das Rastgefühl unter Verwendung von Magnetismus zu erzeugen, das heißt, den Zustand von Magnetismus zu steuern, um die Rastgefühle zu regeln, die eine Änderung beim Rastgefühl und ein Aufheben des Rastgefühls umfassen.
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Das Gehäuse 170 ist ein Bauteil, das an einer anderen Vorrichtung befestigt ist, einschließlich einer elektrischen Vorrichtung und eines Fahrzeugs, und wirkt als Positionsbezug für das Drehen des Knopfes 101 und Drücken oder Ziehen des Knopfes 101. Das Gehäuse 170 hält das Joch 153, das ein Teil der Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 ist, in einem feststehenden Zustand und hält auch einen Teil der Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107 in einem feststehenden Zustand. Die Erfassungselemente 163 sind am Gehäuse 170 angebracht, und das erste Zahnrad 161 und das zweite Zahnrad 162 sind drehbar am Gehäuse 170 angebracht.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Eingabevorrichtung 100 außer dem Knopf 101 und einem Endteil der Drehwelle 102 im Gehäuse 170 untergebracht.
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Als Nächstes sind Funktionseinheiten der Eingabevorrichtung 100 beschrieben.
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4 ist ein Blockschaltbild, das Funktionseinheiten zusammen mit strukturellen Einheiten der Eingabevorrichtung darstellt.
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Der Speicher 210 ist eine Verarbeitungseinheit, in der eine Anzahl von Stellungen bei der Drehbetätigung des Knopfes 101 gespeichert ist. Hier ist die Stellung eine Drehstellung, die ein Benutzer fühlt, wenn die Drehung des Knopfes durch die Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107 gestoppt wird, um in einem stabilen Zustand zu sein.
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Die Anzahl von Stellungen beträgt beispielsweise fünf, wenn ein Fahrzeug, in dem die Eingabevorrichtung 100 montiert ist, fünf Getriebestellungen aufweist, wie in 5 dargestellt.
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Genauer ist der Speicher 210 ein Speicher, wie etwa ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Nur-Lese-Speicher (ROM) oder eine Festplatte, der vorübergehende Daten und dergleichen zur Verwendung bei der durch die Steuerung 200 durchgeführten Verarbeitung speichert.
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Die Steuerung 200 ist eine Vorrichtung, die mit der Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 und dem Detektor 106 elektrisch verbunden ist und die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 auf Grundlage der Information vom Detektor 106 steuert, und ist ein Computer, der jede Verarbeitungseinheit umsetzen kann, indem er ein Programm ausführt.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform steuert die Steuerung 200 die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105, um die Drehung des Knopfes 101 um die Drehwelle 102 zu sperren, wenn die vom Detektor 106 erfasste Drehstellung zum Drehen bedient wird, um einen Bereich der in dem Speicher 210 gespeicherten Anzahl von Stellungen zu überschreiten.
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Als Nächstes ist eine durch eine Hand einer Person getätigte Betätigung der Eingabevorrichtung 100 unter Verwendung eines Beispiels beschrieben, bei dem die Eingabevorrichtung 100 in einem Fahrzeug montiert ist.
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5 ist eine Draufsicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Eingabevorrichtung in einem Fahrzeug montiert ist.
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6 ist ein Flussdiagramm, das einen Betriebsablauf der Eingabevorrichtung darstellt.
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Wie in 5 dargestellt, ist die Eingabevorrichtung 100 in dem Fahrzeug montiert, um Betriebszustände des Fahrzeugs (nicht dargestellt) zu ändern, insbesondere Getriebestellungen. P, R, N, D und L, die in 5 angegeben sind, entsprechen Schaltstellungen eines Getriebes, die in einem Fahrzeug vordefiniert sind. Hier stellt P die Parkstellung dar (den Zustand, bei dem die Räder verriegelt sind), R stellt den Rückwärtsgang dar (den Rückfahrzustand), N stellt die Neutralstellung dar (den Zustand, bei dem die Räder nicht verriegelt sind), D stellt den Fahrzustand dar (den normalen Fahrzustand), und L stellt Low dar (den Zustand, in dem ein Motorbremsen oder dergleichen erforderlich ist).
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Zuerst wird erhärtet, ob die Anzahl der Stellungen als eine Anfangseinstellung in dem Speicher 210 eingetragen ist (S11). Wenn sie nicht eingetragen ist (S11: N), wird die Anzahl der Stellungen in den Speicher 210 eingetragen (S13).
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Wenn er ein Fahrzeug fährt, das die Eingabevorrichtung 100 nutzt, wählt ein Fahrer normalerweise einen Fahrzustand, indem er den Knopf 101 dreht. Eine Markierung 111, die die gewählte Stellung anzeigt, ist auf dem Knopf 101 eingraviert. Die Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107 steuert das Drehmoment von der Drehwelle 102, um eine starke Kraftrückmeldung zu erzeugen, wenn sich die Markierung 111 drehend von einer Stellung, die jeweils die Stellungen P, R, N, D und L anzeigen, zur benachbarten Stellung bewegt. Der Detektor 106 sendet an die Steuerung 200 ein Winkelsignal, das eine Information ist, die die durch die Markierung 111 unter den Stellungen P, R, N, D und L angezeigte Stellung angibt, und die Steuerung 200 bestimmt eine aktuelle Stellungsnummer (S15).
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Wenn sich die Markierung 111 in der L-Stellung befindet, das heißt, die aktuelle Stellungsnummer „fünf“ ist, was die festgelegte Anzahl von Stellungen ist (S17: J), und ein Drehen in eine Richtung zum Erhöhen der Stellungsnummer eingegeben wird (S19: J), gibt die Steuerung 200 ein Bremsenanziehsignal an die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 aus (S21).
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Wenn dagegen die aktuelle Stellungsnummer „fünf“ ist, was die festgelegte Anzahl von Stellungen ist (S17: J), und das Drehen in die Richtung zum Erhöhen der Stellungsnummer nicht eingegeben wird (S19: N), gibt die Steuerung 200 ein Bremsenlösesignal an die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 aus (S25).
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Wenn die aktuelle Stellungsnummer nicht „fünf“ ist, was die festgelegte Anzahl von Stellungen ist (S17: N), und das Drehen aus einer Ausgangsstellung, bei der die Markierung 111 in der P-Stellung steht, in eine Richtung zum Verringern der Stellungsnummer eingegeben wird (S23: J), gibt die Steuerung 200 das Bremsenanziehsignal an die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 aus (S21). Wenn dagegen das Drehen aus der Ausgangsstellung in die Richtung zum Verringern der Stellungsnummer nicht eingegeben wird (S23: N), gibt die Steuerung 200 das Bremsenlösesignal an die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 aus (S25).
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Wie oben beschrieben, lässt die Eingabevorrichtung 100 das Drehen innerhalb des Bereichs der festgelegten Anzahl von Stellungen zu.
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Gemäß einer solchen Eingabevorrichtung 100 kann sogar, wenn die Eingabevorrichtung 100 in Fahrzeugen mit unterschiedlichen Anzahlen von Getriebestellungen montiert ist, wie in 7 bis 9 dargestellt, ein einfaches Ändern der in dem Speicher 210 gespeicherten Anzahl von Stellungen flexibel den unterschiedlichen Anzahlen von Getriebestellungen der Fahrzeuge entsprechen.
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(Zweite beispielhafte Ausführungsform)
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Im Folgenden ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Eingabevorrichtung 100 beschrieben. Nachstehend können Bauteile (Teilbereiche) mit ähnlichen Betätigungen, Funktionen, Formen, Mechanismen oder Aufbauten wie die in der ersten beispielhaften Ausführungsform mit denselben Nummern oder Symbolen bezeichnet sein, wie sie bei der ersten beispielhaften Ausführungsform verwendet sind, und Beschreibungen der Bauteile können weggelassen sein. Weiter sind nachstehend hauptsächlich Abweichungen von der ersten beispielhaften Ausführungsform beschrieben, und die Beschreibung für dieselbe Anordnung ist möglicherweise nicht wiederholt.
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10 ist ein Blockschaltbild, das Funktionseinheiten zusammen mit strukturellen Einheiten der Eingabevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform darstellt.
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Wie in 10 dargestellt, enthält die Eingabevorrichtung 100 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform weiter eine Stellungsanzahl-Einstelleinrichtung 201 und eine Fahrzeugsteuerung 202.
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Die Stellungsanzahl-Einstelleinrichtung 201 ist eine Vorrichtung, die mit der Steuerung 200 verbunden ist und an die Steuerung 200 ein Stellungsanzahlsignal ausgibt, das einer durch einen Fahrer oder eine andere Person eingestellten Anzahl von Stellungen entspricht. Genauer enthält die Stellungsanzahl-Einstelleinrichtung 201 eine Benutzerschnittstelle, wie etwa ein Touchpanel oder einen Schalter, und gibt das Stellungsanzahlsignal aus, das mit der Anzahl der Stellungen verknüpft ist, die über die Benutzerschnittstelle eingegeben ist.
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Die Fahrzeugsteuerung 202 ist mit der Steuerung 200 verbunden. Die Steuerung 200 wandelt eine durch den Detektor 106 erfasste Drehstellung des Knopfes 101 in die entsprechende Schaltstellung eines Getriebes um und gibt die Schaltstellung an die Fahrzeugsteuerung 202 aus. Die Fahrzeugsteuerung 202 ist eine Verarbeitungseinheit zum Einstellen des Getriebes auf die von der Steuerung 200 empfangene Schaltstellung. Die Fahrzeugsteuerung 202 erhält von einem Fahrzeug Informationen bezüglich des Fahrzustands des Fahrzeugs, insbesondere der Fahrzeuggeschwindigkeit, und gibt die Informationen an die Steuerung 200 aus.
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Die Anzeige 103 ist nicht auf eine feste Anzeige 103 (P, R, N und D) beschränkt, wie in 11 dargestellt. Die Anzeige 103 kann weiter eine variable Anzeige enthalten, die mit der Steuerung 200 elektrisch verbunden ist und weiter an einer Stelle angeordnet ist, die einer Drehbetätigung des Knopfes 101 entspricht, und kann den Anzeigeinhalt ändern. In dieser beispielhaften Ausführungsform enthält die variable Anzeige eine erste variable Anzeige 131 bis vierte variable Anzeige 134.
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Als Nächstes ist eine Betätigung der Eingabevorrichtung 100 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung eines Beispiels beschrieben, bei dem die Eingabevorrichtung 100 in einem Fahrzeug montiert ist.
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12 ist ein Flussdiagramm, das einen Betriebsablauf der Eingabevorrichtung darstellt.
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Wenn, wie in 12 dargestellt, die Anzahl von Stellungen unter Verwendung der Stellungsanzahl-Einstelleinrichtung 201 durch einen Benutzer, wie etwa einen Fahrer, eingestellt wird (S51: J) und der durch die Fahrzeugsteuerung 202 erhaltene Fahrzustand des Fahrzeugs angibt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist, aktualisiert die Steuerung 200 die in dem Speicher 210 gespeicherte Anzahl von Stellungen gemäß der durch die Stellungsanzahl-Einstelleinrichtung 201 ausgegebenen Anzahl von Stellungen und ändert den Inhalt der variablen Anzeigen (S54). Wenn beispielsweise, wie im oberen linken Teil von 11 dargestellt, die in dem Speicher 210 gespeicherte Anzahl von Stellungen fünf beträgt und der Benutzer unter Verwendung der Stellungsanzahl-Einstelleinrichtung 201 die Anzahl der Stellungen auf sieben einstellt, aktualisiert die Steuerung 200 die in dem Speicher 210 gespeicherte Anzahl von Stellungen von fünf auf sieben und, wie im unteren rechten Teil von 11 dargestellt, ändert die Anzeige der ersten variablen Anzeige 131 auf „3“, die Anzeige der zweiten variablen Anzeige 132 auf „2“ und die Anzeige der dritten variablen Anzeige 133 auf „L“. Die vierte variable Anzeige 134 bleibt leer. Mit anderen Worten, die Anzeige der vierten variablen Anzeige 134 ist verhindert. Die Anzeige der vierten variablen Anzeige 134 entspricht einer Stellung, zu der das Drehen des Knopfes 101 gesperrt ist.
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Wenn somit, wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform dargestellt, ein Benutzer den Knopf 101 weiter nach rechts dreht, wenn die Markierung 111 in der L-Stellung steht, das heißt, die aktuelle Stellungsnummer sieben ist, was die in dem Speicher gespeicherte Anzahl von Stellungen ist, gibt die Steuerung 200 ein Bremsenanziehsignal an die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 aus (S21) und bremst den Knopf 101, sich nicht zu drehen. Wenn er aus einer Ausgangsstellung, bei der die Markierung 111 in der P-Stellung steht, in eine Richtung zum Verringern der Stellungsnummer gedreht wird (S23: J), gibt die Steuerung 200 das Bremsenanziehsignal an die Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 aus (S21).
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Die Eingabevorrichtung 100 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform ermöglicht einem Benutzer, beliebig die Anzahl von Stellungen zu ändern, und kann flexibel auf Bedürfnisse des Benutzers reagieren. Außerdem kann der Benutzer deutlich einen Bereich erkennen, für den das Drehen des Knopfes 101 gesperrt ist, da die Anzeige der Anzeige 103, insbesondere die variable Anzeige, gemäß der durch den Benutzer eingestellten Anzahl von Stellungen verändert ist.
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Anzumerken ist, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist. Beispielsweise kann eine weitere beispielhafte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt sein, indem hier beschriebene Bestandteile kombiniert sind oder einige der Bestandteile ausgeschlossen sind. Darüber hinaus enthält die vorliegende Offenbarung auch Modifikationen, die erhalten werden, indem verschiedene Änderungen, die von einem Fachmann erdacht wären, an den obigen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geltungsbereich und Erfindungsgeist der vorliegenden Offenbarung, das heißt, der Bedeutung der Vorträge in den Ansprüchen, abzuweichen.
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Beispielsweise enthält in den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen die Eingabevorrichtung 100 eine Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung 107, aber der Bestandteil braucht in der Eingabevorrichtung 100 nicht enthalten zu sein.
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Als ein Anwendungsbeispiel der Eingabevorrichtung 100 ist die Eingabevorrichtung, die die Getriebestellungen eines Fahrzeugs ändert, als Beispiel angegeben, aber die Eingabevorrichtung 100 kann für eine Eingabe eines Autonavigationssystems oder eines Autoaudiosystems verwendet sein. In diesem Fall darf die Anzahl der Stellungen nur aktualisiert werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist. Darüber hinaus kann die Eingabevorrichtung 100 bei einer beliebigen Vorrichtung als Eingabevorrichtung 100 angewendet sein, um eine elektrische Vorrichtung zu betätigen, wie etwa einen Fernseher oder eine Klimaanlage.
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Obwohl eine Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 des elektromagnetischen Typs, die um die Außenumfangsfläche der Drehwelle 102 angeordnet ist, als Beispiel beschrieben ist, sind die Art und die Montageposition der Drehungs-Steuerungseinrichtung 105 frei wählbar.
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In einem Fall, in dem ein Fahrzeug sich nicht in einem Fahrmodus befindet, kann beispielsweise ein freies Drehen des Knopfes 101 zugelassen sein, indem die Drehungs-Steuerungseinrichtung oder die Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung außer Betrieb gesetzt ist. Beispielsweise ermöglicht dies das Einstellen eines Luftvolumens einer Klimaanlage oder dergleichen und ein Einstellen der Lautstärke eines Audiosystems.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung kann bei Fahrzeugen, elektrischen Vorrichtungen und anderen Einrichtungen angewendet werden, die durch eine Drehbetätigung gesteuert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Eingabevorrichtung
- 101
- Knopf
- 102
- Drehwelle
- 103
- Anzeigeeinheit
- 105
- Drehungs-Steuerungseinrichtung
- 106
- Detektor
- 107
- Betätigungskraft-Ausübungseinrichtung
- 109
- feststehende Achse
- 111
- Markierung
- 121
- erster Vorsprung
- 131
- erste variable Anzeige
- 132
- zweite variable Anzeige
- 133
- dritte variable Anzeige
- 134
- vierte variable Anzeige
- 151
- Anker
- 152
- Elektromagnet
- 153
- Joch
- 154
- Nut
- 160
- Hauptzahnrad
- 161
- erstes Zahnrad
- 162
- zweites Zahnrad
- 163
- Erfassungselement
- 170
- Gehäuse
- 200
- Steuerung
- 201
- Stellungsanzahl-Einstelleinrichtung
- 202
- Fahrzeugsteuerung
- 210
- Speicher
