DE112020004868T5

DE112020004868T5 - Bedienungseingabevorrichtung

Info

Publication number: DE112020004868T5
Application number: DE112020004868.3T
Authority: DE
Inventors: Asuka Koike; Takeaki Maehata
Original assignee: Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-06-30
Also published as: JP7193657B2; US20220187865A1; US11874684B2; CN114503050B; GB202205028D0; JPWO2021070803A1; WO2021070803A1; CN114503050A; GB2603393A

Abstract

Bedienungseingabevorrichtung, die an einem Fahrzeug zu montieren ist, und die ein Trägerteil aufweist, das an dem Fahrzeug zu befestigen ist, ein Betätigungselement, das von dem Trägerteil getragen wird und so konfiguriert ist, dass es von einer Person betätigt werden kann, ein Betätigungserfassungsteil, das so konfiguriert ist, dass es eine Betätigung an dem Betätigungselement erfasst, ein eine taktile Rückkopplung erzeugendes Teil, das im Inneren des Betätigungselements vorgesehen ist und so konfiguriert ist, dass es der Person eine taktile Rückkopplung gibt, und einen Steuerteil, der so konfiguriert ist, dass er den eine taktile Rückkopplung erzeugenden Teil steuert, um die taktile Rückkopplung zu erzeugen, wenn die Betätigung in dem Betätigungserfassungsteil erfasst wird, und wobei in dieser Bedienungseingabevorrichtung das Betätigungselement so vorgesehen ist, dass es sich von dem Trägerteil in einer ersten Richtung erstreckt, die die Fahrtrichtung des Fahrzeugs schneidet, und das Betätigungselement so eingeschränkt ist, dass es sich in einem Schwenkbetrieb, in dem eine Richtung, die die erste Richtung schneidet, als die Drehachse dient, nicht dreht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Bedienungseingabevorrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein hebelartiges Eingabegerät, das die Betätigung eines Stiels erfasst, wird als Eingabegerät für die Bedienung von Fahrzeugen, wie z.B. Automobilen, verwendet. Durch Betätigung einer solchen hebelartigen Eingabevorrichtung kann der Fahrer des Fahrzeugs die Scheinwerfer, Scheibenwischer usw., die im Fahrzeug vorhanden sind, manuell bedienen.
Zitierliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 5843283
Patentliteratur 2: Japanische unangefochtene Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. H7-302161
Patentliteratur 3: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 4342979

Gegenwärtig sind Bedienungseingabegeräte, die in Fahrzeugen wie dem oben genannten verwendet werden, so konzipiert, dass das Betätigungsteil/ Bedienteil eines hebelartigen Eingabegeräts manuell bewegt wird und die Position des Bedienteils verschoben wird, wodurch Bedienungsinformationen eingegeben werden. In den letzten Jahren besteht jedoch die Forderung, dass die Eingabe von Betriebsinformationen nahezu ohne Veränderung der Position des Bedienteils möglich sein muss.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Bedienungseingabevorrichtung/ Handsteuervorrichtung bereitzustellen, die ein oder mehrere Probleme, die durch die Beschränkungen und Nachteile des Standes der Technik verursacht werden, im Wesentlichen beseitigt.
Gemäß mindestens einem Aspekt der hierin enthaltenen Ausführungsformen weist eine an einem Fahrzeug anzubringende Bedienungseingabevorrichtung beziehungsweise eine Betätigungseingabevorrichtung ein an dem Fahrzeug zu befestigendes Trägerteil auf, ein von dem Trägerteil getragenes Betätigungselement/Bedienelement, das so konfiguriert ist, dass es von einer Person betätigt werden kann, ein Betätigungserfassungsteil, das so konfiguriert ist, dass es eine Betätigung an dem Betätigungselement erfasst, ein eine taktile Rückkopplung erzeugendes Teil, das innerhalb des Betätigungselements vorgesehen und so konfiguriert ist, dass es der Person eine taktile Rückkopplung gibt und ein Steuerteil, das so konfiguriert ist, dass es den eine taktile Rückkopplung erzeugenden Teil steuert, um die taktile Rückkopplung zu erzeugen, wenn die Betätigung in dem Betätigungserfassungsteil erfasst wird, wobei das Betätigungselement so vorgesehen ist, dass es sich von dem Trägerteil in einer ersten Richtung erstreckt, die eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs schneidet, und das Betätigungselement so eingeschränkt ist, dass es sich bei einem Schwenkvorgang, bei dem eine Richtung, die die erste Richtung schneidet, als eine Drehachse dient, nicht dreht.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung können Betätigungsinformationen fast ohne Änderung der Position des Bedienteils eingegeben werden.
Figurenliste
Andere Ziele und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen:

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Bedienungseingabevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist ein Diagramm zur Erläuterung des inneren Aufbaus der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts in der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, in der ein Dehnungserfassungselement vorgesehen ist;
4 ist eine Seitenansicht des Bereichs in der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, in dem das Dehnungserfassungselement vorgesehen ist;
5 ist eine perspektivische Ansicht des Dehnungserfassungselements, das in der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird;
6 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Bereichs in der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, in dem das Dehnungserfassungselement vorgesehen ist;
7 ist ein schematisches Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
8 ist eine perspektivische Ansicht eines schwingungserzeugenden Elements, das in der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird;
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Bedienungseingabevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
10 ist eine Querschnittsansicht eines Trägerteils in der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform; und
11 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Trägerteils in der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Beachten Sie, dass die gleichen Elemente, Teile, Elemente, und so weiter werden die gleichen Referenznummern zugeordnet werden und werden nicht redundant beschrieben werden.
[Erste Ausführungsform]
Nachfolgend wird die Bedienungseingabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. Die Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Kfz-Eingabevorrichtung, die in der Nähe der Lenkung eines Fahrzeugs, wie z. B. eines Automobils, angebracht ist und die es ermöglicht, die Scheinwerfer, Scheibenwischer usw., die im Fahrzeug vorhanden sind, manuell zu bedienen. Bisher war es bei der Bedienung dieser Komponenten notwendig, die Kfz-Eingabevorrichtung in einem Winkel von 5 Grad bis 12 Grad zu bewegen. Die Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht die Eingabe von Bedienungsinformationen durch eine nur sehr geringe Bewegung der Kfz-Eingabevorrichtung.
Wie in 2 gezeigt, weist die Bedieneingabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ein Hebelteil 10 auf und ein Trägerteil 20, das das Hebelteil 10 trägt. An einer Seite des Hebelteils 10 ist ein Betätigungsteil/Bedienteil 11 vorgesehen, das der Fahrer des Fahrzeugs tatsächlich mit seiner Hand betätigt. Auf der anderen Seite des Hebelteils 10 wird ein Ende eines zylindrischen Teils 12 von dem Trägerteil 20 getragen. In dieser Anwendung kann das Hebelteil 10 auch als „Bedienelement/Betätigungselement“ bezeichnet werden.
Das Trägerteil 20 ist an einem vorbestimmten Bereich des Fahrzeugs befestigt, zum Beispiel in einem Bereich nahe der Lenkung. Es ist zu beachten, dass der Hebelteil 10 so vorgesehen ist, dass sich der Betätigungsteil 11 über den Trägerteil 20 in der ersten Richtung, die die Fahrtrichtung des Fahrzeugs schneidet, hinaus erstreckt. Wie später beschrieben wird, ist der Hebelteil 10 so eingeschränkt, dass er sich bei Schwenkvorgängen, bei denen die Richtung, die die erste Richtung schneidet, die Drehachse ist, nicht dreht.
2 zeigt das Innere der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In der Betätigungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ende des zylindrischen Teils 12 an dem Trägerteil 20 befestigt, und eine Betätigungswelle/Antriebswelle 30 ist innerhalb dieses zylindrischen Teils 12 vorgesehen. Ein Endteil 30a der Betätigungswelle 30 ist mit dem Betätigungsteil 11 verbunden, und das andere Endteil 30b ist über ein elastisches Element 51 und ein Verbindungselement 52 mit einem Dehnungserfassungselement 40 verbunden, das im Inneren des Trägerteils 20 vorgesehen ist und als ein Betätigungserfassungsteil dient. Die Betätigungswelle 30 befindet sich im Inneren des zylindrischen Teils 12, der in einer zylinderähnlichen Form ausgebildet ist. Ein Drehpunktteil 31 ist in einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt innerhalb des zylindrischen Teils 12 vorgesehen, und die Betätigungswelle 30 wird von dem Drehpunktteil 31 getragen.
Außerdem ist das Betätigungsteil/ Bedienteil 11 ebenfalls zylinderförmig ausgebildet. Im Inneren des Bedienteils 11 befinden sich zwei kapazitive Sensoren 61 und 62, die zylinderförmig angeordnet sind. Ferner ist im Innern des Bedienteils 11 ein vibrationserzeugendes Element 70 vorgesehen. Es ist zu beachten, dass die Mittelachse des zylindrischen Bedienteils 11 und die Mittelachse der beiden zylindrisch angeordneten kapazitiven Sensoren 61 und 62 vorzugsweise parallel zueinander verlaufen oder miteinander übereinstimmen.
Darüber hinaus ist für die Gesamtsteuerung der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Steuerteil 80 vorgesehen, zum Beispiel im Inneren des Trägerteils 20. Obwohl nicht dargestellt, ist das Steuerteil 80 mit dem Dehnungserfassungselement 40, den beiden kapazitiven Sensoren 61 und 62, dem Schwingungserzeugungselement 70 und so weiter verbunden. Das Steuerteil 80 empfängt Signale von dem Dehnungserfassungselement 40 und den beiden kapazitiven Sensoren 61 und 62 und steuert das Schwingungserzeugungselement 70 und andere. Darüber hinaus ist es auch möglich, einen Betätigungsknopf an der Spitze des Betätigungsteils 11 vorzusehen und den Betätigungsknopf in die Lage zu versetzen, Druckvorgänge in der ersten Richtung auszuführen, oder den Betätigungsknopf in die Lage zu versetzen, Drehvorgänge auszuführen, bei denen die erste Richtung die Drehachse ist. Das Steuerteil 80 ist innerhalb des Trägerteils 20 vorgesehen, kann aber auch außerhalb des Trägerteils 20 vorgesehen sein.
Nachfolgend wird die Beziehung zwischen dem anderen Endteil 30b der Betätigungswelle 30 und dem Dehnungserfassungselement 40 unter Bezugnahme auf 3 bis 6 beschrieben. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Bereichs, in dem das andere Endteil 30b der Betätigungswelle 30 und das Dehnungserfassungselement 40 vorgesehen sind, und 4 ist seine Seitenansicht. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Dehnungserfassungselements 40. 6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch den Zustand des Abschnitts zeigt, in dem der andere Endteil 30b der Betätigungswelle 30 und das Dehnungserfassungselement 40 verbunden sind. Man beachte, dass in 3 und 4 zur einfacheren Erklärung das Verbindungselement 52 und dergleichen mit gestrichelten Linien dargestellt sind.
Wie in 5 gezeigt, hat das Dehnungserfassungselement 40 ein Basisteil 41 und ein vorstehendes Teil 42, das so geformt ist, dass es aus dem Basisteil 41 herausragt. Wenn eine Kraft aufgebracht wird, wird der vorstehende Teil 42 leicht verschoben und überträgt eine Dehnung auf den Basisteil 41. Ein Dehnungswiderstandselement, das unter dem Basisteil 41 angeordnet ist, erfasst den Betrag dieser Dehnung, so dass die aufgebrachte Kraft und ihre Richtung erfasst werden können.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 6 gezeigt, elastische Elemente 51 aus Silikongummi oder dergleichen am Umfang der Seitenflächenabschnitte des vorstehenden Teils 42 des Dehnungserfassungselements 40 vorgesehen. Das mit den elastischen Elementen 51 versehene Dehnungserfassungselement 40 und der andere Endteil 30b der Betätigungswelle 30 sind durch ein Verbindungselement 52 verbunden. Folglich wird das andere Endteil 30b der Betätigungswelle 30 in das Verbindungselement 52 eingeführt. Dadurch kann die auf den anderen Endteil 30b der Betätigungswelle 30 übertragene Betätigungskraft als Kraft wirken, um den vorstehenden Teil 42 zu verschieben.
Nachfolgend wird die Bedienungseingabe der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist ein Diagramm, das schematisch einen Hauptteil der Struktur der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wenn bei der Bedienungseingabevorrichtung bzw. der Bedieneingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Kraft auf das Bedienteil 11 in der durch den gestrichelten Pfeil A in 7 angegebenen Richtung ausgeübt wird, wird das Bedienteil 11 leicht verschoben, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt. Da das Bedienteil 11 auf diese Weise leicht verschoben wird, bewegt sich die mit dem Bedienteil 11 verbundene Betätigungswelle 30. Genauer gesagt wird die Betätigungswelle 30 von einem Drehpunktteil 31 in einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt der Betätigungswelle 30 getragen, und wenn eine Kraft auf das Betätigungsteil 11 ausgeübt wird und das Betätigungsteil 11 verschoben wird, dreht sich die Betätigungswelle 30, die von dem Drehpunktteil 31 getragen wird, wobei das Drehpunktteil 31 als Drehpunkt dient. Beachten Sie, dass die Position des Drehpunkts 31 auf der Grundlage der Hebelgesetze optimiert ist. Wenn also das Betätigungsteil 11 leicht nach unten bewegt wird, wie durch den gestrichelten Linienpfeil A gezeigt, bewegt sich das andere Endteil 30b der Betätigungswelle 30 nach oben, und die durch diese Bewegung induzierte Kraft wird auf das Dehnungserfassungselement 40 übertragen, das mit dem anderen Endteil 30b der Betätigungswelle 30 verbunden ist, und erzeugt eine Dehnung in dem vorstehenden Teil 42. Durch Erfassen der in dem vorstehenden Teil 42 erzeugten Dehnung ist es dann möglich, die Kraft, mit der die Betätigung erfolgt, und die Richtung der Betätigung zu erfassen und zu erkennen, dass das Betätigungsteil 11 betätigt wird.
Da das Dehnungserfassungselement 40 selbst eine geringe Bewegung erfassen kann, kann die Bewegung des Bedienteils 11 verringert werden. Zum Beispiel kann selbst dann, wenn sich das Bedienteil 11 in der durch den gestrichelten Pfeil A angegebenen Richtung um etwa 1 mm bewegt, diese Bewegung erfasst werden. In Anbetracht der Tatsache, dass eine starke Bewegung des Betätigungsteils 11 möglicherweise zu einem Bruch des Dehnungserfassungselements 40 führen könnte, ist bei der vorliegenden Ausführungsform ein Bewegungsbereichsbegrenzungsteil 32 zur Begrenzung der Bewegung der Betätigungswelle 30 in der Nähe eines Endteils 30a der Betätigungswelle 30 vorgesehen.
Wenn sich nun das Bedienteil 11 nur wenig bewegt, ist der Fahrer des Fahrzeugs unsicher, ob durch seine Betätigung eine Betriebsinformation eingegeben wird oder nicht. Zum Beispiel hat sich das Bedienteil bisher relativ stark bewegt, so dass es durch die Bereitstellung einer Nocke oder dergleichen, die dem Fahrer eines Fahrzeugs ein Gefühl für die Bedienung gibt, um zu erkennen, dass eine Bedienung erfolgt, möglich war, dem Fahrer zu ermöglichen, zu spüren, dass durch seine Bedienung des Bedienteils eine Bedienungsinformation eingegeben wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch ein Mechanismus zur Begrenzung der Bewegung des Bedienteils 11 und zur Vermittlung eines Betriebsgefühls zur Erkennung, wann ein Betrieb erfolgt, separat bereitgestellt.
Folglich ist bei der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein vibrationserzeugendes Element 70, das als ein eine taktile Rückmeldung erzeugendes Teil dient, um einer Person eine taktile Rückmeldung zu geben, innerhalb des Bedienungsteils 11 vorgesehen. Das vibrationserzeugende Element 70 ist ein Element, das mit vorbestimmten Frequenzen vibriert. Wenn das Bedienteil 11 betätigt und bewegt wird, wird diese Bewegung durch das Dehnungserfassungselement 40 erfasst. Wenn jedoch eine Dehnung über einen vorbestimmten Wert hinaus erfasst wird, beurteilt das Dehnungserfassungselement 40, dass Betriebsinformationen eingegeben wurden, und versetzt das vibrationserzeugende Element 70 in Schwingung. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs die Vibration des vibrationserzeugenden Elements 70 wahrnimmt, kann er erkennen, dass der Vorgang durchgeführt wurde.
Das vibrationserzeugendes/ schwingungserzeugende Element 70 hat einen Dauermagneten und einen Eisenkern, der als Schwingungskörper mit einer um ihn gewickelten Spule dient, in einem rechteckigen quaderförmigen Gehäuse 71, wie z. B. in 8 dargestellt. Der Schwingungskörper wird von einem Federelement getragen. Wenn ein elektrischer Strom an die Spule angelegt wird, wird ein Magnetfeld erzeugt, so dass es durch Anlegen eines Wechselstroms durch die Spule möglich ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, das sich abwechselnd umkehrt und den Permanentmagneten und den Elektromagneten einschließlich der Spule dazu bringt, sich gegenseitig anzuziehen oder abzustoßen, wodurch Vibrationen erzeugt werden.
Die so im vibrationserzeugenden Element 70 erzeugte Vibration wird auf das Bedienteil 11 übertragen und an die Hand des Fahrers weitergegeben, die das Bedienteil 11 berührt. Der Fahrer des Fahrzeugs spürt die Vibration im Bedienteil 11 durch seine Hand, so dass der Fahrer, auch wenn sich das Bedienteil 11 nur wenig bewegt, wissen kann, dass durch die Betätigung des Bedienteils 11 eine Betriebsinformation eingegeben wurde. Das vibrationserzeugende Element 70 kann eine Vielzahl von Vibrationen erzeugen, indem es die Frequenz usw. ändert, und Vibrationen mit unterschiedlichem Tastempfinden an den Fahrer des Fahrzeugs übertragen. Zum Beispiel kann das vibrationserzeugende Element 70 eine Vibration in der X1-X2-Richtung und eine Vibration in der Z1-Z2-Richtung, die orthogonal zur X1-X2-Richtung ist, erzeugen.
Wie oben beschrieben, wurde bei konventionellen Bedienungseingabevorrichtungen eine Nocke oder ähnliches verwendet, um ein Gefühl dafür zu bekommen, ob eine Bedienung erfolgt, aber es war dennoch notwendig, das Bedienteil in gewissem Umfang zu bewegen, wenn eine Nocke oder ähnliches verwendet wurde. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch in dem Vibrationserzeugungselement 70 eine Vibration erzeugt, um dem Fahrzeugführer mitzuteilen, wenn eine Betätigung des Bedienteils 11 erfolgt, so dass es möglich ist, die Bewegung des Bedienteils 11 zu verringern.
Darüber hinaus sind, wie in 2 gezeigt, zwei kapazitive Sensoren 61 und 62 im Inneren des Bedienteils 11 der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen. Die kapazitiven Sensoren 61 und 62 haben Elektroden aus Metall oder dergleichen, die auf der Oberfläche eines flexiblen Isolatorsubstrats ausgebildet sind, und wenn sich die Hand den kapazitiven Sensoren 61 und 62 nähert, erhöht sich die Kapazität zwischen der Hand und den Elektroden der kapazitiven Sensoren 61 und 62. Die beiden kapazitiven Sensoren 61 und 62 sind in einer zylinderähnlichen Anordnung innerhalb des Bedienteils 11 angeordnet und können Vorgänge um die Mittelachse des zylindrischen Bedienteils 11 erfassen. Beachten Sie, dass die kapazitiven Sensoren 61 und 62 in der vorliegenden Anwendung auch als „elektrostatisches Messteil“ bezeichnet werden können.
Informationen über die in den kapazitiven Sensoren 61 und 62 erfasste elektrostatische Kapazität werden an den Steuerteil 80 übertragen. Wenn eine Kapazität, die größer oder gleich einer vorbestimmten Kapazität ist, in den kapazitiven Sensoren 61 und 62 erkannt wird, kann der Steuerteil 80 eine Steuerung implementieren, so dass es möglich ist, zu erkennen, dass die Hand des Fahrers des Fahrzeugs oder dergleichen eine Operation durchgeführt hat.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform dient einer der kapazitiven Sensoren 61 und 62 zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens der Nebelscheinwerfer o. ä. und der andere zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens der Scheibenwischer.
Obwohl hier eine Struktur beschrieben wird, bei der die kapazitiven Sensoren 61 und 62 Vorgänge um die Mittelachse des zylindrischen Bedienteils 11 erfassen, ist es beispielsweise auch möglich, eine Konfiguration zu verwenden, bei der das zylindrische Bedienteil 11 drehbar gemacht wird und die tatsächliche Drehung mit einem Encoder erfasst wird.
Darüber hinaus kann hier beispielsweise eine Konfiguration verwendet werden, bei der ein Magnetsensor anstelle des Dehnungserfassungselements 40, das als Betriebserfassungsteil dient,
angeordnet ist, und ein Magnet auf der anderen Seite des Endteils 30b der Betriebswelle 30 angeordnet ist, so dass selbst eine geringe Bewegung des Magneten erfasst werden kann.
[Zweite Ausführungsform]
Nachfolgend wird eine Bedienungseingabevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben. Wie in 9 gezeigt, weist die Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Hebelteil 110 und ein Trägerteil 120 auf, das das Hebelteil 110 trägt. Der Hebelteil 110 ist aus einem hochfesten Harz oder ähnlichem geformt. An einer Seite des Hebelteils 110 ist ein Bedienteil 11 vorgesehen, das der Fahrer des Fahrzeugs tatsächlich mit seiner Hand betätigt. Das Ende des Hebelteils 110 auf der anderen Seite wird durch das Trägerteil/Stützteil 120 gestützt. In der vorliegenden Anwendung kann das Hebelteil 110 auch als „Bedienelement/Betätigungselement“ bezeichnet werden. Das Trägerteil/Stützteil 120 ist an einem vorbestimmten Bereich des Fahrzeugs befestigt, zum Beispiel in einem Bereich nahe der Lenkung.
10 ist eine Querschnittsansicht, die das Innere der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Bei der Bedienungseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die andere Seite des Hebelteils 110 von einem Kardanring/ Kardangelenk 130 getragen, der im Inneren des Trägerteils 120 vorgesehen ist. Der Hebelteil 110 kann nur ein wenig bewegt werden, wobei der vom Kardanring /Kardangelenk 130 getragene Abschnitt als Drehpunkt dient. Ein Verbindungselement 160 ist am Umfang des Endteils 111 der anderen Seite des Hebels 110 vorgesehen.
Am anderen Endteil 111 des Hebels 110 ist der Umfang eines Harzteils 112 mit einem Verstärkungsteil 113 bedeckt, das aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem besteht und eine höhere Steifigkeit als das Harzteil 112 aufweist. Ein Dehnungserfassungselement 40, das als Betriebserfassungsteil dient, ist innerhalb des Kunststoffteils 112 vorgesehen. Elastische Elemente 150 sind zwischen der Innenseite des Kunststoffteils 112 und dem vorstehenden Teil 42 des Dehnungserfassungselements 40, das als Betriebserfassungsteil dient, vorgesehen.
Wie in 11 gezeigt, sind das innere Harzteil 112 des Endteils 111 auf der anderen Seite des Hebelteils 110 und die elastischen Elemente 150 in Kontakt miteinander. Wenn der Betätigungsteil 11 des Hebelteils 110 betätigt wird und sich der Endteil 111 auf der anderen Seite des Hebelteils 110 bewegt, wird durch diese Bewegung eine Kraft auf den vorstehenden Teil 42 des Dehnungserfassungselements 40 über das elastische Element 150 ausgeübt, so dass die Richtung, in der die Kraft ausgeübt wird, und die Größe der Kraft erfasst werden können.
Das heißt, wenn sich das Endteil 111 auf der anderen Seite des Hebels 110 zweidimensional bewegt, wird der vorstehende Teil 42 des Dehnungserfassungselements 40, der innerhalb des Endteils 111 auf der anderen Seite des Hebels 110 vorgesehen ist, über das elastische Element 150 gedrückt, so dass die Richtung der auf das Hebelteil 110 ausgeübten Kraft und die Größe der Kraft erfasst werden können.
Darüber hinaus sind in dem Verbindungselement 160 Druckschraubenfedern 161, die als elastische Elemente dienen, in allen vier Richtungen in 11, d. h. in der Aufwärts-, Abwärts-, Links- und Rechtsrichtung, im Gehäuse des Verbindungselements vorgesehen. Federaufnehmende Elemente 162 sind zwischen dem äußeren Verstärkungsteil 113 des Endteils 111 auf der anderen Seite des Hebelteils 110 und den Druckschraubenfedern 161 vorgesehen.
Genauer gesagt, das Verstärkungsteil 113, das die Außenseite des Endteils 111 auf der anderen Seite des Hebelteils 110 bildet, und die Federaufnahmeelemente 162 sind miteinander in Kontakt. In den Druckspiralfedern 161, die an der Außenseite jedes Federaufnahmeelements 162 vorgesehen sind, wird eine Rückstellkraft erzeugt, die das Federaufnahmeelement 162 in Richtung des Verstärkungsteils 113 drückt. Infolgedessen nimmt das Endteil 111 der anderen Seite des Hebelteils 110 eine Position ein, in der die Rückstellkraft jeder Druckschraubenfeder 161 ausgeglichen ist.
Durch Betätigung des Betätigungsteils 11 des Hebelteils 110 bewegt sich das Hebelteil 110, wobei der vom Kardanring/ Kardangelenk 130 getragene Teil als Drehpunkt dient. Damit einhergehend bewegt sich das Endteil 111 der anderen Seite des Hebels 110 zweidimensional. Dadurch ziehen sich die in Bewegungsrichtung angeordneten Schraubendruckfedern 161 zusammen, haben eine größere Rückstellkraft und begrenzen die Bewegung des Hebelteils 110. Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform ziehen sich die Druckschraubenfedern 161 selbst dann zusammen und haben eine größere Rückstellkraft, wenn eine relativ große Kraft auf den Betätigungsteil 11 des Hebelteils 110 ausgeübt wird, so dass der Hebelteil 110 nicht wesentlich verschoben wird.
Obwohl die Betätigungswelle 30 der ersten Ausführungsform relativ dünn und leicht zu biegen ist, ist das Hebelteil 110 gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus einem sehr steifen Material hergestellt und schwer zu biegen und kann daher selbst eine leichte Bewegung des Hebelteils 110 erfassen.
Die anderen Inhalte sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern es können verschiedene Variationen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-185748 , die am 9. Oktober 2019 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird, und beansprucht deren Priorität.
Bezugszeichenliste

10: Hebelteil
11: Betätigungsteil/Bedienteil
12: Zylindrischer Teil
20: Trägerteil/Stützteil
30: Betätigungswelle
30a: ein Endteil/Endstück
30b: das andere Endteil/Endstück
31: Drehpunktteil
32: Teil zur Begrenzung des Bewegungsbereichs
40: Dehnungserfassungselement
41: Basisteil
42: Vorstehender Teil
51: Elastisches Element
52: Verbindungselement
61, 62: Kapazitiver Sensor
70: Vibrationserzeugendes Schwingungserzeugendes Element
71: Gehäuse
80: Steuerteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019185748 [0041]

Claims

Eine Bedienungseingabevorrichtung, die an einem Fahrzeug anbringbar ist, wobei die Bedienungseingabevorrichtung aufweist: ein am Fahrzeug zu befestigendes Trägerteil; ein Betätigungselement, das von dem Trägerteil getragen wird und so gestaltet ist, dass es von einer Person bedient werden kann; ein Betätigungserfassungsteil, das so konfiguriert ist, dass es eine Betätigung an dem Betätigungselement erfasst; ein eine taktile Rückmeldung erzeugendes Teil, das im Inneren des Betätigungselements vorgesehen und so konfiguriert ist, dass es der Person eine taktile Rückmeldung gibt; und einen Steuerteil, der so konfiguriert ist, dass er den eine taktile Rückkopplung erzeugenden Teil steuert, um die taktile Rückkopplung zu erzeugen, wenn die Betätigung in dem Betätigungserfassungsteil erfasst wird, wobei: das Betätigungselement so vorgesehen ist, dass es sich von dem Trägerteil in eine erste Richtung erstreckt, die eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs schneidet; und das Betätigungselement so eingeschränkt ist, dass es sich bei einem Schwenkvorgang, bei dem eine die erste Richtung schneidende Richtung als Drehachse dient, nicht dreht.
Bedienungseingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Betätigungserfassungsteil im Inneren des Trägerteils vorgesehen ist.
Bedienungseingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Betätigungserfassungsteil eine Kraft und Richtung der Betätigung auf das Betätigungselement erfasst.
Bedienungseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Betätigungserfassungsteil ein Dehnungserfassungselement ist; das Betätigungselement ein Betätigungsteil und ein zylindrisches Teil umfasst, das zwischen dem Betätigungsteil und dem Trägerteil vorgesehen ist; im Inneren des zylindrischen Teils sich eine von einem Drehpunktteil getragene Betätigungswelle befindet; ein Endteil der Betätigungswelle mit dem Betätigungsteil verbunden ist; und wenn die Person das Betätigungsteil betätigt und bewegt, bewegt sich die Betätigungswelle, die von dem Drehpunktteil getragen wird, und die Kraft wird über ein anderes Endteil der Betätigungswelle auf das Betätigungserfassungsteil Betätigungssensorteil übertragen.
Bedienungseingabevorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein den Bewegungsbereich begrenzendes Teil, das so konfiguriert ist, dass es die Bewegung der Betätigungswelle begrenzt, zwischen dem Drehpunktteil und dem Betätigungsteil innerhalb des zylindrischen Teils vorgesehen ist.
Bedienungseingabevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Dehnungserfassungselement und das andere Endteil der Bedienwelle durch ein Verbindungselement verbunden sind.
Die Bedienungseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei: ein elastisches Element in einem Umfang eines vorstehenden Teils des Dehnungserfassungselements vorgesehen ist; und ein Verbindungselement ist an einem Umfang des elastischen Elements befestigt.
Die Bedienungseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Betätigungserfassungsteil ein Dehnungserfassungselement ist; ein Betätigungsteil auf einer Seite des Betätigungselements vorgesehen ist; das Betätigungsteil von einer im Trägerteil vorgesehenen Kardanischen Aufhängung gestützt wird; und wenn die Person das Betätigungsteil betätigt und bewegt, bewegt sich das Betätigungselement, wobei ein von der Kardanischen Aufhängung getragener Abschnitt als Drehpunkt dient, und die Kraft wird über ein Endteil auf der anderen Seite des Bedienteils auf das Betätigungserfassungsteil ausgeübt.
Bedienungseingabevorrichtung nach Anspruch 8, wobei ein erstes elastisches Element, das so konfiguriert ist, dass es die Bewegung des Betätigungselements einschränkt, an einem Außenumfang der anderen Seite des Betätigungselements vorgesehen ist.
Die Bedienungseingabevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei: ein zweites elastisches Element an einem Umfang des vorstehenden Teils des Dehnungserfassungselements vorgesehen ist; und das zweite elastische Element an einer Innenseite des Endteils auf der anderen Seite des Betätigungselements vorgesehen ist.
Bedienungseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei ein elektrostatisches Sensorteil im Inneren des Betätigungsteils vorgesehen ist.
Bedienungseingabevorrichtung nach Anspruch 11, wobei: das Betätigungsteil zylinderförmig ausgebildet ist; und das elektrostatische Sensorteil in einer zylinderähnlichen Anordnung innerhalb des Bedienteils angeordnet ist und eine Betätigung um eine Mittelachse des zylindrischen Bedienteils erfasst.
Bedienungseingabevorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei zwei elektrostatische Sensorteile vorgesehen sind.
Bedienungseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das eine taktile Rückmeldung erzeugende Teil ein Vibrationserzeugungselement ist, das so konfiguriert ist, dass es Vibrationen erzeugt.