DE60122453T2 - Manuelles Eingabegerät welches einen Motor zum Erzeugen einer externen Kraft an seinem manuellen Steuerdrehknopf verwendet - Google Patents

Manuelles Eingabegerät welches einen Motor zum Erzeugen einer externen Kraft an seinem manuellen Steuerdrehknopf verwendet Download PDF

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Mikio Otsuka-cho Ota-ku Onodera
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein manuelles Eingabegerät, welches die zentrale Steuerung verschiedener elektronischer Geräte durch Benutzung eines Handsteuerknopfes gestattet, der beispielsweise in einem Fahrzeug angebracht ist, speziell betrifft die Erfindung ein manuelles Eingabegerät, welches von einem Motor als Aktuator Gebrauch macht, um auf seinen Handsteuerknopf eine externe Kraft aufzubringen.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Moderne Kraftfahrzeuge sind mit verschiedenen elektronischen Geräten ausgestattet, so z.B. einer Klimaanlage, einem Radio, einem Fernseher, einem CD-Player und einem Navigationssystem. Wenn der Fahrer zahlreiche derartige elektronische Vorrichtungen individuell mit einzelnen Steuerungen für diese Einrichtungen während der Fahrt bedienen möchte, ist er möglicherweise nicht mehr imstande, den Wagen ruhig und sicher zu fahren. Als Einrichtung, die es dem Fahrer gestattet, jede gewünschte elektronische Vorrichtung ein- und auszuschalten, oder irgendeinen anderen, ähnlichen Vorgang ohne Beeinträchtigung seiner sicheren Fahrweise auszuwählen, wurde folglich eine manuelle Eingabeeinrichtung vorgeschlagen, welche es dem Fahrer ermöglicht, unterschiedliche elektronische Geräte durch Manipulieren eines einzigen Handsteuerknopfes zu steuern.
  • Diese Art von Handeingabegerät im Stand der Technik wird anhand der 11 bis 14 erläutert. 11 zeigt ein Beispiel für ein manuelles Eingabegerät, welches in einem Kraftfahrzeug installiert ist; 12 ist eine Seitenansicht eines vorgeschlagenen herkömmlichen manuellen Eingabegeräts; 13 ist eine Draufsicht, die den Handsteuerknopf des in 12 gezeigten manuellen Eingabege räts veranschaulicht, und 14 ist eine Draufsicht, die die in das in 12 gezeigte manuelle Eingabegerät eingebaute Führungsplatte veranschaulicht.
  • Wie in 11 zu sehen ist, ist dieses manuelle Eingabegerät 100 in einen Konsolenkasten 200 eingebaut, der sich zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz befindet. Wie aus 12 hervorgeht, besteht dieses herkömmliche manuelle Eingabegerät 100 vornehmlich aus folgenden Bestandteilen: einem Handsteuerknopf 110, der zwei Klickschalter 111 und 112 als Signaleingabeeinrichtung und drei variable Drehwiderstände 113, 114 und 115 (vgl. 13) enthält, einem XY-Tisch 120, der in zwei zueinander senkrechten Richtungen (eine Richtung rechtwinklig zur Seitenansicht 12 und eine Rechts-Links-Richtung bei Betrachtung der Figur) von dem Einstellknopf 110 angetrieben wird; einer Knüppelsteuerung 130, die als Stellungsfühler fungiert, der ein Signal an ein externes Gerät liefert, welches der Richtung und dem Hub der Bewegung des XY-Tisches 120 entspricht, und einer Führungsplatte 140, die sich in Eingriff mit einem Eingriffsstift 160 befindet, der von der Bodenfläche des XY-Tisches 120 vorsteht.
  • Der Handsteuerknopf 110 und der XY-Tisch 120 sind über eine Verbindungswelle 150 gekoppelt, und der XY-Tisch 120 und die Führungsplatte 140 stehen miteinander über die Spitze des Eingriffsstifts 160 in Verbindung, der beweglich in die Führungsnut 141 der Führungsplatte 140 eingreift. Diese Führungsnut 141 kann beliebige Form haben, die es ermöglicht, dass die Spitze des Eingriffsstifts 160 in spezifische Richtungen bewegt werden kann. Wie z.B. in 14 zu sehen ist, kann, wenn die Führungsnut in Form eines planaren Kreuzes 141 in die Oberseite der Führungsplatte 140 eingraviert ist, der Eingriffsstift 160 von einer Mitte A in Richtung von Endpunkten B, C, D und E bewegt werden, und zwar gemäß Darstellung in einander nahezu rechtwinklig schneidenden Richtungen. In anderen Worten: Der Eingriffsstift 160 kann entlang der Führungsnut 141 der Führungsplatte 140 durch den XY-Tisch 120 dadurch bewegt werden, dass der Handsteuerknopf 110 derart manipuliert wird, dass die Spitze des Eingriffsstifts 160, wenn die Spitze des Eingriffsstifts sich am Endpunkt A, B, C, D oder E in der Führungsnut 141 befindet, die Information über die Eingriffsstellung (Stellungssignal) von der Knüppelsteuerung 130 ausgegeben wird. Dies bedeutet, dass es möglich ist, eine am Fahrzeug befindliche elektronische Vorrichtung in ihrer Funktion zu bedienen (Funktionssteuerung). Nachdem auf diese Weise die gewünschte Funktion einer elektronischen Vorrichtung ausgewählt wurde, lässt sich die ausgewählte Funktion dadurch ein- oder ausschalten oder einstellen, dass man die zwei Klickschalter 111 und 112 entsprechend manipuliert und die drei variablen Drehwiderstände 213, 114 und 115 des Handsteuerknopfes 110 manipuliert.
  • Wie in 11 zu sehen ist, ermöglicht dieses manuelle Eingabegerät 100 eine zentrale Steuerung einer Mehrzahl von in einem Fahrzeug befindlichen elektronischen Vorrichtungen durch Verwendung einer Kombination eines Schaltgeräts 170 und einer Anzeige 180 sowie eines mit einer Steuerung (in der Figur nicht dargestellt) ausgestatteten Computers. Das Schaltgerät 170 ermöglicht es dem Benutzer, unter mehreren im Fahrzeug befindlichen elektronischen Geräten das gewünschte Gerät auszusuchen; die Anzeige 180 zeigt verschiedene Informationen an, beispielsweise den Namen des elektronischen Geräts, welches über das Schaltgerät 170 ausgewählt wurde, oder die Art der Betätigung, die über das manuelle Eingabegerät 120 erfolgt ist, und den (nicht gezeigten) Computer, der diese Einrichtung steuert. Das Schaltgerät 170 ist in der Konsole 200 untergebracht, seine Steuerschaltung 171a bis 171e befinden sich neben dem manuellen Eingabegerät 100 und ist mit unterschiedlichen elektronischen Vorrichtungen gekoppelt. Wenn die Steuerschaltung 171a bis 171e mit einer Fahrzeug-Klimaanlage, einem Radio, einem Fernseher, einem CD-Player oder einem Navigationssystem verbunden sind, kann der Benutzer die Klimaanlage ein- oder ausschalten, oder kann über das manuelle Eingabegerät 100 einen Befehl angeben, um die Betriebsart der Klimaanlage mit Hilfe des Steuerschalters 171a vorzugeben, oder er kann das Radio ein- oder ausschalten oder über das manuelle Eingabegerät 100 einen Befehl geben, um die Betriebsart des Radios zu spezifizieren. In ähnlicher Weise kann der Benutzer durch Betätigen der anderen Steuertasten 171c bis 171e die entsprechenden elektronischen Geräte ein- oder ausschalten, oder er kann dem manuellen Eingabegerät 100 einen Befehl geben, um die Betriebsweisen dieser Geräte festzulegen. Die Anzeige 180, beispielsweise in Form einer Flüssigkristallanzeige, befindet sich an einer für die im Fahrersitz befindliche Person geeigneten Stelle, wobei der Computer in die Konsole 200 eingebaut ist.
  • Während es möglich ist, eine Funktion der über das Schaltgerät 170 ausgewählten elektronischen Einrichtung auszuwählen oder eine Funktionseinstellung mit Hilfe der manuellen Eingabeeinrichtung 100 vorzunehmen, so schwankt die Menge der über das manuelle Eingabegerät 100 auswählbaren oder einstellbaren Funktionen abhängig vom Typ des ausgewählten elektronischen Geräts. Wenn mit Hilfe des Schaltgeräts 170 die Klimaanlagen-Betriebsart ausgewählt ist, so wird die Funktion „Luftstromdurchsatzsteuerung" durch Manipulieren des Handsteuerknopfes 110 in der Weise ausgewählt, dass der Eingriffsstift 160 an dem Endpunkt B der Führungsnut 141 der Führungsplatte 140 gebracht wird und der Klickschalter 111 mit einem Klick gedrückt wird. In ähnlicher Weise werden die Funktion „Luftstrom-Aus-Position-Steuerung", die Funktion „Lufstrom-Aus-Richtungsteuerung" und die Funktion „Temperatur-Steuerung" durch Klicken des Klickschalters 111 ausgewählt, so dass der Stift 160 an den Endpunkten C, D, und E der Führungsnut 141 positioniert wird. Nachdem diese Steuerfunktionen ausgewählt sind, lässt sich die ausgewählte Funktion durch manipulieren der variablen Drehwiderstände 113 bis 115 justieren. Wenn beispielsweise über das Schaltgerät 170 die Betriebsart der Klimaanlage ausgewählt wurde und mit Hilfe des Klickschalters 111 die Funktion „Luftstrom-Durchsatzsteuerung" ausgewählt wurde, so lässt sich der Luftstromdurchsatz der Klimaanlage dadurch steuern, dass man den variablen Drehwiderstand 113 manipuliert. Wenn die Funktion „Luftstrom-Aus-Positionssteuerung" ausgewählt wird, lässt sich die Luftstrom-Aus-Position der Klimaanlage durch Manipulieren der variablen Drehwiderstände 114 und 115 steuern. Wenn außerdem Radiobetrieb mit Hilfe des Schaltgeräts 140 ausgewählt wurde und mit Hilfe des Klickschalters 114 die „Lautstärkenregelung" ausgewählt ist, lässt sich die Lautstärke des Radios durch Manipulieren des variablen Drehwiderstands 113 steuern. Wenn beim Radiobetrieb die Funktion „Abstimmen" ausgewählt ist, so erfolgt die Abstimmung des Radios durch Manipulieren der variablen Drehwiderstände 114 und 115.
  • Allerdings lässt sich dieses herkömmliche manuelle Eingabegerät 100 nicht immer einfach bedienen, weil der Fahrer möglicherweise nicht wissen kann, welches elektronische Gerät und welche Funktion gerade ausgewählt sind, was leicht zu einer fehlerhaften Betätigung des Handsteuerknopfes 110 führt.
  • Die EP-A-0 693 750 offenbart ein manuelles Eingabegerät, bei dem eine Antriebswelle eines Handsteuerknopfes derart kippbar gelagert ist, dass der Knopf sich sowohl kippen als auch drehen lässt. Darüber hinaus lässt sich der Knopf nieder drücken. Um ein Kippen des Knopfes zu ermöglichen, enthält ein unterer Endbereich einer Trägerwelle des Steuerknopfes ein Kugelelement, welches von einem Kugellager aufgenommen ist. Eine Kippsperre umfasst ein Steuerkurvenrad, welches mit einem das Steuerkurvenrad antreibenden Motor zusammenwirkt.
  • In einer gewissen Stellung des Steuerkurvenrads lässt sich der Steuerknopf nicht kippen.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Im Hinblick auf das obige Problem im Stand der Technik schafft die vorliegende Erfindung ein umfangreich betätigbares, in einem Fahrzeug untergebrachtes Eingabegerät, welches ein Manipulieren eines elektronischen Geräts nach Wunsch zuverlässig ermöglicht.
  • Um das Problem zu lösen, schafft die Erfindung ein manuelles Eingabegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Die Schwingungskraft an der Antriebswelle des drehenden Motors lässt sich auf den Handsteuerknopf aufbringen.
  • Bei diesem Aufbau ist der Aktuator seitlich beweglich an den Rahmen angepasst, und Richtung und Betrag (Hub) der seitlichen Bewegung des Aktuators werden von dem ersten Stellungsfühler erfasst, während Richtung und Betrag der Drehung der Antriebswelle des Aktuators von dem zweiten Stellungsfühler erfasst werden, so dass das im Fahrzeug installierte elektronische Gerät, dessen Funktion gesteuert werden soll, dadurch auswählbar ist, dass man die Richtung der seitlichen Bewegung des Aktuators ändert, während die Funktion des im Fahrzeug befindlichen elektronischen, auf diese Weise ausgewählten Geräts entsprechend dem Drehhub der Antriebswelle justiert werden kann, so dass die Auswahl und die Funktionseinstellung des gewünschten elektronischen Geräts im Fahrzeug mit nur einem einzigen Handsteuerknopf erfolgen können. Darüber hinaus ist der Handsteuerknopf an die Antriebswelle des Aktuators angesetzt, und eine von der Manipulation des Handsteuerknopfes abhängige äußere Kraft wird auf den Handsteuerknopf aufgebracht, so dass es möglich ist, an den Benutzer ein haptisches Signal zu senden, um ihm mitzuteilen, wie der Handsteuerknopf manipuliert wurde, wenn dieser ohne hinzusehen manipuliert wird. Kurz gesagt: Der Benutzer kann durch haptische Rückmeldung erfassen, ob der Handsteuerknopf in der gewünschten Richtung um den gewünschten Hub mit der gewünschten Geschwindigkeit manipuliert wird. Dies verhindert eine Fehlbetätigung des Hand steuerknopfes und gewährleistet eine hohe Manövrierbarkeit des Handsteuerknopfes. Da bei dieser Konstruktion der Handsteuerknopf außerdem an die Antriebswelle des Aktuators angepasst ist, wird kein Leistungsübertragungsmechanismus zum Verbinden des Handsteuerknopfes mit der Antriebswelle benötigt, so dass der Handsteuerknopf kompakt und leicht sein kann. Darüber hinaus ist es auch einfach, Größe und Gewicht des manuellen Eingabegeräts zu reduzieren, weil nur ein Aktuator eingesetzt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden detailliert erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines in einem Fahrzeug angebrachten Eingabegeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, installiert in dem Armaturenbrett;
  • 2 ist eine Draufsicht, die das Innere des Fahrzeugs veranschaulicht, in welchem ein Fahrzeug-Eingabegerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung installiert ist;
  • 3 ist eine Schnittansicht eines Mechanismus mit einem Handsteuerknopf;
  • 4 ist eine Draufsicht, die eine Führungsplatte in den Mechanismus und den dazugehörigen Umgebungsbereich veranschaulicht;
  • 5 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für die Verbindung zwischen der Hauptwelle des Aktuators und der Drehwelle der Kugelscheibe zeigt, die sich in dem Mechanismus befinden;
  • 6A zeigt, welcher Typ des fahrzeugeigenen elektronischen Geräts abhängig von der Betätigungsrichtung des Handsteuerknopfes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgewählt wird;
  • 6B veranschaulicht die Richtungen, in denen der Handsteuerknopf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bewegt werden kann;
  • 7A veranschaulicht, welcher Funktionstyp abhängig von der Drehrichtung des Handsteuerknopfes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgewählt wird;
  • 7B veranschaulicht die Richtungen, in die der Handsteuerknopf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gedreht werden kann;
  • 8 ist ein Blockdiagramm, welches das Steuersystem des Aktuators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 9A bis 9E sind grafische Darstellungen, die Muster einer externen Kraft veranschaulichen, die auf den Handsteuerknopf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebracht wird;
  • 10 ist ein Flussdiagramm des Steuerablaufs des Aktuators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 11 zeigt das Innere eines Fahrzeugs, in welchem ein herkömmliches Fahrzeug-Handeingabegerät installiert ist;
  • 12 ist eine Seitenansicht des vorgeschlagenen herkömmlichen Fahrzeug-Handeingabegeräts;
  • 13 ist eine Draufsicht auf das in 12 gezeigte Fahrzeug-Eingabegerät, und
  • 14 ist eine Draufsicht auf eine in das Fahrzeug-Eingabegerät nach 12 eingebaute Führungsplatte.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Als Nächstes wird ein manuelles Eingabegerät (auch als Handeingabegerät bezeichnet) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Fahrzeug-Handeingabegerät veranschaulicht, welches im Armaturenbrett gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist, und 2 ist eine Draufsicht auf das Innere eines Fahrzeugs, in welchem ein Fahrzeug-Handeingabegerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung installiert ist.
  • Wie deutlich in 1 zu erkennen ist, besitzt ein Handeingabegerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Gehäuse 2 in Form eines rechteckigen Kastens der erforderlichen Größe, auf dessen Oberseite sich ein Handsteuerknopf 3 befindet, außerdem sechs Drucktastenschalter 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f, die entlang einem Kreisbogen angeordnet sind, zu dem der Handsteuerknopf 3 den Mittelpunkt bildet, sowie drei Drucktastenschalter 5a, 5b und 5c, die konzentrisch um die Gruppe von sechs Drucktastenschalter angeordnet sind, außerdem ein Lautstärkensteuerknopf 6. An der Vorderseite des Gehäuses 2 befinden sich ein Kartenschlitz 7 und ein Plattenschlitz 8. Dieses Handeingabegerät ist in dem Armaturenbrett A zwischen dem Fahrersitz B und dem Beifahrersitz C unterzubringen, wie in 2 gezeigt ist. Es arbeitet im Verein mit einer Anzeige D im Armaturenbrett A und einem nicht sichtbaren Computer (einem Controller), der in dem Armaturenbrett A untergebracht ist, um die erforderlichen Funktionen auszuführen.
  • Die oben erwähnten neuen Drucktastenschalter 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 5a, 5b und 5c sind individuell mit im Fahrzeug befindlichen elektrischen Geräten verbunden, die mit Hilfe des Handeingabegeräts 1 zu betätigen sind, so z.B. eine Klimaanlage, ein Radio, ein Fernseher, ein CD-Player und ein Fahrzeug-Navigationssystem. Welcher Drucktastenschalter zu welchem Fahrzeug-Elektrogerät gehört, lässt sich frei festlegen. Bei diesem Beispiel sind die jeweiligen Drucktastenschalter des Handeingabegeräts 1 mit folgenden Funktionen oder Geräten verbunden: Der Drucktastenschalter 4a dient zur Menueauswahl; der Drucktastenschalter 4b dient für das Telefon; der Drucktastenschalter 4c gehört zur Klimaanlage; der Drucktastenschalter 4d gehört zu dem Fahrzeug-Navigationssystem, der Drucktastenschalter 4e gehört zu dem Radio; der Drucktastenschalter 4f gehört zu dem Kartenleser-/Schreiber oder Plattenlaufwerk; der Drucktastenschalter 5a gehört zu der Lageneinstellung des Fahrzeug-Handeingabegeräts 1; der Drucktastenschalter 5b dient zur Ein-Aus-Steuerung des Flüssigkristallverschlusses, der sich auf der gesamten Oberfläche der Anzeige D befindet, und der Drucktastenschalter 5c gehört zu dem Fernsehgerät. Durch Niederdrücken des Knopfes irgendeines gewünschten Drucktastenschalters kann der Benutzer das Fahrzeug-Elektrogerät auswählen, welches mit diesem Drucktastenschalter verbunden ist. Die Oberfläche jedes Drucktastenschalter-Knopfes trägt einen oder mehrere Buchstaben oder ein Piktogramm, welches auf das elektrische Gerät im Fahrzeug hinweist, welches mit dem Schalter verbunden ist (in dieser Figur nicht dargestellt).
  • im Folgenden wird anhand der 3 bis 5 der Mechanismus erläutert, der den Handsteuerknopf 3 enthält. 3 ist eine Schnittansicht eines Mechanismus mit dem Handsteuerknopf 3, 4 ist eine Draufsicht auf die Führungsplatte in dem Mechanismus und dem dazugehörigen Umgebungsbereich, und 5 ist eine Draufsicht auf ein Beispiel einer Verbindung zwischen der Hauptwelle des Aktuators in dem Mechanismus und der Drehwelle der Codescheibe.
  • Wie deutlich aus 3 entnehmbar ist, besteht der Mechanismus 11 vornehmlich aus folgenden Komponenten: einem nahezu zylindrischen Rand 12; einem Aktuatorhalter 13, der an der Innenfläche des Rahmens 12 angeordnet ist; einem Aktuator 14; einem Gleitstück 14, welches auf die Antriebswelle 14a des Aktuators 14 aufgesetzt ist; einem Träger 16, der den Aktuator 14 beweglich an dem Aktuatorhalter 13 hält; einem ersten Federglied 17 zwischen dem Träger 16 und dem Rahmen 12; einer Schaltungsplatine 19, die über eine Nabe 18 an die Oberseite des Aktuators 14 angesetzt ist; einem Schalter 20 und einer Lampe 21, die beide mit der Schaltungsplatine 19 verbunden sind; einem Handsteuerknopf 13, der an die Antriebswelle 14a des Aktuators 14 angesetzt ist, an einem zweiten Federglied 23, welches den Handsteuerknopf 13 dauernd gegen die Federspannung gegen den Aktuator 14 nach oben belastet; einer Codierer-Lagerplatte 24, die an die Bodenfläche des Aktuators 14 angesetzt ist; einem Codierer (zweiten Stellungsfühler) 25, der an der Codierer-Lagerplatte 24 angebracht ist; einer Riemenscheibe 26 an der Antriebswelle 14a des Aktuators; einem Riemen 27, der die Riemenscheibe 26 mit der Antriebswelle des Codierers 25 verbindet, einer Füh rungsplatte 28, die an die Innenfläche des Rahmens 12 angesetzt ist, unterhalb des Aktuators 14; einer Knüppelsteuerung (erster Stellungsfühler) 29 an der Innenfläche des Rahmens 12; und einer Verbindungsstange 30, die die Knüppelsteuerung 29 und die Antriebswelle 14a des Aktuators 14 verbindet.
  • Der Aktuatorhalter 13 besteht aus einem Fixierteil 13a und einem Aufnahmeteil 13b. Der Fixierteil 13a ist ein Zylinder mit einem Durchmesser, der zu der Innenfläche des Rahmens 12 passt, das Aufnahmeteil 13b ist kugelförmig. Der Aktuatorhalter 13 ist mit dem Fixierteil 13a an der Innenfläche des Rahmens 12 mit Hilfe von Schrauben 13c fixiert, wobei sein kugelförmiger Aufnahmeteil 13b sich unten befindet.
  • Wenn der Aktuator 14 ein Drehmotor ist, lässt sich die Kraft um die Antriebswelle 14a über die Antriebswelle 14a auf den Handsteuerknopf 3 übertragen.
  • Das Gleitstück 15 ist ein Zylinder mit einem Durchmesser, der zu der Außenfläche der Antriebswelle 14a passt, ein Teil davon besitzt eine Eingriffsnut 15a (die weiter unten erläutert wird) zur Verbindung mit dem Handsteuerknopf 3. Dieses Gleitstück 15 wird durch die Spannung des zweiten Federglieds 23 zwischen dem Gleitstück und der Schaltungsplatine 19 dauernd nach oben gedrückt, wobei die Abwärtsbewegung des Gleitstücks 15 durch den Kopf 15b der in die Spitze der Antriebswelle 14a eingeschraubten Schraube begrenzt wird.
  • Der Träger 16 setzt sich aus folgenden Teilen zusammen: einem zylindrischen Fixierteil 16a, dessen Durchmesser zu der Außenfläche des Aktuators 14 passt; einer oder mehreren Schnappklauen 16b (zwei Klauen bei dem in 3 gezeigten Beispiel), die von der Innenfläche des Fixierteils 16a weg stehen; einem sphärischen Gleitstück 16a, welches nahezu die gleiche Krümmung besitzt wie der oben erwähnte Aufnahmeteil 13b; und einem Federhalter 16d, der von dem Gleitstück 16c ausgeschnitten und hochgestellt ist. Der Träger 16 ist dadurch an den Aktuator 14 angesetzt, dass sein unterer Teil mit dem Fixierteil 16a in Eingriff steht, wobei die Schnappklaue 16a in eine an der Außenfläche des unteren Teils des Aktuators 14 ausgebildete Rastnut 14b eingepasst ist. Der Aktuator 14 wird mit dem daran angesetzten Träger 16 dadurch in dem Rahmen 12 gehalten, dass das Gleitstück 16c auf dem Aktuatorhalter 13 ruht und das erste Federglied 13 zwischen dem Federträger 16d und einem an dem Rahmen 12 ausgebildeten Fe derträger 12d eingestellt ist. Deshalb lässt sich der Aktuator 14 gegenüber dem Rahmen 12 in beliebige Richtung bewegen, und wenn die Kraft zum Manipulieren wegfällt, wird er automatisch aufgrund der Elastizität des ersten Federglieds 17 in die aufrechte Stellung zurückgestellt.
  • Der Handsteuerknopf 3 setzt sich aus folgenden Teilen zusammen: einem becherförmigen Körper 22a, dessen Größe sich zum Manipulieren mit den Findern eignet; einem Schalterbetätigungsteil 22b nahezu zylindrischer Form, angeordnet in vertikaler Richtung nach unten weisend von der Unterseite des Körpers 22a; einer Eingriffsklaue 22c an der Innenfläche des Schalterbetätigungsteils 22b; und einem Beleuchtungsteil 22d an einem Teil der Körpers 22a. Er ist mit dem Gleitstück 15 dadurch zu einer Bewegungseinheit verbunden, dass die Eingriffsklaue 22c mit der Eingriffsnut 15a in dem Gleitstück 15 zusammenwirkt. Die Stellung des Handsteuerknopfes 3 in Bezug auf das Gleitstück 15 ist so eingestellt, dass die Spitze des Schalterbetätigungsteils 22b den Schalter 20 auf der Schaltungsplatine 19 gegenüber steht und der Beleuchtungsteil 22d der Lampe 21 auf der Schaltungsplatine 19 gegenüber liegt.
  • Der Codierer 25 besteht aus einem Lichtemissions-/Detektorelement 25a, einer Codescheibe 25b, einer Drehwelle 25c, die einer Drehung der Codescheibe 25b ermöglicht, und einer an der Drehwelle 25c fixierten Riemenscheibe 25d. Wie in 5 zu sehen ist, ist um die Riemenscheibe 25d ein Riemen 27 geschlungen, außerdem um die auf der Antriebswelle 14a des Aktuators 14 sitzende Riemenscheibe 26, so dass ein Stellungssignal von dem Lichtemissions-/Detektorelement 25a entsprechend der Drehrichtung und dem Drehhub der Antriebswelle 14a ausgegeben wird. Ein Spanner, der die Spannung des Riemens 27 konstant hält, kann an dem Riemen angebracht sein, wenngleich dies nicht grafisch dargestellt ist.
  • Die Führungsplatte 28 soll die Richtung und den Hub der Manipulation des Handsteuerknopfes 3 beschränken. Wie in 3 zu sehen ist, läuft die Antriebswelle 14a des Aktuators 14 durch die Führungsnut 28a in der Führungsplatte 28, um Richtung und Betrag der Manipulation des Handsteuerknopfes 3 zu beschränken. 4 zeigt ein Beispiel für die Führungsnut 28a in der Führungsplatte 28. Bei diesem Beispiel besteht die Führungsnut aus Teilnuten, die sich ausgehend von der Mitte P1 radial in acht Richtungen erstrecken. In der Figur bezeichnen P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 und P9 die Endpunkte der Teilnuten der Führungsnut 28a.
  • Die Knüppelsteuerung 29 gibt ein Stellungssignal aus, welches von der Richtung und dem Betrag der seitlichen Bewegung der Antriebswelle 14a abhängt. Der (in den Figuren nicht gezeigte) Computer nimmt ein Stellungssignal von dem Codierer 25 und ein Stellungssignal von der Knüppelsteuerung 29 ab, um sie zum Steuern des Aktuators zu verwenden.
  • Die Verbindungsstange 30 ist mit der Antriebswelle 29a der Knüppelsteuerung 29 und der Antriebswelle 14a des Aktuators 14 über Kugelgelenke 30a und 30b verbunden. Dies überträgt die Bewegung der Antriebswelle 14a auf die Antriebswelle 29a. Die Verbindungsstange 30 besitzt eine Gleitführung 30c, über die die Spitze 24a der Codierer-Lagerplatte 24 eingesetzt ist, um die Drehung der Verbindungsstange 30 zu begrenzen.
  • Wenn bei diesem Aufbau der Benutzer den Handsteuerknopf 3 in der Richtung parallel zu der Führungsplatte 28 betätigt, wird die Kraft der Betätigung über den Aktuator 14 auf den Träger 16 übertragen, so dass es zu einem Schlupf zwischen dem Aufnahmeteil 13b des Aktuatorhalters 13 und dem Gleitstück 16c des Trägers 16 kommt, was zu einer seitlichen Bewegung des Aktuators 14 führt. Da die Antriebswelle 14a des Aktuators 14 durch die radiale Führungsnut 28a in der Führungsplatte 28 verläuft, wird der Aktuator 14 nur in eine der Richtungen von der Mittelstellung P1 der Führungsnut 28a zu den Endpunkten P2 bis P9 bewegt.
  • Wenn der Aktuator 14 auf diese Weise seitlich bewegt wird, wird auch die Antriebswelle 14a entsprechend seitlich bewegt, und diese laterale Bewegung wird auf die Antriebswelle 29a der Knüppelsteuerung 29 über die Verbindungsstange 30 übertragen, und ein von Richtung und Betrag der seitlichen Bewegung der Antriebswelle 29a abhängiges Stellungssignal wird von der Knüppelsteuerung 29 ausgegeben. Dieses Stellungssignal wird von dem (nicht gezeigten) Computer aufgenommen, und damit wird das ausgewählte elektrische Gerät mit Hilfe des Computers ausgewählt. Wenn dann die Betätigungskraft, die auf den Handsteuerknopf 3 einwirkt, entfernt wird, wird der Aktuator 14 automatisch aufgrund der Elastizität des ersten Federglieds 17 zwischen dem Rahmen 12 und dem Träger 16 in seine aufrechte Stellung zurückgebracht.
  • Wenn der Benutzer den Handsteuerknopf 3 um die Drehwelle 14a dreht, wird das Drehmoment über die Antriebswelle 14a, die Riemenscheibe 26, den Riemen 27 und die Riemenscheibe 25 auf die Codescheibe 25b übertragen, die sich dann in die gleiche Richtung dreht wie der Handsteuerknopf 3. Anschließend wird von dem Lichtemissions-/Detektorelement 25a des Codierers 25 ein Stellungssignal ausgegeben, welches von der Richtung und dem Betrag der Drehung des Handsteuerknopfes 3 abhängt. Dieses Stellungssignal wird auch von dem (nicht gezeigten) Computer aufgenommen. Dementsprechend steuert der Computer die Funktionseinstellung des ausgewählten elektrischen Geräts und den Betrieb des Aktuators 14. Wie der Aktuator 14 entsprechend den von dem Codierer 25 kommenden Stellungssignalen gesteuert wird, wird im Folgenden erläutert.
  • Wenn der Benutzer den Handsteuerknopf 3 in axialer Richtung der Antriebswelle 14a nieder drückt, gehen der Handsteuerknopf 3 und das damit einstückig verbundene Gleitstück 15 gegen die elastische Kraft des zweiten Federglieds 23 nach unten. Der Schaltbetätigungsteil 22b des Handsteuerknopfes 3 drückt den Schalter 20 auf der Schaltungsplatine 19, so dass dieser ein Schaltsignal erzeugt. Dieses Schaltsignal wird auch von dem (nicht gezeigten) Computer aufgenommen, der das ausgewählte elektrische Gerät und die Funktion bestätigt. Wenn die Manipulationskraft, die auf den Handsteuerknopf 3 aufgebracht wird, nach dem Niederdrücken des Schalters entfernt wird, gelangt der Handsteuerknopf 3 automatisch durch die Elastizität des zweiten Federglieds 23 in seine obere Endstellung.
  • Im Folgenden soll anhand der 6 bis 10 erläutert werden, wie der Aktuator 14 abhängig von den von dem Codierer 25 kommenden Positionssignalen gesteuert wird. 6A zeigt, welcher Typ eines Fahrzeug-Elektrogeräts abhängig von der Richtung des Handsteuerknopfes 3 bei dessen Betätigung ausgewählt wird, und 6B zeigt die Richtung, in die der Handsteuerknopf 3 beweglich ist. 7A veranschaulicht, welcher Funktionstyp abhängig von der Drehrichtung des Handsteuerknopfes ausgewählt wird, und 7B veranschaulicht die Richtung, in die der Handsteuerknopf 3 gedreht wird. 8 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems des Aktuators 14. 9A bis 9E sind grafische Darstellungen, die Muster von externen Kräften veranschaulichen, die an den Handsteuerknopf 3 angelegt werden, und 10 ist ein Flussdiagramm für den Steuerablauf des Aktuators 14.
  • Wenn bei diesem Beispiel gemäß 6A und 6B der Benutzer den Handsteuerknopf 3 nach vorn, nach rechts vorn, nach rechts, nach rechts hinten, nach hinten, nach links hinten, nach links und nach links vorne ausgehend aus der Mittelstellung des Handsteuerknopfes 3 bewegt, wählt die manuelle Eingabevorrichtung 1 das Radio, die Klimaanlage, das Fahrzeug-Navigationssystem, den CD-Player, den Fernseher, die Monitorkamera, E-Mail bzw. Telefon aus. Die Arten elektrischer Geräte, die mit Drucktastenschaltern 4a bis 4f und 5a bis 5c in der manuellen Eingabevorrichtung 1 auswählbar sind, können entweder die gleichen sein oder können verschieden sein von jenen, die durch Manipulieren des Handsteuerknopfes 3 auswählbar sind. Bei diesem Beispiel (Ausführungsbeispiel) sind die Typen elektrischer Geräte, die auswählbar sind mit den Drucktastenschaltern 4a bis 4f und 5a bis 5c verschieden von jenen, die durch Manipulieren des Handsteuerknopfes 3 auswählbar sind.
  • Bei diesem Beispiel kann nach Auswahl eines elektrischen Geräts mit Hilfe der manuellen Eingabevorrichtung 1 die Funktion des ausgewählten Geräts dadurch eingestellt werden, dass der Handsteuerknopf 3 manipuliert wird, wenn beispielsweise durch Manipulieren des Handsteuerknopfes 3 die Radio-Abstimmfunktion gewählt ist, so lässt sich die gewünschte Station dadurch auswählen, dass man gemäß 7A den Handsteuerknopf 3 dreht. Wenn außerdem durch Manipulieren des Handsteuerknopfes 3 die Temperatursteuerfunktion für die Klimaanlage gewählt ist, so lässt sich die Temperatureinstellung für die Klimaanlage durch Drehen des Handsteuerknopfes 3 erhöhen oder vermindern, wie in 7B gezeigt.
  • In der manuellen Eingabevorrichtung 1 dieser Ausführungsform besitzt das Steuersystem des Aktuators 14 den in 8 dargestellten Aufbau. Der Aktuator 14 wird entsprechend der in 10 dargestellten Ablauffolge gesteuert, damit die verschiedenen Muster von externen Kräften, wie sie beispielhaft in den 9A bis 9E dargestellt sind, entsprechend der Art und Weise der Manipulation des Handsteuerknopfes 3 auf diesen aufgebracht werden.
  • Wie in 8 gezeigt ist, enthält im Rahmen des diesem Beispiel entsprechenden Aktuator-Steuersystems die in den im Armaturenbrett A befindlichen Computer eingebaute CPU 41 einen Zuordner 52 und einen Musterwähler 43, während der ROM 44 in dem Computer Muster 45a, 45b, 45c usw. speichert, die in codierter Form die Zonen repräsentieren, in welchen der Handsteuerknopf 3 manipuliert wird, außerdem die Antriebszustände (Ausgangsdaten pro Betriebsart) des Aktuators 14 für jede Manipulationszone repräsentieren. Der Detektor 46 nimmt ein Signal von der Knüppelsteuerung 29 ab und sendet an den Musterwähler 43 ein Musterauswahlsignal abhängig von der Zone, in welcher der Handsteuerknopf 3 manipuliert wird, und zeigt außerdem den Ort der Manipulation des Handsteuerknopfes 3 auf der Anzeige D an.
  • 9A bis 9E zeigen grafisch Treibermuster für den Aktuator 14, die in dem ROM 44 gespeichert sind. 9A zeigt ein Muster, bei dem eine feste Schwingungsart unabhängig vom Ausmaß der Drehung (Drehhub) des Handsteuerknopfes 3 auf diesen aufgebracht wird, 9B zeigt ein Muster, bei dem mit zunehmendem Drehhub des Handsteuerknopfes 3 die pulsweise Schwingung periodisch auf den Handsteuerknopf 3 aufgebracht wird; 9C zeigt ein Muster, bei dem mit zunehmendem Drehhub des Handsteuerknopfes 3 periodisch eine andere Schwingungsart auf den Handsteuerknopf 3 aufgebracht wird; 9D zeigt ein Muster, bei dem eine externe Kraft so aufgebracht wird, dass sie den Handsteuerknopf 3 in dessen Mittelstellung zurückstellt; und 9E zeigt ein Muster, bei dem dann, wenn der Drehhub des Handsteuerknopfes 3 einen vorbestimmten Wert erreicht, der Handsteuerknopf 3 das Gefühl eines beträchtlichen Widerstands vermittelt. Wenn das Muster 9A gewählt ist, wird auf den Handsteuerknopf 3 bei dessen Drehung ein Gefühl des Widerstands aufgebracht, was eine Feineinstellung mit dem Handsteuerknopf 3 erleichtert. Wenn das Muster nach 9B oder 9C gewählt wird, wird dem Handsteuerknopf 3 periodisch ein Klick-Gefühl vermittelt, so dass beispielsweise zum Auswählen eines Radiosenders nach 7A eine externe Kraft jedes Mal dann auf den Handsteuerknopf 3 gegeben wird, wenn das Radio auf einen Sender abgestimmt ist, was die Auswahl eines Radiosenders vereinfacht. Wenn das Muster nach 9D gewählt wird, wird der Handsteuerknopf automatisch in seine Mittelstellung zurück gestellt, was beispielsweise auch die Temperaturregelung der Klimaanlage gemäß 7B erleichtert. Wenn das Muster nach 9E gewählt ist, wird dem Benutzer das Er reichen von Grenzwerten signalisiert, zwischen denen der Handsteuerknopf 3 manipuliert werden kann.
  • Als Nächstes wird die Sequenz zum Steuern des Aktuators 14 durch den Computer anhand der 8 erläutert, wozu auf 10 Bezug genommen wird.
  • Der Benutzer drückt einen der Drucktastenschalter 4a bis 4f und 5a bis 5c, so dass der nieder gedrückte Schalter ein Schaltsignal erzeugt und das dem Schaltsignal entsprechende elektrische Gerät ausgewählt wird (Schritt S1). Der Stellungssignaldetektor 46 nimmt das Schaltsignal von dem nieder gedrückten Drucktastenschalter auf und stellt auf der Anzeige D dar, welches elektrische Gerät ausgewählt wurde (Schritt S2). Wenn dann der Benutzer den Handsteuerknopf 3 in seitlicher Richtung bewegt (Schritt 53), gibt die Knüppelsteuerung 29 ein Signal abhängig vom Betrag und der Richtung der Seitwärtsbewegung des Handsteuerknopfes 3 aus (Schritt S4). Der Zuordner 42 prüft das von der Knüppelsteuerung 29 kommende Ausgangssignal anhand der Referenz für die Zuordnung und bestätigt die Stellung des Handsteuerknopfes 3 als Ergebnis der seitlichen Bewegung (Schritt S5). Der Stellungssignaldetektor 46 nimmt das Ausgangssignal von der Knüppelsteuerung 29 auf und wählt die Elektrogerätefunktion, die von der Stellung des Handsteuerknopfes 3 abhängt, als Ergebnis der seitlichen Bewegung, um auf der Anzeige D die ausgewählte Funktion darzustellen, ferner gibt er ein Musterauswahlsignal an den Musterwähler 43 (Schritt S6). Der Musterwähler 43 nimmt das Musterauswahlsignal auf und wählt das diesem Musterauswahlsignal entsprechende Muster aus den mehreren Mustern 45a, 45b, 45c usw. aus, welche in dem ROM 44 gespeichert wurden (Schritt S7). Wenn dann der Benutzer den Handsteuerknopf 3 dreht (Schritt S8), gibt der Codierer 25 ein Signal aus, welches vom Hub und von der Richtung der Drehung des Handsteuerknopfes 3 abhängt (Schritt S9). Der Zuordner 42 prüft das von dem Codierer 25 kommende Ausgangssignal unter Bezugnahme auf den Referenzwert für den Zuordner und bestätigt die Stellung des Handsteuerknopfes 3 als Ergebnis der Drehung (Schritt S10). Der Stellungssignaldetektor 46 übernimmt das Ausgangssignal von dem Codierer 25 und zeigt auf der Anzeige D den Zustand der Funktionseinstellung an (Schritt S11). Der Zuordner 42 bestätigt (bestimmt) das Ausgangssignal des Aktuators 14 aus dem im Schritt S7 gewählten Muster und der Drehstellung des Handsteuerknopfes 3, wie dies im Schritt S10 bestätigt wurde (Schritt S12). Dann wird das im Schritt S12 bestätigte Ausgangssignal von dem Treiber 47 zum Trei ben des Aktuators 14 gesendet (Schritt S13). Im Ergebnis wird der Handsteuerknopf 3 von dem Aktuator 14 angetrieben, und die externe Kraft von dem Aktuator 14 wird über den Handsteuerknopf 3 an den Benutzer übertragen (Schritt S14). Der oben beschriebene Ablauf von S1 bis S14 wird sukzessive wiederholt.
  • Auf diese Weise gibt das manuelle Eingabegerät 1 dieses Beispiels eine gegebene äußere Kraft an den Handsteuerknopf 3 bei Drehung des Knopfes 3, so dass der den Knopf 3 manipulierende Benutzer eine haptische Rückkopplung erhält, was die Manövrierbarkeit des Knopfes 3 verbessert.
  • Wenn außerdem der Handsteuerknopf 3 um die Antriebswelle 14a gedreht wird, kann eine Justierung der gewählten Funktion erfolgen. In anderen Worten: Wenn der Handsteuerknopf 3 um die Antriebswelle 14a gedreht wird, wird das Drehmoment über die Antriebswelle 14a, die Riemenscheibe 26, den Riemen 27 und die Riemenscheibe 25d auf die Codescheibe 25b übertragen, und diese dreht sich in der gleichen Richtung wie der Handsteuerknopf 3, so dass das Lichtemissions/Detektorelement 25a des Codierers 25 ein Stellungssignal ausgibt, welches von der Richtung und dem Ausmaß der Drehung des Handsteuerknopfes 3 abhängt. Dieses Signal wird von dem Computer aufgenommen, so dass eine erforderliche Funktionseinstellung entsprechend der in 10 dargestellten Ablauffolge stattfinden kann.
  • Wenn beispielsweise der Benutzer versucht, die Temperatureinstellung der Klimaanlage mit Hilfe des Handsteuerknopfes 3 zu verändern und das Ausmaß der Manipulation (der Drehung) des Knopfes 3 nur gering ist, ändert sich die Temperatureinstellung allmählich, ist jedoch das Ausmaß der Manipulation (Drehung) groß, ändert sich die Temperatureinstellung rasch. Wenn deshalb der Benutzer keinen Widerstand beim Handhaben des Knopfes 3 verspürt, neigt er dazu, den Knopf 3 übermäßig stark zu verstellen und kann damit keine Feineinstellung der Temperatur in rascher und exakter Weise vornehmen. Eine Gegenmaßnahme hier ist eine Anordnung, bei der dann, wenn das Ausmaß der Manipulation (Drehung) des Handsteuerknopfes 3 einen gewissen Wert übersteigt, der Aktuator 14 angetrieben wird, damit der Handsteuerknopf 3 ein Widerstandsgefühl erhält. Dies ermöglicht es dem Benutzer, eine haptische Empfindung zu erhalten, die darüber informiert, dass eine Feineinstellung der Klimaanlagentemperatur nicht möglich ist, weil der Handsteuerknopf 3 zu stark manipuliert (gedreht) wurde.
  • Dann ist er in der Lage, das Ausmaß der Manipulation (Drehung) des Knopfes 3 zu verringern und eine Feineinstellung der Klimaanlagentemperatur rasch und exakt vorzunehmen. Eine alternative Vorgehensweise besteht darin, dem Handsteuerknopf 3 unterschiedliche Widerstandsgefühl-Stufen abhängig vom Ausmaß der Manipulation (der Drehung) des Knopfes 3 zu vermitteln anstatt einen festen Widerstandswert vorzusehen, wenn das Ausmaß der Manipulation (Drehung) ein gewisses Niveau überschreitet. Die obige Erläuterung gilt für den Fall, dass die Geschwindigkeit der Einstellung beispielsweise der Klimaanlagentemperatur mit zunehmendem Ausmaß der Manipulation (Drehung) des Handsteuerknopfes 3 zunimmt, das gleiche Verfahren der Vermittlung eines Widerstandsgefühls am Handsteuerknopf 3 kann aber auch vorgesehen werden für den Fall, dass die Einstellgeschwindigkeit mit zunehmender Manipulationsgeschwindigkeit des Handsteuerknopfes 3 zunimmt.
  • Wenn der Benutzer den Drucktastenschalter 5a dazu benutzt, die Funktion der Lagesteuerung des Fahrzeug-Eingabegeräts 1 auszuwählen, beispielsweise die Funktion der Griffhöheneinstellung, so könnte folgendes Problem entstehen, wenn die gleiche Widerstandsstärke auf den Handsteuerknopf 3 gegeben wird, unabhängig von dem Bewegungshub, der von der derzeitigen Griffhöhe bis zu dessen Bewegungsgrenze misst. Weil der Benutzer den beweglichen Bereich des Fahrzeug-Elektrogeräts nicht erfassen kann, ist er nicht in der Lage, das Gerät dann in passender Weise zu manipulieren, wenn der Bewegungsbereich von der derzeitigen Griffhöhe bis zum Bewegungsende in der gewünschten Einstellrichtung groß ist und der Benutzer den Griff rasch in die gewünschte Höhe bringen kann, indem er das Ausmaß der Manipulation (Drehung) des Handsteuerknopfes 3 erhöht, oder umgekehrt, wenn der Bewegungsbereich klein ist und der Benutzer eine Kollision des Griffs an der Bewegungsgrenze vermeiden will, indem das Ausmaß der Manipulation (Drehung) des Handsteuerknopfes 3 sorgfältig vermindert wird. Als Folge davon kann es lange Zeit in Anspruch nehmen, die Griffhöhe einzustellen, oder der Griff stößt möglicherweise plötzlich an die Bewegungsgrenze mit hoher Geschwindigkeit an, was einen Stoß zur Folge hat. Als Lösung dieses Problems kann man von folgendem Verfahren Gebrauch machen: Der Bewegungsbereich des Griffs wird von dem Fahrzeugcomputer berechnet, und dem Ansteuerknopf 3 wird mittels des Aktuators 14 ein Widerstandsgefühl vermittelt, der mit dem Bewegungsbereich übereinstimmt. Dies ermöglicht es dem Benutzer, haptisch Kenntnis über den Bewegungsbereich des Handgriffs zu er langen, wenn er den Handsteuerknopf 3 manipuliert, so dass der Benutzer die Möglichkeit hat, den Handsteuerknopf 3 angepasst an den Bewegungsbereich zu betätigen. Der Bewegungsbereich lässt sich dadurch berechnen, dass man einen Stellungsfühler, z.B. einen Codierer, dem Aktuator für die Positionssteuerung des Fahrzeug-Eingabegeräts 1 hinzufügt, wobei der Computer von dem Stellungsfühler ein Stellungssignal aufnimmt.
  • Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt ist der, das einige Benutzer des manuellen Eingabegeräts 1 körperlich stark sind, andere hingegen körperlich schwach. Wenn daher die erforderliche Betätigungskraft (das Widerstandsgefühl) des Handsteuerknopfes 3 festliegt, haben Benutzer mit großer Körperkraft möglicherweise Schwierigkeiten bei der Feineinstellung des Fahrzeug-Eingabegeräts 1, wohingegen Benutzer mit geringer Körperkraft es als unangenehm empfinden können, eine Grobeinstellung der Eingabevorrichtung 1 vorzunehmen, da die Betätigung für sie Kraftaufwand erfordert. Eine Lösung dieses Problems ist folgende: Die Betätigungskraft, die an den Handsteuerknopf 3 angelegt wird, wird von dem Fahrzeugcomputer berechnet, und das mit der berechneten Betätigungskraft übereinstimmende Widerstandsgefühl wird über den Aktuator 14 auf den Handsteuerknopf 3 aufgebracht, so dass für jeden Benutzer das am besten geeignete Widerstandsgefühl erhalten wird, d.h. sowohl für Benutzer mit großer Körperkraft als auch solche mit geringer Körperkraft, so dass sämtliche Benutzer bei der Handhabung ein angenehmes Gefühl haben. Die Berechnung der Betätigungskraft für den Handsteuerknopf 3 kann durch den Computer erfolgen, der ein Stellungssignal von dem Codierer 25 übernimmt und die Beschleunigung in der Änderung des Stellungssignals berechnet.
  • Zusätzlich zum Steuern des Widerstandsgefühls am Handsteuerknopf 3 ist es auch möglich, unterschiedliche externe Kräfte für verschiedene Richtungen, in die der Knopf 3 bewegt wird, anzulegen. Wenn z.B. die Lautstärke des Radios oder der CD-Players in der unten erläuterten Weise geändert wird, kann der Benutzer ein Widerstandsgefühl vermittelt bekommen, wenn der Knopf 3 zur Erhöhung der Lautstärke bewegt wird, während der Benutzer ein Beschleunigungsgefühl erfahren kann, wenn der Knopf 3 zur Verringerung der Lautstärke bewegt wird. Dies beseitigt die Unzulänglichkeit, dass die Lautstärke im Fahrzeuginnenraum plötzlich ansteigt, wenn der Benutzer die Lautstärke erhöhen will. Außerdem ermöglicht es dies dem Benutzer, die Lautstärke rasch abzusenken, was das Problem der gegenseitigen Störung beim Hören eines Audiogeräts oder einer Konversation löst.
  • Die oben angesprochenen Steuervorgänge können unter Verwendung erforderlicher Musterdaten durchgeführt werden, die in dem ROM 44 des Computers gespeichert sind, wie dies in den 9A bis 9E und 10 dargestellt ist.
  • Das Eingabegerät kann auch so ausgestaltet werden, dass bei der Betätigung jedes elektrischen Geräts das zum Steuern der Aktuators 14 verwendete Muster abhängig vom Geschmack des jeweiligen Benutzers aus unterschiedlichen Mustern für verschiedene Ausgangssignale des Aktuators 14 ausgewählt wird, wobei die Muster in dem Computer gespeichert sind. Eine solche Musterauswahl kann dadurch erfolgen, dass der Benutzer einen (in den Figuren nicht dargestellten) Musterwählschalter betätigt, der sich an dem oder in der Nähe des Handsteuerknopfes 3 befindet. Es ist sogar möglich, eine Anordnung so zu gestalten, dass der Computer die individuelle Benutzer-Kennung erfasst und automatisch ein Muster auswählt. Bei einer solchen Anordnung lässt sich das dem Handsteuerknopf 3 vermittelte Widerstandsgefühl je nach Geschmack des betreffenden Benutzers ändern, so dass der Handsteuerknopf 3 eine beträchtliche Handhabungs-Vielfältigkeit besitzt.
  • Erfindungsgemäß wird ein Aktuator seitlich beweglich in einem Rahmen eingepasst, und die Richtung und das Ausmaß der seitlichen Bewegung des Aktuators wird von einem ersten Stellungsfühler erfasst, während Richtung und Ausmaß der Drehung der Drehwelle des Aktuators von einem zweiten Stellungsfühler erfasst werden, so dass das in dem Fahrzeug befindliche elektrische Gerät, dessen Funktion gesteuert werden soll, durch Ändern der Richtung der seitlichen Bewegung des Aktuators ausgewählt werden kann, und die Funktion des auf diese Weise ausgewählten Geräts entsprechend dem Drehhub der Antriebswelle eingestellt werden kann, so dass Auswahl und Funktionseinstellung des gewünschten elektrischen Geräts in dem Fahrzeug unter Einsatz eines einzigen Handsteuerknopfes vorgenommen werden können. Außerdem ist der Handsteuerknopf an die Antriebswelle des Aktuators angesetzt, und eine von der Handhabung des Handsteuerknopfes abhängige externe Kraft wird auf den Handsteuerknopf aufgebracht, so dass es möglich ist, dem Benutzer eine haptische Empfindung zu vermitteln, um ihm zu signalisieren, wie der Handsteuerknopf betätigt wurde, wenn er ihn ohne hinzusehen berührt. Kurz gesagt, der Benutzer kann durch haptisches Empfinden feststellen, ob der Handsteuerknopf in die gewünschte Richtung und um den gewünschten Hub mit der gewünschten Geschwindigkeit betätigt wird oder nicht. Dies verhindert eine fehlerhafte Betätigung des Handsteuerknopfes und garantiert eine umfangreiche Manövrierfähigkeit des Handsteuerknopfes. Da der Handsteuerknopf außerdem an die Antriebswelle des Aktuators angesetzt ist, wird ein Kraftübertragungsmechanismus zum Verbinden des Handsteuerknopfes mit der Antriebswelle nicht benötigt, so dass der Handsteuerknopf kompakt und mit geringem Gewicht ausgebildet sein kann. Weil lediglich ein Aktuator verwendet wird, lassen sich Baugröße und Gewicht der manuellen Eingabevorrichtung leicht verringern.

Claims (1)

  1. Manuelles Eingabegerät, umfassend: einen drehenden Motor (14), der seitlich bewegbar an einem Gehäuse (12) angebracht ist; einen Handsteuerknopf (3), der an eine Treiberwelle (14a) des drehenden Motors (14) angesetzt ist; einen ersten Stellungsfühler (29), der eine Richtung und einen Betrag einer seitlichen Bewegung des drehenden Motors (14) detektiert; einen zweiten Stellungsfühler (25a), der eine Richtung und einen Betrag einer Drehung der Antriebswelle (14a) des drehenden Motors (14) detektiert; und eine Steuerung, die Stellungssignale, welche von dem ersten und dem zweiten Stellungsfühler (29, 25a) ausgegeben werden, eingibt, um den Motor (14) zu steuern, und die an den Handsteuerknopf (3) abhängig von der Art und Weise der Manipulation des Knopfs (3) an diesen eine externe Kraft gibt.
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