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Gegenstand der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Multifunktionslenkrad, insbesondere
ein Multifunktionslenkrad des Typs, der in Kraftfahrzeugen eingebaut ist,
und welches wesentliche Erfindungsmerkmale und bemerkenswerte Vorteile
in Vergleich zu Einrichtungen hat, die im gegenwärtigen Stand der Technik bekannt
sind und für
die gleichen Zwecke verwendet werden.
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Insbesondere
schlägt
die Erfindung vor, ein Kraftfahrzeug-Lenkrad, so wie es in der
DE 3917613 beschrieben ist, mit einer
Vorrichtung auszustatten, mit welcher eine unbegrenzte Anzahl von
Funktionen gewählt
und durchgeführt
werden können,
wobei die Vorrichtung eine wahrlich einfache Konstruktion hat und
so vorgesehen ist, daß sie
in einer vorab gewählten
Position eingebaut werden kann, wodurch sie sich in Reichweite des
Benutzers als wirklich bequem zu handhaben erweist, ohne daß letzterer
unbequeme Haltungen einnehmen muß oder daß der Benutzer während des
Steuerns des Fahrzeugs abgelenkt werden könnte. Ferner hat die von der
Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung für ihren Einbau in das Multifunktionslenkrad
den zusätzlichen
Vorteil, zur Durchführung
aller Funktionen, für
die sie vorgesehen ist, eine verringerte Anzahl von Verbindungskabeln
zu verwenden.
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Der
Anwendungsbereich der Erfindung liegt klar auf dem industriellen
Sektor, der sich mit der Herstellung und/oder dem Einbau von Zubehörelementen
für Kraftfahrzeuge,
insbesondere Zubehörelementen
für Lenkräder, befaßt.
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Hintergrund
und Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Tatsache, daß Drucktasten,
die in das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs eingebaut sind und dazu
gedacht sind, einige der damit verbundenen Funktionen auszuwählen und
zu steuern, zunehmend häufiger
verwendet werden, ist allgemein bekannt. Solche Tasten sind auf
eine strategische Weise verteilt und so organi siert, daß sie sich
bequem bedienen lassen und für
den Benutzer keinerlei Behinderung hinsichtlich ihrer Verwendung
mit sich bringen, insbesondere wenn der Benutzer Aufgaben der Fahrzeugsteuerung
ausführt.
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In
diesem Sinne ist bekannt, daß es
weit und breit zunimmt, Einrichtungen am Lenkrad einzubauen, damit
der Fahrer des Fahrzeugs die mit dem Radiogerät, dem Kassetten- oder CD-Abspielgerät verbundenen
Bedienungseinrichtungen in der Hauptsache betätigen kann, ohne seine Hände vom
Lenkrad zu nehmen. All dies erfordert die passende interne Verdrahtung
aus dem Lenkrad, die in vielen Fällen sperrig
und komplex wird.
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Trotz
der bekannten Vorrichtungen, welche gewisse Nachteile haben, von
welchen einige bereits vorstehend erwähnt worden sind, und welche überdies
auf die spezielle Funktion beschränkt sind, für die sie entwickelt wurden,
ist es auch gewiß,
daß sie die
Aufgabe, für
die sie gedacht sind, perfekt erfüllen, obwohl sie keine Abänderungen
oder Ergänzungen der
Funktionen zulassen, es sei denn, das gesamte System wird entsprechend
neu durchdacht.
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Das
von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene fundamentale Ziel
ist, die bereits vorhandenen Systeme dadurch zu perfektionieren,
daß eine verbesserte
Vorrichtung geschaffen wird, die sich in das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs
in einer bequemen, für
den Benutzer leicht erreichbaren Position einbauen läßt, wobei
die Vorrichtung als ein einfaches schwebendes Rad verwirklicht ist,
das mit Einrichtungen verbunden ist, die in der Lage sind, die Richtung
der Drehung des Rads zu erkennen, um zu entscheiden, ob gewünscht wird,
eine bestimmte Funktion zu wählen
oder die Größe dieser
Funktion zu erhöhen
oder zu erniedrigen. Mechanische Einrichtungen sind vorhanden, um
das Rad in der gewählten
Position zu sichern, sowie eine Drucktaste zum Festlegen der gewählten Funktion.
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Die
Steuerung der verschiedenen Funktionen wird mit Hilfe von zwei Mikroprozessoren,
die mittels eines geeigneten Datenbusses verbunden sind, ausgeführt, wobei
einer dazu dient, die empfangenen Signale zu kodieren, und der zweite
auf der Basis des kodierten Signals, das er von dem ersten her empfangen
hat, die Wahl eines unterschiedlichen Ausgangssignals für die jeweilige
Funktion durchführt.
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Wie
man verstehen kann, ist das Konzept der Vorrichtung sehr einfach,
leicht und bequem zu verwenden und ist in der Lage, eine unbegrenzte
Anzahl von Funktionen mit einer minimalen Verdrahtung zwischen den
Komponenten durchzuführen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Andere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform,
die als Anschauungsbeispiel und nicht als Einschränkung zu
nehmen ist, mit Bezug auf die beiliegenden Figuren deutlicher;
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Lenkradträgers der Multifunktionsvorrichtung der
Erfindung;
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2 zeigt
eine schematische auseinandergezogene Perspektivansicht einer gemäß der Erfindung
konstruierten Vorrichtung;
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3 zeigt
eine Darstellung von zwei Rechteckwellensignalen ab und ac, die
in der Vorrichtung erzeugt werden und um einen bestimmten Winkel φ zueinander
phasenverschoben sind;
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4 ist
eine schematische auseinandergezogene Perspektivdarstellung einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die bezüglich
der Darstellung von 2 etwas abgeändert ist;
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5 zeigt
die Darstellung eines Teils, der mit biegsamen Stiften ausgestattet
ist, die sich an der gedruckten Schaltung drehen können; und
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6 zeigt
auf schematische Weise die gedruckte Schaltung, die verwendet wird,
um die Signale ab und ac als Funktion der Position, die von dem Teil
von 5 eingenommenen wird, und des Schließens des
zugehörigen
Schaltkreises zu erzeugen.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
Beschreibung beschreibt ausführlich
die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung, wobei die zu machenden Beschreibungen von den beiliegenden
Zeichnungen Gebrauch machen, in welchen durchwegs die gleichen Bezugszeichen
verwendet werden, um identische oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
In diesem Sinne ist es unter Bezugnahme zunächst auf 1 möglich, die
sche matische Darstellung eines gemäß der Erfindung konstruierten Multifunktionslenkrads
zu erkennen, wobei das Bezugszeichen 1 das Lenkrad selbst
bezeichnet, während
das Bezugszeichen 2 das schwebende Rad bezeichnet, mittels
welchen die Vorrichtung der Erfindung verwirklicht ist, wobei die
Räder 2 in
diametral gegenüberliegenden,
vorab gewählten
Positionen erscheinen, so daß sich
die Räder 2 als
für den
Benutzer leicht zu bedienen erweisen. Natürlich sind diese Positionen
einzig und allein zur Veranschaulichung und können abhängig von den Anforderungen
der Anwendung in jedem einzelnen Fall variieren.
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Mit
Bezug auf 2 und 3 ist es
möglich,
eine praktische Ausführungsform
der Vorrichtung zu erkennen, in welcher das von außen zugängliche,
oben erwähnte
Rad 2 zu erkennen ist, das in der Lage ist, mit einem inneren
Rad 3 zu koppeln, wobei das letztere radiale Strukturen
hat, die so ausgeführt
sind, daß sie
einige Zwischenräume
mit einem bestimmten Neigungswinkel bezüglich der radialen Richtung
und einen Optokoppler mit übereinanderliegenden
lichtempfindlichen Bereichen oder radiale Zwischenräume und
lichtempfindliche Bereiche des Außerphase-Empfängers
haben, wobei die Aufgabe ist, in der Lage zu sein, Signale, die
die Drehrichtung des Rads anzeigen, zu gewinnen. Zu diesem Zwecke
sieht die Erfindung vor, daß diese
Ausführungsform
ein Paar von Optokopplern 4 aufweist, wobei einer die Rolle
des Senders und der andere die des Empfängers des von dem ersten ausgesendeten Lichtsignals
hat und das Signal durch die radialen Öffnungen des inneren Rads 3 empfängt. Es
gibt einen Eingriffsmechanismus der verschiedenen stabilen Positionen
des Rads 2, der aus einer Kugel- und Federanordnung 5 besteht,
wobei die Kugel in der Lage ist, in den zu diesem Zwecke eingearbeiteten Öffnungen
stecken zu bleiben. Jede stabile Position des Rads entspricht einer
Funktion, so daß es
mit dem Drehen des Rads möglich
ist, die unterschiedlichen Funktionen, die durchgeführt werden
können, beliebig
zu wählen.
Die Bestätigung
der gewählten Position
(das heißt,
der gewählten
Funktion) wird mechanisch durch Schließen eines mit dem Rad verbundenen
Schalters 6 ausgeführt.
Zum Tragen der verschiedenen Komponenten sieht die Erfindung ferner die
Verwendung einer gedruckten Schaltungsplatine 7 vor, die
so entworfen ist, um das Senden von Pulsen durchzuführen.
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Gemäß dem Vorstehenden
kann man verstehen, daß abhängig von
der Drehrichtung des Rads die Struktur, mit welcher letzteres ausgestattet ist,
bewirkt, daß das
Signal mit einer gewissen Phasenverschiebung empfangen wird, so
wie in 3 gezeigt ist. Diese Phasenverschiebung ist graphisch als
die Differenz zwischen zwei Rechteckwellensignalen ab und ac dargestellt
und mit dem Symbol φ bezeichnet.
Auf diese Weise sind die Mikroprozessoreinrichtungen im Verbund
in der Lage, die Drehrichtung des Rads 2 und auch die von
dem Rad eingenommene Endposition zu erkennen, um so die Änderung
der in Frage kommenden Größe oder
eine Änderung
der Funktion festzustellen.
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Seinerseits
zeigt 4 eine Anordnung, die unter dem Gesichtspunkt
der Funktion derjenigen, die mit Bezug auf 2 beschrieben
ist, völlig
gleich ist und ein Teil 8 aufweist, das mit biegsamen Stiften versehen
ist, so daß die
Drehung dieses Teils bewirkt, daß die oben erwähnten biegsamen
Stifte zwei unabhängige
Schaltkreise schließen
oder öffnen,
um die phasenverschobenen Signale zu erzeugen, die auch in 6 der
Zeichnungen dargestellt sind; sie hat ebenfalls einen Schalter 6 zur
Bestätigung
der gewählten
Funktion. Die Drehung des Teils 8 wird durch Übersetzung
zum Beispiel durch ein Getriebe ausgeführt, das sich direkt von dem
schwebenden Rad aus durch das Zwischenstück 5 zum Teil 8 erstreckt.
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Genauso
wie in der vorstehenden Erklärung dargelegt,
ruft die Möglichkeit
des Schließens/Öffnens irgendeines
der zwei erwähnten
Schaltkreise mittels der biegsamen Kontakte des Drehteils 8,
das in 5 des Zeichnungen dargestellt ist, die Erzeugung
beider Signale ab und ac hervor. Das Schema, das der gedruckten
Schaltung entspricht, ist so, wie in 6 gezeigt,
in welcher deutlich eine mit "a" bezeichnete, allgemeine
zentrale erste Position, eine die zentrale Position "a" umgebende Spur "b" und weiter
außenliegende
Abschnitte von Spur "c" zu erkennen sind.
Die Erzeugung der Signale ab und ac, die in derselben Figur mit
einer Phasendifferenz φ gezeigt
sind, wird durch Drehen des Rads erreicht, wobei ein Puls des jeweiligen
Signals einer Änderung des
Eingriffs des Rads entspricht, was eine Erfassung des gedrehten
Winkels und der Drehrichtung erlaubt.
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Aus
dem Vorstehenden läßt sich
die Funktionsweise und Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung leicht herleiten.
Wie man verstehen kann, wird das schwebende Rad 2 in die
gewünschte
Richtung gedreht, abhängig
von der Funktion, die gewählt werden
soll, und sobald einmal diese Position erreicht ist, genügt es, den
Schalter 6 zu drücken,
um die getroffene Wahl zu bestätigen.
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Gemäß der Erfindung
weist die Anordnung Einrichtungen zur Erzeugung der zwei oben erwähnten Signale
auf. Wie bereits dargelegt, dient jedes Signal dazu, eine klar unterschiedliche
Aufgabe auszuführen.
Beispielsweise kann der Puls des ersten Signals vorteilhaft verwendet
werden, um die in Frage kommende Funktion zu ändern (beispielsweise Erhöhen oder
Erniedrigen der Lautstärke
eines Rundfunkempfängers
oder irgendeine andere Funktion), während das zweite Signal, das,
wie bekannt, bezüglich des
ersten phasenverschoben ist, die Drehrichtung des Rads feststellt
und damit die Art, in welcher die Wahl aus einer vorher eingerichteten
Anfangsposition getroffen wird.
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Die
mit der Anordnung verbundene elektronische Einrichtung weist einen
ersten Mikroprozessor (nicht gezeigt) auf, in welchem die Signale
empfangen werden, und nachdem sie kodiert worden sind, schickt er
sie zu einem zweiten Mikroprozessor, mittels welchen das Ausgangssignal,
das einer jeweiligen Funktion entspricht, gewählt wird. Außerdem dienen
diese Mikroprozessoren dazu, die gewählte Funktion auf 0 zurückzusetzen,
nachdem eine bestimmte Zeitdauer verstrichen ist, ohne daß die Taste betätigt worden
ist, das heißt,
falls kein Signal von letzterer her empfangen worden ist.
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Das Überwachen
der gewählten
oder zu einem gegebenen Zeitpunkt aktiven Funktion wird vorzugsweise
mittels einer Anzeigeeinheit ausgeführt, die in dem Rad eingebaut
sein kann, oder, wenn geeignet, mittels lichtemittierenden Anzeigen,
die in der zugehörigen
Drucktaste untergebracht sein können.
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Das
Lenkrad kann ebenfalls eine oder mehrere Drucktasten aufweisen,
die an irgendeinem Teil, nämlich
dem Rahmen oder der Abdeckung des Rads, unter Verwendung von Schrauben,
Klammern oder irgendeiner anderen mechanischen Verbindung angebracht
sein können,
die eine starre Befestigung an dem Lenkrad sicherstellt und die
verhindert, daß sie
im Falle eines Unfalls zum Insassen hin geschleudert werden. Selbstverständlich muß der Ort
der Druckknöpfe
für den
Fahrer so erreichbar wie möglich
sein, wobei er in einer bequemen Position bleibt. Somit können sie
sich an der vorderen oder hinteren Fläche des Lenkrads, an den Armen,
an der Felge oder dem zentralen Modul befinden.
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Ferner
sieht die Erfindung auch vor, daß die Vorrichtung in einer
bezüglich
der Ebene des Lenkrads erhöhten
Position angeordnet ist, so daß der Fahrer
sie nur absichtlich betätigt
und nicht unabsichtlich, wenn seine Hände am Rad anliegen.
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Wie
man verstehen kann, bietet die vorstehend beschriebene Vorrichtung
den zusätzlichen Vorteil,
daß die
für ihren
korrekten Einbau notwendige Verdrahtung beträchtlich verringert ist, da
nur ein einzigen Datenbus verwendet wird.
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Es
wird als nicht notwendig erachtet, den Inhalt dieser Beschreibung
weiter auszudehnen, da ein Experte auf dem Gebiet in der Lage sein
sollte, den Bereich und die Vorteile zu verstehen, die sich aus der
Erfindung ergeben, sowie ihren Gegenstand zu entwickeln und umzusetzen.
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Nichtsdestoweniger
muß man
verstehen, daß die
Erfindung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
beschrieben worden ist, wobei sie modifiziert werden kann, ohne
daß dies
irgendeine Änderung
des wesentlichen Charakters der Erfindung bedeutet, wobei es möglich ist,
daß diese Änderungen insbesondere
die Form, Größe und/oder
Herstellungsmaterialien des ganzen oder seiner Teile betreffen.