DE60128202T2

DE60128202T2 - Manuelle Eingabevorrichtung mit Kraftrückkopplungsfunktion und fahrzeugseitig montierter Steuerung, welche diesselbige verwendet

Info

Publication number: DE60128202T2
Application number: DE60128202T
Authority: DE
Inventors: Hidetaka Ota-ku Numata; Mikio Ota-ku Onodera; Kenichi Ota-ku Seino
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: EP1220068A2; EP1220068A3; US6591175B2; DE60128202D1; KR20020051866A; KR100427436B1; US20020128753A1; EP1220068B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine manuelle Eingabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-A-5 264 768 bekannt.
2. Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
Zum Schaffen eines zufriedenstellenden Gefühls bei der Betätigung eines Griffs und zum Gewährleisten der Betätigung von diesem ist herkömmlicherweise bereits eine manuelle Eingabevorrichtung mit einer Kraftrückkopplungsfunktion bekannt, die dem Griff ein Widerstandsgefühl und/oder ein Schubgefühl verleiht, das dem Ausmaß und der Richtung der Betätigung des Griffs entspricht.
Unter Bezugnahme auf 17 ist ein Beispiel einer manuellen Eingabevorrichtung des bekannten Typs dargestellt. Die bekannte manuelle Eingabevorrichtung beinhaltet einen Knopf bzw. Griff 101, eine Fühleinrichtung 102 zum Erfassen des Ausmaßes und der Richtung der Betätigung des Griffs 101 sowie einen Aktuator 103 zum Aufbringen einer externen Kraft auf den Griff 101. Weiterhin beinhaltet die manuelle Eingabevorrichtung einen Steuerteil 104, der ein von der Fühleinrichtung 102 abgegebenes Detektionssignal empfängt und ein Steuersignal c zum Steuern des Aktuators 103 erzeugt, einen D/A-Wandler 105, der eine Digital-Analog-Wandlung des von dem Steuerteil 104 abgegebenen Steuersignals c vornimmt, sowie einen Leistungsverstärker 106, der ein von dem D/A-Wandler 105 abgegebenes analoges Signal c verstärkt, um Antriebsleistung für die antriebsmäßige Betätigung des Aktuators 103 zu schaffen. Der Steuerteil 104 ist mit einer CPU 104a sowie einem Speicher 104b ausgestattet, in dem das dem Detektionssignal a entsprechende Steuersignal c in Tabellenformat gespeichert wird. Die CPU 104a empfängt das Detektionssignal a von der Fühleinrichtung 102, liest das dem empfangenen Detektionssignal a entsprechende Steuersignal aus dem Speicher 104b aus und gibt das Steuersignal c an den D/A-Wandler 105 ab.
Dies veranlasst eine antriebsmäßige Bewegung des Aktuators 103, so dass eine Kraftrückkopplung entsprechend dem Ausmaß und der Richtung der Betätigung des Griffs 101 an dem Griff 101 geliefert werden kann. Somit kann die manuelle Eingabevorrichtung gemäß diesem Beispiel ein zufriedenstellendendes Gefühl während der Betätigung des Griffs 101 schaffen sowie die Betätigung des Griffs 101 sicherstellen.
Diese Art von manuellen Eingabevorrichtungen findet bereits Anwendung bei Shift-by-Wire-Getriebesystemen für Kraftfahrzeuge und Funktionseinstellvorrichtungen für verschiedene in einem Fahrzeug angebrachte elektrische Geräte, wie z.B. Klimaanlagen, Radios, Fernsehgeräte, CD-Player und Navigationssysteme.
Wenn die manuelle Eingabevorrichtung als Gangschalthebel verwendet wird, wird eine in der manuellen Eingabevorrichtung vorgesehene Kraftrückkopplungsfunktion z.B. zum Schaffen eines Rastgefühls beim Schalten des Schalthebels verwendet. Weitere Anwendungen beinhalten eine Verriegelungseinrichtung zum Unterbinden von unregelmäßigen Vorgängen des Schalthebels beim Schalten von einem Gang auf einen anderen, wie z.B. beim Schalten von der Parkposition P in den Rückwärtsgang R sowie beim Schalten vom Fahrbetrieb D auf die zweite Fahrstufe. Bei Verwendung als Funktionseinstellvorrichtung für in einem Fahrzeug angebrachte elektrische Geräte wird die in der manuellen Eingabevorrichtung vorgesehene Kraftrückkopplungsfunktion zum Schaffen eines angemessenen Widerstandsgefühls an dem Griff 101 verwendet, um dadurch die Feineinstellung der Funktionen zu erleichtern, und wird ferner zum Schaffen einer angemessenen Schubwirkung an dem Griff 101 verwendet, um dadurch die Betätigung des Griffs 101 zu erleichtern.
Wenn die manuelle Eingabevorrichtung bei dem Gangschalthebel eines Kraftfahrzeugs Anwendung findet, kann die in der manuellen Eingabevorrichtung vorgesehene Kraftrückkopplungsfunktion dazu verwendet werden, eine unkorrekte Betätigung des Schalthebels von einer Position in eine andere Position zu verhindern. In diesem Fall muss jedoch dem Aktuator 103 in konstanter Weise elektrische Energie während der Zeitdauer zugeführt werden, zu der der Schalthebel in eine bestimmte Position geschaltet wird, so dass ein höherer Stromverbrauch erforderlich wird. Zum Vermeiden eines derartigen Nachteils kann die in der manuellen Eingabevorrichtung vorgesehene Kraftrückkopplungsfunktion somit lediglich zum Schaffen eines Rastgefühls beim Schalten des Schalthebels verwendet werden. In diesem Fall wird eine Verriegelungseinrichtung zum Unterbinden einer unkorrekten Betätigung des Schalthebels von einer Position in eine andere Position üblicherweise mittels einer mechanischen Anordnung erzielt.
Die bekannte manuelle Eingabevorrichtung ist jedoch zum Steuern des Aktuators 103 lediglich auf der Basis des Ausmaßes und der Richtung der Betätigung des Griffs 101 konfiguriert. Bei mechanischer Konfiguration der Verriegelungseinrichtung liefert somit nach der Freigabe der Verriegelungseinrichtung die Kraftrückkopplungsfunktion der manuellen Eingabevorrichtung lediglich ein Rastgefühl beim Schalten des Schalthebels, so dass beispielsweise ein Schalten des Schalthebels vom Fahrbetrieb in den Rückwärtsgang oder vom Fahrbetrieb auf die zweite Fahrstufe ermöglicht wird, und zwar selbst bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit. Selbst wenn der Gangschalthebel fälschlicherweise betätigt wird, so dass er während einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit von dem Fahrbetrieb in den Rückwärtsgang verbracht wird, nimmt das in dem Kraftfahrzeug angebrachte Getriebe keine Synchronisation mit dieser Betätigung vor, so dass es nicht zu einem Getriebeumschalten von dem Fahrbetriebsgang in den Rückwärtsgang kommt. Dies kann jedoch zu einer Nichtübereinstimmung zwischen dem Eingriffszustand der tatsächlichen Zahnräder und dem Schaltzustand des Schalthebels führen. Als Ergebnis hiervon macht es diese Anordnung unmöglich, dass der Gangschalthebel das Getriebe in korrekter Weise betätigt. Darüber hinaus könnte es zu einem unvorhergesehenen Getriebeumschaltvorgang kommen, die einen unbeabsichtigten Vorgang hervorrufen kann, z.B. einen plötzlichen Stopp oder eine plötzliche Verzögerung.
Dies gilt für den Fall, in dem die manuelle Eingabevorrichtung bei einer Funktionseinstellvorrichtung für in einem Fahrzeug angebrachte elektrische Geräte verwendet wird. Der Grund hierfür besteht darin, dass die vorstehend beschriebene bekannte manuelle Eingabevorrichtung zum Steuern des Aktuators 103 in Abhängigkeit von dem Ausmaß und der Richtung der Betätigung des Griffs 101 konfiguriert ist, und zwar unabhängig von dem Status eines in einem Fahrzeug angebrachten Geräts, dessen Funktionen eingestellt bzw. verstellt werden. Die be kannte manuelle Eingabevorrichtung hat somit Probleme dahingehend, dass eine geeignete Einstellung der Funktionen in Abhängigkeit von dem Zustand der in einem Fahrzeug angebrachten elektrischen Geräte schwierig ist, so dass es zu einer Bedienbarkeit kommt, die man nicht gerade als günstig bezeichnen kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung einer manuellen Eingabevorrichtung mit verbesserter Bedienbarkeit und Zuverlässigkeit, die ferner zum Schaffen eines Betätigungsgefühls in der Lage ist, das in Abhängigkeit von dem Zustand einer zu betätigenden externen Vorrichtung variiert.
Zu diesem Zweck wird gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine manuelle Eingabevorrichtung geschaffen, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Bei dieser Anordnung wird der Aktuator zum Aufbringen einer externen Kraft auf den Griff durch das Steuersignal gesteuert, das in Abhängigkeit von dem von der externen Fühleinrichtung abgegebenen externen Signal erzeugt wird. Dies ermöglicht eine fein abgestufte Steuerung des Aktuators in Abhängigkeit von dem Zustand der externen Vorrichtung. Diese Anordnung kann somit eine Diskrepanz zwischen dem Antriebszustand der externen Vorrichtung und dem Betätigungszustand des Griffs bzw. Knopfes verhindern, so dass sich die Bedienbarkeit und die Zuverlässigkeit der manuellen Eingabevorrichtung verbessern lassen. Außerdem ist der Steuerteil in der manuellen Eingabevorrichtung vorgesehen, und alle Detektionssignale und externen Signale werden in den Steuerteil eingegeben. Dies eliminiert die Notwendigkeit zum Vornehmen einer Veränderung bei der externen Vorrichtung, so dass sich die Anwendung der manuellen Eingabevorrichtung bei der externen Vorrichtung einfacher gestaltet.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der vorstehend beschriebenen manuellen Eingabevorrichtung ist die Fühleinrichtung vorzugsweise mit einer Betätigungswelle des Griffs gekoppelt und sind der Griff und der Aktuator über einen Leistungsübertragungsteil gekoppelt. Da bei dieser Anordnung die Fühleinrichtung mit der Betätigungswelle des Griffs gekoppelt ist, besteht die Möglichkeit, das Betätigungsausmaß des Griffs während des Betätigungsvorgangs exakt zu detektieren.
Vorzugsweise ist die Fühleinrichtung mit einer Antriebswelle des Aktuators gekoppelt und sind der Griff und der Aktuator über einen Leistungsübertragungsteil gekoppelt. Da bei dieser Anordnung die Fühleinrichtung über den Leistungsübertragungsteil mit der Antriebswelle des Aktuators gekoppelt ist, kann das Betätigungsausmaß des Griffs während des Betätigungsvorgangs als Betätigungsausmaß des Aktuators erfasst werden, so dass die Detektionsgenauigkeit erhöht wird und das Austauschen des Griffs vereinfacht ist.
Vorzugsweise ist die Fühleinrichtung mit dem Griff über einen Leistungsübertragungsteil gekoppelt. Da bei dieser Anordnung die Fühleinrichtung über den Leistungsübertragungsteil mit dem Griff gekoppelt ist, ist die Vielseitigkeit bei der Verbindung der Fühleinrichtung, des Aktuators und des Griffs erhöht.
Vorzugsweise ist der Griff so angeordnet, dass er in mindestens zwei Richtungen verschwenkbar ist, und weist der Aktuator mindestens zwei Aktuatoren auf, die über Wandler für jede Richtung vorgesehen sind, in denen der Griff verschwenkt wird. Da bei dieser Anordnung der Griff in mindestens zwei Richtungen verschwenkbar ist, besteht die Möglichkeit zum Betätigen des Griffs in mehreren Richtungen.
Vorzugsweise erstreckt sich der Griff bzw. Knopf in einer Richtung rechtwinklig zur Betätigungswelle des Griffs und wird der Griff in einer Ebene rechtwinklig zu der Betätigungswelle gedreht. Alternativ hierzu ist die Betätigungswelle des Griffs in horizontaler Richtung angeordnet und erstreckt sich der Griff in einer Richtung rechtwinklig zur Betätigungswelle und wird in einer Ebene rechtwinklig zur Betätigungswelle gedreht. Wahlweise handelt es sich bei dem Griff um einen Gleitgriff, der verschieblich betätigt wird, wobei der Leistungsübertragungsteil integral mit dem Griff ausgebildet sein kann und der Fühlteil zwischen dem Griff und dem Aktuator vorgesehen sein kann. Vorzugsweise ist der Fühlteil für jede Richtung vorgesehen, in welcher der Griff verschwenkt wird. Bei diesen Anordnungen können der Griff, der Fühlteil und der Aktuator in verschiedenartiger Weise verbunden werden und somit verschiedene Formen annehmen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockdiagramm einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ein Blockdiagramm einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ein Blockdiagramm einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ein Blockdiagramm einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ein Blockdiagramm einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ein Blockdiagramm einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 ein Blockdiagramm einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ein Blockdiagramm eines ersten Anwendungsbeispiels der manuellen Eingabevorrichtung;
10 ein Blockdiagramm eines zweiten Anwendungsbeispiels der manuellen Eingabevorrichtung;
11 ein Blockdiagramm eines dritten Anwendungsbeispiels der manuellen Eingabevorrichtung;
12 ein Blockdiagramm eines vierten Anwendungsbeispiels der manuellen Eingabevorrichtung;
13 eine Wellenformdarstellung zur Erläuterung eines Beispiels eines Betätigungsgefühls, das bei einem Griff der manuellen Eingabevorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel Anwendung findet;
14 eine Perspektivansicht unter Darstellung eines Hauptbereichs eines Armaturenbretts, in das in eine in einem Fahrzeug angebrachte Gerätesteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung integriert ist;
15 eine Draufsicht unter Darstellung eines Hauptbereichs des Innenraums eines Kraftfahrzeugs, in das die in dem Fahrzeug angebrachte Gerätesteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung integriert ist;
16 ein Funktionsblockdiagramm der in dem Fahrzeug angebrachten Gerätesteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
17 ein Blockdiagramm einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele einer manuellen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Unter Bezugnahme zuerst auf 1 ist eine manuelle Eingabevorrichtung 1A gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei der manuellen Eingabevorrichtung 1A handelt es sich um eine manuelle Ein gabevorrichtung vom Dreh-Typ, die Folgendes aufweist: ein Gehäuse (nicht gezeigt); eine Betätigungswelle 2, die in dem Gehäuse drehbar gehalten ist; einen knopfartigen Griff 3, der an dem einen Ende der Betätigungswelle 2 befestigt ist; sowie eine Fühleinrichtung 4, wie z.B. einen Drehcodierer oder ein Potentiometer zum Erfassen des Ausmaßes und der Richtung der Rotationsbewegung der Betätigungswelle 2. Ferner beinhaltet die manuelle Eingabevorrichtung 1A: einen Rotationsantriebs-Aktuator 5, wie z.B. einen Gleichstrommotor oder einen Schrittmotor zum Aufbringen einer externen Kraft auf den Griff 3; einen Leistungsübertragungsteil 6, wie z.B. Zahnräder und/oder Reibungsräder zum Übertragen von Leistung zwischen der Betätigungswelle 2 und der Antriebswelle 5a des Aktuators 5; einen Eingabe-/Ausgabeteil 7 zum Senden und Empfangen eines Signals zu einer bzw. von einer externen Vorrichtung (nicht gezeigt); einen Steuerteil 8 zum Erzeugen eines Steuersignals c für den Aktuator 5 gemäß einem externen Signal b, das von einer externen Fühleinrichtung abgegeben wird, die mit der externen Vorrichtung (nicht gezeigt) verbunden ist, oder gemäß Steuerinformation e, die zumindest gemäß dem externen Signal b erzeugt wird; einen D/A-Wandler 9 zum Umwandeln des von dem Steuerteil 8 abgegebenen Steuersignals c von einem digitalen Signal in ein analoges Signal; sowie einen Leistungsverstärker 10 zum Verstärken des Steuersignals c, das durch den D/A-Wandler 9 in ein analoges Signal umgewandelt worden ist, um dadurch Antriebsleistung für den Aktuator 5 zu schaffen. Die Verwendung eines Schrittmotors als Aktuator 5 kann die Notwendigkeit für den Digital-Analog-Wandler 9 eliminieren.
In 1 wird ein Drehcodierer als Fühleinrichtung 4 verwendet. Der Drehcodierer ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer auf der Betätigungswelle 2 befestigten Codeplatte 4a versehen, und ein Licht emittierendes Element 4b sowie ein Licht empfangendes Element 4c sind über die Codeplatte 4a hinweg an beiden Oberflächen von dieser in einander gegenüberliegender Weise angeordnet. Selbstverständlich kann anstelle des Licht emittierenden Elements 4b und des Licht empfangenden Elements 4c, die einzeln angeordnet sind, auch ein Fotounterbrecher verwendet werden, in dem die beiden Elemente 4b und 4c integriert sind.
Der Eingabe-/Ausgabeteil 7 ist mit einer Sendeschnittstelle 7a und einer Empfangsschnittstelle 7b versehen. Die Sendeschnittstelle 7a sendet ein Detektions signal a, das von der Fühleinrichtung 4 abgegeben wird, zu der externen Vorrichtung (nicht gezeigt).
Der Steuerteil 8 ist mit einer CPU 8a und einem Speicher 8b versehen. Der Speicher 8b speichert Daten und ein Programm zum Analysieren des externen Signals b oder von Steuerinformation e, die nach Maßgabe des externen Signals b erzeugt wird, und speichert ferner Betriebsdaten und ein Betriebsprogramm für den Aktuator 5. Die CPU 8a empfängt das externe Signal b oder die Steuerinformation e und analysiert das externe Signal b oder die Steuerinformation e in Abhängigkeit von den Daten und dem Programm, die in dem Speicher 8b gespeichert sind. Die CPU 8a bestimmt dann ein Steuersignal c, das dem externen Signal b oder der Steuerinformation e entspricht, nach Maßgabe der Daten oder des Programms, die in dem Speicher 8b gespeichert sind, und gibt das Steuersignal c an den D/A-Wandler 9 ab.
Das Steuersignal c dient als ein Signal, das einem an dem Griff 3 verfügbaren Betätigungsgefühl entspricht. Mögliche Signaltypen beinhalten die „Erzeugung von Vibrationen", „Erzeugung einer Impulskraft" und die Änderung einer aufgebrachten Kraft". Für ein Signal vom Typ „Erzeugung von Vibrationen" bildet die CPU 8a ein Steuersignal c, das die Vibrationsintensität, das Vibrationsprofil, die Belastungszeit, die Frequenz und dergleichen darstellt. Für ein Signal vom Typ „Erzeugung einer Impulskraft" bildet die CPU 8a ein Steuersignal c, das die Impulsintensität, das Impulsprofil, die Belastungszeit und dergleichen darstellt. Für ein Signal vom Typ „Änderung einer aufgebrachten Kraft" erzeugt die CPU 8a ein Steuersignal c, das die Intensität einer aufgebrachten Kraft, die Richtung einer aufgebrachten Kraft, die Belastungszeit und dergleichen darstellt. Bei der Steuerinformation e handelt es sich um Information, die aufgrund des Inhalts des Steuersignals c in einen Befehl umgewandelt wird. Ferner kann bei Ausführung der „Änderung der aufgebrachten Kraft" unter Verwendung von Vorlagen die Steuerinformation e einen Befehl beinhalten, der eine Vorlage darstellt. Darüber hinaus kann die Steuerinformation e einen Wert, der den Betrag einer Belastung angibt, das Detektionssignal a sowie ein Signal beinhalten, das von einer anderen externen Fühleinrichtung (nicht gezeigt) zu der externen Vorrichtung übertragen wird.
Gemäß der manuellen Eingabevorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird das Steuersignal c für den Aktuator 5 anhand des externen Signals d bestimmt, das von der mit der externen Vorrichtung (nicht gezeigt) verbundenen externen Fühleinrichtung zu der CPU 8a übermittelt wird, oder anhand der Steuerinformation e bestimmt, die zumindest nach Maßgabe des externen Signals b erzeugt wird. Somit ist es möglich, eine Feinsteuerung des Aktuators 5 in Abhängigkeit von dem Zustand der externen Vorrichtung vorzunehmen. Dies erlaubt eine derartige Steuerung des Aktuators 5, das eine bestimmte Betätigung des Griffs 3 in Abhängigkeit von dem Zustand der externen Vorrichtung unterbunden wird und dadurch eine Diskrepanz zwischen dem Betriebszustand der externen Vorrichtung und dem Betätigungszustand des Griffs 3 verhindert wird. Somit kann die vorliegende Anordnung die Bedienbarkeit und die Zuverlässigkeit der manuellen Eingabevorrichtung 1A verbessern.
Zweites Ausführungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Unter Bezugnahme nunmehr auf 2 ist eine manuelle Eingabevorrichtung 1B gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die manuelle Eingabevorrichtung 1B bei diesem Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Fühleinrichtung 4 auf einer Antriebswelle 5a des Aktuators 5 angebracht ist. Da die übrige Konfiguration analog zu der der manuellen Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, sind entsprechende Elemente und Teile in 2 mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet, wobei aus Gründen der Vereinfachung auf eine Beschreibung von diesen verzichtet wird. Die manuelle Eingabevorrichtung 1B gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzielt ähnliche Vorteile wie die manuelle Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Drittes Ausführungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine manuelle Eingabevorrichtung 1C gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die manuelle Eingabevorrichtung 1B des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeichnet sich dadurch aus, dass ein hebelartiger Griff 3, der sich innerhalb einer horizontalen Ebene dreht, an dem einen Ende der Betätigungswelle 2 vorgesehen ist. Da die übrige Konfiguration analog zu der der manuellen Eingabevorrichtung 1a ge mäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, sind entsprechende Elemente und Teile in 3 mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung von diesen verzichtet wird. Die manuelle Eingabevorrichtung 1C des vorliegenden Ausführungsbeispiels schafft ähnliche Vorteile wie die manuelle Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Viertes Ausführungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Unter Bezugnahme auf 4 ist eine manuelle Eingabevorrichtung 1D gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die manuelle Eingabevorrichtung 1D des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeichnet sich dadurch aus, dass die Betätigungswelle 2 horizontal angeordnet ist und an ihrem einen Ende an einem hebelartigen Griff 3 angebracht ist, der sich in einer vertikalen Ebene dreht, und der Linearantriebs-Aktuator 5, wie z.B. ein Elektromagnet oder ein Linearmotor, mit dem Griff 3 gekoppelt ist. Das Aufbringen einer externen Kraft (das Liefern eines Betätigungsgefühls) auf den Griff 3 erfolgt durch antriebsmäßiges Bewegen des Aktuators 5. Da die übrige Konfiguration analog zu der der manuellen Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, sind entsprechende Elemente und Teile in 4 mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung von diesen verzichtet wird. Die manuelle Eingabevorrichtung 1D gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liefert wiederum ähnliche Vorteile wie die manuelle Eingabevorrichtung 1A aus dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fünftes Ausführungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Unter Bezugnahme auf 5 ist eine manuelle Eingabevorrichtung 1E gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei der manuellen Eingabevorrichtung 1E gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine manuelle Eingabevorrichtung vom Gleit-Typ. Diese manuelle Eingabevorrichtung 1E zeichnet sich dadurch aus, dass der Griff 3 an der oberen Oberfläche einer Zahnstange 11 (einem Leistungsübertragungsteil) befestigt ist, die in einem Gehäuse (nicht gezeigt) verschiebbar gehalten ist, wobei die Zahnstange 11 mit einem Ritzel 12 (einem Leistungsübertragungsteil) in Eingriff steht, das an dem einen Ende der Betätigungswelle 2 befestigt ist, so dass die Antriebskraft des Griffs 3 über die Zahnstange 11 und das Ritzel 12 auf die Betätigungswelle 2 übertragen wird und ferner auch die Antriebskraft von dem Aktuator 5 über die Zahnräder 6, die Betätigungswelle 2, das Ritzel 12 und die Zahnstange 11 auf den Griff 3 übertragen wird. Da die übrige Konfiguration analog zu der der manuellen Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, sind entsprechende Elemente und Teile in 5 mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung von diesen verzichtet wird. Die manuelle Eingabevorrichtung 1E des vorliegenden Ausführungsbeispiels liefert ähnliche Vorteile wie die manuelle Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Da ferner der Griff 3 an der Zahnstange 11 befestigt ist, die in dem Gehäuse verschiebbar gehalten ist, lässt sich die manuelle Eingabevorrichtung 1E bei einer Vorrichtung anwenden, bei der der Griff von dieser linear betätigt wird, wie z.B. bei einem Gangschalthebel für ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe.
Sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine manuelle Eingabevorrichtung 1F gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei der manuellen Eingabevorrichtung 1F des vorliegenden Ausführungsbeispiels handelt es sich ebenfalls um eine manuelle Eingabevorrichtung vom Gleit-Typ, und diese zeichnet sich dadurch aus, dass ein Linearantriebs-Aktuator 5, wie z.B. ein Elektromagnet oder ein Linearmotor, als Aktuator zum Aufbringen einer externen Kraft auf den Griff 3 vorgesehen ist. Da die übrige Konfiguration analog zu der der manuellen Eingabevorrichtung 1E gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist, sind entsprechende Elemente und Teile in 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 5, wobei auf eine Beschreibung von diesen verzichtet wird. Die manuelle Eingabevorrichtung 1F des vorliegenden Ausführungsbeispiels erbringt ähnliche Vorteile wie die manuelle Eingabevorrichtung 1E gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
Siebtes Ausführungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Unter Bezugnahme auf 7 ist eine manuelle Eingabevorrichtung 1G gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei der manuellen Eingabevorrichtung 1G des vorliegenden Ausführungsbeispiels handelt es sich um eine in zwei Dimensionen betriebene Eingabevorrichtung. Die manuelle Eingabevorrichtung 1G beinhaltet: ein Gehäuse (nicht gezeigt); die Betätigungswelle 2, die in dem Gehäuse derart gehalten ist, dass die Betätigungswelle 22 schwenkbar und drehbar ist; sowie den an dem einen Ende der Betätigungswelle 2 befestigten Griff 3. Weiterhin beinhaltet die manuelle Eingabevorrichtung 1G: einen Wandler 15 zum Umwandeln der Schwenkbewegung der Betätigungswelle 2 in einen Rotationsbetrag eines x-Richtungs-Rotors 13 und einen Rotationsbetrag eines y-Richtungs-Rotors 14, die orthogonal zueinander angeordnet sind; eine x-Richtungs-Fühleinrichtung 4a und eine y-Richtungs-Fühleinrichtung 46, die direkt mit den zentralen Wellen 13a und 14a der Rotoren 13 bzw. 14 verbunden sind; sowie einen x-Richtungs-Rotationsantriebs-Aktuator 5A und einen y-Richtungs-Rotationsantriebs-Aktuator 5B, die mit den zentralen Wellen 13a bzw. 14a verbunden sind, um eine externe Kraft auf den Griff 3 aufzubringen. Darüber hinaus beinhaltet die manuelle Eingabevorrichtung 1G: den Eingabe-/Ausgabeteil 7 zum Senden und Empfangen eines Signals zu einer bzw. von einer externen Vorrichtung (nicht gezeigt); einen Steuerteil 8 zum Erzeugen eines Steuersignals c1 für den x-Richtungs-Aktuator 5A und eines Steuersignals c2 für den y-Richtungs-Aktuator 5B nach Maßgabe eines externen Signals b, das von einer mit der externen Vorrichtung (nicht gezeigt) verbundenen externen Fühleinrichtung abgegeben wird, oder nach Maßgabe von Steuerinformation e, die zumindest gemäß dem externen Signal b erzeugt wird, sowie zum Abgeben des Steuersignals c1 und c2; einen x-Richtungs-D/A-Wandler 9A und einen y-Richtungs-D/A-Wandler 9B, die jeweils eine Digital-/Analog-Umwandlung der von dem Steuerteil 8 abgegebenen Steuersignale c1 und c2 vornehmen; sowie einen x-Richtungs-Leistungsverstärker 10A und einen y-Richtungs-Leistungsverstärker 10B zum Verstärken des Steuersignals c1 und c2, die von dem D/A-Wandler 9A und 9B in analoge Signale umgewandelt worden sind, um dadurch für eine Leistungsversorgung für den Aktuator 5A bzw. 5B zu sorgen.
Für die x-Richtungs-Fühleinrichtung 4A und die y-Richtungs-Fühleinrichtung 4B können Drehcodierer, Potentiometer oder dergleichen verwendet werden. Für den x-Richtungs-Aktuator 5A und den y-Richtungs-Aktuator 5B können Gleichstrommotoren, Schrittmotoren oder dergleichen verwendet werden. Die übrige Konfigu ration einschließlich des Eingabe-/Ausgabeteils 7 und des Steuerteils 8 sowie die von dem Steuerteil 8 abgegebenen Steuersignale c1 und c2 sind im Wesentlichen analog zu der Konfiguration der manuellen Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher sind in 7 entsprechende Elemente und Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung von diesen verzichtet wird. Die manuelle Eingabevorrichtung 1G des vorliegenden Ausführungsbeispiels liefert ähnliche Vorteile wie die manuelle Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die manuelle Eingabevorrichtung 1G kann bei Vorrichtungen verwendet werden, bei denen ein Griff in zwei Dimensionen verschwenkt wird, wie z.B. bei Fernsteuerungen für verschiedene elektrische Geräte.
Achtes Ausführungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Unter Bezugnahme auf 8 ist eine manuelle Eingabevorrichtung 1H gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die manuelle Eingabevorrichtung 1H des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeichnet sich dadurch aus, dass der Steuerteil 7 der manuellen Eingabevorrichtung 1A gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eliminiert ist. Da die übrige Konfiguration die gleiche ist wie bei der manuellen Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind in 8 entsprechende Elemente und Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung von diesen verzichtet wird. Bei der manuellen Eingabevorrichtung 1H steuert eine in der externen Vorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehene Steuereinrichtung den Aktuator 5 (den x-Richtungs-Aktuator 5A und den y-Richtungs-Aktuator 5B für die manuelle Eingabevorrichtung 1G gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel). Somit liefert die manuelle Eingabevorrichtung 1H ähnliche Vorteile wie die manuelle Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Steuerteile der manuellen Eingabevorrichtungen 1B und 1G gemäß dem zweiten und dem siebten Ausführungsbeispiel können ebenfalls eliminiert werden.
Modifikationen der manuellen Eingabevorrichtung

1. „Obwohl bei jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele das Steuersignal c für den Aktuator 5 nach Maßgabe des externen Signals b erzeugt wird, das von der mit der externen Vorrichtung verbundenen externen Fühleinrichtung abgegeben wird, oder nach Maßgabe der Steuerinformation b erzeugt wird, die zumindest gemäß dem externen Signal b erzeugt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Arbeitsweise beschränkt. Zum Beispiel kann das Steuersignal c für den Aktuator 5 zusätzlich zu dem Detektionssignal a und/oder dem externen Signal b nach Maßgabe eines externen Signals erzeugt werden, das von einer anderen externen Fühleinrichtung abgegeben wird, die nicht mit der externen Vorrichtung verbunden ist.
1. Während der Steuerteil der manuellen Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bei dem achten Ausführungsbeispiel eliminiert ist, kann gleichermaßen auch der Steuerteil 8 jeder manuellen Eingabevorrichtung 1B bis 1G gemäß dem zweiten bis siebten Ausführungsbeispiel eliminiert werden.
3. Die Formgebung des Griffs bzw. Knopfes 3, die Anordnung der Betätigungswelle 2 relativ zu dem Gehäuse sowie die Arten der Fühleinrichtungen 4 und des Aktuators 5 sind nicht auf die in dem jeweiligen Ausführungsbeispiel exemplarisch angeführte Kombination beschränkt, sondern es kann sich nach Bedarf um eine beliebige Kombination handeln.

Erstes Anwendungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Als erstes Anwendungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung wird eine Steuerung mit variabler Drehzahl für ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe unter Bezugnahme auf 9 beschrieben, bei dem eine manuelle Eingabevorrichtung 1E vom Gleit-Typ gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel Anwendung findet.
Wie in 9 gezeigt ist, beinhaltet eine Steuerung mit variabler Drehzahl gemäß dem vorliegenden Beispiel eine externe Vorrichtung, die mit dem Eingabe-/Ausgabeteil der manuellen Eingabevorrichtung 1G verbunden ist. Diese externe Vorrichtung beinhaltet eine Getriebesteuerung 21, einen Gabelantriebsteil 22 mit ei fern Aktuator, wie z.B. einem Elektromagneten oder einem Linearmotor, der durch die Getriebesteuerung 21 gesteuert wird, sowie eine Fühleinrichtung 23 für die externe Vorrichtung, wie z.B. einen Codierer oder ein Potentiometer, zum Detektieren des Antriebszustands des Antriebsbereichs 22, und einen Gabelschalter 24, der durch den Antriebsbereich 22 betätigt wird. Weiterhin beinhaltet die externe Vorrichtung ein Getriebe 25 mit Zahnrädern, deren Eingriff durch den Gabelschalter 24 geschaltet wird, sowie einen Drehzahlfühler 26 zum Erfassen der Drehzahl der Ausgangswelle des Getriebes 25. Bei dem vorliegenden Beispiel ist der Griff 3 der manuellen Eingabevorrichtung 1E im Fahrgastraum eines Fahrzeugs angebracht und wird als Schaltgriff bzw. Schalthebel zum Schalten der Gänge des Getriebes 25 verwendet.
Die Getriebesteuerung 21 beinhaltet: einen Eingabe-/Ausgabeteil 27, der mit dem Eingabe-/Ausgabeteil 7 der manuellen Eingabevorrichtung 1E verbunden ist; sowie einen Steuerbereich 28 der externen Vorrichtung zum Erzeugen eines antriebssignals d für den Gabelantriebsteil 22 unter Verwendung eines externen Signals b1, das von der Fühleinrichtung 23 der externen Vorrichtung abgegeben wird, sowie eines externen Signals b2, das von dem Drehzahlfühler 26 abgegeben wird, sowie zum Abgeben des Antriebssignals d. Die Getriebesteuerung 21 beinhaltet ferner: einen D/A-Wandler 29 zum Ausführen einer Digital-Analog-Wandlung an dem Antriebssignal d, das von dem Steuerteil 28 der externen Vorrichtung abgegeben wird; sowie einen Leistungsverstärker 30 zum Verstärken des Antriebssignals d, das durch den D/A-Wandler 29 in ein analoges Signal umgewandelt worden ist, um Antriebsleistung für den Gabelantriebsteil 22 zu schaffen. Die Verwendung eines Schrittmotors für den Gabelantriebsteil 22 kann die Notwendigkeit für die Verwendung des D/A-Wandlers 29 eliminieren.
Der Eingabe-/Ausgabeteil 27 ist mit einer Empfangsschnittstelle 27b versehen, die mit der Sendeschnittstelle 7a des Eingabe-/Ausgabeteils 7 in der manuellen Eingabevorrichtung 1E verbunden ist. Ferner ist der Eingabe-/Ausgabeteil 27 mit einer Sendeschnittstelle 27a versehen, die mit der Empfangsschnittstelle 7b des Eingabe-/Ausgabeteils 7 in der manuellen Eingabevorrichtung 1E verbunden ist. Der Steuerteil 28 der externen Vorrichtung ist mit einer CPU 28a und einem Speicher 28b konfiguriert. Der Speicher 28b speichert Daten und ein Programm zum Analysieren der externen Signale d1 und d2 sowie Ansteuerdaten und ein Ansteuerprogramm für den Gabelantriebsteil 22. Die CPU 28a empfängt die exter nen Signale b1 und b2 und analysiert die externen Signale b1 und b2, um ein dem externen Signal b1 und b2 entsprechendes Ansteuersignal b auf der Basis der in dem Speicher 28b gespeicherten Daten und dem dort gespeicherten Programm zu bestimmen. Die CPU 28a sendet die externen Signale b1 und b2 durch die Sendeschnittstelle 27a und die Empfangsschnittstelle 7b zu dem Steuerteil 8 der manuellen Eingabevorrichtung 1E.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Steuerung mit variabler Drehzahl mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration erläutert.
Bei Betätigung des Griffs 3 erfasst die Fühleinrichtung 4 das Ausmaß und die Richtung der Betätigung des Griffs 3, um ein dem Ausmaß und der Richtung der Betätigung des Griffs 3 entsprechendes Detektionssignal a abzugeben. Das Detektionssignal a wird über die Sendeschnittstelle 7a und die Empfangsschnittstelle 27b zu dem Steuerteil 28 der externen Vorrichtung geschickt. Andererseits analysiert die in der Getriebesteuerung 21 vorgesehene CPU 28a das Detektionssignal a und die externen Signale b1 und b2, um das dem jeweiligen Signal a und die externen Signale b1 und b2, um das dem jeweiligen Signal a, b1 und b2 entsprechende Ansteuersignal b auf der Basis der Daten und des Programms zu bestimmen, die in dem Speicher 28b gespeichert sind, und sie gibt das Ansteuersignal d an den D/A-Wandler 29 ab. Der D/A-Wandler 29 wandelt das Ansteuersignal d in ein analoges Signal um und gibt das Signal an den Leistungsverstärker 30 ab. Der Leistungsverstärker 30 verstärkt das von dem D/A-Wandler 29 abgegebene analoge Signal und führt das resultierende Signal dem Gabelantriebsteil 22 zu. Dies veranlasst eine antriebsmäßige Betätigung des Gabelschalters 24, um dadurch den Getriebeeingriff des Getriebes 25 auf der Basis des Inhalts der Betätigung des Griffs 3 zu schalten. Der externe Steuerteil 28 schickt das externe Signal b1, das von der Fühleinrichtung 23 der externen Vorrichtung abgegeben wird, sowie das externe Signal b2, das von dem Drehzahlfühler 26 abgegeben wird, über die Sendeschnittstelle 27a und die Empfangsschnittstelle 7b zu dem Steuerteil 8 der manuellen Eingabevorrichtung 1E. Der Steuerteil 8 analysiert die übermittelten externen Signale b1 und b2, um ein Steuersignal c zu bestimmen, das den externen Signalen b1 bzw. b2 entspricht, und gibt das Steuersignal c an den D/A-Wandler 9 ab. Der D/A-Wandler 9 wandelt das Steuersignal c in ein analoges Signal um und gibt das analoge Signal an den Leistungsverstärker 10 ab. Der Leistungsverstärker 10 verstärkt das von dem D/A-Wandler 9 abgegebene analoge Signal und führt das resultierende Signal dem Aktuator 5 zu. Als Ergebnis hiervon wird eine Last, die auf die externen Signale b1 und b2 basiert, auf den Griff 3 aufgebracht, so dass ein erforderliches Betätigungsgefühl für den Griff 3 geschaffen wird. Beim Betätigen des Griffs 3 zum Umschalten von einer Schaltposition in eine andere Schaltposition wird z.B. ein leichtes Widerstandsgefühl von dem Aktuator 5 auf die Betätigungswelle 2 aufgebracht. Auf diese Weise wird es möglich, ein rastartiges Gefühl bei der Betätigung des Griffs 3 zu erzeugen. Wenn die Drehzahl der Ausgangswelle des Getriebes 25 hoch ist, wird in ähnlicher Weise z.B. beim Betätigen des Griffs 3 zum Umschalten von Fahrbetrieb auf den Rückwärtsgang ein starkes Widerstandsgefühl von dem Aktuator 5 auf die Betätigungswelle 2 aufgebracht. Dadurch wird es möglich, die Betätigung des Griffs 3 zu unterbinden, so dass eine unangemessene Betätigung des Griffs 3 verhindert werden kann.
Die Anordnung des vorliegenden Beispiels verwendet die manuelle Eingabevorrichtung 1E, die den Steuerteil 8 beinhaltet, und ferner werden die externen Signale b1 und b2 in den Steuerteil 8 eingegeben. Diese Anordnung kann somit die Notwendigkeit zum Vornehmen einer Änderung an dem Steuerteil 28 der externen Vorrichtung eliminieren und kann somit die Anwendung der manuellen Eingabevorrichtung an der in der externen Vorrichtung enthaltenen Getriebesteuerung 21 vereinfachen.
Die manuelle Eingabevorrichtung 1E gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel kann durch die manuelle Eingabevorrichtung 1F gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ersetzt werden. Mit einer derartigen Anordnung können wiederum die gleichen Vorteile erzielt werden, wie diese vorstehend beschrieben worden sind. Anstatt der Verwendung der manuellen Eingabevorrichtung 1E vom Gleit-Typ gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel oder der manuellen Eingabevorrichtung 1F vom Gleit-Typ gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel kann alternativ hierzu die in zwei Dimensionen betätigbare manuelle Eingabevorrichtung 1G gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel zum Erzeugen eines erforderlichen Betätigungsgefühls an dem Schaltgriff eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe verwendet werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die von dem Drehzahlfühler 26 abgegebene Drehzahl der Ausgangswelle des Getriebes 25 in die CPU 28a eingegeben; in Verbindung mit oder anstatt dieser Anordnung können jedoch auch andere externe Signale, die die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Motordrehzahl darstellen, eingegeben werden. In diesem Fall können solche Signale, die die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Motordrehzahl darstellen, auch in die CPU 28a des Steuerteils 28 der externen Vorrichtung oder die CPU 8a der manuellen Eingabevorrichtung 1E eingegeben werden.
Zweites Anwendungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Das zweite Anwendungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Bei diesem Beispiel findet die manuelle Eingabevorrichtung 1E vom Gleit-Typ gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel wiederum Anwendung bei der Steuerung mit variabler Drehzahl eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe. Im Gegensatz zu dem ersten Anwendungsbeispiel, bei dem das externe Signal b1 und b2 von dem Steuerteil 28 der externen Vorrichtung zu dem Steuerteil 8 übermittelt werden, zeichnet sich dieses zweite Beispiel dadurch aus, dass das blanke Detektionssignal a und die externen Signale b1 und b2 oder die externen Signale b1 und b2 in Steuerinformation d umgewandelt werden, die eine einfachere Datenstruktur hat, wobei diese Steuerinformation b zu dem Steuerteil 8 übermittelt wird.
Der Speicher 28b des Steuerteils 28 der externen Vorrichtung enthält somit ein Umwandlungsprogramm zum Umwandeln des Detektionssignals a und der externen Signale b1 und b2 oder der externen Signale b1 und b2, die in die CPU 28a eingegeben werden, in die Steuerinformation e, die eine einfachere Datenstruktur hat. Die CPU 28a aktiviert wiederholt das Umwandlungsprogramm, um das empfangene Detektionssignal a und die externen Signale b1 und b2 oder die empfangenen Signale b1 und b2 in die Steuerinformation e umzuwandeln. Die CPU 28a schickt dann die Steuerinformation e über die Sendeschnittstelle 27a und die Empfangsschnittstelle 7b zu dem Steuerteil 8 der manuellen Eingabevorrichtung 1E. Bei Eingabe eines anderen externen Signals, das die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl oder dergleichen darstellt, wird das externe Signal der CPU 28a des Steuerteils 28 der externen Vorrichtung zugeführt.
Die CPU 8a der manuellen Eingabevorrichtung 1B analysiert die Steuerinformation e, bestimmt das Steuersignal c entsprechend der Steuerinformation e nach Maßgabe der Daten und des Programms, die in dem Speicher 8b gespeichert sind, und gibt das Steuersignal c an den D/A-Wandler 9 ab. Da die übrige Konfiguration und Arbeitsweise analog zu denen bei dem ersten Anwendungsbeispiel sind, sind entsprechende Elemente und Teile in 10 mit den gleichen Bezugszeichen wie in 9 bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung von diesen verzichtet wird.
Bei diesem Beispiel wird die Steuerinformation e, die eine einfachere Datenstruktur hat als das blanke Detektionssignal a und die externen Signale b1 und b2 oder die externen Signale b1 und b2, von der in dem Steuerteil 28 der externen Vorrichtung vorgesehenen CPU 28a erzeugt und durch den in der manuellen Eingabevorrichtung 1E enthaltenen Steuerteil 8 analysiert. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Belastung des Steuerteils 8 sowie eine Steigerung der Geschwindigkeit beim Steuern des Aktuators 5.
Drittes Anwendungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Ein drittes Anwendungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf 11 erläutert. Bei diesem Anwendungsbeispiel wird die manuelle Eingabevorrichtung 1H gemäß dem achten Ausführungsbeispiel bei der Steuerung mit variabler Drehzahl eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe verwendet und zeichnet sich dadurch aus, dass das Steuersignal c für den Aktuator 5 von dem Steuerteil 28 der externen Vorrichtung zu der manuellen Eingabevorrichtung 1H übermittelt wird.
Somit speichert der Speicher 28b des Steuerteils 28 der externen Vorrichtung die Daten und das Programm zum Analysieren des Detektionssignals a und der externen Signale b1 und b2 oder der externen Signale b1 und b2, die in die CPU 28a eingegeben werden, sowie die Ansteuerdaten und das Ansteuerprogramm für den Aktuator 5. Die CPU 28a aktiviert wiederholt das Ansteuerprogramm zum Erzeugen des Steuersignals c, das dem eingegebenen Detektionssignal a und den externen Signalen b1 und b2 oder den externen Signalen b1 und b2 für den Aktuator 5 entspricht und gibt dann das Steuersignal c an den D/A-Wandler 9 ab.
Da die übrige Konfiguration und die übrige Arbeitsweise analog zu denen des ersten Anwendungsbeispiels sind, sind in 10 entsprechende Elemente und Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 9 bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung von diesen verzichtet wird.
Bei diesem Beispiel steuert die CPU 28a des Steuerteils 28 der externen Vorrichtung den Aktuator 5 der manuellen Eingabevorrichtung 1H. Diese Anordnung kann somit die Notwendigkeit zum Vorsehen des Steuerteils in der manuellen Eingabevorrichtung 1H eliminieren, so dass Möglichkeiten zum Reduzieren der Größe und der Kosten der manuellen Eingabevorrichtung vorhanden sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das alternative externe Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Motordrehzahl darstellt, ebenfalls in die CPU 28a des Steuerteils 8 der externen Vorrichtung eingegeben.
Viertes Anwendungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung
Im Folgenden wird ein Radio, bei dem die manuelle Eingabevorrichtung 1A vom Dreh-Typ gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel Anwendung findet, unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben.
Wie in 12 gezeigt ist, beinhaltet das Radio bei diesem Ausführungsbeispiel eine externe Vorrichtung, die mit dem Eingabe-/Ausgabeteil 7 der manuellen Eingabevorrichtung 1A verbunden ist. Diese externe Vorrichtung beinhaltet:
eine Radiosteuerung 31; einen Tuner-Betätigungsteil 32, der einen Aktuator, wie z.B. einen Gleichstrommotor oder einen Schrittmotor, aufweist und der durch die Radiosteuerung 31 gesteuert wird; eine Fühleinrichtung 33 für die externe Vorrichtung, wie z.B. einen Codierer oder ein Potentiometer, zum Detektieren des Betätigungszustands des Tuner-Betätigungsteils 32; einen Tuner 34, der durch den Tuner-Betätigungsteil 32 betätigt wird; und einen Senderwahl-Detektionsteil 35, der feststellt, wenn der Tuner 34 auf eine Station abgestimmt ist. Bei dem vorliegenden Beispiel ist der Griff bzw. Knopf 3 der manuellen Eingabevorrichtung 1A in dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs angeordnet und wird als Tuner-Betätigungsknopf zum Betätigen des Tuners 34 verwendet.
Die Radiosteuerung 31 beinhaltet: einen Eingabe-/Ausgabeteil 37, der mit dem Eingabe-/Ausgabeteil 37 der manuellen Eingabevorrichtung 1A verbunden ist; sowie einen Steuerteil 38 der externen Vorrichtung zum Erzeugen eines Ansteuersignals d für den Tuner-Betätigungsteil 32 entsprechend dem von der Detektionseinrichtung 4 abgegebenen Detektionssignal a, einem von der Fühleinrichtung 33 der externen Vorrichtung abgegebenen externen Signal b3 sowie einem von dem Senderwahl-Detektionsteil 35 abgegebenen externen Signal b4 sowie zum Abgeben des Ansteuersignals d. Ferner beinhaltet die Radiosteuerung 31: einen D/A-Wandler 39 zum Ausführen einer Digital-Analog-Umwandlung des Ansteuersignals d, das von dem Steuerteil 38 der externen Vorrichtung abgegeben wird; sowie einen Leistungsverstärker 40 zum Verstärken des Ansteuersignals d, das von dem D/A-Wandler 39 in ein analoges Signal umgewandelt worden ist, um Antriebsleistung für den Tuner-Betätigungsteil 32 zu schaffen. Die Verwendung eines Schrittmotors für den Tuner-Betätigungsteil 32 kann die Notwendigkeit zum Vorsehen des D/A-Wandlers 39 eliminieren.
Der Eingabe-/Ausgabeteil 37 ist mit einer Empfangsschnittstelle 37b versehen, die mit der Sendeschnittstelle 7a des in der manuellen Eingabevorrichtung 1A enthaltenen Eingabe-/Ausgabeteils 7 verbunden ist. Der Eingabe-/Ausgabeteil 37 ist ferner mit einer Sendeschnittstelle 37a versehen, die mit der Empfangsschnittstelle 7b des Eingabe-/Ausgabeteils 7 in der manuellen Eingabevorrichtung 1A verbunden ist. Der Steuerteil 38 der externen Vorrichtung ist mit einer CPU 48a und einem Speicher 38b konfiguriert. Der Speicher 38b speichert Daten und ein Programm zum Analysieren des Detektionssignals a und der Detektionssignale b3 und b4 sowie Ansteuerdaten und ein Ansteuerprogramm für den Tuner-Betätigungsteil 32. Die CPU 38a empfängt das Detektionssignal a und die externen Signale b3 und b4 und analysiert das Detektionssignal a und die externen Signale b3 und b4 zum Bestimmen eines Ansteuersignals d, das dem Detektionssignal a und den externen Signalen b3 und b4 entspricht, in Abhängigkeit von den Daten und dem Programm, die in dem Speicher 38b gespeichert sind. Ferner schickt die CPU 38a die externen Signale b3 und b4 durch die Sendeschnittstelle 37a und die Empfangsschnittstelle 7b zu dem Steuerteil 8 der manuellen Eingabevorrichtung 1A.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Radiosteuerung mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration erläutert.
Bei Betätigung des Griffs bzw. Knopfes 3 werden das Ausmaß und die Richtung der Betätigung des Griffs 3 durch die Fühleinrichtung 4 detektiert, die wiederum das Detektionssignal a entsprechend dem Ausmaß und der Richtung der Betätigung des Griffs 3 abgibt. Das Detektionssignal a wird über die Sendeschnittstelle 7a und die Empfangsschnittstelle 37b zu dem Steuerteil 38 der externen Vorrichtung geschickt. Die in der Radiosteuerung 31 enthaltene CPU 38a analysiert das Detektionssignal a und die externen Signale b3 und b4. Die CPU 38a bestimmt dann das Ansteuersignal d entsprechend den jeweiligen Signalen a, b3 und b4 auf der Basis der Daten und des Programms, die in dem Speicher 38b gespeichert sind, und gibt das Ansteuersignal d an den D/A-Wandler 39 ab. Der D/A-Wandler 39 wandelt das Ansteuersignal d in ein analoges Signal um und gibt das Signal an den Leistungsverstärker 40 ab. Der Leistungsverstärker 40 verstärkt das analoge Signal, das von dem D/A-Wandler 39 abgegeben wird, und führt das resultierende Signal dem Tuner-Betätigungsteil 32 zu. Dies führt zur Betätigung des Tuners 34, so dass eine gewünschte Station eingestellt werden kann. Der Steuerteil 38 der externen Vorrichtung schickt das externe Signal b3, das von der Fühleinrichtung 33 der externen Vorrichtung abgegeben wird, und das externe Signal b4, das von dem Senderwahl-Detektionsteil 35 abgegeben wird, über die Sendeschnittstelle 37a und die Empfangsschnittstelle 7b zu dem Steuerteil 8 der manuellen Eingabevorrichtung 1A. Der Steuerteil 8 analysiert die übermittelten externen Signale b3 und b4, bestimmt ein Steuersignal c entsprechend jedem der Signale b3 und b4 auf der Basis der Daten und des Programms, die in dem Speicher 8b gespeichert sind, und gibt das Steuersignal c an den D/A-Wandler 9 ab. Der D/A-Wandler 9 wandelt das Steuersignal c in ein analoges Signal um und gibt das analoge Signal an den Leistungsverstärker 10 ab. Der Leistungsverstärker 10 verstärkt das analoge Signal, das von dem D/A-Wandler 9 abgegeben worden ist, und führt das resultierende analoge Signal dem Aktuator 5 zu. Dies führt zur Aufbringung einer externen Kraft, die den externen Signalen b3 und b4 entspricht, auf den Griff 3, so dass an dem Griff 3 ein gewünschtes Betätigungsgefühl vorhanden ist. Wie in 13 gezeigt ist, wird somit bei jedem Einstellen des Tuners 34 auf eine Station ein leichtes Widerstandsgefühl von dem Aktuator 5 auf die Betätigungswelle 2 aufgebracht, so dass der Bedienungsperson in exakter Weise vermittelt werden kann, ob eine Sendereinstellung vorliegt oder nicht. Wenn eine Station, die unter Vermittlung eines leichten Widerstandsgefühls an die Bedienungsperson eingestellt wird, keine erwünschte Station darstellt, kann das Auf bringen einer Kraft, die gleich oder größer ist als das Widerstandsgefühl an dem Griff 3, die Rotation des Griffs 3 erleichtern. Als Ergebnis hiervon erlaubt diese Anordnung einen prompten Abstimmvorgang auf eine gewünschte Station im Vergleich zu einem Tuner mit einem automatischen Abstimmverfahren, bei dem der Tuner einen Stopp für jede Station vornimmt. Die Radiosteuerung 31 gemäß dem vorliegenden Beispiel kann somit die prompte Einstellung des Tuners 34 auf eine gewünschte Station erleichtern.
Während die vorstehende Beschreibung in Verbindung mit einem Beispiel für die manuelle Eingabevorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel angegeben worden ist, kann auch die Verwendung von einer der manuellen Eingabevorrichtungen 1b bis 1d gemäß dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel die gleichen Vorteile erbringen, wie diese vorstehend beschrieben worden sind.
Ausführungsbeispiel einer Steuerung für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften.
Ein Ausführungsbeispiel der Steuerung für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 14 bis 16 beschrieben. 14 zeigt eine Perspektivansicht unter Darstellung eines Hauptbereichs eines Armaturenbretts, in das eine Steuerung 51 für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel integriert ist. 15 zeigt eine Draufsicht unter Darstellung des Hauptbereichs des Innenraums eines Fahrzeugs, in das die Steuerung 51 für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel integriert ist. 16 zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Steuerung 51 für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Unter Bezugnahme auf 14 beinhaltet die Steuerung 51 für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 52, das in Form eines kastenartigen Behältnisses mit einer erforderlichen Größe ausgebildet ist. Eine der manuellen Eingabevorrichtungen 1A bis 1H gemäß den Ausführungsbeispielen 1 bis 8 ist in das Gehäuse 52 integriert. Der Griff bzw. Knopf 3 von einer der manuellen Eingabevorrichtungen 1A bis 1H ist in dem oberen Teil des Gehäuses 52 vorgesehen. An der oberen Oberfläche des Gehäuses 52 sind sechs Drucktastenschalter 54a, 54b, 54c, 54d, 54e und 54f im Wesentlichen in Bogenform um das Zentrum des Griffs 3 herum angeordnet. An dem Außenumfang des Bereichs, in dem die Gruppe der sechs Drucktastenschalter angeordnet ist, sind drei Drucktastenschalter 55a, 55b und 55c, die im Wesentlichen koaxial zu den sechs Drucktastenschaltern sind, zusammen mit einer Lautstärkenregelung 56 angeordnet. In der vorderen Oberfläche des Gehäuses 52 sind ein Kartenschlitz 57 und ein Scheibenschlitz 58 vorhanden.
Wie in 15 gezeigt ist, ist die Steuerung für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften zwischen dem Fahrersitz B und dem Beifahrersitz C an einem Armaturenbrett A angeordnet.
Bei den sechs Drucktastenschaltern 54a bis 54f, die in Bogenform angeordnet sind, handelt es sich um Wählschalter für elektrische Geräte, um in dem Fahrzeug angebrachte Geräte für die Steuerung durch die Steuerung 51 für in dem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften des vorliegenden Ausführungsbeispiels auszuwählen. Bei den in dem Fahrzeug angebrachten Gerätschaften kann es sich um ein Radio, eine Klimaanlage, ein Fernsehgerät, einen CD-Player, ein Fahrzeugnavigationssystem, eine Lenkradneigungseinrichtung, eine Sitzpositionseinstellvorrichtung und ein Telefon handeln. Die Drucktastenschalter 54a bis 54f sind mit dem jeweiligen Typ der in dem Fahrzeug angebrachten Gerätschaften in unabhängiger Weise verbunden. Bei der Steuerung 51 für in dem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 16 gezeigt ist, ist der Drucktastenschalter 54a mit einem Radio 54a verbunden, der Drucktastenschalter 54b mit einer Klimaanlage 54b verbunden, der Drucktastenschalter 54c mit einem Fernsehgerät 54c verbunden, der Drucktastenschalter 54 mit einem CD-Player 54d verbunden, der Drucktastenschalter 54e mit einem Fahrzeugnavigationssystem 54e verbunden und der Drucktastenschalter 54f mit einer Lenkradneigungseinrichtung 54f verbunden. Durch Drücken eines gewünschten Drucktastenschalters wird somit die Auswahl eines Typs der in dem Fahrzeug angebrachten elektrischen Gerätschaften ermöglicht, die mit den Drucktastenschaltern 54a bis 54f verbunden sind.
Bei den drei Drucktastenschaltern 55a bis 55c, die am Umfangsrand der sechs Drucktastenschalter 54a bis 54f angeordnet sind, handelt es sich um Funktions auswahlschalter zum Auswählen von Funktionen des in dem Fahrzeug angebrachten Geräts, das durch die Betätigung der sechs Drucktastenschalter 54a bis 54f ausgewählt worden ist. Wie z.B. in 16 gezeigt ist, haben bei Auswahl des Radios mittels des Drucktastenschalters 54a die drei Drucktastenschalter 55a bis 55c die Funktion eines Senderauswahlschalters, eines Lautstärkenwählschalters bzw. eines Tonwählschalters. In Abhängigkeit von den Arten der in dem Fahrzeug angebrachten elektrischen Gerätschaften, die unter Verwendung der Drucktastenschalter 54a bis 54f ausgewählt werden, variieren selbstverständlich die Funktionsarten, die mit den Drucktastenschaltern 55a bis 55c ausgewählt werden können. Die manuelle Eingabevorrichtung 1A (bis 1H), die in das Gehäuse 52 integriert ist, wird als Einrichtung zum Einstellen der mittels der Drucktastenschalter 55a bis 55c ausgewählten Funktionen verwendet. Wenn z.B. der Tuner des Radios unter Verwendung des Drucktastenschalters 55a ausgewählt wird, erlaubt eine Betätigung des Knopfes 3 ein Einstellen von Radiostationen. Da der Vorgang der Einstellung einer Radiostation sowie die während dieses Vorgangs ausgeführte Kraftrückkopplungssteuerung analog zu denen sind, die im vorangehenden Abschnitt (bei dem vierten Anwendungsbeispiel der manuellen Eingabevorrichtung) erläutert worden sind, wird auf eine Beschreibung von diesen verzichtet.
Die Steuerung für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erlaubt somit eine zentrale Steuerung von einer Mehrzahl von Arten von in einem Fahrzeug angebrachten elektrischen Geräten. Dies kann die Einstellung von Funktionen bei jedem Typ von in einem Fahrzeug angebrachten elektrischem Gerät vereinfachen, so dass sich während des Betriebs des Fahrzeugs ein höheres Maß an Sicherheit ergibt. Außerdem ist die Steuerung für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften derart konfiguriert, dass das Betätigungsgefühl des Griffs bzw. der Taste 3 in Abhängigkeit von dem Zustand des einzustellenden, in einem Fahrzeug angebrachten elektrischen Geräts gesteuert wird, so dass sich eine verbesserte Bedienbarkeit des Griffs bzw. Knopfes 3 erzielen lässt. Die Steuerung für in einem Fahrzeug angebrachte Gerätschaften kann somit zum Erleichtern und Gewährleisten der Einstellung von Funktionen von zu betätigenden elektrischen Geräten verwendet werden.

Claims

Manuelle Eingabevorrichtung, umfassend einen Schaltgriff (3) zum Betätigen einer Getriebesteuerung (21); einen Aktuator (5) zum Aufbringen einer externen Kraft auf den Schaltgriff (3); einen Steuerteil zum Steuern des Aktuators (5), damit er ein leichtes Widerstandsgefühl auf den Schaltgriff (3) aufbringt, wenn dieser so manipuliert wird, dass eine Umschaltung von einer Schaltstellung in eine andere erfolgt; eine Fühleinrichtung (4) zum Erfassen des Bedienungszustands des Schaltgriffs (3); und einen Eingabe-/Ausgabeteil zum Senden und zum Empfangen eines Signals zu der bzw. von der Getriebesteuerung (21), dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebesteuerung (21) mit einem Drehzahlfühler (26) zum Erfassen der Drehzahl einer Ausgangswelle des Getriebes (25) und zum Ausgeben eines externen Signals verbunden ist, wobei der Steuerteil mindestens das externe Signal empfängt, um für den Aktuator (5) ein Steuersignal zu erzeugen, welches mit dem externen Signal korrespondiert, um dadurch den Aktuator so zu steuern, dass er auf den Schaltgriff ein starkes Widerstandsgefühl aufbringt, wenn die Drehzahl der Ausgangswelle des Getriebes (50) groß ist und der Schaltgriff zum Umschalten zwischen Fahrbetrieb und Rückwärtsgang manipuliert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Fühleinrichtung (4) mit einer Betätigungswelle des Griffs (3) gekoppelt ist, wobei der Griff und der Aktuator (5) über einen Leistungsübertragungsteil gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Fühleinrichtung (4) mit einer Antriebswelle des Aktuators gekoppelt ist, und der Griff und der Aktuator über einen Leistungsübertragungsteil gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Fühleinrichtung mit dem Griff über einen Leistungsübertragungsteil gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Griff so angeordnet ist, dass er in mindestens zwei Richtungen verschwenkbar ist, und der Aktuator mindestens zwei Aktuatoren aufweist, die über Wandler für jede Richtung vorgesehen sind, in denen der Griff verschwenkt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Griff sich in einer Richtung rechtwinklig zur Betätigungswelle des Griffs erstreckt, und der Griff in einer Ebene rechtwinklig zu der Betätigungswelle gedreht wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der die Betätigungswelle des Griffs in horizontaler Richtung angeordnet ist und der Griff sich in einer Richtung rechtwinklig zur Betätigungswelle erstreckt und in einer Ebene rechtwinklig zur Betätigungswelle gedreht wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der der Griff ein Gleitgriff ist, der verschieblich betätigt wird, und der Leistungsübertragungsteil integral mit dem Griff ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei der der Griff ein Gleitgriff ist, der verschieblich betätigt wird, und der Leistungsübertragungsteil integral mit dem Griff ausgebildet ist, wobei der Fühlteil zwischen dem Griff und dem Aktuator angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei der der Fühlteil für jede Richtung vorgesehen ist, in welcher der Griff verschwenkt wird.