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Die Erfindung betrifft ein Bedienelement zum Schalten einer Shift-by-Wire-Gangschaltung.
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Bei Kraftfahrzeugen mit leisen Motoren, die bspw. als Hybrid- oder Elektrofahrzeuge ausgebildet sind, können sogenannte Fahrbereitschaftsanzeigen vorgesehen sein, die in einem Kombiinstrument bzw. einem Armaturenbrett oder einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs angeordnet sein können. Durch derartige Fahrbereitschaftsanzeigen kann angezeigt werden, dass sich das Kraftfahrzeug in Fahrbereitschaft befindet, auch wenn kein Verbrennungsmotor läuft. Allerdings lässt sich ein Zustand einer derartigen Fahrbereitschaftsanzeige nicht haptisch erfassen.
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Eine Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist in der Druckschrift
DE 102 09 846 A1 beschrieben. Dabei umfasst die Schalteinrichtung ein Gehäuse, einen Manipulationskörper und ein erstes Detektierglied. Dabei wird der Manipulationskörper manipuliert, um einen Verbindungszustand eines zu schaltenden Getriebes auszuwählen. Dabei ist der Manipulationskörper derart angeordnet, dass er aus dem Gehäuse wählbar herausragt. Zum Beaufschlagen des Manipulationskörpers können als Aktuatoren ein Motor oder ein pneumatischer Zylinder verwendet werden.
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Ein Wählschaltermechanismus für eine von einem Motor angetriebene Fahrzeugkraftübertragung ist in der Druckschrift
DE 60 2005 006 201 T2 beschrieben. Dabei umfasst der Wählschaltermechanismus ein Gehäuse und einen Wählschalter, der im Gehäuse zwischen einer Anzahl von Wählschalterpositionen bewegbar ist, die jeweils einem jeweiligen Betriebsmodus der Kraftübertragung zugeordnet sind. Dabei wird für den Wählschalter zwischen einer aktiven Position, bei der dieser aus dem Gehäuse ausgefahren ist, und einer inaktiven, eingezogenen Position im Inneren des Gehäuses unterschieden.
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In der Druckschrift
DE 197 46 438 A1 ist eine Getriebeschaltbetätigung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die von einer Gebrauchslage für ein Auswählen von Fahrstufen in eine Ruhelage bei nicht benutztem Fahrzeug verlagerbar ist.
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Eine Betätigungseinrichtung mit einem Drehschalter für ein Shift-by-Wire-Gangwechselgetriebe ist in der Druckschrift
DE 10 2004 054 264 B4 beschrieben. Dabei ist dieser Drehschalter über einen Motor zwischen unterschiedlichen Stellungen verfahrbar.
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Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, ein Bedienelement für eine Shift-by-Wire-Gangschaltung bereitzustellen, dessen Außenwandung gezielt mechanisch verformt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Bedienelement mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen des Bedienelements sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das Bedienelement bzw. ein Schaltknopf ist zum Schalten einer Shift-by-Wire-Gangschaltung für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Das Bedienelement umfasst eine elastisch verformbare Außenwandung und ist in einer Öffnung einer Vorrichtung angeordnet. Außerdem ist für das Bedienelement eine aktive sowie eine inaktive bzw. passive Betriebsposition vorgesehen. Dabei ist die elastisch verformbare Außenwandung des Bedienelements in der inaktiven Betriebsposition in derselben Ebene wie eine Oberfläche der Vorrichtung angeordnet. Das bedeutet, dass die elastisch verformbare Außenwandung im wesentlichen bündig mit der Öffnung der Vorrichtung abschließt. Die Außenwandung ist in der aktiven Betriebsposition üblicherweise elastisch zu verformen und steht in der aktiven Betriebsposition aus der Öffnung der Vorrichtung zumindest teilweise hervor bzw. über. Folglich ist die Außenwandung in der aktiven Betriebsposition zumindest teilweise außerhalb bzw. oberhalb der Vorrichtung und somit der genannten Ebene angeordnet.
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Bei einem Übergang bzw. Wechsel von der inaktiven in die aktive Betriebsposition ist die flache, zweidimensional strukturierte Außenwandung des Bedienelements aus der Öffnung herauszufahren und das Bedienelement zeigt sodann eine dreidimensionale Struktur außerhalb der Öffnung. Beim Übergang bzw. Wechsel von der aktiven in die inaktive Betriebsposition ist das Bedienelement in die Öffnung einzuschieben, so dass die Außenwandung in der Oberfläche bzw. Ebene zu liegen kommt. Die aktuelle Betriebsposition kann somit haptisch ertastet werden.
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Bei dieser Shift-by-Wire-Gangschaltung wirkt das Bedienelement durch drahtgebundenen Austausch elektrischer Signale mit einem Getriebe des Kraftfahrzeugs zusammen. Sofern sich das Bedienelement in der aktiven Betriebsposition befindet und dessen Außenwandung aus der Oberfläche der Vorrichtung und somit der genannten Ebene hervorsteht, ist es möglich, das Bedienelement durch Betätigung der hervorstehenden Außenwandung zu bedienen und in der Regel einen Wechsel zwischen zwei möglichen Schaltstufen für die Shift-By-Wire-Gangschaltung herbeizuführen. Die Betätigung wird von einem Sensor als weitere Komponente des Bedienelements, der unterhalb der Außenwandung angeordnet ist, erfasst, worauf ein elektrisches Signal zu erzeugen und an das Getriebe zu übermitteln ist. Außerdem ist das Signal von einem Aktor des Getriebes, der das Signal empfängt, zu verarbeiten, wobei der Wechsel zwischen den Schaltstufen durch den Aktor herbeizuführen ist. Eine mechanische Wechselwirkung zwischen dem Bedienelement und dem Getriebe ist somit nicht erforderlich.
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Dieses Bedienelement kann in der inaktiven Betriebsposition ausgeschaltet und in der aktiven Betriebsposition bedienbar sein. Dabei ist durch Beaufschlagung des Bedienelements in der aktiven Betriebsposition für das Kraftfahrzeug ein Gangwechsel zwischen vorgesehenen Schaltstufen herbeizuführen, wobei in der Regel zwischen zwei Schaltstufen zu schalten ist.
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Weiterhin ist es möglich, das Bedienelement automatisch in die aktive Betriebsposition bzw. Betriebsstellung zu überführen, wenn sich das Kraftfahrzeug in Fahrbereitschaft befindet. Demnach befindet sich das Bedienelement üblicherweise in der aktiven Betriebsposition, so lange sich das Kraftfahrzeug in Fahrbereitschaft befindet. Hierzu ist die Betriebsposition von einem Kontrollmodul, das zum Erkennen der Fachbereitschaft ausgebildet ist, einzustellen.
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In Ausgestaltung ist das Bedienelement zum Wechsel bzw. Übergang zwischen den beiden Betriebspositionen mechanisch und/oder elektrisch, d. h. ggf. elektromechanisch, zu beaufschlagen.
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Alternativ oder ergänzend kann das Bedienelement mindestens einen verformbaren Spant umfassen, der unterhalb der Außenwandung angeordnet und dazu ausgebildet ist, mit der Außenwandung zusammenzuwirken. Dieser mindestens eine Spant ist bei einem vorgesehenen Wechsel der Betriebspositionen des Bedienelements zum Verformen der Außenwandung des Bedienelements zu verformen. In der Regel kann der mindestens eine Spant als länglich, flaches quaderförmiges Modul ausgebildet sein, das bei einem Wechsel zwischen den Betriebspositionen elastisch verformbar und in einer jeweiligen Betriebsposition fixierbar ist.
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Es ist auch möglich, dass das Bedienelement unterhalb der Außenwandung eine Kammer zur Aufnahme eines gasförmigen Fluids, bspw. Luft, umfasst, wobei die Kammer in der aktiven Betriebsposition mit dem gasförmigen Fluid gefüllt ist, und wobei das gasförmige Fluid in der inaktiven Betriebsposition bzw. -stellung aus der Kammer evakuiert ist. Folglich sind die Kammer, die Außenwandung und somit das Bedienelement aufblasbar.
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Das Bedienelement kann unterhalb der Außenwandung alternativ oder ergänzend einen bspw. elektrischen und/oder mechanischen Motor aufweisen, mit dem die Außenwandung und/oder der mindestens eine Spant zum Wechsel zwischen den beiden Betriebspositionen zu beaufschlagen ist.
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In weiterer Ausgestaltung ist das Bedienelement, üblicherweise die Außenwandung des Bedienelements, dynamisch verformbar. Falls sich das Bedienelement in der aktiven Betriebsposition befindet, ist es möglich, durch eine Form der Außenwandung anzuzeigen, welcher Gang bzw. welche Schaltstufe momentan eingelegt ist. Das beschriebene Bedienelement ist üblicherweise für Automatikgetriebe geeignet.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements in zwei unterschiedlichen Betriebspositionen.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements in zwei unterschiedlichen Betriebspositionen.
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Die in 1 schematisch dargestellte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedienelements 2 zum Schalten einer Shift-by-Wire-Gangschaltung weist eine elastisch verformbare Außenwandung 4 auf und ist in einer Öffnung einer Vorrichtung, bspw. in einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei in 1 eine Oberfläche 6 dieser Vorrichtung ausschnittsweise dargestellt ist.
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Im Detail zeigt 1a das Bedienelement 2 in einer inaktiven bzw. passiven Betriebsposition und 1b in einer aktiven Betriebsposition.
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Dabei ist die elastisch verformbare Außenwandung 4 des Bedienelements 2 in der inaktiven Betriebsposition zweidimensional strukturiert und in derselben Ebene wie die Oberfläche 6 der Vorrichtung angeordnet, wohingegen die elastisch verformbare Außenwandung 4 in der aktiven Betriebsposition zumindest teilweise außerhalb der Oberfläche 6 der Vorrichtung angeordnet sowie dreidimensional strukturiert ist. In der inaktiven Betriebsposition ist das Kraftfahrzeug nicht fahrbereit oder in einem automatischen Parkmodus befindlich.
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In der aktiven Betriebsposition, wenn die elastisch verformbare Außenwandung 4 des Bedienelements 2 aus der Vorrichtung ausgefahren ist, kann diese durch Beaufschlagung der elastisch verformbaren Außenwandung 4 bedient werden, wodurch für das Kraftfahrzeug ein Gangwechsel zwischen unterschiedlichen Schaltstufen, hier ”P”, ”R”, ”N”, ”D” und ”A” möglich ist. Üblicherweise befindet sich das Bedienelement 2 dann in der aktiven Betriebsposition, wenn sich das Kraftfahrzeug in Fahrbereitschaft befindet. In der aktiven Betriebsposition ist die Außenwandung 4 durch eine aufgeblasene Kammer und/oder durch Spanten, die mechanisch verformbar sind, zu beaufschlagen.
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Folglich wird durch eine Form der elastisch verformbare Außenwandung 4 angezeigt, ob sich das Kraftfahrzeug in Fahrbereitschaft befindet oder nicht. Es ist somit haptisch ertastbar bzw. erfühlbar, in welcher Betriebssituation sich das Kraftfahrzeug befindet.
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Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedienelements 10 für eine Shift-by-Wire-Gangschaltung ist in 2 schematisch dargestellt, wobei das Bedienelement 10 in einer als Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs ausgebildeten Vorrichtung 12 angeordnet ist, die eine Oberfläche 14 aufweist. Dabei umfasst das Bedienelement 10 eine elastisch verformbare Außenwandung 16.
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In der anhand von 2a dargestellten inaktiven Betriebsposition befindet sich die elastisch verformbare Außenwandung 16 in derselben Ebene wie die Oberfläche 14 der Vorrichtung 12 und ist somit flach bzw. eben ausgebildet. In der aktiven Betriebsposition, die anhand von 2b dargestellt ist, ist die elastisch verformbare Außenwandung 16 erhaben und aus der Oberfläche 14 der Vorrichtung 12 hervor- bzw. überstehend ausgebildet.
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Außerdem zeigt 2b, dass auf der Oberfläche 14, wenn sich das Bedienelement in der aktiven Betriebsposition befindet, unterschiedliche Schaltstufen, d. h. ”P”, ”R”, ”N”, und ”D”, bspw. durch Anzeigeelemente optisch dargestellt sind.
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2b zeigt, dass sich das Bedienelement 10 in der Auswahlposition ”P” befindet, da die Außenwandung im Bereich des Buchstabens ”P” einen größten Abstand zu der Oberfläche 14 aufweist.
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In der aktiven Betriebsposition ist das Bedienelement 10 manuell bedienbar, so dass es möglich ist, zwischen Schaltstufen des Kraftfahrzeugs zu wechseln. Dabei weist die Oberfläche im Bereich jener Schaltstufe den größten Abstand zu der Oberfläche 14 auf, die die Shift-by-Wire-Gangschaltung des Kraftfahrzeugs aufweist.
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In 2b sind auch Module dargestellt, über die die elastisch verformbare Außenwandung 16 des Bedienelements 10 zu beaufschlagen und dabei zu verformen ist, wobei die elastisch verformbare Außenwandung 16 durch derartige Module von der inaktiven in die aktive Betriebsposition sowie von der aktiven Betriebsposition in die inaktive Betriebsposition zu überführen ist. Bei den Modulen kann es sich um eine Pumpe 18 und somit eine pneumatische Einrichtung, einen mechanischen Motor 20 und somit um eine mechanische Einrichtung und/oder um einen elektrischen Motor 22 und somit eine elektrische Einrichtung handeln.
