EP2783264A1

EP2783264A1 - Betätigungseinrichtung mit tasten

Info

Publication number: EP2783264A1
Application number: EP12778290.2A
Authority: EP
Inventors: Ralf Pfeifer; Andreas Giefer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2014-10-01
Also published as: DE102011086739A1; CN103946764A; US20140331804A1; JP2015501907A; KR20140093685A; WO2013075894A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für ein technisches System insbesondere zur Auswahl von Schaltstufen eines shift-by-wire-Gangwechselgetriebes, welche eine Tastenanordnung mit zumindest zwei Tasten (1) sowie Mittel zur Erzeugung elektrischer Steuersignale zur Übertragung an das technische System aufweist. Die vorliegende Erfindung gibt eine Betätigungseinrichtung an, mit welcher Fehlfunktionen in verbesserter Weise verhindert und ein Herausheben einer in abgesenkter Lage befindlichen Taste (1) erreicht werden kann und welche ein Druckkissen (3) aufweist, welches den Tasten (1) unterlegt ist.

Description

Betätiqunqseinrichtunq mit Tasten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigung eines technischen Systems mit einer Tastenanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 . Derartige Betätigungseinrichtungen kommen beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich zur manuellen Auswahl von Schaltstufen bzw. Gangvorwahl bei Gangwechselgetrieben von Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Mit einer entsprechenden Betätigungseinrichtung kann der Betriebszustand eines Fahrzeuggetriebes mittels elektrischer bzw. elektronischer Signalübertragung geändert werden. Eine derartige Gestaltung ohne mechanische Verbindung auskommende elektrische bzw. elektronische Ansteuerung technischer Systeme bzw. Getriebe bringt es jedoch mit sich, dass der Bediener bzw. Fahrer - im Gegensatz zur Bedienung mittels der bekannten mechanischen Betätigungseinrichtungen - im allgemeinen keinerlei unmittelbare Rückmeldung über die Ausführung seines Steuerbefehls und auch eine möglicherweise fehlende Ausführbarkeit desselben erhält.

Bei Betätigungseinrichtungen mit Tasten und mit elektrischer bzw. elektronischer Signalübertragung kann es vielmehr vorkommen, dass das zu steuernde System bzw. Fahrzeuggetriebe nach dem Drücken einer der Tasten der Betätigungseinrichtung aus bestimmten Gründen den mit der gedrückten Taste assoziierten Betriebszustand nicht einnimmt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der mittels Tastendruck angewählte Sollzustand des gesteuerten Systems, beispielsweise des Fahrzeuggetriebes, nicht mit dem tatsächlichen Schaltzustand des Systems bzw. Getriebes übereinstimmt. Eine derartige Divergenz zwischen dem tatsächlichen Betriebszustand eines technischen Systems und dem an den Steuertasten - vermeintlich - eingegebenen Steuerbefehl kann unterschiedliche Ursachen haben.

Im Beispielfall der Steuerung bzw. Gangvorwahl an einem automatischen Fahrzeuggetriebe sind mit automatischem Getriebe ausgestattete Kraftfahrzeuge häufig mit einer sog. Shiftlock-Funktion versehen. Bei einem Fahrzeug mit Shiftlock-Funktion können insbesondere die Schaltpositionen "D" und "R" aus der Neutralposition "N" heraus nur dann angewählt werden, wenn gleichzeitig die Fußbremse getreten ist. Dies dient der Sicherheit und soll verhindern, dass bei laufendem Motor, beispielsweise durch un- gewolltes Anstoßen des Getriebewählhebels, eine Fahrstufe eingelegt wird und das Fahrzeug sich unkontrolliert in Bewegung setzt.

Bei einer elektrischen bzw. elektronischen Tastensteuerung eines shift-by-wire- Fahrzeuggetriebes, das mit einer Shiftlock-Funktion ausgestattet ist, könnte der Fahrer jedoch bei nicht getretener Fußbremse beispielsweise die Schaltposition "D" durch Drücken der entsprechenden Taste anwählen. Da jedoch im Beispielfall die Fußbremse nicht getreten ist, verbleibt das Getriebe wegen der Shiftlock-Funktion unverändert in der Neutralposition "N", wohingegen der Fahrer nach dem Drücken der Taste "D" der Ansicht ist, die entsprechende Fahrstufe sei nun eingelegt. Im Ergebnis führt diese Situation zu einem potenziellen Sicherheitsrisiko, da in einem solchen Fall das Fahrzeug beispielsweise an einem Gefälle ungewollt rückwärts rollen kann, oder der Fahrer in dem falschen Glauben, die Vorwärtsfahrstufe eingelegt zu haben, eine Gefahrensituation nicht schnell genug verlassen kann.

Ferner kann beispielsweise auch eine fehlerhafte oder nicht funktionierende Übertragung der Steuerbefehle zwischen der Betätigungseinrichtung und dem damit gesteuerten System bzw. Fahrzeuggetriebe vorliegen, mit der Folge, dass die vom Fahrer an der Betätigungseinrichtung vorgewählte Getriebestufe von dem System nicht erkannt und damit der entsprechende Steuerbefehl an das Getriebe nicht abgegeben wird.

Auch stellt sich das Problem, dass mitunter das zeitgleiche Absenken von verschiedenen Tasten der Betätigungseinrichtung unerwünscht ist. Eine solche Betätigung kann beispielsweise durch menschliches Versagen oder unsachgemäße Betätigung, beispielsweise durch spielende Kinder, erfolgen. Zwar besteht heutzutage grundsätzlich die Möglichkeit, ein simultanes Schalten von mehreren Tasten durch eine der Betätigungseinrichtung hinterlegte Logik zu erkennen und dem Bediener eine Rückmeldung zu geben. Aber auch eine entsprechende Softwarelösung kann nicht immer verhindern, dass es bei solchen Mehrfachbetätigungen von Tasten zu Ausfällen kommt, und ggf. das Fahrzeug liegen bleibt. Hängende Tasten, die beispielsweise durch verschüttete zuckerhaltige Getränke verursacht werden können, begründen ferner die Gefahr einer Mehrfachschaltung, die vom Benutzer unbemerkt bleibt. In diesem Fall reichen den ein- zelnen Tasten jeweils hinterlegte Rückstellelemente, insbesondere Federelemente üblicherweise nicht aus, eine Taste in ihre erhabene Stellung zurückzustellen. Sofern der Benutzer einen solchen Zustand erkennt, wird er versuchen, die Taste mit Hilfsmitteln auszuheben, was ggf. zu einer Beschädigung der Taste führen kann, ganz zu schweigen von Verzögerungen im Betriebsablauf.

Eine Betätigungseinrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen ist beispielsweise aus der DE 10 2004 054 617 B3 bekannt, die weitere Nachweise zum relevanten Stand der Technik enthält.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur tastengesteuerten elektrischen bzw. elektronischen Betätigung eines technischen Systems, beispielsweise eines Gangwechselgetriebes anzugeben, mit der die zuvor beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können. Insbesondere will die vorliegende Erfindung eine Betätigungseinrichtung angeben, welche eine unzulässige simultane Betätigung von mehreren Schaltern verhindert.

Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung eine Betätigungseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegeben. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen spezifiziert.

Die erfindungsgemäße Einrichtung umfasst in an sich bekannter Weise eine Tastenanordnung mit mindestens zwei Tasten. Ferner weist die Betätigungseinrichtung Mittel zur Erzeugung elektrischer Steuersignale für die Übertragung eines Schaltbefehls an das zu steuernde technische System auf. Es versteht sich von selbst, dass den einzelnen Tasten Rückstellelemente, insbesondere Rückstellfedern zugeordnet sein können. Ferner sind den Tasten üblicherweise Kontakte zugeordnet, die durch die Betätigung der Tasten in Kontakt gebracht werden. Ebenso umfasst die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung mechanische Führungen zur Führung der Tastenbewegung beim Absenken bzw. Herausheben sowie regelmäßig elastische Dichtungen, um einen inneren Bereich der Betätigungseinrichtung vor Verschmutzung und dem Eindringen von Feuchtigkeit von außen zu schützen. Erfindungsgemäß zeichnet sich die Betätigungseinrichtung dadurch aus, dass den Tasten ein Druckkissen unterlegt ist. Dabei ist mehreren Tasten üblicherweise ein einziges Druckkissen zugeordnet. Das Druckkissen ist dabei so bemessen, dass beim Drücken einer Taste diese abgesenkt und in Richtung auf das Druckkissen zugestellt wird, derart, dass das Druckkissen mit der bzw. den übrigen, nicht abgesenkten Tasten derart zusammenwirkt, dass diese in ihrer erhabenen Stellung gehalten werden und ein Absenken nicht möglich ist. Dementsprechend verhindert das Druckkissen vorzugsweise auch das Absenken einer weiteren Taste bei bereits einer abgesenkten Taste. Des Weiteren kann beispielsweise eine in der abgesenkten Stellung verklemmte oder verklebte Taste durch Absenken einer anderen, vorzugsweise unmittelbar benachbarten Taste wieder auf einfache Weise in die erhabene Stellung zurückgebracht werden. So ist das Druckkissen üblicherweise derart dimensioniert, dass bei einer abgesenkten Taste das Druckkissen sich gegen die weitere bzw. die übrigen Tasten anlegt, um ein Mehrfachschalten von Tasten zu verhindern, d. h. die weiteren Tasten in der erhabenen Stellung zu sichern und/oder zu bringen.

Hierzu ist vorzugsweise ein Gehäuse vorgesehen, welches das Druckkissen derart in sich aufnimmt, dass eine Verlagerung des Volumens des Druckkissens überwiegend, vorzugsweise ausschließlich in Richtung auf die Tasten stattfinden kann. Dementsprechend führt ein Eindrücken des Druckkissens durch Absenken einer einzigen Taste vorzugsweise zu einer Bewegung des Druckkissens allein in Richtung auf die weiteren Tasten. Sofern nachfolgend auf „die weiteren Tasten" abgestellt wird, erfolgt diese Beschreibung mit Rücksicht auf den üblichen Fall, bei welchem die Betätigungseinrichtung mehr als zwei Tasten hat, auch wenn eine solche, mit lediglich zwei Tasten vorgesehene Betätigungseinrichtung vom Schutz des begehrten Patentes erfasst werden soll. Das besagte Gehäuse zur passgenauen Aufnahme des Druckkissens bildet üblicherweise auch die Führungen für die Bewegung der Tasten aus und dient der strukturellen Integrität der Betätigungseinrichtung.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, als Druckkissen ein Gelkissen vorzusehen. Bei diesem Gelkissen handelt es sich üblicherweise um ein mit Gel gefülltes Kissen. Das Gel ist dabei in einer Hülle enthalten. Diese Hülle kann - wie die Hülle jedes Kissens der vorliegenden Erfindung - eine elastische oder eine unelastische Hülle sein. Gel ist insofern zu bevorzugen, da dieses inkompressibel ist und im Übrigen eine hohe Viskosität aufweist, so dass das Druckkissen bei Betätigung einer Taste eine ruhige, gleichmäßige Bewegung vollzieht und im Übrigen der Inhalt des Kissens aufgrund einer gewissen, durch die Viskosität geschaffenen Eigensteifigkeit kaum, jedenfalls in einem zu vernachlässigenden Maß durch Beschleunigungen, beispielsweise beim Betrieb des Fahrzeuges, beeinflusst wird.

Als Gel sei dabei ein feindisperses System aus mindestens einer festen und einer flüssigen Phase zu verstehen. Die feste Phase bildet dabei ein schwammartiges, dreidimensioniertes Netzwerk, dessen Poren durch eine Flüssigkeit (Lyogel) bzw. auch ein Gas (Xerogel) ausgefüllt sind. Dabei kann auch ein Aerogel eingesetzt werden, dessen Netzwerk hochporös und in dem Luft als Gas eingelagert ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Druckkissen ein magne- torheologisches Fluid oder ein Ferrofluid auf. Bei diesem Fluid kann es sich um das Fluid in dem Gel handeln. Diese Fluide haben den Vorteil, dass diese magnetisch angeregt werden können, um beispielsweise dem Fahrer über die Taste eine Rückmeldung zu signalisieren. So kann beispielsweise eine niedrigfrequente Wechselspannung angelegt werden, um das Druckkissen und damit die jeweils an dem Druckkissen anliegende Taste zum Vibrieren zu bringen, welches über die Extremitäten des Benutzers wahrnehmbar ist.

Weiter bevorzugt umfasst die Betätigungseinrichtung eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines über das Fluid anlegbares, steuerbares Magnetfeld zur gesteuerten Beeinflussung der Viskosität des Fluids. Dadurch kann das Fluid bedarfsgerecht derart gesteuert beeinflusst werden, dass ein wie beispielhaft vorbeschriebenes gewünschtes Verhalten des Fluids erzeugbar ist. Alternativ kann die Betätigungsvorrichtung vorgesehen sein, mit einer solchen Magnetfelderzeugungsvorrichtung derart zusammen zu wirken, dass die Viskosität des Fluids mittels des von der Magnetfelderzeugungsvorrichtung anlegbares und über dieses steuerbares Magnetfeld gesteuert beeinflussbar ist. Die Magnetfelderzeugungsvorrichtung kann hierbei vorzugsweise dem technischen System zugeordnet sein. Die Steuerung der Magnetfelderzeugungsvorrichtung bzw. des anlegbaren, steuerbaren Magnetfelds kann vorzugswei- se über eine der Betätigungseinrichtung, insbesondere dem Mittel zur Erzeugung elektrischer Steuersignale oder dem technischen System zugeordnete Magnetfeldsteuerung erfolgen. Die Magnetfeldsteuerung kann bevorzugt geeignet sein, das anlegbare, steuerbare Magnetfeld unter Berücksichtigung der von dem Mittel zur Erzeugung elektrischer Steuersignale zur Übertragung an das technische System übertragenen elektrischen Steuersignale bedarfsgerecht, wie vorbeschrieben oder im Nachfolgenden ergänzend beschrieben, zu steuern.

Wenngleich es möglich ist, das Druckkissen mit gewissem Spiel vorzusehen, so dass eine gewisse Beweglichkeit der Tasten auch bei einer eingerückten Taste möglich ist, das Einrücken aber in jedem Fall zum Herausheben einer anderen, zuvor abgesenkten Taste führt, ist es zu bevorzugen, das Druckkissen derart zu bemessen, dass bei gedrückter Stellung einer der Tasten, diese dann abgesenkte Taste, die anderen Tasten über das Druckkissen hindert, in die gedrückte Stellung abgesenkt zu werden. Mit anderen Worten liegt das Druckkissen bei einer abgesenkten Taste nicht nur unmittelbar an den anderen Tasten an. Das Druckkissen ist dabei vielmehr zusätzlich so dimensioniert und ausgestaltet und in dem Gehäuse aufgenommen, dass ein Absenken einer weiteren Taste auf keinen Fall möglich ist. Vielmehr kann lediglich eine einzige Taste abgesenkt werden, wohingegen die anderen Tasten bei der bevorzugten Ausgestaltung sicher in der erhabenen Stellung durch das Druckkissen festgelegt sind.

Die zuvor beschriebene Weiterbildung bringt es üblicherweise mit sich, dass in jeder Stellung der Tasten alle Tasten an dem Druckkissen anliegen. Die Tasten sind dementsprechend über das Druckkissen in jedem Betriebszustand zwangsgekoppelt, insbesondere derart, dass ein Absenken einer einzelnen Taste unmittelbar zum Herausheben einer zuvor abgesenkten, anderen Taste führt.

Diese bevorzugte Weiterbildung kann dadurch bewirkt werden, dass das Druckkissen unter Vorspannung an den Tasten anliegt. Dementsprechend führt nicht eine volumetrische Dimensionierung dazu, dass das Druckkissen in jeder Stellung der Tasten an allen Tasten anliegt. Vielmehr wird durch die Vorspannung ein Ausgleichsvolumen geschaffen, so dass sich die Betätigungsvorrichtung wirtschaftlich herstellen lässt und im Übrigen ein gewisser Druckpuffer verwirklicht ist, der zu jeder Zeit sicherstellt, dass das Druckkissen in jeder Stellung der Tasten an allen Tasten anliegt. Die Federvorspannung kann dabei durch ein konventionelles Federelement, d. h. mechanisches Federelement, bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Federvorspannung auch durch ein in dem Gehäuse eingeschlossenes und auf das oder in dem Druckkissen wirkendes Volumen eines komprimierbaren Fluids gebildet sein.

Das Anliegen des Kissens unter Vorspannung an die Tasten verhindert in jedem Fall einen Leerhub. Auch können sämtliche Tasten in der erhabenen Stellung gesichert werden und erst das Absenken einer einzelnen Taste führt zu einer weiteren Erhöhung der Vorspannung durch Komprimieren des die Vorspannung bewirkenden Elements bzw. Mediums. Dabei ist das die Vorspannung bewirkende Mittel bzw. Medium vorzugsweise so gewählt, dass lediglich eine einzige Taste abgesenkt werden kann, während die anderen Tasten in der erhabenen Stellung gesichert werden und sich auch nicht durch weitere Kompression des die Vorspannung bewirkenden Mittels bzw. Mediums absenken lassen.

Die Weiterbildung hat den Vorteil, dass sich die Vorspannung und damit der Widerstand der Taste gegen Absenken leicht einstellen lässt. Auch wird durch das die Vorspannung bewirkende Mittel bzw. Medium eine Kompensation für eventuelle, temperaturbedingte Volumenänderungen des Druckkissens bereitgestellt, so dass die Vorrichtung auch bei stark wechselnden Außen- und/oder Betriebstemperaturen fehlerfrei funktioniert.

Sofern die Vorspannung dabei durch ein eingeschlossenes Volumen eines komprimierbaren Fluids bewirkt wird, sollte dieses als Gas vorzugsweise so ausgewählt werden, dass bei der tiefsten Einsatztemperatur, beispielsweise -40 °C das Gas schon verdampft ist und einen Innendruck erzeugt. Das Fluid sollte ferner so ausgewählt sein, dass der gasförmige Anteil sich noch nicht wie ein ideales Gas verhält und stattdessen einen degressiven Anstieg des Drucks mit steigender Temperatur zeigt. Durch dieses Verhalten verringert das vorzugsweise verwendete Fluid den Temperatureinfluss auf den Innendruck und vergleichmäßigt dementsprechend den Bedienkomfort der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung bei sich ändernden Betriebs- bzw. Einsatztemperaturen. Mit Blick auf die üblichen Einsatztemperaturen von Fahrzeugen sollte das Fluid einen degressiven Druckanstieg mit steigenden Temperaturen in einem Temperaturintervall von etwa -40 °C bis +40 °C, vorzugsweise bis 85 °C haben.

Mit Blick auf eine möglichst kostengünstige Herstellung wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, das Druckkissen durch einen eine Kissenfüllung umgebenden Kunststoffschlauch auszubilden. Dabei kann es sich insbesondere um einen nach dem Form-Fill-Seal-Verfahren hergestellten Kunststoffschlauch handeln, der zwei Querschweißnähte und eine sich zwischen diesen erstreckende Längsschweißnaht hat, wobei letztere das zunächst endlos als Folienbahn zugeführte Folienmaterial des Kunststoffmaterials zu einem Schlauch formt, der durch die Querschweißnähte zu einem jeweils endseitig geschlossenen Kissen gebildet ist.

Der das Kissen umgebende Hüllwerkstoff sollte dabei so auf die das Kissen umgebenden Teile der Betätigungseinrichtung, insbesondere die Oberfläche der an dem Kissen anliegenden Tasten abgestimmt sein, da sich entweder niedrige Reibungsbeiwerte zwischen der Hülle des Kissens und den damit kooperierenden Flächen ergeben, oder aber möglichst ähnliche Werte für den Koeffizienten der Haft- und/oder

Gleitreibreibung gegeben sind. Hierdurch lassen sich selbst erregte Reibschwingungen, die auch als Stick-Slip-Effekte beschrieben werden, weitestgehend vermeiden. Alternativ oder ergänzend kann auch eine Trockenschmierung beispielsweise mit Graphit oder Silikon zwischen den Reibflächen vorgesehen sein. Im Hinblick darauf, dass bei einem länglichen, unter Innendruck stehenden Körper die Tangentialspannung doppelt so hoch ist wie die axiale Spannung (Kesselformel), kann das die Hülle ausbildende Folienmaterial eine anisotrope Struktur haben. So kann beispielsweise die Folie in tangentialer Richtung durch Fasern verstärkt sein.

Wie bereits erwähnt, kann die Hülle selbst unelastisch oder auch elastisch sein. Das Fluid sollte so ausgewählt werden, dass dieses in einem Temperaturbereich von - 40 °C bis 85 °C noch als Fluid in gasförmigem, vorzugsweise aber in flüssigem Zustand vorgesehen ist. Selbstverständlich sollte das Fluid so ausgewählt werden, dass von diesem keine Gefahren für die Gesundheit der Benutzer bzw. die Umwelt ausgehen. Das Fluid sollte des Weiteren so ausgewählt sein, dass dieses sich nicht aggressiv, vorzugsweise unschädlich, gegenüber Elektronikkomponenten verhält, so dass ein eventuelles Auslaufen des Fluids die elektrischen und elektronischen Komponenten der Betätigungseinrichtung nicht beeinträchtigt, so dass lediglich bei defektem Druckkissen dieses ausgetauscht werden muss. Das Fluid kann als Mischung aus verschiedenen Flüssigkeiten bereitgestellt werden, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffen. Im Falle eines Gelpads ist es zweckmäßig, diesem auch gasförmige Anteile beizumischen. Die gasförmigen Anteile können für sich durch Kompression eine Vorspannung in dem Gel bewirken. Auch sollen die gasförmigen Anteile so ausgewählt werden, dass ein breiter Siedebereich entsteht. Eine Mischung aus Wasser und Monoethylenglykol, welches üblicherweise als Hauptbestandteil von Kühlerschutzmitteln Verwendung findet, kommt ebenfalls als Fluid in dem Druckkissen in Frage.

Bei der Auswahl des Fluids kann dieses auch zur Beeinflussung der haptischen Eigenschaften so ausgewählt sein, dass das Fluid nichtnewtonisch ist, sondern vielmehr abhängig von der Schergeschwindigkeit seine Viskosität verändert. Das Fluid kann sich thixotrop oder rheopex verhalten. Zu bevorzugen ist insbesondere ein dilatan- tes Fluid. Wie bereits zuvor erwähnt, erlaubt ein magnetorheologisches Fluid oder Fer- rofluid oder ein magnetorheologisches Elastomer die Beeinflussung der Eigenschaften des Fluids von außen durch ein elektrisches bzw. magnetisches Feld. Dieses kan nicht nur durch Vibration einen Betriebszustand anzeigen. Vielmehr kann die Betätigungseinrichtung auch Mittel, wie die vorbeschriebene Magnetfelderzeugungsvorrichtung und/oder die Magnetfeldsteuerung, umfassen, mit denen Einfluss auf die Viskosität des ausgewählten Fluids genommen wird. So kann beispielsweise die Steuerung vorgesehen sein, welche originäre, temperaturbedingte Viskositätsänderungen durch Anlegen eines magnetischen Feldes kompensiert. Bei höheren Temperaturen wird beispielsweise das magnetorheologische Fluid durch die Steuerung dementsprechend relativ zäher gemacht, mit dem Ziel, über den denkbaren Temperaturbereich der Einsatztemperatur ein möglichst konstantes Theologisches Verhalten und damit einen Bedienkomfort mit gleichbleibender Qualität der Betätigungseinrichtung zu erreichen. Die Steuervorrichtung kann alternativ oder ergänzend auch mit einer Logik verbunden sein, welche dem Benutzer über Anregung des Fluids, vermittelt über die Tasten, einen bestimmten Betriebszustand bzw. ein Betriebsverhalten der Betätigungseinrichtung anzeigt. So kann beispielsweise ein Betriebszustand, bei welchem keine weitere Betätigung der Tasten mehr möglich sein soll, dadurch angezeigt werden, dass über die magnetischen Eigen- schatten des Fluids dem Fluid ein höherer Bewegungswiderstand aufgeprägt wird. Sofern die hinterlegte Logik dem Benutzer signalisieren will, dass der durch Betätigung der Tasten vermittelte Befehl nicht ausgeführt wird, kann beispielsweise durch das ausgewählte Fluid ein Vibrieren des Kissens bewirkt werden, der dem Fahrer signalisiert, dass der Befehl ignoriert wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser Zeichnung ist:

Fig. 1 a eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels bei erhabenen Tasten;

Fig. 1 b der in Fig. 1 a gezeigte Betriebszustand für das erste Ausführungsbeispiel in einer schematischen Querschnittsansicht;

Fig. 2a das in den Fig. 1 a, 1 b gezeigte Ausführungsbeispiel bei einer abgesenkten Taste;

Fig. 2b die Darstellung gemäß Fig. 1 b für die abgesenkte Taste nach Fig. 2a; Fig. 2c die Darstellung gemäß Fig. 1 b für eine nicht abgesenkte Taste nach Fig.

2a;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiels eines Druckkissens; und

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiels eines Druckkissens.

Die Fig. 1 a und 1 b verdeutlichen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Betätigungseinrichtung mit Tasten 1 , die in einem Gehäuse 2 verschieblich gelagert sind. In der schematischen Darstellung nicht dargestellt sind Führungen sowie Schaltkontakte, welche die verschiedenen Stellungen der Tasten 1 in elektrische bzw. elektronische Signale umwandeln. In dem Gehäuse 2 ist ein Druckkissen 3 aufgenommen. Dieses Druckkissen 3 liegt in dem in den Fig. 1 a, 1 b gezeigten Betriebszustand, bei welchem alle Tasten 1 in der erhabenen Stellung vorgesehen sind, vollflächig an den Innenwandungen des Gehäuses 2 an. Lediglich die benachbart zu den Tasten 1 vorgesehene Oberseite des Druckkissens 3 liegt in dem Gehäuse 2 frei. Tatsächlich ergibt sich ein gewisser Freiraum zwischen der Unterseite der Tasten 1 und der Oberseite des Druckkissens 3.

Die Tasten 1 haben eine mit dem Druckkissen 3 zusammenwirkende Unterseite, die eine weich gekrümmte Kontur aufweist. Die Tasten 1 sind mit einer in Querschnittsdarstellung (vgl. Fig. 1 b) mittig ausgebildeten Einbuchtung 4 versehen. Dementsprechend wirken beim Absenken einer Taste 1 die Einbuchtung 4 in Querrichtung begrenzende flügeiförmige Vorsprünge 5 zunächst auf das Druckkissen 3, so dass sich das Volumen des Druckkissens 3 an dieser Stelle aufwölbt und vornehmlich in die Einbuchtung 4 eingebracht wird (vgl. Fig. 2b). Entsprechend verhält sich das Druckkissen 3 bei den übrigen, nicht abgesenkten Tasten 1 (vgl. Fig. 2c). Nach dem vollständigen Absenken der vorliegend dem Betriebszustand Parken P zugeordneten Taste 1 , liegt das Druckkissen 3 unterseitig an den anderen, dem Betriebszustand Rückwärtsfahrt R, dem Betriebszustand Neutral D und dem Betriebszustand Vorwärtsfahrt D zugeordneten Tasten 1 an und sichert diese in der erhabenen Stellung (vgl. Fig. 2a, 2c).

Die Fig. 3 verdeutlicht ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen wie das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Gegenüber dem zuvor diskutierten Ausführungsbeispiel hat das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zusätzlich eine Federeinrichtung 6, welche in der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung, in welcher sämtliche Tasten 1 in der erhabenen Position fixiert sind, das Druckkissen unter Vorspannung hält. Die Federeinrichtung 6 ist vorliegend als Federeinrichtung mit einem mechanischen Federelement 7 in Form einer Schraubenfeder ausgebildet, welche unter Zwischenlage einer Endkappe 8 gegen das Druckkissen 3 wirkt. Dementsprechend sind über die Vorspannung der Federeinrichtung 6 in der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung sämtliche Tasten 1 in der erhabenen Stellung gesichert. Wird nun eine Taste 1 abgesenkt, so wird das Volumen des den Tasten 1 unterlegten Kissens 3 aus einem Bereich unterhalb der Tasten 1 in Richtung auf die Federeinrichtung 6 verdrängt. Dies führt zu einer Kompression der Federeinrichtung 6. Die Federeinrichtung 6 ist dabei derart bemessen, dass ihre maximale Kompression dann erreicht ist, wenn die eine Taste 1 ihre abgesenkte Position erreicht hat. Dies kann beispielsweise durch angemessene Auslegung eines zylindrischen Kragens der Endkappe 8 erfolgen. Die maximale Kompression der Federeinrichtung 6 ist dann erreicht, wenn dieser zylindrische Kragen an dem Boden des Gehäuses 2 anschlägt. Dementsprechend wird verhindert, dass in der abgesenkten Position einer Taste 1 die übrigen Tasten 1 abgesenkt werden können.

Die Fig. 4 verdeutlicht ein Ausführungsbeispiel eines Druckkissens 3, welches vorliegend einer jeden Taste zugeordnete Kammern 9 ausbildet, die durch Überströmkanäle 10 miteinander verbunden sind. Das Druckkissen 3 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 bildet dementsprechend ein Kontinuum, wobei die einzelnen Kammern 9 derart bemessen sind, dass sie der gesamten Grundfläche einer Taste 1 unterlegt sind. Hierzu kann das Gehäuse 2 die Kammern 9 jeweils eng umschließende Aufnahmekammern ausbilden, die lediglich über einen, den Überstromkanal 10 jeweils aufnehmenden Tunnel miteinander verbunden sind, der verhindert, dass sich das Druckkissen 3 im Bereich der Überströmkanäle 10 radial ausdehnen kann. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Volumen des Druckkissens 3 lediglich zwischen den Kammern 9 verändert werden kann, die Überströmkanäle 10 indes mit konstantem Volumen beibehalten werden. Dieser Überströmkanal 10 eignet sich besonders um mag- netorheologische Fluide oder Ferrofluide durch ein Magnetfeld zu beeinflussen.

Fig. 5 zeigt schließlich eine schematische Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel eines Druckkissens in Form eines Gelkissens 1 1 , dessen Boden randseitige Laschen 12 mit Befestigungsösen 13 zur Montage des Gelkissens 1 1 ausformt.

Bezuqszeichen

Tasten

Gehäuse

Druckkissen

Einbuchtung

Vorsprünge

Federeinrichtung

Federelement

Endkappe

Kammer

Überstromkanäle

Gelkissen

Laschen

Befestigungsösen

Claims

Patentansprüche

1 . Betätigungseinrichtung für ein technisches System, insbesondere zur Auswahl von Schaltstufen eines shift-by-wire-Gangwechselgetriebes, welche eine Tastenanordnung mit zumindest zwei Tasten (1 ) sowie Mittel zur Erzeugung elektrischer Steuersignale zur Übertragung an das technische System aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass den Tasten (1 ) ein Druckkissen (3) unterlegt ist.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkissen (3) ein Gelkissen (1 1 ) ist.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkissen (3) ein magnetorheologisches Fluid oder ein Ferrofluid aufweist.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass die Betätigungseinrichtung eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung umfasst oder geeignet ist, mit einer solchen zusammenzuwirken, wobei die Viskosität des Fluids mittels eines von der Magnetfelderzeugungsvorrichtung anlegbares und über diese steuerbaren Magnetfeldes gesteuert beeinflussbar ist.

5. Betätigungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkissen (3) derart bemessen ist, dass bei gedrückter Stellung einer der Tasten (1 ) die andere(n) Taste(n) durch das Druckkissen (3) gehindert sind, in die gedrückte Stellung abgesenkt zu werden.

6. Betätigungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkissen (3) derart bemessen ist, dass in jeder Stellung der Tasten (1 ) alle Tasten (1 ) an dem Druckkissen (3) anliegen.

7. Betätigungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkissen (3) unter Vorspannung an den Tasten (1 ) anliegt.

8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein die Vorspannung bewirkendes Federelement (7).

9. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch ein die Vorspannung bewirkendes eingeschlossenes Volumen eines komprimierbaren Fluids.

10. Betätigungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid mit steigender Temperatur einen degressiven Druckanstieg zeigt.

1 1 . Betätigungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkissen (3) durch einen eine Kissenfüllung umgebenden Kunststoffschlauch gebildet ist.

12. Betätigungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkissen (3) zu jeder Taste (1 ) eine Kammer (9) ausbildet, und dass die Kammern (9) über Überströmkanäle (10) miteinander verbunden sind.