JP5193603B2 - キーを有する作動装置 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の上位概念に記載した、キー装置で技術的なシステムを作動するための装置に関する。

前記形式の作動装置は例えば、決して専らではないが、自動車の変速段切換え伝動装置においてマニュアル式に切換え段を選択するためもしくは変速段を予備選択するために使用される。

自動車タイプの数が増大するなかで、自動車伝動装置の変速段の選択もしくは運転状態の制御は今日では、電気的もしくは電子的な信号の伝達で行なわれる。しかし、機械的な結合がなくてもよい技術的なシステムもしくは伝動装置の電気的もしくは電子的な制御装置においては、操作人もしくは運転者は、公知の機械的な作動装置を用いた作動とは異って、一般的には制御命令の実施に関する直接的なフィードバックもしくは場合によっては可能な作動要求の非許容性に関するフィードバックを受けない。

むしろ、キーと電気的もしくは電子的な信号伝達装置とを有する作動装置の場合には、制御するシステムもしくは自動車伝動装置は、作動装置のキーの１つが押されたあとで、特定の理由から、キーを押すことで得ようとする運転状態を取らないことがある。換言すればこれはキーを押すことで選択された制御されたシステム、例えば自動車伝動装置の目標状態がシステムもしくは伝動装置の実際の切換状態と合致しないことがある。技術的なシステムの実際の運転状態と多分制御キーにおいて与えられた制御命令との間の乖離には種々の原因がある。

例えば、自動化された自動車伝動装置における制御もしくは変速段の選択のためには自動化された伝動装置を備えた自動車はしばしば、いわゆるシフトロック機能を備えている。シフトロック機能を有する自動車の場合には、同時にフットブレーキが踏まれた場合にしか切換え位置ＤとＲはニュートラル位置Ｎから選択されない。これは安全性に役立ち、エンジンが回転している場合に、例えば伝動装置の選択レバーが意図しないのに押されることで走行段が入れられ、自動車がコントロールされることなく動かされることを阻止しようとしている。

しかし、シフトロック機能を備えたシフト−バイ−ワイヤ式自動車伝動装置の電気的もしくは電子的なキー制御装置の場合には運転者はフットブレーキが踏まれていない場合に、例えば対応するキーを押すことで切換え位置Ｄをセレクトすることがある。しかしこの場合にはフットブレーキが踏まれていないので、伝動装置はシフトロック機能に基づき変らずニュートラル位置Ｎに留まるのに対し、運転者はキーＤを押したあとでは対応した走行段が入ったとの認識をもつことになる。

この結果、この状態は潜在する安全リスクをもっている。何故ならばこのような場合には自動車は例えば坂を意図しないのに後ろ向きに転がるか又は運転者は前進段が入ったという誤った思い込みで危険状態を十分な早さで脱出できないことになるからである。

さらに例えば作動装置とこの作動装置で制御されたシステムもしくは自動車伝動装置との間で制御命令が誤って伝達されるか又は機能的に伝達されず、その結果として、作動装置にて運転者により予備選択された伝動装置段がシステムによって認識されず、ひいては相応する制御命令が伝動装置へ与えられないことがある。

この種の危険状態は、自動車伝動装置がキー制御されて作動される場合には、運転者が走行段Ｄが入られた状態で走行した後で自動車を停止させ、エンジンが回転している状態でパーキングロックのための切換え位置をセレクトすると得られる。しかし、作動装置と自動車伝動装置との間で信号伝達が機能的に行なわれないと、パーキングロックを入れる試みを行なった運転者に機能しない信号の伝達が知らされることなく、前進走行段Ｄが入ったままになる。パーキングロックが入ったものと信じて運転者が自動車を後にすると、自動車は実際には伝動装置の走行段がまだ入っているために自動的に動くことになる。

これを背景として本発明の課題は、技術的なシステム、例えば変速段伝動装置のキー制御された電気的もしくは電子的な作動装置であって、公知技術の前述の欠点が克服される作動装置を提供することである。特に作動装置はキーを押した場合にシステム状態もしくは切換え過程が一義的に触覚的にフィードバックされるようにしたい。さらに許容されない切換え要求もしくは作動の欠落、システムにおける故障もしくは作動装置とシステムとの間の機能的ではない信号伝達に際して運転者によって認識できないシステム状態の危険も除かれるようにしたい。

この課題は請求項１の特徴によって解決された。有利な実施形態は従属請求項の対象である。

本発明の作動装置はまず自体公知の形式で、少なくとも１つのキーを有するキー装置を有している。さらに作動装置は制御された技術的なシステムに切換え命令を伝達するための電気的な信号を発生させる手段を有している。

しかし、本発明によれば作動装置は、少なくとも１つのキーに、しかし有利にはすべてのキーに、個別に制御可能な係止装置がキーを機械的にブロックするために対応配置されていることを特徴としている。この場合、係止装置は補助エネルギーで駆動可能である。

これは換言すれば、技術的なシステムの作動に役立つキーが又は技術的なシステムを制御するためのキー装置の多数のキーが個別にそれぞれ１つの係止装置でブロック可能であることを意味している。

このような形式で電気的もしくは電子的な信号を用いて技術的なシステムを制御する場合、例えば自動車の伝動装置を電子的に制御する場合の冒頭に記した問題は排除された。

何故ならば作動装置のキーが個別にブロック可能であることに基づき、その時々のシステム状態が原因で許容されない切換え要求は、公知のように、このような許容されない切換え要求が単にシステムから無視されることだけでブロックされるのではないからである。むしろ、自動車の操作人もしくは運転者には、キーが個別にブロック可能であるおかげで即座にかつ直接に触覚的に信号化されて、操作人もしくは運転者によって望まれた切換え要求が現時点で充たされていないかもしくはシステムによって今は変換できないことが知らされる。

同様に例えば、制御されたシステム全体が故障した場合もしくは作動装置から、制御されたシステムへの信号伝達が故障した場合には、制御可能な係止装置のおかげで、作動装置の当該キーもしくは場合によっては全部のキーのブロックが行なわれる。これによって操作人もしくは運転者には、現時点でシステムの制御もしくは自動車伝動装置の作動が可能ではないことが誤解されることなく信号化される。このような形式で冒頭に述べた危険な状況は大きな確実性をもって回避される。

本発明は対応するキーが係止装置で確実に係止される限り、係止装置がどのように構成されかつキー装置のどの領域に配置されるかとは無関係に実現される。

本発明の有利な実施例によれば係止装置は、係止装置を運転するための補助エネルギが存在していない場合には各キーがブロックされるように構成されている。これは換言すれば、各キーの係止解除が補助エネルギの作用によって行なわれるのに対し、補助エネルギが場合によっては欠落した場合にキーはＦａｉｌ−Ｓａｆｅシステムを成すために自動的に係止される。

補助エネルギの種類と発生源とは本発明では重要ではない。しかし、本発明の有利な実施例によれば係止装置は電気的に、有利には電磁石で作動される。この形式でキーのアクティブに制御された係止は簡単に、費用的に好適にかつ構成的に堅牢に実現される。

本発明は、キーが係止装置によってどの位置でブロック可能であるかとは無関係に実現することができる。本発明の１実施例によればキーは係止装置によって、持上げられたキー位置で、すなわち押し下げられていないキー位置でブロックすることができる。このような形式で、係止されたキーを押す試みに際して係止装置の抵抗を感じることのできる触覚的なフィードバックが操作人に対して直接的に成される。

しかし、本発明による別の選択的な実施例によればキーが係止装置で、押されたキー位置からアクティブに、持上げられた位置にもたらされ得るように係止装置を構成することが提案されている。この場合には、有利にはキーは押し下げられたキー位置に向かってばね負荷されている。

これは換言すれば、係止装置の補助エネルギが、キーを押し下げられた位置から持上げられた、押されていない位置へ移動させ、そこに所定の力で保持するための使用されることを意味する。次いでこの位置からキーは、操作人によって係止装置により付与された力を克服して押し下げられることができる。しかし、キーの係止がアクティブであると、このキーの係止装置の補助エネルギは遮断され、キーはばね負荷に基づき押し下げられた位置へ戻る。この位置ではこの実施例においては、キーによるシステムの作動を行なうことはできない。

この実施例は一連の特別な利点を有している。例えばこの実施例では、ここで実現された、キーが係止されている場合の触覚的なフィードバックのほかに、直接的な視覚的フィードバックが行なわれる。作動装置のこの実施例では操作人はキーの押し下げられた状態を一目見ただけで、当該キーが係止されており、キーに触れることなしには、キーの機能を現時点で付与するかもしくはセレクトできないことを認識することができる。さらに場合によって作動装置が故障した場合もしくは補助エネルギが欠落した場合にキーは押し下げられた位置へ即座に戻される。この場合にも、システム故障は作動装置が多数のキーを有するものであるほど即座に認識可能である。

本発明の別の実施例では電気的な制御信号を発生させるために作動装置内に存在する手段はスイッチ装置を有している。この場合、作動装置の確実性を期して有利には各キーに、信号発生器を有する個有のスイッチ装置が対応配置されている。

本発明の別の有利な実施例によれば、１つのキーに対応配置されたスイッチ装置は１つよりも多くの信号発生器、有利には２つもしくは４つの有利には並列に配置された信号発生器を有している。

キーあたり２つに信号発生器を使用することは、高められた故障安全性もしくは情報過多を得るという意味ですでにいわゆる単一故障と呼ばれるスイッチ装置の故障が認識されるという利点を有している。何故ならば１つのキーの両方の信号発生器の１つが欠落した場合に、完全な運転では許容されないかもしくは発生しない、両方の信号発生器の異なる状態が認識されるからである。もちろん、１つのキーあたり２つの信号発生器では両方の信号発生器のどちらが欠落したかもしくは両方の信号発生器のどちらがキー位置に対応する正しい状態を告げているかを認識することはまだできない。したがってキーあたり２つの信号発生器では、完全に機能しないキーを特定することはできても実際の切換え状態を特定することはできない。

キーあたり４つの信号発生器が使用されていると、単一故障が認識されると同時に、現時点のキー位置も検出される。何故ならば１つの信号発生器が欠落した場合ですら依然として３つの信号発生器が互いに同じ値を取り、１つの信号発生器が欠落しているにも拘らず実際のキー状態のための確実な情報が送信されるからである。もちろん出現性のきわめて少ないいわゆるダブル故障は、４つの信号発生器で同様に認識はされるはするが、キーあたり２つの信号発生器が存在する場合の単一故障と同様に、このきわめて稀れなケースでもキーの実際の切換え状態はもはや特定可能ではない。

この場合には差当り、どのような機能原理に従って少なくとも１つの信号発生器が完全に働くかは、十分な切換え行程数と十分な堅牢性と耐振性とが与えられている限り重要ではない。しかし、本発明の有利な実施例によれば信号発生器はマイクロスイッチとして構成されている。

マイクロスイッチの使用はこれが費用的に好適で堅牢な基準構成部分として提供されかつきわめて大きな切換え行程数に保守なしで耐え得る限りにおいて有利である。

本発明の別の有利な実施例によれば、入力キーの領域から公知である、特に費用的に好適でかつ堅牢なスイッチマットもしくは要求プロフィールに応じて磁気的に働くホールセンサ又は光学的なセンサも信号発生器として使用することもできる。

本発明の別の実施例によれば、作動装置は係止装置を機械的に解錠する装置を有している。この解錠装置は係止装置の駆動装置の機能が欠落した場合のためのオーバライド機能を発揮する。これにより解錠装置は係止装置の人的な機械的な係止解除の形で、例えば係止装置の欠落に際し、それでも作動エレメントが緊急運転の意味で作動されることを可能にする。

以下、本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。

図１は自動車伝動装置のための作動装置の１実施例を概略的な斜視図である。

図２は図１の作動装置を１つのキーに沿って断面した断面図である。

図３は図１と図２による作動装置をケーシングを除いた状態で係止装置に向かう方向で示した図である。

図４は図１から３までの作動装置を電気的な信号発生器に向かう方向で示した、図３に相応した図である。

図１には本発明による作動装置の１実施例が概略図で示されている。この実施例は自動的な自動車伝動装置のための作動装置である。

図１には１つの自動伝動装置のセレクト可能な４つの走行段Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄに配属された４つの押圧キー１が示されている。走行段の１つのセレクトは対応するキー１を押すことで行なわれる。

さらに図１による作動装置は４つの電磁石２を有している。この場合、４つのキーＰ，Ｒ，Ｎ及びＤには１つの電磁石２が配属されている。電磁石２は個々のキーＰ，Ｒ，Ｎ及びＤの係止装置を作動するために役立つ。

係止装置の構造と機能形式は図２に示されている。この場合にもキー１の１つとこのキー１に配属された電磁石２とが示されている。キー１は図２においては押されていない、持上げられた位置で示されている。この持上げられた位置でキー１はその他の位置では力のかからない状態でコイルばね５によって保持される。電磁石２は図示されていない、可動なアンカを有し、このアンカは係止ピン３と結合されている。電磁石２の磁石コイルとアンカは、電磁石２のコイル（図示せず）を通って電流が流れた場合にアンカと係止ピン３とが図面で見て右へ移動させられるのに対し、アンカと係止ピン３はばね（同様に図せず）に基づき電磁石２に電流が流されていない状態では図面で見て常に左の終端位置に存在するように配置されている。

これは換言すれば、キー１が電磁石２に電流が流されない状態で、係止ピン３の走出に基づきブロックされ、運転者によって押込まれることがないことを意味している。これは同時に、マイクロスイッチ４が作動できず、ひいては電気的な切換え信号が発生させられず、自動車伝動装置に伝達されることができないことを意味している。

しかし、作動装置の制御切換装置もしくは伝動装置がキー１もしくはキーでセレクト可能な伝動装置の走行手段を解放するとただちに電圧が電磁石に与えられ、これによりアンカと係止ピン３は図面で見て右へ移動させられ、ひいては押圧キー１が下へ移動する通路が開放される。

運転者はいまや該当するキー１を押し下げ、これによってマイクロスイッチ４を作動し、適当な電気的な信号が発生させられ、自動車伝動装置へもしくは作動装置制御装置へ伝達される。

図３と４とには図１と図２に示された作動装置のメカニズム全体が異なる視線方向から示されている。この場合、図３と図４とにおいてはケーシングはそれぞれ除かれている。

各キー１には係止ピン３を有する電磁石２とそれぞれ１つのマイクロスイッチ４と戻しばね５とが配属されている。さらに図３と図４には特に、本発明による作動装置の簡単でかつきわめて堅牢な構成が示されている。この作動装置は全体として数少ない簡単に構成された基本エレメントしか有していない。これは作動装置の費用的に好適的な生産と、高い運転の確実性と、長い寿命とをもたらす。

以下に示した表には図１から４までに示した作動装置の１実施例に配属され得る切換え論理の１例が示されている。

この場合には左側の欄（欄１）には伝動装置走行段Ｐ，Ｒ，Ｎ又はＤが示されているのに対し、欄２と３には他の欄外条件（ブレーキが踏まれていることもしくは走行速度が規定された限界速度よりも高いこと）が示されている。

したがって欄４から７からは欄１から３による欄外条件の組合わせに対応する個々のキーの係止装置の状態を取出すことができる。したがって例えばニュートラル位置Ｎが入れられ、同時にブレーキが踏まれる（ライン６）と、すべての４つのキーＰ，Ｒ，Ｎ及びＤは自由に作動可能である。何故ならばこの欄外条件が存在した場合には任意の伝動装置走行段を入れることができるからである。しかし、ニュートラル位置Ｎに入れられた状態でブレーキが踏まれていないと、安全性の理由からニュートラル位置Ｎから外へ切換えられることができず、走行段Ｐ，Ｒ又はＤの１つが入れられることはできない（ライン５）。

これに対し、伝動装置又は伝動装置制御装置の領域に欠陥が発生した場合には、運転者にも触覚的に故障状態を信号化するためにすべてのキーが係止される（ライン９）。

この結果、本発明のおかげで、電気的もしくは電子的に制御された技術的なシステム、特に自動車の変速伝動装置のための作動装置のために、技術的なシステムもしくは自動車伝動装置の特に確実でかつ誤作動の少ない作動装置が得られる。これにより自動車においては運転及び走行安全性の関点から、許容されない切換え順序もしくは運転状態が阻止され、適当な切換え要求の非許容性又は不可能性は操作人もしくは運転者に触覚的に及び／又は視覚的にはっきりと信号化される。

したがって本発明は技術的なシステムにおいて、特に本発明を自動車伝動装置の領域に用いた場合には、安全性、経済性及び操作性を改善するために大きく寄与する。

自動車伝動装置のための作動装置の１実施例を概略的に示した図。 図１の作動装置を１つのキーに沿って断面した概略図。 図１と図２に示した作動装置をケーシング除外して係止装置に向かう方向で示した概略図。 図１から３までに示した作動装置を電気的な信号発生器に向かう方向で示した、図３に相応した概略図。

符号の説明

１ 押圧キー
２ 電磁石
３ 係止ピン
４ マイクロスイッチ
５ コイルばね

Claims (15)

1. シフト−バイ−ワイヤ式変速段伝動装置の切換え段を選択するための技術的なシステムのための作動装置であって、該作動装置が複数のキー（１）と技術的なシステムに伝達するための電気的な制御信号を発生させるための手段（４）とを備えたキー装置を有している形式のものにおいて、個々のキー（１）に、該キー（１）を機械的にブロックするために個別に制御可能な係止装置（２，３）が対応配置されており、該係止装置（２，３）が補助エネルギで駆動可能であり、前記係止装置（２，３）が補助エネルギが存在していない場合にブロック状態にあることを特徴とする、技術的なシステムのための作動装置。
2. 前記係止装置（２，３）が電気的に作動可能である、請求項１記載の作動装置。
3. 前記係止装置（２，３）が電磁的に作動可能である、請求項１または２記載の作動装置。
4. キー（１）が係止装置（２，３）によって、持上げられたキー位置にブロック可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の作動装置。
5. キー（１）が係止装置（２，３）によって、押しさげられたキー位置から持上げられたキー位置へもたらされる、請求項１から３までのいずれか１項記載の作動装置。
6. キー（１）が持上げられたキー位置の方向にばね負荷されている、請求項５記載の作動装置。
7. 電気的な制御信号を発生させる手段がスイッチ装置を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の作動装置。
8. 各キー（１）に少なくとも１つの信号発生器（４）を有するスイッチ装置が対応配置されている、請求項７記載の作動装置。
9. １つのキー（１）に対応配置されたスイッチ装置が２つの信号発生器（４）を有している、請求項７又は８記載の作動装置。
10. １つのキー（１）に対応配置されたスイッチ装置が４つの信号発生器（４）を有している、請求項７又は８記載の作動装置。
11. 信号発生器（４）がマイクロスイッチとして構成されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の作動装置。
12. 信号発生器（４）がスイッチマットとして構成されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の作動装置。
13. 信号発生器（４）がホールセンサとして構成されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の作動装置。
14. 信号発生器（４）が光学的なセンサとして構成されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の作動装置。
15. 当該作動装置が係止装置（２，３）を克服するために機械的な解錠装置を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の作動装置。

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