DE102023129722B3

DE102023129722B3 - Operating element with a rotatably mounted actuating part and an electrically controllable brake with haptic acknowledgement as well as associated use and method

Info

Publication number: DE102023129722B3
Application number: DE102023129722.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kramlich
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2023-10-27
Filing date: 2023-10-27
Publication date: 2025-02-20
Anticipated expiration: 2043-10-28
Also published as: CN119902596A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement (1), aufweisend: einen Träger (3); ein um eine Drehachse (D) drehbeweglich am Träger (3) gelagertes Betätigungsteil (2) zur Vornahme einer Drehverstellung durch einen Bediener; einen Stellungsgeber (4) und einen Stellungssensor (5) zur Stellungsdetektion; eine zwischen dem Träger (3) und dem Betätigungsteil (2) wirkende, die Drehverstellung des Betätigungsteils (2) hemmende oder blockierende, elektrisch ansteuerbare Bremse (6, 7, 8); eine Steuereinheit (15) zur stellungsabhängigen Bestromung der elektrisch ansteuerbaren Bremse (6, 7, 8), um das Betätigungsteil (2) mittels der elektrisch ansteuerbaren Bremse (6, 7, 8) zur Erzeugung eines Endanschlags zu blockieren oder zur Erzeugung einer Rasthaptik zu hemmen; wobei die elektrisch ansteuerbare Bremse (6, 7, 8) eine elektromagnetische Bremse aus einem eine Spule (8) und einen Magnetkern (7) aufweisenden Erreger (6, 7) und einer magnetisch mit dem Erreger (7, 8) zusammenwirkenden Bremsscheibe (6) ist, wobei die Bremsscheibe (6) und der Erreger (6, 7) bei der Drehverstellung relativ zueinander verdreht werden und zwischen Bremsscheibe (6) und Magnetkern (7) zumindest während des Blockierens oder Hemmens eine maximale Anlagefläche (A_max) ausgebildet ist und; wobei die elektrisch ansteuerbare Bremse (6, 7, 8) und/oder das Betätigungsteil (2) derart nachgebend gelagert sind, dass bei einer orthogonal auf die Drehachse (D) wirkenden Betätigungskraft (F), der Erreger (6, 7) und die Bremsscheibe (6) der Betätigungskraft (F) folgend unter Bereitstellung einer relativen Minimalverkippung (14) relativ zueinander verkippbar sind, so dass die maximale Anlagefläche (A_max) auf eine minimale Anlagefläche (A_min) reduziert wird; und die Steuereinheit (15) ausgebildet ist, zur haptischen und/oder akustischen Verstärkung des Endanschlags oder der Rasthaptik ein Rückgängigmachen der Minimalverkippung (14) unter Wiederherstellung der maximale Anlagefläche (A_max) zu bewirken; sowie zugehörige Verwendung und Verfahren.

The invention relates to an operating element (1) comprising: a carrier (3); an actuating part (2) mounted on the carrier (3) so as to be rotatable about an axis of rotation (D) for carrying out a rotational adjustment by an operator; a position transmitter (4) and a position sensor (5) for position detection; an electrically controllable brake (6, 7, 8) acting between the carrier (3) and the actuating part (2) and inhibiting or blocking the rotational adjustment of the actuating part (2); a control unit (15) for position-dependent energization of the electrically controllable brake (6, 7, 8) in order to block the actuating part (2) by means of the electrically controllable brake (6, 7, 8) to produce an end stop or to inhibit it to produce a latching feel; wherein the electrically controllable brake (6, 7, 8) is an electromagnetic brake comprising an exciter (6, 7) having a coil (8) and a magnetic core (7) and a brake disk (6) which interacts magnetically with the exciter (7, 8), wherein the brake disk (6) and the exciter (6, 7) are rotated relative to one another during the rotational adjustment and a maximum contact surface (A _max ) is formed between the brake disk (6) and the magnetic core (7) at least during blocking or inhibiting and; wherein the electrically controllable brake (6, 7, 8) and/or the actuating part (2) are mounted in such a yielding manner that, when an actuating force (F) acts orthogonally on the axis of rotation (D), the exciter (6, 7) and the brake disk (6) can be tilted relative to one another following the actuating force (F) while providing a relative minimum tilt (14), so that the maximum contact surface (A _max ) is reduced to a minimum contact surface (A _min ); and the control unit (15) is designed to reverse the minimum tilt (14) while restoring the maximum contact surface (A _max ) for the haptic and/or acoustic amplification of the end stop or the locking haptics; and associated use and method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement mit einem drehbeweglich gelagerten Betätigungsteil, auch Handhabe genannt, welches insbesondere als ein Daumenrad, letzteres wird auch als Eingabewalze bezeichnet, ausgebildet ist. Das Bedienelement weist eine elektrisch ansteuerbare, elektromagnetische Bremse zur Erzeugung eines Endanschlags und/oder eines haptischen Feedbacks auf. In Kraftfahrzeugen sind heutzutage eine Vielzahl von Bedienfunktionen einzustellen, wobei ein Trend dahingehend gerichtet ist, diese Vielzahl von Bedienfunktionen mittels eines einzigen Drehstellers vorzunehmen, um entsprechend einer jeweils ausgewählten Bedienfunktion Parameter einzustellen oder zwischen verschiedenen Möglichkeiten auszuwählen. Während bei bestimmten Bediensituationen eine Eingabe bevorzugt ist, bei der das Betätigungsteil ohne mechanischen Widerstand frei drehbar ist, so ist in anderen Bediensituationen beim Einstellen von Parametern als auch beim Auswählen von vorgegebenen Möglichkeiten bevorzugt, eine haptische Rückmeldung zu erfahren, die durch eine meist periodische Abfolge die Drehverstellung hemmende impulsartige Bremswirkungen hervorgerufen wird und am Betätigungsteil durch eine fühlbare Drehhemmung für den Bediener erspürbar ist, was als Rasthaptik bezeichnet wird. Bei Drehstellern wird diese in der Regel durch eine mechanische Kontur mit zugehörigem Federelement realisiert. D.h. die Feder liegt mit einer mechanischen Vorspannung an der Kontur an und gleitet beim Betätigen des Drehstellers auf und ab. Diese Gleitbewegung ist nachteilig mit Reibung verbunden und unterliegt nachteilig Verschleiß und kann außerdem unerwünschte Schleifgeräusche hervorrufen. Wenn eine universelle Verwendung des Drehstellers in diversen Bediensituationen gewünscht ist und da das Abschalten dieser mechanischen Rastwirkung schwierig zu realisieren ist, werden elektrisch ansteuerbare, elektromagnetische Bremsen mit zugehöriger Ansteuerung verwendet, wobei die elektrisch ansteuerbare, elektromagnetische Bremse stellungsabhängig auf Basis der von einem Stellungssensor erhaltenen Stellungsinformation angesteuert wird, wobei die Drehverstellung periodisch gehemmt wird. Mit Hilfe dieser Art von Bremse lässt sich darüber hinaus durch Blockieren des Betätigungsteils sogar ein abschaltbarer Endanschlag realisieren. The invention relates to an operating element with a rotatably mounted actuating part, also called a handle, which is designed in particular as a thumb wheel, the latter is also referred to as an input roller. The operating element has an electrically controllable, electromagnetic brake for generating an end stop and/or haptic feedback. In motor vehicles today, a large number of operating functions have to be set, with a trend being towards carrying out this large number of operating functions using a single rotary actuator in order to set parameters or select between different options in accordance with a selected operating function. While in certain operating situations an input is preferred in which the actuating part can be freely rotated without mechanical resistance, in other operating situations when setting parameters and selecting predetermined options it is preferred to experience haptic feedback, which is caused by a mostly periodic sequence of pulse-like braking effects that inhibit the rotational adjustment and can be felt by the operator on the actuating part through a tangible rotation inhibition, which is referred to as locking haptics. In rotary actuators, this is usually achieved by a mechanical contour with an associated spring element. This means that the spring rests against the contour with a mechanical preload and slides up and down when the rotary actuator is operated. This sliding movement is disadvantageously associated with friction and is subject to wear and tear and can also cause undesirable grinding noises. If universal use of the rotary actuator in various operating situations is desired and since switching off this mechanical locking effect is difficult to achieve, electrically controllable, electromagnetic brakes with associated control are used, whereby the electrically controllable, electromagnetic brake is controlled depending on the position on the basis of the position information received from a position sensor, whereby the rotary adjustment is periodically inhibited. With the help of this type of brake, it is even possible to implement a switchable end stop by blocking the actuating part.

Aus der DE 600 08 740 T2 ist ein Bedienelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, nämlich Codierer-Schalter-Anordnungen, die einen Codiererteil aufweisen, welcher elektrische Ausgangssignale bereitstellt, die die momentane Winkelpositionsänderung einer Drehrolle oder eines Abstimmrads des Codiererteils anzeigen.
Ein Bedienelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus der US 6 211 474 B1 bekannt. Die rotativ betriebene elektronische Komponente eines Mehrfacheingangsschalters ist in einer Richtung der Rotationsachse angeordnet, während die Schalter in der dazu senkrechten Richtung angeordnet sind, wodurch sich die gesamte rotativ betriebene elektronische Komponente nicht bewegt. Eine Vorrichtung zur Erzeugung taktiler Kraft ist aus der US 6 468 158 B1 bekannt.From the DE 600 08 740 T2 A control element according to the preamble of claim 1 is known, namely encoder-switch assemblies which have an encoder part which provides electrical output signals which indicate the instantaneous angular position change of a rotary roller or a tuning wheel of the encoder part.
A control element according to the preamble of claim 1 from the US 6 211 474 B1 The rotary-operated electronic component of a multiple-input switch is arranged in one direction of the rotation axis, while the switches are arranged in the direction perpendicular to it, whereby the entire rotary-operated electronic component does not move. A device for generating tactile force is known from US 6 468 158 B1 known.

Bei den bekannten durch eine elektromagnetische Bremse erzeugten Lösungen fehlte es bisher aber an einem ausgeprägten Rastklick, d.h. einem ausgeprägten akustisch oder haptisch wahrnehmbaren Impuls beispielsweise beim Erreichen der stellungsabhängig maximalen Bremswirkung, wie der maximal wirkenden Hemmung, oder beim Erreichen des Endanschlags bei blockierender Bremse. Denkbar wäre das Vorsehen eines zusätzlichen elektrisch ansteuerbaren Aktuators, um das Betätigungsteil entsprechend mechanisch anzuregen. Das Vorsehen eines zusätzlichen Aktuators scheitert jedoch in den meisten Fällen aber an dem nur eingeschränkt vorhandenen Bauraum.However, the known solutions generated by an electromagnetic brake have so far lacked a distinct click, i.e. a distinct acoustic or haptic perceptible impulse, for example when the position-dependent maximum braking effect is reached, such as the maximum effective inhibition, or when the end stop is reached when the brake is blocked. It would be conceivable to provide an additional electrically controlled actuator in order to mechanically stimulate the actuating part accordingly. However, the provision of an additional actuator fails in most cases due to the limited installation space available.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Bedienelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem drehbeweglich gelagerten Betätigungsteil und einer elektrisch ansteuerbaren, elektromagnetischen Bremse bereitzustellen, welches in der Lage ist neben der hemmenden oder blockierenden Wirkung eine zusätzliche akustisch oder haptisch merkbare Rückmeldung zu geben, und insbesondere dabei konstruktiv einfach und Bauraum sparend ausgeführt ist, deshalb kostengünstig herzustellen ist und insbesondere vergleichsweise wenig Bauraum beansprucht.The invention is therefore based on the object of providing an operating element, in particular for a motor vehicle with a rotatably mounted actuating part and an electrically controllable, electromagnetic brake, which is able to provide additional acoustic or haptic feedback in addition to the inhibiting or blocking effect, and in particular is structurally simple and space-saving, is therefore inexpensive to manufacture and in particular requires comparatively little installation space.

Diese Aufgabe wird durch ein Bedienelement gemäß Anspruch 1 sowie die Verwendung und das Verfahren der nebengeordneten Ansprüche gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.This object is achieved by an operating element according to claim 1 and the use and method of the independent claims. Advantageous embodiments can be found in the subclaims. It should be noted that the features listed individually in the patent claims can be combined with one another in any technologically reasonable manner and show further embodiments of the invention. The description, particularly in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Bedienelement weist einen Träger auf. Der Träger ist beispielsweise aus einem Kunststoff, wie einem Thermoplast, hergestellt. Der Begriff „Träger“ ist weit auszulegen, und kann eine lediglich auf die Befestigung des Bedienelements gerichtete Ausgestaltung aufweisen. Es kann aber auch eine eine oder mehrere Komponenten, beispielsweise eine elektronische Komponente, des Bedienelements schützende Ausgestaltung aufweisen. Er ist beispielsweise bereichsweise als im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse ausgebildet.The invention relates to an operating element, in particular for a motor vehicle. The operating element according to the invention has a carrier. The carrier is made, for example, from a plastic, such as a thermoplastic. The term “carrier” is to be interpreted broadly and can have a design that is only directed at the attachment of the operating element. However, it can also include one or more components, for example a electronic component, of the control element. For example, it is designed in some areas as a substantially closed housing.

Das erfindungsgemäße Bedienelement weist ferner ein um eine Drehachse drehbeweglich am Träger gelagertes Betätigungsteil auf. Das Betätigungsteil ist beispielsweise aus einem Kunststoff, wie einem Thermoplast und ist beispielsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Die Drehachse ist beispielsweise orthogonal zu einer dem Bediener zugewandten Bedienoberfläche orientiert. Bevorzugt ist das Betätigungsteil als Daumenrad ausgelegt, d.h. die Bedienung wird durch eine Ein-Finger-Bedienung erreicht und beispielsweise liegt die Drehachse in der Ebene der dem Bediener zugewandten Bedienoberfläche oder ist parallel zu dieser Bedienoberfläche. Die Bedienoberfläche wird beispielsweise durch das Armaturenbrett oder ein Lenkrad vorgegeben, in die das Bedienelement integriert ist.The operating element according to the invention further comprises an actuating part mounted on the carrier so that it can rotate about an axis of rotation. The actuating part is made of a plastic, such as a thermoplastic, for example, and is manufactured using an injection molding process, for example. The axis of rotation is oriented orthogonally to a user interface facing the operator, for example. The actuating part is preferably designed as a thumb wheel, i.e. operation is achieved by one-finger operation and, for example, the axis of rotation lies in the plane of the user interface facing the operator or is parallel to this user interface. The user interface is defined, for example, by the dashboard or a steering wheel, into which the operating element is integrated.

Erfindungsgemäß ist ferner ein am Betätigungsteil festgelegter und/oder ein sich synchron mit dem Betätigungsteil bei dessen Drehverstellung bewegender Stellungsgeber sowie ein am Träger festgelegter, mit dem Stellungsgeber zusammenwirkender Stellungssensor vorgesehen, die zusammen die Detektionsmittel ausbilden und der Stellungsdetektion des Betätigungsteils dienen. Beispielsweise handelt es sich bei den Detektionsmitteln um ein Potentiometer. Bevorzugt sind berührungslos detektierende Detektionsmittel, wie optische, kapazitive oder induktive Detektionsmittel vorgesehen. Die Detektionsmittel sind beispielsweise als Absolutwertgeber oder als Inkrementalgeber ausgebildet. Beispielsweise wird der Stellungsgeber über ein Getriebe, insbesondere Zahnradgetriebe, von dem Betätigungsteil rotatorisch angetrieben.According to the invention, a position sensor is also provided which is fixed to the actuating part and/or moves synchronously with the actuating part when it is rotated, as well as a position sensor which is fixed to the carrier and interacts with the position sensor, which together form the detection means and serve to detect the position of the actuating part. For example, the detection means is a potentiometer. Contactless detection means such as optical, capacitive or inductive detection means are preferably provided. The detection means are designed, for example, as absolute value sensors or as incremental sensors. For example, the position sensor is driven in rotation by the actuating part via a gear, in particular a gear transmission.

Erfindungsgemäß ist eine zwischen dem Träger und dem Betätigungsteil wirkende, die Drehverstellung des Betätigungsteil hemmende oder blockierende, elektrisch ansteuerbare Bremse vorgesehen.According to the invention, an electrically controllable brake is provided which acts between the carrier and the actuating part and inhibits or blocks the rotational adjustment of the actuating part.

Erfindungsgemäß ist ferner eine mit dem Stellungssensor und der elektrisch ansteuerbaren Bremse elektrisch leitend verbundene Steuereinheit zur stellungsabhängigen Steuerung der elektrisch ansteuerbaren Bremse vorgesehen, um wenigstens einen Endanschlag für die Drehverstellung des Betätigungsteils in wenigstens einer der Drehrichtungen durch Blockieren der elektrisch ansteuerbaren Bremse vorzugeben und/oder um eine Rasthaptik während der Drehverstellung durch Hemmen mittels der elektrisch ansteuerbaren Bremse zu erzeugen. Beispielsweise ist die Blockierwirkung derart ausgebildet, dass zumindest der händischen Drehverstellung eine entsprechende Bremswirkung entgegengerichtet ist, die zumindest vom Bediener als unüberwindbar wahrgenommen wird. Beispielsweise beträgt das Blockiermoment in der Endanschlagstellung 5 N/m oder mehr. Als Rasthaptik wird beispielsweise eine der Drehverstellung entgegenwirkende, zunehmende und bei weiterer Drehverstellung nach Erreichen eines Maximums darauf abnehmende Hemmwirkung verstanden. Die zugehörigen Maxima der Hemmwirkung verteilen sich in einer bevorzugten Ausgestaltung gleichmäßig über den möglichen Verstellweg des Betätigungsteils.According to the invention, a control unit is also provided which is electrically connected to the position sensor and the electrically controllable brake for position-dependent control of the electrically controllable brake in order to specify at least one end stop for the rotary adjustment of the actuating part in at least one of the directions of rotation by blocking the electrically controllable brake and/or to generate a locking haptic during the rotary adjustment by inhibiting it using the electrically controllable brake. For example, the blocking effect is designed in such a way that at least the manual rotary adjustment is counteracted by a corresponding braking effect which is perceived as insurmountable at least by the operator. For example, the blocking torque in the end stop position is 5 N/m or more. A locking haptic is understood to mean, for example, an inhibiting effect which counteracts the rotary adjustment, increases and then decreases with further rotary adjustment after a maximum is reached. In a preferred embodiment, the associated maxima of the inhibiting effect are distributed evenly over the possible adjustment path of the actuating part.

Erfindungsgemäß ist die elektrisch ansteuerbare Bremse eine elektromagnetische Bremse aus einem eine Spule und einen Magnetkern aufweisenden Erreger und einer magnetisch mit dem Erreger zusammenwirkenden Bremsscheibe, wobei die Bremsscheibe und der Erreger bei der Drehverstellung relativ zueinander verdreht werden. Der Magnetkern und/oder die Bremsscheibe sind beispielsweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Der Magnetkern umfasst beispielsweise einen die Spule durchgreifenden, inneren Teilkörper, sowie einen radial außerhalb der Spule liegenden, topförmigen, äußeren Teilkörper. Beispielsweise ist der Magnetkern bei einem Schnitt entlang der Drehachse „E“-förmig ausgebildet. According to the invention, the electrically controllable brake is an electromagnetic brake comprising an exciter having a coil and a magnetic core and a brake disk that interacts magnetically with the exciter, wherein the brake disk and the exciter are rotated relative to one another during the rotational adjustment. The magnetic core and/or the brake disk are, for example, rotationally symmetrical. The magnetic core comprises, for example, an inner partial body that passes through the coil, as well as a top-shaped outer partial body that lies radially outside the coil. For example, the magnetic core is "E"-shaped when cut along the axis of rotation.

Erfindungsgemäß ist zwischen der Bremsscheibe und dem Magnetkern zumindest während des Blockierens oder Hemmens eine maximal mögliche Anlagefläche, kurz als maximale Anlagefläche bezeichnet, ausgebildet. Dabei müssen der Magnetkern und die Bremsscheibe nicht zwingend unmittelbar aneinandergrenzen. Bevorzugt ist zwischen Bremsscheibe und Magnetkern eine Anlaufscheibe zur Verbesserung der Gleitreibung zwischen Bremsscheibe und Magnetkern vorgesehen, insbesondere für den Fall, dass kein Arbeitsstrom am Erreger und keine Bremswirkung vorliegt, wobei die Bremsscheibe und der Magnetkern ausschließlich über die Anlaufscheibe aneinandergrenzen.According to the invention, a maximum possible contact surface, referred to as the maximum contact surface for short, is formed between the brake disk and the magnetic core, at least during blocking or inhibiting. The magnetic core and the brake disk do not necessarily have to be directly adjacent to one another. Preferably, a thrust washer is provided between the brake disk and the magnetic core to improve the sliding friction between the brake disk and the magnetic core, in particular in the event that there is no working current at the exciter and no braking effect, with the brake disk and the magnetic core being adjacent to one another exclusively via the thrust washer.

Bevorzugt ist die maximale Anlagefläche rotationssymmetrisch ausgebildet. Beispielsweise ist die maximale Anlagefläche konzentrisch zur Drehachse angeordnet.Preferably, the maximum contact surface is rotationally symmetrical. For example, the maximum contact surface is arranged concentrically to the axis of rotation.

Erfindungsgemäß sind die elektrisch ansteuerbare Bremse und/oder das Betätigungsteil derart nachgebend gelagert, bevorzugt elastisch nachgebend gelagert, dass bei einer orthogonal auf die Drehachse wirkenden Betätigungskraft, der Erreger und die Bremsscheibe der Betätigungskraft folgend unter Bereitstellung einer relativen Minimalverkippung relativ zueinander verkippbar sind, so dass die maximale Anlagefläche auf eine minimale Anlagefläche durch die Relativverkippung reduziert wird. Somit entsteht beispielsweise zwischen Bremsscheibe und Magnetkern zumindest bei Betätigung ein minimaler, v-förmiger Spalt. Beispielsweise weist der Spalt ein maximales lichtes Maß zwischen Magnetkern und Bremsscheibe von höchstens 0,2mm, bevorzugt von höchstens 0,1mm auf.According to the invention, the electrically controllable brake and/or the actuating part are mounted in a yielding manner, preferably elastically yielding manner, such that when an actuating force acts orthogonally on the axis of rotation, the exciter and the brake disc can be tilted relative to one another following the actuating force while providing a relative minimum tilting, so that the maximum contact surface is reduced to a minimum contact surface by the relative tilting. This creates a minimal, V-shaped gap between the brake disc and the magnetic core, at least when actuated. For example, the gap has a maximum clearance between the magnetic core and the brake disc of no more than 0.2 mm, preferably no more than 0.1 mm.

Erfindungsgemäß ist ferner die Steuereinheit ausgebildet, zur haptischen und/oder akustischen Verstärkung des Endanschlags oder der Rasthaptik einen solchen Arbeitsstrom zur Bestromung des Erregers zu wählen, dass entgegen der Wirkung der Betätigungskraft durch ein Rückgängigmachen der Minimalverkippung von Magnetkern und Bremsscheibe die maximale Anlagefläche (wieder-) hergestellt wird. Beispielsweise ist die Bestromung hinsichtlich Zeitpunkt bzw. Verlauf derart gewählt, dass sich die maximale Anlagefläche zeitgleich mit dem Erreichen der Endstellung oder dem Erreichen einer der Maxima der Hemmwirkung der Rasthaptik einstellt. Bei Anregung des Erregers der als elektromagnetische Bremse ausgebildeten elektrisch ansteuerbaren Bremse schließt sich beispielsweise der zuvor erwähnte Spalt, was sich in einer minimalen Bewegung, aber großen Beschleunigung des Betätigungsteils, insbesondere dessen Bedienoberfläche, auswirkt. Diese Beschleunigung empfindet der Bediener als haptisch gleichwertig zu einem harten Einrasten einer mechanischen Rastfeder in einer Rastkulisse.According to the invention, the control unit is further designed to select a working current for energizing the exciter for haptic and/or acoustic amplification of the end stop or the locking haptics such that, contrary to the effect of the actuating force, the maximum contact surface is (re)established by reversing the minimal tilting of the magnetic core and brake disk. For example, the energization is selected in terms of time or course such that the maximum contact surface is set at the same time as the end position is reached or one of the maxima of the inhibiting effect of the locking haptics is reached. When the exciter of the electrically controllable brake designed as an electromagnetic brake is excited, the previously mentioned gap closes, for example, which results in minimal movement but great acceleration of the actuating part, in particular its user interface. The operator perceives this acceleration as haptically equivalent to a hard engagement of a mechanical locking spring in a locking gate.

Somit kommt es durch das Rückgängigmachen der durch die Betätigungskraft bewirkten Minimalverkippung zu einem ausgeprägten Rastklick, d.h. einem ausgeprägten akustisch oder haptisch wahrnehmbaren Impuls auf das Betätigungsteil, beispielsweise beim Erreichen der stellungsabhängig maximalen Bremswirkung, wie der maximal wirkenden Hemmung, oder beim Erreichen des Endanschlags bei blockierender Bremse. Dieser zusätzliche die Haptik akustisch oder haptisch unterstreichende Impuls ist ohne das Vorsehen eines zusätzlichen elektrisch ansteuerbaren Aktuators möglich. So werden neben den hauptsächlich auf Dehnung wirkenden Ruffini-Körperchen (SA-II Rezeptoren) auch noch die sog. Vater-Pacini-Körperchen (PC-Rezeptoren) angeregt. Unter „haptischer Verstärkung“ wird hier eine kurzzeitige Beschleunigung der Bedienoberfläche des Betätigungsteils verstanden. Ferner kann auch bei langsamen Drehbewegungen ein verbessertes haptisches Empfinden erzeugt werden.Thus, reversing the minimal tilting caused by the actuation force results in a pronounced click, i.e. a pronounced acoustically or haptically perceptible impulse on the actuating part, for example when the position-dependent maximum braking effect is reached, such as the maximum effective inhibition, or when the end stop is reached when the brake is blocked. This additional impulse, which acoustically or haptically underlines the haptics, is possible without the provision of an additional electrically controllable actuator. In this way, in addition to the Ruffini corpuscles (SA-II receptors), which mainly act on stretching, the so-called Vater-Pacini corpuscles (PC receptors) are also stimulated. "Haptic amplification" here means a short-term acceleration of the operating surface of the actuating part. Furthermore, an improved haptic sensation can also be generated with slow rotary movements.

Bevorzugt ist die Bremsscheibe starr am Betätigungsteil festgelegt und das Betätigungsteil durch ein nachgebendes Widerlager, bevorzugt durch ein elastisch nachgebendes Widerlager, am Träger abgestützt, um das der Betätigungskraft folgende Relativverkippen zwischen der Bremsscheibe und dem Magnetkern zu ermöglichen. Beispielsweise stützt sich das Betätigungsteil über den Magnetkern am Träger ab, wobei zwischen Magnetkern und Träger das Widerlager aus einem Elastomer oder Kautschuk angeordnet ist.Preferably, the brake disc is rigidly fixed to the actuating part and the actuating part is supported on the carrier by a yielding abutment, preferably by an elastically yielding abutment, in order to enable the relative tilting between the brake disc and the magnetic core following the actuating force. For example, the actuating part is supported on the carrier via the magnetic core, with the abutment made of an elastomer or rubber being arranged between the magnetic core and the carrier.

Bevorzugt steht von der Bremsscheibe eine drehfest mit dem Träger oder drehfest mit der Bremsscheibe verbundene Welle vor, die jeweils mit Spiel zur Minimalverkippung in eine entsprechende Ausnehmung des Magnetkerns eingreift. Beispielsweise wird die Welle durch einen Lagerzapfen ausgebildet, dessen freies Ende in ein im Magnetkern ausgebildetes Sackloch eingreift.Preferably, a shaft protrudes from the brake disc, which is connected in a rotationally fixed manner to the carrier or in a rotationally fixed manner to the brake disc, and which engages in a corresponding recess in the magnetic core with play for minimal tilting. For example, the shaft is formed by a bearing pin, the free end of which engages in a blind hole formed in the magnetic core.

Bevorzugt weist die elektrisch ansteuerbare Bremse eine zwischen Magnetkern und Bremsscheibe angeordnete, magnetorheologische Flüssigkeit auf. Als magnetorheologische Flüssigkeit bezeichnet man eine Suspension von magnetisch polarisierbaren Partikeln (Carbonyleisenpulver), die in einer Trägerflüssigkeit fein verteilt sind. Diese Flüssigkeit verhindert einerseits das Eindringen von Schmutz in den Zwischenraum zwischen Magnetkern und Bremsscheibe und vermindert außerdem ein störendes Klickgeräusch beim Aufeinandertreffen von Bremsscheibe und Magnetkern während der Aktivierung der Bremse. Durch die magnetischen Eigenschaften dieser Flüssigkeit wird die Bremswirkung bei Hemmung und Blockieren nur gering verändert.The electrically controllable brake preferably has a magnetorheological fluid arranged between the magnetic core and the brake disc. A magnetorheological fluid is a suspension of magnetically polarizable particles (carbonyl iron powder) that are finely distributed in a carrier fluid. This fluid prevents dirt from penetrating the space between the magnetic core and the brake disc and also reduces an annoying clicking noise when the brake disc and magnetic core come into contact during activation of the brake. Due to the magnetic properties of this fluid, the braking effect is only slightly changed when the brake is blocked or immobilized.

Bevorzugt gibt das Betätigungsteil ein Hohlvolumen vor, in dem der elektrische Erreger und die Bremsscheibe der elektrisch ansteuerbaren Bremse angeordnet sind.Preferably, the actuating part defines a hollow volume in which the electrical exciter and the brake disc of the electrically controllable brake are arranged.

Bevorzugt beträgt entspricht die von der minimalen Anlagefläche und der maximalen Anlagefläche vorgegebene Minimalverkippung einem Kippwinkel von 1° oder weniger.Preferably, the minimum tilt specified by the minimum contact surface and the maximum contact surface corresponds to a tilt angle of 1° or less.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Bedienelements in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug.The invention further relates to the use of the control element in one of the previously described embodiments in a motor vehicle.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur haptischen und/oder akustischen Bestätigung einer Bedieneingabe mit den folgenden Schritten. In einem Bereitstellungsschritt erfolgt ein Bereitstellen eines Bedienelements in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. In einem Bestromungsschritt erfolgt ein stellungsabhängiges Bestromung des Erregers durch die Steuereinheit des bereitgestellten Bedienelements, wobei zur haptischen und/oder akustischen Verstärkung des Endanschlags oder der Rasthaptik die Steuereinheit einen solchen Arbeitsstrom zur Bestromung des Erregers wählt, dass sich entgegen der Wirkung der Betätigungskraft durch ein Rückgängigmachen der Minimalverkippung eine maximale Anlagefläche zwischen der Bremsscheibe und dem Magnetkern einstellt.The invention further relates to a method for haptic and/or acoustic confirmation of an operating input with the following steps. In a provision step, an operating element is provided in one of the previously described embodiments. In an energization step, the exciter is energized by the control unit of the provided operating element depending on the position, whereby for haptic and/or acoustic reinforcement of the end stop or the latching haptics, the control unit selects such a working current for energizing the exciter that, counter to the effect of the actuating force, a maximum contact surface between between the brake disc and the magnetic core.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellen lediglich bevorzugte Ausführungsvarianten dar. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedienelements 1;
2 eine zur Drehachse D orthogonale Schnittdarstellung der in 1 gezeigten Ausführungsform;
3 eine zur Drehachse D orthogonale Schnittdarstellung der in 1 gezeigten Ausführungsform unter Belastung des Betätigungsteils 2 mit einer Betätigungskraft F;
4 eine zur Drehachse D orthogonale Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedienelements 1 unter Belastung des Betätigungsteils 2 mit einer Betätigungskraft F.

The invention is explained in more detail with reference to the following figures. The figures are to be understood as examples only and merely represent preferred embodiments. They show:

1 a perspective view of a first embodiment of the control element 1 according to the invention;
2 a sectional view orthogonal to the axis of rotation D of the 1 embodiment shown;
3 a sectional view orthogonal to the axis of rotation D of the 1 embodiment shown under loading of the actuating part 2 with an actuating force F;
4 a sectional view orthogonal to the axis of rotation D of a second embodiment of the operating element 1 according to the invention under load of the actuating part 2 with an actuating force F.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedienelements 1 wird nachfolgend anhand der 1 beschrieben. Es weist ein Betätigungsteil 2, auch Handhabe genannt, auf, welches um eine Drehachse D drehbeweglich an einem Träger 3 gelagert ist und eine radial umlaufende Betätigungsfläche 13 aufweist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Betätigungsteil 2 als Daumenrad ausgelegt, d.h. die Bedienung wird durch eine Ein-Finger-Bedienung erreicht und die Drehachse D liegt im Wesentlichen parallel zu einer dem Bediener zugewandten Sichtfläche. Beispielsweise bildet die Trägeroberfläche 16 diese Sichtfläche oder ist zumindest parallel zu einer nicht dargestellten Blendenoberfläche ausgereichtet, wobei letztere die Sichtfläche bildet.An embodiment of the control element 1 according to the invention is described below with reference to 1 It has an actuating part 2, also called a handle, which is mounted on a carrier 3 so as to be rotatable about a rotation axis D and has a radially encircling actuating surface 13. In the embodiment shown, the actuating part 2 is designed as a thumb wheel, ie operation is achieved by one-finger operation and the rotation axis D is essentially parallel to a viewing surface facing the operator. For example, the carrier surface 16 forms this viewing surface or is at least parallel to a panel surface (not shown), the latter forming the viewing surface.

Es ist ferner ein am Betätigungsteil 2 festgelegter Stellungsgeber 4, beispielsweise eine Lochscheibe, sowie ein Stellungssensor 5, wie eine Lichtschranke, vorgesehen, um eine Stellungsdetektion des Betätigungsteils 2 zu ermöglichen. Alternativ zur Festlegung des Stellungsgebers 4 am Betätigungsteils 2 kann ein Getriebe vorgesehen sein, um eine synchrone Bewegung des Stellungsgebers 4 mit dem Betätigungsteil 2 bei dessen Drehverstellung zu erreichen. Der Stellungssensor 5 ist am Träger 3 festgelegt. Ferner ist eine zwischen dem Träger 3 und dem Betätigungsteil 2 wirkendende, die Drehverstellung des Betätigungsteil 2 hemmende oder blockierende, als elektromagnetische Bremse ausgebildete, elektrisch ansteuerbare Bremse 6, 7, 8 vorgesehen.Furthermore, a position sensor 4, for example a perforated disk, is provided on the actuating part 2, as well as a position sensor 5, such as a light barrier, in order to enable position detection of the actuating part 2. As an alternative to fixing the position sensor 4 on the actuating part 2, a gear can be provided in order to achieve a synchronous movement of the position sensor 4 with the actuating part 2 during its rotational adjustment. The position sensor 5 is fixed to the carrier 3. Furthermore, an electrically controllable brake 6, 7, 8 designed as an electromagnetic brake is provided, which acts between the carrier 3 and the actuating part 2 and inhibits or blocks the rotational adjustment of the actuating part 2.

Es ist ferner eine mit dem Stellungssensor 5 und der als elektromagnetische Bremse ausgebildeten, elektrisch ansteuerbaren Bremse 6, 7, 8 elektrisch verbundene Steuereinheit 15 zur stellungsabhängigen Steuerung der elektromagnetischen Bremse 6, 7, 8 vorgesehen, um wenigstens einen Endanschlag für die Drehverstellung des Betätigungsteils 2 in wenigstens einer der Drehrichtungen durch Blockieren der elektrisch ansteuerbaren Bremse 6, 7, 8 vorzugeben und/oder um eine Rasthaptik während der Drehverstellung durch Hemmen der Drehverstellung mittels der elektrisch ansteuerbaren Bremse 6, 7, 8 zu erzeugen. Beispielsweise ist die Blockierwirkung derart ausgebildet, dass zumindest der händischen Drehverstellung eine entsprechende Bremswirkung entgegengerichtet ist, die zumindest vom Bediener als unüberwindbar wahrgenommen wird. Beispielsweise beträgt das Blockiermoment in der Endanschlagstellung 5 N/m oder mehr. Als Rasthaptik wird beispielsweise eine der Drehverstellung entgegenwirkende, zunehmende und bei weiterer Drehverstellung nach Erreichen eines Maximums darauf abnehmende Hemmwirkung verstanden. Die zugehörigen Maxima der Hemmwirkung verteilen sich in einer bevorzugten Ausgestaltung gleichmäßig über den möglichen Verstellweg des Betätigungsteils 2.Furthermore, a control unit 15 is provided which is electrically connected to the position sensor 5 and the electrically controllable brake 6, 7, 8 designed as an electromagnetic brake for position-dependent control of the electromagnetic brake 6, 7, 8 in order to specify at least one end stop for the rotary adjustment of the actuating part 2 in at least one of the directions of rotation by blocking the electrically controllable brake 6, 7, 8 and/or to create a locking feel during the rotary adjustment by inhibiting the rotary adjustment by means of the electrically controllable brake 6, 7, 8. For example, the blocking effect is designed in such a way that at least the manual rotary adjustment is counteracted by a corresponding braking effect which is perceived as insurmountable at least by the operator. For example, the blocking torque in the end stop position is 5 N/m or more. A locking haptic is understood to mean, for example, an inhibiting effect that counteracts the rotary adjustment, increases and then decreases with further rotary adjustment after reaching a maximum. In a preferred embodiment, the associated maxima of the inhibiting effect are distributed evenly over the possible adjustment path of the actuating part 2.

Dabei ist die elektrisch ansteuerbare Bremse 6, 7, 8 eine elektromagnetische Bremse aus einem eine Spule 8 und einen Magnetkern 7 aufweisenden Erreger 7, 8 und einer magnetisch mit dem Erreger 7, 8 zusammenwirkenden Bremsscheibe 6, wobei die Bremsscheibe 6 und der Erreger 7, 8 bei der Drehverstellung relativ zueinander verdreht werden. Das Betätigungsteil 2 gibt ein Hohlvolumen vor, in dem der elektrische Erreger 7, 8 und die Bremsscheibe 6 der elektrisch ansteuerbaren Bremse 6, 7, 8 angeordnet sind.The electrically controllable brake 6, 7, 8 is an electromagnetic brake comprising an exciter 7, 8 having a coil 8 and a magnetic core 7 and a brake disk 6 that interacts magnetically with the exciter 7, 8, wherein the brake disk 6 and the exciter 7, 8 are rotated relative to one another during the rotational adjustment. The actuating part 2 defines a hollow volume in which the electrical exciter 7, 8 and the brake disk 6 of the electrically controllable brake 6, 7, 8 are arranged.

Der Magnetkern 7 und die Bremsscheibe 6 sind bei den gezeigten Ausführungsformen rotationssymmetrisch ausgebildet. Der Magnetkern 7 umfasst dabei einen die Spule 8 durchgreifenden, inneren Teilkörper, sowie einen radial außerhalb der Spule liegenden, topförmigen, äußeren Teilkörper. Beispielsweise ist der Magnetkern 7 bei einem Schnitt entlang der Drehachse D „E“-förmig ausgebildet, wie 2 zeigt.The magnetic core 7 and the brake disk 6 are rotationally symmetrical in the embodiments shown. The magnetic core 7 comprises an inner part that passes through the coil 8, as well as a top-shaped outer part that lies radially outside the coil. For example, the magnetic core 7 is "E"-shaped in a section along the axis of rotation D, as 2 shows.

Dabei ist die Bremsscheibe 6 starr am Betätigungsteil 2 festgelegt und das Betätigungsteil 2 durch ein nachgebendes, bevorzugt elastisch machgebendes Widerlager 10 über den Magnetkern 7 am Träger abgestützt, um ein einer Betätigungskraft F folgendes Relativverkippen zwischen der Bremsscheibe 6 und dem Magnetkern 7 zu ermöglichen. Dabei ist das aus einem Elastomer oder Kautschuk ausgebildete Widerlager 10 zwischen dem Magnetkern 7 und dem Träger 3 angeordnet. Von der Bremsscheibe 6 steht eine drehfest mit der Bremsscheibe verbundene als Lagerzapfen ausgebildete Welle 12 vor, die mit Spiel zum Ermöglichen einer in 3 gezeigten Minimalverkippung 14 in eine entsprechende als Sackloch ausgebildete Ausnehmung des Magnetkerns 7 eingreift.The brake disk 6 is rigidly fixed to the actuating part 2 and the actuating part 2 is supported by a yielding, preferably elastically yielding abutment 10 via the magnetic core 7 on the carrier in order to enable a relative tilting between the brake disk 6 and the magnetic core 7 following an actuating force F. The abutment 10, made of an elastomer or rubber, is arranged between the magnetic core 7 and the carrier 3. A bearing pin, which is connected to the brake disk in a rotationally fixed manner, protrudes from the brake disk 6. Wave 12, which is provided with play to enable a 3 shown minimal tilt 14 engages in a corresponding recess in the magnetic core 7, which is designed as a blind hole.

Wie ferner in 2 gezeigt, ist zwischen der Bremsscheibe 6 und dem Magnetkern 7 zumindest während des Blockierens oder Hemmens eine maximal mögliche Anlagefläche, kurz als maximale Anlagefläche A_max bezeichnet, ausgebildet. Dabei müssen der Magnetkern 7 und die Bremsscheibe 6 nicht zwingend unmittelbar aneinandergrenzen. So ist bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen zwischen der Bremsscheibe 6 und dem Magnetkern 7 eine Anlaufscheibe 11 zur Verbesserung der Gleitreibung zwischen diesen beiden, insbesondere für den Fall, dass kein Arbeitsstrom am Erreger 7, 8 und keine Bremswirkung vorliegt, vorgesehen, wobei die Bremsscheibe 6 und der Magnetkern 7 ausschließlich über die Anlaufscheibe 11 aneinandergrenzen und beispielsweise die gemeinsame Kontaktfläche von Anlaufscheibe 11 und Magnetkern 7 während des Bremsens und Hemmens der elektrisch ansteuerbaren Bremse 6, 7, 8 der maximalen Anlagefläche A_max entspricht. Folglich ist die maximale Anlagefläche A_max rotationssymmetrisch und konzentrisch zur Drehachse D angeordnet.As further in 2 As shown, a maximum possible contact surface, referred to as the maximum contact surface A _max for short, is formed between the brake disk 6 and the magnetic core 7, at least during blocking or inhibiting. The magnetic core 7 and the brake disk 6 do not necessarily have to be directly adjacent to one another. In the embodiments shown in the figures, a thrust disk 11 is provided between the brake disk 6 and the magnetic core 7 to improve the sliding friction between the two, in particular in the event that there is no working current at the exciter 7, 8 and no braking effect, the brake disk 6 and the magnetic core 7 adjoining one another exclusively via the thrust disk 11 and, for example, the common contact surface of the thrust disk 11 and the magnetic core 7 during braking and inhibiting of the electrically controllable brake 6, 7, 8 corresponds to the maximum contact surface A _max . Consequently, the maximum contact surface A _max is rotationally symmetrical and concentric with the axis of rotation D.

Wie in der 3 gezeigt, sind die elektrisch ansteuerbare Bremse 6, 7, 8 und das Betätigungsteil 2 derart nachgebend, bevorzugt elastisch nachgebend gelagert, dass bei einer orthogonal auf die Drehachse wirkenden Betätigungskraft F der Erreger 7, 8 und die Bremsscheibe 8 der Betätigungskraft folgend unter Bereitstellung einer relativen Minimalverkippung 14 relativ zueinander verkippbar sind, so dass die ringförmige maximale Anlagefläche A_max auf eine, hier nahezu punktförmige minimale Anlagefläche A_min durch die Relativverkippung reduziert wird. Dabei entspricht die von der minimalen Anlagefläche A_min und der maximalen Anlagefläche A_max vorgegebene Minimalverkippung 14 einem Kippwinkel α von 1° oder weniger und es entsteht zwischen Bremsscheibe 6 und Magnetkern 7 zumindest bei Betätigung ein minimaler, vom Bediener weg sich öffnender, v-förmiger Spalt. Hier weist der Spalt ein maximales lichtes Maß zwischen Magnetkern und Bremsscheibe von höchstens 0,2mm, bevorzugt von höchstens 0,1mm auf.As in the 3 shown, the electrically controllable brake 6, 7, 8 and the actuating part 2 are mounted in such a yielding, preferably elastically yielding manner that when an actuating force F acts orthogonally on the axis of rotation, the exciter 7, 8 and the brake disk 8 can be tilted relative to one another following the actuating force, providing a relative minimum tilt 14, so that the annular maximum contact surface A _max is reduced to a, here almost point-shaped, minimum contact surface A _min by the relative tilt. The minimum tilt 14 predetermined by the minimum contact surface A _min and the maximum contact surface A _max corresponds to a tilt angle α of 1° or less and a minimal V-shaped gap is created between the brake disk 6 and the magnetic core 7, at least when actuated, opening away from the operator. Here, the gap has a maximum clear dimension between the magnetic core and the brake disk of at most 0.2 mm, preferably at most 0.1 mm.

Die Steuereinheit 15 ist ausgebildet, zur haptischen und/oder akustischen Verstärkung des Endanschlags oder der Rasthaptik einen solchen Arbeitsstrom zur Bestromung des Erregers 7, 8 zu wählen, dass entgegen der Wirkung der Betätigungskraft F durch ein Rückgängigmachen der Minimalverkippung 14 zwischen Bremsscheibe 6 und Magnetkern 7 die maximale Anlagefläche A_max (wieder-) hergestellt wird. Beispielsweise ist der Zeitpunkt und/oder Verlauf der Bestromung derart gewählt, dass sich die maximale Anlagefläche A_max zeitgleich mit dem Erreichen der Endstellung oder dem Erreichen einer der Maxima der Hemmwirkung der Rasthaptik einstellt. Bei Anregung des Erregers 7, 8 der als elektromagnetische Bremse ausgebildeten elektrisch ansteuerbaren Bremse 6, 7, 8 schließt sich der zuvor erwähnte Spalt, was sich in einer minimalen Bewegung, aber großen Beschleunigung des Betätigungsteils 2, insbesondere dessen Bedienoberfläche 13, auswirkt. Diese Beschleunigung empfindet der Bediener als haptisch gleichwertig zu einem harten Einrasten einer mechanischen Rastfeder in einer Rastkulisse.The control unit 15 is designed to select a working current for energizing the exciter 7, 8 for the haptic and/or acoustic amplification of the end stop or the locking haptics such that, contrary to the effect of the actuating force F, the maximum contact surface A _max is (re-)established by reversing the minimal tilting 14 between the brake disk 6 and the magnetic core 7. For example, the time and/or course of the energization is selected such that the maximum contact surface A _max is set at the same time as the end position is reached or one of the maxima of the inhibiting effect of the locking haptics is reached. When the exciter 7, 8 of the electrically controllable brake 6, 7, 8 designed as an electromagnetic brake is excited, the previously mentioned gap closes, which results in a minimal movement but large acceleration of the actuating part 2, in particular its user interface 13. The operator perceives this acceleration as haptically equivalent to the hard engagement of a mechanical detent spring in a detent gate.

Somit kommt es durch das Rückgängigmachen der durch die Betätigungskraft F bewirkten Minimalverkippung 14 zu einem ausgeprägten Rastklick, d.h. einem ausgeprägten akustisch oder haptisch wahrnehmbaren Impuls auf das Betätigungsteil 2, beispielsweise beim Erreichen der stellungsabhängig maximalen Bremswirkung, wie der maximal wirkenden Hemmung, oder beim Erreichen des Endanschlags bei blockierender Bremse. Dieser zusätzliche die Haptik akustisch oder haptisch unterstreichende Impuls ist ohne das Vorsehen eines zusätzlichen elektrisch ansteuerbaren Aktuators möglich. So werden neben den hauptsächlich auf Dehnung wirkenden Ruffini-Körperchen (SA-II Rezeptoren) auch noch die sog. Vater-Pacini-Körperchen (PC-Rezeptoren) angeregt. Unter „haptischer Verstärkung“ wird hier eine kurzzeitige Beschleunigung der Bedienoberfläche 13 des Betätigungsteils 2 verstanden. Ferner kann auch bei langsamen Drehbewegungen ein verbessertes haptisches Empfinden erzeugt werden.Thus, reversing the minimal tilting 14 caused by the actuating force F results in a pronounced click, i.e. a pronounced acoustically or haptically perceptible impulse on the actuating part 2, for example when the position-dependent maximum braking effect is reached, such as the maximum effective inhibition, or when the end stop is reached when the brake is blocked. This additional impulse, which acoustically or haptically underlines the haptics, is possible without the provision of an additional electrically controllable actuator. In this way, in addition to the Ruffini corpuscles (SA-II receptors), which mainly act on stretching, the so-called Vater-Pacini corpuscles (PC receptors) are also stimulated. “Haptic amplification” is understood here to mean a short-term acceleration of the operating surface 13 of the actuating part 2. Furthermore, an improved haptic sensation can also be generated with slow rotary movements.

4 zeigt eine zweite Ausführungsform, die sich in der drehbeweglichen Lagerung des Betätigungsteils 2 unterscheidet. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform erstreckt sich hier die Welle 12 durch den Magnetkern 7, wobei letzterer wiederum einen derart spielbehafteten, die Relativverkippung von Magnetkern 7 und Bremsscheibe 6 erlaubenden Durchbruch ausbildet. 4 shows a second embodiment, which differs in the rotatable mounting of the actuating part 2. In contrast to the first embodiment, here the shaft 12 extends through the magnetic core 7, the latter in turn forming an opening with such play that the relative tilting of the magnetic core 7 and the brake disk 6 is permitted.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform weist die elektrisch ansteuerbare Bremse 6, 7, 8 eine zwischen Magnetkern 7 und Bremsscheibe 6 angeordnete, magnetorheologische Flüssigkeit auf. Als magnetorheologische Flüssigkeit bezeichnet man eine Suspension von magnetisch polarisierbaren Partikeln (Carbonyleisenpulver), die in einer Trägerflüssigkeit fein verteilt sind. Diese Flüssigkeit verhindert einerseits das Eindringen von Schmutz in den Zwischenraum zwischen Magnetkern 7 und Bremsscheibe 6 und vermindert außerdem ein störendes Klickgeräusch beim Aufeinandertreffen von Bremsscheibe 6 und Magnetkern 7 während der Aktivierung der elektrisch ansteuerbaren Bremse 6, 7, 8. Durch die magnetischen Eigenschaften dieser Flüssigkeit wird die Bremswirkung bei Hemmung und Blockieren nur gering verändert.In an embodiment not shown, the electrically controllable brake 6, 7, 8 has a magnetorheological fluid arranged between the magnetic core 7 and the brake disk 6. A magnetorheological fluid is a suspension of magnetically polarizable particles (carbonyl iron powder) that are finely distributed in a carrier fluid. This fluid prevents dirt from penetrating the space between the magnetic core 7 and the brake disk 6 and also reduces an annoying clicking noise when the brake disk 6 and magnetic core 7 come into contact during the activation of the electrically controllable brake 6, 7, 8. Due to the magnetic properties of this fluid fluid, the braking effect during inhibition and blocking is only slightly changed.

Claims

Operating element (1), comprising: a carrier (3); an actuating part (2) mounted on the carrier (3) so as to be rotatable about an axis of rotation (D) for an operator to carry out a rotational adjustment; a position sensor (4) fixed to the actuating part (2) and/or moving synchronously with the actuating part (2) during the rotational adjustment; a position sensor (5) fixed to the carrier (3) and interacting with the position sensor (4); an electrically controllable brake (6, 7, 8) acting between the carrier (3) and the actuating part (2) and inhibiting or blocking the rotational adjustment of the actuating part (2); a control unit (15) electrically connected to the position sensor (5) and the electrically controllable brake (6, 7, 8) for the position-dependent energization of the electrically controllable brake (6, 7, 8) in order to specify at least one end stop for the rotary adjustment of the actuating part (2) in at least one of the directions of rotation by position-dependent blocking of the electrically controllable brake (6, 7, 8) and/or to generate a latching haptic during the rotary adjustment by position-dependent inhibition of the rotary adjustment by means of the electrically controllable brake (6, 7, 8); wherein the electrically controllable brake (6, 7, 8) is an electromagnetic brake comprising an exciter (6, 7) having a coil (8) and a magnetic core (7) and a brake disk (6) which interacts magnetically with the exciter (7, 8), wherein the brake disk (6) and the exciter (6, 7) are rotated relative to one another during the rotational adjustment and a maximum contact surface (A _max ) is formed between the brake disk (6) and the magnetic core (7) at least during blocking or inhibiting and; wherein the electrically controllable brake (6, 7, 8) and/or the actuating part (2) are mounted in such a yielding manner that, when an actuating force (F) acts orthogonally on the axis of rotation (D), the exciter (6, 7) and the brake disk (6) can be tilted relative to one another following the actuating force (F) while providing a relative minimum tilt (14), so that the maximum contact surface (A _max ) is reduced to a minimum contact surface (A _min ); and the control unit (15) is designed to select a working current for energizing the exciter (6, 7) for the haptic and/or acoustic amplification of the end stop or the locking haptics such that the maximum contact surface (A _max ) is produced counter to the effect of the actuating force (F) by reversing the minimum tilt (14).

Operating element (1) according to the preceding claim, wherein the brake disc (8) is rigidly fixed to the actuating part (2) and the actuating part (2) is supported by a yielding abutment (10) on the carrier (3) in order to enable the relative tilting between the brake disc (6) and the magnetic core (7) following the actuating force (F).

Operating element (1) according to one of the preceding claims, wherein a shaft (12) connected in a rotationally fixed manner to the carrier (3) or in a rotationally fixed manner to the brake disc (6) projects from the brake disc (6) and engages in a corresponding recess of the magnetic core (7) with play for minimal tilting (14).

Operating element (1) according to one of the preceding claims, wherein at least during the braking or blocking the maximum contact surface (A _max ) is formed by a thrust washer (11) arranged between the brake disk (6) and the magnetic core (7).

Operating element (1) according to one of the preceding claims, wherein the maximum contact surface (A _max ) is rotationally symmetrical about the axis of rotation (D).

Operating element (1) according to one of the preceding claims, wherein the electrically controllable brake (6, 7, 8) has a magnetorheological fluid arranged between the exciter (7, 8) and the brake disc (6).

Operating element (1) according to one of the preceding claims, wherein the actuating part (2) defines a hollow volume in which the electrical exciter (7, 8) and the brake disc (6) of the electrically controllable brake (6, 7, 8) are arranged.

Operating element (1) according to one of the preceding claims, wherein the minimum tilt (14) predetermined by the minimum contact surface (A _min ) and the maximum contact surface (A _max ) corresponds to a tilt angle (α) of 1° or less.

Operating element (1) according to one of the preceding claims, wherein the actuating part (2) is designed as a thumbwheel.

Use of the control element (1) according to one of the preceding claims in a motor vehicle.

Method for haptic and/or acoustic confirmation of an operating input with the following following steps: providing an operating element (1) according to one of the preceding claims; position-dependent energization of the exciter (7, 8) by the control unit (15), wherein for the haptic and/or acoustic amplification of the end stop or the latching haptics, the control unit (15) selects such a working current for energizing the exciter (7, 8) that, counter to the effect of the actuating force (F), a maximum contact surface (A _max ) between the brake disk (6) and the magnetic core (7) is established by reversing the minimum tilting (14).