DE102020102995B3 - Lenkstockschalter und verfahren zum ansteuern eines elektromagneten in einem lenkstockschalter - Google Patents

Lenkstockschalter und verfahren zum ansteuern eines elektromagneten in einem lenkstockschalter Download PDF

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Abstract

Ein Lenkstockschalter (30) für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Schalthebel (1), der gegenüber einem Schalthebelgehäuse verschwenkbar ist, ein in dem Schalthebel angeordnetes Weicheisenjoch (10) und einen gegenüber dem Schalthebelgehäuse räumlich stationären Elektromagneten mit einem Anker (11), welcher ein Weicheisenmaterial und ein permanentmagnetisches Material aufweist. Der Lenkstockschalter umfasst ferner eine Ansteuerschaltung (25) zur Ansteuerung des Elektromagneten. Die Ansteuerschaltung (25) ist geeignet, bei Betätigung des Schalthebels (1) eine Magnetisierung des Ankers (11) zu verursachen, so dass der Anker (11) mit dem Weicheisenjoch (10) verbunden wird. Die Ansteuerschaltung (25) ist weiterhin geeignet, eine Entmagnetisierung des Ankers (11) zu verursachen, so dass eine Verbindung zwischen Anker (11) und Weicheisenjoch (10) lösbar ist.

Description

  • Als Lenkstockschalter werden üblicherweise die mit einem Hebel versehenen Einrichtungen bezeichnet, die am Lenkstock eines Kraftfahrzeugs zwischen Armaturenbrett und Lenkrad angebracht sind. Üblicherweise werden fast ausschließlich rastende Lenkstockschalter beispielsweise zur Anzeige einer Richtungsänderung (Blinken) oder Wischen von Front- und Heckscheibe verwendet. Generell wird nach verbesserten Konzepten zur Ausführung von Lenkstockschaltern gesucht, die beispielsweise auch zum autonomen Fahren geeignet sind.
  • Lenkstockschalter oder Rückstellvorrichtungen für Lenkstockschalter sind beispielsweise aus WO 2016 / 113 282 A1 , oder EP 1 177 942 A2 bekannt.
  • In der DE 60 2004 004 191 T2 wird ein Hebelschalter mit einem Betätigungshebel und einem Aktuator, der gegenüber einem Basisende des Betätigungshebels angeordnet ist, beschrieben. Der Hebelschalter weist eine elektromagnetische Bremse mit einem Anker aus einem magnetischen Material und einer elektromagnetische Spule auf. Der Anker ist an dem Basisende de Betätigungshebels angeordnet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Lenkstockschalter sowie ein verbessertes Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand und das Verfahren der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Ein Lenkstockschalter für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Schalthebel, der gegenüber einem Schalthebelgehäuse verschwenkbar ist, ein in dem Schalthebel angeordnetes Weicheisenjoch und einen gegenüber dem Schalthebelgehäuse räumlich stationären Elektromagneten mit einem Anker, welcher ein Weicheisenmaterial aufweist. Der Lenkstockschalter umfasst ferner eine Ansteuerschaltung zur Ansteuerung des Elektromagneten. Die Ansteuerschaltung ist geeignet, bei Betätigung des Schalthebels eine Magnetisierung des Ankers zu verursachen, so dass der Anker mit dem Weicheisenjoch verbunden wird. Die Ansteuerschaltung ist weiterhin geeignet, eine Entmagnetisierung des Ankers zu verursachen, so dass eine Verbindung zwischen Anker und Weicheisenjoch lösbar ist.
  • Der Anker weist ferner ein permanentmagnetisches Material auf.
  • Der Lenkstockschalter kann darüber hinaus eine Rückstelleinrichtung aufweisen, die geeignet ist, bei Entmagnetisierung des Ankers den Schalthebel in eine Referenzposition zurückzustellen.
  • Das Weicheisenjoch kann an einer Position angeordnet sein, so dass in einem gegenüber einer Referenzposition ausgelenkten Zustand des Schalthebels das Weicheisenjoch benachbart zum Anker angeordnet ist.
  • Der Lenkstockschalter kann eine Vielzahl von Weicheisenjochen aufweisen, die jeweils derart angeordnet sind, dass sie in unterschiedlichen Schaltzuständen des Schalthebels jeweils benachbart zum Anker angeordnet sind.
  • Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Lenkstockschalter zusätzlich eine Einrichtung zur Messung einer induzierten Spannung innerhalb des Elektromagneten aufweisen. Beispielsweise kann die Einrichtung eine Komponente der Ansteuerschaltung sein. Auf diese Weise lässt sich der Schaltzustand der Schalthebels auf einfache Weise bestimmen.
  • Gemäß Ausführungsformen kann die Ansteuerschaltung in einem autonomen Fahrmodus geeignet sein, eine Entmagnetisierung des Ankers herbeizuführen. Auf diese Weise lässt sich in einem autonomen Fahrmodus der Schalthebel in eine Referenzposition bringen.
  • Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung in einem autonomen Fahrmodus keine Magnetisierung des Ankers bewirken. Auf diese Weise kann in einem autonomen Fahrmodus, wenn ein Fahrzeuginsasse aus Versehen den Schalthebel betätigt, keine Einrastung des Schaltzustands erfolgen.
  • Ein Verfahren zum Ansteuern eines Elektromagneten, der Teil eines Lenkstockschalters nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist, umfasst das Einprägen eines Stroms in den Elektromagneten bei Betätigung des Lenkstockschalters, so dass das in dem Schalthebel angeordnete Weicheisenjoch mit dem Anker verbunden wird.
  • Nach Abschalten des Stroms bleibt das Weicheisenjoch mit dem Anker verbunden.
  • Das Verfahren kann ferner das Einprägen eines Stroms in den Elektromagneten umfassen, so dass die Verbindung zwischen Weicheisenjoch und Anker gelöst wird.
  • Gemäß Ausführungsformen kann in einem autonomen Fahrmodus ein Strom in den Elektromagneten nicht eingeprägt werden.
  • Weiterhin kann in einem autonomen Fahrmodus ein Strom derart einprägt werden, dass eine Entmagnetisierung des Ankers verursacht wird.
  • Das Verfahren kann weiterhin das Erfassen einer induzierten Spannung umfassen, wodurch eine Auslenkung des Schalthebels ermittelbar ist.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Lenkstockschalter gemäß Ausführungsformen.
    • 2 veranschaulicht ein Detail des Lenkstockschalters.
    • 3A zeigt ein Beispiel für einen Stromverlauf in einem Elektromagneten, der Teil eines Lenkstockschalters sein kann.
    • 3B zeigt ein Beispiel für eine Ansteuerschaltung.
    • 4 zeigt einen Lenkstockschalter gemäß weiteren Ausführungsformen.
    • 5A veranschaulicht ein Detail eines Lenkstockschalters gemäß Ausführungsformen.
    • 5B veranschaulicht ein Detail eines Lenkstockschalters gemäß weiteren Ausführungsformen.
  • Die begleitenden Zeichnungen dienen dem Verständnis von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Beschreibung deren Erläuterung. Weitere Ausführungsbeispiele und zahlreiche der beabsichtigten Vorteile ergeben sich unmittelbar aus der nachfolgenden Detailbeschreibung. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente und Strukturen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche Bezugszeichen verweisen auf gleiche oder einander entsprechende Elemente und Strukturen.
  • 1 zeigt ein Beispiel eines Lenkstockschalters gemäß Ausführungsformen. Generell werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung als Lenkstockschalter diejenigen mit einem Hebel versehenen Einrichtungen bezeichnet, welche am Lenkstock eines Fahrzeugs (nicht dargestellt), beispielsweise zwischen Armaturenbrett und Lenkrad (ebenfalls nicht dargestellt) angebracht sind. Anstelle des Begriffs „Lenkstockschalter“ wird auch häufig der Begriff „Lenkstockhebel“ verwendet.
  • Übliche Anwendungen für Lenkstockschalter können beispielsweise Fahrtrichtungsanzeiger, Scheibenwischer- und Waschsteuerung, die Fahrzeugbeleuchtung, Umschaltung von Abblend- zu Fernlicht, Lichthupe oder auch die Steuerung der Geschwindigkeitsautomatik sein. Wie in den beigefügten Figuren veranschaulicht ist, kann der Lenkstockschalter beispielsweise in einer Ebene, die der Zeichenebene entspricht, um eine Lenkstockachse 26 bewegt werden. Es ist jedoch offensichtlich, dass die hier beschriebenen Konzepte auch anwendbar sind, wenn der Schalter zusätzlich in einer dazu senkrechten Richtung bewegt wird.
  • Auch wenn ein Großteil der Steuerung in einem Kraftfahrzeug durch entsprechende elektrische Signale erfolgt, sind eine mechanische Rastung des Lenkstockschalters und eine entsprechende visuelle Einstellung der Lenkstockschalter für den Fahrkomfort wichtig. Aus diesem Grunde ist für den Fahrer wichtig, dass die Einstellung des Lenkstockschalters der tatsächlich durchgeführten Aktion (beispielsweise Blinken oder Scheibenwischen) entspricht.
  • 1 zeigt einen Lenkstockschalter 30 für ein Kraftfahrzeug gemäß Ausführungsform. Der Lenkstockschalter 30 umfasst einen Schalthebel 1, der gegenüber einer Referenzposition verschwenkbar ist. Die Referenzposition kann beispielsweise die Position eines Schaltgehäuses (nicht dargestellt in 1) sein. Der Lenkstockschalter umfasst weiterhin ein in dem Schalthebel 1 angeordnetes Weicheisenjoch 10 sowie einen gegenüber der Referenzposition räumlichen stationären Elektromagneten mit einem Anker 11 und eine Ansteuerschaltung 25 zur Ansteuerung des Elektromagneten. Der Anker 11 weist ein Weicheisenmaterial auf.
  • Die Ansteuerschaltung 25 ist geeignet, bei Betätigung des Schalthebels eine Magnetisierung des Ankers 11 zu verursachen, so dass der Anker mit dem Weicheisenjoch 10 verbunden wird. Die Ansteuerschaltung 25 ist weiterhin geeignet, eine Entmagnetisierung des Ankers 11 zu verursachen, so dass eine Verbindung zwischen Anker 11 und Weicheisenjoch 10 lösbar ist.
  • Der Lenkstockschalter kann beispielsweise zusätzlich einen gehäuseseitigen Endanschlag 22 sowie einen hebelseitigen Endanschlag 21 aufweisen. Der gehäuseseitige Endanschlag 22 kann beispielsweise Teil des Schalthebelgehäuses sein. Der hebelseitige Endanschlag 21 kann beispielsweise ein hervorstehender Bereich des Schalthebels sein. Durch den gehäuseseitigen Endanschlag 22 sowie den hebelseitigen Endanschlag 21 wird verhindert, dass der Schalthebel 1 in übergroßem Maße ausgelenkt wird. Weiterhin sind Rückstelleinrichtungen 20 für den Schalthebel 1 vorgesehen, so dass der Hebel in Ruhelage in der Mittelstellung vorliegt und nach Auslenkung zurückstellbar ist.
  • Das Weicheisenjoch 10 kann beispielsweise an einer Position angeordnet sein, so dass es in einem ausgelenkten Zustand des Schalthebels benachbart zum Anker angeordnet ist. Insbesondere kann in einem ausgelenkten Zustand des Schalthebels das Weicheisenjoch mit dem Anker verbunden sein. In einem nichtausgelenkten Zustand des Schalthebels kann das Weicheisenjoch nicht mit dem Anker verbunden sein.
  • Das Weicheisenjoch 10, das Teil des Schalthebels 1 ist, ist durch ein äußeres Magnetfeld temporär magnetisierbar. Beispielsweise kann das Weicheisenjoch in den Schalthebel 1 eingespritzt oder auf andere Weise in dem Schalthebel 1 angeordnet sein. Das Weicheisenjoch kann aus unlegiertem Eisen mit hohem Reinheitsgrad oder einer Eisen-Nickellegierung aufgebaut sein.
  • Ein Werkstück aus Weicheisen ist durch ein äußeres Magnetfeld temporär magnetisierbar. Je nach Zusammensetzung kann aufgrund seiner Remanenz bei Abwesenheit eines äußeren Magnetfelds eine Magnetisierung verbleiben. Je nach Auslegung des Lenkstockschalters können ein oder mehrere Weicheisen-Jochteile in dem Lenkstockschalter 1 angeordnet sein.
  • Der Elektromagnet umfasst die Spule 13, die beispielsweise den Anker 11 umschließen kann. Eine weitere Querschnittsansicht des Elektromagneten und eines in dem Schalthebel 1 angeordneten Weicheisenjochs 10 ist in 2 gezeigt. Wird nun der in 1 dargestellte Hebel in eine der beiden Positionen bewegt, so dass das Joch 10 an den Anker 11 angrenzt, wird bei entsprechender Ansteuerung der Spule 13 der Magnetkreis zwischen Joch 10 und Anker 11 geschlossen. Die Kraft des Magnetschlusses hält daraufhin den Schalthebel 1 in der entsprechenden Position. Wird eine Entmagnetisierung des Ankers 11 verursacht, so wird die Verbindung zwischen Anker 11 und Weicheisenjoch 10 gelöst. Da der Anker ein permanentmagnetisches Material 12 aufweist, kann eine Entmagnetisierung durch ein entsprechendes Ansteuerungssignal durch die Ansteuerschaltung 25 hervorgerufen werden. Nach Lösen der Verbindung zwischen Anker 11 und Weicheisenjoch 10 wird der Schalthebel 1 durch die Rückstelleinrichtung 20 für den Schalthebel wieder in die Normalposition zurückgestellt.
  • Die üblichen Raststellungen, beispielsweise rechts Blinken, links Blinken oder eine bestimmte Scheibenwischerstellung können durch die magnetische Anziehung von Anker und Weicheisenjoch gehalten werden. Beispielsweise kann dies durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromagneten erfolgen.
  • Gemäß Ausführungsformen kann in das Joch 10 zusätzlich ein permanentmagnetisches Material eingelassen sein. Wird das permanentmagnetische Material 12 durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromagneten magnetisiert, wird es zum Permanentmagneten. Auf diese Weise wird gemäß Ausführungsformen der Hebel in einer bestimmten Raststellung gehalten, auch ohne dass der Elektromagnet angesteuert wird. Als Folge ist für den üblichen Lenkstockschalterbetrieb keine Stromzufuhr zu dem Elektromagneten erforderlich. Die Magnetkräfte können durch den Fahrer überwunden werden. Entsprechend kann der Hebel manuell in die Mittelstellung gebracht werden.
  • Mit dem beschriebenen Lenkstockschalter kann eine Rastung von Schaltzuständen auf einfache und energieeffiziente Weise bewirkt werden. Durch die Kombination eines Weicheisenjochs 10 und eines Ankers 11, der ein Weicheisenmaterial und ein permanentmagnetisches Material 12 aufweist, kann der Lenkstockschalter mit kompakter Größe und geringem Energiebedarf realisiert werden.
  • Sind Joch 10, Anker 11 und permanentmagnetisches Material 12 entmagnetisiert, so findet keine Rastung statt. Der Hebel wird durch die Rückstelleinrichtung für Schalthebel in die Neutralstellung gezogen, sobald man diesen loslässt. Entsprechend ist es bei dem beschriebenen Lenkstockschalter möglich, durch entsprechende Ansteuerung durch die Ansteuerschaltung die Position des Schalthebels wieder in die Ausgangslage zurückzubringen.
  • Wie in 1 dargestellt ist, kann der Schalthebel 1 beispielsweise zwei Weicheisenjoche 10 aufweisen, die jeweils unterschiedlichen Auslenkpositionen entsprechen. Zusätzlich kann gemäß weiteren Ausführungsformen ein Permanentmagnet 14 an einer Position vorliegen, die in einem unausgelenkten Zustand des Schalthebels benachbart zum Anker 11 angeordnet ist. Dadurch kann eine Bewegungsrichtung des Hebels durch Messung einer induzierten Spannung erfasst werden. Je nach Bewegungsrichtung hat die induzierte Spannung eine unterschiedliche Polarität. Gemäß Ausführungsformen kann der Lenkstockschalter eine Einrichtung 27 zur Messung einer induzierten Spannung innerhalb des Elektromagneten aufweisen. Die Einrichtung 27 kann beispielsweise Komponente der Ansteuerschaltung 25 oder von dieser getrennt sein.
  • Die magnetischen Eigenschaften der beiden Weicheisenjoche 10 können identisch oder jeweils unterschiedlich sein. Sind die magnetischen Eigenschaften unterschiedlich, so kann aufgrund der Asymmetrie eine Bewegungsrichtung leichter gemessen werden. Als Folge kann der Auslenkungszustand des Schalthebels erfasst werden. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Auslenkungszustand des Schalthebels auch durch eine leichte Remanzenzmagnetisierung des Weicheisenjochs bestimmt werden.
  • 2 zeigt eine vergrößerte schematische Ansicht eines Details von Weicheisenjoch und Anker. Wie in 2 gezeigt, umfasst der Elektromagnet die Spule 13 sowie den Anker 11. Zusätzlich ist ein permanentmagnetisches Material 12 vorgesehen. Das permanentmagnetische Material 12 kann durch den Elektromagneten magnetisiert und entmagnetisiert werden.
  • 3A zeigt ein Beispiel eines Stromsignals, das durch die Ansteuerschaltung 25 dem Elektromagneten, der einen Anker 11, welches ein Weicheisensowie ein permanentmagnetisches Material 12 aufweist, zur Entmagnetisierung zugeführt werden kann. Im Zeitraum t1 werden Magnet, Joch und Anker durch eine abklingende Stromschwingung vollständig, d.h. inklusive einer Restmagnetisierung des Weicheisens, entmagnetisiert. Als Folge kann der Hebel durch die Rückstelleinrichtung 20 zurückgestellt werden. Nach einer Wartezeit t2, in der der Hebel zurückfedert, wird im Zeitraum t3 Strom mit einer geeigneten Stromstärke eingespeist, so dass das permanentmagnetische Material 12 magnetisiert wird. Da sich nun der Schalthebel in der Neutralposition befindet, ist der Abstand zwischen Joch 10 und Anker 11 groß. Entsprechend kann der Permanentmagnet 12 den Hebel nicht bewegen. Erst wenn ein Fahrer den Hebel in eine bestimmte Stellung bewegt, kann sich der Magnetkreis schließen und die entsprechende Stellung wird gehalten. Der Fahrer kann weiterhin die Magnetkraft überwinden und den Hebel manuell aus dieser Stellung herausbewegen.
  • Die Magnethaltekraft des Permanentmagneten sollte derart dimensioniert sein, dass ohne Luftspalt, d.h. wenn Joch und Anker 10, 11 einander gegenüberliegen, die Rückstellfederkraft der Rückstelleinrichtung 20 sicher überwunden wird. Entsprechend kann das System klein, leicht und preiswert realisiert werden. Wie beschrieben worden ist, muss die Spule nur so lange bestromt werden, bis das permanentmagnetische Material 12 magnetisiert bzw. entmagnetisiert ist. Diese Zeit ist physikalisch extrem kurz. Auf diese Weise kann der Eintrag von Wärmeenergie klein gehalten werden. Weiterhin kann die Spule sehr klein sein und sehr stark überbestromt werden.
  • 3B zeigt ein Beispiel einer Kombination von Ansteuerschaltung 25 mit Spule 13, wobei die Ansteuerschaltung 25 geeignet ist, die Spule 13 mit Strom zu versorgen. Im Wesentlichen kann diese Ansteuerschaltung beispielsweise vier Transistoren, einen Kondensator sowie einen Widerstand umfassen. Auf diese Weise kann die Ansteuerschaltung mit einfachen Komponenten realisiert werden. Durch Anwesenheit des Kondensators 251 kann Ladung gespeichert und schließlich langsam entladen werden.
  • Das System, welches ein Weicheisenjoch 10, einen Anker 11, der ein Weicheisenmaterial sowie ein permanentmagnetisches Material aufweist, ist ohne Bestromung bipolar, d.h. magnetisiert oder nicht magnetisiert. Daher kann passiv, sogar nach Abstellung der Zündung, durch Anlegen eines entsprechenden Ansteuersignals an die Spule entweder eine Rastung oder keine Rastung programmiert werden. Ein System ohne Rastung kann beispielsweise dann vorgesehen sein, wenn sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus befindet und eine Betätigung des Lenkstockschalters durch den Benutzer für das System keine Auswirkung hat. In diesem Fall rastet der Schalthebel nicht in der eingestellten Position, da die Betätigung des Lenkstockschalters auch keinerlei Auswirkung auf das Fahrgeschehen hat.
  • 4 zeigt weitere Ausführungsformen, bei denen der Schalthebel 1 in verschiedene Positionen S0, S1, S2 und S3 verschiebbar ist. Beispielsweise entspricht die Position S0 dem aktiv ausgeschalteten Zustand, bei dem kein Wischen stattfindet. Dieser Zustand kann beispielsweise in einer Autowaschstraße vorliegen. Die Position S1 bezeichnet die Neutralposition, die beispielsweise beim autonomen Fahren eingenommen wird. Weiterhin kann die Position S1 der Automatik-Wischersteuerung entsprechen, bei der beispielsweise das Schaltintervall mit Hilfe eines Regenwassersensors bestimmt wird. Die Stufe S2 kann der langsamen Stufe oder der Intervallschaltung entsprechen. Die Stufe S3 kann einer schnellen Wischstufe entsprechen.
  • Wie in 4 veranschaulicht ist, ist in dem Schalthebel 1 für jede der Positionen S0, S2, S3 ein einzelnes zugehöriges Weicheisenjoch 10 eingelagert.
  • Der Anker 11 kann beispielsweise auf dem Hebel schleifen, wenn dieser bewegt wird. Die Reibung kann eingestellt werden, indem beispielsweise eine Folie 4 zwischen Hebel 1 und Anker 11 angeordnet ist. Zur Definition des Anpressdrucks und als Toleranzausgleich kann beispielsweise eine Feder oder Rückstelleinrichtung 5 das Joch an den Schalthebel 1 andrücken. Die Spule 13 ist über die Rückstelleinrichtung 5 für den Elektromagneten bewegbar, so dass bei entsprechender Positionierung von Joch und Anker sowie entsprechender Magnetisierung der Elektromagnet wieder in seine Ausgangsstellung zurückplatziert werden kann.
  • Beispielsweise kann die Kontur des Elektromagneten oder des Ankers 11 an den Radius des Hebels 1 angepasst sein, wie in 5A veranschaulicht ist. Generell können die Konturen von Joch und Anker zur Applikation der gewünschten Haptik in Form und Abstand dimensioniert werden. Gemäß Ausführungsform kann ein permanentmagnetisches Material 12 in das Joch 10 eingelagert sein. Durch Einstellen einer entsprechenden Polarität am Elektromagneten kann die Magnetisierungsrichtung des sich ergebenden Permanentmagneten gewählt werden, Dies ist beispielsweise zusätzlich in den 5A und 5B veranschaulicht.
  • Gemäß Ausführungsformen kann über die Erfassung der Position von Anker und Joch die Position des Schalthebels ermittelt werden. Beispielsweise kann mit dem Joch 10 die Eigeninduktivität der Spule 13 gemessen werden. Die Eigeninduktivität ist wesentlich höher, wenn Anker und Joch miteinander verbunden sind. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die induzierte Spannung gemessen werden. Wenn das Joch mindestens ein wenig magnetisiert ist und der Anker darüber bewegt wird, ändert sich die induzierte Spannung, wodurch ein Schaltvorgang bestimmt werden kann.
  • Beispielsweise können die beiden Endpositionen in 1 darin unterschieden werden, dass die magnetischen Eigenschaften der beiden Joche jeweils unterschiedlich sind. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann ein Permanentmagnet in der Neutralstellung vorgesehen sein. Bei Bewegung des Hebels hat die induzierte Spannung je nach Bewegungsrichtung eine andere Polarität. Weiterhin kann das Joch leicht magnetisiert sein, während der Hebel abfällt. Die Magnetisierung kann derart bemessen sein, dass der Hebel nicht wieder angezogen wird. Durch diese Magnetisierung wird eine induzierte Spannung erzeugt, sobald das Joch darüber bewegt wird. Dabei hat die Polarität der Spannung je nach Richtung eine entgegengesetzte Polarität. Auf diese Weise können ein Schaltvorgang und eine Schaltposition automatisch erkannt werden. Dies kann beispielsweise bei der Verwendung von Fahrassistenzsystemen vorteilhaft sein, wenn das System anhand der Schaltposition erkennt, dass der Fahrer einen Spurwechsel beabsichtigt. Da eine Bewegung oder Position des Schalthebels durch Messung der Eigeninduktivität oder der induzierten Spannung bestimmt werden kann, kann der zugehörige Sensor auf einfache Weise und mit wenigen Komponenten realisiert werden. Auf diese Weise werden Kosten reduziert und die Ausfallrate der beteiligten Komponenten verringert.
  • Wie beschrieben worden ist, ist es mit Hilfe des beschriebenen Lenkstockschalters möglich, den Schalthebel durch entsprechende Verwendung der Ansteuerschaltung wieder in seine Normalposition zu positionieren. Entsprechend ist es möglich, den Lenkstockschalter in einem autonom fahrenden Fahrzeug einzusetzen, bei dem beispielsweise der Lenkstockschalter automatisch aus einer zuvor ausgewählten Stellung in eine definierte Ausgangsstellung, beispielsweise S0, versetzt wird. Weiterhin kann, wenn der Fahrer beispielsweise beim autonomen Fahren unbeabsichtigt den Lenkstockschalter auslenkt, dieser wieder zurück in die definierte Ausgangsstellung versetzt werden. Entsprechend ergibt sich der Vorteil, dass beim autonomen Fahren eine eindeutige Korrelation zwischen der Position des Lenkstockschalters und der erforderlichen Funktionslogik (Auto-Steuerung) besteht. Weiterhin kann bei einem Ende des pilotierten Fahrens, also, wenn das Fahrzeug im fahrergesteuerten Modus betrieben wird, vermieden werden, dass beispielsweise der Scheibenwischer auf trockener Scheibe wischt, weil vor Beginn des pilotierten Fahrens der zuletzt ausgewählte Zustand des Lenkstockschalters einer bestimmten Wischerposition entspricht.

Claims (12)

  1. Lenkstockschalter (30) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen Schalthebel (1), der gegenüber einem Schalthebelgehäuse verschwenkbar ist, ein in dem Schalthebel angeordnetes Weicheisenjoch (10), einen gegenüber dem Schalthebelgehäuse räumlich stationären Elektromagneten mit einem Anker (11), welcher ein Weicheisenmaterial und ein permanentmagnetisches Material aufweist, und eine Ansteuerschaltung (25) zur Ansteuerung des Elektromagneten, wobei die Ansteuerschaltung (25) geeignet ist, bei Betätigung des Schalthebels (1) eine Magnetisierung des Ankers (11) zu verursachen, so dass der Anker (11) mit dem Weicheisenjoch (10) verbunden wird, und die Ansteuerschaltung (25) weiterhin geeignet ist, eine Entmagnetisierung des Ankers (11) zu verursachen, so dass eine Verbindung zwischen Anker (11) und Weicheisenjoch (10) lösbar ist.
  2. Lenkstockschalter (30) nach Anspruch 1, ferner mit einer Rückstelleinrichtung (20), die geeignet ist, bei Entmagnetisierung des Ankers (11) den Schalthebel (1) in eine Referenzposition zurückzustellen.
  3. Lenkstockschalter (30) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Weicheisenjoch (10) an einer Position angeordnet ist, so dass in einem ausgelenkten Zustand des Schalthebels das Weicheisenjoch (10) benachbart zum Anker (11) angeordnet ist.
  4. Lenkstockschalter (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Vielzahl von Weicheisenjochen (10), die jeweils derart angeordnet sind, dass sie in unterschiedlichen Zuständen des Schalthebels (1) jeweils benachbart zum Anker (11) angeordnet sind.
  5. Lenkstockschalter (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Einrichtung (27) zur Messung einer induzierten Spannung innerhalb des Elektromagneten.
  6. Lenkstockschalter (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansteuerschaltung (25) in einem autonomen Fahrmodus geeignet ist, eine Entmagnetisierung des Ankers (11) herbeizuführen.
  7. Lenkstockschalter (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansteuerschaltung (25) in einem autonomen Fahrmodus keine Magnetisierung des Ankers (11) bewirkt.
  8. Verfahren zum Ansteuern eines Elektromagneten, der Teil eines Lenkstockschalters (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist, mit: Einprägen eines Stroms in den Elektromagneten bei Betätigung des Lenkstockschalters (30), so dass das in dem Schalthebel (10) angeordnete Weicheisenjoch (10) mit dem Anker (11) verbunden wird, wobei nach Abschalten des Stroms das Weicheisenjoch (10) mit dem Anker (11) verbunden bleibt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit Einprägen eines Stroms in den Elektromagneten, so dass die Verbindung zwischen Weicheisenjoch (10) und Anker (11) gelöst wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem in einem autonomen Fahrmodus ein Strom in den Elektromagneten nicht eingeprägt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem in einem autonomen Fahrmodus ein Strom derart einprägt wird, dass eine Entmagnetisierung des Ankers (11) verursacht wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, ferner mit Erfassen einer induzierten Spannung, wodurch eine Auslenkung des Schalthebels (1) ermittelbar ist.
DE102020102995.0A 2020-02-06 2020-02-06 Lenkstockschalter und verfahren zum ansteuern eines elektromagneten in einem lenkstockschalter Active DE102020102995B3 (de)

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EP1177942A2 (de) * 2000-08-03 2002-02-06 Delphi Technologies Inc. Rückstelleinrichtung für einen Schalter eines Kraftfahrzeuges
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