DE19914352A1

DE19914352A1 - Elektrischer Schalter, insbesondere Lenkstockschalter für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19914352A1
Application number: DE1999114352
Authority: DE
Inventors: Achim Ruff; Peter Kofink; Frank Jerems
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere Lenkstockschalter für ein Kraftfahrzeug, mit einem Schaltergehäuse, in dem ein Schaltglied und ein Schalthebel verschwenkbar gelagert sind, wobei das Lager zwei Schwenkachsen aufweist und das Schaltglied berührungslos arbeitet, indem am freien Ende des Schalthebels ein Magnet und im Schaltergehäuse ein Magnetfeldsensor angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbes. Lenkstockschalter für ein Kraftfahrzeug, mit einem Schaltergehäuse, in dem ein Schaltglied von einer Neutralstellung in wenigstens eine Arbeitsstellung verlagerbar ist, und mit einem Schalthebel, der aus einer Neutralstellung in wenigstens eine Arbeitsstellung verschwenkbar gelagert ist, wobei das Lager eine, vorzugsweise zwei Schwenkachsen aufweist.

Derartige elektrische Schalter sind z. B. aus der DE 40 16 772 A1 bekannt. Diese Schalter weisen ein Schaltglied auf, mit dem in der Neutralstellung und/oder in der Arbeitsstellung ein elektrischer Kontakt mechanisch geschlossen wird. Eine derartige Schalttechnik ist hinreichend bekannt und ausgereift. Jedoch kommt es aufgrund von Schaltfunken bzw. Lichtbögen zu mechanischem Verschleiß und zu einer Aufwärmung des Schaltgliedes. Außerdem müssen die einzelnen Bauteile des elektrischen Schalters mit sehr kleinen Toleranzen hergestellt und hochexakt montiert werden, so dass die gewünschten Schaltpunkte realisierbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schalter bereitzustellen, bei dem der Verschleiß wesentlich geringer ist und welcher beim Schalten keine Temperaturänderung erfährt. Außerdem sollte dieser elektrische Schalter ein geringeres Toleranzproblem aufweisen.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Schalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schaltglied als berührungslos arbeitendes Schaltglied ausgebildet ist, indem am freien, im Schaltergehäuse sich befindenden Ende des Schalthebels ein Magnet und im Schaltergehäuse wenigstens ein analoger Magnetfeldsensor angeordnet ist.

Der erfindungsgemäße elektrische Schalter hat den wesentlichen Vorteil, dass das Schaltglied berührungslos arbeitet, so dass kein mechanischer Verschleiß zu befürchten ist. Außerdem findet beim Schalten keine Erwärmung des Schaltgliedes statt, da vom Magnetfeldsensor lediglich die Änderung des Magnetfeldes ermittelt wird und keine Leistung übertragen wird. Derartige Schalter haben den wesentlichen Vorteil, dass mit ihnen auch sehr große Ströme geschaltet werden können, ohne dass hierfür besondere Maßnahmen getroffen werden müssen. Das Einsatzgebiet derartiger elektrischer Schalter liegt bevorzugt im Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere im Lenkstockbereich, z. B. bei Wischerschaltern, Lichtschaltern, Blinkerschaltern oder Schaltern für andere Komponenten, z. B. Tempomat und dergleichen. Außerdem sind derartige Schalter auch als Multifunktionsschalter einsetzbar. Durch geringen Montageaufwand sowie geringerer Anzahl von günstigen Einzelkomponenten ist außerdem eine Kostenersparnis zu erwarten.

Der erfindungsgemäße Schalter weist einen Schalthebel auf, der entweder in einer Ebene oder in verschiedenen Ebenen bewegt werden kann, wobei das Lager als Kugelgelenk ausgebildet ist und zwei Schwenkachsen aufweist. Auf diese Weise können in einem einzigen Schalthebel mehrere Funktionen vereinigt werden.

Eine Weiterbildung des elektrischen Schalters sieht vor, dass wenigstens zwei analoge Magnetfeldsensoren vorgesehen sind, deren Messwerte ausgewertet werden. Die Auswertung kann zeitlich nacheinander oder gleichzeitig erfolgen. Über diese wenigstens zwei analogen Messfeldsensoren wird die Position des am freien Ende des Schalthebels angeordneten Magnets ermittelt. Hierfür dient eine Auswerteelektronik, mit der die Messwerte eines jeden Magnetfeldsensors verarbeitet werden, wobei die Auswerteelektronik, z. B. in Form eines externen Mikroprozessors vorgesehen ist oder direkt in den Sensor integriert ist. Mit dieser Auswerteelektronik kann exakt die Position des Schalthebels ermittelt werden, wobei mit zwei Magnetfeldsensoren bereits die Raumposition des Schalthebels erfassbar ist. Die Auswertung der Messwerte erfolgt z. B. über ein Differenzverfahren, über eine Triangulation oder über eine Verhältnisbildung.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, ist die Auswerteelektronik mit einem CAN-Bus oder direkt mit weiteren Systemen verknüpft, in denen die Signale weiterverarbeitet werden oder welche über die Signale angesteuert werden. Die Auswerteelektronik stellt also direkt Steuersignale zur Verfügung, über welche Endgeräte, z. B. ein Relais, Leuchten, Motoren oder dergl. angesteuert werden, oder sie stellt weitere Signale zur Verfügung, die in weiteren Baueinheiten verarbeitet werden.

Mit Vorzug sind über die Auswerteelektronik Schwellwerte der Magnetfeldsensoren einstellbar, so dass auf diese Weise Schaltpunkte oder -positionen des Schalthebels definierbar sind. Auf diese Weise kann nahezu unabhängig von der Stellung des Schalthebels ein Schaltpunkt über einen Schwellwert eines Magnetfeldsensors eingestellt werden, wobei auch mittels eines Magnetfeldsensors mehrere Schaltpunkte definierbar sind. So können z. B. auch Schaltpunkte in Zwischenstellungen, d. h. zwischen der Neutralstellung und einer Arbeitsstellung, definiert werden.

Die Schaltpunkte der analogen Ausgangswerte der Sensoren sind in der nachgeschalteten oder integrierten Auswerteeinheit festlegbar. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass durch Veränderung der Schwellwerte ein Toleranzausgleich stattfinden kann. Dieser Toleranzausgleich bzw. die Toleranzkompensation ist in der Fertigung möglich, wodurch Toleranzen beim Magneten, in der Elektronik sowie in der Mechanik ausgeglichen werden können. Außerdem kann durch das individuelle Festlegen der Schwellwerte auch der Schaltweg des Lenkstockschalters individuell festgelegt werden, so dass lediglich noch die Rastpositionen bestimmt werden müssen. Hieraus resultieren nicht nur ein einfacher Aufbau, sondern auch geringe Kosten für den Schalter.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Magnetfeldsensor ein gepulstes Hallelement (z. B. analoge Version des 3210 von SSG Allegro) ist. Derartige Elemente besitzen eine sehr niedrige Stromaufnahme.

Werden mehrere Magnetfeldsensoren verwendet, so können diese entweder in einer Ebene, z. B. auf einer Leiterplatte angeordnet sein, was relativ preisgünstig realisierbar ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Sensoren auf einem hohlkugelförmigen Halteelement befestigt sind. Die Sensoren können linear, d. h. in einer Linie hintereinander oder auf einem Kreisbogen angeordnet sein. Der erfindungsgemäße Schalter hat die wesentlichen Vorteile, dass er besonders kostengünstig herstellbar ist, dass die Schaltpunkte exakt festgelegt werden können, dass die Möglichkeit einer Toleranzkompensation der Lage der Schaltpunkte besteht, dass das Schalten berührungslos erfolgt und dass er eine niedrige Stromaufnahme besitzt.

Claims

1. Elektrischer Schalter, insbesondere Lenkstockschalter für ein Kraftfahrzeug mit einem Schaltergehäuse, in dem ein Schaltglied von einer Neutralstellung in wenigstens eine Arbeitsstellung verlagerbar ist, und mit einem Schalthebel, der aus einer Neutralstellung in wenigstens eine Arbeitsstellung verschwenkbar gelagert ist, wobei das Lager eine, vorzugsweise zwei, Schwenkachsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltglied als berührungslos arbeitendes Schaltglied augebildet ist, in dem am freien, im Schaltergehäuse sich befindenden Ende des Schalthebels ein Magnet und im Schaltergehäuse wenigstens ein analoger Magnetfeldsensor angeordnet ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei analoge Magnetfeldsensoren vorgesehen sind, deren Messwerte ausgewertet werden.

3. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteelektronik für die Messwerte eines jeden Magnetfeldsensors vorgesehen ist, wobei die Auswerteelektronik in Form eines externen Mikroprozessors vorgesehen ist oder in den Sensor integriert ist.

4. Schalter nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung über ein Differenzverfahren, über eine Triangulation oder über eine Verhältnisbildung erfolgt.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik über einen CAN-Bus oder direkt mit weiteren Systemen verbunden ist, in denen die Signale weiterverarbeitet werden oder über die die Signale angesteuert werden.

6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Auswerteelektronik die analogen Ausgangswerte der Magnetfeldsensoren verwendbar sind, um dadurch exakte Schaltpunkte oder -positionen des Schalthebels zu definieren.

7. Schalter nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltpunkte der analogen Ausgangswerte der Sensoren sind in der nachgeschalteten oder integrierten Auswerteeinheit festlegbar.

8. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor ein gepulstes Hallelement ist.

9. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Magnetfeldsensoren diese in einer Ebene, auf einem Kreisbogen oder auf einem sphärischen Abschnitt angeordnet sind.