DE3524140A1

DE3524140A1 - Lenkschalteinrichtung

Info

Publication number: DE3524140A1
Application number: DE19853524140
Authority: DE
Inventors: Minoru Tokorozawa Saitama Mohri; Nobuaki Fujimi Saitama Oji; Fumitaka Hoya Tokio/Tokyo Takahashi; Hideo Urawa Saitama Tsubata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1986-02-06
Also published as: US4672214A; GB2161338B; JPH0155139B2; GB8516686D0; JPS6118540A; GB2161338A; DE3524140C2; FR2567082B1; CA1246125A; FR2567082A1

Description

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Lenkschalteinrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell &:\i eine Schalteinrichtung; sie betrifft insbesondere eine Schalteinrichtung, die geeignet ist für den .Anbau an einem Lenkrad eines Fahrzeugs.

Für den Betrieb einer Vielzahl von in einem Fahrzeug installierten Einrichtungen bzw. Geräten und instesondere ,jener ⁱⁿ einer Vielzahl vorgesehener elektrischer Geräte, wie einem Radio und einer Audioeinrichtung, die allen voran ein Fahrer oder Mitfahrer in. Fahrzeug äußerst bevorzugt, ist in den vergangenen Jh'rjrar. eine Anordnung entwickelt worden, die durch Bereitstellung einer Steuereinrichtung einschließlich eines Computers in dem Fahrzeug geeignet ist, derer ti dielektrische Einrichtungen in Übereinstimmung mit einer. Steuersignal von der betreffenden Steuereinrichtung zu betreiben. Gemäß der betreffenden Anordnung kann ein zugehöriges Steuersystem von vereinfachter Struktur und unter Weglassung einer Verdrahtung ausgebildet sein, während es zur Abgabe des erforderlichen Steuersignals von der betreffenden Steuereinrichtung her dennoch erforderlich ist,der Steuereinrichtung ein Betriebssignal von dem Fahrer oder Mitfahrer über einen elektrischen Betriebsschalter zuzuführen.

In herkömmlicher Weise werden für die Auslegung bzw. Anordnung einer derartigen Steuereinrichtung und des Betriebsschalters in einem Fahrzeug verschiedene Ausstattungs- bzw. Layout-Systeme angewandt: Beispielhaft

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— ο-Ι ist ein System, bei dem eine Steuereinrichtung in einem stationären Teil, wie einer Karosserie des Fahrzeugs einerseits untergebracht ist und ein 3&trie"r.vschalter wird andererseits in einem beweglichen Teil, wie einem Lenkrad des Fahrzeugs andererseits unter Berücksichtigung der zugänglichkeit für den Setrieb installiert.

Bei einer Schalteinrichtung gemäß diesem Anordnungstyp ist es von Natur aus erforderlich, einen SpeziaLavfbf·.·.. oder eine Spezialanordnung für Verbindungen bereitzustellen, wie für eine Signalleitung und eine Speiseleitung zwischen einer Steuereinrichtung auf der Seite einer Fahrzeugkarosserie als stationären Teil und einem Betriebsschalter auf der Seite eines Lenkr?.:'es als einem beweglichen Teil.

Als Beispiel für eine derartige Verbindung ist bereits eine Anzahl von Ausführungen erdacht worden, wie f.ir.u elektrische ·. Bürste und ein Schleifring .

In diesen Zusammenhang ist jedoch auf fclgendes hinzuweisen; Venn die betreffende Anordnung angewandt wirzur Verbindung eines 3etriebsschalters auf der beweglichen Seite mit einer Steuereinrichtung auf der stationären Seite, wie bei einem Verbindungssysten, das eines jener konventionellen Ausführungsformen verwendet, dann können einige Schwierigkeiten damit verbunden sein; So kann beispielsweise die elektrische Bürste an ihrer Kontaktfläche oxidiert sein, was einerschlechten Kontaktzustand sichtbar bzw. zunehmen läßt, womit allmählich die stabile Leistung der gesamten Schalteinrichtung nachläßt.

Um derartige Probleme in gewissem Ausmaß zu überwinde/., sind bereits einige Schalteinrichtungen vorgeschlagen

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worden, die eine Signalleitung eines optischen Übertragungssystems verwenden. Auch bei diesen Schalteinrichtungen bleiben jedoch die herkömmlichen Probleme vorhanden, die in Verbindung mit einer Speiseleitung vorhanden sind.

Als Verbesserung derartiger Schalteinrichtungen eines optischen Übertragungssystems ist bereits eine Lenkschalteinrichtung vorgeschlagen worden (japanische Offenlegungsschrift Nr. 59-25439), bei der ein optischer Betriebsschalter lediglich für ein Lenkrad auf der Seite eines beweglichen Teiles vorgesehen ist und bei der ein optisches Bexriebssignal einer Steuereinrichtung auf der Seite eines stationären Teiles zugeführt wird.

Bei dieser Lenkschalteinrichtung wird insbesondere ein Lichtstrahl einer bestimmten Wellenlänge von bzw. in einer Lichtquelle in der Steuereinrichtung ^v°n der stationären Seite erzeugt, und dieser Lichtstrahl wird durch eine erste optische Faser auf einer Übertragungsseite zu dem optischen Betriebsschalter hin geleitet, der mit dem Lenkrad auf der beweglichen Seite verbunden ist. Ferner wird der betreffende Lichtstrahl durch eine zweite optische Faser auf der Smpfangsseite zu einem Fotosensor der Steuereinrichtung hingeleitet. Der optische Betriebsschalter ist imstande, von einem Fahrer derart betätigt zu werden, daß die Steuereinrichtung mit einem optischen Betriebs-

SO signal gespeist wird.

Demgemäß ist bei der betreffenden Lenkschalteinrichtung keine Speiseleitung in dem Lenkrad auf der beweglichen Seite neben der durch die optischen Fasern gebildeten Signalleitung installiert. Dabei existiert keine Forderung nach irgendeiner elektrischen Verbindung zwischen der beweglichen Seite und der

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-δι stationären Seite, womit die zuvor erwähnten herkömmlichen Probleme eliminiert sind.

Bei der Lenkschalteinrichtung gemäß der zuvor genannten japanischen Offenlegungsschrift wird jedoch eine Kombination von Optokopplern für die Verbindung zwischen zwei optischen Fasern verwendet, die sich auf der Seite der Steuereinrichtung erstrecken, welche mit einer Fahrzeugkarosserie fest verbunden ist, und außerdem werden zwei optische Fasern verwendet, die sich von dem Lenkrad auf der beweglichen Seixe aus erstrecken. Dadurch sind vier Wege gebildet, so daß die entsprechenden optischen Fasern beider "Wege auf der Lichtübertragungsseite und auf der Lichtempfangsseite mit bestimmten Längen erforderlich sind, um in Anbetracht der Lenkgröße oder des Drehlenkwinkels des Lenkrades durchzuhängen bzw. locker zu sein.

Die beiden Wege der so durchhängenden bzw. lockeren optischen Fasern sind stets durch die ihnen anhaftende gehörige Flexibilität einer Deformation in einer nachgiebigen Art und Weise oder in einer gespannten Weise ausgesetzt, wenn das Lenkrad zur Ausführung einer Drehung betätigt wird.

Um derartige Deformationen der beiden Wege der cpxischen Fasern zu vermeiden, könnte vom Konzept her eine Lösung darin liegen, einen optischen Schleifring zu verwenden, wobei eine optische Verbindung zwischen einer optischen Faser auf der Seite einer Steuereinrichtung oder einer optischen Faser auf der Seite eines Lenkrades hergestellt wird; die bisher bekannten herkömmlichen optischen Schleifringe sind jedoch im Aufbau selbst kompliziert, ferner weisen sie einen relativ niedrigen Lichtübertragungswirkungsgrad auf, und im übrigen sind sie teuer und damit unpraktisch.

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her Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dem Stand der Technik anhaftenden konventionellen Probleme und insbesondere die Probleme zu lösen, die sogar mit der Steuerschalteinrichtung gemäß der oben erwähnten japanischen Offenlegungsschrift ungelöst zurückbleiben» d.h. jene Probleme zu lösen, welche die Dauerhaftigkeit sowie den Lichtübertragungswirkungsgrad an einem Verbindungsteil einer optischen Signalleitung zu einer Steuereinrichtung auf der stationären Seite und einer Betriebsschaltung auf der beweglichen Seite betreffen.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe darch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Lenkschalteinrichtung für ein. Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie geschaffen, wobei eir. Lenkrad an der Fahrzeugkarosserie drehbar angebracht ist. Ferner ist an der Fahrzeugkarosserie eine elektrische Lasx angebracht, umfassend eine Steuereinrichtung zur Abgabe eines Antriebs-Steuersignals an die betreffende elektrische Last, Die Steuereinrichtung ist dabei an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Eine Schalter- tzw.

Schalteinrichtung ist für die Abgabe bzw. Bereitstellung eines Betriebssignals an die Steuereinrichtung vorgesehen. Ferner ist die betreffende Schalteinrichtung in der Nähe des Lenkrades angeordnet, wobei die Steuereinrichtung eine Lichtquelleneinrichtung zur Abgabe eines optischen Signals und eine Lichtempfangseinrichtung umfaßt. Die Schalteinrichtung umfaßt einen Lichtleitpfad mit einem Lichxeinführungseingang für die Aufnahme des optischen Signals von der Lichtquelleneinrichtung her und einen Lichtabgabeausgang zur Abgabe des optischen Signals an die Lichtempfangseinrichtung. Ferner ist ein optischer Schalter in dem Lichtleitweg vorgesehen.

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-ΙΟΙ Der optische Schalter ist dabei imstande, das optische Signal durchzulassen bzw. zu unterbrechen. Die Steuereinrichtung vermag der elektrischen Last das Antriebs-Steuersignal in Übereinstimmung mit dec Zustand des optischen Signals zuzuführen, wie es von der Schalteinrichtung zu der Lichtaufnahme- bzw. Lichtempfangseinrichtung hin übertragen wird. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung relativ zu der Fahrzeugkarosserie unabhängig von der Drehung des Lenkrades stationär sein kann bzw. ist.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Lenkschalteinrichtung zu schaffen, die die Dauerhaftigkeit bzw. Beständigkeit einer optischen Signalübertragungsleitung zu erhöhen imstande ist, ohne den Lichtübertragungswirkungsgrad der optischen Signalübertragungsleitung zu reduzieren.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung mit oer. ihr anhaftenden Merkmalen und Vorteilen nachstellen! beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Lenkrad eines Fahrzeugs, welches mit einer Lenkschalteir_- richtung gemäß der bevorzugten Ausführungsforr.

der Erfindung ausgestattet ist.

Fig. 2 zeigt eine detaillierte Schnittansicht des Aufbaus der Lenkschalteinrichtung gemäß der in Fig. 1 eingetragenen Linie II-II. Fig. 3 zeigt in einer Schnittansicht einen wesentlichen Teil der Lenkschalteinrichtung in Richtung der in Fig. 2 eingetragenen Pfeile IH-III.

Fig. 4 zeigt einen weiteren Schnitt der Lenkschalteinrichtung bei Betrachtung in Richtung der in Fig. 2 eingetragenen Pfeile IV-IV.

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Fig. 5 zeigt eine sehe mat isclie Darstellung e ;'.;·.- i> optischen Signalübertragungssystems in der Lenkschalteinrichtung.

Zunächst sei auf Fig. 1 Bezug genommen, in der mit dem Bezugszeichen 100 ein Lenkrad eines Fahrzeugs bezeichnet ist, welches mit einer Lenkschalteinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsforra der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Das Leiikrad weist eine kreisförmige Felge bzw. einen Radkranz und vier Speichen 102 auf. Das Lenkrad 100 ist auf der Vorderseite seines mittleren Teiles mit einem aus einem Harz geformten stationären Einlageteil versehen.

Mittels eines später noch zu beschreibenden Blirie.-Planetengetriebe wird das stationäre Sinlageteil bzw. Kissen 13 festgehalten, wie es gezeigt ist, vrA zwar unabhängig von der Position des Lenkrades ¹CC,, wenn dieses durch Betätigen seitens eines nicht dargestellten Fahrers des Fahrzeugs gedreht wird.

Das stationäre Einlageteil 13 weist vier Hupenschalter 3, einen 3etriehsschalter 21 als Steuerung fur ein automatisches (nicht dargestelltes) Fahr- bzw. Reise system des Fahrzeugs und eine Gruppe von Betriebs- bzw. Betätigungstasten 22 als Steuerung für ein Audiosystem (nicht dargestellt) des Fahrzeugs auf Die Betriebstastengruppe 22 umfaßt eine Klanglaut-

SO stärke-Steuertaste 22a, eine Abstimistaste 22b, eine Ein-Aus-Taste 22c und eine AM/FK-Auswahltaste 22d. Mit dem Bezugszeichen 13a ist überdies ein Enblem bezeichnet, welches zu dekorativem Zwecke angebracht ist.

Nunmehr sei auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine Schnittansicht längs der in Fig. 1 eingetragenen

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Linie ΙΙ-ΙΙ zeigt und die die Struktur eines wesentlichen Teiles der LenksehaIteinrichtung 200 gemäß der Erfindung veranschaulicht. Dabei ist rit dem Bezugszeichen 1 eine Lenksäule bezeichnet, die an einem stationären Teil (nicht dargestellt) des Fahrzeugs befestigt ist. Die Lenksäule 1 weist eine Lenkwelle 2 auf, die drehbar durch die betreffende Lenksäule hindurch verläuft. Die Lenkwelle 2 ist an einem nicht gezeigten unteren, entfernt liegenden Endteil mit einem Zahnstangen- und Ritzelmechanismus (nicht dargestellt) in Eingriff, der betriebsmäßig mit einer (nicht dargestellten) Verbindungsstange verbunden ist, die schließlich die Richtung der Vorderräder (nicht dargestellt) des Fahrzeugs zu bestimmen imstande ist. Auf der Rückseite des Lenkrades 1 ist um das obere Ende der Lenksäule 1 herum eine Steuereinrichtung 3 festgelegt, die verschiedene (nicht dargestellte) Schließ- und Unterbrechungsschalter eingebaut hat, die mit einem Drehschalt- hebel 4 und einem Schalthebel 5 betätigbar sind. Die Steuereinrichtung 3 ist in einem Gehäuse 3& untergebracht, welches über einen Bügel 1a an der Lenksäule 1 befestigt und mit dieser zusammenhängend zusammengebaut ist.

Die Lenkwelle 2 weist in ihrem oberen Teil gemäß Fig. 2 an einem fern liegenden Endteil 2a einen Spiraleinschnitt in ihrem Umfang auf; darunter ist eine Keilwelle 2b in einem mittleren Aufnahmeteil 100a des Lenkrades 100 in einer Keilverbindung untergebracht.

Zwischen dem Lenkrad 100 und dem Gehäuse 3a der Steuereinrichtung 3 ist ein ringförmiges Teil 8 eingefügt, welches koaxial zu dem Gehäuse 3a mittels Maschinenschrauben 9 an der Oberseite des Gehäuses 3a befestigt ist. Das betreffende Teil 8 bildet somit

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einen zusammenhängenden Teil bezüglich des Gehäuses 3a, und es enthält in seinem mittleren Teil einen axial nach oben sich erstreckenden zylindrischen Teil 8a mit einem darauf gebildeten ringartigen Zahnrad 8c, und außerdem weist es in seinem Umfangsteil ein Paar von eingeschlossenen Räumen S1,S2 für die Aufnahme von optischen Elementen auf.

Innerhalb des zylindrischen Teiles 8a des ringförmigen Teiles bzw. Gliedes 8 ist eine Drehschalt-Aufhebungsnocke 10 vorgesehen, die an der Lenkwelle 2 fest angebracht ist, und außerdem ragt ein nach unten abstehender Vorsprung des Ansatzteiles 100a des Lenkrades 100 herein, wobei ein ölloser Ring bzw„ Leer- !5 ring 10a zwischen der Nocke 10 und dem Ansatzteil 100a angeordnet ist.

Der mit einem Spiralgewinde versehene obere Enrteil 2a der Lenkwelle 2 weist eine auf ihn fest aufgesc^r&ubte Mutter 11 und einen öllosen Ring 12 auf, der an der Mutter 11 befestigt ist. An dem Ring 12 ist das stationäre Einlageteil 13 dicht befestigt, so daß dieses Teil 13 frei ist, sich relativ zu der Mutter 11 zu drehen, die an dem betreffenden entfernt liegend s-η Endteil 2a der Lenkwelle 2 befestigt ist.Auf der Mutter 11 sitzt an deren oberen Ende eine weitere Mutter 6, die mittels einer dazwischen eingefügten Scheibe 14 aufgeschraubt ist. Dadurch ist vermieden, daß der öllose Ring 12 und das Einlageteil 13 von der an der Lenkwelle 2 befestigten Mutter 11 weggleiten.

Das feststehende Sinlageteil 13 weist an seiner Unterseite im mittleren Teil einen axial nach unten sich erstreckenden zylindrischen Teil 13d mit einem daran gebildeten ringartigen Zahnrad 13c auf, welches dieselbe Anzahl von Zähnen aufweist, die das ringartige

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Zahnrad 8c des zylindrischen Teiles 8a des r ins fen.'ig cn Gliedes 8.

Wie in Fig. 3 und 4 veranschaulicht, stehen die ringförmigen bzw. ringartigen oberen und unteren mittlerer. Zahnräder 13c und 8c mit oberen bzw. unteren Sätzen von drei Planetenrädern 15 bzw. 16 in Singriff, an denen Zahnteile 15a bzw. 16a mit derselben Anzahl von Zähnen gebildet sind« Jedes der unteren Planetenräder 16 ist mit einer axial vorstehenden Welle 16b ausgebildet, die durch jeweils eines von drei Ringlagern nach oben verläuft, welche in drei vertikal verlaufenden Löchern befestigt sind, die durch das Lenkrad 100 hindurch verlaufen bzw. dort eingeschnitten sind. Die Welle 16b ist an ihrem oberen Ende in einem der oberen Planetenräder 15 fest untergebracht, wobei das betreffende eine Planetenrad an der Welle 16b mittels einer Maschinenschraube 18 derart befestigt ist, daß es mit dieser Welle zusammenhängt.

Wie aus der vorstehend erläuterten Anordnung der drei Rädersätze 8c,16,15 und 13c ohne weiteres verständlich sein dürfte, wird bei Betätigung des Lenkrades 'OO in irgendeine Lenkrichtung das untere mittlere Zahnrad 8c auf dem ringförmigen Glied 8 als stationäres Glied in jedem Radsatz die unteren Planetenräder 16 veranlassen, damit zu kämmen, um eine Drehung sowie einen entsprechenden Umlauf in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Zähnen auszuführen, die proportional der Betätigung des Lenkrades 100 ist. Diese Drehung wird ihrerseits in Form eines Drehmoments über ein entsprechendes Zahnrad der oberen Planetenräder 15 - welche dieselbe Anzahl von Zähnen aufweisen wie die unteren Planetenräder 16 - auf das obere mittlere Zahnrad 13c an dem stationären Anlageteil 13 als freies Glied in dem Zahnradsatz übertragen, d.h. als Neigung dazu,

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eine entsprechende Drehung des oberen mittleren Zahnrades 13c in enxgegengeset-zter Richtung zur Lenkrichtung des Lenkrades 100 zu erzeugen. Kit anderen Worten ausgedrückt heißx dies, da:3 mit Rücksieht darauf, daß die Anzahl der Zähne des oberen mittleren Zahnrades 13c gleich der Anzahl der Zähne des unteren mittleren Zahnrades Sc ist-wie dies bereits beschrieben worden ist - bei Drehung des Lenkrades 100 in irgendeine Richtung das ringförmige Glied 8 das stationäre Einlageteil 13 veranlassen wird, sich in der entgegengesetzten Richtung mit entsprechender Winkelgeschwindigkeit zu drehen und um eine entsprechende Drehgröße oder einen entsprechenden Winkel im absoluten V.'ert in bezug auf das Lenkrad 100 als bewegliches Teil. Sogar dann, wenn das Lenkrad 100 betätigt wird, wird demgemäß das Sinlageteil 13 stets in einer stationären Position relativ zu den von Hause aus stationären Teilen des Fahrzeugs, wie der Lenksäule 1, gehalten, wcmiT das betreffende Einlage teil als stationäres Sir.l£geteil dient.

Das stationäre Einlageteil 13 weist eingebaute lirke und rechte optische Schalteinrichrungen 19,20 auf, deren jede eine Schalteinrichtung eines bekannter. Typs sein kann, der eine Vielzahl von optischen Schaltern enthält, die imstande sind, Lichtstrahlen bzw. Lichtbündel abzugeben bzw. zu unterbrechen, um optische Signale zu liefern, wenn dies in Übereinstimmung mit der Betätigung einer Reihe von Steuerungen durch den Fahrer, wie durch die Betätigung von dafür vorgesehenen externen Drucktasten, erforderlich ist.

Bei dieser Ausführungsform sind die optischen Schalteinrichtungen 19,20 derart miteinander gekoppelt, daß sie mit der Taste 21 für den automatischen Fahrbetrieb

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und mit der Tastengruppe 22 für den Audiobetrieb zusammenwirken, die an der Vorderseite des stationären Einlageteiles bzw. Einlagekissens 13 vorgesehen sind.

In dem ringförmigen Glied 8 ist in dem Raum S1 ein Lichtabgabeelement 23 zur Abgabe eines Lichtstrahls angeordnet, und ein Lichtleitweg 24 , bestehend aus einem optischen Element mit einem Lichteintritt für die Aufnahme des Lichtstrahls von dem Lichtabgabeelement 23 ist vorgesehen. In dem Zwischenraum SZ gegenüber dem Zwischenraum S1 bzw. an einer symmetrischen Stelle bezogen auf den Zwischenraum S1 bezüglich der Lenkwelle 2 ist ein Lichtleitweg 25 mit einem Lichtaustritt vorgesehen, der einen Lichtstrahl abgibt. Ferner ist dort ein Lichtaufnahmeelement 26 für die Aufnahme des aus dem Licht_austritt austretenden Lichtstrahls vorgesehen. Das Lichtabgabeelement 23 besteht aus einer Leuchtdiode, die ein elektrisches Signal in ein optisches Signal umsetze; das Lichtaufnahmeelement 26 besteht aus einem fctoelektrischen Element, wie einer Fotodiode, um ein optisches Signal in ein elektrisches Signal umzusetzen. Überdies weisen bei der Anordnung gemä3 Fig. 2 das Lichtabgabeelement 23 und das Lichtaufnähmeelement 26 die notwendigen elektrischen Verbindungen auf, die aus der Zeichnung der Einfachheit halber weggelassen worden sind.

Andererseits ist auf der Rückseite des stationären Einlageteiles 13 gegenüber einem Lichtaustritt des Lichtleitweges 24 und des Lichteintritts des Lichtleitweges 25 auf der Seite des ringförmigen Gliedes ein Licht zulassender Eintritt bzw.Lichteintritt 27a eines Lichtleitweges 27 vorgesehen, der mit einem das Einlageteil 13 durchziehenden optischen Harz sowie einem Lichtaustritt 27b des Lichtleitweges 27 ausgestattet ist. Der Lichteintritt 27a und der

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Lichtaustritt 27b des betreffenden Lichtleitwe^es 27 ist durch linke bzw. rechte, nach unten sich erstreckende zylindrische Bereiche 13b des Sinlageteiles 13 gebildet. Die zylindrischen Teile 13b sind beide relativ klein im Durchmesser. Aufgrund dieser Anordnung liegt bei dieser Ausführungsform das Lenkrad 100 zwischen dem Ende bzw. Auslaß des Weges 24 auf einer Lichtquellenseite und dem Einlaß 27a des Lichtweges 27 auf einer Betriebsschalterseite sowie zwischen dem Auslaß 27t» des Lichtweges 27 auf der Betriebsschalterseite und dem Einlaß des Lichtweges 25 auf einer Signalverarbeitungsseite. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß der Lichtleitweg bzw. Lichtweg 27, der in dem stationären Einlage teil 13 gebildet is~j, durch eine Lichtsignalübertragungsschaltung gebildet ist, die einen Lichtstrahlfluß von dem Lichtabgabeelement 23 als einer Lichtquelle zu den entsprechenden optischen Schalteinrichtungen 19,20 hin zu leiten und das Lichtaufnahmeelement 26 mit einem Signal des Lichtflusses zu speisen imstande ist, wie er durch die Schalteinrichtungen 19,20 abgegeben oder unterbrochen wird, während das Glied 6 einschließlich der Elemente 23,26 und der Lichtleitwege 24,25 einen wesentlichen Teil der Steuereinrichtung 3 bildet.

Überdies sei angemerkt, daß bei der Anordnung gemäß Fig. 2 zwar der Lichtleitweg 27 des optischen Harzes auf einen Blick so erscheint, als wäre er an der Stelle der Mutter 11 unterbrochen; tatsächlich ist jedoch eine Kontinuität der betreffenden Verbindung um die Mutter 11 herum vorhanden. Eine derartige Kontinuität kann dabei vorzugsweise durch Verwendung eines flexiblen Lichtleiters oder alternativ dazu durch eine dimensionsmäßige Berücksichtigung erzielt werden, wobei die Mutter 11 aus dem Weg 27 ausgenommen wird. Es ist aber auch möglich, die betreffende

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Verbindung über einen Luftspalt hinweg herzusteilen, der zwei Abschnitte des Lichtleitweges 27 in Abstand voneinander aufweist, wobei diese Abschnitte exakt einerander gegenüberliegen, ohne daß dazwischen Hindernisse eingefügt sind.

Ferner wird zwischen dem Lichtleitweg 27 auf der Seite des stationären Einlageteiles 13 und den Lichtleitwegen 24,25 auf den Seiten des Lichtabgabeelementes 23 bzw. des Lichtaufnahmeelenentes 26 die Leitfähigkeit des Lichtflusses in einer unxen noch zu beschreibenden Art und Weise wirksam aufrechterhalten, und zwar unabhängig vom Vorhandensein eines zentralen Grundteiles der Speichen 102 des Lenkrades 100, die bei einer gewissen Ausführung häufig im Wege des Lichtflusses stehen bzw. sich befinden. Bei einer praktischen Auslegung stellt jedoch das Vorhandensein eines Speichenbereiches kein nenner.swertes Hindernis dar, da - wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist' - die Speichen 102 des Lenkrades 100 Freiräume S aufweisen, die zwischen den entsprechend benachbarten Speichen freigelassen sind, wodurch dem Lichtfluß bzw. Lichtstrom ermöglicht ist, frei zwischen dem Lichtleitweg 27 und den Lichtleitwegen 24, 25 geleitet zu werden.

Im Zusammenhang mit der betreffenden Ausführungsfοrc ist noch folgendes anzumerken: Um mit der erweiterten Design-Möglichkeit fertig zu werden, ist eine Reihe von Lichtleitbereichen bzw. -teilen 28 vorgesehen, deren jeder in dem Teil einer der Speichen 102 angeordnet ist, der bei der gegebenenfalls erfolgenden Drehung sonst im Wege des Lichtstroms zwischen den Lichtleitwegen 27 und 24,25 vorhanden wäre . Jeder der Lichtleitteile 28 kann effektiv aus einem weitgehend stabilen Teil einer entsprechenden Speiche der betreffenden Speichen 102 bestehen, während in

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vorteilhafter "Weise derartige Lichtleitteile bzw. -bereiche in höherer Anzahl vorgesehen sein können als in der Anzahl der Speichen, womit keine Korrespondenz zur Lage der betreffenden Speichen vorgesehen sein muß. Dies trägt damit zur gänzlichen Stabilität des Lenkrades 100 bei. Überdies kann jeder der Lichtleitteile 28 vorzugsweise eine Reihe von optischen Fasern enthalten, die an einer entsprechenden Speiche der Speichen 102 angebracht sind. 10

Darüber hinaus enthält bei der vorstehenden Ausführungsform ein Paar der optischen Schnittstellensysteme für die Hin- und Herübertragung des Abgäbe- und Aufnahme-Lichtstroms ein optisches Schnittsteller.. system von einer Lichtquelle zu einem Betriebs-Betätigung sschalter, und das andere Schnittstellensystem ist von dem Betriebsschalter zu einem Signalverarbeitungsteil hin vorgesehen. Dies bedeutet, da."' ein Schnittstellensvstea auf der Seite des Lichtabgabeelementes 23 und das andere Schnittsteliensys" en auf der Seite des Lichtaufnahmeelementes 26 vorgesehen ist. Jedes dieser optischen SchnittsteHensystene kann in vorteilhafter Weise eine Vielzahl von optischen Schnittstellen-Untersystemen umfassen, die unabhängig voneinander sind, wie dies erforderlich sein kann. Die betreffenden Systeme können jedoch auch vorzugsweise in ihrem Weg eine Reihe von optischen Projektions-Empfangskanälen aufweisen, die parallel angeordnet sind, so daß dann, wenn zuminiest einer dieser Kanäle durch irgendeine der Speichen unterbrochen ist, der übrige Kanal bzw. die übriger. Kanäle die Zwischenübertragung des Lichtstroms in einer gesicherten Weise bev/irken können. In Fig. 4 sind beispielhaft die Lichtabgabe- bzw. Lichtprojektionsteile von drei optischen Kanälen A auf der Lichtquellenseite sowie die entsprechenden Licht-

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empfangsteile von drei Kanälen B e-ji der SignsIverarbeitungsseite veranschaulicht.

Zurückkommend auf Fig. 2 sei bemerkt, daß dort mit dem Bezugszeichen 29 eine Lichtabschirmungsabdeckxmg mit einer nach oben gebogenen zylindrischen Einfassung 29a bezeichnet ist, die zur seitlichen Umschließung der nach unten gerichtexen zylindrischen Teile 13b des stationären Einlageteiles 13 dienen, während das Sindringen von Licht in den betreffenden Bereich von der Außenseite her vermieden ist. Die Lichtabschirmungsabdeckung 29 ist an der vorderen Mittelseite des Lenkrades 100 mittels einer Maschiner, schraube 30 befestigt. In entsprechender Weise ist das ringförmige Glied 8 gegen das Eindringen vcn externem Licht abgeschirmt, wobei ein nach unten verlaufender zylindrischer Teil 31b der Lichtabschirmungsabdeckung 31 mittels einer Maschinenschraube 32 an der hinteren Mittelseite des Lerirades 100 befestigt bzw. gesichert ist.

Nunmehr sei auf Fig. 5 Bezug genommen, in der eir.e schematische Darstellung des optischen Signalerzeugungs- und Signalübertragungssystems der Lenkscrslteinrichtung 200 veranschaulicht ist. An der Oberseite des Lenkrades 100 ist die optische Schalteinrichtung 19 angeordnet, die in dem stationären Einlageteil 13 eingebaut ist; darunter ist ein Verarbeitungsbereich 33 für die Lichterzeugung und für die optoelektrische Signalumwandlung vorgesehen. Ferner ist ein weiterer Verarbeitungsbereich 34 vorgesehen, der für die Verarbeitung eines elektrischen Signals dient. Die Bereiche 33,34 liegen beide in der Position fest.

Der Verarbeitungsbereich 33 weist einen elektrischen

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Impulsgenerator 39 für die Urzeugung eines elektrischen Impulses auf, der zyklisch mit einer bestir.rv;:en Periode auftritt. Durch diesen elektrischen Impuls wird das Lichtabgabeelement 23 derart getriggert bzw. angesteuert, daß ein Lichtstrahlenbündel abgegeben wird. Die von dem Element 23 abgegebenen Lichtstrahlen werden in einem Licht st rombündel mittels des Lich^J:- leitweges 24 gesammelt. Von diesen Lichtleitweg Zk aus wird der betreffende Lichtstrahl durch den Lichtleitteil bzw. -bereich 28 einer entsprechenden Speiche der Speichen 102 - falls diese im Weg liegt - zu dem Lichtleitweg 27 in dem stationären Binlageteil 13 hingeleitet. An dem betriebsseitigen Ende des optischen Systems auf der Lichtquellenseite wird der Lichtstrahl mittels eines optischen Schalters 19& in der optischer. Schalteinrichtung 19 derart gesteuert, da3 er durchgelassen oder unterbrochen wird, was, je nach 3rfordernis, zum Auftreten eines Betriebssignals der Lichtstrahlströmung führt. Auf der Verarbeitungsseite des optischen Systems wird das so erzeugte optische Betriebssignal durch den Lichtleitweg 27 geleitet und von diesem zu dem Lichtleitweg 25 hin übertragen, von dem das betreffende Signal zu dem LichtaufnahmeeleLient 26 hin geführt wird. Das so zugeführte optische Signal wird mittels des Elementes 26 in ein elektrisches Signal umgesetzt, welches mittels eines Verstärkers

verstärkt und dann an eine Verriegelungsschaltung 3'5 abgegeben wird, die durch eine Synchronisiereinrichtung 37 in Bezug auf den Triggerimpuls von dem Impulsgenerator 29 her synchronisiert wird, bevor das betreffende Signal über einen Puffer 38 an eine Steuerschaltung (nicht dargestellt) weitergeleitet wird. In der betreffenden Steuerschaltung wird das Signal se verarbeitet, daß ein elektrisches Steuersignal erhalten wird, welches an einen (nicht dargestellt) bestimmter. Gegenstand abzugeben ist, der schließlich zu steuern ist, wie eine elektrische Last. Überdies sei angemerkt,

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daß bei dem optischen Schnittstellensy stein α-Λ cc^jr Verarbeitungsseite das optische Signal irgendeine geeignete Form haben kann; es kann vom Welier.i&nge::- Kultiplex- bzw. -Multiplikationstyp oder vom secuer.-tiellen Impulstyp sein. Überdies können die entspreche^- zugehörigen Schaltelemente mittels eine willkürlich~n Katrixsystems angeordnet sein.

Ferner kann bei dieser Ausführungsform vorzugsweise eine Kollimatorlinse oder eine Kondensorlinse an Verbindungen der Lichtleitwege 24,25,27 und der Lichtleitbereiche 28 bei Bedarf angeordnet sein.

Vie aus der vorstehenden Beschreibung der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung für Fahrzeuge ersichtlich sein dürfte, ist eine Lenkschalteinrichtung eines optischen Signalübertragungssystems vorgesehen, welche die Signalübertragung dadurch bewirkt, dai: rze'r+r als ein Lichtstrahlstrom zwischen einer optischer.

Schalteinrichtung - die in einem stationären Einlrreteil angeordnet ist - einerseits und einem Lichterzeugungsteil sowie einer Steuerschaltung - beide sind relativ zu der Fahrzeugkarosserie feststehend andererseits ausgesendet und empfangen wird. ohne daß dabei die Forderung nach elektrischen Verbindungen zwischen den betreffenden Elementen "besteht. Dadurch sind jene Unannehmlichkeiten vermieden, cie sonst in bezug auf mechanische Kontakt hervorgerufer. würden.

In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß die Lenkschalteinrichtung gemäß der Erfindung keine Lichtleitteile enthält, die einer Deformation unterworfen werden, wenn ein Lenkrad gedreht wird. Dadurch ist erfolgreich die Dauerhaftigkeit der Lichtleitwege für die Lichtübertragung gesteigert, und außerdem ist in starken Maße die Dauerhaftigkeit der gesamten Einrichtung

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verbessere, und zwar sogar denn, venn ein Ver£leich getroffen wird mit einer Le rik schalteinrichtung £C-r£.l dem oben betrachteten Stand der 'Technik, bei der;, avf der beweglichen Seite der Anordnung lediglich ein optischer Betriebsschalter vorgesehen ist.

Darüber hinaus enthalten bei der Linrichxung gc-:\:?. der Erfindung die Lichtleitwege für die Lichtüber-lr^rur r keine Elemente, wie einen Optokoppler oder einen optischen Schleifring, womit keine Herabsetzung den Wirkungsgrades der Lichtübertragung hervorgerufen: wird. Vielmehr wird dieses konventionelle Problem der Herabsetzung des "Wirkungsgrades mit einer vereinfachten und billigen Struktur überwunden.

Überdies besteht eine Lenkschalteinrichtung genäl L-^r Erfindung aus nicht mehr als jenen Gliedern bzw. Elementen, die um ein Lenkrad herum angeordnet sin·., so daß die Erfindung ohne weiteres auf jeglichen ~:_:p eines auf dem Markt kommerziell erhältlichen V;.nver.-tionellen Fahrzeugs anwendbar isx.

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Claims

Patentansprüche

1. Lenkschalteinrichtung für ein Fahrzeug, welches eine Fahrzeugkarosserie aufweist, an der ein Lenk-5 rad drehbar befestigt ist und an der eine elektrische Last angebracht ist,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (3,23,24,25,26) vorgesehen ist, die ein Antriebssteuersignal an die betreffende

10 elektrische Last abgibt und die an der Fahrzeugkarosserie (1) gesichert ist,

daß eine Schalteinrichtung (13,19,20,27) vorgesehen ist, welche der Steuereinrichtung (3,23,24,25,26/ ein Betriebssignal zuführt und welche in der Nähe

15 des Lenkrades (100) angeordnet ist,

daß die Steuereinrichtung (3,23,24,25,26) eine Lichtquelleneinrichtung (23,24) für die Abgabe eines optischen Signals und eine Lichtaufnahmeeinrichtung (25,26) aufweist,

20 daß die Schalteinrichtung (13,19,20,27) einen Lichtleitweg (27) mit einem Lichteinlaß (27a) für die Aufnahme des optischen Signals von der Lichtquelleneinrichtung (23,24) und einen Lichtauslaß (27b) für

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die Aussendung des optischen Signals an die Lich*&.:inahmeeinrichtung (25,26) aufweist, daß ein optischer Schalter (19,20) in dem Lichtleitweg (27) vorgesehen ist,

daß der optische Schalter (19,20) das optische Signal durchzulassen bzw. zu unterbrechen imstande ist, daß die Steuereinrichtung (3,23,24,25,26) der elektrischen Last das Antriebssteuersignal in Übereinstimmung mit dem Zustand des optischen Signals zuzuführen gestattet, wie es von der Schalteinrichtung (13,19,20,27) zu der Lichtaufnahmeeinrichtung (25, 26) übertragen wird,

und daß die Schalteinrichtung (13,19,20,27) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (1) unabhängig von der Drehung des Lenkrades (100) stillzustehen vermag.

2. Lenkschalteinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die Lichtqueller,einrichtung (23»24) und die Lichtaufnahmeeinrichtuiig (25,

26) der Steuereinrichtung (3,23,24,25,26) an einen Teil (1) der Fahrzeugkarosserie auf der Rückseite des Lenkrades (100) festgelegt sind

und daß die Schalteinrichtung (13,19,20,27) auf der Vorderseite des Lenkrades (100) derart angeordnet ist, daß sie relativ zu der Lichtquelleneinrichtung (23,24) und der Lichtaufnahmeeinrichtung (25,25), welche an dem genannten Teil (1) der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, unabhängig von der Drehung des Lenkrades (1) stationär ist.

3. Lenkschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtqueileneinrichtung (23,24) und der Lichteintritt (25a) des Lichtleitweges (27) der Schalteinrichtung (13,19,20,27) einander gegenüberliegend angeordnet sind und daß der Lichtabgabe-Ausgang (27b) des Lichtleitweges (27) und die Lichtaufnahmeeinrichtung (25,26)

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-3-einander gegenüberliegend angeordnet sind.

4. Lenkschalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Lenkrad (100) als lichtleitendes Teil (28) in jenen Teilen ausgebildet ist, die bei Drehung des Lenkrades (100) die Zwischenräume zwischen der Lichtquelleneinrichtung (23,2A) und dem Lichteintritt (27a) sowie zwischen dem Lichtaustritt (27b) und der Lichtaufnahiaeeinrichtung (25,26) durchqueren.

5. Lenkschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ferner eine Lenkwelle aufweist, die an der Fahrzeugkarcsserie drehbar angebracht ist,

daß das Lenkrad an der Lenkwelle befestigt ist und daß die Lichtquelleneinrichtung (23,24) und die Lichtaufnahmeeinrichtung (25,26) der Steuereinrichtung (3,23,24,25,26) weitgehend symmetrisch zueinander in bezug auf das Lenkrad (100) angeordnet sind.

6. Lenkschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ferner eine Lenkwelle enthält, die an der Fahrzeugkarcsserie drehbar angebracht ist,

daß das Lenkrad an der Lenkwelle befestigt ist und daß eine stationäre Halte einrichtung (8c, 16,15, ""3c, 2a) vorgesehen ist, welche die Schalteinrichtung {13» 19,20,27) in einer stationären Beziehung relativ zu der Fahrzeugkarosserie (1) unabhängig von der Drehung des Lenkrades (100) hält,

wobei die Schalteinrichtung (13,19,20,27) ferner ein Einlageteil (13) aufweist, welches auf der Vorderseite des Lenkrades (100) durch die stationäre Halteeinrichtung (8c,16,15,13c,2a) stationär gehalten ist.

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7. Lenkschalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleitveg (27) und der optische Schalter (19,20) in dem Einla^steil (13) angeordnet sind.

8. Lenkschalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das. Einlageteil (13) an der Lenkwelle (2a) angebracht und relativ dazu drehbar ist,

daß die stationäre Halteeinrichtung (8c,16,15,13c,2a) ein erstes Zahnrad (8c), welches an dem genannten Teil (1) der Fahrzeugkarosserie fest angebracht ist, ein an dem Ein3a geteil (13) fest angebrachtes zweites Zahnrad (13c), welches dieselbe Anzahl von Zähnen aufweist wie das erste Zyhnrad (8c), ein an dem Lenkrad (100) drehbar angebrachtes drittes Zahnrad (15,16), welches einen mit dem ersten Zahnrad (8c) kämmenden ersten Zahnteil (16a) und einen mit dem zweiten Zahnrad (13c) kämmenden zweiten Zahnteil (15a) aufweist, und daß der erste Zahnteil (16a) und der zweite Zehnteil (15a) gleiche Zähnezahl aufweisen.

9. Lenkschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Lichtabschirmungseinrichtung vorgesehen ist, weiche die Lichtquelleneinrichtung (23,24) und die Lichtaufnahmeeinrichtung (25,26) der Steuereinrichtung i. 3,23, 24,25,26) sowie den Lichteintritt (27a) und den Licht;-austritt (27b) des Lichtleitweges (27) der Schalteinrichtung (13,19,20,27) vor Fremdlicht abschirnt.

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