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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hebelschalter, der
an einer Lenksäule
eines Kraftfahrzeugs angebracht ist, um Fahrtrichtungsanzeige- bzw.
Blinkleuchten oder Scheibenwischer zu betätigen.
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Beschreibung des einschlägigen Standes
der Technik
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Typischerweise
ist ein Paar Hebelschalter an einer Lenksäule eines Kraftfahrzeugs angebracht. Der
eine Hebelschalter wird im Allgemeinen als Fahrtrichtungsanzeigesignalschalter
zum Betätigen von
Fahrtrichtungsanzeige- bzw. Blinkleuchten und/oder Scheinwerferleuchten
bezeichnet, während der
andere Hebelschalter zum Betätigen
von Scheibenwischern oder zum Abgeben einer Reinigungslösung verwendet
wird. Von diesen Hebelschaltern ist an dem Blinkleuchtenschalter
ein Basisende eines Betätigungshebels
an einem Gehäuse
drehbar abgestützt,
das in integraler Weise mit der Lenksäule ausgebildet ist. Durch
rotationsmäßiges Bewegen
des vorderen Endes des Betätigungshebels
von einer neutralen Stellung entweder in eine nach rechts oder nach
links gehende Position wird eine Blinkersignalleuchte für eine Fahrtrichtungsänderung
nach rechts oder nach links ein- und ausgeschaltet, und durch rotationsmäßiges Bewegen
des Betätigungshebels
in einer Richtung rechtwinklig zu der Fahrtrichtungsanzeigesignalposition
wird ein Scheinwerferstrahl-Umschaltvorgang oder ein Lichthupenbetätigungsvorgang
für einen Überholvorgang
durchgeführt.
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Im
einschlägigen
Stand der Technik ist ein Blinkerschalter vorgeschlagen worden,
bei dem ein Betätigungselement
derart an einen Betätigungshebel
gepasst ist, dass diese einstückig
miteinander ausgebildet sind, wobei ein Halter mit dem von dem Betätigungshebel
wegragenden Betätigungselement drehbar
verbunden ist und ein Paar an dem Halter vorgesehene Stützstangen
an dem Gehäuse
drehbar abgestützt
sind (siehe z. B. Patentdokument 1). In diesem Fall sind eine Rotationsachse
des Betätigungshebels
in Bezug auf das Gehäuse
und eine Rota tionsachse des Betätigungselements
in Bezug auf den Halter rechtwinklig zueinander angeordnet, und ein
Antriebselement ist durch eine Feder in verschiebbarer Weise an
dem Betätigungselement
gehalten, und das vordere Ende des Antriebselements befindet sich
stets in Drückkontakt
mit einer an der inneren Oberfläche
des Halters ausgebildeten Steuerfläche. Ferner ist ein weiteres
Antriebselement mittels einer Feder in dem Halter verschiebbar gehalten, und
das vordere Ende des Antriebselements befindet sich stets in Drückkontakt
mit einer weiteren Steuerfläche,
die an der inneren Oberfläche
des Gehäuses ausgebildet
ist.
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Wenn
bei dem Blinkerschalter mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion
die Bedienungsperson (d. h. der Fahrer) den Betätigungshebel von einer neutralen
Stellung entweder in eine Stellung nach rechts oder in eine Stellung
nach links rotationsmäßig bewegt,
führen
der Betätigungshebel,
das Betätigungselement
und der Halter in integraler Weise eine Rotationsbewegung um die
Abstützachse
des Halters als Zentrum aus, und das in dem Halter gehaltene Antriebselement
führt eine
Gleitbewegung entlang der Steuerfläche des Gehäuses aus. Somit wird der Betätigungshebel
in einer Blinkersignalposition verriegelt, und auf diese Weise wird
eine Blinkerleuchte für
einen Abbiegevorgang nach rechts oder nach links ein- und ausgeschaltet.
Wenn die Bedienungsperson den Betätigungshebel in einer zu der vorstehend
genannten Blinkersignalposition rechtwinkligen Richtung rotationsmäßig bewegt,
dreht sich der Halter nicht, sondern der Betätigungshebel und das Betätigungselement
drehen sich in Bezug auf den Halter. Auf diese Weise wird ein Scheinwerferlicht-Umschaltvorgang
oder eine Lichthupenbetätigung
für einen Überholvorgang
durchgeführt.
Zu diesem Zeitpunkt führt
das in dem Betätigungselement gehaltene
Antriebselement eine Gleitbewegung entlang der Steuerfläche des
Halters aus, und in dem Betätigungselement
baut sich eine ausreichende Rückstellkraft
auf. Auf diese Weise kehren der Betätigungshebel und das Betätigungselement
mit Hilfe der Rückstellkraft
in die neutrale Stellung zurück.
- (Patentdokument 1)
Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 10-269900 (Seiten 3 bis 5 und 1)
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Bei
dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Hebelschalter ist
es jedoch notwendig, viele Komponenten zu kombinieren, wie zum Beispiel einen
Halter mit Steuerflächen,
eine Mehrzahl von Antriebselementen sowie Federn zum Bilden einer Halterungskonstruktion
zum Verriegeln des Betätigungshebels
in einer Blinkersignalposition oder für eine rotationsmäßige Betätigung des
Betätigungshebels
in einer zu der Blinkersignalposition rechtwinkligen Richtung. Der
herkömmliche
Hebelschalter hat daher eine sehr komplizierte Konstruktion, und
seine Herstellung ist sehr teuer. Insbesondere sollte bei einem
Hebelschalter in Form eines Blinkersignalschalters bei Drehung des
Lenkrads in einer Richtung entgegengesetzt zu der gewünschten
Richtung in einem Zustand, in dem der Betätigungshebel rotationsmäßig in Richtung
nach rechts oder nach links bewegt ist, ein Rückstellmechanismus zusätzlich vorgesehen
sein, um den Betätigungshebel
automatisch in seine neutrale Stellung zurückzuführen, so dass die Konstruktion
aufgrund des zusätzlichen
Rückstellmechanismus
noch komplizierter wird.
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Außerdem ist
es bei dieser Art von Hebelschalter üblich, ein paar Hebelschalter
in einem gemeinsamen Schalter anzubringen, um einen Kombinationsschalter
herzustellen. Die Anordnung dieser Hebelschalter für Blinkersignale
und Scheibenwischer rechts und links von dem Lenkrad können jedoch
in den jeweiligen Ländern,
die unterschiedliche lokale Straßengesetzte und Vorschriften
haben, unterschiedlich sein, und verschiedene Fahrzeughersteller
und Fahrzeugmodelle können
unterschiedliche Haltekräfte
zum Verriegeln des Betätigungshebels
des Blinkersignalschalters in einer Blinkersignalposition sowie
unterschiedliche Beträge
der Hubbewegungsstrecke ausgehend von der neutralen Stellung des
Betätigungshebels
vorsehen. In dieser Hinsicht müssen
bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Hebelschalter die
Größen und
Formgebungen der Komponenten, die den Hebelschalter bilden, in Abhängigkeit
von den verschiedenen erforderlichen Einsatzzwecken verändert werden,
so dass sich die universelle Anwendbarkeit von diesem verschlechtert.
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In
der
DE 199 26 576
A1 ist eine Schaltanordnung offenbart, die einen Betätigungshebel
zum Betätigen
eines Schalters aufweist, der in einem Gehäuse zum drehbaren Abstützen des
Betätigungshebels
untergebracht ist. Ein Aktuator in Form eines Motors ist mit einem
selbstverriegelnden Zahnrad oder einer selbst verriegelnden Getriebeeinrichtung gekoppelt.
Der Elektromotor und das Zahnrad können derart betätigt werden,
dass der Bewegungsbereich des Betätigungshebels derart begrenzt
werden kann, dass der Betätigungshebel
nicht weiter als bis zu den Grenzen eines vorbestimmten Bereichs
bewegt werden kann. Innerhalb des Betätigungsbereichs wird der Aktuator
zum Schaffen eines taktilen Ansprechens verwendet.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist zum Lösen
der vorstehend geschilderten Probleme der herkömmlichen Technik ausgeführt, und
ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines
Hebelschalters, der eine vereinfachte Konstruktion aufweist und
sehr universell einsetzbar ist.
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Zum
Erreichen des genannten Ziels schafft die vorliegende Erfindung
einen Hebelschalter gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2; genauer gesagt besitzt dieser
Hebelschalter einen Betätigungshebel,
der von einer Bedienungsperson manuell betätigbar ist; ein Halterungselement
zum schwenkbaren Abstützen
des Betätigungshebels;
einen Aktuator, der gegenüber
einem Basisende des Betätigungshebels
angeordnet ist; eine Detektionseinrichtung zum Detektieren eines Betätigungszustands
des Betätigungshebels;
und eine Steuereinrichtung zum Steuern der antriebsmäßigen Betätigung des
Aktuators auf der Basis eines Ausgangssignals von der Detektionseinrichtung,
wobei der Bewegungsbereich des Betätigungshebels durch den Aktuator
definiert ist und an dem Betätigungshebel
ein vorbestimmtes taktiles Ansprechen entsprechend dem Betätigungszustand
erzeugt wird.
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Bei
dem Hebelschalter mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion
wird der Aktuator auf der Basis des Ausgangssignals von der Detektionseinrichtung
entsprechend dem Betätigungszustand
des Betätigungshebels
antriebsmäßig betätigt. Außerdem ist
der Bewegungsbereich des Betätigungshebels
durch den Aktuator definiert, und an dem Betätigungshebel wird ein vorbestimmtes
taktiles Ansprechen entsprechend dem Betätigungszustand erzeugt. Der
Bewegungsbereich des Betätigunshebels 4 kann
somit auf beliebige Werte eingestellt werden, und ein Gefühl oder
die für
den Betätigungshebel 4 erforderliche
Kraft zum Auf rechterhalten des Verriegelungszustands können ebenfalls
auf beliebige Werte eingestellt werden, wobei dies dazu führt, dass der
Blinkerschalter eine vereinfachte Konstruktion aufweist und äußerst universell
einsetzbar ist.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Konstruktion besitzt der Aktuator gemäß einem
Gesichtspunkt eine elektromagnetische Bremse mit einem Anker und
einer elektromagnetischen Wicklung bzw. Spule, wobei der Anker an
dem Basisende des Betätigungselements über ein
Federelement hinweg angebracht ist und wobei eine Endfläche eines
Jochs, auf das die elektromagnetischen Spule gewickelt ist, dem
Anker gegenüber
angeordnet ist. Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt weist der Aktuator die elektromagnetische
Bremse auf, die den an dem Basisende des Betätigungshebels angebrachten
Anker und das mit der elektromagnetischen Spule bewickelte Joch
aufweist, wobei die Endfläche
des Jochs dem Anker gegenüber
angeordnet ist und wobei das Joch über ein Federelement an einem
Setzelement angebracht ist. In diesem Fall sind beide einander gegenüber liegenden
Endflächen
des Ankers und des Jochs vorzugsweise mit einer kugeligen Oberfläche ausgebildet, deren
Zentrum ein Schwenkpunkt bzw. Kipppunkt des Betätigungshebels ist.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird vorzugsweise ein
optischer Bildsensor als Detektionseinrichtung verwendet und von
einer Lichtquelle emitiertes Licht wird von dem Anker reflektiert und
trifft dann auf den optischen Bildsensor auf, um dadurch den Betätigungszustand
des Betätigungshebels
zu detektieren. In diesem Fall ist vorzugsweise eine Bildführungseinrichtung
zwischen dem Anker und dem optischen Bildsensor vorgesehen sowie
im Zentrum der elektromagnetischen Spule angeordnet, wodurch die
Gesamtkonstruktion eines Hebelschalters noch weiter vereinfacht
wird.
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Weiterhin
kann bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion bei Anordnung
eines elastischen Elements in dem Halterungselement zum Zweck des automatischen
Zurückführens des
Betätigungshebels
in seine neutrale Stellung der Betätigungshebel mittels des elastischen
Elements automatisch in seine neutrale Stellung zurückgeführt werden,
selbst wenn die Bedienungsperson den Betätigungshebel loslässt. Wenn
in diesem Fall ein Lenkwinkelsignal des Lenkrads in die Steuereinrichtung
eingespeist wird und die Steuereinrichtung die antriebsmäßige Betätigung des
Aktuators auf der Basis des Lenkwinkelsignals und des Ausgangssignals
von der Detektionseinrichtung steuert, kann somit ein Blinkerschalter
geschaffen werden, der einen Rückstellmechanismus
aufweist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
Ansicht zur Veranschaulichung der Konstruktion eines Hebelschalters
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Ansicht zur Erläuterung
der Arbeitsweise eines in dem Hebelschalter angebrachten Betätigungshebels;
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3 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
des Bewegungsbereichs des Betätigungshebels;
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4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
der auf den Betätigungshebel
aufgebrachten externen Kraft; und
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5 eine
Ansicht unter Darstellung der Konstruktion eines Hebelschalters
gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen
beschrieben. 1 zeigt eine Darstellung zur
Erläuterung
der Konstruktion eines Hebelschalters gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt
eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise eines
in dem Hebelschalter angebrachten Betätigungshebels. 3 zeigt
eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Bewegungsbereichs
des Betätigungshebels. 4 zeigt eine schematische Darstellung
zur Erläuterung
der auf den Betätigungshebel
ausgeübten
externen Kraft.
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Der
Hebelschalter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird als Blinkersignalschalter verwendet. Wie in 1 gezeigt
ist, besitzt der Blinkersignalschalter ein Halterungselement 2 mit
einem kugeligen Lagerbereich 1, einen Betätigungshebel 4 mit
einem kugeligen Oberflächenbereich,
der durch den kugeligen Lagerbereich 1 abgestützt ist,
eine elektromagnetische Bremse 5, die gegenüber von dem
unteren Ende des Betätigungshebels 4 angeordnet
ist, einen optischen Bildsensor 6 zum Detektieren eines
Betriebszustands des Betätigungshebels 4,
einen Winkelsensor 7 zum Detektieren eines Lenkwinkels
eines Lenkrads (nicht gezeigt) sowie eine Steuereinrichtung 8 zum
Abgeben eines Ansteuersignals c für die elektromagnetische Bremse 5 auf
der Basis von Ausgangssignalen a und b, die von dem optischen Bildsensor 6 bzw.
dem Winkelsensor 7 empfangen werden.
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Der
kugelige Oberflächenbereich 3 ist
etwas zur Basis des Betätigungshebels
hin ausgebildet und wird von dem kugeligen Lagerbereich 1 abgestützt, so
dass der Betätigunghebel 4 in
Bezug auf das Halterungselement 2 frei schwenkbar gehaltert
ist. Ein Betätigungsknopf 9 ist
an dem vorderen Ende des Betätigungshebels 4 angebracht.
Durch Rotationsbewegung des Betätigungsknopfes
um eine Achse des Betätigungshebels 4 wird
zum Beispiel ein Drehschalter (nicht gezeigt) zum Einschalten und
Ausschalten von Scheinwerfern betätigt. Alternativ hierzu kann
durch Druckbeaufschlagung des Betätigungsknopfes 9 in
der Axialrichtung des Betätigungshebels 4 ein
Drückschalter
(nicht gezeigt) zum Einschalten und Ausschalten von Scheinwerfern
betätigt
werden. Ferner ist ein Bereich zum Aufnehmen einer externen Kraft
mit einer im Wesentlichen halbkugeligen Formgebung an dem unteren
Ende des Betätigungshebels 4 in
integraler Weise mit diesem ausgebildet, und ein Anker 12 aus
einem magnetischen Material ist an der unteren Endfläche 10a des
Bereichs 10 zum Aufnehmen einer externen Kraft ausgebildet,
wobei ein Federelement 11, wie zum Beispiel eine Plattenfeder, zwischen
diesen angeordnet ist. Die untere Endfläche 10a ist mit einer
kugeligen Formgebung ausgebildet, deren Zentrum einen Schwenkpunkt
des Betätigungshebels 4 (d.
h. des kugeligen Oberflächenbereichs 3)
bildet, und der Anker 12 ist entsprechend der Formgebung
der unteren Endfläche 10a des
Betätigungshebels 4 ebenfalls
mit einer kugeligen Formgebung ausgebildet. Ferner erstreckt sich
eine Mehrzahl von Federn 13 zwischen dem Halterungselement 2 und
dem Betätigungselement 4 an
der Unterseite des kugeligen Oberflächenbereichs 3, so dass
der Betätigungshebel 4 mittels
der Federkraft der Federn 13 automatisch in seine neutrale
Stellung zurückgeführt werden
kann (in der der Betätigungshebel 4 in
Bezug auf das Halterungselement 2 vertikal angeordnet ist).
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Bei
der elektromagnetischen Bremse 5 handelt es sich um einen
Aktuator zum Ausüben
einer vorbestimmten externen Kraft auf den Betätigungshebel 4. Die
elektromagnetische Bremse 5 beinhaltet den Anker 12,
der an dem zum Aufnehmen einer externen Kraft ausgebildeten Bereich 10 des
Betätigungshebels 4 angebracht
ist, ein Joch 14, das dem Anker 12 gegenüber angeordnet
ist und an einer Befestigungsplatte 2a angebracht ist,
die Bestandteil des Halterungselements 2 ist, sowie eine
elektromagnetische Spule bzw. Wicklung 15, die um das Joch 14 gewickelt
ist. Ein Belagmaterial 16 ist an der oberen Oberfläche des
Jochs 14 angebracht, und die obere Oberfläche des
Jochs 14 und das Belagmaterial 16 sind ebenfalls
mit einer kugeligen Formgebung entsprechend der der unteren Endfläche 10a des
Betätigungshebels 4 ausgebildet.
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Der
optische Bildsensor 6 ist auf einer Schaltungsplatte 17 angebracht,
die in das Halterungselement 2 integriert ist, und eine
Lichtquelle (nicht gezeigt) ist ebenfalls auf der Schaltungsplatte 17 angebracht.
Eine Bildführungseinrichtung 18 ist
zwischen dem optischen Bildsensor 6 und dem Anker 12 vorgesehen
und auch in einer zentralen Position des Jochs 14 und der
elektromagnetischen Spule 15 angeordnet. Ferner ist ein
vorbestimmtes Detektionsmuster auf der äußeren Oberfläche des
Ankers 12 ausgebildet. Der Anker 12 wird mit von
der Lichtquelle emittiertem Licht bestrahlt, und ein auf der äußeren Oberfläche des
Ankers gebildete Abbild des Detektionsmusters wird dann durch die
Bildführungseinrichtung 18 zu
dem optischen Bildsensor 6 geführt. Auf diese Weise können der
Bewegungsbetrag des Betätigungshebels 4 in
Richtung der X-Y-Koordinaten, d. h. die Kipprichtung, sowie das
Kippausmaß (d.
h. der Kippwinkel bzw. Neigungswinkel) des Betätigungshebels 4 detektiert
werden.
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Die
Steuereinrichtung 8 beinhaltet eine Eingabeeinheit 61 zum
Eingeben des Ausgangssignals a von dem optischen Bildsensor 6 und
des Ausgangssignals b von dem Winkelsensor 7, eine Speichereinheit 82 zum
Speichern von Tabellen mit beliebigen externen Kräften, eine
CPU 83 zum aus der Speichereinheit 82 erfolgenden
Auslesen von Steuersignalen, die den an der Eingabeeinheit 81 einge gebenen
Ausgangssignalen a und b entsprechen, sowie zum Ausgeben dieser
Signale, eine Treiberschaltung 84 für eine Digital-/Analog-Umwandlung und
Verstärkung
der von der CPU 83 abgegebenen Steuersignale, um ein Treibersignal
c für die
elektromagnetische Spule 15 der elektromagnetischen Bremse 5 sowie
ein Treibersignal d für
eine externe Steuerung 19 zu erzeugen, sowie eine Ausgabeeinheit 85 zum
Ausgeben der Treibersignale c und d. Die CPU 83 empfängt das
Ausgangssignal a von dem optischen Bildsensor 6 und das
Ausgangssignal b von dem Winkelsensor 7 über die
Eingabeeinheit 81 und berechnet die Kipprichtung und den
Kippbetrag des Betätigungshebels 4 auf
der Basis des Ausgangssignals a von dem optischen Bildsensor 6 und stellt
ferner fest, ob der Betätigungshebel 4 automatisch
in seine neutrale Stellung zurückgeführt werden sollte,
wobei dies auf der Basis des Ausgangssignals b von dem Winkelsensor 7 erfolgt.
Die Speichereinheit 82 speichert eine Tabelle mit externen
Kräften, wobei
diese Kraft der von der elektromagnetischen Bremse 5 auf
den Betätigungshebel 4 ausgeübten externen
Kraft entspricht. Der Bewegungsbereich des Betätigungshebels 4 ist
durch die externe Kraft definiert, wobei der Betätigungshebel 4 auch
ein vorbestimmtes taktiles Ansprechen erhält. D. h. bei der elektromagnetischen
Bremse 5 wird die Absorptionskraft des Ankers 12 in
Abhängigkeit
von der Strommenge variiert, die durch die elektromagnetische Spule 15 hindurchfließt. Wenn
das Treibersignal c mit einem hohen Stromwert der elektromagnetischen Spule 15 zugeführt wird,
kann somit eine hohe Bremskraft im Betrieb auf den Betägigungshebel 4 ausgeübt werden,
um den Bewegungsbereich des Betätigungshebels 4 zu
definieren, und wenn das Treibersignal c mit einem relativ niedrigen
Stromwert der elektromagnetischen Spule 15 zugeführt wird, kann
an dem Betätigungshebel 4 im
Betrieb ein Klickgefühl
oder ein Widerstandsgefühl
erzeugt werden.
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Wie
in 3 gezeigt ist, sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die +X-, –X,
+Y und die –Y-Kipprichtungen
ausgehend von der neutralen Stellung des Betätigungshebels 4 definiert,
und der Kippwinkel des Betätigungshebels 4 ist
ausgehend von +20 Grad bis –20
Grad in der +X- und der –X-Richtung
definiert, während
der Kippwinkel des Betätigungshebels 4 von
+30 Grad bis –30
Grad in der +Y- und –Y-Richtung
definiert ist. In dem vorliegenden Fall stellen die +X-, –X- +Y- und die –Y-Richtungen
einen eine Richtungsänderung
nach rechts anzeigende Betätigung
des Blinkersignals, eine eine Richtungsänderung nach links anzei gende
Betätigung
des Blinkersignals, eine Betätigung
zum Umschalten auf die Fernlicht-Scheinwerfer bzw. eine Lichtlupen-Betätigung der
Scheinwerfer dar. Ferner wird ein vorbestimmtes Klickbetätigungsgefühl an einer
Position vor dem Kippbereich des Betätigungshebels 4 in
den Richtungen +X, –X,
+Y und –Y
erzeugt.
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Wie
vorstehend erwähnt
worden ist, können der
zu definierende Kippbereich und das für den Betätigungshebel 4 zu
erzeugende Klickgefühl
durch das Ansteuersignal c gesteuert werden, das von der Ausgabeeinheit 85 der
Steuereinrichtung 8 an die elektromagnetische Spule 15 der
elektromagnetischen Bremse 5 abgegeben wird. D. h., wenn
der Betätigungshebel 4 von
seiner neutralen Stellung (0 Grad) in die Richtungen +X und –X gekippt
wird, wie dies in 4A gezeigt ist, wird das einen
vorbestimmten Stromwert aufweisende Ansteuersignal c der elektromagnetischen
Spule 15 zum Erzeugen des Klickgefühls an dem Betätigungshebel 4 zu
dem Zeitpunkt zugeführt,
zu dem der Betätigungshebel 4 in
die Position unmittelbar vor der Grenze von ± 20 Grad gekippt ist, und
der maximale Stromwert des Ansteuersignals c wird der elektromagnetischen Spule 15 zum
Begrenzen der Betätigung
des Betätigungshebels 4 vorzugsweise
zu dem Zeitpunkt zugeführt,
wenn der Betätigungshebel 4 bis
zu der Grenze von ± 20
Grad gekippt ist. Wenn alternativ hierzu der Betätigungshebel 4 ausgehend
von seiner neutralen Stellung (0 Grad) in den ± Y-Richtungen gekippt wird, wie
dies in 4B dargestellt ist, wird das
Klickgefühl
an dem Betätigungshebel 4 durch
Beaufschlagen der elektromagnetischen Spule 15 mit dem
einen vorbestimmten Stromwert aufweisenden Ansteuersignal c zu dem
Zeitpunkt erzeugt, zu dem der Betätigungshebel 4 in
eine Position unmittelbar vor der Grenze von ± 30 Grad gekippt ist, während der
Maximalwert des Stroms des Ansteuersignals c der elektromagnetischen
Spule 15 zum Begrenzen des Betriebs des Betätigungshebels 4 vorzugsweise
zu dem Zeitpunkt zugeführt
wird, zu dem der Betätigungshebel 4 bis
zu der Grenze von ± 30
Grad gekippt ist. Wenn der Betätigungshebel 4 in
schrägen
Richtungen geneigt wird, die von den Richtungen +X, –X, +Y und –Y verschieden
sind, wird ferner die elektromagnetische Spule 15 mit dem
den maximalen Stromwert aufweisenden Ansteuersignal c beaufschlagt.
Der Betätigungshebel 4 ist
somit an einer Bewegung in den schrägen Richtungen gehindert.
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Im
Folgenden wird die Arbeitsweise des Blinkerschalters mit der vorstehend
beschriebenen Konstruktion erläutert.
Wenn keine Betätigungskraft
auf den Betätigungshebel 4 ausgeübt wird,
ist der Betätigungshebel 4 durch
die elastische Kraft jeder Feder 13 in seiner neutralen
Stellung gehalten, wie dies in 1 gezeigt
ist (in der der Betätigungshebel 4 in Bezug
auf das Halterungselement 2 vertikal angeordnet ist). Wenn
in diesem Zustand die Bedienungsperson (d. h. der Fahrer) den Betätigungshebel 4 ausgehend
von seiner neutralen Stellung in Richtung nach rechts und nach links
(die ± X-Richtungen
in 3) betätigt,
beispielsweise in Richtung nach rechts, wie dies in 2 gezeigt
ist, wird der Betätigungshebel 4 um
den kugeligen Oberflächenbereich 3 als
Halterungspunkt rotationsmäßig bewegt,
und der Bereich 10 zum Aufnehmen von externer Kraft, der
sich an dem unteren Bereich des Betätigungshebels 4 befindet,
führt eine
Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn um den kugeligen Oberflächenbereich 3 als
Zentrum aus, wie dies in 3 gezeigt ist. Aufgrund dieser Rotationsbewegung
dreht sich der an dem Bereich 10 zum Aufnehmen von externer
Kraft angebrachte Anker 12 ebenfalls im Uhrzeigersinn,
so dass ein auf der äußeren Oberfläche des
Ankers 12 erzeugtes Bild einer Detektionsstruktur durch
die Bildführungseinrichtung 18 zu
dem optischen Bildsensor 6 geführt wird und das Ausgangssignal
a von dem optischen Bildsensor 6 in die Eingabeeinheit 81 der
Steuereinrichtung 8 eingespeist wird. In der Steuereinrichtung 8 berechnet
die CPU 83 die Kipprichtung und den Kippbetrag (den Kippwinkel)
des Betätigungshebels 4 auf
der Basis des Ausgangssignals a, vergleicht die berechneten Resultate
mit der in der Speichereinheit 82 gespeicherten Tabelle
der externen Kräfte,
und anschließend
wird ein vorbestimmtes Ansteuersignal c von der Treiberschaltung 84 durch
die Ausgabeeinheit 85 an die elektromagnetische Spule 15 der
elektromagnetischen Bremse 5 abgegeben.
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Mit
anderen Worten wird zu dem Zeitpunkt, zu dem der Betätigungshebel 4 ausgehend
von seiner neutralen Stellung in einem vorbestimmten Winkel in Richtung
nach rechts geneigt ist, das einen vorbestimmten Stromwert aufweisende
Ansteuersignal c der elektromagnetischen Spule 15 zugeführt, und anschließend wird
der Anker 12 an dem an der oberen Oberfläche des
Jochs 14 angebrachten Belagmaterial 16 absorbiert.
Diese Absorptionskraft bremst somit die Betätigung des Betätigungshebels 4 in
der Kipprichtung. Wie in 4A gezeigt
ist, wird somit eine Betätigungskraft
mit einem vorbestimmten Wert von der elektromagne tischen Bremse 5 auf
den Betätigungshebel 4 aufgebracht,
unmittelbar bevor der Betätigungshebel 4 in
eine Hubbewegungs-Endposition (20 Grad) gekippt ist, wobei der Betätigungshebel 4 in
der Hubbewegungs-Endposition durch die Betätigungskraft verriegelt wird,
wobei die den Betätigungshebel 4 haltende
Bedienungsperson dies in Form eines Klickgefühls erkennt. Außerdem wird
das Ansteuersignal d von der Ausgabeeinheit 85 der Steuereinrichtung 8 an
die Steuerung 19 eines Kraftfahrzeugs abgegeben, wenn der
Betätigungshebel 4 in
der Hubbewegungs-Endposition in Richtung nach rechts verriegelt
ist, so dass eine Blinkerleuchte für einen Richtungsänderungsvorgang
nach rechts aufleuchtet. Die gleiche Verfahrensweise kann auch bei Kippen
des Betätigungshebels 4 ausgehend
von dessen neutraler Stellung in Richtung nach links stattfinden.
In diesem Fall wird eine Blinkerleuchte für eine Fahrtrichtungsänderung
nach links (nicht gezeigt) zum Aufleuchten gebracht, wenn der Betätigungshebel 4 in
der Hubbewegungs-Endposition (20 Grad) in der Richtung –X verriegelt
ist.
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Weiterhin
stellt die CPU 83 fest, ob der Betätigungshebel 4 automatisch
in seine neutrale Stellung zurückgeführt werden
sollte, und zwar auf der Basis des Ausgangssignals b von dem Winkelsensor 7.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird somit bei Rotationsbewegung
des Lenkrads in einer Richtung entgegengesetzt zu der Kipprichtung
des Betätigungshebels 4 sowie
bei Verriegelung des Betätigungshebels 4 in
der rechten oder der linken Hubbewegungs-Endposition das der elektromagnetischen Spule 15 zuzuführende Ansteuersignal
c aufgehoben. Als Ergebnis hiervon wird die elektromagnetische Bremse 5,
die den Betätigungshebel 4 in
der Hubbewegungs-Endposition verriegelt, deaktiviert, so dass der
Betätigungshebel 4 mittels
der Federkraft der jeweiligen Feder 13 automatisch in seine
neutrale Stellung zurückgeführt wird.
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Wenn
der Betätigungshebel 4 von
der Bedienungsperson ausgehend von seiner neutralen Stellung in
einer zu der vorstehend genannten Richtung rechtwinkligen Richtung
gekippt wird, beispielsweise in die Richtung +Y in 3,
wird eine Betätigungskraft
mit einer vorbestimmten Größe von der
elektromagnetischen Bremse 5 auf den Betätigungshebel 4 ausgeübt, unmittelbar
bevor der Betätigungshebel bis
in die Hubbewegungs-Endposition (30 Grad) in der Richtung +Y gekippt
ist, wie dies in 4B gezeigt ist. Anschließend wird
der Betätigungshebel 4 mittels
der Betätigungskraft
in der Hubbewegungs-Endposition verrie gelt, wobei die den Betätigungshebel 4 haltende
Bedienungsperson dies in Form eines Klickgefühls spürt. Ferner wird zu dem Zeitpunkt,
zu dem der Betätigungshebel 4 in
der Hubbewegungs-Endposition in der Richtung +Y verriegelt wird,
das Ansteuersignal d von der Ausgabeeinheit 85 der Steuereinrichtung 8 an
die Steuerung 19 des Kraftfahrzeugs abgegeben, um Scheinwerfer
auf einen Fernlichtmodus umzuschalten. Wenn die Bedienungsperson
den Betätigungshebel 4 ausgehend von
seiner neutralen Stellung in die Richtung –Y kippt, wird in ähnlicher
Weise eine kleine Betätigungskraft
von der elektromagnetischen Bremse 5 auf den Betätigungshebel 4 ausgeübt, unmittelbar bevor
der Betätigungshebel 4 in
die Hubbewegung-Endposition (30 Grad) in der Richtung –Y gekippt
wird, wobei dies wiederum von der den Betätigungshebel 4 haltenden
Bedienungsperson als Klickgefühl
verspürt
wird. Ferner wird zu dem Zeitpunkt, zu dem der Betätigungshebel 4 bis
zu der Hubbewegungs-Endposition in der Richtung –Y gekippt ist, das Ansteuersignal
d von der Ausgabeeinheit 85 der Steuereinrichtung 8 an
die Steuerung 19 des Kraftfahrzeugs abgegeben, um die Lichthupenfunktion
für die
Scheinwerfer zu betätigen.
Da jedoch in diesem Fall die von der elektromagnetischen Bremse 5 auf den
Betätigungshebel 4 ausgeübte Betätigungskraft gering
ist, wird der Betätigungshebel 4 nicht
in der Hubbewegungs-Endposition in der Richtung –Y verriegelt. Somit wird der
Betätigungshebel 4 durch
die Federkraft der jeweiligen Feder 13 automatisch in seine
neutrale Stellung zurückgeführt, wenn
die Betätigungskraft
in der Richtung –Y
von dem Betätigungshebel 4 weggenommen
wird.
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Der
Blinkerschalter gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
an sich beinhaltet den Betätigungshebel 4,
der von der Bedienungsperson manuell betätigt wird, das Halterungselement 2 zum schwenkbaren
Abstützen
des Betätigungshebels 4, die
elektromagnetische Bremse, die dem Basisende des Betätigungshebels 4 gegenüber angeordnet
ist, den optischen Bildsensor 6 zum Detektieren des Betriebszustands
des Betätigungshebels 4 sowie
die Steuereinrichtung 8 zum Steuern der antriebsmäßigen Betätigung der
elektromagnetischen Bremse 5 auf der Basis des Ausgangssignals
a von dem optischen Bildsensor 6, wobei der Drehbewegungsbereich
des Betätigungshebels 4 durch
die elektromagnetische Bremse 5 definiert wird und an dem
Betätigungshebel 4 ein
vorbestimmtes taktiles Ansprechen entsprechend dem Betriebszustand
erzeugt wird, so dass der Bewegungsbereich des Betätigungshebels 4 auf
beliebige Werte eingestellt werden kann und auch ein Klickgefühl oder
eine für
den Betätigungshebel 4 erforderliche
Kraft zum Aufrechterhalten des Verriegelungszustands auf beliebige
Werte gesetzt werden können,
wobei dies dazu führt,
dass der Blinkerschalter eine vereinfachte Konstruktion aufweist und äußerst universell
einsetzbar ist. Mit anderen Worten ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein
Fall beschrieben worden, bei dem der Bewegungsbereich des Betätigungshebels 4 in
Form von vier zueinander rechtwinkligen Richtungen definiert ist.
Mittels einer geringfügigen Änderung
einer externen Krafttabelle, die in der Speichereinheit 82 gespeichert
ist, kann jedoch der Bewegungsbereich des Betätigungshebels 4 auch
in Form von vier Richtungen definiert werden, die nicht zueinander
senkrecht sind, oder kann in Form von anderen Richtungen definiert
werden, und die von der elektromagnetischen Bremse 5 auf
den Betätigungshebel 4 ausgeübte Betätigungskraft
oder die Aufbringstelle dieser Kraft kann frei gewählt werden.
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Ferner
ist die untere Endfläche 10a des
zum Aufnehmen von externer Kraft ausgebildeten Bereichs 10 des
Betätigungshebels 4 mit
einer kugeligen Formgebung ausgebildet, deren Zentrum ein Kipppunkt
bzw. Schwenkpunkt (der kugelige Bereich 3) des Betätigungshebels 4 ist,
und der Anker 12, bei dem es sich um eine Komponente der
elektromagnetischen Bremse 5 handelt, ist unter Zwischenanordnung
des Federelements 11 an der unteren Endfläche 10a angebracht.
Ferner ist die obere Endfläche des
Jochs 14, auf das die elektromagnetische Spule 15 gewickelt
ist, gegenüber
von dem Anker 12 angeordnet, und die obere Endfläche des
Jochs 14 ist mit einer kugeligen Formgebung entsprechend
der Formgebung der unteren Endfläche 10a ausgebildet. Wenn
eine Spannung an die elektromagnetische Spule 15 angelegt
wird, kann der Anker 12 somit sicher an dem Joch absorbiert
bzw. aufgenommen werden, und wenn keine Spannung an der elektromagnetischen
Spule anliegt, lässt
sich der Anker 12 mittels der elastischen Kraft des Federelements 11 sicher
von dem Joch 14 trennen. Da ferner das Belagmaterial 16 an
der oberen Endfläche
des Jochs 14 angebracht ist, kann der Anker 12 an
dem Joch 14 über
das Belagmaterial 16 hinweg aufgenommen werden, und die
Bremskraft der elektromagnetischen Bremse 5 lässt sich
stabilisieren.
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Weiterhin
wird der optische Bildsensor 6 als Detektionseinrichtung
zum Detektieren des Betriebszustands des Betätigungshebels 4 verwendet,
und der Anker 12 wird mit von der Lichtquelle emittiertem Licht
beaufschlagt, und ein auf der äußeren Oberfläche des
Ankers 12 gebildetes Bild einer Detektionsstruktur wird
durch die Bildführungseinrichtung 18 zu dem
optischen Bildsensor 6 geführt. Die Konstruktion der Detektionseinrichtung
lässt sich
somit in sicherer Weise vereinfachen. Da die Bildführungseinrichtung 18 an
den zentralen Positionen des Jochs 14 und der elektromagnetischen
Spule 15 angeordnet ist, lässt sich die Konstruktion der
Detektionseinrichtung wiederum vereinfachen.
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Da
außerdem
der Betätigungshebel 4 mittels der
Feder 13 automatisch in seine neutrale Stellung zurückgeführt wird,
kann der Betätigungshebel 4 durch
die Federkraft der Feder 13 sicher in seine neutrale Stellung
zurückgeführt werden,
wenn die Bedienungsperson den Betätigungshebel 4 loslässt. Weiterhin
wird das Ausgangssignal b von dem Winkelsensor 7, bei dem
es sich um ein Lenkwinkelsignal des Lenkrads handelt, in die Steuereinrichtung 8 eingegeben,
und die Wirkung der elektromagnetischen Bremse 5 wird auf
der Basis des Ausgangssignals b und des Ausgangssignals a von dem
optischen Bildsensor 6 gesteuert. Durch Beenden der Zuführung des
Ansteuersignals c zu der elektromagnetischen Spule 15 der
elektromagnetischen Bremse 5 bei Rotation des Lenkrads
in einer Richtung entgegengesetzt zu der Kipprichtung des Betätigungshebels 4 in
einem Zustand, in dem der Betätigungshebel 4 in
der Hubbewegungs-Endposition verriegelt ist, kann somit der Betätigungshebel 4 durch
die Federkraft der Feder 13 automatisch in seine neutrale Stellung
zurückgeführt werden,
so dass der Blinkersignalschalter zusätzlich einen Rückstellmechanismus
aufweisen kann.
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Ferner
ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein Fall beschrieben worden, bei dem der Anker 12, der
Bestandteil der elektromagnetischen Bremse 5 ist, über das
Federelement 11 hinweg an der unteren Endfläche 10a des
Betätigungshebels 4 angebracht
ist und das mit der elektromagnetischen Spule 15 bewickelte
Joch an der Befestigungsplatte 2a angebracht ist, die in
das Halterungselement 2 integriert ist. Wie in 5 gezeigt
ist, kann der Anker 12 jedoch auch direkt an der unteren
Endfläche 10a des
Betätigungshebels 4 angebracht
sein, und das mit der elektromagnetischen Spule 15 bewickelte
Joch 14 kann an einem Setzelement, wie zum Beispiel der
Befestigungsplatte 2a, über
das Federelement 11 hinweg angebracht sein.
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Weiterhin
ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein Fall beschrieben worden, bei dem der Hebelschalter der vorliegenden
Erfindung als Blinkerschalter Verwendung findet. Die vorliegende Erfindung
kann jedoch auch bei einem Hebelschalter zum Betätigen von Scheibenwischern
oder zum Aufbringen einer Reinigungslösung verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
ausgeführt
und hat folgende Wirkungen.
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Der
Aktuator wird auf der Basis eines Ausgangssignals von einer Detektionseinrichtung
entsprechend dem Betätigungszustand
des Betätigungshebels
antriebsmäßig bewegt,
der Bewegungsbereich des Betätigungshebels
ist durch den Aktuator definiert, und an dem Betätigungshebel wird ein vorbestimmtes
taktiles Ansprechen entsprechend dem Betätigungszustand erzeugt. Somit
kann der Bewegungsbereich des Betätigungshebels durch den gleichen
Aktuator auf beliebige Werte eingestellt werden, und ein Klickgefühl oder
die für
den Betätigungshebel 4 erforderliche
Kraft zum Aufrechterhalten der Verriegelung können ebenfalls auf beliebige Werte
eingestellt werden. Auf diese Weise kann der Hebelschalter eine
vereinfachte Konstruktion aufweisen und er lässt sich in äußerst universeller
Weise einsetzen.