DE69923511T2

DE69923511T2 - Berührungsloser Schalter für Lenksäulen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE69923511T2
Application number: DE1999623511
Authority: DE
Inventors: Tan Duc Huynh; Remi Le Toumelin
Original assignee: Valeo Electronique SA
Current assignee: Valeo Electronique SA
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2019-09-04
Also published as: ES2237872T3; EP0991190A1; FR2784252B1; FR2784252A1; EP0991190B1; DE69923511D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter für eine Schalteinrichtung im oberen Bereich der Lenksäule von Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse, das Schalt- und Indexierungsmechanismen umschließt, und einer Steuerhandhabe, die in einer im wesentlichen parallel zum Lenkrad verlaufenden Schwenkebene verschwenkbar und in einer zur Schwenkebene senkrecht verlaufenden Kippebene kippbar ist und die Achse der genannten Handhabe enthält, wobei die Schaltmechanismen geringe Ströme durchschalten, die von einer an Bord mitgeführten elektronischen Karte ausgewertet werden.
Bei Schaltern mit geringen Strömen erfolgt das Schalten im allgemeinen über elektrische Kontakte, die zwischen einem Reibfinger eines Schaltmechanismus und den Leiterbahnen einer gedruckten Schaltung hergestellt werden. Eine an Bord mitgeführte elektronische Karte wertet die Signale aus und leitet die Befehle an verschiedene Module des Fahrzeugs weiter.
Diese Anordnung macht die Verwendung einer gedruckten bzw. eingegossenen Schaltung erforderlich, was Kosten verursacht. Ferner ergeben sich problematische mechanische Kräfte und Reibungen im Bereich der Kontakte, die im Laufe der Zeit zu einem Verschleiß führen.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile auszuräumen, indem die Kontakte weggelassen werden.
Die US-A-4 216 458 offenbart einen kontaktlosen Schalter.
Erfindungsgemäß ist der vorgeschlagene Schalter dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanismen einen Dauermagneten aufweisen, der gegenüber dem Gehäuse translatorisch verschiebbar gelagert ist, sowie Mittel zum Umwandeln der Schwenk- und Kippbewegungen der Steuerhandhabe in eine Verschiebebewegung des Magneten, damit der Magnet eine vorbestimmte Stellung bei jeder Indexierungsstellung der Steuerhandhabe einnimmt, und einen gegenüber dem Gehäuse feststehenden Magnetsensor mit Halleffekt, welcher der elektronischen Karte eine Spannung liefern kann, deren Wert Funktion von der Stellung des Magneten ist.
Vorteilhaft wird der Magnet von einer Tragplatte getragen, die senkrecht zur Schwenkebene und zur Kippebene angeordnet und parallel zur Schwenkebene verstellbar montiert ist, wobei die Mittel zum Umwandeln der Schwenk- und Kippbewegungen der Steuerhandhabe in eine Verschiebebewegung des Magneten eine Strebe enthalten, die fest mit dem Körper der Steuerhandhabe verbunden ist und deren Ende mit einer Nut zusammenwirkt, die in der Tragplatte schräg zu der Schwenk- und Kippebene ausgeführt ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung, die sich beispielhaft versteht und sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, worin zeigt:
1 das bei Schaltmechanismen gemäß der vorliegenden Erfindung angewandte Prinzip,
2 die an den Anschlussklemmen des Magnetsensors mit Halleffekt angelegte Spannung in Abhängigkeit von der relativen Verlagerung des Sensors zwischen den Polen des Magneten,
3 ein Beispiel des Verlaufs der Steuerspannung in Abhängigkeit von den Indexierungsstellungen der Steuerhandhabe eines Lichtschalters,
4 ein Beispiel des Verlaufs der Steuerspannung in Abhängigkeit von der Indexierungsstellung der Steuerhandhabe eines Scheibenwischerschalters,
5 schematisch einen Schalter und die Mittel zum Umwandeln der Schwenk- und Kippbewegungen der Steuerhandhabe in eine Verschiebebewegung des Dauermagneten, und
6 und 7 Ausführungsvarianten des Schalters aus 5.
Anhand der Zeichnungen ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Magnetsensor mit Halleffekt bzw. magnetischer Widerstandsänderung und mit dem Bezugszeichen 2 ein Dauermagnet bezeichnet, der benachbart zum Sensor 1 angeordnet ist.
Es ist bekannt, dass ein Sensor mit Halleffekt eine lineare Spannung V in Abhängigkeit von der Entfernung E vom Nord- bzw. Südpol eines Dauermagneten erzeugt. Diese an die Anschlussklemmen eines Steckverbinders 3 angelegte Spannung kann zum Messen der Stellung des Magneten 2 bezüglich zum Sensor 1 mittels einer elektronischen Karte verwendet werden.
Die Erfindung wendet dieses Prinzip bei einem Schalter für eine Schalteinrichtung im oberen Bereich der Lenksäule von Kraftfahrzeugen an, um die elektrischen Kontakte konventioneller Schalter zu beseitigen.
5 zeigt schematisch einen Schalter 10 für ein Fahrzeug, der eine Steuerhandhabe 11 enthält, die um eine parallel zur Ebene des Lenkrads verlaufenden Kippachse 12 kippbar an einer Nabe 13 montiert ist, die ihrerseits um eine senkrecht zur Ebene des Lenkrads verlaufenden Schwenkachse 14 verschwenkbar an einem Gehäuse montiert ist, das fest am Fahrzeug vorgesehen und nicht in der Zeichnung dargestellt ist.
Die Steuerhandhabe 11 ragt über eine Strebe 15 in das Innere des Gehäuses. Diese Strebe 15 kann mehrere stabile bzw. instabile Stellungen durch Betätigung der Steuerhandhabe 11 um die Schwenkachse 14 bzw. um die Kippachse 12 einnehmen, und zwar aufgrund von an sich bekannten Indexierungsmechanismen, die nicht in den Zeichnungen dargestellt sind.
Ein Magnetsensor mit Halleffekt 1 ist an dem Gehäuse des Schalters 10 befestigt. Ein Dauermagnet 2 wird von einer Tragplatte 16 parallel zur Kippachse 12 getragen. Der Dauermagnet 2 ist in unmittelbarer Nachbarschaft zum Sensor 1 angeordnet.
Gemäß der in 5 gezeigten Ausführungsform ist die Tragplatte 16 an der Nabe 13 gleitbeweglich gelagert. Bei den in 6 und 7 gezeigten Ausführungsvarianten ist die Tragplatte 16 an dem Gehäuse des Schalters 10 gleitbeweglich gelagert.
Das Ende der Strebe 15 trägt eine Rolle 17, die in einer an der Seite 19 der Tragplatte 16 ausgebildeten Nut 18 gleiten kann, die der Strebe 15 entgegengesetzt ist. Die Nut 18 ist schräg zu den Ebenen angeordnet, die senkrecht zur Kippachse 12 und zur Schwenkachse 14 verlaufen.
Es liegt nahe, dass bei Verschwenken der Steuerhandhabe 11 um die Schwenkachse 14 herum die Strebe 15 auch um die Schwenkachse 14 schwenkt und eine Verlagerung der Einheit aus Tragplatte 16 und Dauermagnet 2 bezüglich des Gehäuses des Schalters 10 hervorruft, was schließlich zu einer Spannungsänderung an den Anschlussklemmen des Steckverbinders 3 führt. Wenn die Tragplatte 16 von der Nabe 13 getragen wird, bleibt die Tragplatte 16 bezüglich der Nabe 13 beim Verschwenken der Steuerhandhabe 11 um die Schwenkachse 14 unbeweglich. Es sei angemerkt, dass bei Verschwenken der Steuerhandhabe um die Schwenkachse 14 die Rolle 17 in der Nut 18 unbeweglich bleibt.
In der Neutralstellung der Steuerhandhabe 11 liegt der Sensor 1 im wesentlichen auf gleichem Abstand vom Nordpol und vom Südpol des Magneten 2. In den Endstellungen der Steuerhandhabe 11 nach Verschwenken um die Achse 14 befindet sich der Sensor 1 benachbart zum Nord- bzw. Südpol des Magneten 2.
Wenn die Steuerhandhabe 11 um die Kippachse 12 im Sinne eines Ziehens/Schiebens verschwenkt wird, schwenkt die Strebe 15 um die Achse 12 herum und die Rolle 17 gleitet in der Nut 18, was eine Verschiebung der Tragplatte 16 und des Magneten 2 bezüglich des Gehäuses des Schalters 10 bewirkt. Wenn die Tragplatte 16 von der Nabe 13 getragen wird, wird die Tragplatte 16 an der Nabe 13 gleitend verlagert.
Die Neigung der Nut 18 ist so berechnet, dass die Verlagerung des Magneten 2 durch Kippen der Steuerhandhabe 1 zwischen zwei Indexierungsstellungen im Sinne eines Ziehens/Schiebens geringer als die Verlagerung des Magneten 2 durch Verschwenken der Handhabe 11 um die Schwenkachse zwischen zwei Indexierungsstellungen ist.
Jede Indexierungsstellung bedeutet somit eine vorbestimmte Positionierung des Magneten 2 bezüglich des Gehäuses und des Sensors 1 und einen für diese Stellung repräsentativen Wert der Spannung an den Anschlussklemmen des Steckverbinders 3. Dieser Wert der Spannung, der von einer an Bord des Fahrzeugs mitgeführten Elektronik ausgewertet und verarbeitet wird, das mit dem oben beschriebenen Schalter ausgestattet ist, ermöglicht es dieser Elektronik, die über die Handhabe 10 angezeigten Funktionen auszuführen.
Worauf es ankommt, ist eine eineindeutige Entsprechung zwischen den Indexierungsstellungen der Handhabe 11 und den Stellungen des Magneten 2.
3 zeigt beispielhaft die an den Anschlussklemmen des Steckverbinders 3 angelegte Spannung in verschiedenen Stellungen der Steuerhandhabe 11 eines Lichtschalters. In der mittleren Stellung der Steuerhandhabe 11 beträgt die Spannung 2,5 V. Bei der linken Blinkerstellung beträgt die Spannung 4 V und in der rechten Blinkerstellung sinkt die Spannung auf 1 V. Wenn ausgehend von diesen Stellungen die Steuerhandhabe 11 im Sinne eines Ziehens/Schiebens um die Kippachse 12 gekippt wird, erfährt die Spannung beispielsweise eine Veränderung um 0,7 V. Somit beträgt dann, wenn an der Steuerhandhabe 11 ausgehend von der mittleren Stellung gezogen wird, um die Funktion Abblendlicht/Fernlicht einzustellen, die Spannung 3,2 V.
4 zeigt beispielhaft die an den Anschlussklemmen des Steckverbinders 3 angelegten Spannungen in verschiedenen Stellungen der Steuerhandhabe 11 eines Scheibenwischerschalters. Die in der Ruhestellung angelegte Spannung beträgt beispielsweise 1 V. Wenn die Steuerhandhabe um die Schwenkachse 14 verschwenkt wird, um unterschiedliche Geschwindigkeiten des Scheibenwischers einzustellen, beträgt die Spannung bei geringer Geschwindigkeit 2 V, bei mittlerer Geschwindigkeit 3 V und bei hoher Geschwindigkeit 4 V. Wenn die Steuerhandhabe 11 um die Kippachse 12 gekippt wird, erfährt die Spannung eine Änderung um 0,5 V. So beträgt die Spannung 1,5 V, wenn ausgehend von der Ruhestellung die Scheibenwaschfunktion ausgeführt wird.

Claims

Schalter für eine Schalteinrichtung im oberen Bereich der Lenksäule von Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse, das Schalt- und Indexierungsmechanismen umschließt, und einer Steuerhandhabe (11), die in einer im wesentlichen parallel zum Lenkrad verlaufenden Schwenkebene verschwenkbar und in einer zur Schwenkebene senkrecht verlaufenden Kippebene kippbar ist und die Achse der genannten Handhabe (11) enthält, wobei die Schaltmechanismen geringe Ströme durchschalten, die von einer an Bord mitgeführten elektronischen Karte ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanismen einen Dauermagneten (2) aufweisen, der gegenüber dem Gehäuse translatorisch verschiebbar gelagert ist, sowie Mittel zum Umwandeln der Schwenk- und Kippbewegungen der Steuerhandhabe (11) in eine Verschiebebewegung des Magneten (2), damit der Magnet (2) eine vorbestimmte Stellung bei jeder Indexierungsstellung der Steuerhandhabe (11) einnimmt, und einen gegenüber dem Gehäuse feststehenden Magnetsensor (1) mit Halleffekt, welcher der elektronischen Karte eine Spannung liefern kann, deren Wert eine Funktion von der Stellung des Magneten (2) ist.
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (2) von einer Tragplatte (16) getragen wird, die senkrecht zur Schwenkebene und zur Kippebene angeordnet und parallel zur Schwenkebene verstellbar montiert ist, und dass die Mittel zum Umwandeln der Schwenk- und Kippbewegungen der Steuerhandhabe (11) in eine Verschiebebewegung des Magneten (2) eine Strebe (15) enthalten, die fest mit dem Körper der Steuerhandhabe (11) verbunden ist und deren Ende mit einer Nut (18) zusammenwirkt, die in der Tragplatte (16) schräg zu der Schwenk- und Kippebene ausgeführt ist.
Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (16) im Gehäuse gleitbeweglich montiert ist.
Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhandhabe (11) um eine Kippachse (12) verschwenkbar an einer Nabe (13) montiert ist, die ihrerseits in dem Gehäuse um eine Schwenkachse (14) verschwenkbar montiert ist, welche senkrecht zur Kippachse (12) verläuft, und dass die Tragplatte (16) an der Nabe (13) gleitbeweglich montiert ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Lichtschalter ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Schalter für Scheibenwischer ist.