DE102004062358B4

DE102004062358B4 - Schalter

Info

Publication number: DE102004062358B4
Application number: DE102004062358.9A
Authority: DE
Inventors: Reiner Mozer; Daniel Horst; Margit Karger
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2024-12-11
Also published as: DE102004062358A1

Abstract

Schalter, insbesondere Lenkstockschalter, mit wenigstens einem Schaltstück (18) und einem am Schaltstück (18) angeordneten ersten Schaltteil, sowie einem an einer Platine befestigten und dem Schaltstück zugeordneten zweiten Schaltteil, wobei von einem Betätigungselement des Schalters aktivierbarer Schieber (24) vorgesehen ist, wobei der Schieber (24) mehrere Schieberstellungen aufweist und dass der Schieber (24) über das Betätigungselement von der einen in eine andere Schieberstellung bringbar ist, wobei die Schieberstellungen einem vorgegebenen Bitmuster entsprechen und das zweite Schaltteil ein Sensor ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Datenleitung für die kodierten Signale der Sensoren vorgesehen ist, wobei die Signale auf der gemeinsamen Datenleitung widerstandskodiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die DE 79 29 209 U1 offenbart einen kodierenden Schiebeschalter Kontaktsätze aufweisend, deren einzelne Kontaktfedern jeweils in fester ausgerichteter Beziehung zueinander feststehend am Gehäuse angebracht sind. Die einzelnen Kontaktfedern werden dabei zur Veränderung des Schaltzustands durch Verbiegen unter Einwirkung von Schaltnocken miteinander in Berührung gebracht.
Die US 4 046 980 A offenbart einen Schalter, der ein einheitliches dielektrisches Stützelement umfasst, das einen Basisabschnitt umfasst, an dem die festen Enden einer Vielzahl von Paaren von Kontaktfedern befestigt sind.
Die DE 102 01 608 A1 offenbart ein eine Bewegung auswertendes Stellelement, das digitale Information über eine Position liefert und als stufenlos arbeitender Regler oder als ein zur Umschaltung einer konfigurierbaren Stufenzahl geeigneter Schalter einsetzbar ist. Dazu ist ein in einem Gehäuse beweglich gelagerter Griff des Stellelementes mit einer auf einem als Scheibe oder Bahn ausgebildeten, vorgesehenen Kontaktträger gleitend angeordneten Kontaktfeder verbunden, wobei der Kontaktträger zwei mit je einem kodierten Leiterbahnmuster versehene Leiterbahnen aufweist, deren Musterabfolge für jede Griffposition des Stellelementes spezifisch ist.
Die DE 101 51 603 C1 offenbart eine Mehrwege-Schalteranordnung, enthaltend zumindest zwei Schalterbausteine, welche einerseits als einzelne Baugruppe zur Verwendung in einer Zweiwege-Schalteranordnung geeignet sind und welche andererseits in Kombination eine Mehrwege-Baugruppe, vorzugsweise Vierwege-Baugruppe, für eine Vierwege-Schalteranordnung ausbilden, die durch ein gemeinsames, entlang vier kreuzförmig zueinander ausgerichteten Betätigungsrichtungen führbares Bedienelement betätigbar ist.
Für Lenkstockschalter und allgemeine Einzelschalter, insbesondere Dreh- und Kippschalter, werden die Schaltstellungssignale entweder mittels parallelen Signalen, wofür je Schaltstellung eine Signalleitung benötigt wird, oder widerstands- oder spannungskodiert zur ECU übertragen. Dies kann bei vielen Schaltstellungen und/oder Schaltern ein hoher baulicher Aufwand darstellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalter bereit zu stellen, der einen geringeren baulichen Aufwand erfordert.
Diese Aufgabe wird mit einem Schalter gelöst, wie er sich aus dem Anspruch 1 ergibt. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der erfindungsgemäße Schalter weist eine Mechanik, insbesondere ein Binärmodul zur binären Signalerzeugung auf, mit der bei drei Schaltstücken bis zu acht eindeutige Schaltstellungen erkannt werden können. Außerdem wird mit dem erfindungsgemäßen Schalter ein eindeutiges Binärsignal erzeugt und er lässt keine Kontaktunterbrechungen zu.
Hierdurch wird der Vorteil einer höheren Lebensdauer und größeren Zuverlässigkeit erzielt, wobei zudem die Stabilität des Schalters erhöht wird.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:

1 ein Binärmodul;
2 einem Schieber mit innen liegender Schaltkontur; und
3 den Binärcode des Binärmoduls.

In der 1 ist ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Binärmodul dargestellt. Dabei sind auf einer Leiterplatte 12 drei Hall-IC 14 aufgelötet. Um die elektronischen Elemente herum wird ein Halter 16 platziert. Dieser nimmt drei drehbar gelagerte Schaltstücke 18 mit einem eingepressten oder eingespritzten Magneten 20 auf. Eine als Druckfeder, z.B. Blattfeder, ausgebildete Rückstellfeder 22 unterhalb des Schaltstückes 18 positioniert und hält dieses immer in der oberen Endlage.
Die 2 zeigt einen oberhalb des Binärmoduls 10 angeordneten Schieber 24, der linear und parallel zur Leiterplatte 12 ist und auf dem Halter 16 gelagert oder auf diesen aufgerastet ist. Dieser Schieber 24 wird über einfache Mechaniken von den Verstellhebeln des Schalthebels angesteuert. An dessen Unterseite befinden sich drei Schaltkurven, welche die Schaltstücke 18 entsprechend des entwickelten Binärcodes (siehe 3) betätigen. Jede Schaltstellung entspricht einem bestimmten Bitmuster. Dabei verändert sich immer nur ein Bit von Schaltstellung zu Schaltstellung. Somit kann eine nachfolgend geschaltete Elektronik sowohl die Schaltrichtung als auch die Plausibilität/Redundanz prüfen.
Vorteilhaft am erfindungsgemäßen Schalter ist die sehr einfache Mechanik zur Signalerzeugung. Außerdem ist eine Fehlererkennung der Schaltfunktionen in der Elektronik möglich. Ferner ist eine Prüfung der Schaltreihenfolge durch die Elektronik möglich (Plausibilität). Bei falschen Signalen erfolgt eine Meldung an ein Diagnosesystem.
Der erfindungsgemäße Schalter ist für alle Schaltmöglichkeiten zum Beispiel in einem Lenkstockschalter anwendbar. Für die horizontale, vertikale, radiale und axiale Funktionen wird lediglich ein baugleiches Binärmodul 10 benötigt. Die Signalerzeugung erfolgt mittels Schaltteilen, die elektromechanisch arbeiten (Mikroschaltern, Schaltmatten usw.) oder berührungslos mittels Hall-IC 14 oder Gabellichtschranken. Schließlich ist die Fertigung kostengünstiger als bei bisherigen elektromechanischen Schaltern.
Bei der Betätigung des Schalters verändert sich jeweils nur ein Bit zur nächsten Schaltposition. Dabei ist eine eindeutige Erkennung der Schaltreihenfolge und Plausibilität in der Elektronik möglich. In der Stufe 1 wird nur das Signal „000“ (S1 = S2 = S3 = 0) ausgegeben, was aus 3 ersichtlich ist. Beim Schalten nach Stufe 2 wird nur ein Bit geändert, nämlich S3 von 0 nach 1. Beim Weiterschalten wird dann zusätzlich ein Bit aufgeschaltet, nämlich S2 von 0 nach 1 usw.. Die Elektronik erkennt somit auch die Schaltrichtung und die Schaltpositionen und kann diese mit einer abgespeicherten Datenbank gegenprüfen. Die Elektronik erkennt somit das ordnungsgemäße Schalten des Lenkstockschalters. Im Falle eines Fehlens der Signale oder bei Veränderung von zwei Bits, welche nicht aufeinanderfolgen dürfen, erkennt die Elektronik einen Ausfall und kann eine Fehlermeldung absetzen.

Vorteilhaft wird bei einem Wechsel von der einen in die nächste Schaltposition der Schlitten 24 nur um einen Schritt bewegt. Dies ist bei einem Bitmuster, wie es sich aus 3 ergibt:

von Stufe 1 nach Stufe 2	von S3 nach S2
von Stufe 2 nach Stufe 3	von S2 nach S3
von Stufe 3 nach Stufe 4	von S3 nach S1
von Stufe 4 nach Stufe 5	von S3 nach S2
von Stufe 5 nach Stufe 6	von S1 nach S2
von Stufe 6 nach Stufe 7	von S2 nach S3
von Stufe 7 nach Stufe 8	von S3 nach S2

Der Binärcode kann direkt in einen Mikrocontroller eingelesen werden. Daneben ist auch eine Widerstandskodierung der drei Ausgangssignale auf eine gemeinsame Datenleitung möglich. Das Einlesen könnte dann vorzugsweise über einen A/D-Wandler erfolgen.

Claims

Schalter, insbesondere Lenkstockschalter, mit wenigstens einem Schaltstück (18) und einem am Schaltstück (18) angeordneten ersten Schaltteil, sowie einem an einer Platine befestigten und dem Schaltstück zugeordneten zweiten Schaltteil, wobei von einem Betätigungselement des Schalters aktivierbarer Schieber (24) vorgesehen ist, wobei der Schieber (24) mehrere Schieberstellungen aufweist und dass der Schieber (24) über das Betätigungselement von der einen in eine andere Schieberstellung bringbar ist, wobei die Schieberstellungen einem vorgegebenen Bitmuster entsprechen und das zweite Schaltteil ein Sensor ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Datenleitung für die kodierten Signale der Sensoren vorgesehen ist, wobei die Signale auf der gemeinsamen Datenleitung widerstandskodiert sind.
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Schieberstellungen sich durch ein Bit unterscheiden.
Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung der Schieberstellung sich ein Bit des Bitmusters ändert.
Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektronik vorgesehen ist, mit der die Plausibilität der Reihenfolge zweier Schieberstellungen geprüft wird.
Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Schaltstücke für acht Schieberstellungen vorgesehen sind.
Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltteil ein Magnet (20) ist.
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Hall-IC (14) ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass erste und das zweite Schaltteil einen Mikroschalter bilden, Teil einer Schaltmatte sind oder berührungslos arbeiten, z.B. mittels einer Gabellichtschranke.
Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel des Schalters von der einen in die nächste Schaltposition der Schieber (24) nur um einen Schritt bewegt.