DE29901614U1 - Electrical switch for contactless switching - Google Patents
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Description
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D-58507 Lüdenscheid
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter zum kontaktlosen Schalten mit einer magnetosensitven Schaltstellungserfassungseinrichtung zum Erfassen des gewünschten Schaltzeitpunktes umfassend einen Signalgeber und ein Signalaufnahmeelement. Insbesondere betrifft die Erfindung einen elektrischen Schalter zum kontaktlosen Schalten mit einem beweglichen Schalthebel, dem zur Erzeugung einer die einzelnen Schalterstellungen durch ein spürbares Rasten kennzeichnenden Sehalthaptik in einer Schaltkulisse geführter Schaltarm mit einer magnetosensitiven Schaltstellungserfassungseinrichtung zugeordnet ist, welche Schaltstellungserfassungseinrichtung einen an die Schaltbewegung des Schaltarms gekoppelten magnetischen Signalgeber und eine zur Bewegung des magnetischen Signalgebers ortsfest angeordnete, aus einzelnen magnetoelektrischen, an eine Auswerteeinheit angeschlossenen Wandlern bestehende Wandleranordnung umfaßt.The invention relates to an electrical switch for contactless switching with a magnetosensitive switching position detection device for detecting the desired switching time, comprising a signal generator and a signal receiving element. In particular, the invention relates to an electrical switch for contactless switching with a movable switching lever, to which a switching arm guided in a switching gate with a magnetosensitive switching position detection device is assigned in order to generate a switching haptic that characterizes the individual switching positions by a noticeable detent, which switching position detection device comprises a magnetic signal generator coupled to the switching movement of the switching arm and a transducer arrangement arranged in a fixed position for moving the magnetic signal generator and consisting of individual magnetoelectric transducers connected to an evaluation unit.
Ein solches elektrisches Schaltmittel ist aus der DE 298 12 227 1)1 bekannt. Ein in diesem Dokument beschriebener Schalthebel ist um eine Welle schwenkbar angelenkt, wobei die Welle den Schalthebel in einen oberen Bedienarm mit einem endseitig angeordneten Griff und einem dem Bedienarm von der Welle gegenüberliegenden Schaltarm unterteilt ist. Durch eine Bewegung des Bedienarmes wird entsprechend der Schaltarm bewegt. An dem freien Ende des Schaltarmes ist als magnetischer Signalgeber eine Dauermagnetanordnung angeordnet. Eine die Mag-Such an electrical switching device is known from DE 298 12 227 1)1. A switching lever described in this document is pivotally connected to a shaft, whereby the shaft divides the switching lever into an upper operating arm with a handle arranged at the end and a switching arm located opposite the operating arm on the shaft. By moving the operating arm, the switching arm is moved accordingly. A permanent magnet arrangement is arranged at the free end of the switching arm as a magnetic signal transmitter. A magnet
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netanordnung umgebende Rasthülse bildet den unteren Abschluß des Schaltarmes. Die Rasthülse ist in einer Schaltkulisse geführt, durch die für den Benutzer spürbar eine Schalthaptik erzeugt wird. In den einzelnen Schalterstellungen ist der Schaltarm mit seiner Rasthülse verrastet gehalten. Unterhalb der Oberfläche der Führungsbahn der Schaltkulisse sind im Bereich jeder vorgesehenen Schalterstellung ein magnetoelektrischer Wandler, beispielsweise ein HaII-IC angeordnet und in die Schaltkulisse integriert. Die einzelnen Wandler sind elektrisch an eine digital arbeitende Prozessoreinheit zur Auswertung der erfaßten Schalterstellungen und zurThe locking sleeve surrounding the net arrangement forms the lower end of the switching arm. The locking sleeve is guided in a switching gate, which creates a noticeable switching haptic for the user. In the individual switch positions, the switching arm is held locked with its locking sleeve. Below the surface of the guide track of the switching gate, in the area of each intended switch position, a magnetoelectric converter, for example a Hal-IC, is arranged and integrated into the switching gate. The individual converters are electrically connected to a digitally operating processor unit for evaluating the detected switch positions and for
&iacgr;&ogr; Weiterverarbeitung der Schalterstellungssignale angeschlossen. Ist der Schaltarm des Schalthebels in einer vorbestimmten Schalterstellung, befindet sich der dieser Schalterstellung zugeordnete magnetoelektrische Wandler im Einfluß des am unteren Ende des Schaltarmes angeordneten Dauermagneten, während die übrigen Wandler nicht durch das Magnetfeld des Signalgebers beaufschlagt sind. Bei Durchführen einer Schaltbewegung, bei der der Schaltarm in der Schaltkulisse geführt ist, ist der nächste Schaltzeitpunkt dann erreicht, wenn der nächste, benachbarte Wandler im vorbestimmten Einfluß des magnetischen Signalgebers steht. Diese von der Auswerteeinheit erfaßte Stellung des Schalthebels führt dann zu einem Auslösen der dieser Schalterstellung zugeordneten Aktion.&iacgr;&ogr; Further processing of the switch position signals is connected. If the switching arm of the switching lever is in a predetermined switch position, the magnetoelectric converter assigned to this switch position is under the influence of the permanent magnet arranged at the lower end of the switching arm, while the other converters are not affected by the magnetic field of the signal generator. When carrying out a switching movement in which the switching arm is guided in the switching gate, the next switching time is reached when the next, adjacent converter is under the predetermined influence of the magnetic signal generator. This position of the switching lever recorded by the evaluation unit then leads to the triggering of the action assigned to this switch position.
Die Schaltkulisse eines solchen elektrischen Schalters unterliegt aufgrund der mechanischen Beanspruchung bei der Führung der Rasthülse einem Verschleiß. Ein solcher Verschleiß abrasiver Natur kann zu einer Zerstörung der Wandler führen, wenn die über den magnetoelektrischen Wandlern befindliche Materialbedeckung, die die Wandler von der Oberfläche der Führungskulisse trennt, gering ist. Nach einem abrasivem Abtragen des den Wandler von der Oberfläche der Führungskulisse trennenden Materials wird der Wandler durch die daran vorbeigeführte Rasthülse beschädigt. Auftretende Verschleißerscheinungen können jedoch auch zu einer Änderung der Lage der Schaltpunkte führen, so daß eine exakte Schaltstellungserfassung mitunter beeinträchtigt sein kann. In einem solchen Fall ist es notwendig, die Schaltkulisse zusammen mit den darin integrierten Wandlern auszutauschen. Unzweckmäßig ist dabei, daß sowohl die Schaltkulisse als auch die darin integrierten, noch funktionsfähigen magnetoelektrischen Wandler ausgetauscht und entsorgt werden müssen. Eine Entsorgung dieser Komponente ist aufgrund der integrierten Anordnung der Wandler in der Schaltkulisse nicht unproblematisch.The switching gate of such an electrical switch is subject to wear due to the mechanical stress when guiding the locking sleeve. Such abrasive wear can lead to destruction of the converters if the material covering the magnetoelectric converters, which separates the converters from the surface of the guide gate, is small. After the material separating the converter from the surface of the guide gate has been abrased away, the converter is damaged by the locking sleeve that is guided past it. However, signs of wear can also lead to a change in the position of the switching points, so that precise detection of the switching position can sometimes be impaired. In such a case, it is necessary to replace the switching gate together with the converters integrated in it. It is inappropriate that both the switching gate and the magnetoelectric converters integrated in it, which are still functional, have to be replaced and disposed of. Disposing of this component is not without problems due to the integrated arrangement of the converters in the switching gate.
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Unter Zugrundelegung dieses Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen elektrischen Schalter dergestalt weiterzubilden, daß die aufgezeigten Nachteile vermieden sind.Based on this state of the art, the invention is therefore based on the object of developing a generic electrical switch in such a way that the disadvantages outlined are avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaltarm mit zwei funktional und gegenständlich voneinander getrennten Modulen im Eingriff steht, wobei eines dieser Module die Schaltkulisse ist, in die der Schaltarm eingreift und in welcher er geführt ist, und wobei das andere &iacgr;&ogr; Modul die Schaltstellungserfassungseinrichtung mit dem durch die Bewegung des Schaltarms mitbewegten Signalgeber ist.This object is achieved according to the invention in that the switching arm is engaged with two functionally and objectively separate modules, one of these modules being the switching gate into which the switching arm engages and in which it is guided, and the other module being the switching position detection device with the signal transmitter which is moved by the movement of the switching arm.
Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Schalter ist eine gegenständliche Trennung zwischen der Schaltkulisse einerseits und der Schaltstellungserfassungseinrichtung andererseits vorgesehen. Genügt die Schaltkulisse dieses Schalters nicht mehr den Anforderungen, etwa infolge eines Verschleißes, dann kann allein die Schaltkulisse ausgetauscht werden, ohne die Schaltstellungserfassungseinrichtung ersetzen oder ändern zu müssen. Die ersetzte, üblicherweise aus Kunststoff hergestellte Schaltkulisse, kann dann ohne weiteres einem Recycling zugeführt werden, da materialfremde Komponenten, insbesondere elektronische Komponenten darin nicht enthalten sind.In the electrical switch according to the invention, a physical separation is provided between the switching gate on the one hand and the switching position detection device on the other. If the switching gate of this switch no longer meets the requirements, for example due to wear, then the switching gate alone can be replaced without having to replace or change the switching position detection device. The replaced switching gate, usually made of plastic, can then be recycled without further ado, since it does not contain any components made of foreign material, in particular electronic components.
Der Schaltarm des erfindungsgemäßen Schalters kann beispielsweise zwei Betätigungsenden aufweisen, wobei eines der beiden Betätigungsenden dasjenige ist, welches etwa mit einer Rasthülse oder einer Rastnocke in einer Schaltkulisse geführt ist. Einem weiteren freien Betätigungsende, welches beispielsweise radial von dem Schaltarm abragend und in einem Abstand zu dem erst genannten Betätigungsende angeordnet ist, kann der magnetische Signalgeber zugeordnet sein, der entweder unmittelbar an diesem freien Betätigungsendes des Schaltarmes angeordnet ist oder dieses bildet. Ebenfalls kann, wie in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel vorgesehen, der magnetische Signalgeber gelenkig an die Bewegung dieses weiteren Betätigungsendes, welche in einem solchen Falle beispielsweise als Betätigungsnocke ausgebildet sein kann, gekoppelt sein.The switching arm of the switch according to the invention can, for example, have two actuating ends, one of the two actuating ends being the one that is guided in a switching gate with a locking sleeve or a locking cam. A further free actuating end, which, for example, protrudes radially from the switching arm and is arranged at a distance from the first-mentioned actuating end, can be assigned the magnetic signal transmitter, which is either arranged directly on this free actuating end of the switching arm or forms it. Likewise, as provided in an advantageous embodiment, the magnetic signal transmitter can be articulatedly coupled to the movement of this further actuating end, which in such a case can be designed as an actuating cam, for example.
Besonders zweckmäßig ist ein solcher elektrischer Schalter, wenn als magnetischer Signalgeber eine codierte Magnetplatte vorgesehen ist, de-Such an electrical switch is particularly useful if a coded magnetic plate is provided as the magnetic signal transmitter, which
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ren Codierung durch mehrere parallel zueinander in Bewegungsrichtung des Signalgebers verlaufende, unterschiedlich magnetisierte Spuren gebildet ist. Diese Magnetplatte ist gelenkig an die Bewegung des Schaltarmes gekoppelt, wobei - wie in einer Ausgestaltung vorgesehen - eine dem Schaltarm zugeordnete Betätigungsnocke in eine der Magnetplatte zugeordnete Betätigungsaufnahme eingreift. Über diese Kopplung wird die rotatorische Bewegung des Schaltarmes bei einer Betätigung des Schalthebels in eine translatorische Bewegung überführt. Diese translatorische Bewegung kann in Abhängigkeit von der Ausbildung der Schaltkulisse eincoding is formed by several differently magnetized tracks running parallel to one another in the direction of movement of the signal generator. This magnetic plate is coupled in an articulated manner to the movement of the switching arm, whereby - as provided in one embodiment - an actuating cam assigned to the switching arm engages in an actuating receptacle assigned to the magnetic plate. Via this coupling, the rotary movement of the switching arm is converted into a translatory movement when the switching lever is actuated. This translatory movement can, depending on the design of the switching gate, be a
&iacgr;&ogr; oder zwei Freiheitsgrade aufweisen. Die Wandleranordnung zum Erfassen der Bewegungen der Magnetplatte sind unterhalb der Bewegungsebene der Magnetplatte zum Abtasten der unterschiedlichen Spuren der Magnetplatte angeordnet. Dabei kann zur Erzielung einer Informationsredundanz vorgesehen sein, daß die Anzahl der eingesetzten magnetoelektrisehen Wandler der Wandleranordnung größer ist als die Anzahl der abzutastenden Magnetspuren.&iacgr;&ogr; or two degrees of freedom. The transducer arrangement for detecting the movements of the magnetic disk is arranged below the plane of movement of the magnetic disk for scanning the different tracks of the magnetic disk. In order to achieve information redundancy, it can be provided that the number of magnetoelectric transducers used in the transducer arrangement is greater than the number of magnetic tracks to be scanned.
Der Einsatz einer solchen codierten Magnetplatte bringt nicht nur Vorteile hinsichtlich einer Funktionalität eines solchen elektrischen Schalters sondem auch bezüglich seiner Betriebssicherheit. Bei einem Einsatz eines einzelnen Magneten als Signalgeber und einer der Anzahl der Schalterstellungen entsprechenden Wandleranzahl kann der Ausfall bzw. das Nichtfunktionieren eines solchen Wandlers Systemstörungen zur Folge haben, da ein Ausfall eines Wandlers nicht ohne weiteres als solcher detektierbar ist. Das Nichterfassen einer vorgesehenen Schalterstellung kann systemseitig nämlich auch dahingehend ausgewertet werden, daß der Schaltarm aus einer zuvor erfaßten Schalterstellung weg bewegt worden ist und daß die nächste erwartete Schalterstellung noch nicht erreicht ist. Bei einer Mehrbit-Abtastung einer codierten Magnetplatte sind ausgefallene magnetoelektrische Wandler detektierbar.The use of such a coded magnetic plate not only brings advantages in terms of the functionality of such an electrical switch but also in terms of its operational reliability. When using a single magnet as a signal generator and a number of converters corresponding to the number of switch positions, the failure or non-functioning of such a converter can result in system malfunctions, since a converter failure cannot be easily detected as such. The failure to detect a designated switch position can also be evaluated by the system to mean that the switching arm has been moved away from a previously detected switch position and that the next expected switch position has not yet been reached. With multi-bit scanning of a coded magnetic plate, failed magnetoelectric converters can be detected.
Die Funktionalität dieses elektrischen Schalters ist gegenüber anderen Schaltern erhöht, da allein durch Austauschen der Schaltkulisse völlig unterschiedliche Schalter mit völlig unterschiedlichen Schaltkulissen zusammengestellt werden können, da eine Schaltpunktanpassung der Schaltstellungserfassungsvorrichtung softwaremäßig erfolgen kann. Ebenfalls kann die codierte Magnetplatte den Anforderungen unterschiedlicher Nutzer entsprechend bei ein und derselben Schaltkulisse unter-The functionality of this electrical switch is increased compared to other switches, as completely different switches with completely different switching gates can be put together simply by exchanging the switching gate, as the switching point of the switching position detection device can be adjusted using software. The coded magnetic plate can also be used with one and the same switching gate to suit the requirements of different users.
schiedlich ausgebildet sein.be trained differently.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Schaltarm in drei Bewegungsebenen (dreidimensional) bewegbar ist. Unmittelbar an dem Schaltarm an einem Betätigungsende angeordnet ist als magnetischer Signalgeber ein Dauermagnet vorgesehen, der entsprechend der Bewegung des Schaltarmes ebenfalls dreidimensional bewegt ist. Die dem Signalgeber zugeordnete Wandleranordnung kann durch drei orthogonal zueinander ausgerichtete magnetoelektrische Wandler gebildetIn a further embodiment, it is provided that the switching arm is movable in three planes of movement (three-dimensionally). A permanent magnet is arranged directly on the switching arm at an actuating end as a magnetic signal generator, which is also moved three-dimensionally in accordance with the movement of the switching arm. The transducer arrangement assigned to the signal generator can be formed by three magnetoelectric transducers aligned orthogonally to one another.
&iacgr;&ogr; sein. Die einzelnen Wandler sind dabei nur soweit voneinander beabstandet, daß in jeder Schalterstellung des Schaltarmes jeder Wandler von dem Magnetfeld des Dauermagneten beaufschlagt ist. Bewegungen des Schaltarmes und somit des Signalgebers führen dazu, daß sich die Ausgangsspannungen der Wandler in Abhängigkeit von den durchgeführten Bewegungen, insbesondere von den erreichten Schalterstellungen verändern. Durch Abgleich von in einem Speichermodul hinterlegten Spannungswerten läßt sich die jeweilige Schalterstellung bestimmen. Diese analoge Schaltstellungserfassung erlaubt eine durch eine Auswerteeinheit vorgenommene Einstellung der Schaltpunkte, so daß durch diese Maßnähme alterungs- und/oder verschleißbedingten Veränderungen in der Schaltkulisse begegnet werden kann. Zur Erzielung einer Informationsredundanz kann zusätzlich zu dieser Wandleranordnung eine weitere Wandleranordnung in einer unterschiedlichen Ausrichtung zur ersten Wandleranordnung vorgesehen sein.&iacgr;&ogr;. The individual converters are only spaced apart from one another to such an extent that in each switch position of the switching arm each converter is exposed to the magnetic field of the permanent magnet. Movements of the switching arm and thus of the signal generator lead to the output voltages of the converters changing depending on the movements carried out, in particular on the switch positions reached. The respective switch position can be determined by comparing voltage values stored in a memory module. This analog switching position detection allows the switching points to be set by an evaluation unit, so that this measure can be used to counteract changes in the switching gate due to aging and/or wear. To achieve information redundancy, in addition to this converter arrangement, another converter arrangement can be provided in a different orientation to the first converter arrangement.
Ein solcher elektrischer Schalter weist eine besonders hohe Funktionalität auf, da dieser grundsätzlich zum Erfassen dreidimensionaler Schaltarmbewegungen ausgebildet ist. Allein durch den Einsatz unterschiedlicher Schaltkulissen, die auch ein- oder zweidimensional ausgebildet sein können, wird der Freiheitsgrad des Schaltarmes begrenzt. Mit einem solchen Schaltarm lassen sich daher allein durch den Einsatz unterschiedlicher Schaltkulissen verschiedenartigste Schalter herstellen.Such an electrical switch has a particularly high level of functionality since it is basically designed to detect three-dimensional switching arm movements. The degree of freedom of the switching arm is limited simply by using different switching gates, which can also be one- or two-dimensional. With such a switching arm, a wide variety of switches can therefore be manufactured simply by using different switching gates.
Aus der Beschreibung der Erfindung wird deutlich, daß die magnetosensitive Schaltstellungserfassungseinrichtung benutzt wird, um aktiv eine gewünschte Aktion, etwa einen Steuerbefehl ausüben zu können. Beispielsweise läßt sich ein solcher elektrischer Schalter als Gangwahlschalter, mit dem eine elektrische Getriebeansteuerung getätigt wird. Das Kraftfahr-From the description of the invention it is clear that the magnetosensitive switch position detection device is used to actively carry out a desired action, such as a control command. For example, such an electrical switch can be used as a gear selector switch with which an electrical transmission control is carried out. The motor vehicle
zeug wird somit durch „Shift-by-wire" getrieblich angesteuert.The vehicle is thus controlled by "shift-by-wire".
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung sind Bestandteil der übrigen Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further advantages and developments of the invention are part of the remaining subclaims and the following description of embodiments with reference to the attached figures. They show:
Fig. 1: ein als Lenkstockschalter ausgebildeter elektrischer Schalter Fig. 1: an electrical switch designed as a steering column switch
in einer Explosionsdarstellung,in an exploded view,
Fig. 2: einen Schnitt entlang der Linie A-B durch den Lenkstock Fig. 2: a section along the line AB through the steering column
schalter der Figur 1 undswitch of Figure 1 and
Fig. 3: in einer schematisierten Darstellung die Schaltstellungser- Fig. 3: A schematic representation of the switching position
fassungseinrichtung eines weiteren elektrischen Schalters.socket device of another electrical switch.
Ein als Gangwahlhebel ausgebildeter Lenkstockschalter 1 umfaßt einen Schalthebel 2, an dessen äußerem Ende ein aus zwei Griffschalen 3, 4 gebildetes Griffstück angeordnet ist. Der Schalthebel 2 ist um zwei Drehzapfen 5, 5', die eine Drehachse D definieren schwenkbar angelenkt, so daß der dargestellte Schalthebel 2 einen Freiheitsgrad aufweist. Ausgehend von der Drehachse D den Griffschalen 3, 4 gegenüberliegend weist der Schalthebel 2 einen Schaltarm 6 auf, in dem ein Raststößel 7 angeordnet ist. Der Raststößel 7 ist in dem Schaltarm 6 dergestalt aufgenommen, daß dieser durch die Kraft einer Feder 8 vom Schaltarm 6 weggedrückt wird. Der Raststößel 7 greift mit seiner Spitze in eine die vorgesehenen Schalterstellungen haptisch anzeigenden Schaltkulisse 9 ein.A steering column switch 1 designed as a gear selector lever comprises a shift lever 2, at the outer end of which a handle made up of two grips 3, 4 is arranged. The shift lever 2 is pivotally connected about two pivots 5, 5', which define a rotation axis D, so that the shift lever 2 shown has one degree of freedom. Starting from the rotation axis D, opposite the grips 3, 4, the shift lever 2 has a shift arm 6 in which a locking plunger 7 is arranged. The locking plunger 7 is accommodated in the shift arm 6 in such a way that it is pushed away from the shift arm 6 by the force of a spring 8. The locking plunger 7 engages with its tip in a shift gate 9 which haptically indicates the intended switch positions.
Der Lenkstockschalter 1 umfaßt ferner eine Schaltsteliungserfassungseinrichtung 10, die aus einer als magnetischen Signalgeber eingesetzten codierten Magnetplatte 11 und einer aus einzelnen magnetoelektrischen Wandlern W gebildeten Wandleranordnung 12 besteht. Die Wandleranordnung 12 ist auf einer Platine 13 befestigt und elektrisch kontaktiert. Der Schaltstellungserfassungseinrichtung 10 ist ferner eine Halterung 14 zur Aufnahme der Magnetplatte 11 und zur Führung derselben entsprechend der ausgeübten Bewegung des Schalthebels 2 zugeordnet. Die Halterung 14 ist oberseitig auf der Platine 13 befestigt. Gemeinsam mit der Schaltkulisse 9 ist die Platine 13 und die die Magnetplatte 11 aufnehmendeThe steering column switch 1 further comprises a switching position detection device 10, which consists of a coded magnetic plate 11 used as a magnetic signal generator and a converter arrangement 12 formed from individual magnetoelectric converters W. The converter arrangement 12 is attached to a circuit board 13 and electrically contacted. The switching position detection device 10 is also assigned a holder 14 for receiving the magnetic plate 11 and for guiding it in accordance with the movement of the gearshift lever 2. The holder 14 is attached to the top of the circuit board 13. Together with the switching gate 9, the circuit board 13 and the
Halterung 14 in ein unteres Gehäuseteil 15 eingesetzt. Dabei greift der untere Drehzapfen 5 des Schalthebels 2 in eine entsprechende, dem unteren Gehäuseteil 15 zugeordnete Aufnahme zur Lagerung des Schalthebels 2 ein. Abgeschlossen wird der Lenkstockschalter 1 mit einem oberen Gehäuseteil 16, in dem ebenfalls eine Aufnahme 17 zur Aufnahme des oberen Drehzapfens 5 vorgesehen ist.Bracket 14 is inserted into a lower housing part 15. The lower pivot pin 5 of the gearshift lever 2 engages in a corresponding receptacle assigned to the lower housing part 15 for supporting the gearshift lever 2. The steering column switch 1 is closed off with an upper housing part 16, in which a receptacle 17 is also provided for receiving the upper pivot pin 5.
Die mechanische Kopplung zwischen dem Schalthebel 2 und der Magnetplatte 11 ist aus dem Schnitt der Figur 2 erkennbar. Radial zurThe mechanical coupling between the shift lever 2 and the magnetic plate 11 can be seen from the section in Figure 2. Radially to the
&iacgr;&ogr; Längserstreckung des Schaltarmes 6 mit dem darin angeordneten Raststößel 7 ist an dem Schaltarm 6 eine Betätigungsnocke 18 angeformt. Die Betätigungsnocke 18 greift in eine Betätigungsaufnahme 19 ein, die oberseitig in die Magnetplatte 11 eingebracht ist. Dabei ist der Eingriff der Betätigungsnocke 18 in die Betätigungsaufnahme 19 dergestalt vorgesehen, daß die Betätigungsnocke 18 spielfrei in Betätigungsrichtung des Schalthebels 2, in radialer Richtung zur Drehachse D des Schalthebels 7 jedoch mit Spiel eingreift.An actuating cam 18 is formed on the actuating arm 6 along the longitudinal extension of the switching arm 6 with the locking plunger 7 arranged therein. The actuating cam 18 engages in an actuating receptacle 19 which is inserted into the top of the magnetic plate 11. The engagement of the actuating cam 18 in the actuating receptacle 19 is provided in such a way that the actuating cam 18 engages without play in the actuating direction of the switching lever 2, but with play in the radial direction to the axis of rotation D of the switching lever 7.
Bei einer Betätigung des Schalthebels 2, die sich als Drehbewegung um die Drehachse D darstellt, wird der Schaltarm 6 mit seinem Raststößel 7 in der Schaltkulisse 9 geführt, wobei einem Benutzer die jeweiligen Schalterstellungen haptisch angezeigt werden. Diese rotatorische Bewegung (= Drehbewegung um die Drehachse D) wird durch das Eingreifen der Betätigungsnocke 18 in die Betätigungsaufnahme 19 der Magnetplatte 11 in eine translatorische Bewegung überführt, bei der die Magnetplatte 11 in der Halterung 14 entsprechend der Drehbewegung des Schalthebels 2 verschoben wird. Die codierte Magnetplatte 11, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier unterschiedlich magnetisierte Magnetspuren aufweist, wird dadurch über die Wandler W geführt, so daß Magnetisierungsunterschiede als Schaltpunkte detektiert werden können.When the shift lever 2 is actuated, which is represented as a rotary movement around the axis of rotation D, the shift arm 6 with its locking plunger 7 is guided in the shift gate 9, whereby the respective switch positions are displayed haptically to a user. This rotary movement (= rotary movement around the axis of rotation D) is converted into a translatory movement by the engagement of the actuating cam 18 in the actuating receptacle 19 of the magnetic plate 11, in which the magnetic plate 11 is displaced in the holder 14 in accordance with the rotary movement of the shift lever 2. The coded magnetic plate 11, which in the illustrated embodiment has four differently magnetized magnetic tracks, is thereby guided over the transducers W so that magnetization differences can be detected as switching points.
Figur 3 zeigt die Schaltstellungserfassungseinrichtung 20 eines weiteren elektrischen Schalters, dessen Schaltarm mit dem Bezugszeichen 21 angedeutet dargestellt ist. Radial von dem Schaltarm 21 abragend ist ein einen Magneten 22 tragendes Betätigungsende vorgesehen. Der Magnet 22 dient als magnetischer Signalgeber dem drei Wandler W1-3 zugeordnet sind. Die Wandler W1-3 sind in einer orthogonalen Anordnung zueinander angeordnet, wobei diese nur soweit voneinander und vom dem MagnetenFigure 3 shows the switch position detection device 20 of another electrical switch, the switching arm of which is indicated by the reference number 21. An actuating end carrying a magnet 22 is provided, projecting radially from the switching arm 21. The magnet 22 serves as a magnetic signal generator to which three transducers W 1-3 are assigned. The transducers W 1-3 are arranged in an orthogonal arrangement to one another, whereby these are only spaced apart from one another and from the magnet.
-&bgr;-&bgr;
22 beabstandet sind, daß in jeder vorgesehenen Schalterstellung jeder Wandler W1-3 von dem Magnetfeld des Magneten 22 beaufschlagt ist. Ausgangsseitig sind die Wandler W1-3 an einen Multiplexer 23 angeschlossen, der wiederum einen A/D-Wandler 24 beaufschlagt. Der A/D-Wandler 24 ist an den Eingang einer Prozessoreinheit 25 angeschlossen, welcher Prozessoreinheit 25 ein Speichermodul 26 zugeordnet ist. Bewegungen des Magneten 22 ausgelöst durch Bewegungen des Schaltarmes 21 führen dazu, daß sich die Ausgangsspannungen der Wandler W1-3 in Abhängigkeit von den durchgeführten Bewegungen verändern. In dem Speichermodul 26 sind die für bestimmte Schalterstellungen charakteristischen Spannungswerte hinterlegt. Jede Schalterstellung ist somit durch eine charakteristische Spannung am Ausgang jedes Wandlers W1-3 bestimmt. Tabelle 1 zeigt in einer allgemeinen Form die unterschiedlichen, an den Ausgängen der Wandler W1-3 hinterlegten Spannungen.22 are spaced apart so that in each intended switch position each converter W 1-3 is exposed to the magnetic field of the magnet 22. On the output side, the converters W 1-3 are connected to a multiplexer 23, which in turn applies pressure to an A/D converter 24. The A/D converter 24 is connected to the input of a processor unit 25, to which processor unit 25 a memory module 26 is assigned. Movements of the magnet 22 triggered by movements of the switching arm 21 result in the output voltages of the converters W 1-3 changing depending on the movements carried out. The voltage values characteristic of certain switch positions are stored in the memory module 26. Each switch position is thus determined by a characteristic voltage at the output of each converter W 1-3 . Table 1 shows in general terms the different voltages stored at the outputs of the converters W 1-3 .
S1 Switch position
S1
Wandler W1
"11 Tab"
Converter W 1
"11
Wandler W2
"21 -Me 1
Converter W 2
"21
"31 Converter W 3
"31
Bei einer Bewegung des Schaltarmes 21 und der dementsprechenden Bewegung des Magneten 22 von einer Schalterstellung in eine weitere ist somit eine eindeutige Lagebestimmung des Magneten 22 und somit der Schalterstellung durch Vergleich der erfaßten Spannungen mit den hinterlegten möglich. Sind neben den ursprünglich hinterlegten Spannungskennwerten weitere aus vorangegangenen Schalterstellungen erfaßte hinterlegt, kann eine zeitlich rekursive Filterung durchgeführt werden, so daß eine Korrektur bei einem mechanischen Verschleiß der dem Schaltarm 21 zugeordneten Schaltkulisse möglich ist. Eine manuelle Nachjustage durch alterungs- bzw. umgebungsbedingte Veränderungen oder ein Ausbruch ist daher nicht erforderlich.When the switching arm 21 moves and the magnet 22 moves accordingly from one switch position to another, it is possible to clearly determine the position of the magnet 22 and thus the switch position by comparing the recorded voltages with those stored. If, in addition to the originally stored voltage characteristics, further values recorded from previous switch positions are stored, a temporally recursive filtering can be carried out so that a correction is possible in the event of mechanical wear of the switching gate assigned to the switching arm 21. Manual readjustment due to age-related or environmental changes or a breakout is therefore not necessary.
-9-Zusammenstellung der Bezugszeichen-9-Compilation of reference symbols
Claims (9)
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| DE29901614U1 true DE29901614U1 (en) | 1999-04-15 |
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