(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ装置（１００）において、
このスイッチ装置（１００）が、
傾斜可能な形で軸支された磁石（１０２）と、
このスイッチ装置（１００）のスイッチ操作に応じて、この磁石（１０２）の傾斜運動（１１６）を引き起こすように構成された、この磁石（１０２）と接続された変換機器（１０４）と、
この傾斜運動（１１６）を検知するために、第一のセンサ部品（１２０）と第二のセンサ部品（１２２）を有するセンサ機器（１０６）と、
を備え、
この第一のセンサ部品（１２０）が、この傾斜運動（１１６）により変位する、この磁石（１０２）が発生する磁界（１１２）の複数の第一の磁界値（１２６）を検出するように構成され、この第二のセンサ部品（１２２）が、この傾斜運動（１１６）により変位する、この磁石（１０２）が発生する磁界（１１２）の複数の第二の磁界値（１２８）を検出するように構成されており、
このスイッチ装置（１００）が、更に、センサ機器（１０６）と接続された評価機器（１３０）を有し、
この評価機器（１３０）は、
複数の第一の磁界値（１２６）の中の一つが所定の第一の操作値に対応する場合及び／又は複数の第二の磁界値（１２８）の中の一つが所定の第二の操作値に対応する場合に、スイッチ操作を表す操作信号（１３２）を提供し、
複数の第一の磁界値（１２６）に基づき、第一の磁界値（１２６）の推移（２００）を決定し、この推移（２００）が所定の特徴を有する場合に、これらの複数の第一の磁界値（１２６）の中の一つの実際の第一の磁界値（２０２）を検出して、所定の第一の操作値をこの実際の第一の磁界値（２０２）に変更し、
複数の第二の磁界値（１２８）に基づき、第二の磁界値（１２８）の推移（２０４）を決定し、この推移（２０４）が所定の特徴を有する場合に、これらの複数の第二の磁界値（１２８）の中の一つの実際の第二の磁界値（２０６）を検出して、所定の第二の操作値をこの実際の第二の磁界値（２０６）に変更する、
ように構成されている、
ことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチ装置（１００）において、
第一のセンサ部品（１２０）が磁石（１０２）の磁界の北極部分（１０８）に対応付けられ、第二のセンサ部品（１２２）が磁石（１０２）の磁界の南極部分（１１０）に対応付けられていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のスイッチ装置（１００）において、
このスイッチ装置（１００）が機械部品（１３４）を備え、この機械部品が、操作信号（１３２）を提供するのに十分である変換機器（１０４）のスイッチ操作を触覚式及び／又は音響式に知らせるように構成されていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスイッチ装置（１００）において、
該機械部品（１３４）が少なくとも一つのスナップディスクから構成されていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一つに記載のスイッチ装置（１００）において、
該評価機器（１３０）は、更に、実際の第一の磁界値（２０２）が所定の第一の磁界値範囲（２０８）内に有る場合に、所定の第一の操作値をこの実際の第一の磁界値（２０２）に変更し、実際の第二の磁界値（２０６）が所定の第二の磁界値範囲（２１０）内に有る場合に、所定の第二の操作値をこの実際の第二の磁界値（２０６）に変更するように構成されていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一つに記載のスイッチ装置（１００）において、
該変換機器（１０４）は、更に、スイッチ装置（１００）の別のスイッチ操作に応じて、該傾斜運動（１１６）と逆向きの磁石（１０２）の別の傾斜運動（５００）を引き起こすように構成され、この別の傾斜運動（５００）を検知するために、第一のセンサ部品（１２０）が、更に、この別の傾斜運動（５００）により引き起こされる、磁石（１０２）が発生する磁界（１１２）の別の第一の磁界変位の複数の別の第一の磁界値を検出するように構成され、第二のセンサ部品（１２２）が、更に、この別の傾斜運動（５００）により引き起こされる、磁石（１０２）が発生する磁界（１１２）の別の第二の磁界変位の複数の別の第二の磁界値を検出するように構成されていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のスイッチ装置（１００）において、
このスイッチ装置（１００）が、磁石（１０２）を保持するディスク（３００）とこのディスク（３００）を貫通する、磁石（１０２）を傾斜可能な形で軸支するための軸（１１４）とを有するとともに、該変換機器（１０４）が第一の変換部品（３０２）と第二の変換部品（３０４）を有し、この第一の変換部品（３０２）が、このディスク（３００）と第一の位置（３０６）で接続されて、該傾斜運動（１１６）を引き起こすように構成され、この第二の変換部品（３０４）が、このディスク（３００）と第二の位置（３１０）で接続されて、該別の傾斜運動（５００）を引き起こすように構成されていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項８】
スイッチ装置（１００）の操作を検知する方法（６００）であって、このスイッチ装置が、傾斜可能な形で軸支された磁石（１０２）と、このスイッチ装置（１００）のスイッチ操作に応じて、この磁石（１０２）の傾斜運動（１１６）を引き起こすように構成された、この磁石（１０２）と接続された変換機器（１０４）と、この傾斜運動（１１６）を検知するために、第一のセンサ部品（１２０）と第二のセンサ部品（１２２）を有するセンサ機器（１０６）とを備え、この第一のセンサ部品（１２０）が、この傾斜運動（１１６）により変位する、この磁石（１０２）が発生する磁界（１１２）の複数の第一の磁界値（１２６）を検出するように構成され、この第二のセンサ部品（１２２）が、この傾斜運動（１１６）により変位する、この磁石（１０２）が発生する磁界（１１２）の複数の第二の磁界値（１２８）を検出するように構成され、この方法（６００）が、
複数の第一の磁界値（１２６）の中の一つが所定の第一の操作値に対応し、複数の第二の磁界値（１２８）の中の一つが所定の第二の操作値に対応する場合に、スイッチ操作を表す操作信号（１３２）を提供する工程（６０２）と、
第一の磁界値（１２６）の推移（２００）と第二の磁界値（１２８）の推移（２０４）を決定する工程（６０４）と、
この第一の磁界値（１２６）の推移（２００）が所定の特徴を有する場合に、これらの複数の第一の磁界値（１２６）の中の一つの実際の第一の磁界値（２０２）を検出し、この第二の磁界値（１２８）の推移（２０４）が所定の特徴を有する場合に、これらの複数の第二の磁界値（１２８）の中の一つの実際の第二の磁界値（２０６）を検出する工程（６０６）と、
所定の第一の操作値をこの実際の第一の磁界値（２０２）に変更し、所定の第二の操作値をこの実際の第一の磁界値（２０６）に変更する工程（６０８）と、
を有する方法。
【請求項９】
プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品であって、このプログラム製品がスイッチ装置（１００）で実行された場合に、請求項８に記載の方法（６００）を実施するコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置及びスイッチ装置の操作を検知する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両内のダッシュボードに使用される多くのボタンスイッチは、その位置検出のためにアナログセンサを備えている。従来技術のボタンスイッチの例は、それぞれ磁石とアナログセンサから成る別個のセンサシステムを配備された四つのボタンを有する。一つのボタンを操作した場合、磁石が、センサのより近くに動いて、センサ内の磁界が、より強くなる。操作されないボタンは、弱い磁界によりセンサに作用する。
【０００３】
特許文献１は、スイッチ筐体に付勢形態で支持された二つのスイッチボタンを備えた電気スイッチを開示しており、それらのスイッチボタンは、それぞれタペットを介して、それぞれ継電器のスイッチロッカーのロッカーアームに押し付けることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ実用新案第８６０８４００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の背景技術に鑑みて、本発明は、独立請求項に基づく改善されたスイッチ装置及びスイッチ装置の操作を検知するための改善された方法を提示する。有利な実施形態は、従属請求項及び以下の記載から明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで述べるスイッチ装置は、傾斜可能な形で軸支された磁石及びこの磁石と接続された、この磁石の傾斜運動を実現するための変換機器の外に、その傾斜運動を検知するための二つのセンサ部品を有するセンサ機器を備えている。
【０００７】
ここで提案するスイッチ装置の二つのセンサ部品に基づき二重設計されたセンサ機器を用いて、外部から作用する外乱磁界による位置検出の誤判定とそれによる誤診断を防止することができる。安全性の目的を達成するためにも、この二重式センサ機器の採用によって、変換ユニット毎の別の検知ユニットを省略することができる。
【０００８】
スイッチ装置は、以下の特徴を有する。
ａ）傾斜可能な形で軸支された磁石、
ｂ）この磁石と接続された、このスイッチ装置のスイッチ操作に応じて、この磁石の傾斜運動を引き起こすように構成された変換機器、
ｃ）この傾斜運動を検知するために、第一のセンサ部品と第二のセンサ部品を有するセンサ機器（この第一のセンサ部品は、この傾斜運動により引き起こされる、この磁石が発生する磁界の第一の磁界変位の複数の第一の磁界値を検出するように構成され、この第二のセンサ部品は、この傾斜運動により引き起こされる、この磁石が発生する磁界の第二の磁界変位の複数の第二の磁界値を検出するように構成される）。
【０００９】
このスイッチ装置は、例えば、車両内において、車両のダッシュボードに統合して使用することができる。このスイッチ装置は、ボタン又はスイッチとして構成することができる。この磁石は、例えば、棒磁石とすることができ、その中心を貫通する軸の周りを傾斜可能な形又は回転可能な形で軸支することができる。この磁石は、恒久的な北極部分と恒久的な南極部分を有する永久磁石として実現することができる。この変換機器は、好適な変換部品を用いて、傾斜運動を実現できるように、このスイッチ装置の操作者のスイッチ操作を磁石に伝達する形で構成することができる。この傾斜運動は、磁石が第一及び第二のセンサ部品に対して水平に位置決めすることが可能な磁石の静止位置から行なうことができる。スイッチ操作は、スイッチ装置の操作者、例えば、車両の運転者によるスイッチ装置のスイッチ面の押圧から構成することができる。この傾斜運動によって、磁石の磁界全体を変位させることができる。第一の磁界変位を磁界の第一の部分の変位に関連付けることができ、第二の磁界変位を磁界の第二の部分の変位に関連付けることができる。そのため、第一及び第二の磁界変位は、傾斜運動に基づき磁石により引き起こされる磁界の回転に起因するものとすることができる。この場合、第一及び第二のセンサ部品は、傾斜運動に基づき、磁界の一方の部分がこれらのセンサ部品の中の一方に動くると同時に、磁界の他方の部分がこれらのセンサ部品の中の他方から離れて動くように、磁石に対して配置することができる。それに対応して、第一及び第二のセンサ部品は、それぞれ同じ速度で変化するが、互いに逆向きに変化する磁界値を検出することができる。
【００１０】
センサ部品としては、磁界又は磁界変化を検出するのに適した周知のセンサを用いることができる。このスイッチ装置の一つの実施構成では、二つのセンサ部品又はこれらのセンサ部品の中の一つをホールセンサとすることができる。それにより、磁石の全ての位置で磁界値を確実に検出することができる。
【００１１】
第一のセンサ部品は、磁石の磁界の北極部分に対応付けることができる。それに対応して、第二のセンサ部品は、磁石の磁界の南極部分に対応付けることができる。例えば、第一のセンサ部品は、磁石の磁界の北極部分と磁界の南極部分の間の仮想的な境界面に対して、スイッチ装置の北極部分に対応する側に配置し、第二のセンサ部品は、南極部分に対応する側に配置することができる。
【００１２】
別の実施構成では、このスイッチ装置は、センサ機器と接続された評価機器を備えることができる。この評価機器は、複数の第一の磁界値の中の一つが所定の第一の操作値に対応し、それに追加して、或いはそれに代わって、複数の第二の磁界値の中の一つが所定の第二の操作値に対応する場合に、スイッチ操作を表す操作信号を提供するように構成することができる。この場合、評価機器は、センサ機器上に直に、又はセンサ機器内に配置するか、或いは配線を介してセンサ機器と接続することができる。これらの所定の操作値は、スイッチ装置の製造プロセスにおいて決定して、評価機器に保存することができる。それに代わって、これらの所定の操作値は、スイッチ装置の操作によって学習することができる。これらの操作値は、例えば、磁石の所定の傾斜度合いに対応付けることができる。この操作信号の算出のために、好適なアルゴリズムを用いて、第一の磁界値と所定の第一の操作値の比較及び第二の磁界値と所定の第二の操作値の比較を実施するように構成することができる。例えば、第一の磁界値の中の一つが所定の第一の操作値に十分に近付き、第二の磁界値の中の一つが所定の第二の操作値に十分に近付いた場合に、操作信号を提供することができる。そのため、操作信号は、閾値比較を用いて実現することができ、この比較の一方又は両方の閾値は、一方又は両方の操作値によって定義することができる。この評価機器によるスイッチ装置の拡張は、操作信号の速く安全な提供に寄与することができる。
【００１３】
特に、このスイッチ装置は、操作信号を提供するのに十分である変換機器のスイッチ操作を触覚式及び／又は音響式に知らせるように構成することが可能な機械部品を備えることができる。そのため、スイッチ装置の操作者は、スイッチ装置の操作の成功に関する応答を受けて、操作の成功の視覚による確認を省略することができる。特に、このスイッチ装置を車両に用いた場合、この実施構成は、安全性の観点に関して運転者に大きな利点である。
【００１４】
この機械部品によって、磁石の傾斜運動の推移において特徴的な推移の変化を引き起こすことができる。この特徴的な推移の変化は、磁界値の特徴的な推移を引き起こし、そのため、磁界値の評価によって検知することができる。
【００１５】
この機械部品は、少なくとも一つのスナップディスクから構成することができる。そのようなスナップディスクは、例えば、変換機器と接続された形でスイッチ装置内に取り付けることができる。スナップディスクの使用は安価である。更に、スナップディスクは、スイッチ装置の寿命全体に渡って交換する必要の無い非常に頑丈な部品である。
【００１６】
更に、この評価機器は、複数の第一の磁界値に基づき、第一の磁界値の推移を決定し、この推移が所定の特徴を有する場合に、これらの複数の第一の磁界値の中の一つの実際の第一の磁界値を検出して、所定の第一の操作値をこの実際の第一の磁界値に変更するように構成することができる。それに対応して、この評価機器は、複数の第二の磁界値に基づき、第二の磁界値の推移を決定し、この推移が所定の特徴を有する場合に、これらの複数の第二の磁界値の中の一つの実際の第二の磁界値を検出して、所定の第二の操作値をこの実際の第二の磁界値に変更するように構成することができる。この磁界値の推移として、磁界値の変化速度を検出することもできる。それに対応して、この変化速度の推移が所定の特徴を有する場合に、それに対応する実際の磁界値を検出することができる。即ち、操作値により表されるスイッチ装置のスイッチ点は、例えば、スイッチ装置部品の機械的な組立ての劣化に起因する変化に難無く適合するとともに、それに応じてスライドすることができる。従って、正しく行なわれたスイッチに関する「スイッチ感触」と呼ばれる、操作者に対する応答は、スイッチ装置の寿命全体に渡って維持することができる。
【００１７】
特に、この評価機器は、実際の第一の磁界値が複数の第一の磁界値に関する所定の第一の磁界値範囲内に有る場合に、所定の第一の操作値をこの実際の第一の磁界値に変更するように構成することができる。それに対応して、この評価機器は、実際の第二の磁界値が複数の第二の磁界値に関する所定の第二の磁界値範囲内に有る場合に、所定の第二の操作値をこの実際の第二の磁界値に変更するように構成することができる。即ち、簡単で安価な手法で、現実的でない磁界値がスイッチ点の変更を引き起こさないことを保証できる。
【００１８】
別の実施構成では、この変換機器は、更に、スイッチ装置の別のスイッチ操作に応じて、前記の傾斜運動と逆向きの磁石の別の傾斜運動を引き起こすように構成することができる。この別の傾斜運動を検知するために、第一のセンサ部品は、それに対応して、更に、別の傾斜運動により引き起こされる、磁石が発生する磁界の別の第一の磁界変位の、例えば、第一の磁界値と逆向きの複数の別の第一の磁界値を検出ように構成することができる。同様に、第二のセンサ部品は、更に、別の傾斜運動により引き起こされる、磁石が発生する磁界の別の第二の磁界変位の、例えば、第二の磁界値と逆向きの複数の別の第二の磁界値を検出するように構成することができる。この実施構成では、スイッチ装置は、二つの一義的なスイッチ位置を有する傾斜スイッチとして使用することができる。この場合、このスイッチ装置の実際の機能が一目で疑う余地の無い形で識別できることが有利である。このスイッチ装置によりスイッチオン及びスイッチオフされる機器が動作してしまうか、或いは動作しないかの誤認識を殆ど排除することができる。
【００１９】
特別な実施構成では、このスイッチ装置は、磁石を保持するディスクと、このディスクを貫通する、磁石を傾斜可能な形で軸支するための軸とを有する。更に、この変換機器は、第一の変換部品と第二の変換部品を備えることができる。第一の変換部品は、第一の位置でディスクと接続されて、前記の傾斜運動を引き起こすように構成することができる。第二の変換部品は、第二の位置でディスクと接続されて、別の傾斜運動を引き起こすように構成することができる。この実施構成では、スイッチ装置は、製造に関して安価であり、保守が少なく、汎用的に使用することができる。
【００２０】
スイッチ装置の操作を検知する方法であって、このスイッチ装置が、傾斜可能な形で軸支された磁石と、この磁石と接続され、このスイッチ装置のスイッチ操作に応じて磁石の傾斜運動を引き起こすように構成された変換機器と、この傾斜運動を検知するために第一のセンサ部品及び第二のセンサ部品を有するセンサ機器とを備え、この第一のセンサ部品が、この傾斜運動により引き起こされる、磁石が発生する磁界の第一の磁界変位の複数の第一の磁界値を検出するように構成され、この第二のセンサ部品が、この傾斜運動により引き起こされる、磁石が発生する磁界の第二の磁界変位の複数の第二の磁界値を検出するように構成される方法は、以下の工程を有する。
ａ）複数の第一の磁界値の中の一つの磁界値が所定の第一の操作値に対応し、複数の第二の磁界値の中の一つの磁界値が所定の第二の操作値に対応する場合に、スイッチ操作を表す操作信号を提供する工程。
【００２１】
有利には、この方法を実施するスイッチ装置により、外乱要因を排除した、高機能なスイッチオン、スイッチオフ及び転換スイッチプロセスを実現することができる。この方法は、例えば、既に言及した評価機器を用いて実施することができる。この評価機器は、電気信号、例えば、センサ信号を処理して、それに依存して制御信号を出力する電気機器とすることができる。この評価機器は、ハードウェア及び／又はソフトウァアにより構成することが可能な一つ又は複数の好適なインタフェースを備えることができる。ハードウェアによる構成の場合、インタフェースは、例えば、評価機器の機能を置き換えた集積回路の一部とすることができる。これらのインタフェースは、専用の集積スイッチ回路とするか、或いは少なくとも部分的に個別部品から構成することもできる。ソフトウァアによる構成の場合、インタフェースは、例えば、マイクロコントローラ上で別のソフトウァアモジュールと並んで存在するソフトウァアモジュールとすることができる。
【００２２】
一つの実施構成では、この方法は、更に、第一の磁界値の推移と第二の磁界値の推移を決定する工程と、第一の磁界値の推移が所定の特徴を有する場合に、複数の第一の磁界値の中の一つの実際の第一の磁界値を検出し、第二の磁界値の推移が所定の特徴を有する場合に、複数の第二の磁界値の中の一つの実際の第二の磁界値を検出する工程と、所定の第一の操作値をこの実際の第一の磁界値に変更し、所定の第二の操作値をこの実際の第二の磁界値に変更する工程とを有する。
【００２３】
即ち、このスイッチ装置の寿命全体に渡って、スイッチ操作の実施が成功したとの肯定的な「スイッチ感触」がスイッチ装置の操作者に示されるように、この方法を実施するスイッチ装置のスイッチ点をスイッチ装置内の機械的な変更に簡単な手法で適合させることができる。
【００２４】
半導体メモリ、ハードディスクメモリ又は光メモリなどの機械読取可能な媒体に保存することが可能であり、コンピュータ又は装置上でプログラムが実行された場合に、この方法を前述した実施構成の中の一つに基づき実施するために使用される、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品も有利である。
【００２５】
添付図面に基づき、本発明の例を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一つの実施例によるスイッチ装置のブロック図
【図２】本発明の一つの実施例によるスイッチ装置の定義された転換スイッチ点の学習を説明するためのグラフ
【図３】本発明の別の実施例によるスイッチ装置の静止位置での基本図
【図４】本発明の一つの実施例による磁石の傾斜運動後の図３のスイッチ装置の基本図
【図５】本発明の一つの実施例による磁石の別の傾斜運動後の図３のスイッチ装置の基本図
【図６】本発明の一つの実施例によるスイッチ装置の操作を検知する方法のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下における本発明の有利な実施例の記述では、異なる図面に図示された同様に作用する構成要素には、同じ又は同様の符号が使用されており、それらの構成要素の記述の繰り返しを不要としている。
【００２８】
図１は、本発明の一つの実施例によるスイッチ装置１００のブロック図を図示している。このスイッチ装置１００の例は、乗用車又はトラックなどの車両のダッシュボードに組み込まれるか、或いは車両内の別の位置に配置することができる。このスイッチ装置１００を用いて、運転者又は車両の別の乗客がスイッチ装置１００のスイッチ面を指で押すことによって、例えば、前照灯の照明器、電気ウィンドウ昇降器、エアコン設備などの車両の快適性及び安全性の機能を制御又は調節することができる。このスイッチ装置１００は、スイッチ又はボタンとして実現することができる。
【００２９】
図１に図示された実施例では、スイッチ装置１００は、一つの磁石１０２、一つの変換機器１０４及び一つのセンサ機器１０６を備えている。この磁石１０２は、ここでは棒形状で実現された永久磁石である。この磁石１０２の図面の左の第一の半分は、磁石の北極部分１０８を形成し、この磁石１０２の図面の右の第二の半分は、磁石の南極部分１１０を形成する。この永久磁石１０２は、図１の図面で磁力線の特徴的な推移により表された磁界１１２を発生する。この磁石１０２は、ここでは、例えば、磁石１０２の中心内の開口部を通る軸１１４の周りを回転可能な形又は傾斜可能な形で軸支されている。この変換機器１０４は、少なくとも一つの変換部品を介して間接的に、又は直接的に磁石１０２と接続されているか、或いは接続することが可能であり、操作者による操作に応じて、ここでは、矢印を用いて表された、軸１１４の周りの磁石１０２の傾斜運動１１６を引き起こすように構成されている。この変換機器１０４は、スイッチ装置の操作部品とワンピース又はツーピース形態で接続することができる。即ち、操作者は、操作部品のスイッチ面を押すことによって、変換機器１０４を介して磁石１０２を傾斜位置に動かし、そのようにしてスイッチ装置１００において所望のスイッチプロセスを作動することができる。
【００３０】
このセンサ機器１０６は、図１に図示されたスイッチ装置の実施例では、磁石１０２の下方の回路基板１１８に配置されており、或いは、それに代わって、スイッチ装置１００の任意の別の支持部品に配置される。このセンサ機器１０６は、磁石１０２の傾斜運動を検知するように構成され、そのために、第一のセンサ部品１２０と第二のセンサ部品１２２を有する。この場合、第一のセンサ部品１２０は、磁石１０２の北極部分１０８に対応付けられ、第二のセンサ部品１２２は、磁石１０２の北極部分１１０に対応付けられている。図１に図示されたスイッチ装置１００の実施例では、これらの対応付けは、第一のセンサ部品１２０が、磁石１０２の中央を通る（図１の図面では、垂直な破線を用いて表された）仮想的な対称軸１２４に関して、北極部分１０８の側の北極部分１０８の斜め下方に配置され、第二のセンサ部品１２２が、この仮想的な対称軸１２４に関して、南極部分１１０の側の南極部分１１０の斜め下方に配置されることによって与えられている。これらの対応付けは一つの例である。代替実施例では、基本的に磁石１０２の所定の部分に対応付けられたセンサ部品がそれぞれ別の部分よりもその所定の部分の近くに配置されるように、これらの対応付けを一般的に実現することができる。図１に図示されたスイッチ装置１００の例では、これらのセンサ又はセンサ部品１２０，１２２はホールセンサとして実現されている。それに代わって、別の好適な測定値検出器を用いることもできる。
【００３１】
図１に図示されたスイッチ装置１００の実施例では、変換機器１０４を介して実施されるスイッチ操作が、磁石１０２の南極部分１１０が下方に傾斜すると同時に、北極部分１０８が上方に傾斜する形の傾斜運動１１６を引き起こすように、変換機器１０４が磁石１０２に対して配置されている。この傾斜運動１１６において、南極部分１１０が第二のセンサ１２２に近付く一方、北極部分１０８は、第一のセンサ１２０から離れるように動く。それに対応して、磁石１０２が発生する磁界１１２が変位する、即ち、図面の右では、第二のセンサ１２２に近付き、図面の左では、第一のセンサ１２０から離れる。
【００３２】
図１に図示された本装置１００の実施例では、第一のセンサ部品１２０は、傾斜運動１１６により引き起こされる、磁石１０２の磁界１１２の第一の磁界変位の複数の第一の磁界値１２６を検出するように構成されている。それに対応して、第二のセンサ部品１２２は、傾斜運動１１６により引き起こされる、磁石１０２の磁界１１２の第二の磁界変位の複数の第二の磁界値１２８を検出するように構成されている。北極１０８の周りの磁石１０２の磁界領域が第一のセンサ１２０から離れるとともに、南極１１０の周りの磁石１０２の磁界領域が第二のセンサ１２２に近付くことに基づき、第一の磁界値１２６は、この実施例では、符号に関して、常に正確に第二の磁界値１２８と逆向きとなる、即ち、第一の磁界値１２６が上昇し、その時第二の磁界値１２８が低下するか、その逆となる。
【００３３】
図１のスイッチ装置１００の例は、更に、評価機器１３０を備えている。この評価機器１３０は、センサ機器１０６と接続され、検出した磁界値１２６，１２８を好適なアルゴリズムを用いて処理して、複数の第一の磁界値１２６の中の一つの磁界値が所定の第一の操作値に対応し、複数の第二の磁界値１２８の中の一つの磁界値が所定の第二の操作値に対応する場合に、スイッチ操作を表す操作信号１３２を提供するように構成されている。これらの第一及び第二の操作値は、ここでは、スイッチ装置１００のスイッチ点を表す。このスイッチ点において、スイッチ装置１００は、変換機器１０４の操作により始動されるスイッチプロセスを実行する、即ち、例えば、スイッチ装置１００と接続された機器をスイッチオン又はスイッチオフするのに適した操作信号１３２を提供する。
【００３４】
別の特徴として、図１に図示されたスイッチ装置１００の実施例は、任意選択の機械部品１３４を備えている。このスイッチ装置１００の例では、機械部品１３４は、スナップディスクとして実現されて、変換機器１０４と接続されるか、或いは接続することが可能である。このスナップディスク１３４は、変換機器１０４のスイッチ操作が傾斜運動１１６を引き起こすのに十分な場合に、即ち、操作者によるスイッチ装置１００の操作部品への押圧が十分に長い場合及び／又は強い場合に、安定状態から不安定状態に、場合によっては、その逆に安定状態にジャンプするように、スイッチ装置１００の中又は上に配置されている。このスナップディスク１３４によって、傾斜運動１１６が、先ずは抑制されて、スナップディスク１３４の転換ジャンプにより引き起こされる形で強く加速されるように、傾斜運動１１６の推移を構成することができる。そのため、スナップディスク１３４の転換ジャンプは、傾斜運動１１６の推移において特徴的な推移の変化を引き起こす。このスナップディスク１３４の転換ジャンプがスイッチ装置１００のスイッチ点の中心に該当し、そのため、操作信号１３２の提供を触覚式及び／又は音響式に知らせて、それによりスイッチ装置１００の操作の成功に関する情報を操作者に提示するのに適するように、スナップディスク１３４は配置、実現されている。但し、この機械部品１３４は、スナップディスク１３４と異なる形で使用して、スイッチ装置１００内の様々な位置に搭載することもできる。実施例では、スイッチ装置１００において、複数の機械部品１３４を使用することもできる。
【００３５】
図２は、本発明の一つの実施例によるスイッチ装置の定義された転換スイッチ点の学習を説明するためのグラフを図示している。スイッチ装置を操作した場合の時間に関する第一の磁界値１２６の模式的に図示された推移２００と第二の磁界値１２８の模式的に図示された推移がデカルト座標系でプロットされている。この場合、スイッチ装置は、図１に基づき説明した、スイッチ装置のスイッチ操作を触覚式及び／又は音響式に知らせるための機械部品を備えている。この第一の磁界値１２６は、例えば、図１に図示された第一のセンサ部品により検出されて提供される。それに対応して、この第二の磁界値１２８は、図１に図示された第二のセンサ部品により検出されて提供される。
【００３６】
第一の磁界値１２６の推移２００は、スイッチ装置の変換機器を操作した場合、先ずは第一の上昇を示し、その結果、連続する第一の磁界値１２６の間の第一の変化が発生する。操作を続行すると、変換機器への操作者の押圧力に対抗する組み込まれた機械部品の抵抗が上昇して、第一のセンサ部品１２０の推移２００が平坦になり、それによって、連続する第一の磁界値１２６の間の変化速度が第一の変化速度と比べて低下する。この抵抗は、操作の続行に続いて起こる機械部品の克服と関連しており、この推移２００は、第一の上昇よりも大きな第三の上昇を示す。それによって、第一の変化速度よりも大きな、連続する第一の磁界値１２６の間の第三の変化速度が得られる。この推移２００の平坦な部分と急峻に延びる部分の間の曲がりは、磁石の傾斜運動における機械部品により引き起こされる一連の特徴的な推移変化である推移２００における所定の特徴又は連続する第一の磁界値１２６の間の変化速度における所定の特徴を表す。この所定の特徴が検知された場合における、例えば、この曲がりの直前、この曲がりの時点、或いはこの曲がりの直後に生じる実際の磁界値は、複数の第一の磁界値１２６の中の実際の第一の磁界値２０２として検出して、スイッチ装置の定義された転換スイッチ点を学習するために使用することができる。そのために、スイッチ装置の評価機器又は好適な制御機器は、所定の第一の操作値をこの実際の第一の磁界値２０２に設定することができる。
【００３７】
第二の磁界値１２８の推移２０４は、絶対値に関して第一の磁界値１２６の推移２００と等しいが、符号が逆である。この推移２０４は、それに対応する曲がりを有し、そこで、複数の第二の磁界値１２８の中の実際の第二の磁界値２０６を検出して、スイッチ装置の定義された転換スイッチ点を学習するために使用することができる。そのために、スイッチ装置の評価機器又は好適な制御機器は、所定の第二の操作値をこの実際の第二の磁界値２０６に設定することができる。
【００３８】
実施例では、ここで述べたスイッチ装置の例の評価機器又は制御機器は、実際の第一の磁界値２０２が所定の第一の磁界値範囲２０８内に有る場合に、所定の第一の操作値をこの実際の第一の磁界値２０２に変更するように構成することができる。それに対応して、この評価機器又は制御機器は、実際の第二の磁界値２０６が所定の第二の磁界値範囲２１０内に有る場合に、所定の第二の操作値をこの実際の第二の磁界値２０６に変更するように構成することができる。図２のグラフに基づき述べたスイッチ点を学習する機能は、機械部品を用いなくとも、或いは図１に基づき述べた機械部品と異なる機械部品を用いて、スイッチ装置の劣化プロセスにおいて変化する機械的な協力動作を回復するように実現することができる。
【００３９】
図３は、本発明の別の実施例によるスイッチ装置１００の基本図を図示している。この磁石１０２は、又もや北極部分１０８と南極部分１１０を有する棒磁石として実現されている。図３に図示されたスイッチ装置１００の実施例では、磁石１０２は、ディスク３００によって保持され、その直径は、磁石１０２の長さとほぼ一致する。磁石１０２を傾斜可能な形で軸支するための軸１１４は、磁石１０２と磁石１０２を保持するディスク３００の両方の中心を貫通する。図１に図示された実施例の通り、ここでも、第一のセンサ部品１２０は、北極部分１０８の斜め下方に配置されて、その部分に対応付けられ、第二のセンサ部品１２２は、南極部分１１０の斜め下方に配置されて、その部分に対応付けられる。
【００４０】
図１に図示された実施例と異なり、図３に図示されたスイッチ装置１００の例の変換機器は、第一の変換部品３０２と第二の変換部品３０４から成る変換機器である。この変換機器１０４の構成は、二つの安定した、或いは二つの不安定なスイッチ位置を有するスイッチとしてのスイッチ装置１００の実現形態を可能とする。この図面に図示されている通り、変換部品３０２，３０４は、それぞれ棒形状で実現されている。第一の変換部品３０２は、磁石１０２の北極部分１０８の近くのディスク３００上の第一の位置３０６からスイッチ装置１００の第一の操作部品３０８にまで延びている。第二の変換部品３０４は、磁石１０２の南極部分１１０の近くのディスク３００上の第二の位置３１０からスイッチ装置１００の第二の操作部品３１２にまで延びている。
【００４１】
図３の図面は、静止位置におけるスイッチ装置１００の例を図示している。棒磁石１０２は、センサ部品１２０，１２２に対して平行である。北極部分１０８と第一のセンサ部品１２０の間隔は、南極部分１１０と第二のセンサ１２２の間隔と等しい。それに対応して、これらのセンサ１２０，１２２は、第一及び第二の磁界値を同じ絶対値で検出する。
【００４２】
図４は、別の基本図に基づき第一の傾斜位置における図３のスイッチ装置１００の例を図示している。図４の図面は、第二の操作部品３１２のスイッチ操作後のスイッチ装置１００を図示している。このスイッチ操作に応じて、第二の変換部品３０４が、ディスク３００の回転によって、既に図１の図面に基づき説明した傾斜運動１１６を引き起こす。図４に図示された第一の傾斜位置では、磁石１０２の南極部分１１０が、ここでは、図３に図示されたスイッチ装置１００の静止位置よりも第二のセンサ部品１２２の近くに有る。それに対して、磁石１０２の北極部分１０８は、ここでは、図３に図示されたスイッチ装置１００の静止位置よりも第一のセンサ部品１２０から更に離れている。この傾斜運動１１６によって、磁石１０２が発生する磁界１１２の変位が起こる。即ち、この傾斜運動１１６の検知において、第一のセンサ１２０は、変化する複数の第一の磁界値を検出し、第二のセンサ１２２は、第一の磁界値と比べて逆向きに変化する複数の第二の磁界値を検出する。
【００４３】
図５は、又もや基本図に基づき、変換機器の別のスイッチ操作により引き起こされる、第二の傾斜位置における図３のスイッチ装置１００の例を図示している。この別のスイッチ操作に従って、操作者は第一の操作部品３０８を押す。それに対応して、第一の変換部品３０２は、前記の回転と逆向きのディスク３００の別の回転によって、前記の傾斜運動と逆向きの磁石１０２の別の傾斜運動５００を引き起こす。この別の傾斜運動５００に従って、磁石１０２は、図４に図示された第一の傾斜位置から、図３に図示された静止位置を経由して、図５の図面に図示された第二の安定した傾斜位置に動かされる。
【００４４】
図５に図示された第二の傾斜位置では、磁石１０２の南極部分１１０は、ここでは、図３に図示されたスイッチ装置１００の静止位置よりも第二のセンサ部品１２２から更に離れている。それに対して、磁石１０２の北極部分１０８は、図３に図示されたスイッチ装置１００の静止位置よりも第一のセンサ部品１２０の近くに有る。この別の傾斜運動５００によって、磁石１０２が発生する磁界１１２の図４に図示された変位と逆向きの別の変位が起こる。それに対応して、この別の傾斜運動５００を検知するために、第一のセンサ１２０は、前記の第一の磁界値と逆向きに変化する複数の別の第一の磁界値を検出する。第二のセンサ１２２は、前記の第二の磁界値と逆向きに変化する複数の別の第二の磁界値を検出する。
【００４５】
図３〜５の実施例に図示されたディスク３００は、単なる例として挙げられている。それに代わって、別の傾斜機器を使用するか、或いは変換部品３０２，３０４を磁石１０２と直に接続することができる。スイッチ装置１００は、操作者の更なる操作無しに図４及び５に図示された位置から図３に図示された静止位置に戻るように傾斜磁石１０２を動かすための復元機器、例えば、スプリング部品を備えることもできる。スイッチ装置が機械部品、例えば、前述したスナップディスクを備えるように実現されている場合、その機械部品は、静止位置に戻す相応の動きを引き起こすために使用することができる。
【００４６】
図３〜５の図面は、ここで述べた傾斜磁石１０２によるスイッチ装置１００の位置検出例を具体的に図示しており、図示された実施例では、傾斜磁石は、回転可能な形で軸支された棒磁石として構成されている。この傾斜磁石１０２は、傾斜運動１１６を実行するための第一の変換部品３０２によって第一の方向に回転されるとともに、別の傾斜運動５００を実施するための第二の変換部品３０４によって第二の方向に回転されるように、二つの変換部品３０２，３０４によって操作される。図３に図示された静止位置では、棒磁石１０２は、センサ１２０，１２２を保持する（図示されていない）回路基板に対して水平に配置されている。第一の磁界センサ１２０が磁石１０２の北極１０８に対して配置され、第二の磁界センサ１２２がその磁石の南極１１０に対して配置されている。第一の変換部品３０２が操作された場合、二つの磁界センサ１２０，１２２の磁界１１２が影響を受け、第二の変換部品３０４が操作された場合、二つの磁界センサ１２０，１２２の磁界１１２が、それぞれ逆向きの影響を受ける。
【００４７】
変換ユニットの変換部品３０２，３０４の操作の検知は、二つの磁界センサ１２０，１２２の磁界方向の変化によって検知され、その結果、外部からの外乱磁界の影響を検知又は排除することができる。磁界センサ１２０，１２２に関しては、主に、アナログホールセンサが使用される。「ダブル・ダイ」３Ｄセンサの使用も考えられ、その場合、外乱磁界の影響は全ての条件の下で検知されなくなる。
【００４８】
既に図２に基づき説明した通り、ここで述べた技術思想の実施例では、位置検出に追加して、例えば、機械的なクリック音と関連する、定義された開閉スイッチ点又は転換スイッチ点を学習することができる。この機械的なクリック音は、例えば、スナップディスクを用いて発生させることができる。その送り速度に基づき、例えば、スナップディスクが最大限付勢される時点（この時点で、ほぼゼロの速度が生じるので）と、例えば、スナップディスクがジャンプする時点（この時点で、速度が非常に大きくなるので）とを検知することができる。この転換スイッチ点は、例えば、そのような遷移領域内に正確に位置決めすることができ、触覚及びクリック音によって、機械的なボタンがシミュレーションされることとなる。
【００４９】
図６は、スイッチ装置の操作を検知する方法６００の実施例のフロー図を図示している。この方法６００は、前に説明したスイッチ装置の実施例の操作を検知するために実施することができる。
【００５０】
工程６０２では、スイッチ装置の第一のセンサにより検出される複数の第一の磁界値の中の一つの磁界値が所定の第一の操作値に対応し、スイッチ装置の第二のセンサにより検出される複数の第二の磁界値の中の一つの磁界値が所定の第二の操作値に対応する場合に、スイッチ操作を表す操作信号が提供される。工程６０４では、第一の磁界値の推移と第二の磁界値の推移又は第一の磁界値の変化速度の推移と第二の磁界値の変化速度の推移が決定される。これらの磁界値の推移又は変化速度の推移が所定の特徴を有する場合に、工程６０６で、複数の第一の磁界値の中の実際の第一の磁化位置と複数の第二の磁界値の中の実際の第二の磁化位置が検出される。この実際の磁界値の検出に基づき、工程６０８で、所定の第一の操作値がこの実際の第一の磁界値に変更され、所定の第二の操作値がこの実際の第二の磁界値に変更される。
【００５１】
ここで述べた図面に図示された実施例は、単なる例として挙げられている。異なる実施例は、完全に、或いは個々の特徴に関して互いに組み合わせることができる。一つの実施例は、別の実施例の特徴によって補完することもできる。更に、本発明による方法の工程は、別の順番でも、ここに記載された順番でも繰り返し実施することができる。
【００５２】
一つの実施例が第一の特徴と第二の特徴の間の「及び／又は」による結合から構成される場合、その実施例は、一つの実施構成では、第一の特徴と第二の特徴の両方を有し、別の実施構成では、第一の特徴だけ、或いは第二の特徴だけを有すると読み取ることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１００    スイッチ装置
１０２    磁石
１０４    変換機器
１０６    センサ機器
１０８    磁石の北極部分
１１０    磁石の南極部分
１１２    磁界
１１４    軸
１１６    傾斜運動
１１８    回路基板
１２０    第一のセンサ部品
１２２    第二のセンサ部品
１２４    対称軸
１２６    第一の磁界値
１２８    第二の磁界値
１３０    評価機器
１３２    操作信号
１３４    機械部品
２００    第一の磁界値の推移
２０２    実際の第一の磁界値
２０４    第二の磁界値の推移
２０６    実際の第二の磁界値
２０８    第一の磁界値範囲
２１０    第二の磁界値範囲
３００    ディスク
３０２    第一の変換部品
３０４    第二の変換部品
３０６    ディスク上の第一の位置
３０８    第一の操作部品
３１０    ディスク上の第二の位置
３１２    第二の操作部品
５００    別の傾斜運動
６００    スイッチ装置の操作を検知する方法
６０２    操作信号を提供する工程
６０４    変化速度の推移を決定する工程
６０６    実際の第一及び第二の磁界値を検出する工程
６０８    所定の操作値を実際の磁界値に変更する工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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