ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ УКАЗАТЕЛЕЙ ПОВОРОТА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к переключателю указателей поворота для транспортного средства.
Уровень техники
Переключатели указателей поворота предназначены для управления указателями поворота. В частности, в транспортных средствах с одним рулевым колесом такие переключатели выполнены в форме переключателей на рулевой колонке. Переключатели на рулевой колонке предназначены, в основном, для удобного и безопасного управления часто используемыми функциями транспортного средства. При этом речь идет об устройствах с по крайней мере одним рычагом и подключенным к нему переключателем. Нужная функция включается с помощью рычага управления.
Для обеспечения доступа переключатели в большинстве случаев располагаются рядом с водителем транспортного средства. При этом их предпочтительно размещают на рулевой колонке транспортного средства между приборной панелью и рулевым колесом. В таком положении переключатели указателей поворота часто комбинируют с другими переключателями, которые используются для управления стеклоочистителями или устройством контроля скорости транспортного средства (круиз-контролем).
При нейтральном положении переключателя указателей поворота его рычаг управления находится в исходном по существу горизонтальном положении. Кроме того, при необходимости рычаг управления может быть перемещен из исходного положения в по крайней мере одно из двух противоположных положений включения. При перемещении рычага управления в определенную сторону включается соответствующий указатель поворота. По достижении конечной точки хода рычаг управления стопорится в соответствующем положении. Для последующего отключения указателя поворота можно снять блокировку вручную или механически, повернув рулевое колесо.
Так как указатель поворота в большинстве случаев служит для обозначения предстоящего или выполняемого изменения направления движения, переключатели указателей поворота связаны с углом поворота рулевого колеса, благодаря чему возможен автоматический возврат рычага управления в исходное положение при выходе из поворота. Возврат производится механически. Для этого в рычаге управления имеется регулировочное кольцо, соединенное с рулевым колесом, в которое, по крайней мере частично, входит стопорное устройство. По достижении требуемого угла поворота для размыкания блокирующего соединения с регулировочным кольцом используется возврат рулевого колеса. После этого рычаг управления возвращается из включенного положения в исходное положение, а указатель поворота отключается.
При незначительных движениях рулевого колеса угол движения регулировочного кольца может быть недостаточен для высвобождения стопорного устройства из включенного положения.
В публикации патентной заявки DE 1002006052108 A1 от 17.07.2008 раскрыт переключатель указателей поворота с динамическим возвратом в исходное положение. Данное устройство может быть рассмотрено в качестве ближайшего аналога полезной модели. Известный переключатель указателей поворота содержит рычаг управления, который может перемещаться из исходного положения в два противоположных включенных положения. Кроме того, предусмотрено стопорное устройство со стопорным пальцем, входящим в углубление регулировочного кольца, в частности, в соответствующем включенном положении. Таким образом, переключатель указателей поворота управляется стандартным образом и связан с углом поворота рулевого колеса. Для обеспечения динамического возврата переключателя указателей поворота в исходное положение предложено дополнительное магнитное управление стопорным устройством. Для этого стопорный палец изготавливают из металла и помещают внутрь катушки. По истечении заданного периода времени с момента блокировки рычага управления через катушку временно подается электрический ток. Под действием возникающего магнитного поля стопорный палец втягивается, в результате чего высвобождается рычаг управления. После этого рычаг управления возвращается в исходное положение, а указатель поворота отключается.
Магнитное управление стопорным устройством позволяет вернуть рычаг управления в исходное положение вне зависимости от угла поворота рулевого колеса. Например, работающий без причины указатель поворота не будет раздражать других участников движения или же затруднять им управление их собственными транспортными средствами.
Новые разработки в области систем управления предусматривают использование динамического угла поворота рулевого колеса или управляемых колес, что позволяет улучшить управление транспортным средством. При этом угол поворота управляемых колес можно изменять независимо от угла поворота рулевого колеса. Другими словами, подобные системы управления предусматривают не только традиционную линейную передачу вращения рулевого колеса на управляемые колеса, но и динамически ее изменяют в зависимости от ситуации. Например, при парковке можно значительно увеличить угол поворота колес по отношению к вращению рулевого колеса, позволяя транспортному средству совершить маневр с минимальным рулевым усилием. Таким образом, можно осуществлять маневры при небольшом вращении руля, без необходимости многократного перехватывания. И наоборот, можно улучшить стабильность транспортного средства при движении на высокой скорости, преобразовывая лишь небольшую часть угла поворота рулевого колеса в поворот управляемых колес.
Так как в подобных конструкциях отсутствует линейная зависимость между углом поворота рулевого колеса и фактическим углом поворота управляемых колес, это оказывает непосредственное влияние на возврат переключателя указателей поворота в исходное положение. В связи с тем, что переключатель также механически связан с углом поворота, имеется потенциал для усовершенствований конструкции и принципа работы переключателя указателей поворота, в частности, с учетом будущих систем управления.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является возможность динамического возвращения переключателя в исходное положение независимо от динамически изменяющейся передачи между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес, а также простота и надежность конструкции.
Для достижения указанного эффекта предложен переключатель указателей поворота для транспортного средства, который содержит рычаг управления и стопорное устройство, приводящееся в действие при помощи магнита. Рычаг управления переключателем указателей поворота может перемещаться из исходного положения в по крайней мере в одно включенное положение. Стопорное устройство выполнено таким образом, чтобы при необходимости удерживать рычаг управления в соответствующем отклоненном включенном положении и высвобождать из включенного положения. При этом в соответствии с полезной моделью рычаг управления удерживается в отклоненном включенном положении при помощи магнита.
В отличие от известных из уровня техники переключателей указателей поворота в полезной модели не используется механическая блокировка. Механические блокирующие устройства переключателей указателей поворота, как правило, включают в себя регулировочное кольцо с запирающим кулачком и стопорным пальцем, соответствующим регулировочному кольцу. Для возврата рычага управления в исходное положение в зависимости от конструкции установочное кольцо либо, вращаясь, захватывает стопорный палец, либо блокирует его обратное движение при помощи углубления в регулировочном кольце.
Преимущество подобной конструкции заключается в том, что теперь блокировка рычага управления совершенно не зависит механически от угла поворота рулевого колеса. Таким образом, можно удерживать или высвобождать рычаг управления независимо от динамически изменяющейся передачи между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес. Таким образом, рычаг управления может быть освобожден из включенного положения даже в том случае, когда выполненное вращение рулевого колеса было бы недостаточным для переключателей указателей поворота, известных из уровня техники. И наоборот, рычаг управления может удерживаться в включенном положении даже тогда, когда выполненное вращение рулевого колеса уже выключило бы переключатели указателей поворота, известные из уровня техники.
Под отключением переключателя указателей поворота в данном случае понимают возврат рычага управления из заблокированного положения включения в исходное положение при одновременном отключении указателя поворота, до этого подававшего мигающий световой сигнал.
Магнитное удержание рычага управления во включенном положении позволяет реализовать различные варианты осуществления полезной модели.
Так, например, переключатель указателей поворота может удерживаться в отклоненном включенном положении с помощью магнитного поля, которое можно отключить, ослабить или отдалить от вызывающего магнитное поле материала. Другими словами, рычаг управления можно удерживать в отклоненном включенном положении, к примеру, при помощи электромагнита или постоянного магнита.
При использовании электромагнита его можно легко отключить, чтобы разблокировать рычаг управления и, тем самым, отключить переключатель указателей поворота. И наоборот, можно включить электромагнит при перемещении рычага управления из исходного положения во включенное положение. В качестве альтернативы можно держать электромагнит постоянно включенным и только временно отключать его для освобождения рычага управления из включенного положения.
Под включением или выключением электромагнита понимается временное создание при необходимости магнитного поля с помощью электромагнита.
При использовании постоянного магнита для высвобождения рычага управления магнит можно отклонить в сторону. В качестве альтернативы можно убрать его на такое расстояние, на котором магнитное поле постоянного магнита перестанет действовать на рычаг управления во включенном положении.
Для удержания рычага управления магнитному полю нужен притягиваемый магнитным полем ответный элемент. Например, постоянный магнит и указанный ответный элемент могут быть временно экранированы друг от друга с помощью временно помещаемого между ними разделителя таким образом, чтобы удерживающая сила магнитного поля снизилась настолько, чтобы произошло отключение переключателя указателей поворота. Разделитель может представлять собой клинообразную деталь, которая отделяет постоянный магнит от притягиваемого элемента на такое расстояние, на котором постоянный магнит и притягиваемый элемент прекратят взаимодействовать.
В особенно предпочтительном варианте осуществления полезной модели стопорное устройство может иметь постоянный магнит. Постоянный магнит предназначен для того, чтобы удерживать рычаг управления в отклоненном включенном положении. Таким образом, можно получить чрезвычайно простую конструкцию переключателя указателей поворота для удержания рычага управления во включенном положении, чтобы он механически не зависел от угла поворота рулевого колеса. Кроме того, обеспечивается простота ручного высвобождения рычага управления из включенного положения. Для этого нужно всего лишь преодолеть магнитную силу поля постоянного магнита. Так как рычаг управления перемещается вокруг оси, имеется соответствующее плечо рычага для разблокировки рычага управления без особых усилий. В то же время можно задать такую магнитную силу постоянного магнита, чтобы надежно удерживать рычаг управления во включенном положении при легких касаниях и, в частности, при тряске транспортного средства.
В качестве развития основного принципа полезной модели в стопорном устройстве может быть предусмотрен по крайней мере один соленоид. При использовании электромагнита преимущества постоянного магнита сочетаются с механически независимой разблокировкой рычага управления. Например, рычаг управления можно спровоцировать, выключив электромагнит, удерживающий рычаг управления в отклоненном включенном положении, вследствие чего выключится и переключатель указателей поворота. В связи с этим следует отметить чрезвычайную простоту и надежность конструкции такого переключателя указателей поворота. Кроме того, механически независимый принцип действия обеспечивает эксплуатацию переключателя указателей поворота без необходимости в техническом обслуживании при незначительном износе рычага управления, подвергающегося сильным нагрузкам в течение срока эксплуатации.
В качестве еще одного развития основного принципа полезной модели может быть использовано сочетание электромагнита и постоянного магнита. Так, например, электромагнит может иметь металлический сердечник. В этой связи предусмотрено, что постоянный магнит может взаимодействовать с металлическим сердечником. Таким образом, необходимая сила для удержания рычага управления в отклоненном включенном положении может создаваться постоянным магнитным полем постоянного магнита, воздействующего на сердечник электромагнита.
Для этого постоянный магнит и электромагнит, в частности, сердечник электромагнита, должны так отстоять друг от друга в исходном положении рычага управления, чтобы между ними не возникало достаточной удерживающей силы. При перемещении рычага управления сердечник электромагнита и постоянный магнит будут сближаться. При сближении сердечника электромагнита и постоянного магнита действие магнитного поля между ними будет возрастать. В конечном положении хода рычага управления удерживающая сила становится настолько высокой, что удерживает рычаг управления во включенном положении. В качестве альтернативы сближению сердечника электромагнита и постоянного магнита до определенного расстояния, сердечник электромагнита и постоянный магнит, конечно, также могут соприкасаться друг с другом в конечном положении рычага управления.
Комбинированное расположение постоянного магнита и электромагнита с сердечником обладает такими преимуществами, как, например, увеличение силы, удерживающей рычаг управления в конечном положении. Так, постоянный магнит создает магнитное поле с определенной удерживающей силой. При включении электромагнита создается дополнительное магнитное поле. При этом включенное магнитное поле может быть ориентировано таким образом, чтобы усиливать силу притяжения между постоянным магнитом и электромагнитом.
Кроме того, допустимо использование постоянного магнита как средства для включения геркона. Например, геркон может использоваться для включения электромагнита. Соответственно, при этом магнитное поле постоянного магнита не используется для удержания рычага управления во включенном положении, или же используется в первую очередь не для этого, а для включения удерживающего магнитного поля, создаваемого электромагнитом.
Электромагнит предпочтительно может иметь сердечник из ферромагнитного материала. Ферромагнитные материалы отличаются способностью к мгновенному намагничиванию. Кроме того, ферромагнитный сердечник притягивается как к северному, так и к южному магнитному полюсу, что является особенно предпочтительным с учетом использования постоянного магнита. Постоянные магниты имеют по крайней мере один северный и южный магнитный полюс. Соответственно, при создании сердечника из ферромагнитного материала его расположение не будет иметь значения, так как необходимое притяжение ферромагнитного сердечника будет присутствовать в любом случае.
Кроме того, сердечник из ферромагнитного материала можно использовать его как соленоид, в частности, как удерживающий магнит, если его окружить катушкой из токопроводящего материала. При этом сердечник выступает в качестве центральной части, усиливая и направляя создаваемое катушкой магнитное поле. В качестве ферромагнитного материала предпочтительно использовать железо.
В контексте полезной модели особенно целесообразно расположение постоянного магнита на рычаге управления. По крайней мере один электромагнит, в частности, его сердечник, напротив, размещают на расстоянии от постоянного магнита. При отклонении рычага управления расположенный на нем постоянный магнит сближается с сердечником электромагнита. Благодаря такому расположению можно получить простую конструкцию рычага управления, так как его всего лишь нужно объединить с не требующим обслуживания постоянным магнитом. В этом отношении отпадает необходимость в проводке для проводников, предназначенных для подачи электрического тока на электромагнит. В частности, в отличие от известных решений, где отклонение рычага происходит настолько далеко, насколько это возможно без возникновения сопротивления, расположение постоянного магнита на рычаге управления имеет преимущество. Помимо этого, проводники не подвергаются постоянной механической нагрузке изгибом или растяжением, как это могло иметь место в случае расположения электромагнита на рычаге управления.
В качестве развития основного принципа полезной модели могут быть предусмотрены два электромагнита. Основная идея заключается в том, что в переключателе указателей поворота, как правило, имеются по крайней мере два положения рычага управления, в которых он блокируется. При использовании двух электромагнитов постоянный магнит предпочтительно расположен между ними. При этом постоянный магнит должен быть расположен таким образом, чтобы в по крайней мере двух преимущественно противоположных включенных положениях сближаться с одним из электромагнитов.
Под исходным положением предпочтительно понимают нейтральное положение, при этом рычаг управления может перемещаться в два противоположные включенные положения или поворачиваться между ними. Таким образом, постоянный магнит может быть предпочтительно расположен на участке рычага управления, благодаря чему при перемещении рычага управления постоянный магнит приближается к одному электромагниту, в то же время удаляясь от другого.
В качестве особенно полезного развития основного принципа полезной модели электромагнит можно использовать для создания магнитного поля, ориентированного противоположно постоянному магнитному полю постоянного магнита. Таким образом, создаваемое электромагнитом магнитное поле можно использовать не для удержания рычага управления во включенном положении, а, напротив, для высвобождения его из включенного положения.
Преимущество такого подхода основано на использовании постоянного магнита для удержания рычага управления во включенном положении, при этом для высвобождения рычага управления включается электромагнит. В частности, в сочетании с использованием двух электромагнитов и постоянного магнита, располагающегося между ними на рычаге управления, создается чрезвычайно эффективная система переключателя указателей поворота в соответствии с полезной моделью. При этом соответствующий сердечник электромагнитов предпочтительно использовать таким образом, чтобы за счет удерживающей силы постоянного магнита, действующей на электромагниты, удерживать рычага управления в одном из отклоненных включенных положений.
Независимо от угла поворота рулевого колеса, рычаг управления может быть высвобожден из включенного положения включением по крайней мере одного соответствующего электромагнита. При этом рычаг управления может быть, например, нагружен усилием пружины, чтобы после разблокировки он возвращался в исходное положение под действием силы натяжения пружины. С помощью подходящего устройства управления может быть обеспечена возможность динамического возврата рычага управления в исходное положение, независимо от угла поворота рулевого колеса.
Представленный выше переключатель указателей поворота позволяет соответствующим образом осуществлять динамический возврат рычага управления в исходное положение, несмотря на динамически изменяющуюся передачу между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес. За счет последующего отказа от использования в настоящем магнитном стопорном устройстве деталей, находящихся в механическом контакте друг с другом, происходит полное отделение возврата рычага управления в исходное положение от вращения рулевого колеса транспортного средства. В частности, сочетание двух электромагнитов и постоянного магнита, расположенного между ними на рычаге управления, позволяет создать простую конструкцию, обеспечивающую длительную эксплуатацию без технического обслуживания.
В данном случае была создана простая возможность высвобождения рычага управления из включенного положения, для чего необходимо лишь временно подать электрический ток на соответствующий электромагнит. Благодаря отсутствию механических связей переключатель указателей поворота в соответствии с полезной моделью использует для динамического возврата рычага управления небольшое число деталей.
С помощью технически разумного сочетания отдельных или нескольких признаков или действий, описанных выше, можно создать и другие варианты осуществления переключателя указателей поворота или способа его эксплуатации. Прочие отличительные особенности полезной модели станут понятны после ознакомления с нижеследующим описанием фигур чертежей.
Краткое описание чертежей
Ниже настоящее изобретение будет подробно рассмотрено на примере вариантов осуществления, представленных на чертежах. На фигурах показано следующее:
Фиг. 1 схема переключателя указателей поворота в соответствии с полезной моделью.
Осуществление полезной модели
На Фиг. 1 схематически представлена конструкция переключателя 1 указателей поворота в соответствии с полезной моделью. Переключатель 1 указателей поворота предназначен для использования в транспортном средстве, в частности, в автомобиле. При таком расположении он предназначен для включения указателя поворота, не представленного на рисунке.
Как видно на Фиг. 1, переключатель 1 указателей поворота имеет рычаг управления 2 и стопорное устройство 3. Рычаг управления 2 соединен с опорной пластиной 5 переключателя 1 указателей поворота через конструктивную ось 4. При таком расположении рычаг управления 2 может перемещаться в секторе 6 вокруг оси 4, при этом он может переходить из первого конечного положения 7 во второе конечное положение 8.
В первом конечном положении 7 рычаг управления 2 находится в левом включенном положении L, которое можно выбрать для обозначения указателем поворота (не показан) изменения направления движения в левую сторону. На Фиг. 1 показано исходное положение O рычага управления 2, в котором рычаг управления 2 расположен точно между первым конечным положением 7 и вторым конечным положением 8. Во втором конечном положении 8, расположенном с противоположной стороны от первого конечного положения 7, рычаг управления 2 находится в правом включенном положении R. Правое положение включения R можно выбрать для обозначения указателем поворота (не показан) выполняемого или планируемого изменения направления движения в правую сторону.
Для блокировки рычага управления 2 в одном из включенных положений, в стопорном устройстве 3 предусмотрено два электромагнита 9, 10, расположенных на опорной пластине 5 переключателя 1 указателей поворота. При этом электромагниты 9,10 размещены на опорной пластине 5 таким образом, чтобы участок 11 рычага управления 2 находился между двумя ними. На участке 11 рычага управления 2 в положении между электромагнитами 9, 10 расположен постоянный магнит 12, который взаимодействует с электромагнитами 9, 10. В частности, во включенных положениях L, R рычага управления 2постоянный магнит 12 приближается к одному из электромагнитов 9, 10 или соприкасается с ним, по крайней мере частично.
На Фиг. 1 показано, что первый электромагнит 9 расположен в нижней части опорной пластины 5 так, что постоянный магнит 12 приближается к нему в правом включенном положении R рычага управления 2. И наоборот, второй электромагнит 10 расположен в верхней части опорной пластины 5, так что постоянный магнит 12 приближается к нему в левом включенном положении L рычага управления 2. При этом у постоянного магнита 12 имеется северный магнитный полюс N и южный магнитный полюс S, при этом южный магнитный полюс S обращен к первому электромагниту 9, а северный полюс N - ко второму электромагниту 10.
Электромагниты 9, 10 имеют сердечники 13, 14 и катушки 15, 16, расположенные вокруг сердечников 13, 14 в форме обмотки. В данном случае сердечники 13, 14 выполнены из ферромагнитного материала, чтобы они могли мгновенно намагничиваться под воздействием идущего по катушкам 15, 16 электрического тока. Для этого катушки 15, 16 соединены с блоком управления 18 с помощью электрических проводников 17 в форме кабелей.
Для динамического возврата рычага управления 2 переключателя 1 указателей поворота, в соответствии с полезной моделью рычаг управления 2 должен сначала отклониться из исходного положения O в одно из положений включения L, R. В соответствующем включенном положении L, R участок 11 рычага управления 2 с постоянным магнитом 12 приближается к одному из электромагнитов 9, 10 настолько, что постоянное магнитное поле постоянного магнита 12 создает удерживающую силу, воздействующую на сердечник 13 или 14 соответствующего электромагнита 9 или 10. После этого рычаг управления 2 остается в соответствующем включенном положении L или R, так как его удерживает постоянный магнит 12.
Для высвобождения рычага управления 2 из положения включения L, R блок управления 18 подает по проводам 17 электрический ток на электромагнит 9 или 10. При этом создается временное магнитное поле, противоположное магнитному полю постоянного магнита 12 и отталкивающее северный магнитный полюс N или южный магнитный полюс S постоянного магнита 12. В результате временное магнитное поле преодолевает удерживающую силу между постоянным магнитом 12 и соответствующим сердечником 13 или 14 и отталкивает постоянный магнит 12. При этом рычаг управления 2 отклоняется обратно вокруг оси 4, возвращаясь в исходное положение O.
Включение или отключение соответствующих электромагнитов 9, 10 происходит по команде блока управления 18. Соответствующий сигнал может зависеть от скорости транспортного средства, исходного положения управляемых колес, а также от времени, прошедшего с момента перемещения рычага управления 2 во включенное положение L или R.
Перечень ссылочных позиций
1 - Переключатель указателей поворота
2 - Рычаг управления для поз. 1
3 - Стопорное устройство для поз. 1
4 - Ось для поз. 5
5 - Опорная пластина для поз. 1
6 - Сектор поворота для поз. 2
7 - Первое конечное положение для поз. 2
8 - Второе конечное положение для поз. 2
9 - Первый электромагнит на поз. 5
10 - Второй электромагнит на поз. 5
11 - Участок для поз. 2
12 - Постоянный магнит на поз. 2
13 - Сердечник для поз. 9
14 - Сердечник для поз. 10
15 - Катушка для поз. 9
16 - Катушка для поз. 10
17 - Провода между поз. 15, 16 и 18
18 - Блок управления