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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung,
um einen Zündschalterstatus
bereitzustellen.
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Es
sind zahlreiche Vorrichtungen entwickelt und/oder verwendet worden,
um ein Mittel zur Erleichterung der Startsequenz eines Kraftfahrzeuges zu
schaffen. Unglücklicherweise
hat sich zusätzlich ein
wachsender Bedarf nach Diebstahlschutzvorrichtungen entwickelt,
die in das Steuersystem von Kraftfahrzeugen integriert werden.
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Jedoch
hat sich insbesondere deshalb, da technologische Fortschritte die
Betriebssysteme von Kraftfahrzeugen komplexer gemacht haben, auch
ein wachsender Bedarf nach einfachen Alternativen entwickelt, die
eine gesteigerte Leistungsfähigkeit
zulassen, während
gleichzeitig kostengünstigere
Alternativen vorgesehen werden.
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Zusätzlich kann
insbesondere deshalb, da technologische Verbesserungen in elektronische Vorrichtungen
integriert werden und mehr und mehr Vorrichtungen von einer einzelnen
Komponente abhängig
werden, der Ausfall einer einzelnen Komponente einen Kaskadeneffekt
zur Folge haben, der ein gesamtes System deaktivieren kann. Daher
werden redundante Wege verwendet, um Systeme unbeeinflußt von einem
Komponentenausfall zu betreiben. Jedoch sind derartige Redundanzen
kostenintensiv.
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Demgemäß besteht
ein Bedarf nach einer Zündschaltererfassungseinrichtung,
die eine detaillierte Information entsprechend der relativen Stellung eines
Schlüssels
bereitstellt, wenn sich dieser in einem Zündzylinder befindet. Überdies
besteht auch ein Bedarf nach einer Vorrichtung, die eine derartige Information
mit Mitteln vorsieht, die Konstruktionsredundanzen vorsehen und
auch ökonomisch
sind.
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Zusätzlich besteht
auch ein Bedarf nach einer Integration eines Diebstahlschutzmechanismus, der
wirksam in die Erfassungsvorrichtung integriert werden kann.
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Die
EP 0 943 508 A1 beschreibt
eine Vorrichtung und ein Verfahren nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
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Die
DE 296 12 135 U1 ,
die
DE 37 26 774 C2 , die
EP 0 838 378 A1 und
die
EP 0 733 526 A1 beschreiben
einen Zündschaltsensor
mit einer Vielzahl von Kontakten, die im intermittierenden Kontakt
mit einem bewegbaren Kontakt stehen und eine Vielzahl von Ausgangsignalen,
die von dem Zündschaltsensor
erzeugt werden.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung
und Verfahren zur Erfassung einer Zündschalterstellung und/oder eines
Zündschalterstatus
vorzusehen, wobei ökonomische,
redundante Wege bereitgestellt werden.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
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Bei
einer beispielhaften Ausführungsform empfängt ein
Leistungsmodusmodul (Modul für
Leistungsmodus) eine Vielzahl von Eingangssignalen von einer Kombination
von Schaltungen und verwendet eine Zustandstabelle, um die Stellung
eines Zündschalters
zu bestimmen.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
bestimmt das Leistungsmodusmodul auch, in welchem Leistungsmodus
sich ein Fahrzeug befindet.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
ist ein Zündschaltersensor
mit einem Diebstahlschutzwiderstand ausgerüstet, der zerbrochen wird,
wenn eine unberechtigte Entfernung des Zündschalters erfolgt, und demgemäß verhindert
wird, daß der
Motor des Fahrzeugs gestartet werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun nur beispielhaft unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Zündsensors
ist, der gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist;
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2 eine
schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist;
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3 eine
schematische Ansicht einer anderen alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine
schematische Ansicht einer weiteren anderen alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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5 und 6 Zustandstabellen
sind, die den Leistungsmodus und die Zündschlüsselstellung angeben;
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7 eine
Draufsicht auf ein Kontaktmuster eines Zündschalters ist;
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8 eine
Draufsicht auf ein alternatives Kontaktmuster eines Zündschalters
ist;
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9 eine
perspektivische Ansicht eines alternativen Kontaktschaltermusters
ist; und
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10 ein
Schnitt entlang der Linie 10-10 von 9 ist.
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In 1 sind
ein diskreter logischer Zündschaltersensor 10 und
seine Verbindung mit einem Leistungsmodusmodul 12 gezeigt.
Der Zündschal tersensor 10 ist,
wie in 1 gezeigt ist, für einen an einer Lenksäule befestigten
Zündschalter
konfiguriert. Der diskrete logische Zündschaltersensor 10 umfaßt ein Schaltkontaktmuster 14.
Das Schaltkontaktmuster 14 weist eine Vielzahl von Kontakten 16 auf,
die derart positioniert sind, um einen Zündschalterstatus gemäß der Stellung
eines sich bewegenden Kontaktes 18 zu bilden. Der sich
bewegende Kontakt 18 und das Schalterkontaktmuster 14 sind
derart ausgebildet, daß der
Kontakt 18 einen intermittierenden Kontakt mit Kontakt 16 herstellt,
wenn die Stellung des Kontaktes 18 gemäß der Bewegung eines Zündschalters
(nicht gezeigt) geändert
wird.
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Die
Kontakte 16 besitzen eine integrierte Toleranz, die angibt,
wie der Kontakt 18 einen Kontakt herstellen muß, damit
der Schaltkreis geschlossen wird.
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Der
Zündschaltersensor 10 stellt
drei Ausgangssignale bereit, die mit A, B und C bezeichnet sind
und der Zündschalterstellung
und/oder dem Zündschalterstatus
entsprechen. Selbstverständlich ist
es möglich,
daß der
Sensor 10 so ausgebildet sein kann, daß er kleinere oder größere Mengen
an Ausgängen
aufweisen kann. Wie in 1 gezeigt ist, stellt ein Ausgangssignal
A einen Aus-/Lauf-/Anlaßstatus
(Off/Run/Crank Status) des Zündschalters
bereit. Ausgang B betrifft eine Zubehörstellung (Accessory Position)
und Ausgang C betrifft eine Lauf-/Anlaßstellung (Run/Crank Position).
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Die
Ausgangssignale A, B und C werden als Eingangssignale in das Leistungsmodusmodul 12 aufgenommen.
Bei einer beispielhaften Ausfüh rungsform
ist das Leistungsmodusmodul 12 ein an einem Fahrzeug befestigtes
elektronisches Gehäusemodul.
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Zusätzlich werden
die Ausgangssignale B und C auch als Eingangssignale in einem Lauf-/Anlaßrelais 20 bzw.
einem Motorsteuermodul 22 aufgenommen.
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Demgemäß vervollständigt die
Positionierung des sich bewegenden Kontaktes 18 relativ
zu der Vielzahl von Kontakten 16 einen Schaltkreis, wobei
Information an das Steuermodul 12 und andere Komponenten
eines Systems übertragen
werden kann, in dem der Zündschaltersensor 10 angebracht worden
ist.
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Das
Leistungsmodusmodul (PMM) ist für eine
Bestimmung und Übertragung
des Systemleistungsmodus durch Verarbeitung von Zündschaltersignalzuständen, Überwachung
von Zuständen
von Zeitgebern und Verarbeitung anderer diskreter Eingangssignale
verantwortlich.
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Das
Zündsystem 10 ist
auch mit einer Aktivierungsverzögerung
(Wakeup Delay) ausgerüstet. Wenn
das PMM oder ein anderes Modul dem Bus eine Aktivierungsnachricht
sendet, sendet das PMM die Leistungsmodusnachricht solange nicht,
bis die Aktivierungsverzögerung
abgelaufen ist. Wenn das PMM den Bus aktiviert, beginnt diese Verzögerung, wenn
die Busaktivierungsnachricht übertragen
ist. Wenn das PMM von dem Bus aktiviert wird, beginnt diese Verzögerung,
wenn das PMM den Übergang von
einer Busdeaktivierung zu einer Busaktivierung detektiert.
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Drei
Signale (A, B und C) von dem Zündsensor
(Aus/Lauf/Anlaß,
Zubehör
und Lauf/Anlaß),
die Batteriespannung, der Türstatus
und der Motorlaufflagstatus werden von dem PMM überwacht, um den vorliegenden
Leistungsmodus zu bestimmen. Alle Signale werden entprellt, bevor
eine Anforderung den tatsächlichen
Systemleistungsmodus bestimmen kann.
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Alle
Zündschaltersignale
(Aus/Lauf/Anlaß, Zubehör und Lauf/Anlaß) werden
von dem PMM zur Bestimmung des Systemleistungsmodus verarbeitet und
direkt von dem Zündschalter
an das PMM geleitet. Alle Zündschaltersignale
werden aufeinanderfolgend in einem spezifischen Zustand für die Dauer
der Zündsignalentprellzeit
abgetastet, bevor alle Signale von dem PMM als gültig (entprellt) betrachtet
werden. Da alle Zündschalterkontakte
dieselben Prellcharakteristiken aufweisen, werden alle diskreten
Zündsignaleingangssignale
zu dem PMM mit denselben Filterzeiten entprellt.
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Bei
einer beispielhaften Ausführungsform soll
das PMM alle Zündsignaleingänge nur
dann lesen, wenn die Batteriespannung zwischen 6 Volt und 26,5 Volt
liegt. Dies verhindert ungültige
Eingangsablesungen während
niedriger Spannungen, die während
des Anlassens des Fahrzeugs auftreten. Selbstverständlich kann
das PMM dazu ausgebildet sein, Zündsignaleingänge für andere
Batteriespannungen zu lesen.
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Bei
der Ausführungsform
von 1 basieren die Zündschaltersignalzustände von
Ausgang A (Aus/Lauf/Anlaß)
auf einem verhältnismäßigen Vergleich
mit der Batteriespannung, die durch die Leistungsmodus-Haupteinheit gemessen
wird.
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Der
Schalterkontaktabschnitt 14 weist Drehungsgrade auf, die
der Drehung eines Zündschalters
in dem Zündzylinder
entsprechen.
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In 2 ist
eine Alternative der vorliegenden Erfindung gezeigt. Hierbei ist
der Zündschaltersensor 10 derart
ausgebildet, daß er
einen Diebstahlschutzwiderstand 24 aufweist. Ein Mechanismus
(nicht gezeigt) ist dazu ausgebildet, um den Diebstahlschutzwiderstand 24 zu
trennen und zu zerstören,
wenn der Zündschalter
oder der Zündschlüsselzylinder
unrichtig von seinem Ort entfernt wird.
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Demgemäß ist der
Diebstahlschutzwiderstand in den Schaltermechanismus integriert.
Daher erfolgt, wenn der Diebstahlwiderstand zerbrochen wird, keine
Ablesung des Diebstahlwiderstandswertes und daher erfolgt keine
Freigabe zum Start des Fahrzeugs.
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Wenn
beispielsweise versucht wird, das Fahrzeug zu stehlen und der Zündzylinder
von der Lenksäule
und/oder dem Armaturenbrett entfernt wird, wird der Diebstahlschutzwiderstand
zerbrochen.
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Wenn
beispielsweise der Zylinder durch einen Druck- oder Zugprozeß oder -versuch
zur Entfernung des Zylinders entfernt wird, ohne daß ein gültiger Zündschlüssel vorhanden
ist, ist ein Mechanismus vorhanden, der den Diebstahlwiderstand
zerbricht.
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Da
der Diebstahlschutzwiderstand direkt in den Schalter integriert
ist, ermöglicht
dies erhebliche Kosteneinsparungen im Vergleich zu vorherigen Systemen,
die einen separaten Sensor aufweisen, mit dem ein Diebstahlschutzsignal
erzeugt wird.
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Zusätzlich wird
ein zusätzlicher
Ausgang D durch das Leistungsmodusmodul 12 vorgesehen. Der
Ausgang D entspricht einer Spannungsreferenz für die Schalterzustandsbestimmung.
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In 3 ist
eine andere alternative Ausführungsform
gezeigt. Hierbei ist ein Zündschaltersensor 10 für einen
in einer Instrumententafel befestigten Zündschalter gezeigt. Die Komponententeile
der Ausführungsform
von 3 sind ähnlich
denjenigen, die in 1 gezeigt ist, jedoch sind die
Drehungsgrade unterschiedlich. Allgemein sind infolge ergonomischer
Gründe
weniger Drehungsgrade für
einen an einer Instrumententafel befestigten Zündschalter erforderlich.
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In 4 ist
eine andere alternative Ausführungsform
gezeigt. Hierbei ist ein Zündschaltersensor 10 mit
einem Diebstahlschutzwiderstand 24 gezeigt. Die Komponententeile
der Ausführungsform von 4 sind ähnlich denjenigen
in 2, wobei jedoch die Drehungsgrade verschieden
sind, wie oben beschrieben wurde.
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In
den 5 und 6 sind die Zustandstabellen
für den
Ausgang des Zündschaltersensors 10 gezeigt.
Die Zustandstabellen sind in dem Speicher des Leistungsmodusmoduls 12 enthalten.
Selbstverständlich
sind andere Implementierungen der logischen Bestimmung möglich.
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Demgemäß werden
drei oder mehr Schaltungseingänge
von dem Leistungsmodusmodul aufgenommen, das eine Kombination dieser
Schaltungen untersucht, um zu bestimmen, in welcher Stellung sich
der Schlüssel
befindet.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Anmeldung ist, daß im Gegensatz zu einer einzelnen
Schaltung zur Bestimmung der Schlüsselstellung eine Kombination von
Schaltungen vorgesehen ist. Die Kombination von Schaltungen ermöglicht eine
Konstruktionsredundanz, wobei, wenn eine der Schaltungen ausfällt, das
Leistungsmodusmodul immer noch die Schlüsselstellung durch Verwendung
der Zustandstabelle bestimmen kann.
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Das
Steuermodul weist einen oder mehrere analoge und diskrete Eingänge auf,
an denen es drei oder vier verschiedene Signale abliest und diese
Eingänge
auf Grundlage von Spannungspegeln untersucht und bestimmt, welche
Zündschlüsselstellung vorliegt,
und basierend auf dieser Bestimmung eines oder mehrere Relais einschaltet,
um den Rest des Fahrzeugs in den Leistungsmodus zu versetzen. Das PMM
führt eine
verhältnismäßige Ablesung
der Eingänge
aus.
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Das
Steuermodul weist auch die Möglichkeit zum
Aussenden einer Nachricht aus seriellen Daten auf, um anzugeben,
in welchem Leistungsmodus sich das Fahrzeug befindet.
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Zusätzlich wird
das Zubehörausgangssignal des
Sensors 14 auch in ein Leistungssteuermodul oder ein Motorsteuermodul 22 eingegeben.
Das Lauf-/Anlaßausgangssignal
des Sensors 14 wird auch in ein Lauf-/Anlaßrelais 24 eingegeben.
Das Motorsteuermodul und das Lauf-/Anlaßrelais erlauben, daß der Motor
und/oder das Kraftfahrzeugzubehör
in dem Falle eines Ausfalls in dem Leistungsmodusmodul 12 betrieben
werden können.
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Der
Motorlauf-Flag gibt an, daß der
Motor läuft,
und zwar in der Form von seriellen Daten von dem Antriebsstrangsteuermodul,
um anzugeben, ob dieser läuft
oder nicht.
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Demgemäß besteht
eine hohe Zuverlässigkeit
und geringe Komplexität
im Vergleich zu anderen Zündschalterimplementierungen.
Die gesamte Einheit ist kostengünstiger
als frühere
Systeme, da sie weniger Kontakte und weniger Schaltungen aufweist.
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Das
gesamte Paket ist in dem Zündzylindergehäuse angeordnet,
wobei der Schlüsseleinsetzschalter,
der Diebstahlwiderstand und die Zündschaltungen integriert sind,
um die Anzahl von Schaltungen und die Packungsgröße zu verringern. Dies hat auch
Einfluß auf
die Kosten und die Zuverlässigkeit.
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Demgemäß besteht
eine erhöhte
Zuverlässigkeit
infolge der Tatsache, daß weniger
Kontakte und Schaltungen, weniger bewegbare Teile und zudem Software-
und Hardwareredundanzen vorhanden sind. Zusätzlich verringert die Verwendung
einer logischen Zustandstabelle für den Zündschalter die Empfindlichkeit
des Sensors gegenüber
Kontaktpositionierung/-toleranzen.
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In 7 ist
eine mögliche
Konfiguration von Kontakten 16 und bewegbarem Kontakt 18 gezeigt. Hierbei
umfaßt
der bewegbare Kontakt 18 eine Vielzahl von Kontaktabschnitten 30,
die einen intermittierenden Kontakt mit den Kontakten 16 herstellen, wenn
der Kontakt 18 in der durch den Pfeil 32 gezeigten
Richtung gedreht wird. Der bewegbare Kontakt 18 kann mit
dem Sensor einstückig
ausgebildet sein oder kann ein Komponententeil eines Zündzylinders eines
Kraftfahrzeuges sein.
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In 8 ist
eine alternative Ausführungsform der
Ausführungsform
von 7 gezeigt. Hierbei ist die Gestaltung des bewegbaren
Kontaktes 18 geändert,
um eine Vielzahl von Kontaktarmen 30 zu bilden, von denen
jeder im wesentlichen eine ähnliche Größe und Länge aufweist
und die das Gegenstück für eine Vielzahl
von Kontakten 16 darstellt, die in einer kreisförmigen Ausgestaltung
um den bewegbaren Kontakt 18 angeordnet sind.
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In
den 9 und 10 ist eine noch weitere Alternative
zu der Ausführungsform
von 7 gezeigt. Hierbei umfaßt der Zündschalter einen Innenzylinder 32.
Der Innenzylinder 32 ist für eine Drehung in einem Außenzylinder 34 konfiguriert,
bemessen und positioniert.
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Der
Innenzylinder 32 weist einen Kontaktarm 36 auf,
der an der Außenfläche des
Innenzylinders 32 befestigt ist. Der Kontaktarm 36 ist
mit einem Ende fest an dem Innenzylinder 32 befestigt und
mit dem anderen Ende an dem bewegbaren Kontakt 18 befestigt.
Zusätzlich
ist ein Kontaktarm vorgesehen, um eine Vorspannung allgemein in
der Richtung von Pfeil 38 zu bilden.
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Das
Schalterschaltungsmuster 14 ist entlang der Innenfläche des
Außenzylinders 34 positioniert. Demgemäß und insbesondere,
da der Innenzylinder 32 in der Richtung von Pfeil 40 gedreht
wird, stellt der bewegbare Kontakt 18 einen Kontakt mit
Kontakt 16 her; wenn jedoch, wie durch die gestrichelte
Linie in 4 gezeigt ist, der bewegbare
Kontakt den Unter brechungsabschnitt der Kontakte 16 erreicht,
besteht kein Kontakt mehr zwischen dem bewegbaren Kontakt 18 und
dem Kontakt 16, und demgemäß wird diese Information an
das Steuermodul 12 geliefert.
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Bei
einer noch weiteren Alternative kann der bewegbare Kontakt 18 durch
einen Halleffektsensor oder einen potentiometerischen Sensor ersetzt
oder ergänzt
werden.
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Es
ist ein Zündschaltersensor
vorgesehen, der eine Vielzahl von Kontakten aufweist, die an einem
Sensor angeordnet sind, um einen intermittierenden Kontakt mit einem
bewegbaren Kontakt herzustellen und eine erste Vielzahl von Ausgängen entsprechend
der Stellung des bewegbaren Kontaktes relativ zu der Vielzahl von
Kontakten zu erzeugen. Ein Leistungsmodul empfängt die erste Vielzahl von Ausgängen und
vergleicht die Ausgänge
mit Daten, die in dem Speicher des Moduls gespeichert sind, und
liefert eine zweite Vielzahl von Ausgängen gemäß des Wertes der ersten Vielzahl
von Ausgängen.