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Die
Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zum Ein- bzw. Ausschalten
eines Verbrauchers, insbesondere eines Motors od. dgl. in einem
Fahrzeug, und/oder zur Ent- bzw. Verriegelung eines funktionswesentlichen
Bauteils eines Fahrzeuges, mit einem Gehäuse, einem Betätigungselement,
einem Schaltelement und einem Display, wobei das Display an dem
Betätigungselement angeordnet ist, das Schaltelement durch
das Betätigungselement bedienbar ist, mittels des Schaltelements
wenigstens ein Schaltsignal für eine Steuereinheit erzeugbar
ist.
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In
der
DE 101 64 558
A1 ist ein Zündschalter beschrieben, der zum Starten
oder Abschalten eines Fahrzeugmotors dient. Der Zündschalter
ist in der Nähe einer Lenksäule angeordnet und
weist einen, in einem Gehäuse angeordneten, beweglichen
Körper auf. Darüber hinaus ist in dem Zündschalter
ein Schaltkör per integriert, der den beweglichen Körper beweglich
hält und zum Detektieren einer Verschiebung des beweglichen
Körpers dient. Des Weiteren befindet sich ein Anzeigemittel
zum Anzeigen eines Zustandes des Fahrzeuges in der Nähe
des beweglichen Körpers. Bei solcherart Zündschaltern
berührt der Fahrer mit seinem Finger den beweglichen Körper
und verschiebt diesen, wodurch der Schaltkörper den Motor
startet oder abschaltet. Als nachteilig hat es sich bei solcherart
von Zündschaltern erwiesen, dass diese nur eine geringe
Bedienerfreundlichkeit aufweisen und durch äußere
Umwelteinflüsse leicht in ihrer Funktion gestört
werden können.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltvorrichtung zum
Ein- bzw. Ausschalten eines Verbrauchers zu schaffen, bei der die
genannten Nachteile vermieden werden, insbesondere eine preiswerte
und kompakte Schaltvorrichtung zum Ein- bzw. Ausschalten eines Verbrauchers
bereitzustellen, die eine leichte und benutzerfreundliche Bedienung
sicherstellt.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird eine Schaltvorrichtung zum Ein-
bzw. Ausschalten eines Verbrauchers mit den Merkmalen des Anspruches
1 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen
sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.
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Es
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Betätigungselement,
das Schaltelement und das Display derart zu einem Sensorbildschirm
zusammengefasst sind, dass eine Berührung des Sensorbildschirms
das Schaltsignal auslöst.
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Grundlage
der Erfindung ist es somit, dass die mechanischen Teile des Betätigungselementes und
des Schaltelementes sowie das Display in einen Sensorbildschirm
zusammengeführt werden. Der beanspruchte Sensorbildschirm
kann sowohl eine Information darstellen, als auch eine Berührung
detektieren. Somit ist es möglich, die genannten Elemente und
das Display funktional in einem Sensorbildschirm zusammenzufassen.
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In
einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung ist es vorgesehen, dass das Betätigungselement
eine Oberfläche des Sensorbildschirmes formt, sodass die
Berührung der Oberfläche des Sensorbildschirmes
das Schaltsignal auslöst. Der Sensorbildschirm als solcher
weist eine Mehrschichtstruktur auf. Basis des Sensorbildschirms
ist das Display. Dieses kann bevorzugt mittels einer LCD- oder Plasmatechnologie betrieben
werden und zur Darstellung von Informationen oder Daten dienen.
Auf die einem Benutzer zugewandte Oberfläche des Displays
ist das Betätigungselement aufgebracht. Berührt
der Benutzer das Betätigungselement – also eine
Schicht, welche die Oberfläche des Displays abdeckt – so
wird das Schaltsignal ausgelöst. Erfindungsgemäß kann
das Betätigungselement ausschließlich als eine
Art Transportmittel ausgebildet sein, welches die Berührung
an das Schaltelement übermittelt. Bei dieser Art von Ausgestaltung
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Schaltelement folienartig
ausgeformt ist und auf dem Display aufliegt. Dadurch ergibt sich eine
mehrschichtartige Struktur, die auf dem Display aufgebaut ist und
in der Gesamtheit den Sensorbildschirm formt. Bevorzugt ist dabei
das Schaltelement zwischen dem ebenfalls folienartig ausgeformten
Betätigungselement und dem Display angeordnet. Diese Art
von Aufbau ermöglicht es dem Betätigungselement
eine Berührung an das Schaltelement weiterzuleiten, welches
das eigentliche Schaltsignal auslöst.
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In
einer bevorzugten Ausbildung des beschriebenen Ausführungsbeispieles
ist mittels des Schaltelementes nicht nur das Schaltsignal auslösbar,
sondern auch ein Ort der Berührung des Sensorbildschirmes
bestimmbar. Solcherart Ortsbestimmung lässt sich durch
verschiedenartige Technologien ermöglichen, auf die noch
eingegangen werden soll. Mittels der Bestimmung des Ortes der Berührung
des Sensorbildschirmes lassen sich eine Mehrzahl von Anweisungen über
die Oberfläche des Sensorbildschirmes an die Schaltvorrichtung
weiterleiten. Insbesondere ist es einem Benutzer der erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung möglich, zwischen Alternativen einer
Einstellung des Motors oder des funktionswesentlichen Bauteiles
zu wählen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Sensorbildschirm
wenigstens eine der folgenden Technologien zur Umsetzung einer Berührungsempfindlichkeit
verwendet: eine kapazitive Technologie, ein widerstandgesteuerte
Technologie (4-Draht, 5-Draht oder 8-Draht), eine Infrarot-Technologie,
eine Oberflächenwellen-Technologien (SAW; Surface Acoustic
Wave) oder ein vibrationsbasierte Technologie (DST; Dispersive Signal Technologie).
Jede der aufgeführten Technologien ermöglicht
es durch ein kurzes Berühren des Sensorbildschirmes einen
Befehl bzw. ein Schaltsignal auszulösen. Je nach Anwendungsort
und Umwelteinflüssen, denen der Sensorbildschirm ausgesetzt
ist, hat es sich als vorteilhaft erweisen eine der beschriebenen
Technologien anzuwenden. So ist die Grundlage der kapazitiven Technologie
eine einheitliche, leitfähige Beschichtung auf einer Glasscheibe.
Mittels Elektroden, die um die Glasscheibe herum angebracht sind,
wird ein gleichmäßig über die gesamte
leitfähige Beschichtung verteiltes elektrisches Feld erzeugt. Bei
einer Berührung fließt ein Strom innerhalb dieses elektrischen
Feldes, aus dessen Stärke ein Rechner den Ort der Berührung
berechnen kann. Solcherart Sensorbildschirme haben sich insbesondere
als kratz- und abriebfest erwiesen und sind auch durch verschüttete
Flüssigkeiten, Verunreinigungen oder Reinigungslösungen
nicht zu beeinträchtigen. Widerstandgesteuerte Technologien
für Sensorbildschirme beruhen auf der Benutzung zumindest
zweier leitfähiger Schichten, die mit einer konstanten
Gleichspannung angesteuert werden. Als Schichtmaterial kann beispielsweise
Indiumzinnoxid (ITO) verwendet werden, da dieses sowohl leitfähig
als auch optisch transparent ist. Zwischen den beiden leitfähigen Schichten
befinden sich Abstandhalter um eine räumliche Trennung
zu garantieren. Berührt nun ein Benutzer den Sensorbildschirm
an einer bestimmten Stelle, so berühren sich dort auch
die zwei Schichten, wodurch ein elektrischer Kontakt entsteht. Über
eine Messung des Widerstandes dieses Kontaktes ist einer Bestimmung
des Ortes der Berührung auf dem Sensorbildschirm möglich.
Die Infrarottechnologie basiert auf der Unterbrechung eines vor
dem Display erzeugten Infrarotlichtrasters. Ein so ausgestalteter Sensorbildschirm
weist eine Reihe von Infrarotdioden (LEDs) und Fototransistoren
auf, die jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten angebracht
sind, um ein Raster aus für das menschliche Auge nicht sichtbaren
IR-Licht zu erzeugen. Solcherart Sensorbildschirme finden bevorzugt
Anwendung im Außenbereich und bei rauen Umgebungsbedingungen. Oberflächenwellen-Sensorbildschirme
verfügen über eine Glasscheibe auf welcher sich
eine Ultraschallwelle fortbewegt. Diese Welle wird mit Hilfe von
piezoelektrischen Transducern erzeugt bzw. empfangen. Berührt
nun ein Benutzer den Sensorbildschirm, wird ein Teil der wandernden
Wellenenergie absorbiert. Dieser Energieverlust ist messbar und
damit eine Position der Berührung auf der Oberfläche
bestimmbar. Bildschirme, die die Oberflächenwellentechnologie
verwenden, weisen eine hervorragenden Optik auf und bieten sich
deshalb insbesondere für Anwendungen im Fahrzeuginneren
an.
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Eine
alternative Ausführungsvariante der Schaltvorrichtung ist
dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Sensorbildschirm ein Zustand
des Fahrzeuges anzeigbar ist. Moderne Kraftfahrzeuge weisen viele
Sensoren und Aktuatoren auf, welche individuell einstellbar sind.
Um die Benutzerfreundlichkeit des Fahrzeuges zu erhöhen
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn auf dem Sensorbildschirm
der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung die Einstellungen der
einzelnen Sensoren und Aktuatoren des Kraftfahrzeuges angezeigt
werden, sodass eine einfache und eingängige Darstellung
aller wichtigen Einstellungen möglich ist. Zudem ist auf
dem Sensorbildschirm eine Start- und/oder Stoppbereitschaft des Motors
anzeigbar. Moderne Fahrzeugmotoren sind oftmals sehr leise, weshalb
nicht immer durch einen Geräuschpegel direkt erkennbar
ist ob der Motor läuft. Eine entsprechende Anzeige durch
die Startvorrichtung erlaubt einem Passagier im Kraftfahrzeug somit
eine optische Kontrolle, ob der Motor läuft oder nicht.
Dadurch wird verhindert, dass ein Startvorgang für den
Motor ein zweites Mal ausgelöst wird, was zu einer Beschädigung
eines Motoranlassers führen könnte.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Sensorbildschirm über
ein Bussystem mit wenigstens einer Informationsquelle verbunden,
wobei das Bussystem zum uni- und/oder bidirektionalen Austausch
mindestens einer Information zwischen dem Sensorbildschirm und der
Informationsquelle dient. Folglich können von der Informationsquelle,
wie etwa einem Sensor und Aktuator, Informationen an den Sensorbildschirm über
das Bussystem gesandt werden. Bei diesen Informationen kann es sich
um Einstellungen der Aktuatoren oder Messwerte der Sensoren handeln.
In einer vorteilhaften Variante dieser Ausführungsform
können die Informationen dann auf dem Sensorbildschirm
angezeigt werden, um eine visuelle Darstellung zu erzielen. Um die
Information zu übermitteln, hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, wenn das Bussystem eine serielle oder eine parallele Architektur
aufweist. Eine parallele Architektur bezeichnet dabei eine digitale Übertragung
bei der mehrere Bits gleichzeitig – also parallel – übertragen
werden. Im Gegensatz dazu wird bei der seriellen Datenübertragung
die Information bitweise hintereinander über das Datenübertragungsmedium übertragen.
Vorteilhafterweise weist das Bussystem eine der folgenden parallelen
Architekturen auf: ATA (Advanced Technology Attachment), GPIB (General
Purpose Interface Bus) oder HIPPI (High Performance Parallel Interface).
Soll eine serielle Systemarchitektur Verwendung finden hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, eine der folgenden Architekturen zu benutzen:
ACCESS.bus, ASI-Bus, ByteFlight, Controller Area Network (CAN),
Europäischer Installationsbus (EIB), ISYGLT (Innovativ
SYstem für die GebäudeLeitTechnik), KNX, Local
Control Network (LCN), FlexRay, Universal Serial Bus (USB), FireWire,
eSATA (External Serial ATA), Profibus, MOST-Bus, Time-Triggered Protocol
(TTP), LIN-Bus, ControlNet, INTERBUS, MIL-Bus, SafetyBUS p oder
Spacewire.
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Das
erfindungsgemäße Sensordisplay ermöglicht
nicht nur die Anzeige einer Information. Vielmehr ist durch eine
Berührung der Oberfläche des Sensorbildschirmes
das Schaltsignal und/oder ein Steuersignal auslösbar. Darüber
hinaus ist es dem Sensorbildschirm möglich den Ort der
Berührung durch den Benutzer zu bestimmen. Somit kann in
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ein Anzeigebereich des
Sensorbildschirms in verschiedene Felder unterteilt sein, auf denen
jeweils unterschiedliche Informationen angezeigt werden. Ist die
Eingabe eines Steuersignals durch den Benutzer vonnöten,
so reicht die Berührung der Oberfläche des Sensorbildschirmes
innerhalb des abgegrenzten Feldes um ein entsprechendes Steuersignal
auszulösen. Vorteilhafterweise kann es sich bei der Informationsquelle
um mindestens eine der folgenden handeln: ein GPS-System, ein Radio,
ein Handy, eine Heizung, insbesondere eine Standheizung, ein Einparksystem,
ein Fahrzeug oder ein Motormanagement-System. Jeder dieser Informationsquellen könnte
ein Symbol und/oder Piktogramm zugeordnet sein, welches auf dem
Sensorbildschirm dargestellt wird. Möchte ein Benutzer
individuelle Einstellungen einer dieser Informationsquellen ändern,
reicht es aus, das entsprechende Symbol/Piktogramm zu berühren.
Eine in der Schaltvorrichtung integrierte Elektronik kann so aktiviert
werden und mittels des Bussystems mit der Informationsquelle Kontakt
aufnehmen. Durch eine bidirektionale Abfrage der Informationsquelle
ist es weiterhin möglich ein Benutzermenü auf
dem Sensorbildschirm darzustellen, an welchem der Benutzer seine
individuellen Vorlieben für die Informationsquelle einstellen
kann. So ist es zum Beispiel denkbar, die Temperatur der Klimaanlage auf
dem Sensorbildschirm anzuzeigen, sodass ein Benutzer einfach und
schnell entsprechende Änderungen vornehmen kann. Dazu bedarf
es nur der Berührung der Oberfläche des Sensorbildschirmes,
um so wenigstens eine Anweisung bezüglich der Temperatur
zu übermitteln.
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Der
erfindungsgemäße Sensorbildschirm ermöglicht
eine visuelle Darstellung der von den Informationsquellen erzeugten
Informationen. Zur weiteren Steigerung der Benutzerfreundlichkeit
kann an der Schaltvorrichtung ein Lautsprecher angebracht sein.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen wenn dieser Lautsprecher
an dem Sensorbildschirm angeordnet ist, wodurch eine einfache Übertragung der
Informationen der Informationsquellen an den Benutzer möglich
ist. In einer weiteren Ausführungsvariante ist der Lautsprecher
ein Biegewellenwandler. Solcherart Lautsprecher nutzen die Biegeschwingung
einer Oberfläche um Schall zu erzeugen. Deshalb ist es
in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante möglich,
dass der Biegewellenwandler die Oberfläche des Sensorbildschirms
bedeckt. Dabei besteht der Biegewellenwandler aus einem optisch
transparenten Material, welches steif genug ist um Biegewellen aufzunehmen.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Biegewellenwandler und das
Betätigungselement und/oder der Sensorbildschirm einstückig
ausgebildet sind. Dabei würde der Sensorbildschirm folglich
nicht nur zur Darstellung, zur Bestimmung des Ortes der Berührung,
sondern auch zur Emittierung von Schallwellen dienen. Folglich würde der
gesamte Bildschirm durch Biegeschwingungen zur Vibration angeregt.
Solch eine Art von Schaltvorrichtung hätte den Vorteil,
dass mittels des Lautsprechers die Informationen an den Benutzer übermittelbar
sind. Beispielsweise könnten so Verkehrsinformationen zeitnah
und schnell angesagt werden. Dazu könnte die Schaltvorrichtung über
das Bussystem mit einem Mobiltelefon Kontakt aufnehmen, welches
sich in eine Verkehrszentrale einwählt und entsprechende
Verkehrsinformationen abruft. Diese Informationen könnten
dann dem Fahrer über den Biegewellenwandler angesagt und
gleichzeitig auf dem Sensorbildschirm Ausweichrouten angezeigt werden.
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Wird
die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einem
Kraftfahrzeug benutzt, so können unterschiedliche Beleuchtungszustände,
etwa bei einer Einfahrt in einen Tunnel oder in der Nacht, auftreten. Um
bei diesen unterschiedlichen Zuständen die auf den Sensorbildschirm
angezeigten Informationen weiterhin gut leserlich darzustellen hat
es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Hintergrundbeleuchtung entsprechend
den äußeren Bedingungen anzupassen. Eine vorteilhafte
Variante dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus,
dass die Schaltvorrichtung ein Sensorelement aufweist, insbesondere eine
Fotodiode, die derart am Gehäuse angeordnet ist, dass das
Sensorelement einem Lichteinfall auf die Schaltvorrichtung misst
und ein Intensitätssignal erzeugt, welches proportional
zu dem Lichteinfall ist. Fährt nun ein Fahrzeug mit der
erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einen Tunnel
hinein, so registriert die Fotodiode den reduzierten Lichteinfall
und generiert folglich ein abgeschwächtes Intensitätssignal.
Je nach Größe der Abschwächung des Intensitätssignals
kann die Hintergrundbeleuchtung des Sensorbildschirmes angesteuert
werden, um so die Beleuchtung des Sensorbildschirmes zu aktivieren oder
anzupassen.
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Die
erfindungsgemäße Schaltvorrichtung kann – aufgrund
der platzsparenden Ausgestaltung – auch im oder am Lenkrad
selbst, insbesondere im Bereich eines Emblems oder im Bereich von
Prall- oder Griffflächen angeordnet werden. Von dieser Schaltvorrichtung
geht nur ein oder mehrere elektrische Leiter aus, so dass eine einfach
Verkabelung selbst im Lenkrad möglich ist. Somit muss die
erfindungsgemäße Schaltvorrichtung nicht versteckt
und kaum zugänglich, wie z. B. ein mechanisches Lenkradschloss
angeordnet werden. Es ist sogar denkbar, die Schaltvorrichtung am
Schalthebel, an einer Mittelkonsole, an einer Multifunktionsbedieneinheit
am Armaturenbrett, an einer Innenverkleidung der Türen,
am Dachhimmel, am Innenrückfahrspiegel oder links bzw.
rechts vom Lenkrad im Fahrzeug anzuordnen. Damit kann der Bedienungskomfort
beim Starten des Motors oder dergleichen deutlich erhöht
werden, da die ergonomischen Belange des Fahrers berücksichtigt
werden können.
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Die
vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf ein Sicherheitssystem zur
schlüssellosen Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Anlage
oder eines Gerätes, insbesondere eines Lenkradschlosses
(was als ein funktionswesentliches Bauteil in einem Fahrzeug angesehen
wird) oder eines Motors in einem Fahrzeug gerichtet. Dieses Sicherheitssystem
ist mit einer Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 14 und einem mobilen ID-Geber ausgestattet, wobei zwischen
der Schaltvorrichtung und dem ID-Geber eine Datenübertragung
stattfinden kann. Zusätzlich ist in dem Sicherheitssystem
eine Steuereinheit vorgesehen, die zumindest die Datenübertragung
zwischen der Schaltvorrichtung und dem mobilen ID-Geber steuert.
Bei diesem Sicherheitssystem muss sich der Fahrer bzw. Bediener
des Fahrzeuges nicht aktiv identifizieren, um eine Freischaltung
oder Aktivierung des Systems zu bewirken. Allein durch die Betätigung
der Schaltvorrichtung, insbesondere des Bedienungselements wird
der Identifizierungsvorgang automatisch gestartet, wobei die Datenübertragung dazu
genutzt wird, das codierte Weck- bzw. Aktivierungssignal von der
Schaltvorrichtung auf den ID-Geber zu übertragen. Nachdem
der mobile ID-Geber dieses Wecksignal empfangen und überprüft
hat, sendet er den eigentlichen Identifizierungscode an das Sicherheitssystem
zurück. Dieses kann einerseits auch über die Datenübertragung
stattfinden oder über eine zusätzliche Empfangseinheit,
die per Funk die Identifikationsdaten von dem mobilen ID-Geber empfängt
und diese an die Steuereinheit weiter leitet. Die Steuereinheit
vergleicht dann die Identifikationsdaten mit den vorgegebenen Identifikationsdaten
und nimmt dann bei einer positiven Identifikation eine entsprechende
Steuerung der einzelnen Verbraucher oder Geräte vor, je
nach dem, welche Schaltstellung oder welches Schaltsignal der Schaltvorrichtung
vorliegt. Somit kann beispielsweise das elektrische Lenkradschloss
entriegelt werden und das Motormanagement-System freigeschaltet
werden, um den Motor in einem Fahrzeug zu starten.
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Ebenfalls
kann der mobile ID-Geber zum schlüssellosen Zugang eines
absperrbaren Bereiches, insbesondere eines Fahrgastinnenraumes dienen,
in dem der ID-Geber auch in das Zugangskontrollsystem des Fahrzeuges
eingebunden ist. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit kann
zusätzlich eine Elektrode beispielsweise im Fahrersitz
eines Fahrzeuges vorgesehen sein, die ebenfalls mit der Steuereinheit
verbunden ist, wobei die Elektrode zur Datenübertragung
zum mobilen ID-Geber dient. Hierdurch ist es möglich, dass
ein Starten eines Verbrauchers im Fahrzeug nur dann möglich
ist, wenn der Bediener, der den mobilen ID-Geber bei sich trägt, auch
tatsächlich auf dem Fahrersitz Platz genommen hat. Durch
diese Maßnahme kann ein unbeabsichtigtes Starten des Motors
verhindert werden.
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Weitere
Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen.
In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
Schaltvorrichtung aus dem Stand der Technik,
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2 eine
erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit einem Sensorbildschirm,
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3 eine
schematische Schnittzeichnung durch den Sensorbildschirm,
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4 eine
Berührung des Sensorbildschirms,
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5 die
Schaltvorrichtung und ein Bussystem und
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6 eine
Frontansicht der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung.
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1 zeigt
eine Schaltvorrichtung 10' aus dem Stand der Technik. Diese
Schaltvorrichtung 10' dient zum Ein- bzw. Ausschalten eines
Verbrauchers, insbesondere eines Motors in einem Fahrzeug. Dazu weist
die Schaltvorrichtung 10' ein Gehäuse 20,
ein Betätigungselement 30, ein Schaltelement 40 und ein
Display 50 auf. Um den Motor eines Fahrzeuges zu starten
schiebt ein Benutzer das Betätigungselement 30 der
dargestellten Schaltvorrichtung 10' in das Gehäuse
ein, wie es der Bewegungspfeil 31 verdeutlichen soll. Durch
diese Bewegung 31 wird das Schaltelement 40 ausgelöst
und erzeugt ein Steuersignal 17 für eine Steuereinheit 15.
Diese Steuereinheit 15 kann wiederum mit einem Anlasser
für den Motor oder einer Zentralverrieglung eines Kraftfahrzeuges
verbunden sein. Innerhalb des Gehäuses 20 – hier
nur schematisch angedeutet – sind weiterhin Kraftspeicher 21 integriert,
welche nach einer Betätigung der Schaltvorrichtung 10 für
eine Rückstellung des Betätigungselements 30 sorgen.
Zur Information eines Benutzers weist die Schaltvorrichtung 10' weiterhin
das Display 50 auf, welches auf dem Betätigungselement 30 angeordnet
ist und mit einer weiteren Steuereinheit 15' verbunden
ist.
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Um
die Bedienerfreundlichkeit der Schaltvorrichtung zu erhöhen,
insbesondere deren Empfindlichkeit gegenüber äußeren
Einflüssen zu reduzieren, sind in der erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung 10, welche 2 schematisch
darstellt, das Betätigungselement 30, das Schaltelement 40 und
das Display 50 derart zu einem Sensorbildschirm 60 zusammengefasst,
dass eine Berührung des Sensorbildschirms 60 das
Schaltsignal 17 auslöst. Folglich weist die Schaltvorrichtung 10 keine
mechanischen Einheiten mehr auf. Vielmehr ist das Gehäuse 20 nur noch
Träger des Sensorbildschirmes 60, welcher alle Eigenschaften
aus dem Stand der Technik in sich vereint.
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Den
Aufbau des Sensorbildschirmes 60 verdeutlicht die 3.
Basis des Sensorbildschirmes 60 ist das Display 50.
Auf diesem Display 50 können insbesondere Informationen
von Informationsquellen angezeigt werden. Bei diesen Informationsquellen kann
es sich beispielsweise um ein GPS-System, ein Radio, ein Handy,
eine Heizung, ein Einparksystem und/oder ein Fahrzeug- oder ein
Motormanagement-System handeln. Das Display 50 ist insbesondere
nach einem LCD- oder Plasmaverfahren zu betreiben. Oberhalb des
Displays 50 ist das folienartig ausgeformte Schaltelement 40 angeordnet.
Bei dem Schaltelement 40 kann es sich beispielsweise um zwei
parallele Schichten eines elektrisch leitenden und optisch transparenten
Materials handeln, welche beabstandet angeordnet sind. Eine Berührung
des Sensorbildschirms 60 führt zu einem Kontakt
der beiden Folien, dessen elektrischer Widerstand vermessen werden
kann. So ist eine Bestimmung eines Ortes der Berührung
möglich. Als Schutz bzw. als Träger der Berührung
ist der Sensorbildschirm 60 abgeschlossen durch das Betätigungselement 30,
welches ebenfalls folienartig ausgeformt ist und eine Oberfläche 61 des
Sensorbildschirmes 60 formt.
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Eine
Berührung 62 des Sensorbildschirmes 60 ist
in 4 dargestellt. Wie zu erkennen ist berührt
eine Hand die Oberfläche 61 des erfindungsgemäßen
Sensorbildschirmes 60 und drückt das Betätigungselement 30 ein.
Dadurch wird im Schaltelement 40 ein Schaltsignal 17 für
die Steuereinheit 15 ausgelöst. Unbeeinflusst
davon zeigt das Display 50 weiterhin Informationen an.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Sensorbildschirmes 60 können
auf dem Display 50 Symbole und/oder Informationen angezeigt
werden. Jedem der angezeigten Symbole ist eine Funktion eines Gerätes
zugeordnet. Beispielsweise kann auf dem Display 50 eine
kleine Heizung als zugeordnetes Symbol zur Klimaanlage dargestellt
werden. Möchte der Benutzer die Einstellung der Klimaanlage ändern,
so bedarf es nur einer Berührung 62 der Oberfläche 61 des
Sensorbildschirmes 60. Dadurch, dass das Schaltelement 40 eine
ortsauflösende Eigenschaft aufweist lässt sich
bestimmen, an welchem Ort die Berührung 62 des
Sensorbildschirmes 60 stattfand. Wurde beispielsweise der
Sensorbildschirm 60 im Bereich des Symbols für
die Klimaanlage berührt, so kann ein entsprechendes Menü aufgerufen
werden, welches in der Steuereinheit 15 oder 15' hinterlegt
ist. Mithilfe dieses Steuermenüs lässt sich dann
die Klimaanlage leicht und einfach einstellen.
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Um
eine Kommunikation zwischen der Schaltvorrichtung 10 und/oder
dem Sensorbildschirm 60 mit den Informationsquellen 80 zu
ermöglichen können beide an ein Bussystem 70 angeschlossen sein,
was auch 5 verdeutlicht. Dabei ermöglicht das
Bussystem 70 einen uni- und/oder bidirektionalen Austausch
mindestens einer Information 81 zwischen dem Sensorbildschirm 60 und
der Informationsquelle 80. Bei dem Bussystem 70 kann
es sich um ein leitungsgebundenes oder um ein funkwellenbasiertes
Bussystem handeln.
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Im
Gehäuse 20 der dargestellten Schaltvorrichtung 10 ist
weiterhin eine Rechnereinheit 16 integriert. Dabei kann
es sich um einen Mikrocontroller, FPGA (Field programmable gate
array) oder einen Digital Signal Processor (DSP) handeln. Solcherart Rechnereinheiten 16 können
zur Steuerung sowohl des Sensorbildschirmes 60 als auch
zur Kommunikation mit dem Bussystem 70 dienen. Darüber
hinaus können in der Rechnereinheit 16 auch Grafikkarten oder
sonstige elektronische Einheiten zur Steuerung des Displays 50 integriert
sein.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der Oberfläche 61 des
Sensorbildschirmes 60 ein Lautsprecher 86 aufgebracht.
Auch dieser Lautsprecher 86 ist mit der Rechnereinheit 16 verbunden.
Der Lautsprecher 86 kann insbesondere dazu dienen, Informationen 81 der
Informationsquelle 80 akustisch darzustellen. Als vorteilhaft
hat es sich herausgestellt, wenn der Lautsprecher 86 nicht
etwa in einem Bereich des Gehäuses 20, sondern
auf dem Sensorbildschirm 60 aufgebracht ist. Um dieses
sicherzustellen, kann es sich bei dem Lautsprecher 86 um
einen Biegewellenwandler handeln. Ein Biegewellenwandler erzeugt
Schall durch Schwingung seiner vollständigen Oberfläche.
Insbesondere kann der Biegewellenwandler aus einem optisch transparenten
Material aufgebaut sein und so die Aufsicht auf den Sensorbildschirm 60 nicht
stören. Weiterhin ist es möglich, den Sensorbildschirm 60 selber
als Träger der Biegewellen auszugestalten. Folglich müsste der
Sensorbildschirm 60 an seinen Außenseiten mit Schwingungselementen
versehen werden, die den gesamten Sensorbildschirm 60 in
Schwingung versetzen.
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Teil
des Displays 50 ist eine nicht eingezeichnete Hintergrundbeleuchtung.
Diese dient dazu, etwaige auf dem Display 50 dargestellte
Symbole zu beleuchten, sodass sie für einen Benutzer sichtbar sind.
Um die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung zu steuern, kann die
Schaltvorrichtung 10 über ein Sensorelement 85 verfügen,
welches in der Nähe des Gehäuses 20 angeordnet
ist. Das Sensorelement 85 kann einen Lichteinfall auf die
Schaltvorrichtung 10 messen und ein Intensitätssignal
erzeugen, welches von der Rechnereinheit 16 bzw. dem Sensorbildschirm 60 verarbeitet
wird und zu einer Anpassung der Intensität der Hintergrundbeleuchtung
führt. Bei dem Sensorelement 85 kann es sich insbesondere
um eine Fotodiode handeln, die in einem Innenraum des Kraftfahrzeuges
angeordnet ist und die Innenraumbeleuchtung steuert. Dieses Sensorelement 85 kann
dann über das Bussystem 70 mit der Schaltvorrichtung 10 kommunizieren
und so für eine Anpassung der Hintergrundbeleuchtung sorgen.
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In 6 ist
eine Aufsicht auf eine Vorderseite der erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung 10 dargestellt. Das kranzförmige
Gehäuse 20 umschließt den Sensorbildschirm 60.
Auf dem Sensorbildschirm 60 ist zum einen die Information 81 der
Informationsquelle 80 dargestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um die aktuelle Temperatur der Klimaanlage. Darüber
hinaus sind eine Start- und/oder Stoppbereitschaft 82, 82' des
Motors des Kraftfahrzeuges angezeigt. In dem Ausführungsbeispiel
ist angenommen, dass der Motor läuft. Folglich kann durch
die Schaltvorrichtung 10 nur ein Stoppsignal 82' übersandt
werden. Um dieses Faktum optisch zu bestätigen, ist die
Stoppbereitschaft 82' auf dem dargestellten Sensorbildschirm 60 farblich
hinterlegt. Folglich ist einem Benutzer klar, dass ein Berühren 62 des
Sensorbildschirmes 60 im Bereich des Begriffs „Start" 82 zu
keiner Reaktion führt. Nur ein Berühren 62 des
Sensorbildsschirms 60 im Bereich des Begriffs „Stopp" 82' führt
zu einer entsprechenden Reaktion. Möchte der Benutzer hingegen
die Klimaanlage verstellen bedarf es nur eines Berührens 62 des
Sensorbildschirmes 60 im Bereich der Information 81.
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- 10,
10'
- Schaltvorrichtung
- 15,
15'
- Steuereinheit
- 16
- Rechnereinheit
- 17
- Schaltsignal
- 20
- Gehäuse
- 21
- Kraftspeicher
- 30
- Betätigungselement
- 31
- Bewegung
des Betätigungselementes
- 40
- Schaltelement
- 50
- Display
- 60
- Sensorbildschirm
- 61
- Oberfläche
des Sensorbildschirms
- 62
- Berührung
des Sensorbildschirms
- 70
- Bussystem
- 80
- Informationsquelle
- 81
- Information
- 82,
82'
- Start-
und/oder Stoppbereitschaft
- 85
- Sensorelement
- 86
- Lautsprecher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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