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Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung eingerichtet zur Generierung von Steuersignalen und aufweisend ein Bedienteil sowie einen Träger mit einer Ruheposition, in der das Bedienteil in einem Ruhemodus angeordnet ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Bedienvorrichtung.
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Kraftfahrzeuge neuerer Generation weisen häufig ein zentrales Steuersystem oder zentrales Informations- und Unterhaltungssystem auf, über welches ein Bediener, beispielsweise ein Fahrzeugführer, Einstellungen vornehmen und Funktionen abrufen kann. Dabei sind dann typischerweise die meisten steuerbaren oder einstellbaren Systeme oder Funktionseinheiten eines Kraftfahrzeuges über ein solches zentrales Steuersystem steuerbar, wodurch es einem Bediener ermöglicht wird, über ein einziges Bediensystem oder Interface auf nahezu alle Funktionen des Kraftfahrzeuges zuzugreifen. Eine solche zentrale Steuereinheit weist dabei üblicherweise als Bediensystem einen Bildschirm sowie eine Bedienvorrichtung auf, mit deren Hilfe ein Bediener Eingaben tätigen kann, auf Basis derer dann verschiedene Systeme des Kraftfahrzeugs angesteuert werden.
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Das hierbei üblicherweise genutzte Bedienungskonzept ähnelt dabei dem Konzept, welches auch bei Computern, Smartphones oder ähnlichen Geräten genutzt wird. D. h., dass dem Bediener über den Bildschirm eine Art Menü vorgegeben wird oder eine Art Browser zur Verfügung gestellt wird. Über die Bedienvorrichtung kann ein Bediener daraufhin Eingaben tätigen und beispielsweise Menüpunkte auswählen. Auf diese Weise lassen sich dann Funktionen aufrufen und/oder Einstellungen vornehmen. Über ein solches zentrales Steuersystem erfolgt je nach Ausführungsvariante zum Beispiel die Nutzung eines Navigationssystems, die Einstellung von Fahrprogrammen oder Fahrwerkskomponenten, die Nutzung von Unterhaltungssystemen, beispielsweise zu Musikwiedergabe, und/oder die Nutzung oder Einstellung eine Klimaanlage.
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Einige Bedienvorrichtungen für solche zentralen Steuersysteme weisen einen sogenannten Dreh-Drück-Steller oder einen sogenannten Dreh-Drück-Schiebe-Steller auf, bei dem durch ein Drehen, ein Drücken und/oder ein Verschieben ein Steuersignal generiert wird. Ein solcher Dreh-Drück-Steller, auch Drehknopf oder Drehschalter genannt, oder Dreh-Drück-Schiebe-Steller ist beispielsweise in der
DE 100 42 028 B4 , in der
DE 10 2009 037 401 A1 und in der
DE 10 2011 108 214 A1 beschrieben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bedienvorrichtung und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bzw. welches vorteilhaft ausgebildet ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die im Hinblick auf die Bedienvorrichtung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Kraftfahrzeug übertragbar und umgekehrt.
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Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung ist dabei insbesondere für ein Kraftfahrzeug ausgebildet und ist dementsprechend bevorzugt in einem Kraftfahrzeug verbaut. Sie ist eingerichtet zur Generierung von Steuersignalen und bildet typischerweise eine Art Eingabegerät aus, welches insbesondere Teil eines eingangs beschriebenen zentralen Steuersystems oder eines vergleichbaren Multimediasystems ist.
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Mit Hilfe eines solchen zentralen Steuersystems bzw. Multimediasystems lassen sich dann zweckdienlicherweise im entsprechenden Kraftfahrzeug Einstellungen vornehmen und/oder Funktionen abrufen. Dabei sind dann typischerweise die meisten steuerbaren oder einstellbaren Systeme oder Funktionseinheiten des entsprechenden Kraftfahrzeuges über das zentrale Steuersystem bzw. Multimediasystem steuerbar, wodurch es einem Bediener ermöglicht wird, über ein einziges Bediensystem oder Interface auf nahezu alle Funktionen des Kraftfahrzeuges zuzugreifen und/oder Einstellungen vornehmen. Über ein solches zentrales Steuersystem bzw. Multimediasystem erfolgt je nach Ausführungsvariante zum Beispiel die Nutzung eines Navigationssystems, die Einstellung von Fahrprogrammen oder Fahrwerkskomponenten, die Nutzung von Unterhaltungssystemen, beispielsweise zu Musikwiedergabe, und/oder die Nutzung oder Einstellung eine Klimaanlage. Das heißt, dass die mittels der Bedienvorrichtung generierten Steuersignale bevorzugt genutzt werden, um mit dem entsprechenden Kraftfahrzeug zu interagieren und Systeme des Kraftfahrzeuges zu steuern, wie Navigation, Radio, TV, Internet-Anbindung, Fahrwerkseinstellungen, Fahrer-Assistenz-Systeme, Sitzeinstellzungen, Klimaanlage usw..
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Dabei weist die Bedienvorrichtung ein Bedienteil auf sowie einen Träger, wobei mit dem Träger eine Ruheposition für das Bedienteil vorgegeben wird, in der das Bedienteil in einem Ruhemodus angeordnet ist. Weiter weist die Bedienvorrichtung einen Magnetfeldgenerator auf und ist eingerichtet, das Bedienteil für einen Bedienmodus magnetisch aus seiner Ruheposition in eine Nulllage zu überführen, wobei durch ein Drehen des Bedienteils um seine Nulllage, durch ein herausdrücken und/oder durch ein Verschieben des Bedienteils aus seiner Nulllage heraus ein Steuersignal generiert wird.
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Hierbei sind die Ruheposition und die Nulllage räumlich voneinander getrennt und dementsprechend wird das Bedienteil mithilfe eines Magnetfeldes oder mithilfe von Magnetfeldern umpositioniert, wenn die Bedienvorrichtung vom Ruhemodus in den Bedienmodus oder vom Bedienmodus in den Ruhemodus wechselt.
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Durch eine derartige Ausgestaltung der Bedienvorrichtung ergeben sich verschiedene Vorteile. So lässt sich zum Beispiel das Bedienteil quasi aus dem Weg räumen, wenn es gerade nicht gebraucht oder genutzt wird. Zudem wird einem Bediener, also, zum Beispiel einem Fahrzeugführer, durch die unterschiedlichen Positionen des Bedienteils angezeigt, in welchem Modus sich die Bedienvorrichtung befindet, als ob sich die Bedienvorrichtung im Ruhemodus oder im Bedienmodus befindet.
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Dabei ist bevorzugt lediglich im Bedienmodus die Generierung von Steuersignalen ermöglicht, wohingegen im Ruhemodus eine Bewegung des Bedienteils vorzugsweise nicht zur Generierung von Steuersignalen führt. Auf diese Weise lassen sich unerwünschte oder versehentliche Eingaben mittels des Bedienteils vermeiden.
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Das Bedienteil selbst ist zweckdienlicherweise in guter Näherung scheibenförmig oder im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet. Somit ähnelt das Bedienteil in den meisten Ausführungsvarianten einem eingangs genannten Dreh-Drück-Steller oder Dreh-Drück-Schiebe-Steller hinsichtlich der äußeren Form sowie hinsichtlich der Bewegbarkeit durch einen Bediener.
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Ist die Bedienvorrichtung in einem Kraftfahrzeug verbaut, so ist diese bevorzugt im Bereich der sogenannten Mittelkonsole angeordnet oder, sofern keine klassische Mittelkonsole vorhanden ist, in einem Bereich neben dem Fahrersitz.
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Davon unabhängig weist der Träger gemäß einer Ausführungsvariante eine Oberseite mit einer Vertiefung auf und die Bedienvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass das Bedienteil in seiner Ruheposition zumindest teilweise und insbesondere vollständig in der Vertiefung versenkt angeordnet ist. Insbesondere wenn das Bedienteil in seiner Ruheposition vollständig versenkt angeordnet ist, steht dieses nicht störend hervor, wenn es gerade nicht genutzt oder gebraucht wird. In diesem Fall kann dann zum Beispiel die Oberseite des Trägers als Hand- oder Armauflage genutzt werden.
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Einer weiteren Ausführungsvariante entsprechend weist der Träger eine Oberseite auf und die Bedienvorrichtung ist derart eingerichtet, dass das Bedienteil in seiner Nulllage oberhalb der Oberseite und insbesondere schwebend oberhalb der Oberseite angeordnet ist. Unter schwebend ist dabei insbesondere zu verstehen, dass das Bedienteil an jedem Punkt seiner Außenseite von Luft umgeben ist und dass dementsprechend bevorzugt auf eine mechanische Führung und/oder eine mechanische Verbindung zwischen Bedienteil und Träger verzichtet ist. D. h., dass das Bedienteil vorzugsweise allein mithilfe eines Magnetfeldes oder mithilfe von Magnetfeldern in Position gehalten wird. Eine solche schwebende Lagerung bietet dabei zum Beispiel den Vorteil einer hohen Beweglichkeit hinsichtlich einer Bewegung um die Nulllage herum durch einen Bediener.
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Insbesondere im Falle eines im Bedienmodus schwebend gelagerten Bedienteils werden dann bevorzugt unterschiedliche Steuersignale generiert, je nachdem, ob das Bedienteil gedreht, gedrückt oder aus seiner Nulllage herausgeschoben wird. Einer Ausführungsvariante entsprechend bildet das Bedienteil im Zusammenwirken mit dem Träger oder der übrigen Bedienvorrichtung dabei eine Art 3D-Maus (Space Mouse) aus.
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Davon unabhängig wird das Bedienteil mithilfe des Magnetfeldgenerators vorzugsweise nicht nur magnetisch von seiner Ruheposition in seine Bedienposition oder Nulllage überführt, sondern im Bedienmodus auch magnetisch in seine Nulllage gehalten. Die somit realisierte magnetische Halterung oder magnetische Rastierung ist dabei zweckdienlicherweise dergestalt, dass bei einer Auslenkung des Bedienteils aus der Nulllage heraus, beispielsweise durch einen Bediener, eine Rückstellkraft generiert wird und auf das Bedienteil wird, welche der Auslenkung quasi entgegenwirkt und dementsprechend entgegen gerichtet ist, sodass das Bedienteil beim Wegfallen einer die Auslenkung verursachenden äußeren Kraft wieder zurück in die Nulllage gezwungen oder geführt wird. Dabei erhöht sich zum Beispiel die Rückstellkraft mit zunehmender Auslenkung.
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Von Vorteil ist des weiteren eine Ausführung der Bedienvorrichtung, bei der diese eingerichtet ist zur Erzeugung magnetischer Rastpostionen oder magnetischer Rastlagen für das Bedienteil im Bedienmodus als haptische Rückmeldung für einen Bediener. Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht, dass mittels der Bedienvorrichtung ein Magnetfeld derart generiert wird oder Magnetfelder derart generiert werden, dass bei einer Bewegung des Bedienteils, also bei einer Drehung in seiner Nulllage oder bei einer Herausbewegung aus seiner Nulllage, eine Rückstellkraft auf das Bedienteil wirkt, die zunächst mit zunehmender Wegstrecke der Bewegung bis zu einem lokalen Maximum zunimmt, dann bis zu einem lokalen Minimum abnimmt und nachfolgend wieder bis zu einem weiteren lokalen Maximum zunimmt. Nach diesem Prinzip lassen sich dann sowohl magnetische Rastpostionen oder magnetische Rastlagen für Drehbewegungen als auch für lineare Bewegungen realisieren.
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Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen eine optische und/oder eine akustische Rückmeldung für eine Bewegung des Bedienteils im Bedienmodus zu erzeugen. In diesem Fall weist dann die Bedienvorrichtung beispielsweise einen Lautsprecher auf oder generiert geeignete Signale, die zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug genutzt werden, um über die typischerweise ohnehin vorhandenen Lautsprecher des Kraftfahrzeuges eine akustische Rückmeldung auszugeben. Unabhängig davon, ob eine haptische, eine akustische und/oder eine optische Rückmeldung erzeugt wird, dient eine entsprechende Rückmeldung dazu, dem Bediener zu vermitteln, wann ein Steuersignal erzeugt wurde, also wann eine Bewegung des Bedienteils zu einer Generierung ein Steuersignals geführt hat.
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Zudem ist es zweckdienlich, wenn die Bedienvorrichtung eine Sensoreinrichtung aufweist und eingerichtet ist, eine Bewegung des Bedienteils beispielsweise durch einen Bediener zu erfassen. Eine entsprechende Sensoreinrichtung lässt sich zum Beispiel mithilfe eines oder mehrerer Hall-Sensoren realisieren.
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In vorteilhafter Weiterbildung weist die Bedienvorrichtung außerdem eine Steuer- und Auswerteeinheit auf zur Steuerung des Magnetfeldgenerators und zur Auswertung von Sensordaten der Sensoreinrichtung, wobei insbesondere in Abhängigkeit der Sensordaten Steuersignale generiert werden. D. h. insbesondere, dass das Bedienteil sensorisch überwacht wird und dass bei einer bestimmten Bewegung des Bedienteils, beispielsweise durch einen Bediener, Steuersignale generiert werden oder ein Steuersignal generiert wird und zwar in Abhängigkeit der Bewegung, wobei typischerweise unterschiedliche Bewegungen zu unterschiedlichen Steuersignalen führen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der schematischen Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 in einer Art Blockschaltbild ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Bedienvorrichtung mit einem Träger und mit einem Bedienteil;
- 2 in einer Schnittdarstellung einen Teil einer ersten Ausführung des Trägers zusammen mit einem Bedienteil in einer Ruheposition;
- 3 in einer ersten perspektivischen Ansicht einen Teil der ersten Ausführung des Trägers zusammen mit dem Bedienteil in der Ruheposition;
- 4 in der ersten perspektivischen Ansicht den Teil der ersten Ausführung des Trägers zusammen mit dem Bedienteil in einer Nulllage; und
- 5 in der ersten perspektivischen Ansicht einen Teil einer zweiten Ausführung des Trägers zusammen mit einem Bedienteil in einer Nulllage.
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Ein nachfolgend exemplarisch beschriebenes und in 1 schematisch wiedergegebenes Kraftfahrzeug 2 weist eine Zentraleinheit 4 oder ein zentrales Steuersystem auf, die bzw. das zur Steuerung einer Vielzahl von Funktionen im Kraftfahrzeug 2 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ermöglicht die Zentraleinheit 4 dabei unter anderen die Steuerung nicht explizit dargestellter Systeme, wie einer Klimaanlage, Fahrwerkskomponenten und Komfortsystemen, die hierzu alle signaltechnisch mit der Zentraleinheit 4 verbunden sind. Darüber hinaus ist in die Zentraleinheit 4 ein Navigationssystem integriert sowie ein Unterhaltungssystem, welches unter anderem die Wiedergabe von Musikdateien über angebundene Lautsprecher 6 ermöglicht.
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Um eine Interaktion zwischen einem Bediener und der Zentraleinheit 4 zu ermöglichen und infolgedessen dann auch die Steuerung der diversen Systeme weist die Zentraleinheit 4 einen Bildschirm 8 sowie eine Bedienvorrichtung 10 auf, wobei die Bedienvorrichtung 10 eine Art Eingabegerät darstellt. Die Steuerung erfolgt dann beispielsweise mithilfe von Menüs, die am Bildschirm 8 dargestellt werden, und durch Eingaben durch den Bediener über die Bedienvorrichtung 10, wobei zum Beispiel mittels der Bedienvorrichtung 10 ein Mauszeiger oder Cursor gesteuert wird.
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Die Bedienvorrichtung 10 selbst weist einen Träger 12 auf, der typischerweise in einem Bereich neben dem Fahrersitz angeordnet ist und zum Beispiel in eine Mittelkonsole integriert ist. Der Träger 12 weist dabei eine Oberfläche 14 auf, die üblicherweise dem Dach des Kraftfahrzeuges 2 zugewandt ist.
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Zudem weist die Bedienvorrichtung 10 ein Bedienteil 16 auf, welches im Ausführungsbeispiel näherungsweise zylinderförmig ausgestaltet ist. Jenes Bedienteil 16 ist in einem Ruhemodus der Bedienvorrichtung 10 in einer Ruheposition angeordnet, welche durch den Träger 12 vorgegeben wird. Im Ausführungsbeispiel weist der Träger 12 hierzu eine in die Oberfläche 12 eingelassene Vertiefung 18 auf, in der das Bedienteil 16 im Ruhemodus der Bedienvorrichtung 10 nahezu vollständig versenkt angeordnet ist, so wie dies in 2 und 3 angedeutet ist. Die beiden Darstellungen zeigen somit das Bedienteil 16 in seiner Ruheposition.
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Des weiteren weist die Bedienvorrichtung 10 einen nicht näher dargestellten Magnetfeldgenerator 20 auf und die Bedienvorrichtung 10 ist eingerichtet, das Bedienteil 16 magnetisch aus seiner Ruheposition in eine Nulllage zu überführen, wobei mit der Überführung ein Wechsel vom Ruhemodus zum Bedienmodus der Bedienvorrichtung 10 erfolgt. Im Bedienmodus ist dann die Generierung von Steuersignalen für die Zentraleinheit 4 ermöglicht, wobei durch ein Drehen des Bedienteils 16 um seine Nulllage, durch ein herausdrücken und/oder durch ein Verschieben des Bedienteils 16 aus seiner Nulllage heraus ein Steuersignal generiert wird oder mehrere Steuersignale generiert werden.
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Wenn sich das Bedienteil 16 in seiner Nulllage befindet, so liegt dieses je nach Ausführungsvariante beispielsweise noch teilweise in der Vertiefung 18 ein, so wie in 4 skizziert, oder das Bedienteil 16 ist oberhalb und insbesondere schwebend oberhalb der Oberfläche 14 angeordnet, so wie dies in 5 angedeutet ist. In jedem Fall aber ist bevorzugt auf eine mechanische Verbindung zwischen dem Bedienteil 16 und dem Träger 12 verzichtet.
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Wie bereits zuvor erwähnt, werden Steuersignale generiert, wenn sich die Bedienvorrichtung 10 im Bedienmodus befindet und das Bedienteil 16 ausgehend von seiner Nulllage von einem Bediener bewegt wird. Zur Erfassung einer entsprechenden Bewegung weist die Bedienvorrichtung 10 eine Sensoreinrichtung 22 auf sowie eine Steuer-und Auswerteeinheit 24, die eingerichtet ist, den Magnetfeldgenerator 20 zu steuern und die Sensordaten der Sensoreinrichtung 22 auszuwerten sowie auf Basis der Sensordaten Steuersignale zu generieren und an die Zentraleinheit 4 zu übermitteln.
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Bevorzugt ist des weiteren eine Ausführung der Bedienvorrichtung 10, bei der diese eingerichtet ist zur Erzeugung magnetischer Rastpostionen oder magnetischer Rastlagen für das Bedienteil 16 im Bedienmodus als haptische Rückmeldung für einen Bediener. Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht, dass mittels der Bedienvorrichtung 10 ein Magnetfeld derart generiert wird oder Magnetfelder derart generiert werden, dass bei einer Bewegung des Bedienteils 16, also bei einer Drehung in seiner Nulllage oder bei einer Herausbewegung aus seiner Nulllage, eine Rückstellkraft auf das Bedienteil 16 wirkt, die zunächst mit zunehmender Wegstrecke der Bewegung bis zu einem lokalen Maximum zunimmt, dann bis zu einem lokalen Minimum abnimmt und nachfolgend wieder bis zu einem weiteren lokalen Maximum zunimmt. Nach diesem Prinzip lassen sich dann sowohl magnetische Rastpostionen oder magnetische Rastlagen für Drehbewegungen als auch für lineare Bewegungen realisieren.
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Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen eine optische und/oder eine akustische Rückmeldung für eine Bewegung des Bedienteils 16 im Bedienmodus zu erzeugen. Bevorzugt wird dabei bei jeder Generierung eines Steuersignals infolge einer Bewegung des Bedienteils 16 ein Signalton, beispielsweise ein Klick-Ton oder ein Piep-Ton, durch die Zentraleinheit 4 generiert und über die Lautsprecher 6 des Kraftfahrzeugs 2 ausgegeben.
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Unabhängig davon, ob eine haptische, eine akustische und/oder eine optische Rückmeldung erzeugt wird, dient eine entsprechende Rückmeldung dazu, einem Bediener zu vermitteln, wann ein Steuersignal erzeugt wurde, also wann eine Bewegung des Bedienteils 16 zu einer Generierung ein Steuersignals geführt hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10042028 B4 [0004]
- DE 102009037401 A1 [0004]
- DE 102011108214 A1 [0004]
