EP1989687A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

Schaltvorrichtung

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Publication number
EP1989687A1
EP1989687A1 EP07726395A EP07726395A EP1989687A1 EP 1989687 A1 EP1989687 A1 EP 1989687A1 EP 07726395 A EP07726395 A EP 07726395A EP 07726395 A EP07726395 A EP 07726395A EP 1989687 A1 EP1989687 A1 EP 1989687A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching device
transmitter
electrode
switching
mobile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07726395A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Steegmann
Ulrich Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Original Assignee
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG filed Critical Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Publication of EP1989687A1 publication Critical patent/EP1989687A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
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    • G07C2209/63—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle
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    • H03K2217/94073—Rotary switches with capacitive detection
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T70/00—Locks
    • Y10T70/50—Special application
    • Y10T70/5889—For automotive vehicles

Definitions

  • the present invention is directed to a switching device for keyless switching on or off of a consumer, in particular an engine or the like in a vehicle, and / or for unlocking or locking a functionally essential component of a vehicle according to the type specified in the preamble of claim 1.
  • a switching device for keyless switching on or off of a consumer, in particular an engine or the like in a vehicle, and / or for unlocking or locking a functionally essential component of a vehicle according to the type specified in the preamble of claim 1.
  • Such a device is provided, for example, in the interior of a vehicle, preferably within reach of a vehicle driver, and is integrated in a safety system, in particular a vehicle.
  • the invention also relates to a security system for keyless activation or deactivation of a system or a
  • the published patent application DE 198 38 992 A1 discloses a starting switch for motor vehicles with electronic steering lock.
  • This ignition switch is operated like a comparable mechanical ignition key when the engine is started or stopped. Since this Zündanlassschalter also works keyless, a transmitting and receiving device is additionally provided, which is used to identify an authorized user and unlocks the ignition starter after identification, so that it is freely operable.
  • the ignition starter switch itself by an additional electromechanical lock, which is controlled by an in-vehicle control unit unlocked or locked. The actual release for unlocking is effected by a mobile ID transmitter (electronic key).
  • the proposed electromechanical locking of the ignition starter switch, the number of mechanical components increases in addition, whereby the weight of the switch and the required manufacturing costs are significantly increased.
  • a different ignition starting switch is disclosed in the published patent application EP 1 468 884 A2.
  • this Zündanlassschalter no electromechanical locking device is provided to prevent unauthorized operation of the switch.
  • This ignition starter switch is also integrated in a safety system, the switch being additionally provided with a coil antenna in order to direct a so-called wake-up or activation signal by radio waves to a mobile ID transmitter as soon as the switch is actuated.
  • a starting of the engine is only possible if the required identification code is sent out by the ID transmitter and checked on the vehicle side by a control unit and recognized as permissible (in the correct sense).
  • the other switching commands originating from the switch can be forwarded and from the corresponding electrical or electro-mechanical components or devices are implemented in the vehicle.
  • the radio-based security systems can be circumvented by a radio link extension. Such a system can be bypassed particularly easily if the vehicle-side wake-up or activation signal, which as a rule only has a range of a few meters, is extended to the current location of the mobile ID transmitter since this then automatically sends the far-reaching identification signal to the vehicle radiates.
  • the present invention is based on the object to obtain a switching device which consists of a few components and which is integrated in a simple manner in a keyless security system.
  • This object is achieved by a switching device with the features of claim 1.
  • Various variants and advantageous embodiments of the invention are mentioned in the subclaims 2 to 17.
  • the switching device has an electrode on the housing, which is connected to a control unit, wherein the electrode for data transmission to a mobile ID transmitter (electronic key or electronic identification device) serves.
  • a mobile ID transmitter electronic key or electronic identification device
  • This electrode allows - by a capacitive coupling - a data transmission to the mobile ID transmitter, wherein the control unit a first coded and / or modulated signal to the electrode conducts when it receives a first switching signal from the switching element.
  • the present switching device is also used to send the activation or wake-up signal to the mobile ID transmitter. In this case, this signal is not transmitted via an inductance or electromagnetic waves, but by means of the capacitive electrode, through which a capacitive coupling with the ID transmitter is possible.
  • the mobile ID transmitter sends out an identification signal, in particular a 433.22 MHz or 868 MHz radio signal, to the in-vehicle electronics in order to activate the safety system.
  • an identification signal in particular a 433.22 MHz or 868 MHz radio signal
  • the actual capacitive signal is transmitted directly over the body of an operator or driver. If the operator wants to use the switching device for switching on and off of a device, he must on the one hand touch the actuating element, whereby a capacitive coupling takes place to his body. On the other hand, a capacitive coupling between his body and the mobile ID transmitter can take place if the operator carries the mobile ID transmitter with him.
  • the mobile ID transmitter is also equipped with an electrode.
  • the capacitive coupling between the two parts which is used simultaneously for data transmission. It is not necessary for the operator to directly touch the two electrodes for capacitive data transmission.
  • an electrical insulation is provided between the electrodes (in the switching device and in the ID transmitter) and the operator.
  • the actual data signal flows as a faint current of a few microamps through or over the human body of the operator, from the source to the target. Thus, it is not possible to query this data signal from the outside without authorization. Consequently, a significantly higher security is ensured than in the conventional radio transmission of the activation or wake-up signal. It is also conceivable to forward the identification signal in turn from the ID transmitter to the switching device via the capacitive coupling to the safety system.
  • this shifting device By means of this shifting device according to the invention, the operator comfort of a vehicle can be further increased since, upon actuation of the shifting device, an identification procedure for the shifting signal takes place at the same time. Only with a correct identification of the signal emitted by the switching device to the control unit signal is further processed, whereby z. B. the engine management system or other devices are activated or deactivated.
  • a vehicle can also be started without operating an ignition key in an ignition lock, since the required identification is automatically carried out by the mere contact of the actuating element by the operator.
  • a system is also called “Passive Drive System.”
  • a used mobile ID transmitter can not only be used for a so-called “Passive Entry System”, but also for the “Passive Drive System” for keyless activation or deactivation of a device, such as starting a consumer and / or for unlocking and locking a functionally essential component in the vehicle, are used of course, also the existing safety devices such as electric steering lock and / or electric immobilizer used The activation or deactivation of these safety devices takes place depending on the respective switching signal (the switching device) via the control unit, provided that the correct identification signal is sent from the mobile ID transmitter to the control unit.
  • a conventional ignition with ignition key can be replaced because the functionality or the desired control sequence can be specified by the control unit.
  • This control sequence can be stored as a program in the control unit.
  • the authorized access to the vehicle can correspond to the switch position I of a conventional ignition lock.
  • a short operation of the switching device or a step on the brake pedal can be used to switch on the engine management or the ignition, serve for unlocking the steering lock and / or the immobilizer and for activating other electrical consumers, comparable to the switch position II of a conventional ignition lock. Further actuation of the switching device can then lead to starting the engine, comparable to the switch position IM of a conventional ignition lock.
  • the engine management system and the engine are activated when, for example, the brake pedal and the switching device are operated simultaneously. Upon further actuation of the switching device, the engine and the engine management system can be switched off again (switch position I of a conventional ignition lock). The abandonment and / or locking of the vehicle can serve to switch off the electrical consumers, comparable to the switching position 0 of a conventional ignition lock.
  • the switching element on different switching positions each switching position is assigned a unique switching signal, which is forwarded by the operation of an actuating element to the control unit.
  • the switching element of a conventional grid, buttons, switches, rotary switches or the like exist to map the different switching states that are required. It is particularly desirable if the operation of the switching device is comparable to a conventional ignition lock vonstatten.
  • the switching element can assume different switch positions by means of a translatory and / or rotational movement of the actuating element. For this purpose, z. B.
  • buttons and rotary switches are used as switching elements. It is also conceivable that in a switching device, two or more switching elements are arranged, which are in communication with the control unit. As a result, further applications of the switching device can be generated. It is conceivable, for example, that programming a navigation system (GPS system) is only possible if the operator has been identified by the mobile ID transmitter. Also the use a radiotelephone can be secured, for example via such a switching device. Of course, other applications for this switching device are conceivable.
  • GPS system GPS system
  • capacitive coupling between the (vehicle-side) electrode provided in or on the switching device according to the invention and the mobile ID transmitter also takes place when electrical insulation is provided at the respective capacitive electrode .
  • the housing or the actuating element of the switching device can be used for this purpose.
  • the housing of the mobile ID transmitter can also be used as electrical insulation for the capacitive electrode in the ID transmitter.
  • the respective electrodes are to be arranged inside the housing.
  • the electrical insulation may consist of a non-conductive plastic.
  • this can be constructed in several parts, wherein the individual parts of the electrode are electrically conductively connected to each other.
  • the electrode can be arranged on the one hand in the actuating element and on the other hand in the housing of the switching device.
  • the electrode is designed plate-shaped and / or foil-like. It has been found to be expedient to arrange the electrode over a large area behind the surface of the actuating element and / or the housing. For this purpose, the electrode can be applied to the rear side of the inner surface of the actuating element. It is also conceivable to arrange the electrode directly in the housing or the actuating element.
  • the electrode itself may consist of an electrically conductive metal.
  • an optical and / or acoustic display device may additionally be present in the switching device.
  • This display means can on the one hand in the actuator and / or on the other hand in be provided the housing.
  • the display means itself may be an LED or a display or the like.
  • the actuating element is usually always at least mechanically operated, but not all functions must occur in the corresponding switching positions, since they are dependent on whether the operator identified by the corresponding mobile ID transmitter as entitled can. Consequently, any actuation of the switching device is conceivable, which, however, does not lead to a function triggering if the operator, for example, does not carry the ID transmitter with him.
  • a film may be used which has translucent areas.
  • an inscription, a symbol or the like in the switching device can be represented by a simple light source.
  • the actuating element can be illuminated or illuminated from behind by the display element.
  • the area of the font must be translucent in the film.
  • a metal foil could have corresponding recesses which have been punched, lasered, etched or otherwise incorporated. As a result, the light-permeable areas can be generated.
  • this film electrically conductive, wherein metal or plastic films can be used, which also serves as a (capacitive) electrode for data exchange. It is also conceivable to use a luminous film for a display of the display element as an electrode for data exchange.
  • the advantage of the electrically conductive foil as an electrode is the fact that it is arranged directly behind or in the actuating element, so that hardly any shielding of the conductive surface of the foil is avoided by additional interfering objects.
  • a further variant of the switching device may additionally have a sensor element with a support surface, wherein a test object, in particular a finger of an operator can be placed on the support surface, which can be identified by the sensor element.
  • a sensor element is, for example, by the Publication EP 0 805 247 A1 discloses.
  • the required contact surface of the sensor element may be provided, for example, in the surface of the actuating element.
  • the surface of the housing can also serve to arrange the bearing surface.
  • the additional sensor element can be used to make another security inquiry. It is also conceivable, for example, that only the sensor element in the switching device is used to identify an authorized operator, if, for example, the mobile ID transmitter should be defective. Since the operator must operate the actuator anyway, if he wants to start the engine of a vehicle, for example, no additional step or operation is necessary for him to effect a release of the engine management system, an electric steering lock or the like.
  • the switching device additionally comprises a power transmission unit, whereby electrical energy from the switching device to the mobile ID transmitter is transferable, so that it remains functional without its own energy source or in case of failure of its own energy source.
  • mobile ID transmitters often have a mechanical key in order to still allow access to a vehicle or a secured area in the event of a battery failure.
  • the safety system can not allow activation or activation of the addressed devices.
  • the energy transfer unit in the switching device ensures that the ID transmitter has the necessary energy even if its battery is too weak, for example.
  • an inductive or capacitive energy transfer take place, for which purpose in particular a coil or an electrode are respectively to be provided in the switching device and the ID transmitter.
  • the switching device according to the invention can - due to their space-saving design - are also arranged in or on the steering wheel itself, in particular in the area of an emblem or in the area of baffle or gripping surfaces. From this switching device is only one or more electrical conductors, so that a simple wiring itself in the steering wheel is possible. Thus, the switching device according to the invention does not have to be hidden and hardly accessible, such as a mechanical steering lock.
  • the switching device on the shift lever, on a center console, on a multifunction control unit on the dashboard, on an interior lining of the doors, on the headliner, on the inside rear-view mirror or left or right of the steering wheel in the vehicle.
  • the present invention is also directed to a security system for keyless activation / deactivation of a plant or device, in particular a steering wheel lock (which is considered a functionally essential component in a vehicle) or an engine in a vehicle.
  • This safety system is equipped with a switching device according to one of claims 1 to 17 and a mobile ID transmitter, wherein a capacitive data transmission can take place between the switching device and the ID transmitter.
  • a control unit is provided in the security system, which controls at least the data transmission between the switching device and the mobile ID transmitter. In this safety system, the driver or operator of the vehicle need not actively identify in order to activate or activate the system.
  • the capacitive data transmission is used to transmit the coded wake-up or activation signal from the switching device to the ID transmitter.
  • the mobile ID transmitter After the mobile ID transmitter has received and checked this wake-up signal, it returns the actual identification code to the security system. This can either take place via the capacitive data transmission or via an additional receiving unit, which receives the identification data from the mobile ID transmitter by radio and forwards it to the control unit.
  • the control unit compares the identification data (regardless of whether they have been received by radio or by capacitive data transmission) with the predetermined identification data and then performs a positive identification of a corresponding control of the individual consumers or devices, depending on which switching position or which switching signal the switching device is present.
  • the electric steering lock can be unlocked and the engine management system can be unlocked to start the engine in a vehicle.
  • the mobile ID transmitter can serve for keyless access of a closable area, in particular of a passenger compartment, in which the ID transmitter is also integrated in the access control system of the vehicle.
  • an electrode can additionally be provided, for example, in the driver's seat of a vehicle, which is likewise connected to the control unit, the electrode serving for capacitive data transmission to the mobile ID transmitter.
  • Figure 1 is a schematic overview of an inventive
  • FIG. 1 side view of a switching device according to the invention in partial
  • FIG. 4 is a plan view of the switching device of FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a side view of a comparable switching device from FIG. 2, but with a different arrangement of the capacitive electrode and an integrated energy transfer unit
  • FIG. 6 shows a top view of a further switching device with an integrated switching device
  • FIG. 25 An overview of a security system 25 according to the invention is shown purely schematically in FIG. In this case, this figure shows only the essential electronic and mechanical components.
  • a secured area such as a passenger compartment
  • the switching device 1, and the control unit 10 receiving unit 1 1 and the management system 12 is arranged.
  • This may preferably be a so-called “passive keyless drive system", which is used for example as a supplement to a so-called “passive keyless entry system”.
  • one and the same mobile ID transmitter 13 can be used for both systems.
  • This mobile ID transmitter 13 is an electronic identification device that replaces the mechanical key of conventional security systems.
  • the keyless activation of a consumer is also to be effected by the security system 25.
  • the operator 30 only needs to operate the switching device 1 with the corresponding actuating element 4. Due to the required contact of the actuating element 4, a capacitive coupling takes place between the switching device 1 and the mobile ID transmitter 13 carried by the operator 30.
  • the switching device 1 has an electrode 5, which is arranged in or on the switching device 1. Also, another electrode 22 is provided in the ID transmitter 13, whereby the capacitive coupling between the operator 30 and the mobile ID transmitter 13 takes place.
  • the operator 30 himself represents the connecting element between the electrode 5 in the switching device 1 and the electrode 22 in the ID transmitter 13.
  • the operator 30 is himself a resistor (R) or resistors (R) with the reference numeral 31 in the circuit diagram shown. It has been omitted in the overview image (see Figure 1) to represent the ground fault (ground connection) of the system.
  • the elements 22, 15, 16, 17 shown in the ID transmitter 13 are generally not visible, since they are located within the housing of the ID transmitter 13.
  • the capacitive-transmitting signal consists of an alternating electric field, which is transmitted via the skin of the operator 30. This alternating field can be generated by an oscillator, for example in the switching device 1 or the control unit 10.
  • the mobile ID transmitter 13 receives this capacitive signal through its electrode 22, which may be located within its housing when the operator 30 carries the ID transmitter.
  • the capacitive signal can itself be coded or encrypted.
  • the ID transmitter 13 If the ID transmitter 13 has identified the signal received from the switching device 1 as a permissible wake-up or activation signal, it in turn sends back an identification signal to the control unit 10. On the one hand, this can also be a capacitive signal, which is sent back in the same way as the already mentioned wake-up signal. It is also conceivable that the mobile ID transmitter 13 emits a radio signal via a radio link 21 to a receiving unit 1 1. This receiving unit 1 1 then forwards the received signal to the control unit 10 for evaluation. For this purpose, the receiving unit 1 1 is connected via a connection 20 to the control unit 10. If the identification signal is sent back to the switching device 1 via a capacitive coupling, the receiving unit 1 1 in the security system 25 can be dispensed with.
  • the control unit 10 a comparison or an evaluation of the identification signal received from the mobile ID transmitter 13 now takes place. Is found That the mobile ID transmitter 13 has sent out the correct identification signal, the current switching state (eg 0 or I) of the switching device 1 is further taken into account by the control unit 10 to a corresponding activation or deactivation of a consumer or a corresponding control signal another unit, such as the (engine) management system 12 to send, which then z. B. the engine is started. This can also be done, for example, a prior or simultaneous unlocking of the electric steering lock and / or the electric immobilizer.
  • a further actuation of the switching device 1 can be used, which then sends, for example, the renewed switching signal to the control unit 10.
  • the control unit 10 compares the obtained switching signal with the current engine state and sends a switch-off signal to the engine management system 12, if previously the corresponding identification signal has been detected by the ID transmitter 13. Thus, a shutdown of the engine is possible.
  • the switching on and off of an engine and securing and unlocking a vehicle can be simulated by the respective switching states of the switching device 1 a conventional mechanical ignition switch. It is conceivable, for example, that only a lock of the electric steering lock takes place when the mobile ID transmitter 13 is no longer in the passenger compartment.
  • additional electrodes may be provided, which are each acted upon by a capacitive activation signal at a specific time interval.
  • the system 25 determines which electrode the ID transmitter 13 is in capacitive connection.
  • the position of the ID transmitter 13 can be determined uniquely. It is conceivable that existing electrical lines and / or electrically conductive surfaces such. B. mirror surfaces, Chromium surfaces, etc., are used in the vehicle as additional electrodes for the location of the ID transmitter 13. It can also be determined by this system 25, if there is still another ID transmitter 13 in the passenger compartment, which is carried for example by the passenger with him.
  • the security system 25 with an additional electrode 18, the z. B: is arranged in the driver's seat 19, be equipped.
  • this safety electrode 18 can be determined by the safety system 25, whether the operator 30 is actually on the driver's seat 19 when he operates the switching device 1.
  • a capacitive coupling to the mobile ID transmitter 13 is also possible by the electrode 18.
  • the safety electrode 18 is in turn connected to the control unit 10. The data transmission of the capacitive signal via the capacitance 33, the operator 30 to the capacitor 34. If the ID transmitter receives the signal from the electrode 18, it may, for. B. send out an additional enable signal. It is also conceivable that the ID transmitter 13 only outputs the identification signal to the control unit 10 when it has received two different activation signals from the electrode 5 and the electrode 18.
  • this security system 25 can also be used to secure other electronic consumers, such as the radiotelephone or the navigation system or the like in a vehicle, for example, to other vehicle occupants, such. As children, prohibit operation.
  • the system 25 may also include a plurality of switching devices 1.
  • FIG. 2 shows a switching device 1 according to the invention with an actuating element 4 to be moved translationally.
  • different switching positions can be used (eg the switch positions 0 and I or 0-IM). be effected.
  • Each of these switching position can be assigned a corresponding switching signal, which is forwarded to the control unit 10.
  • a mechanical or electromechanical locking of the switching device 1 is not provided, regardless of whether the operator 30 can identify with the correct mobile ID transmitter 13 or not. Only by the verification / identification is achieved that the present switching signal, which is generated by the scarfing device 1, is forwarded by the control unit 10 to the management system 12 or another consumer when the corresponding identification code from the ID transmitter 13 is present.
  • the switching element 3 which is operated by the actuating element 4, may consist of a switch, grid, pushbutton or a piezoelectric element or the like.
  • the switching device 1 may have its own logic unit or logic module 8, which is arranged in the housing 2.
  • an additional sensing element may be provided on the surface of the actuator 4, which serves to identify the fingerprint of an operator 30. The corresponding evaluation of the measurement signal determined by the sensor element can likewise be realized by the logic module 8.
  • the large-area electrode 5 is provided, which is arranged on the inside of the actuating element 4.
  • This electrode 5 may for example be glued, vapor-deposited, welded or otherwise secured to the actuating element 4. So that the actuating element 4 can additionally receive a display element 7, the capacitive electrode 5 has a recess in which the display element 7 is arranged. This recess may for example consist of a hole.
  • the described electrode 5 is connected to the control unit 10 via a direct or indirect connection.
  • the switching device 1 can be connected by means of a plug 9 to the control unit. In this case, an opto-electronic coupling or connection 20 of the switching device 1 with the control unit 10 is conceivable.
  • a further electrode 17 for an optional power transmission unit 15 is provided in the housing 2 of the switching device 1.
  • This electrode is, for example, welded directly into the housing 2.
  • This electrode 17 may be connected directly or indirectly to the control unit 10. It is also conceivable that the electrode 17 also belongs to the electrode 5 and is electrically connected thereto. In this case, then would be dispensed with a capacitive energy transfer.
  • a coil 16 is provided, which can likewise transmit the required energy to an electroless ID transmitter 13.
  • This coil 16 then also represents an element of the energy transmission unit 15.
  • the actual energy transmission from the switching device 1 to the mobile ID transmitter 13 preferably takes place when the ID transmitter 13 is brought into the vicinity of the switching device 1.
  • the arrangement of the electrode 17 is an optional means to the coil 16 of the power transmission unit 15.
  • a recess of the capacitive electrode 5 in the central region, where the coil 16 is arranged rearwardly is to be provided. It is also conceivable to arrange the coil 16 in front of the electrode 5 on the actuating element 4, and not behind the electrode 5 as shown.
  • FIG. 3 shows a further variant of the switching device 1 according to the invention.
  • the switching element 3 is shown as a rotary switch with a plurality of switching positions (eg 0 and I or 0 to IM).
  • the direction of rotation of the actuating element 4 is indicated by the arrow 4 '.
  • a translatory actuation is possible for the rotational movement of the actuating element 4, in other words, the actuating element 4 can additionally be pulled out or pressed into the switching device 1, whereby an additional switch position can be achieved.
  • this variant can be used directly comparable to a conventional ignition key with mechanical key.
  • the electrode 5, which is necessary for the capacitive data transmission, is also provided on the actuating element 4 in this case on the back or on the inside.
  • the capacitive electrode 5 may consist of an electrically conductive foil or layer or lattice structure.
  • This switching device 1 is also provided with a power transmission unit 15 in order, if necessary, to transfer energy to a mobile ID To be able to transmit encoder 13.
  • a coil 16 is recessed in the housing 2, in particular in the projection 6.
  • the projection 6 also serves as a stop element for the mounting of the switching device 1 in a control panel, a dashboard or the like.
  • the switching device 1 has a display element 7 which may consist of a multicolor display in order to indicate different switching states of the switching device 1 or functional states of the safety system 25.
  • a display element 7 which may consist of a multicolor display in order to indicate different switching states of the switching device 1 or functional states of the safety system 25.
  • a plurality of displays 7 in the housing 2 or even the actuator 4 may be arranged.
  • acoustic signals, in particular speech signals can be output by the display element 7.
  • FIG. 5 shows a further example of the inventive switching device 1.
  • This switching device 1 is similar to the switching device 1 of Figure 2 constructed, for example, a single-stage switching element 3 is provided with the switching states 0 and I.
  • An actuating element 4 is also used as a touch or pressure element.
  • the actual switching element 3, which assigns a switching signal 0 or I to the respective operating state of the actuating element 4, is shown schematically.
  • a total of two electrodes 5 and 17 are provided on the inside of the actuating element 4, wherein the electrode 5 is provided for capacitive data transmission and the electrode 17 is used for energy transmission to the mobile ID transmitter 13.
  • the annular electrode 17 surrounds the circular electrode 5.
  • the switching device 1 is connected to the control unit 10 via a standard plug.
  • an electrical connection 20 may also be an optical or opto-electronic connection 20 with the control unit 10.
  • the connection 20 can also be realized by a common interface or a common data bus format.
  • Fig. 6 is a plan view of a further variant of the switching device 1 according to the invention is shown. This essentially shows the illuminated by a display element 7 actuator 4. By the existing display element 7, at least the words "ON" and "OFF" on the actuator 4 are shown.
  • the actuating element 4 may consist of a translucent plastic. Behind the actuating element 4, a film 23 with translucent areas 24 - for the lettering - be arranged, which is illuminated from behind by the display element 7 to make the lettering appear.
  • the display element 7 can for this purpose from one or more light sources, such. B. LEDs exist. Also, different colors can be emitted from the display element 7.
  • the aforementioned film 23 is designed to be electrically conductive and is used as a large-area electrode 5. It is also conceivable that the film 23 itself serves as a (color) display and emits light itself. Also in this case, the film 23 can serve as a large-area electrode 5. This electrically conductive film 23 may be electrically conductively connected to a further part of the large-area electrode 5, which z. B. is arranged in the housing 2 of the switching device 1.
  • the invention is not restricted to the illustrated variants of the switching device 1 or the safety system 25. All combinations of the individual technical features are conceivable as long as they do not explicitly exclude each other. Also, the illustrated embodiments of the switching device 1 and the safety system 25 may include additional, not shown mechanical, electrical and / or electronic components. Bezu qszei chen l iste

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung (1) zum schlüssellosen Ein- bzw. Ausschalten eines Verbrauchers, insbesondere eines Motors od. dgl. in einem Fahrzeug, und/oder zur Ent- bzw. Verrieglung eines funktionswesentlichen Bauteils eines Fahrzeuges, mit zumindest einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Schaltelement (3), welches durch ein Betätigungselement (4) bedienbar ist, wodurch wenigstens ein Schaltsignal für die Steuereinheit (10) erzeugbar ist. Um eine Schaltvorrichtung, die aus wenigen Bauteilen besteht und die auf einfache Art und Weise in ein schlüsselloses Sicherheitssystem eingebunden ist, zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass eine Elektrode (5) am Gehäuse (2) vorgesehen ist, die mit einer Steuereinheit (10) verbunden ist, wobei die Elektrode (5) zur Datenübertragung zu einem mobilen ID-Geber (13) dient, und die Elektrode (5) durch eine kapazitive Kopplung (32, 34) eine Datenübertragung zum mobilen ID-Geber (13) ermöglicht, wobei die Steuereinheit (10) ein erstes kodiertes und/oder moduliertes Signal an die Elektrode (5) leitet, wenn diese von dem Schaltelement (3) ein erstes Schaltsignal erhält. Des Weiteren ist die Erfindung auch auf ein Sicherheitssystem (25) zur schlüssellosen Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Anlage oder eines Gerätes gerichtet, insbesondere eines Lenkradschlosses oder eines Motors in einem Fahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung (1), und einem mobilen ID-Geber (13), wobei zwischen der Schaltvorrichtung (1) und dem ID-Geber (13) eine kapazitive Datenübertragung stattfindbar ist, und einer Steuereinheit (10), die die Datenübertragung zwischen der Schaltvorrichtung (1) und dem mobilen ID-Geber (13) steuert.

Description

Schaltvorrichtung
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Schaltvorrichtung zum schlüssellosen Ein- bzw. Ausschalten eines Verbrauchers, insbesondere eines Motors oder dergleichen in einem Fahrzeug, und/oder zur Entriegelung bzw. Verriegelung eines funktionswesentlichen Bauteils eines Fahrzeuges gerichtet gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise im Inneren eines Fahrzeuges, vorzugsweise in Reichweite eines Fahrzeugführers, vorgesehen und ist in einem Sicherheitssystem, insbesondere eines Fahrzeuges, eingebunden. Durch die Schaltvorrichtung können verschiedene Schaltvorgänge bewirkt werden.
Des Weiteren ist die Erfindung auch auf ein Sicherheitssystem zur schlüssellosen Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Anlage oder eines
Gerätes, insbesondere eines Lenkradschlosses oder eines Motors in einem Fahrzeug, gemäß des Anspruches 18 gerichtet.
Aus dem Stand der Technik ist die Offenlegungsschrift DE 198 38 992 A1 bekannt, die einen Anlassschalter für Kraftfahrzeuge mit elektronischer Lenkungsverriegelung offenbart. Dieser Zündanlassschalter wird wie ein vergleichbarer mechanischer Zündschlüssel beim Anlassen bzw. Ausschalten des Motors betätigt. Da dieser Zündanlassschalter auch schlüssellos funktioniert, ist zusätzlich eine Sende- und Empfangseinrichtung vorgesehen, die zur Identifizierung eines berechtigten Benutzers dient und nach der Identifizierung den Zündanlassschalter entriegelt, so dass dieser frei betätigbar ist. Damit wird der Zündanlassschalter selbst durch eine zusätzliche elektromechanische Sperre, die von einer fahrzeuginternen Steuereinheit angesteuert wird, ent- bzw. verriegelt. Die eigentliche Freigabe zur Entriegelung wird durch einen mobilen ID-Geber (elektronischer Schlüssel) bewirkt. Durch die vorgesehene elektromechanische Verriegelung des Zündanlassschalters erhöht sich die Anzahl der mechanischen Bauteile zusätzlich, wodurch das Gewicht des Schalters und die erforderlichen Herstellungskosten deutlich erhöht werden.
Ein andersartiger Zündanlassschalter ist in der Offenlegungsschrift EP 1 468 884 A2 offenbart. Bei diesem Zündanlassschalter ist keine elektromechanische Sperrvorrichtung vorgesehen, um eine unbefugte Bedienung des Schalters auszuschließen. Dieser Zündanlassschalter ist ebenfalls in ein Sicherheitssystem eingebunden, wobei der Schalter zusätzlich mit einer Spulenantenne versehen ist, um ein so genanntes Weck- bzw. Aktivierungssignal per Funkwellen an einen mobilen ID-Geber zu richten, sobald der Schalter betätigt wird. Ein Starten des Motors ist dann erst möglich, wenn von dem ID-Geber der erforderliche Identifizierungscode ausgesendet wird und fahrzeugseitig von einer Steuereinheit überprüft und für zulässig (i.S.v. korrekt) erkannt wird.
Handelt es sich dabei um den richtigen Identifizierungscode, können die weiteren Schaltbefehle, die von dem Schalter ausgehen, weitergeleitet und von den entsprechenden Elektro- bzw. elektromechanischen Bauteilen bzw. Geräten im Fahrzeug umgesetzt werden. Dabei hat sich in der Praxis gezeigt, dass die auf Funk basierenden Sicherheitssysteme durch eine Funkstreckenverlängerung umgangen werden können. Besonders einfach kann ein solches System umgangen werden, wenn das fahrzeugseitige Weck- bzw. Aktivierungssignal, welches i.d.R. nur eine Reichweite von wenigen Metern aufweist, bis zum aktuellen Standort des mobilen ID-Gebers verlängert wird, da dieser dann selbstständig das weitreichende Identifizierungssignal an das Fahrzeug ausstrahlt.
Um die zuvor beschriebenen Funkstreckenverlängerung bei Sicherheitssystemen zu vermeiden, werden neuerdings Systeme eingesetzt, bei denen ein Datenaustausch über eine kapazitive Kopplung stattfindet. In der Offenlegungsschrift DE 101 32 031 A1 wird beispielsweise ein solches Sicherheitssystem näher beschrieben. Allerdings ist dieses Sicherheitssystem ausschließlich auf ein Zugangsberechtigungssystem gerichtet, um den Zugang zu einem geschützten Bereich nur bei einer positiven Identifizierung freizugeben.
Somit liegt nunmehr der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung zu erhalten, die aus wenigen Bauteilen besteht und die auf einfache Art und Weise in ein schlüsselloses Sicherheitssystem eingebunden ist. Diese Aufgabe wird durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Diverse Varianten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 17 erwähnt.
Des Weiteren ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes und einfaches Sicherheitssystem zur schlüssellosen Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Anlage oder eines Gerätes, insbesondere im Bereich von Fahrzeugen, zu erhalten. Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 18 bis 21 gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Schaltvorrichtung eine Elektrode am Gehäuse auf, die mit einer Steuereinheit verbunden ist, wobei die Elektrode zur Datenübertragung zu einem mobilen ID-Geber (elektronischer Schlüssel bzw. elektronisches Identifizierungsgerät) dient. Diese Elektrode ermöglicht - durch eine kapazitive Kopplung - eine Datenübertragung zum mobilen ID-Geber, wobei die Steuereinheit ein erstes kodiertes und/oder moduliertes Signal an die Elektrode leitet, wenn diese von dem Schaltelement ein erstes Schaltsignal erhält. Somit wird die vorliegende Schaltvorrichtung auch dazu benutzt, das Aktivierungs- bzw. Wecksignal an den mobilen ID-Geber auszusenden. Dabei wird dieses Signal nicht über eine Induktivität oder elektromagnetische Wellen übertragen, sondern mittels der kapazitiven Elektrode, durch die eine kapazitive Kopplung mit dem ID-Geber möglich ist. Sobald der mobile ID-Geber dieses kapazitive Signal empfängt, schickt er beispielsweise seinerseits ein Identifizierungssignal, insbesondere ein Funksignal mit 433,22 MHz oder 868 MHz an die fahrzeuginterne Elektronik aus, um eine Freischaltung des Sicherheitssystems zu bewirken. Bei diesem Verfahren wird das eigentliche kapazitive Signal direkt über den Körper eines Bedieners oder Fahrzeugführers übertragen. Sofern der Bediener die Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten eines Gerätes nutzen will, muss er einerseits das Betätigungselement berühren, wodurch eine kapazitive Kopplung zu seinem Körper erfolgt. Auf der anderen Seite kann eine kapazitive Kopplung zwischen seinem Körper und dem mobilen ID-Geber stattfindet, sofern der Bediener den mobilen ID-Geber bei sich trägt. Zu diesem Zweck ist der mobile ID-Geber ebenfalls mit einer Elektrode ausgestattet. Durch den indirekten Kontakt zwischen dem Betätigungselement und dem mobilen ID-Geber über den Körper des Bedieners findet dann die kapazitive Kopplung zwischen den beiden Teilen statt, die gleichzeitig zur Datenübertragung benutzt wird. Dabei ist es nicht notwendig, dass der Bediener direkt die beiden Elektroden zur kapazitiven Datenübertragung berührt. Vorteilhafter Weise ist zwischen den Elektroden (in der Schaltvorrichtung und in dem ID-Geber) und dem Bediener eine elektrische Isolation vorgesehen. Das eigentliche Datensignal fließt als ein schwacher Strom von einigen Mikroampere durch oder über den menschlichen Körper des Bedieners, und zwar von der Quelle bis zum Ziel. Somit ist es nicht möglich, dieses Datensignal von außen unbefugt abzufragen. Folglich ist eine deutlich höhere Sicherheit gewährleistet, als bei der herkömmlichen Funkübertragung des Aktivierungs- bzw. Wecksignals. Ebenfalls ist es denkbar, auch das Identifizierungssignal umgekehrt von dem ID-Geber an die Schaltvorrichtung über die kapazitive Kopplung an das Sicherheitssystem weiterzuleiten.
- A - Durch diese erfindungsgemäße Schaltvorrichtung lässt sich der Bedienerkomfort eines Fahrzeuges weiter erhöhen, da bei einer Betätigung der Schaltvorrichtung gleichzeitig ein Identifikationsablauf zum Schaltsignal stattfindet. Nur bei einer korrekten Identifizierung wird das von der Schaltvorrichtung an die Steuereinheit ausgesendete Signal weiter verarbeitet, wodurch z. B. das Motormanagement-System oder andere Geräte aktiviert oder deaktiviert werden.
Somit kann beispielsweise ein Fahrzeug auch gestartet werden, ohne einen Zündschlüssel in einem Zündschloss zu betätigen, da die erforderliche Identifizierung automatisch durch die bloße Berührung des Betätigungselements durch den Bediener abläuft. Ein solches System wir auch „Passive-Drive-System" genannt. Dabei kann gleichzeitig ein verwendeter mobile ID-Geber nicht nur für ein sogenanntes „Passive- Entry-System" genutzt werden, sondern auch für das „Passive-Drive-System" zum schlüssellosen Aktivieren bzw. Deaktivieren eines Gerätes, wie z. B. das Starten eines Verbrauchers und/oder zur Ent- und Verriegelung eines funktionswesentlichen Bauteils im Fahrzeug, verwendet werden. Selbstverständlich können ebenfalls die vorhandenen Sicherheitseinrichtungen wie beispielsweise elektrisches Lenkradschloss und/oder elektrische Wegfahrsperre genutzt werden, um das Fahrzeug gegen Diebstahl zu sichern. Die Aktivierung bzw. Deaktivierung dieser Sicherheitseinrichtungen erfolgt abhängig vom jeweiligen Schaltsignal (der Schaltvorrichtung) über die Steuereinheit, sofern das richtige Identifizierungssignal von dem mobilen ID-Geber an die Steuereinheit gesendet wird.
Auf diese Art und Weise kann auch mit einer einstufigen Schaltvorrichtung (Schaltzustände 0 und I) ein herkömmliches Zündschloss mit Zündschlüssel (Schalterstellung 0 bis IM) ersetzt werden, da die Funktionalität bzw. der gewünschte Steuerungsablauf von der Steuereinheit vorgebbar ist. Dieser Steuerungsablauf kann als Programm in der Steuereinheit gespeichert sein. Beispielsweise kann der berechtigte Zugang zum Fahrzeug der Schalterstellung I eines herkömmlichen Zündschlosses entsprechen. Eine kurze Betätigung der Schaltvorrichtung oder ein Tritt auf das Bremspedal kann zum Einschalten des Motormanagements bzw. der Zündung, zur Entriegelung des Lenkradschlosses und/oder der Wegfahrsperre sowie zur Aktivierung weiterer elektrischer Verbraucher dienen, vergleichbar zur Schalterstellung Il eines herkömmlichen Zündschlosses. Eine weitere Betätigung der Schaltvorrichtung kann dann zum Starten des Motors führen, vergleichbar zur Schalterstellung IM eines herkömmlichen Zündschlosses. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Motormanagement- System und der Motor aktiviert werden, wenn beispielsweise das Bremspedal und die Schaltvorrichtung gleichzeitig bedient werden. Bei einer weiteren Betätigung der Schaltvorrichtung kann der Motor und das Motormanagement-System wieder ausgeschaltet werden (Schalterstellung I eines herkömmlichen Zündschlosses). Das Verlassen und/oder Verriegeln des Fahrzeuges kann zum Ausschalten der elektrischen Verbraucher, vergleichbar zur Schaltstellung 0 eines herkömmlichen Zündschlosses, dienen.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Schaltvorrichtung weist das Schaltelement unterschiedliche Schaltstellungen auf, wobei jeder Schaltstellung ein eindeutiges Schaltsignal zugeordnet ist, welches durch die Bedienung eines Betätigungselements an die Steuereinheit weitergeleitet wird. Hierdurch ist es möglich, nicht nur die Zustände Ein und Aus abzubilden, sondern es können auch weitere oder vergleichbare Schaltzustände, wie bei einem herkömmlichen Zündschloss, abgebildet werden. Hierzu kann das Schaltelement aus einem herkömmlichen Raster, Taster, Schalter, Drehschalter oder dergleichen bestehen, um die unterschiedlichen Schaltzustände, die erforderlich sind, abzubilden. Dabei ist es besonders wünschenswert, wenn die Bedienung der Schaltvorrichtung vergleichbar zu einem herkömmlichen Zündschloss vonstatten geht. Zu diesem Zweck kann das Schaltelement durch eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung des Betätigungselements verschiedene Schalterstellungen einnehmen. Hierzu können z. B. auch kombinierte Taster und Drehschalter als Schaltelemente eingesetzt werden. Auch ist es denkbar, dass in einer Schaltvorrichtung zwei oder mehrere Schaltelemente angeordnet sind, die mit der Steuereinheit in Verbindung stehen. Hierdurch lassen sich weitere Einsatzmöglichkeiten der Schaltvorrichtung erzeugen. Es ist beispielsweise denkbar, dass eine Programmierung eines Navigationssystems (GPS-Systems) nur möglich ist, wenn der Bediener durch den mobilen ID-Geber identifiziert worden ist. Auch die Benutzung eines Funktelefons kann beispielsweise über eine solche Schaltvorrichtung gesichert werden. Selbstverständlich sind auch weitere Anwendungsmöglichkeiten für diese Schaltvorrichtung denkbar.
Wie bereits zuvor erwähnt worden ist, findet eines kapazitive Kopplung zwischen der (fahrzeugseitigen) Elektrode, die in oder an der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung vorgesehen ist, und dem mobilen ID-Geber auch dann statt, wenn jeweils eine elektrische Isolation an der jeweiligen kapazitiven Elektrode vorgesehen ist. Als elektrische Isolation kann hierzu das Gehäuse oder das Betätigungselement der Schaltvorrichtung genutzt werden. Auch das Gehäuse des mobilen ID-Gebers kann als elektrische Isolation für die kapazitive Elektrode im ID-Geber verwendet werden. Zu diesem Zweck sind die jeweiligen Elektroden gehäuseintern anzuordnen. Vorzugsweise kann die elektrische Isolation aus einem nicht leitenden Kunststoff bestehen.
Um die kapazitive Elektrode optimal in der Schaltvorrichtung unterzubringen, kann diese mehrteilig aufgebaut sein, wobei die einzelnen Teile der Elektrode untereinander elektrisch leitend verbunden sind. Hierdurch kann die Elektrode einerseits im Betätigungselement und andererseits im Gehäuse der Schaltvorrichtung angeordnet sein. Zur optimalen kapazitiven Kopplung ist die Elektrode plattenförmig und/oder folienartig ausgestaltet. Dabei hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, die Elektrode großflächig hinter der Oberfläche des Betätigungselements und/oder des Gehäuses anzuordnen. Zu diesem Zweck kann die Elektrode rückseitig auf die Innenfläche des Betätigungselements aufgebracht werden. Auch ist es denkbar, die Elektrode direkt in dem Gehäuse oder dem Betätigungselement anzuordnen. Die Elektrode selber kann aus einem elektrisch leitenden Metall bestehen.
Um möglichst detaillierte Informationen zu einzelnen Schaltvorgängen oder Schaltzuständen der Schaltvorrichtung bzw. einzelner Geräte in dem Sicherheitssystem bzw. in einem Fahrzeug zu erhalten, kann zusätzlich ein optisches und/oder akustisches Anzeigemittel in der Schaltvorrichtung vorhanden sein. Dieses Anzeigemittel kann einerseits in dem Betätigungselement und/oder andererseits in dem Gehäuse vorgesehen sein. Bei dem Anzeigemittel selbst kann es sich um eine LED oder ein Display oder dergleichen handeln. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass das Betätigungselement in der Regel immer zumindest mechanisch bedienbar ist, allerdings nicht sämtliche Funktionen bei den entsprechenden Schaltstellungen eintreten müssen, da diese davon abhängig sind, ob sich der Bediener durch den entsprechenden mobilen ID-Geber als berechtigt identifizieren kann. Folglich ist eine beliebige Betätigung der Schaltvorrichtung denkbar, die jedoch zu keiner Funktionsauslösung führt, wenn der Bediener beispielsweise den ID-Geber nicht bei sich trägt.
Sofern das zuvor erwähnte Anzeigemittel verwendet wird, kann zusätzlich eine Folie zum Einsatz kommen, die lichtdurchlässige Bereiche aufweist. Durch diese lichtdurchlässigen Bereiche kann eine Aufschrift, ein Symbol oder dergleichen in der Schaltvorrichtung durch eine einfache Lichtquelle dargestellt werden. Beispielsweise kann das Betätigungselement von hinten durch das Anzeigeelement beleuchtet bzw. durchleuchtet werden. Um z. B. eine Schrift einblenden zu können, muss der Bereich der Schrift lichtdurchlässig in der Folie sein. Zu diesem Zweck könnte eine Metallfolie entsprechende Ausnehmungen aufweisen, die eingestanzt, gelasert, geätzt oder auf andere Art und Weise eingearbeitet worden sind. Hierdurch können die lichtdurchlässigen Bereiche erzeugt werden. Ebenfalls ist es denkbar, diese Folie elektrisch leitend auszugestalten, wobei Metall- oder Kunststofffolien zum Einsatz kommen können, die gleichzeitig als (kapazitive) Elektrode für einen Datenaustausch dient. Auch ist es denkbar, eine leuchtende Folie für ein Display des Anzeigeelementes als Elektrode für einen Datenaustausch zu verwenden. Der Vorteil der elektrisch leitenden Folie als Elektrode ist darin zu sehen, dass diese direkt hinter oder in dem Betätigungselement angeordnet ist, so dass kaum eine Abschirmung der leitenden Fläche der Folie durch zusätzliche Störgegenstände vermieden wird.
Eine weitere Variante der Schaltvorrichtung kann zusätzlich ein Fühlerelement mit einer Auflagefläche aufweisen, wobei auf die Auflagefläche ein Prüfobjekt, insbesondere ein Finger eines Bedieners auflegbar ist, der durch das Fühlerelement identifizierbar wird. Ein solches Fühlerelement wird beispielsweise durch die Offenlegungsschrift EP 0 805 247 A1 offenbart. Die erforderliche Auflagefläche des Fühlerelements kann beispielsweise in der Oberfläche des Betätigungselements vorgesehen sein. Auch die Oberfläche des Gehäuses kann zur Anordnung der Auflagefläche dienen. Durch das zusätzliche Fühlerelement kann eine weitere Sicherheitsabfrage vorgenommen werden. Dabei ist es beispielsweise auch denkbar, dass nur das Fühlerelement in der Schaltvorrichtung zur Identifizierung eines berechtigten Bedieners dient, falls zum Beispiel der mobile ID-Geber defekt sein sollte. Da der Bediener ohnehin das Betätigungselement bedienen muss, wenn er beispielsweise den Motor eines Fahrzeuges starten will, ist für ihn kein zusätzlicher Schritt bzw. Bedienung notwendig, um eine Freigabe des Motormanagement-Systems, eines elektrischen Lenkradschlosses oder dergleichen zu bewirken.
Zweckmäßigerweise weist die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung zusätzlich eine Energieübertragungseinheit auf, womit elektrische Energie von der Schaltvorrichtung zum mobilen ID-Geber übertragbar ist, so dass dieser ohne eigene Energiequelle bzw. bei einem Ausfall der eigenen Energiequelle funktionsfähig bleibt. Häufig weisen nämlich mobile ID-Geber einen mechanischen Schlüssel auf, um bei einem Batterieausfall trotzdem den Zugang zu einem Fahrzeug oder einem abgesicherten Bereich zu ermöglichen. Jedoch kann das Sicherheitssystem ohne die Identifizierung des ID-Gebers keine Aktivierung oder Einschaltung der angesprochenen Geräte zulassen. Durch die Energieübertragungseinheit in der Schaltvorrichtung wird sichergestellt, dass der ID-Geber auch dann über die notwendige Energie verfügt, falls seine Batterie zum Beispiel zu schwach sein sollte. Hierzu kann eine induktive oder kapazitive Energieübertragung stattfinden, wozu insbesondere eine Spule oder eine Elektrode jeweils in der Schaltvorrichtung und dem ID-Geber vorzusehen sind. Stellt der Bediener nun fest, dass der ID-Geber wegen Energiemangel nicht mehr einwandfrei arbeitet, so kann er den ID-Geber in die Nähe der Schaltvorrichtung bringen, wodurch die Energieübertragung ermöglicht wird, und das Sicherheitssystem durch die Identifizierung des ID-Gebers eine Freigabe der angesprochenen Geräte ermöglichen kann. Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung kann - aufgrund ihrer Platz sparenden 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 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.
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 17 und einem mobilen ID-Geber ausgestattet, wobei zwischen der Schaltvorrichtung und dem ID-Geber eine kapazitive 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 kapazitive 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 kapazitive 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 (unabhängig ob diese per Funk oder per kapazitiver Datenübertragung empfangen worden sind) 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 Motormanagementsystem freigeschaltet werden, um den Motor in einem Fahrzeug zu starten.
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 (hierbei geht es nicht um einen Diebstahl) kann zusätzlich eine Elektrode beispielsweise im Fahrersitz eines Fahrzeuges vorgesehen sein, die ebenfalls mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die Elektrode zur kapazitiven 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.
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:
Figur 1 schematische Übersicht zu einem erfindungsgemäßen
Sicherheitssystem mit der erfindungswesentlichen Schaltvorrichtung,
Figur 2 Seitenansicht einer erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in teilweiser
Schnittdarstellung mit einem translatorisch zu bedienenden Betätigungselement, Figur 3 Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung mit einem rotatorisch zu bedienenden Betätigungselement in vergleichbarer
Ansicht zu Figur 2,
Figur 4 Draufsicht auf die Schaltvorrichtung aus Figur 3,
Figur 5 Seitenansicht einer vergleichbaren Schaltvorrichtung aus Figur 2,jedoch mit einer anderen Anordnung der kapazitiven Elektrode und einer integrierten Energieübertragungseinheit, und Figur 6 Draufsicht auf eine weitere Schaltvorrichtung mit einem integrierten
Anzeigeelement.
In der Figur 1 ist rein schematisch eine Übersicht von einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem 25 dargestellt. Dabei zeigt diese Figur nur die wesentlichen elektronischen und mechanischen Bauteile. In einem abgesicherten Bereich, wie beispielsweise einem Fahrgastinnenraum, ist die Schaltvorrichtung 1 , sowie die Steuereinheit 10, Empfangseinheit 1 1 und das Management-System 12 angeordnet. Hierbei kann es sich vorzugsweise um ein sogenanntes „Passive Keyless Drive System" handeln, was beispielsweise als eine Ergänzung zu einem sogenannten „Passive Keyless Entry System" genutzt wird. Dabei kann ein und derselbe mobile ID- Geber 13 für beide Systeme verwendet werden. Bei diesem mobilen ID-Geber 13 handelt es sich um eine elektronische Identifikationseinrichtung, die den mechanischen Schlüssel von herkömmlichen Sicherheitssystemen ersetzt. Nachdem nun der Bediener 30 Zugang zu dem abgesicherten Bereich erlangt hat, soll durch das Sicherheitssystem 25 ebenfalls eine schlüssellose Aktivierung eines Verbrauchers, wie zum Beispiel eines Motors in einem Kraftfahrzeug und/oder eine Entriegelung eines elektrischen Lenkradschlosses bewirkt werden. Zu diesem Zweck braucht der Bediener 30 nur die Schaltvorrichtung 1 mit dem entsprechenden Betätigungselement 4 bedienen. Durch die erforderliche Berührung des Betätigungselements 4 findet eine kapazitive Kopplung zwischen der Schaltvorrichtung 1 und dem vom Bediener 30 getragenen mobilen ID-Geber 13 statt. Zu diesem Zweck weist die Schaltvorrichtung 1 eine Elektrode 5 auf, die in oder an der Schaltvorrichtung 1 angeordnet ist. Ebenfalls ist eine weitere Elektrode 22 im ID-Geber 13 vorgesehen, wodurch die kapazitive Kopplung zwischen dem Bediener 30 und dem mobilen ID-Geber 13 stattfindet. Somit stellt der Bediener 30 selbst das Verbindungselement zwischen der Elektrode 5 in der Schaltvorrichtung 1 sowie der Elektrode 22 in dem ID-Geber 13 dar. Der Bediener 30 ist selbst als Widerstand (R) bzw. Widerstände (R) mit dem Bezugszeichen 31 in dem Schaltbild dargestellt. Es wurde in dem Übersichtsbild (s. Figur 1 ) darauf verzichtet, den Massenschluss (Erdverbindung) des Systems darzustellen. Die im ID-Geber 13 dargestellten Elemente 22, 15, 16, 17 sind in der Regel nicht sichtbar, da sie sich innerhalb des Gehäuses vom ID-Geber 13 befinden.
Drückt nun der Bediener 30 mit seiner Hand oder einem Finger auf das Betätigungselement 4, so findet automatisch eine kapazitive Kopplung zwischen der Elektrode 5 und dem Finger statt. Diese Kapazität (C1 ) trägt das Bezugszeichen 32. Das kapazitiv übertragende Signal besteht aus einem elektrischen Wechselfeld, das über die Haut des Bedieners 30 weitergeleitet wird. Dieses Wechselfeld kann durch einen Oszillator beispielsweise in der Schaltvorrichtung 1 oder der Steuereinheit 10 erzeugt werden. Der mobile ID-Geber 13 empfängt dieses kapazitive Signal durch seine Elektrode 22, die innerhalb seines Gehäuses angeordnet sein kann, wenn der Bediener 30 den ID-Geber bei sich trägt. Das kapazitive Signal kann selber codiert bzw. verschlüsselt sein. Sofern der ID-Geber 13 das von der Schaltvorrichtung 1 erhaltene Signal als zulässiges Weck- bzw. Aktivierungssignal identifiziert hat, schickt er seinerseits ein Identifizierungssignal an die Steuereinheit 10 zurück. Dabei kann es sich einerseits auch um ein kapazitives Signal handeln, was auf demselben Wege zurückgeschickt wird, wie das bereits erwähnte Wecksignal. Ebenfalls ist es denkbar, dass der mobile ID-Geber 13 ein Funksignal über eine Funkverbindung 21 an eine Empfangseinheit 1 1 aussendet. Diese Empfangseinheit 1 1 leitet dann das empfangene Signal an die Steuereinheit 10 zur Auswertung weiter. Zu diesem Zweck ist die Empfangseinheit 1 1 über eine Verbindung 20 mit der Steuereinheit 10 verbunden. Sofern das Identifizierungssignal über eine kapazitive Kopplung zurück an die Schaltvorrichtung 1 gesendet wird, kann auf die Empfangseinheit 1 1 in dem Sicherheitssystem 25 verzichtet werden.
In der Steuereinheit 10 findet nun ein Vergleich bzw. eine Auswertung des vom mobilen ID-Geber 13 erhaltenen Identifizierungssignals statt. Wird dabei festgestellt, dass der mobile ID-Geber 13 das richtige Identifizierungssignal ausgesendet hat, so wird weiter der aktuelle Schaltzustand (z. B. 0 oder I) der Schaltvorrichtung 1 von der Steuereinheit 10 berücksichtigt, um eine entsprechende Aktivierung oder Deaktivierung eines Verbrauchers oder ein entsprechendes Steuersignal an eine weitere Einheit, wie beispielsweise das (Motor-) Managementsystem 12 zu schicken, wodurch dann z. B. der Motor gestartet wird. Auch kann hierdurch beispielsweise eine vorherige oder gleichzeitige Entriegelung des elektrischen Lenkradschlosses und/oder der elektrischen Wegfahrsperre erfolgen.
Zum Ausschalten des Motors kann beispielsweise eine weitere Betätigung der Schaltvorrichtung 1 genutzt werden, welche dann zum Beispiel das erneute Schaltsignal an die Steuereinheit 10 sendet. Die Steuereinheit 10 vergleicht das erhaltene Schaltsignal mit dem aktuellen Motorzustand und sendet ein Ausschalt- Signal an das Motormanagementsystem 12, sofern zuvor das entsprechende Identifizierungssignal vom ID-Geber 13 festgestellt worden ist. Somit ist ein Ausschalten des Motors möglich.
Das Ein- und Ausschalten eines Motors sowie Sichern und Entriegeln eines Fahrzeuges kann durch die jeweiligen Schaltzustände der Schaltvorrichtung 1 einem herkömmlichen mechanischen Zündschlossschalter nachgebildet werden. Dabei ist es zum Beispiel denkbar, dass nur eine Verriegelung des elektrischen Lenkradschlosses stattfindet, wenn sich der mobile ID-Geber 13 nicht mehr im Fahrgastinnenraum befindet.
Zur Ortung des ID-Gebers 13 im abgesicherten Raum bzw. Fahrgastinnenraums können zusätzliche Elektroden vorgesehen sein, die jeweils in einem bestimmten zeitlichen Abstand mit einem kapazitiven Aktivierungssignal beaufschlagt werden. Sobald sich der ID-Geber 13 nach dem Empfang des Aktivierungssignals durch sein Identifizierungssignal meldet, stellt das System 25 fest, mit welcher Elektrode der ID- Geber 13 in kapazitiver Verbindung steht. Hierdurch lässt sich die Position des ID- Gebers 13 eindeutig bestimmen. Dabei ist es denkbar, dass vorhandene elektrische Leitungen und/oder elektrisch leitende Flächen, wie z. B. Spiegelflächen, Chromflächen etc., im Fahrzeug als zusätzliche Elektroden für die Ortung des ID- Gebers 13 genutzt werden. Auch kann durch dieses System 25 festgestellt werden, ob sich noch ein weiterer ID-Geber 13 im Fahrgastinnenraum befindet, der beispielsweise vom Beifahrer mit sich getragen wird.
Optional kann das Sicherheitssystem 25 mit einer zusätzlichen Elektrode 18, die z. B: im Fahrersitz 19 angeordnet ist, ausgestattet werden. Durch diese Sicherheitselektrode 18 kann durch das Sicherheitssystem 25 festgestellt werden, ob sich der Bediener 30 tatsächlich auf dem Fahrersitz 19 befindet, wenn er die Schaltvorrichtung 1 betätigt. Zu diesem Zweck ist durch die Elektrode 18 ebenfalls eine kapazitive Kopplung zum mobilen ID-Geber 13 möglich. Die Sicherheitselektrode 18 ist ihrerseits mit der Steuereinheit 10 verbunden. Die Datenübertragung des kapazitiven Signals erfolgt über die Kapazität 33, den Bediener 30 an die Kapazität 34. Empfängt der ID-Geber das Signal von der Elektrode 18, so kann er z. B. ein zusätzliches Freigabesignal aussenden. Auch ist es denkbar, dass der ID-Geber 13 nur das Identifizierungssignal an die Steuereinheit 10 ausgibt, wenn er zwei unterschiedliche Aktivierungssignale von der Elektrode 5 und der Elektrode 18 empfangen hat. Die besondere Anordnung der Elektrode 18 ist nicht auf den Fahrersitz 19 beschränkt. Vielmehr ist es denkbar, dass diese Elektrode 18 auch im Lenkrad oder einem Pedal, insbesondere dem Bremspedal oder anderswo angeordnet ist, um eine zusätzliche Positionsüberwachung des Bedieners 30 vornehmen zu können. Wie auch bereits zuvor erwähnt wurde, kann dieses Sicherheitssystem 25 auch dazu verwendet werden, weitere elektronische Verbraucher, wie zum Beispiel das Funktelefon oder das Navigationssystem oder dergleichen in einem Fahrzeug zu sichern, um beispielsweise anderen Fahrzeuginsassen, wie z. B. Kindern, eine Bedienung zu untersagen. Zu diesem Zweck kann das System 25 auch mehrere Schaltvorrichtungen 1 enthalten.
Die Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 mit einem translatorisch zu bewegenden Betätigungselement 4. Drückt nun ein Bediener 30 beispielsweise mit seinem Finger auf das Betätigungselement 4, so können verschiedene Schaltstellungen (z. B. die Schalterstellungen 0 und I bzw. 0 - IM) bewirkt werden. Jeder dieser Schaltstellung kann ein entsprechendes Schaltsignal zugeordnet werden, das an die Steuereinheit 10 weitergeleitet wird. Eine mechanische oder elektromechanische Verriegelung der Schaltvorrichtung 1 ist nicht vorgesehen, unabhängig davon, ob sich der Bediener 30 durch den richtigen mobilen ID-Geber 13 identifizieren kann oder nicht. Nur durch die Überprüfung / Identifizierung wird erreicht, dass das vorliegende Schaltsignal, welches durch die Schalvorrichtung 1 erzeugt wird, von der Steuereinheit 10 an das Managementsystem 12 oder einem anderen Verbraucher weitergeleitet wird, wenn der entsprechende Identifizierungscode vom ID- Geber 13 vorliegt. Somit ist ein einfacher Aufbau der Schaltvorrichtung 1 möglich. Das Schaltelement 3, welches durch das Betätigungselement 4 bedient wird, kann aus einem Schalter, Raster, Taster oder einem Piezoelement oder dergleichen bestehen. Bei einem Piezoelement ist es zum Beispiel denkbar, dass der aufgebrachte Betätigungsdruck auf das Betätigungselement 4 gemessen wird, um beispielsweise die einzelnen Schaltstellungen 0 und I bzw. 0 - IM zu unterscheiden. Hierzu kann die Schaltvorrichtung 1 eine eigene Logikeinheit bzw. Logikbaustein 8 aufweisen, die im Gehäuse 2 angeordnet ist. Ebenfalls kann auf der Oberfläche des Betätigungselements 4 ein zusätzliches Fühlerelement vorgesehen sein, was dazu dient, den Fingerabdruck eines Bedieners 30 zu identifizieren. Die entsprechende Auswertung des durch das Fühlerelement ermittelten Messsignals kann ebenfalls durch den Logikbaustein 8 realisiert werden.
Zur kapazitiven Datenübertragung ist die großflächige Elektrode 5 vorgesehen, die an der Innenseite des Betätigungselements 4 angeordnet ist. Diese Elektrode 5 kann beispielsweise aufgeklebt, aufgedampft, aufgeschweißt oder auf sonstige Art und Weise an dem Betätigungselement 4 befestigt sein. Damit das Betätigungselement 4 zusätzlich ein Anzeigelement 7 aufnehmen kann, weist die kapazitive Elektrode 5 eine Aussparung auf, in der das Anzeigeelement 7 angeordnet ist. Diese Aussparung kann beispielsweise aus einer Bohrung bestehen. Die beschriebene Elektrode 5 ist über eine direkte oder indirekte Verbindung mit der Steuereinheit 10 verbunden. Selbstverständlich kann die Schaltvorrichtung 1 mittels eines Steckers 9 mit der Steuereinheit verbunden sein. Dabei ist auch eine opto-elektronische Kopplung bzw. Verbindung 20 der Schaltvorrichtung 1 mit der Steuereinheit 10 denkbar. Zusätzlich ist in dem Gehäuse 2 der Schaltvorrichtung 1 eine weitere Elektrode 17 für eine optionale Energieübertragungseinheit 15 vorgesehen. Diese Elektrode ist beispielsweise direkt in das Gehäuse 2 eingeschweißt. Auch diese Elektrode 17 kann direkt oder indirekt mit der Steuereinheit 10 verbunden sein. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Elektrode 17 auch zur Elektrode 5 gehört und mit dieser elektrisch verbunden ist. In diesem Falle würde dann auf eine kapazitive Energieübertragung verzichtet werden. Optional ist in der Figur 2 auch eine Spule 16 vorgesehen, die ebenfalls die erforderliche Energie an einen stromlosen ID-Geber 13 senden kann. Diese Spule 16 stellt dann auch ein Element der Energieübertragungseinheit 15 dar. Die eigentliche Energieübertragung von der Schaltvorrichtung 1 auf den mobilen ID-Geber 13 findet vorzugsweise dann statt, wenn der ID-Geber 13 in die Nähe der Schaltvorrichtung 1 gebracht wird. Wie zuvor bereits erwähnt, stellt die Anordnung der Elektrode 17 ein optionales Mittel zur Spule 16 der Energieübertragungseinheit 15 dar. Um die Energieübertragung durch die Spule 16 zu verbessern, kann auch eine Aussparung der kapazitiven Elektrode 5 im mittleren Bereich, wo die Spule 16 rückwärtig angeordnet ist, vorgesehen sein. Auch ist es denkbar, die Spule 16 vor der Elektrode 5 an dem Betätigungselement 4 anzuordnen, und nicht wie dargestellt hinter der Elektrode 5.
In der Figur 3 wird eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 gezeigt. Bei dieser Variante ist das Schaltelement 3 als einen Drehschalter mit mehreren Schaltstellungen (z. B. 0 und I bzw. 0 bis IM) dargestellt. Die Drehrichtung des Betätigungselements 4 wird durch den Pfeil 4' angedeutet. Ebenfalls ist es denkbar, dass zu der rotatorischen Bewegung des Betätigungselements 4 eine translatorische Betätigung möglich ist, mit anderen Worten, das Betätigungselement 4 kann zusätzlich herausgezogen oder in die Schaltvorrichtung 1 hineingedrückt werden, wodurch eine zusätzliche Schalterstellung erreichbar ist. Somit kann diese Variante direkt vergleichbar zu einem herkömmlichen Zündanlassschalter mit mechanischem Schlüssel benutzt werden. Die zur kapazitiven Datenübertragung notwendige Elektrode 5 ist auch in diesem Fall rück- bzw. innenseitig an dem Betätigungselement 4 vorgesehen. Die kapazitive Elektrode 5 kann aus einer elektrisch leitenden Folie oder Schicht oder Gitterstruktur bestehen. Auch diese Schaltvorrichtung 1 ist mit einer Energieübertragungseinheit 15 versehen, um notfalls Energie auf einen mobilen ID- Geber 13 übertragen zu können. Hierzu ist im Gehäuse 2, insbesondere im Vorsprung 6 eine Spule 16 eingelassen. Der Vorsprung 6 dient gleichzeitig als Anschlagelement für die Halterung der Schaltvorrichtung 1 in einer Schalttafel, einem Armaturenbrett oder dergleichen.
Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, weist die Schaltvorrichtung 1 einen Anzeigeelement 7 auf, welches aus einem mehrfarbigen Display bestehen kann, um verschiedene Schaltzustände der Schaltvorrichtung 1 oder Funktionszustände des Sicherheitssystems 25 anzuzeigen. Selbstverständlich können auch mehrere Anzeigen 7 im Gehäuse 2 oder sogar dem Betätigungselement 4 angeordnet sein. Auch ist es denkbar, dass von dem Anzeigelement 7 akustische Signale, insbesondere Sprachsignale, ausgegeben werden können.
In der Figur 5 ist ein weiteres Beispiel für die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 dargestellt. Diese Schaltvorrichtung 1 ist ähnlich zur Schaltvorrichtung 1 aus Figur 2 aufgebaut, wobei beispielsweise ein einstufiges Schaltelement 3 mit den Schaltzuständen 0 und I vorgesehen ist. Dabei kommt auch ein Betätigungselement 4 als Tast- bzw. Druckelement zum Einsatz. Das eigentliche Schaltelement 3, welches dem jeweiligen Betätigungszustand des Betätigungselements 4 ein Schaltsignal 0 oder I zuordnet, ist schematisch dargestellt. Weiterhin sind an der Innenseite des Betätigungselements 4 insgesamt zwei Elektroden 5 und 17 vorgesehen, wobei die Elektrode 5 zur kapazitiven Datenübertragung vorgesehen ist und die Elektrode 17 zur Energieübertragung an den mobilen ID-Geber 13 dient. Dabei umgibt die ringförmige Elektrode 17 die kreisförmige Elektrode 5. Ebenfalls ist es denkbar, dass die beiden Elektroden 5, 17 vertauscht werden, wodurch sich keine Änderungen an der Funktionsweise der Schaltvorrichtung 1 ergeben. Zusätzlich sind schematisch in der Figur 5 die einzelnen Steckkontakte des Steckers 9 angedeutet. Vorzugsweise wird die Schaltvorrichtung 1 über einen Standardstecker mit der Steuereinheit 10 verbunden. Anstelle einer elektrischen Verbindung 20 kann auch eine optische oder opto-elektronische Verbindung 20 mit der Steuereinheit 10 bestehen. Selbstverständlich kann die Verbindung 20 auch durch eine gängige Schnittstelle bzw. ein übliches Datenbusformat realisiert werden. In der letzten Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eine weitere erfindungsgemäße Variante der Schaltvorrichtung 1 dargestellt. Diese zeigt im Wesentlichen das durch ein Anzeigeelement 7 beleuchtete Betätigungselement 4. Durch das vorhandene Anzeigeelement 7 können zumindest die Schriftzüge „ON" und „OFF" auf dem Betätigungselement 4 dargestellt werden. Zu diesem Zweck kann das Betätigungselement 4 aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff bestehen. Hinter dem Betätigungselement 4 kann eine Folie 23 mit lichtdurchlässigen Bereichen 24 - für die Schriftzüge - angeordnet sein, die von hinten von dem Anzeigeelement 7 durchleuchtet wird, um die Schriftzüge erscheinen zu lassen. Das Anzeigeelement 7 kann hierfür aus einer oder mehreren Lichtquellen, wie z. B. LEDs bestehen. Auch können unterschiedliche Farben von dem Anzeigeelement 7 ausgestrahlt werden. Vorteilhafterweise ist die zuvor erwähnte Folie 23 elektrisch leitend ausgestaltet und wird als großflächige Elektrode 5 verwendet. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Folie 23 selbst als (Farb-)Display dient und selber Licht ausstrahlt. Auch in diesem Fall kann die Folie 23 als großflächige Elektrode 5 dienen. Diese elektrisch leitende Folie 23 kann mit einem weiteren Teil der großflächigen Elektrode 5 elektrisch leitend verbunden sein, welcher z. B. im Gehäuse 2 der Schaltvorrichtung 1 angeordnet ist.
Abschließend ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Varianten der Schaltvorrichtung 1 bzw. des Sicherheitssystems 25 beschränkt sind. Dabei sind sämtliche Kombinationen der einzelnen technischen Merkmale denkbar, solange sie sich nicht gegenseitig explizit ausschließen. Auch können die dargestellten Ausführungsbeispiele der Schaltvorrichtung 1 sowie des Sicherheitssystems 25 zusätzliche, nicht gezeigte mechanische, elektrische und/oder elektronische Bauteile enthalten. Bezu qszei chen l iste
Schaltvorrichtung
Gehäuse
Schaltelement
Betätigungselement
Pfeil für Bewegungsrichtung von 4
(kapazitive) Elektrode, zur kapazitiven Kopplung
Vorsprung
Anzeigeelement
Logikbaustein
Stecker
Steuereinheit
Empfangseinheit
Management-System
Mobiler ID-Geber elektrische Isolation
Energieübertragungseinheit
Spule von 15
Elektrode von 15
Elektrode in 19
Sitz
Verbindung
Zeichen für Funkverbindung
Elektrode in 13
Folie lichtdurchlässiger Bereich in 23
Sicherheitssystem
Bediener/ Individuum
Widerstand R
Kapazität C1
Kapazität C2
Kapazität C3

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Schaltvorrichtung (1 ) zum schlüssellosen Ein- bzw. Ausschalten eines Verbrauchers, insbesondere eines Motors od. dgl. in einem Fahrzeug, und/oder zur Ent- bzw. Verrieglung eines funktionswesentlichen Bauteils eines Fahrzeuges, mit zumindest einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Schaltelement (3), welches durch ein Betätigungselement (4) bedienbar ist, wodurch wenigstens ein Schaltsignal für die Steuereinheit (10) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode (5) am Gehäuse (2) vorgesehen ist, die mit einer Steuereinheit (10) verbunden ist, wobei die Elektrode (5) zur Datenübertragung zu einem mobilen ID-Geber (13) dient, und die Elektrode (5) durch eine kapazitive Kopplung (32, 34) eine Datenübertragung zum mobilen ID-Geber (13) ermöglicht, wobei die Steuereinheit (10) ein erstes kodiertes und/oder moduliertes Signal an die Elektrode (5) leitet, wenn diese von dem Schaltelement (3) ein erstes Schaltsignal erhält.
2. Schaltvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (3) unterschiedliche Schaltstellungen aufweist, wobei jeder Schaltstellung ein eindeutiges Schaltsignal zugeordnet ist.
3. Schaltvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (3) durch eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung (4') des Betätigungselements (4) verschiedene Schaltstellungen einnimmt.
- 1 -
4. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiteres Schaltelement (3) vorgesehen ist, welches mit der Steuereinheit (10) in Verbindung steht.
5. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Elektrode (5), durch die eine kapazitive Kopplung (32, 34) zum ID-Geber (13) ermöglicht wird, eine elektrische Isolation (14) aufweist.
6. Schaltvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (4) und/oder das Gehäuse (2) als elektrische Isolation (14) für die kapazitive Elektrode (5) vorgesehen ist.
7. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) mehrteilig aufgebaut ist.
8. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) plattenförmig und/oder folienartig ausgestaltet ist.
9. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) großflächig hinter der Oberfläche des Betätigungselements (4) und/oder des Gehäuses (2) angeordnet ist.
- 2 -
10. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein optisches und/oder akustisches Anzeigemittel (7) vorhanden ist, womit Informationen darstellbar sind.
1 1. Schaltvorrichtung (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Anzeigemittel (7) zumindest eine LED oder ein Display enthält.
12. Schaltvorrichtung (1 ) nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch leitende Folie (23) in oder vor dem Anzeigemittel (7) zum Einsatz kommt, die lichtdurchlässige Bereiche (24) aufweist, wobei die Folie (23) teilweise oder ganz als Elektrode (5) dient.
13. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fühlerelement mit einer Auflagefläche vorgesehen ist, wobei auf die Auflagefläche ein Prüfobjekt, insbesondere ein Finger eines Bedieners (30), auflegbar ist.
14. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieübertragungseinheit (15) vorhanden ist, womit elektrische Energie von der Schaltvorrichtung (1 ) zum mobilen ID-Geber (13) übertragbar ist, so dass dieser ohne eigene Energiequelle bzw. bei einem Ausfall der eignen Energiequelle funktionsfähig ist.
15. Schaltvorrichtung (1 ) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
- 3 - dass die Energieübertragungseinheit (15) eine induktive oder eine kapazitive Energieübertragung ermöglicht, wozu insbesondere eine Spule (16) oder eine plattenförmige Elektrode (17) vorgesehen sind.
16. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (1 ) am Lenkrad, insbesondere im Bereich eines Emblems oder von Prall- oder Griffflächen, anordbar ist.
17. Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (1 ) 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 anordbar ist.
18. Sicherheitssystem (25) zur schlüssellosen Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Anlage oder eines Gerätes, insbesondere eines Lenkradschlosses oder eines Motors in einem Fahrzeug, mit einer Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und einem mobilen ID-Geber (13), wobei zwischen der Schaltvorrichtung (1 ) und dem ID-Geber (13) eine kapazitive Datenübertragung stattfindbar ist, und einer Steuereinheit (10), die die Datenübertragung zwischen der Schaltvorrichtung (1 ) und dem mobilen ID-Geber (13) steuert.
19. Sicherheitssystem (25) nach Anspruch 18 mit einer Empfangseinheit (1 1 ), die per Funk (21 ) Identifikationsdaten von dem mobilen ID-Geber (13) empfängt, und diese an die Steuereinheit (10) weiterleitet, wobei die Steuereinheit (10) einen Soll/Ist-Vergleich und/oder eine Auswertung der empfangenen Identifikationsdaten vornimmt, um anschließend bei positiver Identifikation entsprechende Steuersignale, insbesondere an das elektrische Lenkradschloss und/oder an ein Motormanagement-System (12) auszugeben.
- A -
20. Sicherheitssystem (25) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile ID-Geber (13) zum schlüssellosen Zugang eines absperrbaren Bereiches, insbesondere eine Fahrgastinnenraumes, dient, indem der ID- Geber (13) auch in das Zugangskontrollsystem eingebunden ist.
21. Sicherheitssystem (25) für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 18 bis 20 mit einer Elektrode (18) in einem Fahrersitz (19), die insbesondere großflächig ausgestaltet ist und mit der Steuereinheit (10) verbunden ist, wobei die Elektrode (18) zur Datenübertragung durch kapazitive Kopplung (33, 34) zu dem mobilen ID-Geber (13) dient.
- 5 -
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