專利名稱：開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求前序部分所述類型的、用于無匙地打開或 關(guān)閉用電器、特別是機動車中的發(fā)動機等，和/或用于對機動車輛的重要功能 部件進行解鎖或鎖定的開關(guān)裝置。這種裝置例如設(shè)置在機車車輛的內(nèi)部，優(yōu) 選設(shè)置在車輛駕駛員的觸及范圍之內(nèi)，并結(jié)合在特別是機動車的安全系統(tǒng) 中。通過所述開關(guān)裝置可以進行各種不同的開關(guān)過程。
此外，本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求18所述的、用于無匙地起動或
關(guān)閉設(shè)備或裝置，特別是機動車中的方向盤鎖或發(fā)動機的安全系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)已知公開文件DE19838992A1公開了一種用于機動車輛的具 有電子方向盤鎖定裝置的起動開關(guān)。與類似的機械式點火鑰匙相類似，在起 動或關(guān)閉發(fā)動機時操作這種點火起動開關(guān)。因為這種點火起動開關(guān)也無匙地 工作，附加地設(shè)有發(fā)送和接收裝置，所述發(fā)送和接收裝置用于對經(jīng)授權(quán)的用 戶進行身份識別并根據(jù)識別情況對點火起動開關(guān)進行解鎖。由此點火起動開 關(guān)本身通過由車輛內(nèi)部的控制單元控制的附加的機電鎖解鎖或鎖定。通過便 攜ID發(fā)生器(電子鑰匙)實現(xiàn)實際的用于解鎖的釋放動作。由于所設(shè)置的 點火起動開關(guān)機的電式鎖定裝置附加地提高了機械式構(gòu)件的數(shù)量，由此會明 顯提高開關(guān)的重量和所需要的制造成本。
公開文件EP1468884A2公開了另一種點火起動開關(guān)。在這種點火起動 開關(guān)中沒有設(shè)置機電匙的鎖裝置，以避免未經(jīng)授權(quán)的對開關(guān)的操作。這種點 火起動開關(guān)同樣結(jié)合在安全系統(tǒng)中，其中開關(guān)附加地設(shè)有線圈天線，從而當(dāng) 操作開關(guān)時，會通過無線電波向便攜ID發(fā)生器發(fā)送所謂的喚醒或激活信號。
此時只有當(dāng)ID發(fā)生器發(fā)射出要求的身份識別代碼并且所述身份識別代碼在
車輛側(cè)由控制單元檢查并確認(rèn)為可靠的(即正確的)時，才可以起動發(fā)動機。 如果這里所述身份識別代碼是正確的身份識別代碼，則可以繼續(xù)傳遞其 它由所述開關(guān)發(fā)出的開關(guān)指令，并有車輛中相應(yīng)的電氣或機電的構(gòu)件或裝置 對所述指令進行轉(zhuǎn)換。這里在實踐中已經(jīng)證明，這種基于無線電的安全系統(tǒng)
可以通過無線電距離延長(Funkstreckenverlangerung)被繞過。當(dāng)車輛側(cè)的 通常I.D.R.只具有幾米的有效范圍的喚醒或激活信號(的有效范圍)被延長 至便攜ID發(fā)生器的實際所在位置時，由于此時該ID發(fā)生器自動向車輛發(fā)射 長距離的身份識別信號，可以特別輕易地繞過所述系統(tǒng)。
為了在安全系統(tǒng)中避免前面所述的無線電距離延長，采用了最新的系 統(tǒng)，在所述系統(tǒng)中通過電容式的耦合進行數(shù)據(jù)交換。例如在公開文件 DE10132031A1中詳細(xì)記載了這種系統(tǒng)。當(dāng)然這種安全系統(tǒng)只涉及進入授權(quán) 系統(tǒng)，以只在由正確的身份識別時才開放對受保護區(qū)域的進入。

發(fā)明內(nèi)容
因此現(xiàn)在本發(fā)明的目的在于提供一種開關(guān)裝置，這種開關(guān)裝置由較少的 構(gòu)件組成并可以簡單地結(jié)合到無匙的安全系統(tǒng)中。所述目的通過具有權(quán)利要 求1的特征的開關(guān)裝置來實現(xiàn)。本發(fā)明的各種變型和有利的實施形式在從屬 權(quán)利要求2至17中給出。
此外，本發(fā)明的所述目的還在于，提供一種用于無匙地起動和關(guān)閉特別 是車輛領(lǐng)域的設(shè)備或裝置的改進的和簡單的安全系統(tǒng)。所述目的通過權(quán)利要 求18至21來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明所述開關(guān)裝置具有一位于殼體上的電極，所述電極與控制單 元相連，其中所述電極用于向便攜ID發(fā)生器(電子鑰匙或電子身份識別裝 置)進行數(shù)據(jù)傳輸。所述電極通過電容耦合使得可以向便攜ID發(fā)生器進行
數(shù)據(jù)傳輸，其中，當(dāng)所述控制單元從開關(guān)元件獲得第一開關(guān)信號時，向所述 電極傳送經(jīng)編碼和/或經(jīng)調(diào)制的第一信號。由此所述開關(guān)裝置也可以用于向便 攜ID發(fā)生器發(fā)送激活或喚醒信號。這里所述的信號不是通過電感或電磁波
傳送的，而是通過電容性的電極傳送的，通過所述電極可以與所述ID發(fā)生 器實現(xiàn)電容的耦合。當(dāng)所述便攜ID發(fā)生器接收到所述電容的信號時，ID發(fā) 生器本身便向車輛內(nèi)部的電子裝置發(fā)送身份識別信號，特別時433.22MHz 或868MHz的無線電信號，以實現(xiàn)安全系統(tǒng)的釋放/解開。在這種方法中， 實際的電容信號直接通過操作者或車輛駕駛單元的身體傳遞。如果操作者希 望利用該開關(guān)裝置對裝置進行開關(guān)，操作者只需要一方面觸碰操作元件，由 此實現(xiàn)與身體的電容耦合。另一方面，如果操作者隨身攜帶便攜ID發(fā)生器， 則進行其身體與所述便攜ID發(fā)生器的電容耦合。為此，便攜ID發(fā)生器同樣 裝備有一電極。通過操作元件和便攜ID發(fā)生器之間經(jīng)由操作者身體的間接 接觸，可以實現(xiàn)操作元件與便攜ID發(fā)生器之間的電容耦合，這種電容耦合 同時可以用于數(shù)據(jù)傳輸。此時操作者不需要為了進行電容的數(shù)據(jù)傳輸而直接 接觸所述兩個電極。有利地在(幵關(guān)裝置和ID發(fā)生器中的)所述電極和操 作者之間設(shè)有電絕緣。實際的數(shù)據(jù)信號作為幾微安的弱電流穿過或經(jīng)過操作 者的身體流動，即從源(直接)流動到目標(biāo)。因此不可能從外部對所述數(shù)據(jù) 信號進行未經(jīng)授權(quán)的訪問。因此，與激活或喚醒信號傳統(tǒng)的無線電傳輸相比， 可以確保明顯更高的安全性。同樣可以設(shè)想，身份識別信號也可以相反地從 ID發(fā)生器向開關(guān)裝置通過電容耦合傳遞給安裝系統(tǒng)。
通過根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置可以進一步提高車輛操作者的舒適性，因為 在操作所述開關(guān)裝置時同時進行對于開關(guān)信號的身份識別程序。只有在身份 識別正確時，才繼續(xù)處理從開關(guān)裝置發(fā)送給控制單元的信號，由此例如起動 或關(guān)閉發(fā)動機管理系統(tǒng)或其它裝置。
由此例如也可以起動車輛，而不必操作點火鎖中的點火鑰匙，因為只通
過操作者接觸操作元件即可以自動進行必要的身份識別。這種系統(tǒng)也稱為
"無源起動系統(tǒng)(Passive-Drive-System)"。這里所使用的便攜ID發(fā)生器不 僅可以用于所謂的"無源進入系統(tǒng)(Passive-Entry-System)"，而且也可以用 于無匙地起動或關(guān)閉裝置、例如起動用電器和/或用于對車輛中的重要功能構(gòu) 件進行解鎖或鎖定的"無源起動系統(tǒng)"。當(dāng)然也可以使用現(xiàn)有的安全裝置， 例如電動方向盤鎖和/或電動防啟動裝置，以防止車輛被盜。如果從便攜ID 發(fā)生器向控制單元發(fā)送了正確的身份識別信號，則可以根據(jù)(開關(guān)裝置)相 應(yīng)的開關(guān)信號對所述安全裝置進行起動或關(guān)閉。
這樣也可以利用單級的開關(guān)裝置(開關(guān)狀態(tài)0和1)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的帶點火 鑰匙的點火鎖(開關(guān)位置o至in)，因為其功能或者希望的控制過程可以由 控制單元預(yù)先規(guī)定。所述控制過程可以作為程序存儲在控制單元中。例如得 到授權(quán)的對車輛的進入可以對應(yīng)于傳統(tǒng)的開關(guān)位置I。短促地操作開關(guān)裝置 或?qū)χ苿犹ぐ宓牟忍た梢杂糜陂_啟發(fā)動機管理或點火，用于對方向盤鎖和/ 或防啟動裝置解鎖，以及用于起動其它電氣用電器，類似于傳統(tǒng)點火鎖的開 關(guān)位置II。此時再次操作開關(guān)裝置可以使發(fā)動機起動，類似于傳統(tǒng)點火鎖的 開關(guān)位置in。同樣可以設(shè)想，當(dāng)例如同時操作制動踏板和所述開關(guān)裝置時， 起動發(fā)動機管理系統(tǒng)和發(fā)動機。當(dāng)再次操作開關(guān)裝置時，可以重新關(guān)閉發(fā)動 機和發(fā)動機管理系統(tǒng)(傳統(tǒng)點火鎖的開關(guān)位置1)。離開車輛和/或鎖上車輛 可以用來關(guān)閉用電器，類似于傳統(tǒng)點火鎖的開關(guān)位置O。
在所述開關(guān)裝置的一個有利的實施方式中，開關(guān)元件具有不同的開關(guān)位 置，其中每個開關(guān)位置與一個唯一確定的開關(guān)信號相匹配，通過操作操作元 件向控制單元傳遞該開關(guān)信號。由此不僅可以形成開和關(guān)的狀態(tài)，而且也可 以形成其它的或與傳統(tǒng)點火鎖中類似的開關(guān)狀態(tài)。為此，開關(guān)元件可以由傳 統(tǒng)的光柵(Raster)、按鍵、開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)等組成，以形成必要的不同的開 關(guān)狀態(tài)。這里特別希望，開關(guān)裝置的操作與傳統(tǒng)的點火鎖類似地進行。為此，
可以通過操作元件的平移和/或旋轉(zhuǎn)運動使開關(guān)元件處于各種不同的開關(guān)位 置。為此例如也可以使用組合的按鍵和旋轉(zhuǎn)開關(guān)作為開關(guān)元件。也可以設(shè)想， 在開關(guān)裝置中設(shè)置兩個或多個開關(guān)元件，所述開關(guān)元件與控制單元相連。由 此可以產(chǎn)生所述開關(guān)裝置的其它使用可能性。例如可以設(shè)想，只有當(dāng)通過便
攜ID發(fā)生器對操作者進行了身份識別時，才能對導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS系統(tǒng))進 行編程。通過這種開關(guān)裝置例如還可對無線電話的使用進行保護。當(dāng)然也可 以設(shè)想這種開關(guān)裝置的其它應(yīng)用可能性。
如前面已經(jīng)提及的那樣，當(dāng)分別在相應(yīng)的電容電極上設(shè)有一個電絕緣部 時，在設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置中或上的(車輛側(cè)的)電極和便攜ID 發(fā)生器之間也進行電容耦合。為此開關(guān)裝置殼體或操作元件可以用作所述電 絕緣部。便攜ID發(fā)生器的殼體也可以用作用于ID發(fā)生器中的電容電極的電 絕緣部。為此，應(yīng)將相應(yīng)的電極設(shè)置在殼體內(nèi)部。電絕緣部優(yōu)選可以由不導(dǎo) 電的塑料制成。
為了最佳地將電容電極安裝在開關(guān)裝置中，可以將所述電容電極設(shè)計成 多件式的，其中電極的各單個部件相互導(dǎo)電地連接。由此電極一方面可以設(shè) 置在操作元件中，另一方面可設(shè)置在開關(guān)裝置的殼體中。為了實現(xiàn)最優(yōu)的電 容耦合，電極設(shè)計成板形的和/或薄膜式的。這里已經(jīng)證明適宜的是，所述電 極應(yīng)大面積地設(shè)置在操作元件的表面和/或殼體的表面的背面。為此，所述電 極可以在背側(cè)安裝在操作元件的內(nèi)表面上。也可以設(shè)想，所述電極直接設(shè)置 在殼體或操作元件中。所述電極本身可以由導(dǎo)電的金屬制成。
為了獲得關(guān)于安全系統(tǒng)或車輛中的開關(guān)元件或各單個裝置的各單個的 開關(guān)過程或開關(guān)狀態(tài)的詳細(xì)的信息，在開關(guān)裝置中可以附加地存在視覺和/ 或聲音的指示裝置。所述指示裝置可以一方面設(shè)置在操作元件中和/或另一方 面設(shè)置在殼體中。指示裝置本身可以是LED或顯示器等。在這種情況下應(yīng) 該指出，所述操作元件通?？偸侵辽倏蓹C械操作的，當(dāng)然在相應(yīng)的開關(guān)位置
中不是一定能使用全部的功能，因為所述全部功能是與操作者是否能夠通過 相應(yīng)的便攜ID發(fā)生器被識別為具有授權(quán)身份相關(guān)的。因此可以設(shè)想，當(dāng)操
作者例如沒有隨身攜帶ID發(fā)生器，則對開關(guān)裝置進行任意的操作，但這種
不會導(dǎo)致觸發(fā)功能。
當(dāng)采用前面所述的指示裝置時，可以附加地使用薄膜，該薄膜具有透光 的區(qū)域。通過所述透光的區(qū)域，可以通過簡單的光源在開關(guān)裝置中顯示字符、 標(biāo)記等。例如可以從后面通過指示裝置照射或投射所述操作元件。為了例如 能夠顯示字符，字符的區(qū)域在薄膜中必須是透光的。為此金屬薄膜可以具有 在相應(yīng)的開口，所述開口可以是沖裁、激光切割、蝕刻或用其它方式加工出 來的。由此可以產(chǎn)生透光的區(qū)域。同樣可以設(shè)想，所述薄膜設(shè)計成導(dǎo)電的， 其中可以采用金屬或塑料薄膜，所述薄膜同時可以作為(電容)電極用于數(shù) 據(jù)交換。作為電極的導(dǎo)電薄膜的優(yōu)點在于，該薄膜可以直接設(shè)置在操作元件 后或中，從而避免了由于附加的干擾物對薄膜的導(dǎo)電面產(chǎn)生屏蔽。
所述開關(guān)裝置的另一個變型方案可以附加地具有一具有支撐面的傳感 器元件，其中在所述支撐面上可以放置檢査目標(biāo)，特別是使用者的手指，可 以通過傳感器元件對其進行身份識別。這種傳感器元件例如由公開文件
EP0805247A1公開。傳感器元件所要求的支撐面例如可以設(shè)置在操作元件的 表面上。殼體的表面也可以用于設(shè)置所述支撐面。通過附加的傳感器元件可 以進行另一種安全性詢問(Sicherheitsabfrage)。這里例如還可以設(shè)想，如果 例如所述便攜ID發(fā)生器發(fā)生故障，只是在開關(guān)裝置中的傳感器元件用于對 經(jīng)授權(quán)的操作者進行身份識別。因為當(dāng)操作者例如希望起動車輛的發(fā)動機 時，仍然必須對操作元件進行操作，因此對于操作者來說不需要附加的步驟 或操作，即可實現(xiàn)打開發(fā)動機管理系統(tǒng)、電的方向盤鎖等。
根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置適宜地具有能量傳輸單元，利用該能量傳輸單元 可以將電能從開關(guān)裝置傳輸給便攜ID發(fā)生器，從而所述便攜ID發(fā)生器不需
要自己的能量源或者在自己的能量源發(fā)生故障時保持可以工作。即，通常便 攜ID發(fā)生器具有機械鑰匙，以在電池故障時仍然允許進入車輛或受保護的
區(qū)域。但在沒有對ID發(fā)生器進行身份識別的情況下，安全系統(tǒng)不能夠允許
起動或開啟所請求的裝置。通過開關(guān)裝置中的能量傳輸單元可以確保，即使
在其電池電量過弱的情況下，ID發(fā)生器仍能獲得必要的能量。為此可以進 行感應(yīng)的或電容式的能量傳輸，為此分別在開關(guān)裝置和ID發(fā)生器中設(shè)置特 別是線圈或電極。如果現(xiàn)在操作者確定，ID發(fā)生器由于能量不足而不再能 夠正常工作，則操作者可以使ID發(fā)生器靠近開關(guān)裝置，由此使得可以進行 能量傳輸，并且安全系統(tǒng)通過對ID發(fā)生器的身份識別允許打開所請求的裝 置。由于其節(jié)省空間的設(shè)計，根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置也可以設(shè)置在方向盤本 身中或上，特別是設(shè)置在徽標(biāo)的區(qū)域內(nèi)或設(shè)置在緩沖面或手持面的區(qū)域內(nèi)。 從所述開關(guān)裝置中只引出一條或多條電導(dǎo)線，從而即使在方向盤中也可以進 行簡單的布線。由此不必隱藏根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置并且該開關(guān)裝置幾乎不 必設(shè)置成不可接近的，如機械的方向盤鎖那樣。甚至可以設(shè)想，所述開關(guān)裝 置在車輛中可以設(shè)置在換擋手柄上、中央控制臺上、儀表板上的多功能操作 單元上、車門的內(nèi)飾覆層上、車頂棚上、車內(nèi)后視鏡上或者設(shè)置在方向盤的 左邊或右邊。由此在起動發(fā)動機等時，可以明顯提高操作舒適形，因為可以 考慮駕駛員的人機工程上的需求。
本發(fā)明還涉及一種用于無匙地起動或關(guān)閉設(shè)備或裝置、特別是機動車中 的方向盤鎖(這被視為車輛中的主要功能構(gòu)件)或發(fā)動機的安全系統(tǒng)。這種 安全系統(tǒng)裝備有根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所述的開關(guān)裝置和便攜ID發(fā) 生器，其中，可在開關(guān)裝置和ID發(fā)生器之間進行電容式的數(shù)據(jù)傳輸。附加 地在該安全裝置中設(shè)置有控制單元，所述控制單元至少控制開關(guān)裝置和ID 發(fā)生器之間的數(shù)據(jù)傳輸。在該安全系統(tǒng)中車輛的駕駛員或操作者不必主動進 行身份識別，以使系統(tǒng)開啟或起動。只通過操作開關(guān)裝置，特別是操作元件，
即可自動啟動身份識別過程，其中，電容式的數(shù)據(jù)傳輸用于將經(jīng)編碼的喚醒
或激活信號從開關(guān)裝置傳遞給ID發(fā)生器。在ID發(fā)生器接收并檢査所述喚醒 信號后，ID發(fā)生器將實際的身份識別代碼返回發(fā)送給安裝系統(tǒng)。這可以一
方面通過電容式的數(shù)據(jù)傳輸進行，或者通過一附加的接收單元進行，所述接
收單元通過無線電接收來自便攜ID發(fā)生器的身份識別數(shù)據(jù)并將其繼續(xù)傳輸 給控制單元。此時，所述控制單元將該身份識別數(shù)據(jù)(與通過無線電或通過 電容式的數(shù)據(jù)傳輸接收該身份識別數(shù)據(jù)無關(guān))與預(yù)定的身份識別數(shù)據(jù)進行比 較，并且此時，在識別到正確的身份時，根據(jù)存在何種開關(guān)裝置的開關(guān)位置 或何種開關(guān)信號，所述控制單元對各單個用電器或裝置進行相應(yīng)的控制。由 此例如可以對電動的方向盤鎖進行解鎖，并釋放發(fā)動機管理系統(tǒng)，以起動車 輛中的發(fā)動機。
通過將所述ID發(fā)生器也結(jié)合到車輛的進入控制系統(tǒng)中，所述便攜ID發(fā) 生器同樣可以用于進入可鎖住的區(qū)域，特別是乘員內(nèi)室。為了提高運行安全 性(這里主要涉及偷盜)可以附加地例如在車輛的駕駛員座位中設(shè)置一電極， 所述電極同樣與所述控制單元相連，其中所述電極用于向便攜ID發(fā)生器進 行電容的數(shù)據(jù)傳輸。由此，只有當(dāng)隨身攜帶所述便攜ID發(fā)生器的操作者確 實在駕駛員座位上就坐時，才可能起動車輛中的用電器。通過所述措施可以 避免無意中起動發(fā)動機。


本發(fā)明其它的措施和優(yōu)點可由權(quán)利要求、后面的說明和附圖中得出。在 附圖中示出本發(fā)明的多個實施例。其中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有屬于本發(fā)明的開關(guān)裝置的安全系統(tǒng)的示意性 概觀圖2以部分剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置部的側(cè)視圖，該裝置具有
可平移地操作的操作元件；
圖3示出另一個根據(jù)本發(fā)明的具有可旋轉(zhuǎn)地操作的操作元件的開關(guān)裝置 與圖2的視圖類似的側(cè)視圖4示出圖3的開關(guān)裝置的俯視圖5示出與圖2類似的開關(guān)裝置的側(cè)視圖，但該開關(guān)裝置具有另一種電 容電極的布置形式以及內(nèi)置的能量傳輸單元；以及
圖6示出具有集成的顯示元件的另一個開關(guān)裝置的俯視圖。
具體實施例方式
圖1中只是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的安全系統(tǒng)25的概觀圖。這里該 附圖只是示出了重要的電子和機械構(gòu)件。在受保護的區(qū)域內(nèi)，例如在乘員內(nèi) 室中，設(shè)有開關(guān)裝置l，以及控制單元IO、接收單元11和管理系統(tǒng)12。這 里該系統(tǒng)優(yōu)選是一種所謂的"無源無匙起動系統(tǒng)"，這種系統(tǒng)被用作所謂的 "無源無匙進入系統(tǒng)"的補充。這里對于所述兩個系統(tǒng)可以使用相同的便攜ID 發(fā)生器13。所述便攜ID發(fā)生器13是一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)安全系統(tǒng)的機械鑰匙的 電子身份識別裝置?，F(xiàn)在，在操作者30要求進入所述受保護的空間之后， 通過所述安全系統(tǒng)25同樣應(yīng)實現(xiàn)無匙地起動用電器、例如機動車輛的發(fā)動 機和/或?qū)﹄妱臃较虮P鎖的解鎖。為此操作者30只需要利用相應(yīng)的操作元件 4操作開關(guān)裝置1。通過對操作元件4進行必需的接觸，在開關(guān)裝置1和由 操作者30攜帶的便攜ID發(fā)生器13之間發(fā)生電容耦合。為此開關(guān)裝置1具 有電極5，所述電極5設(shè)置在開關(guān)裝置1之內(nèi)或之上。同樣在ID發(fā)生器13 中設(shè)置有另一電極22，由此在操作者30和便攜ID發(fā)生器13之間發(fā)生電容 耦合。由此操作者30本身構(gòu)成開關(guān)裝置1中的電極5和ID發(fā)生器13中的 電極22之間的連接元件。操作者30本身在電路圖中用附圖標(biāo)記31表示為 一個電阻(R)或多個電阻(R)。在概觀圖(見圖1)中沒有示出系統(tǒng)的接
地(接地線)。在ID發(fā)生器13中示出的元件22、 15、 16、 17通常是不可見 的，因為所述元件位于ID發(fā)生器13的殼體的內(nèi)部。
如果現(xiàn)在操作者30用手或手指按壓操作元件4，則自動地在電極5和手 指之間發(fā)生電容耦合。電容(Cl)帶有附圖標(biāo)記32。電容式傳輸?shù)男盘栍?交變電場組成，所述交變電場通過操作者30的皮膚傳輸。所述交變電場可 以通過例如在開關(guān)裝置1或控制單元10中的振蕩器產(chǎn)生。所述便攜ID發(fā)生 器13通過其電極22接收所述電容信號，當(dāng)操作者30隨身攜帶ID發(fā)生器 13時，所述電極22可以設(shè)置在ID發(fā)生器13的殼體內(nèi)部?？梢詫λ鲭娙?信號本身進行編碼或者加密。當(dāng)所述ID發(fā)生器13識別到從開關(guān)裝置1獲得 的信號是可靠的喚醒或激活信號，ID發(fā)生器本身便向控制單元IO返回發(fā)送 一身份識別信號。該身份識別信號一方面可以是按與所述的喚醒信號相同的 途徑返回發(fā)送的電容信號。同樣可以設(shè)想，所述便攜ID發(fā)生器13通過無線 電連接件21向接收單元11發(fā)出無線電信號。此時，所述接收單元11將所 接收的信號繼續(xù)傳送給控制單元10以進行處理。為此接收單元11通過一連 接部20與控制單元10相連。當(dāng)通過電容耦合將身份識別信號發(fā)送回開關(guān)裝 置1時，可以在安全系統(tǒng)25中放棄使用接收單元11。
現(xiàn)在在控制單元10中進行由便攜ID發(fā)生器13獲得的身份識別信號的 比較或者分析處理。如果此時確定，便攜ID發(fā)生器13發(fā)送了正確的身份識 別信號，則控制單元10進一步考慮開關(guān)裝置的實際開關(guān)狀態(tài)(例如0或1)， 以起動或關(guān)閉用電器，或向其它單元、例如(發(fā)動機)管理系統(tǒng)12發(fā)出相 應(yīng)的控制信號，由此此時起動例如發(fā)動機。也可以由此例如對電動的方向盤 鎖和/或防啟動裝置進行事先的或同時的解鎖。
為了關(guān)閉發(fā)動機，例如可以利用對開關(guān)裝置l進行另一次的操作，此時 所述開關(guān)裝置1例如重新向控制單元10發(fā)送一個開關(guān)信號。所述控制單元 10將所獲得的開關(guān)信號與實際的發(fā)動機狀態(tài)進行比較，并且當(dāng)此前己經(jīng)確認(rèn)
了來自ID發(fā)生器的相應(yīng)身份識別信號時，向發(fā)動機管理系統(tǒng)12發(fā)送關(guān)閉信
號。由此可以關(guān)閉發(fā)動機。
發(fā)動機的起動和關(guān)閉以及車輛的保護鎖定和解鎖可以通過開關(guān)裝置1的
相應(yīng)開關(guān)狀態(tài)模仿傳統(tǒng)的機械式點火鎖開關(guān)。這里例如可以設(shè)想，當(dāng)便攜ID 發(fā)生器13不再處于乘員內(nèi)室中時，只對電動方向盤鎖進行鎖定。
為了確定ID發(fā)生器13在受保護的空間或乘員內(nèi)室中的位置，可以設(shè)置 多個附加的電極，所述電極分別以確定的時間間隔用電容激活信號加載作 用。 一旦在接收到激活信號后ID發(fā)生器13通過其身份識別信號發(fā)出信號， 則系統(tǒng)25確定與ID發(fā)生器13的哪個電極電容連接。由此可以準(zhǔn)確地確定 ID發(fā)生器13的位置。這里可以設(shè)想，可以將車輛中現(xiàn)有的電導(dǎo)線和/或?qū)щ?面，例如鏡面、鍍鉻面等用作用于確定ID發(fā)生器13位置的附加的電極。通 過所述系統(tǒng)25還可確定，在成員內(nèi)室中是否還存在另一個ID發(fā)生器13， 該ID發(fā)生器例如可能由副駕駛隨身攜帶。
可選地，安全系統(tǒng)25可以設(shè)有一個附加的電極18，該電極例如設(shè)置在 駕駛員座位19中。通過該安全電極18可以由安全系統(tǒng)25確定當(dāng)操作者操 作開關(guān)裝置l時，操作者30是否真的位于駕駛員座位19上。為此，通過電 極18同樣可以實現(xiàn)與便攜ID發(fā)生器13的電容耦合。所述安全電極18本身 與控制單元10相連。電容信號的數(shù)據(jù)傳輸通過電容33、操作者30向電容 34進行。如果ID發(fā)生器13接收到來自電極18的信號，貝UID發(fā)生器13可 以例如發(fā)出一附加的釋放信號。也可以設(shè)想，當(dāng)ID發(fā)生器13從電極15和 電極18分別接收到兩個不同的激活信號時，ID發(fā)生器13只向控制單元10 發(fā)送身份識別信號。電極18特別的布置形式不僅限于駕駛員座位19。而是 也可以設(shè)想，該電極18也可以設(shè)置在方向盤或踏板，特別是制動踏板中， 或設(shè)置在其它位置，以便可以對操作者30迸行附加的位置監(jiān)控。如前面所 述的那樣，所述安全系統(tǒng)25也可以用于保護其它的電子用電器，例如車輛
中的無線電話或?qū)Ш较到y(tǒng)等，以例如拒絕其它車輛乘員、例如兒童進行的操 作。為此系統(tǒng)25也可以包含多個開關(guān)裝置1。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的具有可平移移動的操作元件4的開關(guān)裝置1。現(xiàn) 在如果操作者30例如以其手指按壓操作元件4，則可以實現(xiàn)不同的開關(guān)位置 (例如開關(guān)位置0和1或者O-III)。每個所述開關(guān)位置可以與一個傳遞給控 制單元10的相應(yīng)的開關(guān)信號相匹配。與是否通過ID發(fā)生器13對操作者30 進行正確的身份識別無關(guān)，沒有設(shè)置開關(guān)裝置l機械或機電式的鎖定。通過 檢查/身份識別只是實現(xiàn)了當(dāng)存在來自ID發(fā)生器13的相應(yīng)的身份識別代碼 時，將現(xiàn)存的由開關(guān)裝置1產(chǎn)生的開關(guān)信號由控制單元10繼續(xù)傳送給管理 系統(tǒng)12或另一用電器。由此可以實現(xiàn)簡單的開關(guān)裝置1的結(jié)構(gòu)。通過操作 元件4操作的開關(guān)元件3可以由開關(guān)、光柵、按鍵或壓電元件等組成。對于 壓電元件例如可以設(shè)想，測量向操作元件4施加的操作壓力，以例如區(qū)分各 單個的開關(guān)位置0或I或者o-m。為此開關(guān)裝置1可以具有自己的邏輯單元 或邏輯模塊8，所述邏輯單元或邏輯模塊8設(shè)置在殼體2中。同樣可以在操 作元件4的表面上設(shè)置附加的傳感器元件，這用于對操作者30的指紋進行 識別。對通過傳感器元件測得的測量信號的分析處理同樣可以通過邏輯模塊 8來實現(xiàn)。
為了進行電容的數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)有大面積的電極5，該電極設(shè)置在操作元 件4的內(nèi)側(cè)。該電極5例如可以通過粘接、蒸鍍、焊接或用其它方式固定在 操作元件4上。為了使操作元件4可以附加地接納指示元件7，所述電容電 極5具有開口，所述指示元件7設(shè)置在該開口中。所述開口例如可以由孔構(gòu) 成。所述電極5通過直接或間接的連接與控制單元10相連。當(dāng)然，開關(guān)裝 置1也可以借助于插接件9與控制單元相連。這里也可以設(shè)想開關(guān)裝置1與 控制單元10光電地耦合或連接20。附加地在開關(guān)裝置1的殼體2中設(shè)有另 一個用于可選的能量傳輸單元15的電極17。該電極例如直接焊接到殼體2
中。該電極17也可以直接或間接地與控制單元10相連。同樣可以設(shè)想，該 電極17也屬于電極5并與電極5導(dǎo)電地連接。在這種情況下，則可以放棄 使用電容的能量傳輸。可選地在圖2中也可以設(shè)置線圈16，該線圈16同樣 可以向無電流的ID發(fā)生器13發(fā)送必要的電能。所述線圈16此時還構(gòu)成能 力傳輸單元15的元件。真正的從開關(guān)裝置1向便攜ID發(fā)生器13的能量傳 輸優(yōu)選在將ID發(fā)生器13移動到開關(guān)裝置1附近時進行。如上所述，布置電 極17是用于能量傳輸單元15的線圈的可選手段。為了改善通過線圈16進 行的能量傳輸，電容電極5也可以在中央?yún)^(qū)域設(shè)置開口，在這里線圈16向 后布置。也可以設(shè)想，線圈16在電極5的前面設(shè)置在操作元件4上，而不 是如所示那樣設(shè)置在電極5的后面。
在圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置1的另一個變型方案。在該變型方 案中，開關(guān)元件3作為具有多個開關(guān)位置的旋轉(zhuǎn)開關(guān)(例如0和I或0至III) 示出。操作元件4的旋轉(zhuǎn)方向用箭頭4'表示。同樣可以設(shè)想，為了使操作元 件4旋轉(zhuǎn)移動，可以進行旋轉(zhuǎn)操作，換而言之，操作元件4可以附加地拉出 或壓入開關(guān)裝置l中，由此可以實現(xiàn)附加的開關(guān)位置。由此可以與傳統(tǒng)的具 有機械鑰匙的點火起動開關(guān)類似地直接使用該變型方案。在這種情況下，電 容數(shù)據(jù)傳輸必需的電極5也可以在背側(cè)或內(nèi)側(cè)設(shè)置在操作元件4上。電容電 極5可以由導(dǎo)電的薄膜或?qū)踊蚋駯沤Y(jié)構(gòu)組成。這種開關(guān)裝置1也可以設(shè)有能 量傳輸單元15，以在緊急情況下能夠向便攜ID發(fā)生器13傳輸能量。為此 在殼體2中，特別是在凸起6中裝有線圈16。所述凸起同時用作用于將開關(guān) 裝置l保持在開關(guān)面板、儀表板等中的止擋元件。
如圖4所示，開關(guān)裝置1具有指示元件7，所述指示元件可以由多色的 顯示器組成，以指示開關(guān)單元1不同的開關(guān)狀態(tài)或安全系統(tǒng)25不同的功能 狀態(tài)。當(dāng)然也可以在殼體2或者甚至在操作元件4中設(shè)置多個指示件7。也 可以設(shè)想，可以由指示元件7發(fā)出聲音信號，特別是語音信號。
在圖5中示出本發(fā)明的開關(guān)裝置1的另一個實施例。該開關(guān)裝置1的結(jié) 構(gòu)與圖2的開關(guān)裝置1相類似，其中，例如設(shè)有具有開關(guān)狀態(tài)O和I的單級 的開關(guān)元件3。這里也可以使用操作元件4作為按鍵或按壓元件。真正的將 操作元件4相應(yīng)的操作狀態(tài)分配給開關(guān)信號0或1的開關(guān)元件3只是示意性 地示出。此外在操作元件4的內(nèi)側(cè)設(shè)有總共兩個電極5和17，其中電t及5 設(shè)置成用于電容式的數(shù)據(jù)傳輸，而電極17用于向便攜ID發(fā)生器13進行能 量傳輸。這里環(huán)形的電極17包圍圓形的電極5。同樣可以設(shè)想，兩個電極5、 17可以互換，由此不會使開關(guān)裝置1的工作方式發(fā)生改變。附加地在圖5 中示意性地示出插接件9的各單個插接觸點。開關(guān)裝置1優(yōu)選通過標(biāo)準(zhǔn)Si接 件(插頭)與控制單元10相連。代替電連接20也可以存在與控制單元10 的光學(xué)或光電子的連接20。當(dāng)然所述連接20也可以通過常用的接口或常見 的數(shù)據(jù)總線規(guī)格來實現(xiàn)。最后在圖6中示出開關(guān)裝置1另一個根據(jù)本發(fā)明的 變型方案的俯視圖。該附圖主要上示出了由指示元件7照明的操作元件4。 通過現(xiàn)有的指示元件7至少可以在操作元件4上顯示文字"ON"和"OFF"。 為此操作元件4可以由透光的塑料制成。在操作元件4的后面可以設(shè)有具有 透光的用于所述文字的區(qū)域23的薄膜23，所述薄膜從后面由指示元件27 穿透照射，以便可以顯示所述文字。為此，所述指示元件7可以由一個或多 個光源、例如LED組成。指示元件7也可以發(fā)出不同顏色。前面所述的薄 膜23有利地設(shè)計成導(dǎo)電的并用作大面積的電極5。同樣可以設(shè)想，薄膜23 本身可以用作(彩色)顯示器并且本身發(fā)光。在這種情況下薄膜23也可以 用作大面積的電極5。所述導(dǎo)電的薄膜23可以與大面積電極5的另一個部分 導(dǎo)電地連接，所述部分例如設(shè)置在開關(guān)裝置1的殼體2中。
最后應(yīng)指出，本發(fā)明不限于所示的開關(guān)裝置1或安全系統(tǒng)25的變型方 案。這里沒有明確地相互抵觸，可以設(shè)想各技術(shù)特征的全部組合。所示的開 關(guān)裝置1或安全系統(tǒng)25的實施例也可以附加地具有沒有示出的機械的、電
的和/或電子的構(gòu)件。 附圖標(biāo)記列表
1開關(guān)裝置
2殼體
3開關(guān)元件
4操作元件
4，用于4的移動方向的箭頭
用于電容耦合的(電容)電極
6凸起
7指示元件
8邏輯模塊
9插接件
10控制單元
11接收單元
12管理系統(tǒng)
13便攜ID發(fā)生器
14電絕緣部
15能量傳輸單元
1615的線圈
1715的電極
1819中的電極
19座位
20連接
21無線電連接的標(biāo)記
22 B中的電極
23薄膜
24 23中的透光的區(qū)域
25安全系統(tǒng)
30操作者/個人
31 電阻R
32 電容C1
33 電容C2
34 電容C權(quán)利要求
1. 一種用于無匙地起動或關(guān)閉用電器、特別是機動車中的發(fā)動機等和/或?qū)C動車輛的重要功能部件進行解鎖或鎖定的開關(guān)裝置(1)，該開關(guān)裝置(1)具有至少一個被設(shè)置在殼體(2)中的開關(guān)元件(3)，所述開關(guān)元件(3)能夠通過操作元件(4)操作，由此產(chǎn)生至少一個用于控制單元(10)的開關(guān)信號，其特征在于，在所述殼體(2)上設(shè)置有電極(5)，所述電極(5)與所述控制單元(10)相連，所述電極(5)用于向便攜ID發(fā)生器(13)進行數(shù)據(jù)傳輸，并且所述電極(5)通過電容耦合(32，34)向所述便攜ID發(fā)生器(13)進行數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)所述控制單元(10)從所述開關(guān)元件(3)獲得第一開關(guān)信號時，所述控制單元(10)向所述電極(5)傳送經(jīng)編碼和/或經(jīng)調(diào)制的第一信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)裝置(1)，其特征在于，所述開關(guān)元件 (3)具有不同的開關(guān)位置，其中每個開關(guān)位置都與唯一的一個開關(guān)信號相匹配。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)裝置(1)，其特征在于，所述開關(guān) 元件(3)通過所述操作元件(4)平移和/或旋轉(zhuǎn)移動(4')以占據(jù)不同的開 關(guān)位置。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的開關(guān)裝置(1)，其特征 在于，該開關(guān)裝置(1)還設(shè)有至少另一開關(guān)元件(3)，所述另一開關(guān)元件(3)與所述控制單元(10)相連。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的開關(guān)裝置(1)，其特征 在于，所述電極(5)具有電絕緣部(14)，通過所述電極(5)能夠與所述 ID發(fā)生器(13)進行電容耦合(32， 34)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)裝置(1)，其特征在于，所述操作元件 (4)和/或所述殼體(2)被設(shè)置成用于所述電極(5)的電絕緣部(14)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的開關(guān)裝置(1)，其特征 在于，所述電極(5)被構(gòu)造成多件式的。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的開關(guān)裝置(1)，其特征 在于，所述電極(5)被設(shè)計成板形的和/或薄膜式的。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的開關(guān)裝置(1)，其特征 在于，所述電極(5)被大面積地設(shè)置在所述操作元件(4)的表面和/或所述 殼體(2)的表面的背面。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的開關(guān)裝置(1)，其特征 在于，該開關(guān)裝置(1)設(shè)有至少一個視覺和/或聲音指示裝置(7)，利用所 述指示裝置(7)能夠顯示信息。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的開關(guān)裝置(1)，其特征在于，所述視覺指 示裝置(7)包括至少一個LED或至少一個顯示器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的開關(guān)裝置(1)，其特征在于，該開關(guān) 裝置(1)具有被設(shè)置在所述指示裝置(7)中或前方的導(dǎo)電薄膜(23)，該 導(dǎo)電薄膜(23)具有透光區(qū)域(24)，該導(dǎo)電薄膜(23)部分地或完全地被 用作所述電極(5)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的開關(guān)裝置(1)，其特征 在于，該開關(guān)裝置(1)中設(shè)有具有支撐面的傳感器元件，檢查目標(biāo)、特別 是操作者(30)的手指能夠支撐在所述支撐面上。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的開關(guān)裝置(1)，其特征 在于，該開關(guān)裝置(1)中設(shè)有能量傳輸單元(15)，該能量傳輸單元(15) 能夠?qū)㈦娔軓乃鲩_關(guān)裝置(1)傳輸至所述便攜ID發(fā)生器(13)，從而所 述便攜ID發(fā)生器(13)不需要自己的能量源或者能夠在自己的能量源發(fā)生 故障時保持工作。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的開關(guān)裝置(1)，其特征在于，所述開 關(guān)裝置(1)中設(shè)有線圈(16)或板形電極(17)，以使所述能量傳輸單元(15) 能夠進行感應(yīng)式或電容式能量傳輸。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項權(quán)利要求所述的幵關(guān)裝置U)，其 特征在于，所述開關(guān)裝置(1)能夠被設(shè)置在方向盤之中或之上、特別是被 設(shè)置在徽標(biāo)區(qū)域內(nèi)或被設(shè)置在緩沖面或手持面區(qū)域內(nèi)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項權(quán)利要求所述的開關(guān)裝置(1)，其 特征在于，所述開關(guān)裝置(1)在車輛中能夠被設(shè)置在換擋手柄上、中央控 制臺上、儀表板上的多功能操作單元上、車門的內(nèi)飾覆層上、車頂棚上、車 內(nèi)后視鏡上或者被設(shè)置在方向盤的左邊或右邊。
18. —種用于無匙地起動或關(guān)閉設(shè)備或裝置、機動車中的方向盤或發(fā)動 機的安全系統(tǒng)(25)，該安全系統(tǒng)(25)具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán) 利要求所述的開關(guān)裝置(1)和便攜ID發(fā)生器(13)，其中，能夠在所述開 關(guān)裝置(1)和所述便攜ID發(fā)生器(13)之間進行電容式數(shù)據(jù)傳輸，并且所 述安全系統(tǒng)(25)還具有控制單元(10)，所述控制單元(10)控制所述開 關(guān)裝置(1)和所述ID發(fā)生器(13)之間的數(shù)據(jù)傳輸。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的安全系統(tǒng)(25)，其特征在于，該安全系統(tǒng) (25)具有接收單元(11)，所述接收單元(11)通過無線電(21)接收來自所述便攜ID發(fā)生器(13)的身份識別數(shù)據(jù)并將所述身份識別數(shù)據(jù)繼續(xù)傳 輸至所述控制單元(10)，所述控制單元(10)對接收到的所述身份識別數(shù) 據(jù)進行期望/實際比較和/或分析處理，以便在得到正確的識別結(jié)果時對電動 方向盤鎖和/或發(fā)動機管理系統(tǒng)(12)發(fā)出相應(yīng)的控制信號。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的安全系統(tǒng)(25)，其特征在于，將所 述ID發(fā)生器(13 )結(jié)合到車輛的進入控制系統(tǒng)中使得所述便攜ID發(fā)生器(13 ) 能夠進入可鎖住的區(qū)域、特別是乘員內(nèi)室。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項權(quán)利要求所述的安全系統(tǒng)(25)， 其特征在于，該安全系統(tǒng)(25)在駕駛員座位(19)中具有電極(18)，該 電極(18)被設(shè)計成大面積地與控制單元(10)相連，其中所述電極(18) 用于通過電容耦合(33、 34)向所述便攜ID發(fā)生器(13)進行數(shù)據(jù)傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無匙地打開或關(guān)閉用電器、特別是機動車中的發(fā)動機等，和/或用于對機動車輛的重要功能部件進行解鎖或鎖定的開關(guān)裝置(1)，該開關(guān)裝置(1)具有至少一個被設(shè)置在殼體(2)中的開關(guān)元件(3)，所述開關(guān)元件可通過操作元件(4)操作，由此可以產(chǎn)生至少一個用于控制單元(10)的開關(guān)信號。為了獲得具有較少構(gòu)件并可以簡單地結(jié)合到無匙的安全系統(tǒng)中的開關(guān)裝置，建議在殼體(2)上設(shè)置電極(5)，所述電極與控制單元(10)相連，其中所述電極(5)用于向便攜ID發(fā)生器(13)進行數(shù)據(jù)傳輸，并且所述電極(5)能夠通過電容耦合(32、34)向便攜ID發(fā)生器(13)進行數(shù)據(jù)傳輸，其中，當(dāng)所述控制單元(10)從開關(guān)元件(3)獲得第一開關(guān)信號時，所述控制單元(10)向所述電極(5)傳送經(jīng)編碼和/或經(jīng)調(diào)制的第一信號。此外，本發(fā)明還涉及一種用于無匙地起動或關(guān)閉設(shè)備或裝置、特別是機動車中的方向盤或發(fā)動機的安全系統(tǒng)(25)，該安全系統(tǒng)(25)具有根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置(1)和便攜ID發(fā)生器(13)，其中，可在開關(guān)裝置(1)和ID發(fā)生器(13)之間進行電容式數(shù)據(jù)傳輸，該安全系統(tǒng)(25)還具有控制單元(10)，所述控制單元(10)控制開關(guān)裝置(1)和ID發(fā)生器(13)之間的數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號B60R25/20GK101385049SQ200780005973
公開日2009年3月11日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月20日
發(fā)明者B·施特格曼, U·米勒 申請人:霍弗·霍斯貝克及弗斯特兩合公司