專利名稱：開關裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據權利要求前序部分所述類型的、用于無匙地打開或 關閉用電器、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裝置。這種裝置例如設置在機車車輛的內部，優(yōu) 選設置在車輛駕駛員的觸及范圍之內，并結合在特別是機動車的安全系統(tǒng) 中。通過所述開關裝置可以進行各種不同的開關過程。
此外，本發(fā)明還涉及一種根據權利要求18所述的、用于無匙地起動或
關閉設備或裝置，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：
現有技術已知公開文件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。與類似的機械式點火鑰匙相類似，在起 動或關閉發(fā)動機時操作這種點火起動開關。因為這種點火起動開關也無匙地 工作，附加地設有發(fā)送和接收裝置，所述發(fā)送和接收裝置用于對經授權的用 戶進行身份識別并根據識別情況對點火起動開關進行解鎖。由此點火起動開 關本身通過由車輛內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)實現實際的用于解鎖的釋放動作。由于所設置的 點火起動開關機的電式鎖定裝置附加地提高了機械式構件的數量，由此會明 顯提高開關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。在這種點火起動 開關中沒有設置機電匙的鎖裝置，以避免未經授權的對開關的操作。這種點 火起動開關同樣結合在安全系統(tǒng)中，其中開關附加地設有線圈天線，從而當 操作開關時，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
車輛側由控制單元檢查并確認為可靠的(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 它由所述開關發(fā)出的開關指令，并有車輛中相應的電氣或機電的構件或裝置 對所述指令進行轉換。這里在實踐中已經證明，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。當車輛側的 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據交換。例如在公開文件 DE10132031A1中詳細記載了這種系統(tǒng)。當然這種安全系統(tǒng)只涉及進入授權 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)明內容
因此現在本發(fā)明的目的在于提供一種開關裝置，這種開關裝置由較少的 構件組成并可以簡單地結合到無匙的安全系統(tǒng)中。所述目的通過具有權利要 求1的特征的開關裝置來實現。本發(fā)明的各種變型和有利的實施形式在從屬 權利要求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閉特別 是車輛領域的設備或裝置的改進的和簡單的安全系統(tǒng)。所述目的通過權利要 求18至21來實現。
根據本發(fā)明所述開關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)進行數據傳輸。所述電極通過電容耦合使得可以向便攜ID發(fā)生器進行
數據傳輸，其中，當所述控制單元從開關元件獲得第一開關信號時，向所述 電極傳送經編碼和/或經調制的第一信號。由此所述開關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 器實現電容的耦合。當所述便攜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 望利用該開關裝置對裝置進行開關，操作者只需要一方面觸碰操作元件，由 此實現與身體的電容耦合。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)生器之間經由操作者身體的間接 接觸，可以實現操作元件與便攜ID發(fā)生器之間的電容耦合，這種電容耦合 同時可以用于數據傳輸。此時操作者不需要為了進行電容的數據傳輸而直接 接觸所述兩個電極。有利地在(幵關裝置和ID發(fā)生器中的)所述電極和操 作者之間設有電絕緣。實際的數據信號作為幾微安的弱電流穿過或經過操作 者的身體流動，即從源(直接)流動到目標。因此不可能從外部對所述數據 信號進行未經授權的訪問。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。同樣可以設想，身份識別信號也可以相反地從 ID發(fā)生器向開關裝置通過電容耦合傳遞給安裝系統(tǒng)。
通過根據本發(fā)明的開關裝置可以進一步提高車輛操作者的舒適性，因為 在操作所述開關裝置時同時進行對于開關信號的身份識別程序。只有在身份 識別正確時，才繼續(xù)處理從開關裝置發(fā)送給控制單元的信號，由此例如起動 或關閉發(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 于無匙地起動或關閉裝置、例如起動用電器和/或用于對車輛中的重要功能構 件進行解鎖或鎖定的"無源起動系統(tǒng)"。當然也可以使用現有的安全裝置， 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(開關裝置)相 應的開關信號對所述安全裝置進行起動或關閉。
這樣也可以利用單級的開關裝置(開關狀態(tài)0和1)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的帶點火 鑰匙的點火鎖(開關位置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 到授權的對車輛的進入可以對應于傳統(tǒng)的開關位置I。短促地操作開關裝置 或對制動踏板的踩踏可以用于開啟發(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 關位置II。此時再次操作開關裝置可以使發(fā)動機起動，類似于傳統(tǒng)點火鎖的 開關位置in。同樣可以設想，當例如同時操作制動踏板和所述開關裝置時， 起動發(fā)動機管理系統(tǒng)和發(fā)動機。當再次操作開關裝置時，可以重新關閉發(fā)動 機和發(fā)動機管理系統(tǒng)(傳統(tǒng)點火鎖的開關位置1)。離開車輛和/或鎖上車輛 可以用來關閉用電器，類似于傳統(tǒng)點火鎖的開關位置O。
在所述開關裝置的一個有利的實施方式中，開關元件具有不同的開關位 置，其中每個開關位置與一個唯一確定的開關信號相匹配，通過操作操作元 件向控制單元傳遞該開關信號。由此不僅可以形成開和關的狀態(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狀態(tài)。為此，開關元件可以由傳 統(tǒng)的光柵(Raster)、按鍵、開關、旋轉開關等組成，以形成必要的不同的開 關狀態(tài)。這里特別希望，開關裝置的操作與傳統(tǒng)的點火鎖類似地進行。為此，
可以通過操作元件的平移和/或旋轉運動使開關元件處于各種不同的開關位 置。為此例如也可以使用組合的按鍵和旋轉開關作為開關元件。也可以設想， 在開關裝置中設置兩個或多個開關元件，所述開關元件與控制單元相連。由 此可以產生所述開關裝置的其它使用可能性。例如可以設想，只有當通過便
攜ID發(fā)生器對操作者進行了身份識別時，才能對導航系統(tǒng)(GPS系統(tǒng))進 行編程。通過這種開關裝置例如還可對無線電話的使用進行保護。當然也可 以設想這種開關裝置的其它應用可能性。
如前面已經提及的那樣，當分別在相應的電容電極上設有一個電絕緣部 時，在設置在根據本發(fā)明的開關裝置中或上的(車輛側的)電極和便攜ID 發(fā)生器之間也進行電容耦合。為此開關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，應將相應的電極設置在殼體內部。電絕緣部優(yōu)選可以由不導 電的塑料制成。
為了最佳地將電容電極安裝在開關裝置中，可以將所述電容電極設計成 多件式的，其中電極的各單個部件相互導電地連接。由此電極一方面可以設 置在操作元件中，另一方面可設置在開關裝置的殼體中。為了實現最優(yōu)的電 容耦合，電極設計成板形的和/或薄膜式的。這里已經證明適宜的是，所述電 極應大面積地設置在操作元件的表面和/或殼體的表面的背面。為此，所述電 極可以在背側安裝在操作元件的內表面上。也可以設想，所述電極直接設置 在殼體或操作元件中。所述電極本身可以由導電的金屬制成。
為了獲得關于安全系統(tǒng)或車輛中的開關元件或各單個裝置的各單個的 開關過程或開關狀態(tài)的詳細的信息，在開關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置在操作元件中和/或另一方 面設置在殼體中。指示裝置本身可以是LED或顯示器等。在這種情況下應 該指出，所述操作元件通?？偸侵辽倏蓹C械操作的，當然在相應的開關位置
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 相應的便攜ID發(fā)生器被識別為具有授權身份相關的。因此可以設想，當操
作者例如沒有隨身攜帶ID發(fā)生器，則對開關裝置進行任意的操作，但這種
不會導致觸發(fā)功能。
當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裝置中顯示字符、 標記等。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。由此可以產生透光的區(qū)域。同樣可以設想，所述薄膜設計成導電的， 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 據交換。作為電極的導電薄膜的優(yōu)點在于，該薄膜可以直接設置在操作元件 后或中，從而避免了由于附加的干擾物對薄膜的導電面產生屏蔽。
所述開關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，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置在操作元件的 表面上。殼體的表面也可以用于設置所述支撐面。通過附加的傳感器元件可 以進行另一種安全性詢問(Sicherheitsabfrage)。這里例如還可以設想，如果 例如所述便攜ID發(fā)生器發(fā)生故障，只是在開關裝置中的傳感器元件用于對 經授權的操作者進行身份識別。因為當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，即可實現打開發(fā)動機管理系統(tǒng)、電的方向盤鎖等。
根據本發(fā)明的開關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 行感應的或電容式的能量傳輸，為此分別在開關裝置和ID發(fā)生器中設置特 別是線圈或電極。如果現在操作者確定，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)省空間的設計，根據本發(fā)明的開關裝置也可以設置在方向盤本 身中或上，特別是設置在徽標的區(qū)域內或設置在緩沖面或手持面的區(qū)域內。 從所述開關裝置中只引出一條或多條電導線，從而即使在方向盤中也可以進 行簡單的布線。由此不必隱藏根據本發(fā)明的開關裝置并且該開關裝置幾乎不 必設置成不可接近的，如機械的方向盤鎖那樣。甚至可以設想，所述開關裝 置在車輛中可以設置在換擋手柄上、中央控制臺上、儀表板上的多功能操作 單元上、車門的內飾覆層上、車頂棚上、車內后視鏡上或者設置在方向盤的 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閉設備或裝置、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件)或發(fā)動機的安全系統(tǒng)。這種 安全系統(tǒng)裝備有根據權利要求1至17中任一項所述的開關裝置和便攜ID發(fā) 生器，其中，可在開關裝置和ID發(fā)生器之間進行電容式的數據傳輸。附加 地在該安全裝置中設置有控制單元，所述控制單元至少控制開關裝置和ID 發(fā)生器之間的數據傳輸。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，電容式的數據傳輸用于將經編碼的喚醒
或激活信號從開關裝置傳遞給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據傳輸進行，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)生器的身份識別數據并將其繼續(xù)傳輸 給控制單元。此時，所述控制單元將該身份識別數據(與通過無線電或通過 電容式的數據傳輸接收該身份識別數據無關)與預定的身份識別數據進行比 較，并且此時，在識別到正確的身份時，根據存在何種開關裝置的開關位置 或何種開關信號，所述控制單元對各單個用電器或裝置進行相應的控制。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 行電容的數據傳輸。由此，只有當隨身攜帶所述便攜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示出根據本發(fā)明的具有屬于本發(fā)明的開關裝置的安全系統(tǒng)的示意性 概觀圖2以部分剖視圖示出根據本發(fā)明的開關裝置部的側視圖，該裝置具有
可平移地操作的操作元件；
圖3示出另一個根據本發(fā)明的具有可旋轉地操作的操作元件的開關裝置 與圖2的視圖類似的側視圖4示出圖3的開關裝置的俯視圖5示出與圖2類似的開關裝置的側視圖，但該開關裝置具有另一種電 容電極的布置形式以及內置的能量傳輸單元；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件。在受保護的區(qū)域內，例如在乘員內 室中，設有開關裝置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同樣應實現無匙地起動用電器、例如機動車輛的發(fā)動 機和/或對電動方向盤鎖的解鎖。為此操作者30只需要利用相應的操作元件 4操作開關裝置1。通過對操作元件4進行必需的接觸，在開關裝置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。為此開關裝置1具 有電極5，所述電極5設置在開關裝置1之內或之上。同樣在ID發(fā)生器13 中設置有另一電極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本身構成開關裝置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的殼體的內部。
如果現在操作者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)帶有附圖標記32。電容式傳輸的信號由 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 以通過例如在開關裝置1或控制單元10中的振蕩器產生。所述便攜ID發(fā)生 器13通過其電極22接收所述電容信號，當操作者30隨身攜帶ID發(fā)生器 13時，所述電極22可以設置在ID發(fā)生器13的殼體內部?？梢詫λ鲭娙?信號本身進行編碼或者加密。當所述ID發(fā)生器13識別到從開關裝置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。當通過電容耦合將身份識別信號發(fā)送回開關裝 置1時，可以在安全系統(tǒng)25中放棄使用接收單元11。
現在在控制單元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進一步考慮開關裝置的實際開關狀態(tài)(例如0或1)， 以起動或關閉用電器，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。
為了關閉發(fā)動機，例如可以利用對開關裝置l進行另一次的操作，此時 所述開關裝置1例如重新向控制單元10發(fā)送一個開關信號。所述控制單元 10將所獲得的開關信號與實際的發(fā)動機狀態(tài)進行比較，并且當此前己經確認
了來自ID發(fā)生器的相應身份識別信號時，向發(fā)動機管理系統(tǒng)12發(fā)送關閉信
號。由此可以關閉發(fā)動機。
發(fā)動機的起動和關閉以及車輛的保護鎖定和解鎖可以通過開關裝置1的
相應開關狀態(tài)模仿傳統(tǒng)的機械式點火鎖開關。這里例如可以設想，當便攜ID 發(fā)生器13不再處于乘員內室中時，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室中的位置，可以設置 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。由此可以準確地確定 ID發(fā)生器13的位置。這里可以設想，可以將車輛中現有的電導線和/或導電 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可以設有一個附加的電極18，該電極例如設置在 駕駛員座位19中。通過該安全電極18可以由安全系統(tǒng)25確定當操作者操 作開關裝置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。電容信號的數據傳輸通過電容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。也可以設想，當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 也可以設想，該電極18也可以設置在方向盤或踏板，特別是制動踏板中， 或設置在其它位置，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
中的無線電話或導航系統(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裝置1。
圖2示出根據本發(fā)明的具有可平移移動的操作元件4的開關裝置1。現 在如果操作者30例如以其手指按壓操作元件4，則可以實現不同的開關位置 (例如開關位置0和1或者O-III)。每個所述開關位置可以與一個傳遞給控 制單元10的相應的開關信號相匹配。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，沒有設置開關裝置l機械或機電式的鎖定。通過 檢查/身份識別只是實現了當存在來自ID發(fā)生器13的相應的身份識別代碼 時，將現存的由開關裝置1產生的開關信號由控制單元10繼續(xù)傳送給管理 系統(tǒng)12或另一用電器。由此可以實現簡單的開關裝置1的結構。通過操作 元件4操作的開關元件3可以由開關、光柵、按鍵或壓電元件等組成。對于 壓電元件例如可以設想，測量向操作元件4施加的操作壓力，以例如區(qū)分各 單個的開關位置0或I或者o-m。為此開關裝置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設置在殼體2中。同樣可以在操 作元件4的表面上設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。
為了進行電容的數據傳輸，設有大面積的電極5，該電極設置在操作元 件4的內側。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設置在該開口中。所述開口例如可以由孔構 成。所述電極5通過直接或間接的連接與控制單元10相連。當然，開關裝 置1也可以借助于插接件9與控制單元相連。這里也可以設想開關裝置1與 控制單元10光電地耦合或連接20。附加地在開關裝置1的殼體2中設有另 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。同樣可以設想，該 電極17也屬于電極5并與電極5導電地連接。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此時還構成能 力傳輸單元15的元件。真正的從開關裝置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也可以在中央區(qū)域設置開口，在這里線圈16向 后布置。也可以設想，線圈16在電極5的前面設置在操作元件4上，而不 是如所示那樣設置在電極5的后面。
在圖3中示出根據本發(fā)明的開關裝置1的另一個變型方案。在該變型方 案中，開關元件3作為具有多個開關位置的旋轉開關(例如0和I或0至III) 示出。操作元件4的旋轉方向用箭頭4'表示。同樣可以設想，為了使操作元 件4旋轉移動，可以進行旋轉操作，換而言之，操作元件4可以附加地拉出 或壓入開關裝置l中，由此可以實現附加的開關位置。由此可以與傳統(tǒng)的具 有機械鑰匙的點火起動開關類似地直接使用該變型方案。在這種情況下，電 容數據傳輸必需的電極5也可以在背側或內側設置在操作元件4上。電容電 極5可以由導電的薄膜或層或格柵結構組成。這種開關裝置1也可以設有能 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 裝置l保持在開關面板、儀表板等中的止擋元件。
如圖4所示，開關裝置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，以指示開關單元1不同的開關狀態(tài)或安全系統(tǒng)25不同的功能 狀態(tài)。當然也可以在殼體2或者甚至在操作元件4中設置多個指示件7。也 可以設想，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)明的開關裝置1的另一個實施例。該開關裝置1的結 構與圖2的開關裝置1相類似，其中，例如設有具有開關狀態(tài)O和I的單級 的開關元件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相應的操作狀態(tài)分配給開關信號0或1的開關元件3只是示意性 地示出。此外在操作元件4的內側設有總共兩個電極5和17，其中電t及5 設置成用于電容式的數據傳輸，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。同樣可以設想，兩個電極5、 17可以互換，由此不會使開關裝置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。開關裝置1優(yōu)選通過標準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 的光學或光電子的連接20。當然所述連接20也可以通過常用的接口或常見 的數據總線規(guī)格來實現。最后在圖6中示出開關裝置1另一個根據本發(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有利地設計成導電的并用作大面積的電極5。同樣可以設想，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。所述導電的薄膜23可以與大面積電極5的另一個部分 導電地連接，所述部分例如設置在開關裝置1的殼體2中。
最后應指出，本發(fā)明不限于所示的開關裝置1或安全系統(tǒng)25的變型方 案。這里沒有明確地相互抵觸，可以設想各技術特征的全部組合。所示的開 關裝置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/或電子的構件。 附圖標記列表
1開關裝置
2殼體
3開關元件
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權利要求
1. 一種用于無匙地起動或關閉用電器、特別是機動車中的發(fā)動機等和/或對機動車輛的重要功能部件進行解鎖或鎖定的開關裝置(1)，該開關裝置(1)具有至少一個被設置在殼體(2)中的開關元件(3)，所述開關元件(3)能夠通過操作元件(4)操作，由此產生至少一個用于控制單元(10)的開關信號，其特征在于，在所述殼體(2)上設置有電極(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)進行數據傳輸，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)進行數據傳輸，當所述控制單元(10)從所述開關元件(3)獲得第一開關信號時，所述控制單元(10)向所述電極(5)傳送經編碼和/或經調制的第一信號。
2. 根據權利要求1所述的開關裝置(1)，其特征在于，所述開關元件 (3)具有不同的開關位置，其中每個開關位置都與唯一的一個開關信號相匹配。
3. 根據權利要求1或2所述的開關裝置(1)，其特征在于，所述開關 元件(3)通過所述操作元件(4)平移和/或旋轉移動(4')以占據不同的開 關位置。
4. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的開關裝置(1)，其特征 在于，該開關裝置(1)還設有至少另一開關元件(3)，所述另一開關元件(3)與所述控制單元(10)相連。
5. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的開關裝置(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. 根據權利要求5所述的開關裝置(1)，其特征在于，所述操作元件 (4)和/或所述殼體(2)被設置成用于所述電極(5)的電絕緣部(14)。
7. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的開關裝置(1)，其特征 在于，所述電極(5)被構造成多件式的。
8. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的開關裝置(1)，其特征 在于，所述電極(5)被設計成板形的和/或薄膜式的。
9. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的開關裝置(1)，其特征 在于，所述電極(5)被大面積地設置在所述操作元件(4)的表面和/或所述 殼體(2)的表面的背面。
10. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的開關裝置(1)，其特征 在于，該開關裝置(1)設有至少一個視覺和/或聲音指示裝置(7)，利用所 述指示裝置(7)能夠顯示信息。
11. 根據權利要求IO所述的開關裝置(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. 根據權利要求10或11所述的開關裝置(1)，其特征在于，該開關 裝置(1)具有被設置在所述指示裝置(7)中或前方的導電薄膜(23)，該 導電薄膜(23)具有透光區(qū)域(24)，該導電薄膜(23)部分地或完全地被 用作所述電極(5)。
13. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的開關裝置(1)，其特征 在于，該開關裝置(1)中設有具有支撐面的傳感器元件，檢查目標、特別 是操作者(30)的手指能夠支撐在所述支撐面上。
14. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的開關裝置(1)，其特征 在于，該開關裝置(1)中設有能量傳輸單元(15)，該能量傳輸單元(15) 能夠將電能從所述開關裝置(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. 根據權利要求13或14所述的開關裝置(1)，其特征在于，所述開 關裝置(1)中設有線圈(16)或板形電極(17)，以使所述能量傳輸單元(15) 能夠進行感應式或電容式能量傳輸。
16. 根據權利要求1至15中任一項權利要求所述的幵關裝置U)，其 特征在于，所述開關裝置(1)能夠被設置在方向盤之中或之上、特別是被 設置在徽標區(qū)域內或被設置在緩沖面或手持面區(qū)域內。
17. 根據權利要求1至15中任一項權利要求所述的開關裝置(1)，其 特征在于，所述開關裝置(1)在車輛中能夠被設置在換擋手柄上、中央控 制臺上、儀表板上的多功能操作單元上、車門的內飾覆層上、車頂棚上、車 內后視鏡上或者被設置在方向盤的左邊或右邊。
18. —種用于無匙地起動或關閉設備或裝置、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)具有根據前述權利要求中任一項權 利要求所述的開關裝置(1)和便攜ID發(fā)生器(13)，其中，能夠在所述開 關裝置(1)和所述便攜ID發(fā)生器(13)之間進行電容式數據傳輸，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 關裝置(1)和所述ID發(fā)生器(13)之間的數據傳輸。
19. 根據權利要求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)的身份識別數據并將所述身份識別數據繼續(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 據進行期望/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)出相應的控制信號。
20. 根據權利要求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、特別是乘員內室。
21. 根據權利要求18至20中任一項權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)進行數據傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無匙地打開或關閉用電器、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裝置(1)，該開關裝置(1)具有至少一個被設置在殼體(2)中的開關元件(3)，所述開關元件可通過操作元件(4)操作，由此可以產生至少一個用于控制單元(10)的開關信號。為了獲得具有較少構件并可以簡單地結合到無匙的安全系統(tǒng)中的開關裝置，建議在殼體(2)上設置電極(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)進行數據傳輸，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)進行數據傳輸，其中，當所述控制單元(10)從開關元件(3)獲得第一開關信號時，所述控制單元(10)向所述電極(5)傳送經編碼和/或經調制的第一信號。此外，本發(fā)明還涉及一種用于無匙地起動或關閉設備或裝置、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)具有根據本發(fā)明的開關裝置(1)和便攜ID發(fā)生器(13)，其中，可在開關裝置(1)和ID發(fā)生器(13)之間進行電容式數據傳輸，該安全系統(tǒng)(25)還具有控制單元(10)，所述控制單元(10)控制開關裝置(1)和ID發(fā)生器(13)之間的數據傳輸。
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