PUCHTA, Ralf (Dahlienweg 43, Regensburg, 93053, DE)
REINKER, Bernward (Franz-Schubert-Str. 1, Regenstauf, 93128, DE)
REITMEIER, Willibald (Forstbergring 9, Hohenschambach, 93155, DE)
HOFMEISTER, Bernhard (Ringstr. 9, Parsberg, 92331, DE)
PUCHTA, Ralf (Dahlienweg 43, Regensburg, 93053, DE)
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| Patentansprüche
1. Bedienvorrichtung für ein eine Mehrzahl von diskreten Betriebszuständen unterstützendes elektrisches Gerät, die wenigstens drei entlang einer Linie (4, 5) angeordnete Signalgeber (1 -1 , 1 -2, ...), die eingerichtet sind, bei jeder Betätigung durch einen Benutzer ein Signal zu liefern, und eine Auswerteschaltung (2) umfasst, die die von den Signalgebern (1 -1 , 1 -2, ...) gelieferten Signale (IS, FS) empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei entlang der Linie (4, 5) aufeinanderfolgende Signalgeber (1 -1 , 1 -2, ...) zueinander in einer Vorgänger- Nachfolger-Beziehung stehen, und dass die Auswerteschaltung (2) eingerichtet ist, bei Empfang zeitlich aufeinanderfolgender Signale (IS, FS) von einem Signalgeber und dessen Nachfolger einen Betriebszustand neu zu wählen (S5, S6), der in einer vorgegebenen Reihenfolge der Betriebszustände Nachfolger des aktuellen Betriebszustands ist, und bei Empfang aufeinanderfolgender Signale (IS, FS) von einem Signalgeber und dessen Vorgänger einen Betriebszustand neu zu wählen (S7, S8), der in der vorgegebenen Reihenfolge Vorgänger des aktuellen Betriebszustands ist.
2. Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgeber (1 -1 , 1 -2, ...) entlang der Linie (4, 5) zyklisch abwechselnd jeweils einer von wenigstens drei Gruppen (A, B, C) zugeordnet sind, die zueinander in einer Vorgänger-Nachfolger-Beziehung stehen, und dass die Auswerteschaltung (2) eingerichtet ist, bei Empfang eines Signals (IS) von einem Signalgeber (1 -1 , 1 -2, ...) einer ersten dieser Gruppen (A, B, C) jedes darauffolgende Signal (FS) von einem Signalgeber, der zur Nachfolgergruppe (B, C, A) der ersten Gruppe (A, B, C) gehört, als Signal eines Nachfolgers des einen Signalgebers zu akzeptieren bzw. jedes darauffolgende Signal (FS) von einem Signalgeber, der zur Vorgängergruppe (C, B, A) der ersten Gruppe (A, B, C) gehört, als Signal eines Vorgängers des einen Signalgebers zu akzeptieren.
3. Bedienvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Gruppen (A, B, C) drei ist.
4. Bedienvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Signalgeber (1 -1 , 1 -2, ...) ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl der Gruppen ist.
5. Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Signalgeber (1 -1 , 1 -4, 1 -7; 1 -2, 1 -5, 1 -8; 1 -3, 1 -6, 1 -9) einer gleichen Gruppe (A, B, C) parallel mit der Auswerteschaltung (2) verbunden sind.
6. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linie eine Gerade (4) ist.
7. Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Linie ein Kreis (5) ist.
8. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgeber (1 -1 , 1 -2, ...) Festkörpersensoren sind.
9. Bedienvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgeber (1 -1 , 1 -2, ...) auf Berührung mit der Hand empfindlich sind.
10. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (2) eingerichtet ist, einen neu gewählten Betriebszustand erst nach mehrmaliger Betätigung eines gleichen Signalgebers oder einer gleichen Gruppe von Signalgebern zu aktivieren.
1 1. Elektrisches Haushaltsgerät mit einer Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche. |
Bedienvorrichtung für ein elektrisches Gerät
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein eine Mehrzahl von diskreten Betriebszuständen unterstützendes elektrisches Gerät, die eine Mehrzahl von entlang einer Linie angeordneten Signalgebern, die eingerichtet sind, bei jeder Betätigung durch einen Benutzer ein Signal zu liefern, und eine Auswerteschaltung umfasst, die die von den Signalgebern gelieferten Signale empfängt und anhand dieser Signale einen Betriebszustand des zu bedienenden Gerätes wählt. Bedienvorrichtungen dieser Art sind in verbreitetem Gebrauch, beispielsweise in Form von in einer Reihe angeordneten Stationstasten eines Rundfunkempfängers oder Programmwähltasten eines Haushaltsgerätes wie etwa einer Geschirrspülmaschine oder Waschmaschine.
Moderne mikroprozessorgesteuerte Geräte haben häufig eine so große Zahl von diskreten Betriebszuständen, wie zum Beispiel von unterschiedlichen Waschprogrammen im Falle einer Waschmaschine, dass die Zuordnung einer Auswahltaste zu jedem Betriebszustand zu erheblichen Kosten führen und ein Bedienfeld des Gerätes unübersichtlich machen würde. Es sind daher Bedienvorrichtungen mit stufenweise drehbaren Einstellelementen vorgeschlagen worden, bei denen jede Drehung des Einstellelementes um eine Stufe dazu führt, dass anstelle eines gegenwärtigen Betriebszustandes ein - je nach Richtung der Drehung - in einer vorgegebenen Reihenfolge der Betriebszustände vorhergehender oder nachfolgender Betriebszustand gewählt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein neuartiges Konzept für eine Bedienvorrichtung anzugeben, die eine solche Betriebszustandsumschaltung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bedienvorrichtung für ein eine Mehrzahl von diskreten Betriebszuständen unterstützendes elektrisches Gerät, die wenigstens drei entlang einer Linie angeordnete Signalgeber, die eingerichtet sind, bei jeder Betätigung durch einen Benutzer ein Signal zu liefern, und eine Auswerteschaltung umfasst, die die von den Signalgebern gelieferten Signale empfängt, wobei je zwei entlang der Linie aufeinanderfolgende Signalgeber zueinander in einer Vorgänger-Nachfolger-Beziehung stehen und die Auswerteschaltung eingerichtet ist, bei Empfang zeitlich
aufeinanderfolgender Signale von einem Signalgeber und dessen Nachfolger einen Betriebszustand neu zu wählen, der in einer vorgegebenen Reihenfolge der Betriebszustände Nachfolger des aktuellen Betriebszustandes ist, und bei Empfang aufeinanderfolgender Signale von einem Signalgeber und dessen Vorgänger einen Betriebszustand neu zu wählen, der in der vorgegebenen Reihenfolge Vorgänger des aktuellen Betriebszustandes ist.
Es kommt also bei der neuartigen Bedienvorrichtung nicht mehr darauf an, einen Stellkörper zu bewegen oder einen bestimmten Signalgeber zu betätigen, um einen Betriebszustandswechsel herbeizuführen, sondern es ist die sukzessive Betätigung von wenigstens zwei Signalgebern erforderlich, um einen Betriebszustandswechsel herbeizuführen, wobei jedes beliebige Paar von Vorgänger- und Nachfolger-Signalgebern benutzt werden kann, um denselben Zustandswechsel herbeizuführen und es von der Reihenfolge, in der die Signalgeber betätigt werden, abhängt, ob der neu gewählte Betriebszustand Nachfolger oder Vorgänger des vorherigen ist. Indem entlang der Linie die Signalgeber nacheinander betätigt werden, können die zur Auswahl stehenden Betriebszustände schnell durchgescrollt werden.
Eine besonders einfache Struktur der Bedienvorrichtung ist realisierbar, wenn die Signalgeber entlang der Linie zyklisch abwechselnd jeweils einer von wenigstens drei Gruppen zugeordnet sind, die zueinander in einer Vorgänger-Nachfolger-Beziehung stehen, und die Auswerteschaltung eingerichtet ist, bei Empfang eines Signals von einem Signalgeber einer ersten dieser Gruppen jedes darauffolgende Signal von einem Signalgeber, der zur Nachfolgergruppe der ersten Gruppe gehört, als Signal eines Nachfolgers des einen Signalgebers zu akzeptieren bzw. jedes darauffolgende Signal von einem Signalgeber, der zur Vorgängergruppe der ersten Gruppe gehört, als Signal eines Vorgängers des einen Signalgebers zu akzeptieren.
Eine solche Gruppenzuordnung der Signalgeber kann auf einfache Weise hergestellt werden, indem alle Signalgeber einer gleichen Gruppe parallel mit der Auswerteschaltung verbunden sind.
Vorzugsweise ist die Zahl der Gruppen genau drei.
Die Zahl der Signalgeber ist vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl der Gruppen.
Einer ersten Ausgestaltung zufolge ist die Linie eine Gerade. Um eine Zahl von Betriebszuständen durchzuscrollen, die größer ist als die der Signalgeber, kann ein Benutzer die Gerade mit der Hand mehrmals abfahren, um so die Signalgeber der Reihe nach zu betätigen.
Einer zweiten Ausgestaltung zufolge ist die Linie ein Kreis. Dies ermöglicht einem Benutzer das Scrollen einer großen Zahl von Betriebszuständen in einer kontinuierlichen Handbewegung.
Vorzugsweise sind die Signalgeber Festkörpersensoren, das heißt, sie haben einen Aufbau ohne bewegliche Teile, die zum Betätigen der Signalgeber erforderlich ist.
Geeignet sind insbesondere Signalgeber eines Typs, der auf Berührung mit der Hand empfindlich ist. Bekannte Signalgeber dieser Art sind zum Beispiel kapazitive Sensoren, bei denen ein elektrischer Schwingkreis einen Schwingkondensator mit durch Berührung veränderlicher Kapazität enthält. Es können auch berührungslose, z.B. optische, Sensoren eingesetzt werden.
Die Tatsache, dass die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung keine beweglichen Teile benötigt, macht sie besonders geeignet für die Anwendung in elektrischen Haushaltsgeräten oder anderen Geräten, die in einer Umgebung eingesetzt werden, in der die Gefahr besteht, dass die Beweglichkeit von beweglichen Komponenten durch Verschmutzung beeinträchtigt wird.
Es kann unzweckmäßig sein, die Betriebszustände, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung in schneller Folge neu gewählt werden können, sofort bei ihrer Wahl auch zu aktivieren. In solchen Fällen kann vorgesehen werden, dass eine Aktivierung erst nach mehrmaliger Betätigung eines gleichen Signalgebers, oder, wenn diese für die Auswerteschaltung in nicht voneinander unterscheidbarer Weise zu Gruppen zusammengefasst sind, einer gleichen Gruppe von Signalgebern erfolgt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 2 ein Flussdiagramm eines von der Auswerteschaltung der Bedienvorrichtung ausgeführten Arbeitsverfahrens; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung. Die Bedienvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Signalgebern 1 -1 , 1 -2, ..., 1 -9, die über Leitungen 3-1 , 3-2, 3-3 mit einer Auswerteschaltung 2 verbunden sind. Die Signalgeber sind hier kapazitive Berührungssensoren. Ein solcher Berührungssensor umfasst einen elektrischen Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz durch einen Schwingkondensator bestimmt ist, wobei der Schwingkondensator im Wesentlichen durch eine an einer Außenwand des durch die Bedienvorrichtung zu bedienenden Gerätes freiliegende Metallplatte gebildet ist. Die Kapazität dieser Metallplatte gegenüber Masse ändert sich, wenn sie von einem Benutzer berührt wird, und die aus der Kapazitätsänderung resultierende änderung der Resonanzfrequenz wird von einer in der Figur nicht dargestellten Schaltung ausgewertet, um ein die Berührung anzeigendes Signal zu erzeugen.
Die Kondensatorplatten haben die Form von Rechtecken, die, wie in Fig. 1 dargestellt, entlang einer geraden Linie 4 nebeneinander liegen, so dass ein Benutzer mit seinem Finger bequem die Kondensatorplatten sämtlicher Signalgeber 1 -1 bis 1 -9 nacheinander überstreichen kann.
Die aus der Berührung resultierenden Betätigungssignale der einzelnen Signalgeber werden über die Leitungen 3-1 bis 3-3 an die Auswerteschaltung 2 übermittelt. Um die Schaltungsanordnung zu vereinfachen, sind hier die Signalgeber 1 -1 , 1 -4, 1 -7 parallel mit
der Leitung 3-1 , die Signalgeber 1 -2, 1 -5 und 1 -8 parallel mit der Leitung 3-2 und die Signalgeber 1 -3, 1 -6 und 1 -9 parallel mit der Leitung 3-3 verbunden, so dass die Auswerteschaltung 2 zwischen den Signalen von zwei an eine gleiche Leitung angeschlossenen Signalgebern nicht zu unterscheiden vermag. Mit anderen Worten wird durch die Parallelschaltung der Signalgeber eine Zuordnung der Signalgeber zu drei Gruppen geschaffen, wobei die Gruppenzugehörigkeit jedes einzelnen Signalgebers in der Figur durch einen zugeordneten Buchstaben A, B oder C angegeben ist.
Die Kondensatorplatten liegen außen am Gehäuse des zu bedienenden Geräts frei, so dass sie für einen Benutzer bequem erreichbar sind. Alle anderen Schaltungsteile sind im Inneren des Gehäuses geschützt. Da die Bedienvorrichtung keine sich durch das Gehäuse erstreckenden beweglichen Teile erfordert, kann das Gehäuse hermetisch dicht sein. Dies ist insbesondere bei Geräten vorteilhaft, in deren Umgebung flüssige oder pulvrige Stoffe gehandhabt werden, wie etwa bei Küchengeräten, Waschmaschinen etc. Ein Bedienfeld des Geräts, an dem die Signalgeber angebracht sind, kann völlig eben gehalten werden, so dass Schmutz leicht abgewischt werden kann.
Einer weiter vereinfachten Ausgestaltung zufolge sind die Signalgeber 1 -1 bis 1 -9 jeweils auf die erwähnte Kondensatorplatte allein reduziert, und die Kondensatorplatten 1 -1 , 1 -4, 1 -7 der Gruppe A sind, parallel geschaltet durch die Leitung 3-1 , Teil eines einzigen Schwingkreises, genauso wie die über die Leitung 3-2 parallel geschalteten Kondensatorplatten 1 -2, 1 -5, 1 -8 der Gruppe B und die über die Leitung 3-3 parallel geschalteten Kondensatorplatten 1 -3, 1 -6, 1 -9 der Gruppe C jeweils gemeinsam den Schwingkondensator eines Schwingkreises bilden. In diesem Fall können mit Ausnahme der Schwingkondensatoren die Komponenten der Schwingkreise der Auswerteschaltung 2 zugerechnet werden, und das eine Betätigung anzeigende Signal vom Signalgeber, das heißt der Kondensatorplatte, an die Auswerteschaltung 2 ist die bei Betätigung veränderte Resonanzfrequenz.
Anstelle von kapazitiven Berührungssensoren könnten auch andere Sensortypen mit gleichem Ergebnis verwendet werden, zum Beispiel optische Sensoren, die im Inneren des Gerätes hinter entlang einer geraden Linie angeordneten Fenstern platziert sind und eingerichtet sind, einen das ihm zugeordnete Fenster in geringer Entfernung
passierenden Gegenstand wie etwa den Finger eines Benutzers anhand des von ihm reflektierten Lichtes zu erfassen.
Die Arbeitsweise der Auswerteschaltung 2 wird im Folgenden anhand des in Fig. 2 gezeigten Flussdiagramms erläutert. In Schritt S1 empfängt die Auswerteschaltung 2 ein erstes Betätigungssignal oder Initialisierungssignal IS und identifiziert in Schritt S2 unter den Gruppen A, B, C von Signalgebern diejenige Gruppe IG=G(IS), die das Signal IS erzeugt hat, anhand der Leitung 3-1 , 3-2 oder 3-3, auf der es empfangen wurde. Anschließend wartet die Auswerteschaltung 2 auf ein Folgesignal FS, und wenn dieses in Schritt S3 empfangen wird, ordnet sie ihm in Schritt S4 ebenfalls eine Gruppe FG=G(FS) von Signalgebern zu, von denen das Folgesignal FS herrührt.
Wenn davon ausgegangen wird, dass die zwei Signale IS, FS durch einen entlang der Linie 4 über die Signalgeber 1 -1 , ..., 1 -9 streichenden Finger erzeugt sind, kann versucht werden, der Signalfolge [IS, FS] eine Bewegungsrichtung des Fingers zuzuordnen. Hierzu prüft die Auswerteschaltung zunächst in Schritt S5, ob die Gruppe FG Nachfolger der Gruppe IG ist. Eine erste Gruppe ist als Nachfolger einer zweiten Gruppe definiert, wenn bei überstreichen der Signalgeber entlang der Linie 4 von oben nach unten ein Signalgeber der ersten Gruppe unmittelbar nach einem der zweiten Gruppe berührt wird. Das heißt, die Gruppe B ist Nachfolger der Gruppe A, weil zum Beispiel der Signalgeber 1 -2 nach dem Signalgeber 1 -1 berührt wird, die Gruppe C ist Nachfolger von B, weil der Signalgeber 1 -3 nach 1 -2 berührt wird, und die Gruppe A ist Nachfolger von C, weil der Signalgeber 1 -4 nach 1 -3 berührt wird. Umgekehrt ist die Gruppe A als Vorgänger von B, B als Vorgänger von C und C als Vorgänger von A definiert.
Wenn die Auswählschaltung 2 in Schritt S5 feststellt, dass die Gruppe FG Nachfolger von IG ist, wird in Schritt S6 der Betriebszustand des zu bedienenden Gerätes gemäß einer vorgegebenen Reihenfolge der Betriebszustände um einen Schritt weitergeschaltet.
Wenn Schritt S5 ergibt, dass FG nicht Nachfolger von IG ist, wird in Schritt S7 geprüft, ob FG Vorgänger von IG ist. Wenn ja, wird der Betriebszustand des Gerätes in Schritt S8 um eine Stufe zurückgeschaltet. Wenn Nein, können FG und IG nur gleich sein. Dies ist möglich, wenn der gleiche Signalgeber zweimal nacheinander berührt wurde oder wenn nicht benachbarte Signalgeber berührt wurden. Beide Fälle entsprechen nicht einem
überstreichen der Signalgeber entlang der Linie 4 und führen daher nicht zu einer Betriebszustandsänderung. In diesem Fall geht das Verfahren, genauso wie nach den Schritten S6 oder S8, zu Schritt S9 über, in welchem IG mit FG überschrieben wird, und das Verfahren kehrt zu Schritt S3 zurück.
So werden, wenn ein Benutzer die Signalgeber 1 -1 bis 1 -9 der Reihe nach berührt, der Betriebszustand zunächst um 8 Schritte und bei einem weiteren überstreichen der gesamten Signalgeberanordnung, um 9 Schritte weitergeschaltet, und bei überstreichen der Signalgeber von unten nach oben wird der Betriebszustand um die entsprechende Zahl von Schritten zurückgeschaltet.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass wenn Schritt S7 ergibt, dass IG=FG ist, geprüft wird, wie groß der Zeitabstand zwischen den Empfangszeitpunkten der Signale IS und FS ist, und dass, wenn dieser kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist, die Auswerteschaltung den gegenwärtig gewählten, aber noch nicht aktivierten Betriebszustand des Geräts aktiviert. Während des Wählens nimmt die Bedienvorrichtung noch keinen Steuereingriff an dem gesteuerten Gerät vor; dies geschieht nur einmal, bei der Aktivierung.
Um zu vermeiden, dass zeitlich weit auseinanderliegende Betätigungen fälschlich als eine - vom Benutzer nicht gewollte - Bestätigung interpretiert werden, ist es ferner, wenn das Verfahren von Schritt S3 automatisch zu Schritt S1 zurückspringt, wenn die Zeit des Wartens auf das Folgesignal FS eine vorgegebene maximale Dauer überschreitet.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung sind Signalgeber 1 -1 , 1 -2, ..., 1 -12 an einem Bedienfeld an der Außenwand eines elektrischen Gerätes in Form von Kreissektoren angeordnet. Wie im Fall der Fig. 1 sind die Signalgeber 1 -1 bis 1 -12 zyklisch drei Gruppen A, B, C zugeordnet, und alle Signalgeber einer gleichen Gruppe sind parallel mit der Auswerteschaltung 3 verbunden. Die Anordnung der Signalgeber entlang einer Kreislinie 5 ermöglicht es einem Benutzer, durch mehrmaliges überfahren der gesamten Signalgeberanordnung mit dem Finger entlang einer Kreislinie 5 zwischen einer großen Zahl von Betriebszuständen schnell und ohne Unterbrechung umzuschalten.
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