DE10034348A1 - System zur Inbetriebnahme eines motorangetriebenen Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Vorgeschlagen wird ein einfaches und sicheres System zur Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs ohne mechanisches Zündschloß. DOLLAR A Hierzu ist im Kraftfahrzeug eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines vom Bediener des Kraftfahrzeugs mitzuführenden ID-Gebers und ein Betätigungselement vorgesehen. Nach einer Betätigung des Betätigungselements wird eine Authentifizierung des ID-Gebers durch geführt und bei einer positiven Authentifizierung der Motor des Kraftfahrzeugs gestartet.

Description

Bei motorangetriebenen Kraftfahrzeugen wird die Inbetriebnahme in zwei getrennte Schritte unterteilt: einerseits in die Herstellung der Zugangsberechtigung (Schließ­ vorgang, Öffnungsvorgang), andererseits in den Motorstartvorgang. Zur Inbetrieb­ nahme werden üblicherweise Fahrzeugschlüssel verwendet, durch die die Türen und ein an der Lenksäule angebrachtes Zündschloß des Kraftfahrzeugs bedient werden. Um bestimmte gesetzliche Anforderungen bzw. Auflagen der Versicherungswirt­ schaft hinsichtlich Diebstahlschutz (eine Verriegelung der Lenksäule oder des Gang­ hebels muß vorhanden sein) und Fahrsicherheit (das Abziehen des Fahrzeugschlüs­ sels während der Fahrt muß verhindert werden) zu erfüllen, sind aufwendige Maß­ nahmen im Kraftfahrzeug erforderlich. Insbesondere weist bei einer Verriegelung der Lenksäule das Zündschloß bestimmte Positionen bzw. Stellungen auf (Aus-Stellung, Entriegelung Lenkradschloß, Öffnen Sicherheitsraste, Zündung, Motorstart), denen unterschiedliche Funktionen zugeordnet werden (Fahrberechtigung, Schlüsseldre­ hung, Anlassen).

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 100 00 857 ist ein System zur Inbetriebnahme eines motorangetriebenen Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem beim Motorstartvorgang sowohl die Freigabe der Fahrberechtigung als auch gleichzeitig die Freigabe der Drehung des Schlüssels im Zündschloß (d. h. auch die Freigabe für die Entriegelung der Lenksäule bzw. des Lenkradschlosses) auf elektronischem Wege mittels eines elektronischen Schlüssels erfolgt (bsp. mittels des Signals eines Transponders des elektronischen Schlüssels). Beim Einstecken des elektronischen Schlüssels in das Zündschloß wird zur Überprüfung der beiden Freigaben ein elektronisches Signal (ein Schlüsselcode) an eine (bsp. an der Lenksäule angebrachte) Kontrolleinheit gesandt und von dieser Kontrolleinheit verifiziert; falls der Schlüsselcode mit dem in der Kontrolleinheit gespeicherten Schloßcode übereinstimmt, wird einerseits die Fahrberechtigung freigegeben, bsp. durch Weiterleitung eines Freigabesignals an die Wegfahrsperre des Kraftfahrzeugs, und andererseits gleichzeitig die Drehung des elektronischen Schlüssels im Zündschloß freigegeben (bsp. durch Deaktivierung eines an der Lenksäule angebrachtes Sperrglieds, bsp. durch Verschiebung oder Bewegung eines die Drehung des elektronischen Schlüssels sperrenden Magnets). Bei einer Drehung des elektronischen Schlüssels im Zündschloß können die unter­ schiedlichen Funktionen zugeordneten unterschiedlichen Positionen (Stellungen) des Zündschlosses angewählt werden - insbesondere wird durch die Drehung des elektronischen Schlüssels in der ersten Stellung des Zündschlosses die Lenkungs­ verriegelung (mechanisch) entriegelt und in der letzten Stellung der Motorstartvor­ gang durchgeführt.

Nachteilig hierbei ist, daß zur Erkennung und Ausführung der Drehbewegung des elektronischen Schlüssels im Zündschloß eine aufwendige Zündschloßmechanik erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Inbetriebnahme eines mo­ torangetriebenen Kraftfahrzeugs anzugeben, bei dem der Motorstartvorgang auf einfache Weise und dennoch mit einer hohen Zuverlässigkeit und Sicherheit durch­ geführt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Systems sind Bestandteil der weiteren Patentan­ sprüche.

Für den Motorstartvorgang sind im Kraftfahrzeug zwei unterschiedliche Komponen­ ten vorgesehen: einerseits eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines vom Be­ diener mitzuführenden ID-Gebers (bsp. eines elektronischen Schlüssels) für die Kommunikation mit einer Wegfahrsperre (Freigabe der Fahrberechtigung) und ande­ rerseits ein Betätigungselement (bsp. ein Taster) zum Initiieren des Motorstartvor­ gangs (Anlassens). Nach Herstellung der Zugangsberechtigung (nach erfolgreicher Zutrittsberechtigung) wird der ID-Geber durch den Bediener in die dafür vorgesehe­ ne Aufnahmevorrichtung eingebracht (eingesteckt). Nach der Betätigung des Betäti­ gungselements (Tasters) wird ein Authentifikations-Verfahren zwischen ID-Geber und Kraftfahrzeug (Wegfahrsperre) durchgeführt, bsp. in Form eines "challenge and response" - Verfahrens; diese bidirektionale Kommunikation zwischen ID-Geber und Kraftfahrzeug (Wegfahrsperre) kann auf induktivem Wege (bsp. mittels eines Trans­ ponders), durch Funkübertragung oder optisch (bsp. über eine Infrarot-Strecke) er­ folgen. Ist der ID-Geber als gültig identifiziert, wird die Verriegelung des mechanisch verriegelten Bedienelements des Kraftfahrzeugs (Lenkrad oder Ganghebel bzw. Wählhebel) deaktiviert und somit der Motorstart zugelassen (freigegeben).

Aufnahmevorrichtung und Betätigungselement (Taster) können prinzipiell an beliebi­ ger Stelle im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet werden. Jedoch sollte die Aufnahmevorrichtung vorzugsweise in der Nähe des zu verriegelnden Bedienele­ ments des Kraftfahrzeugs (Lenkrad oder Wählhebel bzw. Ganghebel) angeordnet werden, insbesondere wenn die Aufnahmevorrichtung mit einem mechanisch zu verriegelnden Bedienelement des Kraftfahrzeugs (Lenkrad oder Wählhebel bzw. Ganghebel) gekoppelt ist, d. h. wenn die Aufnahmevorrichtung die Verriegelung und Entriegelung des Bedienelements beeinflußt. Die Kopplung zwischen Aufnahmevor­ richtung und Bedienelement kann hierbei bsp. entweder mechanisch durch eine mechanische Verbindung zwischen Aufnahmevorrichtung und Bedienelement oder auf elektronischem Wege erfolgen. Das Betätigungselement (der Taster) kann, da der Benutzer beim Motorstartvorgang zum Wählhebel bzw. Ganghebel greifen muß, in der Nähe des Wählhebels bzw. Ganghebels angeordnet werden (bsp. kann das Betätigungselement direkt im Wählhebel bzw. Ganghebel integriert werden) oder es kann im ID-Geber selbst (im elektronischen Schlüssel) integriert werden oder es kann als ID-Geber selbst ausgebildet sein. Das Betätigungselement (der Taster) muß so ausgebildet sein, daß versehentliche bzw. ungewollte Betätigungen vermieden werden; bsp. kann hierzu das Betätigungselement (der Taster) in einer Vertiefung (geschützt) angebracht werden oder dem Betätigungselement (Taster) kann eine bestimmte Betätigungscharakteristik (ein bestimmtes Kraft-Weg-Verhalten) zuge­ ordnet werden (bsp. ist die Betätigungskraft zur Betätigung des Betätigungsele­ ments auf der ersten Wegstrecke des Betätigungselements signifikant höher als auf weiteren Wegstrecken des Betätigungselements).

Vorteilhafterweise kann mit dem als Fahrberechtigungssystem fungierenden System auf mechanische Komponenten weitgehend verzichtet werden: mechanisches Zünd­ schlösser und mechanische Schlüssel werden für den Motorstartvorgang nicht be­ nötigt ("keyless go"), so daß einfache und kostengünstige Zündschlösser ohne auf­ wendige Mechanik realisiert werden können; ebenso ist eine ansonsten zur Klem­ mensteuerung des Zündschlosses vorzusehende Erfassung des ID-Gebers und des­ sen Drehung nicht erforderlich. Demzufolge kann mit dem Fahrberechtigungssystem "keyless go" auch eine einfache Verbindung mit einer "schlüssellosen" Herstellung der Zugangsberechtigung zum Kraftfahrzeug ("keyless entry") realisiert werden, da keine mechanischen Komponenten verändert bzw. angepaßt werden müssen; insge­ samt kann somit auf eine einfache und kostengünstige Weise eine Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs ohne mechanische Schlüssel realisiert werden ("keyless entry and go"). Weiterhin kann die Berechtigung für den Motorstartvorgang auf einfache Weise erteilt oder gesperrt werden, bsp. für einzelne Bediener oder ganze Bediener­ gruppen erteilt oder gesperrt werden.

Im Zusammenhang mit der Zeichnung soll das System weiter erläutert werden.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine erste Möglichkeit für die Anordnung der für den Motorstartvorgang rele­ vanten Komponenten Aufnahmevorrichtung und Betätigungselement,

Fig. 2 eine zweite Möglichkeit für die Anordnung der für den Motorstartvorgang relevanten Komponenten Aufnahmevorrichtung und Betätigungselement

Fig. 3 eine Möglichkeit für die Anordnung des Betätigungselements

Fig. 4 die Integration des ID-Gebers im Ganghebel

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des Motorstartvorgangs.

Für den Motorstartvorgang des Kraftfahrzeugs 10 ist das Einbringen eines elektroni­ schen Schlüssels als ID-Geber 3 (bsp. eine Scheckkarte oder ein bartloser Schlüs­ sel) in eine Aufnahmevorrichtung 1 und die Betätigung eines als Taster (Start-Stop- Taster) ausgebildeten Betätigungselements 4 erforderlich.

Gemäß der Fig. 1 ist die Aufnahmevorrichtung 1 zur Aufnahme des als elektroni­ scher Schlüssel (bartloser Schlüssel) ausgebildeten ID-Gebers 3 in unmittelbarer Nähe des Ganghebels 2 angeordnet. Das Betätigungselement 4 ist auf der Oberseite des Ganghebels 2 angeordnet. Nach dem Einstecken des ID-Gebers 3 in die Auf­ nahmevorrichtung 1 und der Betätigung des als Taster ausgebildeten Betätigungs­ elements 4 wird eine Authentifikation durchgeführt; ist der ID-Geber 3 als gültig identifiziert, wird die Verriegelung des Ganghebels 2 deaktiviert.

Gemäß der Fig. 2 ist die Aufnahmevorrichtung 1 zur Aufnahme des als elektroni­ scher Schlüssel (bartloser Schlüssel) ausgebildeten ID-Gebers 3 in unmittelbarer Nähe des Lenkrads 8 angeordnet. Das Betätigungselement 4 ist auf der Oberseite des Ganghebels 2 angeordnet. Nach dem Einstecken des ID-Gebers 3 in die Auf­ nahmevorrichtung 1 und der Betätigung des als Taster ausgebildeten Betätigungs­ elements 4 wird eine Authentifikation durchgeführt; ist der ID-Geber 3 als gültig identifiziert, wird die Verriegelung des Lenkrads 8 deaktiviert.

Gemäß der Fig. 3 ist das als Taster ausgebildete Betätigungselement 4 in dem als elektronischer Schlüssel (bartloser Schlüssel) ausgebildeten ID-Geber 3 integriert; hierdurch kann durch den Benutzer des Kraftfahrzeugs das Einstecken des ID- Gebers 3 auf einfache Weise mit der Betätigung des Betätigungselements 4 kombi­ niert werden. Um eine ungewollte Betätigung des ID-Gebers 3 beim Einstecken in die Aufnahmevorrichtung 1 zu vermeiden, muß bsp. ein hoher Kraftaufwand zur Rea­ lisierung der Schaltfunktion des Tasters vorgenommen werden.

Bei der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs 10 sind gemäß Fig. 4 und 5 folgende Verfahrensschritte S1 bis S16 vorgesehen:

• - S1: Bsp. mittels einer Fernbedienung oder einer vom Bediener mitgeführten Scheckkarte ("keyless entry") wird die Zugangsberechtigung zum Kraftfahrzeug 10 (der Öffnungsvorgang der Fahrzeugtüren) überprüft.
• - S2: Nach erfolgreicher Herstellung der Zugangsberechtigung (Öffnen der Fahr­ zeugtüren) muß der ID-Geber 3 (bsp. eine Scheckkarte oder ein bartloser Schlüssel) in die im Innenraum des Kraftfahrzeugs 10 angeordnete Aufnahme­ vorrichtung 1 eingebracht werden
• - S3: Optional kann in der Aufnahmevorrichtung 1 der Ladezustand der Batterie des ID-Gebers 3 überprüft werden und ggf. bei Bedarf die Batterie geladen wer­ den.
• - S4: Durch Betätigung des im Innenraum des Kraftfahrzeugs 10 angeordneten Betätigungselements 4 - gemäß Fig. 4 ist das Betätigungselement 4 im ID- Geber 3 integriert, der bsp. in den Knauf 9 des Ganghebels 2 eingebracht wer­ den muß - wird eine Authentifizierung durchgeführt.
• - S5: Zur Authentifizierung wird der elektronische Code (Schlüsselcode) des ID- Gebers 3 bsp. zur Wegfahrsperre des Kraftfahrzeugs übertragen und von dieser ausgewertet - gemäß Fig. 4 bsp. auf induktivem Wege über eine im Ganghebel 2 integrierte (Transponder-)Spule 5.
• - S6-S8: Falls diese Authentifizierung positiv verläuft (S6 = "JA": Übereinstim­ mung des elektronischen Codes des ID-Gebers 3 mit dem in der Wegfahrsperre gespeicherten Code), wird insbesondere bei einem Kraftfahrzeug 10 mit Auto­ matikgetriebe die Betätigung des Bremspedals überprüft (S7). Bei einer Betäti­ gung des Bremspedals (S7 = "JA") wird einerseits der Ganghebel 2 durch Bewe­ gung eines Stifts als mechanischer Verriegelung b über die Bestromung einer Spule 7 entriegelt und andererseits der ID-Geber 3 in der Aufnahmevorrichtung 1 verriegelt (S8).
• - S9, S10: Der Motorstart (das Anlassen des Motors) wird nach einer Überprüfung der Stellung des Ganghebels 2 (S9) dann vorgenommen (S10), wenn sich der Ganghebel 2 bei einem Automatikgetriebe in der P-Stellung oder N-Stellung be­ findet und bei einem Schaltgetriebe der Leerlauf eingelegt oder das Kupplungs­ pedal betätigt ist (S9 = "JA").
• - S11-S16: Bei einer erneuten Betätigung des Betätigungselements 4 (S11) wird der Motor wieder abgeschaltet (S13); Voraussetzung hierfür ist, daß das Kraft­ fahrzeug 10 steht (Abfrage S12 nach der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10, insbesondere ob die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 v = 0 ist). Falls sich der Ganghebel 2 bei einem Automatikgetriebe in der P-Stellung befindet (S14 = "JA"), wird der Ganghebel 2 verriegelt und der ID-Geber 3 entriegelt (S15), d. h. der ID-Geber 3 kann nur in diesem Falle aus der Aufnahmevorrich­ tung 1 entfernt werden (S16), bsp. vom Bediener beim Verlassen des Kraftfahr­ zeugs 10 mitgenommen werden.

Claims (9)

1. System zur Inbetriebnahme eines motorangetriebenen Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet,
daß eine im Kraftfahrzeug (10) angeordnete Aufnahmevorrichtung (1) zur Auf­ nahme eines vom Bediener des Kraftfahrzeugs (10) mitzuführenden ID-Gebers (3) vorgesehen ist,
und daß ein im Kraftfahrzeug (10) angeordnetes Betätigungselement (4) vorge­ sehen ist, durch dessen Betätigung nach einer Authentifizierung des ID-Gebers (3) der Motor des Kraftfahrzeugs (10) gestartet wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (4) in der Nähe der Aufnahmevorrichtung (1) angeordnet ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs­ element (4) im Ganghebel (2) bzw. Wählhebel integriert ist.

4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs­ element (4) im ID-Geber (3) integriert ist.

5. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs­ element (4) als ID-Geber (3) ausgebildet ist.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (1) eine Spule (5) zur induktiven Übertragung des elektro­ nischen Codes des ID-Gebers (3) bei der Authentifizierung des ID-Gebers (3) aufweist.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (1) Mittei zur optischen Übertragung des elektronischen Codes des ID-Gebers (3) bei der Authentifizierung des ID-Gebers (3) aufweist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung zwischen der Aufnahmevorrichtung (1) und dem Ganghebel (2) bzw. Wählhebel oder dem Lenkrad (8) vorgesehen ist, über die eine Verriegelung und Entriegelung des Ganghebels (2) bzw. Wählhebels oder des Lenkrads (8) erfolgt.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (1) in der Nähe des Ganghebels (2) bzw. Wählhebels oder des Lenkrads (8) an­ geordnet ist, und daß durch die Aufnahmevorrichtung (1) eine mechanische Ver­ riegelung und Entriegelung des Ganghebels (2) bzw. Wählhebels oder des Lenk­ rads (8) erfolgt.