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Die
Erfindung betrifft einen elektronischen Zünd-Start-Schalter mit einer Aufnahme, in welche ein
ID-Geber eingeführt
und in einer Halteposition mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung
festgehalten werden kann, wobei die Verriegelungseinrichtung einen
eine Spulenwicklung aufweisenden Hubmagneten umfaßt, und
mit einer Einrichtung zum induktiven Übertragen von Signalen zu und/oder
aus dem eingeführten
ID-Geber.
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Ein
Zünd-Start-Schalter
der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 44 34 587 A1 bekannt.
Derartige Zünd-Start-Schalter
werden in Kraftfahrzeugen zur Inbetriebnahme eingesetzt. Als "Zündschlüssel" wird ein ID-Geber (Identifikations-Geber)
eingesetzt, der eine elektronische Steuerschaltung enthält, die
einen Identifikationscode speichert. Ferner enthält der ID-Geber Sende- und
Empfangseinrichtungen, die induktiv mit entsprechenden Empfangs-
und Sendeeinrichtungen des Zünd-Start-Schalters
gekoppelt werden können
und einen Dialog mit einer Steuerreinrichtung des Zünd-Start-Schalters
ermöglichen,
in dessen Verlauf dem Identifikationscode entsprechende Signale
ausgetauscht, der ID-Geber identifiziert und dessen Berechtigung
zur Inbetriebnahme festgestellt werden können. Um die elektromagnetische Kopplung
zu ermöglichen
und den Dialog zu initiieren, wird der ID-Geber üblicherweise in eine Aufnahme
des Zünd-Start-Schalters
eingeführt
(eingesteckt). An der Aufnahme, vorzugsweise die Aufnahme umschließend, ist
eine Induktionsspule angeordnet, die ein Magnetfeld erzeugt, über welches
der ID-Geber (Zündschlüssel) sowohl
mit Energie versorgt werden kann als auch ein Austausch von Codesignalen
ermöglicht
wird. Sobald im Rahmen des Dialogs festgestellt wird, daß der eingeführte ID-Geber den
richtigen Code aufweist (d.h. der "Schlüssel paßt"), wird der ID-Geber
in der eingesteckten Position, d.h. in einer Halteposition, mit
Hilfe einer Verriegelungseinrichtung festgehalten. Die Verriege lungseinrichtung
umfaßt
beispielsweise in entsprechende Ausnehmungen des ID-Gebers eingreifende
Rastmittel und einen Hubmagneten, der die erforderliche mechanische
Stellkraft erzeugt. Der Hubmagnet des bekannten Zünd-Start-Schalters
ist beabstandet von der Induktionsspule an der Aufnahme angeordnet und
umfaßt
eine separate Spule, die auf einen separaten Träger gewickelt ist, der an dem Zünd-Start-Schalter
montiert wird.
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Die
EP 1 462 325 A2 beschreibt
einen Zünd-Start-Schalter
der mit einem ID-Geber zusammenwirkt. Dieser Zünd-Start-Schalter weist ein bewegbares Betätigungsmittel
auf. Bei Betätigung
dieses Mittels und bei positiver Authentisierung des ID-Gebers wird
eine definierte Funktion, beispielsweise das Starten des Kraftfahrzeuges,
ausgelöst.
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Aus
der WO 01/89999 A1 ist eine Abziehsperre für einen ID-Geber aus einem Zündanlaßschalter bekannt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Herstellung des Zünd-Start-Schalters zu vereinfachen und
preiswerter zu gestalten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
elektronischen Zünd-Start-Schalter
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 9 gelöst.
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Bei
einer ersten Ausführungsform
ist der elektronische Zünd-Start-Schalter
der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung
zum induktiven Übertragen
mit der Spulenwicklung des Hubmagneten derart gekoppelt ist, daß zumindest
ein Teil der Spulenwicklung zum induktiven Übertragen verwendet wird. Bei
der alternativen, zweiten Ausführungsform
weist die Verriegelungseinrichtung einen eine erste Spulenwicklung
aufweisenden Hubmagneten auf und die Einrichtung zum induktiven Übertragen
eine zweite Spulenwicklung. Die erste und die zweite Spulenwicklung
sind derart auf einem gemeinsamen Träger des Zünd-Start-Schalters angeordnet,
daß die
Wicklungen bei der Herstellung des Zünd-Start-Schalters in einem
Arbeitsgang aufgewickelt werden können.
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Unter
einer Verriegelungseinrichtung soll hier jede Einrichtung zum Halten
des ID-Gebers in einer vorgegebenen Position (Halteposition) verstanden
werden. Dies kann beispielsweise eine mechanische Sperre sein. Die
Halteposition braucht den ID-Geber nur bezüglich einer Bewegungsrichtung
zu fixieren, beispielsweise gegen ein Herausziehen aus einem Aufnahmeschacht.
Der ID-Geber kann dabei beispielweise in der Halteposition so gehalten
werden, daß er
noch verdreht werden kann, so daß die Halteposition lediglich
eine axiale Position darstellt. Die Halteposition kann auch einen
Bereich von Positionen einschließen, d.h. es sind Ausführungsbeispiele
denkbar, bei denen der Schlüssel
in der Halteposition noch inner halb eines bestimmten Bereichs bewegt
werden kann. Die Einrichtung zum induktiven Übertragen kann beispielsweise
Energieversorgungssignale an den ID-Geber übertragen und/oder einen Signalaustausch
von Codesignalen in beiden Richtungen ermöglichen. Die Einrichtung zum
induktiven Übertragen
kann für
einen Teil der genannten Funktionen oder für sämtliche Funktionen ausgelegt sein.
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Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Herstellung des Zünd-Start-Schalters
dadurch vereinfacht werden kann, daß anstelle zweier baulich sehr
unterschiedlicher Induktionsspulen, von denen die eine auf einen
die Aufnahme umfassenden Träger
gewickelt wird und die andere zunächst auf einen separaten Träger gewickelt
und dann als fertige Spulenanordnung an den Zünd-Start-Schalter montiert
wird, entweder zwei in einem Arbeitsgang auf einem gemeinsamen Träger gewickelten
Spulen verwendet werden oder eine gemeinsame Spule verwendet wird.
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Bei
der ersten Ausführungsform,
bei der die Einrichtung zum induktiven Übertragen mit der Spulenwicklung
des Hubmagneten gekoppelt ist, kann bei einem Ausführungsbeispiel
die gesamte Spulenwicklung des Hubmagneten zum induktiven Übertragen
genutzt werden; es könnte
aber auch nur ein Teil der Spulenwicklung des Hubmagneten zum induktiven Übertragen
genutzt werden, wobei in diesem Fall die Spulenwicklung eine Anzapfung
aufweisen könnte.
Andererseits ist es denkbar, daß die
Spulenwicklung des Hubmagneten nur einen Teil der gesamten Induktionsspule
der Einrichtung zum induktiven Übertragen
bildet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird dieselbe Spulenwicklung
sowohl zum induktiven Übertragen
als auch als Hubmagneten-Spulenwicklung verwendet. Dabei sind die
Parameter der Spulenwicklung, wie insbesondere die Windungsanzahl,
die von der Windung umgebene Fläche,
die Größe und Anordnung
eines Spulenkerns und das Material und der Durchmesser des Drahtes, so
optimiert, daß sowohl
die induktive Übertragungsfunktion
als auch die Hubmagnetenfunktion mit derselben Spulenwicklung ausgeführt werden
können, wobei
die jeweiligen Ansteuerschaltungen entsprechend angepaßt sind.
Bei einer anderen Ausfüh rungsform
ist es denkbar, daß die
Form und Anordnung der Spulenwicklung zunächst für den Hubmagneten optimiert
werden und anschließend
ein Teil diese Hubmagneten-Spulenwicklung für die induktive Übertragung
zum ID-Geber verwendet wird. Alternativ könnte die Spulenwicklung für die induktive Übertragung
zum ID-Geber optimiert sein und einen zusätzliche Anordnung eines Spulenkerns
so getroffen werden daß die
Kombination von Induktionsspulenwicklung und Kern als Hubmagnet
verwendet werden kann.
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Insbesondere
bei der letztgenannten Ausführungsform
kann es vorgesehen sein, daß die
Spulenwicklung die Aufnahme, in welche der ID-Geber eingeführt werden
kann, umgibt. Zusätzlich
kann die Spulenwicklung einen Kern des Hubmagneten umgeben, wobei
der Kern vorzugsweise einen um die Spulenwicklung herumgeführten Magnetkreis
bildet, der einen Spalt aufweist, wobei das am Spalt gebildete Magnetfeld
auf ein mechanisches Stellelement der Verriegelungseinrichtung einwirken
kann.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel,
bei der die Induktionsspule die Aufnahme nicht umgibt, kann die
Spulenwicklung in einer Ebene liegen, deren von der Mitte der Wicklung
ausgehende Normale auf den ID-Geber in dessen Halteposition weist,
so daß ein
maximaler Anteil des von der Spulenwicklung erzeugten Magnetfelds
den ID-Geber in der Aufnahme durchdringen kann.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der ersten Ausführungsform ist die Spulenwicklung
mit einer Ansteuerschaltung zum Erzeugen eines eine Stellkraft des
Hubmagneten bewirkenden Stromes gekoppelt, wobei die zwischen die
Spulenwicklung und die Ansteuerschaltung eine Trennschaltung eingekoppelt
ist, die die induktiv zum ID-Geber zu übertragenden Signale in die
Spulenwicklung einkoppelt und/oder die induktiv aus dem ID-Geber in die Spulenwicklung übertragenen
Signale auskoppelt. Diese Trennschaltung kann beispielsweise einfache
Hochpaß- bzw. Tiefpaßfilter
umfassen.
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Bei
der alternativen zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen elektronischen Zünd-Start-Schalters,
bei der eine erste und eine zweite Spulenwicklung so angeordnet
sind, daß die Wicklung
bei Herstellung des Zünd-Start-Schalters
in einem Arbeitsgang auf einem gemeinsamen Träger aufgewickelt werden können, kann
dieses Aufwickeln bei einer Ausführungsform
gleichzeitig ausgeführt werden,
bei einer alternativen Ausführungsform
unmittelbar nacheinander, wobei sich in dem zuletzt genannten Fall
der gemeinsame Träger
und/oder ein Werkzeug nach dem Wickeln der ersten Spulenwicklung
von einer ersten in eine zweite Wickelposition bewegt.
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Bei
der Ausführungsform,
bei der die beiden Wicklungen unmittelbar nacheinander gewickelt
werden, kann die Anordnung beispielsweise so getroffen sein, daß der Träger nach
dem Wickeln der ersten Spulenwicklung um einen vorgegebenen Winkel
gedreht oder gekippt wird, wonach sich das Wickelwerkzeug an einer
zum Wickeln der zweiten Spulenwicklung geeigneten Position befindet.
Bei dieser Ausführungsform
können
die erste und die zweite Spulenwicklung vorzugsweise mit demselben
Draht und/oder gleichsinnig gewickelt sein.
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Bei
der alternativen Ausführungsform,
bei der die erste und die zweite Spulenwicklung gleichzeitig auf
den gemeinsamen Träger
gewickelt werden, können
die erste und die zweite Spulenwicklung die gleiche Windungsanzahl
und/oder den gleichen Wickelsinn aufweisen. Außerdem können die erste und die zweite
Spulenwicklung den gleichen Durchmesser haben.
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Sämtliche
genannten Maßnahmen
vereinfachen die Herstellung und führen zu einem preiswerter herzustellenden
Zünd-Start-Schalter.
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Andere
vorteilhafte und/oder bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsformen
näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines herkömmlichen Zünd-Start-Schalters;
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2 eine
schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zünd-Start-Schalters,
bei dem sowohl die Spulenwicklung der Transponderspule als auch die
Spulenwicklung des Hubmagneten auf einem gemeinsamen Träger gewickelt
sind; und
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3 eine
schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zünd-Start-Schalters,
bei dem nur noch eine gemeinsame Spulenwicklung für Transponderspule
und Hubmagneten verwendet wird.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines herkömmlichen
Zünd-Start-Schalters 1,
bei dem eine Aufnahme 10 (Einschubschacht oder Einschubschlitten)
einen ID-Geber 2 ("Schlüssel") aufnimmt. Der ID-Geber 2 ist
in der eingesteckten Position gezeigt, bei der sich der größte Teil
des ID-Gebers in der Aufnahme des Zünd-Start-Schalters befindet.
Darin wird er von einer Verriegelungseinrichtung 11 gehalten, die
in 1 lediglich schematisch angedeutet ist. Die Verriegelungseinrichtung 11 umfaßt bei dem
in 1 gezeigten Beispiel einen Betätigungshebel 12, der von
einem Hubmagneten 13 mit einer Spulenwicklung 14 betätigt wird.
Die Details und die Wirkungsweise der Verriegelungseinrichtung 11 werden
an dieser Stelle nicht näher
beschrieben, da deren Funktionsweise für die vorliegende Erfindung
ohne Bedeutung ist.
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Bei
dem dargestellten bekannten Zünd-Start-Schalter 1 wird
der Hubmagnet 13 einschließlich seiner Spulenwicklung 14 vor
der Montage auf einem Träger 16 des
Zünd-Start-Schalters 1 vorgefertigt,
wobei diese Vorfertigung u.a. das Wickeln der Spule 14 auf
einen Spulenträger
des Hubmagneten 13 einschließt.
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Der
dargestellte Zünd-Start-Schalter 1 weist ferner
eine Einrichtung zum induktiven Übertragen von
Signalen zwischen dem Zünd-Start-Schalter 1 und
dem ID-Geber 2 auf. Diese Einrichtung umfaßt auf der
Seite des ID-Gebers 2 eine in diesen integrierte Spule
sowie auf der Seite des Zünd-Start-Schalters eine Spulenwicklung 15,
die auf einem die Aufnahme 10 umgebenden Abschnitt 17 des
Trägers 16 aufgewickelt
und bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
von einer Abdeckkappe 18 abgedeckt ist (in 1 ist
die an sich nicht sichtbare Spule 15 im Bereich der Abdeckkappe 18 durch
eine gestrichelte Linie dargestellt). In der Regel wird die Spulen wicklung 15 auf
dem Abschnitt 17 des Trägers 16 aufgewickelt,
bevor weitere Bauteile auf dem Träger 16, insbesondere
der Hubmagnet 13, montiert werden.
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Bei
einigen Ausführungsformen
der in 1 schematisch dargestellten bekannten Zünd-Start-Schalteranordnung
wird die Spule 15 auch als Transponderspule bezeichnet,
da der ID-Geber 2 einen von der Spule 15 aktivierten
Transponder enthält.
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2 zeigt
schematisch eine Ausführungsform
einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Zünd-Start-Schalters 1,
dessen Herstellung dadurch vereinfacht ist, daß die Spulenwicklung des Hubmagneten
und die Transponderspulenwicklung gemeinsam auf einem Träger 16' gewickelt worden
sind. In 2 sind die den Elementen des
bekannten Zünd-Start-Schalters 1 gemäß 1 entsprechenden
Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Die mit einem
Strich versehenen Bezugszeichen kennzeichnen erfindungsgemäß abgewandelte
Elemente. Wie auch der bekannte Zünd-Start-Schalter weist der
Zünd-Start-Schalter gemäß 2 eine
um einen vorderen Abschnitt 17 eines Trägers 16' gewickelte Transponderspulenwicklung
auf, die eine Aufnahme 10 für den ID-Geber 2 umgibt
und von einer Abdeckkappe 18 abgedeckt ist. wie bei der
bekannten Anordnung betätigt
der Hubmagnet 13' einen
Hebel 12' einer
Verriegelungseinrichtung 11',
deren Details nicht dargestellt sind.
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Neu
bei dieser ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist es, daß der
Spulenträger 19,
auf den die Spulenwicklung 14' des Hubmagneten 13' aufgewickelt
ist, integraler Bestandteil des Trägers 16' ist. Bei dem Träger 16' handelt es
sich beispielweise um ein Kunststoff-Spritzgußteil, das sowohl den Abschnitt 17,
auf den die Spulenwicklung 15 aufgewickelt wird, als auch
den Spulenträger 19,
auf den die Spulenwicklung 14' aufgewickelt wird, umfaßt. Bei
der in 2 dargestellten Ausführungsform ist der Spulenträgerabschnitt 19 des
Trägers 16 so
angeordnet, daß die
Spulenwicklung 14' wie
auch die Wicklung 15 von derselben Seite her gewickelt
werden können,
nämlich
von der Einsteckseite für
den ID-Geber 2. Bei dieser Ausführungsform ist der Spulenträgerabschnitt 19 einseitig
freitragend ausgebildet.
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Bei
der in 2 dargestellten Ausführungsform können die
Spulenwicklung 15 einerseits und die Spulenwicklung 14' andererseits
für ihre
jeweiligen Funktionen optimiert, d.h. separat hinsichtlich ihres
Spulendurchmessers, der Anzahl der Windungen und des verwendeten
Drahtes optimiert werden. Zur weiteren Vereinfachung der Herstellung
sind Ausführungsformen
vorgesehen, bei denen für
beide Spulenwicklungen 15 und 14' derselbe Drahttyp verwendet wird.
Auch ist es denkbar, daß beide
Spulen synchron gewickelt werden und dieselbe Anzahl von Windungen
aufweisen. Selbstverständlich
sind die jeweiligen die Transponderspule 15 einerseits
und die Hubmagnetspule 14' andererseits
ansteuernden Schaltungen (nicht dargestellt) an die jeweilige Funktion
und die Dimensionierung der Spulenwicklungen angepaßt.
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Bei
einer hier nicht dargestellten Ausführungsform kann der Spulenträgerabschnitt 19 des Trägers 16' auch in eine
der Einsteckseite für
den ID-Geber 2 abgewandte Richtung weisen, so daß die Spulenwicklungen 15 und 14' jeweils von
entgegengesetzten Seiten her gewickelt werden können.
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Die
Verwendung eines gemeinsamen Trägers 16' für beide
Spulenwicklungen 15 und 14' und die Wicklung beider Spulen
in einem Arbeitsgang verringert die Kosten der Herstellung des Zünd-Start-Schalters.
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3 zeigt
eine Ausführungsform
einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Zünd-Start-Schalters 1,
bei der die Einrichtung zum induktiven Übertragen von Signalen zu und/oder
aus dem ID-Geber 2 und der Hubmagnet 13 eine gemeinsame
Spulenwicklung verwenden. Auch in 3 sind Elemente,
die entsprechenden Elementen der 1 und 2 entsprechen,
mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Der in den Aufnahmeschlitten
oder Aufnahmeschacht 10 des Zünd-Start-Schalters 1 eingeführte ID-Geber 2 wird wiederum
durch den nicht näher
dargestellten Verriegelungsmechanismus 11 in der eingesteckten
Position gehalten. Der Verriegelungsmechanismus 11 wird durch
einen Hebel 12'' betätigt, der
von einem Hubmagneten 13'' bewegt wird.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist dabei die Spulenwicklung 14'' des
Hubmagneten 13'' so angeord net,
daß das von
ihr erzeugte Magnetfeld, welches durch die gestrichelten Linien 20 angedeutet
ist, den eingesteckten ID-Geber 2 beaufschlagt.
Die Anordnung der Spule des Hubmagneten ist dabei so getroffen,
daß ein
möglichst
großer
Teil des Magnetfelds die in dem ID-Geber angeordneten Induktionsspulen
durchdringt.
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Bei
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann sowohl
die gesamte Spulenwicklung 14'' des
Hubmagneten als auch lediglich ein Teil dieser Spulenwicklung für die induktive Übertragung
von Signalen zu/aus dem ID-Geber 2 genutzt werden, wobei
in dem zuletzt genannten Fall wenigstens zwei Spulen oder eine mit
einer Anzapfung versehene Spule auf dem Träger des Hubmagneten 13'' angeordnet ist. Die in 3 nicht
dargestellte Ansteuerschaltung für
die Spulenwicklung oder die Spulenwicklungen 14'' speist die Spule mit einem Gleichstrom
oder Gleichstromimpuls, wenn der Verriegelungsmechanismus 11 betätigt werden
soll oder sie speist die Spule mit einem Wechselsignal, das als Träger zur Übertragung
von Signalen zum ID-Geber dient. Darüber hinaus kann die Spulenwicklung 14'' von dem ID-Geber ausgestrahlte
Signale empfangen, wenn sie nicht als Sendespule sondern als Empfangsspule
verwendet wird. In diesem Fall umfaßt die Ansteuerschaltung zur
Ansteuerung der Spulenwicklung 14'' eine
entsprechende Filter- oder Abtrennschaltung zum Abtrennen der empfangenen
Transpondersignale. Die Beaufschlagung der Spulenwicklung 14'' mit dem Steuerstrom für den Hubmagneten und
mit Sendesignalen kann nacheinander oder gleichzeitig (Überlagerung)
erfolgen.
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Bei
der in 3 dargestellten Ausführungsform ist der Hubmagnet 13'' in einer Position angeordnet,
bei der das aus der Spule austretende Magnetfeld schräg in den
Bereich der Spule des ID-Gebers 2 hineinstrahlt. Bei alternativen
Ausführungsformen
könnte
die gemeinsam genutzte Spulenwicklung auch auf den Abschnitt 17 des
Trägers 16 aufgewickelt
sein, was eine bessere Ankopplung und Signalübertragung zum ID-Geber 2 gestattet.
Bei einer solchen Anordnung ist dann ggf. ein ferromagnetischer
Spulenkern entlang des Abschnitts 17 durch die Spulenwicklung
hindurchzuführen,
wobei an diesen Spulen kern der Betätigungsmechanismus der Verriegelung 11 angreifen
kann. Die Anordnung, Windungsgröße und Windungsanzahl
sowie die verwendete Drahtart sind für das Wesen der Erfindung von
untergeordneter Bedeutung. Es sind eine Vielzahl von Konstruktionen
für einen
Verriegelungsmechanismus 11 denkbar.