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Die
Erfindung betrifft ein Fahrberechtigungssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein
aus Serienfahrzeugen der Anmelderin bekanntes Fahrberechtigungssystem
umfasst ein elektronisches Zündschloss,
welches eine Aufnahmevorrichtung umfasst, in welche ein Fahrzeugschlüssel als
mechanisches Betätigungsmittel
einführbar
und bewegbar ist. Das mechanische Betätigungsmittel aktiviert drei
als Schließer
ausgeführte im
elektronischen Zündschloss
angeordnete Schalter und drei im elektronischen Zündschloss
angeordnete Lichtschranken. Zum Auslösen von Zündschlossfunktionen werden
die Schaltsignale der Schalter und der Lichtschranken von einer
Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet.
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In
der Patentschrift
DE
102 43 318 B4 wird ein Fahrberechtigungssystem für Verkehrsmittel
beschrieben. Das beschriebene Fahrberechtigungssystem umfasst eine
fahrzeugfeste Erkennungseinrichtung zum Durchführen einer die Nutzungsberechtigung
prüfenden
Kommunikation mit einer mobilen Freigabeeinrichtung, ein Zündschloss
für einen Zündschlüssel und
eine Steuergeräteeinheit
zum Aktivieren von Zündschlossfunktionen,
wie Anlassen und Abschalten des Motors, wenn der Zündschlüssel im
Zündschloss
in eine entsprechenden Stellung gebracht wird. Die Zündschlossfunktionen
können
alternativ zum Zünd schlüssel von
einem am Zündschloss anbringbaren,
betätigbaren
und abnehmbaren Taster aktiviert werden. Somit kann das Fahrberechtigungssystem
sowohl in einem Schlüsselbetrieb
als auch in einem Keyless-Go-Betrieb betrieben werden, wobei im
Keyless-Go-Betrieb an Stelle des Zündschlüssels zur Aktivierung der Zündschlossfunktionen
ein mechanisches Startelement mit einem integrierten Taster in die
Aufnahmevorrichtung des elektronischen Zündschloss eingeführt wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Fahrberechtigungssystem, insbesondere
für ein
Kraftfahrzeug, mit fehlersicheren Zündschlossfunktionen anzugeben,
welche kostengünstig
erzeugt werden können.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch ein Fahrberechtigungssystem mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der
Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, dass eine Auswerte- und
Steuereinheit zur Erzeugung von Zündschlossfunktionen jeweils
Schaltsignale von mindestens zwei elektrischen Schaltelementen kombiniert
und auswertet. Dies ermöglicht
in vorteilhafter Weise eine fehlersichere Erkennung von stellungsabhängigen Schaltpunkten
und die Auslösung
der zugeordneten Zündschlossfunktionen.
Da Schaltsignale von mindestens zwei Schaltelementen pro Schaltpunkt
ausgewertet werden, sind Einfachfehler erkennbar, welche beispielsweise
durch den Ausfall einer Komponente verursacht werden. Zudem kann
durch die erfindungsgemäße Kombination von
Schaltsignalen von mindestens zwei Schaltelementen die Anzahl der
Schaltelemente in vorteilhafter Weise reduziert werden. Dadurch
wird eine ein fachere, robustere mechanische Konstruktion ermöglicht und
es kann durch den Entfall von Bauelementen eine Qualitätsverbesserung
erzielt werden.
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In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrberechtigungssystems
ist ein elektronisches Zündschloss
als Drehschloss ausgeführt,
wobei winkelabhängige
Schaltpunkte des Drehschlosses durch Kombinieren und Auswerten der
dem jeweiligen Schaltpunkt zugeordneten Schaltsignale erkennbar sind.
Die elektrischen Schaltelemente sind in vorteilhafter Weise auf
einer zentralen Leiterplatte angeordnet, weisen einen einfachen
mechanischen Aufbau auf und können
daher kostengünstig
hergestellt und implementiert werden.
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Zur
Reduzierung der elektrischen Schaltelemente werden in vorteilhafter
Weise Schaltsignale von Schaltelementen zur Erzeugung der Zündschlossfunktionen
kombiniert. So werden beispielsweise eine erste, eine zweite und
eine dritte Zündschlossfunktion
durch Kombinieren und Auswerten der Schaltsignale eines ersten Schalters
und eines zweiten Schalters aktiviert. Zusätzlich oder alternativ werden
eine vierte und eine fünfte
Zündschlossfunktion
durch Kombinieren und Auswerten der Schaltsignale einer ersten Lichtschranke
und einer zweiten Lichtschranke aktiviert. Eine sechste Zündschlossfunktion
wird durch Kombinieren und Auswerten der Schaltsignale des zweiten
Schalters und der ersten und/oder zweiten Lichtschranke aktiviert.
Somit werden sechs Zündschlossfunktionen
in vorteilhafter Weise durch Kombinieren und Auswerten von Schaltsignalen
von vier elektrischen Schaltelementen erzeugt.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrberechtigungssystems
ist der erste Schalter beispielsweise als Schließer und der zweite Schalter
als Wechselschalter mit Mittelstellung ausgeführt.
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Die
erste Zündschlossfunktion
erzeugt beispielsweise ein Schlüsselabzug-Signal,
wenn der erste Schalter deaktiviert ist und der zweite Schalter die
Mittelposition einnimmt. Die erste Zündschlossfunktion wird in der
ersten Drehstellung erzeugt, wenn das mechanische Betätigungsmittel
vollständig aus
der Aufnahmevorrichtung entfernt ist. Durch das Schlüsselabzug-Signal
wird ein Getriebe automatisch in eine P-Stellung gesetzt, wodurch
das Fahrzeug in vorteilhafter Weise bei Abzug des Schlüssels gegen
ein Wegrollen gesichert ist.
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Die
zweite Zündschlossfunktion
erzeugt beispielsweise ein Schlüssel-steckt-Signal,
wenn der erste Schalter aktiviert ist und der zweite Schalter eine
erste Wechselposition einnimmt. Die zweite Zündschlossfunktion wird in der
ersten Drehstellung erzeugt, wenn das mechanische Betätigungsmittel vollständig in
die Aufnahmevorrichtung eingeführt
ist. Durch das Schlüssel-steckt-Signal
werden die elektronischen Schaltungen und Datenbusse des elektronischen
Zündschlosses
geweckt und eine Kommunikation zur Überprüfung der Nutzungsberechtigung zwischen
dem eingeführten
mechanischen Betätigungsmittel,
d.h. dem Zündschlüssel, und
dem Zündschloss
durchgeführt.
Bei einer vorliegenden Berechtigung wird das Bordnetz geweckt und
die Wegfahrsperre und sonstige Diebstahlsicherungssysteme werden
aufgehoben.
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Die
dritte Zündschlossfunktion
erzeugt beispielsweise ein Signal, wenn der erste Schalter aktiviert
ist und der zweite Schalter von der ersten Wechselposition in die
Mittelposition wechselt. Das erzeugte Signal aktiviert eine Weckfunktion
und/oder eine Überprüfungsfunktion.
Durch die Weckfunktion werden in vorteilhafter Weise elektronische
Schaltungen des Zündschlosses
wieder geweckt, wenn die Schaltungen nach dem Einführen des
Zündschlüssels in
das Zündschloss
wieder in einen Ruhezustand gewechselt haben, da eine vorgegebenen
Zeitspanne ohne weitere Bewegung des Zündschlüssels im Zündschloss verstrichen ist.
Die Überprüfungsfunktion
führt einen
Datenaustausch zwischen dem Zündschloss
und dem Zündschlüssel aus,
um zu erkennen, ob der Zündschlüssel noch
im Zündschloss eingeführt ist.
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Die
vierte Zündschlossfunktion
erzeugt beispielsweise ein Signal zur Spannungsversorgung der Klemme 15R,
wenn die erste Lichtschranke aktiviert ist und die zweite Lichtschranke
deaktiviert ist. Die vierte Zündschlossfunktion
ist zwischen der ersten und zweiten Drehstellung des Zündschlosses
erzeugbar und versorgt Komfortelektronikgeräte, wie Radio, Fensterheber,
Sitzverstellung usw., mit Spannung.
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Die
fünfte
Zündschlossfunktion
erzeugt beispielsweise ein Signal zur Spannungsversorgung der Klemme 15,
wenn die erste und die zweite Lichtschranke aktiviert sind. Die
fünfte
Zündschlossfunktion
ist zwischen der zweiten und dritten Drehstellung des Zündschlosses
erzeugbar und versorgt die Triebstrangelektronik wie Motorsteuergerät, Fahrwerksteuergerät usw.,
mit Spannung.
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Die
sechste Zündschlossfunktion
erzeugt beispielsweise ein Signal zur Spannungsversorgung der Klemme 50,
wenn die erste und die zweite Lichtschranke aktiviert sind und der
zweite Schalter eine zweite Wechselposition einnimmt. Die sechste
Zündschlossfunktion
ist zwischen der dritten und vierten Drehstellung des Zündschlosses
erzeugbar und startet einen Motor.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die untergeordneten
Ansprüche
und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung einer Ausführungsform
verwiesen. Es sollen auch die vorteilhaften Ausgestaltungen einbezogen
sein, die sich aus einer beliebigen Kombination der Unteransprüche ergeben.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend
beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Fahrberechtigungssystems;
und
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2 ein
schematisches Diagramm zur Darstellung von Schaltsignalen, welche
im Fahrberechtigungssystem aus 1 erzeugt
werden.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrberechtigungssystem,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, ein elektronisches Zündschloss 100 mit
einer Aufnahmevorrichtung 10, in welche ein mechanisches
Betätigungsmittel 20 einführbar und
bewegbar ist. In Abhängigkeit
von der Betriebsart des Fahrberechtigungssystems ist bei einem Keyless-Go-Betrieb
ein Starterelement als mechanisches Betätigungsmittel 20 in
die Aufnahmevorrichtung 10 eingeführt und bei einem Schlüsselbetrieb
ist ein Zündschlüssel als
mechanisches Betätigungsmittel 20 in
die Aufnahmevorrichtung 10 eingeführt. Das mechanische Betätigungsmittel 20 aktiviert elektrische
Schaltelemente 40, 50, 60, 70,
welche im elektronischen Zündschloss 100 auf
einer nicht dargestellten Zentralplatine angeordnet sind und deren Schaltsignale
S1, S2_WP1, S2_WP2, LS1, LS2 zum Auslösen von Zündschlossfunktionen von einer
Auswerte- und Steuereinheit 30 ausgewertet werden. Zudem
umfasst das elektronische Zündschloss 100 eine
nicht dargestellte Erkennungseinrichtung zum Durchführen eines
die Nutzungsberechtigung prüfenden
Dialogs mit einer mobilen Freigabeeinrichtung, welche im Zündschlüssel integriert
sein kann.
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Zur
Erzeugung der Zündschlossfunktionen kombiniert
die Auswerte- und Steuereinheit 30 jeweils die Schaltsignale
S1, S2_WP1, S2_WP2, LS1, LS2 von mindestens zwei der elektrischen
Schaltelemente 40, 50, 60, 70 und
wertet diese aus. 2 zeigt die von den Schaltelementen 40, 50, 60, 70 aus 1 in
Abhängigkeit
von der Zündschlossstellung 0, 1, 2, 3 erzeugten
Schaltsignale S1, S2_WP1, S2_WP2, LS1, LS2, welche von der Auswerte-
und Steuereinheit 30 zur Auslösung der Zündschlossfunktionen kombiniert
und ausgewertet werden.
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Nachfolgend
wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Fahrberechtigungssystems
am Beispiel des als Drehschloss ausgeführten elektronischen Zündschlosses 100 beschrieben.
Die winkelabhängigen
Schaltpunkte 0, 1, 2, 3 des
Zündschlosses 100 sind
durch Auswerten der dem jeweiligen Schaltpunkt zugeordneten Schaltsignale
S1, S2_WP1, S2_WP2, LS1, LS2 erkennbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das erste elektrische Schaltelement 40 als Schließer und
das zweite elektrische Schaltelement 50 als Wechselschalter
mit Mittelstellung ausgeführt.
Das dritte und vierte elektrische Schaltelement 60, 70 sind
jeweils als Lichtschranke ausgeführt.
Eine erste, eine zweite und eine dritte Zündschlossfunktion können durch
Kombinieren und Auswerten der Schaltsignale S1, S2_WP1 des Schließers 40 und
des Wechselschalters 50 aktiviert werden. Eine vierte und
eine fünfte Zündschlossfunktion
können
durch Kombinieren und Auswerten der Schalt signale LS1, LS2 der ersten Lichtschranke 60 und
der zweiten Lichtschranke 70 aktiviert werden. Eine sechste
Zündschlossfunktion kann
durch Kombinieren und Auswerten der Schaltsignale des Wechselschalters 50 und
der ersten und/oder zweiten Lichtschranke 60, 70 aktiviert
werden.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, erzeugt die erste Zündschlossfunktion
ein Schlüsselabzug-Signal, wenn
der Schließer 40 deaktiviert
ist, d.h. das Schaltsignal S1 ist auf einem niedrigen Pegel, und
der Wechselschalter 50 die Mittelposition einnimmt, d.h. das
Signal S2_WP1 und das Signal S2_WP2 sind beide auf einem niedrigen
Pegel. Die erste Zündschlossfunktion
wird erzeugt, wenn das Zündschloss 100 sich
in der ersten Drehstellung 0 befindet und das mechanische
Betätigungsmittel 20,
d.h. der Zündschlüssel, vollständig aus
der Aufnahmevorrichtung 10 entfernt ist. Durch das Schlüsselabzug-Signal
kann beispielsweise ein Getriebe, insbesondere ein über Shift-by-Wire
geschaltetes Getriebe, automatisch in eine P-Stellung gesetzt werden.
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Die
zweite Zündschlossfunktion
erzeugt ein Schlüssel-steckt-Signal, wenn der
Schließer 40 aktiviert
ist, d.h. das Schaltsignal S1 ist auf einem hohen Pegel, und der
Wechselschalter 50 eine erste Wechselposition einnimmt,
d.h. das Schaltsignal S2_WP1 ist auf einem hohen Pegel. Die zweite
Zündschlossfunktion
wird in der ersten Drehstellung 0 des Zündschlosses 100 erzeugt,
wenn das mechanische Betätigungsmittel 20,
d.h. der Zündschlüssel, vollständig in
die Aufnahmevorrichtung 10 eingeführt ist.
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Die
dritte Zündschlossfunktion
erzeugt ein Signal H0, wenn der Schließer 40 aktiviert ist
und der Wechselschalter 50 von der ersten Wechselposition in
die Mittelposition wechselt.
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Das
zwischen der ersten und zweiten Drehstellung 0, 1 erzeugte
Signal H0 aktiviert eine Weckfunktion und/oder eine Überprüfungsfunktion,
wobei über
die Weckfunktion elektronische Schaltungen geweckt werden, welche
nach dem Einführen
des Zündschlüssels 20 in
die Aufnahmevorrichtung 10 wieder einen Ruhezustand eingenommen
haben. Der Ruhezustand wird beispielsweise dann eingenommen, wenn
zwischen dem vollständigen
Einführen
des Zündschlüssels 20 in
die Aufnahmevorrichtung 10 und dem Weiterbewegen des Zündschlüssels 20 eine
vorgebbare Zeitspanne verstreicht. Die Überprüfungsfunktion führt einen
Datenaustausch zwischen dem Zündschloss 100 und
dem Zündschlüssel 20 aus,
um ein Vorhandensein des Zündschlüssels 20 in
der Aufnahmevorrichtung 10 durch einen Empfang eines Antwortsignals
vom Zündschlüssel 20 zu
erkennen. Analog kann das Signal H0 auch erzeugt werden, wenn der
Zündschlüssel 20 aus
der Aufnahmevorrichtung 10 abgezogen wird. Der Datenaustausch
kann dann zur zusätzlichen
Verifizierung des Schlüsselabzugs
durchgeführt
werden, da von einem abgezogenen Schlüssel kein Antwortsignal mehr
empfangen wird.
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Die
vierte Zündschlossfunktion
erzeugt ein Signal Kl. 15R zur Spannungsversorgung der
Klemme 15R, wenn die erste Lichtschranke 60 aktiviert
ist, d.h. das Schaltsignal LS1 ist auf einem hohen Pegel, und die
zweite Lichtschranke 70 deaktiviert ist, d.h. das Schaltsignal
LS2 ist auf einem niedrigen Pegel. Die vierte Zündschlossfunktion wird zwischen
der ersten und zweiten Drehstellung 0, 1 des Zündschlosses 100 erzeugt
und versorgt Komfortelektronikgeräte mit Spannung. Zur Erzeugung
der Schaltsignale LS1, LS2 wird eine uncodierte Blende durch die
Lichtsignale der ersten und zweiten Lichtschranke 60, 70 geführt.
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Die
fünfte
Zündschlossfunktion
erzeugt ein Signal KL. 15 zur Spannungsversorgung der Klemme 15,
wenn die erste und die zweite Lichtschranke 60, 70 aktiviert
sind, d.h. die Schaltsignale LS1 und LS2 sind beide auf einem hohen
Pegel. Die fünfte
Zündschlossfunktion
wird zwischen der zweiten und dritten Drehstellung 1, 2 des
Zündschlosses 100 erzeugt und
versorgt die Triebstrangelektronik mit Spannung.
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Die
sechste Zündschlossfunktion
erzeugt ein Signal Kl. 50 zur Spannungsversorgung der Klemme 50,
wenn die erste und die zweite Lichtschranke 60, 70 aktiviert
sind, d.h. die Schaltsignale LS1 und LS2 auf einem hohen Pegel sind
und die Klemme 15 mit Spannung versorgt wird, und der Wechselschalter 50 eine
zweite Wechselposition einnimmt, d.h. das Schaltsignal S2_WP2 auf
einem hohen Pegel ist. Die sechste Zündschlossfunktion wird zwischen
der dritten und vierten Drehstellung 2, 3 des
Zündschlosses 100 erzeugt
und startet einen Motor.
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Durch
die beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsform
können
in vorteilhafter Weise sechs Zündschlossfunktionen
durch Kombinieren und Auswerten von Schaltsignalen von vier elektrischen
Schaltelementen erzeugt werden, wobei jede der Zündschlossfunktionen durch Kombinieren
und Auswerten von Schaltsignalen von mindestens zwei Schaltelementen
erzeugt werden. Dadurch können
in vorteilhafter Weise Einfachfehler sicher erkannt werden.