-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Zündanlassschalter,
umfassend ein drehbar gelagertes Stellelement mit einer Aufnahme
zum Einsetzen des Betätigungsschaftes
einer Handhabe sowie umfassend eine Einrichtung zum Übertragen der
Einsteckbewegung des Betätigungsschaftes
in die Aufnahme des Stellelements zum Betätigen eines elektrischen Schalters.
-
Ein
solcher Zündanlassschalter
ist beispielsweise aus
DE
199 43 999 C2 bekannt. Der in diesem Dokument beschriebene
Zündanlassschalter
verfügt über ein
in einem Gehäuse
drehbar gelagertes Stellelement mit einer Schlüsselaufnahme zur Aufnahme des
Betätigungsschaftes
eines Schlüssels
bzw. einer Handhabe. In dem Stellelement ist ein Axialschieber in
Richtung seiner Längsachse
verschiebbar angeordnet. Beim Einsetzen des Betätigungsschaftes einer Handhabe,
beispielsweise eines Schlüssels
wird der Axialschieber in Längsrichtung
bewegt, damit durch diesen ein Schalter zum Einschalten des Systems
betätigt
werden kann. Nach Betätigen
dieses Systemschalters erfolgt eine Berechtigungsabfrage auf einer
Infrarotstrecke zwischen dem als Handhabe dienenden Schlüssel und
einer zündanlassschalterseitig
angeordneten Sende-Empfangseinrichtung. Die Kommunikationsstrecke
ist durch den Axialschieber hindurch geführt. Zu diesem Zweck weist
der Axialschieber einen optischen Kanal auf. Der Axialschieber stellt
eine Übertragungseinrichtung
zum Übertragen
der Einsteckbewegung des Betätigungsschaftes einer
Handhabe in die Aufnahme des Stellelementes zum Betätigen eines
elektrischen Schalters dar.
-
Als
elektrischer Schalter kann bei der in diesem Dokument beschriebenen
Anordnung etwa ein elektromechanischer Mikroschalter oder eine Lichtschranke
zum Einsatz kommen. Darüberhinaus
ist eine Einrichtung zur Erfassung der Drehstellung des Stellelements
erforderlich, die ebenfalls elektromechanisch etwa auf Potentiometerbasis
oder optoelektronisch ausgebildet sein kann. Die Bereitstellung dieser
beiden Funktionen in einem sehr begrenzten Bauraum hat zu komplizierten
mechanischen Konstruktionen mit vielen beweglichen Teilen geführt, die dementsprechend
fehleranfällig
sind.
-
Der
Vorteil des elektronischen Zündanlassschalters
gemäß der vorliegenden
Erfindung gegenüber
diesem vorbekannten Stand der Technik ist es, dass bei diesem ohne
Einbußen
bei der Funktionalität
eine deutlich einfachere und damit robustere Mechanik einsetzbar
ist, und dass somit eine wesentlich gesteigerte Funktionssicherheit
und Lebensdauer gewährleistet
ist.
-
Dies
wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass die Übertragungseinrichtung
Teil des drehbar gelagerten Stellelements ist und an ihrem der Einsetzöffnung abgewandten
Ende einen magnetfelderzeugenden Signalgeber aufweist, und dass der
Schalter ein magnetfeldempfindliches Sensorelement ist, welches
sowohl die mit der Einsteckbewegung des Betätigungsschaftes in dessen Aufnahme verbundene
Annäherung
des Signalgebers als auch die aktuelle Drehstellung des Stellelements
bei eingestecktem Betätigungsschaft
zu erfassen geeignet ist.
-
Besonders
günstige
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den
Unteransprüchen
angegeben und werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen:
-
1:
Einen Längsschnitt
durch einen erfindungsgemäßen
-
Zündanlasschalter
in einer ersten räumlichen
Anordnung
-
2:
Einen Längsschnitt
durch einen erfindungsgemäßen Zündanlasschalter
in einer alternativen räumlichen
Anordnung Der aus der Zeichnung ersichtliche, erfindungsgemäße Zündanlassschalter umfasst
ein in einem nicht dargestellten Gehäuse drehbar angeordnetes Stellelement.
Dieses Stellelement verfügt
in seinem oberen, nicht dargestellten Bereich über eine Aufnahme zum Aufnehmen
des Betätigungsschaftes
einer Handhabe zum Betätigen des
Zündanlassschalters.
In seinem unteren Bereich bildet das Stellelement eine Übertragungseinrichtung 1 zum Übertragen
der Einsteckbewegung des Betätigungsschaftes
in die Aufnahme des Stellelements zum Betätigen einer elektrischen Schaltfunktion
aus. Bei der Handhabe zum Betätigen
des Zündanlassschalters
handelt es sich üblicherweise
um einen elektronischen Schlüssel.
Dem Zündanlassschalter ist
eine Leiterplatte 4 zugeordnet, auf der die für eine drahtlose
Kommunikation zwischen dem Schlüssel und
einem kraftfahrzeugseitigen Sende-Empfangs-System eine Sende-Empfangseinrichtung
angeordnet ist. In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst diese
Sende-Empfangseinrichtung einen Infrarot-Transceiver-Baustein 6,
der durch den in der Übertragungseinrichtung 1 vorhandenen
optischen Kanal 1' hindurch
mit einer entsprechenden Gegenstelle in dem elektronischen Schlüssel kommuniziert.
Alternativ zu der hier eingestzten Infrarot optischen Verbindung
könnte
diese Kommunikation etwa auch über
eine Transponderstrecke erfolgen. Auf der Leiterplatte 4 befindet
sich ferner ein zur Aktivierung des Systems beim Einstecken des
Schlüssels
vorgesehener Systemstartschalter. Dieser Systemstartschalter ist
als magnetfeldempfindliches Sensorelement 3 ausgebildet,
welches durch einen an der der Einsetzöffnung für den Schlüssel abgewandten Unterseite
der Übertragungseinrichtung 1 angeordneten
magnetfelderzeugenden Signalgeber 2 ansteuerbar ist.
-
In
den vorliegenden Ausführungsbeispielen handelt
es sich bei dem magnetfelderzeugenden Signalgeber 2 um
einen ringförmig
ausgebildeten und in geeigneter Weise aufmagnetisierten Permanentmagneten,
bei dem magnetfeldempfindlichen Sensorelement 3 insbesondere
um eine auf Basis des magnetoresistiven Effekts arbeitende Sensorstruktur. Eine
solche Sensorstruktur, die in einem auf der Leiterplatte 4 montierten
Sensorelement 3 integriert ist, ist in Zusammenwirkung
mit einem geeigneten Magneten 2 nicht nur in der Lage,
eine Annäherung
dieses Magneten 2 an das Sensorelement 3 zu detektieren
und damit die Systemeinschaltung zu bewirken, sie ist vielmehr darüberhinaus
auch geeignet, die Orientierung des Magnetfeldes und damit die Stellung des
dieses hervorrufenden Magneten 2 gegenüber dem Sensorelement 3 zu
erfassen. Das bedeutet, dass das Sensorelement 3 nicht
nur als Systemstartschalter wirkt, sondern auch die Auswertung der Drehstellung
des Stellelements und somit des elektronischen Schlüssels vornimmt
und die festgestellten Winkelstellungen zur Auslösung der diesen jeweils zugeordneten
Aktionen durch die nachgeschaltete Elektronik an diese weiterübermittelt.
-
In
der in 1 dargestellten Konfiguration ist das Sensorelement 3 auf
der dem Magneten 2 abgewandten Unterseite der Leiterplatte 4 angeordnet,
so dass auf der Oberseite der Leiterplatte der Infrarot-Transceiver-Baustein 6 in
direkter Axialrichtung des in der Übertragungseinrichtung 1 aufgenommenen
optischen Kanals 1' positioniert
werden kann. Das magnetische Feld des Magneten 2 wirkt
dabei durch die Leiterplatte 4 hindurch.
-
Bei
der Anordnung gemäß 2 ist
die Leiterplatte 4 parallel zur axialen Erstreckung und
damit zur Bewegungsrichtung der Übertragungseinrichtung 1 ausgerichtet.
Der Magnet 2 wird hierbei nicht direkt auf das Sensorelement 3 zu
bewegt, sondern in einer seitlich an diesem vorbeiführenden
Richtung, was eine entsprechend andere Auslegung des Magneten 2 bzw.
des Sensorelements 3 erforderlich macht. Der Infrarot-Transceiver-Baustein 6 kann
somit auch bei dieser räumlichen
Anordnung der Komponenten in direkter Axialrichtung des in der Übertragungseinrichtung 1 aufgenommenen
optischen Kanals 1' positioniert
werden, z.B. auf einem zusätzlichen
Schaltungsträger 4'.
-
Da
das magnetfeldempfindliche Sensorelement 3 als Systemstartschalter
eingesetzt wird, muss es praktisch ständig in der Lage sein, die
Annäherung
des Magneten 2 zu erfassen und die übrige Elektronik „aufzuwecken". Da eine ständige Bestromung
des Sensorelements 3 einen zu hohen Stromverbrauch insbesondere
bei einem für
einen längeren
Zeitraum abgestellten Fahrzeug verursachen würde, wird es in sogenannten
Polling-Zyklen betrieben. Das bedeutet, es wird zyklisch jeweils
für eine kurze
Zeit aktiviert und dann wieder für
eine vorgegebene längere
Zeit inaktiv belassen. Je länger
die inaktive Zeit des Sensorelements eingestellt wird, desto größer wird
die maximale Verzögerung
zwischen dem Einstecken des Schlüssels
und dem Systemstart. Ab einer gewissen Grössenordnung wird eine solche
Verzögerung
jedoch als spürbare
Komforteinbuße
empfunden.
-
Um
eine Verbesserung des Komforts zu erreichen, ohne jedoch dabei den
Stromverbrauch des Systems im Ruhezustand zu erhöhen, ist in einer Weiterbildung
des erfindungsgemässen
Zündanlassschalters
vorgesehen, dass auf der Leiterplatte 4 zusätzlich ein
Reed-Kontakt 5 vorhanden ist, der ebenfalls durch den Magneten 2 aktivierbar
ist. Der Reed-Kontakt hat gegenüber
dem magnetoresistiven Sensorelement 3 den Nachteil einer
wesentlich ungenaueren Positionserfassung, so dass dieser zur direkten
Systemeinschaltung abhängig
von der jeweiligen Spezifikation des Zündstartschalters gegebenenfalls
nur bedingt geeignet ist. Dafür
kann der Reed-Kontakt aber völlig
stromlos ständig
schaltbereit gehalten werden. Diesen Umstand macht sich der erfindungsgemässe Zündanlassschalter
in der vorliegenden Ausführung
in der Weise zu Nutze, dass der Reed-Kontakt so angeordnet ist,
dass dieser beim Einstecken des Schlüssels und der damit verbundenen,
durch die Übertragungseinrichtung 1 vermittelten
Annäherung
des Magneten 2 an die Leiterplatte 4 in jedem
Falle vor dem magnetoresistiven Sensorelement 3 mit dem
Magnetfeld des Magneten 2 beaufschlagt und somit eingeschaltet
wird. Durch die Aktivierung des Reed-Kontakts 5 wird das bis dahin
zur Minimierung des Strombedarfs mit relativ langen Polling-Zyklen,
d.h. mit längeren
inaktiven Phasen, betriebene Sensorelement 3 in einen Betriebszustand
mit deutlich kürzeren
Polling-Zyklen versetzt, so dass es auf die Annäherung des Magneten 2 praktisch
ohne Verzögerung
reagieren kann. Bei einem Versagen des Reed-Kontakts 5 ist
das in dieser Weise weitergebildete System nach wie vor funktionsfähig, wobei
dann lediglich eine spürbare
Verzögerung
der Systemeinschaltung wegen der dann nach wie vor langen Polling-Zyklen
in Kauf genommen werden muss.
-
Eine
weitere Möglichkeit
die durch die hier vorgesehene Anordnung mit zwei verschiedenen magnetischen
Sensoren dargestellt werden kann, besteht darin, den „Systemstart" redundant auszulegen.
Der zuerst aktivierte Reed- Kontakt 5 weckt
dann über
einen Interrupt das System direkt auf. Der nachgeschaltete magnetoresistive
Sensor 3 wird in diesem Falle weiterhin zum genauen Abbilden
der spezifizierten Funktionalitäten
dienen. Die Polling-Zyklen zum
Aufwecken des Systems werden bei dieser alternativen Ausgestaltung
des Systemstarts nicht verändert.