DE102008013992A1 - Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Dirk Dipl.-Ing. Hassert
Thomas Dipl.-Ing. Neuser
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/01Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens
    • B60R25/02Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit zwischen einem Verriegelungs- und einem Entriegelungszustand umsteuerbaren Stellmitteln (2), Steuermitteln (3.1, 3.2) zur Ansteuerung der Stellmittel (2) und Spannungsversorgungsmitteln für die Stellmittel (2), wobei den Steuermitteln (3.1, 3.2) zumindest eine Verriegelungsspannung über mindestens einen unterbrechbaren Kontakt (6.1, 6.2) zuführbar ist, wobei mindestens zwei voneinander unabhängige Steuergeräte (4.1 bis 4.3) vorgesehen sind, wobei alle unterbrechbaren Kontakte (6.1, 6.2) nur dann schließbar sind, wenn von mindestens zweien der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) eine Verriegelungsfreigabe vorliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zwischen einem Verriegelungs- und einem Entriegelungszustand umsteuerbaren Steilmitteln, Steuermitteln zur Ansteuerung der Stellmittel und Spannungsversorgungsmitteln für die Stellmittel, wobei den Steuermitteln zumindest eine Verriegelungsspannung über mindestens einen unterbrechbaren Kontakt zuführbar ist.
  • Derartige Vorrichtungen sind insbesondere in Automobilen als sogenannte elektrische oder elektronische Lenkradverriegelungen gebräuchlich. Die Lenkungsverriegelung erfüllt eine Wegfahrsperrfunktion, indem sie ein Lenkelement, wie ein Lenkrad, einen Lenkhebel oder ein anderes Bedienelement zur Fahrzeugquerdynamiksteuerung, verriegelt hält, solange sich der Fahrzeugnutzer nicht über ein entsprechendes Authentikationsmittel, z. B. einen mechanischen oder elektronischen Schlüssel als fahrberechtigt ausgewiesen hat. Dazu ist die Lenkungsverrieglung häufig mit einer Zündstartschaltereinheit mit der Maßgabe gekoppelt, dass sichergestellt werden soll, dass sich beim Starten des Motors die Lenkungsverriegelung in ihrem entriegelten Zustand befindet.
  • Aus der DE 199 45 867 C2 ist eine elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung bekannt mit
    • – zwischen einem Verriegelungs- und einem Entriegelungszustand umsteuerbaren Steilmitteln,
    • – Steuerungsmitteln zur Ansteuerung der Stellmittel und
    • – Spannungsversorgungsmitteln für die Stellmittel,
    wobei die Spannungsversorgungsmittel einen Entriegelungs-Versorgungspfad, der den Steilmitteln die zum Verbringen in ihre Entriegelungsstellung benötigte elektrische Energie permanent bereitstellt, und einen davon getrennten Verriegelungs-Versorgungspfad umfassen, der den Stellmitteln die zum Verbringen in ihre Verriegelungsstellung benötigte elektrische Energie bereitstellt und in den ein oder mehrere benutzerbetätigte Schaltelemente eingeschleift sind.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lenkungsverriegelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Eine erfindungsgemäße elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weist Stellmittel, beispielsweise einen Elektromotor mit einem optional in eine Lenkwelle greifenden Riegel auf, die zwischen einem Verriegelungs- und einem Entriegelungszustand umsteuerbar sind. Es sind Steuermittel zur Ansteuerung der Stellmittel und Spannungsversorgungsmitteln für die Stellmittel vorgesehen, wobei den Steuermitteln zumindest eine Verriegelungsspannung über mindestens einen unterbrechbaren Kontakt zuführbar ist. Ein solcher Kontakt kann beispielsweise als ein Relais ausgebildet sein. Weiter sind mindestens zwei voneinander unabhängige Steuergeräte vorgesehen, wobei alle unterbrechbaren Kontakte nur dann schließbar sind, wenn von mindestens zweien der Steuergeräte eine Verriegelungsfreigabe vorliegt. Die Steuergeräte sind vorzugsweise solche, die bereits für andere Aufgaben im Kraftfahrzeug vorhanden sind, beispielsweise ein Steuergerät eines elektronischen Zündschlosses, mit dem die Verriegelungsfreigabe nur dann erteilbar ist, wenn ein gültiger Schlüssel sich außerhalb eines Detektionsbereichs des elektronischen Zündschlosses befindet, beispielsweise bei einem so genannten Keyless-Go-System.
  • Eine solche elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung erlaubt einen effektiven Diebstahlschutz und kann nicht nur bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe, sondern auch bei mittels Shift-By-Wire geschalteten Fahrzeugen eingesetzt werden, da zum Verriegeln oder Entriegeln eine Abfrage einer gewählten Fahrstufe nicht erforderlich ist. Stattdessen erfolgt die Freigabe zum Verriegeln und Entriegeln unter Beteiligung vorzugsweise des Steuergerätes des elektronischen Zündschlosses und eines weiteren Steuergerätes, beispielsweise eines so genannten Body-Controllers, der der Steuerung von Fensterhebern und Schlössern dienen kann, so dass sich eine sehr hohe Sicherheit ergibt. Die Steuergeräte können untereinander über einen CAN-Bus vernetzt sein.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine Ausführungsform einer elektrischen Lenkungsverriegelungsvorrichtung mit zwei mittels zweier Steuergeräte geschalteten, in einem Relais angeordneten Kontakten, und
  • 2 eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Lenkungsverriegelung mit zwei mittels zweier Steuergeräte geschalteten, jeweils als Relais ausgebildeten Kontakten.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist ein Prinzipschaltbild einer elektrischen Lenkungsverriegelungsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Die elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung 1 umfasst zwischen einem Verriegelungs- und einem Entriegelungszustand umsteuerbare Stellmittel 2, hier durch einen Elektromotor repräsentiert. Mechanische Komponenten der Stellmittel 2, wie beispielsweise ein im Verriegelungszustand in eine Lenkwelle greifender Riegel, sind nicht dargestellt. Zum Ansteuern der Stellmittel 2 sind Steuermittel 3.1, 3.2 vorgesehen. Das Steuermittel 3.1 dient als Verriegelungsrelais, das Steuermittel 3.2 als Entriegelungsrelais. Über die Steuermittel 3.1, 3.2 können die Stellmittel wahlweise zum Entriegeln oder Verriegeln mit Spannung versorgt werden.
  • Um eine Verriegelung der Stellmittel 2 nicht während der Fahrt auszulösen, sind drei Steuergeräte 4.1, 4.2 und 4.3 vorgesehen. Das Steuergerät 4.1 ist beispielsweise ein Airbagsteuergerät, das eine Motordrehzahl überwacht und somit weiß, ob der Motor steht oder in Betrieb ist. Das Steuergerät 4.2 ist beispielsweise ein so genannter Body-Controller, der unter anderem eine Raddrehzahl überwacht und somit weiß, ob das Fahrzeug steht oder sich bewegt. Das Steuergerät 4.3 ist ein Steuergerät eines elektronischen Zündschlosses, beispielsweise in einem so genannten Keyless-Go-System, bei dem ein Schlüssel nicht in das Zündschloss eingeführt werden muss sondern sich lediglich im Empfangsbereich des elektronischen Zündschlosses befinden muss. Wenn kein solcher Schlüssel in diesem Empfangsbereich ist, fordert das Steuergerät 4.3 bei einem Mikrocontroller 5 eine Verriegelung an. Dieser versucht, die Verriegelung durchzuführen und leitet die Anforderung an einen von zwei Eingängen des Steuermittels 3.1 weiter. Die Eingänge des Steuermittels 3.1 sind logisch UND-verknüpft. Um den Ausgang des Steuermittels 3.1 zu aktivieren und die Verriegelung durchzuführen, muss daher auch der zweite Eingang des Steuermittels 3.1 aktiviert sein. Dies erfolgt über die Kontakte 6.1, 6.2, die in einem gemeinsamen Relais 7 angeordnet sind. Das Relais weist eine Relaisspule 8 auf, die die Kontakte 6.1, 6.2 nur dann schließt, wenn vom Steuergerät 4.1 eine negative Betriebsspannung –UB,V bzw. ein Massepotential und vom Steuergerät 4.2 eine positive Betriebsspannung +UB,V angelegt wird. Beispielsweise stellt das Steuergerät 4.1 die negative Betriebsspannung –UB,V nur dann zur Verfügung, wenn die Motordrehzahl Null ist, das heißt, wenn der Motor außer Betrieb ist. Das Steuergerät 4.2 stellt die positive Betriebsspannung +UB,V beispielsweise nur dann zur Verfügung, wenn die Raddrehzahl Null ist, das heißt, wenn das Fahrzeug steht.
  • Im Relais 7 kann auch nur ein Kontakt 6.1, 6.2 vorgesehen sein. Ebenso kann eine größere Anzahl von Kontakten in Serie geschaltet vorgesehen sein. Es kann eine andere Anzahl Steuergeräte 4.1 bis 4.3 vorgesehen sein. Es sind jedoch mindestens zwei Steuergeräte 4.1 bis 4.3 erforderlich, die beide eine Verriegelung freigeben müssen. Die Steuergeräte 4.1 bis 4.3 können untereinander über ein Bussystem kommunizieren, beispielsweise über einen CAN-Bus.
  • In 2 ist ein Ausschnitt aus einem Prinzipschaltbild einer weiteren Ausführungsform der elektrischen Lenkungsverriegelungsvorrichtung 1 gezeigt. Die Kontakte 6.1, 6.2 sind anders als in 1 nicht in einem gemeinsamen Relais 7 sondern in separaten Relais 7.1, 7.2 mit jeweiligen Relaisspulen 8.1, 8.2 angeordnet. Jede Relaisspule 8.1, 8.2 wird von jeweils einem Steuergerät 4.1, 4.2 angesteuert und wahlweise mit der positiven Betriebsspannung UB,V versorgt. Die weitere Wirkungsweise entspricht der für 1 beschriebenen.
  • Parallel zur Relaisspule 8.1, 8.2 ist jeweils ein Spannungsteiler 9.1, 9.2 aus zwei Widerständen geschaltet.
  • Eine zwischen den Widerständen an einem Diagnosepunkt AD1, AD2 abgegriffene Spannung wird ausgewertet, beispielsweise im Mikrocontroller 5. Ein weiterer Diagnosepunkt AD3 ist ebenfalls mittels eines gegen Masse geschalteten Spannungsteilers 9.3 an einem der Kontakte 6.2 vorgesehen. Dieser Diagnosepunkt AD3 diagnostiziert die Stromversorgung des nachgeschalteten Steuermittels 3.1 (nicht dargestellt).
  • Um sicherzustellen, dass die Steuerleitungen 10.1, 10.2 zwischen dem Steuergerät 4.1, 4.2 und der jeweiligen Relaisspule 8.1, 8.2 funktionsfähig sind, kann folgendermaßen vorgegangen werden:
    Bevor die Stellmittel 2 in den entriegelten Zustand gesteuert werden, beispielsweise bei einem Motorstart, überprüft der Mikrocontroller 5 in einem Selbsttest zunächst die Funktionsfähigkeit seiner Analogeingänge. Sofern diese in Ordnung sind, wird die Schaltfunktion des Steuergeräts 4.1, 4.2 überprüft. Das Steuergerät 4.1, 4.2 erhält zunächst den Befehl, den Kontakt 6.1, 6.2 nicht zu schließen. Sofern das Steuergerät 4.1, 4.2 in Ordnung ist, sollte keine vom Massepotential abweichende Spannung am Diagnosepunkt AD1, AD2 messbar sein. Ist eine solche Spannung messbar, kann auf einen defekten Transistor in einer Ausgangsstufe des Steuergeräts 4.1, 4.2 geschlossen werden. Hat das Steuergerät 4.1, 4.2 hingegen den Befehl, den Kontakt 6.1, 6.2 zu schließen, muss bei ordnungsgemäßer Funktion am Diagnosepunkt AD1, AD2 eine deutlich vom Massepotential verschiedene Spannung messbar sein. Anderenfalls kann auf eine unterbrochene Steuerleitung 10.1, 10.2 geschlossen werden. Beide Steuergeräte und zugehörige Steuerleitungen 10.1, 10.2 werden in gleicher Weise getestet.
  • Wenn die Funktion der Steuergeräte 4.1, 4.2 und der Steuerleitungen 10.1, 10.2 sichergestellt ist, wird die Funktion der Kontakte 6.1, 6.2 überprüft. Werden beide Kontakte 6.1, 6.2 von den Steuergeräten 4.1, 4.2 zum Schließen angesteuert, muss am Diagnosepunkt AD3 eine Spannung messbar sein. Anderenfalls ist mindestens einer der Kontakte 6.1, 6.2 defekt. Wird nur einer der Kontakte 6.1, 6.2 von seinem Steuergerät 4.1, 4.2 zum Schließen angesteuert, während der andere nicht angesteuert wird, darf am Diagnosepunkt AD3 keine vom Massepotential verschiedene Spannung messbar sein. Falls eine solche Spannung messbar ist, kann darauf geschlossen werden, dass der jeweils andere Kontakt 6.2, 6.1 fehlerhaft geschlossen ist. Werden beide Kontakte 6.1, 6.2 nicht angesteuert, darf am Diagnosepunkt AD3 keine vom Massepotential verschiedene Spannung messbar sein. In diesem Fall kann eine Entriegelung der Stellmittel 2 freigegeben werden. Wird in diesem Zustand jedoch eine Spannung am Diagnosepunkt AD3 gemessen, kann geschlussfolgert werden, dass beide Kontakte 6.1, 6.2 fehlerhaft geschlossen sind.
  • Beim Verriegeln der Stellmittel 2 werden beide Kontakte 6.1, 6.2 geschlossen. An allen Diagnosepunkten AD1, AD2, AD3 müssen dabei Spannungen messbar sein.
  • 1
    Lenkungsverriegelungsvorrichtung
    2
    Stellmittel
    3.1, 3.2
    Steuermittel
    4.1, 4.2, 4.3
    Steuergerät
    5
    Mikrocontroller
    6.1, 6.2
    Kontakt
    7, 7.1, 7.2
    Relais
    8, 8.1, 8.2
    Relaisspule
    9.1, 9.2, 9.3
    Spannungsteiler
    10.1, 10.2
    Steuerleitung
    AD1, AD2, AD3
    Diagnosepunkt
    –UB,V
    negative Betriebsspannung
    +UB,V
    positive Betriebsspannung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19945867 C2 [0003]

Claims (7)

  1. Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit zwischen einem Verriegelungs- und einem Entriegelungszustand umsteuerbaren Steilmitteln (2), Steuermitteln (3.1, 3.2) zur Ansteuerung der Stellmittel (2) und Spannungsversorgungsmitteln für die Stellmittel (2), wobei den Steuermitteln (3.1, 3.2) zumindest eine Verriegelungsspannung über mindestens einen unterbrechbaren Kontakt (6.1, 6.2) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei voneinander unabhängige Steuergeräte (4.1 bis 4.3) vorgesehen sind, wobei die unterbrechbaren Kontakte (6.1, 6.2) nur dann schließbar sind, wenn von mindestens zweien der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) eine Verriegelungsfreigabe vorliegt.
  2. Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) ein Steuergerät eines elektronischen Zündschlosses ist, mit dem die Verriegelungsfreigabe nur dann erteilbar ist, wenn ein gültiger Schlüssel sich außerhalb eines Detektionsbereichs des elektronischen Zündschlosses befindet.
  3. Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von einem der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) die Verriegelungsfreigabe nur dann erteilbar ist, wenn eine Motordrehzahl mit dem Wert Null detektiert ist.
  4. Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) die Verriegelungsfreigabe nur dann erteilbar ist, wenn eine Raddrehzahl mit dem Wert Null detektiert ist.
  5. Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Kontakte (6.1, 6.2) von jeweils einem der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) steuerbar ist.
  6. Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von jeweils zweien der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) ein Kontakt (6.1, 6.2) steuerbar ist.
  7. Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von zweien der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) gesteuerte Kontakt (6.1, 6.2) als ein Relais ausgebildet ist, dem eine positive Betriebsspannung (+UB,V) von einem der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) und eine negative Betriebsspannung (–UB,V) oder ein Massepotential von einem anderen der Steuergeräte (4.1 bis 4.3) zuführbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009054748A1 (de) * 2009-12-16 2011-06-22 Continental Automotive GmbH, 30165 Elektronische Steuervorrichtung für eine Sperrvorrichtung sowie Lenkradsperre

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DE19945867C2 (de) 1999-09-24 2002-01-17 Daimler Chrysler Ag Elektrische Lenkungsverriegelungsvorrichtung

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