DE10238886A1

DE10238886A1 - Startvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welches ein Lenkelement zur Fahrtrichtungswahl aufweist, sowie Startverfahren hierfür

Info

Publication number: DE10238886A1
Application number: DE10238886A
Authority: DE
Inventors: Elmar Giehler; Hans Fritz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-08-24
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-08-25
Also published as: DE10238886B4; ITMI20030478A1

Abstract

Eine Startvorrichtung (1) dient zum Starten eines Kraftfahrzeugs, welches ein Lenkelement zur Fahrtrichtungswahl aufweist. Die Startvorrichtung (1) umfasst eine Aufnahmeeinrichtung (2) für ein Schließelement (5). Diese ist derart ausgeführt, dass das Schließelement (5) mehrere Aufnahmepositionen relativ zur Aufnahmeeinrichtung (2) einnehmen kann. Eine Verriegelungseinrichtung (3) verriegelt das Lenkelement zur Fahrtrichtungswahl in einer Ruheposition des Schließelements (5) und entriegelt dieses in einer Startposition des Schließelements (5). Mittels des Schließelements (5) ist eine Starteinrichtung (4) in der Startposition betätigbar. Eine Freigabeeinrichtung (20, 21) führt in einer Betätigungsposition des Schließelements (5) eine die Übertragung elektromagnetischer Signale umfassende Freigabeprüfung des Schließelements (5) durch. Abhängig vom Ergebnis der Freigabeprüfung lässt eine Schlüssel-Sperreinrichtung (26, 39, 40) einen Positionswechsel der Starteinrichtung (4) in die Startposition zu. Hierdurch lässt sich eine Startvorrichtung (1) mit erhöhtem Fahrkomfort realisieren. Eine derartige Startvorrichtung (1) und ein entsprechendes Startverfahren weisen zudem eine erhöhte Sicherheit in Bezug auf ein unbefugtes Starten des Kraftfahrzeugs auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Startvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welches ein Lenkelement, insbesondere ein Lenkrad, zur Fahrtrichtungswahl aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Starten eines derartigen Kraftfahrzeugs.

Eine derartige Startvorrichtung sowie ein Startverfahren hierfür sind vom Markt her bekannt. Bei der bekannten Startvorrichtung wirken das Schließelement, ein Zündschlüssel, die Aufnahmeeinrichtung, ein Zündschloss sowie die Verriegelungseinrichtung, eine Lenkradsperre, mechanisch zusammen. Dieses mechanische Zusammenwirken ist zwar aufgrund der hierbei erreichten Serienreife relativ kostengünstig und robust realisierbar, es besteht allerdings noch Verbesserungsbedarf, was die Sicherheit vor einem unbefugt eingeleiteten Startvorgang des Kraftfahrzeugs einerseits und den Bedienungskomfort beim Starten andererseits betrifft.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Startvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ihre Sicherheit hinsichtlich der Gefahr eines unbefugt eingeleiteten Startvorgangs erhöht ist, wobei der Komfort bekannter Startvorrichtungen hierbei zumindest erreicht werden sollte.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Startvorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Freigabeeinrichtung ermöglicht es, zusätzlich zu den bekannten Schlüssel/Schloss-Systemen noch eine elektromagnetische Freigabesequenz zur Überprüfung und Freigabe der Startbefugnis einzusetzen. Dies erhöht die Sicherheit der Startvorrichtung. Gleichzeitig können bekannte mechanische Bauteile der Startvorrichtung wie die Verriegelungseinrichtung und die bauliche Ausführung des Schließelements erhalten bleiben. Die Aufnahmeeinrichtung und die Starteinrichtung können baulich voneinander getrennt, insbesondere mechanisch entkoppelt, ausgeführt sein, was den nicht autorisierten Zugang zur Starteinrichtung erschwert und die Sicherheit der Startvorrichtung erhöht. Auch die gewohnte Ruheposition sowie die Startposition des Schließelements können wie bei der bekannten Startvorrichtung ausgeführt sein. Die Freigabeprüfung kann derart schnell erfolgen, dass der Positionswechsel in die Startposition praktisch verzögerungsfrei nach einem mechanischen Betätigen des Schließelements, z. B. einem Drücken des Schließelements und/oder einem Einführen des Schlüssels, zugelassen werden kann. Dies führt zu einer Erhöhung des Komforts der Startvorrichtung.

Ein Transponder ist Teil einer sicheren und gleichzeitig kostengünstigen Ausführung der Freigabeeinrichtung.

Anstelle eines einteiligen Schließelements kann dieses auch aus zwei Untereinheiten aufgebaut sein, wobei eine erste Schließeinheit die bekannte mechanische Funktion der Startvorrichtung ausübt und eine zweite Schließeinheit die Daten für die Freigabeprüfung durch die Freigabeeinrichtung bereitstellt. Die Freigabeeinrichtung kann in diesem Fall auch über eine größere Entfernung bedient werden, was einen höheren Komfort der Startvorrichtung ermöglicht. Insbesondere muss die erste Schließeinheit keine echte mechanische Codierung mehr aufweisen, sondern kann z. B. durch einen einfachen Knebel realisiert sein, wobei die gesamte Schließcodierung auf die zweite Schließeinheit verlagert ist. Dies ermöglicht die Einbindung der Startvorrichtung in ein sogenanntes "Comfort Entry/Go"-System, d. h. die Bedienung mit einer sogenannten Handhabe, d. h. einer ersten Schließeinheit ohne Schließcodierung, und die Autorisierung des Benutzers durch die von der Aufnahmeeinrichtung entfernte zweite Schließeinheit, die z. B. lediglich an irgendeinem Ort im Fahrzeug- Innenraum betätigt werden muss.

Die Aufnahmeeinrichtung kann dabei so ausgelegt sein, dass sie sowohl mit einem einteiligen Schließelement als auch mit einem aus mehreren Untereinheiten aufgebauten Schließelement mechanisch zusammenwirken kann. Dies erhöht die Flexibilität der Startvorrichtung.

Erfolgt bei negativem Ergebnis der Freigabeprüfung ein von der Freigabeeinrichtung initiierter Positionswechsel des Schließelements von der Betätigungsposition in die Ruheposition, hat ein nicht autorisierter Benutzer eine schnelle taktile Rückmeldung, dass keine Freigabe erfolgt ist.

Wird ein Sperrelement vorgesehen, welches bei entriegelter Verriegelungseinrichtung einen Positionswechsel des Schließelements von der Betätigungsposition in die Ruheposition nur unter Zutun des Benutzers ermöglicht, so kann eine manuelle Verriegelung des Lenkelement zur Fahrtrichtungswahls stattfinden, wie dies bisher auch bei bekannten Startvorrichtungen erfolgt. Eine Umgewöhnung des Benutzers muss daher nicht stattfinden. Gleichzeitig kann das Sperrelement so ausgelegt sein, dass der Positionswechsel des Schließelements von der Betätigungsposition in die Ruheposition bei verriegelter Verriegelungseinrichtung automatisch, also ohne Zutun des Benutzers, erfolgt. Hierdurch ist der Komfort der Startvorrichtung erhöht.

Ein zweites Sperrelement, insbesondere eine Rutschkupplung, die bei nicht erfolgter Freigabe einen Positionswechsel von der Betätigungsposition in die Startposition unterbindet, steigert die Sicherheit der Startvorrichtung. Eine Beschädigung der Aufnahmeeinrichtung und/oder der Starteinrichtung wird durch ein derartiges Sperrelement verhindert. Insbesondere kann die Schlüssel-Sperreinrichtung, wenn sie durch das zweite Sperrelement von dem Schließelement mechanisch getrennt ist, bauklein ausgelegt werden.

Eine Schlüssel-Sperreinrichtung mit einem Verriegelungsnocken, der mit einem Verriegelungsstift zusammenwirkt, lässt sich kostengünstig ausführen. Durch entsprechende mechanische Gestaltung dieses Sperrelements, bei der ein Positionswechsel zwischen der Startposition und der Betätigungsposition auch in einer Sperrposition des Sperrelements möglich ist, lässt sich eine Notentriegelungs-Funktion der Startvorrichtung, insbesondere bei einem Ausfall der Elektronik und/oder der Stromversorgung, realisieren.

Dabei ist die Ausgestaltung des Sperrelements mit einer mit dem Verriegelungsstift zusammenwirkenden schiefen Ebene besonders einfach.

Ein Datenverschlüsselungsmodul als Teil einer Kommunikationssteuerung zwischen der Freigabeeinrichtung und der Schlüssel-Sperreinrichtung führt zu einer sicheren Startvorrichtung. Insbesondere dann, wenn die Starteinrichtung durch ein Metallgehäuse geschützt ist, führt eine Anordnung des Datenverschlüsselungsmoduls im Bereich der Starteinrichtung zu einer vor einem Zugriff besonders geschützten Anordnung.

Mittels einer seriellen Schnittstelle lässt sich die Kommunikationssteuereinrichtung kostengünstig auslegen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Startverfahren für ein Kraftfahrzeug, welches ein Lenkelement zur Fahrtrichtungswahl aufweist, anzugeben, welches im Vergleich zu den bekannten Startverfahren sicher ist, gleichzeitig aber für den Benutzer nicht derart von den bekannten Startverfahren abweicht, dass ein Umlernen des Benutzers erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den gemäß Anspruch 16 angegebenen Schritten.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen denjenigen, die oben unter Bezugnahme der Startvorrichtung angegeben wurden. Mit dem erfindungsgemäßen Startverfahren kann durch entsprechende Auslegung der Startvorrichtung ein automatisches Rückstellen des Schließelements bei Auslösen der Freigabeeinrichtung, insbesondere ohne Veränderung der Betätigungsposition, erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Startvorrichtung für ein Kraftfahrzeug in einer geschnittenen Darstellung;
Fig. 2 vergrößert einen Schließzylinder der Startvorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 vergrößert einen Zündschalter der Startvorrichtung nach Fig. 1; und
Fig. 4 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Starten des Kraftfahrzeugs mit der Startvorrichtung nach Fig. 1.
Eine in Fig. 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Startvorrichtung für ein ansonsten nicht dargestelltes Kraftfahrzeug weist als Hauptkomponenten einen Schließzylinder 2 (vgl. Fig. 2), eine Lenkradverriegelungseinheit 3 sowie einen Zündschalter 4 (vgl. Fig. 3) auf.
Die Lenkradverriegelungseinheit 3, die neben der Verriegelung eines Lenkrads des Kraftfahrzeugs auch die mechanische Ankupplung des Schließzylinders 2 an den Zündschalter 4 bewerkstelligt, entspricht dem Stand der Technik und wird daher nicht im Detail erläutert.
Der Schließzylinder 2 dient zur Aufnahme eines Schließelements 5 zur Betätigung der Startvorrichtung 1. In der Zeichnung dargestellt ist ein Schließknebel als Schließelement 5. Alternativ zu einem Schließknebel kann auch ein Schlüssel eingesetzt sein.
Der Schließzylinder 2 weist ein zylindrisches Schließzylindergehäuse 6 auf, welches auf der dem Benutzer der Startvorrichtung 1 zugewandten Stirnseite mittels eines Deckels 7 abgedeckt ist. In Letzterem ist eine Aufnahmeöffnung 8 ausgeführt, durch die das Schließelement 5 gesteckt ist. Der vom Schließzylinder 2 aufgenommene Abschnitt des Schließelements 5 wird einerseits von dem Deckel 7 und andererseits von einem Schließnocken 9 getragen, der an einer inneren Mantelfläche des Schließzylindergehäuses 6 befestigt ist und in bekannter Weise mit einer Schließnockenführung 10 zusammenwirkt, die als Führungsnut in der äußeren Mantelfläche des Schließelements 5 ausgeführt ist.
Fig. 1 zeigt das Schließelement 5 im Schließzylinder 2 in einer Ruheposition. In dieser rastet eine federnd gelagerte und an der inneren Mantelfläche des Schließzylindergehäuses 6 angebrachte Schließelement-Rastnase 11 in einer Ruhepositions-Rastaufnahme 12 ein, die in der äußeren Mantelfläche des Schließelements 5 ausgeführt ist. Eine Betätigungspositions-Rastaufnahme 13 ist in Richtung auf die Aufnahmeöffnung 8 zu gegenüber der Ruhepositions-Rastaufnahme 12 verlagert ebenfalls in der äußeren Mantelfläche des Schließelements 5 ausgeführt.
Die Ruhepositions-Rastaufnahme 12 und die Betätigungspositions- Rastaufnahme 13 stehen über einen ebenfalls in der äußeren Mantelfläche des Schließelements 5 ausgeführten Positionswechselabschnitt 14 in Verbindung. Dieser ist gegenüber den Rastaufnahmen 12, 13 erhöht, jedoch gegenüber der sonstigen äußeren Mantelfläche 15 des Schließelements 5 zurückversetzt ausgeführt. Über eine schiefe Ebene 16 mündet die Ruhepositions-Rastaufnahme 12 auf der dem Positionswechselabschnitt 14 gegenüberliegenden Seite in die Mantelfläche 15 aus.
Ein in den Schließzylinder 2 hineinragender stirnseitiger Endabschnitt 17 des Schließelements 5 liegt an einem federnd gelagerten, im Schließzylinder 2 befestigten Ausschubelement 18 an.
In Richtung des Bodens des Schließzylindergehäuses 6 vom Endabschnitt 17 des Schließelements 5 beabstandet ist ein Schieber 19 eines Kontaktschalters 20 angeordnet, der vom Schließzylindergehäuse 6 getragen ist. Dieser steht über eine in Fig. 1 nicht dargestellte Signalverbindung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Leseelektronik des Zündschalters 4 in Verbindung.
Ebenfalls vom Endabschnitt 17 des Schließelements 5 beabstandet angeordnet ist ein Mitnehmerabschnitt 22 eines Freigabeschiebers 23. Dieser ist durch eine gegenüber dem Deckel 7 angeordnete Abschlusswand 24 des Schließzylindergehäuses 6 hindurchgeführt und steht mit einem Abtriebszapfen 25 der Lenkradverriegelungseinheit 3 in axialer Wirkverbindung. Der Abtriebszapfen 25 steht zudem mit dem Ausschubelement 18 über einen durch die Abschlusswand 24 hindurchgeführten Abschnitt des Ausschubelements 18 in axialer Wirkverbindung.
In einer zentralen Aufnahmeöffnung der Abschlusswand 24 ist eine als Rutschkupplung ausgeführte Überlastkupplung 26 angeordnet. Diese dient der Drehmomentübertragung zwischen dem Schließzylindergehäuse 6 und dem Abtriebszapfen 25 und ist in bekannter Weise ausgeführt, sodass auf eine nähere Beschreibung verzichtet wird.
Der Zündschalter 4 weist ein ebenfalls zylindrisches Zündschaltergehäuse 27 auf. Er ist an dem Ende des Abtriebszapfens 25 angeordnet, welches dem Schließzylinder 2 gegenüberliegt. Diese Anordnung ist derart, dass die Mittelachse des Zündschaltergehäuses 27, die Achse des Abtriebszapfens 25 sowie die Mittelachse des Schließzylindergehäuses 6 zusammenfallen.
Das dem Zündschalter 4 zugewandte Ende des Abtriebszapfens 25 steht mit einer zentralen axial angeordneten Drehhülse 28 in Wirkverbindung, in der zwei Spannbolzen 29, 30 angeordnet sind, die über eine Spiralfeder 31 in zur Achse der Drehhülse 28 paralleler Richtung verbunden sind.
Die Drehhülse 28 ist über eine Rückstellfeder 32, die an der inneren Mantelfläche des Zündschaltergehäuses 27 befestigt ist, in einer Ruheposition des Zündschalters 4, die in der Zeichnung dargestellt ist, in Umfangsrichtung vorgespannt.
Das vom Abtriebszapfen 25 abgewandte Ende der Drehhülse 28 trägt eine runde Freilaufscheibe 33. Diese weist eine Mehrzahl von Rastvertiefungen 34 (vgl. Fig. 3) auf, in die ein mittels einer Rastfeder 35 in Richtung der Freilaufscheibe 33 vorgespannter Rastkörper 36 eingreifen kann. Die Rastfeder 35 sowie der Rastkörper 36 werden von einem Rastkörperträger 37 getragen, der seinerseits an der inneren Mantelfläche des Zündschaltergehäuses 27 befestigt ist.
Die Freilaufscheibe 33 umfasst ferner eine Freilaufnut 38, die eine axiale Durchgangsöffnung durch die Freilaufscheibe 33 schafft, welche sich in Umfangsrichtung über einen Winkelbereich von ca. 120° erstreckt. In die Freilaufnut 8 greift ein Hubzapfen 39 eines Hubmagneten 65 ein. Mittels des Hubmagneten 65 kann der Hubzapfen 39 zwischen einer ausgefahrenen Sperrposition und einer eingezogenen Freigabeposition verlagert werden. Ein Verriegelungsnocken 40 unterteilt in einer Sperrposition des Hubzapfens 39 die Freilaufnut 38 asymmetrisch in einen kurzen Ruhepositions- Nutabschnitt 41, der in einer Ruheposition des Zündschalters 4 den Hubzapfen 39 aufnimmt, und einen Betätigungspositions-Nutabschnitt 42, der in einer Betätigungsposition des Zündschalters 4 den Hubzapfen 39 aufnimmt. Vom Betätigungspositions-Nutabschnitt 42 her kommend, kommt der Hubzapfen 39 mit einer schiefen Ebene des Verriegelungsnockens 40 in Anlage. In der Freigabeposition des Hubzapfens 39 kann dieser am Verriegelungsnocken 40 vorbeigleiten und kann daher alle Positionen innerhalb der Freilaufnut 38 einnehmen und insbesondere zwischen dem Ruhepositions-Nutabschnitt 41 und dem Betätigungspositions-Nutabschnitt 42 wechseln.
Der Verriegelungsnocken 40, der von der Freilaufscheibe 33 getragen ist, ist radial zur Freilaufnut 38 verschiebbar und mittels einer Druckfeder in einer radial außenliegenden Position vorgespannt.
Auf der Stirnwand der Freilaufscheibe 33, die vom Rastkörper 36 abgewandt liegt, sind Schleifkontakte 43 angeordnet, die je nach Raststellung der Freilaufscheibe 33 mit entsprechenden Gegenkontakten einer Platinenscheibe 44 in elektrischem Kontakt stehen. Die Platinenscheibe 44 steht wiederum mit einem Steckkontakt 45 in Verbindung, welcher aus dem Zündschaltergehäuse 27 herausgeführt ist und der elektrischen Signalverbindung der Startvorrichtung 1 mit einer externen Anlassersteuerung des Kraftfahrzeugs dient. Über den Steckkontakt 45 steht die Startvorrichtung 1 mit einem separaten Steuergerät, das unabhängig von der Transponderspule 21 arbeitet und in der Zeichnung nicht dargestellt ist, in Verbindung. Das separate Steuergerät weist zum Signalaustausch eine Antenneneinrichtung auf.
Der Startvorgang des mit der Startvorrichtung 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs wird nachfolgend unter zusätzlicher Bezugnahme auf das Ablaufschema der Fig. 4 beschrieben.
In einer Ausgangsposition 46 ist der Schließzylinder 2 noch leer, d. h. das Schließelement 5 ist nicht eingesteckt. Durch Einstecken des Schließelements 5 (Pfeil 47) wird die Ruheposition 48 des Schließelements 5 dann erreicht, wenn die Schließelement-Rastnase 11 in die Ruhepositions- Rastaufnahme 12 eingerastet ist. In der Ruheposition 48 liegt der Zündschalter 4 in der in Fig. 3 gezeigten Position vor, in der der Hubzapfen 39 des Hubmagneten 65 in den Ruhepositions-Nutabschnitt 41 eingreift. In der Ruheposition 48 ist die Freilaufnut 38 durch den eingerückten Hubzapfen 39 in den Ruhepositions-Nutabschnitt 41 und den Betätigungspositions-Nutabschnitt 42 unterteilt. Die Freilaufscheibe 33 sowie die hiermit drehfest verbundene Drehhülse 28 und damit der Abtriebszapfen 25 können in dieser Position daher nicht gedreht werden. Durch Drücken auf das aus dem Schließzylinder 2 herausragende Ende des Schließelements 5 wird dieses axial weiter in den Schließzylinder 2 eingeschoben, bis die Schließelement-Rastnase 11, die die Ruhepositions-Rastaufnahme 12 hierbei verlassen hat, den Positionswechselabschnitt 14 passiert hat und in die Betätigungspositions-Rastaufnahme 13 eingerastet ist.
Nach diesem Eindrücken kommt der Endabschnitt 17 des Schließelements 5 mit dem Schieber 19 des Kontaktschalters 20 in Berührung und dieser wird durch den Schieber 19 mechanisch betätigt. Es erfolgt eine Übertragungssequenz verschlüsselter Daten zwischen der Transponderspule 21 und einer als Transponder ausgeführten Freigabe-Sende/Empfangseinheit, die dem Schließelement 5 zugeordnet und in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Im Falle der Ausführung der Startvorrichtung 1 mit einem Knebel als Schließelement 5 ist die Freigabe-Sende/Empfangseinheit eine vom Knebel getrennte Transpondereinheit, die ebenfalls zum Schließelement 5 gehört. In diesem Falle findet nach dem Eindrücken des Knebels in die Betätigungsposition der Datenaustausch zwischen dem Steuergerät, welches über den Stecker 45 angeschlossen ist und der externen Transpondereinheit statt. Für unterschiedliche Benutzer der Startvorrichtung 1 können verschiedene externe Transpondereinheiten vorgesehen sein. Alternativ kann anstelle des Knebels auch ein mit einem eigenen Transponder ausgestatteter Schlüssel in den Schließzylinder 2 eingesteckt werden. In diesem Falle findet der Datenaustausch zwischen der Transponderspule 21 und dem Transponder des eingesteckten Schlüssels statt, wenn dieser in die Betätigungspositions-Rastaufnahme 13 eingedrückt wird. Ein derartiger, den Knebel ersetzender Schlüssel mit eigenem Transponder kann z. B. dann zum Einsatz kommen, wenn eine Transponderabfrage zwischen dem über den Stecker 45 angeschlossenen Steuergerät und der externen Transpondereinheit nicht funktioniert, z. B. weil die Sendeleistung der externen Transpondereinheit nicht ausreicht, und daher eine Betätigung der Startvorrichtung nur über den kurzen Kommunikationsweg zwischen dem schlüsseleigenen Transponder und der in die Startvorrichtung 1 integrierten Transponderspule 21 möglich ist. Nicht dargestellte Teile einer Kommunikationssteuereinheit, die diesen Datenaustausch bewerkstelligt, sind ein Datenverschlüsselungsmodul sowie eine serielle Schnittstelle.
Ergibt die Datenkommunikationssequenz zwischen z. B. der Transponderspule 21 und dem dem Schließelement 5 zugeordneten Transponder, dass kein gültiger Schlüssel vorliegt (Pfeil 49), kann das Schließelement 5 aufgrund des mechanischen Zusammenwirkens des Hubzapfens 39 mit dem Verriegelungsnocken 40 weiterhin nicht gedreht werden. Die Lenkradverriegelungseinheit 3 bleibt verriegelt, sodass der Abtriebszapfen 25 in der in der Fig. 1 dargestellten verriegelten Axialposition ist. Das Schließelement 5 bleibt über das Ausschubelement 18 derart federbelastet, dass es bei einem Loslassen automatisch von der Betätigungsposition in die Ruheposition zurückgeschoben wird (Pfeil 51). Erfolgt hingegen nach dem Drücken aus der Ruheposition 48 in die Betätigungspositions- Rastaufnahme 13 eine Freigabe nach der Transponder- Datenübertragungssequenz (Pfeil 52), wird eine Vorstart- Betätigungsposition 53 erreicht. In dieser ist der Hubzapfen 39 des Hubmagneten 65 derart angesteuert, dass der Verriegelungsnocken 40 keine blockierende Funktion mehr hat und das Schließelement 5 und damit die Freilaufscheibe 38 gedreht werden können.
In der Vorstart-Betätigungsposition 53 ist die Lenkradverriegelungseinheit 3 immer noch verriegelt, sodass sich das Lenkrad des Kraftfahrzeugs nicht drehen lässt. Auch in der Vorstart-Betätigungsposition 53 ist das Ausschubelement 18 als direkte Folge des verriegelten Lenkrads derart angesteuert, dass bei einem Loslassen des Schließelements 5 dieses aus der Betätigungsposition wieder in die Ruheposition zurückkehrt (Pfeil 54).
Erfolgt in der Ruheposition 48 oder in der Ausschubposition 50 durch Drehen des Schließelements 5 der Versuch, dieses in eine Position zum Starten des Kraftfahrzeugs zu bewegen, blockiert zunächst der als Sperre gegen diese Drehbewegung dienende Verriegelungsnocken 40. Oberhalb einer gewissen Krafteinleitung durch das Schließelement 5 gibt die Überlastkupplung 26 eine Rotation des Schließzylindergehäuses 6 gegenüber dem Abtriebszapfen 25 frei, sodass das Schließelement 5 ohne Startfunktion drehbar ist. Da der Abtriebszapfen 25 selbst nicht gedreht wird, erfolgt kein Starten durch Drehen des Schließelements 5 aus der Ruheposition 48 bzw. der Ausschubposition 50.
Ausgehend von der Vorstart-Betätigungsposition 53 ist ein Drehen des Schließelements 5 möglich (Pfeil 55). Das Schließelement 5 kann dann in die Startposition 56 gedreht werden. In dieser sind, je nach dem, welche Rastposition die Freilaufscheibe 33 gegenüber der Platinenscheibe 54 einnimmt, gesteuert durch die jeweilige elektrische Kontaktierung über die Schleifkontakte 43 verschiedene Betriebspositionen des Schließelements 5, z. B. Zündung oder Anlassen, möglich. Gleichzeitig wird beim Drehen 55 des Schließelements 5 von der Vorstart-Betätigungsposition 53 in die Startposition 56 die Lenkradverriegelungseinheit 3 entriegelt. Hierbei wird der Abtriebszapfen 25 axial in Richtung auf den Zündschalter 4 zu bewegt.
Als Folge hiervon wird das Ausschubelement 18 axial in die gleiche Richtung in eine Position verlagert, in der kein automatisches Ausschieben des Schließelements 5 mehr erfolgt. Die beiden Spannbolzen 29, 30 dienen hierbei zusammen mit der Spiralfeder 31 als Toleranzausgleich, um die relativ große axiale Verschiebung des Abtriebszapfens 25 beim Übergang in die Entriegelungsposition der Lenkradverriegelungseinheit 3 in relativ kurze Axialbewegungen des mit der Freilaufscheibe 33 verbundenen Spannbolzens 30 zu übersetzen. Diese relativ kurzen Axialbewegungen sind Teil einer Relativbewegung zur selektiven Ansteuerung bestimmter elektrischer Kontaktgruppen auf der Platinenscheibe 44 durch die Schleifkontakte 43 nach Art eines Tasters.
Wird das Schließelement 5 ausgehend von der Startposition 56 wieder so zurückgedreht, dass der Hubzapfen 39 wieder dem Ruhepositions-Nutabschnitt 41 zugeordnet ist (Pfeil 57), gelangt die Startvorrichtung 1 in die Nachstart-Betätigungsposition 58. In dieser bleibt der Hubzapfen 39 in seiner eingezogenen Position, in der er den Übergang zwischen den Nutabschnitten 41, 42 freigibt, und die Lenkradverriegelungseinheit 3 bleibt entriegelt. Durch Drehen des Schließelements 5 gelangt ausgehend von der Nachstart-Betätigungsposition 58 der Zündschalter 4 wieder in die Startposition, sodass insgesamt wieder die Startposition 56 mit den beschriebenen Funktionen vorliegt (Pfeil 59).
Das Ausschubelement 18 ist in der Nachstart-Betätigungsposition 58 der Startvorrichtung 1 aufgrund der noch entriegelten Lenkung derart angesteuert, dass das Schließelement 5 in dieser Position in der Betätigungspositions-Rastaufnahme 13 verbleibt, also nicht in die Ruhepositions- Rastaufnahme 12 ausgeschoben wird. Nur durch ein manuelles Herausziehen des Schließelements S aus der Betätigungsposition in die Ruheposition (Pfeil 60) wird wieder die Ruheposition 48 der Startvorrichtung 1 erreicht. Bei diesem manuellen Herausziehen wird der Hubzapfen 39 angesteuert, sodass er in die in Fig. 3 gezeigte Sperrposition in der Freilaufnut 38 einrückt. Diese manuelle Herausziehen führt zudem dazu, dass der Mitnehmerabschnitt 22 des Freigabeschiebers 23 nicht mehr vom Schließelement 5 gestützt wird. Hierdurch wird eine axiale Bewegung des Freigabeschiebers 23 in Richtung auf den Benutzer zu freigegeben. In der Folge verlagert sich auch der Abtriebszapfen 25 in Richtung auf den Benutzer zu, so dass ein Verriegeln der Lenkradverriegelungseinheit 3 ermöglicht ist.
Bei einem Ausfall des Hubmagneten 65, z. B. durch Ausfall der Stromversorgung der Startvorrichtung 1, kann diese im Rahmen einer Notentriegelung des Schließelements 5 auch dann von der Startposition 56 in die Betätigungsposition 58 und nachfolgend über die Ruheposition 48 in die Ausgangsposition 46 gebracht werden, wenn der Hubzapfen 39 in die Sperrposition eingerückt ist. In der Startposition 56 läuft der Hubzapfen 39 im Betätigungspositions-Nutabschnitt 42. Beim Rückdrehen des Schließelements 5 in einer der erwähnten Ausfall-Situationen kann der Hubzapfen 39 trotz seiner Sperrposition in Bezug auf den Verriegelungsnocken 40 in den Ruhepositions-Nutabschnitt 41 einrücken, da der Hubzapfen 39 über die schiefe Ebene des Verriegelungsnockens 40 diesen in Richtung auf den Betätigungspositions-Nutabschnitt 42 überwinden kann. In Gegenrichtung ist ein derartiges Überwinden des Verriegelungsnockens 40 durch den Hubzapfen 39 nicht möglich, da dort eine entsprechende schiefe Ebene des Verriegelungsnockens 40 fehlt.
Das Schließelement 5 kann aus der Ruheposition 48 vom Schließzylinder 2 abgezogen werden, wobei die Schließelement-Rastnase 11 über die schiefe Ebene 16 der Ruhepositions-Rastaufnahme 12 gleitet und auf diese Weise das Schließelement 5 freigibt.
Die Notentriegelungsfunktion der Startvorrichtung 1 kann insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Automatikgetriebe eingesetzt sein. Dort wird das Abziehen des Schließelements 5 in der Regel erst dann ermöglicht, wenn die Startvorrichtung 1 über einen entsprechenden Sensor und eine Steuereinheit die Information erhalten hat, dass ein Getriebewählhebel des Automatikgetriebes in P-(Park)Position steht. Bei Ausfall der Steuerung bzw. der Stromversorgung der Startvorrichtung 1 kann diese Information nicht mehr übertragen werden, sodass ein gesteuertes Einziehen des Hubzapfens 39 nicht mehr erfolgen kann. Bei der beschriebenen Startvorrichtung 1 kann das Schließelement 5 dennoch abgezogen werden, da der Verriegelungsnocken 40 auch durch Rückdrehen des Schließelements 5 mechanisch überwunden werden kann.

Claims

1. Startvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, welches ein Lenkelement zur Fahrtrichtungswahl aufweist, mit
einer Aufnahmeeinrichtung (2) für zumindest einen Teil eines Schließelements (5), die derart ausgeführt ist, dass das Schließelement (5) mehrere Aufnahmepositionen relativ zur Aufnahmeeinrichtung (2) einnehmen kann;
einer das Lenkelement zur Fahrtrichtungswahl in einer Ruheposition des Schließelements (5) verriegelnden und in einer Startposition entriegelnden Verriegelungseinrichtung (3); und
einer mittels des Schließelements (5) in der Startposition betätigbaren Starteinrichtung (4);
gekennzeichnet durch
eine Freigabeeinrichtung (20, 21), die derart ausgeführt ist, dass sie in einer Betätigungsposition des Schließelements (5) in der Aufnahmeinrichtung (2) eine die Übertragung elektromagnetischer Signale umfassende Freigabeprüfung des Schließelements (5) durchführt;
und
eine Schlüssel-Sperreinrichtung (26, 39, 40) die derart ausgeführt ist, dass sie abhängig vom Ergebnis der Freigabeprüfung einen Positionswechsel der Starteinrichtung (4) in die Startposition zulässt.

2. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabeeinrichtung (20, 21) einen im Schließelement (5) untergebrachten Transponder aufweist.

3. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (5) eine erste Schließeinheit, die mechanisch mit der Aufnahmeeinrichtung (2) zusammenwirkt, und eine zweite Schließeinheit umfasst, die den Transponder aufweist.

4. Startvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeinrichtung (2) derart ausgeführt ist, dass sie wahlweise mit einer ersten Schließeinheit (5) oder mit einem die Funktionen beider Schließeinheiten umfassenden Schließelement mechanisch zusammenwirken kann.

5. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabeeinrichtung (20, 21) derart mit der Aufnahmeeinrichtung (2) zusammenwirkt, dass bei negativem Ergebnis der Freigabeprüfung ein Positionswechsel (51) des Schließelements (5) von der Betätigungsposition (50) in die Ruheposition (48) eingeleitet wird.

6. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein erstes Sperrelement (18), welches mit der Verriegelungseinrichtung (3) derart zusammenwirkt, dass bei entriegelter Verriegelungseinrichtung (3) ein Positionswechsel des Schließelements (5) von der Betätigungsposition (58) in die Ruheposition (48) nur unter Zutun des Benutzers möglich ist.

7. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (3) derart ausgeführt ist, dass bei einem Positionswechsel des Schließelements (5) von der Betätigungsposition (58) in die Ruheposition (48) eine Verriegelung des Lenkelements zur Fahrtrichtungswahl erfolgt.

8. Startvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrelement (18) mit der Verriegelungseinrichtung (3) derart zusammenwirkt, dass bei verriegelter Verriegelungseinrichtung (3) ein Positionswechsel (54) des Schließelements (5) von der Betätigungsposition (53) in die Ruheposition (48) ohne Zutun des Benutzers erfolgt.

9. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites Sperrelement (26), welches mit der Freigabeeinrichtung (20, 21) derart zusammenwirkt, dass bei nicht erfolgter Freigabe ein Positionswechsel des Schließelements (5) in die Startposition (53) unterbunden ist.

10. Startvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sperrelement als Rutschkupplung (26) ausgeführt ist, wobei ein erstes Rutschkupplungselement mechanisch mit der Aufnahmeeinrichtung (2) und ein zweites Rutschkupplungselement mechanisch mit der Starteinrichtung (4) verbunden ist.

11. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Sperrelement (39, 40), welches als Teil der Schlüssel-Sperreinrichtung (39, 40, 65) abhängig vom Ergebnis der Freigabeprüfung einen Positionswechsel (55) der Starteinrichtung (4) in die Startposition (56) zulässt, als magnetisch betätigbarer Verriegelungsstift (39) ausgeführt ist, welcher insbesondere mit einem Verriegelungsnocken (40) zusammenwirkt und in einer Sperrposition einen Positionswechsel der Starteinrichtung (4) zwischen der Betätigungsposition (53) und der Startposition (56) sperrt.

12. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Sperrelement (39, 40), welches als Teil der Schlüssel-Sperreinrichtung (39, 40, 65) abhängig vom Ergebnis der Freigabeprüfung einen Positionswechsel (57) der Starteinrichtung (4) in die Startposition (56) zulässt, derart ausgeführt ist, dass in einer Sperrposition des dritten Sperrelements (39) ein Positionswechsel zwischen der Startposition (56) und der Betätigungsposition (58) möglich ist.

13. Startvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Sperrelement (39, 40) zur Ermöglichung des Positionswechsels zwischen der Startposition (56) und der Betätigungsposition (58) eine mit einem Gegenkörper (39) der Schlüssel-Sperreinrichtung (39, 40, 65) zusammenwirkende schiefe Ebene aufweist.

14. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein insbesondere im Bereich der Starteinrichtung (4) angeordnetes Datenverschlüsselungsmodul als Teil einer Kommunikationssteuereinrichtung zwischen der Freigabeeinrichtung (20, 21) und der Schlüssel- Sperreinrichtung (39, 40).

15. Startvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationssteuereinrichtung eine serielle Schnittstelle aufweist.

16. Verfahren zum Starten eines Kraftfahrzeugs, welches ein Lenkelement zur Fahrtrichtungswahl aufweist, mit folgenden Schritten:

- Stellen (49, 52) eines Schließelements (5) von einer Ruheposition (48) in eine Betätigungsposition (50, 53);

- Erzeugen (52) eines Freigabesignals in der Betätigungsposition (53) des Schließelements (5) durch insbesondere verschlüsselten Datenaustausch zwischen einer Freigabeeinrichtung (20, 21) und einer dem Schließelement (5) zugeordneten Freigabe-Sende/Empfangseinheit;

- Freigeben (53) einer Schlüssel-Sperreinrichtung (39, 40), sodass diese einen Positionswechsel des Schließelements (5) in eine Startposition zulässt;

- Stellen (55) des Schließelements (5) von der Betätigungsposition (53) in die Startposition (56);

- Freigeben einer das Lenkelement zur Fahrtrichtungswahl in der Ruheposition (48) des Schließelements (5) verriegelnden und in der Startposition (56) entriegelnden Verriegelungseinrichtung (3); und

- Betätigen einer aus der Startposition (56) des Schließelements (S) betätigbaren Starteinrichtung (4).

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch das Rückstellen (51) des Schließelements (5) von der Betätigungsposition (50, 53) in die Ruheposition (48) bei negativem Ergebnis der Freigabeprüfung und/oder bei verriegelter Verriegelungseinrichtung (3).

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch das Entsperren des Schließelements (5) zum manuellen Rückstellen (60) von der Betätigungsposition (58) in die Ruheposition (48) bei entriegelter Verriegelungseinrichtung (3).

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, gekennzeichnet durch das Sperren eines Positionswechsels des Schließelements (5) von der Betätigungsposition (50, 53) in die Startposition (56) bei nicht erfolgter Freigabe.

20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch das Entsperren des Schließelements (5) zum manuellen Rückstellen von der Startposition (56) in die Betätigungsposition (58) bei gesperrtem Übergang zwischen der Betätigungsposition (58) und der Startposition (56).