DE19642616A1 - Kraftfahrzeug mit einem Modul zum Anbauen an seine Lenksäule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

In der älteren DE Patentanmeldung 195 28 694.4 ist ein Modul zum Anbauen an die Lenksäule eines Kraftfahrzeugs beschrie­ ben, in den neben den oben erwähnten Komponenten auch der Zündstartschalter integriert ist.

Die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geht von die­ sem Weg ab und gibt dadurch dem Fahrzeugdesigner mehr Frei­ heit, indem er den Unterbringungsort für den Zündstartschal­ ter frei wählbar läßt. Für den Fahrer ist dadurch möglicher­ weise der Bedienort besser erkennbar. Der Schalter kann z. B. in der Instrumententafel oder an der Mittelkonsole oder am Ganghebel untergebracht sein.

Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung auf.

Die Erfindung ist bei Zündstart/stop-Schaltern anwendbar, bei denen der Fahrzeugschlüssel in eine entsprechende Aufnah­ me eingeführt wird, wobei der Schlüssel bei oder nach diesem Einführen Signale abgibt, die die Fahrzeugverriegelung ent­ riegeln, die Wegfahrsperre unwirksam machen und schließlich den Start auslösen.

Die Signalübertragung vom Schlüssel zur Elektronik geht vor­ zugsweise auf optischem Weg vor sich. Auch kann so eine opti­ sche Energieübertragung zum Schlüssel erfolgen, um bei leerer Batterie die Signalübertragung zu gewährleisten und die Bat­ terie zu laden.

Vorzugsweise werden die Signale zu der Steuer- und Auswer­ teelektronik über-tragen, die dann ihrerseits vorzugsweise über eine Busverbindung die Powerschaltung für den Anlasser und die Wegfahrsperre ansteuert. Die Powerschaltung kann die üblichen vier Schaltstellungen (0-Stellung, Radio, Zündung ein und Start) aufweisen, die nacheinander entsprechend der Einstecktiefe oder der Verdrehung des Schlüssels angesteuert werden.

Der Schlüssel dient wie erwähnt auch der elektromechanischen Ver- bzw. Entriegelung des Fahrzeugs, z. B. einer Gangsperre oder einer Lenkradverriegelung, die auch im erwähnten Modul untergebracht sein kann.

Die Erfindung ist aber auch bei Kraftfahrzeugen mit sogenann­ ten schlüssellosen Schließsystemen anwendbar, bei denen bei Annäherung an das Fahrzeug durch den Fahrer mittels des Schlüssels oder einer Chipkarte über Funk, Infrarotstrahlung (IR), oder auf induktivem Weg die Fahrzeugschlösser entrie­ gelt werden können. Umgekehrt kann das Fahrzeug beim Entfer­ nen verriegelt werden. Die Signalübertragung erfolgt dabei vorzugsweise redundant. Hier kann man als Zündstart/stop- Schalter einen einfachen Zweistellungsschalter für die Stel­ lung Motorstart und Motorhalt vorsehen, der nicht durch den Schlüssel bedient wird. Man kann in solchen Fällen eine Auf­ nahme für den Fahrzeugschlüssel bzw. die Chipkarte vorsehen, wobei beim Einstecken des Schlüssels oder der Chipkarte die Entriegelung der Fahrzeugsperre und das Unwirksammachen der Wegfahrsperre ausgelöst wird. In dieser Aufnahme kann auch eine Energieübertragung zum Schlüssel (Chipkarte) erfolgen, um deren Batterie (für die Signalabgabe) zu laden. Diese Energieübertragung kann optisch erfolgen. Vorzugsweise wird neben der Verbindung vom Schlüssel zum Fahrzeug auch eine Verbindung (z. B. Funk) vom Fahrzeug zum Schlüssel vorgesehen, um am Schlüssel den Schließzustand des Fahrzeugs anzuzeigen.

Umgekehrt kann man im Fahrzeug den Ladezustand der Schlüssel- bzw. Chipbatterie eventuell mit Bedienhinweisen anzeigen. In allen Fällen wird man einen Notschlüssel benötigen, um bei nicht wirksamer Entriegelung aus der Ferne (Batterieausfall) die Türen aufschließen zu können. Das Fahrzeug wird hier, wie oben gesagt, durch das Einlegen des Schlüssels (Chipkarte) in die Aufnahme entsperrt (Fahrzeugsperre bzw. Wegfahrsperre).

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung erläutert. Vorab wird jedoch zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der älteren Anmeldung 195 28 694.4 beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der älteren Anmeldung

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit gestecktem Schlüssel

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Zünd­ start-/stop-Schalter als Zweistellungsschalter.

In Fig. 1 ist mit 1 das Lenkrad des Fahrzeugs bezeichnet und mit 2 die Lenkradsäule, in deren Innern sich die mit dem Lenkrad verbundene, drehbare Lenkwelle 3 befindet. An der Lenksäule 2 ist ein Modul 4 angebaut. Es enthält einen Ver­ riegelungsmechanismus, der durch Betätigen (Drehen) des opto­ elektrischen Zündschlüssels 5 aktiviert bzw. deaktiviert wird. Der Zündschlüssel 5 wird in ein Teil 6 eines Lenkstock­ schalters 7 eingeführt, der einen mit dem Schlüssel 5 ver­ drehbaren Drehstab 8 aufweist, mit dem die Ent- bzw. Verrie­ gelung bewirkt wird.

Dieser Drehstab enthält einen Lichtleiter 9, über den Signale z. B. bei Einstecken des Schlüssels zur Entsperrung der Weg­ fahrsperre, zur Auslösung der Zündstartfunktion oder Signale des Lenkstockschalters 12 zur Betätigung der Scheibenwisch- und Waschanlage zum Modul übertragen werden.

Der Lenkstockschalter 12 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, in einer Betätigungsebene in drei Richtungen und damit zur Auslösung dreier unterschiedlicher Funktionen betätigbar (Wischen ein und Erhöhung der Wischergeschwindigkeit, Wischen aus und Ver­ langsamen Wischergeschwindigkeit und Waschen).

Durch die Drehbewegung des Schlüssels 5 wird über einen nicht sichtbaren Nocken und gegen die Kraft einer Feder im Schließ­ zylinder 11 ein Verriegelungsstift 10 aus seinem Eingriffin die Lenkwelle 3 herausgezogen. Die Lenksäule 2 ist an dieser Stelle aufgeschnitten gezeigt. Es ist noch ein Sperrmagnet 13 vorgesehen, der in der Verriegelungsstellung des Verriege­ lungsmechanismus als Ersatz des mechanischen Schließzylinders dessen Entriegelung sperrt, solange er nicht betätigt wurde. Dies wird durch ein Signal beim Einstecken des Schlüssels 5 ausgelöst, und zwar durch Auswertung der elektronischen Si­ gnale mit entsprechender Codierung des Schlüssels als Be­ standteil der elektrischen Wegfahrsperre.

Zusätzlich ist noch ein Betätigungsmotor 14 dargestellt, der vorgesehen sein kann. Er kann die geschilderte Entriegelung unterstützen oder aber die Entriegelung ganz übernehmen. Er greift in beiden Fällen über einen Mechanismus 15 (Zahnstange) am Verriegelungsmechanismus an. Dieser Mechanis­ mus umgreift das Mantelrohr und wird notwendig bei einem schlüssellosen Schließsystem z. B. mit einer Chipkarte, bei dem die Signale für das Schließsystem und die Wegfahrsperre von der Karte induktiv oder über Funk zu einer Auswerteelek­ tronik übertragen werden. Hierbei entfällt das Teil 6. Es wird durch einen Schalter 6a zum Motorstart und -stillegung ersetzt. Dieser wird vorteilhafterweise als Drehschalter aus­ gebildet. Dem Motor 14 bzw. Mechanismus 15 ist ein Sicher­ heitsanschlag und/oder Sicherheitssensor 15a zugeordnet.

Es sind optische Schalter 16 vorgesehen, die zur Überwachung seiner Wirkung durch die Verdrehung des Drehstabs 8 betätigt werden und dann Signale für das Bordnetz liefern wie z. B. "Zündung ein" und "Anlasserbetätigung".

Mit Bezugszeichen 17 ist eine Steuer- und Auswerteelektronik bezeichnet, der die erzeugten Steuersignale zugeführt werden und die dann die entsprechenden Funktionen auslöst. Sie weist eine Schnittstelle nach außen auf, an der über einen Stecker 18 mit Leitungen eine Verbindung zu den verschiedenen Elek­ tronikeinheiten des Fahrzeugs oder einer Zentralelektronik hergestellt wird.

Diese Verbindung geschieht vorzugsweise über zwei redundante Mikroprozessoren und zwei Busschnittstellen zum Motormanage­ ment und zur Karosserieelektronik inklusive Fahrwerksteue­ rung.

An dem Modul 4 ist noch ein weiterer Lenkstockschalter 19 an­ gebaut, der als Schalter für die verschiedenen Lichtfunktio­ nen benutzt werden kann und der im gezeigten Beispiel in fünf verschiedenen Richtungen betätigbar ist (Joystick-Funktion).

Z. B. kann durch die Betätigung des Lenkstockschalters 19 nach oben und unten der Blinker rechts und links betätigt werden. Durch Betätigung nach vorn und hinten können das Fahrlicht bzw. das Fernlicht und die Lichthupe in Funktion gesetzt werden. Durch Drücken des Schalters 19 kann z. B. ein Programm bestätigt werden, wenn der Schalter als Joystick für Menüführung z. B. bei Radio, Telefon oder Navigationssystemen genutzt wird. Im Lenkstockschalter ist als Schiebeschalter 19a ein Lichtschalter mit verschiedenen Schaltstellungen vor­ gesehen.

Der Modul 4 enthält auch die aktive Seite 21 eines Lenkwin­ kelgebers. Die durch diese aktive Seite 21 durchlaufende Blende 30 ist am Lenkrad 1 befestigt. Dieses weist einen wei­ teren Elektronikmodul 31 auf. In dem Modul 31 ist ein Mikro­ prozessor 33 untergebracht, der über einen kontaktlosen Über­ tragungsweg 34 für Signale und Energie mit dem Modul 4 ver­ bunden ist.

Der Mikroprozessor 33 hat Eingänge und Ausgänge für den Air­ bag-Zündkreis 32, die Lenkradschalter 35 und einen Signal­ hornschalter 36.

Außerdem kann am Modul 31 ein Display 37 angebaut sein, mit dem dem Fahrer vom Mikroprozessor 33 gesteuert z. B. Zustände angezeigt werden. Als Alternative kann auch ein Zentraldis­ play im Kombiinstrument angesteuert werden.

Der Lenkwinkelgeber 21, 30 wird für eine intelligente Blin­ kerrückstellung benötigt. So soll z. B. eine automatische Rückstellung bei Geradeausfahrt und/oder nach längerer Blink­ zeit nach kleinen Lenkwinkel (z. B. Überholvorgang) erfolgen. Die aufwendige mechanische Rückstellung kann entfallen. Der Blinkschalter kommt daher mit kleinen Schaltwegen aus.

In der schematischen Darstellung der Fig. 2 ist der Modul mit 44 und das Lenkrad mit 41 bezeichnet. Der Modul 44 enthält hier die elektromotorische Lenkradverriegelung 44a. Jedoch kann diese durch eine externe Lenkradverriegelung oder eine Gangsperre ersetzt werden.

Extern ist hier jedoch ein Zündstart/stop-Schalter 42 vorge­ sehen, in den ein Autoschlüssel 43 eingesteckt wird und der dann in weitere drei Stellungen verdreht werden kann, ent­ sprechend den üblichen Stellungen des Zündschlüssels, näm­ lich:

• - Schlüssel gesteckt
• - Kl. 15 R
• - Kl. 15, Zündung Ein
• - Kl. 50, Motorstart

Durch das Einstecken des richtigen Schlüssels wird nach Über­ prüfung des Schlüsselcodes über die Elektronik die Lenk­ radverriegelung 44a entsperrt und die Wegfahrsperre unwirksam gemacht. Auch die in den verschiedenen Stellungen des Schlüs­ sels erzeugten Signale werden der im Modul 44 enthaltenen Steuer- und Auswerteelektronik (MC) 46 zugeführt. Diese er­ zeugt Steuersignale für einen Powerschaltblock 45, der ent­ sprechend der Schlüsselstellung Ausgangssignale an seinen Ausgangsklemmen abgibt (z. B. Stellung Radio oder Zündung ein oder Motorstart). Vorzugsweise werden die Schlüsselcodierun­ gen optisch zum Zündstart/stop-Schalter 42 übertragen. Bei gestecktem Schlüssel wird z. B. optisch Energie zum Schlüssel übertragen, um dessen Batterie zu laden. Die Energie wird zum öffnen der Türschlösser benötigt.

Es kann noch ein Notschlüssel vorgesehen sein, der in der Fig. 2 nicht gezeigt ist, mit dem die Fahrzeugtüren bei Bat­ terieausfall des Schlüssels 43 mechanisch geöffnet werden können.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der Modul wieder mit 44 und das Lenkrad mit 41 bezeichnet.

Der Fahrzeugschlüssel 43a enthält hier z. B. einen Funksender, über den der Fahrer bei Annäherung an das Fahrzeug z. B. über einen im Modul 44 enthaltenen Funkempfänger (Antennen 49) das Öffnen der Türen auslöst (und entsprechend bei Entfernen ver­ riegelt). Der Zündstart-/stop-Schalter ist hier ein Zweistel­ lungsschalter 42a, der z. B. durch Drehen eines Hebels 47 be­ tätigt wird. Dieser Pseudoschlüssel 47 zur Schalterbetätigung kann unverlierbar an einer Kette befestigt werden. Dieser wird entfernt, wenn der Hauptschlüssel 43a zur Batterieladung eingesteckt wird.

Beim Verdrehen wird der Motor über die redundante Steuer- und Auswerteelektronik 46 im Modul 44 und den Bus gestartet, beim Rückdrehen der Motor abgestellt. Die elektromechanische Lenk­ radverriegelung 48 ist hier extern vorgesehen. Sie und die Wegfahrsperre werden bei Einstecken des Schlüssels 43a in ei­ ne nicht gezeigte Aufnahme durch die Elektronik 46 unwirksam gemacht.

Anstelle des Schlüssels 43a kann auch eine Chipkarte verwen­ det werden. Für die Chipkarte kann wie für den Schlüssel eine Aufnahme am Fahrzeug vorgesehen sein. In diesen Aufnahmen wird jeweils die Batterie geladen. Die Aufnahme kann z. B. am Schaltblock angeordnet sein. Wie oben gesagt, kann auch eine Übertragung vom Modul zum Schlüssel (Chipkarte) erfolgen, z. B. zur Anzeige des Schließzustandes.

Claims (6)

1. Kraftfahrzeug mit einem Modul (44) zum Anbauen an seine Lenksäule, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul (44) wenigstens einen Lenkstockschalter, einen Lenkwinkelge­ ber, die Geberseite einer Signal- und Energieübertragung zum und vom Lenkrad (41) und eine Auswerte- und Steuere­ lektronik (46) zur Verarbeitung der von den Gebern an­ kommenden Signale und zur Abgabe von Steuersignalen für eine Fahrzeugsperre (44a), eine Wegfahrsperre und weite­ re durch die Gebersignale auszulösenden Vorgänge ent­ hält, daß extern ein Zündstartschalter (42) vorgesehen ist, der beim Einführen eines Schlüssels (43, 43a) in eine Aufnahme Signale zum Entriegeln der Fahrzeugsperre und zum Abschalten der Wegfahrsperre zur Auswerte- und Steuerelektronik (46) im Modul (44) abgibt und daß der Zündstartschalter (42) weiterhin Signale an die Auswer­ te- und Steuerelektronik (46) abgibt, die über die Aus­ werte- und Steuerelektronik (46) den Motorstart auslö­ sen.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Powerschaltblock (45) vorgesehen ist, der ausge­ löst durch die Schlüsselsignale durch die ankommenden Signale der Auswerte- und Steuerelektronik das Bordnetz nacheinander in die üblichen "Zündstellungen" steuert.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fahrzeugsperre eine elektromotorisch ausgebildete Lenkradverriegelung (44a) ist und im Modul untergebracht ist.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 3, bei dem mittels vom Fahrzeugschlüssel oder einer Chipkarte abgegebenen Signalen bei Annäherung an das Fahrzeug eine Entriege­ lung der Türschlösser auslösbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zündstart-Schalter einen Zweistel­ lungsschalter mit den Stellungen Start und Stop auf­ weist.

5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme für den Fahrzeugschlüssel oder einer entsprechenden Aufnahme für die Chipkarte eine Aufladung dessen/deren Batterie erfolgt.

6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung über eine optische Verbindung erfolgt.