DE69613939T2 - Elektronische Zündung und Diebstahlschutzalarm kombinierendes System - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Alarmsystem kombinierte elektronische Zündung für Motorräder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Die gegenwärtig in Motorrädern verwendeten elektronischen Alarmsysteme bestehen in den meisten Fällen aus einem Zusatzsystem, das getrennt von der elektronischen Zündanlage vorgesehen ist, mit dem Ziel, in Abhängigkeit von einem Steuersignal, das von einer externen Vorrichtung geliefert wird, die hauptsächlich auf eine Zündungsunterbrechungs-Steuervorrichtung einwirkt, die Zündung zu sperren oder freizugeben.
• Diese gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Alarmsysteme unterliegen manchen Nachteilen einschließlich der Notwendigkeit, jedesmal freigegeben werden zu müssen, nachdem die Maschine stillgesetzt worden ist, oder vor dem Starten gesperrt zu werden, und benötigen zudem eine externe Stromquelle, die im allgemeinen von einer Batterie gespeist wird. Da das Alarmsystem ein Hilfselement außerhalb des Zündsystems bildet, kann es zudem leicht identifiziert und neutralisiert werden.
• Auf dem Gebiet der Motorfahrzeuge hat sich die Verwendung eines neuen Typs von Alarmsystem, das im Zündschlüssel eine ein codiertes Signal erzeugende, als "Transponder" bekannte elektronische Vorrichtung enthält, immer stärker verbreitet. Eine Transponder-Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem mit codierten Signalen programmierten elektronischen Chip, der mit einer Empfangs- und Sendeantenne verbunden ist; wenn der Transponder durch eine elektromagnetische Welle mit einer geeigneten Frequenz erregt wird, ruft er ein Antwortsignal hervor, das durch Amplitudenmodulation derselben Trägerwelle mit einem Codesignal im Chip erzeugt wird und für jeden Transponder verschieden ist. Die Zündkonsole des Fahrzeugs enthält eine Spule, die ihrerseits als Sende- und Empfangsantenne wirkt, um sowohl die Trägerwelle an den Transponder zu senden als auch die modulierte und codierte Welle zu empfangen.
• Insbesondere wird, wie in Fig. 1 beispielhaft gezeigt ist, eine solche elektronische Zündung, die durch das Schaltschloß 10 schematisch angegeben ist, normalerweise in Abhängigkeit von einem von einem Aufnehmer 13 oder auf andere Weise gelieferten Taktsignal über eine Spule 11 des Spannungsgenerators des Motorfahrzeugs gespeist, der die für die Zündkerzen 12 des Motors erforderliche Energie liefert. Eine von einer Batterie 15 gespeiste Elektronikeinheit 14 enthält eine eine Welle erzeugende Schaltung, die eine Trägerwelle an eine Antenne 16 in der Motorzündkonsole 17 und zum Transponder 18 im Zündschlüssel 19 des Motorfahrzeugs sendet. Der Transponder 18 erzeugt seinerseits eine Gruppe von modulierten Impulsen, die wiederum von der Elektronikeinheit 14 empfangen und gelesen werden, um zu einem Mikrocontroller geschickt zu werden, der einen Vergleich zwischen dem empfangenen Codesignal und den Referenzcodedaten in seinem Speicher ausführt; wenn der von dem Transponder 18 gesendete Code als korrekt erkannt wird, gibt das System die Zündschaltung 10 frei.
• Ein System dieses Typs kann durch einfaches Unterbrechen der Drähte, die die elektronische Leseschaltung 14 mit der Steuerung 20 zum Abstellen des Motors verbindet, neutralisiert werden.
• Eine Diebstahlssicherung, bei der die Zündspule über einen in derselben Diebstahlssicherung vorgesehenen Unterbrechungsschalter direkt von einer Batterie gespeist wird, ist auch in EP-A-0 610 902 offenbart; wiederum kann die Diebstahlssicherung durch bloßes Trennen derselben von der Zündschaltung außerkraftgesetzt werden.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine mit einem Alarmsystem kombinierte elektronische Zündvorrichtung bereitzustellen, die zur Anwendung für Motorräder vorgesehen ist und die Nachteile der bisher bekannten Transponder-Zündungen beseitigt.
• Insbesondere ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Zündvorrichtung für Motorräder zu schaffen, die mit einem elektronischen Alarmsystem kombiniert ist, das im Gebrauch äußerst sicher und zuverlässig ist, da es praktisch unmöglich ist, das Alarmsystem durch Durchschneiden von Anschlußdrähten oder durch Beeinflussen der elektronischen und/oder mechanischen Komponenten des Motorrads außerkraftzusetzen, es sei denn durch Austauschen der gesamten Zündvorrichtung.
• Eine weitere Aufgabe ist, eine elektronische Zündvorrichtung mit einem elektrischen Transponder-Alarmsystem oder einer integrierten Schaltung zur Erzeugung eines Geheimcodes zu schaffen, die keine Batteriespeisung erfordert, da das Alarmsystem beim Anlassen des Motors die durch den Spannungsgenerator für die Zündschaltung des Motorrads vorgesehene Stromversorgung verwenden kann.
• Diese Aufgaben der Erfindung werden durch eine mit einem Alarmsystem kombinierte elektronische Zündung nach Anspruch 1 erfüllt.
• Gemäß dem Funktionsprinzip eines Zünd- und Alarmsystems der Erfindung wird ein Transponder-Alarmsystem verwendet, das eine spezielle Stromversorgungsschaltung für eine elektronische Leseeinrichtung eines von dem Transponder des Zündschlüssels gelieferten codierten Signals und einen die Zündschaltung freigebenden und sperrenden Codeidententifizierungs-Mikrocontroller umfaßt, wobei die Stromversorgungsschaltung und der Mikrocontroller in einem Schutzgehäuse untergebracht sind; die Alarmsystem-Stromversorgungsschaltung enthält ihrerseits einen Kondensator zur Energiespeicherung, der mit dem Anlassen des Motors durch denselben Spannungsgenerator der Motorzündschaltung schnell aufgeladen und auf der Ladespannung gehalten wird; das Laden dieses Alarmsystem-Stromversorgungskondensators erfolgt schnell während der ersten Umdrehung oder während den ersten Umdrehungen des Motors über eine erste Niedrigimpedanzschaltung, die ein erstes elektronisches Schaltmittel umfaßt, das funktional mit einer Spannungssteuerschaltung zur Steuerung der Ladespannung des Kondensators verbunden ist. Die Ladung des Alarmsystem-Stromversorgungskondensators wird dann durch eine Hochimpedanz-Spannungshalteschaltung auf einem geregelten Wert gehalten; bei laufender Brennkraftmaschine und im Voraktivierungs- oder Bereitschaftszustand des Alarmsystems wird deshalb ein starkes Stromziehen des Spannungsgenerators verhindert, wodurch eine Leistungsverminderung der Zündvorrichtung vermieden wird.
• Das kombinierte elektronische Zünd- und Alarmsystem für Motorräder gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf das Beispiel in der begleitenden Zeichnung näher beschrieben, wobei in der Zeichnung:
• Fig. 1 ein Schaltplan einer elektronischen Zündung ist, die mit einem herkömmlichen Transponder-Alarmsystem gemäß dem Stand der Technik versehen ist;
• Fig. 2 ein Blockschaltplan des erfindungsgemäßen kombinierten Zündvorrichtungs- und Alarmsystems ist;
• Fig. 3 beispielhaft eine Zündschaltung mit kapazitiver Entladung zeigt, die zur Verwendung laut Blockschaltplan von Fig. 2 bestimmt ist;
• Fig. 4 beispielhaft eine Zündschaltung mit induktiver Entladung zeigt, die für den Blockschaltplan von Fig. 2 geeignet ist;
• Fig. 5 ein Beispiel einer Codeleseeinrichtung für den Transponder des Zündschlüssels näher zeigt;
• Fig. 6 eine mögliche Ausführungsform einer Stromversorgungsschaltung für das Alarmsystem zeigt, die Teil der vorliegenden Erfindung ist;
• Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen kombinierten Zünd- und Alarmsystems zeigt.
• Wie oben erwähnt wurde, zeigt Fig. 1 eine herkömmliche Lösung für eine Zündung 10, die normalerweise über die Spule 11 eines Spannungsgenerators, der die für das Zünden der Kerzen 12 einer Brennkraftmaschine erforderliche Energie liefert, gespeist wird. Die Zündschaltung 10 wird durch ein elektronisches Alarmsystem freigegeben, das eine Elektronikkarte 14 umfaßt, die durch eine Batterie 15 zum Lesen eines codierten Signals versorgt wird, das von einem im Zündschlüssel 19 vorgesehenen Transponder 18 über seine eigene Antenne, die mit einer Antenne 16 in der Zündkonsole 17 des Fahrzeugs induktiv gekoppelt ist, geliefert wird; gemäß dieser herkömmlichen Lösung muß die Elektronik zum Lesen des codierten Signals, das das Zünden der Zündung 10 freigibt, während des Sendens des Zündung-Freigabesignals über dieselben Verbindungsdrähte an die Vorrichtung 20 zum Abstellen des Motors durch die externe Batterie 15 gespeist werden; es ist offensichtlich möglich, die Zündung durch Durchschneiden der Drähte, die das Alarmsystem mit der Vorrichtung zum Abstellen des Motors verbinden, zu aktivieren.
• Mit Bezug auf Fig. 2 werden nun die allgemeinen Merkmale der mit einem erfindungsgemäßen Alarmsystem kombinierten elektronischen Zündvorrichtung für Motorräder beschrieben.
• In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine elektronische Zündschaltung für Motorräder, beispielsweise des Typs mit kapazitiver Entladung, der in Fig. 3 anhand eines Beispiels gezeigt ist, oder des Typs mit induktiver Entladung, der im Beispiel von Fig. 4 gezeigt ist; die Zündschaltung 10 ist geeignet an eine Stromversorgungsspule 11 eines Spannungsgenerators angeschlossen, der durch die Brennkraftmaschine zur Leistungsversorgung der Zündkerzen über eine Hochspannungsspule AT unter der Steuerung eines an sich bekannten Zeitsteuerungsaufnehmers 13 betrieben wird. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine Motorhalt-Vorrichtung, die unabhängig von der Alarmsystemschaltung auf die Zündschaltung 10 einwirkt.
• Die in Fig. 2 gezeigte Zündschaltung 10 wird durch ein Alarmsystem freigegeben und gesperrt, die einen Mikrocontroller 21 umfaßt, wovon ein Ausgang U1 mit einem Freigabeeingang der Zündschaltung 10 verbunden ist; der Mikrocontroller 21 ist mit einem elektrisch löschbaren EEPROM-Speicher versehen, der programmiert ist, um ein Steuersignal zum Freigeben oder Sperren des Betriebs der Zündschaltung 10 zu liefern. Der Mikrocontroller 21 empfängt seinerseits an seinem mit einer Leseeinrichtung 22 verbundenen Dateneingang 11 ein codiertes Signal, das von einem Transponder oder einer ein codiertes Signal sendenden Schaltung 18 eines Zündschlüssels 19, in dem das codierte Signal wiederum über die Antenne 16 in der Zündkonsole 17 des Motorfahrzeugs durch eine Ausleseschaltung 22 empfangen wird, gesendet wird.
• Wie in derselben Fig. 2 gezeigt ist, ist die Stromversorgung für den Mikrocontroller 21 und die Leseeinrichtung für das codierte Signal 22 des Alarmsystems von derselben Spule 11 des Spannungsgenerators, der die Zündschaltung 10 der Brennkraftmaschine während des normalen Laufs mit Spannung versorgt, abgezweigt. Genauer, die elektrische Leistung wird dem Eingang 12 des Mikrocontrollers 21 und dem Eingang der Leseeinrichtung 22 über eine in Fig. 6 im Detail gezeigte Stromversorgungsschaltung 23 zugeführt, die so beschaffen ist, daß sie Leistung in einem Kondensator speichert und diese dem Mikrocontroller 21 und der Leseeinrichtung 22 in gesteuerter Weise zuführt, wobei die Stromversorgungsschaltung 23 während des Laufs der Brennkraftmaschine, ohne die Leistung der Zündschaltung 10 negativ zu beeinflussen oder zu beeinträchtigen, konstant gespeist wird.
• Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung bilden die aus der Zündschaltung 10 bestehende Einheit, der Mikrocontroller 21, die Leseeinrichtung für das codierte Signal 22 und die Stromversorgungsschaltung 23 eine einzige Einheit, die vorzugsweise in einem Schutzgehäuse 24 eingeschlossen ist, das nicht manipuliert werden kann, wodurch ein Zugriff sowohl auf das gesamte Alarmsystem als auch auf die Zündschaltung verhindert wird.
• Fig. 3 der begleitenden Zeichnung zeigt anhand eines Beispiels ein erstes Verfahren der Steuerung einer elektronischen Zündung mit kapazitiver Entladung, die mit dem kombinierten Alarmsystem gemäß Fig. 2 verwendet werden kann.
• Im Fall von Fig. 3 umfaßt die Zündschaltung 10 im wesentlichen einen Entladekondensator C1, der an einer Seite über die Diode D1 mit dem Anschluß 11' der Spannungsgeneratorspule 11 und an der anderen Seite mit dem Anschluß AT' der Hochspannungsspule AT, die den Zündkerzen 12 den Entladestrom zuführt, verbunden ist. Der Anschluß 11' der Versorgungsspule 11 ist außerdem über die Diode D2 direkt mit dem Anschluß 20' der Motorhalt-Vorrichtung 20 verbunden.
• In einer an sich bekannten Weise erfolgt das Entladen des Kondensators C1 mittels eines elektronischen Schalters wie etwa eines SCR, dessen Steuerelektrode über einen Spitzendetektor R1, C2 und die Diode D3 mit dem Anschluß 13' des Aufnehmers 13 verbunden ist; die Freigabe- und Sperrvorgänge der Zündschaltung werden durch den Mikrocontroller 21 gelenkt, dessen Freigabesteuersignal an den Anschluß 21' geschickt wird, der mit der Basis eines Transistors TR1 oder einem ersten elektronischen Schaltmittel, dessen Kollektor-Emitter-Schaltung von der die SCR-Steuerelektrode versorgenden Spitzendetektorschaltung verzweigt ist, verbunden ist.
• Fig. 3 zeigt deshalb ein erstes System, das eine Schaltung mit kapazitiver Entladung im Sperrzustand hält, bis das vom Transponder in dem Zündschlüssel 19 gesendete codierte Signal identifiziert ist.
• In diesem Fall wird das Freigabesignal an den Transistor TR1 gesendet, der das Durchschalten des SCR an der Entladungsschaltung des Zündkondensators C1 solange verhindert, bis dieser Transistor durch den Mikrocontroller 21 betätigt wird; sobald das vom Transponder gesendete codierte Signal als gültig erkannt wird, deaktiviert der Mikrocontroller 21 den Transistor TR1 und gibt auf diese Weise den Betrieb der Zündschaltung 10 frei.
• Ein anderes mögliches System, um den Sperrzustand einer Zündschaltung 10 des Typs mit kapazitiver Entladung aufrechtzuerhalten, ist in Fig. 4 der begleitenden Zeichnung gezeigt. In diesem Fall ist die Primärwicklung der Spule AT, die die über die Sekundärwicklung der Spule AT auf die Zündkerzen 12 zu übertragende magnetische Energie speichert, direkt mit dem positiven Anschluß B der Batterie oder mit einem Mehrphasengenerator verbunden, wobei die Ausgangsspannung eine sehr geringe Welligkeit hat, d.h. einer Gleichspannung gleichkommt, oder andernfalls über die Kollektor-Emitter-Schaltung mit einem zweiten Transistor TR2 verbunden, dessen Basis mit dem Anschluß 13' verbunden ist, von dem das Zündsteuersignal empfangen wird. Auch in diesem Fall wird das Freigabesteuersignal durch den Mikrocontroller 21 an die Basis des ersten Transistors TR1 gesendet, der TR2 oder irgendeinen gleichwertigen elektronischen Schalter sperrt und das Durchschalten desselben solange verhindert, wie der Transistor TR1 durch den Mikroprozessor 21 betätigt wird.
• Mit Bezug auf Fig. 5 wird nun das System für das Senden und Empfangen von codierten Signalen zwischen dem Transponder 18 des Zündschlüssels 19 des Motorfahrzeugs und der Leseeinrichtung 22 beschrieben. Eine mögliche Leseeinrichtung, die in Kombination mit der Zündschaltung verwendet werden kann, besteht beispielsweise aus der kombinierten Schaltung U2270B der Firma TEMIC, die als Schnittstelle zwischen dem Mikrocontroller 21 und dem von derselben Firme hergestellten Transponder 18 dient.
• Die Leseeinrichtung 22 umfaßt im wesentlichen einen internen Stromlieferanten 25, dessen Anschluß 23' mit Spannung von der Versorgungsschaltung 23 von Fig. 2 gespeist wird, um einen Oszillator 26 zu versorgen, der über die zum Empfang des Freigabesignals an 27' vorgesehene Schaltung 27 einen Treiber 28 betreibt, der eine Trägerwelle an eine aus der Spule 16 bestehende Sende- und Empfangsantenne sendet.
• Die Spule 16 ist ihrerseits sowohl während des Sendens der Trägerwelle an den Transponder 18 als auch während des Empfangens des codierten Signals mit der entsprechenden, aus der Spule 18' bestehenden Sende- und Empfangsantenne induktiv gekoppelt.
• Das von dem Transponder 18 im Manchester-Code modulierte und von der Spule 16 empfangene codierte Signal wird über die Diode 29 an eine Leselogik 30 gesendet, die das codierte Signal demoduliert, quadriert und an den CODE-Anschluß des Mikrocontrollers 21 ausgibt.
• Der Oszillator 26, dessen Ausgang durch die Schaltung 27, die an 27' durch ein Freigabesignal gesteuert wird, freigegeben wird, betreibt den Treiber 28, der eine Trägerwelle mit einer typischen Frequenz von 125 kHz an die Spule 16 sendet.
• Dieselbe Spule 16 der Antenne empfängt als Eingangssignal das von der Antenne 18' des Transponders gesendete modulierte Signal, das von der entsprechenden Diode 29 erfaßt wird und dann an den Lesekanal 30 geschickt wird, der es verstärkt und in ein entsprechendes digitales Ausgangssignal 31 für den Mikroprozessor umsetzt; dieser Abschnitt der Leseeinrichtung 22 liefert außerdem ein Signal zur Freigabe des Ausgangs OE; außerdem ist zwischen dem Mikrocontroller 21 und dem Stromlieferanten 25 in der Leseeinrichtung für das codierte Signal ein Standby-Anschluß 32 vorgesehen.
• Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung hat sich die Versorgung des Alarmsystems mit Strom von dem Spannungsgenerator, mit dem ein Motor normalerweise ausgerüstet ist, als ernstes Problem erwiesen: Tatsächlich sind die gegenwärtig in Motorrädern verwendeten Spannungsgeneratoren mit einer Spule zur Versorgung der Zündschaltung versehen, die maximal einen Strom von etwa 100 mA (effektiver Mittelwert) liefern kann. Diese Spule muß deshalb in der Lage sein, nicht nur die Zündschaltung 10, sondern auch das Alarmsystem versorgen zu können, ohne die Leistung der Zündung zu beeinträchtigen, d.h. ohne einen starken Leistungsabfall des Zündfunkens für die Brennkraftmaschine unter normalen Betriebsbedingungen hervorzurufen.
• Eine mögliche Lösung der Stromversorgungsschaltung 23 für das Alarmsystem ist in Fig. 6 der begleitenden Zeichnung gezeigt.
• Die Schaltung von Fig. 6 umfaßt im wesentlichen einen ersten energiespeichernden Abschnitt, der aus einem Kondensator C3 besteht, der mit dem Anschluß 11' der Spule des Spannungsgenerators des Motorfahrzeugs über eine erste Niedrigimpedanzschaltung mit einem zweiten elektronischen Triggerschalter T1 verbunden werden kann, der zum Steuern der Ladespannung des Kondensators C3, deren Wert durch die Zenerdiode D4 festgelegt ist, durch einen Steuerabschnitt 33 aktiviert und deaktiviert werden kann; der Steuerabschnitt 33 enthält die Widerstände R2 und R3 sowie die Diode D5 zum Schutz gegen eine Umkehrung der Polarität des Gate-Katode-Zonenübergangs G-K von TI.
• Die Stromversorgungsschaltung 23 umfaßt neben der Steuerschaltung 33 zum Steuern der Ladespannung des Kondensators C3 eine Hochimpedanzschaltung 34 zum Aufrechterhalten des Ladezustands von C3, die mit dem elektronischen Triggerschalter TI parallelgeschaltet ist und die Versorgung des Ausgangsanschlusses 23' mit einem Strom ermöglicht, der einen sehr niedrigen Wert besitzt und deutlich kleiner als der über die durch den Schalter T1 dargestellte Niedrigimpedanzschaltung an C3 gelieferte Strom ist, jedoch ausreicht, um die Spannung des Kondensators C3 auf dem gewünschten Wert für das Ausgangssignal 23', das den Mikrocontroller 21 und die Leseeinrichtung 22 versorgt, zu halten, ohne hierbei ein übermäßiges Stromziehen durch die Zündschaltung hervorzurufen; in dieser Weise wird eine Leistungsminderung der Zündung selbst vermieden. Deshalb muß der Impedanzwert der Schaltung 34, die den Ladezustand des Kondensators C3 aufrechterhält, wesentlich höher als die Impedanz der Ladeschaltung T1 sein und in der Planungsphase geeignet berechnet worden sein.
• Die Diode D6 dient dazu, das Entladen des Kondensators C3 über den Stromversorgungsgenerator 11 zu verhindern, wenn der Letztere auf einer Spannung liegt, die niedriger als jene von C3 ist.
• Die Arbeitsweise der gesamten Zündvorrichtung für Motorräder mit einem kombinierten elektronischen Transponder-Alarmsystem ist im wesentlichen folgende: Mit den ersten Umdrehungen der Brennkraftmaschine nach dem Anlassen wird der elektronische Schalter T1 der in Fig. 6 gezeigten Stromversorgungsschaltung durch den Strom, der durch die mit seiner Steuerelektrode verbundenen Widerstände R2 und R3 fließt, betätigt; da die Schaltung des Schalters T1 bei Niedrigimpedanz, die wesentlich kleiner als jene der Schaltung 34 ist, betrieben wird, läßt diese somit ein schnelles Laden des Kondensators C3, praktisch im Verlauf von einer oder zwei Motorumdrehungen, zu.
• Die Ladespannung des Kondensators C3 wird durch die Zenerdiode D4 geregelt und auf einem vorgegebenen Wert gehalten; während des Ladens des Kondensators wird die Schaltung mit Energie gespeist, wodurch das Laden im Verlauf von wenigen Undrehungen der Brennkraftmaschine ausgeführt werden kann, wenn die Zündschaltung noch nicht aktiviert ist.
• Wenn die durch die Zenerdiode D4 definierte Spannung am Kondensator C3 erreicht ist, fällt die Spannung zwischen dem Gate G und der Katode K des elektronischen Schalters T1 so weit ab, daß ein Leiten des Letzteren verhindert wird, wodurch Energie im Entladekondensator C1, der an AT' mit der Spule AT der in Fig. 3 gezeigten Zündschaltung verbunden ist, gespeichert werden kann, da nun höchstens ein kleiner Teil des von der Spule 11 des Motorfahrzeug-Spannungsgenerators gelieferten Stroms in Richtung der Stromversorgungsschaltung 23 des Mikrocontrollers 21 und der Leseeinrichtung 22 des Alarmsystems gezogen wird. An den Ausgang 23' (Fig. 6) der Stromversorgungsschaltung 23 kann als Schutz gegen hohe Spannungen, die dem Mikrocontroller 21 und der Leseeinrichtung 22 zugeführt werden könnten, eine Zenerdiode D9 oder eine Spannungssteuerschaltung zur Begrenzung der Ladespannung von C3 geschaltet sein.
• Während des Lesens des Zündschlüssel-Identifizierungscodes muß der mit der Zündkerze 12 verbundenen Hochspannungsspule AT kein Strom zugeführt werden, so daß der Mikrocontroller 21 die Zündschaltung 10 in dem über den Schalter TR1 gesperrten Zustand belassen kann.
• Nach der Identifizierung des Codes und somit nach der Freigabe des Zündschaltung 10 versetzt der Mikrocontroller 21 die Leseeinrichtung 22 am Ausgang U3 in Bereitschaft; in dieser Weise wird der Strombedarf des Alarmsystems drastisch reduziert und kann die Stromversorgung über die Diode D6 und den Widerstand R4 mit einem hohen Widerstandswert (etwa 10-100 kΩ) aufrechterhalten werden, was ein minimales Abfallen des Stroms der Zündschaltung zur Folge hat.
• Wie oben erwähnt wurde, kann das zweite Schaltmittel T1 in Gestalt eines elektronischen Triggerschalters auftreten, der zu Beginn leitend ist, wobei er eine Niedrigimpedanzschaltung bildet, um ein schnelles Laden des Versorgungskondensators zu ermöglichen, und der danach infolge des von der Spannungssteuerschaltung 33 gelieferten Steuersignals geöffnet wird, wenn der gewünschte Spannungswert am Kondensator C3 erreicht ist.
• An diesem Punkt greift die mit T1 parallelgeschaltete Hochimpedanzschaltung 34 ein, die das Ziehen einer kleineren Strommenge von dem Spannungsgenerator unter Betriebsbedingungen ermöglicht, wenn das Alarmsystem in Bereitschaft ist, ohne die Eigenschaften der erzeugten Zündfunken merklich zu beeinflussen. Wegen der kleineren Dissipation wird als elektronischer Triggerschalter vorzugsweise ein SCR verwendet; jedoch kann auch irgendein anderer Typ eines gesteuerten elektronischen Schalters wie etwa ein Transistor oder ein MOS verwendet werden, die dennoch weniger vorzuziehen sind, da sie anders als der SCR eher in einer stärker dissipativen linearen Zone arbeiten.
• Die Software, mit der ein Speicher des Mikrocontrollers 21 programmiert ist, muß deshalb dergestalt sein, daß sie nicht nur das Identifizieren des Zündschlüsselcodes oder das Lenken des aktivierten oder des deaktivierten Zustands der Zündschaltung 10 und der Leseeinrichtung 22, sondern auch das Speichern der codierten Signale einer vorgegebenen Anzahl von Transpondern ermöglicht; dies ist nützlich, wenn der Schlüssel verloren wurde oder wenn ein zusätzlicher Transponder-Schlüssel gespeichert werden muß.
• Die für diese Operation erforderliche Prozedur beinhaltet die Verwendung eines speziellen Transponder-Schlüssels, der als "Programmierungs-Freigabeschlüssel" bezeichnet werden kann und über den es möglich ist, einen im voraus festgelegten und im Speicher des Mikrocontrollers gespeicherten Code zu erzeugen. Mit diesem Programmierungs-Freigabeschlüssel ist es nach der Speisung der Zündung über das kombinierte Alarmsystem möglich, das gesamte System durch Speicherung der Codes für neue Schlüssel im EEPROM festzulegen, ohne die Hardware der Zündung zu modifizieren.
• Fig. 7 zeigt eine Variante der mit dem Transponder-Alarmsystem kombinierten Zündschaltung, die mit einer LED versehen ist, die zur Anzeige des aktivierten Zustands des Alarmsystems bestimmt ist und durch ein Motorumdrehungserfassungssystem gesteuert wird.
• Es ist häufig der Fall, daß am Instrumentenbrett eine LED angebracht sein muß, die blinkt, wenn das Fahrzeug im Stillstand ist, um das Vorhandensein und die Aktivierung des Alarmsystems selbst anzuzeigen.
• Um diese Variante der Erfindung zu verwirklichen, ist es offensichtlich unerläßlich, die Schaltung über eine externe Batterie 35 zu speisen, damit die Möglichkeit besteht, die obenerwähnte Warn-LED bei stillgesetztem Motor zu betreiben.
• Um dies zu erreichen, kann der Blockschaltplan gemäß Fig. 7 verwendet werden, der im wesentlichen den vorhergehenden Schaltplan von Fig. 2 zeigt, wobei ein Eingang der Stromversorgungsschaltung 23 über eine Diode D7 und einen Widerstand (Fig. 6) zur Trennung von der restlichen Stromversorgungsschaltung des Generators 11 mit dem Anschluß 35' einer Batterie 35 verbunden ist.
• In dieser Weise werden die Blöcke 21 und 22 durch die Batterie gespeist, falls Letztere vorhanden ist, und wie oben beschrieben durch die Versorgungsspule 11 des Spannungsgenerators gespeist, wenn die Batterie selbst nicht angeschlossen ist.
• Der Mikrocontroller 21 ist in diesem Fall mit einem zusätzlichen Ausgang U2 für ein Freigabesignal für einen Block 37 versehen, der die Speisung der LED durch die Batterie 35 steuert. Das Hochpegel- oder Tiefpegel-Ausgangssignal U2 des Mikrocontrollers 21 wird über einen Spannungsteiler R9, R10 an die Basis des dritten elektronischen Schaltmittels oder eines Transistors TR3 geliefert, der eine zur Zündung und zum Alarmsystem externe Warn-LED betreibt und bewirkt, daß diese mit einer durch die Software des Mikrocontrollers 21 festgelegten Frequenz blinkt. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, kann die LED speziell über die Kollektor-Emitter-Schaltung von TR3 oder irgendeinen anderen elektronischen Schalter, die bzw. der mit den Widerständen R11 und R12 in Reihe geschaltet ist, mit dem Anschluß 35' der Batterie verbunden sein.
• Bei dieser Variante stellen sich zwei zusätzliche Probleme:
• - die LED darf lediglich blinken, wenn das Fahrzeug im Stillstand ist;
• - das System muß so eingerichtet sein, daß es den Schlüssel 19 liest, sobald der Motor gestartet ist, um zu verhindern, daß dasselbe System ständig im Lesezustand ist, mit der Folge, daß unnötig viel Strom verbraucht und eine frühzeitige Erschöpfung der Batterie bewirkt wird.
• Um beide Probleme zu lösen, ist es erforderlich, eine Vorrichtung zu verwenden, die den Lauf des Motors erfassen kann und diese Information an den Mikrocontroller 21 überträgt, damit dieser in Abhängigkeit von einem Signal, das das Drehen des Motors anzeigt und von einer Schaltung 36 zum Erfassen der Spannung am Aufnehmer 13 oder an der Spule 11 des Spannungsgenerators an den Dateneingang 13 des Mikrocontrollers 21 geschickt wird, ein Freigabesignal an die Schaltung 37, die die LED speist, liefert.
• Eine mögliche konstruktionstechnische Form kann mit der Schaltung 36 von Fig. 7 erzielt werden, die zum Nachweis einer Spannung am Aufnehmer 13 oder an der Generatorspule 11 (Drehen des Motors) oder zum Ausgeben eines Signals an den Mikrocontroller 21 bestimmt ist. Diese Schaltung enthält im wesentlichen einen Kondensator C4, der vom Kollektor eines vierten elektronischen Schaltmittels oder Transistors TR4 abzweigt und durch die Stromversorgungsschaltung 23 über die Widerstände R6' und R&", die seine Ladezeit bestimmen, geladen wird. Bei stillgesetztem Motor ist der Transistor TR4, dessen Kollektor-Emitter-Schaltung mit einem Dateneingang 13 des Mikrocontrollers 21 verbunden ist, ausgeschaltet, wobei der Eingang 13 des Mikrocontrollers 21 auf Hochpegel liegt und den Zustand des Motors angibt.
• Wenn der Motor mittels Kickstart oder durch Betätigung eines Anlassermotors zum Laufen gebracht worden ist, ist der Transistor gesättigt, wenn seine Basis über die Diode D8 mit dem Aufnehmer 13 oder alternativ mit dem Spannungsgenerator 11, wie in Fig. 7 in unterbrochenen Linien gezeigt ist, verbunden ist; dies bewirkt das Entladen des Kondensators C4 auf der Kollektor- Emitter-Schaltung des Transistors TR4 über den Widerstand R6", was dazu führt, daß der Eingang 13 auf Tiefpegel geht und den Mikrocontroller über den neuen Zustand des Motors, der nun läuft, informiert.
• Wenn der Motor angehalten wird, ist TR4 durch das Signal vom Generator 11 oder vom Aufnehmer 13 nicht mehr aktiviert und ausgeschaltet, was das Aufladen von C4 ermöglicht und bewirkt, daß der Eingang 13 auf Hochpegel geht.
• Um einen korrekten Betrieb dieser Schaltung sicherzustellen, muß die (durch C4, R6', R6" bestimmte) Zeitkonstante für das Aufladen von C4 größer als ihre (durch C4, R6" bestimmte) Konstante für das Entladen über TR4 sein.
• Das schnelle Entladen und langsame Aufladen von C4 garantiert selbst bei niedrigen Drehzahlen den Tiefpegel von 13.
• Der Kondensator C4 versorgt deshalb den Eingang 13 des Mikrocontrollers 21 mit Informationen über den Betriebszustand des Motors, in deren Folge der Mikrocontroller 21 an U2 ein Zustimmungssignal an die Schaltung 37 zur Batteriespeisung der LED und mittels des entsprechenden Bereitschaftssignals an seinem Ausgang U3 ein weiteres Zustimmungssignal an den Leseblock 22 ausgibt.
• Wenn der Eingang 13 des Mikrocontrollers auf Tiefpegel ist, stellt er das System mittels geeigneter Software auf das Lesen des Transponders ein, wobei er die Leseeinrichtung 22 aktiviert und die Warn-LED deaktiviert.
• Wenn der Transponder einen korrekten Code besitzt, gibt der Mikrocontroller 21 die Zündung 10 frei und sperrt die Leseeinrichtung 22 und die LED- Leuchte; andernfalls stoppt der Motor nach einigen Umdrehungen, während der Eingang 13 des Mikrocontrollers, der für die Erfassung der Umdrehung verantwortlich ist, wieder auf Hochpegel geht und der Mikrocontroller die Leseeinrichtung 22 sperrt und die LED-Warnleuchte wieder freigibt.
• Das anfängliche Drehen des Motors wird mittels Kickstart oder durch Betätigung des Fahrzeug-Anlassermotors bewirkt.
• Mit diesem System werden die Informationen hinsichtlich des Laufens des Motors durch eine Steuervorrichtung innerhalb des Zünd- und Alarmsystems geliefert, wodurch eine weitere externe Verdrahtung vermieden wird.
• Es sei angemerkt, daß dann, wenn das System gemäß Fig. 7 nicht batteriegespeist ist, die Batterie genau wie bei dem in Fig. 2 gezeigten System betrieben wird, das für seine sämtlichen Zündfunktionen einschließlich des kombinierten Alarmsystems, mit Ausnahme natürlich für den Betrieb der Warn-LED, Strom vom Generator empfängt.

Claims (13)

1. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem für eine Brennkraftmaschine, das von dem Typ mit einer Zündschaltung (10) ist, die an eine Lichtmaschine (11) angeschlossen ist, die so betrieben wird, daß sie sich synchron mit der Brennkraftmaschine dreht, wobei das Alarmsystem in einem entsprechenden Zündschlüssel (19) wenigstens eine Schaltung (18) zum Aussenden eines codierten Signals umfaßt, die mit einer elektronischen Ausleseschaltung (22) zum Auslesen codierter Signale aus der Signalsendeschaltung (18) und zum Eingeben des ausgelesenen codierten Signals in einen ersten Eingang (11) eines Mikrocontrollers (21) für die Identifizierung des von der Sendeschaltung (18) ausgegebenen codierten Signals induktiv gekoppelt ist, wobei der Mikrocontroller (21) einen Freigabesignal-Sendeausgang (U1), der mit einem ersten elektronischen Steuerschaltmittel (TR1) der Zündschaltung (10) verbunden ist, besitzt, um den Motor zu zünden, wenn wenigstens ein codiertes Signal als korrekt erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß:

- eine Stromversorgungsvorrichtung (23) vorgesehen ist, die einen Spannungsausgang (23') besitzt, der einen zweiten Einlaß (12) des Mikrocontrollers (21) bzw. die elektronische Ausleseschaltung (22) versorgt, wobei die Versorgungsschaltung (23) umfaßt:

- einen Energiespeicherkondensator (C3), der eine Spannungsversorgung für die Eingänge des Mikrocontrollers (21) und der Ausleseschaltung (22) bildet,

- wobei der Energiespeicherkondensator (C3) über eine erste Niedrigimpedanzschaltung bzw. über eine zweite Hochimpedanzschaltung (34) funktional angeschlossen werden kann, wobei die erste Niedrigimpedanzschaltung ein zweites elektronisches Schaltmittel (T1) umfaßt, das den Kondensator beim Anlassen des Motors auflädt, und die zweite Hochimpedanzschaltung den geladenen Zustand des Kondensators (C3) während des normalen Laufs des Motors aufrechterhält; und

- Steuermittel (33) zum Steuern der Ladespannung des Speicherkondensators (C3) durch Aktivieren des zweiten elektronischen Schaltmittels (T1) damit es den Speicherkondensator (C3) mit dem Spannungsgenerator (11) des Motors verbindet.

2. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochimpedanzschaltung (34) einen mit dem zweiten elektronischen Schaltmittel (T1) parallelgeschalteten Widerstand (R4) umfaßt und daß Spannungsbegrenzungsmittel (B9) auf der Ausgangsseite (23') der Stromversorgungsvorrichtung vorgesehen sind, um die Ladespannung des Energiespeicherkondensators (C3) zu begrenzen.

3. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündschaltung (10) vom Typ mit kapazitiver Entladung ist.

4. Elektrisches Zünd- und Alarmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündschaltung (10) vom Typ mit induktiver Entladung ist.

5. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elektronische Schaltmittel ein SCR-Schalter ist.

6. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mikrocontroller (21) und einer Stromversorgungsschaltung (25) in der Schaltung (22) zum Auslesen codierter Signale eine Bereitschaftssignal-Ausgangsverbindung (32) vorgesehen ist.

7. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine externe Lichtsignalquelle (LED), die den aktivierten Zustand des Alarmsystems angibt, wobei die Lichtsignalquelle (LED) mit einer Stromversorgungsbatterie (35) durch eine Steuerschaltung (37) verbindbar ist, die ein drittes elektronisches Schaltmittel (TR3) umfaßt, das durch ein Freigabesignal an einem weiteren Ausgang (U2) des Mikrocontrollers (21) aktiviert wird; wenn der Fahrzeugmotor stillsteht.

8. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch eine Spannungserfassungsschaltung (36) zum Erfassen des Spannungsausgangs eines Zeitsteuerungsaufnehmers (13) der Lichtmaschine, um eine zusätzliche Dateneingabe (13) in den Mikrocontroller (21) zu schaffen, die Informationen bezüglich des Betriebs- und Haltzustandes des Motors umfaßt, und daß der Mikrocontroller (21) so programmiert ist, daß er das Freigabesignal (U2) für das dritte elektronische Schaltmittel (T3) bereitstellt, um die Lichtsignalquelle (LED) in Abhängigkeit von entsprechenden Motorhalt-Daten, die an den zusätzlichen Dateneingang (13) des Mikrocontrollers (21) geliefert werden, mit der Stromversorgungsbatterie (35') zu verbinden oder die elektronische Ausleseschaltung (22) für das von der integrierten Schaltung (18) im Zündschlüssel (19) ausgesendete codierte Signal in den Bereitschaftszustand zu versetzen.

9. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündschaltung (10), der Mikrocontroller (21), die Leseeinrichtung (22) für das codierte Signal und die Stromversorgungsschaltung (23) in einem einzigen Schutzgehäuse eingeschlossen sind.

10. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (33) zum Steuern der Batterieversorgung der Lichtsignalquelle (LED) und die Erfassungsschaltung (36) für die Erfassung des Betriebszustandes des Motors in dem Schutzgehäuse eingeschlossen sind.

11. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocontroller (21) einen Speicher enthält, der so programmiert ist, daß er das Management für die aktivierten und deaktivierten Zustände der Zündschaltung (10) bzw. der Schaltung (22) zum Auslesen der codierten Signale ausführt, um codierte Signale, die von einer Anzahl integrierter Schaltungen (18) für die Erzeugung codierter Signale erzeugt werden, zu speichern, wobei jede der integrierten Schaltungen (18) einer entsprechenden Anlasserschlüsselvorrichtung (19) zugeordnet ist.

12. Elektronisches Zünd- und Alarmsystem nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede integrierte Schaltung (18) zum Erzeugen eines codierten Signals eine Transponder-Schaltung enthält, die mit der Codeausleseschaltung (22) induktiv verbunden werden kann.

13. Elektronische Zündung nach einem der Ansprüche 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Schaltung (18) zum Erzeugen des codierten Signals des Zündschlüssels (19) und die Ausleseschaltung (22) zum Lesen der codierten Signale des Alarmsystems durch elektrische Kontaktmittel verbunden sind.