DE19944008C2 - Zündstartschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Starten eines Kraftfahrzeugs mit der Zündstartschaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündstartschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit der der Verbrennungsmotor bei Nachweis einer Berechtigung gestartet werden kann und ein Verfahren zum Starten des Kraftfahrzeugs mit der Zündstartschaltvor­ richtung.

Eine bekannte Zündstartschaltvorrichtung (DE 198 11 872 C1) weist einen Zündanlaßschalter auf, der manuell betätigt wird, sobald der Verbrennungsmotor gestartet werden soll. In dem Schalter ist eine biometrische Authentifizierungseinheit an­ geordnet, die die Berechtigung des Benutzers anhand seines Finderabdrucks überprüft. Nur bei vorhandener Berechtigung wird die Zündung eingeschaltet und der Verbrennungsmotor ge­ startet (dies wird auch als Wegfahrsperre bezeichnet).

Zum Starten des Kraftfahrzeugs, d. h. zum Einschalten der Zün­ dung und Starten des Verbrennungsmotors, weist jedes Kraft­ fahrzeug einen Zündstartschalter oder Zündanlaßschalter (wird im folgenden als Zündschalter bezeichnet) auf. Herkömmlicher­ weise ist dieser als Schoß ausgeführt, in das ein Zündschlüs­ sel eingesteckt und verdreht wird. Beim Verdrehen werden je nach Drehstellung unterschiedliche Schalter (im Kraftfahrzeug als Klemmen bezeichnet) betätigt, so daß unterschiedliche elektrische Einrichtungen ein- oder zugeschaltet werden. Wird das Schloß in die Stellung ACC (Accessories = Zusatzgeräte) gebracht, so werden Zusatzgeräte wie Radio, Lüftung, Klimaan­ lage, usw. eingeschaltet. In der Stellung START wird die Zün­ dung eingeschaltet und der Verbrennungsmotor gestartet.

In einer der Stellungen wird bei herkömmlichen Wegfahrsperren eine Berechtigung eines Transponders, der sich auf dem Schlüssel befindet, abgefragt. Und nur bei Berechtigung kann das Fahrzeug benutzt werden, ansonsten kann der Motor erst gar nicht gestartet werden oder wird wieder abgestellt, falls er unberechtigt gestartet wurde.

Zunehmend wird die Berechtigung für den Zugang und die Benut­ zung des Kraftfahrzeugs durch tragbare Codegeber, Chipkarten, oder biometrische Systeme, wie Finderabdruckkontrolle, nach­ gewiesen. Bei diesen wird nicht mehr ein Zündschloß benötigt, in das ein Schlüssel eingesteckt werden kann. Es genügt, wenn ein Schaltelement, wie ein Tastschalter oder Drehschalter, in Griffweite des Fahrers angeordnet ist, durch das der Zünd- und Startvorgang eingleitet wird.

Eine solche Zündstartschaltvorrichtung ist beispielsweise aus DE 196 42 616 A1 bekannt. Beim Einstecken eines Schlüssels in einen Zündstartschalter wird ein Anforderungssignal ausgesen­ det. Wenn das Anforderungssignal von dem Schlüssel empfangen wird, so sendet dieser sein Antwortcodesignal zurück, das auf seine Berechtigung hin überprüft wird. Bei vorhandener Be­ rechtigung wird sodann die Zündung eingeschaltet und der Verbrennungsmotor gestartet.

Bei diesen Vorrichtungen ist keine Zustandsanzeige vorhanden, die den tatsächlich eingenommenen Schaltzustand anzeigt, d. h. es wird nicht angezeigt, ob die Berechtigung auch tatsächlich vorliegt. Lediglich die Stellung des Schalters ist optisch zu erkennen. Ob jedoch der gewünschte Schaltzustand auch tat­ sächlich in elektrischem Sinne eingenommen ist, wird bei den herkömmlichen Systemen nur angenommen. So kann es beispiels­ weise passieren, daß der Benutzer nur das Radio einschalten möchte und hierzu den Zündschlüssel im Zündschoß eine Stufe weiter dreht. War das Kraftfahrzeug bereits in einem Zündbe­ reitschaftszustand, so wird der Verbrennungsmotor gestartet, was zu gefährlichen Situationen führen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündstart­ schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, durch die ein sicheres Betätigen der Vorrichtung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Zündstartschaltvorrichtung ge­ mäß der Merkmale von Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zum Starten des Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 7 gelöst.

Dabei ist eine optoelektronische oder akustische Anzeigeein­ heit vorhanden, die von einer ersten Schalteinheit gesteuert wird. Zumindest ein Zündbereitschaftszustand wird angezeigt, sobald dieser aktiviert ist und die Berechtigung eines Benut­ zers überprüft ist. Wird in diesem Zustand eine weitere Betä­ tigung der Schalteinheit vorgenommen oder eine weitere Schalteinheit betätigt, so wird der Verbrennungsmotor gestar­ tet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Un­ teransprüche wiedergegeben. So kann die Anzeigeeinheit in der Instrumententafel oder einer Betätigungsfläche der Schaltein­ heit angeordnet sein. Die Schalteinheit kann in der Instru­ mententafel, am Lenkstock, auf der Mittelkonsole oder an son­ stiger Stelle in Griffweite des Fahrers angeordnet sein. Als Anzeigeeinheit kann eine Lampe, LED, eine LCD-Matrix-Anzeige oder ein Bildschirm verwendet werden.

Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht eines Fahrzeuginnenraumes mit einer erfindungsgemäßen Zündstartschaltvorrichtung

Fig. 2 eine Ansicht eines Cockpits eines Kraftfahrzeuges mit der Zündstartschaltvorrichtung und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zum Durchführen des Verfahrens zum Starten des Verbrennungsmotors.

Der Zünd- und Startvorgang bei einem Kraftfahrzeug wird durch Betätigen eines Zündschalters 1 (Fig. 1) als manuell betä­ tigbares Schaltelement eingleitet. Selbstverständlich können hierzu alle willkürlich betätigbaren Schaltelemente verwendet werden, die in Griffweite des Fahrers im Kraftfahrzeug ange­ ordnet sind. Der Verbrennungsmotor wird nur dann gestartet, wenn eine Berechtigung hierzu vorliegt. Als Codegeber 2 zum Nachweis der Berechtigung wird bei dem vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel eine Chipkarte verwendet, die der Benutzer bei sich tragen kann. Ebenso kann die Berechtigung zum Benutzen des Kraftfahrzeugs über andere Codegeber 2 oder biometrische Codemittel, wie Fingerabdruck, Sprache, Gesicht- oder Iriser­ kennung nachgewiesen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Zündschalter 1 am Lenkstock 3 in der Nähe des Lenkrades 4 angeordnet. Der Zünd­ schalter 1 kann in mehrere Schaltpositionen willkürlich, d. h. durch eine bewußte Betätigung, bewegt werden.

Wenn der Benutzer den Zündschalter 1 betätigt, so findet zu­ nächst ein Authentifizierungsvorgang statt (vgl. Verfahren gemäß Fig. 3). Bei diesem wird eine Berechtigung durch die Chipkarte (auch als Smart Card bezeichnet) nachgewiesen. Hierzu wird infolge des Betätigens und damit des Schaltens des Zündschalters 1 ein Anforderungssignal zu dem Codegeber 2 ausgesendet. Wenn dieser das Anforderungssignal empfängt, so erzeugt er ein Antwortcodesignal und sendet zurück, das dann von einem Empfänger 5 im Kraftfahrzeug empfangen wird.

Der Empfänger 5 ist mit einem Steuergerät 6 verbunden, in dem das Antwortcodesignal ausgewertet wird. Somit wird die Be­ rechtigung des Benutzers geprüft. Falls der Codegeber 2 be­ rechtigt ist, so wird die Benutzung des Fahrzeuges freigege­ ben. D. h. die Wegfahrsperre wird gelöst. Hierzu kann das Steuergerät 6 angewiesen werden, die Zündung einzuschalten und den Verbrennungsmotor zu starten.

Dieser Zustand, in dem sich das Kraftfahrzeug kurz vor dem Starten befindet, wird hier als Zündbereitschaftszustand be­ zeichnet. Zumindest dieser Zustand wird dem Benutzer erfin­ dungsgemäß optisch oder akustisch mit Hilfe einer Anzeigeeinheit 7 angezeigt. Der Benutzer wird somit darauf hingewiesen, daß bei weiterer Betätigung des Zündschalters 1 der Verbren­ nungsmotor gestartet wird.

Während der Anzeige des Zündbereitschaftszustandes kann auch ein weiteres Schaltelement willkürlich betätigt werden, um den Verbrennungsmotor zu starten. Als solches, weiteres Schaltelement kann beispielsweise ein Schalter am Bremspedal 8 dienen. Nur wenn während des Zündbereitschaftszustandes das Bremspedal 8 betätigt wird, und gegebenenfalls der Zündschal­ ter 1 weiter betätigt wird, wird die Zündung eingeschaltet und der Verbrennungsmotor gestartet. Als eigentliches Schal­ telement dient der ohnehin am Bremspedal 8 befindliche Schal­ ter zum Einschalten des Bremslichts.

Die Anzeigeeinheit 7 kann an beliebiger Stelle im Fahrzeugin­ nenraum für den Benutzer gut sichtbar angeordnet sein. Hierzu bietet sich zunächst das gesamte Cockpit 9 (Fig. 2) an. Das Cockpit umfaßt dabei den Instrumententräger für alle Bedien- und Anzeigeelemente im Kraftfahrzeug, das Handschuhfach sowie die Instrumententafel 10. So kann beispielsweise die Anzeige­ einheit 7 eine zusätzliche Beleuchtung in der Instrumententa­ fel 10 sein, die beispielsweise mit Hilfe eines beleuchteten Symbols den Zündbereitschaftszustand anzeigt.

Der Zündschalter 1 kann wie gewohnt am Lenkstock 3 angeordnet sein. Ebenso können andere Anbringungsorte für die Anzeige­ einheit 7 und für den Zündschalter 1, wie Instrumententafel 10, Mittelkonsole 11 oder an sonstiger gut erreichbarer Stel­ le am Cockpit 9 vorhanden sein.

Die Anzeigeeinheit 7 kann eine herkömmliche Lampe, eine LED, eine LCD-Matrix-Anzeige, eine OLCD (organische LCD) oder ein ohnehin für andere Zwecke vorhandener Bildschirm (Display) 12 sein.

Für die Erfindung ist es unwesentlich, wie die optische An­ zeigeeinheit 7 ausgebildet ist. Wichtig hingegen ist, daß zu­ mindest der Zündbereitschaftszustand angezeigt wird und dem Fahrer signalisiert wird, daß bei einer weiteren, willkürli­ chen Betätigung eines betreffenden Schaltelements der Ver­ brennungsmotor gestartet wird.

Der Zündschalter 1 kann in seiner Betätigungsfläche die opti­ sche Anzeigeeinheit 7 aufweisen. Durch unterschiedliche Far­ ben der Beleuchtung können dann auch die unterschiedlichen, tatsächlich eingenommenen Schaltzustände angezeigt werden. Die Schaltzustände werden allerdings immer erst dann ange­ zeigt, wenn nicht nur die Schaltposition des Schalters einge­ nommen ist, sondern auch der entsprechende elektrische Schaltzustand elektrisch eingenommen wird. Die Anzeige und das Erfassen des tatsächlichen Schaltzustands kann durch das Steuergerät 6 bewerkstelligt werden.

Die Anzeigeeinheit 7 kann auch eine akustische Anzeigeeinheit (Lautsprecher) sein. Durch Sprache oder verschiedene Töne kann der Zündbereitschaftszustand hörbar angezeigt werden.

Als weitere Schalteinheit, die von dem Zündschalter 1 ge­ trennt ist, können Schalter an Kupplungspedal 13, Bremspedal 8, Gaspedal 14 oder auch Schalthebel 15 dienen. Sobald diese in vorgegebener Weise während des Zündbereitschaftszustandes betätigt werden, kann der Verbrennungsmotor gestartet werden. Es kann auch vorgesehen sein, daß diese Schaltelemente zu­ sätzlich zu einer weiteren Betätigung des Zündschalters 1 be­ tätigt werden müssen, damit nicht durch Unbefugte (wie spie­ lende Kinder) der Motor gestartet wird (falls sich ein Code­ geber 2 zu diesem Zeitpunkt im Kraftfahrzeug befinden soll­ te).

Der Zündschalter 1 kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Es kann ein Tastschalter, Kippschalter oder Drehschal­ ter verwendet werden. Es können ebenso andere Schaltelemente, wie kapazitive Schalter verwendet werden. Zumindest zwei Schaltmöglichkeiten (Schaltrichtungen) muß der Zündschalter 1 aufweisen. In der einen Schaltmöglichkeit werden beispiels­ weise folgende Zustände bei jeder weiteren Betätigung der Reihe nach eingenommen: STOP, ACC, ON und START. Dies ent­ spricht einer Drehung des herkömmlichen Zündschlüssels im Zündschloß im Uhrzeigersinn. Auch die umgekehrte Richtung muß möglich sein, so daß das Kraftfahrzeug wieder abgeschaltet werden kann (entspricht einer Drehung gegen der Uhrzeigersinn beim herkömmlichen Zündschlüssel). Vorteilhaft ist ein Wipp­ taster, der zusätzlich die Authentifikation mittels Fingerab­ druck durchführt, wie es in der Patentschrift DE 198 11 872 C1 beschrieben ist.

Während beim Einschalten der Zündschalter 1 vorteilhaft meh­ rere Schaltzustände einnimmt, so kann beim Ausschalten direkt in die STOP-Position geschaltet werden.

Mit der erfindungsgemäßen Zündstartschaltvorrichtung wird der Benutzer auf den eingeschalteten Zündbereitschaftszustand aufmerksam gemacht. Bei einer weiteren, willkürlichen Betäti­ gung eines weiteren Schaltelements oder des gleichen Schalte­ lements wird dann der Verbrennungsmotor gestartet. Auf diese Weise weiß der Benutzer immer gewarnt, wenn das System im Zündbereitschaftszustand ist.

Will der Benutzer nur sein Radio einschalten, so kann er über eine erste Betätigung des Zündschalters 1 die Zusatzgeräte mit Energie versorgen und dann das Radiogerät einschalten. Findet bereits in der ersten Schaltstufe eine Authentifikati­ on statt, so wird der Zündbereitschaftszustand angezeigt, falls der Benutzer den Codegeber 2 bei sich hat oder sich ein gültiger Codegeber 2 in Reichweite befindet. Der Benutzer ist somit gewarnt, daß er den Zündschalter 1 nicht weiter betäti­ gen sollte, wenn er nicht den Verbrennungsmotor starten möch­ te.

Hat er keinen Codegeber 2 bei sich und ist auch kein Codege­ ber 2 in Reichweite des Empfängers 5, so besteht erst gar nicht die Gefahr, daß der Verbrennungsmotor gestartet wird, da keine Authentifikation durchgeführt werden kann. Dennoch können in dieser Situation Zusatzgeräte, wie das Radio über den Zündschalter 1 mit Strom versorgt werden.

Wenn der Zündbereitschaftszustand nicht angezeigt wird, so kann der Zündschalter 1 auch weiter betätigt werden, ohne daß dies irgendwelche Folgen hat. Denn wenn kein Codegeber 2 im Kraftfahrzeug vorhanden ist, kann der Zündschalter 1 zwar in die Position geschaltet werden, in der normalerweise die Au­ thentifikation stattfindet. Da aber keine Berechtigung vor­ liegt, wird dieser Zustand tatsächlich im elektrischen Sinne nicht eingenommen und die Anzeige zu diesem Zustand nicht ak­ tiviert.

Die Anzeigeeinheit 7 entspricht also einer elektrischen Zu­ standsanzeige bezüglich Zündung und Start des Verbrennungsmo­ tors.

Das Steuergerät 6 kann ein eigenständiges Gerät sein, das mit dem Empfänger und dessen Antennen sowie mit der Anzeigeein­ heit 7 elektrische verbunden ist. Um den Start des Verbren­ nungsmotors bei Bedarf zu veranlassen wirkt es - bei vorhan­ dener Berechtigung - auf diesen ein. Vorteilhafterweise kann das Steuergerät 6 in einem ohnehin vorhandenen Motorsteuerge­ rät integriert sein.

Die Erfindung wurde am Ausführungsbeispiel es Starts des Ver­ brennungsmotors erläutert. Selbstverständlich gilt die Erfin­ dung auch für alle Wegfahrsperren, zu deren Lösen eine Au­ thentifikation notwendig ist. Der Zündbereitschaftszustand entspricht dann einem gelösten Zustand der Wegfahrsperre. Und dieser Zustand wird angezeigt.

Unter dem Begriff "Wegfahrsperre" sind alle Vorrichtungen im Kraftfahrzeug zu verstehen, die dazu bestimmt sind, das Weg­ fahren des Kraftfahrzeugs mit eigener Kraft zu verhindern. Diese Vorrichtungen werden nur dann freigegeben, wenn zuvor eine Authentifikation erfolgreich stattgefunden hat. In eine Wegfahrsperre kann beispielsweise ein Motorsteuergerät, eine Absperrventil für die Kraftstoffzufuhr, ein Schalter zum Zu­ schalten der Batterie, ein Getriebesteuergerät, ein Schalter zum Einschalten des Zündkreises, ein Bremssteuergerät, die Lenkung, usw. einbezogen werden.

Claims (8)

1. Zündstartschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die auf­ weist:

• - eine Schalteinheit (1), die in mehrere Schaltzustände ge­ schaltet werden kann und die mit einer Authentifizierung­ seinheit (6) verbunden ist, durch die in einem vorgegebenen Schaltzustand eine Berechtigung überprüft wird, und
• - eine Anzeigeeinheit (7), die mit der Schalteinheit (1) e­ lektrisch verbunden ist und die optisch oder akustisch an­ zeigt, dass die Berechtigung vorliegt.

2. Zündstartschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit (7) in der Instrumenten­ tafel (10) angeordnet ist.

3. Zündstartschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schalteinheit (1) als manuell betätig­ bare Schalteinheit in der Instrumententafel (10), am Lenk­ stock (3) oder in der Mittelkonsole (11) angeordnet ist.

4. Zündstartschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit (7) eine Lampe, eine LED, eine LCD-Matrix-Anzeige oder ein Bildschirm (12) ist.

5. Zündstartschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit (7) in einer Betäti­ gungsfläche der Schalteinheit (1) angeordnet ist.

6. Zündstartschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit (7) eine akustische An­ zeigeeinheit ist.

7. Verfahren zum Starten eines Kraftfahrzeugs mit einer Zünd­ startschaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet,

- daß nach einer Betätigung einer Schalteinheit (1) eine Be­ rechtigungsüberprüfung durch eine Authentifizierungseinheit (6) durchgeführt wird,

• - daß nach positiver Überprüfung der Berechtigung eine Anzei­ geeinheit (7) zum Anzeigen eines Zündbereitschaftszustandes aktiviert wird, und
• - daß nach einer weiteren Betätigung der Schalteinheit (1) und/oder einer willkürlichen Betätigung einer weiteren, ge­ sonderten Schalteinheit (8) der Verbrennungsmotor gestartet wird.