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Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeug mit Motorweiterlauf ohne Fahrbetrieb
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei Kraftfahrzeugen, wie zum Beispiel Pkws und Lieferfahrzeugen, wird in der Regel bei
Beendigung des Fahrbetriebs der Motor durch Herausziehen des Zündschlüssels
abgeschaltet, da dann ein Weiterlauf des Motors im Stillstand des Fahrzeugs unnütz ist.
Bei heutigen und künftigen Sonderfahrzeugen wie z. B. Rettungswagen, Notarzt, Polizei
und Feuerwehr werden nennenswerte Stromverbraucher auch im Stillstand benutzt, wie
zum Beispiel medizinische Geräte, Heizung, Beleuchtung, Funkgeräte und dergleichen.
Wenn die Autobatterie längere Zeit ohne Nachladung durch den Fahrzeugmotor mit
diesen Geräten belastet ist, ist sie in kurzer Zeit bereits zu weit entladen oder leer. Der
Notbetrieb sowie ein erneuter Startvorgang sind dann nicht mehr möglich.
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Bei derartigen Fahrzeugen ist es daher erforderlich, daß der Verbrennungsmotor des
Kraftfahrzeugs auch bei Stillstand des Fahrzeugs längere Zeit weiterläuft. Es hat sich
jedoch in der Praxis gezeigt, daß sich dadurch eine erhöhte Diebstahlgefahr ergibt,
zumal in Notfällen häufig das Bedienpersonal sehr schnell das Fahrzeug verlassen muß,
um für einen Notfall oder Unfall wichtige und eilige Tätigkeiten durchzuführen.
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Zu diesem Zweck sind sogenannte Motorweiterlauf-Sicherheitsschaltungen, im folgenden
mit MWS bezeichnet, bekannt. Wenn die Funktion einer derartigen MWS-Schaltung
aktiviert worden ist, kann der Zündschlüssel abgezogen und das Fahrzeug bei
weiterlaufendem Motor verlassen werden. Die MWS überwacht dann ständig
verschiedene Funktionen oder Zustände des Fahrzeugs, die einen Fahrbetrieb
ausschließen oder nennenswert erschweren. Wenn ein Dieb versucht, das Fahrzeug zu
bewegen, müssen in der Regel mehrere dieser Funktionen deaktiviert werden. Das wird
von der MWS unverzüglich erkannt, der Motor wird sofort abgeschaltet und läßt sich
anschließend nur mit dem Zündschlüssel wieder starten.
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Um die MWS aktivieren zu können, müssen also aus Sicherheitsgründen verschiedene
Voraussetzungen erfüllt sein. Zunächst muß die Feststellbremse angezogen sein.
Weiterhin muß bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe der Gangwahlhebel in der
Position "P" oder bei einem Kraftfahrzeug mit Schaltgetriebe in der Nullstellung stehen.
Des weiteren muß sich der Motor im Bereich der Leerlaufdrehzahlen zwischen 400 und
1250 U/min befinden. Schließlich dürfen die Kupplung und die Bremse nicht betätigt sein.
Nur wenn alle diese Voraussetzungen erfüllt sind, kann die MWS über einen Taster
manuell aktiviert werden, weil dann ein unberechtigter Fahrbetrieb mit ausreichender
Sicherheit ausgeschlossen ist.
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Durch die DE 44 02 197 C1 ist eine Schaltung mit diskreten Bauteilen bekannt, die die
Signale für die genannten Funktionen, Zustände und Voraussetzungen auswertet und
den Motorweiterlauf erst dann freigibt, wenn alle genannten Voraussetzungen erfüllt sind.
Bei dieser Schaltung sind die einzelnen Signale für die genannten Funktionen an
getrennten Leitungen verfügbar und können den einzelnen Bauteilen der Schaltung
zugeführt werden.
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In neuartigen Kraftfahrzeugen werden zunehmend alle derartigen Signale nicht über
getrennte Leitungen, sondern über einen sogenannten CAN (controller area network)-
Bus geführt, der aus einer einzigen Zweidrahtleitung besteht. Bei einem derartigen Bus
können die über den Bus übertragenen Signale nicht mehr einfach angezapft oder
überbrückt werden. Die genannte bekannte Schaltung ist daher bei einem derartigen
Datenbus nicht mehr anwendbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine derartige Motorweiterlauf-
Sicherheitsschaltung ein System zu schaffen, das nach den obigen Kriterien arbeitet und
auch dann anwendbar ist, wenn alle auszuwertenden Signale über einen einzigen Bus
geführt werden.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Bei der Erfindung werden also die die Funktionen und Zustände für die Aktivierung der
MWS darstellenden Signale logisch UND-verknüpft, und der negierte Ausgang der UND-
Verknüpfung sperrt die Aktivierung der MWS.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die beschriebene Art der
Auswertung der zu überwachenden Signale für die einzelnen Funktionen der Aufwand
zur Installation der MWS verringert wird. Außerdem ist eine Manipulation durch
Überwachung mehrerer Funktionen nahezu ausgeschlossen, wodurch die
Diebstahlgefahr auf ein Minimum reduziert wird. Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar,
wenn die die einzelnen Funktionen darstellenden Signale auf einem CAN-Bus vorliegen,
kann jedoch auch unabhängig von einem derartigen Bus angewendet werden.
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Die durch das erfindungsgemäße System ausgewerteten Funktionen für die Aktivierung
der MWS sind vorzugsweise der angezogene Zustand der Handbremse oder
Feststellbremse, das nicht eingeschaltete Bremslicht, eine Motordrehzahl im Bereich der
Leerlaufdrehzahlen, bei einem Automatikgetriebe die P-Position des Gangwahlschalters
und bei einem Schaltgetriebe der Zustand des nicht getretenen Kupplungspedals.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein das eingeschaltete Bremslicht
anzeigendes Signal vor der Zuführung zu der UND-Verknüpfung negiert, weil nicht das
eingeschaltete Bremslicht, sondern das nicht-leuchtende Bremslicht die MWS freigeben
muß.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die die Funktionen
darstellenden Signale mehreren getrennten Eingängen einer UND-Stufe oder
sogenannten OR-Gatter zugeführt, deren Ausgang über eine Negationsstufe an den
Rücksetzeingang eines Flip Flop angeschlossen ist. Dem Takteingang des Flip Flop wird
ein manuell ausgelöstes Signal für die Aktivierung der MWS zugeführt, und der Ausgang
des Flip Flop steuert die Aktivierung der MWS. Dabei ist beispielsweise an den
Takteingang des Flip Flop ein die MWS aktivierender Handtaster angeschlossen. Der
Handtaster kann so ausgebildet sein, daß er durch eine nochmalige Betätigung die MWS
wieder abschaltet. Dadurch kann der Benutzer im Bedarfsfall die bereits aktivierte MWS
sehr schnell wieder inaktivieren, um dadurch unverzüglich einen Motorweiterlauf zu
sperren. An den Rücksetzeingang des Flip Flop ist ein Signal angelegt, das den Ausfall
eines der Signale anzeigt, die je einen den Fahrbetrieb verhindernden Zustand
darstellen.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden bei einem Automatikgetriebe
das die Gangwahl P anzeigende Signal und bei einem Schaltgetriebe das das nicht
getretene Kupplungspedal anzeigende Signal vor der UND-Verknüpfung über eine
ODER-Verknüpfung geführt. Diese ODER-Verknüpfung erfolgt, weil in einem bestimmten
Kraftfahrzeug immer nur eines dieser beiden Signale vorliegen kann.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird bei Ermittlung einer Störung wie des Ausfalls
einer eine Funktion anzeigenden Eingangsvariablen, eines Auftretens von nicht
eindeutigen Eingangsvariablen oder einer Störung des Gerätes selbst die MWS aus
Sicherheitsgründen unverzüglich deaktiviert, um in derartigen gestörten oder unklaren
Fällen einen Fahrbetrieb mit Sicherheit auszuschließen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung an einem Prinzipbild
näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt die grundsätzliche Wirkungsweise des Systems. Die
durchgezogenen Linien bedeuten Signale, die noch als diskrete Signale auf normalen
Leitungen, also nicht auf einem Bus, zur Verfügung stehen. Die gestrichelten Linien
bedeuten Software-Signale, die auf dem Bus realisiert sind und für eine Auswertung
einzeln aus dem Bus ausgelesen werden müssen.
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Zu Beginn eines beabsichtigten Betriebs mit Motorweiterlauf bei stehendem Fahrzeug
betätigt der Benutzer, z. B. der Fahrer eines Rettungs- oder Polizeifahrzeugs, den
Handtaster 1. Dadurch wird das Flip Flop 2 gesetzt. Der Ausgang des Flip Flop 2 bewirkt
eine Überbrückung der üblichen Signalleitung "Klemme 15" und des "S-Kontakts" am
Zündschloß, so daß der Zündschlüssel bei Weiterlauf des Motors abgezogen, das
Fahrzeug verlassen werden kann und dennoch ein Diebstahl des Fahrzeugs
weitestgehend verhindert ist. Gleichzeitig wird auf dem CAN-Bus eine Information über
die vorgenommene Aktivierung des MWS gesendet, damit die an den Bus
angeschlossenen Steuergeräte den Sonderzustand der aktivierten MWS erkennen und
im Bedarfsfall darauf reagieren können. Schließlich wird der Motorweiterlauf im Sinne
einer Funktionskontrolle mit einer Leuchtquelle, z. B. einer Glühbirne oder LED 5,
angezeigt.
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Um auf einen Diebstahlversuch sofort reagieren zu können, erfolgt die im folgenden
beschriebene ständige Überwachung. Mehreren getrennten Eingängen der UND-Stufe 3
werden Signale zugeführt, die je einen Zustand anzeigen, der einen Fahrbetrieb des
Kraftfahrzeugs unmöglich macht oder zumindest beträchtlich erschwert. Einem ersten
Eingang a der UND-Stufe 3 wird ein Signal zugeführt, das den angezogenen Zustand der
Handbremse oder Feststellbremse anzeigt. Einem zweiten Eingang b wird ein Signal
zugeführt, das das aufleuchtende Bremslicht anzeigt. Wenn z. B. ein Diebstahlversuch
bei einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe eingeleitet wird, muß zum Einlegen eines
Gangs zunächst das Bremspedal getreten werden, so daß das Bremslicht zwangsläufig
aufleuchtet. Da jedoch der Zustand des nicht-leuchtenden Bremslichtes die MWS
freigeben soll, wird das Signal am Eingang b der UND-Stufe 3 negiert, wie die Figur
zeigt. Einem dritten Eingang c der UND-Stufe 3 wird ein Signal zugeführt, das eine
Motordrehzahl im Bereich der Leerlaufdrehzahlen von 400 bis 1250 U/min anzeigt, bei
denen ein Fahrbetrieb praktisch unmöglich oder nur mit einer sehr geringen
Geschwindigkeit möglich ist. Einem vierten Eingang d der UND-Stufe 3 wird bei einem
Automatikgetriebe ein Signal zugeführt, das die Gangwahl "P" darstellt, bei der kein
Gang eingelegt und außerdem das Fahrzeug gegen Bewegung blockiert ist. Alternativ
wird bei einem Schaltgetriebe dem Eingang d ein Signal zugeführt, das den Zustand der
nicht getretenen Kupplung anzeigt. Da in einem bestimmten Kraftfahrzeug die beiden
letztgenannten Zustände nur alternativ, aber nicht gleichzeitig auftreten können, werden
die diese Zustände anzeigenden Signale dem Eingang d über die ODER-Stufe 4
zugeführt. Schließlich werden einem fünften Eingang e der UND-Stufe 3 noch Signale
einer gegebenenfalls vorhandenen Sondersignalanlage zugeführt, wie z. B. ein Notsignal,
ein Blaulicht oder dergl.
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Nur wenn alle der UND-Stufe 3 zugeführten Signale vorliegen, als z. B. den Wert "1"
aufweisen, gibt die UND-Stufe 3 ein Signal "1" ab. Da jedoch in diesem Zustand die
MWS freigegeben werden soll, wird dieses Signal, wie in der Figur angedeutet, negiert,
nimmt den Wert "0" an und hat somit über die Leitung 6 auf den Rücksetzeingang R des
Flip Flop 2 keinen Einfluß. Der MWS-Betrieb mit laufendem Motor wird dann in
erwünschter Weise freigegeben oder läuft weiter.
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Wenn eines oder mehrere der der UND-Stufe 3 zugeführten Signale ausfallen, z. B. den
Wert "0" annehmen, was zum Beispiel das Lösen der Handbremse oder das Treten des
Bremspedals darstellt und ein Indiz für einen Diebstahlsversuch sein kann, bleibt die
UND-Stufe 3 nicht mehr ausgelöst. Ihr Ausgang geht dann auf "0". Der negierte Ausgang
geht daher auf "1" und setzt über die Leitung 6 das Flip Flop 2 am Rücksetzeingang R
zurück. Der Ausgang des Flip Flop 2 geht auf "0" und unterbricht dadurch in erwünschter
Weise den Motorweiterlauf, um einen möglichen Diebstahlsversuch oder eine andere
unberechtigte oder unerwünschte Handhabung des Kraftfahrzeugs zu verhindern. Der
Motor kann danach dann nur mit dem Zündschlüssel wieder gestartet werden.
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Wenn der Schlüssel bei aktivierter MWS, d. h. bei Motorweiterlauf in das Zündschloß
eingeführt wird und die Zündung einschaltet, wird die MWS deaktiviert, der Motor läuft
indessen im Normalbetrieb mit eingestecktem Zündschlüssel weiter, ohne daß der Motor
zwischendurch abschaltet. Zur Funktionsprüfung der MWS kann bei aktivierter MWS die
Fußbremse betätigt werden. Der Motor wird dann wegen des sich ändernden Signals am
Eingang b der UND-Stufe 3 in der beschriebenen Weise abgeschaltet.
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Die Schaltung kann ferner so ausgebildet sein, daß auch im Fall einer Störung der
beschriebene Schutz gegen unbefugte Nutzung erhalten bleibt. Dabei sind im
wesentlichen drei Störfälle denkbar:
der Ausfall einer Eingangsvariablen an einem Eingang der UND-Stufe 3, z. B. der
Sondersignalanlage,
das Auftreten von nicht eindeutigen Eingangssignalen,
eine Störung des Gerätes selbst, wenn eine Funktionsstörung direkt im Gerät auftritt und
somit eine weitere Verarbeitung von Daten nicht mehr gewährleistet ist.
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Wenn einer der genannten Störfälle oder auch weitere Störfälle auftreten, wird die MWS
unverzüglich deaktiviert, oder eine noch nicht aktivierte MWS kann nicht aktiviert werden.
Ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ist dann ebenfalls aus Sicherheitsgründen nicht
möglich.
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Die UND-Verknüpfung, die ODER-Verknüpfung und die Negierung können auf
verschiedene Weise erfolgen, so zum Beispiel mit einer diskreten oder integrierten
Schaltung mit Transistoren, ferner mit sogenannten AND-Gattern, OR-Gattern und
Invertern oder auch durch einen Mikroprozessor. Die beschriebene Anzahl der für die
Aktivierung der MWS überwachten Zustände und Funktionen kann auch abgewandelt
werden. Diese Anzahl kann für einfachere Ausführungen verringert, also auf weniger
Funktionen beschränkt werden. Sie kann auch zur Erhöhung der Sicherheit gegen
Diebstahl noch erhöht werden. Beispielsweise könnte auch noch die Einrastung der
Lenkung ausgewertet werden, die ebenfalls einen Fahrbetrieb unmöglich macht. Auch
könnte eine bekannte Windschutzscheibe eingesetzt werden, die durch eine angelegte
Spannung eingefärbt, abgedunkelt oder vollkommen undurchsichtig wird. Grundsätzlich
sind alle Funktionen, Zustände oder Voraussetzungen geeignet, die einen normalen
Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs völlig ausschließen oder derart erschweren, daß ein
Diebstahlversuch bei laufendem Motor völlig verhindert oder bei einem Versuch sehr
schnell wieder abgebrochen wird. Es kann auch eine zusätzliche Warnanzeige erfolgen,
entweder optisch mit einer Warnleuchte oder akustisch mit einem spezifischen Signalton,
daß die MWS einen Diebstahlversuch erkannt hat.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Handtaster
2 Flip Flop
3 UND-Stufe
4 ODER-Stufe
5 Leuchtquelle
6 Leitung