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WO1999060589A1 - Drehschalter, insbesondere zündanlassschalter - Google Patents

Drehschalter, insbesondere zündanlassschalter Download PDF

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Publication number
WO1999060589A1
WO1999060589A1 PCT/DE1999/001462 DE9901462W WO9960589A1 WO 1999060589 A1 WO1999060589 A1 WO 1999060589A1 DE 9901462 W DE9901462 W DE 9901462W WO 9960589 A1 WO9960589 A1 WO 9960589A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotatable component
rotary switch
component
switch according
rotatable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1999/001462
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Siegfried Achhammer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO1999060589A1 publication Critical patent/WO1999060589A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/01—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens
    • B60R25/04—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the propulsion system, e.g. engine or drive motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/2063—Ignition switch geometry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/22—Means to switch the anti-theft system on or off using mechanical identifiers
    • B60R25/225—Means to switch the anti-theft system on or off using mechanical identifiers key in lock presence switch
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C2009/00753—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys
    • G07C2009/00769—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means
    • G07C2009/00777—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means by induction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H27/00—Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings
    • H01H27/06—Key inserted and then turned to effect operation of the switch
    • H01H27/08—Key inserted and then turned to effect operation of the switch wherein the key cannot be removed until the switch is returned to its original position

Definitions

  • the invention relates to a rotary switch, in particular ignition switch, according to the preamble of the main claim.
  • Conventional ignition switches have a turnstile that can be released by means of the beard of a mechanical key. When the final ice is inserted, the steering wheel lock is released at the same time as the turnstile. When the key is turned, terminal signals for operating the vehicle are switched directly when the corresponding rotary positions are reached. The release of the turnstile can also depend on other requirements, such as the selector lever position of an automatic transmission. The turnstile gives the driver haptic feedback about an incorrect key or other conditions that prevent the vehicle from being started up, for example an incorrect selector lever position.
  • Verification of the code signal or successful authentication of the electronically coded key releases an electrically controlled turnstile via a solenoid, provided that further relevant conditions for the starting process are fulfilled, for example, steering lock released, automatic selector lever position m P or N etc.
  • the operator is uneasy when the electronically coded key is inserted and the rotary movement is immediate because the turnstile has not yet been released due to the time required for authentication.
  • the feedback for the driver about a perfect Free operation of the vehicle or release of the starting process is also in this known ignition switch n the turn lock of the final ice.
  • DE 196 08 869 C2 discloses an operating system which is not provided as an ignition switch, in particular for components in a motor vehicle, in which various operating functions are assigned to a manual actuating means, for example a rotary knob, by means of a voice control device.
  • the manual actuation means has several types of haptic feedback, the types of haptic feedback being adjustable as a function of the assigned operating function.
  • the haptic feedback is carried out, for example, by means of electromechanical and / or electromagnetic actuators.
  • An exemplary embodiment of an operating function is the volume setting, in which the actuating means is blocked for further rotation when a respective end value is reached. Another example is the mediation of an average function value or rest stops. When the mean value is reached, turning the actuating means is made somewhat more difficult and rest areas can be felt.
  • the haptic feedback can be changed in a variety of ways; however, a peculiarity lies in the fact that the mean, i.e. the rest position into which the actuating means automatically returns, the middle position of which is.
  • DE 44 04 914 AI describes a locking mechanism for a lock, in which, in addition to purely mechanical, key-specific locking elements, a blocking device is provided which can be activated by means of an electromagnet.
  • the invention has for its object to provide a rotary switch, in particular ignition switch, which haptically conveys feedback to its user about functional states, different functional states corresponding to different rotary positions of the rotary switch, which it automatically declines when twisted.
  • Claim 1 achieved. With the disk which is arranged coaxially with the rotatable component according to the invention, which is connected to the rotatable component via a torsion spring and which can be locked in m different, predetermined rotational positions, it is achieved that the rotatable component has m predetermined positions lungs that depend on the respective functional states.
  • a hook is not possible since a mechanical lock is not necessary.
  • the rotary switch according to claim 1 is advantageously further developed with the features of subclaims 2 to 4 m.
  • an electric motor which is in rotary engagement with the rotatable component and is controlled by the control device, serves to define the predetermined rotational positions, which the rotatable component automatically returns when rotated manually, and to determine the restoring forces.
  • the rotary switch according to the invention can be used together with electronic authentication devices.
  • the embodiment of the rotary switch according to claim 7 is particularly suitable as an ignition switch for an electronically queried key.
  • the rotary switch according to the invention advantageously has at least two predetermined rotary positions, which it automatically assumes when certain functional states are present.
  • the rotary switch according to the invention indirectly controls the operating functions that it controls.
  • FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of an ignition switch according to the invention together with a control unit,
  • Fig. 3 shows a third embodiment of the ignition switch
  • FIG. 4 representations to explain the operation of the ignition switch according to the invention.
  • the invention is explained below with reference to an ignition switch, which is designated 10 in FIG. 1 as a whole.
  • the ignition starter switch 10 has a rotatable component 12 in a housing (not shown in detail), which is rotatably guided by a shaft 14 m in a stationary component 16.
  • the rotatable component 12 has an insertion slot 18, into which an electronic key 20 can be inserted, which carries a transponder device 22 which is known in its construction.
  • a transponder device 22 which is known in its construction.
  • an embouch detection switch 24 which is closed when the closing ice 20 is inserted.
  • a transponder coil 26 which cooperates with the transponder device 22.
  • the shaft 14 ends in a switching disk 28, on which magnets 30 are arranged at certain angular intervals, which cooperate with stationary Hall sensors 32, which are arranged in a stationary manner opposite the switching disk 28.
  • a component designed as a disk 34 is rotatably mounted on the shaft 14.
  • a torsion spring 36 is arranged between the disk 34 and the rotatable component 12, which counteracts an angular rotation between the disk 34 and the rotatable component 12.
  • the disk 34 has, on its side facing the stationary component 16, latching openings 38, into which a locking pin 40 biased in a springy direction on the disk 34 can engage, which can be moved out of the respective latching opening 38 by means of a magnet 42 or in one position is durable, m who does not engage m a locking opening.
  • the m Fig. 2 embodiment of the ignition switch corresponds to that of FIG. 1 with the difference.
  • the disk 34 additionally has an external toothing 56 with which a pinion 58 of an electric motor 60 meshes, which is connected via a line 62 to the control device 44 (not shown in FIG. 2).
  • the remaining parts, which are the same as the embodiment according to FIG. 1, are not assigned reference numerals in FIG. 2.
  • the disk 34 of FIGS. 1 and 2 is missing and an electric motor 66 attached to the fixed component 16 interacts directly via its pinion 68 with a toothing 70 which is attached to the circumference of the rotatable component 12.
  • the other components that are the same as the components of the other embodiments are again not provided with reference numerals.
  • FIG. 4 schematically shows a top view of a section through the switching disk 28 m in a plane perpendicular to the shaft 14, which intersects the locking openings 38.
  • Three latching openings 38 ⁇ , 38 2 and 38 3 are shown in each case.
  • the insertion slot 18 is shown in different positions of rotation.
  • Fig. 4a corresponds to the normal rest position of the ignition switch, in which the rotatable component 12 m is in a rotational position such that the thrust slot 18 is in the vertical position.
  • the magnet 42 is not activated, so that the locking pin 40 m protrudes the locking opening 38 and blocks the rotatability of the disk 34.
  • the sensor detection switch 24 (FIG. 1) is actuated and a dialogue begins in a manner known per se between the control device 44 and the transponder device 22 of the key 20, m the authentication of the key 20 takes place. As long as this authentication has not been successfully completed, the magnet 42 remains deactivated, so that the locking pin 40 further blocks the rotatability of the disk 34. In addition, the control device 44 remains in an operating state in that it does not generate any output signals in lines 46.
  • the magnet 42 is activated briefly, so that the rotatability of the disk 34 is released.
  • the control device 44 is set to an active state so that it responds to switching signals that come from the Hall sensors 32. If the key 20 is rotated clockwise by less than 90 ° with respect to the starting position, the rotatable component 26 takes the disk 34 with it until the locking pin 40 m engages the latching opening 38 2 (FIG. 4c). After the key has been released, the rotatable component 12 moves 20 m to a position in which the slot 18 is rotated by 45 ° (radio position). This activates one or more of the Hall sensors 32, as a result of which the control device 44 applies the terminal R (radio terminal) to voltage via one of the lines 46.
  • the key 20 is turned by 90 ° or more, this is recognized by the Hall sensors 32.
  • the control device 44 activates the magnet 42 so that the disk 34 can continue to rotate until the locking pin 40 m engages the latching opening 38 3 (operating position).
  • the steering lock device 54 is then unlocked by the control device 44 and the engine control device 50 is activated.
  • the terminal 15 of the vehicle electrical system is supplied with voltage via one of the lines 46. If the key 20 is now turned further into a position which is rotated by approximately 110 ° with respect to the starting position (starting position), the control device 44 recognizes this by activating one or more of the Hall sensors 32. If the message has also been given, that the steering lock device 54 is unlocked, the terminal 50 is activated via one of the lines 46, that is, the starter comes into operation.
  • the ignition lock can be operated immediately after inserting the key 20 without the risk of getting caught.
  • the vehicle can be put into operation comfortably and absolutely safely, since the control device 44 only triggers the respective processes after predetermined conditions have been met. Compared to conventional ignition switches, it is possible to save time because the key can already be turned, even though the steering is still locked, for example.
  • the locking pin 40 When the vehicle is switched off (turning the key 20) from the operating position to the zero position, the locking pin 40 only engages in the disk 34 when the steering is locked or other additional conditions, not shown, are fulfilled, for example the selector lever one Gearbox is located in P.
  • the driver recognizes this in a simple manner since the zero division of the key 20 is only then defined by blocking the rotation of the disk 34.
  • the disk 34 is carried along by the rotatable component 12 when the locking pin 40 releases the rotatability of the disk 34.
  • FIG. 1 the disk 34 is carried along by the rotatable component 12 when the locking pin 40 releases the rotatability of the disk 34.
  • the disk 34 is moved into one of the predetermined positions by means of the motor 60 in the presence of certain conditions (turning the key, unlocking or locking the steering, predetermined position of the selector lever, etc.), in which locking takes place. This improves the functional reliability of the switch.
  • the magnet with the locking pin can be omitted if the motor 60 is designed such that it itself holds the rotational positions of the disk 34 securely.
  • the electric motor 66 is designed such that it determines, under control of the control device 44, the resistance with which it can be over-rotated by rotation of the rotatable component 12 or the closing ice 20 and that, as soon as there is no force on the Key 20 is exercised, depending on the existing conditions, one of the three positions described (rest position, radio position, operating position). It goes without saying that the electric motor 66 is designed in a manner known per se such that it rotates in the direction of the respective predetermined position with a predetermined torque and maintains the predetermined position.
  • the restoring force is removed and the equilibrium position of the rotatable component 12 is redefined via the disk 34 or directly the electric motor 66 (FIG. 3).
  • the key or the rotatable component is moved back from the starting position (rotation by approximately 110 °) at least up to m to the ignition on position (90 °), as is customary with ignition switching.
  • the ignition switch described can be equipped with further functions via the software stored in the control unit 44.
  • the position 45 ° (radio) can be exceeded once in the direction of the position 0 ° - even if the resetting force is still active.
  • direction 45 ° - reset the authorization to restart the vehicle so that all conditions are queried when the vehicle is restarted for the first time. It is conceivable to carry out such a reset only after a certain delay time has elapsed.
  • the ignition starter switch according to the invention enables extremely comfortable operation of the motor vehicle. Since the occurrence of large mechanical forces is excluded, there is excellent operational reliability and long-term durability.

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Abstract

Ein Zündanlassschalter (10) enthält ein drehbares Bauteil (12), ein ortsfestes Bauteil (16) und Schalteinrichtungen (30, 32), die bei einer Verdrehung des drehbaren Bauteils betätigt werden. Weiter ist eine mit einem Steuergerät (44) verbundene Rückstelleinrichtung (34, 36, 38, 40, 42) vorgesehen, die auf das drehbare Bauteil (12) von Funktionszuständen des Steuergerätes (44) abhängige Rückstellkräfte ausübt. Auf diese Weise kann das drehbare Bauteil beispielsweise nach Einschieben eines Schlüssels sofort verdreht werden, ohne dass eine Verhakelungsgefahr besteht oder der Zündanlassschalter durch zu grosse Kräfte beschädigt werden kann. Beim Inbetriebsetzen kann somit Zeit gespart werden. Weiter liefern die von der Rückstelleinrichtung vermittelten Rückstellkräfte eine haptische Rückmeldung des Zündanlassschalters über den jeweiligen Funktionszustand.

Description

Beschreibung
Drehschalter, insbesondere Zundanlaßschalter
Die Erfindung betrifft einen Drehschalter, insbesondere Zundanlaßschalter, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Herkömmliche Zundanlaßschalter weisen eine Drehsperre auf, die mittels des Bartes eines mechanischen Schlusseis losbar ist. Beim Einschieben des Schlusseis wird gleichzeitig mit der Drehsperre auch die Lenkradsperre gelost. Mit Drehung des Schlüssels werden Klemmensignale zum Betrieb des Fahrzeugs bei Erreichen von entsprechenden Drehstellungen direkt geschaltet. Die Freigabe der Drehsperre kann noch von anderen Vorausset- zungen abhangen, wie beispielsweise der Wahlhebelstellung eines Automatikgetriebes. Die Drehsperre gibt dem Fahrer eine haptile Ruckmeldung über einen falschen Schl ssel oder über andere, eine Fahrzeuginbetriebnahme sperrende Bedingungen, beispielsweise eine falsche Wahlhebelstellung.
Aus der EP 0 720 545 Bl ist ein Zundanlaßschalter bekannt, dessen Drehsperre von der elektronischen Auswertung eines von dem Schlüssel abfragbaren Codesignals abhangt. Die Lenkungsverriegelung ist m diesem Fall elektromotorisch gesteuert und wird nicht mechanisch vom Schlüssel gelost. Nach positiver
Überprüfung des Codesignals bzw. erfolgreicher Authentifikati- on des elektronisch codierten Schlüssels wird eine elektrisch gesteuerte Drehsperre über einen Hubmagneten freigegeben, sofern weitere relevante Bedingungen für den Startvorgang er- füllt sind, beispielsweise Lenkungsverriegelung gelost, Auto- matikwahlhebelstellung m P oder N usw. Bei schneller Einfuhrung des elektronisch codierten Schlüssels und sofortiger Drehbewegung hakt die Bedienung, da die Drehsperre wegen der zur Authentifikation erforderlichen Zeitdauer noch nicht frei- gegeben ist. Die Ruckmeldung für den Fahrer über eine einwand- freie Betatigbarkeit des Fahrzeugs bzw. Freigabe des Anlaßvorgangs liegt auch bei diesem bekannten Zundanlaßschalter n der Drehsperrung des Schlusseis.
Aus der DE 196 08 869 C2 ist ein allerdings nicht als Zundanlaßschalter vorgesehenes Bediensystem, insbesondere für Komponenten in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei dem einem manuellen Betatigungsmittel, beispielsweise einem Drehknopf, mittels einer Sprachbedieneinrichtung verschiedene Bedienfunktionen zu- gewiesen werden. Das manuelle Betatigungsmittel verfugt über mehrere Arten einer haptischen Ruckmeldung, wobei die Arten der haptischen Ruckmeldung m Abhängigkeit von der zugewiesenen Bedienfunktion einstellbar sind. Die haptische Ruckmeldung wird beispielsweise mittels elektromechamscher und/oder elek- tromagnetischer Aktuatoren ausgeführt. Ein Ausfuhrungsbeispiel einer Bedienfunktion ist die Lautstarkenemstellung, bei der das Betatigungsmittel bei Erreichen eines jeweiligen Endwertes für das Weiterdrehen gesperrt wird. Ein weiteres Beispiel ist die Vermittlung eines Funktionsmittelwertes bzw. von Raststel- len. Dabei wird bei Erreichen des Mittelwertes das Weiterdrehen des Betatigungsmittels etwas erschwert und es lassen sich Raststellen fühlen.
Mit dem Bediensystem kann zwar die haptische Ruckmeldung m vielfaltiger Weise verändert werden; eine Eigenart liegt jedoch darin, daß der Mittelwert, d.h. die Ruhestellung in die das Betatigungsmittel selbsttätig zurückkehrt, dessen Mittelstellung ist.
In der DE 196 46 226 AI ist eine Bedienvorrichtung mit einem an seinem Rande geriffelten, drehbaren Bewegungstell beschrieben, das mit einem Gegenteil zusammenwirkt, das in Richtung der Drehachse des Betatigungsteils mittels eines Elektromagneten unter Federvorspannung derart verschiebbar ist, daß das Drehmoment zum Verdrehen des Betatigungsteils veränderbar ist. Die Veranderbarkeit reicht von einer leichten Verdrehbarkeit , bei der das Gegenteil nicht mit der Riffeiung zusammenwirkt, bis zu einer vollständigen Verrastung, bei der das Betati- gungsteil entsprechend fest in die Riffeiung eingreift. Die durch die Riffelungen bedingten Raststellungen des drehbaren Bauteils sind unter sich gleichwertig. Es gibt keine bevorzugte Raststellung, m die das Betatigungsteil selbsttätig zurückkehrt .
Die DE 44 04 914 AI beschreibt einen Sperrmechanismus für ein Schloß, bei dem zusätzlich zu rein mechanisch arbeitenden, schlusselmdividuellen Riegelelementen eine Blockiereinπch- tung vorgesehen ist, die mittels eines Elektromagneten akti- vierbar ist.
Aus der EP 0 846 820 AI ist ein Zundanlaßschalter bekannt, bei dem ein elektronischer Schl ssel auch dann im Schloß verdreht werden kann, wenn noch keine Authentifikation stattgefunden hat. Nach erfolgreicher Authentiflcation wird das Schloß elek- tromechanisch freigegeben, damit es mit Hilfe des Schlusseis mechanisch bedient werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschalter, insbesondere Zundanlaßschalter, zu schaffen, der seinem Benut- zer haptisch Ruckmeldungen über Funktionszustande vermittelt wobei unterschiedliche Funktionszuständen unterschiedliche Drehstellungen des Drehschalters entsprechen, m die er bei einem Verdrehen selbsttätig zurückgeht.
Eine erste Losung dieser Aufgabe wird mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 erzielt. Mit der erfmdungsgemaß gleichachsig mit dem drehbaren Bauteil angeordneten Scheibe, die mit dem drehbaren Bauteil über eine Drehfeder verbunden ist und die m unterschiedlichen, vorbestimmten Drehstellungen verrastbar ist, wird erreicht, daß das drehbare Bauteil m vorbestimmte Stel- lungen zurückkehrt, die von jeweiligen Funktionszuständen abhangen. Bei Verwendung des Drehschalters als Zundanlaßschalter ist ein Hakein ausgeschlossen, da eine mechanische Sperre nicht notwendig ist.
Der Drehschalter gemäß Anspruch 1 wird mit den Merkmalen der Unteranspruche 2 bis 4 m vorteilhafter Weise weitergebildet.
Eine weitere Losung der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkma- len des Anspruchs 5 erzielt. Bei dieser Ausfuhrungsform dient ein mit dem drehbaren Bauteil in Dreheingriff stehender Elektromotor, der von dem Steuergerat angesteuert wird, zur Definition der vorbestimmten Drehstellungen, m die das drehbare Bauteil bei einem manuellen Verdrehen selbsttätig zurückkehrt, und zur Bestimmung der Ruckstellkrafte .
Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 laßt sich der erfmdungsgemaße Drehschalter zusammen mit elektronischen Authentiflkati- onsemrichtungen verwenden.
Die Ausfuhrungsform des Drehschalters gemäß dem Anspruch 7 ist insbesondere als Zundanlaßschalter für einen elektronisch abfragbaren Schlüssel geeignet.
Gemäß dem Anspruch 8 hat der erfmdungsgemaße Drehschalter vorteilhafterweise mindestens zwei vorbestimmte Drehstellungen, die er bei Vorliegen bestimmter Funktionszustande selbsttätig annimmt.
Gemäß dem Anspruch 9 ist es vorteilhaft, wenn der erfmdungsgemaße Drehschalter die von ihm angesteuerten Betriebsfunktionen indirekt ansteuert.
Der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnun- gen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.. Es stellen dar:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausfuhrungsform eines erfmdungsgemaßen Zundanlaßschalters zusammen mit einem Steuergerat,
Fig. 2 eine zweite Ausfuhrungsform des Zundanlaßschalters,
Fig. 3 eine dritte Ausfuhrungsform des Zundanlaßschalters und
Fig. 4 Darstellungen zur Erläuterung der Funktionsweise des erfmdungsgemaßen Zundanlaßschalters .
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Zundanlaßschalters erläutert, der m Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Der Zundanlaßschalter 10 weist m einem nicht im einzelnen dargestellten Gehäuse ein drehbares Bauteil 12 auf, das mittels einer Welle 14 m einem ortsfesten Bauteil 16 drehbar ge- fuhrt ist.
Das drehbare Bauteil 12 weist einen Emschubschlitz 18 auf, m den ein elektronischer Schlüssel 20 einschiebbar ist, der eine in ihrem Aufbau an sich bekannte Transponderemrichtung 22 tragt. Im Inneren des Einschubschlitzes 18 befindet sich ein Emschuberkennungsschalter 24, der beim Einschieben des Schlusseis 20 geschlossen wird. Weiter befindet sich in dem drehbaren Bauteil 12 eine Transponderspule 26, die mit der Transponderemrichtung 22 zusammenarbeitet.
Die Welle 14 endet in einer Schaltscheibe 28, auf der in bestimmten Winkelabstanden Magnete 30 angeordnet sind, die mit ortsfesten Hallsensoren 32 zusammenwirken, die der Schaltscheibe 28 gegenüberliegend ortsfest angeordnet sind. Auf der Welle 14 drehbar gelagert ist ein als Scheibe 34 ausgebildetes Bauteil. Zwischen der Scheibe 34 und dem drehbaren Bauteil 12 ist eine Drehfeder 36 angeordnet, die einer wmkel- maßigen Verdrehung zwischen der Scheibe 34 und dem drehbaren Bauteil 12 entgegenwirkt.
Die Scheibe 34 weist an ihrer dem ortsfesten Bauteil 16 zugewandten Seite Rastoffnungen 38 auf, in die ein federnd m Richtung auf die Scheibe 34 vorgespannter Sperrstift 40 em- greifen kann, welcher mittels eines Magneten 42 aus der jeweiligen Rastoffnung 38 herausbewegbar bzw. m einer Stellung haltbar ist, m der der nicht m eine Rastoffnung eingreift.
Von den Hallsensoren 32, dem Magneten 42, dem Emschuberken- nungsschalter 24 und der Transponderspule 26 fuhren Leitungen zu einem Steuergerat 44, das über die Bordspannung des nicht dargestellten Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt wird und über Leitungen 46 mit bestimmten Klemmen des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs verbunden ist, über eine weitere Leitung 48 mit einem Motorsteuergerat 50 verbunden ist und über Leitungen 52 mit einer Lenkungssperreeinrichtung 54 verbunden ist.
Es versteht sich, daß einzelne der genannten Leitungen als Datenleitungen ausgebildet sein können, die m ein Bussystem des Fahrzeugs integriert sind.
Die m Fig. 2 dargestellte Ausfuhrungsform des Zundanlaßschalters entspricht der der Fig. 1 mit dem Unterschied, . daß die Scheibe 34 zusatzlich eine Außenverzahnung 56 aufweist, mit der ein Ritzel 58 eines Elektromotors 60 kämmt, der über eine Leitung 62 mit dem in Fig. 2 nicht dargestellten Steuergerat 44 verbunden ist. Die übrigen, mit der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 1 gleichen Teile sind Fig. 2 nicht mit Bezugszeichen belegt . Bei der Ausfuhrungsform des Zundanlaßschalters gemäß Fig. 3 fehlt die Scheibe 34 der Fig. 1 und 2 und wirkt ein am ortsfesten Bauteil 16 angebrachter Elektromotor 66 über sein Ritzel 68 unmittelbar mit einer Verzahnung 70 zusammen, die am Umfang des drehbaren Bauteils 12 angebracht ist. Die weiteren mit den Bauteilen der anderen Ausfuhrungsformen gleichen Bauteilen sind wiederum nicht mit Bezugszeichen belegt.
Die Funktion des erfmdungsgemaßen Zundanlaßschalters wird im folgenden anhand der Fig. 4 erläutert. In der Figur 4 ist schematisch eine Aufsicht auf einen Schnitt durch die Schalt- scheibe 28 m einer zur Welle 14 senkrechten Ebene dargestellt, die die Rastoffnungen 38 schneidet. Dargestellt sind jeweils drei Rastoffnungen 38ι, 382 und 383. Weiter ist gestn- chelt der Emschubschlitz 18 in unterschiedlichen Drehstellungen dargestellt.
Sei angenommen, daß Fig. 4a der normalen Ruhestellung des Zundanlaßschalters entspricht, bei der sich das drehbare Bauteil 12 m einer Drehstellung derart befindet, daß der Emschubschlitz 18 sich m senkrechter Position befindet. Bei nicht im Zündschloß befindlichen Schlüssel ist der Magnet 42 nicht aktiviert, so daß der Sperrstift 40 m die Rastoffnung 38 vorsteht und die Drehbarkeit der Scheibe 34 blockiert.
Wenn nun eine Schlüssel 20 (Fig. 1) m den Schlitz 18 eingeschoben w rd, wird der Emschuberkennnungsschalter 24 (Fig. 1) betätigt und es beginnt in an sich bekannter Weise ein Dialog zwischen dem Steuergerat 44 und der Transponderemrichtung 22 des Schlüssels 20, m dem die Authentifikation des Schlüssels 20 erfolgt. Solange diese Authentifikation nicht erfolgreich abgeschlossen ist, bleibt der Magnet 42 deaktiviert, so daß der Sperrstift 40 die Drehbarkeit der Scheibe 34 weiternm sperrt. Außerdem bleibt das Steuergerat 44 in einem Betriebs- zustand, indem es keine Ausgangssignale in den Leitungen 46 erzeugt .
Eine Drehung des Schlüssels 20 ist in diesem Zustand zwar möglich (Fig. 4b) ; da die Scheibe 34 gesperrt ist, bewirkt die Drehfeder 36, daß das drehbare Bauteil 12 und damit der Schlüssel nur gegen das Torsionsmoment der Feder 36 verdrehbar ist und das Bestreben hat, m die Ausgangslage (Nullstellung) zurückzukehren.
Nach erfolgreicher Authentifikation wird der Magnet 42 kurzzeitig aktiviert, so daß die Drehbarkeit der Scheibe 34 freigegeben ist. Außerdem wird das Steuergerat 44 einen aktiven Zustand versetzt, so daß es auf Schaltsignale anspricht, die von den Hallsensoren 32 herkommen. Ist der Schlüssel 20 gegenüber der Ausgangslage in Uhrzeigerrichtung um weniger als 90° verdreht, so nimmt das drehbare Bauteil 26 die Scheibe 34 mit, bis der Sperrstift 40 m die Rastoffnung 382 einrastet (Fig. 4c) . Das drehbare Bauteil 12 bewegt sich nach Loslassen des Schlüssels 20 m eine Stellung, m der der Schlitz 18 um 45° verdreht ist (Radiostellung) . Dadurch wird einer oder werden mehrere der Hallsensoren 32 aktiviert, wodurch das Steuergerat 44 über eine der Leitungen 46 die Klemme R (Radioklemme) auf Spannung legt.
Wird der Schlüssel 20 um 90° oder mehr verdreht, so wird dies über die Hallsensoren 32 erkannt. Das Steuergerat 44 aktiviert den Magneten 42, so daß sich die Scheibe 34 weiter drehen kann, bis der Sperrstift 40 m die Rastoffnung 383 einrastet (Betriebsstellung) . Daraufhin wird die Lenkungssperremrich- tung 54 vom Steuergerat 44 entriegelt und das Motorsteuergerat 50 aktiviert. Weiterhin wird die Klemme 15 des Bordnetzes über eine der Leitungen 46 mit Spannung beaufschlagt. Wird der Schlüssel 20 nun weitergedreht bis in eine Stellung, die gegenüber der Ausgangsstellung um etwa 110° verdreht ist (Anlaßstellung) , so erkennt das Steuergerat 44 dies über die Aktivierung eines oder mehrerer der Hallsensoren 32. Wenn zu- satzlich die Meldung erfolgt ist, daß die Lenkungssperreinrichtung 54 entsperrt ist, wird über eine der Leitungen 46 die Klemme 50 aktiviert, das heißt der Anlasser tritt in Tätigkeit .
Für die Scheibe 34 sind über die Rastöffnungen 38ι, 382 und 383 somit drei Stellungen definiert, die Ruhestellungen des drehbaren Bauteils 12 und damit des Schalters 20 bilden und zusatzlich zur Verdrehung des Schlüssels das Drehmoment bestimmen, mit dem der Schlüssel 20 in die jeweils definierte Ruhe- Stellung zurückkehren will.
Das Zündschloß kann sofort nach Einschieben des Schlüssels 20 ohne die Gefahr irgendeiner Verhakelung betätigt werden. Das Fahrzeug ist komfortabel und absolut sicher inbetriebsetzbar, da das Steuergerat 44 die jeweiligen Vorgange erst nach Vorliegen vorbestimmter Bedingungen auslost. Gegenüber herkömmlichen Zundanlaßschaltern ist ein Zeitgewinn möglich, da der Schlüssel bereits verdreht werden kann, obwohl beispielsweise die Lenkung noch verriegelt ist.
Beim Abschalten des Fahrzeugs (Drehen des Schlusseis 20) aus der Betriebsstellung in die Nullstellung rastet der Sperrstift 40 erst in die Scheibe 34 ein, wenn die Lenkung verr-iegelt ist oder sonstige zusatzliche, nicht dargestellte Bedingungen er- füllt sind, beispielsweise der Wählhebel eines Getriebes in P befindet. Der Fahrer erkennt dies in einfacher Weise, da nur dann durch Sperrung der Drehung der Scheibe 34 die Nullsteilung des Schlüssels 20 definiert ist. Bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 1 wird die Scheibe 34 jeweils vom drehbaren Bauteil 12 mitgenommen, wenn der Sperrstift 40 die Drehbarkeit der Scheibe 34 freigibt. Bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 wird die Scheibe 34 jeweils bei Vorliegen bestimmter Bedingungen (Drehen des Schlüssels, Entriegelung oder Verriegelung der Lenkung, vorbestimmte Stellung des Wahlhebels usw.) mittels des Motors 60 in eine der vorbestimmten Stellungen bewegt, in der Verrastung erfolgt. Dadurch verbessert sich die Funktionssicherheit des Schalters.
Es versteht sich, daß bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 der Magnet mit dem Raststift entfallen kann, wenn der Motor 60 derart ausgebildet ist, daß er selbst die Drehstellungen der Scheibe 34 sicher halt.
Bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 3 ist der Elektromotor 66 derart ausgebildet, daß er unter Steuerung vom Steuergerat 44 den Widerstand bestimmt, mit dem er durch Drehung des drehbaren Bauteils 12 bzw. des Schlusseis 20 uberdrehbar ist und daß er, sobald keine Kraft auf den Schlüssel 20 ausge bt wird, je nach vorliegenden Bedingungen eine der drei geschilderten Stellungen (Ruhestellung, Radiostellung, Betriebsstellung) anfahrt. Es versteht sich, daß der Elektromotor 66 dazu m an sich bekannter Weise derart ausgebildet ist, daß er m Rich- tung zu der jeweiligen vorbestimmten Stellung mit einem vorbestimmten Drehmoment dreht und die vorbestimmte Stellung beibehalt.
Zusammenfassend wirkt wahrend der Fahrzeuginbetriebnahme bei Drehung des Schlüssels aus Stellung Null m Richtung der anderen Stellungen solange eine Ruckstellkraft m Richtung der Stellung 0 bis eine Schlusselauthentifikation erfolgreich abgeschlossen ist und alle anderen Voraussetzungen für die Fahr- zeugmbetriebnahme erfüllt sind (z.B. Wahlhebelstellung des Automatikgetriebes m P oder N, bremspedalbetatigt, Lenkungs- Verriegelung freigegeben usw.). Das bedeutet, daß der Schlüssel 20 bzw. das drehbare Bauteil 12 sich beim Loslassen automatisch in Stellung Null zuruckbewegt , solange nicht alle Bedingungen für die Fahrzeuginbetriebnahme erfüllt sind. Dabei ist egal, ob der Schlüssel bis m die Stellung Radio, Stellung Zündung oder Stellung Anlassen oder darüber hinaus gedreht wurde. Durch die Rückstellungskraft hat der Fahrer bzw. Benutzer eine haptile Rückmeldung über die noch nicht vollständige Freigabe der Fahrzeuginbetriebnahme.
Wenn alle für die Fahrzeuginbetriebnahme notwendigen Bedingungen erfüllt sind, wird die Ruckstellkraft weggenommen und die Gleichgewichtsstellung des drehbaren Bauteils 12 wird über die Scheibe 34 bzw. unmittelbar den Elektromotor 66 (Fig. 3) neu definiert. Aus der Anlaßstellung (Verdrehung um etwa 110°) wird der Schlüssel bzw. das drehbare Bauteil in jedem Falle mindestens bis m die Position Zündung ein (90°) zuruckbewegt, wie bei Zundanlaßschalten üblich.
Mit Ausschalten der Zündung durch Wechsel der Drehstellung zurück auf 45° oder Null wirkt nach Vorbeidrehen an der Stellung 45° (Radio) solange eine Ruckstellkraft Richtung Radio (Sperrstift verrastet in der Rastoffnung 382) , solange nicht alle Bedienungen für eine ordnungsgemäße Fahrzeugaußerbetrieb- Setzung erfüllt sind (z.B. Wahlhebel in Stellung P, Fahrzeug im Stillstand, Lenkungsverriegelung erfolgt, Handbremse angezogen usw.). Die kapitale Ruckmeldung, mit der der Schlüssel in die Stellung R zurückkehrt, kann noch durch eine- optische und/oder akustische R ckmeldung unterstutzt werden.
Es versteht sich, daß der geschilderte Zundanlaßschalter über die im Steuergerat 44 abgelegte Software mit weiteren Funktionen ausgestattet werden kann. Beispielsweise kann ein einmaliges Überschreiten der Stellung 45° (Radio) m Richtung der Stellung 0° - auch bei noch wirkender Ruckstellkraft Rieh- tung 45° - die Berechtigung zu Fahrzeugwiederinbetriebnahme rucksetzen, so daß bei einer erneuten Fahrzeugwiedermbetπeb- nahme alle Bedingungen über eine Erstinbetriebnahme abgefragt werden. Denkbar ist, ein solches Rucksetzen erst nach Ablauf einer bestimmten Verzogerungszeit vorzunehmen.
Es versteht sich, daß es bei den Ausfuhrungsformen gemäß Fig. 2 und 3 möglich ist, den Zundanlaßschalter ferngesteuert in angewählte Betriebsstellungen zu bringen, da er mit Hilfe des Elektromotors bewegbar ist. Beispielsweise kann dadurch bei
Einsatz des Schalters für einen Dieselmotor ferngesteuert das Vorgluhen ausgelost werden, sobald die Fahrerture geöffnet wird.
Der erfmdungsgemaße Zundanlaßschalter ermöglicht einen außerordentlich komfortablen Betrieb des Kraftfahrzeugs. Da das Auftreten großer mechanischer Kräfte ausgeschlossen ist, ergibt sich eine ausgezeichnete Betriebssicherheit und Langzeit- haltbarkeit .

Claims

Patentansprüche
1. Drehschalter, insbesondere Zundanlaßschalter, enthaltend ein drehbares Bauteil (12), ein ortsfestes Bauteil (16), Schalteinrichtungen (30, 32), die bei einer Verdrehung des drehbaren Bauteils betätigt werden, und eine mit einem Steuergerat (44) verbundene Ruckstelleinrichtung (34, 36, 38, 40, 42; 58, 60), die auf das drehbare Bauteil (12) von Drehstellungen des drehbaren Bauteils und Funktionszuständen des Steuergerätes (44) abhangige Ruckstell- krafte ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruckstelleinrichtung eine gleichachsig mit dem drehbaren Bauteil (12) angeordnete drehbare Scheibe (34) auf- weist, die mit dem drehbaren Bauteil über eine Drehfeder (36) verbunden ist und mittels einer von dem Steuergerat (44) betätigten Rasteinrichtung (38, 40, 42) in vorbestimmten Drehstellungen verrastbar ist.
2. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (34) mittels eines von dem Steuergerat angesteuerten Elektromotors (60) drehantreibbar ist.
3. Drehschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Rasteinrichtung einen Elektromagneten (42) enthalt, mittels dessen ein Sperrbauteil (40) in Eingriff in an der Scheibe (34) ausgebildete Rastoffnungen (38) bewegbar
4. Drehschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung durch den Eingriff des Elektromotors (60) mit der Scheibe (34) gebildet ist.
5. Drehschalter, insbesondere Zundanlaßschalter, enthal- tend eir drehbares Bauteil (12), ein ortsfestes Bauteil (16), Schalteinrichtungen (30, 32), die bei einer Verdrehung des drehbaren Bauteils betätigt werden, und eine mit einem Steuergerät (44) verbundene Ruckstelleinrichtung (66, 68), die auf das drehbare Bauteil (12) von Drehstellungen des drehbaren Bauteils und Funktionszuständen des Steuergerätes (44) abhangige Rückstellkrafte ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung einen Elektromotor (66) zum Verdrehen und Sperren der Verdrehung des drehbaren Bauteils (12) aufweist, dessen Drehrichtung und Drehmoment von dem Steuergerat (44) einstellbar sind.
6. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Authentifikationseinrichtung (22, 26, 44) vorgesehen ist, daß die Rückstelleinrichtung bei negativer Authentifikation das drehbare Bauteil (12) in Richtung auf eine erste, vorbestimmte Stellung zieht, und daß die Schalteinrichtungen (30, 32) zum Schalten von Betriebsfunktionen nur bei positiver Authentifikation wirksam werden.
7. Drehschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (12) eine Einschuboffnung (18) für einen elektronischen Schlüssel (20) mit einer Einrichtung (22) zum Senden eines Codesignals aufweist, das von einer im dreh- baren Bauteil (12) vorgesehenen Einrichtung (26) abgefragt wird.
8. Drehschalter nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (12) wenigstens zwei Dreh- Stellungen aufweist, in die es von der Ruckstelleinrichtung je nach Vorliegen vorbestimmter Funktionszustande selbsttätig bewegt wird.
9. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (30, 32) bei ihrer Betätigung Schaltsignale auslosen, die m dem Steuergerat (44) in Funktionssignale zum Steuern von Betriebsfunktionen umgewandelt werden.
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