DE19962180C1 - Schaltungsanordnung zum Stromlosschalten einer Verriegelung und Verfahren zum Stromlosschalten einer Lenkungsverriegelung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Über zwei unabhängig voneinander betriebene Mikroprozessoren (1, 2) werden sowohl Pluspol (ELV+) als auch Masse (GND) der Spannungsversorgung einer Lenkungsverriegelung (ELV) stromlos geschaltet, wenn der Zündschalter (S1-S6) betätigt und die Klemme KL15 (KL15) eingeschaltet ist. Somit wird verhindert, daß die Lenkung während der Fahrt aus Versehen verriegelt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Stromlos­ schalten einer Verriegelung und ein Verfahren zum Stromlos­ schalten einer Lenkungsverriegelung eines Kraftfahrzeugs.

In einer nicht vorveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift DE 199 08 216 A1 ist ein Zündstartschloss (EZS) beschrieben, das auch eine elektronische Lenkungsverriegelung (ELV) aufweist, die zusammen ein herkömmliches, mechanisches Zündschloss er­ setzen. Durch die Lenkungsverriegelung wird die Lenkspindel elektromagnetisch ver- oder entriegelt. Aus sicherheitstech­ nischen Gründen darf die Lenkungsverriegelung während der Fahrt nicht verriegeln, da ansonsten nicht gelenkt werden kann und somit Unfallgefahr besteht. Daher wird dort vorge­ schlagen, die Steuerung der Lenkungsverriegelung stromlos zu schalten, solange der Verbrennungsmotor eingeschaltet ist.

Die elektromagnetische Steuerung und das Stromlosschalten be­ darf jedoch einer genauen Überwachung, damit die Lenkungsver­ riegelung nicht fehlerhaft eingeschaltet wird, auch wenn der Verbrennungsmotor noch in Betrieb ist.

Aus der Patentschrift DE 197 41 438 C1 ist ein Verfahren zum Stillsetzen eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei wird die Len­ kungsverriegelung nur dann angesteuert, wenn die Geschwindig­ keit des Kraftfahrzeugs Null ist. Von einem Stromlosschalten der Lenkungsverriegelung ist keine Rede.

Eine bekannte Schaltungsanordnung (DE 198 15 148 A1) zum Ü­ berwachen eines Arbeitsgeräts weist Sensoren auf, die das un­ mittelbare Umfeld des Arbeitsgeräts überwachen. Wenn keine Person in der Umgebung ist, so wird das Arbeitsgerät eingeschaltet. Die Signale der Sensoren werden mit Hilfe einer zweifachen Recheneinheit auf Übereinstimmung überprüft. Nur bei fehlerfreiem Funktionieren der Sensoren setzt die Rechen­ einheit das Arbeitsgerät in Betrieb.

Aus der Patentschrift DE 43 37 545 C2 ist eine Vorrichtung für die Verriegelung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Bei dieser soll verhindert werden, dass die Türen während der Fahrt ver­ riegelt sind. Hierzu wird der Zündschalter überwacht. Solange dieser eingeschaltet ist, wird der Elektromotor zum Verrie­ geln der Türen nicht eingeschaltet.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung zum Steuern einer Be­ tätigungseinrichtung (DE 195 47 728 A1) sollen im Normalbe­ trieb ausgelöste Vorgänge nicht zu gefährlichen Situationen führen. Daher sind die Betätigungseinrichtung und die zugehö­ rige Stelleinrichtung in Reihe geschaltet. Als Stelleinrich­ tung dient dabei ein Türschloss eines Kraftfahrzeugs. Zünd­ schloss und Lenkungsverriegelung sind nicht offenbart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan­ ordnung zum Stromlosschalten einer Verriegelung und Verfahren zum Stromlosschalten einer Lenkungsverriegelung eines Kraft­ fahrzeugs zu schaffen, das eine verbesserte Sicherheit bie­ tet.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung zum Strom­ losschalten einer Verriegelung mit den Merkmalen von Patent­ anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Stromlosschalten einer Lenkungsverriegelung eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentan­ spruch 5 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Die ein­ zige Figur zeigt eine Schaltungsanordnung zum Stromlosschal­ ten einer Verriegelung.

Eine Schaltungsanordnung zum Stromlosschalten einer Verriege­ lung, insbesondere einer Lenkungsverriegelung (ELV) eines Kraftfahrzeugs, weist zwei Recheneinheiten (im folgenden als Controller 1 und Precontroller 2 bezeichnet) auf. Beiden Controllern 1 und 2 werden an ihren Eingängen 4, 4' Signale von Schaltern S1 - S6 (infolge manuellen Betätigens der Schalter) von einem Zündstartschloß (EZS) parallel zugeführt. Somit erhalten die Controller 1 und 2 identische Eingangssig­ nale vom Zündschloß.

Der Controller 1 steuert über einen Ausgang 5 die Klemme KL15 und überwacht den Zustand der Klemme KL15 über einen Eingang 6. Wenn die Klemme KL15 zugeschaltet ist, so ist die Zündung eingeschaltet. Die Klemme KL15 ist in jedem Kraftfahrzeug vorhanden und legt bei manuellem Einschalten der Zündung die Batteriespannung des Kraftfahrzeugs an die Zündung.

Über eine Busleitung SCI (serial communication interface) o­ der SPI (shared peripheral interface) sind die beiden Cont­ roller 1 und 2 miteinander verbunden. Über diese Busleitung SCI wird beispielsweise die Stellung der Klemme KL15 dem Pre­ controller 2 mitgeteilt. Über diese Busleitung SCI geschieht auch die gegenseitige Überwachung des korrekten Arbeitens der beiden Controller 1 und 2.

An Ausgängen 7, 7a sowie 8 und 8a der Controller 1 und 2 wer­ den zwei Schalteinheiten parallel von den beiden Controllern 1 und 2 gesteuert. Die Controller 1 und 2 überwachen die Schaltzustände des Zündschlosses über ihre Eingänge 4, 4' und der Klemme KL15 über den Eingang 6. Wenn bestimmte Bedingun­ gen, wie beispielsweise "EZS ausgeschaltet" und "KL15 ausge­ schaltet", von beiden Controllern 1 und 2 als erfüllt erkannt werden, dann werden sowohl die erste Schalteinheit als auch die zweite Schalteinheit gemeinsam von beiden Controllern 1 und 2 geschaltet (es liegt eine UND-Verknüpfung der beiden Controller 1 und 2 vor).

Durch die Schalteinheiten wird die Lenkungsverriegelung mit der Spannungsversorgung verbunden oder von dieser getrennt. Wenn die Versorgungsspannungspotentiale, daß heißt Pluspol und Minuspol (üblicherweise Masse Gnd), an die Lenkungsver­ riegelung durchgeschaltet werden, so kann die Lenkungsverrie­ gelung ordnungsgemäß betrieben werden und ein Riegel kann e­ lektromagnetisch gesteuert bei Bedarf in die Lenkspindel ein­ gefahren (verriegeln) werden oder diese freigeben (entrie­ geln). Wenn bei zugeschalteter Versorgungsspannung Steuerbe­ fehle zum elektromagnetischen Steuern eines Riegels der Len­ kungsverriegelung ankommen, so werden diese auch ausgeführt. Wenn die Lenkungsverriegelung stromlos ist (Versorgungsspan­ nung von der Lenkungsverriegelung getrennt), so legt keine Spannung an und die Steuerbefehle können nicht ausgeführt werden.

Bei der Erfindung wird die Lenkungsverriegelung von beiden Controllern 1, 2 stromlos geschaltet, wenn die Bedingung er­ füllt ist, daß das Zündschloß und die Zündung (Klemme KL15) eingeschaltet sind. Dies ist üblicherweise bei der Fahrt der Fall. Da das Stromlosschalten durch zwei Controller unabhän­ gig voneinander gesteuert und nur dann auch tatsächlich durchgeführt wird, wenn jeder der beiden Controller die ent­ sprechende Bedingung als erfüllt erkennt, ist die Sicherheit erhöht, daß die Lenkungsverriegelung nicht fehlerhaft während der Fahrt eingeschaltet wird.

Das Steuern der Lenkungsverriegelung selber geschieht über den Controller 1, der mit seinem Ausgang 9 mit der Lenkungs­ verriegelung elektrisch verbunden ist (Kommunikation mittels Datenprotokoll).

Solange die Lenkungsverriegelung stromlos geschaltet ist, kann ein Steuersignal zum Ver- oder Entriegeln der Lenkungs­ verriegelung nicht ausgeführt werden.

Die Schalteinheiten sind hier als einfache Transistoren T1, T2 und T3 ausgeführt. Ein erster Transistor T1 ist mit seiner Basis mit einem Ausgang 8a des Precontrollers 2 verbunden. Sein Emitter ist mit einem Ausgang 7 des Controllers 2 ver­ bunden. Sein Kollektor steuert einen Leistungstreiber 3, der lediglich bei aktiver Ansteuerung den Pluspol der Versor­ gungsspannung (hier +12 V der Batteriespannung des Bordnetzes) an einen ersten Ausgangsanschluß 10 legt. Dieser erste Aus­ gangsanschluß ist gleichzeitig der positive Versorgungsspan­ nungsanschluß (ELV+ oder Ubb) der Lenkungsverriegelung. Liegt an der Basis von Transistor T1 eine logische "0" als Aus­ gangssignal des Precontrollers 2 und an dem Emitter von Tran­ sistor T1 eine logische "1" als Ausgangssignal des Control­ lers 1 an, so schaltet der Transistor T1 durch, wodurch der Leistungstreiber aktiviert wird, um die Versorgungsspannung von +12 V an den Ausgangsanschluß 10 und damit an die Len­ kungsverriegelung anzulegen.

Ein zweiter Transistor T2 ist mit seiner Basis mit einem Aus­ gang 8 des Precontrollers 2 verbunden. Sein Emitter ist mit einem Ausgang 7a des Controllers 1 verbunden. Sein Kollektor steuert einen weiteren Transistor T3, durch den im einge­ schalteten Zustand Masse (0 V) an einen zweiten Ausgang­ sanschluß 11 (ELV- oder GND) legt. Dieser zweite Ausgang­ sanschluß 11 ist gleichzeitig der negative Versorgungsspannungsanschluß (Masse) der Lenkungsverriegelung. Liegt an der Basis von Transistor T2 ebenfalls das Ausgangssignal des Pre­ controllers 2 (logische "0") und an dem Emitter von Transis­ tor T2 ebenfalls Ausgangssignal des Controllers 1 (logische "1") an, so schaltet der Transistor T2 durch, wodurch der Transistor T3 leitend wird und somit Massepotential an den Minuspol der Lenkungsverriegelung legt.

Ob die jeweiligen Spannungspotentiale auch tatsächlich an den beiden Ausgangsanschlüssen 10, 11 anliegen, kann durch je­ weils eine Meßleitung überprüft werden, die einerseits über ohmsche Spannungsteiler 12, 13 das Potential am jeweiligen Ausgangsanschluß 10, 11 abgreifen und Eingängen 14, 14' des Controllers 1 bzw. Precontrollers 2 zuführen. In den Control­ lern 1 und 2 kann dann überprüft werden, ob die Spannungspo­ tential der Versorgungsspannungsanschlüsse der Lenkungsver­ riegelung auch wie gewünscht eingenommen wurden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden bei Vorliegen bestimmter Bedingun­ gen beide Versorgungsspannungsanschlüsse der Lenkungsverrie­ gelung stromlos geschaltet. Und beide auch nur dann, wenn die zwei Controller 1 und 2 unabhängig voneinander jeweils vorge­ gebene Bedingungen als erfüllt erkennen. Somit wird die Len­ kungsverriegelung im Fahrbetrieb sicher stromlos geschaltet.

Da die Aktivierung der Spannungsversorgung für die Lenkungs­ verriegelung über zwei unabhängige Systeme erfolgt, kann auch eine nicht beabsichtigte Fremdversorgung, wie beispielsweise infolge eines Kurzschlusses eines positiven Potentials mit dem positiven Versorgungsanschluß der Lenkungsverriegelung, nicht zwangsweise zu einer fehlerhaften und unkontrollierten Spannungsversorgung der Lenkungsverriegelung führen.

Das Ver- oder Entriegeln der Lenkungsverriegelung geschieht zu einem Zeitpunkt, wenn beispielsweise der Zündschlüssel in das Zündschloß eingeführt oder aus diesem entnommen wird. Zum Entriegeln muß der Zündschlüssel seine Berechtigung (Authen­ tifikation) beispielsweise in Form seiner mechanischen oder elektronischen Codierung nachweisen. Mit dem Drehen des Zünd­ schlüssels im Zündschloß werden diverse Schalter S1-S6 ge­ schaltet, wodurch dann auch die Klemme KL15 eingeschaltet wird.

Statt eines Zündschlüssels kann auch ein Scheckkarten großer Codegeber verwendet werden, der infolge des Betätigens eines Startschalters nach einem Anforderungssignal sein Codesignal aussendet, das dann auf seine Berechtigung überprüft wird. Anschließend erfolgen diverse Schaltvorgänge (über die Schal­ ter S1-S6), wie Einschalten der Zusatzgeräte (Radio) und Klemme KL15.

Voraussetzung bei der Erfindung ist jedoch, daß die Lenkung entriegelt ist, bevor die Lenkungsverriegelung stromlos ge­ schaltet wird.

Controller 1 und Precontroller 2 können durch Mikroprozesso­ ren realisiert werden. Die Transistoren T1, T2, T3 können einfache pnp- oder npn-Transistoren sein. Der Leistungstrei­ ber 3 kann durch einen Treiberbaustein, wie z. B. einen high side driver, realisiert werden.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zum Stromlosschalten einer Verriege­ lung mit:

• - zumindest zwei unabhängig voneinander arbeitenden Rechen­ einheiten (1, 2), denen identische Eingangssignale zuge­ führt werden und die bei Vorliegen von erkannten Schaltbe­ dingungen Steuersignale an ihren Ausgängen (7, 7a, 8, 8a) erzeugen, und
• - zumindest zwei Schaltelemente (T1, T2), die jeweils mit je einem Ausgang (7, 7a, 8, 8a) von jeder Recheneinheit (1, 2) verbunden sind und die durch die Steuersignale geschaltet werden,
• - wobei die erste Schalteinheit (T1) einen positiven Versor­ gungsspannungsanschluß an die Verriegelung und die zweite Schalteinheit (T2) einen negativen Versorgungsspannung­ sanschluß an die Verriegelung schaltet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schaltelemente (T1, T2) Transistoren sind, deren Emitter mit der ersten Recheneinheit (1) und deren Basis mit der zweiten Recheneinheit (2) verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheiten (1, 2) Mikroprozessoren sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verriegelung eine elektronische Lenkungsverrie­ gelung (ELV) eines Kraftfahrzeugs ist und die Schaltbedingun­ gen infolge manuellen Betätigens eines Zündstartschlosses (EZS) vorgegeben werden.

5. Verfahren zum Stromlosschalten einer Lenkungsverriegelung eines Kraftfahrzeugs gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Auswerten von Schaltstellungen eines Zündstartschalters (EZS) und des Zustands der Zündung (KL15) durch zwei unab­ hängig voneinander arbeitenden Recheneinheiten (1, 2), und

• - Stromlosschalten sowohl eines Pluspols (10, ELV+) als auch eines Minuspols (11, ELV-) einer Spannungsversorgung der Lenkungsverriegelung (ELV), durch beide Recheneinheiten, (1, 2) falls der Zündstartschalter (EZS) und die Zündung (KL15) eingeschaltet sind.