DE10056249A1 - Elektrischer Schalter für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Es wird ein elektrischer Schalter beschrieben für ein Kraftfahrzeug, das mit einer Brennkraftmaschine und einem Automatikgetriebe ausgerüstet ist. Das Fahrzeug wird ohne Zündschlüssel betrieben, da der Zugang des Fahrzeugs ohne herkömmliche schlüsselbetätigte Türschlösser erfolgen soll. Um dennoch sicherzustellen, dass der Fahrer das Fahrzeug nur verlässt, nachdem er den Wählhebel des Automatikgetriebes in Fahrstufe "P" gelegt hat, sieht die Erfindung eine entsprechende Blockierung vor. Ein Drehschalter, der in einer Endstellung die ihm zugeordneten Teile des Bordnetzes von der Stromquelle trennt, kann nur dann an diese Stelle gedreht werden, wenn sich zuvor der Wählhebel in der Fahrstufe "P" befindet. Erreicht wird dies mit einer dem Drehschalter zugeordneten Sperrscheibe, die durch einen, von einer Getriebesteuerung beaufschlagten Elektromagneten blockierbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter für ein mit einer Brenn­ kraftmaschine und einem Automatikgetriebe versehenes Kraftfahrzeug, wie er im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist.

In bestimmten Ländern sind Vorschriften zu beachten, nach denen bei einem Kraft­ fahrzeug der Zündschlüssel nur dann abziehbar sein darf, wenn sich der Wählhebel des Automatikgetriebes in der Fahrstufe "P" befindet. Entsprechend sieht die DE 38 42 332 C1 eine gegenseitige, mechanische Verriegelung von Zündschloss bzw. Zündschlüssel und Wählhebel vor.

In zunehmendem Maß werden am Markt Forderungen laut, auf einen Zünd­ schlüssel, der in der Regel zugleich auch der Öffnungsschlüssel für die Fahrzeug­ türen ist, ganz zu verzichten. Der Zugang zum Fahrzeug soll durch andere Mittel, wie z. B. durch das Auswerten von personenspezifischen Merkmalen, ermöglicht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem solchen Fahrzeug-Zugang sicherzustellen, dass der Fahrer ohne mechanische Verriegelung zwischen Zündschloss und Wähl­ hebel trotzdem dazu angehalten wird, vor Verlassen des Fahrzeugs den Wählhebel in die P-Position zu verstellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung ist demnach im Fahrzeug ein elektrischer Schalter vorgesehen, der - wie ein herkömmliches Zündschloss - verschiedene Stellungen einnehmen kann. In einer ersten Endstellung trennt er alle ihm zugeordneten Stromkreise des Bordnetzes. Anzumerken sei, dass bei dieser Stellung noch Stromkreise, wie für die Diebstahlwarnanlage usw., geschaltet bleiben. Von dieser Endstellung lässt sich der Schalter in eine Betriebsstellung bewegen, in der er die entsprechenden Strom­ kreise, einschließlich des Zündstromkreises, mit der Fahrzeugbatterie verbindet.

Die Erfindung zeichnet sich nun dadurch aus, dass der elektrische Schalter in die Endstellung nur bei eingelegter Fahrstufe P verstellt werden kann. Solange er sich dort nicht befindet, ist möglicherweise die Brennkraftmaschine bereits abgestellt; der Zündstromkreis und die übrigen Teile des Bordnetzes bleiben jedoch eingeschaltet. Die Instrumentenbeleuchtung im Armaturenbrett ist noch nicht erloschen, und dies ist für den Fahrer der Hinweis, dass das Fahrzeug möglicherweise nicht gegen Wegrollen gesichert ist und er deshalb das Fahrzeug nicht in diesem Zustand ver­ lassen sollte. Erst wenn er den Wählhebel nach "P" verstellt, kann er durch Weiter­ drehen des erfindungsgemäßen Schalters in seine Endstellung auch diese Strom­ kreise trennen. Die Instrumentenbeleuchtung erlischt, und der Fahrer kann das Fahrzeug - ordnungsgemäß abgestellt - verlassen.

In einer zweckmäßigen Ausführung erinnert darüber hinaus ein optisches und/oder akustisches Signal den Fahrer daran, die Fahrstufe P einzulegen.

Sobald sich der Schalter in der Endstellung befindet, kann er in einer weiteren Aus­ gestaltung der Erfindung ein Signal abgeben, aufgrund dessen ein geeignetes, vor­ teilhafterweise elektrisch angesteuertes Stellglied den Wählhebel in der Fahrstufe P blockiert. Diese Blockierung wird erst dann wieder aufgehoben, wenn der Schalter aus seiner Endstellung herausbewegt wird.

In einer weiteren, zweckmäßigen Ausgestaltung ist der elektrische Schalter als Dreh­ knopf ausgelegt mit einer Sperrscheibe, die mit einem verschwenkbaren Sperrhebel zusammenwirkt. Der Sperrhebel wird durch den Ankerbolzen eines Elektro­ magneten solange in Blockierstellung gehalten, bis durch ein entsprechendes Signal einer elektronischen Getriebesteuerung der Elektromagnet bspw. deaktiviert wird.

Der Sperrhebel trägt in vorteilhafter Weise eine federbeaufschlagte Kappe, gegen die die Sperrscheibe beim Verstellen des Drehknopfs in die Endstellung drückt. Durch den erhöhten Kraftaufwand beim Weiterdrehen wird der Fahrer auch haptisch darauf hingewiesen, dass sich der Wählhebel des Automatikgetriebes noch nicht in P-Position befindet. Dennoch lässt sich der Drehknopf ein Stück in Richtung End­ stellung verdrehen, um so die Brennkraftmaschine abzustellen.

In einer weiteren, zweckmäßigen Ausführung wirkt die Sperrscheibe des Drehknopfs direkt auf den Ankerbolzen des Elektromagneten. Der Sperrhebel entfällt zugunsten einer kostengünstigen Lösung. Die Sperrscheibe kann in diesem Fall gegenüber dem Ankerbolzen eine Rückstellrampe aufweisen, um auf diese Weise wiederum eine deutliche, haptische Rückmeldung an den Fahrer zu erzeugen. Gleichzeitig lässt sich die Brennkraftmaschine abstellen. Darüber hinaus nimmt durch die Rück­ stellbewegung der Drehknopf eine definierte Stellung ein.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung anhand der dazugehörenden Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze mit einem erfindungsgemäßen, elektrischen Schal­ ter und die wirkungsmäßige Zuordnung zu einem Wählhebel eines Automatikgetriebes,

Fig. 2 eine zweite Ausführung des Schalters und

Fig. 3 eine dritte Ausführung des Schalters.

Die Fig. 1 zeigt einen elektrischen Schalter 1 für ein nicht weiter dargestelltes Kraft­ fahrzeug. Das Fahrzeug ist mit einer ebenfalls nicht gezeichneten Brennkraft­ maschine versehen und mit einem Automatikgetriebe, von dem ein Schaftbock 2 erkennbar ist.

Der Schalter 1 weist einen Drehknopf 3 auf, der sich mit einem an seiner Oberseite ausgeformten Knebel 4 im Uhrzeigersinn in die einzelnen Stellungen "0", "R", "Z" und "M" verdrehen lässt. Beim Durchlaufen der einzelnen Stellungen schaltet der Dreh­ knopf 3 nicht dargestellte, elektrische Kontakte und verbindet oder trennt auf diese Weise verschiedene Stromkreise im Kraftfahrzeug. Insoweit erfüllt er die gleichen Funktionen wie ein herkömmlicher Zündanlass-Schalter.

In der Stellung "0", die nach der Erfindung die Endstellung darstellt, trennt der Dreh­ knopf 3 die ihm zugeordneten Teile des Bordnetzes von der Stromquelle. Die Ar­ maturenbeleuchtung erlischt. Durch Verdrehen in die Stellung "R" schaltet der Dreh­ knopf 3 die Armaturenbeleuchtung und weitere, im Bereich des Armaturenbretts befindliche Aggregate, wie Gebläse usw., ein. In Stellung "Z" wird der Zündstrom­ kreis und schließlich in der Stellung "M" der Anlasserstromkreis hinzugeschaltet.

An seiner Unterseite trägt der Drehknopf 3 eine kreissegmentförmige Sperrscheibe 5, die seine Verstellbewegung mitmacht. Der Sperrscheibe 5 ist ein am Fahrzeug­ aufbau schwenkbar gelagerter Sperrhebel 6 zugeordnet mit einer der Sperrscheibe 5 zugekehrten Anschlagkappe 7. Die Anschlagkappe 7 lässt sich gegen die Kraft einer Druckfeder 8 auf dem Sperrhebel 6 in seiner Längsrichtung verschieben, bis die Druckfeder 8 auf Block geht. Auf die Anschlagkappe 7 wirkt dabei eine Stirnseite 5a der Sperrscheibe 5. Ein Ankerbolzen 9 eines Elektromagneten 10 verschwenkt den Sperrhebel 6 in eine Blockier- und in eine Freigabestellung. Der Elektromagnet 10 erhält hierzu über eine Signalleitung 11 das entsprechende Signal von einer schematisch dargestellten, elektronischen Getriebesteuerung 12.

Die Getriebesteuerung 12 weist neben einer Vielzahl von nicht weiter dargestellten Aus- und Eingängen auch einen Eingang für eine Signalleitung 13 auf. Über diese Signalleitung 13 gibt ein Wählhebel 2a des Schaltbockes 2 die momentan eingelegte Fahrstufe an die Getriebesteuerung weiter. Dabei sind die Fahrstufen "P" (Park­ stellung), "R" (Rückwärtsfahrt), "N" (Neutral) und "D" (Vorwärtsfahrt) anwählbar.

Der elektrische Schalter 1 arbeitet wie folgt. Angenommen, die Brennkraftmaschine läuft und der Wählhebel 2a befindet sich in irgendeiner Position, nur nicht in Position "P". Die Getriebesteuerung 12 hat über die Signalleitung 11 veranlasst, dass der Elektromagnet 10 erregt ist und der Ankerbolzen 9 sich nach außen bewegt hat. Der Sperrhebel 6 ist durch den Ankerbolzen 9 in seine, in der Zeichnung dargestellte Blockierstellung verschwenkt. Der Drehknopf 3 befindet sich in der Stellung "Z" (Zündstromkreis geschaltet).

Will der Fahrer nun das Fahrzeug abstellen, dreht er zunächst den Drehknopf 3 ge­ gen den Uhrzeigersinn in Richtung "R". Die Anschlagkante 5a der Sperrscheibe 5 stößt dabei gegen die Anschlagkappe 7 des Sperrhebels 6. Beim Weiterdrehen des Drehknopfs 3 drückt die Sperrscheibe 5 über die Anschlagkappe 7 die Druckfeder 8 zusammen. Der Fahrer muss hierfür zunehmend mehr Kraft aufwenden (haptische Rückmeldung). Die Brennkraftmaschine wird abgestellt; jedoch werden weder der Zündstromkreis noch das übrige Bordnetz getrennt. Bevor der Drehknopf 3 die Stellung "R" erreicht, geht die Druckfeder 8 auf Block und verhindert so ein Weiter­ drehen. Der gesamte Drehwinkel hierfür ist in Fig. 1 mit 14 angezeigt, der Verdreh­ winkel für das Abstellen der Brennkraftmaschine mit dem Winkel 15. Der Drehknopf hat damit eine Zwischenstellung erreicht, in der das Bordnetz und der Zündstrom­ kreis noch mit der Batterie verbunden sind, ein Weiterdrehen in die Endstellung "0" aber nicht möglich ist.

Lässt der Fahrer den Drehknopf 3 los, wird er durch die Federkraft der Druckfeder 8 wieder in die Stellung "Z" zurückgedreht. Die Brennkraftmaschine wird nicht wieder gestartet, da hierfür ein Verdrehen bis zur Stellung "M" (Anlasser) notwendig wäre. Jedoch brennt immer noch die Armaturenbeleuchtung. Der Fahrer wird dadurch aufmerksam gemacht, dass er das Fahrzeug noch nicht ordnungsgemäß abgestellt, insbesondere den Wählhebel noch nicht in die Fahrstufe "P" eingelegt hat. Dies kann ihm auch noch zusätzlich durch ein bspw. optisches Signal im Armaturenbrett angezeigt werden.

Legt der Fahrer daraufhin den Wählhebel 2a in die Position "P", erhält das Steuer­ gerät 12 über die Leitung 13 ein entsprechendes Signal und veranlasst über die Signalleitung 13 ein Abschalten des Elektromagneten 10. Der Ankerbolzen 9 bewegt sich in den Elektromagneten 10 hinein und nimmt den Sperrhebel 6 mit. Dieser gibt den Weg frei für die Sperrscheibe 5. Dreht nunmehr der Fahrer den Drehknopf 3 in Richtung der Endstellung "0", kann er dies ohne Widerstand tun. Der Drehknopf 3 trennt dabei neben dem Zündstromkreis auch das ihm zugeordnete Bordnetz; die Instrumentenbeleuchtung erlischt, und der Fahrer wird darauf aufmerksam gemacht, dass er nunmehr das Fahrzeug ordnungsgemäß abgestellt hat.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Schalterstellung "Z" aufgeteilt in zwei Positionen "Z₁" und "Z₂". Dabei entspricht "Z₁" der Stellung "Z" in Fig. 1 und "Z₂" der Zwischenstellung, in der die Brennkraftmaschine bereits abgestellt ist, jedoch das Bordnetz und der Zündstromkreis noch mit Strom beaufschlagt sind.

In dieser Fig. 2 ist wieder der Zustand des erregten Elektromagneten 8 gezeigt. Steht der Drehknopf 3 - wie gezeichnet - in der Stellung "Z₁", bildet sich zwischen der Anschlagfläche 5a der Sperrscheibe 5 und dem ausgefahrenen Ankerbolzen 9 ein definierter Abstand aus. Dabei entspricht dieser Abstand dem Verdrehwinkel des Drehknopfs zwischen "Z₁" und "Z₂". Möchte der Fahrer das Fahrzeug abstellen, kann er den Drehknopf 3 gegen den Uhrzeigersinn nach "Z₂" drehen. Die Brennkraft­ maschine wird abgestellt. Bevor jedoch das Bordnetz und der Zündstromkreis von der Batterie getrennt werden, stößt die Anschlagfläche 5a gegen den Ankerbolzen 9. Ein Weiterdrehen ist nicht möglich. Erst wenn der Fahrer den Wählhebel des Automatikgetriebes wiederum in die Fahrstufe "P" verschiebt, wird der Elektro­ magnet 8 entregt. Der sich zurückziehende Ankerbolzen 9 gibt den Weg frei für ein Verdrehen des Drehknopfs 3 nach "0", der dann wiederum die besagten Strom­ kreise trennt, mit der Folge, dass die Armaturenbeleuchtung erlischt.

Die Ausführung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 darin, dass die Sperrscheibe 5 anstelle der Anschlagfläche eine Rückstellrampe 5b aufweist. Beim Zurückdrehen des Drehknopfes 3 in Richtung "Z₂" drückt die Rampe 5b den Anker­ bolzen 9 gegen die Kraft des elektromagnetischen Feldes unter zunehmendem Widerstand in den Elektromagneten 8 zurück. Der Fahrer erhält so wieder eine hap­ tische Rückmeldung. Ist die Brennkraftmaschine abgestellt, wird - bedingt durch die Kurvenform - die Sperrscheibe 5 endgültig durch den Ankerbolzen 9 mechanisch blockiert. Erst bei eingelegter Fahrstufe "P" und damit stromlosem Elektromagneten 8 kann die Sperrscheibe 5 ungehindert am eingezogenen Ankerbolzen vorbei­ schwenken.

Claims (9)

1. Elektrischer Schalter für ein mit einer Brennkraftmaschine und einem Automatikgetriebe versehenes Kraftfahrzeug, der in einer Betriebsstellung die für das Betreiben des Kraftfahrzeugs notwendigen Stromkreise schließt, in einer darüber hinausgehenden Anlassstellung die Brennkraftmaschine startet und der in einer Endstellung alle ihm zugeordneten Stromkreise von der Fahrzeugbatterie trennt, wobei mit einer Wähleinrichtung des Automatik­ getriebes wenigstens die Fahrstufen (P) (Parken), (R) (Rückwärtsfahrt) und (D) (Vorwärtsfahrt) einlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1) nur bei eingelegter Fahrstufe (P) die Endstellung (0) einnehmen kann.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er von seiner Be­ triebsstellung (Z, Z₁) in eine Zwischenstellung bewegbar ist, in der die Brenn­ kraftmaschine abgestellt wird, die Stromkreise jedoch geschaltet bleiben, und dass der Schalter (1) nur bei eingelegter Fahrstufe (P) von dieser Zwischen­ stellung in die Endstellung (0) bewegbar ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ver­ such, ihn bei nicht eingelegter Fahrstufe (P) in die Endstellung (0) zurück­ zuführen, eine optische und/oder akustische Warneinrichtung ausgelöst wird.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wähleinrichtung des Automatikgetriebes in der Endstellung (0) des Schalters in der Fahrstufe (P) blockiert ist.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er als Drehknopf (3) ausgebildet ist mit einer Sperrscheibe (5), die bei Ver­ drehen des Drehknopfs (3) in Richtung Endstellung (0) und nicht eingelegter Fahrstufe (P) nach einem vorgegebenen Verdrehwinkel (14) gegen einen be­ tätigbaren Anschlag stößt.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der betätigbare Anschlag als schwenkbarer Sperrhebel (6) ausgelegt ist, der durch einen von der eingelegten Fahrstufe angesteuerten Elektromagneten (10) in seine Blockierstellung für die Sperrscheibe (5) verschwenkt wird.

7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrhebel (6) an seiner der Sperrscheibe (5) zugewandten Seite eine verschiebbare An­ schlagkappe (7) aufweist, die durch die Sperrscheibe (5) gegen Federkraft bis zu einem Endanschlag verlagerbar ist.

8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Anschlag der Ankerbolzen (9) des Elektromagneten (10) dient.

9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrscheibe (5) eine mit dem Ankerbolzen (9) zusammenwirkende Rückstellrampe (5b) aufweist.