DE3717065A1 - Kraftfahrzeug-navigationsvorrichtung mit einer motorisch aus- und einfahrbaren antenne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Navigationsvor­ richtung mit einem Navigationsglied, einem Wegstrecken­ sensor und einer an das Navigationsglied angeschlossenen motorisch aus- und einfahrbaren Antenne, welche im all­ gemeinen nur bei eingeschalteter Zündung des Kraftfahr­ zeuges ausfahrbar und bei abgeschalteter Zündung einge­ fahren ist.

Zum automatischen Aus- und Einfahren von Fahrzeugradio­ antennen sind bereits verschiedene Schaltungsanordnungen bekannt (DE-OS 30 29 524; US-PS 41 98 637).

Bei der Antenne einer Kraftfahrzeug-Navigationsvorrichtung bestehen jedoch besondere Probleme. Für Fahrzeuge mit einer derartigen Navigationsvorrichtung werden zur Feststellung der Nordrichtung Magnetfeldsonden verwendet, die zweckmäßig in einer am Heck des Fahrzeugs eingebauten motorisch aus- und einfahrbaren Antenne angebracht sind. Im allgemeinen wird die Antenne beim Abschalten der Zündung eingefahren und fährt beim Einschalten der Zündung wieder aus. Aus technischen Gründen ist es erforderlich, daß die Antenne, wenn sich das Fahrzeug in Fahrt befindet, ausgefahren ist, und zwar unabhängig davon, ob die Navigationsvorrichtung benutzt wird oder nicht.

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Navigationsvor­ richtung mit ein- und ausfahrbarer Antenne nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Bei ausfahrbaren Antennen wird im allgemeinen die Schließung des Zündschalters zur Bildung eines eindeutigen Ausfahr­ signals herangezogen. Allerdings gibt es Situationen, in denen die Antenne nicht ausgefahren werden darf, z. B. beim Durchfahren einer Waschstraße, an deren Ende das Fahrzeug mit dem eigenen Fahrzeugantrieb herausgefahren werden muß. Je nach dem Waschstraßentyp kann es vorkommen, daß sich im Augenblick des Startens des Motors noch eine Trockengebläse­ düse quer über dem Kofferraumdeckel befindet. Wenn nun aber die Antenne in diesem Zustand ausfahren würde, so gäbe es ernsthafte Schäden an der Antenne, am Fahrzeug und an der Waschstraße. Die Steuerung der Antenne über einen einfachen, separaten Schalter erweist sich als unzweckmäßig, da befürch­ tet werden muß, daß der Fahrer nach dem Verlassen der Wasch­ straße oder überhaupt nach dem Losfahren das Betätigen dieses Schalters vergißt, denn im Gegensatz zu einem Autoradio, dessen Nichtlaufen sofort bemerkt wird, geht der Betrieb einer Navigationsvorrichtung lautlos vor sich, so daß ein Einschalten der Navigationsvorrichtung nur beim Vorliegen einer gewissen Aufmerksamkeit des Fahrers erwartet werden kann.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Kraftfahrzeug-Navigationsvorrichtung mit einer aus- und ein­ fahrbaren Antenne zu schaffen, bei dem die Antenne weiter­ hin automatisch aus- und eingefahren wird, wobei allerdings sichergestellt wird, daß sich das Fahrzeug in keiner für die ausgefahrene Antenne, das Fahrzeug oder umgebende Ein­ richtungen kritischen Position befindet, wenn ein Antennen­ ausfahrsignal abgegeben wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß eine vom Fahrzeuggenerator, dem Wegstreckensensor und der Gangschaltung des Fahrzeuges beaufschlagte Sperrvorrichtung das Ausfahren der Antenne so lange verhindert, bis

• a) der elektrische Fahrzeuggenerator seine Betriebs­ spannung erreicht,
• b) der Wegstreckensensor ein Fahrzeugbewegungssignal und
• c) ein Getriebeleerlaufschalter bei eingelegtem Gang ein Gangsignal abgibt.

Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, das Aus­ fahren der Antenne nicht allein von der Betätigung des Zündschalters abhängig zu machen. Aufgrund der drei erfindungsgemäß vorausgesetzten Kriterien für das Aus­ fahren der Antenne wird sicher gewährleistet, daß die Antenne einerseits stets dann ausgefahren wird, wenn das Fahrzeug sich in normaler Fahrt befindet und Navigations­ berechnungen durchgeführt werden sollen, während jedoch andererseits ein Ausfahren der Antenne in kritischen Situationen bzw. Positionen des Fahrzeugs vermieden wird.

So wird beim Einschalten der Zündung des Fahrzeugs am Ende einer Waschstraße und sogar beim Einlegen eines Ganges das Ausfahren der Antenne noch nicht ausgelöst. Erst wenn das Fahrzeug dann tatsächlich in Fahrt kommt und der Wegstreckensensor ein Fahrzeugbewegungssignal abgibt, erfolgt das Ausfahren der Antenne. Nunmehr ist aber das Heck des Fahrzeuges schon sicher von irgendwel­ chen Einrichtungen der Waschstraße frei.

Eine vorteilhafte praktische Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß der Fahrzeuggenerator, der Wegstrecken­ sensor und der Getriebeleerlaufschalter an die drei Eingänge eines UND-Gatters mit drei Eingängen angelegt sind. Hierbei soll insbesondere vorgesehen sein, daß der Wegstreckensensor positive Impulse abgibt, von denen jeder einer vorbestimmten zurückgelegten Wegstrecke entspricht. Aufgrund dieser Ausbildung ist es möglich, daß der Ausgang des UND-Gatters an einen Impulszähler angelegt ist, der erst nach dem Empfang einer vorbe­ stimmten Anzahl von Impulsen ein Antennenausfahrsignal abgibt.

Die letztgenannte Ausführungsform enthält den weiteren Erfindungsgedanken, daß noch nicht beim Erscheinen des ersten Impulses vom Wegstreckensensor ein Antennen-Ausfahr­ signal erzeugt wird; vielmehr muß erst eine ganz bestimmte Anzahl von Impulsen erschienen sein, bevor die Antenne aus­ gefahren wird. Aufgrund dieser Ausbildung wird zwischen dem Anfahren des Fahrzeuges und dem Ausfahren der Antenne noch ein Sicherheitszeitraum eingeschaltet, so daß sich das anfahrende Fahrzeug mit Sicherheit aus irgendeiner Gefahren­ zone herausbewegt hat, bevor die Antenne tatsächlich aus­ fährt.

Eine weitere praktische Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß an den Ausgang des Impulszählers ein Flip-Flop angelegt ist, das auch vom Zündschalter derart beaufschlagt ist, daß es nur bei eingeschalteter Zündung ein Antennenaus­ fahrsignal zuläßt. Hierbei soll insbesondere vorgesehen sein, daß der Ausgang des Flip-Flop an einen gesteuerten Verstärker angeschlossen ist, der ein Relais für die Betätigung des Schalters des Antennenmotors beaufschlagt.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform besteht darin, daß an den Ausgang des Flip-Flops auch ein Zeitglied angeschlossen ist, welches nach dem Erscheinen eines Antennenausfahrsignals am Ausgang des Flip-Flops das Navigationsglied so lange ausgeschaltet läßt, bis die Antenne voll ausgefahren ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß das Navigationsglied erst dann mit den Navigations­ berechnungen beginnt, wenn die Antenne voll ausgefahren ist und somit ein eindeutiges Antennensignal zur Ver­ fügung steht.

Um in besonderen Situationen, z. B. sofort aus dem Stand heraus oder beim Abschleppen des Kraftfahrzeuges auf Wunsch ebenfalls eine Navigationsberechnung durch das Navigationsglied durchführen zu können, ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, daß ein von Hand betätigbarer Antennentaster vorgesehen ist, der an ei­ nen weiteren Steuereingang des Flip-Flops angelegt ist, um die Antenne auch allein durch Schließen des Anten­ nentasters ausfahren zu können. Der betreffende Anten­ nentaster sollte allerdings nicht zu leicht zugänglich sein, damit der Fahrer nicht unüberlegt den betreffenden Antennentaster betätigt und damit die erfindungsgemäßen Sicherheitsfunktionen außer Kraft setzt.

Weiter sieht die Erfindung nach einer Weiterbildung vor, daß für das Navigationsglied ein von Hand betätigter Taster vorgesehen ist, der über ein weiteres Flip-Flop das Navigationsglied ansteuert, wobei an einen weiteren Steuereingang des weiteren Flip-Flops der Zündschalter angelegt ist.

Im Zusammenhang mit dem Zeitglied ist es dabei zweck­ mäßig, wenn zwischen das weitere Flip-Flop und das Navigationsglied ein weiteres UND-Gatter geschaltet ist, dem das Ausgangssignal vom Zeitglied zugeführt ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur ein Blockschalt­ bild einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Navigations­ vorrichtung mit einer aus- und einfahrbaren Antenne zeigt.

Nach der Zeichnung liegt der Zündschalter 18 des Fahr­ zeuges mit einem Pol an der positiven Klemme der Fahr­ zeugbatterie 29 an, welche außerdem mit dem elektrischen Fahrzeuggenerator 12 in üblicher Weise über einen sym­ bolisch gezeigten Gleichrichter 12 a verbunden ist.

Der andere Pol des Zündschalters 18 ist über einen Inverter 30 an die drei R-Eingänge eines Impulszählers 16 bzw. zweier D-Flip-Flops 17 bzw. 27 angelegt. Wenn der Zündschalter 18 gemäß der Zeichnung nicht betätigt, also offen ist, steht hinter dem Inverter 30 H-Potential (hoher Spannungspegel) an, d. h., daß der dezimale Impulszähler 16 und die beiden D-Flip- Flops 17, 27 so gesetzt sind, daß die Ausgänge Q 9 des Impuls­ zählers 16 und die beiden Q-Ausgänge der D-Flip-Flops 17 bzw. 27 L-Potential (niedriger Spannungspegel) besitzen.

An den Q-Ausgang des D-Flip-Flops 17 ist als Verstärker ein Transistor 19 mit seiner Basis angelegt, in dessen Kollektor­ kreis sich ein Relais 20 befindet, dessen Schalter 21 in diesem Zustand offen ist und bei Schließen den Antennenmotor 22 in Gang setzt. An den Antennenmotor 22 ist die ausfahrbare Antenne 11 angekuppelt.

An den Q-Ausgang des D-Flip-Flops 27 ist über ein UND-Gatter 28 das eigentliche Navigationsglied 24 angeschlossen. Dem anderen Eingang des UND-Gatters 28 ist der Ausgang eines Zeitgliedes 23 zugeführt, dessen Eingang mit dem Q-Ausgang des D-Flip-Flops 17 verbunden ist.

Der Ausgang Q 9 des Impulszählers 16 ist an den Eingang des D-Flip-Flops 17 angeschlossen.

Der Eingang des Impulszählers 16 ist mit dem Ausgang eines UND-Gatters 15 mit drei Eingängen E 1, E 2 und E 3, verbunden. Der Eingang E 1 empfängt ein positives Span­ nungssignal vom Fahrzeuggenerator 12. Der Eingang E 2 ist mit dem Wegstreckensensor 13 der Navigationsvorrichtung des Kraftfahrzeugs verbunden, welcher im allgemeinen an der Abtriebswelle des Fahrzeuggetriebes angeordnet ist und entsprechend der zurückgelegten Wegstrecke positive Impulse an das UND-Gatter 15 liefert. Schließlich ist der Eingang E 3 über einen Inverter 31 an einen Getriebe­ leerlaufschalter 14 angeschlossen, der im Leerlauf offen und bei eingelegtem Gang des Getriebes geschlossen ist und dann ein L-Potential abgibt, das durch den Inverter 31 in ein H-Potential umgewandelt wird. Der Eingang E 3 ist besonders wichtig, um das Ausfahren der Antenne zu ver­ hindern, falls in einer Waschstraße der Fahrzeugmotor gestartet wird, denn das Fahrzeug wird vom Transportband der Waschstraße so bewegt, daß Wegstreckenimpulse erzeugt werden, obwohl aus eigenem Antrieb nicht gefahren wird.

Schließlich ist ein Antennentaster 25 vorgesehen, der von Hand betätigt werden kann und über einen weiteren Inverter 32 dem Set-Eingang S des D-Flip-Flop 17 zugeführt ist.

Ein weiterer von Hand betätigter Taster 26 für die Ein­ schaltung des Navigationsglieds 24 ist über einen Inver­ ter 33 mit dem Eingang des D-Flip-Flops 27 verbunden.

Die Funktion der beschriebenen Kraftfahrzeug-Navigations­ vorrichtung ist wie folgt:

Wird der Zündschalter 18 geschlossen, so erhält der Eingang des Inverters 30 das H-Potential und der Ausgang des Inver­ ters das L-Potential. An den R-Eingängen des Impulszählers 16 und der Flip-Flops 17, 27 steht dann das L-Potential an, so daß diese Bauteile nicht mehr gesperrt sind und aktiv werden können.

Sofern der Fahrzeugmotor läuft und der Fahrzeuggenerator 12 ein Spannungssignal an das UND-Gatter 15 abgibt und auch der Getriebeleerlaufschalter 14 durch Einlegen eines Ganges ge­ schlossen ist, können die vom Wegstreckensensor 13 kommenden Impulse bis zum Eingang des Impulszählers 16 gelangen.

Am Eingang E 1 steht nur dann das H-Potential an, wenn der Fahrzeugmotor läuft und der Fahrzeuggenerator 12 eine aus­ reichende positive Spannung liefert. Am Eingang E 3 steht das H-Potential nur dann an, wenn der Getriebeleerlaufschalter 14 bei eingelegtem Gang geschlossen ist. Das dann am Getriebe­ leerlaufschalter 14 anstehende L-Potential wird durch den Inverter 31 in ein H-Potential umgewandelt.

Wenn aufgrund der Ansteuerung der Eingänge E 1 und E 3 beim Auftreten von Wegstreckenimpulsen das UND-Gatter 15 offen ist, werden die zum Eingang des Impulszählers 16 gelangenden Wegstreckenimpulse gezählt. Im vorliegenden Beispiel muß der Impulszähler 16 neun Impulse zählen, bevor an dem letzten Zählerausgang Q 9 ein Signal erscheint, das zum Eingang des Flip-Flops 17 gelangt. Dadurch erhält der Q-Aus­ gang des Flip-Flops 17 H-Potential, und der Transistor 19 wird leitend. Das Relais 20 zieht an und schließt den Schal­ ter 21, so daß der Antennenmotor 22 den Befehl zum Ausfahren erhält. Der Antennenmotor 22 besitzt erfindungsgemäß eine nicht dargestellte eigene Abschaltung.

Beim Ausschalten der Zündung wird der Zündschalter 18 wieder geöffnet, und über den Inverter 30 und die R- Eingänge des Impulszählers 16 bzw. der Flip-Flops 17, 27 werden diese drei Bauteile zurückgesetzt. Dadurch erhält auch der Q-Ausgang des Flip-Flops 17 wieder das L-Potential, so daß das Relais 20 abfällt und die Antenne 11 vom Antennen­ motor 22 wieder in ihre eingezogene Endposition eingefahren wird, wo dann der Motor selbsttätig abgeschaltet wird.

Über den Antennentaster 25 und den Inverter 32 kann unab­ hängig vom Impulszähler 16 der Set-Eingang S des Flip-Flops 17 so gesetzt werden, daß am Q-Ausgang des Flip-Flops 17 das H-Potential vorliegt und so der Antennenmotor 22 die Antenne 11 auf Handbefehl hin ausführt.

Da eine nicht voll ausgefahrene Antenne 11 fehlerhafte Kursberechnungen verursacht, wird über das Zeitglied 23 für die Dauer der Ausfahrzeit von ca. 5 sec das UND-Glied 28 so gesperrt, daß, falls der Start-Taster 26 des Navigations­ gliedes 24 betätigt wird, zwar der Q-Ausgang des Flip-Flops 27 H-Potential erhält, aber dennoch das Navigationsglied 24 nicht starten kann, bis auch nach Ablauf der voreingestellten Zeit am Ausgang des Zeitgliedes 23 das H-Potential erscheint. Erst nach Ablauf dieser Verzögerungszeit von beispielsweise 5 sec wird im Navigationsglied 24 mit der Berechnung des Kurses begonnen.

Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Navigationsvorrichtung arbeitet sehr genau, da die Signalverarbeitung digital ist. Es sind keine zusätzlichen Sensoren erforderlich. Der Schal­ tungsaufwand hält sich in Grenzen, und die Steuerung kann in das Navigationssystem integriert werden, so daß hierdurch nur geringe Mehrkosten entstehen. Grundsätzlich kann das System auch für eine automatische Radioantenne eingesetzt werden.

Claims (10)

1. Kraftfahrzeug-Navigationsvorrichtung mit einem Navigations­ glied, einem Wegstreckensensor und einer an das Navigations­ glied angeschlossenen motorisch aus- und einfahrbaren An­ tenne, welche im allgemeinen nur bei eingeschalteter Zün­ dung des Kraftfahrzeuges ausfahrbar und bei abgeschal­ teter Zündung eingefahren ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine vom Fahrzeuggenerator (12), den Wegstreckensensor (13) und der Gangschaltung des Fahr­ zeuges beaufschlagte Sperrvorrichtung (15, 16, 17) das Ausfahren der Antenne (11) so lange verhindert, bis

• a) der elektrische Fahrzeuggenerator (12) seine Betriebs­ spannung erreicht,
• b) der Wegstreckensensor (13) ein Fahrzeugbewegungssignal und
• c) ein Getriebeleerlaufschalter (14) bei eingelegtem Gang ein Gangsignal abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fahrzeuggenerator (12), der Wegstreckensensor (13) und der Getriebeleerlaufschal­ ter (14) an die drei Eingänge eines UND-Gatters (15) mit drei Eingängen angelegt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wegstreckensensor (13) positive Impulse abgibt, von denen jeder einer vorbe­ stimmten zurückgelegten Wegstrecke entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ausgang des UND-Gatters (15) an einen Impulszähler (16) angelegt ist, der erst nach dem Empfang einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen ein Antennenausfahrsignal abgibt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Ausgang des Impulszählers (16) ein Flip-Flop (17) angelegt ist, das auch vom Zünd­ schalter (18) derart beaufschlagt ist, daß es nur bei eingeschalteter Zündung ein Antennenausfahrsignal zuläßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ausgang des Flip-Flop (17) an einen gesteuerten Verstärker (19) angeschlossen ist, der ein Relais (20) für die Betätigung des Schalters (21) des Antennenmotors (22) beaufschlagt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an den Ausgang des Flip-Flops (17) auch ein Zeitglied (23) angeschlossen ist, welches nach dem Erscheinen eines Antennenausfahr­ signals am Ausgang des Flip-Flops (17) das Navigations­ glied (14) so lange ausgeschaltet läßt, bis die Antenne (11) voll ausgefahren ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein von Hand betätigbarer Antennentaster (25) vorgesehen ist, der an einen weiteren Steuereingang des Flip-Flops (17) angelegt ist, um die Antenne (11) auch allein durch Schließen des Antennentasters (25) ausfahren zu können.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das Navigationsglied (24) ein von Hand betätigter Taster (26) vorgesehen ist, der über ein weiteres Flip-Flop (27) das Navigationsglied (24) ansteuert, wobei an einen weiteren Steuereingang des weiteren Flip-Flops (27) der Zündschalter (18) angelegt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen das weitere Flip-Flop (27) und das Navigationsglied (24) ein weiteres UND-Gatter (28) geschaltet ist, dem das Ausgangssignal vom Zeitglied (23) zugeführt ist.