电动转向锁，特别是用于机动车辆的电动转向锁.pdf

本发明涉及一种电动转向锁(9)，特别是一种用于机动车辆(1)中的具有无钥匙启动功能性的驱动授权系统的电动转向锁。所述转向锁(9)具有活动锁定元件(10)，所述活动锁定元件在第一位置处可达到与转向轮柱中的转向轴(25)上的闩锁位置(26)形成锁定接合，且在第二位置处可达到与所述位置脱离锁定接合。所述转向锁(9)还具有用于在所述两个位置之间移动所述锁定元件(10)的驱动装置和用于控制所述驱动装置的电子器件。所述驱动授权系统可具有以电子钥匙、标识(ID)发射器、芯片卡或类似装置的形式存在的相关联的第二装置(5)，结果使得当所述第二装置(5)被授权时，可通过所述电子器件控制用于移动所述锁定元件(10)的所述驱动装置而使其进入相应位置。所述电子器件产生用来触发要不然通过电动点火锁可能会实现的功能的那些信号。

1、  一种电动转向锁，特别是一种用于机动车辆(1)中的具有无钥匙启动功能性的驱动授权系统的电动转向锁，所述电动转向锁具有活动锁定元件(10)，所述活动锁定元件在第一位置处可达到与转向轮柱中的转向轴(25)上的闩锁位置(26)形成锁定接合，且在第二位置处可达到与所述位置脱离锁定接合，所述电动转向锁具有用于在所述两个位置之间移动所述锁定元件(10)的驱动装置(27)，且所述电动转向锁具有用于控制所述驱动装置(27)的电子器件(28)，所述驱动授权系统特别地具有以电子钥匙、标识(ID)发射器、芯片卡或类似装置的形式存在的相关联装置(5)，结果使得当所述装置(5)被授权时，可通过所述电子器件(28)控制用于移动所述锁定元件(10)的所述驱动装置(27)而使其至少进入所述第二位置，其特征在于，所述电子器件(28)可产生驱动授权所需的信号和/或所述电子器件(28)以本质安全的方式自发控制所述驱动装置(27)。

2、  根据权利要求1所述的电动转向锁，其特征在于，所述电子器件(28)产生用来触发要不然通过形成了所述驱动授权系统的一部分的点火锁而可能实现的功能的那些信号，特别是其特征在于，所述电子器件模拟钥匙位置信号(35)，所述钥匙位置信号在利用所述点火钥匙的手动操控中要不然由所述点火锁输出，和/或所述电子器件(28)在没有要不然由所述点火锁输出的信号的情况下控制所述驱动装置(27)。

3、  根据权利要求1或2所述的电动转向锁，其特征在于，为实现预期运行，所述电子器件(28)和所述装置(5)具有用于电磁信号(7)的发射器和/或接收器(24、17)，特别地，所述电子器件和所述装置且/或与独立控制单元中的发射器和/或接收器(24)相互作用，如果适当，则被发射信号中的至少一种信号特别地为用于鉴别所述装置(5)的编码操控信号(15)，结果使得在对所述被发射的操控信号(15)进行肯定性评测之后，通过所述电子器件(28)控制用于移动所述锁定元件(10)的所述驱动装置(27)而使其进入相应位置。

4、  根据权利要求1、2或3所述的电动转向锁，其特征在于，所述电子器件(28)被整合在所述电动转向锁(9)中，如果适当的话，则所述电子器件与所述相关联的发射器和/或接收器(24)被整合在所述电动转向锁中。

5、  根据权利要求1至4中任一项所述的电动转向锁，其特征在于，天线(38、29)，特别是用于控制用来对所述装置(5)进行唤醒和/或定位的低频(LF)信号的天线，被连接至所述电动转向锁(9)，如果适当的话，则所述天线被整合在所述电动转向锁(9)中。

6、  根据权利要求1至5中任一项所述的电动转向锁，其特征在于，所述驱动装置(27)具有电动马达，通过所述机动车辆(1)中的蓄电池为所述电动马达供应电压。

7、  根据权利要求1至6中任一项所述的电动转向锁，其特征在于，与所述电子器件(28)相互作用的启动/停止按钮(11)被连接至所述电动转向锁(9)，特别地，将所述启动/停止按钮布置在所述机动车辆(1)的那个安装空间中，所述安装空间中要不然会设置所述点火锁的锁定缸。

8、  根据权利要求1至7中任一项所述的电动转向锁，其特征在于，所述电动转向锁(9)与进出授权系统相互作用，所述进出授权系统特别地具有所述机动车辆(1)中的一种无钥匙进入功能性。

电动转向锁，特别是用于机动车辆的电动转向锁
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的主题所述的电动转向锁。
背景技术
这种转向锁被用来锁定机动车辆中的转向柱以便增强防盗保护功能。
DE 37 39 172 C1披露了一种用于机动车辆中的驱动授权系统的电动转向锁，所述转向锁具有锁定元件，所述锁定元件可在第一位置与第二位置之间移动且旨在当已经去除了钥匙时对转向轴进行锁定。在该第一位置处，锁定元件可达到与转向轮(方向盘)柱中的转向轴上的闩锁(latched-in)位置形成锁定接合，且在该第二位置处，锁定元件并不与该闩锁位置形成接合。转向锁具有用于移动该锁定元件的驱动装置，所述驱动装置具有电动马达且通过机动车辆中的蓄电池为所述驱动装置供应电压。
该电动转向锁需要附加的控制单元。所述控制单元通常是点火锁，当所述点火锁被相关联的钥匙操控时，所述点火锁对驱动装置进行控制以便对转向锁进行锁定和/或解锁。
进一步地，还已经开发出了这种驱动授权系统的所谓“无钥匙(Keyless)”功能性。在“无钥匙启动(KeylessGo)”功能性的情况下，例如如果用户处于机动车辆内部并操控仪表板上的启动/停止按钮，则因此使得用于驱动授权的操控信号在以电子钥匙的形式存在的装置与控制单元之间被自动发射。如果所述装置是经授权的，则可随后控制用于移动锁定元件的驱动装置使其进入相应位置。
发明内容
本发明基于构造电动转向锁，特别是用于具有无钥匙功能性的驱动授权系统的电动转向锁，从而使得有可能省去附加的控制单元的这样的目的。
在一般类型的电动转向锁中，该目的是通过权利要求1所述的技术特征来实现的。
根据本发明的转向锁的电子器件可产生驱动授权所需的信号。驱动授权系统因此无需附加的控制单元来产生操控机动车辆所需的信号。此外或要不然另一种可选方式是，电子器件以本质安全的方式自发控制驱动装置，因此使得所述转向锁能够在没有附加控制单元的情况下独立运行。在这种情况下，还确保了满足常规的安全需求，而不必通过附加的控制单元进行监控。
有利地，不需要付出任何支出来为基础车辆提供无钥匙启动功能性。因此，本发明通过替代部件或通过增加部件同时保持基础车辆的接口而提供了一种可被安装在将要具备无钥匙功能性的车辆中的无钥匙启动系统。
从属权利要求涉及本发明进一步的构型。
在进一步的构型中，所述电动转向锁产生用来触发要不然通过作为常规驱动授权系统的一部分的电动点火锁而可能实现的功能的那些信号。根据操控顺序，所述电子器件产生钥匙位置信号，所述钥匙位置信号在利用点火钥匙的手动操控中要不然通过例如位于点火锁中的电气开关而被输出。结果是，所述转向锁通过在电动转向锁本身中产生这些信号而提供了所述电动点火锁的一种钥匙模拟类型。这些信号随后既控制端子又阻止锁控制。此外或要不然另一种可选方式是，电子器件根据操控顺序独立控制所述装置，而不需要要不然被所述点火锁输出的信号。
为了确定驱动授权，可在例如与用户在一起且例如以电子钥匙的形式存在的装置与机动车辆之间相互交换电磁信号。为此目的，为实现它们的预期运行，所述电子器件和所述装置具有发射器和/或接收器。如果需要，则所述电子器件还可为此目的而与所述机动车辆中的独立控制单元中的发射器和/或接收器相互作用。被发射信号中的至少一种信号可以是用于鉴别所述装置的编码操控信号。在对被发射的操控信号进行肯定性评测之后，即在所述电子钥匙被授权之后，随后通过所述电子器件控制用于移动锁定元件的驱动装置使其进入相应位置。
为了获得紧凑的布置，所述电子器件和，如果适当的话，相关联的发射器和/或接收器适于被整合在所述电动转向锁中。这种构型适合于机动车辆中有限的安装空间。
用于发射信号的天线被连接至用于所述电动转向锁的所述发射器和/或接收器。特别是，该天线可设有用于控制低频(LF)信号的适当设备，所述低频信号是用来对所述装置进行唤醒和/或定位的。如果出于需要实现减小安装空间的目的，则所述天线也可被整合在所述电动转向锁中。
用于所述转向锁的所述驱动装置可具有电动马达。适宜的方式是，通过所述机动车辆中的蓄电池为所述电动马达供应电压。
为了由用户触发所述机动车辆的驱动，与所述电子器件相互作用的启动/停止按钮被适宜地连接至所述电动转向锁。为了节省空间，将所述启动/停止按钮布置在所述机动车辆的相应的安装空间中是适当的，所述安装空间中要不然会设置所述点火锁的锁定缸。因此，用户可以本质上常规的方式来有利地操控所述布置。此外，基础车辆可以具有一定成本效率的方式设有无钥匙功能性的独特特征。
延伸根据本发明的所述驱动授权系统而使其具有用于所述机动车辆的进出授权系统(access authorization system)也是适当的，所述进出授权系统同样设有一种无钥匙进入功能性类型。为此目的，所述电动转向锁适宜地与所述进出授权系统相互作用，这同样有助于省掉相应的控制单元。
总之，对于一种优选构型而言，可以确定提供了一种本质安全并且利用基础车辆的开关信号来模拟钥匙位置的电动转向锁。该电动转向锁被实施在所述基础车辆的要不然将会存在的机械锁的安装空间中。用于转向的接口与用于进行机械锁定的那些接口是相同的。
由于旋转键锁电子器件具有保持所述电动转向锁的接口的优点，因此所述电动转向锁还可被具有旋转键锁(catch)的机械锁替代。感应天线被附加的控制单元或所谓“智能”天线控制。无钥匙顺序被实施在所述电动转向锁中。
通过本发明实现的优点特别地为提供了一种具有一定成本效率的无钥匙系统。对于附加特征而言，所述电动转向锁可被常规的机械转向锁替代。在这种情况下，不需要对基础车辆做出任何与成本相关的变化来实施无钥匙车辆。
附图说明
图中示出了且在下文中更详细地描述了具有不同改进和构型的本发明的一个典型实施例。在图中：
图1示出了设有锁定系统的机动车辆；
图2示出了锁定系统的示意框图，且提供了用于发射信号的图；
图3示出了被布置在锁定系统中的电动转向锁的框图；和
图4示出了图3的转向锁的详图。
具体实施方式
从图1中可以看到机动车辆1及授权用户2。为了实现进出授权，机动车辆设有以门锁定系统的形式存在的锁定系统3，所述门锁定系统包括以控制装置的形式存在的第一装置4和相关联的第二装置5。第二装置5以电子钥匙、标识(ID)发射器、芯片卡、智能卡或相似装置的形式存在。第二装置5为授权用户2所拥有且因此授权用户可在有效区域8内进出机动车辆1。
第一装置4具有至少两种状态，车门6在第一状态下被锁定且在第二状态下被解锁。为实现其预期运行，则两个装置4、5具有用于借助于电磁载波来发射和/或接收信号7的器件。在第二装置5与第一装置4之间被发射的这些信号7中的至少一种信号是编码电磁操控信号15(参见图2)。编码操控信号15被用来鉴别第二装置5，从而使得当第二装置5在对被发射的操控信号15进行肯定性评测之后而得到授权时，可改变第一装置4的状态。当授权用户2操控车门6上的门把手16或者接近门把手16时，编码操控信号15被发射。结果是，车门6根据与操控独立的无钥匙进入功能性而被解锁。编码操控信号15还可在不涉及用户2的情况下一旦用户进入有效区域8时即被自动发射，但这种情况并未在下面进行任何更详细地讨论。如果用户从外面关闭车门6，则车门6被自动锁定。车门6还可在用户离开有效区域8之后即被自动锁定。
至于其它，除了无钥匙进入功能性以外，还可能对车门6进行可遥控的解锁和锁定以便允许用户2具有与操控独立的授权来进出机动车辆1，所述解锁和锁定可由用户2利用位于第二装置5上的操控元件来触发，所述操控元件以按钮的形式存在。例如，用于车门6的中心锁定系统可被禁用和/或启用且由于相应的编码操控信号15从第二装置5被发射至第一装置4而使得可通过手动操控所述操控元件来打开行李箱盖。
锁定系统3还确定了用于机动车辆1的驱动授权。为此目的，第一装置4同样根据两种状态对电动转向锁9进行解锁和/或锁定，如图1示意性示出地。也可通过第一装置4以相应的方式控制机动车辆1的一些其它功能相关的部件。例如，可由此启用和/或禁用固定器、引擎控制器或类似装置。当授权用户处在机动车辆1中并操控启动/停止开关11时，发射用于鉴别第二装置5的编码操控信号15。机动车辆1的启动运行或类似运行因此根据无钥匙启动功能性被触发。
现在应该结合图2对根据本发明的锁定系统3的无钥匙功能性的运行方法进行更详细地描述。第一装置4首先利用发射器/接收器24作为用于发射和/或接收信号的器件以便发射用于相关联的第二装置5的第一电磁信号12，所述第一电磁信号被称作唤醒信号。结果是，使第二装置5从具有降低的功率需求的静止状态变为用于实现预期运行的激活状态。第一装置4随后发射至少一种进一步的第三电磁信号13，该信号在下面也被称作区域限界信号。相关联的第二装置5可因此确定其相对于第一装置4的位置。特别地，可能确定第二装置5是否位于机动车辆1的外部上，且如果适当，则确定该第二装置是否位于设置了所述装置的机动车辆1的外部23上和/或内部22中的位置上。第二装置5随后利用发射器/接收器17而将第四信号14发射至第一装置4，所述第四信号包括涉及所确定位置的信息且在下文中也被称作响应信号。正如已经陈述地，随后利用发射器/接收器24、17以编码电磁操控信号15的形式在第一装置4与第二装置5之间最终发射第五电磁信号以便实现鉴别目的。特别地，信号15可包括多个信号单元且可利用双向通信装置在两个装置4、5之间发射该信号。还参考DE 43 40 260 A1而获得双向通信装置本质上进一步的细节。
唤醒信号12可包含例如识别机动车辆类型的标识符。在唤醒信号12被接收之后，位于有效区域8中且属于相同机动车辆类型的所有第二装置5首先被激活。在锁定系统3的进一步构型中，第一装置4将第二电磁信号18作为选择信号在第一信号12与第三信号13之间发射至第二装置5，正如从图2中可更详细地看到地那样。第二信号18包含与机动车辆1更详细的特性相关的信息。结果是，仅有与第一装置4实际相关联的第二装置5保持处在激活状态。然而，处于激活状态且并未与机动车辆1相关联的第二装置则返回静止状态。
图1示意性地示出的电动转向锁9具有活动锁定元件10，所述活动锁定元件根据第一位置可被置成与转向轮柱中的转向轴25上的闩锁位置26锁定接合，且根据第二位置可被置成与所述位置脱离接合。正如从图4中更详细地看出地，转向锁9具有驱动装置27，所述驱动装置包括例如电动马达且旨在使锁定元件10在两个位置之间移动。通过机动车辆1中的蓄电池为驱动装置27供应电压。此外，用于控制驱动装置27的电子器件28被布置在转向锁9中。当第二装置5被授权时，可通过电子器件28控制用于移动锁定元件10的驱动装置27以使其进入相应位置，但至少进入第二解锁位置。
电子器件28包括以适当方式控制电动转向锁9的操控顺序的微处理器30。另一方面，电子器件28可因此产生驱动授权所需的信号，且所述信号是在转向锁9的相应输出器件31处被提供的，所述输出器件被标记为KL(端子)15、KL50等。
另一方面，正如从图4中可收集到的信息那样，电动转向锁9是基本上闭合的系统，所述系统独立运行且并不涉及进一步的控制单元，因此使得电子器件28利用相应的驱动器33来自发控制驱动装置27。此外，电子器件28中的协处理器32以冗余方式与微处理器30相互作用以便确保满足安全标准。因此，转向锁9是本质安全型转向锁。最后，电动转向锁9还具有总线模块34以便允许通过机动车辆1中的总线系统进行通信。
在图3中可更详细地看到以本质安全的方式运行的位于锁定系统3中的电动转向锁9的布置。
在转向锁9的电子器件28中产生用来触发要不然可通过电动点火锁实现的功能的那些信号。因此，根据图3，在电子器件28中模拟出了点火锁的端子信号，如所谓端子15、端子50等，这使得能够打开电负载，如汽车收音机或类似电负载。电子器件28产生了钥匙位置信号35，利用电信号模拟位置开关，所述电信号随后到达端子控制系统36。驱动装置27独立运行且因此不需要要不然利用微处理器30和协处理器32借助于驱动器33由点火锁输出的信号，结果使得，在电动转向锁9中自发实现了无钥匙控制。前述机械点火锁因此被电动转向锁9替代，而不需要对机动车辆1做出其它调整。总体而言，因此使得在转向锁9中确保了本质安全性，特别是用于锁定元件10的马达控制系统的冗余性。
正如已经提到地，为实现其预期运行，电子器件28和第二装置5与用于电磁信号7的发射器和/或接收器24、17相互作用。在预期运行过程中，特别是用于编码操控信号15的预期运行过程中，两个装置4、5产生随机数字并控制密码顺序40。在这种情况下，第一装置4可以适当方式与机动车辆1中的组合仪器37相互作用。
除了电子器件28以外，如果需要，则还可将相关联的发射器和/或接收器24整合在电动转向锁9中，但图3中并未示出这种情况的任何更详细的细节。此外，用于控制用来对第二装置5进行唤醒和/或定位的低频(LF)信号的天线38可借助于适当的天线接口39被连接至电动转向锁9，且如果需要，所述天线也可被整合在所述转向锁中。此外，还可利用被用作一种天线的发射机应答器29来发射信号。与电子器件28协同作用的启动/停止按钮11优选被布置在机动车辆1的该安装空间中，在所述安装空间中要不然会设置电动点火锁的锁定缸，所述锁定缸现在已被省去。最后，根据图3的锁定系统3还提供了进出授权，所述进出授权是利用门把手16来提供的，该进出授权是机动车辆1中的一种无钥匙进入功能性。
本发明并不限于图中示出和文中描述的该典型实施例。而是，本发明还包括由专利权利要求书限定的处于本发明的范围内的所有专业改进。根据本发明的转向锁9因此还可被用于其它交通工具如摩托车、施工机械、船舶或类似交通工具中。
零件表
1：机动车辆
2：(授权)用户
3：锁定系统
4：(第一)装置
5：(第二)装置/电子钥匙
6：车门
7：信号
8：有效区域
9：(电动)转向锁
10：锁定元件
11：启动/停止开关
12：(第一)信号/唤醒信号
13：(第三)信号/区域限界信号
14：(第四)信号/响应信号
15：(第五)信号/(编码)操控信号/编码
16：门把手
17：(第二装置中的)发射器/接收器
18：(第二)信号/选择信号
22：(机动车辆的)内部
23：(机动车辆的)外部
24：(第一装置中的)发射器/接收器
25：转向轴
26：(转向轴上的)闩锁位置
27：驱动装置
28：电子器件
29：发射机应答器
30：微处理器
31：(用于驱动授权信号的)输出器件
32：协处理器
33：驱动器
34：总线模块
35：钥匙位置信号
36：端子控制
37：组合仪器
38：天线
39：天线接口
40：密码顺序