DE10018252A1 - Elektronisches Zündstartschloßsystem - Google Patents

Abstract

Es wird ein elektronisches Zündstartschloßsystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit einem elektronischen Zündschlüssel und einem elektronischen Zündstartschloß, wobei der Zündschlüssel mit dem Zündstartschloß wenigstens ein codiertes Betriebssignal austauscht und wobei Mittel zur Entschlüsselung des codierten Betriebssignals vorgesehen sind. DOLLAR A Bei einem solchen zur Inbetriebnahme eines zugehörigen Betriebsaggregats des Kraftfahrzeugs, wie Motorelektronik, Wegfahrsperre oder dergleichen vorgesehenen Zündstartschloßsystem soll das technische Problem gelöst werden, die mißbräuliche Verwendung eines einmal aus einem Fahrzeug inklusive Zündschlüssel entnommenen elektronischen Zündstartschlosses zu verhindern. DOLLAR A Dies gelingt bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Zündstartschloßsystem dadurch, daß das Zündstartschloß eine Vorrichtung aufweist, um dieses beim Ausbau desselben aus seiner Einbauposition im Fahrzeug in einen durch schloßinterne elektronische Mittel realisierten Zustand zu versetzen, in dem es nicht mehr betriebsfähig ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Zündstartschloßsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Zündschlüssel und einem elektronischen Zündstartschloß, wobei der Zündschlüssel mit dem Zündstartschloß wenigstens ein codiertes Betriebssignal austauscht und wobei Mittel zur Entschlüsselung des codierten Betriebssignals vorgesehen sind.

Solche elektronischen Zündstartschloßsysteme werden in Kraftfahrzeugen zur Inbetriebnahme eines zugehörigen Betriebsaggregats, wie Motorelektronik, Wegfahrsperre oder dergleichen eingesetzt.

Aus der DE 44 34 655 A1 ist ein derartiges elektronisches Zündstartschloßsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem im Zündschlüssel ein Betriebssignalsender mit Betriebssignalcodierer, und im Zündstartschloß ein Betriebssignalempfänger mit Betriebssignaldecodierer angeordnet sind, so daß bei in das Zündstartschloß eingesetztem Zündschlüssel ein codiertes Betriebssignal vom Betriebssignalsender auf den Betriebssignalempfänger übertragbar ist. Wird das von dem im Zündschlüssel angeordneten Betriebssignalsender ausgesandte Betriebssignal nach Dekodierung im Zündschloß als berechtigt erkannt, so wird das entsprechende, zugeordnete Betriebsaggregat in Betrieb genommen.

Ein solches elektronisches Schlüssel-Schloß-System vermag für sich gesehen einen recht hohen Sicherheitsstandard zu gewährleisten, indem sichergestellt ist, daß ein Betrieb eines entwendeten Fahrzeugs ohne den passenden Schlüssel praktisch nicht möglich, und eine Nachbildung des elektronischen Zündschlüssels ohne Kenntnis des dazugehörigen Codes so gut wie ausgeschlossen ist. Ein solches elektronisches Zündstartschloßsystem hat aber dennoch einen Schwachpunkt. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß eine relativ leichte Umgehung der Sicherheitsvorkehrungen möglich ist, wenn bei dem entwendeten Fahrzeug das komplette Zündanlaßschloß ausgetauscht wird gegen ein solches, für das ein passender Schlüssel vorhanden ist. Ein komplettes Schlüssel-Schloß-System läßt sich beispielsweise ohne großen Aufwand aus Schrottfahrzeugen entnehmen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Zündstartschloßsystem der genannnten Art derart weiterzubilden, daß ein einmal aus einem Fahrzeug entnommenes elektronisches Zündstartschloß nicht ohne weiteres zu mißbräuchlichen Zwecken weiterzuverwenden ist.

Dies gelingt bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Zündstartschloßsystem dadurch, daß das Zündstartschloß eine Vorrichtung aufweist, um dieses beim Ausbau desselben aus seiner Einbauposition im Fahrzeug in einen durch schloßinterne elektronische Mittel realisierten Zustand zu versetzen, in dem es nicht mehr betriebsfähig ist.

Um ein solches Zündstartschloßsystem etwa nach einem im Werkstattbetrieb erforderlichen Ausbau desselben weiterverwenden zu können, ist vorteilhaft vorgesehen, daß der Zustand der Betriebsunfähigkeit durch dazu autorisierte externe elektronische Mittel wieder aufhebbar ist, wobei diese Mittel z. B. einen Master-Schlüssel umfassen, der mit dem Zündstartschloß in ähnlicher Weise wie der zugehörige Zündschlüssel kooperiert.

Damit diese Sicherheitsfunktion auch bei einem Fahrzeug gegeben ist, das beispielsweise bereits längere Zeit ohne funktionsfähige Bordnetzbatterie auf einem Schrottplatz steht, besteht eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gegenstands darin, daß die zum Versetzen des Zündstartschlosses in den Zustand der Betriebsunfähigkeit vorgesehene Vorrichtung Mittel zur zumindest teilweisen Umwandlung der beim Ausbauvorgang aufgewandten mechanischen Energie in elektrische Energie umfaßt.

Weitere besonders günstige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben und werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1: Eine Ansichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen Zündstartschlosses mit Ausbausicherungsvorrichtung

Fig. 2: Eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Ausbausicherung des Zündstartschlosses unter Ausnutzung des Piezoeffekts

Fig. 3: Eine alternative Ausführungsform einer mit einem piezoelektrischen Element kooperierenden Schlagvorrichtung

Wie in Fig. 1 zu sehen, umfaßt das erfindungsgemäße Zündstartschloßsystem ein elektronisches Zündstartschloß 1 mit einem geschlossenen Gehäuse 2 und einer Schlüsseleinführungsöffnung 3 zur Aufnahme eines elektronischen Zündschlüssels. Das Zündstartschloß 1 ist in einem Kraftfahrzeug üblicherweise in der Nähe der Lenksäule eingebaut ist und über von einem Anschlußbereich 4 abgehende Leitungen mit einem zugehörigen Betriebsaggregat, wie z. B. einer Motorelektronik, einer Wegfahrsperre oder ähnlichem verbunden. In dem elektronischen Zündschlüssel ist ein Betriebssignalsender mit Betriebssignalcodierer, und im Zündstartschloß 1 ein Betriebssignalempfänger mit Betriebssignaldecodierer angeordnet, so daß bei in das Zündstartschloß 1 eingesetztem Zündschlüssel ein codiertes Betriebssignal vom Betriebssignalsender auf den Betriebssignalempfänger übertragbar ist. Das von dem im Zündschlüssel angeordneten Betriebssignalsender ausgesandte Betriebssignal wird in dem im Zündschloß angeordneten Betriebssignaldecodierer decodiert und durch einen Mikrocontroller mit einem in einem Codespeicher desselben abgelegten Schlüsselcode verglichen. Wird der übermittlete Code dabei als berechtigt erkannt, so wird das entsprechende, zugeordnete Betriebsaggregat durch ein über die Leitung übertragenes Signal in Betrieb genommen.

Der Einbauort des Zündstartschlosses 1 ist dabei so gestaltet, daß ein Zugriff auf dieses nur von der Seite der Schlüsseleinführungsöffnung 3 her möglich ist. Das Zündstartschloß 1 befindet sich beispielsweise in einem Einbauschacht, aus dem es nur in Richtung der Längsachse der Schlüsselaufnahme herausgezogen werden kann und wird bis auf die Schlüsseleinführungsöffnung 3 von einer auf einem Gewindes 5 festgeschraubten Abdeckung verdeckt.

Im Inneren des Zündstartschlosses 1 befindet sich eine Vorrichtung 6, um dieses beim Entfernen desselben aus seiner Einbauschacht bzw. bereits beim Abschrauben der Abdeckung von dem Gewinde 5 in einen durch schloßinterne elektronische Mittel realisierten Zustand zu versetzen, in dem es nicht mehr betriebsfähig ist.

Eine solche Vorrichtung 6 kann z. B. wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, eine mit einem piezoelektrischen Element 7' kooperierende Schlagvorrichtung umfassen, wobei ein erster federbelasteter, senkrecht zur Gehäusewand 8 des Zündstartschlosses 1 beweglicher Stößel 9 durch diese Gehäusewand 8 hindurchtaucht und sich im eingebauten Zustand des Schlosses an der Wand 10 des Einbauschachtes abstützt. Senkrecht zur Bewegungsrichtung dieses ersten Stößels 9 stützt sich ein zweiter, ebenfalls federbelasteter Stößel 11 an einer erhöhten Stelle einer auf der Längsseite des ersten Stößels ausgeformten Gleitkulisse 11' ab. Dieser zweite Stößel 11 ist Bestandteil einer Piezoauslöseeinrichtung 7, die an ihrem von dem ersten Stößel 9 abgewandten Ende um eine Achse 12 drehbar gelagert, und an ihrem entgegengesetzten Ende mit einem Piezoelement 7' versehen ist. Wird nun das Zündstartschloß 1 aus seinem Einbauschacht herausgezogen, taucht der erste Stößel 9 in eine Ausnehmung 10' in der Wand 10 des Einbauschachtes ein, wodurch sich der zweite Stößel 11 entlang der Gleitkulisse 9' auf der Längsseite des ersten Stößels 9 bewegt, wobei beim Erreichen einer Kante auf dieser Kulisse durch die Spitze des zweiten Stößels 11 ein instabiler Zustand entsteht, der dazu führt, daß die gesamte Piezoauslöseeinrichtung 7 um die Achse 12 verkippt, und der zweite Stößel 11 sich schlagartig in eine vertiefte Position auf der Gleitkontur 9' bewegt. Diese schlagartige Bewegung des zweiten Stößels 11 wird abgebremst durch das Aufschlagen eines ringförmigen Kragens 11' desselben auf das Piezoelement 7', wobei die Aufschlagenergie zumindest teilweise in elektrische Energie in Form eines Spannungsimpulses umgewandelt wird. Dieser Spannungsimpuls wird über eine Leitung 13 an einen z. B. als Krypto-Asic ausgeführten Speicherbaustein 14 übertragen. Dieser Speicherbaustein 14 enthält eine codierte Information seine eigene Intaktheit betreffend, deren Vorhandensein und Korrektheit für die betriebsfähigkeit des Zündstartschlosses 1 als ganzes entscheident notwendig ist. Der Mikrocontroller 15, der auch die Kommunikation mit dem elektronischen Zündschlüssel steuert, fragt diese Information regelmäßig ab, und beendet bei fehlender oder fehlerhafter Information sofort den Betrieb des Zündstartschlosses 1.

Durch den beim Ausbau des Zündstartschlosses 1 an den Speicherbaustein wird zumindest eine der die Intaktheits-Information enthaltenden Speicherzellen des Speicherbausteins 14 mit einem anderen Wert überschrieben. Alternativ dazu kann auch bei ausreichender elektrischer Energie des Spannungsimpulses dieser dem Mikrocontroller 15 zugeleitet werden, um diesen zu aktivieren und auf diesem Wege die Intaktheits- Information in dem Speicherbaustein 14 zu zerstören. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist, daß in jedem Falle die nunmehr in dem Speicherbausteins 14 vorhandene codierte Information nicht mehr mit der in dem zugehörigen Mikrocontroller 15 abgelegten übereinstimmt, so daß der Mikrocontroller 15 eine Manipulation des Zündstrtschlosses 1 erkennt und bewirkt, daß das Zündstartschloß 1 mit dem zugehörigen Zündschlüssel nicht mehr betriebsfähig ist. Zwischen dem Speicherbaustein 14 und dem zugehörigen Mikrocontroller 15 besteht hierbei eine eindeutige kryptologische Zuordnung (Signatur), so daß auch durch einen Austausch des Speicherbausteins 14 eine Betriebsfähigkeit des Zündstartschlosses nicht wieder hergestellt werden kann.

Eine Wiederherstellung der Betriebsfähigkeit des Systems kann nur im Werkstattbetrieb durch entsprechende elektronische Mittel - beispielweise in Form eines Master-Schlüssels - erfolgen, die die Intaktheits-Information in dem Speicherbaustein 14 wiederherstellen können.

Eine alternative Ausführungsform einer mit einem piezoelektrischen Element 7' kooperierenden Schlagvorrichtung ist in der Fig. 3 dargestellt, wobei in den Teilfiguren a), b), c), d) verschiedene Zustände derselben wiedergegeben sind. Fig. 3a) zeigt die Vorrichtung im gespannten, eingebauten Zustand. Auch hier sind wie bei der Vorrichtung nach Fig. 2 wieder ein erster und ein zweiter federbelasteter Stößel 9, 11 vorhanden, die hier jedoch nicht senkrecht sondern parallel zueinander angeordnet sind und über einen um eine Achse 16 drehbaren Verriegelungs- und Auslösehebel 17 sowie zum Spannen der Vorrichtung über einen am ersten Stößel 9 angeformten Mitnehmerfortsatz 9' kooperieren. Der Einbau dieser Vorrichtung ist so vorgesehen, daß die Stößel 9, 11 mit ihrer Längsachse parallel zur Richtung der Längsachse der Schlüsselaufnahme angeordnet sind. Der erste Stößel 9 wird durch eine Wand 18 einer Abdeckung auf der Zugangsseite des Schlosses in seiner Position gehalten, wobei zum Ausbau des Zündstartschlosses 1 zuerst diese Abdeckung entfernt werden muß. Dadurch wird der erste Stößel 9 freigegeben und bewegt sich unter Entspannung seiner Feder aus dem Gehäuse 8 heraus. Durch diese Bewegung wird, wie in Fig. 3b) zu sehen, das hintere Ende des drehbaren Verriegelungs- und Auslösehebels 17 durch eine hintere schräg verlaufende Kulisse 9* auf dem ersten Stößel 9 zu einer Drehbewegung veranlaßt, in deren Verlauf dieser Hebel 17 den zweiten Stößel 11 freigibt, der daraufhin mit einer schlagartigen Bewegung auf das Piezoelement 7' zu schnellt und dabei in diesem einen Spannungsimpuls hervorruft, der in gleicher Weise, wie bereits zu Fig. 2 erläutert, ausgenutzt wird.

Fig. 3c) zeigt die Vorrichtung, wenn sich die Stößel 9, 11 in ihrer Endlage befinden aus der heraus sie, wie in Fig. 3d) dargestellt, durch Eindrücken des ersten Stößels 9 wieder gespannt werden kann, wobei der zweite Stößel 11 den ersten Stößel 9 mittels seines angeformten Mitnehmerfortsatzes 9" ebenfalls in Spannrichtung bewegt. Gegen Ende dieser Spannbewegung wird das vordere Ende des drehbaren Verriegelungs- und Auslösehebels 17 durch eine vordere schräg verlaufende Kulisse 9** auf dem ersten Stößel 9 so um seine Achse 16 gedreht, daß eine Verriegelung des zweiten Stößels 11 in seiner gespannten Lage erfolgt, die so lange beibehalten wird, wie der erste Stößel 9 daran gehindert wird, sich über das vorgesehene Maß hinaus nach vorne zu bewegen.

Neben der Ausnutzung des Piezoeffekts sind selbstverständlich auch andere Effekte zur Erzeugung elektrischer Energie aus der Bewegungsenergie des Stößels einsetzbar. Eine mögliche Alternative ist z. B. ein dynamoelektrischer Effekt, bei dem der Spannungsimpuls durch die Bewegung eines Permanentmagneten innerhalb einer Spule hervorgerufen wird, oder der Wiegand-Effekt, bei dem ein Permanentmagnet gegenüber einem sog. Impulsdrahtsensor bewegt wird. Ein solcher Impulsdrahtsensor enthält im wesentlichen einen aus zwei verschiedenen Materialien bestehenden Verbunddraht, innerhalb dessen sich eine einzige magnetische Domäne ausbildet, die bei Überschreiten einer bestimmten, von außen in Gegenrichtung angelegten Magnetfeldstärke schlagartig ummagnetisiert wird. Dieser eigentliche Impulsdraht ist von einer Spule umgeben, in der durch den Ummagnetisierungsprozeß ein elektrischer Spannungsimpuls hervorgerufen wird. Durch Umpolen des äußeren Magnetfeldes läßt sich der Impulsdraht wieder "spannen".

Claims (12)

1. Elektronisches Zündstartschloßsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Zündschlüssel und einem elektronischen Zündstartschloß (1) zur Betätigung eines zugehörigen Betriebsaggregats, wie Motorelektronik, Wegfahrsperre oder dergleichen, wobei der Zündschlüssel mit dem Zündstartschloß (1) wenigstens ein codiertes Betriebssignal austauscht und wobei Mittel zur Entschlüsselung des codierten Betriebssignals vorgesehen sind zur Inbetriebnahme des Betriebsaggregats, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündstartschloß (1) eine Vorrichtung (6) aufweist, um dieses beim Ausbau desselben aus seiner Einbauposition im Fahrzeug in einen durch schloßinterne elektronische Mittel realisierten Zustand zu versetzen, in dem es nicht mehr betriebsfähig ist.

2. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Realisierung der Betriebsunfähigkeit vorgesehenen schloßinternen elektronischen Mittel einen Speicherbaustein (14) umfassen, der eine seine eigene Intaktheit betreffende, codierte Information enthält.

3. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbaustein (14) als Krypto-Asic ausgeführt ist, und einem den Betrieb des Zündstartschlosses (1) steuernden Mikrocontroller (15) kryptologisch eindeutig zugeordnet ist.

4. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbaustein (14) mit einem den Betrieb des Zündstartschlosses (1) steuernden Mikrocontroller (15) in hybrider Aufbautechnik verkoppelt ist.

5. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbaustein (14) in einem den Betrieb des Zündstartschlosses (1) steuernden Mikrocontroller (15) monolithisch integriert ist.

6. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand der Betriebsunfähigkeit durch dazu autorisierte externe elektronische Mittel wieder aufhebbar ist.

7. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufhebung der Betriebsunfähigkeit vorgesehenen, externen elektronischen Mittel einen Master-Schlüssel umfassen, der mit dem Zündstartschloß (1) in ähnlicher Weise wie der zugehörige Zündschlüssel kooperiert.

8. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand der Betriebsunfähigkeit durch Überschreiben zumindest einer der die Intaktheits-Information enthaltenden Speicherzellen des Speicherbausteins (14) mit einem ungültigen Wert bewirkt ist.

9. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Versetzen des Zündstartschlosses (1) in den Zustand der Betriebsunfähigkeit vorgesehene Vorrichtung (6) Mittel zur zumindest teilweisen Umwandlung der beim Ausbauvorgang aufgewandten mechanischen Energie in elektrische Energie umfaßt.

10. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur zumindest teilweisen Umwandlung der beim Ausbauvorgang aufgewandten mechanischen Energie in elektrische Energie ein piezoelektrisches Element (7') sowie eine mit diesem kooperierende Schlagvorrichtung umfassen.

11. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur zumindest teilweisen Umwandlung der beim Ausbauvorgang aufgewandten mechanischen Energie in elektrische Energie einen Impulsdrahtsensor sowie einen diesem zugeordneten und relativ zu diesem bewegbaren Permanentmagneten umfassen.

12. Elektronisches Zündstartschloßsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur zumindest teilweisen Umwandlung der beim Ausbauvorgang aufgewandten mechanischen Energie in elektrische Energie eine elektrische Spule sowie einen dieser zugeordneten und innerhalb dieser bewegbaren Permanentmagneten umfassen.