DE19845299B4

DE19845299B4 - Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Kraftfahrzeugs sowie Vorrichtung zum Inbetriebsetzen eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE19845299B4
Application number: DE19845299A
Authority: DE
Inventors: Armin Dr. Daiss; Johannes Ilg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: DE19845299A1; FR2784066A1; FR2784066B1; US6373148B1

Abstract

Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs, bei welchem Verfahren die Benutzungsberechtigung einer Person durch Erfassen von biometrischen Merkmalen der Person und Vergleich von aus der Erfassung der biometrischen Merkmale hergeleiteten Daten mit gespeicherten Daten überprüft wird, und
auf eine positive Überprüfung der Benutzungsberechtigung hin die Inbetriebsetzung des Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs bei einem vorbestimmten Betätigungszustand wenigstens eines für das Fahren mit dem Kraftfahrzeug verwendeten Betätigungselement (14, 16, 18) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Inbetriebnahme des Antriebsmotors dadurch erfolgt, daß das wenigstens eine Betätigungselement (14, 16, 18) derart betätigt wird, wie es für das motorgetriebene in Bewegung setzen des stillstehenden Fahrzeuges erforderlich ist.

Description

Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Kraftfahrzeugs sowie Vorrichtung zum Inbetriebsetzen eines. Antriebsmotors Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Inbetriebsetzen eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs bei dessen Inbetriebnahme gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Zur Sicherung einer unberechtigten Inbetriebsetzung eines Kraftfahrzeugs ist es bekannt, biometrische Merkmale einer zur Benutzung berechtigten Person mit Hilfe eines Sensors zu erfassen, die erfaßten Daten nach einem vorbestimmten Algorithmus in Berechtigungsdaten umzuwandeln und diese Berechtigungsdaten in einem fahrzeuginternen Speicher zu speichern. Wenn eine Person das Kraftfahrzeug in Betrieb setzen will, werden die biometrischen Merkmale dieser Person von einer am Fahrzeug angebrachten Biometriesensoreinrichtung erfaßt, nach dem vorbestimmten Algorithmus in Daten umgewandelt und mit den gespeicherten Berechtigungsdaten verglichen. Stimmen diese Daten zumindest weitgehend überein, wird ein Berechtigungssignal erzeugt, auf das hin ein Zündanlaßschalter des Kraftfahrzeugs beispielsweise mit Hilfe eines konventionellen mechanischen Schlüssels betätigt werden kann oder das Anlassen des Fahrzeugs unmittelbar über einen in der Schalttafel vorgesehenen Anlasserknopf erfolgen kann.

Aus der DE 198 13 068 A1 , von der in den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche ausgegangen wird, ist ein Start-/ Fahrberechtigungssystem für ein Fahrzeug beschrieben, bei dem die Benutzungsberechtigung einer Person zunächst durch biometrische Daten überprüft wird. Anschließend erfolgt das Starten des Fahrzeugmotors völlig selbsttätig, sofern sich auf dem Fahrersitz eine Person mit ausreichendem Gewicht befindet und vorgegebene Schalt- und/oder Betriebszustände überwachter Fahrzeugkomponenten vorliegen. Diese Schaltund/oder Betriebszustände sind durch die dynamische Betätigung kraftschlusstrennender oder fahrthemmender Einrichtungen (z.B. Kupplungs-, Bremspedal und dergleichen) oder auch statische Zustände, beispielsweise die Leerlauf- bzw. Parkstellung des Getriebes, angezogene Feststellbremse, oder auch eingerastetes Gurtschloss gegeben. Eine Eigenart des bekannten Start-/Fahrberechtigungssystems liegt darin, dass der Motor u.U. bereits angelassen wird, ohne dass ein Losfahren mit dem Fahrzeug unmittelbar darauf erfolgt, so dass der Motor über längere Zeit nutzlos im Leerlauf läuft.

In der DE 198 11 786 A1 ist eine Vorrichtung zum schlüssellosen Start eines Kraftfahrzeuges beschrieben, die eine biometrische Merkmale erfassende Benutzungsberechtigungüberprüfungseinrichtung, eine Einrichtung zum Erfassen der Sitzbelegung sowie eine Auswerteelektronik enthält, der ein die Stellung eines Bremspedals, eines Kupplungspedals bzw. eines Fahrstrategiehebels und/oder ein die Gangstellung repräsentierendes Signal zuführbar ist. Bei vorbestimmter Stellung der genannten Betätigungsglieder führt die Betätigung eines Anlassschalters zum Anlassen des Motors. Der mechanische Anlassschalter ist optional, so dass der Motor beim Vorliegen statischer Betriebszustände der genannten Betätigungsglieder selbsttätig angelassen wird.

Die DE 197 29 404 A1 beschreibt eine Sicherungseinrichtung gegen unbefugte Benutzung eines Kraftfahrzeuges und ein Verfahren zum Freigeben der Sicherungseinrichtung. Die Sicherungseinrichtung enthält eine Auswerteeinheit, die mit einem tragbaren Antwortgeber kommuniziert und ein von diesem gesendetes Antwortsignal auswertet, einen Biometrik-Sensor, der Körpermerkmale einer im Bereich des Fahrersitzes befindlichen Person erfasst, und eine Steuereinheit, die ein Freigabesignal zum Lösen einer Wegfahrsperre nur dann erzeugt, wenn sowohl ein mit einem Sollsignal übereinstimmendes Antwortsignal als auch ein Anwesenheitssignal vorliegt, das nur dann erzeugt wird, wenn eine im Bereich des Fahrersitzes befindliche Person anhand erfasster Körpermerkmale als berechtigt erkannt wird. Ein automatisches Anlassen des Motors ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der ein Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges auf komfortable Weise, insbesondere unmittelbar bevor mit dem Kraftfahrzeug losgefahren wird, in Betrieb gesetzt werden kann.

Eine Lösung der das Verfahren betreffenden Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt.

Erfindungsgemäß wird der Motor erst dann in Betrieb gesetzt, wenn ein Betätigungselement derart betätigt wird, wie es normalerweise für das Losfahren mit dem Fahrzeug betätigt wird, also in einen Kraftschluß oder die Fahrt herbeiführender Weise. Dadurch wird mit hoher Wahrscheinlichkeit erreicht, dass der Motor nicht nutzlos über längere Zeit im Leerlauf läuft, sondern unmittelbar für den Vortrieb des Fahrzeuges genutzt wird.

Die Unteransprüche 2 bis 6 sind auf vorteilhafte Durchführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet.

Eine erste Lösung der auf die Vorrichtung gerichteten Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 7 erzielt.

Eine weitere Lösung der auf die Vorrichtung gerichteten Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 8 erzielt.

Der Anspruch 9 kennzeichnet eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung gemäß dem Anspruch 8.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich- nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

2 eine Ausführungsform des Sensierbereiches einer Sensoreinrichtung.

Gemäß der 1 weist ein Kraftfahrzeug ein Verbrennungsmotor 10 auf, der über ein automatisches Getriebe 12 nicht dargestellte Antriebsräder des Kraftfahrzeugs antreibt.

Zur Bedienung des Kraftfahrzeugs dienen unter anderem Wählhebel bzw. Schalthebel 14 des Getriebes 12, ein Fahrpedal 16 und ein Bremspedal 18. Die Stellungen des Schalthebels 14, des Fahrpedals 16 und des Bremspedals 18 werden von Sensoren 20, 22 und 24 erfaßt, die mit einem Steuergerät 26 verbunden sind.

Das Steuergerät 26, das in an sich bekannter Weise einen Mikroprozessor, Programmspeicher und Datenspeicher enthält, ist mit einer Fahrzeugelektrik 28 und einer Motorelektrik 30 verbunden. Die Motorelektrik 30 ist mit einem Anlasser 32 des Verbrennungsmotors 10 verbunden und steuert über nicht dargestellte Umfänge in an sich bekannter Weise den gesamten Betrieb des Verbrennungsmotors 10 sowie ggf. des Getriebes 12.

Desweiteren ist mit dem Steuergerät 26 eine in ihrem Aufbau an sich bekannte Biometriesensoreinrichtung 34 verbunden, de ren Sensor beispielsweise an der Schalttafel des Kraftfahrzeugs zugänglich ist und das Hautrillenmuster 36 eines Daumens erfaßt.

Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:
In einen in dem Steuergerät 26 vorhandenen Datenspeicher werden beispielsweise beim Verkauf des Fahrzeugs von autorisierter Stelle Berechtigungsdaten eingelesen, die aus der Abtastung des Hautrillenmusters 36 des Daumens einer berechtigten Person nach einem vorbestimmten Algorithmus erzeugt werden. Dieser Vorgang kann unmittelbar mit Hilfe der fahrzeugfesten Biometriesensoreinrichtung 34 erfolgen, wobei dieser Vorgang nur von autorisierten Personen durchgeführt werden kann, die über besondere Sicherungsalgorithmen Zugang zum Steuergerät 26 haben. Das Einlesen von Berechtigungsdaten kann auch an autorisierten Werkstätten über dort installierte Biometriesensoreinrichtungen erfolgen.

Wenn eine Person das Kraftfahrzeug in Betrieb nehmen will, hält sie ihren Daumen vor den an der Schalttafel befindlichen Sensor der Biometriesensoreinrichtung 34. Das Hautrillenmuster 36 wird ausgelesen. Mit Hilfe des vorbestimmten Algorithmus werden aus den vorbestimmten Biometriedaten Daten erzeugt, die in dem Steuergerät 26 oder der Biometriesensoreinrichtung 34 mit den gespeicherten Berechtigungsdaten verglichen werden. Bei vollständiger oder zumindest weitgehender Übereinstimmung der Daten wird die Person als berechtigt erkannt und setzt das Steuergerät 26 selbsttätig die Fahrzeugelektrik 28 und die Motorelektrik 30 in Betrieb, so daß das Fahrzeug betriebsbereit ist. Wenn der Fahrer nun den Wählhebel 14 aus der Park- oder Neutralstellung, in der sich der Schalthebel 14 bei Stillstehen des Fahrzeugs normalerweise befindet, in eine Fahrstellung, beispielsweise R oder D, be wegt und gleichzeitig das Bremspedal 18 drückt und gleichzeitig durch Betätigen des Fahrpedals 16 seinen Wunsch nach Losfahren ausdrückt, sendet das Steuergerät 26 an die Motorelektrik 30 ein Signal, auf das hin der Anlasser 32 in Tätigkeit gesetzt wird und der Motor 10 anspringt, so daß losgefahren werden kann.

Auf diese Weise ist ein außerordentlich komfortables Losfahren mit dem Fahrzeug möglich, wobei irgendein Betätigen eines Zündschlosses, eines Zündschalters oder eines gesonderten Anlasserschalters überflüssig ist.

Die beschriebene Vorrichtung kann in vielfältiger Weise abgeändert werden:
Die Sensoren 18, 22 und 32 können beispielsweise durch einen im Fahrzeuginnenraum befindlichen Sensor ersetzt werden, der auf ein akustisches Signal, eine vorbestimmte Bewegung oder sonstwelche Tätigkeit der Bedienungsperson anspricht und nach positiver Benutzungsüberprüfung (Authentifizierung) den Anlasser 32 aktiviert.

Die vorstehend geschilderte logische Bedingung Bewegen des Schalthebels 14 in eine Fahrstellung und Betätigen des Bremspedals 18 und Betätigen des Gaspedals 16 kann durch andere logische Bedingungen ersetzt werden, beispielsweise lediglich Betätigen des Gaspedals 16 oder lediglich Betätigen des Schalthebels 14 und gleichzeitiges Betätigen des Bremspedals 18 oder Betätigen des Fahrpedals 16 und gleichzeitiges Betätigen des Bremspedals 18 usw.

Wenn das Getriebe 12 ein Handschaltgetriebe ist und das Fahrzeug zusätzlich mit einem Kupplungspedal versehen ist, kann das Betätigen des Anlassers 32 an die Bedingung gekoppelt sein, daß beispielsweise das Kupplungspedal betätigt ist, wenn bei eingelegtem Fahrgang das Gaspedal 16 betätigt wird.

Für den Fall, daß das Kraftfahrzeug über einen Elektromotor für seinen Antrieb verfügt, entfällt der Anlasser 32 naturgemäß und wird die Leistung des Elektromotors unmittelbar über Motorelektrik 30 mit Hilfe des Fahrpedals 16 gesteuert, die zusammen mit der Fahrzeugelektrik 28 nach einer positiven Authentifizierung in Betrieb gesetzt wird.

Das System kann derart ausgebildet sein, daß die Wegfahrbzw. Benutzungsbereitschaft deaktiviert wird, wenn nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nach der positiven Überprüfung der biometrischen Daten weggefahren wird oder zumindest ein von der Fahrzeugelektrik 28 betriebenes Instrument, beispielsweise ein Radio, in Betrieb gesetzt wird.

Die Biometriesensoreinrichtung kann mit zwei Sensoren versehen sein, von denen einer von außerhalb des Fahrzeugs und ein weiterer an der Schalttafel des Fahrzeugs zugänglich ist. Der über den äußeren Sensor autorisierte Zugang in das Fahrzeug reicht nicht für ein Losfahren mit dem Fahrzeug, jedoch ist das System vorzugsweise derart ausgebildet, daß nach einem autorisiertem Zugang in das Fahrzeug die Motorelektrik in Betrieb gesetzt wird, so daß Radiobetrieb, Innenbeleuchtung usw. möglich sind. Ein Losfahren mit dem Fahrzeug ist nur nach Authentifizierung mit Hilfe des an der Schalttafel oder im Innenraum des Fahrzeugs angebrachten Biometriesensors möglich.

Es können unterschiedlichste Biometriesensoreinrichtungen verwendet werden, beispielsweise kapazitiv arbeitende, mit Ultraschall arbeitende, optisch arbeitende, elektrisch oder magnetisch arbeitende usw.. Die biometrischen Merkmale einer Person müssen nicht notwendigerweise vom Daumen oder einem Finger abgenommen werden; sie können auch von den Augen oder sonstigen personenspezifischen Ausbildungen abgenommen werden.

Bei der anhand 1 bezeichneten Ausführungsform ist für das Anlassen kein zusätzlicher Schalter oder Sensor erforderlich, da die beschriebenen Sensoren 20, 22 und 24 in modernen Fahrzeugen ohnehin vorhanden sind.

Ein gesonderter Zünd-/Anlaßschalter kann zusätzlich vorgesehen sein, damit das Fahrzeug – mit Einbuße an Bedienungskomfort – durch andere Personen, beispielsweise in einer Werkstatt, betrieben werden kann.

2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Sensoreinrichtung 34, Fig. 2a in Aufsicht auf den Senosrbereich und 2b in Seitenansicht.

Gemäß 2a und 2b ist ein Sensorbereich 36 als eine Rinne mit zwei Seitenwänden 38 ausgebildet, zwischen denen am Boden der Rinne mittig ein Biometriesensorbereich 40 und darüber und darunter Abstandssensorbereiche 42 und 44 ausgebildet sind. Der Biometriesensorbereich 40 ist stufenförmig, oder wie dargestellt, gewölbt vertieft. Unterhalb des Biometriesensorbereiches 40 befindet sich die Biometriesensorik 46 zum Erfassen biometrischer Daten beispielsweise eines auf den Sensorbereich 36 aufgelegten Daumens. Unterhalb der Abstandssensorbereiche 42 und 44 befindet sich eine beispielsweise mit Ultraschall oder kapazitiv arbeitende Abstandssensorik 48.

Die Funktion des beschriebenen Sensors ist derart, daß beim Auflegen des Daumens auf den Biometriesensorbereich 40 die Authentifizerung erfolgt. Wird der Daumen in der Rinne aufwärts geschoben, so wird dies vom Abstandssensorbereich 42 erfaßt, woraufhin der Anlasser 32 von der Motorelektrik 30 nach Senden eines entsprechenden Befehls von dem Steuergerät 26 an die Motorelektrik 30 gestartet wird. Wir der Daumen über den Sensor abwärts bewegt, so wird dies von dem Abstandssensorbereich 44 erfaßt, woraufhin der Motor beispielsweise abgeschaltet wird.

Claims

Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs, bei welchem Verfahren die Benutzungsberechtigung einer Person durch Erfassen von biometrischen Merkmalen der Person und Vergleich von aus der Erfassung der biometrischen Merkmale hergeleiteten Daten mit gespeicherten Daten überprüft wird, und auf eine positive Überprüfung der Benutzungsberechtigung hin die Inbetriebsetzung des Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs bei einem vorbestimmten Betätigungszustand wenigstens eines für das Fahren mit dem Kraftfahrzeug verwendeten Betätigungselement (14, 16, 18) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Inbetriebnahme des Antriebsmotors dadurch erfolgt, daß das wenigstens eine Betätigungselement (14, 16, 18) derart betätigt wird, wie es für das motorgetriebene in Bewegung setzen des stillstehenden Fahrzeuges erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Verbrennungsmotor (10) ist, der angelassen wird, wenn ein Fahrpedal (16) betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Verbrennungsmotor (10) ist, der angelassen wird, wenn die Person einen Schalthebel (14) zum Schalten eines Getriebes (12) betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (10) angelassen wird, wenn zusätzlich ein Kupplungspedal betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor angelassen wird, wenn bei einem mit einem selbsttätig die Übersetzung ändernden Getriebe (12) der Schalthebel (14) in eine Fahrstufe bewegt wird und gleichzeitig ein Bremspedal (18) betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (10) angelassen wird, wenn bei einem Schaltgetriebe der Schalthebel in einen Fahrgang bewegt wird und gleichzeitig ein Kupplungspedal betätigt wird.
Vorrichtung zum Inbetriebsetzen eines Antriebsmotors (10) eines Kraftfahrzeugs, enthaltend eine Biometriesensoreinrichtung (34) zum Erfassen biometrischer Daten einer Person, ein Steuergerät (26) mit einer Speichereinrichtung, in der aus biometrischen Daten einer berechtigten Person nach einem vorbestimmten Algorithmus hergeleitete Berechtigungsdaten gespeichert sind, und einer Vergleichseinrichtung, die die gespeicherten Berechtigungsdaten mit aus den erfaßten biometrischen Daten nach dem vorbestimmten Algorithmus hergeleiteten Daten vergleicht und bei zumindest weitgehender Übereinstimmung ein Berechtigungssignal erzeugt, wenigstens einen mit dem Steuergerät verbundenen Sensor (20, 22, 24) zum Erfassen der Betätigung wenigstens eines für das Fahren des Fahrzeugs verwendeten Betätigungselements (14, 16, 18), wobei das Steuergerät bei vorhandenem Berechtigungssignal und einem vorbestimmten Betätigungszustand des wenigstens eines Betätigungselements den Antriebsmotor (16) in Betrieb setzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (26) den Antriebsmotor (10) in Betrieb setzt, wenn das wenigstens eine Betätigungselement (14, 16, 18) derart betätigt wird, wie es für das motorgetriebene in Bewegung setzen des stillstehenden Fahrzeuges erforderlich ist.
Vorrichtung zum Inbetriebsetzen eines Antriebsmotors (10) eines Kraftfahrzeugs, enthaltend eine Biometriesensoreinrichtung (34) zum Erfassen biometrischer Daten einer Person, ein Steuergerät (26) mit einer Speichereinrichtung, in der aus biometrischen Daten einer berechtigten Person nach einem vorbestimmten Al-gorithmus hergeleitete Berechtigungsdaten gespeichert sind, und einer Vergleichseinrichtung, die die gespeicherten Berechtigungsdaten mit aus den erfaßten biometrischen Daten nach dem vorbestimmten Algorithmus hergeleiteten Daten vergleicht und bei zumindest weitgehender Übereinstimmung ein Berechtigungssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Biometriesensoreinrichtung einen ein Hautrillenmuster erfassenden Biometriesensorbereich (40) aufweist, an dessen entgegengesetzten Seiten je ein Abstandssensorbereich (42, 44) angeordnet ist, und daß der eine Abstandssensorbereich (42) mit einer Inbetriebsetzeinrichtung (30, 32) und der andere Abstandssensorbereich mit einer Abstelleinrichtung für den Antriebsmotor verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Abstandssensorbereich (42), der Biometriesensorbereich (40) und der andere Abstandssensorbereich (44) am Boden einer Rinne ausgebildet sind.