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Die
Erfindung betrifft fernbedienbare Zugangskontrollsysteme und bezieht
sich im Besonderen auf eine Notenergieversorgung für schlüssellose Zugangskontrollsysteme
von Kraftfahrzeugen.
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Für moderne
Zugangsberechtigungssysteme bzw. Zugangskontrollsysteme werden zunehmend
elektronische Zugangsanordnungen bzw. Zugangsvorrichtungen verwendet,
bei denen die Authentifizierung eines Zugangsberechtigten mithilfe
einer Datenkommunikation erfolgt, die zwischen einer zumeist am
Zugangsobjekt angeordneten ersten Kommunikationseinrichtung und
einer im Besitz der zugangsberechtigten Person befindlichen zweiten Kommunikationseinrichtung,
dem so genannten Identifikationsgeber stattfindet.
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Fernbedienbare
Zugangskontrollsysteme zeichnen sich durch einen hohen Komfort beim
Ver- und Entriegeln eines Fahrzeuges aus. Sie sind inzwischen Standard
bei der Fahrzeugausstattung und stellen sicher, dass die Türen sowie
der Kofferraum eines Fahrzeuges ver- oder aufgeschlossen werden und
dass der Diebstahlschutz sowie die Wegfahrsperre entsprechend aktiviert
oder deaktiviert werden. Sie ermöglichen
zusätzliche
Funktionen, wie beispielsweise die Aktivierung einer Vorfeldbeleuchtung
oder das Auslösen
eines akustischen oder visuellen Alarms am Fahrzeug im Falle eines
Notfalls, und sorgen so für
mehr Komfort und Sicherheit, als mit einem herkömmlichen mechanischen Schließsystem
möglich
wäre.
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Bei
den elektronischen Zugangskontrollsystemen wird zwischen aktiven
und passiven Zugangsanordnungen unterschieden. Bei einer aktiven Zugangsanordnung
wird von der zweiten Kommunikationseinrichtung ein Identifikationskode
an die beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnete erste Kommunikationseinrichtung übermittelt.
Die Übermittlung
wird typischerweise durch Drücken
einer entsprechenden Taste an einem mobilen I dentifikationsgeber
bewirkt. In der zweiten Kommunikationseinrichtung wird der übermittelte
Identifikationskode überprüft, und
bei Erfolg kann die Sicherungsvorrichtung der Zugangsanordnung entriegelt
oder verriegelt werden. Da der Identifikationsgeber von seinem Besitzer
willentlich betätigt
werden muss, um ihm den Zugang z. B. zu seinem Kraftfahrzeug zu
ermöglichen,
wird dieses elektronische Zugangssystem als aktive Zugangsanordnung
bezeichnet.
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Bei
einer passiven Zugangsanordnung sendet die erste Kommunikationseinrichtung
z. B. in regelmäßigen Intervallen
Anfragesignale mit einer bestimmten Feldstärke aus. Befindet sich die
zweite Kommunikationseinrichtung innerhalb des Wirkungsbereichs
der ersten Kommunikationseinrichtung, so kann es deren Anfragesignale
empfangen und darauf antworten, um einen Authentifizierungsvorgang
bzw. Vor-Authentifizierungsvorgang einzuleiten. Die Authentifizierung
erfolgt über
einen Austausch von Datentelegrammen, die unter anderem auch den
Authentifizierungskode von der zweiten Kommunikationseinrichtung
an die erste Kommunikationseinrichtung übertragen. Verläuft die
Authentifizierung erfolgreich, so wird die von der Zugangsanordnung
kontrollierte Sicherungsvorrichtung entriegelt und kann dann automatisch
oder manuell geöffnet
werden. Da der Identifikationsgeber im vorgestellten Fall nicht willentlich
von seinem Besitzer betätigt
werden muss, wird dieses elektronische Zugangssystem im Gegensatz
zum oben erläuterten
als passive Zugangsanordnung bezeichnet. Passive Zugangsanordnungen werden
vorzugsweise für
so genannte schlüssellose Fahrzeugzugangssysteme
verwendet.
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Um
den Zugang zum Fahrzeug auch bei einem Ausfall des Bordnetzes zu
einem dann 'stromlosen' Fahrzeugs zu ermöglichen,
enthalten die Identifikationsgeber in der Regel einen Notschlüssel, der das öffnen des
Fahrzeugs über
eine mechanische Schließvorrichtung
am Fahrzeug ermöglicht.
Damit die Schließvorrichtung
manuell geöffnet
werden kann weist der Notschlüssel
neben dem Schlüsselbart
einen ausreichend großen
Schlüsselkopf
auf, damit das zum öffnen
des Schließmechanismus
er forderliche Drehmoment aufgebracht werden kann. Aufgrund des Schlüsselkopfs
beansprucht der Notschlüssel
jedoch einen beträchtlichen
Bauraum im Identifikationsgeber, so dass er dessen Ausmaße im Wesentlichen
bestimmt. Ein Identifikationsgeber wird zumindest von männlichen
Fahrzeugbesitzern meist in einer Kleidertasche verwahrt, so dass
ein großes Bauvolumen
zu einem Ausbeulen der Taschen führen
kann und deshalb als nachteilig empfunden wird. Dasselbe gilt, wenn
der Identifikationsgeber am Schlüsselbund
des Fahrzeugbesitzers angebracht wird, da der Schlüsselbund
bei einem großen
Identifikationsgeber ein unerwünscht
großes
Volumen erreicht.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein fernbedienbares
Zugangskontrollsystem anzugeben, das es einem Berechtigten auch
ohne Notschlüssel
ermöglicht,
bei einem Versagen der Stromversorgung im Fahrzeug Zugang zum Fahrzeug
zu erhalten.
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Die
Aufgabe wird gemäß dem unabhängigen Anspruch
der Erfindung gelöst.
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Die
Erfindung umfasst eine Zugangsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Authentifizierungseinrichtung
zum Prüfen
und Vollziehen einer Zugangsberechtigung, einer Entriegelungseinrichtung
zum Entriegeln eines Sperrmechanismus, einer ersten Energiespeiseeinrichtung
zum Speisen der Authentifizierungseinrichtung mit Energie und einer
zweiten Energiespeiseeinrichtung zum Speisen der Entriegelungseinrichtung
mit Energie. Die erste Energiespeiseeinrichtung ist hierbei getrennt
von der zweiten Energiespeiseeinrichtung angeordnet zumindest die erste
Energiespeiseeinrichtung ist hierbei von der Fahrzeugaußenseite
zugänglich.
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In
diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser
Beschreibung und den Ansprüchen
zur Aufzählung
von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie deren grammatika lische Abwandlungen,
generell als nichtabschließende
Aufzählung
von Merkmalen, wie z. B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen,
Größen und
dergleichen aufzufassen ist, die in keiner Weise das Vorhandensein
anderer oder zusätzlicher
Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließt.
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Die
Erfindung gestattet den Zugang zu einem 'stromlosen' Fahrzeug ohne Verwendung eines Notschlüssels, wobei
die zum Zugang notwendige Autorisierung weiterhin aufrechterhalten
wird.
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Die
Erfindung wird in ihren abhängigen
Ansprüchen
weitergebildet.
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Um
die Stromversorgung der Authentifizierungseinrichtung unabhängig von
der Verfügbarkeit elektrischer
Energie sicherzustellen, weist die erste Energiespeiseeinrichtung
vorteilhaft eine Generatoreinrichtung auf, die zur Wandlung von
mechanischer Energie in elektrische Energie ausgebildet ist.
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Um
ein komfortables Einbringen mechanischer Energie in die Generatoreinrichtung
zu ermöglichen,
weist die erste Energiespeiseeinrichtung ein Getriebe zur Übertragung
von an der Fahrzeugaußenseite
erzeugten Kräften
und Bewegungen an die Generatoreinrichtung auf. Eine leichte Betätigung des
Generators lässt
sich erreichen, indem das Getriebe einen von der Fahrzeugaußenseite
aus zugänglichen
Seiltrieb umfasst.
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Das
Getriebe kann auch einen von der Fahrzeugaußenseite zugänglichen
drehbaren Steckmechanismus umfassen, der zum. Einstecken eines Gegenstands
und zum Drehen mithilfe des Gegenstands ausgebildet ist. Damit kann
z. B. der Identifikationsgeber zum einleiten eines Drehmoments an den
Generator genutzt werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann das Getriebe einen von der Fahrzeugaußenseite zugänglichen
Schiebemechanismus umfassen, der den Generator z. B. durch einfaches
Drücken,
Ziehen, oder Hin- und Herschieben betä tigt. Ferner kann das Getriebe
auch einen von der Fahrzeugaußenseite
zugänglichen
Hebelmechanismus umfassen, der beispielsweise als Türgriff ausgeführt eine
unkomplizierte Betätigung der
Generatoreinrichtung ermöglicht.
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Eine
direkte Umwandlung mechanischer Energie wird vorteilhaft mit einer
ersten Energiespeiseeinrichtung erreicht, die ein Piezoelement zur
Wandlung eines Drucks in eine elektrische Spannung umfasst.
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Um
von Außen
direkt elektrische Energie zuzuführen,
umfasst die erste Energiespeiseeinrichtung bevorzugt eine elektrisch
mit der Authentifizierungseinrichtung verbundene Kontaktanordnung,
deren Kontakte an der Fahrzeugaußenseite zugänglich sind.
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Zur
Nutzung elektromagnetischer Energie, die z. B. über die Sendeeinrichtung eines
Mobilfunkgeräts,
einer Sendeschnittstelle oder einen Netzwerkadapter eines Geräts abgestrahlt
wird, umfasst die erste Energiespeiseeinrichtung vorteilhaft eine
Antenne zur Wandlung einer elektromagnetischen Welle in elektrische
Energie.
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Die
zweite Energiespeiseeinrichtung umfasst bevorzugt einen mechanischen
Energiespeicher der mit geringer elektrischer Energie ausgelöst werden
kann, sodass der Sperrmechanismus ohne besonderen externen Stromaufwand
geöffnet
werden kann. Statt oder neben einem mechanischen Energiespeicher
kann die zweite Energiespeiseeinrichtung auch einen pneumatischen
Energiespeicher zum Öffnen
des Sperrmechanismus umfassen.
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Um
von Außen
direkt elektrische Energie zuzuführen,
umfasst die zweite Energiespeiseeinrichtung vorteilhaft eine elektrisch
mit der Entriegelungseinrichtung verbundene Kontaktanordnung, deren Kontakte
an der Fahrzeugaußenseite
zugänglich sind.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den Ansprüchen
sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung
je für
sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung
einiger Ausführungsbeispiele
der Erfindung wird auf die beiliegende 1 Bezug
genommen, die ein Blockschaltbild einer mit einem Sperrmechanismus
und zwei externen Energiequellen verbundenen Fahrzeugzugangsvorrichtung
zeigt.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Funktionsfähigkeit
einer über
eine bordeigene Stromversorgung betriebenen Einrichtung bei Ausfall
dieser Versorgung nur durch eine Ersatzenergiequelle betrieben werden
kann.
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Um
den Zugang zu einem Fahrzeug nur autorisierten Personen zu ermöglichen,
weist eine fernbedienbar ausgebildete Zugangsvorrichtung 1 eine Authentifizierungseinrichtung 3 und
eine Entriegelungseinrichtung 4 auf.
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Die
Authentifizierungseinrichtung 3 ist zur Kommunikation mit
einem Identifikationsgeber ausgebildet, mittels dessen sich der
Zugangsbegehrende gegenüber
der Zugangsvorrichtung ausweist. Wird der vom Identifikationsgeber übertragene
Identifikationskode als gültig
angesehen, so übergibt
die Authentifizierungseinrichtung 3 ein Entriegelungssignal
an die Entriegelungseinrichtung 4, die z. b. mittels einer
elektromechanischen Betätigungseinrichtung daraufhin
den Sperrmechanismus 2 der Fahrzeugtüre oder einer anderen, den
Zugang zum Fahrzeug oder eines Teils davon ermöglichende Einrichtung entsperrt.
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Die
elektromechanische Betätigungseinrichtung
der Entriegelungseinrichtung 4 besteht meist aus einem
Aktor, wie z. B. einem Elektromotor, und einer elektronischen Steuerung
zum geregelten Betrieb des Aktors. In diesem Zusammenhang sei darauf
hingewiesen, dass abweichend vom deutschen Sprach gebrauch in dieser
Schrift, soweit nicht explizit anders angegeben, der Begriff 'steuern' gleichbedeutend
mit dem Begriff 'regeln' verwendet wird.
Dies betrifft auch alle grammatikalischen Abwandlungen beider Begriffe.
In dieser Schrift kann daher der Begriff 'Steuerung' ebenso eine Rückführung einer Regelgröße bzw.
deren Messwerts umfassen, wie sich der Begriff 'Regelung' auf eine einfache Steuerkette beziehen
kann. Da der Aktor eine zum Öffnen
des Sperrmechanismus 2 ausreichende Bewegungsenergie aufbringen
muss, ist der Energiebedarf der Entriegelungseinrichtung 4 beim
Entriegeln wesentlich höher,
als die Authentifizierungseinrichtung 3 zur Durchführung des
Authentifizierungsvorgangs benötigt.
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Da
der fahrzeugseitige Authentifizierungsvorgang ohne Beteiligung der
Entriegelungseinrichtung 4 ausschließlich von der Authentifizierungseinrichtung 3 durchgeführt wird,
genügt
es, wenn während
der Authentifizierung nur die Authentifizierungseinrichtung 3 mit
Energie versorgt wird. Die Energieversorgung der Authentifizierungseinrichtung 3 muss nur
während
der Kommunikation mit dem Identifikationsgeber des Fahrzeugnutzers
aufrechterhalten werden. Da sich der Authentizierende während des Vorgangs
in unmittelbarer Nähe
des Fahrzeugs befindet, kann dieser die zur Durchführung des
Authentifizierungsvorgangs erforderliche Energie selbst in die Authentifizierungseinrichtung 3 einspeisen.
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Dies
erfolgt mittels der Energiespeiseeinrichtung 5. In. einer
ersten Ausführungsform
umfasst diese einen Generator, der zur Wandlung mechanischer Energie
in elektrische Energie ausgebildet ist. Die mechanische Energie
wird von dem Zugangsbegehrenden während des Authentifizierungsvorgangs
von der Fahrzeugaußenseite
in den Generator eingebracht. Um dies zu ermöglichen kann ein Getriebe vorgesehen
sein, über
das eine vom Zugangsbegehrenden oder einer Begleitperson im Fahrzeugaußenbereich
aufgebrachte Kraft und/oder Bewegung an den Generator übertragen
wird.
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Zur
Kraft- bzw. Bewegungseinleitung kann das Getriebe beispielsweise
einen Seiltrieb oder einen Drehmechanismus aufweisen. Der Seiltrieb
ist vorzugsweise mit einer Rolle ausgestattet, auf der das Seil
mittels einer Rückstellfeder
aufgewickelt wird. Beim Ziehen an dem Seil wickelt sich das Seil von
der Rolle ab und dreht diese entgegen der Rückstellkraft der Feder um seine
Achse. Diese Drehung wird an den Generator übertragen. Nach dem Loslassen
wird das Seils durch die Rückstellfeder
wieder auf der Rolle aufgewickelt, wobei hier bevorzugt, um die
Baugröße der Feder
gering zu halten, wenn auch nicht notwendigerweise, ein Freilauf
verhindert, dass diese Einzugsbewegung an den Generator übertragen
werden kann. Der Generator kann innerhalb der Rolle angeordnet werden,
wodurch eine kompakte Bauform erreicht wird.
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Die
Drehvorrichtung weist vorzugsweise eine als Steckvorrichtung ausgebildete
Aufnahme auf, in die ein Teil des Identifikationsgebers eingesteckt
werden kann. Durch Drehen der Aufnahme mit dem Identifikationsgeber
wird ein Drehmoment erzeugt, das an den Generator übertragen
wird.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann auch ein Schiebemechanismus zur Einleitung der von einer
Person aufgebrachten Energie verwendet werden, beispielsweise ein
in der Fahrzeugtüre
geführter stabförmiger Bolzen
der von einer in die Führung
geschoben werden kann und dessen Bewegung über eine Übersetzung an den Generator übertragen
wird. Die Rückstellung
des Bolzens kann über
einen Federmechanismus erfolgen. Eine weitere Möglichkeit zum Einbringen der
von einer Person erzeugten Energie besteht in einem mit dem Getriebe
verbundenen Hebelmechanismus, beispielsweise dem um eine Achse schwenkbaren
Türgriff,
dessen Schwenkbewegung an den Generator übertragen wird.
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Eine
andere Möglichkeit
der Nutzung einer von einer Person erzeugten mechanischen Energie besteht
in der Verwendung eines Piezoelements, das bei einer Druckbetätigung durch
eine Person eine Spannung abgibt, die zur Versorgung der Authentifizierungseinrichtung 3 verwendet
wird.
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Als
zusätzliche
oder alternative Möglichkeit zur
Einspeisung von Energie von der Außenseite des Fahrzeugs kann
eine elektrische Verbindung von der Authentifizierungseinrichtung 3 zu
Kontakten vorgesehen werden, die sich an der Fahrzeugaußenseite befinden
und für
den Anschluss einer externen Energiequelle 7 geeignet sind.
Insbesondere können
die Kontakte in einer Kontaktleiste, z. B. im Bereich des Türgriffs,
angeordnet sein, die z. B. mit einem Steckkontakt an einem Mobiltelefon
oder mit den Kontakten eines Akkumulators eines Mobiltelefons zusammengeführt werden
können,
und die darüber
verfügbare
elektrische Energie an die Authentifizierungseinrichtung 3 übertragen.
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Zur
Kontaktlosen Energieübertragung
eignet sich eine Antennenvorrichtung, beispielsweise eine Dipolantenne
oder eine Antennenspule, die aus der Energie eines Senders wie dem
eines Mobiltelefons die zur Versorgung der Authentifizierungseinrichtung 3 erforderliche
Energie bezieht.
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Um
die zur Betätigung
des Sperrmechanismus 2 notwendige Energie aufzubringen
wird vorzugsweise auf nichtelektrische Energiespeiseeinrichtungen 6 zurückgegriffen,
wie beispielsweise mechanische Federn oder einem pneumatischen Druckluftspeicher.
Diese Einrichtungen 6 wirken direkt auf den Sperrmechanismus 2 unter
Umgehung der Entriegelungseinrichtung 4. Sie werden von
Authentifizierungseinrichtung 3 mittels eines Aktors mit
geringer Stromaufnahme ausgelöst
und stellen den Sperrmechanismus 2 in die geöffnete Position.
Die nichtelektrischen Energiespeiseeinrichtungen 6 können zur einmaligen
Verwendung ausgelegt aber auch wiederherstellbar ausgeführt sein.
Beispielsweise können beim Öffnen der
Türe die
mechanischen Federn einer Energiespeiseeinrichtung gespannt oder
deren Druckluftbehälter über eine
durch die Türbewegung betätigte Drucklufterzeugungseinrichtung
erneut unter Druck gesetzt werden.
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Zusätzlich oder
alternativ kann auch eine elektrische Verbindung von der Entriegelungseinrichtung 4 zu
Kontakten vorgesehen werden, die sich an der Fahrzeugaußenseite
befinden und für
den Anschluss einer externen Energiequelle 8 geeignet sind.
Insbesondere können
die Kontakte wie zuvor für
die Authentifizierungseinrichtung 3 in einer Kontaktleiste
angeordnet sein, die z. B. mit einem Steckkontakt an einem Mobiltelefon
oder mit den Kontakten eines Akkumulators eines Mobiltelefons zusammengeführt werden
kann, und die darüber
verfügbare
elektrische Energie an die Entriegelungseinrichtung 4 übertragen.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine fernbedienbare Zugangsanordnung bzw. Zugangsvorrichtung, bei der
auf eine mechanischen Notschlüssel
verzichtet werden kann. Das Entfallen des Notschlüssels und der
damit bedingte Entfall der mechanischen Schließzylinder und der Verbindungen
zu den Schlössern
bedeuten ein hohes Einsparpotential, insbesondere unter Berücksichtigung
der für
die mechanischen Schließsysteme
erforderlichen aufwändigen
Lieferlogistik.
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- 1
- Zugangsvorrichtung
- 2
- Sperrmechanismus
- 3
- Authentifizierungseinrichtung
- 4
- Entriegelungseinrichtung
- 5
- erste
Energiespeiseeinrichtung
- 6
- zweite
Energiespeiseeinrichtung
- 7
- erste
externe Energiequelle
- 8
- zweite
externe Energiequelle