DE19639896A1 - Locking device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Schließvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Aus der DE-OS 44 22 906 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems für verschließbare Gegenstände bekannt, das den Datenaustausch zwischen einem Schlüsselmodul und einem Schloßmodul beschreibt. Das Schloßmodul besteht aus einer Empfangseinheit, die die Signale des Schlüsselmoduls detektiert, einer Auswerteeinheit sowie einer Steuereinheit, die den Öffnungs- bzw. Schließvorgang der Fahrzeugtür durchführt. Empfangseinheit und Steuereinheit sind hierbei räumlich getrennt voneinander untergebracht.The invention relates to a locking device for Motor vehicle. DE-OS 44 22 906 describes a method for Operation of a locking system for lockable objects known that the data exchange between a Key module and a lock module describes. The Lock module consists of a receiver unit that the Key module signals detected, one Evaluation unit and a control unit that controls the opening or Closes the vehicle door. The receiving unit and control unit are spatial housed separately.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schloßmodul zur Verriegelung oder Entriegelung einer Kraftfahrzeugtür in sicherheits- und fertigungstechnischer Hinsicht zu optimieren. Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.The invention has for its object a lock module for locking or unlocking a motor vehicle door in from a safety and manufacturing point of view optimize. The task is carried out by the independent Features specified resolved.
In einer ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß ein Steuergerät über ein Bussystem mit einem Schloßmodul kommuniziert. Sende- und Empfangselektronik einer Antenne sowie eine Schloßelektronik greifen auf eine gemeinsame Buselektronik zu. Diese Komponenten sind baulich in einem Gehäuse zu dem Schloßmodul integriert. Ist das Schloßmodul in einer Kraftfahrzeugtür untergebracht, so sind dessen Komponenten extremen Temperaturschwankungen und Witterungseinflüssen ausgesetzt. Das Gehäuse bietet den empfindlichen Elektronikkomponenten ausreichenden Schutz sowohl gegen widrige Umwelteinflüsse als auch gegen feindliche Angriffe. Da eine Buselektronik sowohl für die Antennenelektronik als auch für die Schloßelektronik zuständig ist, läßt sich der Verdrahtungsaufwand reduzieren. Durch die hohe Integration der Bauelemente können darüber hinaus Stecker eingespart werden. Entsprechende Signale des Bussystems lösen eine Ansteuerung der Schloßmechanik zur Ver- oder Entriegelung insbesondere einer Kraftfahrzeugtür durch das Schloßmodul aus. Dadurch ist eine gezielte Manipulation von außen erschwert, da ein verschlüsseltes Busprotokoll simuliert werden muß und das Anlegen der Versorgungsspannung allein nicht ausreicht, einen Öffnungs- oder Schließvorgang der Schloßmechanik herbeizuführen. Die bauliche Integration der Komponenten in einem Schloßmodul läßt eine rasche Montage zu. Betriebszustände der einzelnen Elektronikkomponenten lassen sich mit Hilfe des Bussystems ohne zusätzlichen Verkabelungsaufwand erfassen und auswerten. Das Schloßmodul kann für mehrere Fahrzeugtypen konzipiert sein, weshalb zunehmende Stückzahlen Kostensenkungen bewirken.In a first embodiment of the device according to the invention it is provided that a control unit with a bus system communicates with a lock module. Broadcast and Receiver electronics of an antenna and a lock electronics access common bus electronics. This Components are structurally in a housing for the lock module integrated. Is the lock module in a motor vehicle door its components are extreme Exposed to temperature fluctuations and weather influences. The housing offers the sensitive electronic components adequate protection against both adverse environmental influences as well as against enemy attacks. Because bus electronics for both the antenna electronics and the Castle electronics is responsible, the Reduce wiring effort. Due to the high level of integration of the components can also save on connectors will. Corresponding signals of the bus system trigger one Activation of the lock mechanism for locking or unlocking in particular a motor vehicle door through the lock module out. This makes targeted manipulation from the outside difficult because an encrypted bus protocol is simulated must and the application of the supply voltage alone is not sufficient to open or close the To bring about lock mechanics. The structural integration of the Components in a lock module allow quick assembly to. Operating states of the individual electronic components can be done with the help of the bus system without additional Record and evaluate cabling effort. The lock module can be designed for several vehicle types, which is why increasing quantities result in cost reductions.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich. Eine Verbesserung sieht vor, daß in dem Gehäuse ein Verstellantrieb untergebracht ist, der die Schloßmechanik betätigt. Dadurch werden Manipulationsversuche von außen erschwert. Die räumliche Integration verringert den Platzbedarf und den Verkabelungsaufwand. Eine gezielte Manipulation des Verstellantriebs setzt eine Zerstörung des Gehäuses voraus.By those listed in the dependent claims Measures are advantageous developments of device according to the invention possible. An improvement provides that an adjustment drive in the housing is housed, which operates the lock mechanism. Thereby attempts at manipulation from outside are made more difficult. The spatial integration reduces the space requirement and the Cabling effort. A deliberate manipulation of the The actuator requires the housing to be destroyed.
Als zweckmäßige Maßnahme ist anzusehen, das Schloßmodul über einen Antennenanschluß mit einer Antenne elektrisch zu verbinden. In Abhängigkeit von den jeweiligen Einbauverhältnissen läßt sich die Antenne individuell an den Fahrzeugtyp anpassen.The lock module should be regarded as an appropriate measure an antenna connector with an antenna electrically connect. Depending on the particular Installation conditions, the antenna can be customized to the Adjust vehicle type.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, daß in jeder Tür des Kraftfahrzeugs ein Schloßmodul untergebracht ist, wobei alle Schloßmodule durch das Bussystem vernetzt sind. Ein baulich gleiches Schloßmodul für alle Türen des Kraftfahrzeugs reduziert die Teilevielfalt. Andererseits läßt diese Variante zu, daß die Empfangselektronik die relative Position des Benutzers zu der jeweiligen Türe bestimmt. Die Vernetzung der Schloßmodule durch das Bussystem ermöglicht es, mehrere Türen gezielt zu entriegeln oder zu verriegeln.In an expedient further development it is provided that in Each door of the motor vehicle housed a lock module is, with all lock modules networked through the bus system are. A structurally identical lock module for all doors of the Motor vehicle reduces the variety of parts. On the other hand this variant allows that the receiving electronics relative position of the user to the respective door certainly. The networking of the lock modules through the Bus system makes it possible to selectively unlock several doors or to lock.
In einer Verbesserung ist dem Schloßmodul ein Signalzustand eines Schalters zugeführt. Dadurch läßt sich dieser Signalzustand über das Bussystem an das Steuergerät weitergeben, welches beispielsweise in Abhängigkeit des Signalzustands einen Öffnungs- oder Schließvorgang einleitet.In an improvement, the lock module is a signal state fed a switch. This allows this Signal state via the bus system to the control unit pass on, which, for example, depending on the Signal state an opening or closing process initiates.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist der Verstellantrieb verschlüsselt angesteuert. Der Diebstahlschutz kann durch diese Maßnahme erhöht werden, da das Anlegen der Versorgungsspannung an den Verstellantrieb allein nicht zu einem Öffnen der Schließmechanik führt.In a further development according to the invention, the Actuator controlled and encrypted. Of the Theft protection can be increased by this measure because the application of the supply voltage to the adjustment drive alone does not lead to the opening of the locking mechanism.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Öffnen einer Schließvorrichtung sieht vor, daß in einem ersten Schritt ein Signal zur Einleitung eines Öffnungsvorgangs erzeugt wird, daß in einem zweiten Schritt in Abhängigkeit von dem Signal eine Antenne angesteuert wird, die einen Befehl an einen Transponder sendet, daß in einem dritten Schritt der Transponder eine Antwort erzeugt und diese an die Antenne sendet und daß in einem vierten Schritt in Abhängigkeit von der Antwort die Schloßmechanik angesteuert wird. Ein Entriegelungsvorgang ist ohne Benutzung eines Schlüssels möglich. Der Datenaustausch zwischen Transponder und Antenne verhindert unberechtigtes Öffnen, da die Schloßmechanik nur dann angesteuert wird, wenn die Antwort des Transponders mit der erwarteten übereinstimmt.A method according to the invention for opening a Locking device provides that in a first step generates a signal to initiate an opening process is that in a second step depending on the Signal is driven by an antenna that issues a command sends a transponder that in a third step Transponder generates a response and this to the antenna sends and that in a fourth step depending on the answer is the lock mechanism is controlled. A Unlocking process is without using a key possible. The data exchange between transponder and antenna prevents unauthorized opening, as the lock mechanism only is then activated when the transponder's response with the expected matches.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Einleitung des Öffnungsvorgangs mechanisch erfolgt. Ein Auslösen des Öffnungsvorganges bei Betätigen eines Türgriffs erhöht den Bedienkomfort, da das herkömmliche Aufsperren des Schlosses entfallen kann.In an advantageous development it is provided that the The opening process is initiated mechanically. A Triggering the opening process when a door handle is actuated increases the ease of use because the conventional unlocking of the Lock can be omitted.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen aus weiteren abhängigen Ansprüchen ergeben sich aus der Beschreibung.Further appropriate training from other dependent Claims emerge from the description.
Es zeigen Fig. 1 eine prinzipielle Anordnungsmöglichkeit in einem Kraftfahrzeug, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels sowie Fig. 3 einen Ablaufplan als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.In the drawings Fig. 1 shows a basic arrangement possibility in a motor vehicle, Fig. 2 is a block diagram of an embodiment and Fig. 3 is a flowchart as an embodiment of an inventive method.
In einem Kraftfahrzeug 10 sind Schloßmodule 19a bis 19e untergebracht, die durch ein Bussystem 12 sowohl untereinander als auch mit einem Steuergerät 11 in Verbindung stehen. Außerhalb des Kraftfahrzeugs 10 befindet sich ein Transponder 13, der mit dem Schloßmodul 19 Daten austauscht. Das Schloßmodul 19 ist durch einen Busanschluß 21 mit dem Bussystem 12 verbunden. In einem Gehäuse 20 sind eine Buselektronik 22, eine Schloßelektronik 26 und eine Antennenelektronik 23, bestehend aus einer Sendeelektronik 24 und einer Empfangselektronik 25, untergebracht. Schloßelektronik 26 und Antennenelektronik 23 tauschen Daten aus mit der Buselektronik 22, die den Datenverkehr mit dem Bussystem 12 übernimmt. Ein Antennenanschluß 27 verbindet eine Antenne 28 mit der Antennenelektronik 23. Ein Signalzustand 33 eines Schalters 32 wird der Buselektronik 22 zugeführt. Die Schloßelektronik 26 gibt ein Signal an einen Verstellantrieb 30 ab, der eine Schloßmechanik 31 zur Ver- oder Entriegelung eines Schlosses betätigt.In a motor vehicle 10 , lock modules 19 a to 19 e are accommodated, which are connected to one another and to a control unit 11 by a bus system 12 . Outside the motor vehicle 10 there is a transponder 13 which exchanges data with the lock module 19 . The lock module 19 is connected to the bus system 12 by a bus connection 21 . Bus electronics 22 , lock electronics 26 and antenna electronics 23 , consisting of transmitter electronics 24 and receiver electronics 25 , are accommodated in a housing 20 . Lock electronics 26 and antenna electronics 23 exchange data with the bus electronics 22 , which takes over the data traffic with the bus system 12 . An antenna connector 27 connects an antenna 28 to the antenna electronics 23 . A signal state 33 of a switch 32 is fed to the bus electronics 22 . The lock electronics 26 emits a signal to an adjustment drive 30 , which actuates a lock mechanism 31 for locking or unlocking a lock.
Als die Schloßmodule 19a bis 19e und das Steuergerät 11 vernetzendes Bussystem 12 kommt in einem Kraftfahrzeug beispielsweise ein CAN-Bus zum Einsatz. Dadurch werden sowohl Datenaustausch - gegebenenfalls auch verschlüsselt - zwischen Schloßmodul 19 und Steuergerät 11 als auch die Energieversorgung des Verstellantriebs 30 realisiert. Der Transponder 13 tauscht mit der Antenne 28 Signale aus. Dabei kann es sich um elektromagnetische Wellen im Hochfrequenzbereich oder um Infrarotsignale handeln. Ein beispielsweise als Steckverbindung ausgeführter Antennenanschluß 27 stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Antenne 28 und Antennenelektronik 23 durch das Gehäuse 20 hindurch her. Übermittelt das Bussystem 12 über die Buselektronik 22 der Sendeelektronik 24 einen Sendebefehl, steuert die Sendeelektronik 24 die Antenne 28 entsprechend an. Empfängt die Antenne 28 hingegen ein Signal, so wandelt die Empfangselektronik 25 dieses in ein Datenformat um, das beispielsweise das Steuergerät 11 nach der Datenübertragung auswerten kann. A CAN bus, for example, is used in a motor vehicle as the lock modules 19 a to 19 e and the bus system 12 which networks the control device 11 . As a result, both data exchange - possibly also encrypted - between the lock module 19 and the control unit 11 and the energy supply for the adjustment drive 30 are realized. The transponder 13 exchanges signals with the antenna 28 . These can be electromagnetic waves in the high-frequency range or infrared signals. An antenna connection 27 , for example in the form of a plug connection, establishes an electrically conductive connection between antenna 28 and antenna electronics 23 through the housing 20 . If the bus system 12 transmits a transmission command to the transmission electronics 24 via the bus electronics 22, the transmission electronics 24 controls the antenna 28 accordingly. On the other hand, if the antenna 28 receives a signal, the receiving electronics 25 converts it into a data format which, for example, the control unit 11 can evaluate after the data transmission.
Der die Schloßmechanik 31 zum Zwecke der Ver- und Entriegelung insbesondere einer Tür betätigende Verstellantrieb 30 kann als Elektroantrieb ausgeführt sein. Die Schloßelektronik 26 versorgt den Verstellantrieb 30 über eine bestimmte Dauer hinweg mit der gewünschten Energie. Ebenso ist eine verschlüsselte Ansteuerung des Verstellantriebs 30 möglich. Das Steuergerät 11 generiert den verschlüsselten Verstellbefehl, den eine spezielle, in dem Verstellantrieb 30 integrierte Elektronik entschlüsselt.The adjustment mechanism 30 , which actuates the lock mechanism 31 for the purpose of locking and unlocking, in particular a door, can be designed as an electric drive. The lock electronics 26 supplies the adjustment drive 30 with the desired energy over a certain period of time. Encrypted control of the adjustment drive 30 is also possible. The control unit 11 generates the encrypted adjustment command, which is decrypted by special electronics integrated in the adjustment drive 30 .
Die Schloßelektronik 26 kann verschiedene Überwachungsfunktionen realisieren. Das Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht auf elektrische Verstellantriebe 30 beschränkt, ebenso ist eine pneumatische Beeinflussung der Schloßmechanik 31 möglich. Der Schalter 32 kann beispielsweise über einen Türgriff betätigt werden. Die Buselektronik 22 erfaßt den Signalzustand 33 und teilt ihn dem Steuergerät 11 mit.The lock electronics 26 can implement various monitoring functions. However, the exemplary embodiment is not limited to electrical adjustment drives 30 , and a pneumatic influencing of the lock mechanism 31 is also possible. The switch 32 can be operated, for example, via a door handle. The bus electronics 22 detects the signal state 33 and communicates it to the control unit 11 .
Fig. 3 beschreibt einen möglichen Öffnungsvorgang. Zu Beginn des Öffnungsvorganges ist ein Signal "Öffnen einleiten" zu erzeugen, Schritt 101. Ein Fahrer, der das Kraftfahrzeug 10 öffnen bzw. entriegeln will, betätigt über einen Türgriff den Schalter 32. Die Buselektronik 22 erfaßt die Änderung des Signalzustands 33 und teilt sie über das Bussystem 12 dem Steuergerät 11 mit. Die Änderung des Signalzustands 33 löst in dem Steuergerät 11 eine Befehlsprozedur aus, den im folgenden beschriebenen Öffnungsvorgang einzuleiten. Eine weitere Möglichkeit, ein Signal gemäß Schritt 101 zu erzeugen, besteht darin, daß der Transponder 13 an die Antenne 28 ein Signal sendet. Die Empfangselektronik 25 wertet dieses aus und teilt dem Steuergerät 11 mit, daß ein Signal des Transponders 13 empfangen wurde. Stimmt das gesendete Transpondersignal mit dem vom Steuergerät 11 erwarteten Signal überein, startet der Öffnungsvorgang. Im folgenden Schritt 102 wird ein Befehl an den Transponder 13 gesendet. Es können unterschiedliche Strategien zum Einsatz kommen, welche Antenne 28 der Schloßmodule 19a bis 19e den Befehl an den Transponder 13 senden soll. Eine erste Variante sieht vor, daß die Antenne 28 des Schloßmoduls 19 sendet, der das Signal "Öffnen einleiten" zugeordnet ist. In einer zweiten Variante trifft das Steuergerät 11 zentral in Abhängigkeit von einem dort hinterlegten Algorithmus eine Entscheidung, welche Schloßmodule 19 mit einem Sendebefehl anzusteuern sind. Eine weitere Alternative besteht darin, daß alle Antennen 28 der Schloßmodule 19a bis 19e den Befehl an den Transponder 13 senden. Der Transponder 13 empfängt den Befehl, der eine Prozedur auslöst, eine Antwort zu senden Schritt 103. Der Transponder 13 stellt die Antwort in Abhängigkeit von dem gesendeten Befehl, von der im Transponder 13 hinterlegten Antworterstellungs-Prozedur und gegebenenfalls von einem fahrzeugspezifischen Schlüsselwort bereit und sendet sie. Die Antenne 28 des Schloßmoduls 19 empfängt die Antwort, die von der Empfangselektronik 25 ausgewertet und auf das Bussystem 12 gegeben wird. Fig. 3 describes a possible opening operation. At the beginning of the opening process, an "initiate opening" signal is to be generated, step 101. A driver who wants to open or unlock the motor vehicle 10 actuates the switch 32 via a door handle. The bus electronics 22 detects the change in the signal state 33 and communicates it to the control unit 11 via the bus system 12 . The change in the signal state 33 triggers a command procedure in the control unit 11 to initiate the opening process described below. Another possibility for generating a signal in accordance with step 101 is that the transponder 13 sends a signal to the antenna 28 . The receiving electronics 25 evaluates this and informs the control unit 11 that a signal from the transponder 13 has been received. If the transmitted transponder signal matches the signal expected by the control unit 11 , the opening process starts. In the following step 102, a command is sent to the transponder 13 . Different strategies can be used as to which antenna 28 of the lock modules 19 a to 19 e should send the command to the transponder 13 . A first variant provides that the antenna 28 of the lock module 19 transmits to which the "initiate opening" signal is assigned. In a second variant, the control device 11 makes a decision centrally, depending on an algorithm stored there, as to which lock modules 19 are to be controlled with a send command. Another alternative is that all antennas 28 of the lock modules 19 a to 19 e send the command to the transponder 13 . The transponder 13 receives the command which triggers a procedure to send a response step 103. The transponder 13 provides and sends the response depending on the command sent, on the response creation procedure stored in the transponder 13 and, if appropriate, on a vehicle-specific key word she. The antenna 28 of the lock module 19 receives the response, which is evaluated by the receiving electronics 25 and sent to the bus system 12 .
Die Schloßmechanik 31 wird in Abhängigkeit von der Antwort angesteuert, Schritt 104. Eine zusätzliche Sicherheitsabfrage überprüft die Antwort, ob sie mit der erwarteten übereinstimmt. Sollte dies nicht der Fall sein, wird der Öffnungsvorgang unterbunden. Bei einer zulässigen Antwort entscheidet das Steuergerät 11, welchen Schloßmodulen 19 der Öffnungsbefehl übermittelt wird. Mehrere Möglichkeiten sind denkbar. In einer ersten Variante erhält nur das Schloßmodul 19 der Fahrertür den Öffnungsbefehl, während dieser in einer zweiten Variante an alle Schloßmodule 19a bis 19e ergeht. Das Bussystem 12 übermittelt den Öffnungsbefehl des Steuergeräts 11 der Buselektronik 22, die diesen an die Schloßelektronik 26 weitergibt. Die Schloßelektronik 26 setzt den Befehl in entsprechende Steuersignale für den Verstellantrieb 30 um, der daraufhin die Schloßmechanik 31 im Sinne eines Öffnungsvorganges betätigt. In einer dritten Variante ist vorgesehen, daß nur das Schloßmodul 19 im Sinne eines Öffnens angesteuert wird, das die Antwort des Transponders 13 empfangen hat.The lock mechanism 31 is activated depending on the answer, step 104. An additional security question checks the answer whether it matches the expected one. If this is not the case, the opening process is prevented. If the answer is admissible, the control unit 11 decides which lock modules 19 the opening command is transmitted to. Several options are possible. In a first variant, only the lock module 19 of the driver's door receives the opening command, while in a second variant it is sent to all lock modules 19 a to 19 e. The bus system 12 transmits the opening command from the control unit 11 to the bus electronics 22 , which forwards it to the lock electronics 26 . The lock electronics 26 converts the command into corresponding control signals for the adjustment drive 30 , which then actuates the lock mechanism 31 in the sense of an opening process. In a third variant it is provided that only the lock module 19 is activated in the sense of opening, which has received the response from the transponder 13 .
Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Betreiben der eingangs beschriebenen Schließvorrichtung.The method is particularly suitable for operating the locking device described above.
Um alle Elektronikkomponenten, die bislang räumlich verteilt in einer Tür untergebracht sind, in einem einzigen Modul zu integrieren, vervollständigt die Steuerelektronik eines Fensterheberantriebs das Schloßmodul 19.In order to integrate all electronic components that were previously housed in a door in a single module in a single module, the control electronics of a window lifter drive complete the lock module 19 .
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