CN111032449A - 用于车辆的访问设备 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆(FZ)的访问设备(ZAO)包括用于解锁锁定机构的车辆侧解锁装置(SH，TIC，TSN)。此外，该访问设备包括车辆侧可再充电电能储存装置(SCH)，该车辆侧可再充电电能储存装置被设置用于独立于该车辆的车载电源向该解锁装置供应能量。而且，该访问设备具有车辆侧能量供应装置(NFF)，该车辆侧能量供应装置包括：第一部分(ANF)，用于接收无线传输的能量并且用于将所传输的能量转换为电能；以及第二部分(ALN)，用于对该车辆侧可再充电电能储存装置进行充电。特别地，该访问设备还包括用于检查访问授权的车辆侧认证装置，该车辆侧认证装置通过该车载侧可再充电电能储存装置而独立于该车载电源被供应能量。因此，不再需要为带有该访问设备的用户所携带的移动标识发射器配备机械钥匙。

Description

用于车辆的访问设备

本发明涉及一种用于车辆的访问设备，特别是为了能够在车辆电气系统故障的情况下对车辆执行紧急解锁。本发明进一步涉及一种具有刚刚提及的访问设备的车辆。

为了防止未经授权访问车辆、特别是机动车辆，车辆中的现代访问授权系统或访问设备使用电子安全系统，在这些电子安全系统中，为了认证用户，在车辆的第一通信装置与用户的移动标识发射器(诸如钥匙或钥匙坠

)中的第二通信装置之间进行数据通信。在这种情况下，在移动标识发射器的主动式访问设备中，例如通过移动标识发射器的用户按下相应的按钮将控制信号和标识信号发射到车辆，随后，如果标识码是正确的，则该车辆被解锁或被锁定。

在所谓的被动式访问设备中，最初由车辆的第一通信装置以规则时间间隔发射具有一定场强的请求信号，以便检查移动标识发射器是否位于车辆周围的接近区域或访问区域(解锁区域)中。如果移动标识发射器接近车辆并且最终能够接收该车辆的请求信号，则该移动标识发射器将对接收到请求信号加以响应以便启动认证过程。在这种情况下，交换数据消息，其中，移动标识发射器最终将其认证码传送到车辆中。如果成功检查了认证码，则车辆处直接位于访问区域中的用户可以通过致动门把手来启动对相应车门或所有车门的解锁。在此，由于用户不必对机械或电气标识发射器或钥匙进行主动致动，因此这种类型的访问授权检查也称为被动式访问授权检查，并且相应的访问授权系统称为被动式电子访问授权系统或被动式访问设备。

如刚刚提及的，特别是对于被动式访问设备，车辆侧通信装置必须向用户的移动标识发射器发送信号。然而，在(由车辆电池供电的)车辆的电气系统故障的情况下，这不再可能发生，所述系统通常向车辆侧通信装置供应能量。故障的一种可能性可能源自以下事实：为车载电气系统供电的车辆电池电量耗尽或不再提供足够的电压。为此目的，可以想到的是，提供一种带有机械紧急钥匙的移动标识发射器，该机械紧急钥匙使得可以通过车辆上的机械关闭装置打开车辆。为了可以手动打开关闭装置，这种紧急钥匙可以在具有钥匙齿的同时具有足够大的钥匙头，以便可以施加打开关闭机构所需的扭矩。然而，以此方式确定尺寸的钥匙头在标识发射器中占用相当大的结构空间，结果是，标识发射器的尺寸不利地由所述紧急钥匙或钥匙头关键性地确定并扩大。然而，由于在很多情况下，该标识发射器还将被保存在用户衣服的口袋中并且从而导致口袋变得膨胀，因此标识发射器的这种体积通常是不期望的。

因此，本发明的目的是创建一种在车辆侧电源出现故障的情况下、即使在没有紧急钥匙的情况下也提供对车辆的访问的可能的方式。

此目的是通过独立权利要求的主题来实现的。从属权利要求涉及有利的配置。

根据第一方面，一种用于车辆、特别是用于机动车辆的访问设备包括车辆侧解锁装置，该车辆侧解锁装置用于致动、特别是解锁该访问设备的锁定机构。此外，该访问设备包括车辆侧可再充电电能储存装置，该车辆侧可再充电电能储存装置被设置用于向该解锁装置供应能量。在此，该车辆侧可再充电储电装置尤其不连接到该车辆的车载电源，而是独立于该车载电源。另外，该访问设备包括车辆侧能量供应装置，该车辆侧能量供应装置具有：第一部分，用于接收无线传输的能量并且用于将所传输的能量转换为电能；以及第二部分，用于对该车辆侧可再充电电能储存装置进行充电。以此方式，由于能量可以被无线传输到该能量供应装置以用于该车辆侧解锁装置的(紧急)操作，使得该能量供应装置然后对该车辆侧可再充电电能储存装置进行充电以向该解锁装置供电，因此即使在该车辆中的电源故障的情况下也可能解锁该车辆。

此外，为了提高安全性，该访问设备还具有用于检查和实施访问授权的车辆侧认证装置。在此上下文中，可以想到的是，该车辆侧可再充电电能储存装置被设置用于(尤其是独立于该车辆的车载电源)向该认证装置和该解锁装置两者供应能量。这意味着，即使该车辆的电源发生故障，也可以通过对单个车辆侧可再充电电能储存装置进行充电来操作该认证装置和该解锁装置两者，并且在这种紧急情况下，用户可以进入该车辆的内部或乘客舱中。

在此，可以想到的是，该车辆侧能量供应装置或该能量供应装置的至少第一部分被附接到该车辆的外部或者被附接成使得能量可以从该车辆的外部(高效地)无线传输到该第一部分。

另外，该车辆侧能量供应装置被设置成使得该车辆侧可再充电电能储存装置最初仅被充有允许该车辆侧认证装置检查访问授权的量的能量。如果对访问授权的检查给出肯定结果，则该车辆侧能量供应装置可以进一步对该车辆侧可再充电电能储存装置进行充电、具体地达到至少可以致动该车辆侧解锁装置并且从而可以解锁的电量状态。

根据该访问设备的一种配置，该车辆侧可再充电电能储存装置可以包括(可充电的)可再充电电池。然而，还可以想到的是，该车辆侧可再充电电能储存装置具有电容器、尤其是超级电容器(supercapacitor)或超电容器(ultracapacitor)的形式，该电容器尤其具有高功率密度并且可以被快速充电和放电。

根据该访问设备的另一配置，该车辆侧能量供应装置具有无线电接口。在此，可以想到的是，这种无线电接口被设计为在约125kHz的频率下操作的低频无线电接口。特别地，然而，还可以想到的是，这种无线电接口被设计为短程接口或NFC(近场通信)接口的形式，以便接收通过无线电而无线传输的能量。如将在后面更详细地说明的，这种能量可以由分配给该访问设备的标识发射器提供。

根据另一配置，该车辆侧能量供应装置还可以包括光接口；在此，可以想到的是，特别地，此光接口被设计为光电池单元(太阳能电池单元)的形式，以便接收通过光无线传输的、特别是来自分配给该访问设备的标识发射器的能量。在这种情况下，该光可以来自该标识发射器的发光装置，诸如LED(发光二极管)。特别地，当该移动标识发射器被设计为移动电话或智能手机时，可以使用激活的手电筒功能或闪光灯功能来提供用于能量供应的光。可替代地，该能量还可以来自另一光源，例如来自单独的手电筒或者甚至太阳。如果使用太阳光，则还可以想到的是，能够在该车辆和该标识发射器两者都不再具有足够的电池电量的情况下进行认证和/或解锁。在这种情况下，然后，用户必须等待，直到太阳照射或者直到太阳已经将车辆侧光电池单元/太阳能电池单元用作该能量供应装置的第一部分来向该车辆侧可再充电能量储存装置充电足够的能量。除了能量传输之外，光还可以用于认证过程的通信。特别地，在此，还可以是红外(IR)范围内的光。

根据该访问设备的另一配置，用于实施访问授权的该车辆侧认证装置向该车辆侧解锁装置输出解锁信号，以解锁锁定机构。特别地，在此假设由该认证装置进行的检查已经给出了肯定结果。例如，这意味着，分配给该访问设备的移动标识发射器已经将其代码发送到该认证装置以进行认证检查，此代码与该认证装置中存储的代码进行比较，并且所传输的代码与所存储的代码之间的匹配产生肯定的认证结果、并且然后尤其是进行解锁。

根据另一配置，该访问设备还包括移动标识发射器，该移动标识发射器用于输出或提供要无线传输到该车辆侧能量供应装置的能量。此移动标识发射器可以以如下方式进行配置，即使得其可以由用户随身携带或由用户携带并且被设计为钥匙、钥匙坠、移动电话(尤其是智能手机(智能电话))或被设计为健身跟踪器(健身监测装置、尤其是戴在手腕上)等。以此方式，用户例如还可以使用其日常生活用品来执行对车辆的紧急解锁。

还可以想到的是，可以用来进行紧急解锁的该移动标识发射器还被设置用于与该车辆侧认证装置通信，以便通过该访问设备或该车辆认证该移动标识发射器。如上文已经描述的，可以通过在该移动标识发射器与该车辆侧认证装置之间交换一个或多个标识码并且将它/它们与预定的或存储的代码进行比较来进行认证。

根据本发明的另一方面，提供了一种具有上述访问设备或其配置的车辆。在这种情况下，该车辆可以具有其中布置有该访问设备的部件的至少一个车门。还可以想到的是，该车门具有其中设置有该车辆侧能量供应装置或该车辆侧能量供应装置的至少第一部分的门把手。

上述访问设备的细节和有利配置也可以被认为是该车辆的有利配置，并且反之亦然，只要它们还可以应用于该车辆。

以下将参考附图更详细地解释本发明的示例性实施例。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的访问设备的重要部件的示意性图示。

现在将参考图1，其示出了被设计为应用于车辆、特别是机动车辆的访问设备ZAO。在这种情况下，访问设备ZAO包括容纳于车辆FZ中、特别是车辆的门FZT中的车辆侧部分。如图的右手侧可见，在此，在智能手机(智能电话)SP的实施例中，访问设备ZAO还具有由移动标识发射器形成的移动部分。

在访问设备的正常操作或适当操作期间，在此期间，车辆侧电池(未展示)向车载电气系统供应电流，结果是，向重要部件供应电池电压Vbat，车辆侧控制装置STE(例如呈微控制器的形式)将经由控制线SLN向车辆侧发射/接收装置发送信号，然后所述发射/接收装置以规则时间间隔发射请求信号。在当前情况下，车辆侧发射/接收装置是NFC模块或NFC读取器NFF，其至少部分地并入车门FZT的门把手TG。所述NFC读取器NFF然后将发出无线电信号(特别是具有约10cm的短范围的无线电信号)作为请求信号CN。在这种情况下，用于请求并且还作为响应的这些无线电信号在符合NFC标准的13.56MHz的频率范围内。

如果现在在请求信号CN的范围内存在无线电配对体(诸如智能手机SP)，则该无线电配对体将利用一个或多个响应信号RN来响应这些请求信号。为了交换这些请求信号和响应信号，在车辆侧存在车辆侧(NFC)天线ANF，并且在智能手机SP的部分上存在智能手机侧(NFC)天线ANS，这些天线一起形成NFC接口NFCS。

请求信号CN由智能手机侧天线ANS接收并且被传导到智能手机侧发射/接收装置SES。智能手机侧发射/接收装置包括存储装置SPS，该存储装置中存储有标识码CO。所述代码由发射/接收装置SES封装在响应信号RN中，结果是，标识码CO被传输回车辆、更确切地是传输到天线ANF。从天线ANF，该代码再次经由控制线SLN传导到车辆侧控制装置STE，并且其在该处由认证部分AU1进行检查。在此检查期间，将标识码CO与认证部分AU1中存储的代码FCO进行比较，其中，在代码对应的情况下，则获得肯定结果。

在获得标识码CO检查的肯定结果的情况下，控制装置STE经由车辆总线SPI向门控制单元TSG输出相应的解锁信号OES用于适当解锁。在这种情况下，车辆总线可以是例如所谓的串行外围接口(SPI)总线。

如所指示的，由车辆侧电池经由车辆电气系统或车辆侧电源向门控制单元TSG供应电池电压Vbat。在这种情况下，可以直接进行供电或者经由具有二极管D3和缓冲电容器SCP的缓冲输入端进行供电。如果门控制单元TSG接收到适当解锁信号OES，则其将驱动车门的门锁的马达TSB以便解锁车门或相应的锁定机构。还可以想到的是，除了车门FZT的门控制单元TSG之外，使另外的门控制单元解锁另外的车门的相应门锁并且从而允许用户进入车辆或乘客舱。

除了在车辆电池提供足够的能量时进行的此正常操作或适当操作之外，根据本发明的一个实施例，还可以想到的是紧急操作。

为了启动紧急操作的这个目的，现在将再次参考作为用户的移动标识发射器的智能手机SP。所述智能手机SP能够实施多个基于软件的应用程序(或app)。举例来说，可以想到的是，可以通过这三个按钮TA1、TA2或TA3之一启动相应的应用程序。在这种情况下，这些按钮可以被实施为机械按钮或所谓的软键(显示装置的触敏部分)。为了进行监测并且为了向用户提供概览，智能手机SP还包括显示器DSP，在该显示器上，可以看到关于当前正在执行的应用程序的信息。举例来说，可以想到的是，作为按钮TA1被致动的结果，名称为“访问”的应用程序被启动和实施，其中，确切地在显示器DSP上确认应用程序“访问”的实施。这不仅对于紧急操作而且对于上文已经描述的适当操作都是可以想到的。

虽然在适当操作期间，在“访问”应用程序已经启动之后，可能必须将智能手机SP保持紧靠门把手TG以便交换无线电信号，但是可以想到的是，在紧急操作期间，用户致动按钮TA2，例如以便激活紧急操作。然而，还可以想到的是，如果例如在启动应用程序“访问”之后的特定时间间隔内智能手机侧发射/接收装置SES尚未接收到来自车辆侧天线ANF的请求信号CN，则智能手机侧发射/接收装置独立地激活紧急操作。

现在假设已经以上述方式之一激活了智能手机SP中的紧急操作功能。而且，如图1所示，假设用户将智能手机SP带到门把手TG附近。在这种情况下，然后，由智能手机侧电池BAS供电的智能手机侧发射/接收装置SES将在车辆侧天线ANF的方向上以无线电信号CE的形式传输电磁能。所述天线因此用作车辆侧能量供应装置的第一部分，所述第一部分用于接收无线传输的能量并且用于将所传输的能量转换为电能。NFC读取器NFF(其在紧急操作中可以被认为是车辆侧能量供应装置)于是不作为读取器进行操作，而是在应答器模式下进行操作，在该应答模式下，其接收(从外部)供应的能量。

NFC读取器NFF还具有第二部分ALN，该第二部分用于经由二极管D1和电阻器W1对呈超级电容器或超电容器形式的车辆侧可再充电电能储存装置SCH进行充电。在该示例中，所述超级电容器SCH具有5伏特的电压和3.3F的电容。

当智能手机侧发射/接收装置SES在天线ANF的方向上以规则(尤其是较短的)时间间隔(例如，以300ms到400ms的间隔、或者以特定时间永久地)传输高能无线电波CE时，此能量被进一步转换并且从而对超级电容器SCH进行充电。如果达到特定的第一电量状态，则可以经由电阻器W2向车辆侧控制装置STE供应足够的电压。为了在特定时间间隔内获得稳定的电压供应，还可以想到并且仅仅是可选的是，经由超级电容器SCH对另一电容器、特别是实施为超级电容器SCO的电容器进行充电，该另一电容器仅负责车辆侧控制装置STE的安全操作或适当操作。

如上所述，由于车辆侧控制装置STE的操作然后经由超级电容器SCH或超级电容器SCO或者由这两个超级电容器来确保，所述车辆侧控制装置因此可以开始启动关于智能手机SP的认证过程。为此目的，如上关于经由控制线SLN的适当操作所描述的，可以将相应的信号输出到NFC读取器NFF，NFC读取器在该控制线上开始交换请求信号CN和响应信号RNO并且相应地交换标识码CO。然后，由智能手机SP传输的标识码CO可以再次由认证部分AU1进行检查。以此方式，然后可以想到的是，尽管车载供电电压故障，但是作为对相应的车辆侧可再充电电能储存器(SCH，SCO)进行充电的结果，可以操作呈车辆侧控制装置STE形式的具有相应认证部分AU1的认证装置。

然后可以想到的是，即使在认证过程期间或独立于认证过程，智能手机SP也通过无线电信号CE继续进一步对超级电容器SCH进行充电、特别地其目的如下：所述超级电容器储存足够量的能量以执行对车门FZT的紧急解锁。然而，还可以想到的是，车辆侧控制装置STE在激活之后首先执行关于智能手机的认证过程，并且仅在肯定的检查结果的情况下(当确定智能手机SP与访问设备ZAO相关联时)才准许进一步对超级电容器SCH进行充电。

独立于已发生对超级电容器SCH进行进一步充电的方式，然后，假设所述超级电容器具有足以使其用于紧急解锁的电量状态。为此目的，车辆侧控制装置STE被配置用于不断监测超级电容器SCH的电量状态。如果然后存在第一条件，即，对抵靠门把手TG放置的智能手机SP的认证是肯定的，并且如果存在另一条件，即，超级电容器SCH具有足够的电量状态，则车辆侧控制装置STE将经由控制线SLS在开关SH处输出用于紧急操作的解锁信号NES。所述开关(在其输入端SHE处存在超级电容器SCH的电压，并且其输出端连接到驱动器电路TIC)通过用于紧急操作的解锁信号NES来闭合，结果是，超级电容器中储存的能量传递到驱动器电路TIC。通过驱动器电路TIC，然后，相应的致动器或马达TSN将执行对门锁或相应锁定机构的解锁，以便因此即使在紧急操作的情况下也实现对车门FZT的解锁并且允许用户进入车辆的内部。

最后应当再次注意的是，根据本发明的访问设备ZAO，移动标识发射器中不再需要机械紧急钥匙。另一方面，可以想到的是，即使在车辆的车载电源完全故障的情况下也能实现紧急解锁。作为对超级电容器SCH进行充电的结果，因此，向呈车辆侧控制装置STE形式的具有其认证部分AU1的车辆侧认证装置以及呈开关SH、驱动器TIC和致动器TSN形式的车辆侧解锁装置两者供应能量。以此方式，就设备技术而言，可以最小化紧急装置的构造，这是由于，在最小化的情况下，仅需要将超级电容器SCH实现为车辆侧可再充电电能储存装置。此外，就关于维护的方法技术而言的复杂性也很低，这是由于超级电容器无需在车辆运行或在车间内进行车辆服务期间进行定期充电，而是在紧急情况下可以根据需要进行充电。最后，作为根据本发明的实施例的访问设备的优点，应当提及的是，为了在紧急操作中对超级电容器SCH进行充电，可以使用用户在日常生活中使用的并且用户通常在他/她自己处于准备好进行操作的状态下携带的工具。

Claims (10)

1.一种用于车辆(FZ)的访问设备(ZAO)，该访问设备具有以下特征：

-车辆侧解锁装置(SH，TIC，TSN)，用于致动锁定机构；

-车辆侧可再充电电能储存装置(SCH；SCO)，被设置用于向该解锁装置(SH，TIC，TSN)供应能量；

-车辆侧能量供应装置(NFF)，该车辆侧能量供应装置包括：

+第一部分(ANF)，用于接收无线传输的能量(CI)并且用于将所传输的能量转换为电能；以及

+第二部分(ALN)，用于对该车辆侧可再充电电能储存装置(SCH)进行充电；

-车辆侧认证装置(ST；AU1)，用于检查和实施访问授权；

-其中，该车辆侧可再充电电能储存装置(SCH)被设置用于向该认证装置(STE)和该解锁装置(TIC，TSN)两者供应能量；并且

-其中，该车辆侧能量供应装置(NFF)被设置成使得该车辆侧可再充电电能储存装置(SCH)最初仅被充有允许该第一车辆侧认证装置(STE；AU1)检查访问授权的量的能量。

2.如权利要求1所述的访问设备，其中，该车辆侧可再充电电能储存装置包括可再充电电池或电容器、尤其是超级电容器的形式。

3.如权利要求1和2中任一项所述的访问设备，其中，该车辆侧能量供应装置(NFF)包括无线电接口、尤其是NFC接口的形式，以便接收通过无线电而无线传输的能量(CE)。

4.如权利要求1和2中任一项所述的访问设备，其中，该车辆侧能量供应装置包括光接口、尤其是光电池单元的形式，以便接收通过光而无线传输的能量。

5.如权利要求1至4之一所述的访问设备，其中，用于实施访问授权的该车辆侧认证装置(STE；AU1)向该车辆侧解锁装置(SH，TIC,TSN)输出解锁信号(NES)，以解锁锁定机构。

6.如权利要求1所述的访问设备，其中，当该访问授权已被检查为肯定时，该车辆侧能量供应装置(NFF)进一步对该车辆侧可再充电电能储存装置进行充电。

7.如权利要求1至6之一所述的访问设备，该访问设备还具有移动标识发射器(SP)，该移动标识发射器用于输出要无线传输到该车辆侧能量供应装置(NFF，ANF)的能量。

8.如权利要求7所述的访问设备，其中，该标识发射器(SP)还被设置用于与该车辆侧认证装置(ST，AU1)一起执行认证。

9.如权利要求7或8所述的访问设备，其中，该标识发射器被设计为钥匙、钥匙坠、移动电话、智能手机(SP)或健身跟踪器。

10.一种车辆，具有如权利要求1至9之一所述的访问设备。

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