DE102004044376A1 - Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Ver- oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem, umfassend einen mobilen Identifikationsgeber (3) und einen fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger (4). Dabei wird erfindungsgemäß eine dem Zugangsberechtigungssystem zugrunde liegende Identifikationscodeabfrage zwischen dem Identifikationsgeber (3) und dem Identifikationsempfänger (4) berührungslos und zumindest teilweise über eine kapazitive Kopplung ausgeführt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem, umfassend einen mobilen Identifikationsgeber und einen fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger.
- Zum Ver- und/oder Entriegeln eines Fahrzeugs werden zunehmend so genannte elektronische Fahrberechtigungssysteme (kurz KEYLESS-GO genannt) eingesetzt, welche ohne mechanische Schlüssel arbeiten. Dabei werden zur Prüfung und Identifikation des Berechtigten beispielsweise Chip-Karten im Format einer herkömmlichen EC- oder Kreditkarte verwendet. Der Vorteil liegt darin, dass der Berechtigte vor dem Einsteigen weder Schlüssel noch Karte in die Hand nehmen muss. Vielmehr kann die Chip-Karte in der Hemd- oder Jackentasche stecken bleiben.
- Hierzu sind die Türgriffe und/oder der Kofferraum mit berührungssensiblen Sensoren oder Tasten ausgestattet. Sobald der Fahrer einen Türgriff berührt oder den Taster am Heck betätigt, empfängt seine Chip-Karte Signale induktiver Antennen, die in den Türen und im Heckstoßfänger des Fahrzeugs untergebracht sind. Daraufhin sendet die Karte per Funk einen Identifikationscode ans Fahrzeug. Stimmt dieser mit dem gespeicherten Wert überein, kann der Kartenbesitzer die Tür öffnen und einsteigen oder den Kofferraumdeckel öffnen. Der induktive Datentransfer dauert nur wenige Sekundenbruchteile.
- Zum Sichern und somit Verriegeln des Fahrzeugs nach dem Aussteigen genügt es eine Taste am Türgriff oder am Kofferraumdeckel zu drücken, um die induktiven Antennen zu aktivieren. Sofort tauscht das Fahrberechtigungssystem mit der Chip-Karte Daten aus, die für das spätere Entriegeln gespeichert werden und sichert anschließend das Fahrzeug.
- Ein derartiges Fahrberechtigungs- und Schließsystem ist beispielsweise aus der
DE 102 38 134 A1 bekannt. Ein weiteres System ist beispielsweise aus derDE 102 52 580 A1 bekannt, bei der die Datenübertragung zur Identifikationscodeabfrage zumindest teilweise über die menschliche Haut übertragen wird. Bei den bekannten Systemen wird die Zugangsberechtigungskontrolle und Entriegelung gestartet, sobald die Identifikationscodeabfrage, d.h. die Kommunikation zwischen dem mobilen Identifikationsgeber und dem fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger gestartet wurde. Der Start der Identifikationscodeabfrage wird dabei durch Berühren eines Sensors am Fahrzeug ausgelöst. Die eigentliche Datenübertragung erfolgt draht- und berührungslos. - Bei einem anderen Fahrberechtigungs- und Schließsystem wird die Identifikationscodeabfrage durch Greifen an der Fahrzeugtür oder am Taster des Kofferraums gestartet. Ein Ziehen am Griff bewirkt noch kein Öffnen der Tür, da dass Schloss noch verriegelt ist. Das erste Ziehen startet lediglich die Identifikationscodeabfrage. Zum Entriegeln der Tür muss der Griff losgelassen werden und nochmals gezogen werden, um ein Öffnen der Tür zu ermöglichen.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem anzugeben, welche eine möglichst schnelle Verifizierung einer zugangsberechtigten Person und ein Entriegeln der Tür ermöglicht.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem einen mobilen Identifikationsgeber und einen fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger, wobei eine dem Zugangsberechtigungssystem zugrunde liegende Identifikationscodeabfrage zwischen dem Identifikationsgeber und dem Identifikationsempfänger berührungslos und zumindest teilweise über eine kapazitive Kopplung ausgeführt wird. Hierzu umfasst sowohl der mobile Identifikationsgeber als auch der fahrzeugseitige Identifikationsempfänger jeweils eine Einrichtung, welche zur Übertragung von Daten über die menschliche Haut geeignet und entsprechend ausgebildet ist.
- In einer möglichen Ausführungsform weist zumindest der Identifikationsempfänger eine zugehörige Koppelkapazität in Form einer Signalelektrode für eine kapazitive Signalauskopplung aus. Zur Signaleinkopplung ist der Identifikationsgeber mit einer Signalelektrode und einer zugehörigen Koppelkapazität versehen. Beispielsweise ist die Koppelkapazität als eine leitende Fläche, insbesondere eine Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet. Eine derartige Ausbildung des Identifikationsgebers und/oder des Identifikationsempfängers ermöglicht eine Datenübertragung ohne eine galvanische Verbindung. Hierzu sind beide Komponenten, d.h. der Identifikationsgeber und der Identifikationsempfänger jeweils geerdet. Dass heißt, das Zugangsberechtigungs- oder Identifikationssystem ist beidseitig geerdet. Dies ermöglicht eine Ausführung des elektronischen Identifikationssystems in niederohmiger Schaltungstechnik.
- Die kapazitive Kopplung erfolgt vorzugsweise über die menschliche Haut, wobei die elektrischen Eigenschaften des Körpers zur Übertragung von Datensignalen genutzt werden. Insbesondere werden die vom Identifikationsgeber, d.h. dem Sender, ausgesendeten Daten durch kapazitive Kopplung über den Körper zu dem Identifikationsempfänger gesandt. Hierbei erfolgt eine kapazitive Signaleinkopplung von dem Identifikationsgeber in den Körper des Benutzers beispielsweise durch einen möglichst nahe am Körper getragenen Identifikationsgeber. Zweckmäßigerweise ist der Identifikationsgeber integraler Bestandteil einer Chipkarte oder einer mobilen Einheit, insbesondere eines Mobiltelefons. Die kapazitive Signalauskopplung vom Körper auf den Identifikationsempfänger erfolgt beispielsweise durch Annäherung des Körpers an den Identifikationsempfänger, z.B. durch Annäherung der Hand an die Antenne oder an die Koppelkapazität des Identifikationsempfängers. Dazu ist der Identifikationsempfänger vorzugsweise im Türgriff integriert.
- Über Erdkapazitäten des Identifikationsempfängers und des Identifikationsgebers wird der Stromkreis geschlossen. Alternativ oder zusätzlich kann der Stromkreis durch eine direkte kapazitive Kopplung zwischen den Masse-Elektroden geschlossen werden.
- Für eine möglichst leistungslose Übertragung weist die kapazitive Kopplung eine Reichweite von 0 m bis 0,5 m auf. Hierzu wird insbesondere eine relativ niedrige Trägerfrequenz von einigen hundert Kilohertz verwendet. Vorzugsweise wird zur Identifikationscodeabfrage ein Wechselspannungssignal von 1 V bis 2 V mit einer Frequenz von 190 kHz bis 200 kHz ausgetauscht. Durch eine derart begrenzte Reichweite ist unter anderem sichergestellt, dass die Identifikationscodeabfrage erst im unmittelbaren Fahrzeugbereich gestartet wird, um eine Fehlauslösung zu vermeiden. Für eine Identifikationscodeabfrage und zur Identifizierung des berechtigten Benutzers wird das Wechselspannungssignal phasen- und/oder frequenzmoduliert.
- Je nach Vorgabe kann die Identifikationscodeabfrage unidirektional oder bidirektional ausgeführt werden. Beispielsweise sendet hierzu der Identifikationsgeber fortlaufend Datensignale aus. Sobald der Identifikationsgeber in die Reichweite des Identifikationsempfängers gelangt, wird die Identifikationscodeabfrage und die Datenübertragung gestartet. Alternativ wird fahrzeugseitig über eine so genannte Polling-Abfrage der sich dem Fahrzeug nähernde Identifikationsgeber aktiviert und die Identifikationscodeabfrage gestartet. Somit wird die Identifikationscodeabfrage geberseitig und/oder empfängerseitig gestartet. Auch ist es möglich, dass neben einer derartigen unidirektionalen Kommunikation die Datenübertragung bidirektional erfolgt.
- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bereits eine Zugangsberechtigungskontrolle über eine kapazitive Kopplung ausgelöst wird, ohne das Fahrzeug zu berühren. Mit der Berührung des Fahrzeugs erfolgt bereits die Entriegelung und/oder wird die Türöffnungshilfe aktiviert. Durch eine berührungslose Datenübertragung und Identifikationscodeabfrage über eine kapazitive Kopplung über menschliche Haut ist eine besonders niedrigohmige Schaltungstechnik ermöglicht. Somit weist ein entsprechend ausgebildeter Identifikationsgeber und Identifikationsempfänger einen minimalen Energieverbrauch im Mikro-Ampere-Bereich auf. Hingegen weisen die bekannten herkömmlichen Identifikationssysteme einen Energieverbrauch im Ampere-Bereich auf.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
- Dabei zeigt:
-
1 schematisch eine Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln eines Fahrzeugs mit einem Identifikationsgeber und einem Identifikationsempfänger, zwischen denen die Datenübertragung zumindest teilweise über eine kapazitive Kopplung erfolgt. - Die
1 zeigt eine Vorrichtung1 zum Ver- und/oder Entriegeln einer Tür2 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs. Die Vorrichtung1 umfasst ein elektronisches Zugangsberechtigungssystem, welches aus einem mobilen Identifikationsgeber3 und einem fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger4 gebildet ist. Hierzu ist der Identifikationsgeber3 beispielsweise integraler Bestandteil einer Chipkarte oder einer anderen mobilen Einheit, insbesondere eines Mobiltelefons. Der Identifikationsempfänger4 ist beispielsweise in der Türklinke der Tür2 integriert. - Die dem Zugangsberechtigungssystem zugrunde liegende Identifikationscodeabfrage zwischen dem Identifikationsgeber
3 und dem Identifikationsempfänger4 erfolgt berührungslos, indem die Datenübertragung zumindest teilweise über eine kapazitive Kopplung ausgeführt wird. - Hierzu weist zumindest der Identifikationsgeber
3 eine erste Koppelkapazität C1 für eine kapazitive Signaleiskopplung auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Identifikationsempfänger4 eine zweite Koppelkapazität C2 für eine kapazitive Signalauskopplung auf. Dabei erfolgt die kapazitive Signalein- und/oder Signalauskopplung über die menschliche Haut eines Benutzers B des Fahrzeugs. Mit anderen Worten: Die Datenübertragung erfolgt drahtlos ohne eine galvanische Verbindung. Die Koppelkapazitäten C1, C2 liegen in einem Bereich von 1 pF bis 30 pF. Für die Datenübertragung ist ein derartiger Bereich ausreichend. Für die Energieübertragung wird vorzugsweise eine induktive Kopplung verwendet. - Die Koppelkapazitäten C1, C2 sind zweckmäßigerweise in Form einer Elektrode als eine leitende Fläche, insbesondere eine Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet. Dabei koppelt der Identifikationsgeber
3 in die Oberfläche der menschlichen Haut des Benutzers B ein Signal ein, welches über die menschliche Haut übertragen wird und empfangsseitig von dem Identifikationsempfänger4 der Tür2 kapazitiv ausgekoppelt wird. - Darüber hinaus sind sowohl der Identifikationsgeber
3 als auch der Identifikationsempfänger4 über entsprechende Erdungskapazitäten CE geerdet. Dies ermöglicht eine möglichst niederohmige Schaltungstechnik und somit eine nahezu leistungslose Datenübertragung. Hierdurch ist ein geringer Energieverbrauch gegeben. Beispielsweise ist zur Versorgung des Identifikationsempfängers4 eine Batterie5 , z.B. eine aufladbare Batterie, vorgesehen. Ebenso kann der Identifikationsgeber3 mit einer entsprechend ausgebildeten und beispielsweise über induktive oder kapazitive Kopplung aufladbaren Batterie versehen sein. Der Benutzer B ist über die personenabhängigen Eigenschaften über eine zugehörige personenabhängige Erdungskapazität CE, die ca. 100 pF beträgt, geerdet. Auch kann der Benutzer B durch einpolige Berühren der Tür2 über deren Erdungskapazität CE geerdet sein, wie durch die gestrichelten Liniendarstellung angedeutet. - Die über die Koppelkapazitäten C1, C2 bewirkte kapazitive Kopplung weist eine Reichweite von 0 m bis 0,5 m auf. Hierdurch ist bei Annäherung des Benutzers B an das Fahrzeug bereits eine Auslösung der Identifikationscodeabfrage ermöglicht, so dass mit Erreichen der Tür
2 und mit Berühren der Tür2 diese unmittelbar ver- und/oder entriegelt werden kann. Somit ist gegenüber herkömmlichen Ver- und Entriegelungssystemen, welche ein Berühren der Tür zum Start der Identifikationscodeabfrage bedürfen, ein schnelles und einfaches Identifizieren und Verifizieren der berechtigten Person ermöglicht. In Verbindung mit einer Keyless-Go- Funktion wird eine Verbesserung der Ver- und Entriegelungsabläufe der einzelnen Türen2 und/oder des Kofferraumdeckels und/oder der Heckklappe bewirkt. Es erfolgt keine Berührung von Schaltern und/oder Tasten und/oder Türen für die Identifikationscodeabfrage. Lediglich zum Öffnen und/oder Schließen und Sichern bzw. Entsichern der Tür2 und/oder des Kofferraumdeckels und/oder der Heckklappe ist ein Betätigen des Griffs bzw. der Taste erforderlich. Somit ist die Bedienungsfreundlichkeit erhöht. Bedingt durch die geringe Reichweite der kapazitiven Kopplung ist die Identifikationscodeabfrage zeitlich unmittelbar mit der Verriegelungs- bzw. Entriegelungsfunktion der Tür2 verbunden. - Je nach Art und Aufbau der Identifikationscodeabfrage wird beispielsweise ein phasen- und/oder frequenzmoduliertes Wechselspannungssignal von 1 V bis 2 V mit einer Frequenz von 190 kHz bis 200 kHz ausgetauscht. Darüber hinaus kann die Identifikationscodeabfrage unidirektional oder bidirektional ausgeführt werden. Dabei kann die Identifikationscodeabfrage geberseitig und/oder empfängerseitig gestartet werden. Beispielsweise sendet der Identifikationsgeber
3 fortlaufend ein Datensignal aus. Befindet sich der Benutzer B in der Reichweite der kapazitiven Kopplung des Identifikationsempfängers4 , wird automatisch die Identifikationscodeabfrage gestartet und ausgeführt. Bei Erreichen des Fahrzeugs kann der Benutzer B nach erfolgreicher vorheriger Identifikation und Verifizierung seiner Person das Fahrzeug öffnen. Alternativ zum permanenten Senden des Identifikationsgebers3 kann dieser auch durch ein so genanntes Pollingsignal des Identifikationsempfängers4 aktiviert werden, wenn der Identifikationsgeber3 in den kapazitiven Kopplungsbereich gelangt.
Claims (12)
- Vorrichtung (
1 ) zum Ver- oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem, umfassend einen mobilen Identifikationsgeber (3 ) und einen fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger (4 ), dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Zugangsberechtigungssystem zugrunde liegende Identifikationscodeabfrage zwischen dem Identifikationsgeber (3 ) und dem Identifikationsempfänger (4 ) berührungslos und zumindest teilweise über eine kapazitive Kopplung ausgeführt wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifikationsgeber (
3 ) eine erste Koppelkapazität (C1) für eine kapazitive Signaleinkopplung umfasst. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Koppelkapazität (C1) als eine leitende Fläche, insbesondere eine Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifikationsempfänger (
4 ) eine zweite Koppelkapazität (C2) für eine kapazitive Signalauskopplung umfasst. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Koppelkapazität (C2) als eine leitende Fläche, insbesondere eine Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Kopplung über die menschliche Haut erfolgt.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifikationsgeber (
3 ) integraler Bestandteil einer Chipkarte oder einer mobilen Einheit, insbesondere eines Mobiltelefons ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Kopplung eine Reichweite von 0 m bis 0,5 m aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifikationscodeabfrage ein Wechselspannungssignal von 1 V bis 2 V mit einer Frequenz von 190 kHz bis 200 kHz ausgetauscht wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselspannungssignal phasen- und/oder frequenzmoduliert wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationscodeabfrage unidirektional oder bidirektional ausgeführt wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationscodeabfrage geberseitig und/oder empfängerseitig gestartet wird.
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