DE102004050071A1

DE102004050071A1 - Vorrichtung zum Erkennen eines mobilen Identifikationsgebers innerhalb eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102004050071A1
Application number: DE200410050071
Authority: DE
Inventors: Roland Dr. Fischer; Uwe Freyholdt; Michael Geber; Martin Dr. Haueis; Rainer Dr. Mäckel; Andreas Dipl.-Ing.(FH) Schneider
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-04-27

Abstract

Vorrichtung zum Erkennen eines mobilen Identifikationsgebers innerhalb eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein elektronisches Fahrberechtigungs- und/oder Zugangsberechtigungssystem aufweist, welches einen mobilen Identifikationsgeber umfasst, wobei innerhalb des Fahrzeugs (9) mindestens ein Identifikationserkennungsmittel (5) vorgesehen ist, welches an einer Struktur und/oder Raumeinrichtung angeordnet oder als Teil derselben ausgebildet ist und die Signalkopplung zur Benutzeridentifikation zwischen Identifikationsgeber und Identifikationserkennungsmittel kapazitiv ausgebildet ist.

Description

Vorrichtung zum Erkennen eines mobilen Identifikationsgebers innerhalb eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein elektronisches Fahrberechtigungs- und/oder Zugangsberechtigungssystem aufweist, welches einen mobilen Identifikationsgeber umfasst.
Zunehmend werden sogenannte elektronische Fahrberechtigungs- und/oder Zugangsberechtigungssysteme (kurz KEYLESS-GO genannt) eingesetzt, welche ohne mechanische Schlüssel arbeiten. Dabei erfolgen Zugangsberechtigungskontrolle, Sichern und Komfortschließen eines Fahrzeugs durch Annäherung und Betätigung eines Bedienelements, welches sich beispielsweise in einem Türaussengriff befindet. Für den Zugang, das Sichern und das Komfortschließen wird bei den herkömmlichen Fahrberechtigungs- und/oder Zugangsberechtigungssystemen eine Prüfung und Identifikation des Benutzers erst nach Berührung des Türaußengriffs durch Übertragung von Authentifikationsdaten ausgeführt. Die Datenübertragung erfolgt beispielsweise über eine Funkschnittstelle, eine optische Schnittstelle oder eine induktive Kopplung. Anstelle eines Schlüssels wird dabei beispielsweise eine Keyless-Go-Karte im Format einer herkömmlichen EC- oder Kreditkarte verwendet, welche unter anderem die Funktion des Identifikationsgebers übernimmt. Der Vorteil der bekannten Datenübertragungsformen liegt darin, dass der Be rechtigte vor dem Einsteigen weder Schlüssel noch Karte in die Hand nehmen muss. Vielmehr kann die Keyless-Go-Karte in der Hemd- oder Jackentasche stecken bleiben.
Üblicherweise sind die Türgriffe und/oder der Kofferraum bei einem elektronischen Fahrberechtigungs- und/oder Zugangsberechtigungssystem mit berührungssensiblen Sensoren oder Tasten ausgestattet. Sobald der Fahrer einen Türgriff berührt oder den Taster am Heck betätigt, empfängt seine Keyless-Go-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 Keyless-Go-Karte Daten zur Authentifikation des Benutzers.
Ein derartiges Fahrberechtigungs- und Schließsystem ist beispielsweise aus der DE 102 38 134 A1 bekannt. Ein weiteres System ist beispielsweise aus der DE 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 gestartet, sobald die Identifikationscodeabfrage, das heißt die Kommunikation zwischen dem mobilen Identifikationsgeber und dem fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger, gestartet wurde. Der Start der Identifikationscodeabfrage wird dabei durch Berühren eines äußeren Sensors am Fahrzeug ausgelöst. Die Datenübertragung zur Identifikation des Benutzers erfolgt über kapazitive Kopplung.
Bei einem weiteren 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 das 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.
Aus der DE 199 09 932 C1 ist eine elektronische Sicherungsanlage mit Authentikationselement-Bereichsbestimmung, insbesondere für Fahrzeugschließanlagen, bekannt. Hierbei kann festgestellt werden, von welchen Erkennungssensoren das Authentikationselement ein Abfragedatensignal empfangen hat. Damit ist der Fahrzeugschließanlage bekannt, in welchem Bereich des Fahrzeugs sich das Authentikationselement befindet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung bereitzustellen, welch das Erkennen eines mobilen Identifikationsgebers innerhalb eines Fahrzeugs, für Fahrzeuge mit elektronischen Fahrberechtigungs- und/oder Zugangsberechtigungssystem, verbessert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Danach ist innerhalb des Fahrzeugs mindestens ein Identifikationserkennungsmittel vorgesehen, welches an einer Struktur und/oder Raumeinrichtung angeordnet oder als Teil derselben ausgebildet ist. Zudem ist die Signalkopplung zur Benutzeridentifikation zwischen Identifikationsgeber und Identifikationserkennungsmittel kapazitiv ausgebildet.
Ein Identifikationserkennungsmittel im Sinne der Erfindung weist zumindest eine Antenne auf.
Innerhalb des Fahrzeugs im Sinne der Erfindung schließt vorzugsweise den Innenraum ein, welcher durch den Fahrgastraum und/oder den Kofferraum gebildet wird. Im Falle eines Fahrzeugs mit Heckklappe bilden Fahrgastraum und Kofferraum den Innenraum.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung mit einem elektronischen Fahrberechtigungs- und/oder Zugangsberechtigungssystem einen mobilen Identifikationsgeber auf, wobei innerhalb des Innenraums ein Identifikationserkennungsmittel vorgesehen ist, die an verschiedenen Positionen mindestens einer Struktur des Innenraums und/oder einer Innenraumeinrichtung angeordnet sind. Die Vorrichtung ermöglicht das Erkennen von Identifikationsgebern auch im Innenraum eines Fahrzeuges.
Die eingesetzten Identifikationserkennungsmittel benötigen keine besondere Ausprägung wie beispielsweise induktive Antennen aus Ferrit-Material. Es genügt, wenn die Antennen der Identifikationserkennungsmittel jeweils aus einem beliebig geformten Stück leitfähigen Materials bestehen. Dies ist insbesondere bei der Integration der Identifikationserkennungsmittel in bestehende Strukturen des Innenraums von Vorteil.
Vorteilhafterweise lässt sich über die erfolgte kapazitive Signalkopplung zur Benutzeridentifikation zwischen Identifikationsgeber und Identifikationserkennungsmittel feststellen, ob sich der erforderliche Identifikationsgeber im Inneren des Fahrzeugs befindet. Dies ist beispielsweise notwendig, um die Fahrberechtigung beim Starten des Fahrzeugs zu prüfen, ohne dass der Berechtigte die Keyless-Go-Karte an sich nehmen muss. Es reicht aus, wenn sich die Keyless-Go-Karte im Inneren des Fahrzeugs befindet, da der Benutzer das Fahrzeug beispielsweise über einen Start-Knopf starten kann. Die Benutzeridentifikation bzw. Benutzerauthentifikation kann dann einfach über eine kapazitive Signal-Kopplung erfolgen.
Über die kapazitive Signalkopplung zur Benutzeridentifikation kann auch das Verriegeln des Fahrzeugs verhindert werden, sofern im Inneren des Fahrzeugs ein Identifikationsgeber vorhanden ist.
Ein weiterer Vorteil der kapazitiven Signalkopplung im Gegensatz zur beispielsweise induktiven Kopplung zum Auffinden des Identifikationsgebers innerhalb des Fahrzeugs, ist der geringe Strombedarf bei der kapazitiven Kopplung.
Mit der Vorrichtung lassen sich Wechselspannungssignale von Identifikationsgebern, die bisher nur nach kapazitiver Einkopplung in und Übertragung durch einen in geringer Entfernung befindlichen menschlichen Körper empfangbar waren, auch übertragen und empfangen, wenn ein Identifikationsgeber nicht am Körper getragen wird, sondern sich beispielsweise in einem Gepäckstück oder Kleidungsstück befindet, welches sich beispielsweise auf dem Rücksitz des Fahrgastraums befindet.
Die erforderliche Anzahl an Identifikationserkennungsmittel im Inneren des Fahrzeugs ist dabei deutlich geringer als bei bisher bekannten Keyless-Go-Systemen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens ein Identifikationserkennungsmittel in einer Nackenstütze und/oder in einer Rückwand eines Sitzes oder Sitzbank und/oder in einer Rückwand eines Sitzes angeordnet. Die Identifikationserkennungsmittel sind dadurch vor mechanischen Einwirkungen geschützt, im Empfang jedoch nicht beeinträchtigt. Zudem können die Strukturen des Sitzes und/oder der Nackenstütze als Antenne oder als Antennenanbringmittel des Identifikationserkennungsmittel eingesetzt werden, so dass kein zusätzlicher Bauraum für diese Vorrichtung geschaffen werden muss.
Vorzugsweise wird ein Identifikationserkennungsmittel im Kofferraum in der Mitte eines Kofferraumbodens angeordnet, da ein derart angebrachter Identifikationsgeber, unabhängig von der Position des im Kofferraum befindlichen Identifikationsgebers diesen detektiert.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass mindestens ein Identifikationserkennungsmittel, insbesondere dessen Antenne, als Teil einer Heizung einer Sitzlehne und/oder als eine Heckscheibenheizung ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass weniger zusätzliche Bauteile im Fahrzeug zur Umsetzung der Vorrichtung notwendig sind.
Vorteilhafterweise ist ein Identifikationserkennungsmittel flexibel formbar an die seine Position bildende Struktur anpassbar. Dies erlaubt eine einheitliche Fertigung der Identifikationserkennungsmittel im Fahrzeug auch für unterschiedliche Montagepositionen.
Vorteilhafterweise ist ein Identifikationserkennungsmittel vorgesehen, welcher im Bereich des Mittelpunktes des Innenraums angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass nur ein Identifikationserkennungsmittel notwendig ist, um Identifika tionsgeber im gesamten Innenraum erfassen zu können.
Vorzugsweise umfasst ein Identifikationsgeber eine erste Koppelkapazität für eine kapazitive Signalkopplung, um eine kapazitive Signalankopplung zu ermöglichen. Entsprechend weist das Identifikationserkennungsmittel eine zugehörige zweite Koppelkapazität für die kapazitive Signalkopplung aus.
Zur Signaleinkopplung sind die Koppelkapazitäten beispielsweise als eine leitende Fläche, insbesondere eine Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet.
Eine derartige Ausbildung des Identifikationsgebers und/oder des Identifikationserkennungsmittels ermöglicht eine Datenübertragung ohne eine galvanische Verbindung. Hierzu sind beide Komponenten, also der Identifikationsgeber und der Identifikationserkennungsmittel, vorzugsweise jeweils geerdet. Das heißt, das Zugangsberechtigungs- oder Identifikationssystem ist beidseitig geerdet.
Die kapazitive Signalauskopplung vom Körper auf den Identifikationserkennungsmittel erfolgt beispielsweise durch Annäherung des Körpers an das Identifikationserkennungsmittel, z. B. durch Annäherung der Hand an die Antenne oder an die Koppelkapazität des Identifikationserkennungsmittels.
Alternativ kann die Signalübertragung direkt durch das entstehende elektromagnetische Wechselfeld geschehen. Dies bewirkt eine störungslose Kommunikation von Identifikationsgeber und Identifikationserkennungsmittel auch in dem Fall, dass der Identifikationserkennungsmittel sich nicht in Körpernähe befindet, sondern entfernt von einem Körper im Innenraum des Fahrzeugs liegt, beispielsweise in einer Aktentasche, Jackentasche oder einem Koffer, insbesondere in einem Kofferraum.
Über Erdkapazitäten des Identifikationserkennungsmittels und des Identifikationsgebers wird der Stromkreis geschlossen. Alternativ oder zusätzlich kann der Stromkreis durch eine direkte kapazitive Kopplung zwischen den Masse-Elektroden geschlossen werden.
Vorzugsweise weist die kapazitive Kopplung eine Mindest-Reichweite von etwa 1 m auf. Hierzu wird insbesondere eine relativ niedrige Trägerfrequenz von einigen hundert Kilohertz verwendet. Vorzugsweise wird zur Kommunikation ein Wechselspannungssignal von 5 V bis 40 V mit einer Frequenz von 190 kHz bis 210 kHz ausgetauscht. Durch eine derart begrenzte Reichweite ist unter anderem sichergestellt, dass die Kommunikation nur im unmittelbaren Fahrzeugbereich stattfindet, um eine Fehlauslösung zu vermeiden. Für eine Identifikationscodeabfrage und zur Identifizierung des berechtigten Benutzers wird das Wechselspannungssignal vorzugsweise phasen- und/oder frequenzmoduliert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Identifikationserkennungsmittel mit einem schmalbandigen Frequenzfilter verbunden. Störsignale in dem durch dieses Identifikationserkennungsmittel empfangenen Signal werden so unterdrückt.
Vorteilhafterweise ist, unter Ausnutzung des Faraday-Effekts, das Innere des Fahrzeugs derart abgeschirmt, dass eine kapazitive Signalkopplung aus dem Inneren des Fahrzeugs, außerhalb des Fahrzeugs nicht oder nur minimal detektierbar ist.
Dies hat den Vorteil, dass keine Abstimmung zischen der innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs gesendeten Signalen erfolgen muss, wie dies bei induktiver Signalkopplung notwendig ist. Die Signale aus der kapazitiven Signalkopplung im Innenraum des Fahrzeugs, gelangen nicht oder mit nur sehr schwachen Signalen außerhalb des Fahrzeugs und sind damit eindeutig von außerhalb des Fahrzeugs initiierter kapazitiver Signalankopplung zu unterscheiden.
Da die Signale aus dem Innenraum aufgrund des Faraday-Effekts nicht bzw. fast nicht mehr außerhalb des Fahrzeugs detektierbar bzw. viel schwächer sind, ist eine genaue Unterscheidung zwischen einem Aufenthaltsort eines Identifikationsgebers innerhalb und außerhalb des Fahrzeuges einfach möglich. Diese Unterscheidung musste in früheren Systemen aufwendig über induktive Signal-Kopplungsabfrage mit unterschiedlichen Leistungswerten erfolgen.
Vorteilhafterweise sind aus Kunststoff bestehende Karosserieteile des Fahrzeuges auf der Innenseite mit einer leitfähigen Schicht versehen. Die Karosserie wirkt so als Faradayscher Käfig Eine einfach zu realisierende Ausführung zu Verstärkung des Faraday-Effekts sieht dabei vor, dass die leitfähige Schicht ein leitfähiger Lack und/oder eine aufgeklebte, dünne Metallfolie ist. Bei geringem Zusatzgewicht ist so eine genaue Unterscheidung des Aufenthaltsorts möglich.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die leitfähige Schicht auf das Karosserieteil aufgedampft oder aufgesputtert. Die Schichtdicke ist dabei noch geringer und die Gewichtsersparnis höher.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Vorrichtung mit zwei Identifikationserkennungsmitteln in einem Fahrzeug,
2 schematisch eine Vorrichtung mit einem Identifikationsempfänger in einem Fahrzeug,
3 schematisch eine Vorrichtung mit drei Identifikationsempfängern in einem Fahrzeug,
4 schematisch das Prinzip der kapazitiven Kopplung,
5 schematisch das Prinzip der kapazitiven Kopplung im Inneren des Fahrzeugs und
6 schematisch einen Identifikationsempfänger als Teil einer Sitzheizung.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 ist in einem Fahrzeug 2 eingebaut. Fortan ist das Identifikationserkennungsmittel im Fahrzeug als innerer Identifikationsempfänger bezeichnet.
Bestandteile der Vorrichtung 1 sind ein von einem Benutzer B des Fahrzeugs 2 tragbarer Identifikationsgeber 3 im Format einer EC-Karte, mehrere äußere, beispielsweise im Türgriff angeordnete Identifikationsempfänger 4 und zwei innere Identifikationsempfänger 5. Der Identifikationsempfänger 5 besteht beispielsweise aus je einer Empfangsantenne und einem dieser nachgeschalteten Schmalbandfilter. Einer der inneren Identifikationsempfänger 5 ist in der Nackenstütze 6 des linken vorderen Sitzes 7 angeordnet. Der andere innere Identifikationsempfänger 5 ist in der Nackenstütze 6 des rechten vorderen Sitzes 8 angeordnet. Die Sitze 7, 8 mit den Nackenstützen 6 befinden sich im Innenraum 9 des Fahrzeuges 2, ebenso die Rückbank 10 mit ihrer Lehne 11. Dahinter befindet sich der Kofferraum 12. Diese Elemente bilden beispielhaft Strukturen des Innenraums 9, die alle Positionen für einen inneren Identifikationsempfänger 5 sind.
Darüber hinaus sind zur Bildung eines Faradayschen Käfigs Karosserieteile aus Kunststoff des Fahrzeugs 2 mit einer leitfähigen Schicht versehen, die auf die Karosserieteile beispielsweise aufgedampft wurde.
In diesem Beispiel kann ein Identifikationsgeber 3 sowohl von dem Benutzer B im Fahrzeug 2 am Körper getragen werden als auch in einem Gepäckstück auf der Rückbank 10 liegen, um von einem der inneren Identifikationsempfänger 5 erkannt zu werden. Der Identifikationsgeber 3 ist Teil eines Keyless-Go-Systems und dient der Zugangsberechtigungs- und Fahrberechtigungsprüfung für den Benutzer, wobei vor dem Starten oder Öffnen oder Verriegeln des Fahrzeugs eine Benutzeridentifikation über den Identifikationsgeber 3 mit den im Fahrzeug befindlichen Steuergerät für die Keyless-Go-Funktionalität erfolgt.
Das in 2 dargestellte Fahrzeug weist eine alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung 1 mit einem durch einen Benutzer B tragbaren Identifikationsgeber 3 im Format einer EC-Karte auf. In diesem Fall ist jedoch nur ein einziger innerer Identifikationsempfänger 5 im Bereich der Mitte des Innenraums 8 des Fahrzeugs 2 zum Beispiel in der Rückbank 10 angeordnet. Der Empfangsbereich des einzelnen inneren Identifikationsempfängers 5 umfasst in diesem Beispiel den gesamten Innenraum 9 einschließlich des Kofferraums 12. Ein Identifikationsgeber 3 kann sich daher an jeder Stelle im Innenraum 9 des Fahrzeugs 2, auch im Kofferraum 12, befinden, um von dem einzelnen inneren Identifikationsempfänger 5 identifiziert zu werden.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform für eine Vorrichtung 1 in einem Fahrzeug 2 dargestellt. Sie umfasst in diesem Fall einen durch einen Benutzer B tragbaren Identifikationsgeber 3 sowie drei innere Identifikationsempfänger 5. Einer der inneren Identifikationsempfänger 5 ist als Sitzheizung in der Rückenlehne des linken vorderen Sitzes 7 ausgebildet. Ein weiterer der inneren Identifikationsempfänger 5 ist als Sitzheizung in der Rückenlehne des rechten vorderen Sitzes 7 ausgebildet. Der dritte innere Identifikationsempfänger 5 ist in der Mitte der Lehne 11 der Rückbank 10 angeordnet. Auch in diesem Fall umfasst der Empfangsbereich der inneren Identifikationsempfänger 5 den gesamten Innenraum 9 einschließlich des Kofferraums 12.
Die 4 zeigt schematisch eine schaltungstechnische Ausführungsform für eine Vorrichtung 1 zum Ver- und/oder Entriegeln einer Tür 13 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs 2. Die Vorrichtung 1 umfasst ein elektronisches Zugangsberechtigungssystem, welches aus einem mobilen Identifikationsgeber 3, einem fahrzeugseitigen äußeren Identifikationsempfänger 4 und einem inneren Identifikationsempfänger 5, der im Innenraum 9 der Fahrzeugs 2 angeordnet ist, gebildet ist. Der Identifikationsgebers 3 ist für eine drahtlose Datenübertragung mit dem inneren Identifikations empfänger 5 und/oder dem äußeren Identifikationsempfänger 4 mittels kapazitiver Kopplung ausgebildet, die nachfolgend näher erläutert wird.
Der äußere Identifikationsempfänger 4 ist beispielsweise in der Türklinke der Tür 13 integriert und ebenso wie der innere Identifikationsempfänger 5 für eine drahtlose Datenübertragung mittels kapazitiver Kopplung über die menschliche Haut eines Benutzers B des Fahrzeugs ausgebildet.
Die dem Zugangsberechtigungssystem zugrunde liegende Identifikationscodeabfrage zwischen dem Identifikationsgeber 3 und den Identifikationsempfänger 4 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 Signaleinkopplung auf. Zusätzlich weist der Identifikationsempfänger 4 eine zweite Koppelkapazität C₂ für eine kapazitive Signalauskopplung auf. Dabei erfolgt die kapazitive Signalein- und/oder Signalauskopplung über die menschliche Haut des Benutzers B des Fahrzeugs. Mit anderen Worten: Die Datenübertragung erfolgt drahtlos ohne eine galvanische Verbindung. Die Koppelkapazitäten C₁, C₂ liegen beispielsweise in einem Bereich von 1 pF bis 30 pF. Für die Datenübertragung ist ein derartiger Bereich ausreichend. Für eine Energieübertragung, um die Batterie des Identifikationsgebers 3 zu laden, 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 äußeren Identifikationsempfänger 4 der Tür 13 kapazitiv ausgekoppelt wird.
Darüber hinaus sind sowohl der Identifikationsgeber 3 als auch der Identifikationsempfänger 4 über entsprechende Erdungskapazitäten C_E geerdet. Diese ist aufgrund des physikalischen Aufbaus des Identifikationsempfängers 3 gegeben und kann entsprechend verändert werden.
Dieser Aufbau ermöglicht eine Schaltungstechnik mit geringer Eingangsimpedanz und somit eine nahezu leistungslose Datenübertragung. Hierdurch ist ein geringer Energieverbrauch gegeben. Beispielsweise ist zur Versorgung des Identifikationsempfängers 4 eine Batterie 16, z. B. eine aufladbare Batterie, vorgesehen. Wie oben dargelegt, kann die Batterie 16 durch induktive Kopplung aufgeladen werden.
Ebenso kann der Identifikationsgeber 3 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 C_E, die ca. 100 pF beträgt, geerdet. Auch kann der Benutzer B durch einpoliges Berühren der Tür 13 über deren Erdungskapazität C_E geerdet sein, wie durch die gestrichelten Liniendarstellung angedeutet.
Die über die Koppelkapazitäten Cl, C₂ bewirkte kapazitive Kopplung weist in dem Ausführungsbeispiel eine Reichweite von 0,1 m bis 1 m auf. Hierdurch ist bei Annäherung des Benutzers B an das Fahrzeug bereits eine Auslösung der Identifikationscodeabfrage ermöglicht, so dass mit Erreichen der Tür 13 und mit Berühren der Tür 13 diese unmittelbar ver- und/oder entriegelt werden kann.
Dieselbe Anordnung, wie in 4 dargestellt, gilt für den inneren Identifikationsempfänger 5, falls sich der Identifikationsgeber 3 im Innenraum 9 des Fahrzeuges 2 befindet. Dies ist schematisch in der 5 dargestellt. Die kapazitive Kopplung erfolgt über die inneren Identifikationsempfänger 5, welcher ebenfalls eine Kapazität C₂ in Form einer Elektrode aufweisen. Die Position der Identifikationsempfänger 5 ist entsprechend gewählt, so dass die definierte Reichweite mit den gewählten Kapazitäten und dem Wechselspannungssignal abgestimmt ist.
In 6 ist beispielhaft ein Identifikationsempfänger 5 dargestellt, dessen Antennenelektrode als Teil einer Sitzheizung ausgeführt ist. Die Heizung weist eine Energieversorgung 18 auf. Die Heizungselektrode 17 ist als Elektrode für die kapazitive Kopplung mit dem Identifikationsgeber 3 ausgeführt. Über die Kapazitäten C erfolgt die Signalauskopplung zur Auswerteeinheit des Identifikationsempfängers 19. Dieser kann die Daten die Daten beispielsweise über einen Datenbus an das für das Keyless-Go-System zuständige Steuergerät übertragen.
Je nach Art und Aufbau der Identifikationscodeabfrage wird darüber hinaus beispielsweise ein phasen- und/oder frequenzmoduliertes Wechselspannungssignal von 5 V bis 40 V mit einer Frequenz von 190 kHz bis 200 kHz ausgetauscht. Ferner 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, 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 Identifikationsgebers 3 kann dieser auch durch ein so genanntes Pollingsignal der Identifikationsempfängers 4, 5 aktiviert werden, wenn der Identifikationsgeber 3 in den jeweiligen kapazitiven Kopplungsbereich gelangt.
In Verbindung mit einer implementierten herkömmlichen Keyless-Go-Funktion wird eine Verbesserung des Erkennens des Vorhandenseins des Identifikationsgebers erzielt, da dies nicht mehr über induktive Signal-Kopplung erfolgen muss. Da der Energiebedarf gering ist, kann der Identifikationsgeber das kapazitive Signal permanent senden. Diese werden von den Identifikationsempfänger empfangen und entsprechend an das Steuergerät zur Steuerung des Keyless-Go-Systems weitergegeben. Zum Starten der Identifikationsabfrage, beispielsweise falls der Benutzer das Fahrzeug startet, muss keine aufwendige Überprüfung, ob der Identifikationsgeber sich im Fahrzeug befindet, erfolgen. Die Benutzeridentifikation kann sofort über den inneren Identifikationsempfänger erfolgen.
Zudem kann beim Schließen und Sichern bzw. Entsichern der Tür 13 und/oder des Kofferraumdeckels und/oder der Heckklappe über die Betätigung des Griffs bzw. der Taste festgestellt werden, ob sich das Identifikationselement außerhalb des Fahrzeugs oder im Inneren des Fahrzeugs befindet und entsprechend, sofern sich der Identifikationsgeber noch im Fahrzeug befindet, das Schließen verhindert werden. Hierzu bedient man sich des Faradayschen Effekts: Durch die metallischen Karosserieteile und die metallische Schicht auf Kunststoffkarosserieteilen ist anhand der Signalstärke der Identifikationsempfänger 4, 5 eine Unterscheidung möglich, ob der Identifikationsgeber 3 sich innerhalb oder außerhalb der Karosserie befindet. Befindet sich der Identifikationsgeber 3 außerhalb, wird ein stärkeres Signal durch den äußeren Identifikationsempfänger 4 empfangen. Das schwächere Signal im Innenraum des Fahrzeugs, je nach Ausbildung des Faradayschen Effekts, ist fast nicht detektierbar. Befindet er sich innerhalb, wird ein stärkeres, einfach detektierbares Signal durch den inneren Identifikationsempfänger 4 empfangen. Falls der Identifikationsgeber 3 innerhalb der Karosserie detektiert wird, wird ein Verschließen des Fahrzeugs von außerhalb automatisch verhindert.
Sollte Faradaysche-Effekt nicht oder nicht ausreichend umgesetzt werden, kann der Unterschied zwischen Detektion am inneren/äußeren Identifikationsempfänger-Signal dadurch erfolgen, dass die kapazitive Kopplung in den beiden Bereichen über unterschiedliche Frequenzmodulationen erfolgt.

1: Vorrichtung
2: Fahrzeug
3: Identifikationsgeber
4: Äußerer Identifikationsempfänger
5: Innerer Identifikationsempfänger
6: Nackenstütze
7: Linker, vorderer Sitz
8: Rechter, vorderer Sitz
9: Innenraum
10: Rückbank
11: Lehne
12: Kofferraum
13: Tür
16: Batterie
17: Heizung
18: Energieversorgung
19: Auswerteeinheit des Identifikationsempfängers
20: Steuergerät
B: Benutzer

Claims

Vorrichtung (1) zum Erkennen eines mobilen Identifikationsgebers (3) innerhalb eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein elektronisches Fahrberechtigungs- und/oder Zugangsberechtigungssystem aufweist, welches einen mobilen Identifikationsgeber (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, – dass innerhalb des Fahrzeugs (9) mindestens ein Identifikationserkennungsmittel (5) vorgesehen ist, welches an einer Struktur und/oder Raumeinrichtung angeordnet oder als Teil derselben ausgebildet ist und – dass eine Signalkopplung zur Benutzeridentifikation zwischen Identifikationsgeber und Identifikationserkennungsmittel kapazitiv ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationserkennungsmittel (5) – in einer Nackenstütze (6) oder – in einer Rückwand eines Sitzes (7, 8) oder Sitzbank oder – im Kofferraum (12), insbesondere in der Mitte eines Kofferraumbodens angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationserkennungsmittel (5) als Teil einer – Heizung einer Sitzlehne oder – Heckscheibenheizung ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationserkennungsmittel (5) im Bereich des Mittelpunktes des Innenraums (9) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifikationsgeber (3) eine erste Koppelkapazität (C₁) für eine kapazitive Signalkopplung umfasst.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationserkennungsmittel (5) eine zweite Koppelkapazität (C) für eine kapazitive Signalkopplung umfasst.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelkapazitäten (C) als leitende Fläche, insbesondere Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Kopplung für eine Reichweite von mindestens 1 m ausgerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Identifikationsgebers (3) ein Wechselspannungssignal aussendbar ist, welches phasen- und/oder frequenzmodulierbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationserkennungsmittel (5) mit einem schmalbandigen Frequenzfilter verbunden ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter Ausnutzung des Faraday-Effekts das Innere des Fahrzeugs (9) derart abgeschirmt ist, dass eine kapazitive Signalkopplung aus dem Inneren des Fahrzeugs (9), außerhalb des Fahrzeugs nicht oder nur minimal detektierbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus Kunststoff bestehenden Karosserieteile des Fahrzeuges auf der Innenseite mit einer leitfähigen Schicht versehen sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht ein leitfähiger Lack und/oder eine aufgeklebte, dünne Metallfolie ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht auf das Karosserieteil aufgedampft oder aufgesputtert ist.