DE102008027160A1

DE102008027160A1 - Elektronisches Schließsystem und Verfahren zum Entriegeln einer schließbaren Einheit, insbesondere eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102008027160A1
Application number: DE200810027160
Authority: DE
Inventors: Thomas Bareiss; Gerhard Brändle; Andreas Russ
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Schließsystem und Verfahren zum Entriegeln einer schließbaren Einheit, insbesondere eines Fahrzeugs, wobei das elektronische Schließsystem eine manuell betätigbare Betätigungseinheit, eine Verriegelungseinheit zum Verriegeln der schließbaren Einheit, eine Identifikationseinheit, eine erste Sende-/Empfangseinheit sowie einen mobilen elektronischen Schlüssel aufweist. Erfindungsgemäß weist das elektronische Schließsystem eine Energieerzeugungseinheit zur Erzeugung elektrischer Energie auf, wobei diese Energieerzeugungseinheit mit der Betätigungseinheit elektromechanisch und/oder elektromagnetisch verbunden ist und bei manueller Betätigung der Betätigungseinheit elektrische Energie erzeugt. Dank des erfindungsgemäßen Schließsystems kann der mechanische Schlüssel zur Notentriegelung von Fahrzeugen im Falle leerer Batterien (Limp-Home-Fall) gespart werden.

Description

Die Erfindung betrifft elektronisches Schließsystem und Verfahren zum Entriegeln einer schließbaren Einheit, insbesondere eines Fahrzeugs, nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 7.
Gattungsgemäßes Schließsystem für die Anwendung bei Fahrzeugen weist fahrzeugseitig eine manuell betätigbare Betätigungseinheit, bspw. einen Türgriff, eine Verriegelungseinheit zum Verriegeln der Fahrzeugtür, eine elektronische Identifikationseinheit, sowie zumindest eine erste Sende-/Empfangseinheit auf. Ferner weist das Schließsystem einen elektronischen Schlüssel auf, welcher in der Regel von dem befugten Fahrzeugbenutzer bei sich geführt wird und eine zweite Sende-/Empfangseinheit aufweist.
Das gattungsgemäße Schließsystem funktioniert bei Entriegeln eines Fahrzeugs, insb. einer Fahrzeugtür wie folgt: Der befugte Fahrzeugbenutzer zieht den Türgriff an einer Fahrzeugtür. Eine Elektronikeinheit im Türgriff wird dabei angeregt und sendet ein Signal an die Identifikationseinheit im Fahrzeug. Dieses Signal veranlasst die Identifikationseinheit ihrerseits ein Anfragesignal über die fahrzeugseitige erste Sende-/Empfangseinheit an den elektronischen Schlüssel, den der Fahrzeugbenutzer mich sich führt, zu senden. Der Schlüssel sendet als Reaktion auf das Anfragesignal ein Antwortsignal an die Identifikationseinheit zurück, wobei das Antwortsignal die Identifikationsdaten des Schlüssels in sich trägt. Die Identifikationseinheit vergleicht die empfangenen Identifikationsdaten vom Schlüssel mit vorab gespeicherten, dem richtigen Schlüssel zugeordneten Daten. Im Falle einer Übereinstimmung der empfangenen und gespeicherten Daten stellt die Identifikationseinheit einen mechanischen, elektromechanischen oder elektromagnetischen Kraftschluss zwischen dem Türgriff und der Verriegelungseinheit der Fahrzeugtür her. Die Ziehkraft am Türgriff wird so über diesen Kraftschluss an die Verriegelungseinheit übertragen und entriegelt diese.
Die fahrzeugseitige Identifikationseinheit und Sende-/Empfangseinheit werden von Fahrzeugbatterien mit Strom versorgt. Die Elektronik und Sende-/Empfangseinheit des Schlüssels werden von Schlüsselbatterien bspw. Knopfbatterien mit Strom gespeist. Sowohl die Fahrzeugbatterien als auch die Schlüsselbatterien entladen sich im Lauf der Zeit unbemerkt. Insbesondere nach einer langen Abstellzeit in den Wintermonaten entladen sich die Fahrzeugbatterien häufig vollständig. In diesem Fall funktioniert das gattungsgemäße elektronische Schließsystem nicht, da es dem Schließsystem die zur Identifikation und Signalübertragung benötigte elektrische Energie fehlt.
Um das Fahrzeug trotz der leeren Batterien (Fahrzeugbatterien und/oder Schlüsselbatterien) entriegeln zu können, wird das gattungsgemäße Schließsystem mit einem konventionellen mechanischen Schloss und einem entsprechenden mechanischen Schlüssel ausgestattet. Bei leeren Batterien wird das Fahrzeug konventionell mit dem mechanischen Schlüssel entriegelt. Hierzu wird die Fahrzeugtür mit einer Schlüsselaufnahme versehen. Der elektronische Schlüssel wird dementsprechend mit einem mechanischen Notschlüssel versehen, welcher in der Regel aus einem metallischen Schlüsselbart besteht und herausziehbar oder herausklappbar in dem Gehäuse vom elektronischen Schlüssel eingebaut ist.
Ein mechanischer Notschlüssel birgt jedoch folgende Nachteile: In den Wintermonaten kann die Schlüsselaufnahme an der Fahrzeugtür vereist sein, sodass der mechanische Notschlüssel nicht in die Schlüsselaufnahme hineingesteckt werden kann. Der mechanische Notschlüssel und die Schlüsselaufnahme beschränken das Design und die Konstruktion bei dem elektronischen Schlüssel und der Fahrzeugtür. Zudem ist ein mechanischer Schloss bzw. ein mechanischer Notschlüssel mit Mehrkosten und Fertigungsaufwand verbunden.
Daher liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein elektronisches Schließsystem vorzustellen, welches keinen der oben genannten Nachteile aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein entsprechendes Verfahren anzugeben, mit dem das erfindungsgemäße Schließsystem auch bei leeren Batterien und ohne ein mechanisches Schloss funktionieren kann.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Kerngedanke der Erfindung besteht darin, das gattungsgemäße Schließsystem mit einer Energieerzeugungseinheit zu versehen, wobei diese Energieerzeugungseinheit bspw. bei Betätigen des Türgriffs aus mechanischer Betätigungsenergie elektrische Energie erzeugt. Dies ist dadurch erreicht, dass die Energieerzeugungseinheit mit dem Türgriff elektromechanisch und/oder elektromagnetisch so verbunden ist, dass die Zieh- oder Klappbewegungen des Türgriffs in der Energieerzeugungseinheit elektrische Energie erzeugen.
Bspw. enthält diese Energieerzeugungseinheit eine Induktionsschaltung. Bei Zieh- oder Klappbewegung erzeugt der Türgriff elektromagnetisches Feld, welches von der Induktionsschaltung in elektrischen Strom umgewandelt wird.
Alternativ kann ein Piezoaktor in der Energieerzeugungseinheit integriert werden. In diesem Fall erzeugt der Türgriff durch seine Zieh- oder Klappbewegung mechanischen Druck auf den Piezoaktor, sodass dieser sich verformt und dabei elektrische Spannung und somit auch elektrischen Strom erzeugt.
Dank der Erfindung erhält das gattungsgemäße Schließsystem eine batterieunabhängige dritte Energieversorgung für die elektronischen Komponenten. Die von der Energieerzeugungseinheit erzeugte Energie wird von dem elektronischen Schließsystem, insb. der fahrzeugseitigen Identifikationseinheit und/oder Sende-/Empfangseinheit verbraucht, und vorzugsweise bei einer Unterbrechung der bereits vorhandenen Energieversorgung, bspw. bei leeren Fahrzeugbatterien.
In einer vorteilhaften Ausführung sollen die Elektronik und Sende-/Empfangseinheit des elektronischen Schlüssels auch mit dieser Energie versorgt werden. Dazu wird die von der Energieerzeugungseinheit erzeugte Energie in Form von einer elektromagnetischen Welle von der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinheit an den Schlüssel übertragen. So kann das erfindungsgemäße Schließsystem bei leeren Schlüsselbatterien auch ohne einen mechanischen Notschlüssel funktionieren.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung ist eine batterieunabhängige dritte Stromversorgung für das elektronische Schließsystem geschaffen. So kann eine Notentriegelung des Fahrzeugs selbst in den sogenannten Limp-Home-Fällen oder in den Fällen, wobei sowohl die Fahrzeugbatterien als auch die Schlüsselbatterien leer sind, durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Schließsystem erkennt den Limp-Home-Fall bzw. die Unterbrechung der Energieversorgung beim elektronischen Schlüssel wie folgt: Bei Betätigen des Türgriffs von einem Fahrzeugbenutzer wird die Elektronikeinheit im Türgriff aufgeweckt und veranlasst bspw. mittels eines Steuersignals die Identifikationseinheit, ein Anfragesignal über die fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinheit an den Schlüssel zu senden. Empfängt die Identifikationseinheit nach einer vorgegebenen Zeit kein Antwortsignal vom Schlüssel, so stellt das Schließsystem fest, dass die Energieversorgung im Schlüssel unterbrochen ist und veranlasst die fahrzeugseitigen Einheiten, elektrische Energie in Form von elektromagnetischer Welle an den Schlüssel zu übertragen.
Das erfindungsgemäße Schließsystem kann auf Basis des derzeit weit verbreiteten elektronischen Schließsystems aufgebaut werden. Das heißt, die bereits vorhandenen, elektronischen Komponenten der derzeit verwendeten elektronischen Schließsysteme können ohne Änderung direkt übernommen werden. Da in den derzeitigen Schlüsseln bereits eine Transponderfunktion (Limp-Home Funktion zum Notstart bei leerer Schlüsselbatterie) integriert ist, sind für die Schlüsselelektronik auch keine Neuentwicklungen notwendig.
In einer erweiterten Ausführungsform kann die elektrische Energie im Falle leerer Fahrzeugbatterien auch vom Schlüssel an die fahrzeugseitigen, elektronischen Komponenten über die Signalübertragungsstrecke übertragen werden. Hierzu wird der Schlüssel durch z. B. dreimaliges Betätigen der Taste auf dem Schlüssel in einem Notentriegelungsmodus versetzt. Dann wird der Schlüssel an einer fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinheit gehalten. Der Schlüssel versorgt dann die fahrzeugseitigen elektronischen Komponenten, wie z. B. Identifikationseinheit, mit elektrischer Energie, und authentifiziert sich. Bei erfolgreicher Identifikation wird zwischen der Betätigungseinheit im Türgriff und der Verriegelungseinheit ein Kraftschluss gebildet. Beim Ziehen des Türgriffs wird die mechanische Energie über diesen Kraftschluss an die die Verriegelungseinheit übertragen und veranlasst diese, die Tür zu entriegeln.
Ein derartiges erfindungsgemäßes Schließsystem kann neben den Fahrzeugen, auch bei Gebäuden, Schließfächern und allen weiteren schließbaren Einheiten verwendet werden.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Schließsystem anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutet. Dabei zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Schließsystem. Als Beispiel dient dabei ein erfindungsgemäßes Schließsystem für ein Fahrzeug 20.
Demnach besteht das Schließsystem aus fahrzeugseitigen Systemkomponenten 101, ..., 105 und einem mobilen elektrischen Schlüssel 40. Die fahrzeugseitigen Systemkomponenten 101, ..., 105 umfassen unter anderem einen Türgriff 101 an einer nicht näher dargestellten Fahrzeugtür, der manuell betätigbar ist, eine Verriegelungseinheit 102 zum Verriegeln der mit dem Türgriff 101 versehenen Fahrzeugtür, eine Identifikationseinheit 103, und eine erste und fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinheit 104. Ferner weist das Schließsystem erfindungsgemäß eine Energieerzeugungseinheit 105, die mit der Identifikationseinheit 103 bzw. der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinheit 104 bspw. mittels elektrischer Kabel elektrisch verbunden ist 305. Zwischen dem Türgriff 101 und der Energieerzeugungseinheit 105 besteht eine elektromechanische und/oder elektromagnetische Verbindung 304. Diese Verbindung 304 kann bspw. eine Induktionsschaltung sein, welche in dem Türgriff 101 integriert ist und beim Ziehen des Türgriffs 101 elektrische Energie erzeugt. In einer alternativen Ausführung kann diese Verbindung 304 aber auch einen Piezoaktor sein, wobei dieser Piezoaktor beim Ziehen des Türgriffs 101 den mechanischen Druck am Türgriff 101 in elektrische Energie umwandelt.
Die von der Energieerzeugungseinheit 105 erzeugte elektrische Energie wird über die elektrische Verbindung zur Identifikationseinheit 103 und fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinheit 104 übertragen 305 und dort zur Datenkommunikation 303 mit dem mobilen Schlüssel 40, zur Identifikation des Schlüssels 40 sowie zur Freigabe 302 der Steuerung 301 der Verriegelungseinheit 102 durch den Türgriff 101 verbraucht.
Im Falle, dass die Batterien 402 im mobilen Schlüssel 40 leer sind (Limp-Home-Fall), kann die elektrische Energie auch über die Signalübertragungsstrecke 303 drahtlos an den Schlüssel 40 übertragen und vom Schlüssel 40 zur Notentriegelung vom Fahrzeug 20 bzw. von einer Fahrzeugtür verwendet werden. Dies funktioniert wie folgt: Betätigt der befugte Fahrzeugbenutzer den Türgriff 101, so veranlasst eine Steuerelektronik in diesem Türgriff 101 mittels eines Steuersignals 306 die Identifikationseinheit 103, ein Anfragesignal über die fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinheit 104 an den Schlüssel 40 zu senden 303. Empfängt die Identifikationseinheit 103 nach einer vorgegebenen Zeit kein Antwortsignal vom Schlüssel 40, so stellt das Schließsystem fest, dass die Batterien 402 im Schlüssel 40 leer sind und veranlasst die fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinheit 104, elektrische Energie in Form von elektromagnetischer Welle an den Schlüssel 40 zu übertragen 303.

101: Betätigungseinheit, Türgriff
102: Verriegelungseinheit
103: Identifikationseinheit
104: fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinheit
105: Energieerzeugungseinheit
20: Fahrzeug
301: Steuerung der Verriegelungseinheit 102 durch die Betätigungseinheit 101
302: Unterbrechung bzw. Freigabe der Steuerung 301 der Verriegelungseinheit 102 durch die Betätigungseinheit 101
303: drahtlose Signal-/Energieübertragungsstrecke zwischen der Identifikationseinheit 103 und dem Schlüssel 40
304
305: elektrische Verbindung zwischen der Energieerzeugungseinheit 105 und der Identifikationseinheit 103 bzw. fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinheit 104
306: Übertragung eines Steuersignals von einer Steuerelektronik im Türgriff 101 an die Identifikationseinheit 103
40: mobiler Schlüssel
401: schlüsselseitige Sende-/Empfangseinheit
402: Batterien im Schlüssel 40

Claims

Elektronisches Schließsystem zum Schließen einer schließbaren Einheit (20), insbesondere eines Fahrzeugs, – wobei das elektronische Schließsystem – eine manuell betätigbare Betätigungseinheit (101), bspw. einen Türgriff, – eine Verriegelungseinheit (102) zum Verriegeln der schließbaren Einheit (20), – eine Identifikationseinheit (103), – eine erste Sende-/Empfangseinheit (104) sowie – einen elektronischen Schlüssel (40) aufweist, – wobei die Betätigungseinheit (101), die Verriegelungseinheit (102), die Identifikationseinheit (103) sowie die erste Sende-/Empfangseinheit (104) in oder auf der schließbaren Einheit (20) ortsfest angeordnet sind, und – der elektronische Schlüssel (40) von einer Person tragbar und somit mobil zu der schließbaren Einheit (20) ist und eine zweite Sende-/Empfangseinheit (401) aufweist, – wobei die Betätigungseinheit (101) die Verriegelungseinheit (102) steuert (301), – wobei die Identifikationseinheit (103) die Steuerung (301) der Verriegelungseinheit (102) durch die Betätigungseinheit (101) unterbricht bzw. freigibt (302), – den Schlüssel (40) authentifiziert und – bei einer erfolgreichen Authentifikation des Schlüssels (40) die Steuerung (301) der Verriegelungseinheit (102) durch die Betätigungseinheit (101) freigibt (302), dadurch gekennzeichnet, dass – das elektronische Schließsystem eine Energieerzeugungseinheit (105) zur Erzeugung elektrischer Energie aufweist, – wobei diese Energieerzeugungseinheit (105) mit der Betätigungseinheit (101) elektromechanisch und/oder elektromagnetisch verbunden ist (304) und – bei manueller Betätigung der Betätigungseinheit (101) elektrische Energie erzeugt.
Elektronisches Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinheit (105) die Identifikationseinheit (103) und/oder die Sende-/Empfangseinheit (104) mit elektrischer Energie versorgt (305).
Elektronisches Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinheit (105) im Falle einer Unterbrechung der Energieversorgung bei dem Schließsystem elektrische Energie erzeugt.
Elektronisches Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinheit (105) den Schlüssel (40) im Falle einer Unterbrechung der Energieversorgung bei diesem Schlüssel (40) mit von der Energieerzeugungseinheit (105) erzeugter elektrischer Energie versorgt, wobei das Schließsystem diese Energie an den Schlüssel (40) in Form von elektromagnetischer Welle über die erste und zweite Sende-/Empfangseinheit (104, 401) überträgt (303).
Elektronisches Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinheit (105) eine Induktionsschaltung aufweist und elektrische Energie mithilfe elektromagnetischer Induktion in der Induktionsschaltung erzeugt.
Elektronisches Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinheit (105) einen Piezoaktor aufweist und elektrische Energie mithilfe piezoelektrischer Wechselwirkung in dem Piezoaktor erzeugt.
Verfahren zum Entriegeln einer schließbaren Einheit (20), insb. eines Fahrzeugs, mit einem elektronischen Schließsystem, – wobei das elektronische Schließsystem – eine manuell betätigbare Betätigungseinheit (101), bspw. einen Türgriff, – eine Verriegelungseinheit (102) zum Verriegeln der schließbaren Einheit (20), – eine Identifikationseinheit (103), – eine erste Sende-/Empfangseinheit (104) sowie – einen elektronischen Schlüssel (40) aufweist, – wobei die Betätigungseinheit (101), die Verriegelungseinheit (102), die Identifikationseinheit (103) sowie die erste Sende-/Empfangseinheit (104) in oder auf der schließbaren Einheit (20) ortsfest angeordnet sind, und – der elektronische Schlüssel (40) von einer Person tragbar und somit mobil zu der schließbaren Einheit (20) ist und eine zweite Sende-/Empfangseinheit (401) aufweist, – wobei die Verriegelungseinheit (102) von der Betätigungseinheit (101) gesteuert wird (301), – die Steuerung (301) von der Identifikationseinheit (103) unterbrochen bzw. freigegeben wird (302), – der Schlüssel (40) von der Identifikationseinheit (103) authentifiziert wird, und – bei einer erfolgreichen Authentifikation des Schlüssels (40) die Steuerung (301) von der Identifikationseinheit (103) freigegeben wird (302), dadurch gekennzeichnet, dass – elektrische Energie von einer Energieerzeugungseinheit (105) des Schließsystems bei manueller Betätigung der Betätigungseinheit (101) erzeugt wird, – wobei diese Energieerzeugungseinheit (105) mit der Betätigungseinheit (101) elektromechanisch und/oder elektromagnetisch verbunden ist (304).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationseinheit (103) und/oder die Sende-/Empfangseinheit (104) des Schließsystems mit von der Energieerzeugungseinheit (105) erzeugter elektrischer Energie versorgt wird (305).
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Unterbrechung der Energieversorgung bei diesem Schließsystem elektrische Energie von der Energieerzeugungseinheit (105) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel (40) im Falle einer Unterbrechung der Energieversorgung bei diesem Schlüssel (40) mit von der Energieerzeugungseinheit (105) erzeugter elektrischer Energie versorgt wird, wobei diese Energie in Form von elektromagnetischer Welle über die erste und zweite Sende-/Empfangseinheit (104, 401) an den Schlüssel (40) übertragen wird (303).
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – die Identifikationseinheit (103) bei Betätigung der Betätigungseinheit (101) von der Betätigungseinheit (101) veranlasst wird (306), ein Anfragesignal an den Schlüssel (40) zu senden, – elektrische Energie von der Energieerzeugungseinheit (105) an den Schlüssel (40) übertragen (303) wird, falls nach einer vorgegebenen oder vorgebbaren Zeit kein Antwortsignal vom Schlüssel (40) empfangen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie mithilfe elektromagnetischer Induktion erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie mithilfe piezoelektrischer Wechselwirkung erzeugt wird.