DE102009013650A1

DE102009013650A1 - Anordnung zur Entriegelung eines Schlosses

Info

Publication number: DE102009013650A1
Application number: DE200910013650
Authority: DE
Inventors: Axel MÜLLER; Robert Obermaier; Ulrich Dr. Stetter
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2010-09-23
Also published as: WO2010106092A1

Abstract

Anordnung und Verfahren zum Entriegeln eines elektrisch betriebenen Schlosses mit einem elektrisch betriebenen mobilen Schlüssel, bei der das Schloss zu dessen Betrieb mit einer Energieversorgung verbunden ist und der mobile Schlüssel zu dessen Betrieb eine eigene Energiequelle aufweist. Dem Schloss wird über eine elektrische Verbindung zum Schlüssel eine zum Betrieb des Schlosses und zumindest für eine einmalige Entriegelung des Schlosses ausreichende Energie aus der Energiequelle des Schlüssels zur Verfügung gestellt, wenn die mit dem Schloss verbundene Energieversorgung keine ausreichende Energie zur Entriegelung des Schlosses zur Verfügung stellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Entriegelung eines elektrisch betriebenen Schlosses insbesondere eines Fahrzeugs.
Insbesondere in Fahrzeugen, vor allem in Kraftfahrzeugen, wird heute eine Vielzahl von Funktionen über mobile, von Benutzern mitgeführte Funkschlüssel ausgelöst oder gesteuert. Für den Fahrzeugzugang sind dies unter anderem so genannte „Remote Keyless Entry” Systeme (kurz: RKE-Systeme), wie sie zum Beispiel zur Zentralverriegelung verwendet werden, sowie Passive Entry Systeme (PASS). Durch solche Zugangskontrollsysteme werden beispielsweise eine oder mehrere Türen eines Fahrzeugs automatisch entriegelt, wenn ein Benutzer, der einen vom Zugangskontrollsystem als gültig erkannten (authentifizierten) mobilen Transponder (Funkschlüssel) mitführt, den Wirkungsbereich des Zugangskontrollsystems betritt. Die Türen eines Fahrzeugs werden wiederum automatisch verriegelt, wenn dieser Benutzer den Wirkungsbereich des Zugangskontrollsystems wieder verlässt. Dabei wird zunehmend auf die Integration eines zusätzlichen mechanischen Schlüssels in solche Funkschlüssel verzichtet, um unter anderem die Baugröße solcher mobilen Transponder klein zu halten. Dementsprechend muss auch kein manuell-mechanisches Schloss zur Entriegelung des Fahrzeugs vorgesehen werden, wodurch Kosten eingespart und die Sicherheit vor unerwünschter Manipulation erhöht werden können.
Die von einem Funkschlüssel ausgelösten Entriegelungs- und Verriegelungsvorgänge bei einer oder mehreren Türen eines Fahrzeugs werden üblicherweise durch elektro-mechanische Schlösser ausgeführt, die elektrisch betriebene Schlossmotoren aufweisen. In Fahrzeugen wird die für den Betrieb notwendige elektrische Energie dabei durch eine Batterie des Fahrzeugs bereitgestellt. Der mobile Funkschlüssel verfügt dabei über eine eigene Energieversorgung, zum Beispiel eine Batterie oder eine aufladbare Energiequelle, wie beispielsweise einen Akkumulator.
Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass durch einen elektrisch betriebenen Schlüssel ohne integrierten oder zusätzlich mitgeführten mechanischen Schlüssel ein Fahrzeug nicht zu entriegeln ist, dessen Schloss auf Grund einer nicht ordnungsgemäß arbeitenden oder erschöpften Fahrzeugbatterie nicht funktionsfähig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Entriegelung eines Schlosses eines Fahrzeugs anzugeben, bei der die genannten Nachteile vermieden werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Anordnung zur Entriegelung eines Schlosses eines Fahrzeugs, bei der das Schloss über eine elektrische Verbindung zum Schlüssel eine zum Betrieb des Schlosses und zumindest für eine einmalige Entriegelung des Schlosses ausreichende Energie aus der Energiequelle des Schlüssels bezieht, wenn die mit dem Schloss verbundene Energieversorgung keine ausreichende Energie zur Entriegelung des Schlosses zur Verfügung stellt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:
1 in einem Bockschaltbild eine Ausführungsform eines Schlosses mit zugehörigem Schlossmotor und eines zugehörigen Schlüssels;
2 in einem Bockschaltbild eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlosses;
3 in einem Bockschaltbild eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlüssels;
4 in einem Bockschaltbild eine detaillierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlosses; und
5 in einem Bockschaltbild eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlüssels.
1 zeigt eine Schließanordnung mit einerseits einem elektrisch betriebenen Schloss 1 samt Schlossmotor 2 und Energieversorgung 33 sowie andererseits einen elektrisch betriebenen Schlüssel 3. Das Schloss 1 und somit auch dessen Schlossmotor 2 sind zu deren Betrieb über elektrische Verbindungsleitungen 6 mit der Energieversorgung 33 verbunden. Die Energieversorgung 33 kann zum Beispiel durch eine Fahrzeugbatterie gebildet werden, wenn das Schloss 1 zur Ver- und Entriegelung einer Fahrzeugtür eingesetzt wird. Der Schlüssel 3 kann in einem solchen Fall als ein mobiler Funkschlüssel (zum Beispiel in Form eines Transponders) ausgeführt sein, der von einem Benutzer mitgeführt wird und durch den bei Annäherung an ein Fahrzeug eine oder mehrere Fahrzeugtüren über eine Funksteuerung automatisch entriegelt werden („Remote Keyless Entry” System). Ein solcher Schlüssel 3 weist zu dessen Betrieb beispielsweise eine eigene integrierte Energiequelle 28 wie zum Beispiel eine Batterie oder ein Akkumulator auf.
Schloss 1 und Schlüssel 3 haben jeweils elektrische Kontakte, die eine elektrische Verbindung zwischen beiden ermöglichen. Die Kontaktstellen können dabei in beliebiger, geeigneter Weise realisiert werden. Über diese elektrische Verbindung mittels der Kontakte 4, 5 kann aus der Energiequelle 28 des Schlüssels 3 Energie für den Betrieb des Schlosses 1 zur Verfügung gestellt werden, wenn die für das Schloss 1 eigentlich vorgesehene Energieversorgung 33 keine ausreichende Energie zur Entriegelung des Schlosses 1 zur Verfügung stellt.
Ein solcher Fall kann zum Beispiel dann eintreten, wenn das Schloss 1 zur Ver- und Entriegelung einer Tür eines Fahrzeugs dient und eine über die elektrischen Verbindungsleitungen 6 angeschlossene Batterie des Fahrzeugs erschöpft oder anderweitig funktionsunfähig ist wie zum Beispiel auf Grund gebrochener Verbindungsleitungen 6 oder sonstigen Kontaktproblemen. In einem solchen Fall wäre nach dem Stand der Technik – wie eingangs erläutert – ein Entriegeln des Schlosses 1 beziehungsweise ein Zugang zu dem Fahrzeug nur möglich, wenn mindestens eine Tür des Fahrzeugs über ein zusätzliches mechanisches Schloss verfügt und vom Benutzer ein entsprechender mechanischer Notschlüssel (zum Beispiel integriert in den Schlüssel 3) mitgeführt würde. Das Bereitstellen eines solchen zusätzlichen mechanischen Schlosses und das notwendige Mitführen eines entsprechenden mechanischen Schlüssels werden durch die erfindungsgemäße Anordnung vorteilhafter Weise vermieden.
2 zeigt in einem Bockschaltbild im Detail eine Ausführungsform eines Schlosses 1 zur Verwendung bei einer erfindungsgemäßen Schließanordnung. Dieses umfasst ein Wegfahrsperrenmodul 7 mit einer Immobilizer-Spule 8, einen Versorgungsspannungsumschalter 9, eine Steuerlogik 10, einen Aufwärtswandler 11, einen Lade-/Entladeschalter 12, einen aufladbaren Energiespeicher 13, einen Motorenergieumschalter 14, die Energieversorgung 33 und den Schlossmotor 2. Das Wegfahrsperrenmodul 7 ist über elektrische Verbindungsleitungen 15 mit dem Versorgungsspannungsumschalter 9 verbunden. Der Versorgungsspannungsumschalter 9 ist über elektrische Verbindungsleitungen 6 mit einer Energieversorgung, beispielsweise der Batterie des Fahrzeugs verbunden.
Dabei können an Stelle der im Fahrzeug 1 angeordneten Wegfahrsperre 7 auch andere geeignete Einrichtungen zur Authentisierung verwendet werden, wie zum Beispiel NFC Lesegeräte (NFC = Near Field Communication) oder Funkempfänger. Die entsprechende Gegenseite im Schlüssel wird dann durch einen NFC Transponder beziehungsweise einen Funksender ausgebildet.
Der Versorgungsspannungsumschalter 9 ist weiterhin mit den in 1 beschriebenen Kontakten 4 verbunden. Der Versorgungsspannungsumschalter 9 dient zur Umschaltung zwischen den elektrischen Verbindungsleitungen 6 und den Kontakten 4 und kann dementsprechend Energie zum Betrieb des Schlosses 1 sowohl aus der Energieversorgung 33 oder über die Aufnahmekontakte 4 vom (in 2 nicht gezeigten) Schlüssel beziehen. Der Versorgungsspannungsumschalter 9 ist über elektrische Verbindungsleitungen 16 mit der Steuerlogik 10 verbunden, die zudem über elektrische Verbindungsleitungen 17 mit dem Aufwärtswandler 11 verbunden ist. Von dem Aufwärtswandler 11 führen elektrische Verbindungsleitungen 21 zu zwei ersten Schaltkontakten des Lade-/Entladeschalters 12, der im vorliegenden Beispiel als Doppelumschalter mit zwei ersten, mit den elektrischen Verbindungsleitungen 21 verbundenen sowie zwei zweiten, mit den elektrischen Verbindungsleitungen 24 verbundenen Schaltkontakten ausgeführt ist.
Der hier gezeigte Aufwärtswandler 11 kann entfallen, wenn die Energiequelle 28 des Schlüssels 3 bereits eine ausreichend hohe Spannung zum Betrieb des Schlosses 1 zur Verfügung stellt. Ist die Spannung der Energiequelle 28 des Schlüssels 3 höher als die zur Versorgung des Schlosses 1 notwendige Spannung, ist der Aufwärtswandler 11 beispielsweise durch einen entsprechenden Abwärtswandler zu ersetzen.
Der Lade-/Entladeschalter 12 kann daher zwischen den elektrischen Verbindungsleitungen 21 und den elektrischen Verbindungsleitungen 24 umschalten und dementsprechend wahlweise einen von beiden mit den elektrischen Verbindungsleitungen 22 verbinden, über die der Energiespeicher 13 mit dem Lade-/Entladeschalter 12 angekoppelt wird. Die elektrischen Verbindungsleitungen 24 sind mit zwei zweiten Schaltkontakten des wiederum beispielhaft als Doppelumschalter ausgeführten Motorenergieumschalters 14 verbunden. Zwei erste Schaltkontakte des Motorenergieumschalters 14 sind dabei über elektrische Verbindungsleitungen 20 mit den elektrischen Verbindungsleitungen 6 verbunden, die wiederum zur Energieversorgung 33 führen.
Der Motorenergieumschalter 14 kann daher zwischen den elektrischen Verbindungsleitungen 20 und den elektrischen Verbin dungsleitungen 24 umschalten und diese wahlweise mit dem Schlossmotor 2 verbinden. Der aufladbare Energiespeicher 13 kann zum Beispiel eine Reihe von Kondensatoren 23 hoher Kapazität oder einen sogenannten GoldCap-Kondensator (nicht gezeigt) aufweisen. Der aufladbare Energiespeicher 13 kann in einer weiteren Ausführungsform auch geeignete Akkumulatoren entsprechender Kapazität aufweisen. Weiterhin ist die Steuerlogik 10 über eine Steuerleitung 19 mit dem Lade-/Entladeschalter 12 und über eine Steuerleitung 18 mit dem Motorenergieumschalter 14 verbunden. Über die Steuerleitung 19 kann durch die Steuerlogik 10 der Schaltzustand des Lade-/Entladeschalters 12 bestimmt werden. Über die Steuerleitung 18 kann durch die Steuerlogik 10 der Schaltzustand des Motorenergieumschalters 14 bestimmt werden.
Wenn die von der Energieversorgung 33 zur Verfügung gestellte Energie (Spannung) nicht zum Betrieb des Schlosses 1 und insbesondere des Schlossmotors 2 ausreicht, kann das Schloss 1 zunächst nicht durch den Schlüssel 3 geöffnet werden. Ist der Schlüssel 3 zum Beispiel als Funkschlüssel eines „Remote Keyless Entry” Systems für ein Fahrzeug ausgeführt, wird keine Entriegelung einer oder mehrerer Türen des Fahrzeugs stattfinden, wenn sich ein Benutzer mit dem Schlüssel 3 dem Fahrzeug nähert. In einem solchen Fall kann jedoch erfindungsgemäß eine elektrische Verbindung zwischen dem Schloss 1 und dem Schlüssel 3 hergestellt werden, um das Schloss 1 und den Schlossmotor 2 mit Energie aus dem Schlüssel 3 zu versorgen und das Schloss 1 zu öffnen. Zu diesem Zweck ist der Schlüssel 3 mit seinen Kontakten 5 durch den Benutzer in eine entsprechende Aufnahme einzustecken, die die Kontakte 4 aufweist. Eine solche Aufnahme kann an einem Fahrzeug zum Beispiel in oder an einem Türgriff einer oder mehrerer Türen des Fahrzeugs angeordnet sein.
3 zeigt in einem Bockschaltbild eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlüssels 3, der als Funkschlüssel ausgeführt ist. 3 zeigt einen Modusauswahlschalter mit Schutzschaltung gegen elektrostatische Entladung 24, eine Ladesteuerung 26, eine Entladesteuerung 25, einen Modusauswahlschalter 27, eine aufladbare Energiequelle 28, eine Steuereinheit 29 mit Transponderspule 34 und beispielweise weitere Hardware 30 des Schlüssels 3. Der Modusauswahlschalter mit Schutzschaltung gegen elektrostatische Entladung 24 ist über entsprechende Verbindungsleitungen mit der Ladesteuerung 26 und der Entladesteuerung 25 verbunden.
Die Ladesteuerung 26 und die Entladesteuerung 25 sind mit dem Modusauswahlschalter 27 verbunden, der mit der aufladbaren Energiequelle 28 verbunden ist. Die aufladbare Energiequelle 28 ist mit der Steuereinheit 29 und der weiteren Hardware 30 des Schlüssels 3 verbunden, um diesen eine entsprechende Versorgungsspannung für deren Betrieb zur Verfügung zu stellen. Die Steuereinheit 29 ist über Steuerleitungen 31 und 32 mit der Ladesteuerung 26 und der Entladesteuerung 25 gekoppelt.
Über den Modusauswahlschalter mit Schutzschaltung gegen elektrostatische Entladung 24 und den Modusauswahlschalter 27 kann der Schlüssel 3 in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden. Der erste Betriebsmodus wird ausgeführt, wenn bei eingestecktem Schlüssel 3 an den Kontakten 5 das Vorhandensein einer Spannung festgestellt wird, die eine ordnungsgemäße Funktion der Energieversorgung 33 anzeigt. Durch entsprechende Stellung der Modusauswahlschalter 24 und 27 wird in diesem Fall eine elektrische Verbindung der Kontakte 5 mit der aufladbaren Energiequelle 28 über die Ladesteuerung 26 hergestellt. Die Ladesteuerung 26 wird dabei über die Steuerleitung zwischen der Steuereinheit 29 und der Ladesteuerung 26 angesteuert und überwacht.
In diesem ersten Betriebsmodus kann die aufladbare Energiequelle 28 über die Kontakte 5 aufgeladen werden. Eine solche Aufladung der Energiequelle 28 kann dadurch erfolgen, dass der Schlüssel 3 für eine bestimmte Zeitdauer in eine entsprechende Aufnahme eingesetzt wird, die sich zum Beispiel im Fahrzeug 1 oder einer externen Ladestation befindet. Auch ein Öffnen der Fahrzeugtür bei nichtfunktionsfähiger oder entladener Energiequelle 28 möglich. Dabei wird der Schlüssel 3 in die an der Fahrzeugtür angeordnete Aufnahme eingesetzt und die (nicht funktionsfähige) Energiequelle 28 wird überbrückt (nicht gezeigt). Darauf folgend wird die Restschaltung des Schlüssels 3 durch das Schloss über die Kontakte 4 und 5 sofort mit Strom versorgt und die Authentisierung über Transponder, NFC, Funk oder über die Kontakte 4 und 5 kann erfolgen. Ein solcher Betriebsmodus wird auch als Limp Home Modus bezeichnet.
Eine Steuerleitung 38 stellt dabei eine Verbindung zwischen der Steuerlogik 10 und einer Immobilizereinheit und/oder einer Authentisierungseinheit her, so dass nach Authentisierung bzw. nach der Gültigkeitsprüfung des Schlüssels 3 unter Verwendung der Immobilizereinheit bzw. der Authentisierungseinheit diese nur aktiviert wird, wenn das Fahrzeug 1 durch die Energieversorgung 31 ausreichend versorgt wird.
Im zweiten Betriebsmodus wird durch entsprechende Stellung der Modusauswahlschalter 24 und 27 eine elektrische Verbindung der Kontakte 5 mit der aufladbaren Energiequelle 28 über die Entladesteuerung 25 hergestellt. Die Entladesteuerung 25 wird dabei über die Steuerleitung 31 zwischen der Steuerein heit 29 und der Entladesteuerung 25 angesteuert und überwacht. In diesem zweiten Betriebsmodus kann die aufladbare Energiequelle 28 über die Kontakte 5 Energie abgeben, d. h., sie kann entladen werden. Eine solche Entladung der Energiequelle 28 kann zum Beispiel dann erfolgen, wenn der Schlüssel 3 in die die Kontakte 4 aufweisende Aufnahme eingesetzt und die Energieversorgung 33 als nicht funktionsfähig erkannt wird. Das Fehlen oder eine unzureichende Spannung der Energieversorgung 33 an den Kontakten 4, 5 wird dabei von der Steuereinheit 29 des Schlüssels 3 festgestellt, die den Schlüssel 3 daraufhin in den zweiten Betriebsmodus versetzt, um das Schloss 1 mit Energie zu versorgen.
Ist zwischen dem Schlüssel 3 und dem Schloss 1 eine elektrische Verbindung über die Kontakte 4 und 5 hergestellt, kann die Energiequelle 28 des Schlüssels 3 über die elektrische Verbindung 4, 5 das Schloss 1 beispielsweise automatisch mit Energie versorgen, wenn die eigentliche Energieversorgung des Schlosses keine ausreichende Energie zum Betrieb liefert (fehlende oder unzureichende Spannung der Energieversorgung an den Kontakten 4, 5). Alternativ dazu kann der Schlüssel auch einen Taster aufweisen (nicht gezeigt), bei dessen Betätigung die aufladbare Energiequelle 28 des Schlüssels 3 über die elektrische Verbindung 4, 5 das Schloss 1 mit Energie versorgt, wenn die mit dem Schloss verbundene Energieversorgung keine ausreichende Energie zum Betrieb des Schlosses aufweist.
Dabei wird in beiden Fällen durch den durch den Schlüssel 3 mit Energie versorgten Versorgungsspannungsumschalter 9 zunächst die Spannungsversorgung des Schlosses 1 von der (nicht funktionsfähigen) Energieversorgung 33 getrennt und die Spannungsversorgung des Schlosses wird durch die vom Schlüssel 3 zur Verfügung gestellte Energie übernommen. Damit ist das Schloss 1 selbst wieder in einem betriebsfähigen Zustand, da es aus der Energiequelle 28 des Schlüssels 3 gespeist wird.
Sobald die Energie aus dem Schlüssel 3 zur Verfügung steht, überprüft das Schloss 1 den Schlüssel 3 auf seine Gültigkeit (Authentifizierung) und unterbricht die elektrische Verbindung 4, 5 sofort, wenn der Schlüssel als nicht gültig erkannt wird. Die Authentifizierung des Schlüssels 3 kann dabei drahtgebunden über die elektrische Verbindung 4, 5 oder über NEC-Kommunikation (NEC = Near Field Communication) oder eine Funkkommunikation zwischen dem Zugangskontrollsystem des Fahrzeugs und dem Schlüssel erfolgen (siehe Wegfahrsperrenmodul 7 mit Immobilizer-Spule 8 gemäß 2). Ist der Schlüssel 3, der sich auf Grund des Fehlens der Spannung von der Energieversorgung 33 an den Kontakten 4, 5 im zweiten Betriebsmodus befindet, als gültiger Schlüssel erkannt worden, wird der aufladbare Energiespeicher 13 durch die Steuerlogik 10 (Steuerleitung 19) über den Lade-/Entladeschalter 12 mit den elektrischen Verbindungsleitungen 21 verbunden.
Falls die die Energiequelle 28 des Schlüssels 3 eine ausreichend hohe Spannung bereitstellt, kann der Aufwärtswandler 11 entfallen. Im Falle einer höheren Spannung der Energiequelle 28 des Schlüssels 3 kann der Aufwärtswandler 11 zum Beispiel durch einen Abwärtswandler ersetzt werden. Weiterhin kann vorgesehen werden, im Schlüssel einen weiteren Energiespeicher, gegebenenfalls mit vorgeschaltetem Spannungswandler bereitzustellen, der die notwendige Spannung für den Motor 2 und die Elektronik 7, 9, 10 direkt zur Verfügung stellt.
Die über die Kontakte 4, 5 und die elektrischen Verbindungsleitungen 16 und 17 an dem Aufwärtswandler 11 anliegende, vom Schlüssel 3 bereitgestellte Spannung wird durch den Aufwärtswandler 11 in eine zur Aufladung des Energiespeichers 13 geeignete Spannung gewandelt. Dabei beträgt die vom Schlüssel 3 aus der Energiequelle 28 zur Verfügung gestellte Spannung beispielsweise 3,6 V und die Spannung zur Aufladung des Energiespeichers 13 beträgt zum Beispiel 12 V. Ein Schlossmotor 2 benötigt braucht für eine einmalige Entriegelung bei 12 V Betriebsspannung beispielsweise einen Strom von 10 A für die Dauer von 0,1 s und damit eine Energie von 12 Ws (12 V·10 A·0,1 s).
Eine Energiequelle 28 (wie etwa ein aufladbarer Akkumulator oder eine Batterie) liefert zum Beispiel bei einer Spannung von 3,6 V eine Ladung von 500 mAh. Dies entspricht einem Entladestrom von 0,5 A für die Dauer von 1 h bzw. einer Energiekapazität von 6480 Ws (= 3,6 V·0,5 A·3600 s). Die für einen Entriegelungsvorgang notwendige Energiemenge beträgt demnach weniger als 0,19% der Energiekapazität der Energiequelle 28. Die Dauer der Übertragung der notwendigen Energiemenge vom Schlüssel 3 auf den aufladbaren Energiespeicher 13 beträgt für dieses Beispiel t = 12 Ws/(3,6 V·0,5 A) = 6,67 s. Um eine einmalige Entriegelung zuverlässig sicherzustellen, kann die maximale Energiekapazität des aufladbaren Energiespeichers 13 auch geringfügig größer gewählt werden, als dies für einen einzelnen Entriegelungsvorgang notwendig ist.
Wenn der Energiespeicher 13 vollständig aufgeladen ist, schaltet die Steuerlogik 10 über die Steuerleitung 19 den Lade-/Entladeschalter 12 um, so dass der Energiespeicher 13 mit den elektrischen Verbindungsleitungen 24 verbunden ist, die zum Motorenergieumschalters 14 führen. Darauf folgend schaltet die Steuerlogik 10 über die Steuerleitung 18 den Motorenergieumschalters 14 in einen Zustand, in dem der Schlossmo tor 2 mit den elektrischen Verbindungsleitungen 24 verbunden ist. Dadurch wird eine elektrische Verbindung zwischen dem Energiespeicher 13 und dem Schlossmotor 2 hergestellt und es erfolgt eine Betätigung des Schlossmotors 2 und damit die erwünschte Entriegelung des Schlosses 1.
4 zeigt in einem Bockschaltbild eine weitere detaillierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlosses 3. Dieses umfasst eine Authentifizierungseinheit 36, einen Versorgungsspannungsumschalter 9, eine Steuerlogik 10, einen Aufwärtswandler 11, einen Lade-/Entladeschalter 12, einen aufladbaren Energiespeicher 13, einen Motorenergieumschalter 14, eine Motoransteuerung 35, eine Schalteransteuerung 37, die Energieversorgung 33 und den Schlossmotor 2. Die gezeigte Anordnung berücksichtigt den Fall, dass keine der Komponenten des Schlosses 1 direkt durch die Energiequelle 28 des Schlüssels 3 betrieben werden kann, weil zum Beispiel die von der Energiequelle 28 des Schlüssels 3 direkt zur Verfügung gestellte Spannung zu gering ist. Der Aufwärtswandler 11 ist daher direkt an den Kontakten 4 angeschlossen, so dass an dessen Ausgang die für den Betrieb des Schlosses 1 und dessen Komponenten notwendige Spannung zur Verfügung steht, wenn die Energieversorgung 33 erschöpft oder funktionsunfähig ist.
In einem solchen Fall wird die hinsichtlich der notwendigen Betriebsspannung entsprechend ausgelegte Schalteransteuerung 37 beim Einstecken des Schlüssels 3 direkt aus der Energiequelle 28 mit Energie versorgt und schaltet über eine entsprechende Steuerleitung den Versorgungsspannungsumschalter 9 auf den Ausgang des Aufwärtswandlers 11. Auf diese Weise werden nach der Umschaltung alle Komponenten des Schlosses 1 mit einer geeigneten Betriebsspannung versorgt, die zum Beispiel höher sein kann als die von der Energiequelle 28 zur Verfü gung gestellte Spannung. Die Authentifizierungseinheit 36 kann dabei als Wegfahrsperrenmodul (vergleiche Wegfahrsperrenmodul 7 gemäß 2), als NFC Anordnung (NFC = Near Field Communication), als Funkempfänger oder ähnlichem ausgeführt sein.
Eine Steuerleitung 38 stellt dabei eine Verbindung zwischen der Steuerlogik 10 und einer Immobilizereinheit und/oder einer Authentisierungseinheit her, so dass nach Authentisierung bzw. nach der Gültigkeitsprüfung des Schlüssels 3 unter Verwendung der Immobilizereinheit bzw. der Authentisierungseinheit diese nur aktiviert wird, wenn das Fahrzeug 1 durch die Energieversorgung 31 ausreichend versorgt wird. Die übrige Funktionsweise entspricht im Wesentlichen der in 2 beschriebenen Anordnung.
Zusätzlich weist das Schloss 1 gemäß 4 noch eine Motorsteuerung 35 auf, die die im Energiespeicher 13 geladene Energie zum Öffnen der Tür des Fahrzeugs an den Motor zur Verfügung stellt und zum Beispiel als Schalter ausgeführt ist. Diese Motoransteuerung 35 wird über eine entsprechende Steuerleitung durch die Steuerlogik 10 angesteuert. Das Aufladen des Energiespeichers 13 und die Ansteuerung von Versorgungsspannungsumschalter 9, Lade-/Entladeschalter 12 und Motorenergieumschalter 14 erfolgt dabei wie in Bezug auf 2 beschrieben.
5 zeigt in einem Bockschaltbild detailliert eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlüssels 3. Dieser umfasst einen Modusauswahlschalter mit Schutzschaltung gegen elektrostatische Entladung 24, eine Ladesteuerung 26, eine Entladesteuerung 25, einen Modusauswahlschalter 27, eine aufladbare Energiequelle 28, eine Steuereinheit 29 mit Trans ponderspule 34 und/oder NEC Anordnung, einen RF-Sender 39 und weitere Hardware 30 des Schlüssels 3. Der Modusauswahlschalter mit Schutzschaltung gegen elektrostatische Entladung 24 ist über entsprechende Verbindungsleitungen mit der Ladesteuerung 26 und der Entladesteuerung 25 verbunden.
Die Ladesteuerung 26 und die Entladesteuerung 25 sind mit dem Modusauswahlschalter 27 verbunden, der mit der aufladbaren Energiequelle 28 verbunden ist. Die aufladbare Energiequelle 28 ist mit der Steuereinheit 29, dem RF-Sender 39 und der weiteren Hardware 30 des Schlüssels 3 verbunden, um diesen eine entsprechende Versorgungsspannung für deren Betrieb zur Verfügung zu stellen. Die Steuereinheit 29 ist über Steuerleitungen mit der Ladesteuerung 26, der Entladesteuerung 25, dem Modusauswahlschalter 24 und dem Modusauswahlschalter 27 gekoppelt.
Über den Modusauswahlschalter mit Schutzschaltung gegen elektrostatische Entladung 24 und den Modusauswahlschalter 27 kann der Schlüssel 3 wiederum in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden. Der erste Betriebsmodus wird ausgeführt, wenn bei eingestecktem Schlüssel 3 an den Kontakten 5 das Vorhandensein einer Spannung festgestellt wird, die eine ordnungsgemäße Funktion der Energieversorgung 33 anzeigt. Durch entsprechende Stellung der Modusauswahlschalter 24 und 27, angesteuert durch die Steuerleitungsverbindungen zur Steuereinheit 29, wird in diesem Fall eine elektrische Verbindung der Kontakte 5 mit der aufladbaren Energiequelle 28 über die Ladesteuerung 26 hergestellt. Die Ladesteuerung 26 wird dabei über die Steuerleitung zwischen der Steuereinheit 29 und der Ladesteuerung 26 angesteuert und überwacht.
In diesem ersten Betriebsmodus kann die aufladbare Energiequelle 28 über die Kontakte 5 aufgeladen werden. Eine solche Aufladung der Energiequelle 28 kann dadurch erfolgen, dass der Schlüssel 3 für eine bestimmte Zeitdauer in eine entsprechende Aufnahme eingesetzt wird, die sich zum Beispiel im Fahrzeug 1 oder einer externen Ladestation befindet. Auch ein Öffnen der Fahrzeugtür bei nichtfunktionsfähiger oder entladener Energiequelle 28 ist möglich. Dabei wird der Schlüssel 3 in die an der Fahrzeugtür angeordnete Aufnahme eingesetzt und die (nicht funktionsfähige) Energiequelle 28 wird überbrückt (nicht gezeigt). Darauf folgend wird die Restschaltung des Schlüssels 3 durch das Schloss über die Kontakte 4 und 5 sofort mit Strom versorgt und es kann die Authentifizierung über Transponder, NEC oder Funk erfolgen.
Im zweiten Betriebsmodus wird durch entsprechende Stellung der Modusauswahlschalter 24 und 27 eine elektrische Verbindung der Kontakte 5 mit der aufladbaren Energiequelle 28 über die Entladesteuerung 25 hergestellt. Die Entladesteuerung 25 wird dabei über die Steuerleitung zwischen der Steuereinheit 29 und der Entladesteuerung 25 angesteuert und überwacht. In diesem zweiten Betriebsmodus kann die aufladbare Energiequelle 28 über die Kontakte 5 Energie abgeben, d. h., sie kann entladen werden. Eine solche Entladung der Energiequelle 28 kann zum Beispiel dann erfolgen, wenn der Schlüssel 3 in die die Kontakte 4 aufweisende Aufnahme eingesetzt und die Energieversorgung 33 als nicht funktionsfähig erkannt wird. Eine fehlende oder unzureichende Energieversorgung 33 wird dabei an den Kontakten 4, 5 von der Steuereinheit 29 des Schlüssels 3 festgestellt, die den Schlüssel 3 daraufhin in den zweiten Betriebsmodus versetzt, um das Schloss 1 mit Energie zu versorgen.
Ist zwischen dem Schlüssel 3 und dem Schloss 1 eine elektrische Verbindung über die Kontakte 4 und 5 hergestellt, kann die Energiequelle 28 des Schlüssels 3 über die elektrische Verbindung 4, 5 das Schloss 1 beispielsweise automatisch mit Energie versorgen, wenn die eigentliche Energieversorgung des Schlosses keine ausreichende Energie zum Betrieb liefert (fehlende oder unzureichende Spannung der Energieversorgung an den Kontakten 4, 5). Alternativ dazu kann der Schlüssel auch einen Taster aufweisen (nicht gezeigt), bei dessen Betätigung die aufladbare Energiequelle 28 des Schlüssels 3 über die elektrische Verbindung 4, 5 das Schloss 1 mit Energie versorgt, wenn die mit dem Schloss verbundene Energieversorgung keine ausreichende Energie zum Betrieb des Schlosses aufweist. Die Authentisierung beziehungsweise Gültigkeitsprüfung des Schlüssels 3 kann dabei drahtgebunden über die Kontakte 5, über Transponder (Steuereinheit 29 mit Transponderspule 34), über NEC (Steuereinheit 29), über Funk (RF-Sender 39) oder über die Kontakte 4 und 5 erfolgen.
Dabei sind bidirektionale Authentisierungsverfahren wie Transponder oder NEC die sichereren Authentifizierungsverfahren. Weiterhin ist auch eine Authentifizierung über Funk möglich (analog der üblichen Fernentrieglung mit Funkschlüsseln). Dazu muss der Schlüssel ein Öffnen-Funktelegramm über den RF-Sender 39 aussenden, während er das Schloss 1 mit Energie versorgt. Das Schloss 1 weist in diesem Fall einen entsprechenden Funkempfänger als Authentifizierungseinheit auf.

1: Schloss
2: Schlossmotor
3: Schlüssel
4: elektrische Kontakte
5: elektrische Kontakte
6: elektrische Verbindungsleitungen
7: Wegfahrsperrenmodul
8: Immobilizer-Spule
9: Versorgungsspannungsumschalter
10: Steuerlogik
11: Aufwärtswandler
12: Lade-/Entladeschalter
13: Energiespeicher
14: Motorenergieumschalter
15: elektrische Verbindungsleitungen
16: elektrische Verbindungsleitungen
17: elektrische Verbindungsleitungen
18: Steuerleitung
19: Steuerleitung
20: elektrische Verbindungsleitungen
21: elektrische Verbindungsleitungen
22: elektrische Verbindungsleitungen
23: Kondensatoren
24: elektrischen Verbindungsleitungen
25: Entladesteuerung
26: Ladesteuerung
27: Modusauswahlschalter
28: Energiequelle
29: Steuereinheit
30: Hardware
31: Steuerleitung
32: Steuerleitung
33: Energieversorgung
34: Transponderspule
35: Motoransteuerung
36: Authentifizierungseinheit
37: Schalteransteuerung
38: Steuerleitung
39: RF-Sender

Claims

Anordnung zum Entriegeln eines elektrisch betriebenen Schlosses (1) mit einem elektrisch betriebenen mobilen Schlüssel (3), bei der das Schloss (1) zu dessen Betrieb mit einer Energieversorgung (33) verbunden ist und der mobile Schlüssel (3) zu dessen Betrieb eine eigene Energiequelle (28) aufweist, wobei dem Schloss (1) über eine trennbare elektrische Verbindung (4, 5) zum Schlüssel (3) eine zum Betrieb des Schlosses (1) und zumindest für eine einmalige Entriegelung des Schlosses (1) ausreichende Energie aus der Energiequelle (28) des Schlüssels zugeführt wird, wenn die mit dem Schloss (1) verbundene Energieversorgung (33) keine ausreichende Energie zur Entriegelung des Schlosses (1) zur Verfügung stellt.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Schloss (1) funkgesteuert ist und der Schlüssel ein Funkschlüssel oder Identifikationsgeber zur funkgesteuerten Entriegelung des Schlosses ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die mit dem Schloss (1) verbundene Energieversorgung (33) eine Batterie eines Fahrzeugs ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Energiequelle (28) in dem Schlüssel (3) angeordnet und wiederaufladbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Schloss (1) und der Schlüssel (3) jeweils einander entsprechende elektrische Kontakte (4, 5) aufweisen, über die die elektrische Verbindung zwischen dem Schloss (1) und dem Schlüssel (3) hergestellt wird.
Anordnung nach Anspruch 5, bei der die elektrischen Kontakte (4) des Schlosses (1) am Fahrzeug bei geschlossener Tür von außen zugänglich angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Schlüssel (3) den Zustand der Energieversorgung (33) des Schlosses (1) auswertet und die Energiequelle (28) des Schlüssels das Schloss (1) mit Energie versorgt, wenn die mit dem Schloss (1) verbundene Energieversorgung (33) keine ausreichende Energie zum Betrieb des Schlosses (1) zur Verfügung stellt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Schlüssel (3) einen Taster aufweist, bei dessen Betätigung die Energiequelle (28) des Schlüssels das Schloss (1) mit Energie versorgt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Schloss (1) den Schlüssel (3) auf seine Gültigkeit hin überprüft und die elektrische Verbindung (4, 5) sofort unterbricht, wenn der Schlüssel (3) als nicht gültig erkannt wird.
Anordnung nach Anspruch 9, bei der die Überprüfung drahtlos oder drahtgebunden erfolgt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Schloss (1) einen wiederaufladbaren Energiespeicher (13) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 11, bei der das Schloss (1) derart ausgebildet ist, dass die Energieversorgung (33) nach dem Einstecken eines gültigen Schlüssels (3) von dem Schloss (1) getrennt wird und der aufladbare Energiespeicher (13) mit dem Schloss (1) verbunden wird, wenn die Energieversorgung (33) keine ausreichende Energie zum Betrieb des Schlosses (1) zur Verfügung stellt.
Anordnung nach Anspruch 12, bei der der aufladbare Energiespeicher (13) im Schloss (1) und die elektrische Verbindung (4, 5) zum Schlüssel (3) unter Verwendung einer im Schlüssel (3) angeordneten Entladesteuerung (25) durch die Energiequelle (28) des Schlüssels (3) aufgeladen wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Schloss (1) an seinen Kontakten (4) Energie der Energieversorgung (33) zur Verfügung stellt, wenn die Energieversorgung (33) ausreichende Energie zum Betrieb des Schlosses (1) zur Verfügung stellt und der Schlüssel (3) elektrisch mit dem Schloss (1) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 14, bei der der Schlüssel (3) mit Energie aus dem Schloss (1) versorgt wird, wenn die aufladbare Energiequelle (28) des Schlüssels (3) erschöpft ist und/oder die aufladbare Energiequelle (28) des Schlüssels (3) unter Verwendung einer Ladesteuerung (26) des Schlüssels (3) geladen wird.
Verfahren zum Entriegeln eines elektrisch betriebenen Schlosses (1) mit einem elektrisch betriebenen mobilen Schlüssel (3), bei dem das Schloss (1) zu dessen Betrieb mit einer Energieversorgung (33) verbunden wird, wobei der mobile Schlüssel (3) zu dessen Betrieb eine eigene Energiequelle (28) aufweist, dem Schloss (1) über eine elektrische Verbindung (4, 5) zum Schlüssel (3) eine zum Betrieb des Schlosses (1) und zumindest für eine einmalige Entriegelung des Schlosses (1) ausreichende Energie aus der Energiequelle (28) des Schlüssels zur Verfügung gestellt wird, wenn die mit dem Schloss (1) verbundene Energieversorgung (33) keine ausreichende Energie zur Entriegelung des Schlosses (1) zur Verfügung stellt.