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Die Erfindung betrifft ein Fahrberechtigungssystem für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei Hybridfahrzeugen, Elektrofahrzeugen und Brennstoffzellenfahrzeugen werden typischerweise elektrische Energiespeicher eingesetzt, um elektrische Energie, welche beispielsweise beim Bremsen anfällt, zwischenspeichern zu können, um damit das Fahrzeug anzutreiben oder den Antrieb zur Realisierung einer größeren Beschleunigung zu unterstützen. Der Technologie dieser elektrischen Energiespeicher, welche typischerweise in Form von Batterien und/oder Kondensatoren mit hohem Energieinhalt ausgebildet sind, kommt eine steigende Bedeutung zu. Insbesondere bei Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen, welche einen entsprechend hohen Energieinhalt in der elektrischen Speichereinrichtung benötigen, spielen die Kosten für diese elektrische Speichereinrichtung eine entscheidende Rolle. Sie haben damit einen sehr hohen Anteil am Wert des Gesamtfahrzeugs beziehungsweise am Wert des Antriebsstrangs.
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Da aktuell die Lebensdauer von derartigen Energiespeichereinrichtungen immer noch entsprechend begrenzt ist, müssen diese in idealer Weise für eine Wartung oder einen Austausch vergleichsweise gut zugänglich in dem Fahrzeug angeordnet werden. Da es sich nun, wie bereits oben erläutert, um ein ausgesprochen hochpreisiges Teil des Fahrzeugs handelt, besteht die berechtigte Annahme, dass die Batterien einem erhöhten Diebstahlrisiko ausgesetzt sind.
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Der allgemeine Stand der Technik kennt Fahrberechtigungssysteme für Fahrzeuge, insbesondere für herkömmliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, welche so ausgestaltet sind, dass über eine elektronische Wegfahrsperre beziehungsweise eine Wegfahrsperrenelektronik ermittelt wird, ob ein berechtigter Zugang zu dem Fahrzeug erfolgt ist. Hierfür wird beispielsweise ein Transponder in einen Zündschlüssel oder einer Keyless-Go-Einheit ausgewertet. Sobald erkannt wird, dass ein berechtigter Zugang vorliegt, wird typischerweise ein Motorsteuergerät freigeschaltet, sodass ein nachfolgendes Starten des Fahrzeugs problemlos erfolgen kann. Wird eine solche Berechtigung nicht erkannt, so wird über die Wegfahrsperrenelektronik die Freigabe an das Motorsteuergerät verweigert und das Fahrzeug kann nicht gestartet und damit aus eigener Kraft nicht bewegt werden.
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Aus der
DE 600 34 051 T2 ist nun ein elektrisches Fahrzeug bekannt, welches eine derartige Wegfahrsperrenfunktionalität aufweist. Hierfür muss sehr aufwendig ein Passwort eingegeben werden. Dieses Passwort wird dann unter den einzelnen Komponenten miteinander verglichen und eine Freigabe, welche ein Fahren ermöglicht, wird nur dann erteilt, wenn das Passwort korrekt eingegeben wurde.
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Dies ist außerordentlich aufwendig und mit dem Komfort heute üblicher Wegfahrsperren nicht zu vergleichen.
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Aus dem weiteren allgemeinen Stand der Technik ist außerdem die
WO 2004/074042 A2 bekannt. In dieser Schrift wird ebenfalls eine elektronische Wegfahrsperre beschrieben. Anstelle eines direkten Eingriffs in ein Motorsteuergerät wird hierbei vorgeschlagen, eine für das Starten des hier zwingend notwendigen Verbrennungsmotors benötigte Leistung aus einer Starterbatterie nur dann freizugeben, wenn eine entsprechende Berechtigung vorliegt.
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Es ist nun die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und ein Fahrberechtigungssystem anzugeben, welches neben einem Schutz des Fahrzeugs einen Schutz der elektrischen Energiespeichereinrichtung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Durch die Integration eines Energiesteuergeräts der Energiespeichereinrichtung in das Wegfahrsperrensystem des Fahrzeugs werden gleichzeitig zwei verschiedene Effekte erreicht. Einerseits kann ohne Freigabe des Energiesteuergeräts dem elektrischen Energiespeicher keine oder keine zum Fahren ausreichende Energie entnommen werden. Hierfür kann beispielsweise ein in einer bevorzugt als Batterie ausgebildeten elektrischen Energiespeichereinrichtung ohnehin vorhandenes Sicherheitssystem genutzt werden. Typischerweise verfügen derartige elektrische Energiespeichereinrichtungen über eine Energiemanagementelektronik, welche beispielsweise für ein gleichmäßiges Laden und Entladen der einzelnen Zellen der Energiespeichereinrichtung sorgt. Diese Elektronik weist im Allgemeinen einen Sicherheitsmechanismus auf, welcher einen Stromfluss aus der elektrischen Energiespeichereinrichtung heraus verhindert, wenn eine Störung detektiert worden ist. Eine solche Störung könnte beispielsweise ein Kurzschluss oder dergleichen sein. Diese Funktionalität lässt sich nun für das erfindungsgemäße Fahrberechtigungssystem ideal nutzen. Immer dann, wenn das Energiesteuergerät nicht freigegeben ist, kann in diesen Störmodus der elektrischen Energiespeichereinrichtung geschaltet werden. Damit kann der Batterie kein Strom entnommen werden. Dies sorgt einerseits dafür, dass ein beispielsweise vorhandener Verbrennungsmotor bei einem Hybridfahrzeug nicht gestartet werden kann. Ein Elektrofahrzeug kann ohne Strom aus der Batterie erst gar nicht betrieben werden. Das erfindungsgemäße System ist somit ohne nennenswerten Aufwand in einen bestehenden Aufbau integrierbar.
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Außerdem hat dieser Aufbau den entscheidenden Vorteil, dass zusätzlich zur Sperre des Wegfahrens des betreffenden Fahrzeugs auch eine Sicherung erreicht wird, wenn die elektrische Energiespeichereinrichtung aus dem Fahrzeug entnommen, beispielsweise gestohlen wird. Das Energiesteuergerät der elektrischen Energiespeichereinrichtung kann dann, beispielsweise beim Einbau in ein anderes elektrisches oder teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, von dessen Wegfahrsperre nicht erkannt werden und kann somit keinen Freigabecode erhalten, da die Wegfahrsperren der einzelnen Fahrzeuge typischerweise unterschiedlich codiert sind. Die elektrische Energiespeichereinrichtung bleibt dann in ihrem über die Sicherheitselektronik abgeschalteten Modus. Es kann ihr also kein Strom entnommen werden. Eine aus einem Fahrzeug mit einem solchen Fahrberechtigungssystem gestohlene elektrische Energiespeichereinrichtung kann also nicht in einem anderen Fahrzeug weiter verwendet werden. Sie ist damit für den Dieb wertlos, sodass kein wirtschaftlicher Anreiz für den Diebstahl mehr besteht.
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Gemäß einer besonders günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrberechtigungssystems ist es ferner vorgesehen, dass das Energiesteuergerät in das Gehäuse der elektrischen Energiespeichereinrichtung integriert ausgeführt ist. Insbesondere diese Integration des Energiesteuergeräts in das Gehäuse der elektrischen Energiespeichereinrichtung macht eine Demontage des elektrischen Energiesteuergeräts und den Ersatz durch ein anderes Gerät ausgesprochen schwierig und aufwändig. Damit kann der Anreiz, dass derartige elektrische Energiespeichereinrichtungen gestohlen und dann entsprechend umgebaut werden, minimiert werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert wird.
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Die einzige beigefügte Figur zeigt ein schematisch angedeutetes Hybridfahrzeug.
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In der einzigen beigefügten Figur ist ein schematisch angedeutetes Hybridfahrzeug 1 zu erkennen. Dieses soll über zwei Achsen 2, 3 mit je zwei schematisch angedeuteten Rädern 4 verfügen. Die Achse 3 ist dabei eine angetriebene Achse, während die Achse 2 in an sich bekannter Art und Weise lediglich mitläuft. Die angetriebene Achse 3 ist in der hier sehr stark schematisierten Darstellung mit einer Getriebeeinheit 5 gekoppelt, welche einerseits mit einer Elektromaschine 6 und andererseits mit einem Verbrennungsmotor 7 in direkter oder mittelbarer Wirkverbindung steht. Ferner verfügt das Fahrzeug 1 über eine elektronische Wegfahrsperre, welche hier in Form einer angedeuteten Wegfahrsperrenelektronik 8 dargestellt ist. Die Wegfahrsperrenelektronik 8 wirkt zusammen mit einem Transponder oder dergleichen, welcher beispielsweise in einem Zündschlüssel oder einer Keyless-Go-Einheit, welche hier als Box mit dem Bezugszeichen 9 angedeutet ist, in Verbindung steht. Wird das Fahrzeug 1 nun von einem berechtigten Nutzer bestiegen, welcher den Zündschlüssel oder die Keyless-Go-Einheit 9 mit sich führt, so erkennt die Wegfahrsperrenelektronik 8 einen berechtigten Zugang zu dem Fahrzeug. In verschlüsselten Daten übermittelt sie dann, typischerweise über ein CAN-Bus-System des Fahrzeugs 1, eine entsprechende Freigabe an ein Motorsteuergerät 10. Erst nachdem das Motorsteuergerät 10 die Freigabe von der Wegfahrsperrenelektronik 8 erhalten hat, kann der Verbrennungsmotor 7 gestartet und das Fahrzeug betrieben werden. Ein weiteres Motorsteuergerät 11 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel optional dargestellt. Dieses kann die elektrische Maschine 6, welche ebenfalls als Fahrmotor genutzt werden kann, in analoger Weise ansteuern. Wie jedoch später noch erklärt werden wird, ist dieses Motorsteuergerät 11 nicht zwingend notwendig und wird typischerweise im Zuge der Kostensenkung eingespart werden.
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Nun ist es so, dass über die Wegfahrsperrenelektronik 8 außerdem ein Energiesteuergerät 12 einer elektrischen Energiespeichereinrichtung 13 mit angesprochen wird. Hat die Wegfahrsperrenelektronik 8 einen berechtigten Zugang zu dem Fahrzeug 1 festgestellt, so wird sie das typischerweise in einem Gehäuse 14 der elektrischen Energiespeichereinrichtung 13 angeordnete Energiesteuergerät in analoger Weise zu dem Motorsteuergerät beispielsweise über den CAN-Bus mit der verschlüsselten Information versorgen, dass ein berechtigter Zugang zu dem Fahrzeug 1 erfolgt ist. In dem Energiesteuergerät 12 wird diese Freigabe dann entsprechend umgesetzt und ein Stromfluss aus der Energiespeichereinrichtung 13 heraus wird ermöglicht. Dies kann beispielsweise, wie hier dargestellt, durch das Schließen eines Schützes oder Schalters 15 erfolgen, welcher ohne entsprechende Ansteuerung durch das Energiesteuergerät 12 im regulären Zustand geöffnet ist und so einen Stromfluss aus der Energiesteuereinrichtung 13 heraus unterbindet. Der Schalter 15 kann dabei insbesondere ein Schütz sein, welches von einer Sicherheitselektronik der elektrischen Energiespeichereinrichtung 13, welche beispielsweise in das Energiesteuergerät 12 mit integriert sein kann, dazu genutzt wird, im Störfall den Stromfluss aus der elektrischen Energiespeichereinrichtung 13 heraus abzuschalten. Auch hierfür ist es sinnvoll, ein Schütz 15 zu wählen, welches ohne Erregung durch das Energiesteuergerät 12 geöffnet ist, sodass der Stromfluss nur dann zustande kommt, wenn über das Energiesteuergerät 12 signalisiert wird, dass keine Störung vorliegt.
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Mit unterbundenem Stromfluss kann nun die elektrische Maschine 6 nicht als elektrischer Fahrmotor genutzt werden, weshalb, wie oben bereits erwähnt, ein eigenes Motorsteuergerät 11 zum Zweck der Kontrolle der Fahrberechtigung hier nicht notwendig ist. Je nach Anbindung eines Starters des Verbrennungsmotors 7 an die elektrische Energiespeichereinrichtung 13 oder gegebenenfalls auch an die zusätzlich vorhandene Starterbatterie kann außerdem ein Starten des Verbrennungsmotors 7 unterbunden werden. In diesem Fall könnte auf eine entsprechende Kopplung der Wegfahrsperrelektronik 8 mit dem Motorsteuergerät 10 ebenfalls verzichtet werden.
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Durch die Integration des Energiesteuergeräts 12 und des Schalters 15 ist das Gehäuse 14 der elektrischen Energiespeichereinrichtung 13 ist es nun möglich, diese so gegenüber der Umgebung abzuschotten, dass ein manipulativer Eingriff auch dann deutlich erschwert wird, wenn die Energiespeichereinrichtung 13 aus dem Fahrzeug 1 entfernt, beispielsweise gestohlen worden ist. Ohne eine entsprechende Kommunikation mit der Wegfahrsperrenelektronik 8 wird das Energiesteuergerät 12 die elektrische Energiespeichereinrichtung 13 nicht frei schalten. Sie kann daher auch nicht in einem anderen Fahrzeug verwendet werden, da die Verschlüsselung der Daten zwischen der Wegfahrsperrenelektronik 8 und dem Energiesteuergerät 12 wie auch den Motorsteuergeräten 10, 11 typischerweise in Abhängigkeit des jeweiligen Transponders in dem Zündschlüssel oder Keyless-Go-Einheit 9 fahrzeugspezifisch verschlüsselt ist. Selbst der Einbau der elektrischen Energiespeichereinrichtung 13 in ein ansonsten baugleiches Fahrzeug desselben Herstellers würde daher nicht zu einer Freigabe des Energiesteuergeräts führen. Damit kann in jedem Fall verhindert werden, dass die Batterie anderweitig genutzt werden kann.
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Eine solche elektrische Energiespeichereinrichtung 13, welche aus einem Fahrzeug gestohlen wurde, hat für den Dieb praktisch keinen wirtschaftlichen Wert. Daher sollte es möglich sein, neben dem Diebstahl des gesamten Fahrzeugs 1 durch die aus dem Bereich der Wegfahrsperren an sich bekannten Art und Weise auch den Diebstahl der Batterie 13 als einzelnes hochpreisiges Bauteil des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 1 weitgehend zu unterbinden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 60034051 T2 [0005]
- WO 2004/074042 A2 [0007]
