DE102011050529A1

DE102011050529A1 - Erkennungsvorrichtung, Identifikationssystem und Erkennungssystem

Info

Publication number: DE102011050529A1
Application number: DE201110050529
Authority: DE
Inventors: Ludger Weghaus
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung (10) für die Bereitstellung einer Zugangsfunktion und einer Fahrberechtigungsfunktion eines Fahrzeugs (200), aufweisend zumindest ein Kommunikationsmittel (20) für die Kommunikation mit einer Identifikationsvorrichtung (60) für das Fahrzeug (200), und wenigstens eine Regelungseinheit (30) in signalkommunizierendem Kontakt mit dem zumindest einen Kommunikationsmittel (20), wobei das zumindest eine Kommunikationsmittel (20) und/oder die wenigstens eine Regelungseinheit (30) dafür eingerichtet sind, sowohl die Zugangsfunktion, als auch die Fahrberechtigungsfunktion für das Fahrzeug (200) zur Verfügung zu stellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung für die Bereitstellung einer Zugangsfunktion und einer Fahrberechtigungsfunktion eines Fahrzeugs, sowie eine für diese Erkennungsvorrichtung eingerichtete Identifikationsvorrichtung und ein Erkennungssystem mit einer Erkennungsvorrichtung und einer Identifikationsvorrichtung.
Es ist grundsätzlich bekannt, dass moderne Fahrzeuge mit Komfortsystemen ausgestattet sind. Diese dienen unter anderem dazu, den Zugang zu dem Fahrzeug sowie die Überprüfung der Fahrtberechtigung für das Fahrzeug für den Fahrer in komfortabler Weise zu ermöglichen. So ist es bereits bekannt, dass Fahrzeuge sogenannte „Keyless Entry“-Systeme aufweisen. Diese sind dafür eingerichtet, das Fahrzeug zu öffnen sobald sich der Fahrer mit dem Schlüssel dem Fahrzeug nähert. Sie sind also derart weitergebildet, dass kein aktiver Funkschuss einer Fernbedienung erfolgen muss, sondern bereits die Annäherung des Schlüssels und damit auch des Fahrers an das Fahrzeug ausreicht, um dasselbe zu öffnen. Zusätzlich ist bei Fahrzeugen bekannt, dass diese mit einer Funktion ausgestattet sind, um die Fahrtberechtigung anhand des Schlüssels ohne mechanische Bauteile zu überprüfen. So ist bei modernen Fahrzeugen häufig ein separater Startknopf vorgesehen, welcher bei vorhandener Fahrtberechtigung den Motor des Fahrzeugs startet. Die Fahrtberechtigung wird dabei durch das Vorhandensein eines Schlüssels in elektronischer Weise geprüft. Häufig ist in den Fahrzeugen hierfür eine Steckposition für einen Schlüssel vorgesehen, in welcher diese Überprüfung stattfindet.
Nachteilig bei den voranstehend beschriebenen Systemen ist es, dass dort sowohl für die Zugangsfunktion, als auch für die Fahrberechtigungsfunktion unterschiedliche Vorrichtungen zum Einsatz kommen müssen. Dies beruht insbesondere auf der Tatsache, dass unterschiedliche Funktionsreichweiten notwendig sind. So wird häufig für die Prüfung der Fahrberechtigung oft eine Transponder/Nahfeldtechnoligie verwendet, die man auch mittels der sogenannten NFC (Near Field Communication) Technologie umsetzen kann. Diese deckt einen Erkennungsbereich um den entsprechenden Sensor von wenigen Zentimetern ab. Für die Zugangsfunktion ist bei modernen Fahrzeugen ein deutlich weiterer Erkennungsbereich notwendig. So sind dort Erkennungsbereiche von bis zu mehreren Metern vorteilhaft, sodass der Fahrer zum Zeitpunkt, zu welchem er das Fahrzeug erreicht, sofort in dieses einsteigen kann.
Die Nachteil, der durch die getrennten Systeme entstehen, sind zum einen die aufwendigere Verkabelung, zum anderen die jeweils notwendige separate Kommunikation mit dem Bordcomputer des Fahrzeugs. Darüber hinaus werden unterschiedliche Positionierungen der unterschiedlichen Systeme und dementsprechend auch unterschiedliche Bauteile und Komponenten notwendig, wodurch sich das Gewicht, das Bauvolumen und vor allem die Kosten solcher Systeme erhöhen. Insbesondere wird es auf diese Weise nahezu unmöglich, solche Komfortsysteme bei besonders kostengünstigen Fahrzeugen einzusetzen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die voranstehend beschriebenen Nachteile zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Erkennungsvorrichtung für die Bereitstellung einer Zugangsfunktion und einer Fahrberechtigungsfunktion eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, welche in einfacher und vor allem kostengünstiger Weise in der Lage ist beide Funktionen zu erfüllen. Aufgabe ist es auch eine der Erkennungsvorrichtung entsprechende Identifikationsvorrichtung zur Verfügung zu stellen sowie ein Erkennungssystem mit entsprechender Erkennungsvorrichtung und Identifikationsvorrichtung.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Erkennungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, eine Identifikationsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 8 sowie ein Erkennungssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauteil beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung dient zur Bereitstellung einer Zugangsfunktion und einer Fahrberechtigungsfunktion eines Fahrzeugs. Die Erkennungsvorrichtung weist hierfür zumindest ein Kommunikationsmittel für die Kommunikation mit einer Identifikationsvorrichtung für das Fahrzeug auf. Weiter ist wenigstens eine Regelungseinheit in signalkommunizierendem Kontakt mit zumindest einem Kommunikationsmittel vorhanden. Dabei ist das zumindest eine Kommunikationsmittel und/oder die wenigstens eine Regelungseinheit dafür eingerichtet, sowohl die Zugangsfunktion, als auch die Fahrberechtigungsfunktion für das Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung dient also dazu, in ein- und derselben Vorrichtung sowohl die Zugangsfunktion, als auch die Fahrberechtigungsfunktion für das Fahrzeug zur Verfügung zu stellen. Unter der Zugangsfunktion ist dabei insbesondere der Öffnungsmechanismus der Fahrzeugtüren zu verstehen. Die Fahrberechtigungsfunktion ist dabei als die Überprüfung der Fahrtberechtigung des Inhabers einer Identifikationsvorrichtung zu verstehen, welche es ermöglicht den Motor des Fahrzeugs und damit dessen Betrieb zu aktivieren. Durch die Kombination der Funktionen Zugangsfunktion und Fahrberechtigungsfunktion in einer einzigen Erkennungsvorrichtung können entsprechend Bauteile, Bauraum und vor allem zusätzliche Kosten einer zusätzlichen zweiten Vorrichtung vermieden werden. Auf diese Weise wird es möglich, auch bei kostengünstigen Kraftfahrzeugen die beiden Komfortfunktionen der elektronischen Zugangsfunktion und der elektronischen Fahrberechtigungsfunktion einem Kunden anbieten zu können.
Die Kommunikationsmittel dienen dabei insbesondere für die Kommunikation mit einer Identifikationsvorrichtung, also z. B. einem Schlüssel. Dieser Schlüssel ist insbesondere ein elektronischer Schlüssel, welcher in Form eines Tags, also z. B. einer aktiven oder passiven RFID-Spule, vorliegt.
Für die Kommunikation mit Hilfe des Kommunikationsmittels ist insbesondere eine induktive Kopplung als Kommunikationsmechanismus denkbar. Diese kann für die reine Signalübertragung in eine oder beide Richtungen und/oder für die Stromübertragung auf die Identifikationsvorrichtung eingerichtet sein. Die induktive Kopplung, also die Ausbildung von zumindest einem Kommunikationsmittel in Form einer Spule, ermöglicht beide Varianten, also sowohl die beidseitige Signalübertragung, als auch die Stromübertragung auf die Identifikationsvorrichtung. Letzteres bringt den Vorteil mit sich, dass passive Identifikationsvorrichtungen, also solche ohne eine eigene Stromversorgung, für eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung Verwendung finden können. Dies reduziert die Folgekosten für die Herstellung der Identifikationsvorrichtung. Somit bringt eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung nicht nur primäre Vorteile durch sich selbst, sondern auch sekundäre Vorteile durch Kosteneinsparung nachfolgender Bauteile, wie der Identifikationsvorrichtungen, mit sich.
Die Regelungseinheit einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung ist vorzugsweise durch wenigstens eine sogenannte „Reader-IC“ und durch einen Mikrocontroller ausgebildet. Zusammen bilden diese Komponenten die Regelungseinheit. Selbstverständlich können diese Komponenten auch gemeinsam, z. B. auf einer gemeinsamen Leiterplatine, ausgebildet sein. Die beiden Komponenten weisen die unterschiedlichen Funktionen auf, dass die Reader-IC in der Lage ist, die Kommunikation mit Hilfe des Kommunikationsmittels zu steuern, bzw. durchzuführen. Der Mikrocontroller stellt die für diese Kommunikation notwendigen Informationen zur Verfügung und wertet die Ergebnisse dieser Kommunikation aus.
Die Funktionsweise für die Überprüfung hinsichtlich der Zugangsfunktion und der Fahrberechtigungsfunktion erfolgt dabei wie nachfolgend beschrieben. Mit Hilfe der Kommunikationsmittel wird eine von der Regelungseinheit zur Verfügung gestellte „Challenge“ an eine Identifikationsvorrichtung gesendet. Dort wird diese „Challenge“ mit Hilfe eines in der Identifikationsvorrichtung gespeicherten Schlüssels, dem sogenannten „Secret key“, über einen Algorithmus bearbeitet. Dieser Algorithmus liefert einen von diesem „Secret key“ abhängigen Ergebniswert, welcher an die Kommunikationsmittel und damit auch an die Regelungseinheit der erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung übertragen wird. Dort erfolgt innerhalb der Regelungseinheit eine Überprüfung der Gültigkeit dieses Ergebniswertes, der sogenannten „Response“. Ist die „Response“ gültig, kann auf einen korrekten und berechtigten „Secret key“ geschlossen werden, sodass sowohl Zugangsfunktionen, als auch Fahrberechtigungsfunktionen freigeschaltet werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung kann diese sowohl zeitgleich, als auch nacheinander folgend die Zugangsfunktion und die Fahrberechtigungsfunktion prüfen. So ist es möglich, dass mit dem Öffnen des Fahrzeugs, also mit dem Erfüllen der Zugangsfunktion, bereits die Fahrberechtigungsfunktion erfüllt ist. Jedoch ist es vorteilhaft, wenn nach dem Erfüllen der Zugangsfunktion, also nach dem Öffnen des Fahrzeugs, die Zündung des Fahrzeugs, also die Fahrberechtigungsfunktion, erst freigegeben wird, wenn der Fahrer sich auf dem Fahrersitz befindet und den Schlüssel, z. B. in einer dafür vorgesehenen Position, deponiert hat.
Um die erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung mit den notwendigen Funktionalitäten auszustatten, ist sie vorzugsweise mit weiteren Steuerkomponenten und/oder Regelungskomponenten des Fahrzeugs verbunden. Insbesondere herrscht eine Signalkommunikation mit Regeleinheiten des Fahrzeugs, die mit der Türöffnung und dem Zündungsvorgang des Motors befasst sind.
Bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung können sowohl ein einzelner, als auch mehrere „Secret keys“ für eine einzige Erkennungsvorrichtung zum Einsatz kommen. Insbesondere sind unterschiedliche „Secret keys“ mit unterschiedlichen Berechtigungsstufen denkbar, sodass z. B. geringere Berechtigungsstufen mit minderwertigeren Schlüsseln zur Verfügung gestellt werden können, welche z. B. nur eine maximale Kilometerzahl oder einen reduzierten Zugang zum Fahrzeug, also ohne Handschuhfach und ohne Kofferraum, ermöglichen.
Die Kommunikationsmittel bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung sind vorzugsweise im Fahrzeug an exponierter Position, z. B. der Windschutzscheibe, einer Ablage oder der Seitenscheibe des Fahrzeugs angeordnet. Die Kommunikationsmittel sind dabei insbesondere sowohl von außen, als auch von innen mit einem Schlüssel, also einer Identifikationsvorrichtung, zugänglich. Zum Beispiel kann das Kommunikationsmittel in der Seitenscheibe des Fahrzeugs und/oder in der Windschutzscheibe vorgesehen sein, sodass eine Near Field Communication mit einer Identifikationsvorrichtung von außen für die Zugangsfunktion und von innen für die Fahrberechtigungsfunktion möglich ist. Selbstverständlich kann bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung zusätzlich zu derselben noch eine mechanische Notfunktion über einen Schlüsselbart für die Öffnung und/oder die Fahrberechtigungsfunktion zur Verfügung gestellt sein.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung das zumindest eine Kommunikationsmittel ausgebildet ist, um mit der Identifikationsvorrichtung für das Fahrzeug Daten auszutauschen und/oder die Identifikationsvorrichtung für das Fahrzeug mit Strom zu versorgen. Die Versorgung mit Strom dient dazu, dass Identifikationsvorrichtungen mit passiven Kommunikationsmitteln, z. B. passiven RFID-Tags, verwendet werden können. Die Datenaustauschbarkeit ist vorzugsweise in zwei Richtungen ausgebildet, sodass die weiter oben beschriebene „Challenge“ und „Response“-Funktionalität durchgeführt werden kann.
Ein Vorteil kann es auch sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung zumindest ein Kommunikationsmittel eine Spule zur induktiven Kopplung mit der Identifikationsvorrichtung für das Fahrzeug aufweist. Eine Spule ist eine besonders kostengünstige Ausführungsform für das Kommunikationsmittel. Es ermöglicht insbesondere einen signalkommunizierenden Kommunikationsweg im Nahbereich, welcher z. B. durch das Positionieren einer Identifikationsvorrichtung in der Nähe dieses Kommunikationsmittels die entsprechende Funktion zur Verfügung stellen kann. Gleichzeitig kann eine Spule durch die induktive Kopplung auch Strom und damit Leistung auf eine Identifikationsvorrichtung übertragen.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung für das zumindest eine Kommunikationsmittel wenigstens ein Auslösemittel vorhanden ist, das die Kommunikation zwischen dem zumindest einen Kommunikationsmittel und der Identifikationsvorrichtung für das Fahrzeug auslösen kann. Ein solches Auslösemittel ist insbesondere ein Näherungssensor, der die Annäherung der Identifikationsvorrichtung für das Fahrzeug und/oder die Annäherung einer Person oder eines Körperteils einer Person erkennen kann. Alternativ ist es auch möglich, dass die Auslösemittel ausgebildet sind für den zyklischen Versuch des Beginns der Kommunikation durch das zumindest eine Kommunikationsmittel. Der Sensor kann auch durch eine Spule ausgebildet sein und sozusagen als kapazitive Elektrode wirken. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Spule des Kommunikationsmittels.
Eine Erkennungsvorrichtung mit einem Auslösemittel bringt den Vorteil mit sich, dass die gesamte Erkennungsvorrichtung und insbesondere die Kommunikationsmittel nicht ständig mit Leistung versorgt werden müssen. Vielmehr reicht es aus, wenn über die Auslösemittel die Auslösung der Kommunikationsmittel und damit auch die zur Verfügung Stellung der jeweiligen Funktion nur im angeforderten Einsatz bereitgestellt wird. Durch das Vorsehen eines Näherungssensors für die Auslösemittel kann auf diese Weise sichergestellt sein, dass die gesamte Erkennungsvorrichtung passiv, also leistungsfrei, verbleibt, solange sich keine Notwendigkeit für das Einschalten ergibt. Der Näherungssensor ist insbesondere als kapazitiver Sensor ausgebildet, der ein menschliches Organ, insbesondere die Hand einer Person, wahrnehmen kann. Führt nun der Halter eines Fahrzeugs eine Identifikationsvorrichtung, z. B. einen Schlüssel, in die Nähe des Kommunikationsmittels, so erkennt der kapazitive Näherungssensor die Annäherung der Hand und löst die Kommunikation aus. Die Kommunikationsmittel können anschließend in erfindungsgemäßer Weise die Erkennung durch die Erkennungsvorrichtung durchführen. Nach Beabstanden der Hand wird die Erkennungsvorrichtung wieder in einen passiven Zustand versetzt, sodass über weite Einsatzzeiten Leistung des Fahrzeugs eingespart werden kann und die Batterie desselben geschont wird.
Durch das Vorsehen von zyklisch versuchenden Auslösemitteln kann auf einen Näherungssensor verzichtet werden. So kann in vordefinierten zeitlichen Abständen ein Versuch der Kommunikation durchgeführt werden, sodass ebenfalls eine vollständige Bestromung der Kommunikationsmittel und damit eine kontinuierliche Leistungsabnahme vermieden wird.
Auch vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung zumindest zwei Kommunikationsmittel vorhanden sind, die insbesondere an unterschiedlichen Orten des Fahrzeugs anordbar sind. So sind zum Beispiel zwei separat voneinander anordbare Spulen denkbar. Die zumindest zwei Kommunikationsmittel sind dabei vorzugsweise an unterschiedlichen Orten des Fahrzeugs anordbar, welche der jeweiligen Funktion entsprechen. So kann z. B. ein Kommunikationsmittel in der Nähe der Windschutzscheibe oder der Seitenscheibe des Fahrzeugs angeordnet sein, um die Zugangsfunktion zu erfüllen. Das zweite Kommunikationsmittel ist vorzugsweise in einer Ablageposition vorgesehen, welche in einem Bereich liegt, in welchem die Identifikationsvorrichtung abgelegt werden wird.
Es ist darauf hinzuweisen, dass sich ausschließlich die Kommunikationsmittel und nicht die gesamte Erkennungsvorrichtung an unterschiedlichen Orten des Fahrzeugs befinden. Bei den Kommunikationsmitteln handelt es sich demnach nur um Teile derselben, sodass grundsätzlich die gemeinsame Erkennungsvorrichtung weiter für beide Funktionen eingesetzte werden kann. Die Kommunikationsmittel sind dabei insbesondere zueinander identisch, sodass auch die Identifikationsvorrichtung mit einem einzigen Kommunikationsmittel ausgestattet sein kann und auf diese Weise weitere Kosten für die Identifikationsvorrichtung reduziert werden können. Bei dem Vorsehen der Kommunikationsmittel in der Nähe zueinander sind diese vorzugsweise gegeneinander abgeschirmt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Identifikationsvorrichtung für die Auslösung einer Zugangsfunktion und einer Fahrberechtigungsfunktion eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest ein Identifikationsmittel für die Kommunikation mit einer Erkennungsvorrichtung, insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung, für das Fahrzeug. Weiter weist die Identifikationsvorrichtung wenigstens eine Elektronikeinheit auf, die mit dem zumindest einen Identifikationsmittel signalkommunizierend verbunden ist. Dabei ist das zumindest eine Identifikationsmittel und/oder die wenigstens eine Elektronikeinheit dafür eingerichtet, sowohl die Zugangsfunktion, als auch die Fahrberechtigungsfunktion für das Fahrzeug zur Verfügung zu stellen. Bei der Identifikationsvorrichtung handelt es sich also um das Gegenstück zu der erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung. Sie ermöglicht in besonders einfacher und kostengünstiger Weise die konstruktive Ausgestaltung der Identifikationsvorrichtung, wie auch in besonders einfacher und kostengünstiger Weise das Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung. Dementsprechend bringt eine erfindungsgemäße Identifikationsvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie voranstehend bezüglich der Erkennungsvorrichtung ausführlich erläutert worden sind.
Die Identifikationsvorrichtung kann dabei z. B. in einer Smartcard, einem Fahrzeugschlüssel oder aber auch in einem Mobiltelefon ausgebildet sein. Insbesondere wird bei einem Mobiltelefon auf bereits bestehende Kommunikationskanäle, wie z.B. NFC, Bluetooth oder W-LAN, zurückgegriffen.
Bei einer erfindungsgemäßen Identifikationsvorrichtung kann es vorteilhaft sein, wenn es sich bei zumindest einem der Identifikationsmittel um ein passives, aktivierbares Identifikationsmittel handelt. Zum Beispiel kann dieses als passive Spule ausgebildet sein, wie das bei passiven RFID-Spulen der Fall ist. Die Leistungsaufnahme für die Funktion der Identifikationsvorrichtung wird in einem solchen Fall von der Erkennungsvorrichtung geliefert, sodass der Schlüssel verkleinert werden kann und insbesondere keine Batterie mehr notwendig ist. Dies bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass die Identifikationsvorrichtung praktisch wartungsfrei ist, insbesondere die Batterie, da sie nicht vorhanden ist, nie leer sein kann. In besonders kostengünstigen Fahrzeugen kann auf diese Weise eine Notfunktion, wie eine mechanische Öffnungsfunktionalität am Fahrzeug, als obsolet betrachtet werden und damit weitere Kosten gespart werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Erkennungssystem für eine Zugangsfunktion und eine Fahrberechtigungsfunktion eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung und wenigstens eine erfindungsgemäße Identifikationsvorrichtung. In der Kombination dieser beiden Vorrichtungen sind dementsprechend die gleichen Vorteile zu erzielen, wie sie voranstehend im Einzelnen zu den beiden Vorrichtungen bereits ausführlich erläutert worden sind.
Der Fokus der Erfindung ist es unter anderem, eine Lösung für die Automobilindustrie zu schaffen, die die Kernfunktionen Zugang und Fahrtberechtigung vollständig darstellt, aber gleichzeitig auch Skalierbarkeit zu niedrigen Kosten bietet. Hierfür ist ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung, dass mindestens ein Reader für die Regelungseinheit im Fahrzeug vorgesehen ist, der derart angebracht ist, dass damit sowohl der Authentifizierungsprozess für den Zugang (Ent-/Verriegeln), als auch für die Fahrtberechtigung (die beiden Kernfunktionen des Fahrzeugschlüssels), erfolgen kann. Insbesondere wird dabei ein rein passives Identifikationsmittel (energiequellenlos) vorgesehen, mittels dessen der Nutzer sich am Fahrzeug erfolgreich authentifizieren kann. Vorzugsweise nützt ein kapazitiver Näherungssensor eine ohnehin vom Reader vorgesehene Hardware, insbesondere die Spulenbindungen, als Elektrode.
Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass derart die Skalierbarkeit von Zugangs/Fahrtberechtigungssystemen in Richtung niederpreisiger Fahrzeuge weiter erhöht wird. Das bestrebende Lösungskonzept bietet für Low-end Fahrzeuge eine kostenoptimierte Lösung für die Kernfunktionen des Fahrzeugschlüssels (Zugang und Fahrtberechtigung).
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ beziehen sich dabei auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung,
2 in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung,
3 in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung, und
4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Erkennungssystem.
In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung 10 auf der linken Seite dargestellt. Diese weist eine Regelungseinheit 30 und ein Kommunikationsmittel 20 auf. Das Kommunikationsmittel 20 ist als Spule 22 ausgebildet und darüber hinaus von einem Auslösemittel 40 in Form eines Näherungssensors 42 umgeben. Die Spule 22 des Kommunikationsmittels 20 ist signalkommunizierend mit der Regelungseinheit 30 verbunden. Dabei ist insbesondere zuerst eine Verbindung mit einer Readerschaltung 34, einer sogenannten Reader-IC, vorgesehen. Diese ist wiederum in signalkommunizierender Weise mit einem Mikrocontroller 32 verbunden. Der Mikrocontroller 32 stellt die notwendigen Daten und Auswertungen für die Readerschaltung 34 zur Verfügung. Diese wiederum ermöglicht die Kommunikation über die Kommunikationsmittel 20, insbesondere die Spule 22 zu einem ebenfalls in 1 dargestellten Identifikationsmittel 70 einer Identifikationsvorrichtung 60.
Um sicherzustellen, dass die erwünschten Funktionen auch ausgeführt werden können, ist die Regelungseinheit 30, insbesondere der Mikrocontroller 32, in signalkommunizierender Weise mit einem Zündungsschalter 210 und einem Steuergerät 220, insbesondere für die Steuerung der Türöffnungsmechanismen des Fahrzeugs 200, verbunden.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 1 kurz die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung erläutert.
Nähert sich ein Halter eines Fahrzeugs 200 mit einer Identifikationsvorrichtung 60 dem Fahrzeug, so hält er die Identifikationsvorrichtung 60 in den Erkennungsbereich vor das Kommunikationsmittel 20. Über das Auslösemittel 40 wird die Kommunikation gestartet, das heißt von dem Mikrocontroller 32 eine „Challenge“ erzeugt, die mit Hilfe der Readerschaltung 34 und des Kommunikationsmittels 20 auf die Identifikationsvorrichtung 60 übertragen wird. Dort wird diese „Challenge“ durch die Identifikationsmittel 70, insbesondere die Identifikationsspule 72, empfangen und in der Elektronikeinheit 80 bearbeitet. Die Bearbeitung beinhaltet einen Algorithmus, der eine Antwort, die sogenannte „Response“, beinhaltet, die von einem „Secret Key“ abhängt, der in der Elektronikeinheit 80 gespeichert ist. Diese wird wieder über die Identifikationsmittel 70 an die Erkennungsvorrichtung 10 zurückgesendet und dort in dem Mikrocontroller 32 auf Richtigkeit überprüft. Für die Durchführung dieser Variante wird Strom vom Kommunikationsmittel 20 auf das Identifikationsmittel 70 durch induktive Kopplung übertragen, sodass die Identifikationsvorrichtung 60 passiv ausgestaltet sein kann.
2 zeigt eine erste Variation der Ausführungsform der 1. Dort ist eine teilweise Aufspaltung der Erkennungsvorrichtung 10 zu erkennen. So wird diese zwar weiter von einem einzigen Mikrocontroller 32 gesteuert, jedoch sind zwei Kommunikationsmittel 20 in Form von zwei Spulen 22a und 22b sowie zwei Readerschaltungen 34 in Form der Readerschaltungen 34a und 34b vorgesehen. All diese Funktionen sind entsprechend miteinander in Kommunikationsverbindung für Daten, sodass eine erfindungsgemäße Kommunikation für die zur Verfügung Stellung der jeweiligen Funktion über beide Spulen 22a und 22b zur vorgesehen werden kann. Insbesondere sind die beiden Kommunikationsmittel 20 an unterschiedlichen Positionen des Fahrzeugs angeordnet, sodass z. B. die erste Spule 22a im Bereich des Fahrzeugfensters angeordnet ist und dort über dem Näherungssensor die Zugangsfunktion auslösen kann. Wird anschließend die Identifikationsvorrichtung z. B. in der Mittelkonsole des Fahrzeugs 200 abgelegt, so ist dort die zweite Spule 22b vorgesehen, die damit in einen NFC-Kontakt mit der Spule 72 der Identifikationsvorrichtung 60 treten kann und die Fahrberechtigungsfunktion zur Verfügung stellt.
Die 3 zeigt eine weitere Variante der 1 und 2 in Kombination. So ist dort zusätzlich zu einem einzelnen Mikrocontroller 32 auch nur eine einzige Readerschaltung 34 vorgesehen. Jedoch teilt sich diese über einen Umschalter 36 auf die beiden Spulen 22a und 22b der Kommunikationsmittel 20 auf. Dies vereinfacht die Ausführungsform der 2 weiter, ohne die Funktionalität separat anordenbarer Spulen 22a und 22b einzuschränken. Ansonsten funktioniert diese Ausführungsform in gleicher Weise.
In 4 ist schematisch ein Fahrzeug 200 dargestellt, welches mit einem erfindungsgemäßen Erkennungssystem 100 ausgestattet ist. Auch hier ist gut zu erkennen, dass die Regelungseinheit 30 in signalkommunizierendem Kontakt mit zwei Spulen 22 steht, welche an unterschiedlichen Positionen des Fahrzeugs angeordnet sind. Insbesondere können auf diese Weise Orte gewählt werden, welche die entsprechende Funktion in besonders vorteilhafter Weise für den Fahrer zur Verfügung stellen.
Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen behandeln die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können die zu den einzelnen Beispielen beschriebenen Merkmale, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Erkennungsvorrichtung
20: Kommunikationsmittel
22: Spule
22a: erste Spule
22b: zweite Spule
30: Regelungseinheit
32: Mikrocontroller
34: Reader-Schaltung
34a: erste Reader-Schaltung
34b: zweite Reader-Schaltung
36: Umschalter
40: Auslösemittel
42: Näherungssensor
50: Abschirmung
60: Identifikationsvorrichtung
70: Identifikationsmittel
72: Identifikationsspule
80: Elektronikeinheit
100: Erkennungssystem
200: Fahrzeug
210: Zündungsschalter
220: Steuergerät

Claims

Erkennungsvorrichtung (10) für die Bereitstellung einer Zugangsfunktion und einer Fahrberechtigungsfunktion eines Fahrzeugs (200), aufweisend zumindest ein Kommunikationsmittel (20) für die Kommunikation mit einer Identifikationsvorrichtung (60) für das Fahrzeug (200), und wenigstens eine Regelungseinheit (30) in signalkommunizierendem Kontakt mit dem zumindest einen Kommunikationsmittel (20), wobei das zumindest eine Kommunikationsmittel (20) und/oder die wenigstens eine Regelungseinheit (30) dafür eingerichtet sind, sowohl die Zugangsfunktion, als auch die Fahrberechtigungsfunktion für das Fahrzeug (200) zur Verfügung zu stellen.
Erkennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kommunikationsmittel (20) ausgebildet ist, um mit der Identifikationsvorrichtung (60) für das Fahrzeug (200) Daten auszutauschen und/oder die Identifikationsvorrichtung (60) für das Fahrzeug (200) mit Strom versorgen zu können.
Erkennungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kommunikationsmittel (20) eine Spule (22) zur induktiven Kopplung mit der Identifikationsvorrichtung (60) für das Fahrzeug (200) aufweist.
Erkennungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das zumindest eine Kommunikationsmittel (20) wenigstens ein Auslösemittel (40) vorhanden ist, das die Kommunikation zwischen dem zumindest einen Kommunikationsmittel (20) und der Identifikationsvorrichtung (60) für das Fahrzeug (200) auslösen kann.
Erkennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösemittel (40) wenigstens eine Näherungssensor (42) aufweist, der die Annährung der Identifikationsvorrichtung (60) für das Fahrzeug (20) und/oder die Annäherung einer Person oder eines Körperteils einer Person erkennen kann.
Erkennungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösemittel (40) ausgebildet sind für den zyklischen Versuch des Beginns der Kommunikation durch das zumindest eine Kommunikationsmittel (20).
Erkennungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kommunikationsmittel (20) vorhanden sind, die insbesondere an unterschiedlichen Orten des Fahrzeugs (10) anordbar sind.
Identifikationsvorrichtung (60) für die Auslösung einer Zugangsfunktion und einer Fahrberechtigungsfunktion eines Fahrzeugs (200), aufweisend zumindest ein Identifikationsmittel (70) für die Kommunikation mit einer Erkennungsvorrichtung (10), insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 7, für das Fahrzeug (200) und wenigstens eine Elektronikeinheit (80), die mit dem zumindest einen Identifikationsmittel (70) signalkommunizierend verbunden ist, wobei das zumindest eine Identifikationsmittel (70) und/oder die wenigstens eine Elektronikeinheit (80) dafür eingerichtet sind, sowohl die Zugangsfunktion, als auch die Fahrberechtigungsfunktion für das Fahrzeug (200) zur Verfügung zu stellen.
Identifikationsvorrichtung (60) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest ein Identifikationsmittel (70) als passives, aktivierbares Identifikationsmittel (70) ausbildet ist.
Erkennungssystem (100) für eine Zugangsfunktion und eine Fahrberechtigungsfunktion eines Fahrzeugs (200), aufweisend wenigstens eine Erkennungsvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 7 und zumindest eine Identifikationsvorrichtung (60) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 8 oder 9.