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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabe für einen beweglichen Teil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Tür, einer Heckklappe oder dergleichen, die eine handhabenseitige Elektronikbaugruppe mit einer handhabenseitigen Funkeinrichtung und einer handhabenseitigen Sensoreinrichtung umfasst, wobei von den handhabenseitigen Einrichtungen Daten auf effiziente Weise zu einer fahrzeugseitigen Steuereinrichtung übertragbar sind. Ferner offenbart die Erfindung ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Kraftfahrzeug zwischen einer Handhabe für einen beweglichen Teil des Kraftfahrzeugs und einer fahrzeugseitigen Steuereinrichtung.
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Um einem unbefugten Zutritt zu einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, zu verhindern, verwenden moderne Zugangsberechtigungssysteme oder Zugangsanordnungen in Fahrzeugen elektronische Sicherungssysteme, bei denen zur Authentifizierung eines Benutzers eine Datenkommunikation zwischen einer ersten Kommunikationseinrichtung des Fahrzeugs mit einer zweiten Kommunikationseinrichtung in einem mobilen Identifikationsgeber des Benutzers, wie einem Schlüssel oder Schlüsselanhänger, erfolgt. Bei einer sog. passiven Zugangsanordnung werden von einer ersten Kommunikationseinrichtung des Fahrzeugs, insbesondere getriggert durch ein Berühren oder Annähern an einen Sensor in einem Türgriff durch die Hand eines Benutzers, Anfragesignale (insbesondere niederfrequente Anfragesignale, z.B. bei 125kHz) ausgesendet. Ein von dem Benutzer mitgeführter mobiler Identifikationsgeber, der ein Anfragesignal empfängt, wird auf den Empfang des Anfragesignals mit einem entsprechenden Antwortsignal (insbesondere ein hochfrequentes Antwortsignal, z. B. bei 433 MHz) antworten, um ein Authentifizierungsvorgang bzw. Vor-Authentifizierungsvorgang einzuleiten. Dabei werden Daten ausgetauscht, in denen letztlich der mobile Identifikationsgeber seinen Authentifizierungscode dem Fahrzeug übermittelt. Bei erfolgreicher Überprüfung des Authentifizierungscodes ist es möglich, dass ein Benutzer, der sich direkt am Fahrzeug befindet, durch Betätigen des Türgriffs ein Entriegeln der entsprechenden Fahrzeugtür oder aller Fahrzeugtüren erzielt. Da hier kein aktives Betätigen eines mechanischen oder elektrischen Identifikationsgebers bzw. Schlüssels durch einen Benutzer vorgenommen werden muss, wird diese Art der Zugangsberechtigung auch als passive Zugangsberechtigungsprüfung, und die entsprechenden Zugangsberechtigungssysteme als passive elektronische Zugangsberechtigungssysteme bezeichnet.
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Neben dieser gerade beschriebenen Möglichkeit der Authentifizierung, bei der getriggert durch einen Annäherungssensor im Türgriff Anfragesignale und Antwortsignale über eine Distanz von 0,5 bis 5 m ausgetauscht werden, ist auch eine kurzreichweitige Funkkommunikation z. B. gemäß dem NFC (near field communication = Nahfeldkommunikation)-Standard über eine Distanz von bis zu 10 cm denkbar. Insbesondere ist es dabei auch möglich, ein NFC-Lesegerät im Türgriff anzuordnen, das dann mit einem passiven NFC-Element (NFC-TAG), wie einer Scheckkarte, oder einem aktiven NFC-Element, wie einem Mobiltelefon, in Verbindung tritt, um einen Authentifizierungsvorgang durchzuführen, bei dem letztlich ein Authentifizierungscode eines NFC-Elements an das Fahrzeug übermittelt wird.
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Aufgrund des immer größer werdenden Bedarfs, zur Erlangung des Zutritts zu einem Fahrzeug nicht nur einen herkömmlichen Identifikationsgeber in Form eines Schlüssels, sondern auch andere persönliche tragbare elektronische Geräte zu verwenden, müssten sowohl ein Annäherungssensor für einen herkömmlichen Identifikationsgeber sowie ein NFC-Lesegerät an der Fahrzeugaußenseite, insbesondere an einem Türgriff vorgesehen sein. Nun verfügt die Elektronik von Annäherungssensoren üblicherweise über eine 2-Draht-Versorgung mit einer Stromschnittstelle. Zur unidirektionalen Übermittlung des Status der Sensoren wird der Laststrom, den die Elektronik aus der Versorgung entnimmt, in einen Code moduliert. Ein fahrzeugseitiges Steuergerät, das die Sensorelektronik versorgt, detektiert die Strommodulation und entnimmt ihr den übermittelten Status der Sensoren. Anders hingegen sind NFC-Lesegeräte mit dem fahrzeugseitigen Steuergerät über ein Datenbussystem verbunden, in der Regel über einen LIN (local interconnect network = lokales Verbindungsnetzwerk)-Bus. Beim Zusammenfassen beider Sensoren bzw. Geräte in einem Türgriff ist somit eine 4-Draht-Schnittstelle zu verwenden, nämlich mit einer gemeinsamen Masseleitung, einer Versorgungsleitung für die Sensorelektronik, einer Versorgungsleitung des NFC-Lesegeräts und einer LIN-Signalleitung. Die Versorgungen der Sensorelektronik und des NFC-Lesegeräts können nicht zusammengefasst werden, weil sonst der Versorgungsstrom des NFC-Lesegeräts die Strommodulation der Sensorelektronik überlagert und die Fahrzeugelektronik den Status der Sensoren nicht mehr zuverlässig erkennen kann. Nachteilig daran ist jedoch der hohe vorrichtungstechnische Aufwand durch die Verwendung von vier Leitungen, die zudem noch in den geringen Abmessungen des Türgriffs untergebracht werden müssen.
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Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Möglichkeit zur Authentifizierung an einem Fahrzeug über verschiedene Kommunikationswege bei minimiertem vorrichtungstechnischem Aufwand durchzuführen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Dabei weist eine Handhabe für einen beweglichen Teil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Tür, einer Heckklappe oder dergleichen folgende Merkmale auf. Sie hat eine Signalleitung zum Übertragen von Signalen zwischen einer handhabenseitigen Elektronikbaugruppe und zumindest einer handhabenexternen Steuervorrichtung. Handhabenextern bedeutet hierbei, dass die Steuervorrichtung nicht Teil der Handhabe ist, jedoch beispielsweise Teil des beweglichen Teils oder allgemein Teil des Fahrzeugs sein kann. Insbesondere kann die handhabenexterne Steuervorrichtung ein Türsteuergerät oder insbesondere ein Karosseriesteuergerät (Body-Controller) sein. Ferner umfasst die Handhabe eine handhabenseitige Elektronikbaugruppe mit einer handhabenseitigen Funkeinrichtung zur Kommunikation mit einem externen Funkgerät, die mit der Signalleitung verbunden ist, und dafür ausgelegt ist, Daten mit der zumindest einen handhabenexternen Steuervorrichtung auszutauschen (insbesondere Daten zwischen dem externen Funkgerät und der handhabenexternen Steuervorrichtung über die Signalleitung auszutauschen bzw. als Übergabeschnittstelle zu vermitteln. Das externe Funkgerät kann dabei ein passives Funkelement sein, das für die Kommunikation zuerst von der handhabenseitigen Funkeinrichtung drahtlos mit Energie versorgt wird, es kann aber auch als aktives Funkelement ausgebildet sein, das eine eigene Energieversorgung aufweist. Kennzeichen der Erfindung ist nun, dass die handhabenseitige Elektronikbaugruppe ferner eine handhabenseitige Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Annäherung eines Benutzers an die Handhabe oder einer Berührung eines Teils der Handhabe, wobei die handhabenseitige Sensoreinrichtung derart mit der handhabenseitigen Funkeinrichtung verbunden ist, um Sensordaten über die handhabenseitige Funkeinrichtung an die Signalleitung weiter zu geben. Aufgrund dieser Ausführung ist es somit möglich, dass die handhabenseitige Sensoreinrichtung nicht eine eigene zusätzliche Signalleitung zur Weitergabe von Sensordaten benötigt, sondern die gleiche Signalleitung wie die handhabenseitige Funkeinrichtung benutzen kann. Auf diese Weise wird die Anzahl der Leitungen und somit der vorrichtungstechnische Aufwand in der Handhabe reduziert.
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Die Handhabe kann einen an dem beweglichen Teil des Kraftfahrzeugs für einen Benutzer von außen (von der Außenseite des Kraftfahrzeugs) zugänglichen Griff aufweisen. Insbesondere ist dieser Griff als ein Hohlkörper ausgebildet, in dessen Inneren die Elektronikbaugruppe unterbringbar ist. Der Griff kann gemäß einer Ausgestaltung unbeweglich am beweglichen Teil des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Alternativ ist jedoch eine Handhabe mit einem Griff denkbar, die über eine Betätigung des Benutzers relativ zu dem beweglichen Teil des Kraftfahrzeugs verschwenkt und/oder bewegt werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Handhabe hat diese ferner zwei elektrische Versorgungsleitungen für die Elektronikbaugruppe, insbesondere eine gemeinsame Versorgungsspannungsleitung und eine gemeinsame Masseleitung, zur elektrischen Versorgung der handhabenseitigen Funkeinrichtung und der handhabenseitigen Sensoreinrichtung. Auf diese Weise ist eine 3-Draht-Schnittstelle mit zwei elektrischen Versorgungsleitungen und einer Datenleitung in Form der Signalleitung möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die handhabenseitige Funkeinrichtung und die Signalleitung Teil eines Datenbussystems, insbesondere eines LIN-Bus-Systems. Auf diese Weise kann eine kostengünstige Kommunikation zwischen einer Vielzahl von Sensoren bzw. Funkeinrichtungen geschaffen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat die handhabenseitige Funkeinrichtung einen funkeinrichtungsseitigen Mikrocontroller, der zur Sensordatenweitergabe durch die handhabenseitige Sensoreinrichtung aufweckbar ist. Das bedeutet, die handhabenseitige Funkeinrichtung bzw. deren funkeinrichtungsseitiger Mikrocontroller müssen nicht immer im aktiven Zustand bzw. Normal-Modus sein (obwohl sie für die handhabenseitige Sensoreinrichtung quasi die Übergabeschnittstelle oder das Gateway zur Signalleitung sind), sondern können bei Bedarf zur Sensordatenweitergabe durch die handhabenseitige Sensoreinrichtung aus dem Schlaf-Modus aufgeweckt werden. Auf diese Weise kann Strom zum Betrieb der handhabenseitigen Elektronikbaugruppe gespart werden. Auf der anderen Seite müssen die Sensordaten, wenn eine Berührung oder Annäherung eines Benutzers an den Griff erfasst wurde, schnellst weitergeleitet werden, was durch das Aufwecken des funkeinrichtungsseitigen Mikrocontrollers durch die handhabenseitige Sensoreinrichtung realisierbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die handhabenseitige Funkeinrichtung eine funkeinrichtungsseitige Datenschnittstelleneinrichtung auf, die mit der Signalleitung verbunden ist, und die durch den funkeinrichtungsseitigen Mikrocontroller für einen Datenaustausch über die Signalleitung aufweckbar ist. Das bedeutet, dass auch die funkeinrichtungsseitige Datenschnittstelleneinrichtung nicht ständig in einem aktiven Zustand bzw. in einem Normal-Modus sein muss, sondern bei Bedarf durch den funkeinrichtungsseitigen Mikrocontroller aus dem Schlaf-Modus geweckt werden kann (der wiederum zur Sensordatenweitergabe durch die handhabenseitige Sensoreinrichtung aufgeweckt wurde). Auf diese Weise kann weiter Strom bei der handhabenseitigen Elektronikbaugruppe gespart werden.
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Schließlich ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Handhabe die funkeinrichtungsseitige Datenschnittstelleneinrichtung dafür ausgelegt, über die Signalleitung ein Aufwecksignal an die zumindest eine handhabenexterne Steuervorrichtung zu senden, um diese für einen Datenaustausch über die Signalleitung aufzuwecken. Dies stellt einen weiteren Beitrag zur möglichen Energieeinsparung dar, da auch die handhabenexterne Steuervorrichtung nicht ständig in einem aktiven Zustand bzw. Wachzustand sein muss, sondern bei Bedarf durch die funkeinrichtungsseitige Datenschnittstelleneinrichtung aufgeweckt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Handhabe ist die handhabenseitige Funkeinrichtung dafür ausgelegt, mit dem externen Funkgerät über einen Nahbereichsfunkstandard, insbesondere dem NFC-Standard oder dem Bluetooth-Standard (Industriestandard gemäß IEEE 802.15.1 für die Datenübertragung zwischen Geräten über kurze Distanz per Funktechnik), zu kommunizieren. Durch eine derartige Nahfeldkommunikation lassen sich somit sicherheitstechnisch kritische Vorgänge wie die Authentifizierung eines externen Funkgeräts an der Handhabe bzw. dem Kraftfahrzeug realisieren. Wie gesagt, können dabei als externe Funkgeräte passive Funkelemente oder aktive Funkelemente, insbesondere Mobiltelefone, verwendet werden.
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Die handhabenseitige Sensoreinrichtung kann dabei ein oder mehrere Sensorelemente aufweisen, die als Näherungssensorelemente und/oder als Berührungssensorelemente ausgebildet sind. Ferner kann, wie oben bereits erwähnt, der Griff der Handhabe als ein Hohlkörper ausgebildet sein, wobei sich das eine oder die mehreren Sensorelemente im Inneren des Griffs befinden. Befindet sich der Benutzer in der Nähe des Griffs bzw. berührt den Griff, so wird diese Aktion durch das oder die Sensorelemente erfasst. Es ist nun ferner möglich, dass die handhabenseitige Sensoreinrichtung einen sensoreinrichtungsseitigen Mikrocontroller umfasst, der mit dem einen oder den mehreren Sensorelementen oder einer Zwischenverarbeitungseinrichtung von diesen verbunden ist. Auf diese Weise können Annäherungen bzw. Berührungen des Griffs durch einen Benutzer von den Sensorelementen erfasst und an den sensorseitigen Mikrocontroller weiter geleitet werden, der, wie oben bereits beschrieben, diese erfassten Sensordaten an die handhabenseitige Funkeinrichtung zur Übertragung an eine handhabenexterne Steuervorrichtung weiterleitet (evtl. nachdem zuerst alle entsprechenden Komponenten aufgeweckt bzw. in einem aktiven Zustand überführt worden sind).
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Die handhabenexterne Steuervorrichtung kann dabei insbesondere Teil eines fahrzeugseitigen Sicherungssystems wie eines Zugangssystems sein, die nach Erhalt der Sensordaten, mit denen eine Annäherung bzw. eine Berührung des Griffs angezeigt werden, beispielsweise über Niederfrequenz(LF = low frequency)-Antennen ein oder mehrere Anfragesignale aussendet, um einen Authentifizierungsvorgang mit einem von dem Benutzer mitgeführten mobilen Identifikationsgeber einzuleiten, bei dem dann beispielsweise über eine Hochfrequenz(RF = radio frequency)-Verbindung Identifizierungscodes ausgetauscht werden. Bei erfolgreicher Überprüfung insbesondere des Identifizierungscodes des mobilen Identifikationsgebers auf Seiten des Fahrzeugs kann es dann zu einem Ent- und/oder Verriegelung des beweglichen Teils des Fahrzeugs (einer Fahrzeugtür oder dergleichen) kommen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug mit folgenden Merkmalen geschaffen. Es hat einen beweglichen Teil, insbesondere in Form einer Tür, einer Heckklappe oder dergleichen. Ferner hat es eine Handhabe gemäß obiger Darstellung oder einer Ausgestaltung hiervon, die mit dem beweglichen Teil zusammenwirkt und insbesondere an dem beweglichen Teil vorgesehen bzw. angebracht ist, und hat schließlich zumindest eine fahrzeugseitige Steuervorrichtung (entsprechend der handhabenexternen Steuervorrichtung zur Kommunikation über die Signalleitung mit der handhabenseitigen Elektronikbaugruppe der Handhabe). Auf diese Weise wird ein Kraftfahrzeug geschaffen, das mit minimiertem vorrichtungstechnischem Aufwand mehrere Möglichkeiten zur Authentifizierung aufweist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Kraftfahrzeug geschaffen, das eine Handhabe für einen beweglichen Teil eines Kraftfahrzeugs und eine fahrzeugseitige Steuervorrichtung umfasst. Die Handhabe hat dabei eine handhabenseitige Funkeinrichtung zur Kommunikation mit einem externen Funkgerät, und eine handhabenseitige Sensoreinrichtung zur Erfassung der Berührung oder Annäherung eines Benutzers an den Griff. Bei dem Verfahren werden dabei zunächst Sensordaten von der handhabenseitigen Sensoreinrichtung zu der handhabenseitigen Funkeinrichtung übertragen. Dann werden diese Sensordaten von der handhabenseitigen Funkeinrichtung zu der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung über eine Signalleitung weitergeleitet. Das bedeutet, dass die beiden Komponenten der Handhabe, die handhabenseitige Funkeinrichtung und die handhabenseitige Sensoreinrichtung lediglich eine einzige Signalleitung benötigen, um mit der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung zu kommunizieren. Auf diese Weise wird der vorrichtungstechnische Aufwand bei der Auslegung der Handhabe für den beweglichen Teil des Fahrzeugs minimiert.
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Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird vor dem Schritt des Übertragens von Sensordaten ein funkeinrichtungsseitiger Mikrocontroller der handhabenseitigen Funkeinrichtung aufgeweckt. Dieses Aufwecken bzw. Aktivieren geschieht durch die handhabenseitige Sensoreinrichtung und hat den Vorteil, dass die handhabenseitige Funkeinrichtung bzw. der Mikrocontroller nicht ständig aktiv sein muss, sondern sich in einem schlafenden bzw. inaktiven Zustand befinden kann, um Strom zu sparen, aber dann bei Bedarf seitens der handhabenseitigen Sensoreinrichtung wieder aufweckbar ist.
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Des Weiteren ist es denkbar, dass vor dem Schritt des Weiterleitens der Sensordaten ein steuereinrichtungsseitiger Mikrocontroller der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung aufgeweckt wird. Somit ist es auch hier möglich, dass auf Seiten der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung Strom gespart wird, in dem die fahrzeugseitige Steuervorrichtung bzw. deren steuereinrichtungsseitiger Mikrocontroller aufgeweckt wird, wobei dieser dann bei Bedarf von der handhabenseitigen Sensoreinrichtung über die handhabenseitige Funkeinrichtung wieder aktivierbar ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Handhabe sind, soweit auf das Kraftfahrzeug oder das Verfahren übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftfahrzeugs oder das Verfahren anwendbar, und umgekehrt.
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Im Folgenden sollen nun beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Kommunikationsanordnung in einem Fahrzeug mit einer Türgriffelektronikbaugruppe und einer fahrzeugseitigen Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Übertragung von Sensordaten von der Türgriffelelektronikbaugruppe zur fahrzeugseitigen Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Kommunikationsanordnung gemäß 1.
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Es sei zunächst auf 1 verwiesen, in der eine Kommunikationsanordnung FKA für ein Kraftfahrzeug gezeigt ist. Die Kommunikationsanordnung FKA besteht dabei im Wesentlichen aus einer Elektronikbaugruppe EBG, die vorteilhafterweise in einer Handhabe bzw. in dem Griff einer Handhabe für den beweglichen Teil eines Fahrzeugs, insbesondere einer Tür, einer Heckklappe oder dergleichen vorgesehen ist. Die Elektronikbaugruppe EBG hat dabei einen Masseanschluss GND, der mit einer Masseleitung GL verbunden ist, und hat einen Spannungsversorgungsanschluss VBAT, der mit einer Spannungsversorgungsleitung VL verbunden ist. Über diese beiden Anschlüsse ist die Energieversorgung der Elektronikbaugruppe EBG bzw. der darin vorgesehenen Komponenten sichergestellt. Schließlich hat die Elektronikbaugruppe EBG einen Datenanschluss LING, der mit einer Datenleitung bzw. Signalleitung SL verbunden ist.
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Ferner umfasst die Elektronikbaugruppe EBG eine handhabenseitige Funkeinrichtung NFCE, die insbesondere zur Kommunikation gemäß dem NFC-Standard ausgebildet ist. Des Weiteren umfasst die Elektronikbaugruppe EBG eine handhabenseitige Sensoreinrichtung SE zur Erfassung der Berührung oder Annäherung eines Benutzers an die Handhabe bzw. den Griff an der Handhabe. Beide Einrichtungen NFCE und SE werden über eine gemeinsame Spannungsversorgung SPV mit Energie bzw. Spannung versorgt, wobei diese Spannungsversorgungseinrichtung SPV mit dem Spannungsversorgungsanschluss VBAT in elektrischer Verbindung steht und einen Masseanschluss aufweist.
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Betrachtet man die handhabenseitige Funkeinrichtung NFCE genauer, so hat dieses als zentralen Baustein einen funkeinrichtungsseitigen Mikrocontroller MCN, der mit einer Basisstation BST in Verbindung steht. Die Basisstation BST dient dabei zur Frequenzerzeugung bzw. Frequenzverarbeitung, einschließlich Modulation und Demodulation, für Funksignale, die über ein Antennenanpassungsnetzwerk („antenna front end“) FEA von einer Antenne ANTN abgestrahlt oder von dieser empfangen werden können. Des Weiteren ist der funkeinrichtungsseitige Mikrocontroller MCN über interne Sende-/Empfangsleitungen TXD und RXD mit einer funkeinrichtungsseitigen Datenschnittstelleneinrichtung LSEG (insbesondere in der Form einer LIN-Sende-/Empfangseinrichtung) verbunden, die wiederum mit dem Datenanschluss LING in Verbindung steht. Die Sende-/Empfangsleitungen TXD bzw. RXD sind dabei mit Eingangs-/Ausgangsanschlüssen LIN, I/O, des funkeinrichtungsseitigen Mikrocontrollers MCN verbunden.
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Betrachtet man nun die handhabenseitige Sensoreinrichtung SE, so hat diese als zentralen Baustein einen sensoreinrichtungsseitigen Mikrocontroller MCS, der über einen sensoreinrichtungsseitigen Signalumsetzer FES mit einem oder mehreren Sensorelementen SES in Verbindung steht. Dabei können als Sensorelemente SES beispielsweise drei kapazitive Sensoren und ein Hallsensor vorgesehen sein, um die Annäherung oder Berührung der Hand eines Benutzers an die Handhabe bzw. den Griff der Handhabe zu erfassen. Des Weiteren ist der sensoreinrichtungsseitige Mikrocontroller MCS mit dem funkeinrichtungsseitigen Mikrocontroller MCN verbunden, um Sensordaten bzw. Sensorinformationen zur Weiterleitung an die fahrzeugseitige Steuervorrichtung FST zu übergeben, wie es unten noch näher erläutert werden wird.
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Die fahrzeugseitige Steuervorrichtung FST hat zunächst einen steuervorrichtungsseitigen Datenanschluss LINB, der wie der Anschluss LING mit der Signalleitung SL in Verbindung steht. Insbesondere kann die Signalleitung SL Teil eines LIN(local interconnect network)-Datenbusses für ein serielles Kommunikationssystem zur Kommunikation von Sensoren und dergleichen in Kraftfahrzeugen sein. Die Elektronikbaugruppe EBG bzw. deren handhabenseitige Funkeinrichtung NFCE sowie die fahrzeugseitige Steuervorrichtung FST können dabei Kommunikationsteilnehmer innerhalb des LIN-Busses sein. Insbesondere kann die Elektronikbaugruppe EBG ein Slave-Teilnehmer (untergeordneter Teilnehmer) sein, und kann die fahrzeugseitige Steuervorrichtung FST ein Master-Teilnehmer (übergeordneter Teilnehmer) sein.
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Die fahrzeugseitige Steuervorrichtung, die insbesondere als ein Karosseriesteuergerät („body controller“) ausgebildet sein kann, weist als zentralen Baustein einen fahrzeugseitigen Mikrocontroller MCB auf. Dieser kann über entsprechende Sende-/Empfangsleitungen TXD und RXD mit einer fahrzeugseitigen Datenschnittstelleneinrichtung (insbesondere in der Form einer LIN-Sende-/Empfangseinrichtung) LSEB kommunizieren, um über die Signalleitung SL Daten aus der Elektronikbaugruppe EBG zu empfangen oder Daten bzw. Botschaften dort hin zu übertragen. Die Sende-/Empfangsleitungen TXD bzw. RXD sind dabei mit Eingangs-/Ausgangsanschlüssen LIN, I/O, CC des fahrzeugseitigen Mikrocontrollers MCB verbunden.
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Im Folgenden soll nun anhand des Ablaufdiagramms von 2 eine mögliche Übertragung von Sensordaten der handhabenseitigen Sensoreinrichtung SE an die fahrzeugseitige Steuervorrichtung FST gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt werden.
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Zur Veranschaulichung des Ablaufs der Übertragung von Sensordaten werden die vier wesentlichen Komponenten der Kommunikationsanordnung FKA in Blöcken dargestellt, wobei in diesen Blöcken die einzelnen Verfahrensschritte in zeitlicher Reihenfolge von oben nach unten im Bild dargestellt sind.
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Gemäß einem Schritt S1 wird von dem sensoreinrichtungsseitigen Mikrocontroller MCS die Annäherung eines Objekts (wie eines Benutzers) an die Handhabe bzw. ein Berührung der Handhabe oder eines Teils davon über das oder die Sensorelemente SES erfasst. Dabei kann der Mikrocontroller MCS in bestimmten Zeitintervallen (beispielsweise zwischen 20 und 100 ms) von einem Schlafzustand in einen Normal-Modus (aktivierten Zustand) gebracht werden, in dem er in der Lage ist, die Sensorelemente SES zu überwachen. Hat der Mikrocontroller MCS gemäß Schritt S1 ein Objekt erfasst, so müssen entsprechende Sensordaten an die handhabenseitige Funkeinrichtung bzw. den funkeinrichtungsseitigen Mikrocontroller MCN übertragen werden. Zu diesem Zweck muss der Mikrocontroller MCS den Mikrocontroller MCN gemäß Schritt S2 aufwecken. Dies geschieht beispielsweise durch Auslösen eines Interrupts am Mikrocontroller MCN. Sobald der Mikrocontroller MCN gemäß Schritt N1 aufgeweckt ist, beginnt er mit seiner Initialisierungsroutine. Dabei initialisiert er das Datenkommunikationssystem für die Übertragung über die Signalleitung SL. Insbesondere versetzt er gemäß Schritt N2 die funkeinrichtungsseitige Datenschnittstelleneinrichtung LSEG in einen Normal-Modus (aktivierten Zustand), indem er an einem Ausgang das Signal SLP_N für die Datenschnittstelleneinrichtung LSEG ausgibt. Dann wird gemäß Schritt N3 ein Aufweck-Puls (Slave-Wake-Up-Puls, 150µs „low“) zunächst über eine Sendeleitung TXD, dann über die Signalleitung SL zur fahrzeugseitigen Datenschnittstelleneinrichtung LSEB gesendet. Diese empfängt den Aufweckpuls über die Signalleitung SL gemäß Schritt L1. Zur Beschleunigung der Datenübertragung erfolgen nun verschiedene Schritte auf Seiten der Elektronikbaugruppe EBG (links im Bild) und auf Seiten der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung FST (rechte Seite im Bild) parallel.
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Während auf Seiten des Mikrocontrollers MCN der handhabenseitigen Funkeinrichtung NFCE eine Anfrage an den sensorseitigen Mikrocontroller MCS mit der Aufforderung zur Datenübertragung gemäß Schritt N4 gestellt wird und entsprechende Sensordaten SD bzw. ein Sensorcode gemäß Schritt S3 zum funkeinrichtungsseitigen Mikrocontroller MCN gesendet werden, weckt die Datenschnittstelleneinrichtung LSEB parallel dazu gemäß Schritt L2 den fahrzeugseitigen Mikrocontroller MCB über eine Empfangsleitung RXD auf. Dies geschieht beispielsweise durch Auslösen eines Interrupts am Mikrocontroller MCB an dessen Interrupt-Eingang. Entsprechend wird der fahrzeugseitige Mikrocontroller MCB gemäß Schritt B1 aufgeweckt bzw. in seinen Normal-Modus gebracht. Gemäß Schritt B2 wird die fahrzeugseitige Datenschnittstelleneinrichtung LSEB durch ein Signal SLP_N vom Mikrocontroller MCB wieder in dem Normal-Modus gebracht.
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Inzwischen hat der funkeinrichtungsseitige Mikrocontroller MCN gemäß Schritt N5 eine vorbestimmte Zeit gewartet (damit auf Seiten der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung FST alle notwendigen Intialisierungsvorgänge abgeschlossen werden konnten) und überträgt nun gemäß Schritt N6 die Sensordaten SD zunächst über die Sendeleitung TXD, dann über die Signalleitung SL an die fahrzeugseitige Datenschnittstelleneinrichtung LSEB. Diese empfängt gemäß Schritt L3 die Sensordaten über die Signalleitung SL und gibt diese Sensordaten auf die Empfangsleitung RXD an den fahrzeugseitigen Mikrocontroller MCB weiter. Dieser empfängt gemäß Schritt B3 die Sensordaten an einem separaten Empfangsanschluss CC und verarbeitet diese.
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Beispielsweise kann die fahrzeugseitige Steuervorrichtung FST ansprechend auf den Empfang der Sensordaten eine nicht dargestellte fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtung dazu veranlassen, ein oder mehrere Anfragesignale an einen benutzerseitigen mobilen Identifikationsgeber zu senden, damit im Rahmen einer Zugangsberechtigungsprüfung eine Authentifizierung des mobilen Identifikationsgebers gegenüber dem Fahrzeug durchgeführt werden kann.
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Es sei nun in 3 verwiesen, in der eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Kommunikationsanordnung FKA realisiert in einem Fahrzeug FZ gezeigt ist. Das Fahrzeug FZ hat dabei einen beweglichen Teil in Form einer Türe T, an deren Außenseite und für einen Benutzer zugänglich ein Griff bzw. Türgriff TG angeordnet ist. Der Türgriff TG ist dabei als ein Hohlkörper ausgebildet, in dessen Innerem sich die Elektronikbaugruppe EBG befindet. Sowohl der Türgriff selbst als auch die darin verbaute Elektronik gehören zur Handhabe HAH der Türe T.
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Die Elektronikbaugruppe EBG umfasst die handhabenseitige Sensoreinrichtung SE sowie die handhabenseitige Funkeinrichtung NFCE. Dabei wird die Elektronikbaugruppe von einer Batterie BAT des Fahrzeugs über die Versorgungsleitung VL (und die Masseleitung GL) mit Strom versorgt. Auf der anderen Seite besteht über die Datenleitung SL zwischen der Elektronikbaugruppe EBG und der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung FST eine Datenverbindung.
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Zur Erlangung eines Zutritts zum Fahrzeug ermöglicht die vorliegende Erfindung zwei Wege: Zum Einen ist es möglich, dass ein Benutzer BE seine Hand FH in die Nähe der handhabenseitigen Sensoreinrichtung SE bringt oder den Türgriff TG berührt, damit ein entsprechender Authentifizierungsvorgang gestartet wird, wie es gemäß 2 beschrieben worden ist.
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Weiterhin ist es möglich, dass ein externes Funkgerät, wie beispielsweise ein Mobiltelefon MFG sehr nahe (bis zu einem maximalen Abstand von ca. 10 cm) an den Griff TG bzw. die handhabenseitige Funkeinrichtung NFCE gebracht wird, damit auf diese Weise eine Kommunikation über einen Nahbereichsfunkverbindung, insbesondere gemäß dem NFC-Standard durchgeführt werden kann.
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Zur Erfassung, ob sich ein externes Funkgerät, wie ein Mobiltelefon MFG, in unmittelbarer Nähe zur handhabenseitigen Funkeinrichtung NFCE befindet, wird der funkeinrichtungsseitige Mikrocontroller MCN in bestimmten Zeitintervallen (beispielsweise zwischen 100 und 300 ms) von einem Schlafzustand in einen Normal-Modus (aktivierten Zustand) gebracht werden, in dem er in der Lage ist, über die Antenne ANTN Anfragesignale an einen potentiellen Kommunikationspartner auszusenden. Hat der Mikrocontroller MCN ein Antwortsignal eines externen Funkgeräts erhalten, so können über die Nahbereichsfunkschnittstelle FSS Daten ausgetauscht werden. Dabei ist es möglich, dass über die Nahbereichsfunkschnittstelle FSS die externe Funkeinrichtung einen entsprechenden Identifikationscode über die handhabenseitige Funkeinrichtung NFCE und die Datenleitung SL zur fahrzeugseitigen Steuervorrichtung FST überträgt, die den Identifikationscode überprüft und bei positivem Prüfergebnis beispielsweise die Tür T des Fahrzeugs entriegelt.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit eine Authentifizierung eines Benutzers am Fahrzeug über mehrere verschiedene Wege, wobei der vorrichtungstechnische Aufwand insbesondere in der Griffelektronik reduziert wurde, ohne einen großen Verlust in der Reaktionszeit von der Erfassung der Annäherung an die handhabenseitige Sensoreinrichtung bis zum Beginn des Authentifizierungsvorgangs, eingeleitet durch die fahrzeugseitige Steuervorrichtung FST, hinnehmen zu müssen.
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Es sei bemerkt, dass es ferner möglich ist, anstelle der in 1 dargestellten Ausführung, bei der die handhabenseitige Sensoreinrichtung und die handhabenseitige Funkeinrichtung jeweils einen eigenen Mikrocontroller haben, lediglich nur einen Mikrocontroller für beide Einrichtungen vorzusehen. Dieser Mikrocontroller ist dann dafür eingerichtet, einerseits das oder die Sensorelemente SES regelmäßig abzufragen und die handhabenseitige Datenschnittstelle LSEG aufzuwecken, wenn Sensordaten an die fahrzeugseitige Steuervorrichtung übermittelt werden müssen.
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Zusammenfassend ist somit eine Elektronikbaugruppe für eine Handhabe eines beweglichen Teils eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Tür, einer Heckklappe oder dergleichen, beschrieben, die eine Signalleitung zum Übertragen von Signalen zwischen der handhabenseitigen Elektronikbaugruppe und zumindest einer handhabenexternen Steuervorrichtung aufweist. Ferner hat die Elektronikbaugruppe eine handhabenseitigen Funkeinrichtung zur Kommunikation mit einem externen Funkgerät, die mit der Signalleitung verbunden ist, und dafür ausgelegt ist, Daten mit der zumindest einen handhabenexternen Steuervorrichtung auszutauschen (insbesondere Daten zwischen dem externen Funkgerät und der handhabenexternen Steuervorrichtung auszutauschen). Außerdem hat die Elektronikbaugruppe eine handhabenseitige Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Annäherung eines Benutzers an die Handhabe oder einer Berührung eines Teils der Handhabe, wobei die handhabenseitige Sensoreinrichtung derart mit der handhabenseitigen Funkeinrichtung verbunden ist, um Sensordaten über die handhabenseitige Funkeinrichtung an die Signalleitung weiterzugeben. Auf diese Weise kann eine Authentifizierung eines Benutzers am Fahrzeug über mehrere verschiedene Wege unter Reduzierung des vorrichtungstechnischen Aufwands realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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