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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Türschließsystem.
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Bei Kraftfahrzeugen werden die Türen häufig mit einer Zentralverriegelung ausgestattet, wobei die Schlösser der Türen zur Steigerung des Komforts mittels eines elektronischen Schlüssels über Infrarot- oder HF-Strahlung fernbedienbar sein können. Meistens ist die Kraftfahrzeugtür mit einem zusätzlichen mechanischen Schloss versehen, das mittels eines zugehörigen mechanischen Schlüssels betätigbar ist, falls der elektronische Schlüssel ausfällt. Dieser Ausfall kann sowohl durch eine leere Bordnetzbatterie als auch durch eine leere Batterie innerhalb des elektronischen Schlüssels erfolgen. Dabei kann die Bordnetzbatterie zur Versorgung eines Türsteuergeräts mit einer Empfangseinrichtung für das Sendesignal des elektronischen Schlüssels dienen, um nachfolgend die Zentralverriegelung in Gang zu setzen. Die zusätzliche Batterie innerhalb des elektronischen Schlüssels dient zur Ausstrahlung der Sendeleistung des Schlüssels.
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Sofern eine dieser Batterien bei den bekannten Systemen ausfällt, muss die Kfz-Tür mit dem zusätzlichen mechanischen Schlüssel betätigt werden.
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Zur Erhöhung des Diebstahlschutzes werden im Kraftfahrzeug zunehmend elektronische Mittel eingesetzt, die beispielsweise auch elektronische Schließsysteme für die Türen und das Zündschlüsselsystem umfassen. Beispielsweise ist aus der
DE 34 36 761 A1 ein Schließsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches einen elektronischen Betriebsschlüssel mit einem zugehörigen Zündschlosssystem umfasst, wobei kodierte Betriebssignale ausgetauscht werden. Dieser Betriebsschlüssel kann gleichzeitig zur Öffnung der Kraftfahrzeugtüren als auch zur Inbetriebsetzung des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Auch hier benötigt der Betriebsschlüssel zu seiner Funktion eine eigene Energiequelle, die nach einer gewissen Gebrauchsdauer erschöpft ist, so dass ein zusätzlicher mechanischer Schlüssel erforderlich ist, um zumindest die Kraftfahrzeugtüren zu öffnen.
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Zur Lösung des technischen Problems, einen Zugang zum Kraftfahrzeug bei entladener Bordnetzbatterie ohne mechanischen Schlüssel zu gewährleisten, offenbart die gattungsgemäße
DE 44 04 501 A1 , dass ein Notbetrieb insbesondere bei ausfallender Bordbatterie des Kraftfahrzeuges dadurch eingerichtet werden kann, indem gemäß ersten Vorschlag eine externe Steckdose außerhalb des Fahrzeuges angebracht ist, über die das Bordnetz von außen problemlos mit Energie versorgt werden kann, so dass das elektronische Türsteuergerät zur Betätigung der Zentralverriegelung in Gang gesetzt werden kann. Hierdurch kann auch bei völligem Ausfall der Bordbatterie zumindest eine Betätigung der Türschließanlage erfolgen, so dass die Kraftfahrzeugtüren einschließlich Motorhaube oder Kofferrumdeckel betätigt werden können. Durch diese Maßnahmen kann auf ein zusätzliches mechanisches Schloss vollkommen verzichtet werden, so dass einfache, herkömmliche elektronische Schlüssel verwendbar sind.
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In alternativer Ausbildung weist die Kfz-Elektronik eine Spannungsüberwachung auf, welche bei schadhafter Bordbatterie auf eine innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnete Notbatterie umschaltet, um die notwendige Energie zur Betätigung des Türsteuergerätes und insbesondere der Zentralverriegelung zu liefern.
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Aus der
DE 10 2015 213 984 A1 ist ein Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie für eine Verriegelungssteuerung einer Türvorrichtung bekannt, wobei elektrische Energie aus einer Bewegung eines Türbetätigungselements erzeugt wird, wobei die elektrische Energie in einem Energiespeicher gespeichert wird und anschließend der Verriegelungssteuerung zugeführt wird.
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Aus der
DE 100 49 321 A1 ist eine Vorrichtung zur externen Stromeinspeisung in ein Kraftfahrzeug zur Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern bekannt, die intern an einen Stromspeicher eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes angeschlossen sind, wobei in dem Kraftfahrzeug eine induktive Empfangseinrichtung angeordnet ist, die mit zumindest einem Verbraucher im Kraftfahrzeug verbunden ist und in die außen induktiv elektrischer Strom einkoppelbar ist. Vorzugsweise ist dabei die Empfangseinrichtung an die Steuereinheit eines elektronischen Fahrzeug-Zugangsberechtigungssystems angeschlossen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde ein elektrisches Türschließsystem mit von außerhalb des Kraftfahrzeuges zugänglichen Kontaktelementen zum Anschließen einer externen Spannungsquelle zu verbessern.
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Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein elektronisches Türschließsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Hierzu umfasst das elektronische Türschließsystem eines Kraftfahrzeuges mindestens einen Empfänger für Sendesignale eines elektronischen Schlüssels, mindestens ein Steuergerät zur mechanischen Ver- und Entriegelung mindestens einer Kraftfahrzeugtür, mindestens ein von außerhalb des Kraftfahrzeuges zugängliches Kontaktelement zum Anschließen einer externen Spannungsquelle und mindestens ein Schaltelement, wobei im Kraftfahrzeug eine Steuereinheit für das Schaltelement vorgesehen ist, die mit dem mindestens einen Kontaktelement und einer Bordnetzbatterie verbunden ist, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Spannungslage an dem Kontaktelement und der Bordnetzbatterie das Schaltelement in eine erste Schaltstellung oder eine zweite Schaltstellung zu schalten, wobei in der ersten Schaltstellung das Kontaktelement von dem elektrischen Bordnetz entkoppelt ist und in der zweiten Schaltstellung mindestens die für die Ver- und Entriegelung notwendigen elektrischen Bordnetzverbraucher mit dem Kontaktelement verbunden und von der Bordnetzbatterie entkoppelt werden. Dies erhöht die Sicherheit, da eine Umschaltung auf das Kontaktelement nur in Abhängigkeit einer Spannungslage an der Bordnetzbatterie möglich ist, also wenn deren Spannung einen Schwellwert unterschreitet. Somit wird verhindert, dass bei ausreichend geladener Bordnetzbatterie das Kontaktelement für Manipulationen benutzt werden kann. Vorzugsweise ist das Kontaktelement als Steckdose ausgebildet.
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Dabei ist in einer Ausführungsform das elektrische Türschließsystem derart ausgebildet, dass nur für die Ver- und Entriegelung notwendigen elektrischen Bordnetzverbrauchen in der zweiten Schaltstellung mit dem Kontaktelement verbunden werden. Dies reduziert ebenfalls Manipulationsmöglichkeiten, wobei zusätzlich der benötigte Strom von der externen Spannungsquelle auf ein Minimum beschränkt wird.
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In einer alternativen Ausführungsform werden zusätzlich noch die Bordnetzverbraucher einer elektrischen Parkbremse mit dem Kontaktelement verbunden, sodass nach dem Zutritt zum Kraftfahrzeug die elektrischen Parkbremse gelöst werden kann, um das Kraftfahrzeug abzuschleppen, insbesondere wenn keine geeignete externe Spannungsquelle zum Aufladen der Bordnetzbatterie vorhanden ist oder die Bordnetzbatterie defekt ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Türschließsystem derart ausgebildet, dass in der zweiten Schaltstellung alle Bordnetzverbraucher mit dem Kontaktelement verbunden werden. Dies führt zwar zu einem erhöhten Strombedarf, den die externe Spannungsquelle abdecken muss, andererseits vereinfacht dies die Verkabelung.
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In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit derart ausgebildet, eine für das Bordnetz ungeeignete Spannungslage zu blocken oder zu transformieren. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit Spannungsbegrenzer wie beispielsweise Zenerdioden aufweist. Auch kann die Steuereinheit Hochsetz- und/oder Tiefsetzsteller aufweisen oder Umrichter. Alternativ kann vorgesehen sein, dass bei einer unpassenden Spannungslage (z. B. einer zu hohen Gleichspannung) das Schaltelement nicht in die zweite Schaltstellung geschaltet wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit mit weiteren Schutzvorrichtungen wie beispielsweise Filtern ausgebildet, um die Einkopplung von Störsignalen zu verhindern. Alternativ oder ergänzend können auch reversible oder irreversible Stromsicherungen vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine Schaltelement als Relais ausgebildet, sodass eine galvanische Trennung in den jeweiligen Schaltstellungen errichtet wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit derart ausgebildet, nach einer vorgegebenen Zeit von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung zurückzuschalten. Auch dies erhöht die Sicherheit gegen Manipulationsversuche.
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In einer alternativen Ausführungsform umfasst das elektronische Türschließsystem mindestens einen Empfänger für Sendesignale eines elektronischen Schlüssels, mindestens ein Steuergerät zur mechanischen Ver- und Entriegelung mindestens einer Kraftfahrzeugtür, mindestens ein von außerhalb des Kraftfahrzeuges zugängliches Kontaktelement zum Anschließen einer externen Spannungsquelle und mindestens ein Schaltelement, wobei im Kraftfahrzeug eine Schutzvorrichtung für das Bordnetz vorgesehen ist, die mit dem Kontaktelement verbunden ist, wobei die Schutzvorrichtung derart ausgebildet ist, eine für das Bordnetz ungeeignete Spannungslage zu blocken oder zu transformieren und einen Steuerstrom für das Schaltelement zu erzeugen, um das Schaltelement in eine erste Schaltstellung oder eine zweite Schaltstellung zu schalten, wobei in der ersten Schaltstellung das Kontaktelement von dem elektrischen Bordnetz entkoppelt ist und in der zweiten Schaltstellung mindestens die für die Ver- und Entriegelung notwendigen elektronischen Bordnetzverbraucher mit dem Kontaktelement verbunden und von der Bordnetzbatterie entkoppelt werden.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die vorangegangen Ausführungsformen Bezug genommen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:
- 1 ein elektronisches Türschließsystem in einer ersten Ausführungsform,
- 2 ein elektronisches Türschließsystem in einer zweiten Ausführungsform,
- 3 ein elektronisches Türschließsystem in einer dritten Ausführungsform,
- 4 ein elektronisches Türschließsystem in einer vierten Ausführungsform,
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In der 1 ist ein elektronisches Türschließsystem 1 in einem Kraftfahrzeug 100 dargestellt. Das elektronische Türschließsystem 1 umfasst notwendige elektrische Bordnetzverbraucher 2 zum Ver- und Entriegeln mindestens einer nicht dargestellten Kraftfahrzeugtür. Die elektrischen Bordnetzverbraucher 2 umfassen mindestens einen Empfänger (symbolisiert durch die Antenne) für Sendesignale eines elektronischen Schlüssels 20 sowie mindestens ein Steuergerät zur mechanischen Ver- und Entriegelung der Kraftfahrzeugtür. Die konkrete Umsetzung kann dabei sehr unterschiedlich sein. So kann beispielsweise der Empfänger als NFC-Empfänger ausgebildet sein, der die empfangenen Signale an ein weiteres Steuergerät (z.B. Bordnetzsteuergerät oder Zentralverriegelungssteuergerät) übermittelt, wo dann die Zugangsberechtigung geprüft wird, wobei bei einem positiven Ergebnis dieses Steuergerät ein Türsteuergerät zur mechanischen Ver- oder Entriegelung ansteuert. Der Empfänger kann aber beispielsweise auch direkt in ein Steuergerät integriert sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Entriegelung mittels eines Signals eines externen Servers eines Dienstanbieters erfolgt. Hierzu ruft der Nutzer den Dienstanbieter an und identifiziert sich. Bei positiver Authentifizierung sendet dann der Server ein Signal an das Kraftfahrzeug, das von einem Empfänger empfangen wird. Aufgrund dieses Signals wird ein Ansteuersignal zur Entriegelung erzeugt, das dann beispielsweise von einem Türsteuergerät umgesetzt wird.
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Weiter ist mindestens ein von außerhalb des Kraftfahrzeuges 100 zugängliches Kontaktelement 3 vorgesehen, an das eine externe Spannungsquelle 30 anschließbar ist. Das mindestens eine Kontaktelement 3 kann dabei beispielsweise als Steckdose oder Buchse ausgebildet sein. Mit dem Kontaktelement 3 ist eine Steuereinheit 4 verbunden, die ein Schaltelement 5 bestehend aus einer Spule 6 und einem Wechselschalter 7 ansteuert. Das Schaltelement 5 kann in eine erste Schaltstellung oder eine zweite Schaltstellung geschaltet werden, wobei in der 1 die erste Schaltstellung dargestellt ist. In der ersten Schaltstellung sind sowohl die notwendigen elektrischen Bordnetzverbraucher 2 zum Ver- und Entriegeln der Kraftfahrzeugtür als auch die restlichen Bordnetzverbraucher 9 mit der Bordnetzbatterie 8 verbunden. Im Fall einer Tiefentladung kann die Bordnetzbatterie 8 insbesondere die Bordnetzverbraucher 2 nicht mehr ausreichend versorgen. Um nun dennoch Zutritt zum Kraftfahrzeug 100 zu ermöglichen, kann an das Kontaktelement 3 die externe Spannungsquelle 30 angeschlossen werden. Die Steuereinheit 4 erfasst nun eine Spannung an dem Kontaktelement 3 sowie die Spannungslage der Bordnetzbatterie 8 (kleiner als ein Schwellwert) und steuert daraufhin das Schaltelement 5 in die zweite Schaltstellung. In der zweiten Schaltstellung sind die Bordnetzverbraucher 2 über die Steuereinheit 4 mit dem Kontaktelement 3 verbunden. Dabei erfolgt die Umschaltung nur, wenn eine ausreichende Spannung an dem Kontaktelement anliegt und gleichzeitig die Spannung der Bordnetzbatterie unterhalb des Schwellwertes liegt. In der Steuereinheit 4 ist eine Schutzvorrichtung 10 angeordnet, die beispielsweise Überspannungen, Überströme und/oder hochfrequente Störsignale abblockt. Werden nun die Bordnetzverbraucher 2 über das Kontaktelement 3 versorgt, so können wieder Sendersignale des elektronischen Schlüssels 20 empfangen und ausgewertet werden und nach positivem Ergebnis die Kraftfahrzeugtür entriegelt werden. Der Nutzer kann dann in das Kraftfahrzeug 100 einsteigen und von innen beispielsweise die Motorhaube entriegeln, sodass die Bordnetzbatterie 8 geladen werden kann. Steuereinheit 4 und Schaltelement 5 können als Baueinheit 11 ausgebildet sein und beispielsweise in einen Sicherungskasten eingesteckt werden. Somit lassen sich sehr einfach Kraftfahrzeuge 100 nachrüsten bzw. in der Produktion sehr einfach unterschiedliche Varianten herstellen.
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In der 2 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt. Der einzige Unterschied zum Ausführungsbeispiels gemäß 1 ist, dass in der zweiten Schaltstellung zusätzlich die notwendigen Bordnetzverbraucher 12 einer elektronischen Parkbremse mit dem Kontaktelement 3 verbunden werden, sodass das Kraftfahrzeug 100 abgeschleppt werden kann.
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In der 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der alle Bordnetzverbraucher 2, 9. 12 (symbolisiert durch einen einzigen Verbraucher) auf das Kontaktelement 3 geschaltet werden und von der Bordnetzbatterie 8 entkoppelt werden.
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Schließlich ist in der 4 eine weitere alternative Ausführungsform dargestellt, wobei anstelle der Steuereinheit 4 nur die Schutzvorrichtung 10 an dem Kontaktelement 3 angeordnet ist, die bei Anlegen einer geeigneten Spannung an das Kontaktelement 3 des Schaltelements 5 in die zweite Schaltstellung schaltet. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass diese rein passiv ohne Logik aufgebaut sein kann. Hinsichtlich der Möglichkeiten, welche Verbraucher mit dem Kontaktelement 3 verbunden werden, kann auf die Ausführungen zu 1 - 3 verwiesen werden, wobei vorzugsweise das komplette Bordnetz umgeschaltet wird. Auch Schutzvorrichtung 10 und Schaltelement 5 können wieder als steckbare Baueinheit 11 ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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| elektronisches Türschließsystem |
1 |
| elektrisches Bordnetzverbraucher |
2 |
| Kontaktelement |
3 |
| Steuereinheit |
4 |
| Schaltelement |
5 |
| Spule |
6 |
| Wechselschalter |
8 |
| Bordnetzbatterie |
7 |
| Restliche Bordnetzverbraucher |
9 |
| Schutzvorrichtung |
10 |
| Baueinheit |
11 |
| Bordnetzverbraucher einer Parkbremse |
12 |
| Elektronischer Schüssel |
20 |
| Externe Spannungsquelle |
30 |
| Kraftfahrzeug |
100 |
