DE102019006415B3

DE102019006415B3 - Verfahren und Vorrichtung zur externen elektrischen Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102019006415B3
Application number: DE102019006415.1A
Authority: DE
Inventors: David Widdecke
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2039-09-12
Also published as: CN114450198A; US20220332287A1; WO2021047864A1

Abstract

Verfahren zur externen elektrischen Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen (5) eines Fahrzeuges (1) im Falle einer Fehlfunktion einer internen elektrischen Energieversorgung dieser Vorrichtungen (5) durch eine im Fahrzeug (1) angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle (11), um eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) bereitzustellen.Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, lediglich einen Teil der Steuereinrichtungen (5) des Fahrzeuges (1), insbesondere lediglich entriegelungsrelevante Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1), über eine externe elektrische Energiespeicherquelle mit elektrischer Energie zu versorgen, um eine schlüssellose Authentifizierung des berechtigten Nutzers durchzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur externen elektrischen Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen eines Fahrzeuges im Falle einer Fehlfunktion einer internen elektrischen Energieversorgung dieser Vorrichtungen durch eine im Fahrzeug angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle, um eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges bereitzustellen. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die DE 102 36 957 B4 betrifft Schließeinrichtungen umfassend ein verriegelbares und entriegelbares Schloss an einem Mobilteil der Fahrzeugkarosserie, wo auch ein Griff zum Öffnen des Mobilteils sitzt. Im Griff sind Griffsensoren angeordnet, die ansprechen, wenn das Zugangs- und Betriebssteuersystem wirksam gesetzt wird, welches aus einem ID-Geber, einem ID-Receiver sowie Kommunikationseinheiten für den ID-Geber besteht.
Die DE 10 2007 026 165 A1 betrifft eine Schaltvorrichtung zum elektrischen Verbinden mehrerer Verbraucher eines Kraftfahrzeuges mit mindestens einer elektrischen Energiequelle, wobei die Schaltvorrichtung mindestens einen elektromotorisch angetriebenen Schalter aufweist, wobei der Schalter mehrere Schaltstellungen hat und bei den verschiedenen Schaltstellungen jeweils verschiedene Verbraucher einzeln, zusammen oder in vorgegebenen Gruppen mit der mindestens einen Energiequelle verbindbar oder von dieser trennbar sind.
Die DE 102 43 318 B4 betrifft ein Fahrberechtigungssystem für Verkehrsmittel, mit fahrzeugfester Erkennungseinrichtung zum Durchführen einer die Nutzungsberechtigung prüfender Kommunikation mit einer mobilen Freigabeeinrichtung sowie einem Zündschloss für einen Zündschlüssel und einer Steuergeräteeinheit zum Aktivieren von Zündschloss-Funktionen, wie Anlassen und Abschalten des Motors, wenn der Zündschlüssel im Zündschloss in eine entsprechende Stellung gebracht wird.
Die DE 10 2018 212 407 B3 betrifft ein elektronisches Türschließsystem eines Kraftfahrzeuges, umfassend mindestens einen Empfänger für die 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 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 des Kraftfahrzeuges 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.
Die DE 100 49 321 A1 betrifft eine Vorrichtung zur externen Stromeinspeisung in ein Kraftfahrzeug, zur Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern, die intern an einen Stromspeicher eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes angeschlossen sind.
Um den Betrieb von Verbrauchern wie insbesondere elektronische Zugangsberechtigungssystemen auch dann zu ermöglichen, wenn das Bordnetz beispielsweise durch Entladung oder Defekt des Stromspeichers ausfällt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in dem Kraftfahrzeug eine induktive Empfangseinrichtung angeordnet ist, die zumindest mit einem Verbraucher im Kraftfahrzeug verbunden ist und in die von außen induktiv elektrischer Strom einkoppelbar ist.
Die US 2017/0089104 A1 betrifft ein elektrisches Türfreigabesystem und eine elektrische Türfreigabemethode.
In modernen Fahrzeugen erfolgt im Rahmen einer Zugangsfreigabe zu dem Fahrzeug eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers, wobei ein Zugang zum Fahrzeug lediglich gestattet wird, wenn die schlüssellose Authentifizierung des berechtigten Nutzers erfolgreich war. Hierbei wird beispielsweise eine funktechnische Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem mobilen Identifikationsgeber, den der berechtigte Nutzer bei sich trägt, eingesetzt, um die schlüssellose Authentifizierung komfortabel zu ermöglichen. Unter einer schlüssellosen Authentifizierung ist somit zu verstehen, dass auf einen mechanischen und/oder körperlich ausgebildeten Schlüssel verzichtet wird.
In modernen Fahrzeugen wird nicht nur auf mechanisch und/oder körperlich ausgebildete Schlüssel verzichtet, sondern auch auf mechanisch und/oder körperlich ausgebildete Notfallschlüssel für eine Notfallentriegelung des Fahrzeuges. Insbesondere beim Anbieten von Shared-Services, wie z.B. Car-Sharing, werden Schlüsselrechte digital ohne eine reale Begegnung zwischen Entleiher und Verleiher übergeben, sodass auch kein Notschlüssel übergeben werden kann, falls dieser existiert.
Problematisch an der schlüssellosen Authentifizierung ist, dass fahrzeugseitige entriegelungsrelevante Vorrichtungen mit elektrischer Energie versorgt werden müssen, um eine schlüssellose Authentifizierung zu ermöglichen. Im Falle einer Betriebsstörung und/oder Fehlfunktion einer Fahrzeugbatterie des Fahrzeuges oder einem sonstigen Schaden eines Bordnetzes des Fahrzeuges kann eine schlüssellose Authentifizierung nicht erfolgen, da die fahrzeugseitigen entriegelungsrelevanten Vorrichtungen in einem solchen Fall nicht mit elektrischer Energie versorgt werden. Falls eine solche Fehlfunktion des Fahrzeuges nach einer Verriegelung des Fahrzeuges auftritt, kann der berechtigte Nutzer keinen Zugang zum Fahrzeug erlangen. In Fällen, in denen kein mechanisch und/oder körperlich Notfallschlüssel vorhanden und/oder vorgesehen ist, ist ein zerstörungsfreier Zugang zum Fahrzeug nicht mehr möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zerstörungsfreie Entriegelung eines Fahrzeuges im Falle einer Betriebsstörung und/oder Fehlfunktion einer Fahrzeugbatterie des Fahrzeuges oder einem sonstigen Schaden eines Bordnetzes des Fahrzeuges bereitzustellen, insbesondere eine zerstörungsfreie Entriegelung des Fahrzeuges bereitzustellen, die auch in einer Notfallsituationen eine schlüssellose Authentifizierung ermöglicht, sodass lediglich ein berechtigter Nutzer einen Zugang zum Fahrzeug erlangt.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, lediglich einen Teil der Steuereinrichtungen des Fahrzeuges, insbesondere lediglich entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges, über eine externe elektrische Energiespeicherquelle mit elektrischer Energie zu versorgen, um eine schlüssellose Authentifizierung des berechtigten Nutzers durchzuführen. Da lediglich ein Teil der Steuereinrichtung des Fahrzeuges mit elektrischer Energie versorgt wird, können beispielsweise externe mobile Energiespeicherquellen eingesetzt werden, die eine elektrische Energiespeicherkapazität aufweisen, die beispielsweise durch Smartphone-Akkumulatoren und/oder durch USB-PowerBanks bereitgestellt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur externen elektrischen Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen eines Fahrzeuges im Falle einer Fehlfunktion einer internen elektrischen Energieversorgung dieser Vorrichtungen durch eine im Fahrzeug angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle, um eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges bereitzustellen, sieht vor, dass eine externe elektrische Energiespeicherquelle eine Schutzschaltungsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird.
Unter intern kann verstanden werden, dass ein Bauteil im Fahrzeug angeordnet ist und im verriegelten Zustand des Fahrzeuges von außen nicht zugänglich ist. Unter extern kann verstanden werden, dass ein Bauteil außerhalb des Fahrzeuges angeordnet ist.
Die interne elektrische Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen des Fahrzeuges durch die im Fahrzeug angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle sorgt im fehlfunktionsfreien Betriebszustand des Fahrzeuges dafür, dass eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers ermöglicht wird. Unter einer internen elektrischen Energiespeicherquelle kann eine elektrische Energiespeicherquelle verstanden werden, die im Fahrzeug angeordnet ist und im verriegelten Zustand des Fahrzeuges von außen nicht zugänglich ist. Diese elektrische Energiespeicherquelle kann beispielsweise eine elektrische Fahrzeugbatterie und/oder ein elektrischer Fahrzeugakkumulator sein.
Unter einer schlüssellosen Authentifizierung kann eine Authentifizierung zu verstehen sein, die auf den Einsatz eines mechanischen und/oder körperlich ausgebildeten Schlüssel verzichtet und eine Authentifizierung über eine digitale Datenübertragung, insbesondere eine funktechnische digitale Datenübertragung, zwischen einem mobilen Identifikationsgeber, der sich außerhalb des Fahrzeuges befindet, und entriegelungsrelevanter Vorrichtungen, die im Fahrzeug angeordnet sind.
Die externe elektrische Energiespeicherquelle kann eine mobile elektrische Energiespeicherquelle sein, die sich dadurch auszeichnet, dass sie von einem stationären Energieversorgungsnetz, insbesondere von einem stationären Spannungsversorgungnetz, getrennt ist.
Die externe elektrische Energiespeicherquelle kann über Bestromungsanschlüsse, die auch bei einem verriegelten Fahrzeug von außen zugänglich ausgebildet sind, elektrisch so verbunden werden, dass die Schutzschaltungsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird. Hierbei können die Bestromungsanschlüsse eine elektrische Verbindung zwischen der externen elektrischen Energiespeicherquelle und der Schutzschaltungsvorrichtung ausbilden.
Ferner sieht das Verfahren vor, dass die Schutzschaltungsvorrichtung die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges zerstörungsfrei betrieben werden können. Hierdurch können beispielsweise Beschädigungen von Fahrzeugkomponenten, insbesondere eines Bordnetzes und/oder entriegelungsrelevanter Vorrichtungen, durch unsachgemäßen Gebrauch verhindert werden. Ferner können hierdurch auch vorsätzliche Beschädigungsversuche (z.B. durch Elektroschocker) verhindert werden. Ferner können alle weiteren elektrischen Spannungen und/oder elektrischen Ströme unterbunden werden, die oberhalb einer vordefinierten Betriebsspannung (Arbeitsspannung) und/oder eines vordefinierten Betriebsstroms (Arbeitsströme) liegen.
Ferner sieht das Verfahren vor, dass Schutzschaltungsvorrichtung ausschließlich entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges, insbesondere entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind, mit elektrischer Energie versorgt, um die erforderliche externe elektrische Energiemenge zu reduzieren. Da lediglich ein Teil der Steuereinrichtung des Fahrzeuges mit elektrischer Energie versorgt wird, können beispielsweise externe mobile Energiespeicherquellen eingesetzt werden, die eine elektrische Energiespeicherkapazität aufweisen, die beispielsweise durch Smartphone-Akkumulatoren und/oder durch USB-PowerBanks bereitgestellt werden kann.
Die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges können beispielsweise eine elektrische Zündschlosseinheit und/oder eine Funkempfängereinheit und/oder eine Türsteuergeräteinheit und/oder eine elektrischen Türaktoreinheit und/oder eine Signalerfassungsvorrichtung umfassen. Die elektrische Zündschlosseinheit kann kommunizierend mit der Funkempfängereinheit und/oder der Türsteuergeräteinheit und/oder der Signalerfassungsvorrichtung verbunden sein. Die kommunizierende Verbindung kann über einen Bussystem ausgebildet sein.
Die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind, können beispielsweise durch die elektrische Zündschlosseinheit und die Funkempfängereinheit ausgebildet sein. Die elektrische Zündschlosseinheit kann kommunizierend mit der Funkempfängereinheit verbunden sein. Die kommunizierende Verbindung kann über einen Bussystem ausgebildet sein.
Durch eine dedizierte Energieversorgung dieser Fahrzeugkomponenten wird nur ein Bruchteil der elektrischen Energie benötigt, die im Vergleich für ein Nachladen der Fahrzeugbatterie benötigt würde. Somit kann die externe elektrische Energiespeicherquelle bezüglich ihrer räumlichen Dimensionen kleiner ausgebildet sein als eine Fahrzeugbatterie.
Um eine weitere Reduzierung der erforderlichen externen Energiemenge zu erzielen, kann es vorgesehen sein, dass eine zweistufige und/oder zeitlich versetzte Energieversorgung der entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges erfolgt. Hierbei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass zunächst die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind, mit elektrischer Energie versorgt werden und erst nach einer positiven Authentifizierung des berechtigten Nutzers die restlichen entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges, insbesondere die Türsteuergeräteinheit und/oder die elektrische Türaktoreinheit und/oder die Signalerfassungsvorrichtung.
Im Notfall können entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind, über eine elektrische Energiespeicherquelle eines mobilen Identifikationsgeber mit elektrischer Energie versorgt werden. Der mobile Identifikationsgeber kann beispielsweise ein Smartphone oder ein Transponderschlüssel sein.
Ferner sieht das Verfahren vor, dass nach der elektrischen Energieversorgung der entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges durch die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges bereitgestellt wird. Insbesondere kann die schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges durch entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges bereitgestellt werden, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind.
Ferner sieht das Verfahren vor, dass die schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges mittels eines mobilen Identifikationsgebers bei einer externen Energieversorgung der entriegelungsrelevanten Vorrichtungen durch die externe elektrische Energiespeicherquelle in gleicher Weise erfolgt wie eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges bei einer internen Energieversorgung der entriegelungsrelevanten Vorrichtungen durch eine im Fahrzeug angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle.
Die Authentifizierung kann mittels des mobilen Identifikationsgebers mit den originären Bedienelementen des Identifikationsgebers durchgeführt werden. Nach einer erfolgreichen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers kann eine mechanische Entriegelung des Fahrzeuges, insbesondere einer Fahrzeugtür, erfolgen.
Die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges können hierbei die folgenden Verfahrensschritte ausführen:

Die elektrische Zündschlosseinheit kann die schlüssellose Authentifizierung durchführen und gibt den Befehl zur Entriegelung erst, wenn ein valider Digital-Schlüssel außerhalb des Fahrzeuges erkannt wurde. Hierfür kann die elektrische Zündschlosseinheit eine Anfrage an die Funkempfängereinheit senden, ob ein die Funkempfängereinheit ein Funksignal mit einem Digital-Schlüssel empfangen hat. Falls die Funkempfängereinheit einen Digital-Schlüssel empfangen hat, kann dieser zur Validierung an die elektrische Zündschlosseinheit übermittelt werden. Falls die elektrische Zündschlosseinheit einen validen Digital-Schlüssel feststellt, sendet Sie einen Befehl an die Türsteuergeräteinheit, mit der Aufforderung, die elektrische Türaktoreinheit zu Entriegelung eines Türschlosses anzusteuern. Die Türsteuergeräteinheit steuert die elektrische Türaktoreinheit derart an, dass eine Sperrklinke des Türschlosses über einen Elektromotor der elektrischen Türaktoreinheit entsperrt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die elektrische Zündschlosseinheit erst einen Befehl an die Türsteuergeräteinheit übermittelt, wenn sie einen validen Digital-Schlüssel feststellt hat und wenn sie ein Betätigungssignal von der Signalerfassungsvorrichtung erhalten hat. Die Signalerfassungsvorrichtung kann durch eine Türgriffvorrichtung ausgebildet sein.

Die schlüssellose Authentifizierung findet somit in regulärer Weise statt, die der im Normalbetrieb vorgesehenen schlüssellose Authentifizierung entspricht, bei der das Fahrzeug keine Betriebsstörung und/oder Fehlfunktion der Fahrzeugbatterie oder keine sonstigen Schaden des Bordnetzes aufweist. Somit kann eine zerstörungsfreie Entriegelung des Fahrzeuges ermöglicht werden, die auch in einer Notfallsituationen eine schlüssellose Authentifizierung ermöglicht, wobei diese schlüssellose Authentifizierung den vordefinierten Sicherheitsstandards genügt und lediglich einem berechtigten Nutzer einen Zugang zum Fahrzeug ermöglicht.
Nach einer Fahrzeugentriegelung kann die externe elektrische Energiequelle vom Fahrzeug getrennt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge-sehen, dass die externe elektrische Energiespeicherquelle durch einen mobilen Identifikationsgeber zur schlüssellosen Authentifizierung des berechtigten Nutzers des Fahrzeuges bereitgestellt wird, und/oder dass die externe elektrische Energiespeicherquelle durch einen mobilen elektrischen Energiespeicher, insbesondere durch eine USB-Powerbank, bereitgestellt wird, und/oder dass die externe elektrische Energiespeicherquelle über einen oder mehrere Bestromungsanschlüsse, insbesondere über wenigstens einen USB-Anschluss und/oder über wenigstens einen Klemmenanschluss, mit der Schutzschaltungsvorrichtung elektrisch verbindbar ist.
Im Notfall können entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind, über eine elektrische Energiespeicherquelle eines mobilen Identifikationsgeber mit elektrischer Energie versorgt werden. Der mobile Identifikationsgeber kann beispielsweise ein Smartphone oder ein Transponderschlüssel sein.
Falls die von einem mobilen Identifikationsgeber zur Verfügung gestellte externe elektrische Energiemenge nicht ausreicht, um elektromechanische Bauteile, wie zum Beispiel eine Türaktoreinheit des Fahrzeuges zum elektrischen Öffnen eine Schließsystems ausreichend mit elektrischer Energie zu versorgen, kann beispielsweise alternativ und/oder zusätzlich eine USB-Powerbank als externe elektrische Energiespeicherquelle eingesetzt werden. Die USB-Powerbank kann als USB-C Powerbank ausgebildet sein.
Die externe elektrische Energiespeicherquelle kann über einen oder mehrere Bestromungsanschlüsse mit der Schutzschaltungsvorrichtung elektrisch verbindbar sein. Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein USB-Anschluss, insbesondere ein USB-PD-Anschluss und/oder ein USB-C-Anschluss, und wenigstens zweipoliger Klemmanschluss vorhanden wird. Während der zweipolige Klemmanschluss wenigstens zwei Stromversorgungsleitungen aufweist, bildet der USB-Anschluss eine Kommunikationsleitung und eine Stromversorgungsleitung aus, wobei übersichthalber im Folgenden lediglich die Kommunikationsleitung des USB-Anschluss genannt wird, wobei jedoch damit immer eine Kommunikationsleitung und eine Stromversorgungsleitung des USB-Anschluss gemeint ist. Der USB-Anschluss kann einen Stecker, insbesondere einen weiblichen Stecker, ausbilden, ausbilden, in dem die Kommunikationsleitung und die Stromversorgungsleitung des USB-Anschluss münden.
Der mobile Identifikationsgeber, insbesondere ein Smartphone oder ein Transponderschlüssel, können über einen USB-Anschluss mit einer Kommunikationsleitung verbunden sein.
Eine USB-Powerbank kann über den USB-Anschluss mit einer Kommunikationsleitung verbunden sein.
Insbesondere eignen sich ein USB-C-Anschluss, damit diesen Standard eine hohe Stromstärke übertragen werden kann bei gleichzeitiger räumlich kleiner Ausdehnung der erforderlichen Stecker.
Ferner können über einen USB-C-Anschluss eine Vielzahl von Endgeräten, insbesondere eine Vielzahl von USB-C-Powerbanks, elektrisch verbunden werden, sodass der berechtigten Nutzer seine vorhandenen elektronischen Endgeräte für die externe elektrische Energieversorgung einsetzen kann.
Um das Spektrum möglicher Anschlüsse zu erweitern, kann zudem ein Klemmenanschluss vorhanden sein. Dieser kann durch den Anschluss eines zweipoligen Ladegerätes genutzt werden. In Frage kommen beispielsweise ein Überbrückungskabel, ein KFZ-Ladegerät oder nahezu jeder zweipolige Anschluss.
Je nach verfügbarem Zubehör, kann der berechtigte Nutzer zwischen einem USB-C Anschluss oder einem herkömmlichen Klemmenanschluss analog zur Fremdstartstützstelle wählen. Um Strom einzuspeisen, kann beispielsweise eine Powerbank an den USB-C Anschluss angeschlossen werden, oder ein Überbrückungskabel kann an den Klemmenanschluss geklemmt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge-sehen, dass die Schutzschaltungsvorrichtung einen Hochspannungs-Schutz bereitstellt, und/oder dass die Schutzschaltungsvorrichtung einen Überspannungs-Schutz bereitstellt, und/oder dass die Schutzschaltungsvorrichtung einen Restspannungsspitzen-Schutz bereitstellt, und/oder dass die Schutzschaltungsvorrichtung einen Verpolungs-Schutz bereitstellt, und/oder dass die Schutzschaltungsvorrichtung die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges ein Betriebsstrom von im Wesentlichen 5A und/oder eine Betriebsspannung von im Wesentlichen 15 V bereitgestellt wird.
Der Hochspannungs-Schutz der Schutzschaltungsvorrichtung kann einen Schutz vor Hochspannung oberhalb von 350 V bereitstellen. Der Hochspannungs-Schutz der Schutzschaltungsvorrichtung kann einen Schutz bezüglich des Überspannungs-Schutzes und/oder des Restspannungsspitzen-Schutzes und/oder des Verpolungs-Schutzes und/oder entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges vor Hochspannung oberhalb von 350 V bereitstellen.
Der Überspannungs-Schutz der Schutzschaltungsvorrichtung kann einen Schutz vor Hochspannung oberhalb von 26 V bereitstellen. Der Überspannungs-Schutz der Schutzschaltungsvorrichtung kann einen Schutz bezüglich und/oder des Restspannungsspitzen-Schutzes und/oder des Verpolungs-Schutzes und/oder entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges vor Hochspannung oberhalb von 26 V bereitstellen.
Der Restspannungsspitzen-Schutz der Schutzschaltungsvorrichtung kann einen Schutz vor restlichen Spannungsspitzen, insbesondere eine Spannungsglättung, bereitstellen. Der Restspannungsspitzen-Schutz der Schutzschaltungsvorrichtung kann einen Schutz bezüglich und/oder des Verpolungs-Schutzes und/oder entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges vor Hochspannung gegen restlichen Spannungsspitzen bereitstellen.
Der Verpolungs-Schutz der Schutzschaltungsvorrichtung kann die Bedienung erleichtern, da ein Nutzer Plus- und Minuspol beliebig anschließen kann.
Der Hochspannungs-Schutz kann eingangsseitig mit der externen elektrischen Energiequelle und ausgangsseitig mit dem Überspannungs-Schutz elektrisch verbunden sein. Der Überspannungs-Schutz kann eingangsseitig mit dem Hochspannungs-Schutz und ausgangsseitig mit dem Restspannungsspitzen-Schutz elektrisch verbunden sein. Der Restspannungsspitzen-Schutz kann eingangsseitig mit dem Überspannungs-Schutz und ausgangsseitig mit dem Verpolungs-Schutz elektrisch verbunden sein. Der Verpolungs-Schutz kann eingangsseitig mit dem Restspannungsspitzen-Schutz und ausgangsseitig mit den entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges elektrisch verbunden sein.
Wenn die Schutzschaltungsvorrichtung die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges ein Betriebsstrom von im Wesentlichen 5A und/oder eine Betriebsspannung von im Wesentlichen 15 V bereitgestellt wird, dann kann den entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges genau die elektrische Leistung zugeführt werden, die sie auch im fehlerfreien Normalbetrieb des Fahrzeuges über das Bordnetz erhalten würden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge-sehen, dass nach einer erfolgreichen schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges eine mechanische Entriegelung des Fahrzeuges, insbesondere einer Fahrzeugtür, erfolgt, wenn eine Türbetätigung des berechtigten Nutzers des Fahrzeuges durch eine Türgriffvorrichtung erfasst wird, und/oder wenn die externe elektrische Energiespeicherquelle als USB-Powerbank ausgebildet ist und eine ausreichende elektrische Energiemenge bereitstellt, um eine mechanische Entriegelung des Fahrzeuges durchzuführen.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur externen elektrischen Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen eines Fahrzeuges im Falle einer Fehlfunktion einer internen elektrischen Energieversorgung dieser Vorrichtungen durch eine im Fahrzeug angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle, um eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges bereitzustellen. Die Vorrichtung ist insbesondere zur Ausführung des vorangehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet.
Die Vorrichtung umfasst hierbei eine Schutzschaltungsvorrichtung, die über eine externe elektrische Energiespeicherquelle mit elektrischer Energie versorgbar ist, wobei die Schutzschaltungsvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges zerstörungsfrei betreibbar sind.
Die Schutzschaltungsvorrichtung ist mit entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges, insbesondere entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind, elektrisch leitend verbunden ist und ausschließlich diese mit elektrischer Energie versorgt, um die erforderliche externe elektrische Energiemenge zu reduzieren, wobei die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges zur schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges ausgebildet sind.
Die externe elektrische Energiespeicherquelle kann eine mobile elektrische Energiespeicherquelle sein, die sich dadurch auszeichnet, dass sie von einem stationären Energieversorgungsnetz, insbesondere von einem stationären Spannungsversorgungnetz, getrennt ist.
Die externe elektrische Energiespeicherquelle kann über Bestromungsanschlüsse der Vorrichtung, die auch bei einem verriegelten Fahrzeug von außen zugänglich ausgebildet sind, elektrisch so verbunden werden, dass die Schutzschaltungsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird. Hierbei können die Bestromungsanschlüsse eine elektrische Verbindung zwischen der externen elektrischen Energiespeicherquelle und der Schutzschaltungsvorrichtung ausbilden.
Die Schutzschaltungsvorrichtung transformiert die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so, dass entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges zerstörungsfrei betrieben werden können. Hierdurch können beispielsweise Beschädigungen von Fahrzeugkomponenten, insbesondere eines Bordnetzes und/oder entriegelungsrelevanter Vorrichtungen, durch unsachgemäßen Gebrauch verhindert werden. Ferner können hierdurch auch vorsätzliche Beschädigungsversuche (z.B. durch Elektroschocker) verhindert werden. Ferner können alle weiteren elektrischen Spannungen und/oder elektrischen Ströme unterbunden werden, die oberhalb einer vordefinierten Betriebsspannung (Arbeitsspannung) und/oder eines vordefinierten Betriebsstroms (Arbeitsströme) liegen.
Die Vorrichtung kann entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges, insbesondere entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind, umfassen.
Die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges können beispielsweise eine elektrische Zündschlosseinheit und/oder eine Funkempfängereinheit und/oder eine Türsteuergeräteinheit und/oder eine elektrischen Türaktoreinheit und/oder eine Signalerfassungsvorrichtung umfassen. Die elektrische Zündschlosseinheit kann kommunizierend mit der Funkempfängereinheit und/oder der Türsteuergeräteinheit und/oder der Signalerfassungsvorrichtung verbunden sein. Die kommunizierende Verbindung kann über einen Bussystem ausgebildet sein.
Die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind, können beispielsweise durch die elektrische Zündschlosseinheit und die Funkempfängereinheit ausgebildet sein. Die elektrische Zündschlosseinheit kann kommunizierend mit der Funkempfängereinheit verbunden sein. Die kommunizierende Verbindung kann über einen Bussystem ausgebildet sein.
Durch eine dedizierte Energieversorgung dieser Fahrzeugkomponenten wird nur ein Bruchteil der elektrischen Energie benötigt, die im Vergleich für ein Nachladen der Fahrzeugbatterie benötigt würde. Somit kann die externe elektrische Energiespeicherquelle bezüglich ihrer räumlichen Dimensionen kleiner ausgebildet sein als eine Fahrzeugbatterie.
Die Vorrichtungen des Fahrzeuges kann folgende Einheiten umfassen: Eine elektrische Zündschlosseinheit zur schlüssellosen Authentifizierung oder Validierung von Digital-Schlüsseln. Eine Funkempfängereinheit zum Empfang von Funksignalen und/oder Digital-Schlüsseln. Eine Türsteuergeräteinheit zur Ansteuerung einer elektrischen Türaktoreinheit zur Entriegelung eines Türschlosses. Eine elektrische Türaktoreinheit, die eine Sperrklinke des Türschlosses über einen Elektromotor entsperren kann. Eine Signalerfassungsvorrichtung zur Erfassung von Türbetätigungsgesten. Die Signalerfassungsvorrichtung kann durch die Türgriffvorrichtung ausgebildet sein. Diese Einheiten können über ein Bussystem kommunizierend miteinander verbunden sein.
Die schlüssellose Authentifizierung findet somit in regulärer Weise statt, die der im Normalbetrieb vorgesehenen schlüssellose Authentifizierung entspricht, bei der das Fahrzeug keine Betriebsstörung und/oder Fehlfunktion der Fahrzeugbatterie oder keine sonstigen Schaden des Bordnetzes aufweist. Somit kann eine zerstörungsfreie Entriegelung des Fahrzeuges ermöglicht werden, die auch in einer Notfallsituationen eine schlüssellose Authentifizierung ermöglicht, wobei diese schlüssellose Authentifizierung den vordefinierten Sicherheitsstandards genügt und lediglich einem berechtigten Nutzer einen Zugang zum Fahrzeug ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge-sehen, dass die externe elektrische Energiespeicherquelle durch einen mobilen Identifikationsgeber zur schlüssellosen Authentifizierung des berechtigten Nutzers des Fahrzeuges ausgebildet ist, und/oder dass die externe elektrische Energiespeicherquelle durch einen mobilen elektrischen Energiespeicher, insbesondere durch eine USB-Powerbank, ausgebildet ist, und/oder dass die externe elektrische Energiespeicherquelle über einen oder mehrere Bestromungsanschlüsse, insbesondere über wenigstens einen USB-Anschluss und/oder über wenigstens einen Klemmenanschluss, mit der Schutzschaltungsvorrichtung elektrisch verbindbar ist.
Im Notfall können entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges, die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges beteiligt sind, über eine elektrische Energiespeicherquelle eines mobilen Identifikationsgeber mit elektrischer Energie versorgt werden. Der mobile Identifikationsgeber kann beispielsweise ein Smartphone oder ein Transponderschlüssel sein.
Falls die von einem mobilen Identifikationsgeber zur Verfügung gestellte externe elektrische Energiemenge nicht ausreicht, um elektromechanische Bauteile, wie zum Beispiel eine Türaktoreinheit des Fahrzeuges zum elektrischen Öffnen eine Schließsystems ausreichend mit elektrischer Energie zu versorgen, kann beispielsweise alternativ und/oder zusätzlich eine USB-Powerbank als externe elektrische Energiespeicherquelle eingesetzt werden. Die USB-Powerbank kann als USB-C Powerbank ausgebildet sein.
Die externe elektrische Energiespeicherquelle kann über einen oder mehrere Bestromungsanschlüsse der Vorrichtung mit der Schutzschaltungsvorrichtung elektrisch verbindbar sein. Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein USB-Anschluss, insbesondere ein USB-PD-Anschluss und/oder ein USB-C-Anschluss, und wenigstens zweipoliger Klemmanschluss vorhanden wird. Während der zweipolige Klemmanschluss wenigstens zwei Stromversorgungsleitungen aufweist, bildet der USB-Anschluss eine Kommunikationsleitung und eine Stromversorgungsleitung aus, wobei übersichthalber im Folgenden lediglich die Kommunikationsleitung des USB-Anschluss genannt wird, wobei jedoch damit immer eine Kommunikationsleitung und eine Stromversorgungsleitung des USB-Anschluss gemeint ist. Der USB-Anschluss kann einen Stecker, insbesondere einen weiblichen Stecker, ausbilden, ausbilden, in dem die Kommunikationsleitung und die Stromversorgungsleitung des USB-Anschluss münden.
Der mobile Identifikationsgeber, insbesondere ein Smartphone oder ein Transponderschlüssel, können über einen USB-Anschluss mit einer Kommunikationsleitung verbunden sein.
Eine USB-Powerbank kann über den USB-Anschluss mit einer Kommunikationsleitung verbunden sein.
Insbesondere eignen sich ein USB-C-Anschluss, damit diesen Standard eine hohe Stromstärke übertragen werden kann bei gleichzeitiger räumlich kleiner Ausdehnung der erforderlichen Stecker.
Ferner können über einen USB-C-Anschluss eine Vielzahl von Endgeräten, insbesondere eine Vielzahl von USB-C-Powerbanks, elektrisch verbunden werden, sodass der berechtigten Nutzer seine vorhandenen elektronischen Endgeräte für die externe elektrische Energieversorgung einsetzen kann.
Um das Spektrum möglicher Anschlüsse zu erweitern, kann zudem ein Klemmenanschluss vorhanden sein. Dieser kann durch den Anschluss eines zweipoligen Ladegerätes genutzt werden. In Frage kommen beispielsweise ein Überbrückungskabel, ein KFZ-Ladegerät oder nahezu jeder zweipolige Anschluss.
Je nach verfügbarem Zubehör, kann der berechtigte Nutzer zwischen einem USB-C Anschluss oder einem herkömmlichen Klemmenanschluss analog zur Fremdstartstützstelle wählen. Um Strom einzuspeisen, kann beispielsweise eine Powerbank an den USB-C Anschluss angeschlossen werden, oder ein Überbrückungskabel kann an den Klemmenanschluss geklemmt werden.
Die Bestromungsanschlüsse können in einer Bestromungsstelle des Fahrzeuges angeordnet sein.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge-sehen, dass die Schutzschaltungsvorrichtung eine Hochspannungs-Schutzanordnung für einen Hochspannungs-Schutz ausbildet, und/oder dass die Schutzschaltungsvorrichtung eine Überspannungs-Schutzanordnung für einen Überspannungs-Schutz ausbildet, und/oder dass die Schutzschaltungsvorrichtung eine Restspannungsspitzen-Schutzanordnung für einen Restspannungsspitzen-Schutz ausbildet, und/oder dass die Schutzschaltungsvorrichtung einen Verpolungs-Schutzanordnung für einen Verpolungs-Schutz ausbildet, und/oder dass die Schutzschaltungsvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges mit einem Betriebsstrom von 5A und/oder eine Betriebsspannung von 15 V versorgt werden.
Die Hochspannungs-Schutzanordnung der Schutzschaltungsvorrichtung kann einen Schutz vor Hochspannung oberhalb von 350 V ausbilden. Die Überspannungs-Schutzanordnung der Schutzschaltungsvorrichtung kann einen Schutz vor Hochspannung oberhalb von 26 V ausbilden. Die Restspannungsspitzen-Schutzanordnung der Schutzschaltungsvorrichtung kann einen Schutz vor restlichen Spannungsspitzen, insbesondere eine Spannungsglättung, ausbilden. Der Verpolungs-Schutz der Schutzschaltungsvorrichtung kann die Bedienung erleichtern, da ein Nutzer Plus- und Minuspol beliebig anschließen kann.
Die Hochspannungs-Schutzanordnung kann eingangsseitig mit der externen elektrischen Energiequelle und ausgangsseitig mit der Überspannungs-Schutzanordnung elektrisch verbunden sein. Die Überspannungs-Schutzanordnung kann eingangsseitig mit der Hochspannungs-Schutzanordnung und ausgangsseitig mit der Restspannungsspitzen-Schutzanordnung elektrisch verbunden sein. Die Restspannungsspitzen-Schutzanordnung kann eingangsseitig mit der Überspannungs-Schutzanordnung und ausgangsseitig mit der Verpolungs-Schutzanordnung elektrisch verbunden sein. Die Verpolungs-Schutzanordnung kann eingangsseitig mit der Restspannungsspitzen-Schutzanordnung und ausgangsseitig mit den entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges elektrisch verbunden sein.
Wenn die Schutzschaltungsvorrichtung die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevanten Vorrichtungen des Fahrzeuges ein Betriebsstrom von im Wesentlichen 5A und/oder eine Betriebsspannung von im Wesentlichen 15 V bereitgestellt wird, dann kann den entriegelungsrelevante Vorrichtungen des Fahrzeuges genau die elektrische Leistung zugeführt werden, die sie auch im fehlerfreien Normalbetrieb des Fahrzeuges über das Bordnetz erhalten würden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge-sehen, dass eine Türgriffvorrichtung zur mechanischen Entriegelung des Fahrzeuges, insbesondere einer Fahrzeugtür, und/oder zur Erfassung einer Türbetätigung des berechtigten Nutzers des Fahrzeuges ausgebildet ist, wobei die Türgriffvorrichtung durch die Schutzschaltungsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt ist, um nach einer erfolgreichen schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges eine mechanische Entriegelung des Fahrzeuges, insbesondere einer Fahrzeugtür, durchzuführen. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere schienenloses Straßenfahrzeug, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Fahrzeug kann eine von außen zugängliche Bestromungsstelle aufweisen, in der Bestromungsanschlüsse angeordnet sein können.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge-sehen, dass das Fahrzeug eine extern zugängliche Bestromungsstelle ausbildet, über die eine externe elektrische Energiespeicherquelle mit der Schutzschaltungsvorrichtung elektrisch verbindbar ist.
Es kann vorgesehen sein, dass eine im Fahrzeug existierende Abdeckung für die Bestromungsstelle genutzt wird, um die Bestromungsstelle dahinter anzubringen. Hierzu kann beispielsweise der Bauraum in der Aussparung der Abschleppöse genutzt werden, der über eine bewegliche Abdeckung in der Frontschürze des Fahrzeuges zugänglich ist.
Hierdurch kann der zur Verfügung stehende Bauraum im Fahrzeugt optimal ausgenutzt werden, sodass beispielsweise bestehende Stauraumöglichkeiten reduziert werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:

1 eine perspektive Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges,
2 eine perspektive Ansicht einer Bestromungsstelle,
3 eine perspektive Ansicht einer Bestromungsstelle mit einer angeschlossenen elektrischen externen Energiequelle,
4 eine Schaltungsskizze umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
5 eine Schaltungsskizze einer Schutzschaltungsvorrichtung.

Die 1 zeigt eine perspektive Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges 1 mit einer in einer Frontschürze 2 des Fahrzeuges 1 ausgebildeten Bestromungsstelle 3, über die eine Schutzschaltungsvorrichtung 4 mit nicht dargestellten elektrischer Energie versorgt werden kann. Die Schutzschaltungsvorrichtung 4 transformiert die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so, dass entriegelungsrelevante Vorrichtungen 5 des Fahrzeuges 1 zerstörungsfrei betrieben werden können. Die entriegelungsrelevante Vorrichtungen 5 des Fahrzeuges 1 können beispielsweise eine Türgriffvorrichtung 6 zu Entriegelung eines Schließsystems des Fahrzeuges 1 ansteuern, wenn schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges 1 erfolgreich erfolgt ist. Die Schutzschaltungsvorrichtung 4 ist im innerhalb des Fahrzeugs 1 so angeordnet, dass keine mutwillige Beschädigung stattfinden kann.
Die 2 zeigt eine perspektive Ansicht einer Bestromungsstelle 3, wobei die Bestromungsstelle 3 im Bauraum einer Aussparung 9 einer Abschleppöse des Fahrzeuges 1 ausgebildet, wobei der Bauraum über eine bewegliche Abdeckung 17 der Frontschürze 2, die in der 4 angedeutet ist, zugänglich ist. Als Bestromungsanschlüsse 16 der Bestromungsstelle 3 wird ein USB-Anschluss 18 mit einer Kommunikationsleitung 7 und ein zweipoliger Klemmenanschluss 19 mit zwei Stromversorgungsleitungen 8 bereitgestellt.
Die 3 zeigt eine perspektive Ansicht einer Bestromungsstelle 3, wobei beispielhaft der zweipolige Klemmenanschluss 19 mit Fremdklemmen elektrisch leitend verbunden ist, um eine externe elektrische Energieversorgung der Schutzschaltungsvorrichtung 4 bereitzustellen.
Die 4 zeigt eine Schaltungsskizze umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur externen elektrischen Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen 5 eines Fahrzeuges 1 im Falle einer Fehlfunktion einer internen elektrischen Energieversorgung dieser Vorrichtungen 5 durch eine im Fahrzeug 1 angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle 11. Dioden und Sicherungen sind nicht mit einzelnen Bezugszeichen versehen und sind für den Fachmann unmittelbar erkennbar.
Zu den entriegelungsrelevanter Vorrichtungen 5 zählen beispielweise eine elektrische Zündschlosseinheit 22 zur schlüssellosen Authentifizierung oder Validierung von Digital-Schlüsseln. Eine Funkempfängereinheit 22 zum Empfang von Funksignalen und/oder Digital-Schlüsseln. Eine Türsteuergeräteinheit 23 zur Ansteuerung einer elektrischen Türaktoreinheit 26 zur Entriegelung eines Türschlosses. Eine elektrische Türaktoreinheit 26, die eine Sperrklinke des Türschlosses über einen Elektromotor entsperren kann. Es kann eine Signalerfassungsvorrichtung 24 zur Erfassung von Türbetätigungsgesten ausgebildet sein. Diese Einheiten können über ein angedeutetes Bussystem 28 kommunizierend miteinander verbunden sein.
Die Türaktoreinheit 26, die Türsteuergeräteinheit 23 und die Signalerfassungsvorrichtung 24 können durch die Türgriffvorrichtung 6 in einer Fahrzeugtür ausgebildet sein.
In der 4 ist gut zu erkennen, dass die entriegelungsrelevanter Vorrichtungen 5 nicht mit elektrischer Energie versorgt werden, wenn die interne elektrische Energiespeicherquelle 11 des Fahrzeuges 1 eine Fehlfunktion ausweist, oder wenn aus anderen Gründen die Versorgung mit der elektrischen Energie unterbrochen wird.
In einem solchen Fall kann über die Bestromungsanschlüsse 16 die Schutzschaltungsvorrichtung 4 mit externer elektrischer Energie über eine nicht dargestellte externe elektrische Energiequelle, insbesondere über eine USB-PowerBank und/oder ein Smartphone und/oder einen Transponder-Schlüssel, versorgt werden.
Die elektrische Zündschlosseinheit 22 kann eine Steuervorrichtung 25, insbesondere einen Mikrocontroller, umfassen. Ferner kann die elektrische Zündschlosseinheit 22 einen Batterietrennschalter 14 ansteuern, der in einer Vorsicherungsdose 12 der internen elektrischen Energiespeicherquelle 11 angeordnet ist. Die Vorsicherungsdose 12 umfasst ferner eine Batteriesicherung 13. Eine Türsteuergeräteinheit 23 kann eine Steuervorrichtung 25a, insbesondere einen Mikrocontroller, umfassen. Ferner kann die Türsteuergeräteinheit 23 ein Leistungselektronikmodul 29, insbesondere eine H-Brückenschaltung, umfassen. Die Schaltung in der 4 umfasst ferner Verbindung 15 zu einem Flexiblen Servicesystem.
Die Schutzschaltungsvorrichtung 4 kann in einer Verteilerschaltungsanordnung 20 angeordnet sein, wobei die Verteilerschaltungsanordnung 20 eine elektrische Verdingung zwischen der Schutzschaltungsvorrichtung 4 und den entriegelungsrelevanten Vorrichtungen 5 ausbildet. Zwischen jeder entriegelungsrelevanten Vorrichtung 5 und dem Schutzschaltungsvorrichtung 4 kann eine Sicherung vorgesehen sein. Es können beispielweise auch weitere Verbraucher 30 und/oder ein Bluetoothe-Modul 27 mit der Verteilerschaltungsanordnung 20 elektrisch verbunden sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Fahrzeug 1 könne alle die in 4 darstellten Bauteile umfassen.
Die 5 zeigt eine Schaltungsskizze einer Schutzschaltungsvorrichtung 4.
Eine Hochspannungs-Schutzanordnung 31 ist eingangsseitig mit einer nicht dargstellten externen elektrischen Energiequelle und ausgangsseitig mit einer Überspannungs-Schutzanordnung 32 elektrisch verbunden sein. Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 ist eingangsseitig mit der Hochspannungs-Schutzanordnung 31 und ausgangsseitig mit der Restspannungsspitzen-Schutzanordnung 33 elektrisch verbunden sein. Die Restspannungsspitzen-Schutzanordnung 33 ist eingangsseitig mit der Überspannungs-Schutzanordnung 32 und ausgangsseitig mit einer Verpolungs-Schutzanordnung 34 elektrisch verbunden sein. Die Verpolungs-Schutzanordnung 34 ist eingangsseitig mit der Restspannungsspitzen-Schutzanordnung 33 und ausgangsseitig mit den entriegelungsrelevante Vorrichtungen 5 des Fahrzeuges 1 elektrisch verbunden sein.
Die Hochspannungs-Schutzanordnung 31 umfasst eine Sicherung 35 und einen Varistor 36. Die Sicherung 35 kann als „Si, 5A flink“ mit hohem DC-Abschaltvermögen ausgebildet sein. Die Varistor 36 kann beispielsweise einen B72220X2271K501-Varistor sein.
Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 umfasst zwei Leistungs-FETs 37 und 37a, die als IPB60R099CPA-FETs ausgebildet sein können. Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 umfasst einen FETs 38, die als BS170-FET oder BSS316N-FET ausgebildet sein kann. Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 umfasst zwei 12V-Zenerdioden 39 und 39a, die eine Durchbruchspannung von 12 V aufweisen können. Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 umfasst eine 20V-Zenerdioden 40, die eine Durchbruchspannung von 20 V aufweisen können. Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 umfasst zwei 1M-Widerstände 41 und 41a, die jeweils einen elektrischen Widerstand von 1 MΩ aufweisen. Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 umfasst zwei 390k-Widerstände 42 und 42a, die jeweils einen elektrischen Widerstand von 390 kΩ aufweisen. Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 umfasst zwei 1k-Widerstände 43 und 43a, die jeweils einen elektrischen Widerstand von 1 kΩ aufweisen. Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 umfasst mehrere Dioden 46, die als 1N4007-Dioden ausgebildet sein können. Die Überspannungs-Schutzanordnung 32 umfasst einen 1nF/400V-Kondensator 47 mit 1 nF und einen 10nF/400V-Kondensator 48 mit 10 nF.
Die Restspannungsspitzen-Schutzanordnung 33 umfasst eine Suppressordiode 49, die als SM8A27- Suppressordiode ausgebildet sein kann.
Die Verpolungs-Schutzanordnung 34 umfasst vier Brücken-FET 44, 44a, 44b und 44c (z.B. IPB80N06S2-07) und eine Brückensteuereinrichtung 45 (z.B. LT4320).

Claims

Verfahren zur externen elektrischen Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen (5) eines Fahrzeuges (1) im Falle einer Fehlfunktion einer internen elektrischen Energieversorgung dieser Vorrichtungen (5) durch eine im Fahrzeug (1) angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle (11), um eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) bereitzustellen, - bei dem über eine externe elektrische Energiespeicherquelle eine Schutzschaltungsvorrichtung (4) mit elektrischer Energie versorgt wird, - bei dem die Schutzschaltungsvorrichtung (4) die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevante Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1) zerstörungsfrei betrieben werden können, - bei dem die Schutzschaltungsvorrichtung (4) ausschließlich entriegelungsrelevante Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1), insbesondere entriegelungsrelevante Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1), die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) beteiligt sind, mit elektrischer Energie versorgt, um die erforderliche externe elektrische Energiemenge zu reduzieren, - bei dem nach der elektrischen Energieversorgung der entriegelungsrelevanten Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1) eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) durch die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1) bereitgestellt wird, - wobei die schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) mittels eines mobilen Identifikationsgebers bei einer externen Energieversorgung der entriegelungsrelevanten Vorrichtungen (5) durch die externe elektrische Energiespeicherquelle in gleicher Weise erfolgt wie eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) bei einer internen Energieversorgung der entriegelungsrelevanten Vorrichtungen (5) durch eine im Fahrzeug (1) angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle (11), - wobei die externe elektrische Energiespeicherquelle durch einen mobilen Identifikationsgeber zur schlüssellosen Authentifizierung des berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) bereitgestellt wird, und/oder - wobei die externe elektrische Energiespeicherquelle durch eine USB-Powerbank bereitgestellt wird, und - wobei die externe elektrische Energiespeicherquelle über einen oder mehrere Bestromungsanschlüsse (16), insbesondere über wenigstens einen USB-Anschluss (18) und/oder über wenigstens einen Klemmenanschluss (19) mit der Schutzschaltungsvorrichtung (4) elektrisch verbindbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) einen Hochspannungs-Schutz bereitstellt, und/oder - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) einen Überspannungs-Schutz bereitstellt, und/oder - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) einen Restspannungsspitzen-Schutz bereitstellt, und/oder - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) einen Verpolungs-Schutz bereitstellt, und/oder - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevanten Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1) ein Betriebsstrom von im Wesentlichen 5A und/oder eine Betriebsspannung von im Wesentlichen 15 V bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass nach einer erfolgreichen schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) eine mechanische Entriegelung des Fahrzeuges (1), insbesondere einer Fahrzeugtür, erfolgt, - wenn eine Türbetätigung des berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) durch eine Türgriffvorrichtung (6) erfasst wird, und/oder - wenn die externe elektrische Energiespeicherquelle als USB-Powerbank ausgebildet ist und eine ausreichende elektrische Energiemenge bereitstellt, um eine mechanische Entriegelung des Fahrzeuges (1) durchzuführen.
Vorrichtung zur externen elektrischen Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen (5) eines Fahrzeuges (1) im Falle einer Fehlfunktion einer internen elektrischen Energieversorgung dieser Vorrichtungen (5) durch eine im Fahrzeug (1) angeordnete interne elektrische Energiespeicherquelle (11), um eine schlüssellose Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) bereitzustellen, - mit einer Schutzschaltungsvorrichtung (4), die über eine externe elektrische Energiespeicherquelle mit elektrischer Energie versorgbar ist, - wobei die Schutzschaltungsvorrichtung (4) so ausgebildet ist, dass sie die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevante Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1) zerstörungsfrei betreibbar sind, - wobei die Schutzschaltungsvorrichtung (4) mit entriegelungsrelevanten Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1), insbesondere entriegelungsrelevante Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1), die an einer schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) beteiligt sind, elektrisch leitend verbunden ist und ausschließlich diese mit elektrischer Energie versorgt, um die erforderliche externe elektrische Energiemenge zu reduzieren, - wobei die entriegelungsrelevanten Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1) zur schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) ausgebildet sind, - wobei die externe elektrische Energiespeicherquelle durch einen mobilen Identifikationsgeber zur schlüssellosen Authentifizierung des berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) ausgebildet ist, und/oder - wobei die externe elektrische Energiespeicherquelle durch eine USB-Powerbank ausgebildet ist, und - wobei die externe elektrische Energiespeicherquelle über einen oder mehrere Bestromungsanschlüsse (16), insbesondere über wenigstens einen USB-Anschluss (18) und/oder über wenigstens einen Klemmenanschluss (19), mit der Schutzschaltungsvorrichtung (4) elektrisch verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) eine Hochspannungs-Schutzanordnung (31) für einen Hochspannungs-Schutz ausbildet, und/oder - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) eine Überspannungs-Schutzanordnung (32) für einen Überspannungs-Schutz ausbildet, und/oder - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) eine Restspannungsspitzen-Schutzanordnung (33) für einen Restspannungsspitzen-Schutz ausbildet, und/oder - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) eine Verpolungs-Schutzanordnung (34) für einen Verpolungs-Schutz ausbildet, und/oder - dass die Schutzschaltungsvorrichtung (4) so ausgebildet ist, dass sie die von der externen elektrischen Energiespeicherquelle zugeführte elektrische Energie so transformiert, dass entriegelungsrelevante Vorrichtungen (5) des Fahrzeuges (1) mit einem Betriebsstrom von 5A und/oder einer Betriebsspannung von 15 V versorgt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, - dass eine Türgriffvorrichtung (6) zur mechanischen Entriegelung des Fahrzeuges (1), insbesondere einer Fahrzeugtür, und/oder zur Erfassung einer Türbetätigung des berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) ausgebildet ist, - wobei die Türgriffvorrichtung (6) durch die Schutzschaltungsvorrichtung (4) mit elektrischer Energie versorgt ist, um nach einer erfolgreichen schlüssellosen Authentifizierung eines berechtigten Nutzers des Fahrzeuges (1) eine mechanische Entriegelung des Fahrzeuges (1), insbesondere einer Fahrzeugtür, durchzuführen.
Fahrzeug (1), insbesondere schienenloses Straßenfahrzeug, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6 zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) eine extern zugängliche Bestromungsstelle (1) ausbildet, über die eine externe elektrische Energiespeicherquelle mit der Schutzschaltungsvorrichtung (4) elektrisch verbindbar ist.