-
Die Erfindung betrifft ein Zugriffberechtigungssystem einer mobilen Arbeitsmaschine mit einer Fahrzeugsteuerungseinrichtung zur Steuerung von Fahrzeugfunktionen, wobei das Zugriffberechtigungssystem dazu eingerichtet ist, Zugriffberechtigungen von Bedienpersonen zu erkennen und zugriffberechtigten Bedienpersonen einen Zugriff auf mindestens eine der Fahrzeugfunktionen zu ermöglichen.
-
Unter mobilen Arbeitsmaschinen sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung Flurförderzeuge, mobile Land- und Forstgeräte sowie mobile Baumaschinen verstanden werden. Zu den Flurförderzeugen gehören insbesondere Gabelstapler, Schlepper und Plattformfahrzeuge, sowie Lagertechnikflurförderzeuge, beispielsweise Hubwagen oder Kommissionierer.
-
Insbesondere bei Flurförderzeugen geben Normen (z.B. EN ISO 3691-1: 2017) vor, dass diese Fahrzeuge mit einer Vorrichtung zu versehen sind, die ein Starten/Nutzen des Fahrzeugs ohne die Berechtigung hierfür verhindern. Der einfachste und bewährte Fall eines Zugriffberechtigungsystems ist ein Schlüssel, mit dem ein Zündschloss geschaltet wird.
-
Daneben haben sich andere Zugriffberechtigungssysteme etabliert, die vor allem gewählt werden, wenn nur ein definierter Personenkreis auf ein Fahrzeug zugreifen soll. Hierzu zählen die Eingabe einer Zahlen- und/oder Buchstabenkombination (PIN) auf entsprechenden Tastaturen, Zugriffskarten mit passiven RFID Transpondern oder Chips mit passiven RFID Transpondern.
-
RFID (englisch: Radio Frequency Identification) bezeichnet eine Technologie zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten mit Radiowellen. Herkömmliche RFID-Systeme bestehen aus einem Transponder (auch als Funketikett bezeichnet) und einem Lesegerät.
-
Der Transponder enthält einen kennzeichnenden Code, der durch das Lesegerät ausgelesen werden kann. Hierzu erfolgt eine Kopplung durch vom Lesegerät erzeugte magnetische Wechselfelder in geringer Reichweite.
-
Auf diese Weise werden bei passiven RFID Transpondern nicht nur Daten übertragen, sondern es wird auch der Transponder mit Energie versorgt. Die über die Antenne des passiven RFID Transponders aufgenommene Hochfrequenzenergie dient während des Kommunikationsvorgangs als Stromversorgung für seinen Mikrochip.
-
Der so aktivierte Mikrochip decodiert die vom Lesegerät gesendeten Befehle. Die Antwort codiert und moduliert der passive RFID Transponder in das eingestrahlte elektromagnetische Feld durch Feldschwächung oder gegenphasige Reflexion des vom Lesegerät ausgesendeten Feldes. Der passive RFID Transponder erzeugt also selbst kein Feld, sondern beeinflusst das Sendefeld des Lesegeräts.
-
Allen genannten Zugriffberechtigungssystemen ist gemein, dass eine unmittelbare Nähe von wenigen Zentimetern oder der direkte Kontakt zwischen dem Schlüssel bzw. dem entsprechenden Berechtigungsmittel (Zugriffskarte, Chip) und einer Fahrzeugschnittstelle gegeben sein muss, um den Fahrzeugzugriff zu erhalten. Dies gilt gleichermaßen für die Paarungen Schlüssel / Schlüsselschalter (Zündschloss), Zugriffskarte / Kartenleser, Chip / Kartenleser und Bedienerfinger / Tastatur.
-
Dadurch ist die Bedienperson der mobilen Arbeitsmaschine in den meisten Fällen gezwungen, den Schlüssel bzw. das entsprechende Berechtigungsmittel aus Kleidungstaschen hervorzuholen und aufzulegen oder anderweitig zu manipulieren, beispielsweise Schlüssel einstecken und drehen oder PIN eingeben. Durch diese nicht wertschöpfende Tätigkeit wird Zeit verschwendet.
-
Durch die geringe Reichweite der bekannten Zugriffberechtigungsysteme kann die mobile Arbeitsmaschine zudem erst auf die Bedienperson reagieren, wenn die Bedienperson unmittelbar in seiner normalen Bedienposition ist.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zugriffberechtigungssystem der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass eine Zugriffberechtigung auch aus größerer Entfernung ermöglicht wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Zugriffberechtigungssystem mindestens eine erste, an der mobilen Arbeitsmaschine angeordnete, Sender-Empfänger-Einrichtung sowie mindestens eine zweite, von der Bedienperson tragbare und der Bedienperson individuell zugeordnete Sender-Empfänger-Einrichtung umfasst, wobei die erste Sender-Empfänger-Einrichtung mit der Fahrzeugsteuerungseinrichtung in Wirkverbindung steht, und das Zugriffberechtigungssystem dazu eingerichtet ist, durch Datenaustausch der ersten Sender-Empfänger-Einrichtung mit der zweiten Sender-Empfänger-Einrichtung die, sich in einer Entfernung zu der mobilen Arbeitsmaschine befindliche, Bedienperson zu identifizieren sowie die Entfernung der Bedienperson von der mobilen Arbeitsmaschine zu erkennen, und bei Identifikation einer Zugriffberechtigung der Bedienperson die Fahrzeugsteuerungseinrichtung zu veranlassen, in Abhängigkeit von der Entfernung der Bedienperson von der mobilen Arbeitsmaschine mindestens eine definierte Reaktionsfunktion der mobilen Arbeitsmaschine auszulösen.
-
Die erfindungsgemäße Lösung basiert also darauf, sowohl die mobile Arbeitsmaschine als auch die Bedienperson jeweils mit einer eigenen Sender-Empfänger-Einrichtung auszustatten. Damit wird erreicht, dass das Zugriffberechtigungssystem die individuelle Sender-Empfänger-Einrichtung der Bedienperson identifizieren und die Entfernung zwischen der mobilen Arbeitsmaschine und der Bedienperson erkennen kann.
-
Die technische Realisierung kann dabei beispielsweise mittels aktiver RFID-Technik erfolgen. Hierzu sind die Sender-Empfänger-Einrichtungen zweckmäßigerweise jeweils als aktive RFID-Sender-Empfänger-Einrichtungen ausgebildet. Die aktiven RFID-Sender-Empfänger-Einrichtungen weisen im Gegensatz zu den bei herkömmlichen Zugriffberechtigungssystemen eingesetzten passiven RFID Transpondern eigene Stromversorgungen auf und können selbst elektromagnetische Sendefelder erzeugen. Dadurch bieten die aktiven RFID-Sender-Empfänger-Einrichtungen wesentlich höhere Reichweiten als die herkömmlichen passiven RFID Transponder.
-
Eine andere Möglichkeit der technischen Realisierung bietet eine Funkverbindung mittels Ultrabreitband-Technologie (UWB, englisch: Ultra Wide Band). Dabei werden große Frequenzbereiche mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 20% des arithmetischen Mittelwertes von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes genutzt. In diesem Fall sind die Sender-Empfänger-Einrichtungen zweckmäßigerweise jeweils als Ultrabreitband-Funk-Sender-Empfänger-Einrichtungen ausgebildet.
-
Die erste Sender-Empfänger-Einrichtung kann in oder an der mobilen Arbeitsmaschine montiert sein und auf die zweite Sender-Empfänger-Einrichtung reagieren, die von der, in der Umgebung der mobilen Arbeitsmaschine befindlichen, Bedienperson getragen wird. Dabei steht die erste Sender-Empfänger-Einrichtung mit der Fahrzeugsteuerungseinrichtung der mobilen Arbeitsmaschine in Wirkverbindung und kann mit dieser kommunizieren. Somit können bei einer Identifikation einer zugriffberechtigten Bedienperson in Abhängigkeit von der Entfernung der Bedienperson von der mobilen Arbeitsmaschine verschiedene Reaktionsfunktionen durch die Fahrzeugsteuerungseinrichtung ausgelöst werden.
-
Dabei ist es vorteilhaft, wenn vom Zugriffberechtigungssystem mehrere Entfernungszonen erkannt werden können. Hierzu sind vorzugsweise im Zugriffberechtigungssystem mindestens eine äußere und eine innere Entfernungszone für die Bedienperson hinterlegt.
-
Bei Eintritt der Bedienperson in die äußere Entfernungszone ist bevorzugt als Reaktionsfunktion eine Annäherungsfunktion vorgesehen, die eine Aktivierung der Fahrzeugsteuerungseinrichtung umfasst. Tritt also die Bedienperson von außen kommend in die äußere Entfernungszone ein, so kann automatisch die mobile Arbeitsmaschine auf eine Bedienung durch die autorisierte Bedienperson vorbereitet werden, indem die Fahrzeugsteuerungseinrichtung bereits aktiviert und hochgefahren wird. Dabei können auch fahrerindividuelle Parameter geladen werden.
-
Zusätzlich oder alternativ ist bei Eintritt der Bedienperson in die äußere Entfernungszone vorteilhafterweise als Reaktionsfunktion eine Annäherungsfunktion vorgesehen, die eine Aktivierung einer Zutrittseinrichtung, insbesondere einer Türentriegelung und/oder einer Zutrittsbeleuchtung, umfasst. Somit kann bei Annäherung der Bedienperson bereits automatisch für eine bequeme Einstiegssituation gesorgt werden, indem Türen der mobilen Arbeitsmaschine entriegelt oder Zutritte zur mobilen Arbeitsmaschine beleuchtet werden.
-
Bei Eintritt der Bedienperson in die innere Entfernungszone ist bevorzugt als Reaktionsfunktion eine Startfunktion vorgesehen, die eine Aktivierung eines fahrbereiten Zustands der mobilen Arbeitsmaschine umfasst. Wenn also eine autorisierte Bedienperson von außen, beispielsweise von der angrenzenden äußeren Entfernungszone oder einer dazwischenliegenden Entfernungszone, kommend in die innere Entfernungszone eintritt, so kann automatisch die mobile Arbeitsmaschine bereits in einen fahrbereiten und/oder betriebsbereiten Zustand versetzt werden, indem beispielsweise ein Antriebsmotor der Arbeitsmaschine, beispielsweise ein Verbrennungsmotor gestartet wird. Die mobile Arbeitsmaschine wird somit bei einem Eintritt einer autorisierten Bedienperson in die innere Entfernungszone automatisch in einen fahrbereiten Zustand versetzt, ohne dass die Bedienperson weitere Aktionen ausführen muss, beispielsweise einen Schlüsselschalter betätigen und eine Starttaste betätigen muss.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt auch eine automatische Fahrzeugdeaktivierung, sobald sich die Bedienperson wieder von der mobilen Arbeitsmaschine wegbewegt. Hierzu ist bei Entfernen der Bedienperson aus der inneren und/oder äußeren Entfernungszone als Reaktionsfunktion eine Deaktivierungsfunktion vorgesehen, die eine Aktivierung eines Ruhezustands der mobilen Arbeitsmaschine umfasst.
-
Dabei umfasst die Deaktivierungsfunktion zweckmäßigerweise ein Abschalten der Fahrzeugsteuerungseinrichtung. Somit werden sämtliche Fahrzeugfunktionen abgeschaltet, ohne dass die Bedienperson zusätzliche Aktionen ausführen muss. Eine Fehlbedienung durch nicht autorisierte Personen kann dadurch zuverlässig ausgeschlossen werden.
-
Das erfindungsgemäße Zugriffberechtigungssystem dient darüber hinaus der Nutzeridentifikation. Durch Identifizierung der Bedienperson über die von der Bedienperson getragene und dieser individuell zugeordnete Sender-Empfänger-Einrichtung und Vergleich mit in der Fahrzeugsteuerungseinrichtung hinterlegten Fahrzeuginformationen kann zuverlässig detektiert werden, welche autorisierte Bedienperson die jeweilige mobile Arbeitsmaschine aktuell nutzt.
-
Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird das Zugriffberechtigungssystem auch dazu genutzt, in der Umgebung der mobilen Arbeitsmaschine Reaktionen auszulösen. Hierzu steht das Zugriffberechtigungssystem mit mindestens einer Betriebseinrichtung in der Umgebung der mobilen Arbeitsmaschine in Wirkverbindung. Dabei ist das Zugriffberechtigungssystem dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von der Entfernung der Bedienperson von der mobilen Arbeitsmaschine mindestens eine definierte Reaktionsfunktion der Betriebseinrichtung auszulösen.
-
Beispielsweise kann die Betriebseinrichtung als Tor, insbesondere Rolltor, beispielsweise in einer Lagerhalle, ausgebildet sein. In diesem Fall ist als Reaktionsfunktion der Betriebseinrichtung ein Öffnen oder Schließen des Tors vorgesehen. Somit kann eine Bedienperson durch Annäherung an die mobile Arbeitsmaschine bereits automatisch ein Öffnen eines Tores bewirken. Dadurch ist sichergestellt, dass das Tor schon geöffnet ist, wenn die Bedienperson mit der mobilen Arbeitsmaschine losfährt. Unnötige Wartezeiten beim Passieren von Toren können damit vermieden werden.
-
Die Betriebseinrichtung kann auch als Beleuchtungseinrichtung ausgebildet sein. In diesem Fall ist vorzugsweise als Reaktionsfunktion der Betriebseinrichtung ein Ein- oder Ausschalten der Beleuchtungseinrichtung vorgesehen. Somit kann beispielsweise bei Annäherung der Bedienperson an die mobile Arbeitsmaschine automatisch eine Hallenbeleuchtung in der Umgebung der mobilen Arbeitsmaschine angeschaltet werden.
-
Das erfindungsgemäße Zugriffberechtigungssystem weist eine Reihe von Vorteilen auf:
- 1. Erhöhter Nutzerkomfort:
- Die Bedienperson muss nicht mit Berechtigungsmitteln wie Schlüsseln, Chipkarten etc. hantieren. Die Bedienperson muss nichts aus Taschen hervorholen und einstecken oder anderweitig bedienen.
- 2. Schnellere Verfügbarkeit:
- Die mobile Arbeitsmaschine ist schnell für den autorisierten Bedienperson verfügbar, weil die mobile Arbeitsmaschine schon bei Annäherungen der autorisierten Bedienperson aktiviert wurde. Die autorisierte Bedienperson kann sofort anfangen mit der mobilen Arbeitsmaschine zu arbeiten und verschwendet keine Zeit, den Zugang manuell zu ermöglichen, beispielsweise Zündschlüssel einstecken und drehen, PIN-Code eingeben etc., und auf das Hochfahren der Fahrzeugsteuerungseinrichtung zu warten. Damit kann der Betreiber der mobilen Arbeitsmaschine die Effizienz erhöhen und Geld sparen.
- 3. Annäherungsfunktion:
- Komfort und Sicherheit können durch die Annäherungsfunktionen gesteigert werden.
- 4. Erhöhte Sicherheit gegenüber unberechtigter Nutzung:
- Die aus dem Stand der Technik bekannten Zugriffberechtigungssysteme haben jeweils spezifische Nachteile gegenüber dem erfindungsgemäßen
-
Zugriffberechti gu ngssystem:
- a) Der klassische Schlüsselschalter wird in der Praxis häufig in der mobilen Arbeitsmaschine stecken gelassen, obwohl die mobile Arbeitsmaschine damit von jeder beliebigen Person genutzt werden kann. Selbst wenn eine autorisierte Bedienperson den Schlüssel vorschriftsgemäß abzieht, sind die Schlüssel innerhalb der Fahrzeugklassen heute austauschbar, so dass ein Schlüssel in vielen mobilen Arbeitsmaschinen passt und damit keinen zuverlässigen Schutz gegenüber nicht autorisierter Nutzung und/oder Diebstahl bietet. Karten und Chips, die per Kartenleser eingelesen werden, werden häufig auf den Kartenlesern liegen gelassen oder verbleiben in der mobilen Arbeitsmaschine. Das erfindungsgemäße Zugriffberechtigungssystem bietet eine 1:1 Verbindung zwischen der die Funktion eines „Schlüssel“ aufweisenden zweiten Sender-Empfänger-Einrichtung und der die Funktion eines „Schloss“ aufweisenden ersten Sender-Empfänger-Einrichtung und die zweite Sender-Empfänger-Einrichtung verbleibt an der autorisierten Bedienperson. Damit ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass der Schlüssel in der mobilen Arbeitsmaschine verbleibt.
- b) Bei Lösungen, bei denen ein PIN-Code eingegeben werden muss, kann der PIN-Code ohne Nachverfolgbarkeit an unberechtigte Dritte weitergegeben werden. In der Praxis wird der PIN-Code auch häufig in der mobilen Arbeitsmaschine notiert. Beide Schwächen hat das erfindungsgemäße Zugriffberechtigungssystem nicht.
- c) Die bekannten Zugangsberechtigungssysteme mit PIN, Karte oder Chip haben den Nachteil, dass diese Zugangsberechtigungssysteme die mobile Arbeitsmaschine nicht detektieren, wann eine autorisierte Bedienperson die Arbeitsmaschine wieder verlässt. In der Praxis verlassen autorisierte Bedienpersonen jedoch während des Betriebes häufig kurzzeitig die mobile Arbeitsmaschine, beispielsweise um Ware zu prüfen oder um zu kommissionieren. Um in diesen Situationen zu verhindern, dass die mobile Arbeitsmaschine sofort in den gesperrten Zustand geht, und die autorisierte Bedienperson sich erneut anmelden müsste, werden die Arbeitsmaschinen in der Praxis häufig auch dann in einem fahrbereiten Zustand belassen, wenn die autorisierte Bedienperson die Arbeitsmaschine verlässt. In diesem Fall können auch unbefugte Personen die mobile Arbeitsmaschine bewegen und Unfälle verursachen oder die mobile Arbeitsmaschine entwenden. Bei dem erfindungsgemäßen Zugriffberechtigungssystem erkennt die mobile Arbeitsmaschine jedoch, ob sich die autorisierte Bedienperson entfernt, und kann dann die mobile Arbeitsmaschine wegschalten und bei erneuter Annäherung zügig wieder einen fahrbereiten Zustand herstellen. Eine Nutzung durch Unbefugte ist damit weitestgehend ausgeschlossen.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt die
- Figur einen prinzipiellen Aufbau des erfindungsgemäßen Zugriffberechtigungssystems.
-
In der Figur ist eine mobile Arbeitsmaschine A dargestellt. Die mobile Arbeitsmaschine A ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Flurförderzeug, beispielsweise Gabelstapler, ausgebildet.
-
An der mobilen Arbeitsmaschine A ist eine erste Sender-Empfänger-Einrichtung SE1 montiert, die der mobilen Arbeitsmaschine A individuell zugeordnet ist und mit der zentralen Fahrzeugsteuerungseinrichtung MCU der mobilen Arbeitsmaschine A in Wirkverbindung steht und mit dieser kommuniziert. Die erste Sender-Empfänger-Einrichtung SE1 kann eine zweite Sender-Empfänger-Einrichtung SE2, die von einer zur Bedienung der mobilen Arbeitsmaschine A autorisierten und somit einer zugriffsberechtigten Bedienperson P getragen wird und dieser Bedienperson P individuell zugeordnet ist, erkennen. Die beiden Sender-Empfänger-Einrichtungen SE1 und SE2 bilden gemeinsam mit der Fahrzeugsteuerungseinrichtung MCU das erfindungsgemäße Zugriffberechtigungssystem Z.
-
Die beiden Sender-Empfänger-Einrichtungen SE1, SE2 können als aktive RFID-Sender-Empfänger-Einrichtungen ausgebildet sein. Alternativ können die beiden Sender-Empfänger-Einrichtungen SE1, SE2 als Ultrabreitband-Funk-Sender-Empfänger-Einrichtungen ausgebildet sein.
-
Die erste Sender-Empfänger-Einrichtung SE1 kann die Bedienperson P durch Datenaustausch mit der zweiten Sender-Empfänger-Einrichtung SE2 identifizieren. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob es sich um eine für die Bedienung der mobilen Arbeitsmaschine A autorisierte Bedienperson P handelt. Außerdem kann so die Entfernung d der Bedienperson P von der mobilen Arbeitsmaschine A bestimmt werden.
-
In der zum Zugriffberechtigungssystems Z gehörenden Fahrzeugsteuerungseinrichtung MCU sind im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Entfernungszonen hinterlegt. Eine innere Zone D1 reicht bis zu einem Abstand d1 von der mobilen Arbeitsmaschine A, während sich eine äußere Zone D2 bis zu einem Abstand d2 von der mobilen Arbeitsmaschine A erstreckt. In der Darstellung der Figur befindet sich die Bedienperson P mit einem Abstand d von der mobilen Arbeitsmaschine A innerhalb der äußeren Zone D2.
-
Mittels dem erfindungsgemäßen Zugriffberechtigungssystems Z können folgende Funktionen realisiert werden:
- • Annäherungsfunktionen:
- Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung MCU der mobilen Arbeitsmaschine A kann Annäherungsfunktionen initiieren, wenn die autorisierte Bedienperson P in die äußere Entfernungszone D2 eintritt. So können beispielsweise Fahrzeugfunktionen aktiviert werden, fahrerindividuelle Parameter geladen werden oder die Einstiegssituation verbessert werden, indem Türen entriegelt oder Zutritte beleuchtet werden.
- • Zugangsberechtigung:
- Dadurch, dass es individuelle identifizierbare Sender-Empfänger-Einrichtungen SE1 und SE2 auf Fahrzeug- und Nutzerseite gibt, können nur dadurch autorisierte Bedienpersonen P die Fahrzeugsteuerungseinrichtung MCU der mobilen Arbeitsmaschine A aktivieren.
- • Fahrzeugaktivierung:
- Wenn die autorisierte Bedienperson P in die innere Entfernungszone D1 eintritt, kann die mobile Arbeitsmaschine A in einen fahrbereiten Zustand versetzt werden, ohne dass die Bedienperson P zusätzliche Aktionen, beispielsweise einen Schlüsselschalter und/oder einen Starttaster betätigen, ausführen muss.
- • Fahrzeugdeaktivierung:
- Bei Verlassen der inneren Zone D1 oder der äußeren Zone D2 durch die autorisierte Bedienperson P können die Fahrzeugfunktionen in der Fahrzeugsteuerungseinrichtung MCU wieder abgeschaltet werden, ohne dass die Bedienperson P zusätzliche Aktionen ausführt.
- • Nutzeridentifikation:
- Durch Identifizieren der Sender-Empfänger-Einrichtung SE2, die der Bedienperson P individuell zugeordnet ist, und durch Vergleich mit Fahrzeuginformationen durch die Fahrzeugsteuerungseinrichtung MCU kann zuverlässig detektiert werden, welche Bedienperson P die mobile Arbeitsmaschine A aktuell nutzt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- EN ISO 3691-1: 2017 [0003]
