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DE102004044375A1 - Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem - Google Patents

Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem Download PDF

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DE102004044375A1
DE102004044375A1 DE200410044375 DE102004044375A DE102004044375A1 DE 102004044375 A1 DE102004044375 A1 DE 102004044375A1 DE 200410044375 DE200410044375 DE 200410044375 DE 102004044375 A DE102004044375 A DE 102004044375A DE 102004044375 A1 DE102004044375 A1 DE 102004044375A1
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transmitter
identification transmitter
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integrated
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DE200410044375
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English (en)
Inventor
Michael Geber
Markus Dipl.-Ing. Ruther
Andreas Dipl.-Ing. Schneider (FH)
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem, umfasend einen Identifikationsgeber (3) und einen Identifikationsempfänger (4), wobei für eine dem Zugangsberechtigungssystem zugrunde liegende Identifikationscodeabfrage zwischen dem Identifikationsgeber (3) und dem Identifikationsempfänger (4) der Identifikationsgeber (3) für eine zumindest teilweise drahtlos über die menschliche Haut ausgeführte Datenübertragung in einem Mobilfunktelefon (5) integriert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem, umfassend einen mobilen Identifikationsgeber und einen fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger.
  • Zum Ver- und/oder Entriegeln eines Fahrzeugs werden zunehmend so genannte elektronische Fahrberechtigungssysteme (kurz KEYLESS-GO genannt) eingesetzt, welche ohne mechanische Schlüssel arbeiten. Dabei werden zur Prüfung und Identifikation des Berechtigten beispielsweise Chip-Karten im Format einer herkömmlichen EC- oder Kreditkarte verwendet. Der Vorteil liegt darin, dass der Berechtigte vor dem Einsteigen weder Schlüssel noch Karte in die Hand nehmen muss. Vielmehr kann die Chip-Karte in der Hemd- oder Jackentasche stecken bleiben.
  • Hierzu sind die Türgriffe und/oder der Kofferraum mit berührungssensiblen Sensoren oder Tasten ausgestattet. Sobald der Fahrer einen Türgriff berührt oder den Taster am Heck betätigt, empfängt seine Chip-Karte Signale induktiver Antennen, die in den Türen und im Heckstoßfänger des Fahrzeugs unterge bracht sind. Daraufhin sendet die Karte per Funk einen Identifikationscode ans Fahrzeug. Stimmt dieser mit dem gespeicherten Wert überein, kann der Kartenbesitzer die Tür öffnen und einsteigen oder den Kofferraumdeckel öffnen. Der induktive Datentransfer dauert nur wenige Sekundenbruchteile.
  • Zum Sichern und somit Verriegeln des Fahrzeugs nach dem Aussteigen genügt es eine Taste am Türgriff oder am Kofferraumdeckel zu drücken, um die induktiven Antennen zu aktivieren. Sofort tauscht das Fahrberechtigungssystem mit der Chip-Karte Daten aus, die für das spätere Entriegeln gespeichert werden und sichert anschließend das Fahrzeug.
  • Ein derartiges Fahrberechtigungs- und Schließsystem ist beispielsweise aus der DE 102 38 134 A1 bekannt. Ein weiteres System ist beispielsweise aus der DE 102 52 580 A1 bekannt, bei der die Datenübertragung zur Identifikationscodeabfrage zumindest teilweise über die menschliche Haut übertragen wird. Bei den bekannten Systemen wird die Zugangsberechtigungskontrolle und Entriegelung gestartet, sobald die Identifikationscodeabfrage, d.h. die Kommunikation zwischen dem mobilen Identifikationsgeber und dem fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger gestartet wurde. Der Start der Identifikationscodeabfrage wird dabei durch Berühren eines Sensors am Fahrzeug ausgelöst. Die eigentliche Datenübertragung erfolgt draht- und berührungslos. Zur Benutzung des Fahrzeugs bedarf es dabei einer zusätzlichen Schlüsselkarte. Somit führt der Benutzer eine weitere Chipkarte neben den heute üblichen Kreditkarten und/oder anderen Chipkarten, wie Krankenkarten, Tankkarten, Kundenkarten bei sich.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem anzugeben, welche neben einer möglichst schnellen Verifizierung einer zugangsberechtigten Person und Entriegelung der Tür auch noch den Komfort für den Benutzer erhöht.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem einen mobilen Identifikationsgeber und einen fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger, wobei für eine dem Zugangsberechtigungssystem zugrunde liegende Identifikationscodeabfrage zwischen dem Identifikationsgeber und dem Identifikationsempfänger der Identifikationsgeber für eine zumindest teilweise drahtlos über die menschliche Haut ausgeführte Datenübertragung zumindest teilweise in einem Mobilfunktelefon integriert ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein separater Fahrzeugschlüssel erforderlich ist. D.h. der Identifikationsgeber wird in das Mobilfunktelefon als integrierte Schaltung mit einer Schlüssel- oder Keyless-Go-Funktion integriert.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist der Identifikationsgeber vollständig im Mobilfunktelefon als ein separates Modul integriert. Bei einer derartigen vollständigen Integration des Identifikationsgebers ist dieser in niedrigohmiger Schaltungstechnik ausgeführt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Identifikationsgeber in einer austauschbaren Komponente des Mobilfunktelefons als ein separates Modul integriert. Zweckmäßigerweise ist der Identifikationsgeber in einem Akkumulator integriert. Dies ermöglicht den Austausch des Identifikationsgebers und dessen Einbau in ein anderes Mobilfunktelefon. Alternativ kann der Identifikationsgeber in eine separate Komponente am Mobilfunktelefon in Art eines Akkumulators angebracht, insbesondere geclipst werden.
  • Darüber hinaus umfasst sowohl der mobile Identifikationsgeber als auch der fahrzeugseitige Identifikationsempfänger jeweils eine zugehörige Einrichtung, welche zur Übertragung von Daten über die menschliche Haut geeignet und entsprechend ausgebildet ist.
  • In einer möglichen Ausführungsform weist zumindest der Identifikationsempfänger eine zugehörige Koppelkapazität in Form einer Signalelektrode für eine kapazitive Signalauskopplung aus. Zur Signaleinkopplung ist der Identifikationsgeber mit einer Signalelektrode und einer zugehörigen Koppelkapazität versehen. Beispielsweise ist die Koppelkapazität als eine leitende Fläche, insbesondere eine Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet. Eine derartige Ausbildung des Identifikationsgebers und/oder des Identifikationsempfängers ermöglicht eine Datenübertragung ohne eine galvanische Verbindung. Hierzu sind beide Komponenten, d.h. der Identifikationsgeber und der Identifikationsempfänger jeweils geerdet. Dass heißt, das Zugangsberechtigungs- oder Identifikationssystem ist beidseitig geerdet. Dies ermöglicht eine Ausführung des elektronischen Identifikationssystems in niederohmiger Schaltungstechnik.
  • Die kapazitive Kopplung erfolgt vorzugsweise über die menschliche Haut, wobei die elektrischen Eigenschaften des Körpers zur Übertragung von Datensignalen genutzt werden.
  • Insbesondere werden die vom Identifikationsgeber, d.h. dem Sender, ausgesendeten Daten durch kapazitive Kopplung über den Körper zu dem Identifikationsempfänger gesandt. Hierbei erfolgt eine kapazitive Signaleinkopplung von dem Identifikationsgeber in den Körper des Benutzers. Dies ist durch die Integration des Identifikationsgebers in ein Mobilfunktelefon, welches üblicherweise vom Benutzer nahe am Körper getragen wird, sichergestellt. Die kapazitive Signalauskopplung vom Körper auf den Identifikationsempfänger erfolgt beispielsweise durch Annäherung des Körpers an den Identifikationsempfänger, z. B. durch Annäherung der Hand an die Antenne oder an die Koppelkapazität des Identifikationsempfängers. Dazu ist der Identifikationsempfänger vorzugsweise im Türgriff integriert. Über die Erdkapazitäten wird der Stromkreis geschlossen. Alternativ oder zusätzlich kann der Stromkreis durch eine direkte kapazitive Kopplung zwischen den Masse-Elektroden geschlossen werden.
  • Für eine möglichst leistungslose Übertragung weist die kapazitive Kopplung eine Reichweite von 0 m bis 0,5 m auf. Hierzu wird insbesondere eine relativ niedrige Trägerfrequenz von einigen hundert Kilohertz verwendet. Vorzugsweise wird zur Identifikationscodeabfrage ein Wechselspannungssignal von 1 V bis 2 V mit einer Frequenz von 190 kHz bis 200 kHz ausgetauscht. Durch eine derart begrenzte Reichweite ist unter anderem sichergestellt, dass die Identifikationscodeabfrage erst im unmittelbaren Fahrzeugbereich gestartet wird, um eine Fehlauslösung zu vermeiden. Für eine Identifikationscodeabfrage und zur Identifizierung des berechtigten Benutzers wird das Wechselspannungssignal phasen- und/oder frequenzmoduliert.
  • Je nach Vorgabe kann die Identifikationscodeabfrage unidirektional oder bidirektional ausgeführt werden. Beispielsweise sendet hierzu der Identifikationsgeber fortlaufend Datensignale aus. Sobald der Identifikationsgeber in die Reichweite des Identifikationsempfängers gelangt, wird die Identifikationscodeabfrage und die Datenübertragung gestartet. Alternativ wird fahrzeugseitig über eine so genannte Polling-Abfrage der sich dem Fahrzeug nähernde Identifikationsgeber aktiviert und die Identifikationscodeabfrage gestartet. Somit wird die Identifikationscodeabfrage geberseitig und/oder empfängerseitig gestartet. Auch ist es möglich, dass neben einer derartigen unidirektionalen Kommunikation die Datenübertragung bidirektional erfolgt.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch eine Integration des Identifikationsgebers in ein Mobilfunktelefon ein zusätzlicher Schlüssel in Form einer Schlüsselkarte entfällt. Der Benutzer benötigt keinen separaten Schlüssel mehr. Vielmehr ist die Schlüssel- und Keyless-Go-Funktion im Mobilfunktelefon in Form einer integrierten Schaltung implementiert. Darüber hinaus wird bereits eine Zugangsberechtigungskontrolle über eine kapazitive Kopplung ausgelöst, ohne das Fahrzeug zu berühren. Mit der Berührung des Fahrzeugs erfolgt bereits die Entriegelung und/oder wird die Türöffnungshilfe aktiviert. Durch eine berührungslose Datenübertragung und Identifikationscodeabfrage über eine kapazitive Kopplung ist eine besonders niedrigohmige Schaltungstechnik ermöglicht. Somit weist ein entsprechend ausgebildeter Identifikationsgeber und Identifikationsempfänger einen minimalen Energieverbrauch im Mikro-Ampere-Bereich auf. Hingegen weisen die bekannten herkömmlichen Identifikationssysteme einen Energieverbrauch im Ampere-Bereich auf.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
    •
  • Dabei zeigt:
  • 1 schematisch eine Vorrichtung zum Ver- und/oder Entriegeln eines Fahrzeugs mit einem Identifikationsgeber und einem Identifikationsempfänger, zwischen denen die Datenübertragung zumindest teilweise über eine kapazitive Kopplung erfolgt.
  • Die 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Ver- und/oder Entriegeln einer Tür 2 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs. Die Vorrichtung 1 umfasst ein elektronisches Zugangsberechtigungssystem, welches aus einem mobilen Identifikationsgeber 3 und einem fahrzeugseitigen Identifikationsempfänger 4 gebildet ist. Der Identifikationsgeber 3 ist integraler Bestandteil eines Mobilfunktelefons 5. Je nach Grad der Integration des Identifikationsgebers 3 kann dieser als eine integrierte Schaltung vollständig im Mobilfunktelefon 5 implementiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Identifikationsgeber 3 Bestandteil einer austauschbaren Komponente des Mobilfunktelefons 5 sein. Beispielsweise kann der Identifikationsgeber 3 als Modul in einem Akkumulator für das Mobilfunktelefon 5 integriert oder integraler Bestandteil einer anderen austauschbaren Komponente des Mobilfunktelefons 5 sein. Hierdurch kann der Identifikationsgeber 3 besonders einfach ausgetauscht werden. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung für Wartung und Service. Als Mobilfunktelefon 5 wird insbesondere ein herkömmliches Mobilfunktelefon nach den herkömmlichen Standards, z. B. GSM-Standard (GSM = Global System for Mobile Communication), UMTS-Standard (UMTS = Universal Mobile Telecommunication System), verwendet. Der Identifikationsgeber 3 ist somit als ein separates Modul im Mobilfunktelefon 5 integriert. D.h. die Identifikationscodeabfrage erfolgt nicht über die Mobilfunkeinheit und über eine Funkübertragung des Mobilfunktelefons 5. Vielmehr ist die Art und Form der Datenübertragung für die Identifikationscodeabfrage von der Ausbildung des Identifikationsgebers 3 abhängig, der für eine drahtlose Datenübertragung mittels kapazitiver Kopplung ausgebildet ist, die nachfolgend näher erläutert wird.
  • Der Identifikationsempfänger 4 ist beispielsweise in der Türklinke der Tür 2 integriert und ebenso für eine drahtlose Datenübertragung mittels kapazitiver Kopplung über die menschliche Haut eines Benutzers B des Fahrzeugs ausgebildet.
  • Die dem Zugangsberechtigungssystem zugrunde liegende Identifikationscodeabfrage zwischen dem Identifikationsgeber 3 und dem Identifikationsempfänger 4 erfolgt berührungslos, indem die Datenübertragung zumindest teilweise über eine kapazitive Kopplung ausgeführt wird.
  • Hierzu weist zumindest der Identifikationsgeber 3 eine eine erste Koppelkapazität C1 für eine kapazitive Signaleinkopplung auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Identifikationsempfänger 4 eine zweite Koppelkapazität C2 für eine kapazitive Signalauskopplung auf. Dabei erfolgt die kapazitive Signalein- und/oder Signalauskopplung über die menschliche Haut des Benutzers B des Fahrzeugs. Mit anderen Worten: Die Datenübertragung erfolgt drahtlos ohne eine galvanische Verbindung. Die Koppelkapazitäten C1, C2 liegen in einem Bereich von 1 pF bis 30 pF. Für die Datenübertragung ist ein derartiger Bereich ausreichend. Für die Energieübertragung wird vorzugsweise eine induktive Kopplung verwendet.
  • Die Koppelkapazitäten C1, C2 sind zweckmäßigerweise in Form einer Elektrode als eine leitende Fläche, insbesondere eine Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet. Dabei koppelt der Identifikationsgeber 3 in die Oberfläche der menschlichen Haut des Benutzers B ein Signal ein, welches über die menschliche Haut übertragen wird und empfangsseitig von dem Identifikationsempfänger 4 der Tür 2 kapazitiv ausgekoppelt wird.
  • Darüber hinaus sind sowohl der Identifikationsgeber 3 als auch der Identifikationsempfänger 4 über entsprechende Erdungskapazitäten CE geerdet. Dies ermöglicht eine möglichst niederohmige Schaltungstechnik und somit eine nahezu leistungslose Datenübertragung. Hierdurch ist ein geringer Energieverbrauch gegeben. Beispielsweise ist zur Versorgung des Identifikationsempfängers 4 eine Batterie 5, z. B. eine aufladbare Batterie, vorgesehen. Wie oben dargelegt, kann die Batterie 6 dabei durch induktive Kopplung aufgeladen werden. Ebenso kann der Identifikationsgeber 3 mit einer entsprechend ausgebildeten und beispielsweise über induktive oder kapazitive Kopplung aufladbaren Batterie versehen sein. Der Benutzer B ist über die personenabhängigen Eigenschaften über eine zugehörige personenabhängige Erdungskapazität CE, die ca. 100 pF beträgt, geerdet. Auch kann der Benutzer B durch einpoliges Berühren der Tür 2 über deren Erdungskapazität CE geerdet sein, wie durch die gestrichelten Liniendarstellung angedeutet.
  • Die über die Koppelkapazitäten C1, C2 bewirkte kapazitive Kopplung weist eine Reichweite von 0 m bis 0,5 m auf. Hierdurch ist bei Annäherung des Benutzers B an das Fahrzeug bereits eine Auslösung der Identifikationscodeabfrage ermöglicht, so dass mit Erreichen der Tür 2 und mit Berühren der Tür 2 diese unmittelbar ver- und/oder entriegelt werden kann. Somit ist gegenüber herkömmlichen Ver- und Entriegelungssystemen, welche ein Berühren der Tür zum Start der Identifikationscodeabfrage bedürfen, ein schnelles und einfaches Identifizieren und Verifizieren der berechtigten Person ermöglicht. In Verbindung mit einer implementierten herkömmlichen Keyless-Go-Funktion wird eine Verbesserung der Ver- und Entriegelungsabläufe der einzelnen Türen 2 und/oder des Kofferraumdeckels und/oder der Heckklappe bewirkt. Es erfolgt keine Berührung von Schaltern und/oder Tasten und/oder Türen für die Identifikationscodeabfrage. Lediglich zum Öffnen und/oder Schließen und Sichern bzw. Entsichern der Tür 2 und/oder des Kofferraumdeckels und/oder der Heckklappe ist ein Betätigen des Griffs bzw. der Taste erforderlich. Somit ist die Bedienungsfreundlichkeit erhöht. Bedingt durch die geringe Reichweite der kapazitiven Kopplung ist die Identifikationscodeabfrage zeitlich unmittelbar mit der Verriegelungs- bzw. Entriegelungsfunktion der Tür 2 verbunden.
  • Je nach Art und Aufbau der Identifikationscodeabfrage wird darüber hinaus ein phasen- und/oder frequenzmoduliertes Wechselspannungssignal von 1 V bis 2 V mit einer Frequenz von 190 kHz bis 200 kHz ausgetauscht. Ferner kann die Identifikationscodeabfrage unidirektional oder bidirektional ausgeführt werden. Dabei kann die Identifikationscodeabfrage geberseitig und/oder empfängerseitig gestartet werden.
  • Beispielsweise sendet der Identifikationsgeber 3 fortlaufend ein Datensignal aus. Befindet sich der Benutzer B in der Reichweite der kapazitiven Kopplung, wird automatisch die Identifikationscodeabfrage gestartet und ausgeführt. Bei Erreichen des Fahrzeugs kann der Benutzer B nach erfolgreicher vorheriger Identifikation und Verifizierung seiner Person das Fahrzeug öffnen. Alternativ zum permanenten Senden des Identifikationsgebers 3 kann dieser auch durch ein so genanntes Pollingsignal des Identifikationsempfängers 4 aktiviert werden, wenn der Identifikationsgeber 3 in den kapazitiven Kopplungsbereich gelangt.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (1) zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür mit einem elektronischen Zugangsberechtigungssystem, umfassend einen Identifikationsgeber (3) und einen Identifikationsempfänger (4), dadurch gekennzeichnet, dass für eine dem Zugangsberechtigungssystem zugrunde liegende Identifikationscodeabfrage zwischen dem Identifikationsgeber (3) und dem Identifikationsempfänger (4) der Identifikationsgeber (3) für eine zumindest teilweise drahtlos über die menschliche Haut ausgeführte Datenübertragung in einem Mobilfunktelefon (5) integriert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifikationsgeber (3) vollständig im Mobilfunktelefon (5) als ein separates Modul integriert ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifikationsgeber (3) in einer austauschbaren Komponente des Mobilfunktelefons (5) als ein separates Modul integriert ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifikationsgeber (3) in einem Akkumulator integriert ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifikationsgeber (3) eine erste Koppelkapazität (C1) für eine kapazitive Signaleinkopplung umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Koppelkapazität (C1) als eine leitende Fläche, insbesondere eine Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifikationsempfänger (4) eine zweite Koppelkapazität (C2) für eine kapazitive Signalauskopplung umfasst.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Koppelkapazität (C2) als eine leitende Fläche, insbesondere eine Kupferfläche oder metallische Fläche ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Kopplung über die menschliche Haut erfolgt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Kopplung eine Reichweite von 0 m bis 0,5 m aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifikationscodeabfrage ein Wechselspannungssignal von 1 V bis 2 V mit einer Frequenz von 190 kHz bis 200 kHz ausgetauscht wird.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselspannungssignal phasen- und/oder frequenzmoduliert wird.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationscodeabfrage unidirektional oder bidirektional ausgeführt wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationscodeabfrage geberseitig und/oder empfängerseitig gestartet wird.
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