DE102010025577A1

DE102010025577A1 - Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010025577A1
Application number: DE102010025577A
Authority: DE
Inventors: Uwe Hipp; Wolfgang Stehle; Johannes Mattes
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem (2) in einem Kraftfahrzeug (1), umfassend ein Zündschlosssystem für die Fahrberechtigung in einem Kraftfahrzeug (1) und/oder ein Steuergerät (4, 4'). Das Zündschlosssystem weist ein Zündschloss (3) sowie einen mit dem Zündschloss ( wobei Signale in der Art eines elektronischen Codes zwischen dem Schlüssel und dem Zündschloss (3) übertragbar sind, so dass nach positiver Auswertung des Codes wenigstens eine vom Zündschloss (3) bewirkbare Funktion, wie das Einschalten von Verbrauchern im Kraftfahrzeug (1), das Starten des Kraftfahrzeugs (1) o. dgl., freigegeben ist und/oder ausgelöst wird. Die Signalübertragung zwischen dem Zündschloss (3) und dem Schlüssel ist lediglich vor Motorstart des Kraftfahrzeugs (1) vorgenommen. Des Weiteren kann eine induktive Energieübertragung vom Zündschloss (3) auf den Schlüssel bei im Zündschloss (3) befindlichem Schlüssel vornehmbar sein, wobei die im Schlüssel durch die Energieübertragung induzierte Spannung mittels einer Mehrweggleichrichtung in eine Gleichspannung umgewandelt wird. Bei dem Steuergerät (4, 4') handelt es sich um ein Türsteuergerät (4') zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren, ein Zündschloss (3), eine Lenkradverriegelung, eine Wegfahrsperre, ein Motorsteuergerät, ein KeylessEntryGo-Steuergerät (4), ein Sitzsteuergerät zur Einstellung der Sitzposition o. dgl., wobei das mit einem Bussystem (17) in ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Zündschloßsystem und/oder ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug.
Ein Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem für ein Kraftfahrzeug, das unter anderem Schutz gegen unbefugten Zugang sowie unbefugte Benutzung bietet, umfaßt ein Zündschloßsystem und/oder Steuergeräte. Insbesondere weist ein als Keyless-System ausgestaltetes Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem mit einer Art von KeylessEntry- und/oder KeylessGo-Funktionalität diverse Steuergeräte, wie ein KeylessEntry/Go-Steuergerät sowie mit diesem zusammenwirkende KeylessEntry/Go-Antennen im Kraftfahrzeug auf.
Aus der DE 44 34 587 A1 ist ein Zündschloßsystem für die Fahrberechtigung in einem Kraftfahrzeug bekannt, das ein Zündschloß sowie einen mit dem Zündschloß zusammenwirkenden elektronischen Schlüssel umfaßt. Das Zündschloß weist eine Aufnahme zum Einführen des Schlüssels auf. Bei in der Aufnahme befindlichem Schlüssel sind Signale in der Art eines elektronischen Codes zwischen dem Schlüssel und dem Zündschloß übertragbar, so daß nach positiver Auswertung des Codes wenigstens eine vom Zündschloß bewirkbare Funktion freigegeben ist und/oder ausgelöst wird. Bei einer solchen Funktion kann es sich um das Einschalten von Verbrauchern im Kraftfahrzeug, das Starten des Motors des Kraftfahrzeugs o. dgl. handeln.
Desweiteren ist ein Schließsystem in einem Kraftfahrzeug für den Zugang und/oder die Fahrberechtigung aus der DE 43 40 260 A1 bekannt. Das Schließsystem umfaßt Steuergeräte zur Ausübung von Funktionen im Kraftfahrzeug. Bei dem Steuergerät kann es sich beispielsweise um ein Türsteuergerät zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren, ein Zündschloß, eine Lenkradverriegelung, insbesondere eine elektrische Lenkungsverriegelung, eine Wegfahrsperre, ein Motorsteuergerät, ein Sitzsteuergerät zur Einstellung der Sitzposition o. dgl. handeln. Dabei steht das Steuergerät zur Übertragung von Signalen mit einem Bordnetz, das insbesondere aus wenigstens einem Bussystem besteht, in Verbindung. Zur Übertragung der Signale in das Bordnetz weist das Steuergerät wenigstens eine Schnittstelle auf. In manchen Fällen umfaßt das Steuergerät wenigstens einen Sensor zur Erfassung einer Meßgröße im Fahrzeug. Üblicherweise besitzt das Steuergerät ein Gehäuse.
Aufgrund der Vielzahl der von solchen Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystemen ausgeübten Funktionen nimmt deren Energieverbrauch zu. Der steigende Energieverbrauch führt wiederum zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs und folglich auch zu höherem CO₂-Ausstoß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem für das Kraftfahrzeug derart weiterzuentwickeln, daß Einsparmaßnahmen im Hinblick auf den Energieverbrauch sowie den CO₂-Ausstoß erzielt werden.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Zündschloßsystem und/oder Steuergerät durch die kennzeichnenden Merkmale wenigstens einer der Ansprüche 1 bis 10 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Zündschloßsystem ist die Signalübertragung zur Abfrage des Codes zwischen dem elektronischen Zündschloß und dem elektronischen Schlüssel lediglich vor Motorstart des Kraftfahrzeugs vorgenommen. Insbesondere wird nach dem Motorstart keine weitere Abfrage bis zum Motorstop vorgenommen. Die bisher übliche sogenannte „Thatcham”-Überwachung mittels zyklischer Code-Abfrage während des Fahrbetriebs wird somit durch eine einmalige direkte Code-Abfrage vor dem Start ersetzt. In weiterer Ausgestaltung können die Signale zwischen dem Zündschloß und dem Schlüssel optisch, und zwar insbesondere mittels Infrarot-Strahlung, übertragen werden.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Zündschloßsystem ist eine zum Betrieb des Schlüssels dienende induktive Energieübertragung vom Zündschloß auf den Schlüssel vornehmbar, wenn sich der Schlüssel im Zündschloß befindet. Die dabei im Schlüssel durch die Energieübertragung induzierte Spannung wird mittels einer Mehrweggleichrichtung in besonders effektiver Weise in eine Gleichspannung umgewandelt.
Bei einem erfindungsgemäßen Steuergerät werden im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs nicht benutzte Schnittstellen vollständig abgeschaltet. Der Energieverbrauch von den bisher funktionsbereit gehaltenen, an sich jedoch während des Fahrbetriebs nicht benötigten Schnittstellen wird somit eingespart. In einer Weiterbildung des Steuergeräts mit abschaltbarer Schnittstelle kann die Schnittstelle mit einer drahtlosen Signalübertragungsstrecke, beispielsweise mit einer Funkschnittstelle zur drahtlosen Signalübertragung zwischen dem elektronischen Schlüssel und dem Steuergerät, in Verbindung stehen. Beispielsweise kann die HF(Hochfrequenz)-Schnittstelle im KeylessEntry-Steuergerät zur Funk-Kommunikation mit dem Schlüssel für die Zugangsberechtigung während der Fahrt abgeschaltet werden. Ebenfalls in einer Weiterbildung kann die Schnittstelle mit einer drahtgebundenen Signalübertragungsstrecke im Bordnetz des Kraftfahrzeugs, das insbesondere aus wenigstens einem Bussystem besteht, in Verbindung stehen. Beispielsweise kann hierbei die Bus-Schnittstelle im KeylessGo-Steuergerät zur Kommunikation mit der elektrischen Lenkungsverriegelung (ELV) während der Fahrt abgeschaltet werden, da aus Sicherheitsgründen ein Verriegeln der ELV während der Fahrt eh ausgeschlossen werden muß. Als ein weiteres Beispiel lassen sich auch die Türkontaktschalter und/oder Türgriffsensoren nennen, deren Input während der Fahrt abgeschaltet werden kann.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Steuergerät wird der Sensor im Steuergerät, der zur Erfassung einer Meßgröße im Fahrzeug und/oder im Steuergerät dient, während des Fahrbetriebs getaktet betrieben. In weiterer Ausgestaltung kann es sich bei dem Sensor um einen berührungslos arbeitenden Drehwinkelsensor zur Drehwinkelerkennung handeln. So läßt sich beispielsweise der gegebenenfalls im elektronischen Zündschloß befindliche Drehwinkelsensor unter entsprechender Reduzierung des Energieverbrauchs während der Fahrt getaktet betreiben.
Bei einem nochmals weiteren erfindungsgemäßen Steuergerät, bei dem es sich insbesondere um ein KeylessEntry/Go-Steuergerät (KG-SG) handeln kann, ist dieses über ein Filter-Bauteil an das Bussystem, und zwar insbesondere an den CAN-Bus, angeschlossen. Mittels entsprechender Signale werden Botschaften für die angeschlossenen Steuergeräte auf dem Bussystem übertragen. Das Filter-Bauteil filtert die nicht für das Steuergerät bestimmten Botschaften, und zwar insbesondere die CAN-Botschaften bei Verwendung eines CAN-Bussystems, auf dem Bussystem aus, derart daß diese Botschaften nicht zum Steuergerät weitergeleitet werden. Vielmehr leitet das Filter-Bauteil lediglich die für das jeweilige Steuergerät bestimmten Botschaften zum Steuergerät weiter. Somit läßt sich der Energieverbrauch der einzelnen Bus-Netze mitsamt der zugehörigen Steuergeräte optimieren und es können einzelne Busse auch gezielt abgeschaltet werden. In einer Weiterbildung bietet es sich hierbei an, daß das Steuergerät zwischen einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf und einem Betriebszustand mit vollem Energiebedarf umschaltbar ist. Bevorzugterweise ist das Steuergerät zwecks Energieeinsparung während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs im Ruhezustand befindlich, und das Filter-Bauteil schaltet das Steuergerät lediglich bei Vorliegen einer für das Steuergerät bestimmten Botschaft vom Ruhezustand in den Betriebszustand.
Bei einem abermals weiteren erfindungsgemäßen Steuergerät besteht dessen Gehäuse, und zwar insbesondere dasjenige des KeylessEntry/Go-Steuergeräts und/oder der KeylessEntry/Go-Antenne, aus geschäumten Kunststoff. Hierfür kann dem thermoplastischen Kunststoff beim Spritzgießen von Gehäuseteilen für das Gehäuse ein Gas zur Reduzierung des Kunststoffanteils beigemischt werden. Aufgrund der Gewichtsreduzierung für solcherart hergestellte Gehäuse sinkt auch der Treibstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs.
Für besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ist Nachfolgendes festzustellen.
Die folgenden Maßnahmen gelten für Steuergeräte, und zwar speziell für das elektronische Zündschloß mit einem centralen Gateway (EZS/CGW) und/oder für KeylessEntry/Go-Steuergeräte (KG-SG) und/oder für KeylessEntry/Go-Antennen (KG-Antenne).
– Abschaltung der „Thatcham”-Überwachung:
Zur Detektion eines Schlüsselabzugs, entweder lediglich der Elektronik oder des Gesamtschlüssels, aus dem Zündschloß ist im heutigen System eine zyklische Prüfung mittels Infrarot-Kommunikation zwischen dem Zündschloß und dem Schlüssel implementiert. Diese kann durch eine einmalige Abfrage vor Motorstart ersetzt werden und verbraucht so deutlich weniger Leistung, da die zyklische Prüfung ausgeschaltet werden kann.
– Abschalten nicht benutzter Schnittstellen:
Im Kraftfahrzeug sind heute viele unterschiedliche Kommunikationsschnittstellen zwischen den Steuergeräten im Einsatz. Im Fahrbetrieb werden diese häufig auf Ruhepegel bzw. „rezessivem Pegel” gehalten, da die Schnittstelle nicht benutzt wird. Dies trifft beispielsweise für die Schnittstelle zur elektrischen Lenkungsverriegelung (ELV) sowie für die Schnittstelle zur Funkübertragung (HF-Schnittstelle) zu. Jedoch auch beim Ruhepegel fließen hier geringe Ströme bzw. die Treiber müssen den Pegel erzeugen. Ein Abschalten der Schnittstelle senkt diese Verlustleistung.
– Taktung der Sensorik während der Fahrt:
Zur Drehwinkelerkennung werden in heutigen Steuergeräten berührungslose Drehwinkelsensoren eingesetzt. Diese können dauerbestromt oder getaktet betrieben werden. Die Taktung ist für die Einhaltung der Ruhestromanforderung im Ruhezustand notwendig. Während der Fahrt ist eine etwas längere Reaktionszeit akzeptabel und zusätzliches Takten der Sensorik im Fahrbetrieb reduziert die Verlustleistung dieser Sensorik um ca. 99,7% gegenüber dem Dauerbetrieb.
– Optimierung der Energieübertragung:
Die Energieversorgung von Zündschlüsseln in Kraftfahrzeugen im Zündschloß erfolgt häufig induktiv, und zwar nach dem Prinzip eines Trafos. Primärseitig (im Fahrzeug) wird über eine Sendespule ein induktives Feld erzeugt, das sekundärseitig (im Schlüssel) über eine Empfangsspule wieder ausgekoppelt wird. Dieses ausgekoppelte Feld wird durch eine Gleichrichtung und Glättung in eine Gleichspannung zur Energieversorgung des Schlüssels gewandelt. Hier wird heute im Schlüssel eine Einweggleichrichtung eingesetzt. Durch den Einsatz einer Mehrweggleichrichtung im Schlüssel kann bei gleichem Energieverbrauch des Schlüssels die sendeseitig gespeiste Energie im Zündschloß reduziert werden und somit die Verlustleistung im Fahrzeug ebenfalls verringert werden.
Die folgenden Maßnahmen empfehlen sich für Steuergeräte, und zwar speziell für KeylessEntry/Go-Steuergeräte (KG-SG).
– Verwendung eines CAN-Filters:
Das KeylessEntry/Go-Steuergerät hat praktisch keine Aufgaben während der Fahrt. Vielmehr wird dieses nur für das Schlüsselsuchen verwendet oder wenn ein Fahrberechtigungs(FBS)-Steuergerät ein Kryptologie-Update benötigt, was jedoch sehr selten der Fall ist. Das Steuergerät wird aber trotzdem durch die normale CAN-Buskommunikation komplett wach gehalten. Durch Einfügen eines zusätzlichen Bauteils, beispielsweise eines Mikrocontrollers, können die Botschaften, welche zwar auf dem Bus vorhanden sind, aber nicht für das KG-SG bestimmt sind, weggefiltert werden. Damit wacht das KG-SG während der Fahrt praktisch nie auf und der Strom für dessen Betrieb wird eingespart, da das Steuergerät beispielsweise ca. 5 sec nach Beginn des Fahrbetriebs einschläft.
– Verwendung von geschäumten Kunststoffen für das Gehäuse des KG-SG und der KG-Antenne:
Durch den Einsatz von geschäumten Kunststoffmaterial für die mechanisch weniger beanspruchten KeylessEntry/Go-Komponenten „Gehäuse” und „Antenne” ergibt sich ein Gewichtsvorteil von 10 bis 15%. Hierbei wird dem Kunststoff beim Spritzvorgang Gas beigemischt, welches den Kunststoffanteil in diesem Mix reduziert. Trotzdem kann noch die korrekte Form des Gehäuses für das Steuergerät und für die Antenne gebildet werden. Der Kunde sieht das quasi nicht. Trotzdem ist das Gehäuse leichter als bisher, wobei die mechanische Festigkeit lediglich etwas abnimmt, was insoweit jedoch unbedeutend ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den Einsatz der von der Erfindung vorgeschlagenen Verbesserungsmaßnahmen für das Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem sich eine geringere Verlustleistung im Kraftfahrzeug ergibt, wodurch der CO₂-Ausstoß minimiert wird. Vorteilhaft für den Nutzer des Kraftfahrzeugs sind die Kosteneinsparungen, die dabei aufgrund der Neuorientierung der Kraftfahrzeugsteuer in Anlehnung an die ausgestoßene CO₂-Menge erzielt werden. Den Fahrzeugherstellern wird es darüberhinaus ermöglicht, das Gewicht und die Verlustleistung von Steuergeräten zu reduzieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1a ein mit einem Zugangs- und Fahrberechtigungssystem ausgestattetes Kraftfahrzeug,
1b das Kraftfahrzeug in schematischer Art,
1c ein schematisches Blockschaltbild des Zugangs- und Fahrberechtigungssystems mit einem Diagramm zur Übertragung der Signale,
2 ein Zündschloßsystem für das Kraftfahrzeug,
3 ein Schaltbild für die Energieübertragung zum Schlüssel,
4 ein Steuergerät im Kraftfahrzeug, und zwar das KeylessEntry/Go-Steuergerät,
5 das Steuergerät aus 4 in einer Explosionsdarstellung,
6 ein Blockschaltbild der Elektronik des Steuergeräts aus 4 und
7 ein Detail aus dem Blockschaltbild gemäß 6.
In 1a ist ein Kraftfahrzeug 1 mit dem berechtigten Benutzer 26 zu sehen. Das in 1b schematisch gezeigte Kraftfahrzeug 1 ist für die Zugangsberechtigung sowie für die Fahrberechtigung des Benutzers 26 mit einem Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem 2 versehen. Das Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem 2 umfaßt eine als eine Steuereinrichtung ausgebildete erste Einrichtung 4 und eine zugehörige zweite Einrichtung 7. Die zweite Einrichtung 7 ist in der Art eines elektronischen Schlüssels, eines Identifikations(ID)-Gebers, einer Chipkarte, einer Smartcard o. dgl. ausgebildet. Die zweite Einrichtung 7 befindet sich im Besitz des berechtigten Benutzers 26, womit dieser innerhalb eines Wirkbereichs 28 Zugang zum Kraftfahrzeug 1 besitzt.
Die erste Einrichtung 4 besitzt wenigstens zwei Zustände, wobei im ersten Zustand eine Verriegelung und im zweiten Zustand eine Entriegelung der Autotüren 27 vorliegt. Die beiden Einrichtungen 4, 7 besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen 9 mittels einer elektromagnetischen Trägerwelle. Bei wenigstens einem dieser zwischen der zweiten Einrichtung 7 und der ersten Einrichtung 4 übertragenen Signale 9 handelt es sich um ein codiertes, elektromagnetisches Betriebssignal 34 (siehe 1c). Das codierte Betriebssignal 34 dient zur Authentifikation der zweiten Einrichtung 7, womit bei berechtigter zweiter Einrichtung 7 nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals 34 eine Änderung des Zustandes der ersten Einrichtung 4 bewirkbar ist. Die Übertragung des codierten Betriebssignals 34 erfolgt dann, wenn der berechtigte Benutzer 26 den Türgriff 29 an der Autotüre 27 betätigt oder sich dem Türgriff 29 annähert. Dadurch wird die Entriegelung der Autotüren 27 entsprechend der bedienungsunabhängigen KeylessEntry-Funktionalität ausgelöst. Ebensogut kann die Übertragung des codierten Betriebssignals 34 auch selbsttätig ohne Mitwirkung des Benutzers 26 erfolgen, sobald dieser den Wirkbereich 28 betritt, was jedoch im folgenden nicht näher betrachtet wird. Schließt der Benutzer 26 die Autotüren 27 von außen, so erfolgt eine selbsttätige Verriegelung der Autotüren 27. Ebensogut kann die selbsttätige Verriegelung der Autotüren 27 erfolgen, nachdem der Benutzer 26 den Wirkbereich 28 verlassen hat.
Im übrigen ist neben der KeylessEntry-Funktionalität auch noch eine fernbedienbare Ent- sowie Verriegelung der Autotüren 27 möglich, die mittels in 2 sichtbarer, in der Art von Tasten ausgestalteten Betätigungsorgane 35 an der zweiten Einrichtung 7 durch den Benutzer 26 auslösbar ist, um dem Benutzer 26 eine bedienungsabhängige Zugangsberechtigung zum Kraftfahrzeug 1 zu gestatten. Beispielsweise läßt sich durch manuelle Betätigung der Betätigungsorgane 35 die Zentralverriegelung ver- und/oder entsperren sowie der Kofferraumdeckel öffnen, indem entsprechende codierte Betriebssignale 34 von der zweiten Einrichtung 7 zur ersten Einrichtung 4 gesendet werden.
Das Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem 2 stellt weiterhin die Fahrberechtigung für das Kraftfahrzeug 1 fest. Hierzu bewirkt die als Steuereinrichtung ausgebildete erste Einrichtung 4 ebenfalls entsprechend den beiden Zuständen die Ent- und/oder Verriegelung des elektronischen Zündschlosses 3 oder der elektrischen Lenkungsverriegelung. Ebensogut kann ein sonstiges funktionsrelevantes Bauteil des Kraftfahrzeugs 1 durch die erste Einrichtung 4 dementsprechend angesteuert werden. Beispielsweise kann dadurch eine Freigabe und/oder Sperrung einer Wegfahrsperre, des Motorsteuergeräts o. dgl. erfolgen. Die Übertragung des codierten Betriebssignals 34 zur Authentifikation der zweiten Einrichtung 7 erfolgt dann, wenn der berechtigte Benutzer 26 sich im Kraftfahrzeug 1 befindet und einen Start/Stop-Schalter 36 betätigt. Dadurch wird der Start-Vorgang o. dgl. des Kraftfahrzeugs 1 entsprechend der KeylessGo-Funktionalität ausgelöst.
Zusätzlich kann ein Notbetrieb, beispielsweise bei leerer Batterie der zweiten Einrichtung 7 vorgesehen sein, indem beispielsweise die zweite Einrichtung 7 als elektronischer Schlüssel in das Zündschloß 3 des Kraftfahrzeugs 1 zur manuellen Bedienung durch den Benutzer 26 einführbar ist, wie anhand von 2 gezeigt ist. Alternativ oder auch zusätzlich kann dadurch auch eine bedienungsabhängige Fahrberechtigung für das Kraftfahrzeug 1 gegeben sein.
Die Funktionsweise entsprechend der Keyless-Funktionalität des erfindungsgemäßen Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystems 2 soll nun anhand der 1c näher erläutert werden. Zunächst sendet die erste Einrichtung 4 mittels eines Senders/Empfängers 37 als Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen ein als Wecksignal bezeichnetes erstes elektromagnetisches Signal 30 für die zugehörige zweite Einrichtung 7. Dadurch wird die zweite Einrichtung 7 aus einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf in einen aktivierten Zustand für den bestimmungsgemäßen Betrieb übergeführt. Danach sendet die erste Einrichtung 4 wenigstens ein weiteres, drittes elektromagnetisches Signal 32, das nachfolgend auch als Bereichsabgrenzungssignal bezeichnet ist. Dadurch kann die zugehörige zweite Einrichtung 7 deren Standort in Bezug auf die erste Einrichtung 4 bestimmen. Insbesondere läßt sich feststellen, ob die zweite Einrichtung 7 außerhalb am Kraftfahrzeug 1 sowie gegebenenfalls an welcher Stelle des Außenraums 39 und/oder im Innenraum 40 des Kraftfahrzeugs 1 (siehe 1a) befindlich ist. Nachfolgend sendet die zweite Einrichtung 7 mittels eines Senders/Empfängers 38 ein die Information zum ermittelteten Standort beinhaltendes viertes Signal 33 zur ersten Einrichtung 4, das im folgenden auch als Rückantwortsignal bezeichnet ist. Schließlich wird dann, wie bereits beschrieben, das fünfte elektromagnetische Signal als codiertes elektromagnetisches Betriebssignal 34 zur Authentifikation mittels der Sender/Empfänger 37, 38 zwischen der ersten und der zweiten Einrichtung 4, 7 übertragen. Das Signal 34 kann insbesondere aus mehreren Teilsignalen bestehen und in einer bidirektionalen Kommunikation zwischen den beiden Einrichtungen 4, 7 übertragen werden. Im Hinblick auf nähere Einzelheiten zur bidirektionalen Kommunikation an sich wird auch auf die DE 43 40 260 A1 verwiesen.
Das Wecksignal 30 kann beispielsweise eine Kennung zum Kraftfahrzeug-Typ enthalten. Nach Empfang des Wecksignals 30 sind zunächst sämtliche im Wirkbereich 28 befindliche zweite Einrichtungen 7, die zum selben Kraftfahrzeug-Typ gehören, aktiviert. In einer weiteren Ausgestaltung des Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystems 2 sendet die erste Einrichtung 4 zwischen dem ersten Signal 30 und dem dritten Signal 32 ein zweites elektromagnetisches Signal 31 zur zweiten Einrichtung 7 als Selektionssignal, wie näher anhand von 1c zu erkennen ist. Das zweite Signal 31 enthält eine Information über die nähere Identität des Kraftfahrzeugs 1. Dadurch wird bewirkt, daß lediglich die tatsächlich zur ersten Einrichtung 4 zugehörigen zweiten Einrichtungen 7 im aktivierten Zustand verbleiben. Im aktivierten Zustand befindliche, nicht zum Kraftfahrzeug 1 zugehörige zweite Einrichtungen werden jedoch in den Ruhezustand zurückgeführt.
Wie weiter in 1b zu sehen ist, weist das Zugangs- und Fahrberechtigungssystem 2 ein Zündschloß 3, ein Steuergerät 4, 4' sowie mehrere Antennen 5 auf. Das Zündschloß 3 ist Teil eines in 2 gezeigten Zündschloßsystems 6 für die Fahrberechtigung in einem Kraftfahrzeug 1. Das Zündschloßsystem 6 umfaßt weiter einen mit dem Zündschloß 3 zusammenwirkenden elektronischen Schlüssel 7. Das Zündschloß 3 weist eine Aufnahme 8 zum Einführen des Schlüssels 7 auf. Befindet sich der Schlüssel 7 in der Aufnahme 8, so sind Signale 9, beispielsweise optisch mit Infrarot-Strahlung, in der Art eines elektronischen Codes zwischen dem Schlüssel 7 und dem Zündschloß 3 übertragbar. Nach positiver Auswertung des Codes, also wenn es sich um den zum Kraftfahrzeug 1 zugehörigen berechtigten Schlüssel 7 handelt, wird wenigstens eine vom Zündschloß 3 bewirkbare Funktion freigegeben und/oder ausgelöst. Bei dieser Funktion kann es sich um das Einschalten von Verbrauchern im Kraftfahrzeug 1, das Starten des Kraftfahrzeugs 1 o. dgl. handeln. Die Signalübertragung 9 zur Abfrage des Codes zwischen dem Zündschloß 3 und dem Schlüssel 7 ist lediglich vor Motorstart des Kraftfahrzeugs 1 vorgenommen. Nach dem Motorstart wird somit keine weitere Abfrage des Codes bis zum Motorstop vorgenommen.
Um den Schlüssel 7 für die Signalübertragung 9 mit Energie zu versorgen, ist eine induktive Energieübertragung 10 vom Zündschloß 3 auf den Schlüssel 7 vorgesehen, wenn sich der Schlüssel 7 in der Aufnahme 8 im Zündschloß 3 befindet. Hierfür befindet sich im Zündschloß 3 eine Spule 11, die in 3 gezeigt ist, und die mit einer Spule 12 im Schlüssel 7 induktiv in der Art eines Transformators zusammenwirkt. Die in der Spule 12 im Schlüssel 7 durch die Energieübertragung induzierte Spannung wird von einem Brückengleichrichter 13 mittels einer Mehrweggleichrichtung in eine Gleichspannung umgewandelt und zur Versorgung der Elektronik 14 im Schlüssel 7 verwendet. Wie im Diagramm in 3 zu sehen ist, wird dabei jede Halbwelle der vom Zündschloß 3 bereitgestellten Wechselspannung 15 in eine Gleichspannung 16 im Schlüssel 7 umgewandelt.
Wie bereits erwähnt, befinden sich im Kraftfahrzeug 1 mehrere Steuergeräte 4, 4' zur Ausübung von Funktionen im Kraftfahrzeug 1. In 1b sind Türsteuergeräte 4' zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren 27, das bereits erwähnte Zündschloß 3 sowie ein KeylessEntry/Go-Steuergerät 4 zu sehen. Bei weiteren im Kraftfahrzeug 1 befindlichen, jedoch nicht weiter gezeigten Steuergeräten handelt es sich beispielsweise um eine elektrische Lenkradverriegelung, eine Wegfahrsperre, ein Motorsteuergerät oder ein Sitzsteuergerät zur Einstellung der Sitzposition. Die Steuergeräte 4, 4' sind in einem aus wenigstens einem Bussystem bestehenden Bordnetz 17 untereinander derart verbunden, daß deren Kommunikation miteinander ermöglicht ist. Für die Verbindung mit dem Bordnetz 17 weist das Steuergerät 4, 4' wenigstens eine in 6 gezeigte Schnittstelle 18 zur Übertragung von Signalen auf. Im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 werden nicht benutzte Schnittstellen 18 vollständig abgeschaltet. Selbstverständlich können neben den Schnittstellen 18 zur leitungsgebundenen Signalübertragung auch Schnittstellen zu drahtlosen Signalübertragungsstrecken abgeschaltet werden, beispielsweise die Schnittstelle zur Funkübertragung mittels der HF(Hochfrequenz)-Antenne 5'. Damit das Zündschloß 3 als Steuergerät im Bussystem 17 arbeiten kann, besitzt dieses noch ein zentrales Gateway zum Bussystem 17, womit es sich um ein elektronisches Zündschloß mit zentralem Gateway EZS/CGW handelt.
Das Türsteuergerät 4' hat verschiedene Funktionen, wie Öffnen, Schließen und/oder Komfort-Schließfunktionen, wobei der Zustand der Türverriegelung detektiert werden kann. Wie in 1b zu sehen ist, weist das Steuergerät 4' hierfür wenigstens einen Sensor 19 zur Erfassung einer Meßgröße im Kraftfahrzeug 1 auf, hier also die Detektierung des Zustandes der Türverriegelung mittels eines Hallsensors. Der Sensor 19 im Steuergerät 4' wird während des Fahrbetriebs getaktet betrieben. Selbstverständlich können noch weitere Sensoren, beispielsweise ein im elektronischen Zündschloß 3 befindlicher, nicht weiter gezeigter Drehwinkelsensor, getaktet betrieben werden.
In 1b ist weiter das KeylessEntry/Go-Steuergerät 4 gezeigt, das für die „schlüssellose” Zugangs- und/oder Fahrberechtigung für das Kraftfahrzeug 1 dient. Bei Betätigung des Türgriffs 29, beispielsweise durch Berührung eines kapazitiven Sensors 19' im Türgriff 29, wird eine Kommunikation mittels Signale 9 über die Antennen 5, 5' zwischen dem beim Benutzer 26 befindlichen Schlüssel 7 und dem Kraftfahrzeug 1 ausgelöst, wobei das KeylessEntry/Go-Steuergerät 4 den Zugang zum Kraftfahrzeug 1 bei berechtigtem Schlüssel 7 freigibt. Bei den Antennen 5 kann es sich um induktiv arbeitende LF(Low Frequency)-Antennen und, wie bereits erwähnt, bei der Antenne 5' um eine HF(High Frequency)-Antenne handeln. Ebenso wird bei Betätigung eines Start/Stop-Schalters 36 (siehe 1a) im Kraftfahrzeug 1 wiederum die Berechtigung des beim Benutzer 26 befindlichen Schlüssels 7 festgestellt und bei positiver Überprüfung das Kraftfahrzeug 1 gestartet. Die nähere Ausgestaltung der Elektronik 24 des KeylessEntry/Go-Steuergeräts 4 ist als Blockschaltbild in 6 gezeigt.
Beim Bussystem 17 handelt es sich im vorliegenden Fall um den CAN-Bus, an den das KeylessEntry/Go-Steuergerät 4 über die Schnittstelle 18 angeschlossen ist. Wie nun weiter in 7 gezeigt ist, ist das KeylessEntry/Go-Steuergerät 4 über ein Filter-Bauteil 20 an das Bussystem 17, also den CAN-Bus, angeschlossen. Das Filter-Bauteil 20 filtert die nicht für das Steuergerät 4 bestimmten Botschaften, und zwar die CAN-Botschaften, auf dem Bussystem 17 aus, derart daß diese Botschaften nicht zum Steuergerät 4 weitergeleitet werden. Das Steuergerät 4 ist während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs 1 im Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf befindlich und wird lediglich dann in den Betriebszustand mit vollem Energiebedarf umgeschaltet, wenn vom Filter-Bauteil 20 für das Steuergerät 4 bestimmte Botschaften zum Steuergerät 4 weitergeleitet werden.
Das Steuergerät 4 besitzt gemäß 4 ein Gehäuse 21. Wie man weiter der 5 entnimmt, besteht das Gehäuse 21 aus einem Gehäuseunterteil 22 und einem Gehäuseoberteil 23. Im Gehäuse 21 befindet sich eine Leiterplatte 25 zur Aufnahme der Elektronik 24, deren nähere Ausgestaltung in 6 als Blockschaltbild dargestellt ist. Das Gehäuse 21 des Steuergeräts 4, und zwar des KeylessEntry/Go-Steuergeräts 4, besteht aus geschäumten Kunststoff. Selbstverständlich können noch weitere Gehäuse 21, beispielsweise dasjenige der in 1b schematisch gezeigten KeylessGo-Antenne 5, aus geschäumten Kunststoff bestehen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann die Erfindung nicht nur an Zünd- und/oder Türschlössern für beliebige Fahrzeuge Verwendung finden, sondern auch an sonstigen Schlössern, beispielsweise solchen die an Immobilien, Arbeitsmaschinen, Werkzeugmaschinen o. dgl. angeordnet sind, eingesetzt werden. Schließlich läßt sich die Erfindung auch bei sonstigen Steuergeräten, die in Arbeitsmaschinen, Werkzeugmaschinen o. dgl. angeordnet sind, einsetzen.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug/Fahrzeug
2: Zugangs- und/oder Fahrberechtigungssystem
3: Zündschloß/Steuergerät
4: Steuergerät/KeylessEntry/Go-Steuergerät/erste Einrichtung
4': Steuergerät/Türsteuergerät
5: Antenne/LF-Antenne/KeylessGo-Antenne
5': Antenne/HF-Antenne
6: Zündschloßsystem
7: Schlüssel/zweite Einrichtung
8: Aufnahme (im Zündschloß)
9: Signal/Signalübertragung
10: Energieübertragung
11: Spule (im Zündschloß)
12: Spule (im Schlüssel)
13: Brückengleichrichter
14: Elektronik (im Schlüssel)
15: Wechselspannung (vom Zündschloß)
16: Gleichspannung
17: Bordnetz/Bussystem
18: Schnittstelle
19: Sensor
19': (kapazitiver) Sensor
20: Filter-Bauteil
21: Gehäuse
22: Gehäuseunterteil/Gehäuseteil
23: Gehäuseoberteil/Gehäuseteil
24: Elektronik
25: Leiterplatte
26: Benutzer
27: Autotüre
28: Wirkbereich
29: Türgriff
30: erstes Signal/Wecksignal
31: zweites Signal/Selektionssignal
32: drittes Signal/Bereichsabgrenzungssignal
33: viertes Signal/Rückantwortsignal
34: fünftes Signal/Betriebssignal
35: Betätigungsorgan (an Schlüssel)
36: Start/Stop-Schalter
37: Sender/Empfänger (von erster Einrichtung)
38: Sender/Empfänger (von zweiter Einrichtung)
39: Außenraum
40: Innenraum

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 Patentliteratur

- DE 4434587 A1 [0003]
- DE 4340260 A1 [0004, 0039]

Claims

Zündschloßsystem für die Fahrberechtigung in einem Kraftfahrzeug (1), umfassend ein Zündschloß (3) sowie einen mit dem Zündschloß (3) zusammenwirkenden elektronischen Schlüssel (7), wobei das Zündschloß (3) eine Aufnahme (8) zum Einführen des Schlüssels (7) aufweist, und wobei Signale (9) in der Art eines elektronischen Codes zwischen dem Schlüssel (7) und dem Zündschloß (3) bei in der Aufnahme (8) befindlichem Schlüssel (7) übertragbar sind, so daß nach positiver Auswertung des Codes wenigstens eine vom Zündschloß (3) bewirkbare Funktion, wie das Einschalten von Verbrauchern im Kraftfahrzeug (1), das Starten des Motors des Kraftfahrzeugs (1) o. dgl., freigegeben ist und/oder ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signalübertragung (9) zwischen dem Zündschloß (3) und dem Schlüssel (7) lediglich vor Motorstart des Kraftfahrzeugs (1) vorgenommen ist, insbesondere nach dem Motorstart keine weitere Abfrage bis zum Motorstop vorgenommen wird.
Zündschloßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale (9) zwischen dem Zündschloß (3) und dem Schlüssel (7) optisch, insbesondere mittels Infrarot-Strahlung, übertragen werden.
Zündschloßsystem für die Fahrberechtigung in einem Kraftfahrzeug (1), umfassend ein Zündschloß (3) sowie einen mit dem Zündschloß (3) zusammenwirkenden elektronischen Schlüssel (7), wobei das Zündschloß (3) eine Aufnahme (8) zum Einführen des Schlüssels (7) aufweist, und wobei Signale (9) in der Art eines elektronischen Codes zwischen dem Schlüssel (7) und dem Zündschloß (3) bei in der Aufnahme (8) befindlichem Schlüssel (7) übertragbar sind, so daß nach positiver Auswertung des Codes wenigstens eine vom Zündschloß (3) bewirkbare Funktion, wie das Einschalten von Verbrauchern im Kraftfahrzeug (1), das Starten des Motors des Kraftfahrzeugs (1) o. dgl., freigegeben ist und/oder ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine induktive Energieübertragung (10) vom Zündschloß (3) auf den Schlüssel (7) bei im Zündschloß (3) befindlichem Schlüssel (7), insbesondere zum Betrieb des Schlüssels (7), vornehmbar ist, und daß die im Schlüssel (7) durch die Energieübertragung (10) induzierte Spannung mittels einer Mehrweggleichrichtung in eine Gleichspannung (16) umgewandelt wird.
Steuergerät zur Ausübung von Funktionen in einem Kraftfahrzeug (1), insbesondere für die Zugangs- und/oder Fahrberechtigung des Kraftfahrzeugs (1) in der Art einer KeylessEntry- und/oder einer KeylessGo-Funktionalität, wie ein Türsteuergerät (4') zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren (27), ein Zündschloß (3), eine Lenkradverriegelung, insbesondere eine elektrische Lenkungsverriegelung, eine Wegfahrsperre, ein Motorsteuergerät, ein KeylessEntry/Go-Steuergerät (4), eine KeylessEntry/Go-Antenne (5), ein Sitzsteuergerät zur Einstellung der Sitzposition o. dgl., wobei das Steuergerät (4, 4') wenigstens eine Schnittstelle (18) zur Übertragung von Signalen (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (1) nicht benutzte Schnittstellen (18) vollständig abgeschaltet werden.
Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (18) mit einer drahtlosen Signalübertragungsstrecke, insbesondere mit einer Funkschnittstelle zur drahtlosen Signalübertragung zwischen einem elektronischen Schlüssel (7) und dem Steuergerät (4) und/oder mit einer drahtgebundenen Signalübertragungsstrecke im Bordnetz (17) des Kraftfahrzeugs (1), das insbesondere aus wenigstens einem Bussystem besteht, in Verbindung steht.
Steuergerät zur Ausübung von Funktionen in einem Kraftfahrzeug (1), insbesondere für die Zugangs- und/oder Fahrberechtigung des Kraftfahrzeugs (1) in der Art einer KeylessEntry- und/oder einer KeylessGo-Funktionalität, wie ein Türsteuergerät (4') zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren (27), ein Zündschloß (3), eine Lenkradverriegelung, insbesondere eine elektrische Lenkungsverriegelung, eine Wegfahrsperre, ein Motorsteuergerät, ein KeylessEntry/Go-Steuergerät (4), eine KeylessEntry/Go-Antenne (5), ein Sitzsteuergerät zur Einstellung der Sitzposition o. dgl., wobei das Steuergerät (4, 4') wenigstens einen Sensor (19, 19') zur Erfassung einer Meßgröße im Fahrzeug (1) und/oder im Steuergerät (4, 4') umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (19, 19') im Steuergerät (4, 4') während des Fahrbetriebs getaktet betrieben wird.
Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Sensor (19) um einen berührungslos arbeitenden Drehwinkelsensor zur Drehwinkelerkennung handelt.
Steuergerät zur Ausübung von Funktionen in einem Kraftfahrzeug (1), insbesondere für die Zugangs- und/oder Fahrberechtigung des Kraftfahrzeugs (1) in der Art einer KeylessEntry- und/oder einer KeylessGo-Funktionalität, wie ein Türsteuergerät (4') zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren (27), ein Zündschloß (3), eine Lenkradverriegelung, insbesondere eine elektrische Lenkungsverriegelung, eine Wegfahrsperre, ein Motorsteuergerät, ein KeylessEntry/Go-Steuergerät (4), eine KeylessEntry/Go-Antenne (5), ein Sitzsteuergerät zur Einstellung der Sitzposition o. dgl., wobei das Steuergerät (4, 4') zur Übertragung von Botschaften mittels Signalen (9) mit einem Bordnetz (17), das insbesondere aus wenigstens einem Bussystem besteht, in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (4, 4'), insbesondere das KeylessEntry/Go-Steuergerät (4), über ein Filter-Bauteil (20) an das Bussystem (17), insbesondere den CAN-Bus, angeschlossen ist, und daß das Filter-Bauteil (20) die nicht für das Steuergerät (4, 4') bestimmten Botschaften, insbesondere die CAN-Botschaften, auf dem Bussystem (17) ausfiltert, derart daß diese Botschaften nicht zum Steuergerät (4, 4') weitergeleitet werden, und daß das Filter-Bauteil (20) lediglich die für das Steuergerät (4, 4') bestimmten Botschaften zum Steuergerät (4, 4') weiterleitet.
Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (4, 4') zwischen einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf und einem Betriebszustand mit vollem Energiebedarf umschaltbar ist, wobei vorzugsweise das Steuergerät (4, 4') während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs (1) im Ruhezustand befindlich ist, und daß vorzugsweise das Filter-Bauteil (20) das Steuergerät (4, 4') bei Vorliegen einer für das Steuergerät (4, 4') bestimmten Botschaft vom Ruhezustand in den Betriebszustand schaltet.
Steuergerät zur Ausübung von Funktionen in einem Kraftfahrzeug (1), insbesondere für die Zugangs- und/oder Fahrberechtigung des Kraftfahrzeugs (1) in der Art einer KeylessEntry- und/oder einer KeylessGo-Funktionalität, wie ein Türsteuergerät (4') zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren (27), ein Zündschloß (3), eine Lenkradverriegelung, insbesondere eine elektrische Lenkungsverriegelung, eine Wegfahrsperre, ein Motorsteuergerät, ein KeylessEntry/Go-Steuergerät (4), eine KeylessEntry/Go-Antenne (5), ein Sitzsteuergerät zur Einstellung der Sitzposition o. dgl., wobei das Steuergerät (4, 4') ein Gehäuse (21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) des Steuergeräts (4, 4'), insbesondere des KeylessEntry/Go-Steuergeräts (4) und/oder der KeylessEntry/Go-Antenne (5), aus geschäumten Kunststoff besteht, wobei vorzugsweise dem Kunststoff beim Spritzgießen von Gehäuseteilen (22, 23) für das Gehäuse (21) ein Gas zur Reduzierung des Kunststoffanteils beigemischt wird.