DE102015213984A1

DE102015213984A1 - Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie für eine Verriegelungssteuerung einer Türvorrichtung

Info

Publication number: DE102015213984A1
Application number: DE102015213984.0A
Authority: DE
Inventors: Bastian BARTELS
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-01-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (30) zum Bereitstellen von elektrischer Energie für eine Verriegelungssteuerung (21) einer Türvorrichtung (11). Bei dem Verfahren wird elektrische Energie aus einer Bewegung eines Türbetätigungselements (12) der Türvorrichtung (11) erzeugt und in einem elektrischen Energiespeicher (20) gespeichert. Die gespeicherte elektrische Energie wird der Verriegelungssteuerung (21) zugeführt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie für eine Verriegelungssteuerung einer Türvorrichtung, insbesondere einer Türvorrichtung eines Fahrzeugs. Das Verfahren ermöglicht insbesondere, die Verriegelungssteuerung auch dann mit elektrischer Energie zu versorgen, wenn eine Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs leer ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Türvorrichtung, eine Authentifizierungsvorrichtung sowie ein Fahrzeug, welche das Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie für eine Verriegelungssteuerung verwenden.
Für Türen, beispielsweise von Fahrzeugen, Wohnhäusern, Hotels oder Betriebsstätten, sind automatische Systeme im Einsatz, welche es ermöglichen, eine Tür ohne aktive Benutzung eines Schlüssels zu entriegeln. Derartige Systeme werden beispielsweise als Keyless-Entry-Systeme bezeichnet. Eine Person, welche die Tür öffnen möchte, muss einen elektronischen Schlüssel in Form eine Sende-/Empfangsvorrichtung mit sich führen. Dieser elektronische Schlüssel kann beispielsweise ein sogenannter RFID-Transponder sein, welcher eine Authentifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen ermöglicht. Eine Sende-/Empfangsvorrichtung in der Tür richtet eine Kommunikationsverbindung mit dem elektronischen Schlüssel ein und überprüft eine Authentifizierungsinformation des elektronischen Schlüssels. Bei erfolgreicher Authentifizierung wird die Tür automatisch entriegelt und die Person kann die Tür öffnen. Bei Fahrzeugen, beispielsweise Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, hat der elektronische Schlüssel üblicherweise die Form einer kleinen handlichen Vorrichtung, beispielsweise ein chipförmiger Schlüsselanhänger, welchen die Person mit sich führt. Der elektronische Schlüssel kann eine eigene Energieversorgung in Form einer Batterie umfassen, um die Kommunikationsverbindung mit dem Fahrzeug aufzubauen. Alternativ kann der elektronische Schlüssel ohne eigene Energiequelle auskommen und seine Betriebsenergie aus Funkwellen beziehen, welche von dem Fahrzeug während der Authentifizierung zu dem elektronischen Schlüssel übertragen werden, beispielsweise mittels einer Nahfeldkommunikation (NFC). Alternativ kann der elektronische Schlüssel auch in tragbare Vorrichtungen eines Fahrzeugbenutzers integriert werden, beispielsweise in ein Mobilfunktelefon, insbesondere in ein sogenanntes Smartphone.
Bei der Verwendung von beispielsweise einem Smartphone als elektronischem Fahrzeugschlüssel ist trotz leerem Smartphone-Akku im Notfall eine Entriegelung der Fahrzeugtüre möglich, indem beispielsweise per Induktion Energie einer Nahfeldkommunikation (NFC) zum Übertragen der Authentifizierungsinformation verwendet wird. Für den Fall, dass die Fahrzeugbatterie entladen ist, ist ein mechanischer Schlüssel mit beispielsweise einem Schließbart erforderlich, um das Fahrzeug zu öffnen. Ein derartiger mechanischer Schlüssel ist daher üblicherweise in das Gehäuse eines elektronischen Schlüssels integriert, welcher mit dem Fahrzeug ausgeliefert wird. Bei Verwendung von beispielsweise einem Smartphone als elektronischen Fahrzeugschlüssel ist dieser mechanische Schlüssel jedoch nicht vorhanden, so dass das Fahrzeug nicht entriegelt werden kann. Ein Aufladen der Fahrzeugbatterie ist in diesem Fall üblicherweise auch nicht möglich, da die Fahrzeugbatterie nur bei geöffnetem Fahrzeug zugänglich ist.
In diesem Zusammenhang offenbart die DE 697 07 072 T2 eine tragbare Vorrichtung zur Fernsteuerung eines funktionellen Organs eines Kraftwagens. Die tragbare Vorrichtung kann beispielsweise dazu dienen, ein Zentralverriegelungssystem für die Türen des Fahrzeugs zu steuern. Die tragbare Fernsteuervorrichtung umfasst eine elektrische Energiequelle, Einrichtungen zum Erzeugen eines Steuersignals und Einrichtungen zum Aussenden dieses Steuersignals in Richtung auf das Fahrzeug. Die elektrische Energiequelle umfasst einen Wandler zum Umwandeln kinetischer Energie einer Versetzung der Vorrichtung in elektrische Energie. Der Wandler erzeugt somit elektrische Energie, während er sich in Bewegung befindet, was häufig bei der Benutzung des Fahrzeugs der Fall ist. Mit der Energie kann ein Energiespeicher zur Versorgung der tragbaren Fernsteuervorrichtung mit elektrischer Energie geladen werden.
Die DE 10 2008 042 183 A1 betrifft ein Verfahren zum Öffnen und Schließen einer Öffnung am Kraftfahrzeug mittels eines beweglichen Teils, wobei das Teil mittels eines motorischen Antriebs verstellt wird. Beim Einwirken einer zusätzlichen äußeren Betätigungskraft werden auf das Teil Mittel aktiviert, die das Teil in seiner Bewegung abbremsen. Der motorische Antrieb kann als Elektromotor ausgebildet sein. Der Elektromotor kann kurzgeschlossen werden, wodurch im Elektromotor eine Gegenspannung induziert wird, die eine Gegenkraft entgegen der Bewegungsrichtung des Teils bewirkt, die das Teil aktiv abbremst. Hier wirkt der Elektromotor als Generator, wobei die Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird.
Die DE 10 2010 039 898 A1 betrifft eine Verstellvorrichtung zur Verlagerung eines Kraftfahrzeugteils relativ zu einer Kraftfahrzeugstruktur in einem Verstellbereich mit einem dem Kraftfahrzeugteil zugeordneten ersten Verstellbauteil und einem der Kraftfahrzeugstruktur zugeordneten zweiten Verstellbaustein, welche miteinander verbunden und in dem Verstellbereich in zwei Verstellrichtungen relativ zueinander verstellbar sind. Die Verstellvorrichtung weist eine Beschleunigungseinrichtung auf, mittels derer zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugteils bei einer Verlagerung, bei der das erste Verstellbauteil in eine der beiden Verstellrichtungen relativ zu dem zweiten Verstellbauteil verstellt wird, speicherbar und zur Beschleunigung einer Verlagerungsbewegung des Kraftfahrzeugteils auf das erste Verstellbauteil übertragbar ist.
Die DE 10 2005 061 610 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Schließbewegung eines Karosseriebauteils für Fahrzeuge. Eine Ausführungsform betrifft ein mechatronisches Türschließsystem mit einem elektrischen Antrieb, welcher eine Tür mit einer Fahrzeugkarosserie koppelt, und einer Zuzieheinrichtung. Ein Energiespeicher kann vorgesehen sein, der durch Umwandeln von kinetischer Energie der Tür beim Bremsen aufgeladen werden kann und der den elektrischen Antrieb und/oder die Zuzieheinrichtung ausschließlich oder ergänzend mit Energie versorgt.
Die US 2005/0062453 A1 betrifft ein System zum Steuern einer Fahrzeugtürposition. Das System weist einen Umrichter zum Ansteuern eines Motors auf. Dem Umrichter ist ein Aufwärtswandler vorgelagert, welcher eine konstante Spannung an dem Umrichtereingang aufrechterhält, und ein Kondensator ist zwischen dem Wandler und dem Umrichter für eine Energiespeicherung vorgesehen. Kinetische Energie wird von der Tür und mechanischen Abschnitten des Motors durch den Umrichter zurückgeführt und in dem Kondensator gespeichert, wodurch die von einer Leistungsquelle benötigte Leistung verringert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine automatische Entriegelung einer Tür von beispielsweise einem Fahrzeug zu ermöglichen, selbst wenn eine Stromversorgung von einer dafür vorgesehenen Energiequelle, beispielsweise einer Fahrzeugbatterie, nicht verfügbar ist, weil die Fahrzeugbatterie beispielsweise entladen ist oder eine elektrische Verbindung zu der Fahrzeugbatterie defekt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie für eine Verriegelungssteuerung einer Türvorrichtung nach Anspruch 1, eine Türvorrichtung nach Anspruch 7, eine Authentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 9 und ein Fahrzeug nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie für eine Verriegelungssteuerung einer Türvorrichtung bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird elektrische Energie aus einer Bewegung eines Türbetätigungselements der Türvorrichtung erzeugt. Das Türbetätigungselement kann beispielsweise ein Türgriff sein, welcher an der Tür angebracht ist, oder ein Betätigungshebel an einem Türgriff, welcher zum Öffnen der Tür zu betätigen ist. Das Türbetätigungselement kann ferner beispielsweise eine Türklinke oder ein drehbarer Türknauf einer Tür, beispielsweise einer Zimmertür in einem Hotel, sein. Allgemein ausgedrückt ist das Türbetätigungselement ein mechanisches Element der Türvorrichtung, welches zum Öffnen der Tür bewegt wird. Die aus der Bewegung des Türbetätigungselements erzeugte elektrische Energie wird in einem elektrischen Energiespeicher gespeichert und der Verriegelungssteuerung zugeführt. Die Verriegelungssteuerung kann beispielsweise ein Teil einer Zentralverriegelung eines Fahrzeugs sein, welche einen Entriegelungsantrieb, beispielsweise einen Servoantrieb, der Türvorrichtung steuert. Die Verriegelungssteuerung kann beispielsweise die Türvorrichtung wahlweise in einen verriegelten Zustand oder in einen entriegelten Zustand einstellen. In dem entriegelten Zustand kann die Türvorrichtung durch eine Betätigung des Türbetätigungselements geöffnet werden. In dem verriegelten Zustand bleibt die Türvorrichtung trotz betätigtem Türbetätigungselement verschlossen. Indem aus der Bewegung des Türbetätigungselements elektrische Energie zum Betrieb der Verriegelungssteuerung erzeugt wird, kann die Verriegelungssteuerung auch dann arbeiten, wenn eine Energiequelle, welche die Verriegelungssteuerung üblicherweise mit elektrischer Energie versorgt, ausgefallen ist. Bei einem Fahrzeug kann die Verriegelungssteuerung beispielsweise üblicherweise mit elektrischer Energie von einer Fahrzeugbatterie, beispielsweise einer Starterbatterie, versorgt werden. Bei einem Ausfall der Fahrzeugbatterie, beispielsweise wenn die Fahrzeugbatterie entladen ist, kann durch Betätigen des Türbetätigungselements elektrische Energie gewonnen werden, welche zum Betrieb der Verriegelungssteuerung verwendet werden kann. Gegebenenfalls ist eine mehrfache Betätigung des Türbetätigungselements erforderlich, bevor eine ausreichende Energiemenge für einen Betrieb der Verriegelungssteuerung in dem elektrischen Energiespeicher vorrätig ist. Dennoch kann in diesem Fall das Fahrzeug auch bei entladener Fahrzeugbatterie ohne die Verwendung eines mechanischen Schlüssels geöffnet werden, wodurch ein Fahrzeugbesitzer in den Fahrzeuginnenraum gelangt, um beispielsweise die Motorhaube zu öffnen und das Fahrzeug mit beispielsweise einem Starthilfekabel zu starten. Dadurch kann ein Fahrzeugbenutzer einen Zugang zu dem Fahrzeug erhalten, selbst wenn die Fahrzeugbatterie entladen ist und der Fahrzeugbenutzer statt der mit dem Fahrzeug zusammen ausgelieferten Kombination aus elektronischem Schlüssel und mechanischem Schlüssel lediglich einen elektronischen Schlüssel in Form eines Smartphones oder einer sonstigen mobilen Vorrichtung mit sich führt. Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass auf den mechanischen Schlüssel gänzlich verzichtet werden kann, d.h. dass auch ein mechanisches Türschloss an der Türvorrichtung entfallen kann, wodurch Kosten eingespart werden können.
Gemäß einer Ausführungsform empfängt bei dem Verfahren die Verriegelungssteuerung eine Authentifizierungsinformation, während die Verriegelungssteuerung mit elektrischer Energie von dem elektrischen Energiespeicher versorgt wird. Die Verriegelungssteuerung überprüft die Authentifizierungsinformation, während sie mit elektrischer Energie von dem elektrischen Energiespeicher versorgt wird. In Abhängigkeit von der Überprüfung der Authentifizierungsinformation wird elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher zu einem Entriegelungsantrieb geführt. Der Entriegelungsantrieb ist in der Lage, ein Öffnen der Türvorrichtung freizugeben. Somit kann auch im Falle eines Ausfalls einer regulären Stromversorgung der Komfort eines sogenannten schlüssellosen Zugangssystems ebenso beibehalten werden, wie ein Schutz des Fahrzeugs vor unbefugter Benutzung.
Das Empfangen der Authentifizierungsinformation kann ein Aufbauen einer Kommunikationsverbindung mit einem mobilen Endgerät umfassen. Das mobile Endgerät kann beispielsweise ein Mobilfunktelefon, insbesondere ein Smartphone, umfassen. Die Kommunikationsverbindung kann beispielsweise eine sogenannte Bluetooth-Low-Energy- oder eine Nahfeldkommunikation (NFC, Near Field Communication) umfassen. Verfügt das mobile Endgerät über eine RFID (Radio Frequency Identification, Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen), so kann die Authentifizierungsinformation zwischen dem mobilen Endgerät und der Verriegelungssteuerung sogar dann durchgeführt werden, wenn eine Energiequelle des mobilen Endgeräts, beispielsweise eine Batterie oder ein Akku, leer ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die elektrische Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements erzeugt, indem kinetische Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements mit Hilfe eines piezoelektrischen Wandlers in elektrische Energie umgewandelt wird. Piezoelektrische Wandler können aufgrund der geringen Anzahl von beweglichen mechanischen Bauteilen kostengünstig und robust aufgebaut werden. Alternativ oder zusätzlich kann gemäß einer weiteren Ausführungsform die elektrische Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements erzeugt werden, indem kinetische Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements mit Hilfe eines elektromagnetischen Wandlers in elektrische Energie umgewandelt wird. Ein elektromagnetischer Wandler kann einen hohen Wirkungsgrad besitzen, so dass eine verhältnismäßig große Menge elektrischer Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements gewonnen werden kann. Alternativ oder zusätzlich können beliebige Mechanismen zur Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie verwendet werden, insbesondere Technologien, welche unter dem Begriff „Nanogeneratoren“ bekannt sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Türvorrichtung eine Türvorrichtung eines Fahrzeugs, beispielsweise eine Fahrertür oder einen Kofferraumdeckel eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug umfasst eine Stromversorgungsvorrichtung, beispielsweise eine Fahrzeugbatterie. Bei dem Verfahren wird wahlweise die in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie oder elektrische Energie der Stromversorgungsvorrichtung des Fahrzeugs zu der Verriegelungssteuerung in Abhängigkeit von einer Verfügbarkeit der elektrischen Energie der Stromversorgungsvorrichtung geführt. Beispielsweise kann die Verriegelungssteuerung mit elektrischer Energie der Stromversorgungsvorrichtung des Fahrzeugs, also beispielsweise der Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs, betrieben werden, sofern die Fahrzeugbatterie eine ausreichende Menge Strom zur Verfügung stellen kann. Wenn keine ausreichende Menge von elektrischer Energie von der Fahrzeugbatterie bereitgestellt werden kann, wird die Verriegelungssteuerung mit elektrischer Energie von dem elektrischen Energiespeicher versorgt, welcher mit elektrischer Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements aufgeladen wird. Die Umschaltung zwischen den beiden Energiequellen kann beispielsweise von der Verriegelungssteuerung durchgeführt werden oder beispielsweise automatisch von einer elektronischen Schaltung, beispielsweise einer geeigneten Diodenanordnung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Türvorrichtung bereitgestellt, welche ein Türbetätigungselement, eine Verriegelungssteuerung, eine Energieerzeugungsvorrichtung und einen elektrischen Energiespeicher, beispielsweise einen Kondensator oder eine wiederaufladbare Batterie, umfasst. Die Türvorrichtung umfasst beispielsweise eine Tür, z.B. eine Fahrzeugtür, ein Türschloss und einen Türrahmen. Das Türbetätigungselement ist beweglich an der Türvorrichtung angebracht. Die Energieerzeugungsvorrichtung ist mit dem Türbetätigungselement gekoppelt und in der Lage, elektrische Energie aus einer Bewegung des Türbetätigungselements zu erzeugen. Der elektrische Energiespeicher ist mit der Energieerzeugungsvorrichtung gekoppelt, um elektrische Energie zu speichern, welche von der Energieerzeugungsvorrichtung erzeugt wurde. Der Verriegelungssteuerung wird die elektrische Energie von dem elektrischen Energiespeicher zugeführt, so dass die Verriegelungssteuerung mit der elektrischen Energie von dem elektrischen Energiespeicher betrieben werden kann. Die Energieerzeugungsvorrichtung umfasst beispielsweise einen piezoelektrischen oder einen elektromagnetischen Wandler. Die Türvorrichtung ist daher zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens oder einer seiner Ausführungsformen geeignet und umfasst daher auch die zuvor im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Authentifizierungsvorrichtung bereit, welche einen elektrischen Energiespeicher und eine Verriegelungssteuerung umfasst. Der elektrische Energiespeicher dient zum Speichern von elektrischer Energie und ist mit einer Energieerzeugungsvorrichtung koppelbar. Die Energieerzeugungsvorrichtung ist mit einem Türbetätigungselement einer Türvorrichtung koppelbar und in der Lage, elektrische Energie aus einer Bewegung des Türbetätigungselements zu erzeugen. Diese elektrische Energie kann dann in der elektrischen Energiespeichervorrichtung gespeichert werden. Die Verriegelungssteuerung ist mit dem elektrischen Energiespeicher gekoppelt, um mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher betrieben zu werden. Die Verriegelungssteuerung kann beispielsweise einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor umfassen. Die Verriegelungssteuerung ist in der Lage, eine Authentifizierungsinformation über beispielsweise eine Sende-/Empfangsvorrichtung zu empfangen, während die Verriegelungssteuerung mit elektrischer Energie von dem elektrischen Energiespeicher versorgt wird. Ferner ist die Verriegelungssteuerung in der Lage, die Authentifizierungsinformation zu überprüfen, während sie mit elektrischer Energie von dem elektrischen Energiespeicher versorgt wird. In Abhängigkeit von der Überprüfung der Authentifizierungsinformation führt die Verriegelungssteuerung elektrische Energie von dem elektrischen Energiespeicher zu einem Entriegelungsantrieb, welcher geeignet ist, ein Öffnen der Türvorrichtung freizugeben. Die Authentifizierungsvorrichtung kann daher in Verbindung mit einer Türvorrichtung verwendet werden, um das zuvor beschriebene Verfahren zu realisieren. Daher umfasst die Authentifizierungsvorrichtung die in Bezug auf das Verfahren zuvor beschriebenen Vorteile.
Schließlich wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Türvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde, und eine Stromversorgungsvorrichtung umfasst. Die Stromversorgungsvorrichtung kann beispielsweise eine Fahrzeugbatterie, eine sogenannte Starterbatterie des Fahrzeugs, sein und zur Versorgung der Türvorrichtung mit elektrischer Energie mit dieser gekoppelt sein. Der elektrische Energiespeicher der Türvorrichtung ist getrennt von der Stromversorgungsvorrichtung des Fahrzeugs, d.h. in dem Fahrzeug befinden sich somit zwei separate Vorrichtungen, welche elektrische Energie für eine Verriegelungssteuerung der Türvorrichtung bereitstellen können, nämlich die Stromversorgungsvorrichtung des Fahrzeugs und der elektrische Energiespeicher der Türvorrichtung. Dadurch kann die Türvorrichtung des Fahrzeugs auch dann mit Hilfe der Verriegelungssteuerung über beispielsweise ein schlüsselloses Zutrittsverfahren geöffnet werden, wenn die Stromversorgungsvorrichtung des Fahrzeugs keine elektrische Energie liefert, weil beispielsweise die Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs entladen ist.
Obwohl die zuvor beschriebenen Ausführungsformen unabhängig voneinander beschrieben wurden, können die verschiedenen Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben werden.
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Türvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt Verfahrensschritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einer Türvorrichtung 11, einer sogenannten Fahrzeugtür, welche ein Türbetätigungselement 12, einen sogenannten Türgriff, zum Öffnen der Fahrzeugtür 11 umfasst. Die Fahrzeugtür 11 weist ferner eine Authentifizierungsvorrichtung 14 auf, welche über eine Kommunikationsverbindung 17 eine Authentifizierungsinformation von einer von dem Fahrzeug 10 getrennten Vorrichtung 15 empfangen kann, um auf der Grundlage der empfangenen Authentifizierungsinformation ein Öffnen der Fahrzeugtür 11 zu ermöglichen. Die Vorrichtung 15 kann beispielsweise ein mobiles Endgerät, wie z.B. ein Mobilfunktelefon oder ein sogenanntes Smartphone, sein. Die Vorrichtung 15 kann ferner ein sogenannter Transponder sein, welcher dem Fahrzeug 10 zugeordnet ist und die Authentifizierungsinformation bereitstellt. Die Authentifizierungsvorrichtung 14 sowie weitere Komponenten der Türvorrichtung 11 werden über eine elektrische Verbindung 16 von einer Stromversorgungsvorrichtung 13 des Fahrzeugs 10 mit elektrischer Energie versorgt. Die Stromversorgungsvorrichtung 13 kann beispielsweise eine Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs 10 umfassen, welche im Betrieb des Fahrzeugs von beispielsweise einer (nicht gezeigten) Lichtmaschine aufgeladen wird.
2 zeigt einen Ausschnitt der in 1 gezeigten Fahrzeugtür 11 im Detail. Die Fahrzeugtür 11 umfasst, wie es in 2 gezeigt ist, den Türgriff 12, die Authentifizierungsvorrichtung 14, eine Energieerzeugungsvorrichtung 22 und einen Entriegelungsantrieb 23. Der Türgriff 12 ist derart ausgestaltet, dass er relativ zu der Fahrzeugtür 11 beweglich angebracht ist. Beispielsweise kann der Türgriff 12 durch Ziehen um eine vorbestimmte Wegstrecke von der Fahrzeugtür 11 weg bewegt werden und wird durch eine Federkraft beim Loslassen wieder in seine Ausgangsstellung zurück bewegt. Ein mit dem Türgriff 12 gekoppelter Mechanismus kann dafür sorgen, dass bei entriegelter Fahrzeugtür 11 diese Zugbewegung dazu führt, dass eine (nicht gezeigte) Schlossfalle in der Fahrzeugtür 11 geöffnet wird, so dass die Fahrzeugtür 11 in Bezug auf eine Karosserie des Fahrzeugs 10 aufgeschwungen werden kann. Der Türgriff 12 kann auch auf beliebige andere Art und Weise in Bezug auf die Fahrzeugtür 11 beweglich angebracht sein, beispielsweise derart, dass der Türgriff 12 nach oben oder zur Seite gegen eine Federspannung klappbar ist. Der Türgriff 12 ist mechanisch mit der Energieerzeugungsvorrichtung 22 gekoppelt, so dass eine Bewegung des Türgriffs 12 auf die Energieerzeugungsvorrichtung 22 übertragen werden kann, welche beispielsweise selbst ortsfest in der Fahrzeugtür 11 angebracht ist. Die Energieerzeugungsvorrichtung 22 ist in der Lage, die von dem Türgriff 12 auf die Energieerzeugungsvorrichtung 22 übertragene kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Dazu kann die Energieerzeugungsvorrichtung 22 beispielsweise einen piezoelektrischen oder einen elektromagnetischen Wandler aufweisen. Die von der Energieerzeugungsvorrichtung 22 erzeugte elektrische Energie wird in einen Energiespeicher 20 in der Authentifizierungsvorrichtung 14 geleitet und dort gespeichert. In der Authentifizierungsvorrichtung 14 ist ferner eine Verriegelungssteuerung 21 vorgesehen, welche einerseits über die elektrische Verbindung 16 mit der Fahrzeugbatterie 13 des Fahrzeugs 10 gekoppelt ist und andererseits elektrische Energie von der Energiespeichervorrichtung 20 zur Verfügung gestellt bekommt. Die Verriegelungssteuerung 21 kann beispielsweise eine Mikroprozessorsteuerung umfassen. Ein Ausgang der Verriegelungssteuerung 21 ist mit dem Entriegelungsantrieb 23 gekoppelt. Der Entriegelungsantrieb 23 ist in der Lage, die Fahrzeugtür 11 in wahlweise einen verriegelten oder entriegelten Zustand zu versetzen. In dem verriegelten Zustand ist ein Öffnen der Fahrzeugtür 11 durch Betätigen des Türgriffs 12 nicht möglich. Im entriegelten Zustand der Fahrzeugtür 11 ist ein Öffnen der Fahrzeugtür 11 durch Betätigen des Türgriffs 12 möglich. Der Entriegelungsantrieb 23 kann beispielsweise einen Servoantrieb umfassen.
Die Arbeitsweise der zuvor beschriebenen Komponenten der Fahrzeugtür 11 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 3 im Detail beschrieben werden. 3 zeigt ein Verfahren 30 mit Verfahrensschritten 31 bis 39. Im Schritt 31 wird elektrische Energie aus einer Bewegung des Türgriffs 12 mit Hilfe der Energieerzeugungsvorrichtung 22 erzeugt. Im Schritt 32 wird die so erzeugte elektrische Energie in dem elektrischen Energiespeicher 20 gespeichert. Im Schritt 33 wird entschieden, ob die Verriegelungssteuerung 21 mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher 20 oder mit elektrischer Energie aus der Stromversorgungsvorrichtung 13 über die Verbindung 16 versorgt wird. Wenn die Fahrzeugbatterie 13 leer ist, wird die Verriegelungssteuerung 21 im Schritt 34 mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher 20 betrieben. Wenn die Fahrzeugbatterie 13 nicht leer ist, wird die Verriegelungssteuerung 21 mit elektrischer Energie der Fahrzeugbatterie 13 betrieben. Im Schritt 36 empfängt die Verriegelungssteuerung 21 über die drahtlose Kommunikationsverbindung 17 eine Authentifizierungsinformation von dem mobilen Endgerät 15. Die drahtlose Kommunikationsverbindung 17 kann beispielsweise eine Bluetooth-Verbindung oder eine Nahfeldkommunikation (NFC) umfassen. Im Schritt 37 wird die Authentifizierungsinformation überprüft, indem beispielsweise die empfangene Authentifizierungsinformation mit einer vorgegebenen Authentifizierungsinformation verglichen wird. Wenn im Schritt 38 auf der Grundlage der Überprüfung des Schrittes 37 festgestellt wird, dass die Authentifizierung erfolgreich war, wird in Schritt 39 der Entriegelungsantrieb 23 angesteuert, um das Fahrzeug 10 in den entriegelten Zustand zu versetzen. Bei einer nicht erfolgreichen Authentifizierung wird der Entriegelungsantrieb nicht angesteuert und das Verfahren im Schritt 31 fortgesetzt. Somit kann auch bei leerer Fahrzeugbatterie 13 eine funkbasierte Entriegelung der Fahrzeugtür 11 durchgeführt werden. Um genügend elektrische Energie in dem elektrischen Energiespeicher 20 bereitzustellen, kann es erforderlich sein, dass der Türgriff 12 einige Male zu betätigen ist. Dies wird ein Fahrzeugbenutzer jedoch intuitiv durchführen, wenn sich das Fahrzeug nicht wie gewohnt automatisch öffnet, so dass das beschriebene Verfahren nicht nur eine Notentriegelung bei leerer Fahrzeugbatterie ermöglicht, sondern darüber hinaus auch intuitiv durchführbar ist.
Um ein Fahrzeug durch die zuvor beschriebene Notentriegelung bei leerer Fahrzeugbatterie zu entriegeln, ist ein mechanischer Notschlüssel zum Öffnen des Fahrzeugs nicht mehr erforderlich. Ein Fahrzeugbenutzer kann daher seinen herkömmlichen funkbasierten Fahrzeugschlüssel, welcher üblicherweise zusätzlich einen mechanischen Fahrzeugschlüssel aufweist, zuhause lassen und stattdessen beispielsweise ein mobiles Endgerät, wie z.B. ein Smartphone oder eine Smartwatch oder dergleichen mit digitaler Schlüsselbundfunktionalität mit sich führen. Für den Benutzer ändert sich darüber hinaus nichts. Er öffnet die Fahrzeugtüren wie gewohnt über den Türgriff 12. Bei jedem Öffnen der Fahrzeugtür 11 wird ein Teil der kinetischen Energie in elektrische Energie umgewandelt und der Energiespeicher 20 wird dadurch aufgeladen. Wenn die Fahrzeugbatterie 13 entladen ist, stellt der Energiespeicher 20 genügend Energie zum Entriegeln der Fahrzeugtür 11 bereit, so dass der Fahrzeugbenutzer sein Fahrzeug wie gewohnt öffnen kann. Die zur Authentifizierung per Funk und anschließendem Entriegeln der Drehfalle benötigte Energie wird dem Energiespeicher 20 entnommen. Ein Starten des Motors des Fahrzeugs 10 ist im Allgemeinen mit der Energie des Energiespeichers 20 zwar nicht möglich, aber durch den Zugang zum Fahrzeuginneren kann beispielsweise ein Bowden-Zug zum Öffnen der Motorhaube erreicht werden und die Fahrzeugbatterie im Motorraum geladen werden oder über ein Starthilfekabel mit Energie versorgt werden. Das Mitführen eines mechanischen Schlüssels mit Schließbart entfällt. Ferner kann auch der Schließzylinder in der Fahrzeugtür 11 entfallen.
Das zuvor beschriebene Verfahren ist nicht nur bei Fahrzeugen verwendbar, sondern auch bei allen anderen Arten von Türen, welche über einen Türgriff und eine elektrisch betriebene Verriegelung verfügen, beispielsweise Türen von Hotels oder zu Büroräumen. Derartige Türen weisen im Allgemeinen eine Batterie auf, welche nach einer gewissen Zeit auszutauschen ist. Durch die Verwendung eines Energiespeichers, welcher durch eine Betätigung eines Türgriffs der Tür über eine Energieerzeugungsvorrichtung aufgeladen wird, kann in derartigen Türen eine regelmäßig auszutauschende Batterie weggelassen werden, so dass die damit verbundenen Prozesse zum Auswechseln leerer Batterien überflüssig sind.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
11: Türvorrichtung, Fahrzeugtür
12: Türbetätigungselement, Türgriff
13: Fahrzeugbatterie, Stromversorgungsvorrichtung
14: Authentifizierungsvorrichtung
15: Mobiles Endgerät, Vorrichtung
16: Elektrische Verbindung
17: Kommunikationsverbindung
20: Elektrischer Energiespeicher
21: Verriegelungssteuerung
22: Energieerzeugungsvorrichtung
23: Entriegelungsantrieb
30: Verfahren
31–39: Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69707072 T2 [0004]
DE 102008042183 A1 [0005]
DE 102010039898 A1 [0006]
DE 102005061610 A1 [0007]
US 2005/0062453 A1 [0008]

Claims

Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie für eine Verriegelungssteuerung einer Türvorrichtung, umfassend: – Erzeugen (31) von elektrischer Energie aus einer Bewegung eines Türbetätigungselements (12) der Türvorrichtung (11), – Speichern (32) der erzeugten elektrischen Energie in einem elektrischen Energiespeicher (20), und – Zuführen (34) der gespeicherten elektrischen Energie zu der Verriegelungssteuerung (21).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahren ferner umfasst: – Empfangen (36) einer Authentifizierungsinformation mittels der Verriegelungssteuerung (21), während die Verriegelungssteuerung (21) mit elektrischer Energie von dem elektrischen Energiespeicher (20) versorgt wird, – Überprüfen (37) der Authentifizierungsinformation mittels der Verriegelungssteuerung (21), während die Verriegelungssteuerung (21) mit elektrischer Energie von dem elektrischen Energiespeicher (20) versorgt wird, und – Zuführen (39) der gespeicherten elektrischen Energie zu einem Entriegelungsantrieb (23) in Abhängigkeit von der Überprüfung der Authentifizierungsinformation, wobei der Entriegelungsantrieb (23) ausgestaltet ist, ein Öffnen der Türvorrichtung freizugeben.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangen der Authentifizierungsinformation ein Aufbauen einer Kommunikationsverbindung mit einem mobilen Endgerät (15) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen (31) von elektrischer Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements (12) umfasst: – Umwandeln von kinetischer Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements (12) in elektrische Energie mittels eines piezoelektrischen Wandlers.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen (31) von elektrischer Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements (12) umfasst: – Umwandeln von kinetischer Energie aus der Bewegung des Türbetätigungselements (12) in elektrische Energie mittels eines elektromagnetischen Wandlers.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Türvorrichtung (11) eine Türvorrichtung eines Fahrzeugs (10) umfasst, wobei das Fahrzeug (10) eine Stromversorgungsvorrichtung (13) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: – wahlweises Zuführen (34, 35) der gespeicherten elektrischen Energie oder elektrischer Energie der Stromversorgungsvorrichtung (13) zu der Verriegelungssteuerung (21) in Abhängigkeit von einer Verfügbarkeit der elektrischen Energie der Stromversorgungsvorrichtung (13).
Türvorrichtung, umfassend: – ein Türbetätigungselement (12), welches beweglich an der Türvorrichtung (11) angebracht ist, und – eine Verriegelungssteuerung (21), gekennzeichnet durch – eine Energieerzeugungsvorrichtung (22), welche mit dem Türbetätigungselement (12) gekoppelt ist und ausgestaltet ist, elektrische Energie aus einer Bewegung des Türbetätigungselements (12) zu erzeugen, und – einen elektrischen Energiespeicher (20), welcher mit der Energieerzeugungsvorrichtung (22) gekoppelt ist und ausgestaltet ist, elektrische Energie von der Energieerzeugungsvorrichtung (22) zu speichern, wobei der Verriegelungssteuerung (21) die elektrische Energie von dem elektrischen Energiespeicher (20) zugeführt wird.
Türvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungsvorrichtung (22) einen piezoelektrischen und/oder elektromagnetischen Wandler umfasst.
Authentifizierungsvorrichtung umfassend: – einen elektrischen Energiespeicher (20) zum Speichern von elektrischer Energie, welche mit einer Energieerzeugungsvorrichtung (22) koppelbar ist, welche mit einem Türbetätigungselement (12) einer Türvorrichtung (11) gekoppelt ist und ausgestaltet ist, elektrische Energie aus einer Bewegung des Türbetätigungselements (12) zu erzeugen, und – eine Verriegelungssteuerung (21), welche mit dem elektrischen Energiespeicher (20) gekoppelt ist und ausgestaltet ist, eine Authentifizierungsinformation zu empfangen, während die Verriegelungssteuerung (21) mit elektrischer Energie von dem elektrischen Energiespeicher (20) versorgt wird, die Authentifizierungsinformation zu überprüfen, während die Verriegelungssteuerung (21) mit elektrischer Energie von dem elektrischen Energiespeicher (20) versorgt wird, und elektrische Energie von dem elektrischen Energiespeicher (20) zu einem Entriegelungsantrieb (23) in Abhängigkeit von der Überprüfung der Authentifizierungsinformation zu führen, wobei der Entriegelungsantrieb (23) ausgestaltet ist, ein Öffnen der Türvorrichtung (11) freizugeben.
Fahrzeug, umfassend: – eine Türvorrichtung (11) nach Anspruch 7 oder 8, und – eine Stromversorgungsvorrichtung (13) zur Versorgung der Türvorrichtung (11) mit elektrischer Energie, wobei der elektrische Energiespeicher (20) der Türvorrichtung (11) und die Stromversorgungsvorrichtung (13) separate Vorrichtungen sind.