DE4308372A1

DE4308372A1 - Durch Funk, Licht oder Ultraschall fernsteuerbares Schließsystem

Info

Publication number: DE4308372A1
Application number: DE19934308372
Authority: DE
Inventors: Fritz Langguth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1994-09-22

Description

Die Erfindung wurde zwar zunächst für ein Schließsystem eines Kfz entwickelt, das durch einen tragbaren Sender aus der Ferne gesteuert werden kann. Es zeigte sich aber, daß sie darüber hinaus auch auf andere, unter den genannten Oberbegriff fallende Anordnungen anwendbar ist. Die Erfin dung ist nämlich z. B. nicht nur für andersartige Fahr zeuge, sondern z. B. auch für Garagentoren, Gebäudetüren usw. geeignet.

Ein Problem solcher fernsteuerbarer Schließsysteme ist der begrenzte Energievorrat im Energiespeicher des Senders in der - z. B. in einer Hosentasche - tragbaren Sendeeinheit.

Dieses Problem des Energievorrates in der schlüsselseitig untergebrachten Elektronik bei elektronischen Schließsy stemen wurde bisher ganz unterschiedlich gelöst:

In zahlreichen Schriften ist bereits die Maßnahme be schrieben, daß in der Sendeeinheit eines fernsteuerbaren Schließsystemes eine von Zeit zu Zeit auszutauschende Bat terie mit hoher Ladekapazität benutzt wird, oder ein von Zeit zu Zeit durch den Benutzer wiederaufzuladender Akku mit hoher Ladekapazität, wobei nicht nur das Gewicht und der beachtliche Raumbedarf solcher Energiespeicher stört, sondern auch die Notwendigkeit, sich immer wieder recht zeitig um die Erneuerung des Energievorrates kümmern zu müssen. Störend ist nach einem derartigen Erneuern des Energievorrates zusätzlich, daß anschließend häufig zu sätzlich das Schließsystem mehr oder weniger umständlich neu zu initialisieren ist, also die Codierung der Signale in der Sendeeinheit und in der Empfangseinheit neu festzu legen ist.

Überdies ist selbst dann, wenn keine Reinitialisierung nö tig ist, alleine schon lästig, daß die Fernsteuerung nicht mehr zuverlässig funktioniert, wenn der Energievorrat zu klein geworden ist, weil der Benutzer zuwenig aufpaßte oder vielleicht gar nicht ohne weiteres merken konnte, daß der Energievorrat zu Ende geht. Dies ist besonders bei Schließsystemen für Kfz sehr lästig, weil solche fernsteu erbaren Schließsysteme eigentlich stets, auch weitab von Werkstätten, auch in fremden Ländern weitab von menschli chen Siedlungen, einwandfrei funktionieren sollen.

Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentan spruches 1 definierten Gegenstand aus, der durch
- EP-B1-0 307 749 (= 87 P 1625 E), besonders Spalte 1, Zeilen 1 bis 56 und Spalte 3, Zeilen 10 bis 31
vorbekannt ist. An diesen Stellen dieser Schrift ist be reits beschrieben, daß der Energiespeicher der Sendeein heit durch einen - offensichtlich bereits besonders ge wichtsarmen und raumsparenden - Kondensator gebildet wird und zudem in der Ferne aus dem Kfz heraus von Zeit zu Zeit mittels Lichtstrahlen aufgeladen werden kann, damit der Sender seinerseits die codierten Signale zur Empfangsein heit zurücksenden kann. Dort wird also bereits das Aus wechseln einer Batterie des Senders und das durch den Be nutzer erfolgende Wiederaufladen eines Akkus der Sender sowie die Reinitialisierung des Schließsystemes vermieden. Die Erfindung will aber die dort noch nötigen komplizier ten optischen/elektronischen Maßnahmen vermeiden, die dort zur rechtzeitigen Aufladung des Energiespeichers des Senders aus der Ferne vorgesehen sind.

Auch in der noch unveröffentlichten
- EP-Anmeldung 91 116 713.8 (= 91 P 1557 E)
ist ein fernsteuerbares Schließsystem beschrieben, bei dem der Energiespeicher des Senders in der Ferne aus dem Kfz heraus per Funk, Licht oder Ultraschall in besonderen Si tuationen mit nicht geringem elektronischen Aufwand wieder aufgeladen wird. Gemäß den
- dortigen Patentansprüchen 8 und 9
wird eine derartige Aufladung des Energiespeichers bei spielhaft beim Abstellen der Motorzündung ausgelöst.

In der
- GB-A-2 079 838 = DE-C2-31 25 827
weist der Schlüssel ohmsche Kontakte auf, über die die schlüsselseitige Elektronik aus der in einem Kfz ange brachten Energiequelle direkt über Kontakte im mechani schen Schloß gespeist und die im Schlüssel gespeicherte Codierung abgefragt wird, solange der Schlüssel im Schloß steckt. Es handelt sich also hier nicht um ein fernsteuer bares Schließsystem. Ähnlich ist die
- in der Fig. 1 von DE-A1-36 01 521 sowie
- in der Figur von DE-A1-29 29 772
beschriebene Variante eines nicht-fernsteuerbaren elektro nischen Schließsystemes aufgebaut.

Ein anderes, ebenfalls nicht zur Fernsteuerung geeignetes Schließsystem ist durch
- WO 82/02811
bekannt. Dort wird Energie von einem im Objekt angebrach ten Energiespender induktiv, also über das Nahfeld von Spulen, auf die im Schlüssel angebrachte Elektronik über tragen, wonach eine am Schlüssel angebrachte Lichtquelle sofort mittels der übertragenen Energie nun ihrerseits co dierte Signale an das Schloß abgibt, vgl. dort vor allem die Fig. 1.

Die Aufgabe,
- eine automatische, vom Benutzer unbemerkte Erneuerung des Energievorrates im Sender mit besonders wenig Aufwand an Elektronik, ohne Fernaufladung des Ener giespeichers und trotzdem eine hohe Zuverlässigkeit des Schließsystemes zu erreichen,
wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 defi nierten Gegenstand gelöst. Die Erfindung benutzt also entweder galvanische Energieübertragungen vom Energiespender zum Energiespeicher oder das elektrische und/oder magnetische Nahfeld eines entsprechend gestalteten Energiespenders.

Die codierten Signale, welche bei der Erfindung die Be rechtigung für die Steuerung des Schließsystemes anzeigen, können z. B. in für sich bekannter Weise einen Wechselcode darstellen, der überdies für sich in sehr unterschiedliche Weisen gebildet werden kann.

Die in den Unteransprüchen definierten Gegenstände gestat ten, zusätzliche Vorteile zu erreichen. U.a. gestatten nämlich die zusätzlichen Maßnahmen gemäß dem Patentan spruch
2, das betreffende Schloß oder seine unmittelbare Umgebung zur Energieübertragung zu benutzen,
3, die Sicherheit gegen Diebstahl zu erhöhen, indem ein Dieb nicht nur den Code des Signales, sondern auch die Zahnung bzw. Formgebung des Schlüssels nachbilden müß te, wobei das Signal auch die Wiederaufladung des En ergiespeichers einleiten könnte; das codierte Signal und/oder die Formgebung des Schlüssels kann dann zu sätzlich eine Wegfahrsperre beseitigen, also z. B. eine den Diebstahl zusätzlich erschwerende Blockierung des Anlassers und der Motorzündung beenden,
4, eine besonders gewichtsarme Lösung für die Sendeein heit zu erreichen,
5, eine kontaktfreie und damit durch Verschmutzungen un gefährdete Energieübertragung bei jeder engen Annähe rung des Schlüssels an das betreffende Schloß, z. B. bei jeder mechanischen Schloßbetätigung, zu ermögli chen, und
6, bei galvanischer Aufladung des Energiespeichers eine unerwünschte Entladung des Energiespeichers über die Kontakte des Schlüssels zu verhindern, z. B. falls der Schlüssel einmal naß sein sollte.

Die Erfindung und Weiterbildungen derselben werden anhand der in den Figuren gezeigten Schemen von Ausführungsbei spielen der Erfindung weiter erläutert, welche der Über sichtlichkeit wegen jeweils möglichst einfach dargestellt wurden. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Variante der Erfindung, bei der Induktivitäten, also Spulen, zur Energieüber tragung benutzt werden, und

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer anderen Variante der Er findung, bei der ohmsche Kontakte in Verbindung mit einem in der Sendeeinheit angebrachten Schutzschalter benutzt werden, wobei der Schutzschalter die unbeab sichtigte Entladung des Energiespeichers, z. B. durch Schweiß oder sonstige Feuchtigkeit am Schlüssel, ver hindert.

Beide Figuren zeigen ein beispielhaft durch Licht fern steuerbares Schließsystem eines Kfz, vgl. die tragbare Sendeeinheit S, das von eine Lichtquelle I ausstrahlbare codierte Signal IK, die verschiedenen, über das Kfz ver teilt angebrachten Lichtsensoren K und KZ sowie die - hier beispielhaft einzige - Empfangseinheit A, welche ihrer seits, z. B. aus 10 m Entfernung per Licht IK ferngesteuert durch den in der Sendeeinheit s angebrachten Sender F, mittels Steuersignalen Q die symbolisch angedeuteten ver schiedenen Türschlösser B bis E der Kfz verriegeln und entriegeln kann.

Der Sender F bildet zusammen mit dem mechanischen Schlüs sel M - z. B. Zündschlüssel M - die Sendeeinheit S. Der Sender F besitzt einen in der Sendeeinheit S angebrachten Energiespeicher U, der hier durch einen einzigen Kondensa tor U ausreichender Kapazität gebildet wird. Diese Kapazi tät sollte möglichst groß genug sein, um eine größere Vielzahl von Signalen IK nacheinander aussenden zu können. Dann kann nämlich dieser Energiespeicher U nicht mehr so leicht aus Versehen zu stark entladen werden, nämlich durch mehrfaches versehentliches Betätigen des Senders F und damit durch unbeabsichtigtes Aussenden solcher Signale IK, die gar nicht die Empfangseinheit A erreichen.

Erfindungsgemäß weist zumindest eines der häufig vom Be nutzer benutzten Schlösser B bis E und/oder Z des Kfz einen aus einer Energiequelle, vgl. "+", speisbaren Ener giespender auf, der in der Fig. 1 durch die Spule LZ und in der Fig. 2 durch ohmsche Kontakte H/G gebildet wird. Der durch den Kondensator U gebildete Energiespeicher wird in beiden Beispielen vom Energiespender LZ bzw. H/G auf geladen, und zwar z. B. während der mechanische Schlüssel M im betreffenden Schloß, z. B. Z und/oder B bis E, steckt. Dann berühren sich die Kontakte H und G, vgl. die Fig. 2, so daß diese galvanische Verbindung der Kondensator U auf geladen wird.

Falls der Schlüssel und das Schloß keine solchen Kontakte H und G enthalten, sondern falls die Sendeeinheit die Spule LS und ein vom Benutzer mit der Sendeeinheit S re gelmäßig mehr oder weniger berührte Stelle am Kfz - z. B. ein mit dem gezeigten mechanischen Schlüssel M berührtes Schloß Z - eine mit der Energiequelle + verbundene Spule LZ enthält, dann können bei dieser Variante der Erfindung die Energieübertragungen nicht nur stattfinden, während die Sendeeinheit S unmittelbar die Umgebung der Spule LZ berührt - also insbesondere während der Schlüssel M in dem betreffenden Schloß steckt, vgl. Z -, sondern bereits während dieser Schlüssel M und damit die Sendeeinheit S nur nahe genug an die betreffende Spule LZ des Kfz - also z. B. nahe genug am betreffenden Schloß Z gehalten wird. In jedem Falle findet nämlich bei dieser Variante der Erfin dung eine Energieübertragung durch das Nahfeld der Spulen LZ und LS statt.

Mit beiden Varianten der Erfindung ist die für den Benut zer angenehme Fernsteuerung des Schließsystemes des Kfz möglich, und zwar mit einer wegen des Kondensators U - statt einer Batterie - besonders leichten und besonders kleinen Sendeeinheit, wobei zusätzlich die für den Benut zer unangenehme Beachtung der Größe der Energiereserve in seinem Energiespeicher U einschließlich einer eventuellen Reinitialisierungsnotwendigkeit wegfällt. Die Erneuerung des Energievorrates geschieht automatisch und für den Be nutzer des Kfz unbemerkt. Für den Hersteller des Schließ systemes ist hierbei besonders angenehm, daß der Aufwand an elektronischen Mitteln und für die Erneuerung dem Ener gievorrates im Energiespeicher U klein bleibt - vgl. z. B. einerseits den Aufwand für die Spulen LZ und LS und für die in der Sendeeinheit S angebrachte Gleichrichterein heit, symbolisiert durch eine Diode, bei dem in der Fig. 1 gezeigten Beispiel, und andererseits den Aufwand für die Kontakte H und G einschließlich der Leitungen GU und ein schließlich eines evtl. zusätzlich angebrachten, später beschriebenen Schutzschalters T bei dem in der Fig. 2 ge zeigten Beispiel.

Wenn gemäß dem in der Fig. 1 gezeigten Beispiel der Ener giespender LZ und die Sendeeinheit S jeweils eine Indukti vität LZ, LS enthalten, und wenn dann der Energiespeicher U aus dem Energiespender LZ über die Induktivitäten LZ, LS aufladbar ist, erreicht man zusätzlich eine kontaktfreie und damit durch Verschmutzungen ungefährdete Energieüber tragung bei jeder engen Annäherung des Schlüssels an das betreffende Schloß, z. B. auch bei jeder mechanischen Schloßbetätigung.

Wenn hingegen gemäß dem in der Fig. 2 gezeigten Beispiel der Energiespender +/H und die Sendeeinheit S jeweils die Kontakte G, H enthalten und damit der Energiespeicher U galvanisch über die Kontakte H/G aufladbar ist, und wenn zusätzlich der Energiespeicher U von zumindest einem der am Schlüssel M angebrachten Kontakte G durch den bereits erwähnten Schutzschalter T getrennt ist, der seinerseits erst beim Anlegen der Spannung des Energiespenders +/H an den Schalter T in seinen leitenden Zustand gesteuert wird, dann kann man sogar - trotz der offen zugänglichen Kontak te G am Schlüssel M - bei dieser galvanischen Aufladung des Energiespeichers U eine unerwünschte Entladung des En ergiespeichers U über die Kontakte G des Schlüssels M auch noch dann verhindern, falls der Schlüssel einmal verse hentlich naß sein sollte oder mit feuchten Fingern berührt wird.

Auch bei der in der Fig. 1 gezeigten Variante der Erfin dung kann also - aber muß nicht - die Sendeeinheit S auch den mechanischen Schlüssel M für das Zündschloß Z enthal ten, um mit diesem Schlüssel M den Motor anlassen und das Kfz in Bewegung setzen, also starten zu können. Eine be sonders große Sicherheit gegen Diebstahl kann man dadurch erreichen, daß die Empfangseinheit A so dimensioniert wird, daß das Kfz nach dem Öffnen der Türe durch die me chanische Betätigung des Zündschlosses Z nur dann gestar tet werden kann, wenn die mit dem Zündschloß Z verbundene Empfangseinheit A zusätzlich vom Sender F der Sendeeinheit S zumindest angenähert gleichzeitig deren codiertes Signal IK empfängt. Dann müßte nämlich ein Dieb nicht nur den Code des Signales, sondern auch die Zahnung bzw. Formge bung des Schlüssels nachbilden. Bei dieser Weiterbildung kann die Empfangseinheit A zusätzlich so dimensioniert werden, daß das dann beim Anlassen des Motors ausgestrahl te codierte Signal auch die Wiederaufladung des Energie speichers einleiten könnte. Das codierte Signal selber, und/oder auch die Formgebung des Schlüssels M, kann dann zusätzlich eine evtl. zusätzlich Wegfahrsperre beseitigen, also z. B. eine den Diebstahl zusätzlich erschwerende Bloc kierung des Anlassers, der Motorzündung, der Kraftstoff einspritzung u. dgl. beenden. Solche Wegfahrsperren verhin dern, daß der Dieb das Kfz relativ rasch kann nach dem Einbruch in das Kfz endgültig starten, selbst wenn der Dieb zuvor etliche verschiedene elektrische/elektroni sche Schwierigkeiten bei diesem Kfz bereits überwunden hat.

Claims

1. Durch Funk, Licht (I, K) oder Ultraschall fernsteuerbares Schließsystem (S, Z/A)

- für ein Objekt, das eine Empfangseinheit (K/KZ/A) und mindestens ein durch die Empfangseinheit (K/KZ/A) steuerbares Schloß (B bis E, Z) aufweist,
z. B. für ein etliche solche Schlösser (B bis E, Z) aufwei sendes Kfz,
- mit einem tragbaren Sender (F), der in einer Sendeeinheit (S) an gebracht ist, die ihrerseits aus der Ferne bei Aktivierung des Senders (S) ein codiertes Signal (IK) an die Empfangseinheit (K/KZ/A) senden kann, um das Schloß (B bis E, Z) zu betätigen, und
- mit einem in der Sendeeinheit (S) angebrachten, wiederaufladbaren Energiespeicher (U) zum Betrieb des Senders (F),

z. B. nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß am Objekt ein aus einer Energiequelle (+) speisbarer Ener giespender (LZ, H) angebracht ist, und
- daß der Energiespeicher vom Energiespender (LZ, H) aufgeladen wird, während sich die Sendeeinheit (S) zumindest in unmittelba rer Nähe des Energiespenders (LZ, H) befindet.

2. Schließsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Sendeeinheit (S) einen mechanischen Schlüssel (M) - z. B. Zündschlüssel (M) - enthält,
- daß zumindest eines der Schlösser (B bis E, Z) den oder einen der Energiespender (LZ, H) enthält, und
- daß der Energiespeicher vom Energiespender (LZ, H) aufgeladen wird, während der mechanische Schlüssel (M) im betreffenden Schloß (Z) steckt oder nahe am betreffenden Schloß (Z) gehalten wird.

3. Schließsystem für ein Kfz, nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Sendeeinheit (S) auch einen mechanischen Schlüssel (M) für das Zündschloß (Z) enthält, um mit ihm (M) den Motor anlassen und das Kfz starten zu können, und
- daß das Kfz nach dem Öffnen der Türe durch die mechanische Betä tigung des Zündschlosses (Z) nur dann gestartet werden kann, wenn die mit dem Zündschloß (Z) verbundene Empfangseinheit (A) vom Sender (F) der Sendeeinheit (S) zumindest angenähert gleichzeitig deren codiertes Signal (IK) empfängt.

4. Schließsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Energiespeicher (U) durch mindestens einen Kondensator (U) gebildet wird.

5. Schließsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Energiespender (LZ) und die Sendeeinheit (S) jeweils eine Induktivität/Spule (LZ, LS) enthalten, und
- daß der Energiespeicher (U) aus dem Energiespender (LZ) über die Induktivitäten/Spulen (LZ, LS) aufladbar ist.

6. Schließsystem nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Energiespender und die Sendeeinheit (S) jeweils Kontakte (G, H) enthalten, über die der Energiespeicher (U) galvanisch aufladbar ist, und
- daß der Energiespeicher (U) von zumindest einem der am Schlüssel (M) angebrachten Kontakte (G) durch einen Schalter (T) getrennt ist, der seinerseits erst beim Anlegen der Spannung des Energiespenders (+/H) an den Schalter (T) in seinen leitenden Zustand gesteuert wird.