用于车辆的访问设备的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的访问设备，特别是为了能够在车辆电气系统故障的情况下对车辆执行紧急解锁。本发明进一步涉及一种具有刚刚提及的访问设备的车辆。

为了防止未经授权访问车辆、特别是机动车辆，车辆中的现代访问授权系统或访问设备使用电子安全系统，在这些电子安全系统中，为了认证用户，在车辆侧的第一通信装置与用户的移动标识发射器(诸如钥匙或钥匙坠)中的第二车辆通信装置之间进行数据通信。在这种情况下，在主动式访问设备中，例如通过移动标识发射器的用户按下相应的按钮移动标识发射器将控制信号和标识信号发射到车辆，随后，如果标识码是正确的，则该车辆被解锁或被锁定。

在所谓的被动式访问设备中，最初由车辆的第一通信装置以规则时间间隔发出具有一定场强的请求信号，以便检查移动标识发射器是否位于车辆周围的接近区域或访问区域(解锁区域)中。如果移动标识发射器接近车辆并且最终能够接收该车辆的请求信号，则该移动标识发射器将对接收到请求信号加以响应以便启动认证过程。

在这种情况下，交换数据电报，其中，第二移动标识发射器将其认证码发射到车辆。如果成功检查了认证码，则车辆处直接位于访问区域中的用户可以通过致动门把手来启动对相应车门或所有车门的解锁。在此，由于用户不必对机械或电气标识发射器或钥匙进行主动致动，因此这种类型的访问授权检查也称为被动式访问授权检查，并且相应的访问授权系统称为被动式电子访问授权系统或被动式访问设备。

如刚刚提及的，特别是对于被动式访问设备，车辆侧通信装置必须向用户的移动标识发射器发送信号。然而，在(由车辆电池供电的)车辆的电气系统故障的情况下，这不再可能发生，所述系统通常向车辆侧通信装置供应能量。故障的一种可能性可能源自以下事实：为车辆电气系统供电的车辆电池没电或不再提供足够的电压。为此目的，可以想到的是，提供一种带有机械紧急钥匙的移动标识发射器，该机械紧急钥匙使得可以通过车辆上的机械关闭装置打开车辆。为了可以手动打开关闭装置，这种紧急钥匙可以在具有钥匙齿的同时具有足够大的钥匙头，以便可以施加打开关闭机构所需的扭矩。然而，以此方式确定尺寸的钥匙头在标识发射器中占用相当大量的结构空间，结果是，标识发射器的尺寸不利地由所述紧急钥匙或钥匙头关键性地确定并扩大。然而，由于在很多情况下，此类标识发射器还被保存在用户衣服的口袋中并且从而导致口袋鼓起，因此标识发射器的这种体积通常是不期望的。

因此，本发明的目的是创建一种在车辆侧电源出现故障的情况下、即使在没有紧急钥匙的情况下也提供对车辆的访问的可能的方式。

此目的是通过独立权利要求的主题来实现的。从属权利要求涉及有利的配置。

根据本发明的第一方面，一种用于车辆、特别是用于机动车辆的访问设备包括车辆侧解锁装置，该车辆侧解锁装置用于致动、特别是解锁该访问设备的锁定机构。此外，该访问设备包括车辆侧可再充电电能储存装置，该车辆侧可再充电电能储存装置被设置用于向该解锁装置供应能量。另外，该访问设备包括车辆侧充电式电能储存装置，该车辆侧充电式电能储存装置被设置用于对该车辆侧可再充电电能储存装置进行充电。在此可能的是，该车辆侧可再充电电能储存装置不连接到该车辆的车载电源，而是独立于该车载电源。还可能的是，该车辆侧充电式电能储存装置不连接到该车辆的车载电源。该访问设备进一步包括充电控制装置，该充电控制装置用于控制由该车辆侧充电式电能储存装置进行的对该车辆侧可再充电电能储存装置的充电过程。最后，该访问设备具有车辆侧认证装置，该车辆侧认证装置用于检查并且特别是还实施访问授权、并且用于根据对该访问授权的检查来控制该充电控制装置。该车辆侧充电式电能储存装置的提供和在“紧急操作状态”(其中，车辆侧电气系统或车辆电池不提供能量或不再提供足够的能量)下专门为该车辆侧可再充电电能储存装置充电的可能性使得在此“紧急操作状态”下在没有单独的紧急钥匙的情况下也可以致动该车辆侧解锁装置。

根据一种配置，该车辆侧充电式电能储存装置可以是伽伐尼电池单元、尤其是原电池单元的形式，即不可再充电的原电池单元或电池。

根据另一配置，该车辆侧可再充电电能储存装置可以具有可再充电电池，即可再充电伽伐尼电池单元或二次电池单元。然而，还可以想到的是，该车辆侧可再充电电能储存装置具有电容器、尤其是超级电容器(supercapacitor)或超电容器(ultracapacitor)的形式，该电容器尤其具有高功率密度并且可以被快速充电和放电。

根据另一配置，该充电控制装置包括升压转换器形式的dc-dc转换器，以便将由该充电式车辆侧电能储存装置提供的第一电压转换为比用于对该车辆侧可再充电电能储存装置进行充电的该第一电压高的第二电压。以此方式，可以将电池用作充电式能量储存装置，以便例如经由升压转换器快速对超级电容器进行充电，从而使得该解锁装置可以经由所述超级电容器来致动。

根据该访问设备的另一配置，该访问设备还包括具有以下特征的车辆侧能量供应装置。该车辆侧能量供应装置具有第一部分，该第一部分用于接收无线传输的能量并且用于将所传输的能量转换为电能。该车辆侧能量供应装置还具有第二部分，该第二部分用于向该车辆侧认证装置供应电能。以此方式，可能的是，该认证装置例如在该车辆侧电气系统或车辆电池完全故障的情况下还能够通过该车辆侧能量供应装置传输能量而从外部供电。

根据该访问设备的另一配置，该访问设备还具有另一(第二)车辆侧可再充电电能储存装置，该另一车辆侧可再充电电能储存装置连接到该车辆侧能量供应装置的第二部分以便被充电。在此上下文中，还可以想到的是，该另一车辆侧可再充电电能储存装置还被设置用于向该车辆侧认证装置供应能量。这种构造的结果是，然后可以想到的是，直接从该车辆侧能量供应装置的第二部分或经由该另一车辆侧可再充电电能储存装置向该车辆侧认证装置供应能量，该另一车辆侧可再充电电能储存装置进而经由该车辆侧能量供应装置的第二部分被供应能量或充电。

根据该车辆侧能量供应装置的另一配置，该车辆侧能量供应装置具有无线电接口。在此，可以想到的是，这种无线电接口被设计为在约125khz的频率下操作的低频无线电接口。特别地，然而，还可以想到的是，这种无线电接口被设计为短程无线电接口或nfc(近场通信)接口的形式，以便接收通过无线电而无线传输的能量。如将在后面更详细地说明的，这种能量可以由分配给该访问设备的标识发射器提供。

根据另一配置，该车辆侧能量供应装置还可以包括光接口。可以想到的是，特别地，此光接口被设计为光电池单元(太阳能电池单元)的形式，以便接收通过光无线传输的、特别是来自分配给该访问设备的标识发射器的能量。在这种情况下，该光可以来自该标识发射器的发光装置，诸如led(发光二极管)。特别地，当该移动标识发射器被设计为移动电话或智能手机时，可以使用激活的手电筒功能或闪光灯功能来提供用于能量供应的光。可替代地，该能量还可以来自另一光源，例如来自单独的手电筒或者甚至太阳。如果使用太阳光，则还可以想到的是，能够在该车辆和该标识发射器两者都不再具有足够的电池电量的情况下进行认证和/或解锁。在此情况下，然后，用户必须等待，直到太阳照射或者直到太阳已经将车辆侧光电池单元/太阳能电池单元用作该能量供应装置的第一部分来向该另一车辆侧可再充电能量储存装置充电或向该车辆侧认证装置提供足够的能量。在能量传输期间，光还可以用于认证过程的通信。特别地，在此，还可以是红外(ir)范围内的光。

根据该访问设备的另一配置，用于实施访问授权的该车辆侧认证装置向该车辆侧解锁装置输出解锁信号，以解锁锁定机构。特别地，在此假设由该认证装置进行的检查已经给出了肯定结果。例如，这意味着，分配给该访问设备的移动标识发射器已经将其代码发送到该认证装置以进行认证检查，此代码与该认证装置中存储的代码进行比较，并且所传输的代码与所存储的代码之间的匹配产生肯定的认证结果、并且然后尤其是进行解锁。

根据该访问设备的另一配置，该访问设备包括移动标识发射器，该移动标识发射器用于输出或提供要无线传输到该车辆侧能量供应装置的能量。此移动标识发射器可以以如下方式进行配置，即使得其可以由用户随身携带或由用户携带并且被设计为钥匙、钥匙坠、移动电话(尤其是智能手机(智能电话))或被设计为健身跟踪器(健身监测装置、尤其是戴在手腕上)等。以此方式，如果车辆自己的电气系统故障，用户例如还可以使用其日常生活用品来执行对车辆的紧急解锁。

还可以想到的是，可以用来进行紧急解锁的该移动标识发射器还被设置用于与该车辆侧认证装置通信，以便在该访问设备或该车辆处验证该移动标识发射器。如上文已经描述的，可以通过在该移动标识发射器与该车辆侧认证装置之间交换一个或多个标识码并且将它/它们与预定的或存储的代码进行比较来进行认证。

根据本发明的另一方面，提供了一种具有上述访问设备或其配置的车辆。在这种情况下，该车辆可以具有其中布置有该访问设备的部件的至少一个车门。还可以想到的是，该车门具有其中设置有该车辆侧能量供应装置或该车辆侧能量供应装置的至少第一部分的门把手。

上述访问设备的细节和有利配置也可以被认为是该车辆的有利配置，并且反之亦然，只要它们还可以应用于该车辆。

以下将参考附图更详细地解释本发明的示例性实施例。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的访问设备的重要部件的示意性图示。

现在将参考图1，其示出了被设计用于车辆fz、特别是机动车辆的访问设备zao。在这种情况下，访问设备zao包括容纳于车辆fz中、特别是车辆的门fzt中的车辆侧部分。如图的右手侧可见，在此，在智能手机(智能电话)sp的实施例中，访问设备zao还具有由移动标识发射器形成的移动部分。

在访问设备的正常操作或正确操作期间，其中，车辆侧电池(未展示)向车辆的电气系统供应电力以便向重要部件供应电池电压vbat，车辆侧控制装置ste(例如呈微控制器的形式)将经由控制线sln向车辆侧收发器nff发送信号，然后该车辆侧收发器以规则时间间隔发出请求信号cn。然而，还可以想到的是，代替控制装置ste(在车辆侧收发器的外部)，集成在车辆侧收发器中的控制装置stn接管控制装置ste的任务。在当前情况下，车辆侧收发器是nfc模块或nfc读取器nff，其与车门fzt的门把手tg相邻地并入或至少部分地并入该门把手中。所述nfc读取器nff然后将发出无线电信号(特别是具有约10cm的短范围的无线电信号)作为请求信号cn。这些用于请求和作为响应的无线电信号在符合nfc标准的频率范围内、特别是在13.56mhz。

如果现在在请求信号cn的范围内存在无线电配对体(诸如智能手机sp)，则该无线电配对体将利用一个或多个响应信号rn来响应这些请求信号cn。为了交换这些请求信号和响应信号，在车辆侧存在车辆侧(nfc)天线anf(作为车辆侧收发器的一部分)，并且智能手机sp侧存在智能手机侧(nfc)天线anf，这些天线一起形成nfc接口nfcs。

请求信号cn由智能手机侧天线ans接收并且被传导到智能手机侧收发器ses。智能手机侧收发器包括存储装置sps，该存储装置中存储有标识码co。此代码由收发器ses封装在响应信号rn中，结果是，标识码co被传输回车辆、更确切地是传输到天线anf。从天线anf，该代码再次经由控制线sln传导到车辆侧控制装置ste，并且其在该处由认证部分au1进行检查。在此检查期间，将认证码co与认证部分au1中存储的代码fco进行比较，其中，如果代码匹配，则获得肯定结果。

在获得标识码co检查的肯定结果的情况下，控制装置ste经由车辆总线spi向门控制单元tsg输出相应的解锁信号oes用于适当解锁。在这种情况下，车辆总线可以是例如所谓的“串行外围接口”(spi)总线。

如所指示的，由车辆侧电池经由车辆电气系统或车辆侧电源向门控制单元tsg供应电池电压vbat。如果门控制单元tsg接收到适当解锁信号oes，其将驱动车门fzt的门锁dl的马达mo来解锁车门fzt或相应的锁定机构。还可以想到的是，除了车门fzt的门控制单元tsg之外，在可能的另外的车门的情况下使另外的门控制单元解锁相应的门锁并且因此允许用户访问车辆或访问车辆的乘客舱。

除了当车辆电池以及因此车辆的电气系统提供足够的能量时进行的这种正常操作或正确操作之外，还可以想到根据本发明的实施例的紧急操作、特别是用于执行解锁。

为了启动紧急操作的这个目的，现在再次参考作为用户的移动标识发射器的智能手机sp。此智能手机sp能够执行多个基于软件的应用程序(或“app”)。举例来说，可以想到的是，可以通过这三个按钮ta1、ta2或ta3之一启动相应的应用程序。在这种情况下，这些按钮可以被实施为机械按钮或所谓的“软键”(显示装置的触敏部分)。为了进行监测并且为了向用户提供概览，智能手机sp还包括显示器dsp，在该显示器上，可以看到关于当前正在执行的应用程序的信息。例如，可以想到的是，通过致动按钮ta1来启动并且执行名称为“访问”的应用程序、具体地在显示器dsp上确认应用程序“访问”的执行。这不仅对于紧急操作而且对于上文已经描述的正确操作都是可以想到的。

虽然在正确操作期间，在“访问”应用程序已经启动之后，可能必须将智能手机sp保持紧靠门把手tg以便交换无线电信号，但是可以想到的是，在紧急操作期间，用户致动按钮ta2，例如以便激活紧急操作。然而，还可以想到的是，如果例如在启动“访问”应用程序之后的一定时间间隔内智能手机侧收发器ses尚未接收到来自车辆侧天线anf的请求信号cn，则智能手机侧收发器独立地激活紧急操作。

现在假设已经以上述方式之一激活了智能手机sp中的紧急操作功能。而且，如图1所示，假设用户将智能手机sp带到门把手tg附近。在这种情况下，然后，由智能手机侧电池bas供电的智能手机侧收发器ses将在车辆侧天线anf的方向上以无线电信号ce的形式传输电磁能。所述天线因此用作车辆侧能量供应装置的第一部分，所述第一部分用于接收无线传输的能量并且用于将所传输的能量转换为电能。nfc读取器nff(其在紧急操作中可以被认为是车辆侧能量供应装置)于是不作为读取器进行操作，而是在应答器模式下进行操作，在该应答模式下，其接收(从外部)供应的能量。

nfc读取器nff还具有第二部分aln，该第二部分用于对呈超级电容器或超电容器形式的车辆侧可再充电电能储存装置sch进行充电。在该示例中，所述超级电容器sch具有5伏特的电压和3.3f的电容。

当智能手机侧收发器ses在天线anf的方向上以规则(尤其是较短的)时间间隔(例如，以300ms到400ms的间隔、或者以特定时间永久地)传输高能无线电波ce(例如，具有100毫瓦的功率)时，此能量被进一步转换并且从而对超级电容器sch进行充电。如果已经达到某个电量状态，电容器sch中储存的能量就可以用于向访问设备的部件供应能量，这些部件是特别为紧急操作而提供的。在这种情况下，nfc读取器nff的电压输出端nvout用于经由紧急操作控制单元see的电压输入端svin为紧急操作控制单元提供电压供应，并且经由充电触发电路cst的电压输入端cvin为充电触发电路提供电压供应。

由于现在经由超级电容器sch确保了车辆侧紧急控制装置see的操作，因此可以关于智能手机sp开始启动认证过程。为此目的，如上关于经由控制装置ste的正确操作所描述的，还可以使用控制线sln1经由紧急控制装置see将相应的信号输出到nfc读取器nff，nfc读取器在该控制线上开始交换请求信号cn和响应信号rn并且相应地交换标识码co。由智能手机传输的标识码co然后可以由紧急控制装置see的认证部分au2(对应于控制装置ste的认证部分au1)检查。以此方式，现在可以想到的是，尽管车辆的车载供电电压故障，但是可以通过对相应的车辆侧可再充电电能储存器sch进行充电来使车辆侧紧急控制装置see形式的认证装置与相应的认证部分au2一起操作。

如果认证部分au2确定附接到门把手tg的智能手机sp是访问设备zao的一部分，则由于同响应信号rn一起发送的标识码co与紧急控制装置see中存储的代码fco的比较是肯定的，该认证部分将此检查的肯定结果传送到nfc读取器nff，该读取器然后将使能信号ps施加到充电触发电路cst的输入端set。作为此使能的结果，充电触发电路cst将启动信号nes施加到充电电路cci的一个输入端cen。

电压v1被施加到此充电电路cci的另一输入端ivin处，该电压由电池bub(备用电池)形式的车辆侧充电式能量储存装置提供。按钮电池单元(例如提供3伏特作为电压v1)例如可以用作这种电池bub。充电电路cc1还具有升压转换器afw，以将电压v1升压到5伏特的电压v2。当启动信号nes到达输入端cen处时，充电电路cci开始其操作，即开始将电压v1升压到电压v2并且在输出端ivout处提供此电压v2。此提供的电压v2然后用于同样以电容器或超级电容器scd的形式对另一车辆侧可再充电电能储存装置进行充电。

充电触发电路cst和充电电路cci还可以一起被称为充电控制装置lse。

在这种情况下，比较器comp形式的监测电路监测对超级电容器scd的充电。当在此达到某个阈值电压vref时，一方面，比较器comp通过将相应的终止信号bs施加到充电触发电路cst的输入端rest来向充电触发电路cst通知充电过程的此终止。此终止信号bs使充电触发电路终止向充电电路cci的输入端cen施加启动信号nes，使得不再对超级电容器scd进行充电。

另一方面，开关dcs的输入端den处的终止信号bs使该开关建立其电压输入端dvin(其连接到超级电容器scd)与其电压输出端dvout之间的连接。作为开关dcs的这种连续接通的结果，现在操作门锁dl或相应的致动器或马达mo，以便解锁门锁或相应的锁定机构、并且因此还在紧急情况下解锁车门fzt、并且允许用户进入车辆内部。

最后应当再次注意的是，根据访问设备zao，移动标识发射器(智能手机)中不再需要机械紧急钥匙。另一方面，可以想到的是，即使在车辆的车载电源完全故障的情况下也能实现紧急解锁。一方面通过直接或经由超级电容器sch向nfc读取器和紧急控制装置see无线地供应能量并且通过操作车辆侧解锁装置dl来致动由电池bub(该电池独立于车辆的电气系统)供电的锁定机构mo，车辆侧解锁装置的安全操作是可能的。

由于已经充好电的能量储存装置与电池bub一起使用的事实，仅紧急控制装置see将必须在紧急操作期间通过nfc接口nfcs进行充电，其中，在肯定认证之后，电池bub的能量能够立即用于对超级电容器scd进行充电以操作门锁或解锁装置dl。

最后，在根据本发明的实施例的访问设备中，应当提及的是，对于紧急操作(用于从外部向紧急控制装置see供电)，可以使用用户在日常生活中使用的并且通常由用户以无论如何都即时可用的状态携带的日常用品(诸如智能手机)。