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Die Erfindung betrifft ein Schließsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei erhöhten Sicherheitsanforderungen werden elektronische Schließsysteme verwendet, die beispielsweise mittels elektromagnetischer Wellen arbeiten. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen werden solche Schließsysteme als Türschließsysteme, Zündschloßsysteme, Lenkradverriegelungen o. dgl. verwendet.
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Derartige Schließsysteme sind aus der
DE 43 40 260 A1 bekannt. Das Schließsystem besteht aus einer wenigstens zwei Zustände besitzenden Steuereinrichtung zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren, des Zündschlosses, der Lenkradverriegelung o. dgl., und einem zugehörigen elektronischen Schlüssel. Die Steuereinrichtung und der Schlüssel besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen. Im bestimmungsgemäßen Betrieb ist zwischen dem Schlüssel und der Steuereinrichtung wenigstens ein Signal als codiertes Betriebssignal übertragbar, so daß nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals und damit bei berechtigtem Schlüssel eine Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung bewirkbar ist.
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Solche Schließsysteme sind auch mit sogenannter „Keyless Entry“-Funktionalität weiterentwickelt, wobei eine manuelle Betätigung des elektronischen Schlüssels durch den Benutzer nicht mehr notwendig ist. Es genügt, daß der Benutzer den Schlüssel mit sich führt, wobei das Betriebssignal zwischen der Steuereinrichtung und dem Schlüssel selbsttätig übertragen wird, wenn der Benutzer sich in einem, in der Nähe des Kraftfahrzeugs befindlichen Wirkbereich aufhält und dort beispielsweise den Türgriff an der Autotüre betätigt.
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Es sind hier Fälle denkbar, in denen nichtberechtigte Benutzer abwarten bis der berechtigte Benutzer nach Verriegeln des Türschließsystems des Kraftfahrzeugs den eigentlichen Wirkbereich für das Schließsystem verlassen hat. Die nichtberechtigten Benutzer veranlassen dann ein Senden des Betriebssignals durch den Schlüssel des berechtigten Benutzers, wobei mit Hilfe einer transparenten Elektronik für den Schlüssel und/oder die Steuereinrichtung das Betriebssignal zum Kraftfahrzeug übertragen wird. Dadurch erfolgt ein Entriegeln des Türschließsystems, das der berechtigte Benutzer nicht mehr bemerkt, da er sich bereits in beträchtlicher Entfernung vom Kraftfahrzeug, außerhalb des Wirkbereichs für das Schließsystem befindet. Die nichtberechtigten Benutzer erhalten dadurch Zugang zum Kraftfahrzeug.
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Um einen solchen Zugang von nichtberechtigten Benutzern zum Kraftfahrzeug zu verhindern, wird in der
DE 199 41 428 A1 vorgeschlagen, das Schließsystem mit einem Mittel zur Bestimmung des den Abstand zwischen der Steuereinrichtung und dem Schlüssel entsprechenden Abstandswertes auszustatten. Mit Hilfe dieses Mittels wird überprüft, ob das Betriebssignal aus dem Wirkbereich oder außerhalb des Wirkbereichs herrührt. Eine Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung ist nur dann bewirkbar, wenn zusätzlich zur positiven Auswertung des übertragenen Betriebssignals ein zulässiger Abstandswert vorliegt. Es erscheint allerdings noch möglich, mit Hilfe der transparenten Elektronik die Bestimmung des Abstandswertes durch nichtberechtigte Benutzer zu manipulieren, womit die nachfolgende Übertragung des Betriebssignals von außerhalb des Wirkbereichs nicht erkannt wird. Darunter leidet die Fehler- sowie Diebstahlsicherheit des Schließsystems.
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Ein weiteres Schließsystem, das mit einem Mittel zur Bestimmung des Abstandes zwischen der Steuereinrichtung und dem Schlüssel ausgestattet ist, ist in der
DE 198 02 526 A1 beschrieben. Schließlich zeigt die
DE 198 27 586 A1 ein Schließsystem, das mit Signalen im Niederfrequenz- und im Hochfrequenzbereich arbeitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Diebstahlsicherheit des Schließsystems noch weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schließsystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß zur weiteren Erhöhung der Manipulationssicherheit für das Schließsystem im Schlüssel ein Mittel zur einstellbaren Veränderung des Abstandswertes angeordnet ist, wobei dieses Mittel das zwischen der Steuereinrichtung als erste Einrichtung und dem Schlüssel als zweite Einrichtung zur Messung des Abstandes ausgetauschte Signal um einen willkürlichen Betrag verändert. Hierfür wird eine wechselnde Veränderung des Abstandswertes in der zweiten Einrichtung vorgenommen. Dieser Wechsel in der Veränderung des Abstandswertes ist dann in der ersten Einrichtung entsprechend zu berücksichtigen. Der Wechsel in der Veränderung des Abstandswertes wird weiterhin bei der jeweils nachfolgenden Bestimmung des Abstandswertes vorgenommen, so daß eine Manipulation durch eine transparente Elektronik erkannt wird. In diesem Fall erfolgt keine Zustandsänderung der Steuereinrichtung. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das Mittel zur Bestimmung des Abstandswertes kann nach dem Prinzip der Laufzeitmessung arbeiten. Hierzu wird die Laufzeit eines Signals in der Art eines Reichweitensignals ermittelt. Zweckmäßigerweise besteht das Reichweitensignal aus zwei Teilsignalen. Das erste Teilsignal wird von der ersten Einrichtung zur zweiten Einrichtung übertragen. In der zweiten Einrichtung wird dann das erste Teilsignal verändert. Anschließend wird von der zweiten Einrichtung das zweite Teilsignal, das das veränderte erste Teilsignal enthält, zur ersten Einrichtung rückübertragen. Zur eigentlichen Ermittlung des Abstandswertes läßt sich der Phasenversatz zwischen dem zweiten Teilsignal und dem ersten Teilsignal verwenden, wobei die in der zweiten Einrichtung vorgenommene Veränderung entsprechend zu berücksichtigen ist. Es kann sich weiterhin anbieten, das Mittel zur Veränderung des Abstandswertes als ein einstellbares Verzögerungsglied in der zweiten Einrichtung auszubilden.
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Bei dem ersten Teilsignal kann es sich um ein elektromagnetisches Signal im induktiven Bereich handeln. Bevorzugterweise weist das erste Teilsignal eine Frequenz von 20 kHz auf. Gleichzeitig kann das erste Teilsignal als Wecksignal für die zweite Einrichtung dienen. Mit Hilfe des Wecksignals wird die zweite Einrichtung aus einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf in den bestimmungsgemäßen Betrieb übergeführt. Bei dem zweiten Teilsignal kann es sich um ein elektromagnetisches Signal im Hochfrequenzbereich handeln, wobei das zweite Teilsignal insbesondere eine Frequenz von 315 oder 868 MHz aufweist. Es bietet sich dann an, die Frequenz des ersten Teilsignals auf das zweite Teilsignal aufzumodulieren. Weiterhin kann es sich dann anbieten, daß das codierte Betriebssignal ebenfalls als elektromagnetisches Signal im Hochfreqenzbereich zwischen den beiden Einrichtungen übertragen wird. Insbesondere kann dann das codierte Betriebssignal auf der Übertragungsstrecke für das zweite Teilsignal übertragen werden.
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Die Veränderung des Abstandswertes ist entsprechend demselben Algorithmus in beiden Einrichtungen zu berechnen. Als Ausgangswert für die Berechnung der Veränderung des Abstandswertes kann der jeweils aktuelle Wechselcode für das codierte Betriebssignal verwendet werden.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine unberechtigte Betätigung des Schließsystems mit Sicherheit erkannt wird und sich daher auch wirksam verhindern läßt. Ebensogut wird ein wirksamer Schutz vor Manipulationen des Schließsystems, insbesondere vor Angriffen mittels einer transparenten Elektronik durch nichtberechtigte Personen, erreicht. Außerdem sind Fehlbedienungen des Schließsystems ausgeschlossen. Das erfindungsgemäße Schließsystem steigert daher die Diebstahlsicherheit weiter.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 ein mit einem Schließsystem ausgestattetes Kraftfahrzeug und
- 2 ein Blockschaltbild für das Schließsystem.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit dem berechtigten Benutzer 2 zu sehen. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einem Schließsystem 3 als Türschließsystem versehen, das eine als eine Steuereinrichtung ausgebildete erste Einrichtung 4 und eine als einen zugehörigen elektronischen Schlüssel ausgebildete zweite Einrichtung 5 umfaßt. Der elektronische Schlüssel 5 befindet sich im Besitz des berechtigten Benutzers 2, womit dieser innerhalb eines Wirkbereichs 8 Zugang zum Kraftfahrzeug 1 besitzt.
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Die Steuereinrichtung 4 besitzt wenigstens zwei Zustände, wobei im ersten Zustand eine Verriegelung und im zweiten Zustand eine Entriegelung der Autotüren 6 vorliegt. Die beiden Einrichtungen 4, 5 besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen. Bei wenigstens einem dieser zwischen dem Schlüssel 5 und der Steuereinrichtung 4 übertragenen Signale handelt es sich um ein codiertes Betriebssignal 7. Bei berechtigtem Schlüssel 5 ist nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals 7 eine Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung 4 bewirkbar. Die Übertragung des codierten Betriebssignals 7 erfolgt dann, wenn der berechtigte Benutzer 2 den Türgriff 28 an der Autotür 6 betätigt. Dadurch wird die Entriegelung der Autotüren 6 entsprechend der Keyless Entry-Funktionalität ausgelöst. Ebensogut kann die Übertragung des codierten Betriebssignals 7 auch selbsttätig ohne Mitwirkung des Benutzers 2 erfolgen, sobald dieser den Wirkbereich 8 betritt, was jedoch im folgenden nicht näher betrachtet wird. Verläßt der Benutzer den Wirkbereich 8, so erfolgt eine selbsttätige Verriegelung der Autotüren 6.
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In 1 ist weiter eine Situation gezeigt, in der sich zwei nichtberechtigte Personen 9, 10 Zugang zum Kraftfahrzeug 1 verschaffen wollen, nachdem der berechtigte Benutzer 2' den Wirkbereich 8 verlassen hat. Dazu befindet sich die erste Person 9 mit einem präparierten elektronischen Schlüssel 11 in der Nähe des Kraftfahrzeugs 1, während sich die zweite Person 10 mit einer präparierten Steuereinrichtung 12 in der Nähe des berechtigten Benutzers 2' aufhält. Der präparierte Schlüssel 11 und die präparierte Steuereinrichtung 12 kennen selbstverständlich das codierte Betriebssignal 7 nicht, jedoch bauen der präparierte Schlüssel 11 und die präparierte Steuereinrichtung 12, gegebenenfalls mit entsprechender Verstärkung, eine Übertragungsstrecke 13 für das codierte Betriebssignal 7 zwischen der Steuereinrichtung 4 und dem außerhalb des Wirkbereichs 8 befindlichen Schlüssel 5 auf. Die erste Person 9 betätigt den Türgriff 28 an der Autotüre 6, woraufhin das Betriebssignal 7 über die Übertragungsstrecke 13 weitergeleitet wird, so daß die Zustandsänderung der Steuereinrichtung 4 erfolgen kann, ohne daß dies vom Benutzer 2' wahrgenommen würde.
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Um einen solchen Zugang von nichtberechtigten Benutzern 9, 10 zum Kraftfahrzeug 1 zu verhindern, wird festgestellt, ob das zwischen den beiden Einrichtungen 4, 5 übertragene Signal aus dem Wirkbereich 8 oder außerhalb des Wirkbereichs 8 herrührt. Hierzu enthält das Schließsystem 3 Mittel zur Bestimmung des den Abstand zwischen den beiden Einrichtungen 4, 5 entsprechenden Abstandswertes. Ist der ermittelte Abstandswert zulässig, womit der Schlüssel 5 innerhalb des Wirkbereichs 8 befindlich ist, so ist dann nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals 7 eine Zustandsänderung der Steuereinrichtung 4 durchführbar. Ist der ermittelte Abstand hingegen unzulässig, womit der Schlüssel 5 sich nicht im Wirkbereich 8 befindet, so erfolgt selbst bei berechtigtem Schlüssel 5 keine Zustandsänderung der Steuereinrichtung 4.
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Allerdings besteht hier nunmehr die Möglichkeit, den präparierten Schlüssel 11 derart auszugestalten, daß lediglich das codierte Betriebssignal 7 über die Übertragungsstrecke 13 weitergeleitet wird, die Bestimmung des Abstandswertes jedoch zwischen der Steuereinrichtung 4 und dem präparierten Schlüssel 11 erfolgt. Da sich die Person 9 mit dem präparierten Schlüssel 11 im Wirkbereich 8 aufhält, wird dann fälschlicherweise angenommen, daß der Abstandswert zulässig ist. Zur Verhinderung einer solchen Manipulationsmöglichkeit des Schließsystems 3 wird vorgeschlagen, in dem die zweite Einrichtung darstellenden Schlüssel 5 ein Mittel zur einstellbaren Veränderung des Abstandswertes anzuordnen. Das Schließsystem 3 berücksichtigt diese vorgenommene Veränderung, um so den tatsächlichen Abstand zwischen der Steuereinrichtung 4 und dem Schlüssel 5 festzustellen. Andererseits kennt der präparierte Schlüssel 11 diese willkürliche Veränderung des Abstandswertes nicht, so daß das Vorhandensein des präparierten Schlüssels 11 vom Schließsystem 3 erkannt und der ermittelte Abstandswert als nicht zulässig deklariert wird. Eine Zustandänderung der Steuereinrichtung 4 wird demzufolge nicht vorgenommen.
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Die nähere Ausgestaltung des Schließsystems 3 ist als Blockschaltbild in 2 zu sehen. Die Steuereinrichtung 4 im Kraftfahrzeug 1 besitzt einen mit Niederfrequenz arbeitenden LF-Sender 15 mit zugehöriger Spule 18, einen mit Hochfrequenz arbeitenden FM-Transceiver 16 mit Antenne 19 und einen Phasendetektor 17, wobei diese Komponenten von einem Mikroprozessor 14 bestimmungsgemäß angesteuert werden. Der Schlüssel 5 enthält ebenfalls einen Mikroprozessor 20 zur bestimmungsgemäßen Steuerung seiner Komponenten. Diese Komponenten bestehen im wesentlichen aus einem LF-Empfänger 21 mit zugehöriger Spule 22, einem FM-Transceiver 23 mit Antenne 24 und einem Verzögerungsglied 25. Die Bezeichnung der weiteren Komponenten des Schlüssels 5 ist der 2 zu entnehmen.
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Tritt der berechtigte Benutzer 2 an das Kraftfahrzeug 1 heran, wie in 1 zu sehen ist, und betätigt den Türgriff 28 an der Autotüre 6, so werden zunächst die Mittel zur Bestimmung des Abstandswertes aktiviert. Der Abstandswert ergibt sich durch die Ermittlung der Laufzeit eines Signals in der Art eines Reichweitensignals, das wiederum aus zwei Teilsignalen 26, 27 bestehen kann, wie der 2 weiter zu entnehmen ist. Hierzu steuert der Mikroprozessor 14 den LF-Sender 15 zur Abgabe des ersten Teilsignals 26 über die Spule 18 an. Das erste Teilsignal 26 wird nunmehr von der ersten Einrichtung 4 zur zweiten Einrichtung 5 übertragen und dort von der Spule 22 des LF-Empfängers 21 aufgenommen. Dann wird das erste Teilsignal in der zweiten Einrichtung 5 mittels Ansteuerung durch den Mikroprozessor 20 im Hinblick auf den Abstandswert verändert. Bevorzugterweise ist hierzu das Mittel zur Veränderung des Abstandswertes als einstellbares Verzögerungsglied 25 in der zweiten Einrichtung 5 ausgebildet, wobei der Mikroprozessor 20 das Verzögerungsglied 25 entsprechend ansteuert. Anschließend wird von der zweiten Einrichtung 5 das zweite Teilsignal 27, das das veränderte erste Teilsignal 26 enthält, zur ersten Einrichtung 4 mittels der FM-Transceiver 23, 16 und zugehörigen Antennen 24, 19 rückübertragen.
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In der Einrichtung 4 befindet sich ein Phasendetektor 17, der den Phasenversatz zwischen dem zweiten Teilsignal 27 und dem ersten Teilsignal 26 bildet. Aus dem Phasenversatz ermittelt der Mikroprozessor 14 unter Berücksichtigung der in der zweiten Einrichtung 5 vorgenommenen Veränderung den Abstandswert zwischen den beiden Einrichtungen 4, 5.
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Ist der Abstandswert zulässig, so wird das codierte Betriebssignal 7, das beispielsweise aus einem bidirektional übermittelten Wechselcode bestehen kann, mittels der FM-Transceiver 16, 23 zwischen den beiden Einrichtungen 4, 5 übertragen.
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Bei dem ersten Teilsignal 26 kann es sich um ein elektromagnetisches Signal im induktiven Bereich handeln. Insbesondere kann das Teilsignal 26 eine Frequenz von 20 kHz aufweisen. Da das induktive Teilsignal 26 mittels der Spulen 18, 22 übertragen wird, besitzt es eine beschränkte Reichweite und ist lediglich im Wirkbereich 8 wirksam, so daß die Aktivierung des Schließsystems 3 auf den Wirkbereich 8 begrenzt ist. Das erste Teilsignal 26 kann zweckmäßigerweise als Wecksignal für die zweite Einrichtung 5 dienen. Bei Empfang des ersten Teilsignals 26 wird dann die zweite Einrichtung 5 aus einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf in den bestimmungsgemäßen Betrieb übergeführt.
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Bei dem zweiten Teilsignal 27 kann es sich um ein elektromagnetisches Signal im Hochfrequenzbereich handeln. Insbesondere kann das Teilsignal 27 eine Frequenz von 315 oder 868 MHz aufweisen. Für die Ermittlung des Abstandswertes ist zweckmäßigerweise die Frequenz des ersten Teilsignals 26 auf das zweite Teilsignal 27 aufmoduliert. Bevorzugterweise wird das codierte Betriebssignal 7 ebenfalls als elektromagnetisches Signal im Hochfreqenzbereich zwischen den beiden Einrichtungen 4, 5 übertragen. Hierfür bietet sich die Übertragungsstrecke für das zweite Teilsignal 27 mit den FM-Transceivern 16, 23 und Antennen 19, 24 an.
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Zur weitergehenden Erhöhung der Sicherheit vor Manipulationen des Schließsystems 3 durch nicht berechtigte Personen 9, 10 kann die Veränderung des Abstandswertes in der zweiten Einrichtung 5 wechseln. Zweckmäßigerweise kann der jeweilige andere Wert zur Veränderung bei der nachfolgenden Bestimmung des Abstandswertes eingestellt werden. Der Wechsel in der Veränderung des Abstandswertes wird dann in der ersten Einrichtung 4 bei Auswertung des im Phasendetektor 17 vorliegenden Phasenversatzes durch den Mikroprozessor 14 entsprechend berücksichtigt. Der jeweilige Wert, der zur Veränderung des Abstandswertes im Verzögerungsglied 25 durch den Mikroprozessor 20 eingestellt wird, wird entsprechend demselben Algorithmus in beiden. Einrichtungen 4, 5 berechnet. Als Ausgangswert für diese Berechnung kann der jeweils aktuelle Wechselcode für das codierte Betriebssignal 7 verwendet werden.
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So kann ein derartiges Schließsystem außer zur Betätigung des Türschließsystems auch zur Ver- und/oder Entriegelung des Zündschlosses, der Lenkradverriegelung o. dgl. im Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Im übrigen ist auch eine Verwendung für ein sonstiges Türschloß, das sich beispielsweise an einer Immobilie befindet, möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- Kraftfahrzeug
- 2,2':
- (berechtigter) Benutzer
- 3:
- Schließsystem
- 4:
- Steuereinrichtung / erste Einrichtung
- 5:
- elektronischer Schlüssel / zweite Einrichtung
- 6:
- Autotüre
- 7:
- Betriebssignal
- 8:
- Wirkbereich
- 9,10:
- nichtberechtigter Benutzer
- 11:
- präparierter Schlüssel
- 12:
- präparierte Steuereinrichtung
- 13:
- Übertragungsstrecke (bei Nichtberechtigung)
- 14:
- Mikroprozessor (in Steuereinrichtung)
- 15:
- LF-Sender
- 16:
- FM-Transceiver (in Steuereinrichtung)
- 17:
- Phasendetektor
- 18:
- Spule (von LF-Sender in Steuereinrichtung)
- 19:
- Antenne (von FM-Transceiver in Steuereinrichtung)
- 20:
- Mikroprozessor (in Schlüssel)
- 21:
- LF-Empfänger
- 22:
- Spule (für LF-Empfänger)
- 23:
- FM-Transceiver (in Schlüssel)
- 24:
- Antenne (von FM-Transceiver in Schlüssel)
- 25:
- Verzögerungsglied
- 26:
- erstes Teilsignal
- 27:
- zweites Teilsignal
- 28:
- Türgriff (an Autotüre)
