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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
für die Zugangsberechtigung
und/oder als Zündschloßsysteme,
Lenkradverriegelungen, Wegfahrsperren o. dgl., für die Fahrberechtigung 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, als Steuereinrichtung zur Ent- und/oder Verriegelung
der Autotüren,
des Zündschlosses
o. dgl. ausgebildeten ersten Einrichtung und einer zugehörigen, in
der Art eines elektronischen Schlüssels ausgebildeten zweiten
Einrichtung. Die beiden Einrichtungen besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb
Sender und/oder Empfänger
für elektromagnetische
Signale. Im bestimmungsgemäßen Betrieb
ist zwischen dem Schlüssel
und der Steuereinrichtung wenigstens ein Signal als codiertes Betriebssignal
zur Authentikation des Schlüssels 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 sogenannten "Keyless"-Funktionalitäten weiterentwickelt. So
ist bei der "KeylessEntry"-Funktionalität eine manuelle
Betätigung
des elektronischen Schlüssels durch
den Benutzer nicht mehr notwendig. Es genügt, daß der Benutzer den Schlüssel mit
sich führt. Das
Betriebssignal wird dann für
die Zugangsberechtigung zwischen den beiden Einrichtungen selbsttätig übertragen,
wenn der Benutzer sich in einem, in der Nähe des Kraftfahrzeugs befindlichen
Wirkbereich aufhält
und dort beispielsweise den Türgriff
an der Autotüre
betätigt.
Ebenso können
diese Schließsysteme
eine "KeylessGo"-Funktionalität aufweisen,
wobei das Betriebssignal für
die Fahrberechtigung zwischen den beiden Einrichtungen selbsttätig übertragen
wird, wenn der Benutzer sich innerhalb des Kraftfahrzeugs befindet
und beispielsweise eine Start/Stop-Taste im Armaturenbrett betätigt.
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Für die erweiternden
Keyless-Funktionalitäten
genügt
es, daß der
Benutzer den Schlüssel
mit sich führt.
Um jedoch die jeweils gewünschte und/oder
zulässige
Keyless-Funktionalität
auszulösen,
ist es notwendig, daß das
Schließsystem
den jeweiligen Ort des Schlüssels
feststellen kann. Aufgrund zeitlicher Änderungen sowie von Umwelteinflüssen besteht
die Gefahr, daß die
Genauigkeit der Ortsbestimmung für
den Schlüssel
nicht in allen Fällen
ausreichend ist, was wiederum die Sicherheit des Schließsystems
o. dgl. beeinträchtigt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionssicherheit des
mit Keyless-Funktionalität ausgestatteten
Schließsystems
zu verbessern, insbesondere weitgehend homogene Feldverhältnisse
für den
Sender und/oder Empfänger über Zeit
und Umwelteinflüsse
zu gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schließsystem durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim
erfindungsgemäßen Schließsystem
ist die Feldstärke
wenigstens eines Senders in wenigstens einer der beiden Einrichtungen,
und zwar insbesondere in der ersten Einrichtung, auf einen vorgebbaren
Soll-Wert geregelt. Die Regelung erfolgt derart, beispielsweise
durch Regelung der vom Sender abgegebenen Leistung, daß der Sender
ein insbesondere zeitlich homogenes Feld erzeugt. Vorteilhafterweise
bleibt dadurch bei sich verändernden
Umwelteinflüssen
oder sonstigen Änderungen
die Feldstärke
im gesamten Wirkungsbereich des Schließsystems unveränderlich,
so daß eine
exakte Funktion des Schließsystems
in allen Fällen
gewährleistet
ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um
eine effektive Regelung der Feldstärke zu gewährleisten, wird zweckmäßigerweise
der Ist-Wert für
die Feldstärke
ermittelt. Die Ermittlung des Ist-Wertes kann durch Messung der
Leistung des Senders an der Antenne erfolgen. Hierfür eignet
sich beispielsweise eine Spannungsmessung, eine Strommessung, eine
Phasenmessung o. dgl. im Schwingkreis des Senders. Beispielsweise
kann der Ist-Wert für
die Feldstärke
des Senders mittels einer Strom- und/oder Phasenmessung im Schwingkreis des
Senders gemessen werden, und aufgrund dieser Messung die Ansteuerfrequenz
des angeschlossenen Schwingkreises auf Resonanz geändert werden.
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Die
variable Ansteuerung der Antennen-Anregung erfolgt vor allem zur
Regelung der Feldstärke und/oder
Leistung des Senders. Sie kann jedoch auch zu anderen Zwecken vorgenommen
werden, beispielsweise um eine schnelle Anpassung auf andere Fahrzeugvarianten über Änderung
der Parameter, eine Eingrenzung der Weckreichweite für spezielle
Funktionen und/oder eine Eingrenzung des Wirkbereichs zu erzielen.
Zur variablen Ansteuerung geeignet ist eine Pulsweitenmodulation
PWM und/oder eine Reduzierung der Antennenleistung mittels einer Veränderung
der Ansteuerungsperiode, insbesondere um ein Vielfaches der Resonanzfrequenz,
beispielsweise mit einer Dauer der Ansteuerungsperiode von der 1-
bis 5-fachen Resonanzperiodendauer.
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In
einer Weiterbildung sendet die erste Einrichtung ein erstes elektromagnetisches
Signal für die
zugehörige,
beispielsweise als Transponder- und/oder Funkschlüssel ausgebildete
zweite Einrichtung als Wecksignal. Dadurch wird die zweite Einrichtung
aus einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf in einen aktivierten
Zustand für
den bestimmungsgemäßen Betrieb übergeführt. Die
erste Einrichtung kann nach Aussenden des ersten elektromagnetischen
Signals ein Bereichsabgrenzungssignal als drittes elektromagnetisches
Signal senden, mit dessen Hilfe die zugehörige zweite Einrichtung deren
Standort in Bezug auf die erste Einrichtung am und/oder im Kraftfahrzeug
bestimmen kann. Der Standort der zweiten Einrichtung in Bezug auf
die erste Einrichtung am und/oder im Kraftfahrzeug wird anschließend mit
einem vierten Signal als Rückantwortsignal
von der zweiten zur ersten Einrichtung gesendet. Sind diese Signale
erfolgreich übermittelt,
so wird schließlich
die Authentikation der zweiten Einrichtung mittels weiterer fünfter Signale
als codierte Betriebssignale durchgeführt. Sind somit die für das Wecken
sowie die Bereichsabgrenzung notwendigen Vorbedingungen nicht erfüllt, so
wird die an sich aufwendige Authentikation gar nicht durchgeführt, womit eine
effizientere Betriebsweise für
das Schließsystem
ermöglicht
ist. Das der Authentikation dienende fünfte elektromagnetische Signal
kann schließlich
in einer die Diebstahlsicherheit erhöhenden bidirektionalen Kommunikation
bestehend aus mehreren Teilsignalen zwischen der ersten und der
zweiten Einrichtung übertragen
werden.
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Zwischen
dem Weck- und dem Bereichsabgrenzungssignal kann von der ersten
Einrichtung ein zweites elektromagnetisches Signal als Selektionssignal
gesendet werden, das insbesondere eine Information zur Identität des Kraftfahrzeugs
enthält.
Mit Hilfe des Selektionssignals kann der Dialog mit der zweiten
Einrichtung bereits dann frühzeitig
abgebrochen werden, wenn die zweite Einrichtung zu einem anderen
Kraftfahrzeug, das gegebenenfalls jedoch vom gleichen Kraftfahrzeug-Typ
ist, zugehörig
ist. Somit werden lediglich demselben Kraftfahrzeug-Typ zugeordnete
zweite Einrichtungen aktiviert und/oder verbleiben im aktivierten
Zustand sowie im aktivierten Zustand befindliche, nicht zugehörige zweite
Einrichtungen werden in den Ruhezustand zurückgeführt. Dadurch ist jeweils eine
weitere Steigerung in der Effizienz der Betriebsweise des Schließsystems möglich.
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Zur
Bestimmung des Standorts wertet die zweite Einrichtung die Feldsituation
für die
empfangenen Bereichsabgrenzungssignale zeitlich und/oder quantitativ
aus. Dabei wird der Sender für
das Bereichsabgrenzungssignal mit unterschiedlicher Leistung angesteuert,
so daß weniger
Sender als bei herkömmlichen
Schließsystemen
benötigt
werden. In einfacher und kostengünstiger
Weise ist hierzu weiterhin in der zweiten Einrichtung ein Mittel
zur Messung der Feldstärke
des von der ersten Einrichtung übertragenen
Bereichsabgrenzungssignals angeordnet. Die Standortbestimmung kann
dann anhand der gemessenen Intensitäten der Bereichsabgrenzungssignale
erfolgen.
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Zweckmäßigerweise
ist das Mittel zur Messung der Feldstärke als ein integrierter Baustein
ausgestaltet. Dieser Baustein erzeugt ein in funktioneller Abhängigkeit
zur gemessenen Feldstärke
stehendes sogenanntes RSSI(Radio Signal Strength Indicator)-Signal,
das dann in einfacher Weise zur eigentlichen Standortbestimmung
herangezogen werden kann. Besonders geeignet zur Weiterverarbeitung des
RSSI-Signals ist ein Mikroprozessor, wobei es sich dabei um den
in der zweiten Einrichtung für
deren Betrieb bereits vorhandenen Mikroprozessor handeln kann. Das
RSSI-Signal selbst kann beispielsweise in proportionaler oder logarithmischer Abhängigkeit
zur gemessenen Feldstärke
stehen.
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Um
eine einfache und schnelle Arbeitsweise für die Standortbestimmung zu
gewährleisten,
läßt sich
ein Schwellwert in der zweiten Einrichtung festlegen. Dann können die
aus den Bereichsabgrenzungssignalen erzeugten RSSI-Signale jeweils
mit dem Schwellwert verglichen werden. Somit läßt sich dann mittels logischer,
insbesondere boole'scher Verknüpfungen
der Ergebnisse dieser Vergleiche der Standort bestimmen.
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Besonders
bevorzugt ist, für
das Weck- und/oder das Bereichsabgrenzungssignal ein induktives
Signal zu verwenden, indem die Trägerwelle für das erste Signal und/oder
das dritte Signal und/oder Teilsignale des dritten Signals eine
im induktiven, niederfrequenten (NF-)Bereich liegende Frequenz aufweist.
Aufgrund der begrenzten Reichweite eines induktiven Signals läßt sich
somit der Wirkbereich für das
Schließsystem
auf einfache Art und Weise einstellen. Gleichzeitig wird dadurch
die Sicherheit vor Manipulation am Schließsystem durch unberechtigte Benutzer
gesteigert. Beispielsweise kann die Frequenz für die NF-Trägerwelle in etwa 20 kHz betragen.
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Zweckmäßigerweise
besitzt die erste Einrichtung zwei induktive Sender beziehungsweise
als induktive Sender dienende Spulen und die zweite Einrichtung
einen induktiven Empfänger.
Ein induktiver Sender und/oder eine Spule ist dem Innenraum sowie
ein weiterer induktiver Sender und/oder eine Spule ist dem Kofferraum
des Kraftfahrzeugs zugeordnet. In kostengünstiger Anordnung ist folglich
mit lediglich zwei Sendern eine Innnen-/Außen-Abgrenzung am Kraftfahrzeug
ermöglicht.
Wird zusätzlich eine
Seitenerkennung für
den Außenraum
am Kraftfahrzeug gewünscht,
so kann gegebenenfalls die erste Einrichtung einen weiteren, der
fahrerseitigen Tür
des Kraftfahrzeugs zugeordneten induktiven Sender beziehungsweise
eine als induktiver Sender dienende Spule besitzen.
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Zur
Auslösung
des Wecksignals bietet sich ein durch den Benutzer manuell betätigbarer
Schalter und/oder Sensor, der beispielsweise als kapazitiv arbeitender
Näherungssensor
ausgestaltet sein kann, an. Der für die Zugangsberechtigung zum Kraftfahrzeug
dienende, dem jeweiligen Sender zugeordnete Schalter bzw. Sensor
ist beispielsweise im Türgriff,
im Heckgriff o. dgl. des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Start/Stop-Schalter
bzw. Sensor für
die Fahrberechtigung des Kraftfahrzeugs ist beispielsweise am Gangwahlhebel,
am Zündschloß, im Armaturenbrett
oder in der Mittelkonsole angeordnet.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die
homogenen Felder eine exakte Innen-/Außenabgrenzung für die zweite
Einrichtung in Bezug auf das Kraftfahrzeug gestatten. Darüberhinaus
bewirken die zeitlich konstanten Felder eine lediglich sehr geringe
Lageabhängigkeit
der zweiten Einrichtung. Die Ansteuerung der Antennen mittels Pulsweitenmodulation
und/oder mittels Erhöhen
der Anregungsperiodendauer, insbesondere in ganzzahligen Vielfachen,
ergibt eine hohe Dynamik. Das Weckfeld ist regelbar, beispielsweise um
die zweite Einrichtung im Nahbereich zu wecken.
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Weiterhin
ist vorteilhaft, daß die
Abgrenzungsfelder durch Parameter vorgegeben und auch verändert werden
können.
Dadurch ist in einfacher Art und Weise eine Anpassung des Schließsystems an
andere Fahrzeugtypen bzw. Fahrzeugvarianten, wie Kombi, Limousine,
Van, Cabrio o. dgl., möglich.
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Zur
Bereichserkennung genügt
auf einfache Weise die Bildung von Schnittmengen. Damit ist die Innenraumerkennung
mit lediglich zwei Antennen möglich.
Für die
Kofferraumerkennung lassen sich wiederum dieselben zwei Antennen
verwenden. Da zwei bis drei Antennen ausreichend sind, werden auch
Antennen im Vergleich zum bisherigen System eingespart.
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Mit
Hilfe der Erfindung lassen sich Fertigungstoleranzen, beispielsweise
hervorgerufen durch Abstimmungstoleranzen der Schwingkreise, eliminieren.
Desweiteren ist kein Quarz für
die erste Einrichtung sowie auch kein „Abgrenzungswiderstand" nötig, was
zu Kosteneinsparungen führt.
Eine Steigerung der Funktionsfähigkeit
für das
Schließsystem ergibt
sich daraus, daß dessen
Diagnose, beispielsweise die Eigendiagnose, Antennendiagnose, Verkabelungsdiagnose
o. dgl., ohne zusätzliche Beschaltung
ermöglicht
ist. Schließlich
wird auch noch die Abhängigkeit
des Betriebs für
den Sender, insbesondere für
die Weckfelder, von der Batteriespannung im Kraftfahrzeug weitgehend
ausgeglichen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen
ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
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1 ein
mit einem Schließsystem
ausgestattetes Kraftfahrzeug,
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2 ein
schematisches Blockschaltbild für das
Schließsystem
im Kraftfahrzeug,
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3 ein
schematisches Blockschaltbild des ID-Gebers mit einem Diagramm zur Übertragung
der Signale,
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4 ein
Schaltbild für
die Schaltung zur Ermittlung des Ist-Wertes für den Betrieb des Senders,
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5 schematisch
das Kraftfahrzeug mit unterschiedlicher Intensitätsansteuerung der Sender zur
Innenraumerkennung und
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6 schematisch
das Kraftfahrzeug mit maximaler Intensitätsansteuerung der Sender zur Außenraumerkennung.
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeug 1 mit dem berechtigten Benutzer 2 zu
sehen. Das Kraftfahrzeug 1 ist für die Zugangsberechtigung mit
einem Schließsystem 3 als
Türschließsystem
versehen, das eine als eine Steuereinrichtung ausgebildete erste
Einrichtung 4 und eine zugehörige zweite Einrichtung 5 umfaßt. Die
zweite Einrichtung 5 ist in der Art eines elektronischen
Schlüssels,
eines Identifikations(ID)-Gebers, einer Chipkarte, einer Smartcard
o. dgl. ausgebildet. Die zweite Einrichtung 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
erste Einrichtung 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 7 mittels einer
elektromagnetischen Trägerwelle. Bei
wenigstens einem dieser zwischen der zweiten Einrichtung 5 und
der ersten Einrichtung 4 übertragenen Signale 7 handelt
es sich um ein codiertes, elektromagnetisches Betriebssignal 15 (siehe 3). Das
codierte Betriebssignal 15 dient zur Authentikation der
zweiten Einrichtung 5, womit bei berechtigter zweiter Einrichtung 5 nach
positiver Auswertung des übertragenen
Betriebssignals 15 eine Änderung des Zustandes der ersten
Einrichtung 4 bewirkbar ist. Die Übertragung des codierten Betriebssignals 15 erfolgt dann,
wenn der berechtigte Benutzer 2 den Türgriff 16 an der Autotüre 6 betätigt oder
sich dem Türgriff 16 annähert. Dadurch
wird die Entriegelung der Autotüren 6 entsprechend
der KeylessEntry-Funktionalität
ausgelöst.
Ebensogut kann die Übertragung
des codierten Betriebssignals 15 auch selbsttätig ohne Mitwirkung
des Benutzers 2 erfolgen, sobald dieser den Wirkbereich 8 betritt,
was jedoch im folgenden nicht näher
betrachtet wird. Schließt
der Benutzer die Autotüren 6 von
außen,
so erfolgt eine selbsttätige Verriegelung
der Autotüren 6.
Ebensogut kann die selbsttätige
Verriegelung der Autotüren 6 erfolgen, nachdem
der Benutzer den Wirkbereich 8 verlassen hat.
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Das
Schließsystem 3 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 Zündschlosses 9 (elektronisches
Zündschloß EZS) und/oder
der Lenkradverriegelung 10 (elektrische Lenkradverriegelung
ELV), die in 2 zu sehen sind. Ebensogut kann
ein sonstiges funktionsrelvantes 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 15 zur Authentikation der
zweiten Einrichtung 5 erfolgt dann, wenn der berechtigte
Benutzer 2 sich im Kraftfahrzeug 1 befindet und
einen Start/Stop- Schalter 11 betätigt. Dadurch
wird der Start-Vorgang o. dgl. des Kraftfahrzeugs 1 entsprechend
der KeylessGo-Funktionalität
ausgelöst.
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Die Übertragung
der Signale 7 für
die KeylessEntry/Go-Funktionalität
wird durch Betätigung
eines Schalters und/oder Sensors vom Benutzer 2 ausgelöst. Für die Zugangsberechtigung
kann es sich beispielsweise um die manuelle Betätigung des Türgriffs 16,
Heckgriffs 28 o. dgl. handeln, wie in 2 zu
sehen ist. Hierzu ist im Türgriff 16,
Heckgriff 28 o. dgl. des Kraftfahrzeugs 1 ein
Schalter 25 angeordnet. Wird ein beispielsweise kapazitiv
arbeitender Näherungssensor 26 verwendet,
wie ebenfalls in 2 am Türgriff 16 gezeigt
ist, so kann vom Sensor 26 die Annäherung der Hand des Benutzers 2 an
den Türgriff 16 bzw.
Heckgriff 28 detektiert werden. Für die Fahrberechtigung befindet
sich ein vom Benutzer 2 manuell betätigbarer Start/Stop-Schalter 11 im
Kraftfahrzeug 1. Zweckmäßigerweise
ist der Start/Stop-Schalter 11 am Gangwahlhebel, am Zündschloß 9,
im Armaturenbrett, in der Mittelkonsole o. dgl. im Kraftfahrzeug 1 angeordnet.
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Die
Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schließsystems
3 soll
nun anhand der
3 näher erläutert werden. Zunächst sendet
die erste Einrichtung
4 mittels eines Senders/Empfängers
24 als
Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen ein als Wecksignal
bezeichnetes erstes elektromagnetisches Signal
12 für die zugehörige zweite
Einrichtung
5. Dadurch wird die zweite Einrichtung
5 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
13, das nachfolgend
auch als Bereichsabgrenzungssignal bezeichnet ist. Dadurch kann
die zugehörige
zweite Einrichtung
5 deren Standort in Bezug auf die erste
Einrichtung
4 bestimmen. Insbesondere läßt sich feststellen, ob die
zweite Einrichtung
5 außerhalb am Kraftfahrzeug
1 sowie gegebenenfalls
an welcher Stelle des Außenraums
23 und/oder
im Innenraum
22 des Kraftfahrzeugs
1 befindlich
ist. Nachfolgend sendet die zweite Einrichtung
5 mittels
eines Senders/Empfängers
17 ein
die Information zum ermittelteten Standort beinhaltendes viertes
Signal
14 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
15 zur
Authentikation mittels der Sender/Empfänger
24,
17 zwischen der ersten
und der zweiten Einrichtung
4,
5 übertragen.
Das Signal
15 kann insbesondere aus mehreren Teilsignalen
bestehen und in einer bidirektionalen Kommunikation zwischen den
beiden Einrichtungen
4,
5 übertragen werden. Im Hinblick
auf nähere
Einzelheiten zur bidirektionalen Kommunikation an sich wird auch
auf die
DE 43 40 260
A1 verwiesen.
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Das
Schließsystem 3 weist
nun die Besonderheit auf, daß die
Feldstärke
und/oder die Leistung wenigstens eines Senders 24, 17 in
wenigstens einer der beiden Einrichtungen 4, 5 auf
einen vorgebbaren Soll-Wert geregelt ist. Insbesondere ist die Feldstärke des
Senders 24 in der ersten Einrichtung 4 für das Wecksignal 12 und/oder
für das
Bereichsabgrenzungssignal 13 geregelt. Dadurch erzeugt
der Sender 24 ein homogenes, gleichförmiges Feld, was vor allem
in zeitlicher Hinsicht gilt. Fertigungstoleranzen bei der Herstellung
des Schließsystems 3 sind
somit ohne aufwendige Justierung beim Einbau des Schließsystems 3 in
das Kraftfahrzeug 1 eliminiert. Desweiteren herrschen für die Funktion
des Schließsystems 3 reproduzierbare
Bedingungen, vor allem auch bei veränderlichen Umwelteinflüssen. Damit wird
einem Fehlverhalten des Schließsystems 3 wirksam
vorgebeugt.
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Eine
Schaltung 29 zur Ermittlung des Ist-Wertes, mit dem der
Sender 24, 17 betrieben wird, ist in 4 gezeigt.
Der Sender 24 besitzt einen elektronischen Schalter 31 zum
Ein- und Ausschalten des Schwingkreises für den Sender 24. Desweiteren
sind im Sender 24 ein elektronischer Schalter 32 zur
Anregung der positiven Halbwelle und ein elektronischer Schalter 33 zur
Anregung der negativen Halbwelle für den Schwingkreis des Senders 24 angeordnet.
Bei den elektronischen Schaltern 31, 32, 33 handelt
es sich um Leistungstransistoren in der Art von MOSFETs. Die Schaltung 29 ermittelt
den Ist-Wert für die
Feldstärke
und/oder Leistung des Senders 24 mittels einer Spannungsmessung
an dessen eine Spule L1 und einen Kondensator C1 umfassenden Antenne 30.
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Die
auf die Ansteuer-Anregung bezogene Energie im Kondensator 36 der
Antenne 30 bleibt bei phasenrichtigem Abschalten des seriellen
Schwingkreises mittels des elektronischen Schalters 31 erhalten.
Dieser Effekt kann bereits beim Erzeugen des Feldes für das Wecksignal 12 zur
Steigerung der Leistung der Antenne 30 verwendet werden.
Durch die zusätzliche
Schaltung 29 kann die Spannung am Kondensator 36 gemessen
werden, wobei diese Spannung ein Maß für die Leistung des elektromagnetischen
Feldes ist, welches die Antenne 30 erzeugt. Hierzu befinden
sich in der Schaltung 29 Widerstände 34, wobei der
an diesen Widerstände 34 auftretende
Spannungsabfall zur Spannung an der Antenne 30 korrespondiert.
Aus dem Spannungsabfall an den Widerständen 34 ist dann mittels
eines Analog-Digital-Wandlers 35 der entsprechende Ist-Wert
für die
Feldstärke
des Senders 24 erzeugbar. Anstelle einer Ermittlung des
Ist-Wertes mittels einer Spannungsmessung kann auch eine Strommessung,
eine Phasenmessung o. dgl. im Schwingkreis des Senders 24 eingesetzt
werden.
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Der
mittels des Analog-Digital-Wandlers 35 erzeugte Ist-Wert
wird wiederum zur Regelung des Senders 24 auf den vorgegebenen
Soll-Wert verwendet. Die eigentliche Regelung der Feldstärke und/oder
Leistung des Senders 24 erfolgt über entsprechende Anregung
der Antenne 30, indem die elektronischen Schalter 32, 33 dementsprechend
angesteuert werden. Diese Ansteuerung erfolgt in einer ersten Ausgestaltung
mittels einer Pulsweitenmodulation PWM. In einer weiteren Ausgestaltung
erfolgt die Ansteuerung der Antennen-Anregung zur Regelung der Feldstärke und/oder
der Leistung des Senders 24 durch Reduzierung der Antennenleistung mittels
einer Veränderung
der Ansteuerungsperiode um ein Vielfaches der Resonanzfrequenz.
Als zweckmäßig hat
sich dabei die Reduzierung mit einer Dauer der Ansteuerungsperiode
um die 1- bis 5-fache Resonanzperiodendauer erwiesen. Hervorzuheben ist,
daß neben
der PWM-Regelung die weitere Reduzierung der Antennenleistung mittels
der zusätzlichen
Veränderung
der Ansteuerungsperiode möglich ist.
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Falls
gewünscht,
kann eine derartige Steuerung der Antenne 30 auch ohne
vorherige Messung des Ist-Wertes erfolgen, so daß in einfacher Weise lediglich
die Leistung des Senders 24 mittels PWM-Steuerung und/oder
mittels Ausblenden von Ansteuer-Pulsen verändert wird. Damit kann durch Verändern der
Anregungs-Ansteuerung das Feld des Senders 24 verstärkt oder
geschwächt
werden. Die Steuerung und/oder Regelung kann in einfacher Weise
mittels Software und einer Capture/Compare Einheit im Microcontroller,
der den Sender 24 steuert, realisiert werden. Schließlich kann
in einer weiteren Ausgestaltung der Ist-Wert für die Feldstärke und/oder
Leistung des Senders 24 mittels einer Strom- und Phasenmessung
im Schwingkreis des Senders 24 gemessen werden und dann
die Ansteuerfrequenz des angeschlossenen Schwingkreises auf Resonanz
geändert
werden.
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Das
Wecksignal 12 kann beispielswseise eine Kennung zum Kraftfahrzeug-Typ
enthalten. Nach Empfang des Wecksignals 12 sind zunächst sämtliche
im Wirkbereich 8 befindliche zweite Einrichtungen 5,
die zum selben Kraftfahrzeug-Typ gehören, aktiviert. In einer weiteren
Ausgestaltung des Schließsystems 3 sendet
die erste Einrichtung 4 zwischen dem ersten Signal 12 und
dem dritten Signal 13 ein zweites elektromagnetisches Signal 27 zur zweiten
Einrichtung 5 als Selektionssignal, wie näher anhand
von 3 zu erkennen ist. Das zweite Signal 27 enthält eine
Information über
die nähere
Identität des
Kraftfahrzeugs 1. Dadurch wird bewirkt, daß lediglich
die tatsächlich
zur ersten Einrichtung 4 zugehörigen zweiten Einrichtungen 5 im
aktivierten Zustand verbleiben. Im aktivierten Zustand befindliche, nicht
zum Kraftfahrzeug 1 zugehörige zweite Einrichtungen werden
jedoch in den Ruhezustand zurückgeführt.
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Es
bietet sich an, die zur ersten Einrichtung 4 zugehörigen zweiten
Einrichtungen 5 in gruppenartige Linien einzuteilen. Bevorzugterweise
besitzt ein Kraftfahrzeug 1 zwei Linien, und zwar einen
ersten elektronischen Schlüssel
sowie Ersatzschlüssel
als erste Linie und einen zweiten elektronischen Schlüssel sowie
Ersatzschlüssel
als zweite Linie. Zweckmäßigerweise
weisen die Linien eine Rangfolge zur Durchführung der Authentikation auf,
so daß bei
Vorhandensein beider Linien im Wirkbereich 8 lediglich eine
Authentikation mit der ranghöheren
Linie, die entsprechend ausgewählt
wird, durchzuführen
ist. Das Selektionssignal 27 kann nun zusätzlich eine
Information zu den der ersten Einrichtung 4 zugeordneten
Linien enthalten, um dem Schließsystem 3 gegebenenfalls
eine Auswahl für
die Authentikation zu gestatten.
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Die
zweite Einrichtung 5, die als schematisches Blockschaltbild
in 3 gezeigt ist, weist den Sender/Empfänger 17 als
Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen und eine beispielsweise
aus einem Mikrocomputer bestehende Logikschaltung 18 auf.
Weiter ist in der zweiten Einrichtung 5 ein Mittel 19 zur
Messung der Feldstärke wenigstens
eines von der ersten Einrichtung 4 übertragenen Signals angeordnet.
Das Mittel 19 zur Messung der Feldstärke mißt die Feldstärke beziehungsweise
die Intensität
eines der übertragenen Signale, und
zwar des Bereichsabgrenzungssignals 13. Zweckmäßigerweise
ist das Mittel 19 zur Messung der Feldstärke als
ein integrierter Baustein ausgestaltet, der nachfolgend auch als
RSS(Radio Signal Strength)-Chip bezeichnet ist. Der RSS-Chip 19 besitzt
einen Eingang 20, der mit dem Sender/Empfänger 17 verbunden
ist, sowie einen RSSI(Radio Signal Strength Indicator)-Ausgang 21,
der wiederum mit der Logikschaltung 18 verbunden ist. Der
RSS-Chip 19 erhält über den
Eingang 20 das vom Sender/Empfänger 17 jeweils empfangene
Signal 13 und erzeugt an seinem RSSI-Ausgang 21 ein
in funktioneller Abhängigkeit
zur Feldstärke
des Signals 13 stehendes RSSI-Signal. Beispielsweise kann
das RSSI-Signal proportional oder logarithmisch zur Feldstärke des Signals 13 abhängig sein.
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Zur
Standortbestimmung unter Verwendung des RSSI-Signals enthält die erste
Einrichtung 4 wenigstens zwei Sender 24a, 24b mit
zugehörigen Empfängern, wie
in 2 zu sehen ist. Die zwei Sender 24a, 24b sind
verschiedenen Bereichen des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet,
und zwar befindet sich der Sender 24a im Innenraum 22 und
der Sender 24b im Heckbereich 37 bzw. im Kofferraum
des Kraftfahrzeugs 1. Die Betätigung des Türgriff 16,
des Heckgriffs 28 oder des Start/Stop-Schalters 11 durch
den Benutzer 2 löst
eines der Signale der ersten Einrichtung 4 aus. Die beiden
Sender 24a, 24b der ersten Einrichtung 4 senden
dann nacheinander jeweils ein Bereichsabgrenzungssignal 13a, 13b,
beispielsweise zunächst
der Sender 24a und anschließend der Sender 24b,
wie in 3 angedeutet ist. Diese beiden Bereichsabgrenzungssignale 13a, 13b werden dann
vom Sender/Empfänger 17 der
zweiten Einrichtung 5 empfangen und daraus entsprechende
RSSI-Signale im RSS-Chip 19 gebildet. Diese am RSSI-Ausgang 21 anliegenden
RSSI-Signale der von den beiden Sendern 24a, 24b empfangenen
Signale 13a, 13b werden dann zur Standortbestimmung
der zweiten Einrichtung 5 mit Hilfe des Mikroprozessors 18 verwendet.
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Zur
Standortbestimmung wird die Möglichkeit
benutzt, die Bereichsabgrenzungsfelder durch Parameter vorzugeben
sowie diese variabel parametrierbar durch mehrfache Ansteuerung
der Antennen 24a, 24b zu verändern. Es genügt dann
die Bildung von Schnittmengen anhand der gemessenen Intensitäten der
Bereichsabgrenzungssignale 13a, 13b zur Bereichserkennung,
wie nachfolgend näher
erläutert wird.
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Wie
in 5 zu sehen ist, wird die Innenraumantenne 24a nacheinander
mit unterschiedlichen Intensitäten
angesteuert, so daß die
abgestrahlten Felder 38, 38', 38'' für das Bereichsabgrenzungssignal 13a unterschiedlich
stark und damit von unterschiedlicher Reichweite sind. In 5 sind
die Bereiche mit einer Linie begrenzt, innerhalb der die zweite Einrichtung 5 das
Feld 38, 38', 38'' erkennt. Zur Erkennung wird ein
Schwellwert S für
das RSSI-Signal bestimmt und dann im Mikroprozessor 18 überprüft, ob das
RSSI-Signal für das Feld 38, 38', 38'' jeweils den Schwellwert S überschreitet.
Ebenso wird die Kofferraumantenne 24b nacheinander mit
unterschiedlichen Intensitäten
angesteuert, so daß die
abgestrahlten Felder 39, 39', 39'' für das Bereichsabgrenzungssignal 13b resultieren.
Die zweite Einrichtung 5 überprüft auch hier mit Hilfe des
Schwellwertes S, welche Felder 39, 39', 39'' erkannt werden. Wie man nun sieht,
kann die zweite Einrichtung 5 durch Bildung von Schnittmengen
in einfacher Weise erkennen, ob sie sich im Innenraum 22 oder
im Kofferraum 37 sowie gegebenenfalls an welcher Stelle dort
befindet.
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Ebenso
können
die Ortungsbereiche für
die Außenraumerkennung
für den
Fahrzeugzugang festgelegt sein, wie anhand von 6 gezeigt
ist. Hier werden nun die Innenraumantenne 24a sowie die Kofferraumantenne 24b maximal
angesteuert, so daß die
maximalen Weckfelder 38''', 39''' resultieren. Die
Erkennung, ob sich die zweite Einrichtung 5 im Außenraum 23 sowie
gegebenenfalls an welcher Stelle dort befindet, kann wiederum durch
Schnittmengenbildung unter Berücksichtigung
des Empfangs bzw. Nichtempfangs für die Felder 38, 38', 38'' sowie 39, 39', 39'' erfolgen. Gegebenenfalls kann
die erste Einrichtung 4 noch einen weiteren, beispielsweise
der fahrerseitigen Tür 6 des
Kraftfahrzeugs 1 zugeordneten induktiven Sender 40 oder
der beifahrerseitigen Tür 6 zugeordneten
Sender 41 besitzen, die in 2 zu sehen
sind, um auch noch eine Seitenerkennung für das Kraftfahrzeug 1 zu
ermöglichen.
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Also
ist zur Standortbestimmung ein Schwellwert S in der zweiten Einrichtung 5 festgelegt, derart
daß die
RSSI-Signale der Bereichsabgrenzungssignale 13a, 13b mit
dem Schwellwert S verglichen werden. Desweiteren sind lediglich
logische, nämlich
boole'sche Verknüpfungen
der Ergebnisse dieser Vergleiche notwendig, womit der Standort der zweiten
Einrichtung 5 sich in einfacher Art und Weise bestimmen
läßt. Insbesondere
läßt sich
somit zur Auslösung
der jeweiligen KeylessEntry/Go-Funktionalität feststellen, ob die zweite
Einrichtung 5 im Außenraum 23 oder
im Innenraum 22 des Kraftfahrzeugs 1 befindlich
ist.
-
Besonders
bevorzugt ist, daß die
Trägerwelle
für das
erste Signal 12 als Wecksignal und/oder das dritte Signal 13 als
Bereichsabgrenzungsignal beziehungsweise die Teilsignale 13a, 13b des
dritten Signals 13 eine im induktiven (NF-)Bereich liegende Frequenz
aufweist. Insbesondere kann diese Frequenz in etwa 20 kHz betragen.
Vorteilhafterweise weist ein solches induktives Signal auch bei
maximaler Ansteuerung des Senders 24a, 24b eine
begrenzte Reichweite auf. Dadurch wird erreicht, daß die zweite
Einrichtung 5 lediglich dann aktiviert wird, wenn sie im
Innenraum 22 des Kraftfahrzeugs 1 oder in einem
der Wirkbereiche 8 im Außenraum 23 am Kraftfahrzeug 1 befindlich
ist, womit Störungen und/oder
Sicherheitslücken
durch Überreichweiten vermieden
sind. In diesem Fall können
in einfacher Weise zum einen Spulen (man vergleiche Spule L1 in 4)
als dem Innenraum 22 sowie dem Kofferraum 37 zugeordnete,
induktive Sender 24a, 24b verwendet werden und
zum anderen besitzt die zweite Einrichtung 5 einen induktiven
Empfänger 17.
-
Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Die
Erfindung umfaßt
weiterhin auch alle fachmännischen
Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. So kann ein derartiges
Schließsystem
nicht nur im Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Es ist auch eine Verwendung
für ein
sonstiges Türschloß, das sich
beispielsweise an einer Immobilie o. dgl. befindet, möglich.
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- (berechtigter)
Benutzer
- 3
- Schließsystem
- 4
- erste
Einrichtung
- 5
- zweite
Einrichtung
- 6
- Autotüre
- 7
- Signal
- 8
- Wirkbereich
- 9
- Zündschloß
- 10
- Lenkradverriegelung
- 11
- Start/Stop-Schalter
- 12
- (erstes)
Signal / Wecksignal
- 13
- (drittes)
Signal / Bereichsabgrenzungssignal
- 13a
- Teilsignal
(des dritten Signals von der Innenraumantenne)
- 13b
- Teilsignal
(des dritten Signals von der Kofferraumantenne)
- 14
- (viertes}
Signal/Rückantwortsignal
- 15
- (fünftes) Signal/(codiertes)
Betriebssignal
- 16
- Türgriff
- 17
- Sender/Empfänger (in
der zweiten Einrichtung)
- 18
- Logikschaltung
/ Mikroprozessor
- 19
- Mittel
zur Messung der Feldstärke
/ RSS-Chip
- 20
- Eingang
(von RSS-Chip)
- 21
- RSSI-Ausgang
(an RSS-Chip)
- 22
- Innenraum
(vom Kraftfahrzeug)
- 23
- Außenraum
(vom Kraftfahrzeug)
- 24
- Sender/Empfänger (in
der ersten Einrichtung)
- 24a
- Sender
(im Innenraum) / Innenraumantenne
- 24b
- Sender
(im Heckbereich) / Kofferraumantenne
- 25
- Schalter
(im Türgriff
/ Heckgriff)
- 26
- (Näherungs)Sensor
(im Türgriff)
- 27
- (zweites)
Signal / Selektionssignal
- 28
- Heckgriff
- 29
- Schaltung
(für Ermittlung
Ist-Wert)
- 30
- Antenne
- 31,32,33
- elektronischer
Schalter
- 34
- Widerstand
(in Schaltung für
Ermittlung Ist-Wert)
- 35
- Analog-Digital-Wandler
- 36
- Kondensator
(in Antenne)
- 37
- Heckbereich
/ Kofferraum (von Kraftfahrzeug)
- 38,38',38''
- Feld
(von Innenraumantenne)
- 38'''
- maximales
Weckfeld (von Innenraumantenne)
- 39,39',39''
- Feld
(von Kofferraumantenne)
- 39'''
- maximales
Weckfeld (von Kofferraumantenne)
- 40,41
- Sender
(in Autotüre)