DE19610116A1 - Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Diebstahlschutzsystem für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Diebstahlschutzsystem für ein
Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein bekanntes Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug
(DE 43 29 697 C2) weist einen tragbaren Sender auf, der eine
modulierte Codeinformation aussendet. Im Kraftfahrzeug ist
ein Empfänger angeordnet, der die Codeinformation empfängt,
diese mit einer Sollcodeinformation vergleicht und bei Über
einstimmung der beiden Codeinformationen ein Freigabesignal
erzeugt.
Damit ein solches Diebstahlschutzsystem auch bei auftretenden
Störungen, die beispielsweise durch einen leistungsstarken
Störsender verursacht sind, zuverlässig funktioniert, muß die
Codeinformation auf eine andere Art, beispielsweise bei einer
veränderten Frequenz nochmals übertragen werden. Eine Störung
der Übertragung wird also erst dann festgestellt, wenn zu
nächst das erwartete Codesignal nicht empfangen wurde.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Diebstahl
schutzsystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dem eine
Codeinformation auch bei auftretenden Übertragungsstörungen
zuverlässig übertragen wird.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Pa
tentanspruch 1 gelöst. Dabei wird eine in einem tragbaren
Sender gespeicherte Codeinformation mehrfach mit verschiede
nen Trägerfrequenzen als Codesignale übertragen. Ein Empfän
ger im Kraftfahrzeug demoduliert die Codeinformation sicher
aus allen empfangenen Codesignalen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Diebstahlschutzsystems,
Fig. 2 ein Zeitdiagramm eines amplitudenmodulierten Signals,
Fig. 3 ein Frequenzspektrum von übertragenen Codesignalen,
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Empfängers (teilweise) des
Diebstahlschutzsystems nach Fig. 1 und
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbei
spiels eines Diebstahlschutzsystems.
In der Nachrichtentechnik werden digitale Codeinformationen
mit einer Trägerfrequenz moduliert übertragen. Das für Kraft
fahrzeuganwendungen zugelassene Frequenzband für solche Über
tragungen liegt nahezu weltweit unter anderem zwischen 433,05
und 434,79 MHz. Da dieses Frequenzband auch von Amateurfunker
benutzt wird, deren zugelassenes Frequenzband zwischen 430
und 440 MHz liegt, und immer mehr neue Anwendungen ebenfalls
dieses Frequenzband überdecken, steigt die Wahrscheinlich
keit, daß die Übertragung der Codeinformation vom Handsender
zum Kraftfahrzeug durch andere Sender gestört wird.
Damit ein Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug auch
bei Störungen zuverlässig funktioniert, ist erfindungsgemäß
ein tragbarer Sender 1 (Fig. 1) vorgesehen, der zwei Sende
stufen aufweist. Über diese Sendestufen werden zwei Codesi
gnale zu einem im Kraftfahrzeug angeordneten Empfänger 2
übertragen. In den Codesignalen ist eine in dem Sender 1 ge
speicherte Codeinformation enthalten, die im Empfänger 2 aus
den Codesignalen extrahiert wird und mit einer erwarteten
Sollcodeinformation verglichen wird. Wenn die beiden Codein
formationen übereinstimmen, so wird ein Freigabesignal er
zeugt, durch das Türen des Fahrzeugs ver- oder entriegelt
werden oder eine Wegfahrsperre gelöst wird.
Der Sender 1 weist einen Modulator 3 auf, der die Codeinfor
mation mit zwei verschiedenen Trägerfrequenzen fa und fb mo
duliert. Demzufolge wird die Codeinformation jeweils in zwei
verschiedene Frequenzbänder (Übertragungskanäle) umgesetzt
und als Codesignale A und B getrennt voneinander über Sende
antennen 4 und 5 ausgesendet.
Die Trägerfrequenzen fa und fb können durch zwei verschiedene
Oszillatoren 6 und 7 erzeugt werden. Alternativ oder zusätz
lich kann auch ein Frequenzvervielfacher 8 in einer Sendestu
fe angeordnet sein, während in der anderen Sendestufe ledig
lich ein Verstärker 9 angeordnet ist. Somit werden zwei ver
schiedene Codesignale erzeugt, die jeweils die Codeinformati
on enthalten und die in den verschiedenen Übertragungskanälen
zu dem Empfänger 2 übertragen werden.
Zwei Empfangsantennen 10 und 11 des Empfängers 2 empfangen
die Codesignale und leiten sie an einen nicht dargestellten
Demodulator weiter. Der Nachrichteninhalt der Codesignale
(wenn keine Störung vorhanden ist, entspricht dies der Code
information) wird dort demoduliert und an eine nicht darge
stellte Auswerteeinheit weitergeleitet.
Die Codeinformation ist als codiertes Digitalsignal in einem
Speicher, beispielsweise in einem E²PROM, des Senders 1 ge
speichert oder wird mit Hilfe eines mathematischen Algorith
mus dort erzeugt. Durch die Modulation mit einer Trägerfre
quenz wird eine amplitudenmodulierte Schwingung erzeugt, wie
sie teilweise in der Fig. 2 dargestellt ist.
Digitale Signale in binärer Form haben die Werte 0 und 1 mit
den Pegeln L (Low) und H (High). Zur Übertragung dieser Digi
talsignale wird eine hochfrequente Trägerschwingung amplitu
denmoduliert. Dabei wird die hochfrequente Trägerschwingung
im Rhythmus des digitalen Signals eingeschaltet und ausge
schaltet (vgl. Fig. 2).
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Digitalsignal (=
Codeinformation) bei zwei verschiedenen Trägerschwingungen
mit den Trägerfrequenzen fa und fb amplitudenmoduliert. Da
durch entstehen gemäß dem Frequenzspektrum in Fig. 3 zwei
Übertragungskanäle mit den Bandbreiten Ba bzw. Bb, über die
die Codesignale A bzw. B übertragen werden.
Es sei - gemäß Fig. 3 - angenommen, daß ein leistungsstarker
Störsender mit einer Bandbreite Bs zufälligerweise vorhanden
ist, dessen Übertragungskanal in der Nähe des zweiten Über
tragungskanals mit der Trägerfrequenz fb liegt. Infolge der
großen Bandbreite Bs wird zwar das Codesignal B durch den
Störsender überlagert und somit gestört, so daß dieses Code
signal B nicht komplett empfangen werden kann. Dagegen wird
das Codesignal A vollständig und korrekt empfangen, da sich
dieser zufällige Störsender hier nur auf das Codesignal B
auswirkt. Je weiter die beiden Trägerfrequenzen fa und fb
voneinander entfernt sind, desto geringer wird die Wahr
scheinlichkeit, daß beide Codesignale A und B durch Störsen
der mit einer begrenzten Bandbreite Bs beeinflußt werden. Da
durch wird eine erfolgreiche Übertragung der Codeinformation
wahrscheinlicher.
Da in jedem Codesignal die Codeinformation enthalten ist,
wird die Codeinformation mehrfach und damit voll redundant
übertragen. Damit sich die beiden Codesignale nicht gegensei
tig stören (sogenannte Intermodulationsstörungen), wird eines
der beiden Codesignale und somit die Codeinformation inver
tiert oder negiert übertragen (vgl. Fig. 4). Wenn der Pegel
der Codeinformation H ist, so ist die jeweilige Sendestufe
aktiv und wenn der Pegel L ist, so ist die Sendestufe inaktiv
(vgl. auch die Fig. 2). Infolgedessen sind die Sendestufen
dann nicht gleichzeitig aktiv, wodurch Energie zum Übertragen
der Codeinformation eingespart wird, weil die Sendestufen
aufgrund der redundanten Codeinformationsübertragung nicht
ununterbrochen aktiv sein müssen, wie es beispielsweise bei
frequenzmodulierten Codesignalen der Fall wäre. Bei frequenz
modulierten Codesignalen wären die Sendestufen immer aktiv
und daher auch anfälliger gegen Frequenzstörungen.
Die invertierte Codeinformation muß auf der Empfängerseite
von einem Invertierer 13 nochmals invertiert oder negiert
werden, damit sie wieder in ihrer ursprünglichen Form vorlie
gen. Werden nun die Codeinformationen A und B einem
ODER-Glied zugeführt, so wird auf jeden Fall eine Codeinformation,
und zwar A v B, aus allen empfangenen Codesignalen erhalten,
selbst wenn Störungen in beiden Codesignalen, jedoch zueinan
der zeitversetzt, vorkommen. Wenn die Störungen zeitgleich in
allen Codesignalen vorhanden sind, dann wird die Codeinforma
tion allerdings nicht korrekt und vollständig empfangen.
Für den Vergleich fit der Sollcodeinformation ist es gleich,
ob das Codesignal A oder B nach dem Empfang invertiert wird.
Wird dasjenige Codesignal invertiert, das senderseitig nicht
invertiert wurde, so liegt auch die Codeinformation inver
tiert am Ausgang des ODER-Gliedes 14 vor. Wird dagegen dasje
nige empfangene Codesignal invertiert, das bereits sendersei
tig invertiert wurde, so liegt die Codeinformation nicht in
vertiert am Ausgang des ODER-Gliedes 14 vor.
Der Sender 1 und der Empfänger 2 können - wie in Fig. 1 dar
gestellt - jeweils zwei Sendeantennen 4 und 5 bzw. Empfangs
antennen 10 und 11 aufweisen oder auch - wie in Fig. 5 dar
gestellt - nur eine einzige Sendeantenne und eine einzige
Empfangsantenne 12. Wenn nur eine Sendeantenne und eine Emp
fangsantenne 12 vorhanden sind, so wird das empfangene oder
zu sendende Signal aufgeteilt in zwei HF-Zweige 15 und 16 (je
ein Zweig 15, 16 für einen Übertragungskanal), die mit einem
Digitalteil 17 verbunden sind. In den Digitalteilen wird das
zu sendende Signal moduliert bzw. das empfangene Signal demo
duliert sowie ausgewertet.
In der Fig. 5 ist lediglich der Empfänger 2 dargestellt. Der
gleiche Aufbau gilt prinzipiell auch für einen Sender, mit
dem Unterschied, daß Signale in den HF-Zweigen eines Senders
in die entgegengesetzte Richtung, und zwar vom Digitalteil
zur Antenne, übertragen werden.
Wegen gesetzlicher Vorschriften und optimaler Ausnutzung des
Frequenzbandes, ist es vorteilhaft, wenn die Codeinformation
einmal invertiert und einmal nichtinvertiert übertragen wer
den. Ansonsten würde dies zu einer starken Erhöhung der Band
breite der übertragenen Codesignale und einer hohen Bele
gungsdichte des Frequenzbandes führen. Daher wird ein Impuls
der Codeinformation des Übertragungskanals B in einer Im
pulspause der Codeinformation des Übertragungskanals A über
tragen. Durch die unterschiedlichen Trägerfrequenzen fa und
fb werden die empfangenen Codesignale dem jeweiligen HF-Zweig
zugeordnet.
Die Codesignale müssen etwa zeitgleich übertragen werden. Be
ginn und Dauer der Codesignale dürfen dann nur wenig (inner
halb einer vorgegebenen Toleranzbreite) voneinander abwei
chen. Dadurch können die empfangenen Codesignale im Empfänger
2 direkt, d. h. ohne zusätzliche Verzögerungsglieder in einem
HF-Zweig, durch das ODER-Glied 14 miteinander verknüpft wer
den, damit eine einzige Codeinformation erhalten wird.
Die demodulierte und am Ausgang des ODER-Gliedes 14 anstehen
de Codeinformation wird mit einer in dem Empfänger 2 gespei
cherten und erwarteten Sollcodeinformation verglichen. Wenn
die beiden Codeinformation übereinstimmen, so wird ein Frei
gabesignal erzeugt. Das Freigabesignal kann zum Lösen einer
Wegfahrsperre, zum Ver- oder Entriegeln von Türschlössern,
zum Ein- oder Ausschalten einer Diebstahlwarnanlage und/oder
zum Schließen oder Öffnen von Fenstern sowie des Schiebedachs
des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Der Sender 1 kann sowohl auf einem herkömmlichen Tür- oder
Zündschlüssel als auch auf einer scheckkartengroßen Karte an
geordnet sein. Für die Erfindung ist es jedoch unwesentlich,
wo der Sender 1 angeordnet ist. Wesentlich ist, daß zumindest
zwei verschiedene Codesignale A und B mit zumindest zwei ver
schiedenen Trägerfrequenzen fa bzw. fb vom Sender 1 ausgesen
det werden. Jedes übertragene Codesignal enthält die Codein
formation. Aus den empfangenen Codesignalen wird eine einzige
Codeinformation gewonnen, die mit der Sollcodeinformation
verglichen wird.
Bei der Amplitudenmodulation oder der sogenannten ASK-Modula
tion (Amplitude shift keying) kann auch in den Impulspausen
(vgl. Fig. 2) der Codeinformation noch eine meßbare Amplitu
de der hochfrequenten Trägerschwingung vorhanden sein. Die
Hüllkurve des modulierten Signals stellt dann die Codeinfor
mation dar. Allerdings ist dann jede Sendestufe ständig ak
tiv, was eine erhöhten Energiebedarf bedeutet.
Erfindungsgemäß wird die Codeinformation in zumindest zwei
Frequenzbereiche umgesetzt. Sie kann auch in mehrere Fre
quenzbereiche umgesetzt und parallel übertragen werden, wo
durch dann aber der Energieverbrauch zunimmt.
Im Sender 1 und im Empfänger 2 können jeweils Mikroprozesso
ren oder funktionell gleichwertige Bauelemente verwendet wer
den, um die Codesignale zu erzeugen und die Codeinformation
daraus wieder zu demodulieren. Die Oszillatoren 6, 7 können
als SAW-Oszillatoren ausgebildet sein.
Claims (7)
1. Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug mit
- - einem tragbaren Sender (1), der eine modulierte Codeinfor mation aussendet und
- - einem im Kraftfahrzeug angeordneten Empfänger (2), der die Codeinformation empfängt, mit einer Sollcodeinformation vergleicht und bei Übereinstimmung der beiden Codeinforma tionen ein Freigabesignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Sender (1) einen Modulator (3, 6, 7) aufweist, der die Codeinformation in zumindest zwei verschiedenen Fre quenzbereiche (Ba, Bb) mit Hilfe von zumindest zwei ver schiedenen Trägerfrequenzen (fa, fb) umsetzt, wodurch zu mindest zwei verschiedene Codesignale erzeugt werden, die getrennt voneinander zu dem Empfänger (2) übertragen wer den, und
- - daß der Empfänger (2) einen Demodulator (13, 14, 17) auf weist, der die Codeinformation aus den empfangenen Codesi gnalen demoduliert.
2. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sender (1) einen Invertierer (3, 9) auf
weist, der die Codeinformation invertiert und als erstes
Codesignal überträgt, während die nichtinvertierte Codeinfor
mation als ein zweites Codesignal übertragen wird.
3. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Empfänger (2) einen Invertierer (13) auf
weist, dem eine aus einem der empfangenen Codesignale demodu
lierte Codeinformation zugeführt wird.
4. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Empfänger (2) ein ODER-Glied (14) aufweist,
dem zumindest eine invertierte und eine nichtinvertierte
Codeinformation zugeführt wird, so daß am Ausgang des ODER-
Gliedes (14) eine einzige Codeinformation ansteht, die mit
der Sollcodeinformation verglichen wird.
5. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sender (1) eine Sendeantenne und zumindest
zwei Sendestufen (3, 6, 9; 3, 7, 8) aufweist, über die die
Codesignale ausgesendet werden.
6. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Empfänger (2) eine Empfangsantenne (12) und
zumindest zwei Empfangsstufen (15, 16) aufweist, durch die
die Codesignale empfangen und abhängig von ihrer Trägerfre
quenz einem Demodulator (17) zugeleitet werden.
7. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Freigabesignal zum Lösen einer Wegfahrsper
re, zum Ver- oder Entriegeln von Türschlössern, zum Ein- oder
Ausschalten einer Diebstahlwarnanlage oder zum Schließen oder
Öffnen von Fenstern oder des Schiebedachs des Kraftfahrzeugs
verwendet wird.
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