DE19738323C1 - Verfahren zum und Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zum Lokalisieren eines einen Transponder enthaltenden Freigabebauteils - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lokalisieren eines einen Transponder enthaltenden Freigabebauteils für ein Fahr­ zeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zum Lokali­ sieren eines einen Transponder enthaltenden Freigabebauteils.

Schlüssellose Zutrittssysteme für Fahrzeuge gewinnen nicht nur aus Komfortgründen an Bedeutung; sie erhöhen auch den Dieb­ stahlschutz. Zu solchen Zutrittssystemen gehört ein Freigabe­ bauteil, das den Schlüssel ersetzt. Dieses Freigabebauteil enthält einen Transponder, der auf ein von einem Sender im Fahrzeug ausgesandtes Signal hin ein codiertes Signal sendet, das fahrzeugspezifische und/oder benutzerspezifische Informa­ tionen enthält, die nach Empfang durch einen fahrzeugeigenen Empfänger ausgewertet werden und den Fahrzeugbetrieb freige­ ben.

Aus der DE 41 23 654 A1 ist bekannt, mit Hilfe von zwei in den Außenrückspiegeln des Fahrzeugs enthaltenen Antennen sowie zu­ gehörenden Sende-/Empfangseinheiten zu lokalisieren, ob sich das Freigabebauteil bei einer Anforderung zum Verriegeln des Fahrzeugs außerhalb des Fahrzeugs befindet. Damit soll vermie­ den werden, daß das Fahrzeug verriegelt wird, wenn sich das Freigabebauteil im Fahrzeuginneren befindet.

Ein Problem, das bei schlüssellosen Zutrittssystem auftritt, besteht darin, daß ein Fahrer oder ein Besitzer des Freigabe­ bauteils den Bezug zum aktuellen Ort des Freigabebauteils ver­ liert. Das Freigabebauteil, das auch "Smartcard" genannt wird, muß nämlich lediglich irgendwie in den Startfreigabebereich des Fahrzeuges gebracht werden, damit das Fahrzeug ohne ir­ gendwelche Schlüssel usw. allein über die Bedienelemente in der Armaturentafel in Betrieb gesetzt werden kann. Wenn der Fahrer das Fahrzeug dann verlassen will, muß er das Freigabe­ bauteil erst aufwendig suchen, was sehr umständlich ist und wozu nur in den seltensten Fällen überhaupt Zeit ist.

Aus der DE 42 40 426 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem elek­ tronischen Zugangskontrollsystem bekannt, das mittels eines Dialogs zwischen dem Fahrzeug und einem von einer Person mit­ führbaren Freigabebauteil arbeitet, das einen Transponder ent­ hält. Damit das Freigabebauteil beispielsweise beim Schließen einer Türe mit betätigter Zentralverriegelung nicht unbeab­ sichtigt im Fahrzeug bleibt, setzt nach dem Schließen der Türe ein Dialog zwischen wenigstens einem im Fahrzeug befindlichen Sender/Empfänger und dem Freigabebauteil ein. Ein vom Sen­ der/Empfänger gesendetes Suchsignal wird vom Freigabebauteil nur empfangen, wenn es sich innerhalb des Fahrzeugs befindet. Das Freigabebauteil sendet daraufhin ein Antwortsignal, aus dem eine dem Sender/Empfänger nachgeschaltete Logik schließt, daß das Freigabebauteil sich im Fahrzeug befindet und die Zen­ tralverriegelung für einen vorbestimmten Zeitraum entsperrt sowie ein akustisches Warnsignal erzeugt. Der konkrete Ort, an dem sich das Freigabebauteil befindet, wird nicht angezeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sicherzustellen, daß ein Fahrer oder Fahrzeuginsasse ein zu einem schlüssellosen Zugangskontrollsystem gehörendes Freigabebauteil für das Fahr­ zeug jederzeit findet.

Der Anspruch 1 kennzeichnet eine erste Durchführungsform eines Verfahrens zur Lösung der Erfindungsaufgabe. Aus zwischen Sen­ der/Empfänger und Freigabebauteil laufenden Signalen wird eine spezifische Ortsinformation gewonnen, die von einer Anzeige­ einrichtung angezeigt wird. Die Anzeigeeinrichtung kann fahr­ zeugfest sein und zeigt dann beispielsweise auf einem Display graphisch den Ort des Freigabebauteils relativ zum Fahrzeugin­ nenraum; die Anzeigeeinrichtung kann auch Bestandteil des Freigabebauteils sein und zeigt dann beispielsweise den Ort des Freigabebauteils durch ein entsprechend codiertes akusti­ sches Signal an; beispielsweise wird das Freigabebauteil als im linken vorderen Bereich des Fahrzeuginnenraum befindlich durch eine Folge von jeweils einem Piepton, im rechten vorde­ ren Innenraum befindlich durch eine Folge von zwei Pieptönen usw. angezeigt.

Die Ortsinformation kann auf unterschiedlichste Weise gewonnen werden, beispielsweise dadurch, daß die Laufzeit oder Lauf­ zeitunterschiede zwischen Signalen gemessen werden, die von den Sendern/Empfängern zu dem Freigabebauteil oder in umge­ kehrter Richtung laufen. Die Aktivierung der Ortsfeststellung kann wiederum derart erfolgen, daß eine Suchtaste in der Schalttafel betätigt wird oder routinemäßig bei Betriebsvor­ gängen ein Suchsignal von einem der Sender/Empfänger zu dem Transponder zu dem Freigabebauteils geschickt wird.

Die Unteransprüche 2 und 3 sind auf vorteilhafte Durchfüh­ rungsformen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 gerichtet.

Der Anspruch 4 kennzeichnet ein weiteres Verfahren zur Lösung der Erfindungsaufgabe, dabei erzeugt das Freigabebauteil auf ein Suchsignal, das durch Betätigen einer Suchtaste in der Schalttaste oder sonstwie, routinemäßig bei Betriebsvorgängen, beispielsweise beim Öffnen der Türe, gesendet wird, ein Anzei­ gesignal, das von einer Person unmittelbar wahrnehmbar ist, beispielsweise akustisch und/oder optisch, in Form von Vibrationen oder sonstwie. Der Fahrer kann auf diese Weise das Freigabebauteil unmittelbar orten.

Der Anspruch 5 ist auf ein Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zum Lokalisieren eines einen Transponder enthaltenden Freiga­ bebauteils gerichtet, mit dem die Erfindungsaufgabe gelöst wird.

Die Unteransprüche 6 bis 8 kennzeichnen vorteilhafte Weiter­ bildungen des Kraftfahrzeugs gemäß dem Anspruch 6.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 9 wird eine hohe Genauigkeit der Ortsinformation erreicht, die sich durch Erhöhung der An­ zahl der Sender/Empfänger weiter steigern läßt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnun­ gen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf einen Fahrzeuginnen­ raum,

Fig. 2 eine Aufsicht auf ein Freigabebauteil, und

Fig. 3 eine Anordnung von vier Antennen, die einen Fahrzeug­ innenraum überstrahlen.

Gemäß Fig. 1 weist ein Fahrzeug einen Innenraum mit zwei Vor­ dersitzen 2 und 4, einer Rücksitzbank 6, Seitentaschen 8 in den Türen sowie einem Handschuhfach 10 auf. Weiter enthält das Fahrzeug ein Steuergerät 12 mit einem Mikrorechner, einen Sender/Empfänger 14 in der Schalttafel und je einen Sen­ der/Empfänger 16 bzw. 18 im Bereich des rechten und linken B-Säule. In der Schalttafel sind die üblichen, nicht beziffer­ ten Bedienelemente sowie ein Display 20 enthalten. Das Dis­ play kann als LCD-Display, als Bildschirm oder sonstwie aus­ gebildet sein.

Das Fahrzeug ist in an sich bekannter Weise mit einem schlüs­ sellosen Zugangs- und Freigabesystem ausgerüstet, dessen zen­ traler Bestandteil eine sogenannte Smartcard ist.

Eine Ausführungsform der Smartcard ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Smartcard, die ein Freigabebauteil 22 für das Fahrzeug bildet, enthält ein Segment 24 für codierte Informationen, das beispielsweise fahrzeugspezifische Daten enthält, ein Segment 26 für Klarschriftbeschriftungen, einen Halbleiter­ baustein 28 mit einer Antenne 30, eine Energieversorgung 32 sowie eine Einrichtung 34 zur Erzeugung eines akustischen Signals mittels einer schwingfähigen Membran.

Der Betrieb des Fahrzeugs mittels der Smartcard ist an sich bekannt und wird daher nicht näher erläutert. Wenn die Smart­ card sich irgendwo im Innenraum des Fahrzeugraums befindet und das Fahrzeug mit Hilfe eines Anlassers gestartet werden soll, sendet der Sende/Empfänger 14 ein codiertes Signal aus, das die Smartcard empfängt, wenn sie sich innerhalb des Sen­ debereiches des Sende/Empfängers 14 befindet. Der Sendebe­ reich bildet somit den Startfreigabebereich. Nach Empfang des Signals antwortet der Halbleiterbaustein 28 mit einem codier­ ten Signal, das fahrzeug- und/oder benutzerspezifische Infor­ mationen enthält, die vom Empfänger 14 empfangen werden und im Steuergerät 12 mit darin enthaltenen fahrzeugspezifischen Informationen verglichen werden. Bei positivem Vergleich wird der Motor dann angelassen und kann das Fahrzeug in Betrieb gesetzt werden. Bei negativem Vergleich wird der Anlasser­ stromkreis und/oder eine Motorsteuerung gesperrt.

Der Halbleiterbaustein 28 hat somit mindestens die Funktion eines Transponders. Vorteilhafterweise ist er als Mikrochip mit einem Prozessor und zugehörigen Speicherbausteinen ausge­ bildet, dessen Rechen- und Speicherkapazität den jeweiligen Erfordernissen entspricht.

Wenn die Karte bzw. das Freigabebauteil 22 irgendwo im Fahr­ zeuginnenraum verlegt ist, beispielsweise wie in Fig. 1 ange­ deutet, unter dem Fahrersitz, hat der Fahrer Schwierigkeiten, das Freigabebauteil beispielsweise vor dem Verlassen des Fahrzeugs zu finden.

Um das Freigabebauteil zu finden, betätigt der Fahrer bei­ spielsweise einen nicht dargestellten Suchknopf in der Schalttafel. Daraufhin sendet der Sender/Empfänger 14 ein Suchsignal, das von dem Halbleiterbaustein 28 erkannt wird und auf das hin der Halbleiterbaustein 28 über seine Antenne 30 ein codiertes Identifizierungssignal sendet, das von den Sende/Empfängern 14, 16 und 18 empfangen wird. In dem Steuer­ gerät 12 werden die Unterschiede der Amplituden bzw. Feld­ stärken von den Sende/Empfängern 14, 16 und 18 der empfan­ genen Signale erfaßt. Bei gleicher, nicht richtender Anten­ nencharakteristik der Sender/Empfänger 14, 16 und 18 nehmen die empfangenen Leistungen quadratisch mit dem Abstand von dem Freigabebauteil 22 ab, so daß im Steuergerät 12 die Posi­ tion des Freigabebauteils errechnet werden kann. Die berech­ nete Position wird dann im Display 20 innerhalb eines Bildes angezeigt, das den Fahrzeuginnenraum darstellt.

Alternativ kann die im Steuergerät 12 errechnete Position in ein codiertes Signal umgewandelt werden, das beispielsweise von der Sende-/Empfangseinheit 14 an das Freigabebauteil 22 gesendet wird und dort als codiertes Signal von der Einrich­ tung 34 akustisch abgestrahlt werden. Die Codierung kann bei­ spielsweise in der Frequenz des abgestrahlten Tons oder in der Folge abgestrahlter Töne liegen, wobei beispielsweise die Codierung auf dem Display 20 angezeigt werden kann. Eine Gleichtaktfolge der Töne bedeutet beispielsweise Freigabe­ bauteil 22 im Bereich des Fahrersitzes; zweimalige Tonfolge bedeutet Freigabebauteil im Bereich des Beifahrersitzes usw.

Es sind zahlreiche Abänderungen der beschriebenen Ausfüh­ rungsform, vor allem hinsichtlich der eingesetzten Software aber auch hinsichtlich der Hardware möglich:
Beispielsweise können die Leistungsunterschiede der Signale auch derart ausgewertet werden, daß im Halbleiterbaustein 28 die Leistungsunterschiede von codierten, aber mit gleicher Leistung von den Sendern/Empfängern 14, 16 und 18 abgestrahl­ ten Signalen ausgewertet und in Ortsinformation umgerechnet werden.

Alternativ können auch Laufzeitunterschiede von Signalen aus­ gewertet werden, die von dem Freigabebauteil 22 an die drei Sender/Empfänger gesandt werden.

In einer vereinfachten Ausführungsform hat das Fahrzeug nur eine Sende-/Empfangseinheit 14, die ein Suchsignal sendet, das von dem Halbleiterbaustein 28 erkannt wird und auf das hin die Einrichtung 34 ein akustisches Signal abgibt. Dieses akustische Signal enthält zwar keine unmittelbare Ortsinfor­ mation, dient dem Fahrer jedoch dazu, das Freigabebauteil 22 zu orten und zu finden.

Das von dem Freigabebauteil abgegebene, ortsunspezifische An­ zeigesignal kann auch zusätzlich zu der spezifischen, von dem fahrzeugfesten Display angezeigten Ortsinformation erzeugt werden.

In Ausführungsformen, bei denen die Ortsinformation vom Fahr­ zeug angezeigt wird, sei es von einer Tonquelle des Fahr­ zeugs, sei es vom Display 20, können die gesonderte Energie­ versorgung 32 und die Einrichtung 34 zum Erzeugen eines aku­ stischen Signals auf dem Freigabebauteil 22 fehlen. Die Ener­ gieversorgung ist dann in den Halbleiterbaustein 28 inte­ griert oder erfolgt unmittelbar durch Auskopplung von Energie aus einem dem Freigabebauteil 22 vom Fahrzeug zugesandten Trägersignal.

Es versteht sich, daß für den Fall erheblichen Energiebedarfs des Freigabebauteils 22 in der Schalttafel ein Ladeschlitz vorgesehen sein kann, in den das Freigabebauteil 22 zum Auf­ laden der Energieversorgung 32 einschiebbar ist. Das Aufladen kann unmittelbar über Kontakte oder induktiv erfolgen.

Das Freigabebauteil 22 kann in Form eines Schlüssels, einer Karte, beispielsweise einer Scheckkarte, oder sonstwie zweck­ entsprechend ausgebildet sein.

Es versteht sich, daß der funktionale Minimalumfang des Halb­ leiterbausteins 28 dem eines Transponders entspricht, der ein codiertes Signal erkennt und nach Empfang eines codierten Signals seinerseits ein in vorbestimmter Weise codiertes Sig­ nal aussendet.

Die Sender/Empfänger 14, 16 und 18 müssen nicht notwendiger­ weise alle als Sender/Empfänger ausgebildet sein. Wenn zur Ortung beispielsweise lediglich der Empfang eines von dem Freigabebauteil 22 gesendeten Signals erforderlich ist, kön­ nen die Sender/Empfänger 16 und 18 lediglich als Empfänger ausgebildet sein, die an das Steuergerät 12 angeschlossen sind.

Die in ihren verschiedenen möglichen Formen beschriebene In­ formation über den Ort des Freigabebauteils 22 erfolgt, wie geschildert, auf gezielte Anforderung mittels eines Betäti­ gungsknopfes in der Schalttafel oder routinemäßig nach Ab­ stellen des Motors oder, ebenfalls routinemäßig, bei Öffnen einer Fahrzeugtüre oder sonstwie in geeigneter Weise.

Es versteht sich weiter, daß bei Ermittlung des Ortes mit Hilfe von den Sendern/Empfängern 14, 16 und 18 gesendeten Signalen diese Signale codiert (zur Erkennung der Sen­ der/Empfänger) und zeitversetzt ausgesandt werden. Zwischen dem Steuergerät 12 und dem Halbleiterbaustein 28 des Freigabe­ bauteils 22 kann drahtlos ein Informationsaustausch erfolgen.

Zur Empfindlichkeitserhöhung können die Antennen der Sen­ der/Empfänger 14, 16 und 18 vorbestimmte Richtcharakteristika haben, die bei der Berechnung des Ortes in dem Steuergerät 12 oder in dem Halbleiterbaustein 28 berücksichtigt werden. Es können auch mehr als drei Sender/Empfänger vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem im wesentlichen in den Ecken des Innenraums vier Sender/Empfänger 36 mit je­ weils ausgesprochener Richtcharakteristik ihres räumlichen Sendebereiches angeordnet sind. Der Sendebereich des in Fahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen links vorne angeordneten Sender/Empfängers 36 ist mit I bezeichnet, die Sendebereiche der anderen Sender/Empfänger sind mit II, III und IV be­ zeichnet.

Werden die Sender unter Steuerung des Steuergerätes 12 (Fig. 1) nunmehr derart betrieben, daß sie zeitversetzt sender­ spezifisch codierte Signale aussenden, die von dem in Fig. 3 nicht dargestellten Freigabebauteil erkannt werden und auf die hin das Freigabebauteil mit einem Signal antwortet, das von zumindest einem der entsprechend ausgebildeten Sen­ der/Empfänger 36 oder einem gesonderten Empfänger empfangen wird, so läßt sich spezifische Ortsinformation auf folgende ein­ fache Weise gewinnen.

Befindet sich das Freigabebauteil im Sendebereich I, so ant­ wortet es auf das codierte Signal des links vorne befind­ lichen Sender/Empfängers 36. Befindet es sich zusätzlich in einem oder mehreren der Sendebereiche II, III oder IV, so antwortet es zusätzlich auf die entsprechenden codierten Sendesignale. Auf diese Weise läßt sich durch "digitale" Ant­ wort (Empfang oder kein Empfang) in einem oder mehreren der Sendebereiche I bis IV in einfacher Weise relativ genaue Ortsinformation gewinnen, die im Display angezeigt werden kann. Antwortet das Freigabebauteil beispielsweise auf die codierten Sendesignale aller Bereiche I bis IV, so befindet es sich innerhalb des kleinen Bereiches, innerhalb dessen sich alle Bereiche überschneiden. Es versteht sich, daß die Sender/Empfänger 36 jeweils nur als Sender ausgebildet sein können und ein zentraler Empfänger vorgesehen sein kann. Die in Fig. 3 unschraffiert verbleibenden Bereiche können durch zusätzliche Sender abgedeckt werden, so daß der gesamte Innenraum erfaßt wird. Wie aus Fig. 3 unmittelbar ersicht­ lich, ist die mit dem geschilderten Verfahren gewinnbare Ortsinformation umso spezifischer, je mehr Sender vorgesehen sind und je genauer sich der Innenraum durch die Überlappung der einzelnen Sendebereiche in einzelne Segmente unterteilen läßt. Bei nur einem Sender ist nur die Information möglich "Freigabebauteil innerhalb des Sendebereiches oder Freigabe­ bauteil außerhalb des Sendebereiches dieses Senders".

Claims (9)

1. Verfahren zum Lokalisieren eines einen Transponder (28) enthaltenden Freigabebauteils (22) für ein Kraftfahrzeug, bei welchem Verfahren für die Gewinnung von Ortsinformationen über den Ort des Freigabebauteils (22) Signale zwischen wenig­ stens einem fahrzeugfesten Sender/Empfänger (14, 16, 18) und dem Transponder ausgetauscht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort des Freigabebauteils (22) angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortsinformation aus dem Unterschied der Empfangsstärken der von zwei räumlich voneinander entfernten Sen­ dern/Empfängern (14, 16, 18) zum Freigabebauteil (22) gesende­ ten Signale ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortsinformation aus dem Unterschied der Empfangsstärken der von dem Freigabebauteil (22) zu zwei räumlich voneinander entfernten Sendern/Empfängern (14, 16, 18) gesendeten Signalen ermittelt wird.

4. Verfahren zum Lokalisieren eines einen Transponder (28) enthaltenden Freigabebauteils (22) für ein Kraftfahrzeug, bei welchem Verfahren wenigstens ein fahrzeugfester Sender (14) ein Suchsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das Freigabebauteil (22) auf das Suchsignal hin ein von einer Per­ son wahrnehmbares Anzeigesignal erzeugt.

5. Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zum Lokalisieren eines einen Transponder (28) enthaltenden Freigabebauteils (22), enthaltend
wenigstens zwei fahrzeugfeste Sender/Empfänger (14, 16, 18) und eine Auswerteeinrichtung zur Gewinnung von Infor­ mationen über den Ort des Freigabebauteils aus zwischen dem Freigabebauteil und den Sendern/Empfängern laufenden Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß
die wenigstens zwei Sender/Empfänger (14, 16, 18) an vorbestimmten Stellen des Fahrzeuginnenraums voneinander ent­ fernt angeordnet sind,
daß die Auswerteeinrichtung (12; 28) zum Auswerten der zwischen den Sendern/Empfängern und dem Freigabebauteil (22) laufenden Signale aufgrund von Laufzeitunterschieden und/oder Feldstärkeunterschieden der Signale eine Ortsinformation be­ rechnet, die die Lage des Freigabebauteils relativ zu den Sen­ dern/Empfängern angibt, und
daß eine Anzeigeeinrichtung (20; 34) zur Anzeige der Lage des Freigabebauteils vorgesehen ist.

6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeneinheit (20) fahrzeugfest ist.

7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (20) ein Display enthält.

8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (34) auf dem Freigabebauteil (22) vorgesehen ist.

9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Sender/Empfänger (14, 16, 18) an vorbestimmten Stellen des Fahrzeuginnenraums voneinander entfernt angeordnet sind.