DE19845649A1 - Schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Eine schlüssellose Zugangs- und/oderFahrberechtigungskontrolleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer kraftfahrzugseitigen Sende-Empfangseinheit und mit einem mobilen Identifikationsgeber (ID-Geber), welche kraftfahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung zwei unterschiedlichen Fahrzeugseiten zugeordnete Sendermodule 2, 3 zum Senden eines Signals auf einer niederfrequenten Funkstrecke und eine Empfangseinheit zum Empfangen eines von dem ID-Geber 6 gesendeten Antwortsignals und welcher ID-Geber 6 ein Sende-Empfangsteil umfassen, ist entweder dadurch bestimmt, daß sowohl die das Signal sendenden kraftfahrzeugseitig angeordneten Sendermodule 2, 3 als auch die Antenneneinheit des ID-Gebers jeweils zwei orthogonal zueinander angeordnete Antennenspulen A¶1¶, A¶2¶; B¶1¶, B¶2¶ umfassen, welche Sntennenspulen A¶1¶, A¶2¶; B¶1¶, B¶2¶ eines Sendermoduls 2, 3 im Hinblick auf zumindest einen Sendeparameter dergestalt unterschiedlich angesteuert sind, daß sich die räumliche vektorielle Überlagerung der Felder stetig ändert, oder dadurch bestimmt, daß die das Signal sendenden kraftfahrzeugseitig angeordneten Sendermodule drei orthogonal zueinander angeordnete Antennenspulen und der ID-Geber eine Antennenspule umfassen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet schlüsselloser Zugangs-
und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtungen. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechtigungs
kontrolleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer kraftfahrzeugseitigen
Sende-Empfangseinheit und mit einem mobilen Identifikationsgeber
(ID-Geber), welche kraftfahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung zwei
unterschiedlichen Fahrzeugseiten zugeordnete Sendermodule zum Sen
den eines Signals auf einer niederfrequenten Funkstrecke und eine Emp
fangseinheit zum Empfangen eines von dem ID-Geber gesendeten Ant
wortsignals und welcher ID-Geber ein Sende-Empfangsteil umfassen.
Schlüssellose Schließsysteme werden bei zahlreichen Anwendungen,
beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Erhöhung des Bedienkomforts ein
gesetzt. Herkömmlich werden als Fernbedienungssysteme Infrarotsy
steme oder Funksysteme verwendet, bei denen der berechtigte Benutzer
aktiv den ID-Geber betätigt, um ein Signal an die Basisstation, beispiels
weise an eine im Kraftfahrzeug vorgesehene Empfangseinheit zum Öff
nen des Fahrzeuges zu übermitteln. Zur weiteren Erhöhung des Be
dienkomforts ist man bei Kraftfahrzeugen inzwischen dazu übergegangen,
passive Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrollsysteme zu entwic
keln, so daß der berechtigte, einen gültigen ID-Geber mitführende Benut
zer sein Kraftfahrzeug öffnen kann, ohne aktiv den ID-Geber betätigen zu
müssen.
Eine derartige Vorrichtung ist aus den Aufsätzen "Ein Fahrzeugsiche
rungssystem ohne mechanischen Schlüssel" von Ch. Schneider und U.
Schrey, erschienen in: "Automobiltechnische Zeitschrift 96" (1994) Nr. 5
sowie "Smart-Card - Abschied vom Autoschlüssel" von U. Schrey, Ch.
Schneider und M. Siedentrop, erschienen in: "Siemens-Zeitschrift 1/96"
bekannt. Die in diesen Dokumenten beschriebene Zugangs- und/oder
Fahrberechtigungskontrolleinrichtung besteht im wesentlichen aus einer
dem Kraftfahrzeug zugeordneten Sende-Empfangseinrichtung und aus
einem mobilen ID-Geber. Die Sende-Empfangseinrichtung umfaßt drei im
induktiven Frequenzbereich arbeitende Sendermodule, von denen jeweils
einer der Fahrertürseite, ein weiterer der Beifahrertürseite und der dritte
dem Fahrzeugheck zugeordnet sind. Die als Spule ausgebildete Sende
antenne eines NF-Senders ist in der jeweiligen Seitentür bzw. in der hinte
ren Stoßstange integriert. Jedes Sendermodul ist mit dem der jeweiligen
Tür zugeordneten Türgriff bzw. Kofferraumtaste dergestalt verbunden,
daß beim Betätigen eines solchen das diesem Fahrzeugbereich zugeord
nete Sendermodul ein niederfrequentes Fragesignal sendet. Die übrigen
Sendermodule verbleiben dagegen ruhig und senden keine Signale.
Die dem Kraftfahrzeug zugeordneten Sende-Empfangseinrichtung ist fer
ner mit einem HF-Empfänger zum Empfangen eines HF-Signales des
ID-Gebers ausgerüstet. Das mit dem HF-Empfänger empfangene Antwort
signal des ID-Gebers beaufschlagt ein mit einem Prozessor ausge
stattetes Steuergerät, in welchem das empfangene Antwortsignal auf sei
ne Gültigkeit hin überprüft wird. Wird der ID-Geber als zutrittsberechtigt
erkannt, wird ein entsprechendes Steuersignal an den jeweiligen Türver
riegelungsmechanismus zum Entriegeln derjenigen Türe gegeben, deren
Türgriff zuvor betätigt worden ist.
Zum bestimmungsgemäßen Arbeiten einer solchen Zugangs- und/oder
Fahrberechtigungskontrolleinrichtung ist es notwendig, zu erkennen, ob
der ID-Geber sich innerhalb oder außerhalb des Kraftfahrzeuges befindet.
Daß sich der ID-Geber innerhalb des Kraftfahrzeuges befindet, kann da
durch ermittelt werden, daß von diesem sowohl das von dem der Fahrer
tür zugeordneten Sendermodul gesendete Fragesignal als auch das von
dem der Beifahrertür zugeordnete Sendermodul gesendete Fragesignal
empfangen und die entsprechenden Antwortsignale vom ID-Geber ge
sendet werden. Dabei ist der Überschneidungsbereich der beiden Sen
dermodule so ausgelegt, daß diese sich tatsächlich nur im Innenraum des
Kraftfahrzeuges überschneiden. Problematisch bei einer solchen ID-Ge
ber-Detektion im Kraftfahrzeuginneren ist jedoch, daß eine Detektion
nur möglich ist, wenn die Empfangsspule des lD-Gebers so orientiert ist,
daß sie von dem von der Sendeantenne eines Sendermoduls abge
strahlten Feld durchflutet wird. Da sich jedoch für jeden Ort im Raum theo
retisch eine Orientierung der Empfängerspule finden läßt, bei der eine
Durchflutung nicht stattfindet, kann es vorkommen, daß ein gewünschter
Motorstart verhindert ist oder daß die Türverriegelung geschlossen wird,
da der Nichtempfang eines Antwortsignales darauf schließen läßt, daß
sich der ID-Geber außerhalb des Empfangsbereiches des Fragesignals
befindet und somit sich wieder vom Kraftfahrzeug entfernt hat.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung
daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße schlüssellose Zu
gangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung bereitzustellen, mit
der unabhängig von der Ausrichtung der Empfangsantenne des
ID-Gebers eine sichere ID-Geber-Detektion innerhalb und außerhalb des
Kraftfahrzeuginnenraums möglich ist.
Diese Aufgabe wird zum einen dadurch gelöst, daß sowohl die das Signal
sendenden kraftfahrzeugseitig angeordneten Sendermodule als auch die
Antenneneinheit des ID-Gebers jeweils zwei orthogonal zueinander ange
ordnete Antennenspulen umfassen, welche Antennenspulen eines Sen
dermoduls im Hinblick auf zumindest einen Sendeparameter dergestalt
unterschiedlich angesteuert sind, daß sich die räumliche vektorielle Über
lagerung der Felder stetig ändert.
Ferner wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das
Fragesignal sendenden kraftfahrzeugseitig angeordneten Sendermodule
drei orthogonal zueinander angeordnete Antennenspulen und der
ID-Geber eine Antennenspule umfassen.
Mit der schlüssellosen Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrollein
richtung gemäß dem ersten Lösungsvorschlag wird ausgenutzt, daß durch
die Überlagerung der gesendeten Wellen der beiden bezüglich eines
Sendeparameters unterschiedlich angesteuerten Antennenspulen eines
Sendermoduls anstelle einer mit herkömmlichen Einrichtungen erzielbaren
örtlich feststehenden Auslöschung eine Auslöschung auf einen bestimm
baren Ort bezogen nur temporär auftritt. Durch die Überlagerung erfolgt
eine Wanderung des Ortes der Auslöschung im Raum. Bei einem Einsatz
von jeweils zwei einem Sendermodul zugeordneten Antennenspulen in
einer orthogonalen Anordnung zueinander bewegt sich der Ort der tempo
rären Auslöschung auf Trajektorien. Ein im Kraftfahrzeuginnenraum zu
detektierender ID-Geber befindet sich dann allenfalls nur für eine kurze
Zeitspanne in einem solchen Auslöschungsbereich. Dabei ist die unter
schiedliche Ansteuerung der beiden Antennenspulen so ausgelegt, daß
die Bewegung des sich verschiebenden Auslöschungsbereich so rasch
ist, daß eine Beeinträchtigung einer ID-Geber-Detektion nicht gegeben ist.
Folglich kann ein im Kraftfahrzeug befindlicher ID-Geber in jeder mögli
chen Ausrichtung zu den Sendermodulen detektiert werden.
Ein solcher Sendeparameter zum unterschiedlichen Betreiben der ortho
gonal zueinander angeordneten Antennenspulen eines Sendermoduls
kann beispielsweise die Sendefrequenz sein. Durch das gleichzeitige An
steuern der beiden Antennenspulen auf unterschiedlichen Frequenzen
entsteht eine Schwebung, bei der sich die Phasenlagen der Felder zuein
ander ständig verschieben, so daß der quasi stationäre Charakter der ge
sendeten Felder aufgehoben ist, indem die Maxima und Minima im Raum
wandern uns somit nicht mehr ortsfest sind. Die Schwebungsfrequenz gibt
ein Maß dafür, wie rasch sich die Phasenlagen der Felder zueinander ver
schieben und somit wie rasch sich der Auslöschungsbereich bewegt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die beiden
Antennenspulen der Sendermodule zwar gleichfrequent, jedoch unter
schiedlich amplitudenmoduliert angesteuert sind. Die sich einstellende
Überlagerung der amplitudenmodellierten Sendesignale führt zu einer
entsprechenden Wanderung der Auslöschungsbereiche und somit zu ei
nem vergleichbaren Ergebnis wie der oben dargestellte Betrieb einer Zu
gangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung, bei der die beiden
Antennenspulen eines Sendermoduls mit unterschiedlichen Frequenzen
angesteuert sind.
Gemäß dem zweiten Lösungsvorschlag ist vorgesehen, daß jedem kraft
fahrzeugseitig angeordneten Sendermodul drei orthogonal zueinander
angeordnete Antennenspulen zugeordnet sind. Durch die Anordnung der
drei Antennenspulen zueinander, die mit gleichen oder auch wie oben
dargestellt mit unterschiedlichen Sendeparametern betrieben werden
können, kann ein ID-Geber in jeder beliebigen Position im Kraftfahrzeug
auch dann detektiert werden, wenn dieser lediglich eine einzige Anten
nenspule als Empfangsantenne aufweist. Folglich ist ein Signalempfang
von der Antennenspule des ID-Gebers in jeder Raumlage möglich.
Ist eine höhere Detektionsauflösung innerhalb des Kraftfahrzeuges ge
wünscht, können dem Kraftfahrzeug ein oder mehrere weitere Sendermo
dule an zu den ersten beiden Kraftfahrzeugseiten unterschiedlichen
Kraftfahrzeugseiten angeordnet sein.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und Weiterbildungen sind Be
standteil der übrigen Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschrei
bung eines Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die beigefügten Figu
ren. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Kraftfahrzeuges 1 mit
einer schlüssellosen Zugangs- und/oder Fahrberechtigungs
kontrolleinrichtung,
Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung der sich einstel
lenden Felderüberlagerung beim Betrieb der Zugangs-
und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung der Fig. 1.
Die schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrich
tung umfaßt zwei Sendermodule 2, 3, die jeweils in einer B-Säule 4, 5 des
Kraftfahrzeuges 1 angeordnet sind. Die Sendermodule 2, 3 sind an nicht
näher dargestellte Steuer- und Auswerteeinheiten angeschlossen. Die
Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung umfaßt ferner
ID-Geber 6, der sich in der Darstellung der Fig. 1 in starker Vergröße
rung beispielsweise auf dem Fahrersitz F befindet.
Jedes Sendermodul 2, 3 umfaßt zwei zum Senden niederfrequenter Si
gnale vorgesehene Antennenspulen A1, A2, die jeweils in einer orthogo
nalen Anordnung zueinander stehen. Die Ausrichtung der Antennenspu
len A1 verläuft parallel zu Längserstreckung des Kraftfahrzeuges 1; die
Ausrichtung der Antennenspulen A2 verläuft im wesentlichen in vertikaler
Richtung und somit entsprechend der Längserstreckung der B-Säule 4
bzw. 5. Der ID-Geber 6 umfaßt ebenfalls zwei Antennenspulen B1, B2, die
orthogonal zueinander angeordnet sind. Dabei verläuft die Ausrichtung
der Antennenspule B1 entsprechend der Querrichtung des ID-Gebers 6;
die Ausrichtung der Antennenspule B2 verläuft in Längsrichtung.
Die in Fig. 1 dargestellte schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechti
gungskontrolleinrichtung funktioniert wie folgt: Nähert sich eine den
ID-Geber 6 mitführende Person dem Kraftfahrzeug und wird von dieser Per
son der Türgriff beispielsweise der Fahrertürgriff betätigt, werden die Sen
dermodule 2, 3 zum zeitversetzten, zyklischen Senden von codierten Si
gnalen angesteuert. Das Signal kann eine Information zur Identifizierung
des jeweiligen Sendermoduls 2 oder 3 enthalten. Das von dem Sender
modul 2 nach Betätigen des Türgriffes der Fahrertür gesendete Signal
wird von dem ID-Geber 6 empfangen und auf einer anderen Funkstrecke
an eine im Kraftfahrzeug angeordnete Sende-Empfangseinheit zurückge
sendet. Nach positivem Abschluß einer Gültigkeitsüberprüfung wird die
Türverriegelung geöffnet, so daß der den ID-Geber 6 mitführende Benut
zer in das Kraftfahrzeug 1 einsteigen kann.
Die Antennenspulen A1, A2 der Sendermodule 2, 3 werden mit einer
Grundfrequenz von etwa 8 kHz betrieben, wobei die Antennenspulen A1
bei 8 kHz und die Antennenspulen A2 bei 8,5 kHz betrieben werden. Beide
Antennenspulen A1, A2 eines Sendermoduls 2 bzw. 3 senden gleichzeitig
das Signal. Durch den Frequenzversatz stellt sich eine Schwebung mit
einer Schwebungsfrequenz von 500 Hz ein. Durch die schwebungsbe
dingte Verschiebung der Phasenlagen der Felder zueinander ändern sich
die vektoriellen Summen der Felder an jedem Ort ständig. Daher ist ein
Empfang des Fragesignals von dem ID-Geber 6 in jeder beliebigen
Raumlage der Antennenspulen B1, B2 des lD-Gebers 6 möglich. Eine al
lenfalls zufällig temporär eintretende Auslöschung ist von so kurzer Dauer,
daß dies zu keiner merklichen Verzögerung des gewünschten Verfah
rensablaufes führt.
Die schwebungsbedingte Verschiebung der Phasenlagen der Felder zu
einander ist in einer vereinfachten Darstellung der Fig. 2 zu entnehmen.
Dieses Diagramm stellt nach Art einer dreidimensionalen Darstellung die
sich bezüglich eines Ortes einstellende zeitliche Verschiebung einer Aus
löschung dar. Dabei ist auf der x-Achse der Abstrahlwinkel, auf der
y-Achse die Zeit (t) und auf der z-Achse die Feldstärke (F) aufgetragen. Bei
einer Betrachtung der Zeitachse (t) wird deutlich, daß über die Zeit gese
hen die sich in dem Diagramm als Minimum darstellenden Auslöschungs
bereiche in einem Ort nur temporär eintreten. Eine ortsfeste und somit
zeitlich sich nicht ändernde Auslöschung würde sich in einem parallel zur
Zeitachse (t) verlaufenden Minimum bemerkbar machen.
Nach einem Entriegeln der Fahrertür steigt der Benutzer mit dem
ID-Geber 6 in das Kraftfahrzeug 1 ein, so daß sich der ID-Geber 6 im Bereich
des Fahrersitzes F befindet. Durch das zeitversetzte zyklische Senden der
Fragesignale durch das Sendermodul 2 und das Sendermodul 3 werden
von dem ID-Geber 6 in entsprechend zyklischer Folge Antwortesignale
enthaltend eine Sendermodulidentifikation betreffend das Sendermodul 2
bzw. das Sendermodul 3 zurückgesendet. Der Sendebereich der beiden
Sendermodule 2, 3 ist so abgestimmt, daß diese sich nur innerhalb des
Kraftfahrzeuges 1 überschneiden. Wird der ID-Geber 6 aus dem Kraft
fahrzeug 1 herausgenommen, empfängt dieser nur die Signale beispiels
weise des Sendermodules 2, so daß dem zufolge von dem ID-Geber 6
lediglich Antwortsignale enthaltend die Senderidentifikation des Sender
moduls 2 an die kraftfahrzeugseitige Sende-Empfangseinheit zurück ge
sendet werden. Entsprechend kann dann eine Türverriegelung erfolgen.
1
Kraftfahrzeug
2
Sendermodul
3
Sendermodul
4
B-Säule
5
B-Säule
6
ID-Geber
A1
A1
-A2
Antennenspule
B1
B1
-B2
Antennenspule
F Fahrersitz
F Fahrersitz
Claims (8)
1. Schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrollein
richtung für ein Kraftfahrzeug mit einer kraftfahrzeugseitigen Sen
de-Empfangseinheit und mit einem mobilen Identifikationsgeber
(ID-Geber), welche kraftfahrzeugseitige Sende-Empfangseinrich
tung zwei unterschiedlichen Fahrzeugseiten zugeordnete Sender
module (2, 3) zum Senden eines Signals auf einer niederfrequen
ten Funkstrecke und eine Empfangseinheit zum Empfangen eines
von dem ID-Geber (6) gesendeten Antwortsignals und welcher
ID-Geber (6) ein Sende-Empfangsteil umfassen, dadurch gekenn
zeichnet, daß sowohl die das Signal sendenden kraftfahrzeugseitig
angeordneten Sendermodule (2, 3) als auch die Antenneneinheit
des ID-Gebers jeweils zwei orthogonal zueinander angeordnete
Antennenspulen (A1, A2; B1, B2) umfassen, welche Antennenspulen
(A1, A2; B1, B2) eines Sendermoduls (2, 3) im Hinblick auf zumindest
einen Sendeparameter dergestalt unterschiedlich angesteuert sind,
daß sich die räumliche vektorielle Überlagerung der Felder stetig
ändert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Antennenspulen (A1, A2) der Sendermodule mit unterschiedlichen
Frequenzen angesteuert sind, wobei durch die Überlagerung der
beiden gesendeten Frequenzen eine Schwebung im überlagerten
Feld hervorgerufen wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Antennenspulen der Sendermodule gleichfrequent und unter
schiedlich amplitudenmoduliert angesteuert sind.
4. Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung nach ei
nem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine
der beiden Antennenspulen (A1) eines Sendermoduls (2, 3) mit sei
ner Längsachse parallel zur Kraftfahrzeuglängserstreckung und die
andere Antennenspule (A2) in vertikaler Richtung ausgerichtet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß den Sendermodulen jeweils eine dritte Antennen
spule in einer orthogonalen Anordnung zu den beiden übrigen An
tennenspulen zugeordnet ist.
6. Schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrollein
richtung für ein Kraftfahrzeug mit einer kraftfahrzeugseitigen Sen
de-Empfangseinheit und mit einem mobilen Identifikationsgeber
(ID-Geber), welche kraftfahrzeugseitige Sende-Empfangseinrich
tung zwei unterschiedlichen Fahrzeugseiten zugeordnete Sender
module zum Senden eines Signals auf einer niederfrequenten
Funkstrecke und eine Empfangseinheit zum Empfangen eines von
dem ID-Geber gesendeten Antwortsignals und welcher ID-Geber
ein Sende-Empfangsteil umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß
die das Signal sendenden kraftfahrzeugseitig angeordneten Sen
dermodule drei orthogonal zueinander angeordnete Antennenspu
len und der ID-Geber eine Antennenspule umfassen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Antennenspulen eine Sendermodules im Hinblick auf zumindest ei
nen Sendeparameter dergestalt unterschiedlich angesteuert sind,
daß sich die räumliche vektorielle Überlagerung der Felder stetig
ändert.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß zusätzlich zu den beiden Sendermodulen ein oder
mehrere weitere Sendermodule im Kraftfahrzeug angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19845649A DE19845649B4 (de) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | Schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung für ein Kraftfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19845649A DE19845649B4 (de) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | Schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung für ein Kraftfahrzeug |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19845649A1 true DE19845649A1 (de) | 2000-04-06 |
DE19845649B4 DE19845649B4 (de) | 2008-06-19 |
Family
ID=7883334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19845649A Expired - Fee Related DE19845649B4 (de) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | Schlüssellose Zugangs- und/oder Fahrberechtigungskontrolleinrichtung für ein Kraftfahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19845649B4 (de) |
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