DE19941351A1 - Positionserkennung für Funkschlüssel - Google Patents
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Abstract
Bei einer Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines tragbaren Funksenders einer Sicherheitseinrichtung (Funkschlüssel) innerhalb eines vorgegebenen zu erfassenden Bereichs, insbesondere innerhalb eines Kraftfahrzeugs sind wenigstens zwei voneinander beabstandet angeordnete und zur Übermittlung von elektromagnetischen Signalen zu und/oder von einem innerhalb eines vorgegebenen Bereichs befindlichen Funkschlüssel ausgebildete Antennen vorgesehen, deren Arbeitsbereich den vorgegebenen Bereich abdeckt. DOLLAR A Es wird ein Verfahren zur feststellung der Schlüsselposition angegeben, bei dem in definierter, insbesondere zeitversetzter Folge Signale zur Reizung des Funkschlüssels abgegeben werden. Unmittelbar nach Empfang eines Reizsignals gibt der Funkschlüssel ein Schlüsselsignal ab. Die Schlüsselsignale werden von den Antennen aufgefangen. Aus dem Verhältnis der Signalstärken der an den Antennen ankommenden Schlüsselsignal wird dann auf die Position des Schlüssels zwischen den Antennen geschlossen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines
tragbaren Funksenders einer Sicherheitseinrichtung (Funkschlüssel)
innerhalb eines vorgegebenen zu erfassenden Bereichs, insbesondere
innerhalb eines Kraftfahrzeugs.
Für Kraftfahrzeuge werden heutzutage zunehmend Sicherungssysteme
angeboten, die es ermöglichen, mit Hilfe eines tragbaren Funksenders
(Funkschlüssel) das Fahrzeug zu entriegeln oder zu starten. Es stehen
ferner halbautomatische Systeme zur Verfügung, mit deren Hilfe ein
Entriegeln, beispielsweise einer Fahrzeugtür, vollautomatisch
vorgenommen wird, sobald der Türgriff betätigt wird, so daß die Tür
geöffnet werden kann, als sei sie nicht verriegelt gewesen.
Ermöglicht wird dies dadurch, daß der tragbare Funkschlüssel bei
Betätigung des Türgriffes auf Anforderung eines Steuergeräts im
Fahrzeug automatisch ein Freigabesignal sendet. Das Steuergerät
empfängt das Signal über in den Säulen der Fahrzeugkarosserie
angeordnete, nach außen und innen wirkende Antennen und öffnet das
Türschloß bei Empfang eines passenden Signals. Auf ähnliche Weise
kann ein Fahrzeug auch durch Knopfdruck gestartet werden, falls sich ein
passender Funkschlüssel im Innenraum des Fahrzeugs befindet.
Die Unterscheidung zwischen Innen- und Außenraum des Fahrzeugs ist in
diesem Zusammenhang notwendig, falls beispielsweise vermieden
werden soll, daß das Fahrzeug gestartet werden kann, wenn sich ein
Funkschlüssel außen am Fahrzeug befindet. Ferner soll es einem sich im
Inneren des Fahrzeugs aufhaltenden Kind unmöglich sein, das Fahrzeug
zu starten, wenn sich der Funkschlüssel nicht in der Nähe des
Fahrerplatzes befindet, sondern beispielsweise auf der Rücksitzbank oder
dem Beifahrersitz abgelegt wurde.
Es ist dazu zwar möglich, eine separate begrenzt empfangende Antenne
im Bereich des Fahrerplatzes anzubringen, die den Zugriff auf die
Startautomatik nur freigibt, wenn sich der Funkschlüssel unmittelbar am
Fahrerplatz befindet. Eine derartige separate Empfangsantenne ist jedoch
teuer und das System wird aufwendig in der Herstellung. Ferner bereitet
es auch technische Schwierigkeiten, den Ansprechbereich der separaten
Antenne exakt zu begrenzen, zumal die Abstrahlcharakteristik des
Funkschlüssels lageabhängig ist.
Die Kosten und der Aufwand vergrößern sich noch mit weiteren
Anforderungen bezüglich zu behandelnder Ausnahmesituationen der
zuvor genannten Art, wenn weitere, begrenzt empfangende Antennen
vorgesehen werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art und ein Verfahren zu ihrer Verwendung anzugeben, welche
es ermöglichen, die Position eines Funkschlüssels innerhalb des
Fahrzeugs auf einfache, preiswerte Weise qualitativ zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß wenigstens zwei voneinander
beabstandet angeordnete und zur Übermittlung von elektromagnetischen
Signalen zu und/oder von einem innerhalb eines vorgegebenen Bereichs
befindlichen Funkschlüssel ausgebildete Antennen vorgesehen sind,
deren Arbeitsbereich den vorgegebenen Bereich abdeckt.
Zur Ermittlung der Schlüsselposition innerhalb eines Kraftfahrzeugs ist bei
einer ersten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Antennen
seitlich in den Säulen der Karosserie eines Kraftfahrzeugs angeordnet
sind.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die zu
verwendenden Funkschlüssel zum unveränderten Zurücksenden
(Spiegeln) eines empfangenen Signals ausgestattet sind.
Ein zur Lösung der Aufgabe geeignetes Verfahren sieht vor, daß in
definierter, insbesondere in von Antenne zu Antenne zeitversetzter Folge
Signale zur Reizung des Funkschlüssels abgegeben werden, daß
unmittelbar nach Empfang eines Reizsignals der Funkschlüssel ein
Schlüsselsignal abgibt, daß die Schlüsselsignale von den Antennen
aufgefangen werden und daß aus dem Verhältnis der Signalstärken der
an den Antennen ankommenden Schlüsselsignale auf die Position des
Funkschlüssels zwischen den Antennen geschlossen wird.
Elektromagnetische Signale schwächen sich mit zunehmender Entfernung
von dem Sender ab. Diese Tatsache macht sich die Erfindung zunutze,
um aus einem Vergleich der ankommenden Signalstärken die Position des
Funkschlüssels zu ermitteln. Indem zwei oder mehr Empfangsantennen im
Raum angeordnet werden, kann die relative Position eines
Funkschlüssels, der sich dazwischen befindet, ermittelt werden, ohne daß
dazu die genaue Kennlinie der genannten Abschwächung bekannt sein
muß. Ferner werden bei einer derartigen Anordnung mehrerer Empfänger
Fehler durch eine lageabhängige Abstrahlcharakteristik des
Funkschlüssels vermieden, d. h. die Bestimmung der Position des
Funkschlüssels ist bei Verwendung von zwei Antennen dann unabhängig
von dessen räumlicher Ausrichtung, wenn er sich auf einer Achse
zwischen den Antennen befindet. Bei Einsatz einer entsprechend
größeren Anzahl von Empfängern kann die Position des Funkschlüssels
entsprechend auch in zwei- oder drei Dimensionen lageunabhängig
bestimmt werden.
Aus Gründen des geringeren Bauvolumens sendet der Funkschlüssel
üblicherweise mit Kurzwelle. Die Reizsignale werden dagegen in
Langwelle gesendet.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Reizsignale
von den Antennen ausgesendet werden. Durch die Benutzung der
Antennen zur Aussendung der Reizsignale kann der Herstellungsaufwand
der erfindungsgemäßen Vorrichtung minimiert werden.
Zur Vergrößerung des Meßeffektes ist bei einer nächsten Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß die Reizsignale von
dem Funkschlüssel nach Empfang als Schlüsselsignale im wesentlichen
unverändert wieder ausgesendet (gespiegelt) werden. Durch die
Rückspiegelung der Signale wird deren Lauflänge vergrößert. Damit stellt
sich eine stärkere Abschwächung der Signalstärken ein.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Stärke der im
Funkschlüssel empfangenen Reizsignale bereits im Funkschlüssel
festgestellt wird und daß der Funkschlüssel mit der festgestellten
Signalstärke modulierte Signale als Schlüsselsignale abgibt.
Dazu kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Schlüsselsignale
pulsbreitenmoduliert sind.
Schließlich kann vorgesehen sein, daß die Pulsbreitenmodulation durch
Feststellen der Länge des einen vorgegebenen Amplituden-Schwellwert
übersteigenden Teils des von dem Funkschlüssel aufgefangenen
Reizsignals bestimmt wird. Durch die verwendeten Schwingkreise
schwingen die Signale an und ab. Da die An- und Abschwingverläufe mit
zunehmender Abschwächung der Signale ebenfalls anteilig abgeschwächt
werden, resultiert daraus eine immer kürzer werdende Signaldauer. Die
Dauer des den vorgegebenen Schwellwert überschreitenden Teils der
Signale kann daher direkt als Maß für die Signalstärke verwendet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand
mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 2 ein Diagramm der bei Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens auftretenden Signalverläufe und
Fig. 3 eine Kennlinie zur Bestimmung der Position des
Funkschlüssels aus dem Verhältnis der Signalstärken bei
Verwendung von zwei Antennen.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt schematisch den Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit dem
Lenkrad 1, den beiden vorderen Sitzen 2 und der Schaltkonsole 3 in
Draufsicht. Auf einem der Fahrzeugsitze 2 liegt ein aktiver Funkschlüssel
4. Zur Feststellung von dessen Position werden von zwei in den Säulen 5
der Fahrzeugkarosserie untergebrachten Antennen 6 Reizsignale 6a, 6b
zur Reizung des Funkschlüssels 4 ausgesendet.
Fig. 2 zeigt die Signalverläufe der an den Antennen 6 anstehenden
Signale 6a, 6b. Der Funkschlüssel 4 empfängt die Reizsignale 6a, 6b der
Sendefrequenz wieder aus. Aufgrund der geringen Abstände im Fahrzeug
entsteht nahezu kein Zeitverlust zwischen Senden und Empfangen, so
daß die vom Funkschlüssel 4 rückgesendeten Signale leicht den
Antennen 6 zugeordnet werden können. Ein Steuergerät 7 bewertet das
Schlüsselsignal 8 und stellt fest, wie groß die Feldstärke der von jeder
Antenne 6 stammenden Signale ist. Je größer die Feldstärke, desto
geringer der Abstand zum Funkschlüssel 4. Aufgrund der hier
verwendeten Pulsbreitenmodulation des Schlüsselsignals 8 werden
größere Feldstärken durch breitere Impulse dargestellt. Der Funkschlüssel
liegt also offenbar im Beispiel näher an der in Fig. 1 links angeordneten
Antenne.
Anhand der in Fig. 3 dargestellten Kennlinie 9 wird nunmehr die Position x
des Funkschlüssels 4 zwischen den Antennen 6 abgeschätzt. Hierzu
werden die Signalfeldstärken der vom Funkschlüssel 4 rückgesendeten
Signale 8a und 8b ins Verhältnis gesetzt. Die gestrichelten Linien
kennzeichnen die Antennenpositionen.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines tragbaren Funksenders
einer Sicherheitseinrichtung (Funkschlüssel) innerhalb eines
vorgegebenen zu erfassenden Bereichs, insbesondere innerhalb eines
Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei
voneinander beabstandet angeordnete und zur Übermittlung von
elektromagnetischen Signalen (6a, 6b, 8) zu und/oder von einem innerhalb
eines vorgegebenen Bereichs befindlichen Funkschlüssel (4) ausgebildete
Antennen (6) vorgesehen sind, deren Arbeitsbereich den vorgegebenen
Bereich abdeckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Antennen (6) seitlich in den Säulen der Karosserie eines Kraftfahrzeugs
angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die zu verwendenden Funkschlüssel zum
unveränderten Zurücksenden (Spiegeln) eines empfangenen Signals
ausgestattet sind.
4. Verfahren zur Bestimmung der Position eines tragbaren Funksenders
einer Sicherheitseinrichtung (Funkschlüssel) innerhalb eines
vorgegebenen zu erfassenden Bereichs, insbesondere innerhalb eines
Kraftfahrzeugs, mittels einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in definierter, insbesondere in
von Antenne zu Antenne zeitversetzter Folge Signale (6a, 6b) zur Reizung
des Funkschlüssels (4) abgegeben werden, daß unmittelbar nach
Empfang eines Reizsignals (6a, 6b) der Funkschlüssel (4) ein
Schlüsselsignal abgibt, daß die Schlüsselsignale von den Antennen (6)
aufgefangen werden und daß aus dem Verhältnis der Signalstärken der
an den Antennen (6) ankommenden Schlüsselsignale auf die Position des
Funkschlüssels (4) zwischen den Antennen (6) geschlossen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reizsignale (6a, 6b) von den Antennen (6) ausgesendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reizsignale von dem Funkschlüssel nach
Empfang als Schlüsselsignale im wesentlichen unverändert wieder
ausgesendet (gespiegelt) werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stärke der im Funkschlüssel (4) empfangenen
Reizsignale (6a, 6b) bereits im Funkschlüssel (4) festgestellt wird und daß
der Funkschlüssel (4) mit der festgestellten Signalstärke modulierte
Signale (8) als Schlüsselsignale abgibt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schlüsselsignale (8) pulsbreitenmoduliert sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pulsbreitenmodulation durch Feststellen der Länge des einen
vorgegebenen Amplituden-Schwellwert übersteigenden Teils des von dem
Funkschlüssel (4) aufgefangenen Reizsignals (6a, 6b) bestimmt wird.
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |