DE19941428A1 - Schließsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Schließsystem, insbesondere für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schließsystem (3), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer wenigstens zwei Zustände besitzenden Steuereinrichtung (4), wie einer Steuereinrichtung (4) zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren (6), und einem zugehörigen elektronischen Schlüssel (5). Die Steuereinrichtung (4) und der Schlüssel (5) besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen. Bei wenigstens einem der zwischen dem Schlüssel (5) und der Steuereinrichtung (4) übertragenen Signale handelt es sich um ein codiertes Betriebssignal (7), so daß nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals (7) bei berechtigtem Schlüssel (5) eine Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung (4) bewirkbar ist. In der Steuereinrichtung (4) und/oder im Schlüssel (5) sind Mittel zur Bestimmung eines der gesamten Laufzeit für ein zwischen dem Schlüssel (5) und der Steuereinrichtung (4) übertragenes Signal entsprechenden Meßwertes angeordnet. Die Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung (4) wird lediglich dann bewirkt, wenn der Meßwert innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Schließsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie
ein Verfahren zum Betrieb des Schließsystems nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
15.
Bei erhöhten Sicherheitsanforderungen werden elektronische Schließsysteme verwendet.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen werden solche Schließsysteme als Türschließsysteme,
Zündschloßsysteme, Lenkradverriegelungen o. dgl. verwendet.
Derartige Schließsysteme sind aus der DE 43 40 260 A1 bekannt. Das Schließsystem besteht
aus einer wenigstens zwei Zustände besitzenden Steuereinrichtung zur Ent- und/oder
Verriegelung der Autotüren, des Zündschlosses, der Lenkradverriegelung o. dgl., und einem
zugehörigen elektronischen Schlüssel. Die Steuereinrichtung und der Schlüssel besitzen zu
deren bestimmungsgemäßen Betrieb Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen.
Im bestimmungsgemäßen Betrieb ist zwischen dem Schlüssel und der Steuereinrichtung
wenigstens ein Signal als codiertes Betriebssignal übertragbar, so daß nach positiver
Auswertung des übertragenen Betriebssignals und damit bei berechtigtem Schlüssel eine
Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung bewirkbar ist.
Es sind Fälle denkbar, in denen nichtberechtigte Benutzer abwarten bis der berechtigte
Benutzer nach Verriegeln des Türschließsystems des Kraftfahrzeugs den eigentlichen
Wirkbereich für das Schließsystem verlassen hat. Mit Hilfe einer transparenten Elektronik
für den Schlüssel und/oder die Steuereinrichtung veranlassen die nichtberechtigten Benutzer
ein Senden des Betriebssignals durch den Schlüssel des berechtigten Benutzers, wobei über
die transparente Elektronik das Betriebssignal zum Kraftfahrzeug übertragen wird. Dadurch
erfolgt ein Entriegeln des Türschließsystems, das der berechtigte Benutzer nicht mehr
bemerkt, da er sich bereits in beträchtlicher Entfernung vom Kraftfahrzeug, außerhalb des
Wirkbereichs für das Schließsystem befindet. Die nichtberechtigten Benutzer erhalten
dadurch Zugang zum Kraftfahrzeug. Für diesen Fall ist somit die Diebstahlsicherheit des
Schließsystems beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Diebstahlsicherheit des Schließsystems
weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schließsystem durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiter ist ein die Diebstahlsicherheit erhöhendes
Verfahren zum Betrieb des Schließsystems durch die Merkmale des Patentanspruchs 15
gegeben.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, anhand der Laufzeit eines Signal, bei dem es
sich beispielsweise um das Betriebssignal selbst handeln kann, festzustellen, ob das
Betriebssignal aus dem Wirkbereich oder außerhalb des Wirkbereichs herrührt. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Wie weiter festgestellt wurde, können Toleranzen der im Schlüssel sowie in der
Steuereinrichtung vorhandenen Bauteile zu einer Verfälschung der Laufzeitmessung führen.
In diesem Fall kann ein von außerhalb des Wirkbereichs stammendes Betriebssignal
fälschlicherweise für ein zulässiges Betriebssignal gehalten werden, was wiederum die
Diebstahlsicherheit des Schließsystems beeinträchtigen könnte. Zur Abhilfe hierfür ist in
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die jeweils aktuellen
internen Laufzeiten des Signals im Schlüssel und/oder in der Steuereinrichtung ermittelt
werden, und daß eine Kalibrierung der gesamten Laufzeit des Signals, das in der Art eines
"Puls-Antwort"-Verfahrens zwischen dem Schlüssel und der Steuereinrichtung ausgetauscht
wird, um die interne Laufzeit erfolgt.
Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn für den Kalibrierungslauf im Schlüssel und/oder in
der Steuereinrichtung die Hoch- und Herunterlaufzeit des Oszillators und des
Zwischenfrequenz-Verstärkers gemessen werden. Die dabei ermittelte Information, nämlich
die Kalibrierzeit, kann gegebenenfalls als zeitcodierte Nachricht an die Steuereinrichtung
zurückgesendet werden. Während dieser Vorgänge wird die gesendete Kalbrierzeit
beispielsweise als Spannung in einer Kapazität gespeichert. Die um die Kalibrierzeit
berichtigte Laufzeit für das Signal ergibt sich dann aus der Restladung bzw. Spannung des
Kondensators.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine unberechtigte
Betätigung des Schließsystems mit Sicherheit erkannt wird und sich daher auch wirksam
verhindern läßt. Außerdem sind Fehlbedienungen des Schließsystems ausgeschlossen. Das
erfindungsgemäße Schließsystem steigert daher die Diebstahlsicherheit.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß Toleranzen der im Schlüssel sowie in der Steuereinrichtung
vorhandenen Bauteile sich nicht auf die Messung der Laufzeit des Signals auswirken. Die
Verwendung besonders ausgesuchter Bauteile ist somit nicht nötig, was zu einer
Verbilligung des Schließsystems führt. Da die Kalibrierung je nach Erfordernis
vorgenommen wird, beispielsweise während des Datenprotokolls bei Austausch des
Betriebssignals zwischen dem Schlüssel und der Steuereinrichtung, können sich auch
verändernde Umwelteinflüsse, Temperatureinflüsse usw. nicht verfälschend auf die
Messung der Laufzeit des Signals auswirken.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein mit einem Schließsystem ausgestattetes Kraftfahrzeug,
Fig. 2 ein Blockschaltbild für die Steuereinrichtung des Schließsystems,
Fig. 3 ein Blockschaltbild für den Schlüssel des Schließsystems,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm für die Laufzeitmessung eines Signals mit Kalibrierung
in weiterer Ausgestaltung,
Fig. 5 ein Zeitdiagramm für die Laufzeitmessung bei einem Schließsystem in noch weiterer
Ausgestaltung,
Fig. 6 das Schließsystem als schematisches Blockdiagramm in nochmals einer weiteren
Ausführung,
Fig. 7 ein Diagramm der übertragenen Betriebssignale beim Schließsystem nach Fig. 6 und
Fig. 8 ein Blockschaltbild zur näheren Ausbildung der Elektronik einer Steuereinrichtung
für das Schließsystem.
In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit dem berechtigten Benutzer 2 zu sehen. Das
Kraftfahrzeug 1 ist mit einem Schließsystem 3 als Türschließsystem versehen, das eine
Steuereinrichtung 4 und einen zugehörigen elektronischen Schlüssel 5 umfaßt. Der
elektronische Schlüssel 5 befindet sich im Besitz des berechtigten Benutzers 2, womit dieser
innerhalb eines Wirkbereichs 8 Zugang zum Kraftfahrzeug 1 besitzt.
Die Steuereinrichtung 4 besitzt wenigstens zwei Zustände, wobei im ersten Zustand eine
Verriegelung und im zweiten Zustand eine Entriegelung der Autotüren 6 vorliegt. Die
Steuereinrichtung 4 und der Schlüssel 5 besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb
Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen. Die Mittel zum Senden und
Empfangen von Signalen bestehen jeweils aus einem Sender 17, 17', einem Empfänger 18,
18' und einem Antennensystem 19, 19', wie anhand von Fig. 2 für die Steuereinrichtung 4
und anhand von Fig. 3 für den Schlüssel 5 näher hervorgeht. Bei wenigstens einem dieser
zwischen dem Schlüssel 5 und der Steuereinrichtung 4 übertragenen Signale handelt es sich
gemäß Fig. 1 um ein codiertes Betriebssignal 7. Bei berechtigtem Schlüssel 5 ist nach
positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals 7 eine Änderung des Zustandes der
Steuereinrichtung 4 bewirkbar.
In Fig. 1 ist weiter eine Situation gezeigt, in der sich zwei nichtberechtigte Personen 9, 10
Zugang zum Kraftfahrzeug 1 verschaffen wollen, nachdem der berechtigte Benutzer 2' den
Wirkbereich 8 verlassen hat. Dazu befindet sich die erste Person 9 mit einem präparierten
elektronischen Schlüssel 11 in der Nähe des Kraftfahrzeugs 1, während sich die zweite
Person 10 mit einer präparierten Steuereinrichtung 12 in der Nähe des berechtigten
Benutzers 2' aufhält. Mittels der präparierten Steuereinrichtung 12 wird der vom
berechtigten Benutzer 2' getragene Schlüssel 5 aktiviert, so daß eine Übertragung von
Betriebssignalen 13 zwischen der präparierten Steuereinrichtung 12 und dem Schlüssel 5
stattfindet. Die Betriebssignale 13 werden nun zwischen der präparierten Steuereinrichtung
12 und der Steuereinrichtung 4 im Kraftfahrzeug 1 über den präparierten Schlüssel 11
weitergeleitet, so daß die Zustandsänderung der Steuereinrichtung 4 erfolgt, ohne daß dies
vom Benutzer 2' wahrgenommen würde.
Um einen solchen Zugang von nichtberechtigten Benutzern 9, 10 zum Kraftfahrzeug 1 zu
verhindern, wird zwischen dem Schlüssel 5 und der Steuereinrichtung 4 ein Signal
übertragen und ein der gesamten Laufzeit des Signals entsprechender Meßwert bestimmt.
Zur Ermittlung des Meßwertes enthalten die Steuereinrichtung 4 und/oder der Schlüssel 5
entsprechende Mittel 14, wie in Fig. 2 und 3 zu sehen ist. Anhand dieses Meßwertes wird
festgestellt, ob das Signal aus dem Wirkbereich 8 oder außerhalb des Wirkbereichs 8
herrührt. Die Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung 4 wird lediglich dann bewirkt,
wenn der Meßwert innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt, d. h. wenn das Signal
tatsächlich aus dem Wirkbereich 8 stammt, wobei zum Vergleich in der Steuereinrichtung 4
und/oder im Schlüssel 5 ein in Fig. 2 und 3 gezeigter Mikroprozessor 16 verwendet wird.
Zweckmäßigerweise kann das Signal zur Bestimmung des Meßwertes für die Laufzeit
innerhalb des Protokolls zur Übertragung des Betriebssignals 7 angeordnet sein. Dabei kann
es sich anbieten, dieses Signal an variierbarer Stelle im Protokoll anzuordnen, um so die
Manipulationssicherheit weiterhin zu erhöhen.
Weitere Ausgestaltungen der Mittel zur Bestimmung des Meßwertes sind nachfolgend näher
erläutert.
Das Schließsystem 3 entsprechend einer weiteren Ausführung ist als Blockschaltbild in Fig.
6 zu sehen. Die Steuereinrichtung 4 besitzt Mittel 17 zum Senden eines ersten
Betriebssignals S1 zu einem ersten Zeitpunkt t1. Korrespondierend hierzu besitzt der
Schlüssel 5 Mittel 18' zum Empfangen des ersten Betriebssignals S1. In der
Steuereinrichtung 4 befinden sich Mittel 20 zur Erzeugung eines erwarteten zweiten
Betriebssignals S2' zu einem zweiten Zeitpunkt t2. Zu diesem Zeitpunkt t2 wird der
Empfang eines vom Schlüssel 5 aufgrund des ersten Betriebssignals S1 über Mittel 17' zum
Senden gesendeten zweiten Betriebssignals S2 erwartet. In der Steuereinrichtung 4 befinden
sich weiter Mittel 18 zum Empfangen des zweiten Betriebssignals S2 vom Schlüssel 5 zu
einem dritten Zeitpunkt t3. Die Mittel 20 zur Erzeugung des erwarteten zweiten
Betriebssignals S2' sowie die Mittel 18 zum Empfangen des zweiten Betriebssignals S2
stehen in der Steuereinrichtung 4 mit einem Mittel 21 zum Vergleich des erwarteten
Betriebssignals S2' mit dem empfangenen Betriebssignal S2 in Verbindung. Von dem Mittel
21 zum Vergleich ist der Grad der Übereinstimmung am dritten Zeitpunkt t3 zwischen dem
erwarteten zweiten Betriebssignal S2' und dem empfangenen zweiten Betriebssignal S2
feststellbar. Die Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung 4 ist lediglich dann
bewirkbar, wenn ein bestimmter Grad an Übereinstimmung vorliegt. Die Mittel zur
Bestimmung des Meßwertes bestehen bei dieser Ausführung also aus den Mitteln 17, den
Mitteln 20, den Mitteln 18 und den Mitteln 21. Als Meßwert bestimmen diese Mittel 17, 20,
18 und 21 die Phasenlage zwischen dem übertragenen und dem erwarteten Betriebssignal
S2, S2'.
Die Betriebsweise des Schließsystems 3 nach der weiteren Ausführung wird anhand der Fig.
6 und 7 deutlich. Von der Steuereinrichtung 4 wird durch die Mittel 17 ein erstes
Betriebssignal S1 in der Art eines Synchronisationssignals zu einem ersten Zeitpunkt t1
gesendet. Das erste Betriebssignal S1 kann periodisch oder auch bei Annäherung eines
Benutzers 2 an das Kraftfahrzeug 1 gesendet werden. Befindet sich der Benutzer 2 mitsamt
dem berechtigten Schlüssel 5 im Wirkbereich 8 (siehe Fig. 1), so empfängt der Schlüssel 5
das erste Betriebssignal S1 und sendet aufgrund des Empfangs des ersten Betriebssignals S1
ein zweites Betriebssignal S2 in der Art eines Berechtigungssignals über die Mittel 17'.
Zwischenzeitlich ist in der Steuereinrichtung 4 ein zu einem zweiten Zeitpunkt t2 vom
S2 wird von der Steuereinrichtung 4 beginnend an einem dritten Zeitpunkt t3 von den
Mitteln 18 empfangen. Nunmehr erfolgt ein Vergleich des zum dritten Zeitpunkt t3
vorliegenden Teils des erwarteten zweiten Betriebssignals S2' mit dem zweiten
Betriebssignal S2 im Mittel 21.
Stammen die Betriebssignale 7 aus dem Wirkbereich 8, so unterscheidet sich das zweite
Betriebssignal S2 am dritten Zeitpunkt t3 allenfalls geringfügig vom erwarteten
Betriebssignal S2', d. h. es ist allenfalls eine kleine Phasenverschiebung vorhanden, wie
anhand des Betriebssignals S2a in Fig. 7 ersichtlich ist. Die geringfügigen Unterschiede
rühren je nach Standort des Schlüssels 5 innerhalb des Wirkbereichs 8 her. Kommen die
Betriebssignale 13 hingegen von außerhalb des Wirkbereichs 8 durch die in Fig. 1
dargestellte Übertragungsstrecke über die nichtberechtigten Personen 9, 10, so resultiert
aufgrund der verlängerten Laufzeit der Betriebssignale 13 ein deutlich vom erwarteten
zweiten Betriebssignal S2' am dritten Zeitpunkt t3 verschiedenes zweites Betriebssignal S2,
d. h. es tritt eine deutliche Phasenverschiebung auf, wie man anhand des Betriebssignals S2b
in Fig. 7 sieht. Anhand dieser Unterscheidung läßt sich erkennen, ob das zweite
Betriebssignal S2 aus dem Wirkbereich 8 stammt, so daß die Zustandsänderung der
Steuereinrichtung 4 lediglich dann bewirkt wird, wenn der Vergleich des erwarteten zweiten
Betriebssignals S2' mit dem zweiten Betriebssignal S2 am dritten Zeitpunkt t3 einen
bestimmten Grad an Übereinstimmung ergibt.
Zur Kompensation der Laufzeit des ersten Betriebssignals S1 und/oder des zweiten
Betriebssignals S2 im Wirkbereich 8 können in weiterer Ausgestaltung die Mittel 20 zur
Erzeugung des erwarteten zweiten Betriebssignals S2' zu einem zweiten Zeitpunkt t2 ein
Verzögerungsmittel 22 umfassen, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Das erwartete zweite
Betriebssignal S2' kann damit bereits am ersten Zeitpunkt t1 zeitgleich mit dem ersten
Betriebssignal S1 erzeugbar sein. Das Verzögerungsmittel 22 bewirkt dann, daß das
erwartete zweite Betriebssignal S2' verzögert und damit zum erforderlichen Zeitpunkt,
nämlich in etwa am zweiten Zeitpunkt t2, den Mitteln 21 zum Vergleich zuführbar ist.
Während und/oder nach dem Senden des ersten Betriebssignals S1 zum Zeitpunkt t1 wird in
der Steuereinrichtung 4 dann das vom zugehörigen Schlüssel 5 erwartete zweite
Betriebssignal S2' erzeugt. Das erwartete zweite Betriebssignal S2' wird im
Verzögerungsmittel 22 in etwa um die zwischen dem zweiten Zeitpunkt t2 und dem ersten
Zeitpunkt t1 vorliegende Zeitspanne Tv = t2-t 1 verzögert. Die Verzögerung mit der
Zeitspanne Tv bewirkt damit eine Kompensierung der Laufzeit des ersten Betriebssignals S1
bis zum Schlüssel 5 und/oder der Reaktionszeit des Schlüssels 5 und/oder der Rücklaufzeit
des zweiten Betriebssignals S2 zur Steuereinrichtung 4 innerhalb des Wirkbereichs 8.
Vorteilhaft ist, wenn der Vergleich zwischen dem zum dritten Zeitpunkt t3 vorliegenden
Teil des insbesondere verzögerten, erwarteten zweiten Betriebssignals S2' mit dem
empfangenen zweiten Betriebssignal S2 durch eine logische UND-Verknüpfung
vorgenommen wird. Das durch die UND-Verknüpfung gewonnene Signal 23 ist in Fig. 7 für
die im Wirkbereich 8 übertragenen Betriebssignale 7 zu sehen. Das Signal 23 stimmt im
wesentlichen mit dem erwarteten zweiten Betriebssignal S2' überein. Lediglich die
Signaldauer für die "High"-Pegel ist gegenüber dem zweiten Betriebssignal S2 geringfügig
verkürzt, während die den Code des zweiten Betriebssignals S2 beinhaltende Abfolge von
"Low"- und "High"-Pegeln im Signal 23 unverändert ist. Damit wird das Signal 23 als
zulässig erkannt. Ein weiteres durch die UND-Verknüpfung gewonnenes Signal 24 für die
außerhalb des Wirkbereichs 8 übertragenen Betriebssignale 13 ist ebenfalls in Fig. 7 gezeigt.
Das Signal 24 unterscheidet sich wesentlich von dem erwarteten zweiten Betriebssignal S2'.
Insbesondere stellt die Abfolge von "Low"- und "High"-Pegeln im Signal 24 einen
gegenüber dem zweiten Betriebssignal S2 völligen unterschiedlichen Code dar. Damit wird
das Signal 24 als nicht zulässig erkannt.
In Fig. 8 ist ein Blockschaltbild für die Ausgestaltung einer Elektronik der Steuereinrichtung
4 näher zu sehen. Die Steuereinrichtung 4 enthält einen Mikroprozessor 25 zur Erzeugung
des ersten Betriebssignals S1 und des erwarteten zweiten Betriebssignals S2'. Ein Ausgang
26 des Mikroprozessors 25 für das erste Betriebssignal S1 führt zum Mittel 17 zum Senden.
An einem weiteren Ausgang 27 des Mikroprozessors 25 für das erwartete zweite
Betriebssignal S2' ist ein Verzögerungsglied 22 angeordnet. Das Verzögerungsglied 22 ist
wiederum mit einem Eingang eines logischen UND-Verknüpfungsgliedes 28 verbunden,
während der andere Eingang des UND-Verknüpfungsgliedes 28 mit dem Mittel 18 zum
Empfangen für das zweite Betriebssignal S2 verbunden ist. Am Ausgang des UND-
Verknüpfungsgliedes 28 liegt das Signal 29 zur Zustandsänderung der Steuereinrichtung 4
an.
In einer weiteren Ausführung, die jedoch in den Zeichnungen nicht im Einzelnen gezeigt ist,
erfolgt ein direkter Vergleich der Laufzeit der Betriebssignale 7, indem als Meßwert die
Zeitdifferenz zwischen dem übertragenen Betriebssignal S2 und dem erwarteten
Betriebssignal S2' ermittelt wird.
Wiederum besitzt die Steuereinrichtung 4 Mittel 17 zum Senden eines ersten Betriebssignals
S1 zu einem ersten Zeitpunkt t1 sowie Mittel 18 zum Empfangen des zweiten
Betriebssignals S2 zu einem dritten Zeitpunkt t3. Weiterhin enthält die Steuereinrichtung 4
Mittel zur Bestimmung eines zweiten Zeitpunktes t2, an dem der Empfang des vom
Schlüssel 5 aufgrund des ersten Betriebssignals S1 gesendeten zweiten Betriebssignals S2
erwartet wird und Mittel zum Vergleich des zweiten Zeitpunktes t2 mit dem dritten
Zeitpunkt t3.
Wiederum wird für den Betrieb des Schließsystems 3 ein erstes Betriebssignal S1 in der Art
eines Synchronisationssignals von der Steuereinrichtung 4 zu einem ersten Zeitpunkt t1
gesendet. Der Schlüssel 5 sendet nach Empfang des ersten Betriebssignals S1 ein zweites
Betriebssignal S2 in der Art eines Berechtigungssignals. In der Steuereinrichtung wird dann
der vom Wirkbereich 8 abhängige, zweite Zeitpunkt t2 bestimmt, an dem der Empfang des
zweiten Betriebssignals S2 erwartet wird. Das zweite Betriebssignal S2 wird anschließend
von der Steuereinrichtung 4 beginnend an einem dritten Zeitpunkt t3 empfangen. Die
Zustandsänderung der Steuereinrichtung 4 wird zusätzlich zur positiven Auswertung des
zweiten Betriebssignals S2 lediglich dann bewirkt, wenn die zwischen dem dritten Zeitpunkt
t3 und dem zweiten Zeitpunkt t2 auftretende Zeitspanne Ts = t3-t2 kleiner als ein
vorgegebener Schwellwert ist. Der Schwellwert berücksichtigt unterschiedliche Orte des
Schlüssels 5 innerhalb des Wirkbereichs 8. Überschreitet die Zeitspanne Ts jedoch den
Schwellwert, so befindet sich der Schlüssel 5 außerhalb des Wirkbereichs 8. Somit wird
ebenfalls ein nicht zulässiger Versuch erkannt, das Schließsystem 3 mittels der
Betriebssignale 13 zu betätigen.
Ist die Zeitspanne Ts größer als der Schwellwert, so liegt folglich eine nicht zulässige
Betätigung vor. Es genügt daher, in der Steuereinrichtung 4 lediglich dann eine Auswertung
des zweiten Betriebssignals S2 zur Berechtigung des Schlüssels 5 vorzunehmen, falls die
Zeitspanne Ts = t3-t2 kleiner als der Schwellwert ist.
Allerdings können Toleranzen in den elektronischen bzw. elektrischen Bauteilen der
Steuereinrichtung 4 sowie des Schlüssels 5 zu einer Verfälschung der Laufzeitmessung
führen, wenn mit Hilfe der Meßmittel 14 die gesamte Laufzeit des Signals zwischen der
Steuereinrichtung 4 und dem Schlüssel 5 gemessen wird. Um solche Verfälschungen zu
beseitigen, sind entsprechend einer weiteren Ausgestaltung im Schlüssel 5 und/oder in der
Steuereinrichtung 4 zusätzlich Kalibriermittel 15 zur Bestimmung der internen Laufzeit für
das Signal angeordnet, wie anhand von Fig. 2 und 3 zu sehen ist. Mit Hilfe der
Kalibriermittel 15 läßt sich daher die Eigenlaufzeit des Signals im Schlüssel 5 und/oder in
der Steuereinrichtung 4 ermitteln. Weiter befinden sich in der Steuereinrichtung 4 und/oder
im Schlüssel 5 noch Korrekturmittel 16, bei denen es sich beispielsweise um einen
Mikroprozessor handeln kann. Dadurch kann eine Korrektur der gesamten Laufzeit um die
interne Laufzeit für das Signal vorgenommen werden, derart daß die externe bzw. die reine
Laufzeit für das zwischen dem Schlüssel 5 und der Steuereinrichtung 4 übertragene Signal
bestimmbar ist.
Bei den elektronischen/elektrischen Bauteilen des Senders 17, 17' sowie Empfängers 18, 18'
in der Steuereinrichtung 4 und/oder im Schlüssel 5 handelt es sich um Oszillatoren,
ZF(Zwischenfrequenz)-Verstärker u. dgl., die durch das Signal aus dem Ruhebetrieb in den
bestimmungsgemäßen Betrieb schaltbar sind. Die Kalibriermittel 15 ermitteln die beim
Umschalten zwischen dem Ruhebetrieb und dem bestimmungsgemäßen Betrieb auftretende
Zeitspanne als interne Laufzeit. Die im Schlüssel 5 ermittelte interne Laufzeit ist im
Schlüssel 5 speicherbar. Alternativ oder auch zusätzlich kann die Größe der internen
Laufzeit auf die Steuereinrichtung 4 mittels eines Signals, das diese Größe als Information
codiert, übertragbar sein. Ebenso ist die in der Steuereinrichtung 4 ermittelte interne
Laufzeit in der Steuereinrichtung 4 speicherbar und/oder auf den Schlüssel 5 mittels eines
diese Information codierenden Signals übertragbar. In Fig. 4 ist das eigentliche
Ablaufdiagramm für die Laufzeitmessung eines zwischen der Steuereinrichtung 4 im
Fahrzeug und dem Schlüssel 5 übertragenen Signals mit Kalibrierung näher zu sehen.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die Steuereinrichtung 4 und/oder
der Schlüssel 5 eine Kapazität in der Form eines Kondensators. In der Kapazität sind die
interne Laufzeit sowie die gesamte Laufzeit als Spannungen lad- und/oder entladbarbar.
Dabei codiert die Größe der Spannung in der Kapazität die Information zur jeweiligen
Laufzeit. Die externe Laufzeit, nämlich die Gesamtlaufzeit abzüglich der Kalibrierungszeit
im Schlüssel 5 und in der Steuereinrichtung 4, ergibt sich dann aus der Restspannung des
Kondensators nach Übertragung des Signals. In weiterer Ausgestaltung besteht das Signal
aus einer Folge von Einzelsignalen. Wenigstens ein Einzelsignal schaltet die
Steuereinrichtung 4 und/oder den Schlüssel 5 zwischen dem Ruhebetrieb und dem
bestimmungsgemäßen Betrieb um und wenigstens ein weiteres Einzelsignal wird zwischen
der Steuereinrichtung 4 und dem Schlüssel 5 übertragen. In Fig. 5 ist ein zugehöriges
Zeitdiagramm für den Ablauf der Laufzeitmessung mit Kalbrierung bei dieser Ausgestaltung
näher zu sehen.
Zunächst werden in der Steuereinrichtung 4 und im Schlüssel 5 die Kondensatoren entladen.
Anschließend sendet die Steuereinrichtung 4 ein Trägersignal (Car Carrier). Der Schlüssel 5
startet seinen Oszillator und beginnt den Kondensator aufzuladen bis das Zwischenfrequenz-
Signal (Key IF) des ZF-Verstärkers vorliegt. Anschließend sendet die Steuereinrichtung 4
einen Puls (Mark bit) und beginnt deren Kondensator aufzuladen. Sobald der Schlüssel 5 die
ansteigende Flanke des Pulses (Mark bit) detektiert, sendet dieser seinerseits einen Puls
(Null-bit) zurück und entlädt seinen Kondensator bis dessen Ladung Null ist. Sobald die
Steuereinrichtung 4 den Puls (Null-bit) am Zwischenfrequenzausgang (IF-output) detektiert,
beginnt diese deren Kondensator zu entladen. Währenddessen übermittelt der Schlüssel 5
weiter sein Trägersignal (Key Carrier). Die Steuereinrichtung 4 führt einen Reset durch und
setzt dann das Trägersignal (Car Carrier) erneut, wobei wiederum die weitere Entladung des
Kondensators gestartet wird bis die ansteigende Flanke am Zwischenfrequenzausgang (IF-
output) detektiert wird. Die dann noch am Kondensator der Steuereinrichtung 4 anstehende
Spannung ist nunmehr proportional zur doppelten Entfernung zwischen der
Steuereinrichtung 4 im Fahrzeug und dem Schlüssel 5, wobei auftretende Toleranzen im
Schlüssel 5 sowie in der Steuereinrichtung 4 kalibriert sind.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des
Erfindungsgedankens. So kann ein derartiges Schließsystem außer zur Betätigung des
Türschließsystems auch zur Ver- und/oder Entriegelung des Zündschlosses, der
Lenkradverriegelung o. dgl. im Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Im übrigen ist auch eine
Verwendung für ein sonstiges Türschloß, das sich beispielsweise an einer Immobilie
befindet, möglich.
1
Kraftfahrzeug
2
,
2
' (berechtigter) Benutzer
3
Schließsystem
4
Steuereinrichtung
5
elektronischer Schlüssel
6
Autotüre
7
Betriebssignal
8
Wirkbereich
9
,
10
nichtberechtigter Benutzer
11
präparierter Schlüssel
12
präparierte Steuereinrichtung
13
Betriebssignal (Übertragung bei Nichtberechtigung)
14
Meßmittel
15
Kalbriermittel
16
Korrekturmittel/Mikroprozessor
17
,
17
' Sender/Mittel zum Senden
18
,
18
' Empfänger/Mittel zum Empfangen
19
,
19
' Antennensystem
20
Mittel zur Erzeugung (von erwartetem zweiten Betriebssignal)
21
Mittel zum Vergleich
22
Verzögerungsmittel/Verzögerungsglied
23
Signal (durch UND-Verknüpfung, im Wirkbereich)
24
Signal (durch UND-Verknüpfung, außerhalb Wirkbereich)
25
Mikroprozessor
26
Ausgang (für Mittel zum Senden)
27
Ausgang (für Verzögerungsmittel)
28
UND-Verknüpfungsglied
29
Signal zur Zustandsänderung (für Steuereinrichtung)
Claims (20)
1. Schließsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer wenigstens zwei
Zustände besitzenden Steuereinrichtung (4), wie einer Steuereinrichtung (4) zur Ent-
und/oder Verriegelung der Autotüren (6), des Zündschlosses, der Lenkradverriegelung o. dgl., und einem zugehörigen elektronischen Schlüssel (5), wobei die Steuereinrichtung (4)
und der Schlüssel (5) zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Mittel zum Senden (17, 17')
und/oder Empfangen (18, 18') von Signalen besitzen, und wobei es sich bei wenigstens
einem der zwischen dem Schlüssel (5) und der Steuereinrichtung (4) übertragenen Signale
um ein codiertes Betriebssignal (7) handelt, so daß nach positiver Auswertung des
übertragenen Betriebssignals (7) bei berechtigtem Schlüssel (5) eine Änderung des
Zustandes der Steuereinrichtung (4) bewirkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur
Bestimmung eines der gesamten Laufzeit für ein zwischen dem Schlüssel (5) und der
Steuereinrichtung (4) übertragenes Signal entsprechenden Meßwertes in der
Steuereinrichtung (4) und/oder im Schlüssel (5) angeordnet sind, wobei die Änderung des
Zustandes der Steuereinrichtung (4) lediglich dann bewirkt wird, wenn der Meßwert
innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt.
2. Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwert die
Phasenlage zwischen dem übertragenen Betriebssignal S2 und dem erwarteten
Betriebssignal S2' ermittelbar ist.
3. Schließsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur
Bestimmung des die Phasenlage repräsentierenden Meßwertes aus Mitteln (17) in der
Steuereinrichtung (4) zum Senden eines ersten Betriebssignals S1 zu einem ersten Zeitpunkt
t1, aus Mitteln (20) in der Steuereinrichtung (4) zur Erzeugung eines erwarteten zweiten
Betriebssignals S2' zu einem zweiten Zeitpunkt t2, an dem der Empfang eines vom
Schlüssel (5) aufgrund des ersten Betriebssignals S1 gesendeten zweiten Betriebssignals S2
erwartet wird, aus Mitteln (18) in der Steuereinrichtung (4) zum Empfangen des zweiten
Betriebssignals S2 vom Schlüssel (5) zu einem dritten Zeitpunkt t3 und aus Mitteln (21) in
der Steuereinrichtung (4) zum Vergleich des erwarteten Betriebssignals S2' mit dem
empfangenen Betriebssignal S2 bestehen, wobei von dem Mittel (21) zum Vergleich der
Grad der Übereinstimmung am dritten Zeitpunkt t3 zwischen dem erwarteten zweiten
Betriebssignal S2' und dem empfangenen zweiten Betriebssignal S2 feststellbar ist, und
wobei die Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung (4) lediglich dann bewirkt wird,
wenn ein bestimmter Grad an Übereinstimmung vorliegt.
4. Schließsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20)
zur Erzeugung des erwarteten zweiten Betriebssignals S2' zu einem zweiten Zeitpunkt t2 ein
Verzögerungsmittel (22) umfassen, so daß das erwartete zweite Betriebssignal S2' am ersten
Zeitpunkt t1 erzeugbar und verzögert in etwa am zweiten Zeitpunkt t2 den Mitteln (21) zum
Vergleich zuführbar ist.
5. Schließsystem nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung (4) einen Mikroprozessor (25) zur Erzeugung des ersten Betriebssignals
S1 und des erwarteten zweiten Betriebssignals S2' enthält, daß am Ausgang (27) des
Mikroprozessors (25) für das erwartete zweite Betriebssignal S2' ein Verzögerungsglied (22)
angeordnet ist, daß das Verzögerungsglied (22) mit einem Eingang eines logischen UND-
Verknüpfungsgliedes (28) verbunden ist, daß der andere Eingang des UND-
Verknüpfungsgliedes (28) mit dem Mittel (18) zum Empfangen für das zweite
Betriebssignal S2 verbunden ist, und daß am Ausgang des UND-Verknüpfungsgliedes (28)
das Signal (29) zur Zustandsänderung der Steuereinrichtung (4) anliegt.
6. Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwert die
Zeitdifferenz zwischen dem übertragenen Betriebssignal S2 und dem erwarteten
Betriebssignal S2' ermittelbar ist.
7. Schließsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur
Bestimmung des die Zeitdifferenz repräsentierenden Meßwertes aus Mitteln (17) in der
Steuereinrichtung (4) zum Senden eines ersten Betriebssignals S1 zu einem ersten Zeitpunkt
t1, aus Mitteln in der Steuereinrichtung (4) zur Bestimmung eines zweiten Zeitpunktes t2, an
dem der Empfang eines vom Schlüssel (5) aufgrund des ersten Betriebssignals S1
gesendeten zweiten Betriebssignals S2 erwartet wird, aus Mitteln (18) in der
Steuereinrichtung (4) zum Empfangen des zweiten Betriebssignals S2 zu einem dritten
Zeitpunkt t3, und aus Mitteln in der Steuereinrichtung (4) zum Vergleich des zweiten
Zeitpunktes t2 mit dem dritten Zeitpunkt t3 bestehen, wobei die Änderung des Zustandes der
Steuereinrichtung (4) zusätzlich zur positiven Auswertung des zweiten Betriebssignals S2
lediglich dann bewirkt wird, wenn die zwischen dem dritten Zeitpunkt t3 und dem zweiten
Zeitpunkt t2 auftretende Zeitspanne Ts = t3-t2 kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist.
8. Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur
Bestimmung des Meßwertes für die Laufzeit innerhalb des Protokolls zur Übertragung des
Betriebssignals (7), gegebenenfalls an variierbarer Stelle im Protokoll, übertragbar ist.
9. Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im
Schlüssel (5) und/oder in der Steuereinrichtung (4) Kalibriermittel (15) zur Bestimmung der
internen Laufzeit für das Signal angeordnet sind, und daß in der Steuereinrichtung (4)
und/oder im Schlüssel (5) Korrekturmittel (16) zur Korrektur der gesamten Laufzeit um die
interne Laufzeit für das Signal befindlich sind, derart daß die externe Laufzeit für das
zwischen dem Schlüssel (5) und der Steuereinrichtung (4) übertragene Signal bestimmbar
ist.
10. Schließsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum
Senden (17, 17') und/oder Empfangen (18, 18') in der Steuereinrichtung (4) und/oder im
Schlüssel (5) elektronische/elektrische Bauteile, wie einen Oszillator, einen ZF-Verstärker u. dgl.
enthalten, die durch das Signal aus den Ruhebetrieb in den bestimmungsgemäßen
Betrieb schaltbar sind, wobei die Kalibriermittel (15) die beim Umschalten zwischen dem
Ruhebetrieb und dem bestimmungsgemäßen Betrieb auftretende Zeitspanne als interne
Laufzeit ermitteln.
11. Schließsystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die im
Schlüssel (5) ermittelte interne Laufzeit im Schlüssel (5) speicherbar und/oder auf die
Steuereinrichtung (4) mittels eines diese Information codierenden Signals übertragbar ist.
12. Schließsystem nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in der
Steuereinrichtung (4) ermittelte interne Laufzeit in der Steuereinrichtung (4) speicherbar
und/oder auf den Schlüssel (5) mittels eines diese Information codierenden Signals
übertragbar ist.
13. Schließsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung (4) und/oder der Schlüssel (5) eine Kapazität enthält, daß in der Kapazität
die interne Laufzeit sowie die gesamte Laufzeit als Spannung lad- und/oder entladbar ist,
wobei die Größe der Spannung die Information zur jeweiligen Laufzeit codiert, derart daß
sich die externe Laufzeit aus der Restspannung des Kondensators nach Übertragung des
Signals ergibt.
14. Schließsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
Signal aus einer Folge von Einzelsignalen besteht, wobei wenigstens ein Einzelsignal die
Steuereinrichtung (4) und/oder den Schlüssel (5) zwischen dem Ruhebetrieb und dem
bestimmungsgemäßen Betrieb umschaltet und wenigstens ein weiteres Einzelsignal
zwischen der Steuereinrichtung (4) und dem Schlüssel (5) übertragen wird.
15. Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schlüssel (5) und der
Steuereinrichtung (4) ein Signal zur Bestimmung eines der gesamten Laufzeit des Signals
entsprechenden Meßwertes, gegebenenfalls an varüerbarer Stelle innerhalb des Protokolls
zur Übertragung des Betriebssignals (7), übertragen wird, wobei insbesondere die interne
Laufzeit des Signals in der Steuereinrichtung (4) und/oder im Schlüssel (5) ermittelt sowie
der Meßwert um die interne Laufzeit korrigiert wird, und daß die Änderung des Zustandes
der Steuereinrichtung (4) lediglich dann bewirkt wird, wenn der Meßwert innerhalb eines
vorgegebenen Wertebereichs liegt.
16. Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß ein erstes Betriebssignal S1 in der Art eines Synchronisationssignals
von der Steuereinrichtung (4) zu einem ersten Zeitpunkt t1 gesendet wird, daß der Schlüssel
(5) nach Empfang des ersten Betriebssignals S1 ein zweites Betriebssignal S2 in der Art
eines Berechtigungssignals sendet, daß in der Steuereinrichtung (4) ein zu einem zweiten
Zeitpunkt t2 vom Schlüssel (5) erwartetes zweites Betriebssignal S2' erzeugt wird, daß das
zweite Betriebssignal S2 von der Steuereinrichtung (4) an einem dritten Zeitpunkt t3
empfangen wird, und daß ein Vergleich des zum dritten Zeitpunkt t3 vorliegenden Teils des
erwarteten zweiten Betriebssignals S2' mit dem zweiten Betriebssignal S2 erfolgt, wobei die
Zustandsänderung der Steuereinrichtung (4) lediglich dann bewirkt wird, wenn der
Vergleich einen bestimmten Grad an Übereinstimmung ergibt.
17. Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß während und/oder nach dem Senden des ersten Betriebssignals S1 zum
Zeitpunkt t1 in der Steuereinrichtung (4) das vom zugehörigen Schlüssel (5) erwartete
zweite Betriebssignal S2' erzeugt wird, und daß das erwartete zweite Betriebssignal S2' in
etwa um die zwischen dem zweiten Zeitpunkt t2 und dem ersten Zeitpunkt t1 vorliegende
Zeitspanne (Tv = t2-t1) verzögert wird.
18. Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vergleich zwischen dem zum dritten Zeitpunkt t3 vorliegenden Teil
des erwarteten zweiten Betriebssignals S2' mit dem empfangenen zweiten Betriebssignal S2
durch eine logische UND-Verknüpfung vorgenommen wird.
19. Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß ein erstes Betriebssignal S1 in der Art eines Synchronisationssignals
von der Steuereinrichtung (4) zu einem ersten Zeitpunkt t1 gesendet wird, daß der Schlüssel
(5) nach Empfang des ersten Betriebssignals S1 ein zweites Betriebssignal S2 in der Art
eines Berechtigungssignals sendet, daß in der Steuereinrichtung (4) ein zweiter Zeitpunkt t2
bestimmt wird, an dem der Empfang des zweiten Betriebssignals S2 erwartet wird, daß das
zweite Betriebssignal S2 von der Steuereinrichtung (4) an einem dritten Zeitpunkt t3
empfangen wird, und daß die Zustandsänderung der Steuereinrichtung (4) zusätzlich zur
positiven Auswertung des zweiten Betriebssignals S2 lediglich dann bewirkt wird, wenn die
zwischen dem dritten Zeitpunkt t3 und dem zweiten Zeitpunkt t2 auftretende Zeitspanne
Ts = t3-t2 kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist.
20. Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung (4) lediglich dann eine Auswertung des
zweiten Betriebssignals S2 zur Berechtigung des Schlüssels (5) vorgenommen wird, falls die
Zeitspanne Ts = t3-t2 kleiner als der Schwellwert ist.
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