DE10016413B4 - Schaltungsanordnung und Verfahren zum Senden und/oder Empfang eines Fahrzeugsicherheitssystems - Google Patents

Schaltungsanordnung und Verfahren zum Senden und/oder Empfang eines Fahrzeugsicherheitssystems Download PDF

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Abstract

Schaltungsanordnung eines Fahrzeugsicherheitssystems, mit einer ersten Schaltung (2), die funktionsfähig ist, ein Signal auf einer ersten Frequenzebene zu empfangen und/oder zu senden zur Authentifizierung eines Fahrertransponders zur Freigabe des Startens eines Fahrzeugmotors; und einer zweiten Schaltung (3), die funktionsfähig ist, ein Signal auf einer zweiten Frequenzebene zu empfangen und/oder zu senden für den fernbedienten Zugang zu dem Fahrzeug, wobei die Schaltungen (2, 3) so angeordnet sind, dass sie mit einer gemeinsamen Antenne (20) arbeiten, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (4) zur sequentiellen oder simultanen Freigabe der Schaltungen (2, 3), wobei zumindest die zweite Schaltung (3) Spannungsschutzmittel (31) enthält zum Spannungsschutz gegen Signale, die der Antenne (20) während des Betriebs der ersten Schaltung (2) zugeführt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und eine Methode zum Empfang und/oder Senden von Signalen eines Fahrzeugsicherheitssystems gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.
  • Ein Fahrzeugsicherheitssystem ist bekannt, welches auf Niederfrequenz- (NF) und auf Ultrahochfrequenzebene (UHF) zur Kommunikation mit einem berechtigten Transponder bzw. Zugangsschlüssel mit Fernbedienung betrieben wird.
  • Aus der FR 27 55 925 A1 ist eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die eine Diebstahlschutz- und eine Fernbedienungsvorrichtung aufweist. Die Fahrberechtigung eines Kraftfahrzeugs wird nur erzielt, wenn der Benutzer sich über einen mitgeführten Transponder authentifiziert. Über eine Hochfrequenzstrecke kann eine fernbedienbare Entriegelung oder Verriegelung der Kraftfahrzeugtüren erreicht werden. Die Transponderkommunikation wird beispielsweise bei einer Frequenz von 125 kHz durchgeführt, die Fernbedienung wird bei 434 MHz betrieben. Über eine Spule kann die Kommunikation sowohl mit dem Transponder als auch mit der Fernbedienung vorgenommen werden.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Fahrzeugsicherheitssystem die Verwendung einer einzigen Antenne sowohl zur Authentifizierung als auch zur Fernbedienung weiter zu optimieren. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • In der vorliegenden Erfindung wird ein System vorgestellt, welches Folgendes enthält:
    eine erste Schaltung, die funktionsfähig ist, ein Signal auf einer ersten Frequenzebene zu empfangen und/oder zu senden zur Authentifizierung eines Fahrertransponders zur Freigabe des Startens eines Fahrzeugmotors; und
    eine zweiten Schaltung, die funktionsfähig ist, ein Signal auf einer zweiten Frequenzebene zu empfangen und/oder zu senden für den fernbedienten Zugang zu dem Fahrzeug, wobei die Schaltungen so angeordnet sind, dass sie mit einer gemeinsamen Antenne arbeiten.
  • Das System ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit die Schaltungen sequentiell oder simultan freigibt, wobei zumindest die zweite Schaltung Spannungsschutzmittel enthält zum Spannungsschutz gegen Signal, die der Antenne während des Betriebs der ersten Schaltung zugeführt werden.
  • Alternativ dient die Steuereinheit zur Überwachung der Ausgangsleistung jeder der Schaltungen, wobei die Schaltungen passive Filter umfassen, um unerwünschte Frequenzkomponenten aus den von der Antenne empfangenen Signalen zu beseitigen.
  • Bevorzugterweise umfaßt die erste Schaltung einen Serieninduktor zur Beseitigung von Hochfrequenzkomponenten und die zweite Schaltung einen Serienkondensator zur Beseitigung von Niederfrequenzkomponenten. Bevorzugterweise umfaßt die zweite Schaltung des weiteren eine Klemmdiode zum Spannungsschutz gegen Signale, die der Antenne während des Betriebs der ersten Schaltung zugeführt werden.
  • Bevorzugterweise sind die Schaltungen in einem Modul bereitgestellt. In einer am meisten bevorzugten Ausführung ist das System ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug, wobei die erste Schaltung zum Empfang und/oder Senden von NF-Signalen und die zweite Schaltung zum Empfang und/oder Senden von UHF-Signalen ausgelegt ist.
  • Bevorzugterweise ist die Antenne um ein Zündschloß angebracht.
  • Des weiteren wird eine Methode zum Empfang und/oder Senden von Signalen vorgeschlagen, wobei eine erste Schaltung zum Empfang und/oder Senden von Signalen auf einer ersten Frequenzebene zur Authentifizierung eines Fahrertransponders zur Freigabe des Startens eines Fahrzeugmotors und eine zweite Schaltung zum Empfang und/oder Senden von Signalen auf einer zweiten Frequenzebene für den fernbedienten Zugang zu dem Fahrzeug ausgelegt ist, wobei Signale unter Benutzung entweder der ersten und/oder der zweiten Schaltung über eine gemeinsame Antenne empfangen und/oder gesendet werden.
  • Die Methode ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltung durch eine Steuereinheit freigegeben wird, wenn ein Zündschlüssel in ein Zündschloss eingeführt wird, und die zweite Schaltung durch die Steuereinheit freigegeben wird, wenn der Zündschlüssel aus dem Zündschloss herausgezogen wird.
  • Bevorzugterweise schließt die Methode eine sequentielle und/oder simultane Freigabe der Schaltungen ein.
    •
  • Eine bevorzugte Realisierung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend nur als Beispiel mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
  • 1 eine Schemadarstellung eines bekannten Systems;
  • 2 eine Schemadarstellung einer bevorzugten Realisierung des Systems, mit einer Antenne für Doppelfrequenzebenen;
  • 3 ein Flußdiagramm einer Betriebsweise des Systems gemäß 2; und
  • 4 eine schematische Perspektive eines Moduls, welches das System gemäß 2 einschließt.
  • Eine bekannte Form eines Fahrzeugsicherheitssystems 1 ist in 1 abgebildet einschließlich einer ersten NF-Schaltung 2 und einer zweiten UHF-Schaltung 3 verbunden mit einer gemeinsamen Steuereinheit 4 über entsprechende Steuerleitungen und Datenleitungen 5,6 bzw. 7,8. Die Steuereinheit 4 ist auch funktionsmäßig mit den Türschlössern des Fahrzeugs (nicht gezeigt) verbunden sowie mit einem Zündschalter 9 zur Steuerung der Start/Stopfunktion des Fahrzeugmotors. Die Steuereinheit 4 umfaßt einen NF-Sender/Empfänger und einen UHF-Empfänger.
  • Die UHF Schaltung 3 umfaßt eine UHF Antenne 10, die mit passender Schaltung 11 über einen Serienkondensator 12 verbunden ist. Die passende Schaltung ist wiederum mit einem SAW-Filter 13 und einem Empfänger 14 eines fernbedienten Schlüssels verbunden, welcher ein Signal an die Steuereinheit 4 abgibt, wenn ein entsprechendes Signal von der Antenne 10 empfangen wird, die Fahrzeugtüren zu entriegeln.
  • Die NF-Schaltung 2 umfaßt eine Spulenantenne 20, die mit einer passenden Schaltung 21 über zwei Serieninduktoren 22, 23 verbunden ist. Die passende Schaltung 21 ist wiederum mit einem Authentifizierungselement 24 verbunden, welches dem zweifachen Zweck dient, erstens die Antenne 20 mit Energie zu versorgen, um einen in einem Fahrzeugzündschlüssel oder dergleichen enthaltenen Meßwertwandler zu erregen, und zweitens ein von dem Meßwertwandler zurückgesandtes Signal zu empfangen und authentifizieren. Wenn das von dem Meßwertwandler empfangene Signal authentifiziert ist, gibt die Steuereinheit das Starten des Fahrzeugmotors frei.
  • Ein Fahrzeugsicherheitssystem 30, wie in 2 gezeigt, schließt viele Bestandteile ein, die dem System 1 der 1 ähnlich sind, und gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Der Hauptunterschied zwischen dem System 30 der 2 und der in 1 gezeigten Anordnung ist der, daß eine gemeinsame Antenne 20 für beide, die erste Schaltung 2 und die zweite Schaltung 3, verwendet wird.
  • Natürlich unterscheiden sich die Betriebsfrequenzen und – spannungen in den beiden Schaltungen wesentlich. Zum Beispiel arbeitet eine konventionelle UHF Schaltung 3 bei 3-400 MHz, und eventuell sogar bis zu 2 GHz, und die Empfangsspannung ist in Mikrovolts, da die Empfangsschaltung bei Pegeln von ungefähr 1 Volt gesättigt ist. Die NF Schaltung andrerseits arbeitet bei niedrigeren Frequenzen im Bereich von 125-134 KHz, und die Antenne wird ungefähr 100 Volt beim Senden und ungefähr 10 Volt beim Empfangen erzeugen. Klemmdioden 31 sind daher zwischen der passenden Schaltung 11 und dem SAW-Filter 13 vorgesehen, um die Schaltung 3 während des Betriebs der Schaltung 2 vor der Erzeugung von Überspannung zu schützen.
  • Zusätzlich kann die UHF Schaltung 3 einen weiteren Serienkondensator 32 zwischen der Antenne 20 und der passenden Schaltung 11 einschließen, um Niederfrequenzkomponenten aus der Schaltung 3 auszufiltern. Ähnlich ist auch die NF Schaltung 2 mit den Induktivitäten 22, 23 ausgestattet, um Hochfrequenzkomponenten auszufiltern.
  • Die Steuereinheit 4 kann dann die Ausgangsleistung beider Schaltungen 2 und 3 steuern und zwar auf eine Weise, die der in Bezug auf 1 beschriebenen ähnlich ist. Alternativ kann die Einheit 4 durch Folgesteuerung die Schaltungen freigeben, gemäß der in Bezug auf 3 beschriebenen Methode. Zum Beispiel in einem Start-Zustand 40 befindet sich ein Fahrer außerhalb eines verschlossenen Fahrzeugs. In diesem Zustand ist die Schaltung 3 freigegeben, Signale über die Antenne 20 bei Stufe 41 zu empfangen. Wenn ein angemessenes Signal empfangen wird, wie z.B. durch den Fahrer, der den Schlüssel für den fernbedienten Fahrzeugzugang betätigt, werden die Türen bei Stufe 42 entriegelt. Die Steuereinheit 4 prüft dann, um zu ermitteln, ob bei Stufe 43 ein Schlüssel in das Zündschloß eingeführt wird, und wenn der Schlüssel eingesteckt wird, geht die Steuereinheit auf Stufe 44, wo die Schaltung 3 gesperrt und die Schaltung 2 freigegeben wird, um einen Transponder zu authentifizieren, der bevorzugterweise in dem Schlüssel untergebracht ist. Der Fahrzeugmotor kann dann gestartet werden. Wenn der Schlüssel bei Stufe 45 wieder abgezogen wird, wird bei Stufe 46 die Schaltung 3 wieder freigegeben und die Schaltung 2 gesperrt, um das System wieder in denselben Zustand zu versetzen wie bei Stufe 40.
  • Da nur eine einzige Antenne benutzt wird, können die Schaltungen 2, 3, 4 und Antenne 20 in ein einziges Modul 40, wie in 4 gezeigt, eingeschlossen werden. Die Schaltungen 2, 3, 4 können an einer Stelle 41 im Fahrzeug (main body portion 41) untergebracht werden, die mit einer passenden Buchse 42 zum Anschluß an die Stromversorgung und ein Fahrzeug-Kommunikationssystem ausgestattet ist. Die Antenne 20 kann in Form einer Spulenantenne hinter einer Standard-Zündschloß-Anzeige 43, welche zur Aufnahme eines konventionellen Schlosses (nicht gezeigt) ausgelegt ist, angebracht werden.
  • Wie wohl aus Vorgehendem ersichtlich ist, können die Schaltungen 2, 3 eine gemeinsame Antenne 20 zum Empfang von Signalen auf Doppelfrequenzebenen benutzen. Dies wurde zuvor nicht als möglich angesehen, aber es wurde überraschenderweise festgestellt, daß das System 30 Betriebsfähigkeiten hat, die im wesentlichen denen des bekannten Systems 1 ähnlich sind, welches separate UHF und NF Antennen verwendet. Dies mag zumindest teilweise an der Positionierung der Antenne 20 in der Lage einer konventionellen NF-Antenne liegen, so daß der UHF-Signalempfang verstärkt wird, im Vergleich mit der konventionellen Positionierung einer UHF-Antenne an einem Karosserieblechteil des Fahrzeugs. Die Verwendung einer einzigen Antenne bietet Vorteile insoweit als die Anzahl der für das System benötigten Teile reduziert wird, was auch zu einer Senkung der Produktionskosten führt und einfache Herstellung ermöglicht, insbesondere da die Schaltungen und die Antenne in einem einzigen Modul 40, wie in 4 gezeigt, zusammengebaut werden können.
  • Die Erfindung ist natürlich nicht auf das oben beschriebene Fahrzeugsicherheitssystem mit Doppelfrequenzebenen für UHF und NF beschränkt, sondern kann gleichweise auf alle Systeme oder Methoden angewandt werden, wo Signale auf einer Vielzahl von Frequenzebenen empfangen werden.

Claims (10)

  1. Schaltungsanordnung eines Fahrzeugsicherheitssystems, mit einer ersten Schaltung (2), die funktionsfähig ist, ein Signal auf einer ersten Frequenzebene zu empfangen und/oder zu senden zur Authentifizierung eines Fahrertransponders zur Freigabe des Startens eines Fahrzeugmotors; und einer zweiten Schaltung (3), die funktionsfähig ist, ein Signal auf einer zweiten Frequenzebene zu empfangen und/oder zu senden für den fernbedienten Zugang zu dem Fahrzeug, wobei die Schaltungen (2, 3) so angeordnet sind, dass sie mit einer gemeinsamen Antenne (20) arbeiten, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (4) zur sequentiellen oder simultanen Freigabe der Schaltungen (2, 3), wobei zumindest die zweite Schaltung (3) Spannungsschutzmittel (31) enthält zum Spannungsschutz gegen Signale, die der Antenne (20) während des Betriebs der ersten Schaltung (2) zugeführt werden.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsschutzmittel (31) durch zumindest eine Klemmdiode realisiert sind.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) zur Überwachung der Ausgangsleistung zumindest einer oder jeder der Schaltungen (2, 3) dient.
  4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schaltungen (2, 3) Filtermittel (12, 22, 23, 32) umfasst, um unerwünschte Frequenzkomponenten aus den von der Antenne (20) empfangenen Signalen zu beseitigen.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schaltung (2) zumindest eine Induktivität (22, 23) zur Beseitigung von Hochfrequenzkomponenten und/oder die zweite Schaltung (3) zumindest einen Kondensator (12, 13) zur Beseitigung von Niederfrequenzkomponenten enthält.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher die Schaltungen in einem Modul bereitgestellt sind.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schaltung (2) zum Empfang von NF-Signalen und die zweite Schaltung (3) zum Empfang von UHF-Signalen ausgelegt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne (20) um ein Zündschloss angeordnet ist.
  9. Verfahren zum Empfang und/oder Senden von Signalen eines Fahrzeugsicherheitssystems, mit einer ersten Schaltung (2) zum Empfang und/oder Senden von Signalen auf einer ersten Frequenzebene zur Authentifizierung eines Fahrertransponders zur Freigabe des Startens eines Fahrzeugmotors, und einer zweiten Schaltung (3) zum Empfang und/oder Senden von Signalen auf einer zweiten Frequenzebene für den fernbedienten Zugang zu dem Fahrzeug, wobei Signale unter Benutzung entweder der ersten und/oder der zweiten Schaltung (2, 3) über eine gemeinsame Antenne (20) empfangen und/oder gesendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltung (2) durch eine Steuereinheit (4) freigegeben wird, wenn ein Zündschlüssel in ein Zündschloss eingeführt wird, und die zweite Schaltung (3) durch die Steuereinheit (4) freigegeben wird, wenn der Zündschlüssel aus dem Zündschloss herausgezogen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungen (2, 3) durch die Steuereinheit (4) sequentiell oder simultan freigegeben werden.
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