DE102004038837A1 - Elektronisches Diebstahlschutzsystem mit korrelierten Sende-/Empfangsantennen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Diebstahlschutzsystem und ein Betriebsverfahren, bei dem Sende-/Empfangsantennen verschiedener Frequenzen elektrisch miteinander korreliert sind, wobei die Datenkommunikation der Zugangscodesignale zumindest teilweise über gemeinsam genutzte Signalpfade erfolgt. Ferner wird eine Frequenzentkopplung der Zugangscodesignale vorgenommen. Vorzugsweise sind die Sende-/Empfangsantennen auch baulich integriert ausgebildet. Damit kann eine wesentliche Vereinfachung des Systems und gleichzeitig auch eine Kostenoptimierung erzielt werden.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Diebstahlschutzsystems, bei dem für eine Datenkommunikation über mindestens zwei Sende-/Empfangsantennen elektromagnetische Zugangscodesignale gesendet und/oder empfangen werden. Die Erfindung betrifft ferner ein elektronisches Diebstahlschutzsystem, bei dem zur Datenkommunikation mindestens zwei Sende-/Empfangsantennen zum Senden und/oder zum Empfangen von elektromagnetischen Zugangscodesignalen vorgesehen sind,
- Wenngleich prinzipiell auf beliebige elektronischen Diebstahlschutzsysteme anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend in Bezug auf ein elektronischen Diebstahlschutzsystem in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Solche Diebstahlschutzsysteme und Verfahren zum Betreiben solcher Diebstahlschutzsysteme sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.
- Die Deutsche Patentanmeldung
DE 195 42 441 C2 beschreibt eine Antennenvorrichtung für ein Diebstahlschutzsystem, wobei diese Antennenvorrichtung ein Paar räumlich getrennter, jedoch unmittelbar benachbart angeordneter und miteinander mechanisch verbundener Sende- und Empfangsspulen aufweist, die jeweils eine Einzelantenne bilden. Beide Einzelantennen werden durch dasselbe Steuergerät mit sinusförmigen Signalen angesteuert, so dass jede der beiden Einzelantennen ein elektromagnetisches Signal mit gleicher Frequenz erzeugt, aber die Signale der beiden Einzelantennen mit einer Phasenverschiebung zwischen den Signalen ausgestrahlt werden. Letztlich wird dadurch ein sich hin- und herbewegendes e lektromagnetisches Feld der gleichen Frequenz durch Überlagerung der beiden Einzelsignale erzeugt. - Weiterhin ist in dem Deutschen Patent
DE 195 42 441 C2 eine weitere Spule in Form einer Energiespule vorgesehen, die mit einer der Einzelantennen einstückig ausgebildet ist und gemeinsam mit dieser Einzelantenne angesteuert wird. Es besteht also auch eine elektrische Verbindung zwischen der Einzelantenne und der Energiespule und die beiden Spulen erzeugen elektromagnetische Felder gleicher Frequenz und Phasenlage. Weiter führt dieDE 195 42 441 C2 aus, dass entweder niederfrequente oder hochfrequente Felder durch die Antennen erzeugt werden können, je nach Anordnung der Antennen am oder im Fahrzeug sowie gewünschter Reichweite. Es bleibt aber dabei, dass alle Antennen stets Felder derselben Frequenz erzeugen. - Grundsätzlich können aber auch die Antennen des Diebstahlsystems mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden. Bei dem allgemein bekannten PASE-System (PASE = Passive Start and Entry-System), das als Zugangskontrollsystem für Kraftfahrzeuge von der Firma Siemens VDO entwickelt und vertrieben wird, sind hingegen mehrere, räumlich getrennte Antennen mit unterschiedlicher Auslegung vorgesehen: Hier sind einerseits Antennen für den LF-Bereich im Frequenzbereich von 50–125 kHz in Form von Luft- oder Magnetkernspulen und andererseits Antennen für den UHF-Bereich im Frequenzbereich von 300–900 MHz in Form von Dipol- oder Stabantennen vorgesehen. Durch diese hinsichtlich ihres Frequenzbereichs unterschiedlich ausgebildeten Antennen können Funkverbindungen mit unterschiedlichen Frequenzen zu einem Datenträger, beispielsweise einem aktiven oder passiven Transponder, aufgebaut, was letztendlich zu einer besseren und zuverlässigeren Datenkommunikation führt werden.
- Bei diesen Systemen werden typischerweise 4 bis 8 LF-Antennen und 1 bis 4 UHF-Antennen verwendet, die räumlich an unterschiedlichen Stellen im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Die Verwendung voneinander räumlich getrennter Antennen dient dem Zweck, eine Optimierung des Empfangs der gesendeten Zugangscodesignalen zu erzielen. Es soll dadurch eine noch größere Anzahl von Antennen mit gleichem Frequenzbereich vermieden werden. Ferner soll Steuerelektronik möglichst einfach gehalten werden. Die verschiedenen Antennen sind je nach Anwendung typischerweise an denjenigen Stellen des Pkws eingebaut, an denen eine Zugangsberechtigungs-Anfrage und eine Fahrtberechtigungs-Anfrage vorgenommen wird, wie zum Beispiel im Bereich der Türen, Heckklappe oder des Zündschlosses. Diese Grundsätze sind prinzipiell auch für die vorliegende Erfindung anwendbar.
- Problematisch an der vorgenannten Verwendung verschiedener und an unterschiedlichen Orten im Kraftfahrzeug eingebauter Antennen, wie sie zum Beispiel bei derzeitigen PASE-Systemen der Fall verwendet werden, ist aber, dass mit den räumlich verteilten Antennen einen hohen Kostenfaktor einher geht. Zudem ist hierfür auch eine sehr aufwändige Verkabelung zu jeder einzelnen Antenne erforderlich.
- Eine solche fernsteuerbare Zugangskontrolleinrichtung, die eine Sende-/Empfangseinrichtung mit verteilten Antennen unterschiedlicher Frequenz aufweist, ist auch in der Deutschen Offenlegungsschrift
DE 43 29 697 A1 beschrieben. - Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und insbesondere eine möglichst kostengünstige Sende-/Empfangseinrichtung in einem elektronischen Diebstahlschutzsystem anzugeben.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
- Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass im Gegensatz zu bekannten Lösungen die verschiedenartig ausgebildeten Sende-/Empfangsantennen des Diebstahlschutzsystems nicht isoliert voneinander betrieben werden. Vielmehr erfolgt die Datenkommunikation der Zugangscodesignale, die in einem ersten zugelassenen Frequenzband sowie in zumindest einem zweiten, davon verschiedenen zugelassenen Frequenzband erfolgt, nunmehr signaltechnisch korreliert. Ein jeweiliges zugelassenes Frequenzband kann auch unterschiedliche Frequenzen aufweisen, sofern diese die Grenzen dieses Frequenzbandes nicht überschreiten. Ferner erfolgt die Datenkommunikation der Zugangscodesignale zumindest teilweise über gemeinsam genutzte Signalpfade innerhalb der Sende-/Empfangsantennen. Es liegt also eine Wechselwirkung zwischen den Sende-/Empfangsantennen und damit zwischen den von ihnen übertragenen oder empfangenen Signalen vor, die die gemeinsame Nutzung von Systemressourcen des Diebstahlschutzsystems ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß durch ein zumindest teilweises bautechnisches Zusammenführen zumindest eines Teils der beiden Sende-/Empfangsantennen erreicht. Damit kann durch Einsparung von Verbindungsleitungen, Antennenbestandteilen und sonstigen Komponenten eine wesentliche Vereinfachung des Systems und damit gleichzeitig auch eine Kostenoptimierung erzielt werden. Weiterhin kann gegebenenfalls auch eine funktionale Optimierung aufgrund von zusätzlichen Wechselwirkungseffekten erreicht werden.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.
- Typischerweise bezeichnet dabei das erste zugelassene Frequenzband ein LF-Frequenzband und das zweite zugelassene Frequenzband ein HF-Frequenzband, insbesondere ein HF-Frequenzband.
- Eine spezielle Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahren sieht vor, dass die Datenkommunikation der Zugangscodesignale zumindest teilweise über gemeinsam genutzte Signalpfade erfolgt und dass ferner eine Frequenzentkopplung der Zugangscodesignale vorgenommen wird. Es können also vorteilhaft Signalpfade gemeinsam genutzt werden und dadurch die Zahl der notwendigen Signalpfade verringert werden. Eine eventuell störende gegenseitige Beeinflussung von Zugangscodesignalen mit Frequenzen in einem unterschiedlichen Frequenzband wird durch die vorgesehene Frequenzentkopplung vermieden. Damit wird auch bei gemeinsamer Nutzung von Signalpfaden ein störungsfreier Betrieb des Diebstahlschutzsystems bei Verwendung der Frequenzen aller unterschiedlicher Frequenzbänder garantiert.
- Das erfindungsgemäße Diebstahlschutzsystem kann insbesondere so weitergebildet werden, dass zumindest eine erste Sende-/Empfangsantenne und zumindest eine zweite Sende-/Empfangsantenne, also Sende-/Empfangsantennen, die für unterschiedliche Frequenzbänder ausgelegt sind, über eine elektrische Koppelschaltung mit einem gemeinsam genutzten Signalpfad verbunden sind. Hierdurch ergibt sich wiederum der Vorteil, dass Signalpfade gemeinsam genutzt werden und dadurch die Zahl der notwendigen Signalpfade verringert werden kann. Die zwischen erster und zweiter Sende-/Empfangsantenne vorgesehene Koppelschaltung erfüllt insbesondere den Zweck einer Entkopplung von Zugangscodesignalen unterschiedlicher Frequenzbänder, das heißt die Koppelschaltung dient der Frequenzentkopplung der Zugangscodesignale. Dazu kann insbesondere vorgesehen werden, dass die elektri sche Koppelschaltung als Kopplungsnetzwerk mit Tiefpass-Charakteristik oder Bandpass-Charakteristik ausgebildet ist.
- Die vorgenannten Maßnahmen dienen insbesondere einer signaltechnischen bzw. elektrischen Integration der unterschiedlichen Sende-/Empfangsantennen bzw. deren Signalpfade. Es kann aber eine noch weitergehende Optimierung des erfindungsgemäßen Diebstahlschutzsystems durch eine zumindest teilweise bautechnische Integration zumindest eines Teils der unterschiedlichen Sende-/Empfangsantennen erfolgen. Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass zumindest eine erste und eine zweite Sende-/Empfangsantenne – also wiederum Sende-/Empfangsantennen unterschiedlicher Frequenzbänder – auf ein gemeinsames Trägerelement integriert sind. Hierdurch ergeben sich erhebliche bauliche Vereinfachungen, was insbesondere für einen Einbau der Sende-/Empfangsantennen in Einbauräumen mit geringen Ausmaßen relevant ist, wie beispielsweise in einem Zündschloss, einem Türgriff oder einem Außenspiegel.
- Die Sende-/Empfangsantennen des Diebstahlschutzsystems können grundsätzlich wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch die erste Sende-/Empfangsantenne als LF-Antenne, beinhaltend eine Spule mit einem Transformatorenblechkern, ausgebildet. Die zweite Sende-/Empfangsantenne ist bevorzugt als HF-Antenne und insbesondere als UHF-Antenne, beinhaltend eine Leiterplatte, ausgebildet. Dabei kann insbesondere die Leiterplatte selbst als HF-Antenne verwendet werden. Eine solche Maßnahme ist aus herstellungstechnischen Gründen besonders einfach und damit vorteilhaft zu realisieren.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
-
1 eine prinzipielle elektrische Schaltung zweier Sende-/Empfangsantennen eines erfindungsgemäßen Diebstahlschutzsystems; -
2 eine spezielle bauliche Anordnung zweier Sende-/Empfangsantennen eines Diebstahlschutzsystems nach1 . - In den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Signale – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung der elektrischen Schaltung zweier Sende-/Empfangsantennen1 ,2 eines erfindungsgemäßen Diebstahlschutzsystems. Dieses ist zum Einbau in ein Fahrzeug vorgesehen und kann dazu verwendet werden, Zugangsanfragen und/oder Fahrtberechtigungsanfragen in Form von elektromagnetischen Zugangscodesignalen an einen mobilen Transponder zu übertragen oder entsprechende Zugangscodesignale von einem solchen Transponder zu empfangen. - Dabei ist eine erste Sende-/Empfangsantenne
1 vorgesehen, die als LF-Antenne für einen Frequenzbereich (erstes Frequenzband) von 50–125 kHz ausgebildet ist. Diese Antenne1 kann grundsätzlich in Form einer Spule mit Ferritkern oder Transformatorblech realisiert werden. - Weiterhin ist eine zweite Sende-/Empfangsantenne
2 vorgesehen, die als UHF-Antenne für einen Frequenzbereich (zweites Frequenzband) von 300–900 MHz ausgelegt ist. Diese Antenne2 kann grundsätzlich als Dipol-Antenne ausgebildet sein. Als UHF-Antenne2 kann aber auch eine Stabantenne oder eine Loop-Antenne verwendet werden. Bei einer solchen Loop- Antenne beschreibt der Antennenteil eine geschlossene Schleife. - Die Sende-/Empfangsantennen
1 ,2 sind über eine elektrische Koppelschaltung3 in Form eines Kopplungsnetzwerkes signaltechnisch verbunden. Im Beispiel in1 ist das Kopplungsnetzwerk3 als RC-Glied ausgebildet, dass heißt es weist zumindest ein resistives Element und zumindest ein kapazitiven Element auf. Dieses Kopplungsnetzwerk3 dient zur Frequenzentkopplung der Sende-/Empfangsantennen1 ,2 , das heißt es wird eine Trennung der Frequenzbänder der Sende-/Empfangsantennen1 ,2 bewirkt. Dies ist deshalb erforderlich, da die über die Sende-/Empfangsantennen1 ,2 übertragenen oder empfangenen Signale über eine gemeinsame Verbindungsleitung4 als Signalpfad von bzw. zu einem nicht dargestellten Steuergerät weitergeleitet werden. Als Verbindungsleitung4 wird beispielsweise ein Koaxialkabel gewählt. Als Kopplungsnetzwerk3 ist im einfachsten Fall ein Netzwerk mit Tiefpass- oder Bandpass-Charakteristik vorgesehen, um die einzelnen Frequenzbänder definiert voneinander trennen zu können. Aufgrund der stark unterschiedlichen Frequenzbänder von zum Beispiel einer LF-Antenne1 und einer UHF-Antenne2 ist die Frequenzentkopplung sehr einfach zu realisieren. -
2 zeigt eine spezielle Realisierungsform der gemeinsamen Sende-/Empfangsantennen1 ,2 . Diese sind im Beispiel in2 auf ein gemeinsames Trägerelement6 , wie beispielsweise eine Leiterplatte oder Platine, integriert. Dabei ist die LF-Antenne1 als Spule ausgebildet, die insbesondere einen Transformatorenblechkern aufweisen kann. Die UHF-Antenne2 wird bevorzugt durch eine leitende Schicht auf der Leiterplatte6 realisiert. Zwischen LF-Antenne1 und UHF-Antenne2 ist ein als Isolator ausgebildeter Abstandshalter5 angeordnet. - In
2 nicht dargestellt ist die Ankopplung der gemeinsamen Verbindungsleitung4 sowie das Kopplungsnetzwerk3 . Das Kopplungsnetzwerk3 ist vorzugsweise ebenfalls auf dem Trägerelement6 angeordnet. Das Kopplungsnetzwerk3 kann dabei diskret aufgebaut sein, zum Beispiel durch einzelne diskrete Bauelemente, welche auf der Trägerplatte6 aufgelötet sind. Alternativ kann das Kopplungsnetzwerk3 auch als leitende Schicht, welche die Widerstände, Kapazitäten und deren Verbindungsleitungen darstellen, direkt auf das Trägerelement6 aufgebracht werden. Alternativ kann das Kopplungsnetzwerk3 auch in Form einer integrierten Schaltung ausgebildet sein oder Bestandteil einer integrierten Schaltung sein, welche entsprechend, zum Beispiel durch Löten, auf das Trägerelement6 aufgebracht wird. - Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
- So können statt nur zwei Sende-/Empfangsantennen mit unterschiedlichem Frequenzbändern auch mehr als zwei Sende-/Empfangsantennen mit unterschiedlichem Frequenzbänder vorgesehen sein. So können beispielsweise auch mehrere UHF-Antennen vorgesehen sein. Diese ermöglichen eine verbesserte Lokalisierung eines Transponders, insbesondere bei Mehrwegeausbreitung, und einen besseren Signal-Rausch-Abstand. Es können zum Beispiel 4 bis 8 LF-Antennen und 1 bis 4 UHF-Antennen verwendet werden, die jeweils an verschiedenen, geeigneten Stellen des Fahrzeuges angeordnet werden können, wie bereits eingangs erläutert. Auch können andere Arten geeigneter Antennenanordnungen als die hier beispielhaft beschriebenen Ausgestaltungen verwendet werden. Ebenso können auch andere gemeinsame Trägerelemente für eine bauliche Integration von zwei oder mehr Sende-/Empfangsantennen verwen det werden. So kann insbesondere auch eine Sende-/Empfangsantenne selbst als Trägerelement für weitere Sende-/Empfangsantennen dienen.
Claims (9)
- Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Diebstahlschutzsystems, bei dem für eine Datenkommunikation über mindestens zwei Sende-/Empfangsantennen (
1 ,2 ) elektromagnetische Zugangscodesignale gesendet und/oder empfangen werden, wobei – die Datenkommunikation der Zugangscodesignale in einem ersten zugelassenen Frequenzband sowie in zumindest einem zweiten, davon verschiedenen zugelassenen Frequenzband erfolgt, – die Übertragung und/oder der Empfang der Zugangscodesignale signaltechnisch korreliert erfolgt, – die Datenkommunikation der Zugangscodesignale zumindest teilweise über gemeinsam genutzte Signalpfade in den Sende-/Empfangsantennen (1 ,2 ) vorgenommen wird und – ferner eine Frequenzentkopplung der Zugangscodesignale vorgenommen wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste zugelassene Frequenzband ein LF-Frequenzband und das zweite zugelassene Frequenzband ein HF-Frequenzband bezeichnet.
- Elektronisches Diebstahlschutzsystem, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem zur Datenkommunikation mindestens zwei Sende-/Empfangsantennen (
1 ,2 ) zum Senden und/oder zum Empfangen von elektromagnetischen Zugangscodesignalen vorgesehen sind, wobei – mindestens eine erste Sende-/Empfangsantenne (1 ) zur Datenkommunikation in einem ersten Frequenzband vorgesehen ist, – mindestens eine zweite Sende-/Empfangsantenne (2 ) zur Datenkommunikation in einem zweiten, davon verschiedenen Frequenzband vorgesehen ist und – ein zumindest teilweises bautechnisches Zusammenführen zumindest eines Teils der beiden Sende-/Empfangsantennen (1 ,2 ) vorgesehen ist. - Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Sende-/Empfangsantenne (
1 ) und zumindest eine zweite Sende-/Empfangsantenne (2 ) über eine elektrische Koppelschaltung (3 ) mit einem gemeinsam genutzten Signalpfad (4 ) verbunden sind. - Diebstahlschutzsystem wenigstens einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Koppelschaltung (
3 ) als Kopplungsnetzwerk (3 ) mit Tiefpass-Charakteristik oder Bandpass-Charakteristik ausgebildet ist. - Diebstahlschutzsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und die mindestens eine zweite Sende-/Empfangsantenne (
1 ,2 ) signaltechnisch miteinander verbunden sind. - Diebstahlschutzsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Sende-/Empfangsantenne (
1 ) und zumindest eine zweite Sende-/Empfangsantenne (2 ) auf einem gemeinsamen Trägerelement (6 ), insbesondere auf einer Platine (6 ), integriert sind. - Diebstahlschutzsystem wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sende-/Empfangsantenne (
1 ) als LF-Antenne (1 ), die eine Spule mit einem Transformatorenblechkern oder Ferritkern aufweist, zum Senden und/oder zum Empfangen von LF-Frequenzen ausgebildet ist. - Diebstahlschutzsystem wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Sende-/Empfangsantenne (
2 ) als HF-Antenne (2 ), die eine Leiterplatte aufweist, zum Senden und/oder Empfangen von HF-Frequenzen ausgebildet ist.
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
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