DE102005005894B4 - System für eine störungsreduzierte Signalübertragung von passiven Zugangs- und/oder Startsystemen - Google Patents

System für eine störungsreduzierte Signalübertragung von passiven Zugangs- und/oder Startsystemen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem für passive Zugangs- und/oder Startsysteme mit einem Identifikationssender (1) und einem fahrzeugseitigen Steuergerät (2). DOLLAR A Erfindungsgemäß kommunizieren der Identifikationssender (1) und das Steuergerät (2) über einen Funkempfänger (3) bzw. einem Funksender (4). Hierbei sendet das Steuergerät (2) dem Identifikationssender (1) über den Funksender (4) niederfrequente Signale und der Identifikationssender (1) dem Steuergerät (2) über den Funkempfänger (3) hochfrequente Signale. DOLLAR A Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für passive Schlüssel- und Startsysteme von Kraftfahrzeugen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem für passive Zugangs- und/oder Startsysteme mit einem Identifikationssender und einem fahrzeugseitigen Steuergerät.
  • Aus der DE 199 02 797 C1 , DE 197 28 761 C1 und der DE 198 27 586 A1 sind schlüssellose Zugangskontrolleinrichtungen für Kraftfahrzeuge bekannt. Abgesehen von der bekannten Ver- und Entriegelungsfunktion bei Kraftfahrzeugen wird ferner eine Möglichkeit zur wirksamen Verhinderung einer unbeabsichtigten Entriegelung von Fahrzeugtüren vorgeschlagen. Durch den Austausch und die Verifikation kodierter Signale, die mittels niederfrequenter bzw. hochfrequenter Signale zwischen dem Fahrzeugschlüssel und einer fahrzeugseitigen Steuereinheit ausgetauscht werden, wird der Fahrzeugschlüssel frei geschaltet. Im Anschluss an diese Freischaltung ist es möglich, mit dem Fahrzeugschlüssel das Fahrzeug zu ver- bzw. entriegeln.
  • Aus der DE 100 13 542 A1 ist eine Anordnung für ein Zugangssicherungssystem für Kraftfahrzeuge bekannt. Es wird ein Zugangssystem für eine verbesserte Resistenz gegenüber externen Angriffen vorgeschlagen. Hierzu ist vorgesehen, dass magnetische Wechselfelder die von einer fahrzeugseitigen Basisstation getriggert werden von einem Schlüssel gemessen werden und daraus eine erste Position ermittelt wird. In einem weiteren Schritt sendet der mobile Fahrzeugschlüssel ein Ultrahochfrequenzsignal an den Empfänger der Basisstation aus. Aus den empfangenen Ultrahochfrequenzsignalen wird durch die Basisstation eine zweite Position be stimmt. Die Zugangsberechtigung zum Kraftfahrzeug ist schließlich abhängig von dem Vergleich der beiden Positionen.
  • Aus der DE 44 40 855 A1 ist ein annäherungssensitives Kontrollsystem bekannt. Es wird vorgeschlagen, einem Transpondersignal, das zum Beispiel von einem Fahrzeugschlüssel ausgesendet wird und das an eine fahrzeugseitige Basisstation gesendet wird, durch Faltung mit einem Rauschsignal eine zusätzliche Redundanz beizufügen. In der Basisstation wird mit dem empfangenen Signal eine Kreuzkorrelation durchgeführt, so dass auch bei sehr geringer Sendeleistung und starken Störungen aufgrund der Redundanz noch das Transpondersignal zurückgewonnen werden kann.
  • Bislang werden Authentifizierungsdaten eines Identifikationssenders typischerweise über ein lizenzfreies sog. Industrial, Scientific and Medical (ISM)-Band an ein z.B. fahrzeugseitiges Steuergerät gesendet. Da die ISM-Bänder in der Regel von sehr vielen Funksystemen, insb. auch Fahrzeuggebundenen, benutzt werden, kann es hier zu Störungen oder gar Blockaden eines bestimmten Funkkanals kommen.
  • Um bei drahtlosen Datenübertragungen Störungen auf z.B. Radiofrequenzen innerhalb des ISM-Bandes zu umgehen, werden schon seit längerem Verfahren zur Benutzung mehrerer Frequenzkanäle innerhalb eines Frequenzbandes verwendet, beispielsweise durch Frequenzwechsel oder Bandspreizung. Bandspreizung ist vor allem bei höheren Frequenzen effektiv, erfordert jedoch zusätzlich eine relativ aufwändige Radiofrequenz- Sende- und Empfangseinheit. Daher wird bei passiven Zugangssystemen in der Regel eine fehlgeschlagene Datenübertragung einfach oder mehrfach wiederholt bzw. nacheinander auf mehreren Kanälen gesendet.
  • Nachteilig hierbei ist, dass sich diese Strategie nur für kurzfristige Störer eignet und dass der Sender auch im ungestörten Fall einen hohen Strombedarf hat, was die Batterielebensdauer des Identifikationssenders stark einschränkt. We terhin ist der Sender durch die längere Übertragungszeit auch länger blockiert, z.B. für Datenempfang oder Tastenauswertung.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zur funkbasierten Übermittlung von Daten bereitzustellen, wobei die durch andere Funksignale hervorgerufenen Störeinflüsse minimiert und gleichzeitig die Batterielebensdauer des Identifikationssenders erhöht werden sollen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Datenübertragungssystem für passive Zugangs- und/oder Startsysteme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Das Datenübertragungssystem ist erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass das Steuergerät dem Identifikationssender ein niederfrequentes Signal sendet. Hierdurch werden Informationen vorteilhaft auf einem wenig von Störungen behafteten Frequenzband zuverlässig an den Identifikationssender übertragen. Der Identifikationssender wiederum sendet hochfrequente Radiofrequenz-Signale über den Funkempfänger an das Steuergerät. Ferner werden die gesendeten Signale vom Identifikationssender im Steuergerät mit dort errechneten Signalmustern verglichen. Ansonsten wäre ein sog. Record-Attack möglich, bei dem ein möglicher Angreifer einige Sendungen abfängt und sich später als Nutzer mit einem vermeintlich gültigen Identifikationssender ausweist. Deshalb errechnet das Steuergerät vorzugsweise zu jeder Abfrage die erwarteten Signalmuster vom Identifikationssender neu (sog. Challenge-Response-Verfahren) und vergleicht sie dann mit dem empfangenen Signal.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, insbesondere bei unstimmigen Signalmustern, durch ein niederfrequentes Signal des Steuergerätes an den Identifikationssender vorteilhaft eine Änderung der Übertragungsparameter des Identifikationssenders zu bewirken. Eine Unstimmigkeit der Signalmuster kann beispielsweise darauf zurückzuführen sein, dass es sich um einen grundsätzlich nicht übereinstimmenden Identifikationsgeber handelt, d.h. nicht zu dem gewünschten Fahrzeug gehörend, oder dass das hochfrequente Signal des Identifikationsgebers bei der Übertragung gestört wurde und somit nicht vollständig übermittelt wurde. In dem letzteren Fall dient eine Änderung eines Übertragungsparameters dazu, eine bessere und zuverlässigere Übertragungsbedingung herbeizuführen.
  • Zweckmäßigerweise sind die hochfrequenten Signale von dem Identifikationsgeber über den Funksender an das Steuergerät identifikationsgebende Radiosignale.
  • Zweckmäßigerweise handelt es sich bei den Übertragungsparametern um ein Frequenz-Band, einen Frequenz-Kanal, ein Frequenzwechselmuster oder/und ein Codier-Verfahren.
  • Vorzugsweise verfügen der Identifikationssender und das Steuergerät über identische, insbesondere voreinstellbare, Übertragungsparameter für das z.B. Radiofrequenz-Band. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass keine separate Synchronisation zwischen dem Identifikationssender und dem Steuergerät notwendig ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das hochfrequente bzw. identifikationsgebende Radiosignal als Reaktion auf ein zuvor kommuniziertes Niederfrequenz-Signal gesendet.
  • In diesem Zusammenhang hat sich bewährt, dass innerhalb eines definierbaren Zeitraums nach der Aussendung eines Niederfrequenz-Signals vom Steuergerät an den Identifikationssender im Steuergerät abgefragt wird, ob ein Radiofrequenz-Signal empfangen wurde. Im positiven Fall und bei der Erkennung des Signals wird die Entschlüsselung bzw. Startfunktion des Fahrzeuges ausgelöst. Im negativen Fall oder auch bei zeitlich definierten Übertragungslücken sendet das Steuergerät ein weiteres Niederfrequenz-Signal zur Änderung des Übertragungsparameters beim Identifikationssender.
    •
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen erläutert.
  • Darin zeigen schematisch:
  • 1 eine schematische Darstellung der Sender- und Empfängerkomponenten eines Kraftfahrzeugs; und
  • 2 ein beispielhafter Ablauf einer Parameteränderung.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung der Sender- und Empfängerkomponenten eines Kraftfahrzeugs. Hierzu zählen ein Identifikationsgeber 1, dessen entsprechendes Radiofrequenz-Signal zur Identifizierung von einen Funkempfänger 3 empfangen und an ein Steuergerät 2 weitergeleitet wird. Das Steuergerät 2 löst ggf. ein Niederfrequenz-Signal in einem Funksender 4 aus, so dass der Identifikationsgeber 1 eine Information zur Änderung eines Übertragungsparameters erhält.
  • 2 zeigt einen beispielhaften Ablauf einer Parameteränderung. Hierbei werden zwei aufeinander folgende Übertragungsversuche eines Signals von einem Identifikationssender an einen Empfänger (Ergebnis) beschrieben. In beiden Fällen ist ein Radiofrequenz-Störsignal präsent. Im ersten Fall wird dadurch die Antwort gestört. Das Steuergerät sendet daraufhin ein Niederfrequenz-Signal an den Identifikationsgeber, das zur Folge hat, dass beim nächsten Übertragungsversuch ein Übertragungsparameter geändert wird; in diesem Fall der Kanal von 1 auf 2. Im zweiten Fall wurde somit eine erfolgreiche Übertragung erreicht.
  • Insbesondere hat sich eine Ausgestaltung bewährt, bei der das Steuergerät 2 nach Aussendung eines niederfrequenten Signals einen internen Timer aufzieht. Der Identifikationssender 1 leitet selbstständig ein empfangenes und (gemäß einigen einfachen Plausibilitätsprüfungen) gültiges Signal an das Steuergerät 2 weiter. Ist der Timer abgelaufen, fragt das Steuergerät 2 somit nicht mehr beim Identifikationssender 1 an, sondern veranlasst sofort die Sendung eines zweiten Signals.
  • Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für passive Schlüssel- und Startsysteme von Kraftfahrzeugen.

Claims (7)

  1. Datenübertragungssystem für passive Zugangs- und/oder Startsysteme mit einem Identifikationssender (1) und einem fahrzeugseitigen Steuergerät (2), wobei – der Identifikationssender (1) und das Steuergerät (2) über einen Funkempfänger (3) bzw. einen Funksender (4) kommunizieren, wobei das Steuergerät (2) dem Identifikationssender (1) über den Funksender (4) niederfrequente Signale und der Identifikationssender (1) dem Steuergerät (2) über den Funkempfänger (3) hochfrequente Signale übermittelt, wobei – die vom Identifikationssender (1) gesendeten Signale im Steuergerät (2) mit dort errechneten Signalmustern verglichen werden; und wobei – bei unstimmigen Signalmustern, die niederfrequenten Signale des Steuergerätes (2) eine Änderung der Übertragungsparameter des Identifikationssender (1) bewirken.
  2. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Übertragungsparametern um ein Frequenz-Band, einen Frequenz-Kanal, ein Frequenzwechselmuster oder/und ein Codier-Verfahren handelt.
  3. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hochfrequenten Signale identifikationsgebende Radiosignale sind.
  4. Datenübertragungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Identi fikationssender (1) und das Steuergerät (2) über identische, insbesondere voreinstellbare, Übertragungsparameter verfügen.
  5. Datenübertragungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hochfrequente bzw. identifikationsgebende Radiosignal als Reaktion auf ein zuvor kommuniziertes Niederfrequenz-Signals gesendet wird.
  6. Datenübertragungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) innerhalb eines definierbaren Zeitraums nach der Aussendung eines Niederfrequenz-Signals an den Identifikationssender (1) abfragt, ob ein Radiofrequenz-Signal empfangen wurde.
  7. Datenübertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei, insbesondere zeitlich definierten, Übertragungslücken die niederfrequenten Signale des Steuergerätes (2) eine Änderung der Übertragungsparameter des Identifikationssender (1) bewirken.
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