DE102008015477A1

DE102008015477A1 - Schließsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008015477A1
Application number: DE102008015477A
Authority: DE
Inventors: Robert Obergfell; Lothar Biselli
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2008-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schließsystem, insbesondere für die Zugangs- und/oder Fahrberechtigung bei einem Kraftfahrzeug in der Art einer KeylessEntry/Go-Funktionalität. Das Schließsystem umfasst eine wenigstens zwei Zustände besitzende, als Steuereinrichtung ausgebildete erste Einrichtung (4), wie eine Steuereinrichtung zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren, des Zündschlosses, der Lenkradegfahrsperre, des Motorsteuergeräts o. dgl., und eine zugehörige, in der Art eines elektronischen Schlüssels, eines ID-Gebers, einer Chipkarte o. dgl. ausgebildete zweite Einrichtung (5). Die beiden Einrichtungen (4, 5) besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Sender und/oder Empfänger (24, 17) nsbesondere handelt es sich bei wenigstens einem der zwischen der zweiten Einrichtung (5) und der ersten Einrichtung (4) übertragenen Signale (7) um ein codiertes Betriebssignal (15) zur Authentikation der zweiten Einrichtung (5), so dass nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals (15) bei berechtigter zweiter Einrichtung (5) eine Änderung des Zustandes der ersten Einrichtung (4) bewirkbar ist. Der ersten Einrichtung (4) sind mehrere Antennen (29, 30) zur Übertragung der Signale (7) zugeordnet, wobei zumindest zwei der Antennen (29, 30) gleichzeitig phasengekoppelt angesteuert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schließsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei erhöhten Sicherheitsanforderungen werden elektronische Schließsysteme verwendet, die beispielsweise mittels elektromagnetischer Wellen arbeiten. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen werden solche Schließsysteme als Türschließsysteme für die Zugangsberechtigung und/oder als Zündschloßsysteme, Lenkradverriegelungen, Wegfahrsperren o. dgl. für die Fahrberechtigung verwendet.
Derartige Schließsysteme sind aus der DE 43 40 260 A1 bekannt. Das Schließsystem besteht aus einer wenigstens zwei Zustände besitzenden, als Steuereinrichtung zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren, des Zündschlosses o. dgl. ausgebildeten ersten Einrichtung und einer zugehörigen, in der Art eines elektronischen Schlüssels ausgebildeten zweiten Einrichtung. Die beiden Einrichtungen besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Sender und/oder Empfänger für die Übertragung der elektromagnetischen Signale. Im bestimmungsgemäßen Betrieb ist zwischen dem Schlüssel und der Steuereinrichtung wenigstens ein Signal als codiertes Betriebssignal zur Authentikation des Schlüssels übertragbar, so daß nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals und damit bei berechtigtem Schlüssel eine Änderung des Zustandes der Steuereinrichtung bewirkbar ist. Der ersten Einrichtung sind Antennen zur Übertragung der Signale zugeordnet.
Solche Schließsysteme sind auch mit sogenannten "Keyless"-Funktionalitäten weiterentwickelt. So ist bei der "KeylessEntry"- bzw. "PassivEntry"-Funktionalität eine manuelle Betätigung des elektronischen Schlüssels durch den Benutzer nicht mehr notwendig. Es genügt, daß der Benutzer den Schlüssel mit sich führt. Das Betriebssignal wird dann für die Zugangsberechtigung zwischen den beiden Einrichtungen selbsttätig übertragen, wenn der Benutzer sich in einem, in der Nähe des Kraftfahrzeugs befindlichen Wirkbereich aufhält und dort beispielsweise den Türgriff an der Autotüre betätigt. Ebenso können diese Schließsysteme eine "KeylessGo"- bzw. "PassivGo"-Funktionalität aufweisen, wobei das Betriebssignal für die Fahrberechtigung zwischen den beiden Einrichtungen selbsttätig übertragen wird, wenn der Benutzer sich innerhalb des Kraftfahrzeugs befindet und beispielsweise eine Start/Stop-Taste im Armaturenbrett betätigt.
Für die erweiternden Keyless-Funktionalitäten genügt es, daß der Benutzer den Schlüssel mit sich führt. Um jedoch die jeweils gewünschte und/oder zulässige Keyless-Funktionalität auszulösen, ist es notwendig, daß das Schließsystem den Schlüssel wecken sowie den jeweiligen Ort des Schlüssels feststellen kann. Bei Keyless-Systemen heute bekannter Bauart wird das Wecken durch Abstrahlung eines magnetischen Weckfeldes über niederfrequenete LF(Low Frequency)-Antennen am Fahrzeug vorgenommen. Weiter ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal die exakte Abgrenzung zwischen dem Innen- und dem Außenbereich des Kraftfahrzeugs. Für diese Abgrenzungsmessungen werden mehrere Antennen verwendet, welche nacheinander angesteuert werden, um die Position des elektronischen Schlüssels zu lokalisieren. Die Problematik liegt darin, die Anzahl der Antennen möglichst klein zu halten und trotzdem eine exakte sowie lückenlose Positionsbestimmung und eine volumenabdeckende Kommunikation im und/oder um das Kraftfahrzeug herum zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionssicherheit des mit Keyless-Funktionalität ausgestatteten Schließsystems zu verbessern, insbesondere die Weckfunktion und/oder die Abgrenzungsfunktion des Keyless- bzw. Passiv-Systems zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schließsystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Schließsystem sind zumindest zwei der Antennen gleichzeitig phasengekoppelt ansteuerbar. Mit Hilfe einer solchen gezielt phasengekoppelten gleichzeitigen Ansteuerung von zwei oder mehr Antennen wird die jeweils phasenrichtige Überlagerung mehrerer elektromagnetischer Felder bewirkt. Dadurch gelingt es, die Genauigkeit und/oder die Reichweite des Keyless-Systems zu erhöhen und/oder die Anzahl der benötigten Antennen zu reduzieren. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer für viele Zwecke ausreichenden Ausgestaltung bietet es sich an, daß das Kraftfahrzeug lediglich zwei Antennen aufweist. Diese beiden Antennen werden dann gleichzeitig phasengekoppelt angesteuert. Trotz besonderer Kostengünstigkeit wird bereits hier eine beträchtliche Verbesserung für die Abgrenzungs- und/oder Weckfunktion im Keyless-System erzielt. Falls erforderlich kann eine weitere Steigerung dadurch erzielt werden, daß das Kraftfahrzeug mehr als zwei Antennen aufweist, wobei zumindest jeweils zwei Antennen phasengekoppelt angesteuert werden.
In einer Weiterbildung sendet die erste Einrichtung ein erstes elektromagnetisches Signal für die zugehörige zweite Einrichtung als Wecksignal. Dadurch wird die zweite Einrichtung aus einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf in einen aktivierten Zustand für den bestimmungsgemäßen Betrieb übergeführt. Die erste Einrichtung kann nach Aussenden des ersten elektromagnetischen Signals ein Bereichsabgrenzungssignal als drittes elektromagnetisches Signal senden, mit dessen Hilfe die zugehörige zweite Einrichtung deren Standort in Bezug auf die erste Einrichtung am und/oder im Kraftfahrzeug bestimmen kann. Der Standort der zweiten Einrichtung in Bezug auf die erste Einrichtung am und/oder im Kraftfahrzeug wird anschließend mit einem vierten Signal als Rückantwortsignal von der zweiten zur ersten Einrichtung gesendet. Sind diese Signale erfolgreich übermittelt, so wird schließlich die Authentikation der zweiten Einrichtung mittels weiterer fünfter Signale als codierte Betriebssignale durchgeführt. Sind somit die für das Wecken sowie für die Bereichsabgrenzung notwendigen Vorbedingungen nicht erfüllt, so wird die an sich aufwendige Authentikation gar nicht durchgeführt, womit eine effizientere Betriebsweise für das Schließsystem ermöglicht ist. Das der Authentikation dienende fünfte elektromagnetische Signal kann schließlich in einer die Diebstahlsicherheit erhöhenden bidirektionalen Kommunikation bestehend aus mehreren Teilsignalen zwischen der ersten und der zweiten Einrichtung übertragen werden.
Zwischen dem Weck- und dem Bereichsabgrenzungssignal kann von der ersten Einrichtung ein zweites elektromagnetisches Signal als Selektionssignal gesendet werden, das insbesondere eine Information zur Identität des Kraftfahrzeugs enthält. Mit Hilfe des Selektionssignals kann der Dialog mit der zweiten Einrichtung bereits dann frühzeitig abgebrochen werden, wenn die zweite Einrichtung zu einem anderen Kraftfahrzeug, das gegebenenfalls jedoch vom gleichen Kraftfahrzeug-Typ ist, zugehörig ist. Somit werden lediglich demselben Kraftfahrzeug-Typ zugeordnete zweite Einrichtungen aktiviert und/oder verbleiben im aktivierten Zustand sowie im aktivierten Zustand befindliche, nicht zugehörige zweite Einrichtungen werden in den Ruhezustand zurückgeführt. Dadurch ist jeweils eine weitere Steigerung in der Effizienz der Betriebsweise des Schließsystems möglich.
Besonders bevorzugt ist, für das Weck- und/oder das Bereichsabgrenzungssignal ein induktives Signal zu verwenden, indem die Trägerwelle für das erste Signal und/oder das dritte Signal eine im induktiven, niederfrequenten (NF-)Bereich liegende Frequenz aufweist. Aufgrund der begrenzten Reichweite eines induktiven Signals läßt sich somit der Wirkbereich für das Schließsystem auf einfache Art und Weise einstellen. Gleichzeitig wird dadurch die Sicherheit vor Manipulation am Schließsystem durch unberechtigte Benutzer gesteigert. Beispielsweise kann die Frequenz für die NF-Trägerwelle in etwa 20 kHz, 120 kHz, 125 kHz o. dgl. betragen. Weiterhin ist bevorzugt, für das Selektionssignal und/oder das Rückantwortsignal und/oder das codierte Betriebssignal ein Funksignal zu verwenden, indem die Trägerwelle für das zweite Signal und/oder das vierte und/oder das fünfte Signal eine im höherfrequenten (RF-)Bereich liegende Frequenz aufweist. Dadurch ist aus Komfortgründen für den Benutzer ein vergrößerter Wirkbereich gegeben. Beispielsweise kann die Frequenz für die RF-Trägerwelle in etwa 315 MHz, 433 MHz, 868 MHz o. dgl. betragen. Selbstverständlich können, falls ein vergrößerter Wirkbereich nicht gewünscht wird, auch die weiteren Signale im NF-Bereich übertragen werden.
Aufgrund der eher geringen Reichweite von NF-Signalen erfolgt die phasengekoppelte Ansteuerung zweier Antennen vor allem für das dem Wecken dienende erste Signal und/oder für das der Bereichsabgrenzung zur Standortbestimmung dienende dritte Signal.
Damit läßt sich die Reichweite dieser Signale im NF-Bereich entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten vergrößern. Hierfür werden die beiden Antennen durch gleichzeitiges phasenrichtiges Ansteuern zur konstruktiven Überlagerung der Felder betrieben. Die maximale Reichweite wird dann bei einer Phasenverschiebung von 0° erzielt.
Selbstverständlich ist die konstruktive Überlagerung auch für nicht im NF-Bereich befindliche Signale vorteilhaft. Beispielsweise kann eine Stelle im Fahrzeug zwischen zwei Antennen liegen, wobei jedoch diese Stelle von keiner Antenne mit ausreichender elektromagnetischer Feldstärke erreicht wird. Durch gleichzeitiges phasenrichtiges Ansteuern von diesen beiden Antennen, insbesondere mit 0°-Phasenverschiebung, addieren sich die Feldstärken in diesem Bereich in verstärkender Art. Dadurch wird diese Stelle erreicht und es ist eine Abgrenzungsmessung und/der ein Wecken möglich.
Die Erfindung gestattet jedoch auch in entgegengesetzter Weise, die Reichweite der Signale zu verringern. Dies kann beispielsweise aus Gründen der Diebstahlsicherheit gewünscht sein, wenn zum Beispiel Signale im RF-Bereich mit höheren Reichweiten verwendet werden. Hierfür werden die beiden Antennen durch gleichzeitiges phasenrichtiges Ansteuern zur destruktiven Überlagerung der Felder betrieben. Die minimale Reichweite wird dann bei einer Phasenverschiebung von 180° erzielt.
Diese destruktive Überlagerung ist auch in weiteren Fällen, und das sogar im NF-Bereich, vorteilhaft. Beispielsweise kann an einer Stelle am Fahrzeug eine zu große Feldstärke herrschen. Durch gleichzeitiges phasenrichtiges Ansteuern von zwei Antennen, insbesondere mit 180°-Phasenverschiebung, addieren sich die Feldstärken in diesem Bereich in abschwächender Art. Das führt zu einer Absenkung der Gesamtfeldstärke, womit eine exaktere Abgrenzungsmessung möglich ist.
Die als niederfrequente (LF-)Antenne dienende Antenne kann eine Spule sowie gegebenenfalls einen zur Spule in Reihe geschalteten Kondensator in der Art eines Schwingkreises umfassen. Zweckmäßigerweise besitzt das Kraftfahrzeug wenigstens zwei LF-Antennen. Beispielsweise ist eine LF-Antenne der fahrerseitigen Autotüre des Kraftfahrzeugs sowie eine weitere LF-Antenne der beifahrerseitigen Autotüre des Kraftfahrzeugs zugeordnet. In kostengünstiger Anordnung ist folglich mit lediglich zwei LF-Antennen eine Innnen-/Außen-Abgrenzung am Kraftfahrzeug sowie zusätzlich eine Seitenerkennung für den Außenraum am Kraftfahrzeug ermöglicht. In entsprechender Weise besitzt die zweite Einrichtung einen induktiven Empfänger, um die von den jeweiligen LF-Antennen im Kraftfahrzeug gesandten Signale aufzunehmen.
Falls benötigt können noch weitere LF-Antennen dem Innenraum sowie dem Kofferraum des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein. Zwar kann je nach Fahrzeugtyp und/oder Fahrzeuggröße und/oder entsprechend dem Anforderungsprofil des Benutzers die Anzahl der Antennen unterschiedlich groß sein. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schließsystems kann jedoch in einfacher sowie kostengünstiger Weise die Anzahl der pro Fahrzeug benötigten Antennen den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei gleicher Leistungsfähigkeit die Anzahl der LF- und/oder auch sonstiger Antennen des Keyless-Systems gegenüber einem herkömmlichen System reduziert werden kann. Bei einer anderen Betrachtung kann bei einem kostengünstigen Keyless-System mit wenigen LF- und/oder auch sonstigen Antennen dieselbe Leistung wie bei einem konventionellen System mit mehreren Antennen erreicht werden. Weiter wird eine große Verbesserung für die Betriebssicherheit für die Keyless-Funktionalitäten auch an problematischen Stellen des Kraftfahrzeugs erzielt. Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Schließsystem auch für Fahrzeuge, die mit zentralen Keyless-Steuergeräten ausgestattet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 ein mit einem Schließsystem ausgestattetes Kraftfahrzeug,
2 ein schematisches Blockschaltbild für das Schließsystem im Kraftfahrzeug,
3 ein schematisches Blockschaltbild des ID-Gebers mit einem Diagramm zur Übertragung der Signale,
4 das von einer an der linken Seite des Kraftfahrzeugs angeordneten Antenne abgestrahlte Feld,
5 das von einer an der rechten Seite des Kraftfahrzeugs angeordneten Antenne abgestrahlte Feld und
6 das von den beiden Antennen aus 4 und 5 gleichzeitig phasengekoppelt abgestrahlte Feld.
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit dem berechtigten Benutzer 2 zu sehen. Das Kraftfahrzeug 1 ist für die Zugangsberechtigung mit einem Schließsystem 3 als Türschließsystem versehen, das eine als eine Steuereinrichtung ausgebildete erste Einrichtung 4 und eine zugehörige zweite Einrichtung 5 umfaßt. Die zweite Einrichtung 5 ist in der Art eines elektronischen Schlüssels, eines Identifikations(ID)-Gebers, einer Chipkarte, einer Smartcard o. dgl. ausgebildet. Die zweite Einrichtung 5 befindet sich im Besitz des berechtigten Benutzers 2, womit dieser innerhalb eines Wirkbereichs 8 Zugang zum Kraftfahrzeug 1 besitzt.
Die erste Einrichtung 4 besitzt wenigstens zwei Zustände, wobei im ersten Zustand eine Verriegelung und im zweiten Zustand eine Entriegelung der Autotüren 6 vorliegt. Die beiden Einrichtungen 4, 5 besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen 7 mittels einer elektromagnetischen Trägerwelle. Bei wenigstens einem dieser zwischen der zweiten Einrichtung 5 und der ersten Einrichtung 4 übertragenen Signale 7 handelt es sich um ein codiertes, elektromagnetisches Betriebssignal 15 (siehe 3). Das codierte Betriebssignal 15 dient zur Authentikation der zweiten Einrichtung 5, womit bei berechtigter zweiter Einrichtung 5 nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals 15 eine Änderung des Zustandes der ersten Einrichtung 4 bewirkbar ist. Die Übertragung des codierten Betriebssignals 15 erfolgt dann, wenn der berechtigte Benutzer 2 den Türgriff 16 an der Autotüre 6 betätigt oder sich dem Türgriff 16 annähert. Dadurch wird die Entriegelung der Autotüren 6 entsprechend der KeylessEntry-Funktionalität ausgelöst. Ebensogut kann die Übertragung des codierten Betriebssignals 15 auch selbsttätig ohne Mitwirkung des Benutzers 2 erfolgen, sobald dieser den Wirkbereich 8 betritt, was jedoch im folgenden nicht näher betrachtet wird. Schließt der Benutzer die Autotüren 6 von außen, so erfolgt eine selbsttätige Verriegelung der Autotüren 6. Ebensogut kann die selbsttätige Verriegelung der Autotüren 6 erfolgen, nachdem der Benutzer den Wirkbereich 8 verlassen hat.
Das Schließsystem 3 stellt weiterhin die Fahrberechtigung für das Kraftfahrzeug 1 fest. Hierzu bewirkt die als Steuereinrichtung ausgebildete erste Einrichtung 4 ebenfalls entsprechend den beiden Zuständen die Ent- und/oder Verriegelung des Zündschlosses 9 (elektronisches Zündschloß EZS) und/oder der Lenkradverriegelung 10 (elektrische Lenkradverriegelung ELV), die in 2 zu sehen sind. Ebensogut kann ein sonstiges funktionsrelvantes Bauteil des Kraftfahrzeugs 1 durch die erste Einrichtung 4 dementsprechend angesteuert werden. Beispielsweise kann dadurch eine Freigabe und/oder Sperrung einer Wegfahrsperre, des Motorsteuergeräts o. dgl. erfolgen. Die Übertragung des codierten Betriebssignals 15 zur Authentikation der zweiten Einrichtung 5 erfolgt dann, wenn der berechtigte Benutzer 2 sich im Kraftfahrzeug 1 befindet und einen Start/Stop-Schalter 11 betätigt. Dadurch wird der Start-Vorgang o. dgl. des Kraftfahrzeugs 1 entsprechend der KeylessGo-Funktionalität ausgelöst.
Die Übertragung der Signale 7 für die KeylessEntry/Go-Funktionalität wird durch Betätigung eines Schalters und/oder Sensors vom Benutzer 2 ausgelöst. Für die Zugangsberechtigung kann es sich beispielsweise um die manuelle Betätigung des Türgriffs 16, Heckgriffs 28 o. dgl. handeln, wie in 2 zu sehen ist. Hierzu ist im Türgriff 16, Heckgriff 28 o. dgl. des Kraftfahrzeugs 1 ein Schalter 25 angeordnet. Wird ein beispielsweise kapazitiv arbeitender Näherungssensor 26 verwendet, wie ebenfalls in 2 am Türgriff 16 gezeigt ist, so kann vom Sensor 26 die Annäherung der Hand des Benutzers 2 an den Türgriff 16 bzw. Heckgriff 28 detektiert werden. Für die Fahrberechtigung befindet sich der vom Benutzer 2 manuell betätigbare Start/Stop-Schalter 11 im Kraftfahrzeug 1. Zweckmäßigerweise ist der Start/Stop-Schalter 11 am Gangwahlhebel, am Zündschloß 9, im Armaturenbrett, in der Mittelkonsole o. dgl. im Kraftfahrzeug 1 angeordnet.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schließsystems 3 soll nun anhand der 3 näher erläutert werden. Zunächst sendet die erste Einrichtung 4 mittels eines Senders/Empfängers 24 als Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen ein als Wecksignal bezeichnetes erstes elektromagnetisches Signal 12 für die zugehörige zweite Einrichtung 5. Durch das Wecksignal 12 wird die zweite Einrichtung 5 aus einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf in einen aktivierten Zustand für den bestimmungsgemäßen Betrieb übergeführt. Danach sendet die erste Einrichtung 4 wenigstens ein weiteres, drittes elektromagnetisches Signal 13, das nachfolgend auch als Bereichsabgrenzungssignal bezeichnet ist. Dadurch kann die zugehörige zweite Einrichtung 5 deren Standort in Bezug auf die erste Einrichtung 4 bestimmen. Insbesondere läßt sich feststellen, ob die zweite Einrichtung 5 außerhalb am Kraftfahrzeug 1 sowie gegebenenfalls an welcher Stelle des Außenraums 23 und/oder im Innenraum 22 des Kraftfahrzeugs 1 befindlich ist. Nachfolgend sendet die zweite Einrichtung 5 mittels eines Senders/Empfängers 17 ein die Information zum ermittelteten Standort beinhaltendes viertes Signal 14 zur ersten Einrichtung 4, das im folgenden auch als Rückantwortsignal bezeichnet ist. Schließlich wird dann, wie bereits beschrieben, das fünfte elektromagnetische Signal als codiertes elektromagnetisches Betriebssignal 15 zur Authentikation mittels der Sender/Empfänger 24, 17 zwischen der ersten und der zweiten Einrichtung 4, 5 übertragen. Das Signal 15 kann insbesondere aus mehreren Teilsignalen bestehen und in einer bidirektionalen Kommunikation zwischen den beiden Einrichtungen 4, 5 übertragen werden. Im Hinblick auf nähere Einzelheiten zur bidirektionalen Kommunikation an sich wird auch auf die DE 43 40 260 A1 verwiesen.
Das Wecksignal 12 kann beispielsweise eine Kennung zum Kraftfahrzeug-Typ enthalten. Nach Empfang des Wecksignals 12 sind zunächst sämtliche im Wirkbereich 8 befindliche zweite Einrichtungen 5, die zum selben Kraftfahrzeug-Typ gehören, aktiviert. In einer weiteren Ausgestaltung des Schließsystems 3 sendet die erste Einrichtung 4 zwischen dem ersten Signal 12 und dem dritten Signal 13 ein zweites elektromagnetisches Signal 27 zur zweiten Einrichtung 5 als Selektionssignal, wie näher anhand von 3 zu erkennen ist. Das zweite Signal 27 enthält eine Information über die nähere Identität des Kraftfahrzeugs 1. Dadurch wird bewirkt, daß lediglich die tatsächlich zur ersten Einrichtung 4 zugehörigen zweiten Einrichtungen 5 im aktivierten Zustand verbleiben. Im aktivierten Zustand befindliche, nicht zum Kraftfahrzeug 1 zugehörige zweite Einrichtungen werden jedoch in den Ruhezustand zurückgeführt.
Es bietet sich an, die zur ersten Einrichtung 4 zugehörigen zweiten Einrichtungen 5 in gruppenartige Linien einzuteilen. Bevorzugterweise besitzt ein Kraftfahrzeug 1 zwei Linien, und zwar einen ersten elektronischen Schlüssel sowie Ersatzschlüssel als erste Linie und einen zweiten elektronischen Schlüssel sowie Ersatzschlüssel als zweite Linie. Zweckmäßigerweise weisen die Linien eine Rangfolge zur Durchführung der Authentikation auf, so daß bei Vorhandensein beider Linien im Wirkbereich 8 lediglich eine Authentikation mit der ranghöheren Linie, die entsprechend ausgewählt wird, durchzuführen ist. Das Selektionssignal 27 kann nun zusätzlich eine Information zu den der ersten Einrichtung 4 zugeordneten Linien enthalten, um dem Schließsystem 3 gegebenenfalls eine Auswahl für die Authentikation zu gestatten.
Die zweite Einrichtung 5, die als schematisches Blockschaltbild in 3 gezeigt ist, weist den Sender/Empfänger 17 als Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen und eine beispielsweise aus einem Mikrocomputer bestehende Logikschaltung 18 auf. Weiter kann in der zweiten Einrichtung 5 ein Mittel 19 zur Messung der Feldstärke wenigstens eines von der ersten Einrichtung 4 übertragenen Signals angeordnet sein. Das Mittel 19 zur Messung der Feldstärke mißt die Feldstärke beziehungsweise die Intensität eines der übertragenen Signale, und zwar des Bereichsabgrenzungssignals 13. Zweckmäßigerweise ist das Mittel 19 zur Messung der Feldstärke als ein integrierter Baustein ausgestaltet, der nachfolgend auch als RSS(Radio Signal Strength)-Chip bezeichnet ist. Der RSS-Chip 19 besitzt einen Eingang 20, der mit dem Sender/Empfänger 17 verbunden ist, sowie einen RSSI(Radio Signal Strength Indicator)-Ausgang 21, der wiederum mit der Logikschaltung 18 verbunden ist. Der RSS-Chip 19 erhält über den Eingang 20 das vom Sender/Empfänger 17 jeweils empfangene Signal 13 und erzeugt an seinem RSSI-Ausgang 21 ein in funktioneller Abhängigkeit zur Feldstärke des Signals 13 stehendes RSSI-Signal. Beispielsweise kann das RSSI-Signal proportional oder logarithmisch zur Feldstärke des Signals 13 abhängig sein. Durch entsprechende Auswertung des RSSI-Signals läßt sich dann die Standortbestimmung in der Logikschaltung 18 vornehmen.
Zur Übertragung der Signale 7 sind der ersten Einrichtung 4 mehrere Antennen 29, 30, 31 zugeordnet sowie in der zweiten Einrichtung 5 wenigstens eine entsprechende Antenne 32 angeordnet. Besonders bevorzugt ist, daß die Trägerwelle für das erste Signal 12 als Wecksignal und/oder das dritte Signal 13 als Bereichsabgrenzungsignal eine im induktiven, niederfrequenten (NF-)Bereich liegende Frequenz aufweist. Beispielsweise kann diese Frequenz in etwa 20 kHz, 120 kHz, 125 kHz o. dgl. betragen. Vorteilhafterweise weist ein solches induktives Signal eine auf die unmittelbare Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 begrenzte Reichweite auf. Dadurch wird erreicht, daß die zweite Einrichtung 5 lediglich dann aktiviert wird, wenn sie im Innenraum 22 des Kraftfahrzeugs 1 oder in einem der Wirkbereiche 8 im Außenraum 23 am Kraftfahrzeug 1 befindlich ist, womit Störungen und/oder Sicherheitslücken durch Überreichweiten vermieden sind. Die für die Übertragung der niederfrequenten NF-Signale dienenden Antennen 29, 30 sind demzufolge in der Art eines Schwingkreises als LF-Antennen ausgebildet, indem die Antennen 29, 30 eine Spule sowie einen Kondensator in Reihenschaltung umfassen. Weiter ist besonders bevorzugt, daß die Trägerwelle für das zweite Signal 27 als Selektionssignal und/oder das vierte Signal 14 als Rückantwortsignal und/oder das fünfte Signal 15 als Betriebssignal eine im höherfrequenten (RF-)Bereich liegende Frequenz aufweist. Beispielsweise kann diese Frequenz in etwa 315 MHz, 433 MHz, 868 MHz o. dgl. betragen. Demzufolge ist die Antenne 31 als eine für RF-Signale geeignete RF-Antenne ausgebildet. Die Antennen 32 in der zweiten Einrichtung 5 sind ebenfalls als für die jeweiligen Signale passende LF-/RF-Antennen ausgestaltet, wobei die zweite Einrichtung 5 unter anderem einen als induktiven Empfänger ausgebildeten Empfänger 17 besitzt.
Erfindungsgemäß werden nun zumindest zwei der Antennen 29, 30 gleichzeitig phasengekoppelt angesteuert. Dies soll näher entsprechend der 4 bis 6 an einem Kraftfahrzeug 1 erläutert werden, dessen Schließsystem 3 zwei LF-Antennen 29, 30 besitzt, wobei eine LF-Antenne 29 der fahrerseitigen Autotüre 6, also an der linken Seite des Kraftfahrzeugs 1, sowie eine weitere LF-Antenne 30 der beifahrerseitigen Autotüre 6, also an der rechten Seite des Kraftfahrzeugs 1, zugeordnet ist.
In 4 ist das von der an der linken Seite angeordneten Antenne 29 abgestrahlte elektromagnetische Feld 33 zu sehen. Wie man erkennt, ist das linke Feld 33 etwa keulenartig ausgestaltet und verläuft entlang der linken Seite des Kraftfahrzeugs 1 im Außenraum 23 sowie im Innenraum 22. Die in etwa in der Mitte des Innenraums 22 befindliche zweite Einrichtung 5 wird vom Feld 33 jedoch nicht erreicht. In 5 ist das von der an der rechten Seite angeordneten Antenne 30 abgestrahlte elektromagnetische Feld 34 zu sehen. Auch dieses keulenartig an der rechten Seite des Kraftfahrzeugs 1 verlaufende rechte Feld 34 erreicht die zweite Einrichtung 5 nicht. Eine Auslösung der jeweiligen Keyless-Funktionalität wäre somit in diesen Fällen nicht möglich. Werden die beiden Antennen 29, 30 jedoch gleichzeitig phasenrichtig zur konstruktiven Überlagerung der Felder 33, 34 angesteuert, so resultiert das in 6 gezeigte doppelkeulenartige Überlagerungsfeld 35, das gegenüber den einzelnen Feldern 33, 34 verstärkt ist. Wie man anhand der 6 erkennen kann, wird nunmehr der Innenraum 22 vollständig erfaßt sowie eine verbesserte Reichweite entlang der linken und rechten Seite im Außenraum 23 des Kraftfahrzeugs 1 erzielt. Folglich wird die zweite Einrichtung 5 im Innenraum 22 des Kraftfahrzeugs 1 vom Überlagerungsfeld 35 erfaßt, so daß die entsprechende Keyless-Funktionalität fehlerfrei ausgeführt wird.
Wie man durch Vergleich der 4 bis 6 erkennt, besitzt das Überlagerungsfeld 35 eine gegenüber den einzelnen Feldern 33, 34 weitergehende Abdeckung am Kraftfahrzeug 1. Vor allem werden durch das Überlagerungsfeld 35 auch problematische Stellen am Kraftfahrzeug 1 erfaßt. Falls erforderlich können noch weitere LF-Antennen 37, 38, beispielsweise dem Innenraum 22 und/oder dem Kofferraum 36 des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet sein, wie in 2 gezeigt ist. Soweit das Kraftfahrzeug 1 mehr als zwei Antennen aufweist werden zumindest jeweils zwei Antennen 29, 30, 37, 38 gleichzeitig phasengekoppelt angesteuert. Selbstverständlich kann alternativ und/oder auch zusätzlich die phasengekoppelte Ansteuerung zweier Antennen nicht nur beim ersten Signal 12 für das Wecken und/oder beim dritten Signal 13 für die Bereichsabgrenzung zur Standortbestimmung im NF-Bereich sondern auch für die sonstigen Signale 14, 15, 27, auch in anderen Frequenzbereichen, erfolgen.
In 6 ist das maximale Überlagerungsfeld 35 gezeigt, das aus den beiden Feldern 33, 34 mit einer Phasenverschiebung von etwa 0° resultiert. Selbstverständlich ist es zur Anpassung an die jeweilige Geometrie des Kraftfahrzeugs 1 auch möglich, eine andere Phasenverschiebung zu wählen, die zwischen 0° und 180° liegt. Es wird dadurch ein gegenüber dem maximalen Überlagerungsfeld 35 verringertes Überlagerungsfeld erzielt. Desweiteren kann erforderlichenfalls auch eine destruktive Überlagerung der Felder 33, 34 vorgenommen werden, um beispielsweise Überreichweiten oder Übersteuerungen zu dämpfen. In diesem Fall werden die beiden Antennen 29, 30 durch gleichzeitiges phasenrichtiges Ansteuern zur destruktiven Überlagerung der Felder 33, 34 betrieben. Das kann mit einer Phasenverschiebung zwischen 180° und 360° geschehen, wobei das minimale Überlagerungsfeld bei einer Phasenverschiebung von 180° resultiert.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Erfindung umfaßt weiterhin auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. So kann ein derartiges Schließsystem nicht nur im Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Es ist auch eine Verwendung für ein sonstiges Türschloß, das sich beispielsweise an einer Immobilie o. dgl. befindet, möglich.

1: Kraftfahrzeug/Fahrzeug
2: (berechtigter) Benutzer
3: Schließsystem
4: erste Einrichtung
5: zweite Einrichtung
6: Autotüre
7: Signal
8: Wirkbereich
9: Zündschloß
10: Lenkradverriegelung
11: Start/Stop-Schalter
12: (erstes) Signal/Wecksignal
13: (drittes) Signal/Bereichsabgrenzungssignal
14: (viertes) Signal/Rückantwortsignal
15: (fünftes) Signal/(codiertes) Betriebssignal
16: Türgriff
17: Sender/Empfänger (in der zweiten Einrichtung)
18: Logikschaltung/Mikroprozessor
19: Mittel zur Messung der Feldstärke/RSS-Chip
20: Eingang (von RSS-Chip)
21: RSSI-Ausgang (an RSS-Chip)
22: Innenraum (vom Kraftfahrzeug)
23: Außenraum (vom Kraftfahrzeug)
24: Sender/Empfänger (in der ersten Einrichtung)
25: Schalter (im Türgriff/Heckgriff)
26: (Näherungs)Sensor (im Türgriff)
27: (zweites) Signal/Selektionssignal
28: Heckgriff
29: (LF-)Antenne (an der linken Kfz-Seite)
30: (LF-)Antenne (an der rechten Kfz-Seite)
31: (RF-)Antenne
32: Antenne (in der zweiten Einrichtung)
33: (linkes) Feld
34: (rechtes) Feld
35: Überlagerungsfeld
36: Kofferraum
37, 38: (weitere LF-)Antenne

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4340260 A1 [0003, 0032]

Claims

Schließsystem, insbesondere für die Zugangs- und/oder Fahrberechtigung bei einem Kraftfahrzeug (1) in der Art einer KeylessEntry/Go-Funktionalität, mit einer wenigstens zwei Zustande besitzenden, als Steuereinrichtung ausgebildeten ersten Einrichtung (4), wie einer Steuereinrichtung zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotüren (6), des Zündschlosses (9), der Lenkradverriegelung (10), zur Freigabe und/oder Sperrung der Wegfahrsperre, des Motorsteuergeräts o. dgl., und mit einer zugehörigen, in der Art eines elektronischen Schlüssels, eines ID-Gebers, einer Chipkarte o. dgl. ausgebildeten zweiten Einrichtung (5), wobei die beiden Einrichtungen (4, 5) zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Sender und/oder Empfänger (24, 17) für insbesondere elektromagnetische Signale (7) besitzen, wobei es sich insbesondere bei wenigstens einem der zwischen der zweiten Einrichtung (5) und der ersten Einrichtung (4) übertragenen Signale (7) um ein codiertes Betriebssignal (15) zur Authentikation der zweiten Einrichtung (5) handelt, so daß nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals (15) bei berechtigter zweiter Einrichtung (5) eine Änderung des Zustandes der ersten Einrichtung (4) bewirkbar ist, und wobei der ersten Einrichtung (4) mehrere Antennen (29, 30, 31, 37, 38) zur Übertragung der Signale (7) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei der Antennen (29, 30, 37, 38) gleichzeitig phasengekoppelt ansteuerbar sind.
Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (1) zwei Antennen (29, 30) aufweist, wobei die beiden Antennen (29, 30) gleichzeitig phasengekoppelt angesteuert werden.
Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (1) mehr als zwei Antennen (29, 30) aufweist, wobei zumindest jeweils zwei Antennen (29, 30, 37, 38) phasengekoppelt angesteuert werden.
Schließsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (4) ein erstes Signal (12) für die zugehörige zweite Einrichtung (5) als Wecksignal sendet, derart daß die zweite Einrichtung (5) aus einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf in einen aktivierten Zustand für den bestimmungsgemäßen Betrieb übergeführt wird, daß vorzugsweise die erste Einrichtung (4) nach Aussenden des ersten Signals (12) wenigstens ein weiteres, drittes Signal (13) als Bereichsabgrenzungssignal sendet, derart daß die zugehörige zweite Einrichtung (5) deren Standort in Bezug auf die erste Einrichtung (4), insbesondere am und/oder im Kraftfahrzeug (1), bestimmen kann, daß weiter vorzugsweise nachfolgend die zweite Einrichtung (5) ein den Standort beinhaltendes weiteres, viertes Signal (14) zur ersten Einrichtung (4) sendet, daß noch weiter vorzugsweise das codierte Betriebssignal (15) zur Authentikation der zweiten Einrichtung (5) als fünftes Signal (15) zwischen der zweiten Einrichtung (5) und der ersten Einrichtung (4) übertragen wird, wobei das der Authentikation dienende fünfte elektromagnetische Signal (15) bevorzugterweise in einer bidirektionalen Kommunikation bestehend aus mehreren Teilsignalen zwischen der ersten und der zweiten Einrichtung (4, 5) übertragen wird, und daß nochmals weiter vorzugsweise die erste Einrichtung (4) zwischen dem ersten und dem dritten Signal (12, 13) ein zweites Signal (27) zur zweiten Einrichtung (5) als Selektionssignal sendet, wobei insbesondere das zweite Signal (27) eine Information über die Identität des Kraftfahrzeugs (1) enthält, derart daß zur ersten Einrichtung (4) zugehörige zweite Einrichtungen (5) im aktivierten Zustand verbleiben und im aktivierten Zustand befindliche, nicht zugehörige zweite Einrichtungen in den Ruhezustand zurückgeführt werden.
Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwelle für das erste Signal (12) und/oder das dritte Signal (13) eine im induktiven, niederfrequenten (NF-)Bereich liegende Frequenz, die beispielsweise in etwa 20, 120, 125 kHz o. dgl. beträgt, aufweist, daß vorzugsweise die Trägerwelle für das zweite Signal (27) und/oder das vierte Signal (14) und/oder das fünfte Signal (15) eine im höherfrequenten (RF-)Bereich liegende Frequenz, die insbesondere in etwa 315, 433, 868 MHz o. dgl. beträgt, aufweist, und daß weiter vorzugsweise die phasengekoppelte Ansteuerung zweier Antennen (29, 30) für das erste Signal (12) für das Wecken und/oder das dritte Signal (13) für die Bereichsabgrenzung zur Standortbestimmung, insbesondere im NF-Bereich erfolgt.
Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (29, 30, 37, 38) als niederfrequente (LF-)Antenne, beispielsweise eine Spule sowie gegebenenfalls mit einem zur Spule in Reihe geschalteten Kondensator in der Art eines Schwingkreises umfassend, ausgebildet ist, daß vorzugsweise das Kraftfahrzeug (1) wenigstens zwei LF-Antennen (29, 30) besitzt, wobei insbesondere eine LF-Antenne (29) der fahrerseitigen Autotüre (6) des Kraftfahrzeugs sowie eine weitere LF-Antenne (30) der beifahrerseitigen Autotüre (6) des Kraftfahrzeugs (1) zugeordnet ist, und daß weiter vorzugsweise die zweite Einrichtung (5) einen induktiven Empfänger (17) besitzt.
Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antennen (29, 30) durch gleichzeitiges phasenrichtiges Ansteuern zur konstruktiven Überlagerung der Felder (33, 34), insbesondere mit einer Phasenverschiebung von 0°, angesteuert werden.
Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antennen (29, 30) durch gleichzeitiges phasenrichtiges Ansteuern zur destruktiven Überlagerung der Felder (33, 34), insbesondere mit einer Phasenverschiebung von 180°, angesteuert werden.