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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Identifikationsgeber (ID-Geber) für eine automatische Autorisierung für den Zugang zu einem Objekt, eine zugehörige Zugangskontrolleinrichtung für das Objekt sowie ein aus diesen Komponenten gebildetes Zugangskontrollsystem, wobei erfindungsgemäß der ID-Geber und/oder die Zugangskontrolleinrichtung hinsichtlich des Energieverbrauchs verbessert sind. Bei dem Objekt kann es sich um ein Fahrzeug handeln.
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Automobilhersteller bieten heute als Ausstattungsmerkmale Funktionalitäten für ihre Fahrzeuge an, die mittels Funkkommunikation in lizenzfreien Frequenzbändern durch den Nutzer ferngesteuert bzw. aus der Ferne betätigt werden können. Eine solche Funktionalität ist u. a. als Komfortzugang bekannt. Dabei wird einem Nutzer der Zugang zum Fahrzeug ermöglicht, indem das Fahrzeug einen elektronischen ID-Geber, den der Nutzer mitführt, automatisch erkennt und sich so öffnen lässt, ohne dass der Nutzer einen Schlüssel verwenden oder eine Fernbedienung für die Zentralverrieglung in die Hand nehmen muss. Dem Nutzer kann ebenso das Starten des Fahrzeugs durch reine Betätigung eines Startknopfes ohne Verwendung eines herkömmlichen Fahrzeugschlüssels ermöglicht werden.
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Vor Auslösung der Komfortzugang-Funktionalität erfolgt eine ereignisgesteuerte Überprüfung der Zugangsberechtigung anhand des mitgeführten ID-Gebers. Ein Auslöseereignis kann die Betätigung einer Bedienstelle am Fahrzeug, z. B. eines Tasters am Außengriff einer Fahrzeugtür, sein. So ausgelöst versucht eine fahrzeugseitige Zugangskontrolleinrichtung drahtlos mittels Funkkommunikation mit dem ID-Geber diesen als berechtigt zu identifizieren. Ist die Überprüfung erfolgreich, wird der Fahrzeugzugang freigegeben, z. B. das Fahrzeug entriegelt. Neben dieser ereignisgesteuerten Suche nach einem Identifikationsgeber, die beispielsweise durch das Betätigen einer Bedienstelle ausgelöst wird, setzen sich aktuell immer mehr sogenannte Polling-Verfahren durch. Dabei prüft die Zugangskontrolleinrichtung das Vorhandensein eines Identifikationsgebers im direkten Umfeld des Fahrzeugs zyklisch (ID-Gebersuche), um im Anschluss an eine erfolgreiche Überprüfung der Berechtigung Funktionen im Zusammenhang mit dem Fahrzeugzugang auszulösen; dies können z. B. Begrüßungsszenarien wie Einschalten einer Vorfeld- und/oder Innenraumbeleuchtung, Entriegeln der Zentralverriegelung und der gleichen bereits bei Annäherung des Nutzers an das Fahrzeug sein.
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Nachteilig bei der Fernauslösung solcher Funktionalitäten, wie der diskutierten Komfortfunktionen, mittels Polling-Verfahren gegenüber der ereignisgesteuerten Auslösung ist, dass dies den Ruhestrombedarf sowohl im Fahrzeug als auch im ID-Geber erhöht. Aufgrund der begrenzten Energiespeicherkapazität der in einem ID-Geber üblicherweise verbauten Batterie als Stromquelle ist dies besonders für den tragbaren ID-Geber problematisch. Der Ruhestrom besteht dabei im Wesentlichen aus dem Mittelwert der zyklischen An- und Ausphasen der Empfangseinheit des ID-Gebers zum einen und dessen Sendeeinheit zum anderen, da der ID-Geber üblicherweise durch ein fahrzeugseitiges Funksignal geweckt wird, auf welches er dann mit einem Sendesignal antwortet.
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Um den Ruhestrombedarf zu senken, könnte die Suche nach ID-Gebern im Nahfeld des Fahrzeugs nach einer gewissen Zeit deaktiviert werden. Entfernen sich beispielsweise alle dem System bekannten ID-Geber aus dem Nahfeld, das z. B. 3 bis 8 Meter um das Fahrzeug umfasst, könnte die Suche mittels des Polling-Verfahrens nach einigen Tagen deaktiviert werden. Verbleibt ein Identifikationsgeber im Nahfeld des Fahrzeugs, könnte die Kommunikation bereits nach wenigen Minuten, z. B. 2 bis 3 Minuten eingestellt werden. Diese Maßnahmen bedeuten jedoch, dass dem Nutzer beim nächsten Zugang zum Fahrzeug die Komfortfunktion nicht wie gewohnt bei Annäherung, sondern bestenfalls ereignisgesteuert, z. B. durch Betätigung eines Fahrzeugtürgriffs, und damit mit einer für den Nutzer wahrnehmbaren Verzögerung zu Verfügung steht.
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DE 10 2007 045 712 A1 offenbart ein Polling-Verfahren zum Austausch von Alarmmeldungen zwischen einem Fahrzeug und einem mobilen ID-Geber, bei dem der Ruhestrombedarf im ID-Geber dadurch reduziert ist, dass zur Übertragung einer Alarmmeldung vom Fahrzeug an den ID-Geber nicht die fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung, sondern stattdessen der ID-Geber zyklisch mit der Kommunikationseinrichtung zu kommunizieren versucht. Somit muss der ID-Geber nicht dauerhaft empfangsbereit sein. Zur deutlichen Reduzierung des Ruhestroms im ID-Geber werden die ID-Geber-seitigen Polling-Zyklen fortschreitend verlängert und schließlich das Polling ganz eingestellt. Für das oben erläuterte Komfortzugangsszenario ist dieses Verfahren daher nicht geeignet, da bei ganz eingestellter Kommunikation bzw. zu langen Polling-Zyklen ein annäherungsgesteuerter Komfortzugang nicht zur Verfügung steht.
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Es ist eine mögliche Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, um die Ruhestromaufnahme eines ID-Gebers, der sich in einem Nahfeld eines Objekts befindet, zu reduzieren. Es ist eine weitere oder alternative mögliche Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, welche die Ruhestromaufnahme einer objektseitigen Kommunikationseinrichtung reduzieren.
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Wenigstens eine der Aufgaben wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen tragbaren Identifikationsgeber bzw. der erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Zugangskontrolleinrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit einem jeweils entsprechenden Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung der einzelnen Aspekte stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Kerngedanken der Erfindung liegen darin, einen tragbaren ID-Geber und/oder eine Zugangskontrolleinrichtung so auszulegen, dass der ID-Geber nur im Falle einer relevanten Positionsänderung, bevorzugt bei einer Annäherung, zum zugeordneten Objekt von objektseitig ausgesandten Kommunikationssignalen geweckt bzw. aktiviert wird. Dabei kann die Bestimmung der hierfür notwendigen Positionsänderung grundsätzlich vom ID-Geber selbst oder alternativ objektseitig bestimmt werden. Ergänzend oder alternativ kann eine fahrzeugseitige Zugangskontrolleinrichtung so ausgelegt sein, dass die Sendeleistung bzw. Feldstärke von objektseitig ausgesandten Kommunikationssignalen so weit reduziert wird, dass ein bereits erkannter Identifikationsgeber gerade noch erfasst wird. Dann wird zum einen der objektseitige Energieverbrauch gesenkt. Zum anderen wird ein sich vom Objekt entfernender ID-Geber relativ schnell von objektseitigen Signalen nicht mehr erreicht und somit auch nicht mehr „geweckt”, dies reduziert wiederum den Energieverbrauch im ID-Geber. Im Ergebnis kann mittels der erfindungsgemäßen Maßnahmen der Ruhestrombedarf im ID-Geber deutlich gesenkt und somit dessen Batteriestandzeit verbessert bzw. verlängert werden.
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Wenigstens eine der Aufgaben wird mit einem tragbaren Identifikationsgeber zur drahtlosen Kommunikation mit einer Zugangskontrolleinrichtung eines zugeordneten Objekts gelöst.
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Der ID-Geber kann aufweisen: eine erste Empfangseinrichtung zum Empfang erster Signale und zum Aktivieren einer Weckeinrichtung, die Mittel zum Bestimmen einer Signalgröße des ersten Signals aufweist; wobei die Weckeinrichtung eingerichtet ist, weitere wenigstens eine Sendeeinrichtung zum Senden zweiter Signale aufweisende Schaltungsteile des Identifikationsgebers basierend auf einem aktuell bestimmten Wert der Signalgröße zu aktivieren.
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Die Weckeinrichtung kann weiter Mittel zum Vergleichen des aktuell bestimmten Wertes der Signalgröße mit einem vorhergehend bestimmten Wert aufweisen und eingerichtet sein, die weiteren Schaltungsteile zu aktivieren, wenn der aktuelle Wert der Signalgröße den vorhergehenden Wert um einen vorbestimmten absoluten oder relativen Schwellenwert, insbesondere mindestens um 20%, überschreitet. Damit wird erreicht, dass ein ID-Geber, der sich dem Objekt nähert, grundsätzlich nur durch objektseitig ausgesandte erste Signale geweckt werden kann. Ein ortsfester ID-Geber, der beispielsweise in Objektnähe an einem Schlüsselbrett hängt, wird somit nicht mehr ständig geweckt, d. h., die Ruhestromaufnahme ist deutlich reduziert.
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Alternativ oder ergänzend kann der Identifikationsgeber weiter eingerichtet sein, bei einer Aktivierung der weiteren Schaltungsteile in wenigstens eines der zweiten Signale ein Informationselement einzufügen, das den aktuell bestimmten Wert der Signalgröße anzeigt. Damit kann die Überprüfung der oben diskutierten Bedingung zum Erkennen einer Positionsänderung des ID-Gebers auf eine im Objekt befindliche Einrichtung auszulagern. Dabei ergeben sich aber noch weitere vorteilhafte Möglichkeiten. Beispielsweise kann eine objektseitige Zugangskontrolleinrichtung, wenn ein ID-Geber im Inneren des Objekts oder im Umfeld des Objekts ohne wesentliche Positionsänderung liegt, die objektseitige Sendeleistung für die ersten Signale soweit reduzieren, dass der stationäre ID-Geber gerade noch erfasst wird. Dadurch kann der objektseitige Ruhestrombedarf deutlich reduziert werden. In diesem Zusammenhang – aber auch unabhängig davon – kann die erste Empfangseinrichtung und/oder eine zweite Empfangseinrichtung, die in den weiteren Schaltungsteilen enthalten und zum Empfangen dritter Signale eingerichtet ist, konfiguriert sein, ein in einem empfangenen Signal enthaltenes Kommandoelement zum Aktivieren oder Deaktivieren der Weckeinrichtung zu empfangen. Entsprechend diesem Kommandoelement kann die Weckeinrichtung aktiviert oder deaktiviert werden. Damit kann der ID-Geber objektseitig in einen Ruhe-Modus versetzt werden, in dem der Ruhestrombedarf weiter reduziert ist, da neben den weiteren Schaltungsteilen auch die Weckeinrichtung inaktiv ist, solange kein objektseitiges Kommando zum Aktvieren der Weckeinrichtung vorliegt.
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Alternativ oder ergänzend kann die Weckeinrichtung weiter eingerichtet sein, die weiteren Schaltungsteile nur dann zu aktivieren, wenn ein aktuell bestimmter Wert der Signalgröße einen vorbestimmten Mindestwert aufweist. Damit wird sichergestellt, dass sich der ID-Geber grundsätzlich erst bei bzw. ab einem Maximalabstand zum Objekt wecken lässt. Im Falle größerer Entfernungen lässt sich der ID-Geber nicht wecken, d. h., die Ruhestromaufnahme bleibt reduziert.
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Es sei angemerkt, dass für den Fall, dass die Weckeinrichtung die weiteren Schaltungsteile nicht mehr weckt, die Mittel zum Vergleichen bevorzugt immer denjenigen „vorhergehenden Wert” der Signalgröße zum Vergleichen heranzieht, ausgehend von dem die Weckeinrichtung einen stationären Schlüssel angenommen hat bzw. das Wecken weiterer Schaltungsteile eingestellt hat bzw. im Ergebnis das Antworten des ID-Gebers mittels eines zweiten Signals eingestellt hat. Es kann auch bevorzugt immer der Wert als vorhergehender Wert gespeichert werden, in Folge dessen die Weckeinrichtung die weiteren Schaltungsteile das letzte Mal geweckt hat. Dadurch wird sichergestellt, dass der ID-Geber auch tatsächlich wieder antwortet, sobald eine aktuell gemessene Signalgröße am ID-Geber mindestens um den absoluten oder relativen Schwellenwert den vorhergehenden Wert zu dem Zeitpunkt, an dem der ID-Geber das Antworten mit einem zweiten Signal eingestellt hat, überschreitet. Dadurch kann vorteilhaft vermieden werden, dass ein sich sehr langsam bewegender ID-Geber nicht mehr geweckt werden kann.
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Wenigstens eine der Aufgaben wird mit einer Zugangskontrolleinrichtung für ein Objekt zur drahtlosen Kommunikation mit mindestens einem tragbaren Identifikationsgeber gelöst.
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In einer ersten Ausführung kann die Zugangskontrolleinrichtung wenigstens eine Sendeeinrichtung zum Aussenden erster Signale; und wenigstens eine Empfangseinrichtung zum Empfangen zweiter Signale von dem tragbaren Identifikationsgeber aufweisen. Die Zugangskontrolleinrichtung kann dann eingerichtet sein, die Sendeleistung der wenigstens einen Sendeeinrichtung für die ersten Signale derart einzustellen, insbesondere soweit zu reduzieren, dass nur ein im Inneren des Objekts befindlicher und/oder an das Objekt angrenzender Bereich, in dem sich ein bereits erfasster Identifikationsgeber befindet, erfasst wird. Wie oben bereits im Zusammenhang mit einem ID-Geber erläutert, kann so der objektseitige Ruhestrombedarf gesenkt werden.
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Alternativ oder ergänzend zur ersten Ausführung kann die Zugangskontrolleinrichtung in einer zweiten Ausführung eingerichtet sein, einen aktuellen Wert einer Signalgröße eines am ID-Geber empfangenen ersten Signals zur Einstellung der Sendeleistung zu verwenden. Hierzu kann die Zugangskontrolleinrichtung beispielsweise ein in empfangenen zweiten Signalen enthaltenes Informationselement verwenden, das einen seitens des Identifikationsgebers aktuell bestimmten Wert der Signalgröße anzeigt. Basierend auf dieser Information kann dann die Zugangskontrolleinrichtung die Sendeleistung der von der wenigstens einen Sendeeinrichtung ausgesendeten ersten Signale einstellen. Wie vorstehend erläutert, kann so der objektseitige Ruhestrombedarf gesenkt werden.
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Alternativ oder ergänzend zur ersten oder zweiten Ausführung kann die Zugangskontrolleinrichtung in einer dritten Ausführung eingerichtet sein, ein bzw. ggf. das in empfangenen zweiten Signalen enthaltene Informationselement, das einen seitens des ID-Gebers aktuell bestimmten Wert einer Signalgröße eines dort aktuell empfangenen ersten Signals anzeigt, zu entnehmen und basierend darauf in wenigsten eines der ersten Signale oder wenigstens eines der zweiten Signale ein Kommandoelement zum Aktivieren oder Deaktivieren einer Weckeinrichtung in dem tragbaren Identifikationsgeber einzufügen. Wie oben bereits im Zusammenhang mit einem ID-Geber erläutert, kann so der Ruhestrombedarf des ID-Gebers weiter gesenkt werden, da nicht nur die weiteren Schaltungsteile des ID-Gebers, sondern auch die Weckeinrichtung des ID-Gebers deaktiviert werden kann.
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In jeder Ausführung der Zugangskontrolleinrichtung kann die wenigstens eine Sendeeinrichtung einer bestimmten Seite und/oder bestimmten Tür des Objekts zugeordnet sein. Dies kann beispielsweise mittels geeignet ausgestalteter Richtcharakteristika der objektseitigen Sende- und/oder Empfangsantennen erreicht werden. Alternativ oder ergänzend können auch die Sendesignale der einzelnen Sendeeinrichtungen für erste Signale eindeutige Kennungen enthalten, mittels derer eine eindeutige Zuordnung möglich ist.
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Wenigstens eine der Aufgaben wird weiter mit einem Zugangskontrollsystem für ein Objekt gelöst, welches wenigstens einen erfindungsgemäßen tragbaren Identifikationsgeber und eine in einem Objekt angeordnete erfindungsgemäße Zugangskontrolleinrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit dem wenigstens einen Identifikationsgeber aufweist. Der Identifikationsgeber und die Zugangskontrolleinrichtung sind insbesondere eingerichtet, mittels Funkkommunikation eine Zugangsberechtigung des ID-Gebers, bevorzugt mittels eines bidirektionalen Frage-Antwort-Dialoges mittels drahtloser Kommunikation zu prüfen.
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Die im ID-Geber gemessene Signalgröße kann die Feldstärke der empfangenen ersten Signale sein. Für die Drahtloskommunikation zwischen ID-Geber und Zugangskontrolleinrichtung werden für die ersten und zweiten Signale bevorzugt freie, besonders bevorzugt weltweit freie Frequenzbänder verwendet. Beispielsweise können die ersten Signale in einem Frequenzbereich von 1 bis 135 kHz liegen, bevorzugt eine Frequenz aus der Gruppe mit den Frequenzen 20 kHz, 124 kHz und 125 kHz aufweisen. Beispielsweise können die zweiten Signale in einem Frequenzbereich von 100 Mhz bis 10 GHz liegen, bevorzugt eine Frequenz aus der Gruppe mit den Frequenzen 315 MHz, 433 MHz, 868 MHz und 2,4 GHz aufweisen. Es ist aber auch denkbar, dass sowohl die ersten als auch die zweiten Signale im Frequenzbereich von 100 Mhz bis 10 GHz liegen, bevorzugt jeweils eine der Frequenzen aus der Gruppe mit den Frequenzen 315 MHz, 433 MHz, 868 MHz und 2,4 GHz aufweisen.
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Entsprechend den vorstehend erläuterten Ausführungen erfindungsgemäßer ID-Geber bzw. erfindungsgemäßer Zugangskontrolleinrichtungen wird wenigstens eine der Aufgaben auch durch entsprechende Kommunikationsverfahren gelöst.
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Ein entsprechendes Verfahren zur drahtlosen Kommunikation in einem tragbaren Identifikationsgeber, insbesondere mit einer Zugangskontrolleinrichtung an einem zugeordneten Objekt, kann demnach folgende Schritte aufweisen: Empfangen eines ersten Signals; Bestimmen einer Signalgröße des ersten Signals; Vergleichen eines aktuell bestimmten Wertes der Signalgröße mit einem vorhergehend bestimmten Wert der Signalgröße; und Aktivieren weiterer Schaltungsteile des Identifikationsgebers, insbesondere zum Senden wenigstens eines zweiten Signals als Antwort auf das aktuelle erste Signal, wenn der aktuelle Wert der Signalgröße den vorhergehenden Wert um einen vorbestimmten absoluten oder relativen Schwellenwert, insbesondere mindestens 20%, überschreitet.
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Ein entsprechendes Verfahren zur drahtlosen Kommunikation einer Zugangskontrolleinrichtung in einem Objekt mit mindestens einem tragbaren Identifikationsgeber kann demnach folgende Schritte aufweisend: periodisches Aussenden erster Signale; Erfassen eines Identifikationsgebers in einem im Objekt liegenden und/oder an das Objekt angrenzenden Bereich; und Reduzieren der Sendeleistung der ersten Signale soweit, dass nur der Bereich erfasst wird, in dem sich der erfasste Identifikationsgeber befindet.
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In einer besonderen Ausführung kann das Verfahren weiter aufweisen: Empfangen zweiter Signale; Entnehmen aus einem der zweiten Signale eines Informationselements, das einen aktuell bestimmten Wert einer Signalgröße eines an dem Identifikationsgeber empfangenen ersten Signals anzeigt; und Einstellen der Sendeleistung der ersten Signale basierend auf dem aktuell bestimmten Wert der Signalgröße. Durch die Rückmeldung der empfangenen Signalstärke des ersten Signals am ID-Geber an die Zugangskontrolleinrichtung kann diese besonders einfach die Sendeleistung beispielsweise auf den Pegel reduzieren, sodass am ID-Geber die ersten Signale mit dem vorbestimmten Mindestwert der empfangenen Signalstärke ankommen. Dadurch wird der objektseitige Ruhestrombedarf wie bereits erläutert gesenkt.
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In einer besonderen Weiterbildung kann die Sendeleistung soweit abgesenkt werden, dass die ersten Signale am Ort des ID-Gebers mit einem Pegel ankommen, der unter dem vorbestimmten Mindestwert liegt. Damit wird vorteilhaft erreicht, dass nun auch der ID-Geber nicht mehr geweckt wird, solange der ID-Geber nicht näher an das Objekt heran bewegt wird.
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Die Erfindung eignet sich besonders bei Objekten wie Fahrzeugen, jedoch können auch andere Objekte wie Gebäude von der Erfindung profitieren.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Funktionsähnliche oder identische Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten Begriffe „links”, „rechts”, „oben”, „unten” beziehen sich auf die Zeichnungen in einer Ausrichtung mit normal lesbarer Figurenbezeichnung bzw. normal lesbaren Bezugszeichen.
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1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Zugangskontrollsystems für ein Fahrzeug;
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2 zeigt ein schematisiertes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen ID-Gebers zur Verwendung im Zugangskontrollsystem der 1; und
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3 veranschaulicht weitere erfindungsgemäße Möglichkeiten zur Ruhestromreduzierung aufseiten des Fahrzeugs und/oder ID-Gebers.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur detailliert beschrieben. Die detaillierte Beschreibung dient der Information des Fachmanns und ist nicht beschränkend aufzufassen. In der nachfolgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt. Es versteht sich jedoch, dass Ausführungsformen der Erfindung auch ohne diese spezifischen Einzelheiten zur Anwendung kommen können. Bekannte Schaltungen, Strukturen und Verfahren werden nicht im Detail gezeigt oder erläutert, um das Verständnis der vorliegenden Beschreibung nicht zu erschweren.
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In 1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Zugangskontrollsystems für ein Fahrzeug 200 in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 200 weist eine rechte Seite 201 mit einer rechten Tür 202, eine linke Seite 203 mit einer linken Tür 204 sowie eine Heckseite 205 mit einer Heckklappe 206 auf. Im Fahrzeug befindet sich weiter eine Zugangskontrolleinrichtung 210, welche mit ersten Sendeeinrichtungen 211, 212, 213 verbunden ist, die jeweils einer der Fahrzeugtüren 202, 204 bzw. der Heckklappe 206 zugeordnet sind. Die Sendeeinrichtungen 211, 212, 213 besitzen jeweils eine zugehörige Sendeantenne 214, 215, 216, die jeweils eine Richtcharakteristik besitzen, sodass abgestrahlte erste Signale LF jeweils einen den Türen 202, 204 bzw. der Heckklappe 206 zugeordneten Erfassungsbereich B1, B2, B3 abdecken. Die Erfassungsbereiche B1, B2, B3 werden im Wesentlichen durch die eingestellte Sendeleistung der zugehörigen Sendeeinrichtungen 211, 212, 213, die eine jeweilige Reichweite R1, R2, R3 der ersten Signale LF definieren, bestimmt.
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Bei den ersten Signalen LF handelt es sich um niederfrequente Signale bevorzugt aus dem Frequenzbereich von 1 bis 135 kHz, beispielsweise 125 kHz. Durch die niedrigen Frequenzen ist die Reichweite der ersten Signale LF grundsätzlich auf das Nahfeld um das Fahrzeug 200, d. h. einen Abstand zum Fahrzeug von etwa 3 bis 8 m, begrenzt. Wie bereits oben erläutert, ist es aber auch möglich, für die ersten Signale LF hochfrequente Signale aus einem Frequenzbereich von 100 Mhz bis 10 GHz zu verwenden.
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In 2 ist ein schematisiertes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen tragbaren ID-Gebers 100 zur Verwendung im Zugangskontrollsystem der 1 gezeigt. Der ID-Geber 100 weist im für eine Erläuterung der vorliegenden Erfindung relevanten Umfang folgende Bestandteile auf.
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Eine Batterie 101 dient der Stromversorgung der Schaltungsteile des ID-Gebers 100. Aufgrund der bei einer Batterie begrenzten Strommenge will die vorliegend Erfindung den Strombedarf allgemein und den Ruhestrombedarf im Besonderen des ID-Gebers 100 soweit wie möglich reduzieren.
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Weiter besitzt der ID-Geber 100 eine erste Empfangseinrichtung 110 mit einer zugehörigen ersten Antenne 111, die für den Empfang der von den Sendeeinrichtungen 211, 212, 213 ausgesandten ersten Signale LF konfiguriert ist. Die Empfangseinrichtung 110 ist verbunden mit und eingerichtet zum Aktivieren einer Weckeinrichtung 120 des ID-Gebers 100.
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Die Weckeinrichtung 120 weist u. a. Mittel zum Bestimmen einer Signalgröße eines empfangenen ersten Signals LF auf. Die Signalgröße ist hier die Signalstärke bzw. der Signalpegel eines empfangenen ersten Signals LF, die bzw. der sich schaltungstechnisch einfachen bestimmen lässt. Die Weckeinrichtung 120 ist eingerichtet, weitere Schaltungsteile 130 des Identifikationsgebers 100 basierend auf einem aktuell bestimmten Wert der Signalgröße zu aktivieren. So erfolgt eine Aktivierung bevorzugt nur dann, wenn die gemessene Signalstärke bzw. der gemessene Signalpegel eines empfangenen ersten Signals LF einen vorbestimmten Mindestwert aufweist. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass eine Aktivierung nur bei einer Mindestentfernung, beispielsweise von etwa 8 m, vom Fahrzeug 200 erfolgt.
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Der ID-Geber 100 der beispielsweise im in der 1 veranschaulichten Szenario von einem Nutzer des Fahrzeugs 200 mitgeführt wird, empfängt über die Antenne 111 erste Signale LF (auch LF-Telegramm genannt) seitens der rechten Seite 201 zugeordneten ersten Sendeeinrichtungen 211, sobald der Nutzer den zugeordneten Bereiche B1 mit dem ID-Geber 100 betritt.
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Es ist weiter möglich, dass die Empfangseinrichtung 110 oder die Weckeinrichtung 120 des ID-Gebers 100 so eingerichtet sind, beispielsweise anhand eines in den ersten Signalen LF enthaltenen Codeelements zu erkennen, dass es sich um erste Signale LF eines dem ID-Geber 100 zugeordneten Fahrzeuges 200 handelt. Mit anderen Worten nur, wenn es sich um ein Fahrzeug 200 handelt, bei dessen Zugangskontrolleinrichtung 210 der ID-Geber 100 registriert ist, lösen empfangene erste Signale LF im ID-Geber 100 eine Aktivierung weiterer Schaltungsteile 130 aus.
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Wie in 2 gezeigt, enthalten die weiteren Schaltungsteile 130 des ID-Gebers 100 wenigstens eine Sende-/Empfangseinrichtung (Transceiver) 131, die für eine bi-direktionale drahtlose Kommunikation über eine Antenne 132 mittels (abgehender) zweiter Signale HF1 und (eingehender) dritter Signale HF2 mit einer entsprechenden fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 220 eingerichtet ist.
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Bei den zweiten Signalen HF1 und dritten Signalen HF2 werden bevorzugt hochfrequente Signale aus dem Frequenzbereich von 100 Mhz bis 10 GHz verwendet, beispielsweise 433 MHz.
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Der ID-Geber 100 und die Zugangskontrolleinrichtung 210 des Fahrzeugs 200 bilden zusammen ein Zugangskontrollsystem, in dem der ID-Geber 100 und die Zugangskontrolleinrichtung 210 in grundsätzlich bekannter Weise konfiguriert sind, mittels Funkkommunikation die Zugangsberechtigung des ID-Gebers 100 beispielsweise mittels eines bi-direktionalen Frage-Antwort-Dialoges zu prüfen. Im Falle einer positiven Überprüfung gilt der ID-Geber 100 als authentisiert und die Zugangskontrolleinrichtung veranlasst – wie eingangs erläutert, dass z. B. eine Zentralverriegelung alle oder bestimmte der Türen 202, 204 bzw. die Heckklappe 206 des Fahrzeugs 200 entriegelt.
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Der bi-direktionale Frage-Antwort-Dialog kann grundsätzlich über das niederfrequente erste Signal LF und das vom ID-Geber 100 hochfrequente zweite Signal HF1 erfolgen; dann reicht es aus, dass die Sende-/Empfangseinrichtung 131 des ID-Gebers 100 nur als eine Sendeeinrichtung und die Sende-/Empfangseinrichtung 220 der Zugangskontrolleinrichtung 210 nur als eine Empfangseinrichtung für zweite Signale ausgebildet sind. Alternativ kann der bi-direktionale Frage-Antwort-Dialog auch vollständig mittels der zweiten Signale HF1 und der dritten Signale HF2 zwischen der Sende-/Empfangseinrichtung 131 des ID-Gebers 100 und der Sende-/Empfangseinrichtung 220 der Zugangskontrolleinrichtung 210 stattfinden.
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Im Folgenden werden nun die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen zur Reduzierung des (Ruhe-)Strombedarfs im ID-Geber 100 und/oder der fahrzeugseitigen Zugangskontrolleinrichtung 210 erläutert.
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Gemäß einem Aspekt weißt die Weckeinrichtung 120 im ID-Geber 100 weiter Mittel zum Vergleichen eines aktuell bestimmten Wertes der Signalstärke eines gerade empfangenen ersten Signals LF mit einem vorhergehend bestimmten Wert auf. Hierzu muss lediglich eine Speichermöglichkeit für den vorhergehenden Wert, beispielsweise ein FIFO-Register in der Weckeinrichtung 120 vorgesehen sein. Dann kann der aktuell gemessene Wert der Signalstärke mit dem Wert im Register verglichen werden. Anschließend wird der aktuelle Wert ins Register geschoben und der vorherige Werte herausgeschoben bzw. überschrieben.
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Erfindungsgemäß ist die Weckeinrichtung 120 eingerichtet, die weiteren Schaltungsteile 130 nur dann zu aktivieren, wenn der aktuell gemessene Wert der Signalstärke den vorhergehenden Wert um einen vorbestimmten absoluten oder relativen Schwellenwert, beispielsweise mindestens um 20% überschreitet. Damit wird erreicht, dass die weiteren Schaltungsteile 130 im ID-Geber 100 nur geweckt werden, d. h. in einen Betriebszustand mit höherem Strombedarf wechseln, wenn der ID-Geber 100 sich dem Fahrzeug 200 annähert. Hat der Nutzer beispielsweise den ID-Geber 100 im Nahfeld des Fahrzeugs 200 an ein Schlüsselbrett gehängt, dann wird mit der vorgeschlagenen Maßnahme wirksam verhindert, dass die weiteren Schaltungsteile 130 des ID-Gebers 100 mit jedem Polling-Zyklus der Zugangskontrolleinrichtung 210 geweckt werden.
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Es sei angemerkt, dass für den Fall, dass die Weckeinrichtung 120 die weiteren Schaltungsteile 130 nicht mehr weckt, bevorzugt immer der „vorhergehende Wert” der Signalstärke für den Vergleich herangezogen wird, ausgehend von dem die Weckeinrichtung 120 einen stationären ID-Geber 100 angenommen hat, d. h. im Ergebnis das Antworten des ID-Gebers 100 mittels eines zweiten Signals HF1 eingestellt hat. Alternativ kann auch immer der „vorhergehende Wert” der Signalstärke für den Vergleich herangezogen werden, ausgehend von dem die Weckeinrichtung 120 zuletzt die weiteren Schaltungsteile 130 geweckt hat bzw. das letzte Mal mittels eines zweiten Signals HF1 geantwortet hat. Dadurch wird sichergestellt, dass der ID-Geber 100 auch tatsächlich wieder geweckt werden kann bzw. mit zweiten Signalen HF1 antwortet, sobald eine aktuell gemessene Signalstärke am ID-Geber 100 mindestens um beispielsweise den relativen Schwellenwert von 20% den vorhergehenden Wert zum Zeitpunkt, an dem der ID-Geber 100 das Antworten mit einem zweiten Signal eingestellt hat bzw. das letzte Mal geantwortet hat, überschreitet. Dadurch kann vermieden werden, dass ein sich sehr langsam bewegender ID-Geber 100 nicht mehr geweckt werden kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des vorstehend beschriebenen ID-Gebers 100 oder in einer alternativen Ausführung des ID-Gebers ist dieser eingerichtet, im Falle einer Aktivierung der weiteren Schaltungsteile 130 aufgrund eines empfangenen ersten Signals LF in wenigstens eines der zweiten Signale HF1 ein Informationselement einzufügen, das den aktuell bestimmten Wert der Signalstärke des empfangenen ersten Signals LF anzeigt. Dies ermöglicht es, dass die Zugangskontrolleinrichtung 210 mittels der Sende-/Empfangseinrichtung 220 durch Empfang eines solchen zweiten Signals HF1 vom Identifikationsgeber 100 mittels des darin enthaltenen Informationselements den seitens des Identifikationsgebers 100 aktuell bestimmten Wert der Signalstärke der dort aktuell empfangenen ersten Signale LF erfährt. Basierend auf diesem aktuell bestimmten Wert der Signalstärke kann die Zugangskontrolleinrichtung 210 die Sendeleistung der von den Sendeeinrichtungen 211, 212, 213 ausgesendeten ersten Signale LF anpassen, insbesondere reduzieren, wodurch sich der fahrzeugseitige Ruhestrombedarf entsprechend verringert.
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Die vorstehende grundsätzliche Maßnahme „Verringerung der fahrzeugseitigen Sendeleistung für erste Signale LF'' kann dabei mit unterschiedlichen, jeweils für sich vorteilhaften Zielsetzungen erfolgen, die im Folgenden anhand der 3 erläutert werden. In 3 werden weitere erfindungsgemäße Möglichkeiten zur Ruhestromreduzierung aufseiten des Fahrzeugs 200 und/oder ID-Gebers 100 veranschaulicht.
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In einer ersten Stufe S1 reduziert die Zugangskontrolleinrichtung 210 die Sendeleistung der Sendeeinrichtungen 211, 212, 213 für die ersten Signale LF soweit, dass nur ein im Inneren des Fahrzeugs 200 befindlicher und/oder an das Fahrzeug 200 angrenzender Bereich, in dem sich der bereits erfasste Identifikationsgeber 100 befindet, noch erfasst wird. D. h., die Reichweite der ersten Signale LF wird in Stufe S1 von R1 auf R1' verringert. In diesem Fall verringert sich der fahrzeugseitige Strombedarf entsprechend der reduzierten Sendeleistung.
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In einer zweiten Stufe S2 reduziert die Zugangskontrolleinrichtung 210 die Sendeleistung der Sendeeinrichtungen 211, 212, 213 für die ersten Signale LF soweit, dass nur ein im Inneren des Fahrzeugs 200 befindlicher und/oder an das Fahrzeug 200 angrenzender Bereich erfasst wird, der den bereits erfassten Identifikationsgeber 100 gerade nicht mehr enthält. Ein Kriterium hierfür kann sein, die Sendeleistung soweit zu reduzieren, dass beim ID-Geber 100 nur noch erste Signale LF mit einer Sendeleistung ankommen, die unter dem Mindestwert für den Signalpegel liegt, der zu einem Ansprechen der Weckeinrichtung 120 des ID-Gebers 100 führt. D. h., in Stufe S2 wird die Reichweite der ersten Signale LF effektiv von R1 auf R1'' verringert. In diesem Fall wird der fahrzeugseitige Strombedarf entsprechend der reduzierten Sendeleistung gesenkt. Der Ruhestrombedarf des ID-Gebers 100 wird – im Vergleich zur Stufe S1 – weiter gesenkt, da die Weckeinrichtung auf erste Signale LF mit einer Signalstärke unter dem Mindestwert nicht anspricht.
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Beispielsweise können die erste Stufe S1 und die zweite Stufe S2 zeitlich verzögert ausgelöst werden. Selbstverständlich ist es möglich, dass sofort eine Verringerung der Reichweite von R1 auf R1'' erfolgt, dies ist in 3 durch die Stufe S1' angedeutet.
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Eine weitere Möglichkeit für die Zugangskontrolleinrichtung 210 die Sendeleistung zu verringern, ohne einen seitens des Identifikationsgebers 100 aktuell bestimmten Wert der Signalstärke der dort aktuell empfangenen ersten Signale LF zu kennen, besteht darin, dass die Zugangskontrolleinrichtung 210 die Sendeleistung soweit verringert, bis der ID-Geber 100 nicht mehr antwortet. Dies entspricht einer Verringerung der Reichweite von R1 auf R1'' (Stufe S1'). Wenn die Zugangskontrolleinrichtung 210 dann die Sendeleistung stufenweise erhöht, bis der ID-Geber 100 wieder antwortet, entspricht dies der Verringerung der Reichweite von R1 auf R1' (Stufe S1).
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Ein weiterer Vorteil der Reichweiten-Verringerung besteht darin, dass ein ID-Geber, der sich vom Fahrzeug entfernt, schneller aus dem jeweiligen überwachten Bereich B1, B2 oder B3 herausläuft und dadurch nicht mehr von ersten Signalen LF geweckt werden kann, was ebenfalls den Stromverbrauch im ID-Geber verringert und damit die Batteriestandzeit verlängert.
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Gemäß einer weiteren Ausführung kann der ID-Geber 100 eingerichtet sein, dass die erste Empfangseinrichtung 110 und/oder eine zweite Empfangseinrichtung 131, die in den weiteren Schaltungsteilen 130 enthalten und zum Empfangen dritter Signale HF2 eingerichtet ist, konfiguriert ist, ein in einem empfangenen ersten Signal LF oder dritten Signal HF2 enthaltenes Kommandoelement zum Aktivieren oder Deaktivieren der Weckeinrichtung 120 zu empfangen.
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Dies ermöglicht es, dass die Zugangskontrolleinrichtung 210 in wenigsten eines der ersten Signale LF oder wenigstens eines der dritten Signale HF2 ein Kommandoelement zum Aktivieren oder Deaktivieren der Weckeinrichtung 120 des ID-Gebers 100 einfügen kann. Damit ist es möglich, dass die oben erläuterte Überprüfung, ob ein ID-Geber seine Position nicht verändert, alternativ oder zusätzlich fahrzeugseitig erfolgen kann. Beispielsweise kann die Zugangskontrolleinrichtung 210 ein in empfangenen zweiten Signalen HF1 enthaltenes Informationselement, das einen seitens des ID-Gebers 100 aktuell bestimmten Wert der Signalstärke dort aktuell empfangener erster Signale LF anzeigt, entnehmen und basierend darauf durch Vergleichen mit vorhergehend übermittelten Werten bestimmen, dass der ID-Geber 100 offensichtlich stationär ist. In diesem Fall kann die Zugangskontrolleinrichtung 210, beispielsweise nach einer bestimmten Zeitdauer, in einem ersten Signal LF und/oder in einem dritten Signal HF2 an den ID-Geber ein Kommando zur Deaktivierung der Weckeinrichtung 120 senden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007045712 A1 [0006]
