DE19610116A1

DE19610116A1 - Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19610116A1
Application number: DE1996110116
Authority: DE
Inventors: Thomas Roehrl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2016-03-15
Also published as: GB9705432D0; GB2311155B; GB2311155A; DE19610116C2; FR2746235A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein bekanntes Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug (DE 43 29 697 C2) weist einen tragbaren Sender auf, der eine modulierte Codeinformation aussendet. Im Kraftfahrzeug ist ein Empfänger angeordnet, der die Codeinformation empfängt, diese mit einer Sollcodeinformation vergleicht und bei Über einstimmung der beiden Codeinformationen ein Freigabesignal erzeugt.

Damit ein solches Diebstahlschutzsystem auch bei auftretenden Störungen, die beispielsweise durch einen leistungsstarken Störsender verursacht sind, zuverlässig funktioniert, muß die Codeinformation auf eine andere Art, beispielsweise bei einer veränderten Frequenz nochmals übertragen werden. Eine Störung der Übertragung wird also erst dann festgestellt, wenn zu nächst das erwartete Codesignal nicht empfangen wurde.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Diebstahl schutzsystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dem eine Codeinformation auch bei auftretenden Übertragungsstörungen zuverlässig übertragen wird.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Pa tentanspruch 1 gelöst. Dabei wird eine in einem tragbaren Sender gespeicherte Codeinformation mehrfach mit verschiede nen Trägerfrequenzen als Codesignale übertragen. Ein Empfän ger im Kraftfahrzeug demoduliert die Codeinformation sicher aus allen empfangenen Codesignalen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Diebstahlschutzsystems,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm eines amplitudenmodulierten Signals,

Fig. 3 ein Frequenzspektrum von übertragenen Codesignalen,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Empfängers (teilweise) des Diebstahlschutzsystems nach Fig. 1 und

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbei spiels eines Diebstahlschutzsystems.

In der Nachrichtentechnik werden digitale Codeinformationen mit einer Trägerfrequenz moduliert übertragen. Das für Kraft fahrzeuganwendungen zugelassene Frequenzband für solche Über tragungen liegt nahezu weltweit unter anderem zwischen 433,05 und 434,79 MHz. Da dieses Frequenzband auch von Amateurfunker benutzt wird, deren zugelassenes Frequenzband zwischen 430 und 440 MHz liegt, und immer mehr neue Anwendungen ebenfalls dieses Frequenzband überdecken, steigt die Wahrscheinlich keit, daß die Übertragung der Codeinformation vom Handsender zum Kraftfahrzeug durch andere Sender gestört wird.

Damit ein Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug auch bei Störungen zuverlässig funktioniert, ist erfindungsgemäß ein tragbarer Sender 1 (Fig. 1) vorgesehen, der zwei Sende stufen aufweist. Über diese Sendestufen werden zwei Codesi gnale zu einem im Kraftfahrzeug angeordneten Empfänger 2 übertragen. In den Codesignalen ist eine in dem Sender 1 ge speicherte Codeinformation enthalten, die im Empfänger 2 aus den Codesignalen extrahiert wird und mit einer erwarteten Sollcodeinformation verglichen wird. Wenn die beiden Codein formationen übereinstimmen, so wird ein Freigabesignal er zeugt, durch das Türen des Fahrzeugs ver- oder entriegelt werden oder eine Wegfahrsperre gelöst wird.

Der Sender 1 weist einen Modulator 3 auf, der die Codeinfor mation mit zwei verschiedenen Trägerfrequenzen f_a und f_b mo duliert. Demzufolge wird die Codeinformation jeweils in zwei verschiedene Frequenzbänder (Übertragungskanäle) umgesetzt und als Codesignale A und B getrennt voneinander über Sende antennen 4 und 5 ausgesendet.

Die Trägerfrequenzen f_a und f_b können durch zwei verschiedene Oszillatoren 6 und 7 erzeugt werden. Alternativ oder zusätz lich kann auch ein Frequenzvervielfacher 8 in einer Sendestu fe angeordnet sein, während in der anderen Sendestufe ledig lich ein Verstärker 9 angeordnet ist. Somit werden zwei ver schiedene Codesignale erzeugt, die jeweils die Codeinformati on enthalten und die in den verschiedenen Übertragungskanälen zu dem Empfänger 2 übertragen werden.

Zwei Empfangsantennen 10 und 11 des Empfängers 2 empfangen die Codesignale und leiten sie an einen nicht dargestellten Demodulator weiter. Der Nachrichteninhalt der Codesignale (wenn keine Störung vorhanden ist, entspricht dies der Code information) wird dort demoduliert und an eine nicht darge stellte Auswerteeinheit weitergeleitet.

Die Codeinformation ist als codiertes Digitalsignal in einem Speicher, beispielsweise in einem E²PROM, des Senders 1 ge speichert oder wird mit Hilfe eines mathematischen Algorith mus dort erzeugt. Durch die Modulation mit einer Trägerfre quenz wird eine amplitudenmodulierte Schwingung erzeugt, wie sie teilweise in der Fig. 2 dargestellt ist.

Digitale Signale in binärer Form haben die Werte 0 und 1 mit den Pegeln L (Low) und H (High). Zur Übertragung dieser Digi talsignale wird eine hochfrequente Trägerschwingung amplitu denmoduliert. Dabei wird die hochfrequente Trägerschwingung im Rhythmus des digitalen Signals eingeschaltet und ausge schaltet (vgl. Fig. 2).

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Digitalsignal (= Codeinformation) bei zwei verschiedenen Trägerschwingungen mit den Trägerfrequenzen f_a und f_b amplitudenmoduliert. Da durch entstehen gemäß dem Frequenzspektrum in Fig. 3 zwei Übertragungskanäle mit den Bandbreiten B_a bzw. B_b, über die die Codesignale A bzw. B übertragen werden.

Es sei - gemäß Fig. 3 - angenommen, daß ein leistungsstarker Störsender mit einer Bandbreite Bs zufälligerweise vorhanden ist, dessen Übertragungskanal in der Nähe des zweiten Über tragungskanals mit der Trägerfrequenz f_b liegt. Infolge der großen Bandbreite B_s wird zwar das Codesignal B durch den Störsender überlagert und somit gestört, so daß dieses Code signal B nicht komplett empfangen werden kann. Dagegen wird das Codesignal A vollständig und korrekt empfangen, da sich dieser zufällige Störsender hier nur auf das Codesignal B auswirkt. Je weiter die beiden Trägerfrequenzen f_a und f_b voneinander entfernt sind, desto geringer wird die Wahr scheinlichkeit, daß beide Codesignale A und B durch Störsen der mit einer begrenzten Bandbreite Bs beeinflußt werden. Da durch wird eine erfolgreiche Übertragung der Codeinformation wahrscheinlicher.

Da in jedem Codesignal die Codeinformation enthalten ist, wird die Codeinformation mehrfach und damit voll redundant übertragen. Damit sich die beiden Codesignale nicht gegensei tig stören (sogenannte Intermodulationsstörungen), wird eines der beiden Codesignale und somit die Codeinformation inver tiert oder negiert übertragen (vgl. Fig. 4). Wenn der Pegel der Codeinformation H ist, so ist die jeweilige Sendestufe aktiv und wenn der Pegel L ist, so ist die Sendestufe inaktiv (vgl. auch die Fig. 2). Infolgedessen sind die Sendestufen dann nicht gleichzeitig aktiv, wodurch Energie zum Übertragen der Codeinformation eingespart wird, weil die Sendestufen aufgrund der redundanten Codeinformationsübertragung nicht ununterbrochen aktiv sein müssen, wie es beispielsweise bei frequenzmodulierten Codesignalen der Fall wäre. Bei frequenz modulierten Codesignalen wären die Sendestufen immer aktiv und daher auch anfälliger gegen Frequenzstörungen.

Die invertierte Codeinformation muß auf der Empfängerseite von einem Invertierer 13 nochmals invertiert oder negiert werden, damit sie wieder in ihrer ursprünglichen Form vorlie gen. Werden nun die Codeinformationen A und B einem ODER-Glied zugeführt, so wird auf jeden Fall eine Codeinformation, und zwar A v B, aus allen empfangenen Codesignalen erhalten, selbst wenn Störungen in beiden Codesignalen, jedoch zueinan der zeitversetzt, vorkommen. Wenn die Störungen zeitgleich in allen Codesignalen vorhanden sind, dann wird die Codeinforma tion allerdings nicht korrekt und vollständig empfangen.

Für den Vergleich fit der Sollcodeinformation ist es gleich, ob das Codesignal A oder B nach dem Empfang invertiert wird. Wird dasjenige Codesignal invertiert, das senderseitig nicht invertiert wurde, so liegt auch die Codeinformation inver tiert am Ausgang des ODER-Gliedes 14 vor. Wird dagegen dasje nige empfangene Codesignal invertiert, das bereits sendersei tig invertiert wurde, so liegt die Codeinformation nicht in vertiert am Ausgang des ODER-Gliedes 14 vor.

Der Sender 1 und der Empfänger 2 können - wie in Fig. 1 dar gestellt - jeweils zwei Sendeantennen 4 und 5 bzw. Empfangs antennen 10 und 11 aufweisen oder auch - wie in Fig. 5 dar gestellt - nur eine einzige Sendeantenne und eine einzige Empfangsantenne 12. Wenn nur eine Sendeantenne und eine Emp fangsantenne 12 vorhanden sind, so wird das empfangene oder zu sendende Signal aufgeteilt in zwei HF-Zweige 15 und 16 (je ein Zweig 15, 16 für einen Übertragungskanal), die mit einem Digitalteil 17 verbunden sind. In den Digitalteilen wird das zu sendende Signal moduliert bzw. das empfangene Signal demo duliert sowie ausgewertet.

In der Fig. 5 ist lediglich der Empfänger 2 dargestellt. Der gleiche Aufbau gilt prinzipiell auch für einen Sender, mit dem Unterschied, daß Signale in den HF-Zweigen eines Senders in die entgegengesetzte Richtung, und zwar vom Digitalteil zur Antenne, übertragen werden.

Wegen gesetzlicher Vorschriften und optimaler Ausnutzung des Frequenzbandes, ist es vorteilhaft, wenn die Codeinformation einmal invertiert und einmal nichtinvertiert übertragen wer den. Ansonsten würde dies zu einer starken Erhöhung der Band breite der übertragenen Codesignale und einer hohen Bele gungsdichte des Frequenzbandes führen. Daher wird ein Impuls der Codeinformation des Übertragungskanals B in einer Im pulspause der Codeinformation des Übertragungskanals A über tragen. Durch die unterschiedlichen Trägerfrequenzen f_a und f_b werden die empfangenen Codesignale dem jeweiligen HF-Zweig zugeordnet.

Die Codesignale müssen etwa zeitgleich übertragen werden. Be ginn und Dauer der Codesignale dürfen dann nur wenig (inner halb einer vorgegebenen Toleranzbreite) voneinander abwei chen. Dadurch können die empfangenen Codesignale im Empfänger 2 direkt, d. h. ohne zusätzliche Verzögerungsglieder in einem HF-Zweig, durch das ODER-Glied 14 miteinander verknüpft wer den, damit eine einzige Codeinformation erhalten wird.

Die demodulierte und am Ausgang des ODER-Gliedes 14 anstehen de Codeinformation wird mit einer in dem Empfänger 2 gespei cherten und erwarteten Sollcodeinformation verglichen. Wenn die beiden Codeinformation übereinstimmen, so wird ein Frei gabesignal erzeugt. Das Freigabesignal kann zum Lösen einer Wegfahrsperre, zum Ver- oder Entriegeln von Türschlössern, zum Ein- oder Ausschalten einer Diebstahlwarnanlage und/oder zum Schließen oder Öffnen von Fenstern sowie des Schiebedachs des Kraftfahrzeugs verwendet werden.

Der Sender 1 kann sowohl auf einem herkömmlichen Tür- oder Zündschlüssel als auch auf einer scheckkartengroßen Karte an geordnet sein. Für die Erfindung ist es jedoch unwesentlich, wo der Sender 1 angeordnet ist. Wesentlich ist, daß zumindest zwei verschiedene Codesignale A und B mit zumindest zwei ver schiedenen Trägerfrequenzen f_a bzw. f_b vom Sender 1 ausgesen det werden. Jedes übertragene Codesignal enthält die Codein formation. Aus den empfangenen Codesignalen wird eine einzige Codeinformation gewonnen, die mit der Sollcodeinformation verglichen wird.

Bei der Amplitudenmodulation oder der sogenannten ASK-Modula tion (Amplitude shift keying) kann auch in den Impulspausen (vgl. Fig. 2) der Codeinformation noch eine meßbare Amplitu de der hochfrequenten Trägerschwingung vorhanden sein. Die Hüllkurve des modulierten Signals stellt dann die Codeinfor mation dar. Allerdings ist dann jede Sendestufe ständig ak tiv, was eine erhöhten Energiebedarf bedeutet.

Erfindungsgemäß wird die Codeinformation in zumindest zwei Frequenzbereiche umgesetzt. Sie kann auch in mehrere Fre quenzbereiche umgesetzt und parallel übertragen werden, wo durch dann aber der Energieverbrauch zunimmt.

Im Sender 1 und im Empfänger 2 können jeweils Mikroprozesso ren oder funktionell gleichwertige Bauelemente verwendet wer den, um die Codesignale zu erzeugen und die Codeinformation daraus wieder zu demodulieren. Die Oszillatoren 6, 7 können als SAW-Oszillatoren ausgebildet sein.

Claims

1. Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug mit

- einem tragbaren Sender (1), der eine modulierte Codeinfor mation aussendet und
- einem im Kraftfahrzeug angeordneten Empfänger (2), der die Codeinformation empfängt, mit einer Sollcodeinformation vergleicht und bei Übereinstimmung der beiden Codeinforma tionen ein Freigabesignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
- daß der Sender (1) einen Modulator (3, 6, 7) aufweist, der die Codeinformation in zumindest zwei verschiedenen Fre quenzbereiche (B_a, B_b) mit Hilfe von zumindest zwei ver schiedenen Trägerfrequenzen (f_a, f_b) umsetzt, wodurch zu mindest zwei verschiedene Codesignale erzeugt werden, die getrennt voneinander zu dem Empfänger (2) übertragen wer den, und
- daß der Empfänger (2) einen Demodulator (13, 14, 17) auf weist, der die Codeinformation aus den empfangenen Codesi gnalen demoduliert.

2. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sender (1) einen Invertierer (3, 9) auf weist, der die Codeinformation invertiert und als erstes Codesignal überträgt, während die nichtinvertierte Codeinfor mation als ein zweites Codesignal übertragen wird.

3. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Empfänger (2) einen Invertierer (13) auf weist, dem eine aus einem der empfangenen Codesignale demodu lierte Codeinformation zugeführt wird.

4. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Empfänger (2) ein ODER-Glied (14) aufweist, dem zumindest eine invertierte und eine nichtinvertierte Codeinformation zugeführt wird, so daß am Ausgang des ODER- Gliedes (14) eine einzige Codeinformation ansteht, die mit der Sollcodeinformation verglichen wird.

5. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sender (1) eine Sendeantenne und zumindest zwei Sendestufen (3, 6, 9; 3, 7, 8) aufweist, über die die Codesignale ausgesendet werden.

6. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Empfänger (2) eine Empfangsantenne (12) und zumindest zwei Empfangsstufen (15, 16) aufweist, durch die die Codesignale empfangen und abhängig von ihrer Trägerfre quenz einem Demodulator (17) zugeleitet werden.

7. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Freigabesignal zum Lösen einer Wegfahrsper re, zum Ver- oder Entriegeln von Türschlössern, zum Ein- oder Ausschalten einer Diebstahlwarnanlage oder zum Schließen oder Öffnen von Fenstern oder des Schiebedachs des Kraftfahrzeugs verwendet wird.