DE19642017C1 - Datenempfangsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Betreiben der Datenempfangsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenempfangsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben dieser Datenempfangsvorrichtung. Sol­ che Datenempfangsvorrichtungen werden beispielsweise bei Kraftfahrzeugen zum Empfangen und Auswerten von modulierten Codesignalen verwendet.

Eine bekannte Datenempfangsvorrichtung (DE 44 01 852 C1) weist eine im Kraftfahrzeug angeordnete Empfangseinheit auf, die ein von einem tragbaren Codesender moduliert ausgesende­ tes Codesignal empfängt und demoduliert. In einer Codeerfas­ sungseinheit wird das demodulierte Codesignal innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums daraufhin untersucht, ob sich in dem betreffenden Zeitraum der logische Pegel des empfangenen Si­ gnals ändert. Wenn sich der logische Pegel nicht ändert, so wird die Prüfung um eine halbe Periodendauer verschoben und nochmals überprüft. Ändert sich der Pegel immer noch nicht, so liegt sicher ein nicht korrektes Codesignal vor.

Bei der bekannten Datenempfangsvorrichtung wird nur auf eine Pegeländerung hin geprüft. Liegen jedoch Störsignale vor, bei denen sich im betreffenden Zeitraum der Pegel zumindest ein­ mal ändert, so werden diese als gültig erkannt.

Aus einer weiteren bekannten Datenempfangsvorrichtung (DE 29 51 758 C2) ist ein Datenübertragungsverfahren bekannt, bei dem innerhalb eines bestimmten Zeitraums Flanken eines Si­ gnals erkannt werden. Wenn innerhalb dieses Zeitraums ein Flankenwechsel zulässig ist, so liegt keine Störung vor. Ist dagegen ein Flankenwechsel unzulässig, so wird dieser Flan­ kenwechsel als Fehler erkannt.

Bei einer solchen Datenempfangsvorrichtung wird das ankommen­ de Signal in einem Zeitraster ausgewertet. Nur innerhalb der jeweils festgelegten Zeitdauern kann ein Fehler erkannt wer­ den. Zeiten zwischen Flankenwechseln werden nicht gemessen.

Eine dritte, bekannte Datenempfangsvorrichtung (EP 0 030 629 A2) weist eine Einrichtung zum Speisen einer Datensenke mit Datenwörtern unter Verwendung eines Serienparallelumsetzers auf. Mit Hilfe einer taktgesteuerten Vergleichseinrichtung (Schieberegister) wird ein Kontrollwort mit dem empfangenen Datenwort verglichen. Wenn die beiden übereinstimmen, so wird das Datenwort an eine Datensenke weitergeleitet.

Auch hier findet keine Zeitmessung zwischen Impulsflanken statt, sondern ein Vergleich von logischen Zuständen in dem Schieberegister. Das Kontrollwort wird mit dem Datenwort taktweise verglichen. Zeitliche Abweichungen der Impulse (d. h. der Impulsdauern der logischen Pegel) werden nur einge­ schränkt erkannt, wenn die Abweichung über mehr als einen Taktimpuls hinausgeht.

In einer Deutschen Patentschrift (DE 29 44 245 C2) wird eine Datenempfangsvorrichtung offenbart, die Fehlerimpulse erkennt und eine weitere Auswertung des empfangenen Signals verhin­ dert. Wenn ein Nulldurchgang eines empfangenen Signals er­ kannt wird, so wird ein Zähler zurückgesetzt. Wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeit kein Nulldurchgang erkannt wird, so liegt ein Fehler vor. Auch hier wird keine Zeit zwischen zwei Impulsflanken gemessen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Datenempfangs­ vorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, durch die Da­ tensignale und Störsignale als solche sicher und möglichst schnell erkannt werden.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Datenempfangs­ vorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zum Betreiben der Datenempfangsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst.

Dabei wird ein von einem tragbaren Codesender moduliert aus­ gesendetes Codesignal von einer Empfangseinheit empfangen und demoduliert. Eine Codeerfassungseinheit mißt zu Beginn des Codesignals innerhalb eines kurzen Zeitraums zeitliche Ab­ stände der ersten Bits des Codesignals und vergleicht die ge­ messenen Werte mit Sollwerten. Wenn die Sollwerte mit den ge­ messenen Abständen übereinstimmen, so wird das gesamte Code­ signal erfaßt. Anschließend wird das erfaßte Codesignal in einer Vergleichseinheit mit einem Sollcodesignal verglichen. Bei Übereinstimmung der beiden Codesignale wird ein Freigabe­ signal erzeugt. Diese Datenempfangsvorrichtung kann sowohl für ein Schließsystem als auch für eine elektronische Weg­ fahrsperre verwendet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet. So werden beispielsweise die Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden ansteigenden oder abfallenden Impulsflanken des demodulierten Codesignals ge­ messen und mit den Sollwerten verglichen. Es genügt dabei die ersten beiden Bits des demodulierten Codesignals zu erfassen. Bereits zu diesem Zeitpunkt kann mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgesagt werden, ob es sich um eine Störung handelt oder ob ein korrektes Codesignal folgen könnte.

Mit der Datenempfangsvorrichtung können auch Steuersignale für elektrische Verbraucher im Kraftfahrzeug empfangen wer­ den.

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

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Da­ tenempfangsvorrichtung,

Fig. 2 ein Signalverlauf eines demodulierten Codesignals,

Fig. 3a bis 3d Zeitverläufe von Codesignalen, die nach dem Manchester-Code codiert sind,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Datenempfangsvorrichtung und

Fig. 5 ein Impulsdiagramm eines Codesignals.

Eine erfindungsgemäße Datenempfangsvorrichtung wird insbeson­ dere für ein Kraftfahrzeug verwendet und dort für ein Schließsysteme oder eine elektronisch Wegfahrsperre. Dabei ist eine Codeinformation in einem tragbaren Codesender 1 (Fig. 1) gespeichert. Bei Aktivierung des Codesenders 1 von außen wird eine hochfrequente Trägerschwingung mit der Codeinformation moduliert und als moduliertes Codesignal aus­ gesendet.

Eine im Kraftfahrzeug angeordnete Empfangseinheit 2 empfängt das Codesignal. Die Empfangseinheit 2 beginnt das Codesignal von seinem Anfang an zu demodulieren und leitet das Ergebnis der Demodulation sofort weiter an eine Codeerfassungseinheit 3, auch wenn das vollständige Codesignal noch nicht demodu­ liert ist.

Das demodulierte Codesignal wird der Codeerfassungseinheit 3 der Reihe nach zugeführt. Die Codeerfassungseinheit 3 beginnt dann innerhalb eines Zeitraums, der wesentlich kürzer ist als eine Signaldauer τ des vollständigen Codesignals, zu Beginn des Codesignals einen zeitlichen Abstand t_i (mit i = 1, 2, 3, . . .) der sich ändernden Pegel innerhalb des Codesignals zu messen. Die gemessene Abstand t_i wird mit gespeicherten Soll­ werten oder Referenzwerten verglichen.

Wenn der gemessene Abstand t_i nicht mit einem der Sollwerte übereinstimmt, so liegt ein Störsignal oder ein nicht zu der vorliegen Datenempfangsvorrichtung passendes Signal vor und die Auswertung, d. h. die Demodulation des empfangenen Signals kann abgebrochen werden. Die Datenempfangsvorrichtung kann dann für eine vorbestimmte Zeitdauer in eine Ruhestellung versetzt werden, wodurch Energie eingespart wird.

Stimmt der gemessene Abstand t_i jedoch mit einem der Sollwer­ te überein, so wird das vollständige Codesignal demoduliert. Hierdurch wird die Codeinformation aus dem Codesignal zurück­ erhalten.

Anschließend wird die Codeinformation aus dem empfangenen Codesignal an eine Vergleichseinheit 4 weitergeleitet. Die Vergleichseinheit 4 vergleicht die empfangene Codeinformation mit einer in der Vergleichseinheit 4 gespeicherten und erwar­ teten Sollcodeinformation. Wenn die beiden Codeinformationen übereinstimmen, so war das empfangene Codesignal ein gültiges und berechtigtes Codesignal. Auf diese Weise kann also der Codesender 1 seine Berechtigung nachweisen (Authentifika­ tion). Nur dann werden zu steuernde Einrichtungen entspre­ chend fernbedient.

Bei Berechtigung wird anschließend ein Freigabesignal er­ zeugt, das an eine Steuereinheit 5 weitergeleitet wird, durch die dann diverse elektrische Einrichtungen im Kraftfahrzeug gesteuert werden. In dem Freigabesignal kann eine Steuerin­ formation enthalten sein, die bereits in dem Codesignal ent­ halten gewesen sein kann.

Falls mit dem Codesender 1 eine Authentifikation zum Ver- oder Entriegeln des Kraftfahrzeugs korrekt stattfindet, so werden infolge des Freigabesignals die Türen oder der Koffer­ raum des Kraftfahrzeugs ver- oder entriegelt. Ebenso kann durch das Codesignal ein Berechtigung erbracht werden, das Kraftfahrzeug zu starten. In diesem Falle wird durch das Freigabesignal eine elektronische Wegfahrsperre (Freigeben der Motorsteuerung, Einschalten der Zündung, Einschalten der Kraftstoffzufuhr, Freigeben der Lenkung, Freigeben der Brem­ sen usw.) gelöst, so daß der Motor gestartet und das Fahrzeug gefahren werden kann.

Es können auch weitere elektrische Einrichtungen und Verbrau­ cher, wie beispielsweise das Innenlicht, die Sitzverstellun­ gen, die Fensterheber, das Schiebedach, die Scheinwerfer oder sonstige Einrichtungen im Kraftfahrzeug fernbedient gesteuert werden.

Die Empfangseinheit 2, die Codeerfassungseinheit 3, die Ver­ gleichseinheit 4 und die Steuereinheit 5 können dabei in ei­ nem separaten Gehäuse als Steuergerät 6 im Kraftfahrzeug an­ geordnet sein. Eine nicht dargestellte Antenne der Empfangs­ einheit 2 kann dabei so angeordnet sein, daß sie gut Signale von außerhalb des Kraftfahrzeugs empfangen kann. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Antenne in den Außen­ spiegeln oder in dem Innenspiegel angeordnet ist. Als Antenne kann auch die Radioantenne verwendet werden.

Zudem kann eine Antenne in Form einer Spule um das Zündschloß angeordnet sein, wobei dann der Codesender 1 vorteilhafter­ weise auf dem Zündschlüssel angeordnet ist. Bei Drehen des Zündschlüssels im Zündschloß wird der Zündschalter betätigt. Daraufhin sendet eine Sendeeinheit ein Aufforderungssignal zu dem Codesender 1, der einen Transponder aufweist. Der Codesender 1 antwortet infolge des Empfangs des Aufforde­ rungssignals mit seinem Codesignal.

Hierbei sind die Sendeeinheit und die Empfangseinheit 2 Teil einer Sende-/Empfangseinheit im Kraftfahrzeug, die das Auf­ forderungssignal nach Betätigen eines Zündschalters aussendet und anschließend das vom Codesender 1 ausgesendete Codesignal empfängt. Gleichzeitig ist dann der Codesender 1 Teil eines Transponders, der das Aufforderungssignal empfängt und das Codesignal daraufhin zurücksendet.

Der Codesender 1 kann auch auf einem herkömmlichen, mechani­ schen Türschlüssel angeordnet sein. Bei Betätigen einer Taste 7 des Codesenders 1 wird das Codesignal aus gesendet und in der Empfangseinheit 2 demoduliert. Wenn der zeitliche Abstand t_i der ersten Impulse des Codesignals mit einem der Sollwerte übereinstimmt, so wird das Codesignal vollständig erfaßt und demoduliert, so daß die Codeinformation erhalten wird, die mit der Sollcodeinformation verglichen wird. Bei Übereinstim­ mung der beiden Codeinformationen werden die Türen und/oder der Kofferraum infolge des Freigabesignals ver- oder entrie­ gelt.

Der Codesender 1 kann auch auf einer scheckkartengroßen Karte angeordnet sein. Für die Erfindung ist es jedoch unwesent­ lich, wie der Codesender 1 ausgebildet und ausgestaltet ist. Wichtig hingegen ist, daß der Codesender 1 ein Codesignal in­ folge äußerer Anregung drahtlos per Funk, per Licht, per Schall oder leitungsgebunden aussendet.

In Fig. 2 ist das Codesignal schematisch dargestellt. Das Codesignal ist in der Regel ein binär codiertes Signal mit einer festgelegten Signaldauer τ. Es besteht aus vielen Bit, deren jeweilige Breite einer Periodendauer T entspricht. Das Codesignal kann ein oder mehrere Start- oder Synchronisati­ onsbit aufweisen, auf die eine Codeinformation und gegebenen­ falls noch eine Steuerinformation folgt. Wenn die Codeinfor­ mation mit einer erwarteten Sollcodeinformation zumindest weitgehend übereinstimmt, so wird ein Freigabesignal erzeugt oder der Inhalt der Steuerinformation in das Freigabesignal übernommen.

Innerhalb des Codesignals können abhängig vom Bedarf beliebig viele Bit vorhanden sein. Dies hängt von den Anforderungen an die fernbediente Einrichtung ab. Bei einem sicherheitsrele­ vanten Schließsystem sind viele Bit vorhanden. Bei einer fernbedienten Steuerung hingegen, wie beispielsweise der Sitzverstellung, genügen weniger Bit. Je mehr Bit im Codesi­ gnal vorhanden sind, desto höher ist die Codevielfalt, d. h. desto mehr unterschiedliche, mit dem gleichen Code codierte Codesignale gibt es, und desto größer ist die Sicherheit vor Mißbrauch, daß nämlich Unbefugte irgendwelche Einrichtungen fernbedienen.

Ein binär codiertes Signal nimmt zwei logische Zustände, und zwar die logischen Zustände "0" und "1" ein. Zu Beginn des Codesignals wird ein Startbit mit dem logischen Zustand "1" gesendet, das in Fig. 2 den binären Pegel H einnimmt. Es können auch mehrere Startbit gesendet werden. Nach den Start­ bit folgt die Codeinformation und gegebenenfalls Steuerinfor­ mationen. Die Codeinformation wird später in der Vergleich­ seinheit 4 mit einer erwarteten Sollcodeinformation vergli­ chen.

Das demodulierte Codesignal besteht aus vielen Impulsen und dazwischenliegenden Impulspausen. Die Impulslängen und die Pausenlängen hängen von einem verwendeten Code ab. Sobald von der Empfangseinheit 2 ein Codesignal empfangen wird, wird an­ gefangen, das Codesignal gemäß einem Ablauf, wie er in Fig. 4 dargestellt ist, auszuwerten. Zunächst wird der zeitliche Abstand t_i zwischen zwei Impulsflanken (z. B. erster und zwei­ ter ansteigenden Impulsflanke 8) des demodulierten Signals gemessen. Wenn der Abstand t_i gleich einem Sollabstand ist, d. h. mit einem der gespeicherten Sollwerte übereinstimmt, so wird der Rest des Codesignals gelesen, um die vollständige Codeinformation zu erhalten. Wenn die erfaßte Codeinformation mit der Sollcodeinformation übereinstimmt, so wird das Frei­ gabesignal erzeugt.

In Fig. 2 beträgt der Abstand t_i zwischen dem ersten Impuls (= Startbit) und dem nächsten Impuls genau der dreifachen Pe­ riodendauer T.

In den Fig. 3a bis 3d sind mehrere Möglichkeiten eines Codesignals dargestellt, das nach einem Manchester-Code co­ diert ist. Beim Manchester-Code hat ein Bit die Länge der Pe­ riodendauer T. Der logischen Zustand "1" wird durch einen Im­ puls der Länge T/2 (1/2 Bitbreite) in der ersten Hälfte der Periodendauer T erzeugt, wogegen der logische Zustand "0" durch einen Impuls der Länge T/2 in der zweiten Hälfte ge­ kennzeichnet ist.

Bei den vier dargestellten Möglichkeiten beginnt das Codesi­ gnal zunächst mit dem Startbit, das durch eine logische "1" dargestellt ist, d. h. zunächst einem Impuls (Pegel H) in der ersten Hälfte der Periodendauer T, dem eine Impulspause (Pegel L) in der zweiten Hälfte der Periodendauer T folgt.

Das Signal nach Fig. 3a beginnt also mit einem Startbit mit dem logischen Zustand "1". Darauf folgt das erste Bit der Codeinformation, das im Falle der Fig. 3a ebenfalls mit dem logischen Zustand "1" beginnt. Erfindungsgemäß wird zunächst der zeitliche Abstand t_i der beiden ersten ansteigenden Im­ pulsflanken 8 gemessen. In diesem Fall ist der Abtand gleich einer Zeitdauer t_i und entspricht der Periodendauer T.

Nach Fig. 3b beginnt die Codeinformation im ersten Bit der Codeinformation mit einer logischen "0". Als zeitlicher Ab­ stand t_i der beiden ersten ansteigenden Impulsflanken 8 er­ gibt sich hier die Zeitdauer t₂, die dem eineinhalbfachen der Periodendauer T (= ½T) entspricht.

Wenn ein Codesignal empfangen wird und der zeitliche Abstand t_i der ersten beiden ansteigenden Impulsflanken 8 entweder T oder 1½ T beträgt, so wird erwartet, daß die folgende Codein­ formation von einem ordnungsgemäßen Codesender 1 stammt, der zu dieser Datenempfangsvorrichtung paßt. Betragen die gemes­ senen Abstände t_i (hier die Zeitdauern t₁ oder t₂) nicht gleich T oder 1½ T, so wird davon ausgegangen, daß es sich um ein Störsignal handelt, woraufhin das Auswerten des restli­ chen Codesignals entfallen kann.

Falls die Periodendauer T = 500 µs (Frequenz der Codeinforma­ tion f = 2 kHz) beträgt, so sind in den Fällen der Fig. 3a und 3b die Zeiten 500 µs und 750 µs als Sollwerte gespei­ chert.

Statt der ansteigenden Impulsflanken 8 können auch die ersten beiden abfallenden Impulsflanken 9 zu Beginn des Codesignals erfaßt sowie deren zeitlicher Abstand t_i ausgewertet werden. In Fig. 3c ist das erste Bit der Codeinformation eine logi­ sche "0". Auf dieses Bit folgt eine logische "1". Somit be­ trägt der zeitliche Abstand t_i = t₃ = 2T zwischen den beiden abfallenden Impulsflanken 9. Dies ist der größte Abstand t_i, der zwischen zwei gleichen (abfallenden oder absteigenden) Impulsflanken 8 oder 9 beim Manchester-Code erreicht werden kann.

In der Fig. 3d hingegen ist der kürzeste zeitliche Abstand t_i zwischen zwei abfallenden Impulsflanken 9 dargestellt. Die Zeit t₄ entspricht dabei einer Periodendauer T. Würde der zeitliche Abstand t_i zwischen zwei abfallenden Impulsflanken 9 bei der Codeinformation nach Fig. 3b gemessen, so würde eine Zeitdauer entsprechend der 1½-fachen Periodendauer T ge­ messen.

Falls wiederum von einer Periodendauer T = 500 µs (Frequenz der Codeinformation f = 2 kHz) ausgegangen wird, so sind beim Manchester-Code die Zeiten 500 µs (= T), 750 µs (= 1½ T) und 1 ms (= 2T) als Sollwerte zu speichern. Wenn nun bei einem ankommenden Codesignal der zeitliche Abstand t_i = 500 µs, 750 µs oder 1000 µs zwischen zwei ansteigenden oder abfallenden Impulsflanken 8 bzw. 9 beträgt, so wird davon ausgegangen, daß es sich um ein gültiges Codesignal handelt.

Stimmt der gemessene Abstand t_i von zwei ansteigenden oder abfallenden Impulsflanken 8 bzw. 9 dagegen nicht mit einem dieser Sollwerte überein, so wird von einer Störung ausgegan­ gen und das weitere Lesen des Codesignals wird nicht mehr vorgenommen. Da es beim Manchester-Code nur drei mögliche Sollwerte gibt, kann sehr schnell entschieden werden, ob es sich um ein gültiges Codesignal handelt oder um ein Störsi­ gnal.

Das Messen der zeitlichen Abstände t_i zwischen aufeinander­ folgenden ansteigenden und abfallenden Impulsflanken 8 bzw. 9 kann auch ohne das Prüfbit geschehen. Dann werden die ersten Bit der Codeinformation auf ihre zeitlichen Abstände t_i der Impulse hin überprüft.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Auswerten des Codesignals auch zwischendurch abgebrochen werden, wenn sich herausstellt, daß der zeitliche Abstand t_i zwischen zwei Im­ pulsen innerhalb des gesamten Codesignal nicht mit einem der Sollwerte übereinstimmt. Hierzu werden dann alle Abstände zwischen allen Impulsen des Codesignal gemessen.

Die Sollwerte, mit denen die gemessenen Abstände t_i vergli­ chen werden, hängen von dem verwendetem Code ab. In den Fig. 3a bis 3d ist das Codesignal bei Verwendung des Manche­ ster-Codes dargestellt. In der Fig. 2 ist ein Codesignal un­ ter Verwendung eines NRZ-Codes (Non-Return-to-Zero) darge­ stellt. Als Sollwerte müssen dabei ganzzahlige Vielfache der Periodendauer T (und zwar beginnend bei dem kleinsten Soll­ wert 2T; t_i = 2T + i _* T mit i = 0, 1, 2, 3, . . .) abgespeichert werden. Es können auch andere Codes (Signalformate), wie der RZ-Code (Return-to-Zero) verwendet werden. Auch dabei werden als Sollwerte ganzzahlige Vielfache einer Periodendauer T verwendet.

Bei den RZ-Codes und den NRZ-Codes können jedoch mehr als drei mögliche Sollwerte vorkommen. Statt des Vergleichs des gemessenen Abstands t_i mit allen Sollwerten kann auch eine mathematische Berechnung durchgeführt werden. Dabei wird zu­ nächst der zeitliche Abstand t_i zweier Impulsflanken 8 oder 9 gemessen. Der Wert des Abstands t_i wird durch den Wert der Periodendauer T dividiert. Als Ergebnis wird eine Zahl erhal­ ten. Falls diese Zahl eine ganze Zahl (= Sollwert) ist, so wird angenommen, daß es sich um ein gültiges Codesignal han­ delt. Wenn diese Zahl keine ganze Zahl ist, so handelt es sich bei dem empfangenen Signal um ein Störsignal, das nicht weiter ausgewertet zu werden braucht.

Zum Codieren des Codesignals, das durch die erfindungsgemäße Datenempfangsvorrichtung empfangen wird, wird vorteilhafter­ weise der Manchester-Code verwendet. Beim Manchester-Code werden sowohl im logischen Zustand "0" als auch im logischen Zustand "1" zwei verschiedene Pegel (H und L) eingenommen, deren Dauer jeweils gleich ist. D.h. in jedem Bit ist ein Im­ puls mit einer Impulsbreite T/2 vorhanden, und das unabhängig von den logischen Zuständen der Codeinformation. Bei einem gültigen Codesignal werden sicher endliche zeitliche Abstände t_i, und zwar T/2 t_i 2T gemessen.

Werden dagegen andere Codes zum Codieren des Codesignals ver­ wendet, so können die zeitlichen Abstände t_i zwischen zwei aufeinanderfolgenden gleichen Impulsflanken 8 oder 9 auch länger werden, da bei diesen innerhalb eines Bit nur ein lo­ gischer Pegel (H oder L) eingenommen wird. Allerdings muß dann der Abstand t_i von zwei Impulsen ein ganzzahliges Viel­ faches von einem einzigen Bit betragen, damit er als gültiger Abstand t_i erkannt wird.

In Fig. 5 sind zwei reale Impulse dargestellt, deren anstei­ gende und abfallende Impulsflanken 8 bzw. 9 im Gegensatz zu den Fig. 2 bis 3d nicht ideal, sondern real dargestellt sind. Solche Impulse haben eine ansteigende Impulsflanke 8 mit einer endliche Anstiegszeit t_an, die in der Regel durch die Zeitdauer zwischen dem Amplitudenwert bei 10% und bei 90% des maximalen Amplitudenwertes (= 100%) bestimmt wird. Das gleiche gilt für die abfallende Impulsflanke 9 mit ihrer Ab­ fallzeit t_ab, die sich von der Anstiegszeit t_an unterscheiden kann.

Die Impulsdauer t_p eines Impulses wird in der Regel zwischen dem 50% Amplitudenwert der ansteigenden Impulsflanke und dem 50% Amplitudenwert der abfallenden Impulsflanke gemessen. Da der Aufwand zum genauen Messen der Impulsdauer t_p relativ hoch ist, werden erfindungsgemäß die zeitlichen Abstände t_i zwischen zwei aufeinanderfolgenden, gleichen Impulsflanken, und zwar die Abstände t_i zwischen zwei ansteigenden oder zwei abfallenden Impulsflanken 8 bzw. 9 zu Beginn des Codesignals gemessen.

Zum Messen des Abstands t_i von gleichen Impulsflanken 8 oder 9 ist es irrelevant, ob bei dem Amplitudenwert von 50% der maximalen Amplitude oder bei einem anderen Amplitudenwert ge­ messen wird, da alle ansteigenden Impulsflanken etwa gleich lange Anstiegszeiten t_an und alle abfallenden Impulsflanken etwa gleich lange Abfallzeiten t_ab aufweisen und somit die Abstände t_i zwischen zwei Impulsen unabhängig vom gemessenen Amplitudenwert sind. Wichtig ist jedoch, daß der zeitliche Abstand t_i von zwei gleichen Impulsflanken immer beim glei­ chen Amplitudenwert gemessen wird. Auch die vorab bestimmten Sollwerte beziehen sich dann auf die möglichen Abstände t_i bei diesem Amplitudenwert.

Zum schnellen Bestimmen, ob das empfangen Codesignal einen gültigen Anfang hat, können auch die Abstände t_i zwischen mehreren aufeinanderfolgenden Impulsen sowohl in ihren an­ steigenden Impulsflanken 8 als auch in ihren abfallenden Im­ pulsflanken 9 gemessen werden. Der zu betrachtende Zeitraum, in dem der Abstand t_i erfaßt wird, kann die ersten drei oder auch mehrere Bit umfassen. Allerdings bringt nur ein Zeitraum einen Vorteil, der viel kleiner ist, als die gesamte Signal­ dauer T des Codesignal, da zunächst nicht das vollständige Codesignal ausgewertet werden muß.

So kann beispielsweise der Abstand t_i zwischen der ersten an­ steigenden Impulsflanke 8 und der dritten ansteigenden Im­ pulsflanke 8 gemessen werden. Entsprechend müssen dann die Sollwerte vorab bestimmt und gespeichert werden. Sicherheits­ halber können auch die Abstände t_i zwischen der ersten und zweiten sowie der zweiten und dritten Impulsflanke gemessen werden. Nur wenn beide gemessenen Abstände t_i mit jeweils ei­ nem der Sollwerte übereinstimmen, dann wird das Codesignal als gültig erkannt.

Die gemessenen Abstände t_i müssen mit einem der Sollwerte übereinstimmen. Aufgrund von Toleranzschwankungen können auch Abstände t_i, die sich nur um eine Winzigkeit (Toleranz) von den Sollwerten unterscheiden noch als zulässig erachtet wer­ den. Bei größeren Abweichungen von den Sollwerten wird die Auswertung des Codesignals abgebrochen, da davon ausgegangen wird, daß ein Störsignal oder ein nicht zu der Datenempfangs­ vorrichtung passendes Signal vorliegt.

Die schnellste Aussage kann bei Verwendung eines Manchester- Codes getroffen werden, da bei diesem der gemessene Abstand t_i nur mit drei Sollwerten zu vergleichen ist. Überdies bie­ tet der Manchester-Code den Vorteil, daß eine einfache Bit­ synchronisierung und eine Erkennung von Ein-Bit-Fehlern im Codesignal vorgenommen werden kann.

Das Codesignal wird mit einer Trägerschwingung beispielsweise bei einer Frequenz von etwa 433 MHz mit der Codeinformation moduliert übertragen. Die Frequenz, d. h. die Bitrate der Codeinformation beträgt etwa 2 kHz, d. h. die Periodendauer T (= Bitbreite) beträgt 500 µs. Bei der erfindungsgemäßen Da­ tenempfangsvorrichtung können auch weit höhere oder tiefere Frequenzen sowohl für die Trägerschwingung als auch für die Codeinformation verwendet werden.

Die Zeitmessung durch die Codeerfassungseinheit 3 wird durch das Startbit getriggert, d. h. die Zeitmessung beginnt mit dem Startbit. Die Abstände t_i zwischen zwei ansteigenden oder ab­ fallenden Impulsflanken 8 bzw. 9 können sehr genau gemessen werden. Falls Störsignale erkannt werden, so wird die Bear­ beitung des Codesignals abgebrochen.

Der zeitliche Abstand t_i kann zum Beispiel mit Hilfe von Monoflops oder Flipflops gemessen werden, die jeweils durch Impulsflanken getaktet werden. Es kann auch ein Mikroprozes­ sor zum Messen verwende werden, wobei der Prozessor eine in­ terne Zeitmessung aufweist, die durch die Impulsflanken 8 oder 9 getriggert wird. Die Zeitmessung als solche, bei der die Zeit zwischen zwei Impulsflanken 8 oder 9 gemessen wird, und die Hilfsmittel hierzu sind dem Fachmann hinreichend be­ kannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden.

Die Empfangseinheit 2, die Codeerfassungseinheit 3 und die Vergleichseinheit 4 können durch einen Mikroprozessor reali­ siert werden. Die Sollwerte können in einem Speicher, z. B. einem E²PROM gespeichert sein.

Für die Erfindung ist es auch unerheblich, wie das Codesignal von dem Codesender 1 zu der Empfangseinheit 2 übertragen wird. Es kann dabei drahtlos (per Funk, Licht, Schall) oder auch leitungsgebunden übertragen werden.

Die Erfindung ist auch nicht auf die Anwendung im Kraftfahr­ zeug beschränkt, sondern kann bei allen Anwendungen einge­ setzt werden, bei denen ein codiertes Signal zu einem Empfän­ ger übertragen wird und dort auf seine Berechtigung (Authen­ tifikation) hin überprüft wird. Als solche Anwendungen sind fernbediente Steuerungen z. B. von Schlössern in Gebäuden, wie Hotels, oder die Authentifikation bei einem Computer anzuse­ hen.

Bei der erfindungsgemäßen Datenempfangsvorrichtung kann der Codesender 1 angewiesen werden, das Codesignal mit veränder­ ten Parametern (wie z. B. mit größerer Leistung, anderer Pha­ se, mehrfach wiederholt, usw. ) nochmals auszusenden, falls der gemessene Abstand t_i nicht mit einem der Sollwerte über­ einstimmt. Somit kann dann vielleicht beim nächsten Demodula­ tionsvorgang das Codesignal als zu der Datenempfangsvorrich­ tung passend erkannt werden.

Falls nur kurze Störsignale auftreten, so können diese eben­ falls mit der erfindungsgemäßen Datenempfangsvorrichtung er­ kannt werden, falls der zeitliche Abstand t_i zwischen anstei­ gender und abfallender Impulsflanke 8 bzw. 9 sehr kurz gegen­ über der eigentlichen Impulsdauer t_p ist. Falls solche Stö­ rimpulse erkannt werden, so können diese durch geeignete Fil­ ter aus dem Codesignal entfernt werden. Die Codeinformation wird dann nicht durch Störsignale beeinträchtigt und kann si­ cher mit der Sollcodeinformation verglichen werden.

Claims (7)

1. Datenempfangsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit

• - einer im Kraftfahrzeug angeordneten Empfangseinheit (2), durch die ein von einem tragbaren Codesender (1) moduliert ausgesendetes Codesignal empfangen und demoduliert wird,
• - einer Codeerfassungseinheit (3), durch die ein zeitlicher Abstand (t_i) zwischen zwei Impulsflanken des demodulierten Codesignal innerhalb eines Zeitraums, der wesentlich kürzer ist als die Dauer (τ) des vollständigen Codesignals, zu Be­ ginn des Codesignals gemessen sowie mit Sollwerten vergli­ chen wird und nur bei Übereinstimmung mit einem der Soll­ werte das gesamte Codesignal erfaßt und weitergeleitet wird,
• - einer Vergleichseinheit (4), in der eine in dem Codesignal enthaltene Codeinformation erfaßt und mit einer Sollcodein­ formation verglichen wird, und
• - einer Steuereinheit (5), durch die bei Übereinstimmung der beiden Informationen ein Freigabesignal erzeugt wird, wobei die Steuereinheit (5) mit Türschlössern oder einem Wegfahr­ sperrensteuergerät verbunden ist, wodurch diese mit Hilfe des Freigabesignals ver- oder entriegelt bzw. freigegeben werden

2. Datenempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Codeerfassungseinheit (3) einen zeitlichen Abstand (t_i) von zumindest zwei aufeinanderfolgenden anstei­ genden oder abfallenden Impulsflanken (8 bzw. 9) des demodu­ lierten Codesignals mißt und mit den Sollwerten vergleicht.

3. Datenempfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitraum derart be­ messen ist, daß zumindest die Impulse der ersten drei Bits des demodulierten Codesignals erfaßt werden.

4. Datenempfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit (2) Teil einer Sende-/Empfangseinheit ist, die nach Betätigen ei­ nes Schalters ein Aufforderungssignal zu dem Codesender (1) sendet, der daraufhin das modulierte Codesignal zum Lösen ei­ ner elektronischen Wegfahrsperre zurücksendet.

5. Datenempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinheit (5) mit elektrischen Verbrau­ chern im Kraftfahrzeug verbunden ist, wodurch diese nach Emp­ fang des Freigabesignals entsprechend dem Inhalt des Codesi­ gnals gesteuert werden.

6. Verfahren zum Betreiben einer Datenempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Empfangs­ einheit (2) ein moduliertes Codesignal empfängt, dieses demo­ duliert und an eine Codeerfassungseinheit (3) weiterleitet, einen zeitlichen Abstand (t_i) von Impulsflanken des demodu­ lierten Codesignal innerhalb eines Zeitraums, der wesentlich kürzer ist als die Dauer des vollständigen Codesignals, zu Beginn des Codesignals mißt sowie mit Sollwerten vergleicht und bei Übereinstimmung mit einem der Sollwerte das vollstän­ dige Codesignal an eine Vergleichseinheit (4) weiterleitet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ei­ ne Codeerfassungseinheit (3) den zeitlichen Abstand (t_i) von zumindest zwei aufeinanderfolgenden ansteigenden oder abfal­ lenden Planken (8 bzw. 9) zu Beginn des demodulierten Codesi­ gnals mißt und mit den Sollwerten vergleicht.