DE19805945C2 - Schließsystem mit einem elektronischen Schlüssel, insbesondere für das Zündschloß eines Kraftfahrzeugs, sowie elektronischer Schlüssel - Google Patents

Abstract

Ein für ein Schließsystem, insbesondere für das Zündschloß eines Kraftfahrzeugs, vorgesehener elektronischer Schlüssel (22) weist eine Elektronikeinheit (26) mit darin gespeichertem Code zur Identifizierung des Schlüssels auf. Weiter enthält der elektronische Schlüssel (22) einen von ihm trennbaren Zusatzschlüssel (28) und eine Leseeinrichtung, die das Vorhandensein des Zusatzschlüssels (28) erfaßt. Eine durch Abfrage des Codes freigegebene Betriebsfunktion eines mit dem Schließsystem ausgerüsteten Gerätes, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, wird nur freigegeben, wenn das Vorhandensein des Zusatzschlüssels (28) festgestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schließsystem mit einem elektroni­ schen Schlüssel, insbesondere für das Zündschloß eines Kraft­ fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, sowie ei­ nen elektronischen Schlüssel gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 7.

Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit elektronischen Wegfahr­ sperreinrichtungen ausgerüstet, bei denen ein Berechtigungs­ code von einem von einer Person mitgeführten Schlüssel abge­ fragt wird und mit einem im Fahrzeug gespeicherten Code ver­ glichen wird, woraufhin der Zugang zum Fahrzeug oder eine In­ betriebsetzung des Fahrzeugs nur bei positivem Vergleich mög­ lich ist.

Bei elektronischen Zündschlössern besteht die Forderung, daß bei fahrendem Fahrzeug der Schlüssel nicht versehentlich aus dem Zündschloß abgezogen werden kann. Deshalb sind Verriege­ lungsvorrichtungen vorgesehen, die beispielsweise mit einem magnetisch betätigten Zapfen arbeiten, der den Schlüssel erst freigibt, wenn der Motor abgeschaltet ist und/oder wenn das Fahrzeug angehalten hat. Bei einem Fehler im Bordnetz, der zu einem Zusammenbruch der Bordspannung führt, kann der Schlüssel nicht mehr aus dem Zündschloß herausgezogen werden. Der Fahrer müßte deshalb den Schlüssel im Zündschloß belassen, während er sich um die Reparatur seines Fahrzeugs bemüht. Ein Dieb könnte beispielsweise mittels einer externen Batterie die Bordspan­ nung anheben und sich auf diese Weise Zugang zum Schlüssel und somit zum Fahrzeug verschaffen.

Um das vorgenannte Problem zu beseitigen, sind elektronische Schlüssel mit einem Zusatzschlüssel versehen, der einen metal­ lischen Schlüsselbart hat und beispielsweise in den elektro­ nischen Schlüssel einschiebbar ist. Der Zusatzschlüssel kann von dem im Zündschloß verriegelten elektronischen Schlüssel abgezogen werden, um die Fahrzeugtür mechanisch mittels des Zusatzschlüssels und des Türschlosses zu sperren. Der Fahrer kann auf diese Weise sein Fahrzeug sichern, während er sich um Hilfe bemüht.

Eine Eigenart des vorgenannten Schließsystems liegt darin, daß ein Dieb, der sich Zugang zu dem Fahrzeug verschafft, in des­ sen Zündschloß der elektronische Schlüssel ohne den Zusatz­ schlüssel steckt, das Fahrzeug in Betrieb setzen und entwenden kann.

In der DE 43 13 779 A1, die den Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche bildet, ist ein Schließsystem bzw. Fernbedie­ nungssystem für ein Kraftfahrzeug beschrieben, das einen von einer Bedienungsperson mitführbaren Sender umfaßt, der Codeda­ ten enthält, die in bidirektionalem Datenverkehr mit in einem fahrzeugfesten Steuergerät abgelegten Codedaten verglichen werden. Bei positivem Vergleich werden Fahrzeugfunktionen freigegeben. Damit bei einem Verlust des Senders das Fahrzeug weiter betrieben werden kann, ist eine einen elektronischen Schlüssel darstellende Chipkarte vorgesehen, die Codedaten enthält und mit einem von ihr trennbaren mechanischen Schlüssel versehen ist. Die Chipkarte wird in ein fahrzeugfestes Lesegerät eingeführt, das die Codedaten der Chipkarte ausliest und zu dem Steuergerät 3 sendet, in dem der Codedatenvergleich erfolgt. Der mechanische Schlüssel dient zur Betätigung der Fahrzeugschlösser, wenn das Lesegerät im Inneren des Fahrzeugs untergebracht ist. Der Datenvergleich und die Freigabe wenigstens einer Betriebsfunktion des Fahr­ zeugs nach positivem Datenvergleich erfolgen unabhängig davon, ob der mechanische Schlüssel auf der Chipkarte vorhanden ist oder nicht.

Die DE 196 30 474 C1 beschreibt ein Diebstahlschutzsystem für ein Fahrzeug mit einem tragbaren Codesender, dessen Codesignal von einer Empfangseinheit im Kraftfahrzeug empfangen wird und mit dort gespeicherten Codedaten verglichen wird. Bei positi­ vem Vergleich wird der Motor des Fahrzeugs angelassen. Zum Fahren des Fahrzeugs wird ein weiteres Codesignal benötigt, das im Fahrzeuginneren und von einem zweiten Codesender erzeugt wird. Der zweite Codesender ist an einem mechanischen Zündschlüssel vorgesehen. Der erste Codesender kann gemeinsam mit dem zweiten Codesender auf dem mechanischen Zündschlüssel vorgesehen sein oder von diesem getrennt sein. Die mit dem ersten Codesender ausgelöste Fahrzeugfunktion (Anlassen und Warmlaufenlassen des Motors) erfolgt unabhängig davon, ob der zweite Codesender vorhanden ist.

Die GB 2 269 421 A beschreibt ein Diebstahlschutzsystem, bei dem ein Steckmodul mit darin gespeicherten Codedaten in einen Stecker gesteckt wird, woraufhin die auf dem Steckmodul ge­ speicherten Codedaten in einer Immobilizer-Schaltung mit darin gespeicherten Codedaten verglichen werden. Bei positivem Ver­ gleich wird die Spannungsversorgung zu einer Zündspule freige­ geben, so daß das Fahrzeug mit einem herkömmlichen Zündschlüs­ sel gestartet werden kann. Der Zündschlüssel ist ein vom Steckmodul getrenntes Bauteil. Die Freigabe der Spannungsver­ sorgung der Zündspule nach dem Codedatenvergleich ist völlig unabhängig vom Vorhandensein des Schlüssels.

Die US 5,491,470 beschreibt eine Diebstahlschutzvorrichtung für Kraftfahrzeuge, die mit einem Schlüssel mit einer Licht­ quelle arbeitet, deren codierte Impulse über eine Glasfaser in eine Schaltung zur Verifizierung des Codes gesendet werden. Nach positivem Datenvergleich wird ein Relais geschlossen, so daß ein Startermagnet mittels eines konventionellen Zünd­ schlüssels betätigt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Schließsystem derart weiterzuentwickeln, daß ein Entwenden des Fahrzeugs ohne Zusatzschlüssel nicht möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ge­ löst.

Mit der erfindungsgemäßen Leseeinrichtung, die das Vorhanden­ sein des Zusatzschlüssels feststellt, ist es möglich, die je­ weils anzusteuernde Betriebsfunktion des Fahrzeugs, beispiels­ weise das Einschalten der Zündung oder die Inbetriebsetzung des Anlassers, nur dann freizugeben, wenn einerseits der Code des elektronischen Schlüssels als Berechtigungscode erkannt ist und andererseits festgestellt ist, daß sich der Zusatzschlüssel im elektronischen Schlüssel befindet.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schließsystems gerichtet.

Die Erfindung ist nicht nur für Kraftfahrzeuge verwendbar, sondern für alle Geräte bzw. Anlagen, deren Zugang oder Benut­ zung elektronisch kontrolliert wird und bei denen bestimmte Zugänge und Funktionen nicht nur an das Vorhandensein des Schlüssels bzw. Berechtigungsbauteils mit dem elektronischen Berechtigungscode gebunden sind, sondern die zusätzlich das Vorhandensein eines Zusatzschlüssels voraussetzen, der für be­ stimmte Unterfunktionen oder Berechtigungen vorgesehen ist. Mögliche Einsatzgebiete sind neben Kraftfahrzeugen andere Ver­ kehrsmittel, wie Schiffe oder Flugzeuge, Häuser und Gebäude­ komplexe, Fabrikanlagen usw.. Es kann nicht nur ein Zusatz­ schlüssel vorgesehen sein, sondern es können mehrere Zusatz­ schlüssel mit dem elektronischen Schlüssel gekoppelt sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnun­ gen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Wegfahrsperreinrichtung, für die das erfindungsgemäße Schließsystem verwendbar ist,

Fig. 2 einen elektronischen Schlüssel in schematischer An­ sicht,

Fig. 3 und 4 verschiedene Leseeinrichtungen zum Erfassen des Zusatzschlüssels und

Fig. 5 eine Signalkurve, wie sie sich bei Einschieben des Zu­ satzschlüssels ergibt.

Gemäß Fig. 1 ist in der Nähe eines Lenkrades 2 eines Kraft­ fahrzeugs ein Zündschloß 4 angeordnet, das eine mit einem Steuergerät 6 einer elektronischen Wegfahrsperre verbundene Sende-/Empfangsantenne 8 aufweist. Mit dem Steuergerät 6 sind eine Zentralverriegelung 10 für Türschlösser 11 und das Kof­ ferraumdeckelschloß 12, eine beispielsweise im linken Außen­ spiegel befindliche Sende-/Empfangsantenne 14 sowie ein Motor­ steuergerät 16 verbunden.

Das Zündschloß 4 ist mit einer Verriegelungsvorrichtung 18 versehen, mittels der ein Sperrstift 20 mit einem elektroni­ schen Schlüssel 22 in Eingriff bringbar ist, wenn sich dieser im Zündschloß 4 befindet und der Motor läuft oder das Fahrzeug in Betrieb gesetzt ist.

Die Funktion der bisher beschriebenen Einrichtung ist an sich bekannt. Der Fahrer trägt den elektronischen Schlüssel 22 bei sich. Bei Annäherung an das Fahrzeug wird ein auf dem elektro­ nischen Schlüssel 22 befindlicher Transponder von einem von der Sende-/Empfangsantenne 14 ausgesandten Anfragesignal ange­ sprochen und sendet ein Codesignal an das Steuergerät 6. In dem Steuergerät 6 wird das Codesignal mit einem darin gespei­ cherten Code verglichen. Bei positivem Vergleich wird die Zen­ tralverriegelung entriegelt, so daß das Fahrzeug zugänglich ist. Der Fahrer schiebt dann den elektronischen Schlüssel 22 in das Zündschloß 4 ein, woraufhin eine erneute Codeabfrage erfolgt. Bei positivem Vergleich gibt das Steuergerät 6 das Motorsteuergerät 16 frei, so daß beispielsweise über einen Ta­ ster der Motor in Betrieb gesetzt werden und mit dem Fahrzeug losgefahren werden kann. Bei inbetriebgesetztem Motor verrie­ gelt die Verriegelungsvorrichtung 18 mittels des in den elek­ tronischen Schlüssel eingreifenden Sperrstifts 20 diesen in dem Zündschloß 4.

Der elektronische Schlüssel kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Scheckkarte, als mehr oder weniger konventionell geformter Schlüssel mit mechanischem Bart und im Schlüsselgriff befindlichem Transpon­ der usw.. Die Datenabfrage kann im Dialog mittels Kryptoalgo­ rithmen erfolgen. Der elektronische Schlüssel kann so ausgebildet sein, daß er seinen Code auf Tastendruck hin sen­ det und/oder daß sein Code vom Zündschloß durch elektronische Abtastung ausgelesen wird.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform des elektroni­ schen Schlüssel 22. Der elektronische Schlüssel 22 weist ein Gehäuse 24 auf, in dem eine Elektronikeinheit 26 untergebracht und in das ein konventionell aufgebauter Zusatzschlüssel 28 mit einem Bart 30 und einem Griff 32 einschiebbar ist. Mit dem Zusatzschlüssel 28 können beispielsweise die Tür und/oder Dec­ kelschlösser des Fahrzeugs mechanisch betätigt werden.

Die Elektronikeinheit 26 enthält beispielsweise den nicht im einzelnen dargestellten Transponder mit dem Code des elektro­ nischen Schlüssels 22. Weiter enthält die Elektronikeinheit 26 erfindungsgemäß eine Leseeinrichtung, mit der das Vorhanden­ sein des Zusatzschlüssels 28 sensiert oder in weiterer Ausge­ staltung die Codierung des Bartes 30 festgestellt wird. Bei im Zündschloß 4 befindlichem elektronischen Schlüssel 22 gibt das Steuergerät 6 den Betrieb des Motorsteuergerätes 16 nur frei, wenn der Code des elektronischen Schlüssels 22 als Berechti­ gungscode erkannt wird und gleichzeitig das Vorhandensein des Zusatzschlüssels 28 festgestellt ist oder der Zusatzschlüssel 28 anhand seiner Bartcodierung identifiziert wird.

Auf diese Weise ist es nicht möglich, das Fahrzeug lediglich mit Hilfe des elektronischen Schlüssels 22 ohne Vorhandensein des Zusatzschlüssels 28 in Betrieb zu setzen.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Erfassung des Zusatzschlüssels 28 mit Hilfe einer in die Elektronikeinheit 26 integrierten Leseeinrichtung in Form eines Hall-Sensors:

Der Hall-Sensor weist eine Erregerspule 34 auf, die in dem me­ tallischen Bart 30 ein Magnetfeld induziert, welches in dem eigentlichen Hall-Element 36 eine Spannung induziert. Die Grö­ ße der induzierten Hall-Spannung hängt davon ab, ob der Bart 30 vorhanden ist oder nicht.

Die genannten Bauelemente sind in die Elektronikeinheit 26 (Fig. 1) integriert und werden über eine dort vorhandene Span­ nungsquelle mit Strom versorgt. Zur Signalauswertung ist ein Mikrorechner vorgesehen, der über die Antenne des Transponders ein das Vorhandensein des Zusatzschlüssels 28 anzeigendes Si­ gnal an das Steuergerät 6 sendet. Das Vorhandensein des elek­ tronischen Schlüssels 22 im Zündschloß 4 wird vom Steuergerät dann in an sich bekannter Weise erkannt. Alternativ kann die Ausbildung auch derart sein, daß bei im Zündschloß 4 befindli­ chem Schlüssel 22 der Transponder nur sendet, wenn das Vorhan­ densein des Zusatzschlüssels 28 erkannt ist.

Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Leseein­ richtung, bei der der Bart 30 Bestandteil eines Kondensators 40 ist, der zu einem Schwingkreis 42 gehört, dessen Frequenz bei Vorhandensein des metallischen Bartes 30 verstimmt wird.

Es versteht sich, daß das Vorhandensein des Zusatzschlüssels auch mit anderen Sensoren erfaßt werden kann, beispielsweise induktiv, optisch, mechanisch.

Fig. 5 zeigt schematisch, wie die durch die Ausnehmungen des Bartes 30 gegebene Codierung des Zusatzschlüssels von einem Sensor 50 erfaßt werden kann und in einen zeitabhängigen Si­ gnalverlauf 52 umgewandelt werden kann, der sich ergibt, wenn der Bart 30 an den Sensor 50 vorbei in den elektronischen Schlüssel 22 eingeschoben wird. Der Signalverlauf 52 wird bei­ spielsweise von einem in der Elektronikeinheit 26 enthaltenen Mikrorechner ausgewertet und mit einem darin gespeicherten Si­ gnalverlauf bzw. einer Codierung des Zusatzschlüssels vergli­ chen. Das Vorhandensein des Zusatzschlüssels wird dem Steuer­ gerät 6 nur dann signalisiert, wenn die gespeicherte Codierung mit der Codierung des Zusatzschlüssels übereinstimmt. Der Sen­ sor 50 kann, wenn der Bart 30 metallisch ist, kapazitiv oder induktiv arbeiten. Der Sensor 50 kann den Bart auch unmittel­ bar optisch, akustisch oder sonstwie abtasten, so daß der Bart 30 nicht zwangsläufig metallisch sein muß.

Die beschriebene Anordnung kann in vielfältiger Weise abgeän­ dert werden: Beispielsweise kann die Leseeinrichtung für den Zusatzschlüssel, die bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 3 und 4 auf dem elektronischen Schlüssel 22 selbst untergebracht ist, in dem Zündschloß 4 untergebracht sein. Des weiteren muß der Zusatzschlüssel nicht zwangsläufig einen Bart haben, der mechanisch, optisch oder sonstwie codiert ist, sondern kann selbst als weiterer elektronischer Schlüssel mit einem auf ihm elektronisch gespeicherten Code ausgebildet sein. Dieser elek­ tronische Code des Zusatzschlüssels 28 wird vorteilhafterweise in einer beispielsweise als Transponder ausgebildeten Elektro­ nikeinheit im Griff 32 (Fig. 1) des Zusatzschlüssels unterge­ bracht und beim Einschieben des Zusatzschlüssels in den elek­ tronischen Schlüssel abgefragt.

Der Code des Zusatzschlüssels muß nicht zwangsläufig, wie an­ hand Fig. 5 erläutert, bei dessen Einschieben abgetastet wer­ den. Der Code kann bei eingeschobenen Zusatzschlüssel bei­ spielsweise durch Auslesen einer magnetischen, optischen oder akustischen Kennung erfaßt werden; die letztere beispielswei­ se, indem der Zusatzschlüssel zu mechanischen Schwingungen an­ geregt wird, deren Spektrum charakteristisch ist.

Die Betätigungsüberprüfung muß nicht an das Anlassen des Mo­ tors gekoppelt sein, sondern kann während des Fahrzeugbetriebs periodisch, durch einen Zufallsgenerator bestimmt oder Ereig­ nis-bezogen (z. B. Betätigen irgend eines Schalters) erfolgen.

Der elektronische Schlüssel kann auch mit mehreren Zusatz­ schlüsseln 28 versehen sein, von denen der eine nur die Tür­ schlösser sperrt, der andere nur das Kofferraumschloß sperrt usw.. Das Motorsteuergerät 16 wird dann nur freigegeben, wenn das Vorhandensein des die Türschlösser sperrenden Zusatz­ schlüssels oder aller Zusatzschlüssel festgestellt wird.

Claims (8)

1. Schließsystem mit einem elektronischen Schlüssel (22), insbesondere für das Zündschloß (4) eines Kraftfahrzeugs,
welcher Schlüssel (22) einen an eine Vergleichsvor­ richtung (6) übertragbaren Code enthält, der mit einem dort gespeicherten Code verglichen wird, wobei nach positivem Ver­ gleich wenigstens eine Betriebsfunktion eines mit dem Schließ­ system ausgerüsteten Gerätes freigegeben wird,
und welcher Schlüssel (22) einen von ihm trennbaren Zusatzschlüssel (28) enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Leseeinrichtung (26; 34, 36; 40, 42, 50) vorge­ sehen ist, die das Vorhandensein des Zusatzschlüssels (28) an dem Schlüssel (22) erfaßt, und
daß die wenigstens eine Betriebsfunktion nur bei Vor­ handensein des Zusatzschlüssels (28) an dem Schlüssel (22) freigegeben wird.

2. Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzschlüssel (28) eine eigene Codierung aufweist, die von der Leseeinrichtung (26; 34, 36; 40, 42; 50) ausgele­ sen wird und mit einer gespeicherten Codierung verglichen wird, wobei die wenigstens eine Betriebsfunktion nur bei po­ sitivem Vergleich der Codierung des Zusatzschlüssels (28) mit der gespeicherten Codierung freigegeben wird.

3. Schließsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zusatzschlüssel (28) einen Bart (30) mit mechanischer Codierung aufweist.

4. Schließsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung (26; 34, 36; 40, 42; 50) auf dem Schlüssel angeordnet ist.

5. Schließsystem nach einem der Ansprüche 3 und 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zusatzschlüssel (28) berührungs­ los abgetastet wird.

6. Schließsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung des Bartes (30) bei dessen Einschieben in den Schlüssel (22) abgetastet wird.

7. Elektronischer Schlüssel für ein Schließsystem nach Anspruch 1, welcher Schlüssel (22) eine Elektronikeinheit (26) mit einem zu seiner Identifizierung auslesbaren Code und einen von ihm trennbaren Zusatzschlüssel (28) enthält, ge­ kennzeichnet durch eine an dem Schlüssel vorgesehene Leseein­ richtung (26; 34, 36; 40, 42; 50), die das Vorhandensein des Zusatzschlüssels feststellt und ein entsprechendes Signal er­ zeugt.

8. Elektronischer Schlüssel nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zusatzschlüssel (28) eine individuelle Codierung aufweist, die von der Leseeinrichtung (26; 34, 36; 40, 42; 50) erfaßt wird.