DE19827586A1

DE19827586A1 - Schlüssellose Zugangskontrolleinrichtung für Kraftfahrzeuge sowie Verfahren zum Durchführen einer schlüssellosen Zugangsberechtigungskontrolle bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19827586A1
Application number: DE1998127586
Authority: DE
Inventors: Dirk Wolf; Peter Lunova
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1998-06-20
Filing date: 1998-06-20
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2018-06-21
Also published as: DE19827586B4

Abstract

Eine schlüssellose Zugangskontrolleinrichtung für Kraftfahrzeuge umfaßt eine einem Kraftfahrzeug zugeordnete Sende-Empfangseinrichtung und einen mobilen Transponder. Die Sende-Empfangseinrichtung besteht aus mehreren im induktiven Frequenzbereich arbeitenden Sendern, wobei jeder NF-Sender einer unterschiedlichen Kraftfahrzeugseite zugeordnet ist. Jeder NF-Sender sendet ein zyklisches und mit den anderen NF-Sendern zeitversetztes NF-Signal aus. Jedem NF-Signal ist ein den NF-Sender dieses NF-Signals identifizierendes HF-Identifikationssignal zugeordnet. Zu diesem Zweck umfaßt sowohl die Sende-Empfangseinrichtung des Kraftfahrzeuges als auch der Transponder eine HF-Sende-Empfangseinheit. Dabei dient das NF-Signal lediglich einer Funktionsradiusbegrenzung, während die HF-Strecke zum Übermitteln der benötigten Codedaten verwendet wird. Der Transponder sendet nach Empfang dieser Signale ein Antwortsignal, in dem die Information bezüglich der empfangenen NF-Sender-Identität enthalten ist, welches Antwortsignal von der kraftfahrzeugseitigen HF-Sende-Empfangseinheit empfangen und anschließend zur Lokalisierung des Transponders ausgewertet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet schlüsselloser Zugangskontroll einrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine schlüssellose Zu gangskontrolleinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer dem Kraftfahrzeug zugeordneten Sende-Empfangseinrichtung und mit einem mobilen Trans ponder, welche Sende-Empfangseinrichtung mehrere im induktiven Fre quenzbereich arbeitende, unterschiedlichen Kraftfahrzeugseiten zugeord nete Sender (NF-Sender) zum Senden eines niederfrequenten Signales (NF-Signal), und eine im Hochfrequenzbereich (HF-Bereich) arbeitende Empfangseinheit zum Empfangen von HF-Antwortsignalen des Transpon ders umfaßt und welcher Transponder einen Empfänger zum Empfangen des NF-Signales und einen HF-Sender zum Senden eines HF-Ant wortsignales umfaßt.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Durchführen einer schlüs sellosen Zugangsberechtigungskontrolle bei Kraftfahrzeugen.

Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus den Auf sätzen "Ein Fahrzeugsicherungssystem ohne mechanischen Schlüssel" von Ch. Schneider und U. Schrey, erschienen in: "Automobiltechnische Zeitschrift 96" (1994) Nr. 5 sowie "Smart-Card - Abschied vom Auto schlüssel" von U. Schrey, Ch. Schneider und M. Siedentrop, erschienen in: "Siemens-Zeitschrift 1/96" bekannt. Die in diesen Dokumenten be schriebene Zugangskontrolleinrichtung besteht im wesentlichen aus einer dem Kraftfahrzeug zugeordneten Sende-Empfangseinrichtung und aus einem mobilen Transponder. Die Sende-Empfangseinrichtung umfaßt drei im induktiven Frequenzbereich arbeitende Sender (NF-Sender), von de nen jeweils einer der Fahrertür, ein weiterer der Beifahrertür und der dritte dem Fahrzeugheck zugeordnet sind. Die Sendeantennen der NF-Sender sind in die jeweiligen Seitentüren bzw. in die hintere Stoßstange integriert. Jeder NF-Sender ist mit dem der jeweiligen Tür zugeordneten Türgriff bzw. Kofferraumtaste dergestalt verbunden, daß beim Betätigen eines solchen der diesem Fahrzeugbereich zugeordnete NF-Sender ein nieder frequentes Codesignal (NF-Signal) aussendet. Die übrigen NF-Sender verbleiben dagegen ruhig und senden keine NF-Signale aus.

Die dem Kraftfahrzeug zugeordneten Sende-Empfangseinrichtung ist fer ner mit einem HF-Empfänger zum Empfangen eines HF-Signales des Transponders ausgerüstet. Das in dem HF-Empfänger empfangene Ant wortsignal des Transponders beaufschlagt ein mit einem Prozessor aus gestattetes Steuergerät, in welchem das empfangene Antwortsignal, wel ches als Kryptocode empfangen worden ist, entschlüsselt und auf seine Gültigkeit hin überprüft wird. Wird eine Übereinstimmung festgestellt, wird ein entsprechendes Steuersignal an den jeweiligen Türverriegelungsme chanismus zum Entriegeln derjenigen Türe gegeben, deren Türgriff zuvor betätigt worden ist.

Durch die Versendung von NF-Signalen zum "Wecken" des Transponders ist durch das rasch abnehmende magnetische Feld eine Funktionsradius begrenzung vorgegeben. Ein Empfang des ausgesendeten NF-Signales ist lediglich innerhalb eines Funktionsradius von 1,5 bis 2 Metern möglich. Dadurch wird gewährleistet, daß nur diejenigen Transponder von dem betätigten NF-Sender geweckt werden, die sich tatsächlich in diesem Nahfeld befinden. Durch die notwendige Betätigung eines Türgriffes bzw. einer Kofferraumtaste und der Begrenzung des Funktionsradiusses erfolgt eine eindeutige Lokalisierung des Transponders bzw. der den Transpon der tragenden Person.

Zum Ermöglichen eines möglichst raschen Entriegelns der jeweiligen Kraftfahrzeugtür werden modifizierte Türgriff- und Schloßmechaniken ein gesetzt, die ein sofortiges Aufspringen des Einstieges, an welchem der Griff gezogen wurde, ermöglichen. Selbst durch Vorsehen derartiger Me chaniken ist es nicht möglich, diejenige Zeit, welche die zum Transport der vom NF-Sender zum Transponder übersandten Daten benötigen, abzu kürzen. Dies gilt insbesondere wenn auf dieser Niederfrequenzstrecke kompliziert aufgebaute Kryptocodes übermittelt werden sollen, da ein sol ches Vorgehen aufgrund der geringen Datenübertragungsgeschwindigkeit eine gewisse Zeitdauer in Anspruch nimmt. Das Übermitteln des de codierten Antwortsignales des Transponders an den HF-Empfänger ver zögert den Beginn der Türentriegelung dagegen nur geringfügig.

Eine weitere schlüssellose Zugangskontrolleinrichtung für Fahrzeuge ist aus der DE 43 29 697 C2 bekannt. Diese Vorrichtung verwendet einen zentralen NF-Sender zum Senden eines niederfrequenten Codesignales. Bei dieser Vorrichtung ist vorgesehen, daß der NF-Sender zyklisch in ge wissen Zeitabständen NF-Signale sendet. Nur wenn sich der dem Kraft fahrzeug zugeordnete Transponder in dem Funktionsradius des NF-Senders befindet, wird dieser geweckt und sendet sein Antwortsignal zu rück. Bei dieser Vorrichtung ist es zum Auslösen des Entriege lungsmechanismus nicht notwendig, einen Türgriff oder eine Kofferraum taste betätigen zu müssen. Da eine Lokalisierung des Transponders zum Entriegeln lediglich bestimmter Türen gemäß dieser Vorrichtung nicht möglich ist, eignet sich diese Zugangskontrolleinrichtung allein für Kraft fahrzeuge mit einer Zentralverriegelung. Auch bei dieser vorbekannten Zugangskontrolleinrichtung erfolgt mitunter eine zeitversetzte Entriegelung bedingt durch die Übertragungsdauer des unter Umständen kompliziert aufgebauten NF-Signales.

Ausgehend von dem eingangs diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine schlüssellose Zugangs kontrolleinrichtung für Kraftfahrzeuge sowie ein Verfahren zum Durch führen einer schlüssellosen Zugangsberechtigungskontrolle bei Kraftfahr zeugen vorzuschlagen, die nicht nur zum Entriegeln einzelner Türen oder Klappen geeignet ist, sondern mit der auch ein Austausch kompliziert auf gebauter Code- und Antwortsignale, ohne eine spürbare Verzögerung des Entriegelungsvorganges in Kauf nehmen zu müssen, gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird zum einen dadurch gelöst, daß die NF-Sender zum zyklischen und zeitversetzten Senden zueinander eines Empfangsbe reichsbegrenzungssignales geschaltet sind und daß sowohl der Kraftfahr zeug seitigen Sende-Empfangseinrichtung als auch dem Transponder eine HF-Sende-Empfangseinheit zugeordnet sind, wobei die Kraftfahr zeug seitige HF-Sende-Empfangseinheit zum Senden eines jedem ge sendeten NF-Signal zugeordneten, den jeweiligen NF-Sender identifizie renden Signals (ID-Signal) vorgesehen ist, und die HF-Sende- Empfangseinheit des Transponders zum Senden eines Antwortsignals enthaltend die empfangene NF-Sender-Identität ausgelegt ist.

Ferner wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Durchführen einer schlüssellosen Zugangsberechtigungskontrolle bei Kraftfahrzeugen umfassend die folgenden Schritte gelöst:

- Senden von zyklischen, im induktiven Frequenzbereich liegenden NF- Signalen von mehreren NF-Sendern jeweils zeitversetzt zueinander, von welchen NF-Sendern jeweils ein NF-Sender einer Kraftfahrzeug seite zugeordnet ist,
- Empfangen des NF-Signales mit einem Transponder,
- Starten einer dem Transponder zugeordneten HF-Sende-Emp fangseinheit, falls diese sich noch nicht im betriebsbereiten Zustand befindet,
- Senden eines eines jedem gesendeten NF-Signal zugeordneten, den NF-Sender dieses NF-Signales identifizierenden Signals (ID-Signal) auf einer HF-Strecke vom Kraftfahrzeug,
- Empfangen des HF-Signales mit dem Transponder und
- Senden eines Antwortsignales von dem Transponder auf der HF-Strecke, in welchem Antwortsignal die empfangene NF-Sender-Identität als Rückmeldung enthalten ist.

Die erfindungsgemäße Zugangskontrolleinrichtung sowie das erfindungs gemäße Verfahren verwenden zur Transponderortung ein kombiniertes NF-HF-Signal. Dabei dient das von den NF-Sendern zyklisch und zeitver setzt zueinander gesendete Signal lediglich einer Empfangsbereichsbe grenzung, während auf der HF-Strecke die jeweilige NF-Senderiden tifikation gesendet wird. Durch diese Teilung werden die Vorteile der eng begrenzten bzw. begrenzbaren NF-Empfangs- bzw. Funktionsbereiche mit den Vorteilen der Möglichkeit einer hohen Datenübertragungsrate auf der HF-Strecke vereint. Folglich ist diejenige Zeit, die zum Übermitteln einer Senderidentifikation benötigt wird, auf einem Minimum reduziert.

Da das NF-Signal der einzelnen NF-Sender lediglich zur Empfangsbe reichsbegrenzung verwendet wird, kann dieses Signal in seiner Ausge staltung sehr einfach, beispielsweise als einfacher Impuls ausgebildet sein. Jedem NF-Signal ist ein parallel oder zeitversetzt dazu, auf der HF- Strecke gesendetes ID-Signal zugeordnet, in dem eine Information be züglich der Identifikation desjenigen NF-Senders enthalten ist, von dem das gleichzeitig oder zuvor von dem Transponder empfangene NF-Signal gesendet worden ist. Nur wenn ein Transponder sowohl das NF-Signal als auch das HF-Signal empfangen hat, sendet dieser auf der HF-Strecke ein Antwortsignal, in dem die empfangene NF-Sender-Identität enthalten ist. Über die in dieser Rückkopplung enthaltenen Information ist die Lage des Transponders bestimmbar. Zweckmäßigerweise werden für eine eindeuti ge Lagebestimmung mehrere aufeinander folgende Antwortsignale aus gewertet.

Der einfache Signalaufbau des NF-Signales vermeidet überdies die Nachteile einer möglicherweise unvollständigen Datenübermittlung auf der NF-Strecke. Das Ortungsverfahren kann so betrieben werden, daß die Kraftfahrzeug seitig gesendeten Signale auf der NF- bzw. HF-Strecke dem vorgegebenen Zyklus entsprechend stetig gesendet werden und daß ein in den Empfangsbereich eines NF-Wecksignales eingebrachter Trans ponder selbsttätig geortet wird. In einem solchen Fall wird diejenige Zeit, die ein berechtigter Benutzer von seinem Eintritt in den NF- Empfangsbereich bis zu seinem Erreichen einer Fahrzeugtüre ausgenutzt, um das Ortungs- und ein Identifikationsverfahren durchführen zu können. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß das Transponderortungsver fahren dadurch getriggert wird, daß eine den Transponder tragende Per son an der zu öffnenden Kraftfahrzeugtüre oder -klappe einen elektri schen Schalter, beispielsweise in den Türgriff integriert betätigt. Auch in einem solchen Falle ist eine Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens rascher als vorbekannte Verfahren, so daß eine Türentriegelung oder Türöffnung ohne merkliche Verzögerung erfolgen kann.

Vorteilhaft ist ferner, daß gemäß der Erfindung durch Auswerten mehrerer aufeinander folgender Antwortsignale eine eindeutige Ortung des Trans ponders auch dahingehend möglich ist, ob sich dieser außerhalb oder aber innerhalb des Kraftfahrzeuges befindet. Werden beispielsweise von dem Transponder mehrfach Antwortsignale mit einer die NF- Senderidentifikation betreffend die Fahrertür gesendet und entsprechend fahrzeugseitig empfangen, dann kann sich dieser Transponder nur außer halb der Fahrertür befinden. Empfängt der Transponder dagegen im zykli schen Wechsel NF-Signale und entsprechende HF-ID-Signale der Fah rertür und etwa der Beifahrertür, dann läßt diese rückgesendete Informati on darauf schließen, daß sich der Transponder innerhalb des Kraftfahr zeuges befindet.

Die Kraftfahrzeug seitigen NF- und HF-Signale können zeitversetzt ge sendet werden, wobei der Einsatz des NF-Signales eines NF-Senders zeitlich vor dem diesem NF-Signal zugeordneten HF-Signal gesendet wird. Zweckmäßigerweise sind die Zeitintervalle zwischen den NF- Signalen der einzelnen NF-Sender gleichlang bemessen.

Es ist zweckmäßig, das beschriebene Transponderortungsverfahren mit einem Identifikationsverfahren zu verknüpfen. In einem solchen Fall kann mit dem auf der HF-Strecke gesendeten ID-Signal ebenfalls ein Krypto code gesendet werden, in dessen transponderseitigen Antwortsignal auch die Information bezüglich der NF-Senderidentifikation enthalten ist. Dies führt zu einer besonders raschen Reaktionszeit der bereitgestellten Zu gangskontrolleinrichtung.

Zweckmäßigerweise wird ein Frage-Antwort-Dialog zum Abfragen der Zu gangsberechtigung zwischen der dem Kraftfahrzeug zugeordneten Sen de-Empfangseinrichtung und dem Transponder auf der HF-Strecke durchgeführt. Durch Verwendung der HF-Strecke auch rum Übermitteln der eigentlichen, zur Identifizierung des Transponders vorgesehenen Si gnale ist es möglich, kompliziert aufgebaute Kryptocodes zwischen den beiden Einheiten zu übersenden, ohne daß dieses für einen Benutzer spürbar zu einer Verzögerung des Entriegelungsmechanismus führt. Die se Maßnahme erhöht auch maßgeblich die Systemsicherheit, da der Fra ge-Antwort-Dialog auf der HF-Strecke nur dann stattfindet, wenn sich der Transponder im Funktionsradius eines NF-Senders befindet und somit induktiv an diesen gekoppelt ist. Es ist vorgesehen, daß bei Verlassen des Funktionsradius der Frage-Antwort-Dialog abbricht, ohne daß eine Entrie gelung stattgefunden hat.

Der NF-Frequenzbereich liegt zweckmäßigerweise zwischen 1 und 135 kHz, insbesondere zwischen 1 und 25 kHz. Es hat sich gezeigt, daß die niedrigfrequenten Sendefrequenzen insbesondere im Hinblick auf stören de Einflüsse der Kraftfahrzeugkarosserie unempfindlicher sind. Liegen die Übertragungsfrequenzen über 135 kHz kann sich die Fahrzeugkarosserie sehr ungünstig auf den Funktionsradius der NF-Sender auswirken. Der HF-Frequenzbereich liegt zweckmäßigerweise zwischen 100 MHz und 10 GHz.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteran sprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer schlüssellosen Zu gangskontrolleinrichtung für Kraftfahrzeuge,

Fig. 2 ein schematisiertes Blockschaltbild eines Transponders zur Verwendung in einer schlüssellosen Zugangskontrollein richtung für Kraftfahrzeuge,

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Frage-Antwort-Dialoges zur Ortung und Identifizierung der Zugangsberechtigung zwischen einer in einem Kraftfahrzeug angeordneten Sende-Empfangs einrichtung und einem mobilen Transponder,

Fig. 4 ein Diagramm darstellend die Sendezyklen der Kraftfahrzeug seitigen Sende-Empfangseinrichtung und

Fig. 5 einen Automatengraphen zur Bestimmung der Position des Transponders.

In Fig. 1 ist schematisiert ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, welches mit einer schlüssellosen Zugangskontrolleinrichtung ausgestattet ist. Die Zu gangskontrolleinrichtung besteht aus einer im Kraftfahrzeug 1 angeord neten Sende-Empfangseinrichtung 2, die an eine Steuereinheit 3 ange schlossen ist. Die Sende- und Empfangseinrichtung 2 umfaßt drei im in duktiven Frequenzbereich arbeitende Sender (NF-Sender) 4, 5, 6 sowie eine HF-Sende-Empfangseinheit 7. Die NF-Sender 4, 5, 6 sind bestimm ten Kraftfahrzeugtüren zugeordnet, wobei der NF-Sender 4 der Fahrertür, der NF-Sender 5 der Beifahrertür und der NF-Sender 6 der Heckklappe des Kraftfahrzeuges 1 zugeordnet sind. Die NF-Sender 4, 5, 6 sind mit entsprechenden Steuerleitungen mit der Steuereinheit 3 verbunden. Die NF-Sender 4, 5, 6 dienen zum Aussenden von NF-Signalen zur Bestrah lung jeweils bestimmter Funktionsbereiche F₄ - F₆. Zweckmäßigerweise wird zum Aussenden der NF-Signale eine Frequenz zwischen 1 und 25 kHz gewählt. Durch entsprechende Ausgestaltung der Antenne ist es möglich, weitestgehend den magnetischen Anteil der elektromagnetischen Wellen zu benutzen; diese werden in dem genannten Frequenzbereich weder vom menschlichen Körper noch der Fahrzeugkarosserie wesentlich gedämpft.

Die Sende-Empfangseinheit 7 dient zum Senden eines ID-Signals und zum Empfang eines HF-Antwort-Signales sowie zum Durchführen eines Frage-Antwort-Dialoges mit einem mobilen Transponder 8. Der Transpon der 8 umfaßt - wie in Fig. 2 dargestellt - einen NF-Empfänger 11, dessen Antenne eine Ferritkernantenne 9 ist. Der NF-Empfänger dient zum Emp fangen der NF-Signale der Sende-Empfangseinrichtung 2. Der NF- Empfänger 11 des Transponders 8 ist mit seinem Ausgang an den Ein gang eines Mikroprozessors angeschlossen.

Ferner ist in dem Transponder 8 eine HF-Sende-Empfangseinheit 13 zu geordnet, mit der das von der HF-Sendeeinheit 7 des Kraftfahrzeug ge sendetes ID-Signal empfangbar ist. Über die HF-Sende-Empfangseinheit 13 des Transponders 8 erfolgt die Rücksendung eines Antwortsignales enthaltend die Identifikationsinformation des empfangenen HF-ID- Signales. Die HF-Sende-Empfangseinheit 13 ist ebenfalls an den Prozes sor des Transponders 8 angeschlossen. Zur Spannungsversorgung ent hält der Transponder 8 eine nicht näher dargestellte wiederaufladbare Batterie, beispielsweise eine Lithium-Ionen Batterie.

Eine schlüssellose Zugangsberechtigungskontrolle gemäß der in Fig. 1 dargestellten Zugangskontrolleinrichtung funktioniert wie folgt: In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Verfahrensablaufes ist vorgesehen, daß das Ortungs- und Identifikationsverfahren durch Betäti gen eines Türgriffes ausgelöst wird. Durch Betätigen des Türgriffes wird die Sende-Empfangseinrichtung 2 des Kraftfahrzeuges 1 mit einem Trig gersignal beaufschlagt, gemäß dem anschließend die NF-Sender 4, 5, 6 gleichzeitig ein niederfrequentes Wecksignal senden. Gleichzeitig wird die Kraftfahrzeug seitige HF-Sende-Empfangseinheit 7 gestartet. Von dem von einer berechtigten Person mitgeführten Transponder 8 wird das NF- Wecksignal empfangen, durch welches Signal der Transponder 8 in sei nen Betriebszustand geschaltet wird, welches ebenfalls ein Starten der dem Transponder 8 zugeordneten HF-Sende-Empfangseinheit 13 umfaßt. Durch das Wecken erfolgt gleichzeitig eine Synchronisierung zwischen der Sende-Empfangseinrichtung 2 und dem Transponder 8. Dieser erste Schritt dient somit zunächst zur Bereitstellung der beiden betriebsbereiten Einheiten 2 und 8.

Anschließend beginnt das eigentliche Ortungs- und Identifikationsverfah ren. Kraftfahrzeug seitig senden die NF-Sender 4, 5, 6 zyklisch und zeit versetzt jeweils ein identisches, uncodiertes NF-Signal. Dabei ist vorgese hen, daß die Pausenintervalle zwischen zwei gesendeten NF-Signalen jeweils gleich lang sind. Die NF-Sender 3, 4, 5 senden somit rotierend identische NF-Signale. Die Sendezyklen sind in dem in Fig. 4 gezeigten Diagramm dargestellt, in welchen Zyklen zusätzlich zu den in Fig. 1 ge zeigten NF-Sendern 4, 5, 6 ein weiterer in Kraftfahrzeugmitte angeordne ter NF-Sender integriert ist. Die jeweils gesendeten NF-Signale der NF- Sender 3, 4, 5 dienen zum Begrenzen eines Funktionsradius F₄ bis F₆ um jeden NF-Sender 4, 5, 6. Ein gesendetes NF-Signal ist als einfacher Im puls aufgebaut.

Zeitversetzt zu jedem NF-Signal sendet die HF-Sende-Empfangseinheit 7 des Kraftfahrzeuges 1 auf der HF-Strecke ein den NF-Sender 4, 5 oder 6 des zuvor gesendeten NF-Signals identifizierendes Signal (ID-Signal). Der Transponder 8 empfängt somit auf der NF-Strecke ein NF-Signal und auf oder HF-Strecke einen Identifizierungscode, so daß aus der gemeinsamen Information der beiden Signale ermittelbar ist, von welchem NF-Sender das empfangene NF-Signal gesendet worden ist. Nur wenn sich der Transponder 8 im Bereich eines oder mehrerer Funktionsbereiche F₄ bis F₆ befindet, ist ein Empfang dieser die kombinierten NF-HF-Signale mög lich. Befindet sich der Transponder dagegen nicht in einem der Funkti onsbereiche F₄ bis F₆, und vorausgesetzt er ist zuvor geweckt worden, empfängt der Transponder lediglich das auf der HF-Strecke gesendete ID- Signal. Der Transponder 8 sendet ein Antwortsignal als Rückkopplung der erhaltenen NF-Sendeidentifikation nur dann, wenn der Transponder 8 das kombinierte NF-HF-Signal empfangen hat.

Das von der Kraftfahrzeug seitigen HF-Sende-Empfangseinheit 7 emp fangene Antwortsignal dient zur Positionsbestimmung des Transponders 8. Dabei werden mehrere aufeinanderfolgende Antwortsignale ausge wertet, um eine eindeutige Positionsbestimmung zu gewährleisten. Der Empfang von Antwortsignalen, in denen sämtlich die gleichen NF- Senderidentifikationen enthalten sind, erlaubt beispielsweise den Schluß, daß sich der Transponder 8 außerhalb des Kraftfahrzeuges 1 an der die sen NF-Sender 4, 5 oder 6 zugeordneten Kraftfahrzeugseite befindet. Be findet sich der Transponder 8 dagegen im Kraftfahrzeuginneren, werden wechselweise Antwortsignale empfangen, in denen die NF- Senderidentifikationen mehrerer NF-Sender enthalten sind. Der Ablauf einer solchen Positionsbestimmung ist in Fig. 5 in einem Automaten graph mit drei NF-Sendern dargestellt.

In dem Kraftfahrzeug seitig gesendeten ID-Signal kann ein Schlüsselab fragesignal - wie in dem Flußdiagramm der Fig. 3 dargestellt - zur Ein leitung eines HF-Antwort-Frage-Dialoges zwischen der Sende- Empfangseinrichtung 2 und dem Transponder 8 enthalten sein. Mit dieser ersten Abfrage erfolgt eine Abfrage, um welchen "Schlüssel" es sich bei dem Transponder 8 handelt. Diese Grobabfrage ist vorgesehen, um be reits zu Beginn des Frage-Antwort-Dialoges festzustellen, ob der Trans ponder 8 überhaupt zur Gruppe der möglichen Berechtigten gehören kann und/oder zur Initialisierung des Abfrageschlüssels. Das Schlüsselabfrage signal beinhaltet lediglich eine Kurzinformation, die nur eine geringe Da tenübertragungsmenge beinhaltet. Dadurch ist sichergestellt, daß eine eigentliche Übermittlung von Kryptocodes nur dann erfolgt, wenn zuvor zumindest erkannt worden ist, daß der Transponder 8 zur Gruppe der möglicherweise Berechtigten gehört.

Dieses Schlüsselabfragesignal wird von der HF-Sende-Empfangseinheit 13 des Transponders 8 empfangen und daraufhin überprüft, ob die emp fangene Kurzinformation dem dem Transponder 8 zugeordneten Kraft fahrzeug 1 zugehörig ist. Für den Fall, daß eine Zuordnung nicht festge stellt wird, wird die HF-Sende-Empfangseinheit 13 des Transponders 8 wieder heruntergefahren. Erkennt der Transponder 8 dagegen, daß das empfangene Kurzinformationssignal das richtige ist, sendet dieser auf der HF-Strecke einen Kryptocode an die Sende-Empfangseinrichtung 2 des Kraftfahrzeuges 1. Dieses Antwort-Signal enthält auch eine Information zur Identifizierung desjenigen NF-Senders 4, 5 oder 6 von dem das emp fangene NF-Signal gesendet worden ist. Durch Zurücksenden dieses Lo kalisierungssignales und durch Empfang desselben mittels der HF-Sende- Empfangseinheit 7 kann über die Steuereinheit 3 derjenige Entrie gelungsmechanismus betätigt werden, dem derjenige NF-Sender 4, 5 oder 6 entspricht, dessen Signal zuvor empfangen worden ist. Der Aus tausch von Kryptocodesignalen auf der HF-Strecke kann mehrfach erfol gen.

Das von der HF-Sende-Empfangseinheit 7 empfangene Antwortsignal des Transponders 8 wird entschlüsselt und mit einem Sollwert oder mit mehre ren Sollwerten verglichen, woraufhin die Zugangsberechtigung der den Transponder 8 tragenden Person festgestellt wird. Bei Empfang eines gültigen Antwort-Code-Signales erfolgt durch die Steuereinheit 3 ein in diesem Ausführungsbeispiel an die Fahrertür gerichtetes Auslösesignal zum Entriegeln derselben.

Für den Fall, daß nach Aussenden des Schlüsselabfragesignales durch die HF-Sende-Empfangseinheit 7 innerhalb einer vorgegebenen Zeit spanne, etwa 50 ms kein Antwortsignal eines Transponders empfangen worden ist, wird der Frage-Antwort-Dialog beendet und die HF-Sende- Empfangseinheit 7 heruntergefahren.

In dem Kraftfahrzeug 1 ist an geeigneter Stelle eine Transponderauf nahme angeordnet, in die der Transponder 8 mit seiner Ferritkernantenne 9 einsetzbar ist. Dieser Transponderaufnahme ist eine induktive Ladeein richtung zugeordnet, so daß die wiederaufladbare Batterie des Transpon ders 8 beim Benutzen des Kraftfahrzeuges 1 aufgeladen wird. Der Trans ponderaufnahme ist darüber hinaus eine weitere Einrichtung zum Durch führen von Frage-Antwort-Dialogen zugeordnet, die entsprechend dem oben beschriebenen Frage-Antwort-Dialog ablaufen, jedoch mit dem Ziel, um nunmehr eine Wegfahrsperre auszuschalten und/oder andere Sicher heits- oder Betriebszustände abzufragen bzw. zu starten.

Beim Verlassen des Kraftfahrzeuges 1 wird der Transponder 8 einge steckt und mitgenommen. Dabei erfolgt die Verriegelung der Kraftfahr zeugtüren bzw. der Kraftfahrzeugtür 4 durch Betätigen eines Türgriffes, wie entsprechend kein Öffnen durchgeführt. Die HF-Strecke zwischen der HF-Sende-Empfangseinheit 7 und der HF-Sende-Empfangseinheit des Transponders 8 wird zur Durchführung eines Frage-Antwort-Dialoges be treffend das Verlassen des Kraftfahrzeuges 1 durchgeführt. Eine induktive Kopplung ist für diesen Frage-Antwort-Dialog nicht notwendig, da zuvor erkannt worden ist, daß der Transponder 8 bzw. die ausgestiegene Per son berechtigt ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Sendeleistungen oder HF-Sende- und Empfangseinheiten 7 zunächst mit einer relativ gerin gen Sendeleistung sendet, da sich die berechtigte Person unmittelbar nach Verlassen des Kraftfahrzeuges noch in unmittelbarer Kraftfahrzeug nähe befindet. Mit der Entfernungsbewegung der Person werden dann die Sendeleistungen nachgeregelt, so lange bis der vorgesehene Frage- Antwort-Dialog beendet ist. Dieses kann auch weit außerhalb des jeweili gen Funktionsbereiches F₄, F₅, oder F₆ sein und mehrere 10'er Meter be tragen. In diesem Frage-Antwort-Dialog ist auch ein Verriegelungssignal enthalten, mit welchem der berechtigten Person angezeigt wird, daß das Kraftfahrzeug 1 tatsächlich verschlossen ist. Dieses Signal kann entweder eine Leuchtanzeige 10 am Transponder 8 oder ein akustisches Signal sein. Ferner besteht die Möglichkeit, dieses Signal zu speichern und auf Abruf dem Benutzer zur Kenntnis zu bringen.

Dem Transponder 8 ist ferner eine manuell bedienbare HF-Sendetaste 12 zugeordnet, bei deren Betätigung über die dem Transponder 8 zugeord neten HF-Sende-Empfangseinheit 13 über die HF-Strecke der HF-Sende- Empfangseinheit 7 im Kraftfahrzeug 1 ein Signal übermittelbar ist. Eine derartige Funktion des Transponders 8 kann beispielsweise verwendet werden, um aus einer größeren Entfernung dem Kraftfahrzeug ein Signal zu übermitteln, woraufhin dieses sich in irgendeiner Weise bemerkbar macht, etwa durch Anschalten der Innenbeleuchtung, durch Hupen oder durch Anspringen der Alarmanlage. Mit einer solchen Möglichkeit läßt sich das eigene Auto auf Großparkplätzen besonders leicht wieder auffinden. Mit diesem Signal oder in einem weiteren Signal könnte das Kraftfahrzeug auf diese Weise ebenfalls entriegelt werden. In einem solchen Fall kann auch die Berechtigungs- bzw. Identifizierungsabfrage durch das HF-Signal durch Betätigen der HF-Sendetaste 12 ausgelöst werden. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Funktionsweise des Transponders ist bei Verwendung der HF-Sendetaste ein Tätigwerden des berechtigten Benut zers erforderlich.

Bezugszeichenliste

1

Kraftfahrzeug

2

Sende-Empfangseinrichtung

3

Steuereinheit

4

NF-Sender

5

NF-Sender

6

NF-Sender

7

HF-Sende-Empfangseinheit, Kraftfahrzeug

8

Transponder

9

Stabantenne

10

Leuchtanzeige

11

NF-Empfänger

12

HF-Sendetaste

13

HF-Sende-Empfangseinheit, Transponder
F₄

Funktionsradius
F₅

Funktionsradius
F₆

Funktionsradius

Claims

1. Schlüssellose Zugangskontrolleinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer dem Kraftfahrzeug (1) zugeordneten Sende-Empfangsein richtung (2) und mit einem mobilen Transponder (8), welche Sen de-Empfangseinrichtung (2) mehrere im induktiven Frequenz bereich arbeitende, unterschiedlichen Kraftfahrzeugseiten zuge ordnete Sender (NF-Sender) (4, 5, 6) zum Senden eines niederfre quenten Signales (NF-Signal), und eine im Hochfrequenzbereich (HF-Bereich) arbeitende Empfangseinheit zum Empfangen von HF- Antwortsignalen des Transponders (8) umfaßt und welcher Trans ponder (8) einen Empfänger zum Empfangen des NF-Signales und einen HF-Sender zum Senden eines HF-Antwortsignales umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die NF-Sender (4, 5, 6) zum zykli schen und zeitversetzten Senden zueinander eines Empfangsbe reichsbegrenzungssignales geschaltet sind und daß sowohl der Kraftfahrzeug seitigen Sende-Empfangseinrichtung (2) als auch dem Transponder (8) eine HF-Sende-Empfangseinheit (7, 13) zu geordnet sind, wobei die Kraftfahrzeug seitige HF-Sende- Empfangseinheit (7) zum Senden eines jedem gesendeten NF- Signal zugeordneten, den jeweiligen NF-Sender (4, 5, 6) identifizie renden Signals (ID-Signal) vorgesehen ist, und die HF-Sende- Empfangseinheit (13) des Transponders (8) zum Senden eines Antwortsignals enthaltend die empfangene NF-Sender-Identität ausgelegt ist.

2. Zugangskontrolleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das ID-Signal zeitversetzt zu dem NF-Signal gesen det wird.

3. Zugangskontrolleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem Senden der NF-Signale der NF- Sender (4, 5, 6) ein jeweils gleich langes Pausenintervall vorgese hen ist.

4. Zugangskontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß der NF-Frequenzbereich zwischen 1 kHz und 135 kHz, insbesondere zwischen 1 kHz und 25 kHz liegt.

5. Zugangskontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß der HF-Frequenzbereich zwischen 1 MHz und 10 GHz liegt.

6. Zugangskontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß einer einem Kraftfahrzeug (1) zuge ordneten Sende-Empfangseinrichtung (2) mehrere Transponder (8) zugeordnet sind, die mit Hilfe eines Antikollisionsprotokolls gleich zeitig erkennbar sind.

7. Zugangskontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, die NF-Empfangsspule des Transponders (8) zum Laden der dem Transponder (8) zugeordneten Batterie vorgesehen ist.

8. Zugangskontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Kraftfahrzeuges (1) eine Transponderaufnahme angeordnet ist, in welche der Trans ponder (8) einsetzbar ist, und der eine induktive Ladeeinrichtung zum Aufladen der Batterie des Transponders (8) unter Verwendung des NF-Empfängers des Transponders (8) zugeordnet ist.

9. Zugangskontrolleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Transponderaufnahme eine Einrichtung zum Durchführen weiterer Frage-Antwort-Dialoge zugeordnet ist.

10. Zugangskontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß dem Transponder (8) eine manuell betätigbare HF-Sendetaste zum Übersenden eines Signales über die HF-Strecke an die dem Kraftfahrzeug (1) zugeordnete HF- Sende-Empfangseinheit (7) umfaßt.

11. Verfahren zum Durchführen einer schlüssellosen Zugangsberechti gungskontrolle bei Kraftfahrzeugen umfassend die folgenden Schritte:

- Senden von zyklischen, im induktiven Frequenzbereich liegen den NF-Signalen von mehreren NF-Sendern (4, 5, 6) jeweils zeitversetzt zueinander, von welchen NF-Sendern (4, 5, 6) je weils ein NF-Sender (4, 5, 6) einer Kraftfahrzeugseite zugeord net ist,
- Empfangen des NF-Signales mit einem Transponder (8),
- Starten einer dem Transponder zugeordneten HF-Sende-Emp fangseinheit (13), falls diese sich noch nicht im betriebsbereiten Zustand befindet,
- Senden eines eines jedem gesendeten NF-Signal zugeordneten, den NF-Sender (4, 5, 6) dieses NF-Signales identifizierenden Si gnals (ID-Signal) auf einer HF-Strecke vom Kraftfahrzeug,
- Empfangen des HF-Signales mit dem Transponder (8) und
- Senden eines Antwortsignales von dem Transponder (8) auf der HF-Strecke, in welchem Antwortsignal die empfangene NF- Sender-Identität als Rückmeldung enthalten ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ID-Signal auf der HF-Strecke zeitversetzt zu jedem NF-Signal ge sendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Senden der NF-Signale der NF-Sender (4, 5, 6) vorgesehenen Pausenintervalle jeweils gleich lang sind.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß im Anschluß an die Rückübersendung der ID- Signalinformation von dem Transponder (8) und deren Kraftfahr zeug seitigen Empfang ein bidirektionaler Frage-Antwort-Dialog auf der HF-Strecke zwischen der HF-Sende-Empfangseinheit (7) des Kraftfahrzeuges und derjenigen des Transponders (8) durchgeführt wird, welcher Dialog das Senden eines Kryptocodes von dem Transponder (8) an die im Kraftfahrzeug angeordnete HF-Sende- Empfangseinheit (7) beinhaltet, woran sich an ein Erkennen des Kryptocodes ein Öffnen einer oder mehrerer Türverriegelungen an schließt die derjenigen Tür oder denjenigen Türen zugeordnet sind, deren NF-Senderidentifikation in dem von dem Transponder (8) rückgesendete Antwortsignal enthalten ist, wenn von dem Transponder (8) mehrfach dieselbe NF-Senderidentifikation in sei nen Antwortsignalen empfangen worden ist und diese Antwortsi gnale eine eindeutige Zuordnung des Transponders zu einer Kraftfahrzeugtür erlauben.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Frage-Antwort-Dialog auf der HF-Strecke durch ein von der HF- Sende-Empfangseinheit der im Kraftfahrzeug befindlichen Sende- Empfangseinrichtung gesendetes Schlüsselabfragesignal beginnt, welches im Transponder auf seine Gültigkeit hin überprüft wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Öffnen der Verriegelungen der entsprechenden Tür(en) des Kraftfahrzeuges und einem Einsteigen der als berech tigt erkannten Personen mit dem oder den Transpondern in das Kraftfahrzeug einer oder mehrere weitere Frage-Antwort-Dialoge zwischen der Sende-Empfangseinrichtung und dem Transponder durchgeführt werden.