DE4315758C1 - Sicherungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Sicherung von Objekten, zu deren Betrieb oder zu deren Betreten ein entsprechender Schlüssel erforderlich ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein diebstahlhemmendes Sicherungs­ system für Kraftfahrzeuge.

Zum Starten von Kraftfahrzeugen ist im allgemeinen das Entriegeln eines Sicherungssystems, meist eines mechanischen Schlosses, erforderlich. Im Falle von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren wird durch das Betätigen des sogenannten Zündschlosses mit Hilfe der Zündspule eine Zündspannung bereitgestellt, die dann den erforderlichen Zündfunken zur Zündung des Kraftstoff- Luftgemisches erzeugt. Der zur Betätigung des Zündschlosses notwendige Schlüssel besitzt einen auf bestimmte Weise gestalteten Schlüsselbart, der in das entsprechende Schloß eingreifen kann. Aufgrund der Vielzahl der existierenden Schlösser unterscheiden sich die jeweils zugehörigen Schlüsselbärte bezüglich ihrer mechanischen Merkmale nur geringfügig voneinander. Daher ist es möglich, mittels eines geringfügig abgeänderten Schlüsselbartes ein Schloß zu betätigen, dessen zugehörigen Schlüssel man nicht besitzt. Weiterhin ist es dem geübten Schlüsselfälscher möglich, bestimmte Schlüsselbärte aus Rohlingen zu fertigen. Zusätzlich besteht bei mechanischen Schlössern immer die Gefahr, daß das Schloß mit Hilfe eines nachgemachten Dietrichs, der nur die die Verriegelung bedingenden mechanischen Elemente des Schlosses betätigt, geöffnet wird. Gelangt ein KFZ-Dieb unbemerkt in das Innere eines Fahrzeuges, so stellt es für ihn kein Problem dar, den Motor des Fahrzeuges anzulassen und letzteres zu entwenden.

Um das unbefugte Anlassen eines KFZes zu erschweren, wurden zusätzlich zu den mechanischen Schlössern elektronische Sicherungseinrichtungen entwickelt. Dabei handelt es sich um die in vielen Bereichen bekannten Magnetstreifenkarten, wie sie etwa auch von Kreditinstituten an ihre Kunden zum Zugriff auf persönliche Gelddepots ausgegeben werden. Diese Magnetstreifenkarten enthalten einen kartenspezifischen einzigartigen Code, der von einem in dem KFZ befindlichen Lesegerät, durch das die Magnetstreifenkarte gezogen werden muß, gelesen wird. Entspricht der gelesene Code dem KFZ- seitig gespeicherten Code, so wird das mechanische Schloß freigegeben und das KFZ kann dann mit dem zugehörigen mechanischen Schlüssel gestartet werden. Diese Kombination aus einer Magnetstreifenkarte und einem mechanischen Schlüssel bringt den Nachteil mit sich, daß der Fahrer des KFZ immer diese beiden Elemente mit sich führen muß, wenn er das Fahrzeug verläßt.

Aus der AT 392 510 B ist bereits ein Schloß mit mechanischer und elektronischer Sperreinrichtung bekannt, bei dem der nicht drehbare Schloßzylinder erst dann mechanisch freigegeben bzw. entriegelt wird, wenn die Koinzidenz eines schlüsselseitig und eines schloßseitig gespeicherten Codes gegeben ist. Die Energiespeisung des schlüsselseitigen Prozessors von dem schloßseitigen Generator aus sowie die Signalübertragung des schlüsselseitigen Codes an die schloßseitige Vergleichsschaltung erfolgen beide drahtgebunden, was Änderungen an bestehenden Schloß/Schlüssel-Kombinationen erforderlich machen würde. So müssen beispielsweise das Schloß und der Schlüssel leitende Kontakte aufweisen. Dies führt zu einem nachteiligen Mehraufwand beim Nachrüsten von bereits existierenden Schlössern bzw. Schlüsseln.

Bei der aus der DE 36 43 646 A1 bekannten Kraftfahrzeugdiebstahlsicherung erfolgt die Übertragung des schlüsselseitigen Codes an die schloßseitige Steuerschaltung drahtlos mittels Leuchtdioden. Die Energiespeisung der schlüsselseitigen Leuchtschaltung erfolgt hingegen wiederum drahtgebunden über elektrische Kontakte am Schlüssel sowie am Schloß. Des weiteren ist insbesondere schlüsselseitig eine Steuerschaltung erforderlich, die erst nach Versorgung mit einer entsprechenden Speisespannung das Aussenden des Schlüssel­ codes über die Leuchtdiode bewirkt. Obwohl der Schlüssel unabhängig davon, ob eine Übereinstimmung der zu vergleichenden Codes festgestellt wurde oder nicht, in dem Schloß drehbar ist, wodurch die die erforderliche Energie zur Verfügung stellende KFZ-Zündung eingeschaltet wird, sind beim Nachrüsten nach wie vor Maßnahmen am Schloß und am Schlüssel erforderlich.

Auch das aus der DE 39 21 893 A1 bekannte elektronische Identifizierungssystem löst dieses Problem nicht. Bei diesem System ist zwar sowohl die Codesignal- als auch die Energieübertragung drahtlos ausgelegt, allerdings ist der Schlüssel in dem Schloß vor dem Feststellen der Übereinstimmung der beiden Codes nicht drehbar, wodurch die erforderliche Energieversorgung nicht durch herkömmliches Drehen des Zündschlüssels aktiviert werden kann. Dies hat zur Folge, daß auch hier wieder eine mechanische Maßnahme am Schloßzylinder getroffen werden muß, nämlich das Anbringen eines magnetischen Elementes im Schlüsselkanal des Schloßzylinders, gegen das der Schlüssel beim Einführen drückt und dadurch die Energieversorgung aktiviert.

Ausgehend vom nächstreichenden Stand der Technik gemäß der DE 36 43 646 A1 liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungssystem zu schaffen, das aufgrund seiner fälschungssicheren Betätigungseinrichtungen eine hohe Diebstahlsicherheit gewährleistet, möglichst wenig Einzelkomponenten benötigt und das nur einen minimalen Aufwand beim Nachrüsten von konventionellen Schloß/Schlüs­ sel-Sicherungssystemen am Schloß und am Schlüssel selbst erforderlich macht sowie für den Benutzer möglichst einfach handhabbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dem Oberbegriff gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Der sich aus der Erfindung ergebende Vorteil besteht darin, daß eine mechanische und elektronische Sicherung kompakt in dem einzigen zur Betätigung des Sicherungssystems erforderlichen Element untergebracht ist. Der Benutzer benötigt also keine zusätzliche Magnetstreifenkarte oder etwas ähnliches. Da das schlüsselseitige elektronische Bauteil von dem zu sichernden Objekt mit Energie versorgt wird, ist schlüsselseitig kein eigener Versorgungskreis, etwa in Form einer Batterie, notwendig. Dadurch wird die Handhabung erleichtert, indem keine leeren Batterien ausgewechselt werden müssen und die Gefahr einer Selbstaussperrung aufgrund leerer Batterien wird ausgeschlossen.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung beispielhaft anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des im Schloß steckenden Schlüssels mit integriertem Transponder;

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1 von rechts auf den Schlüssel;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der wesentlichen objektseitigen Komponenten des Sicherungssystems;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, nach dem ein im Mikrocontroller gemäß Fig. 3 gespeichertes Programm arbeitet;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, nach dem ein im Mikrocontroller gemäß Fig. 3 gespeichertes Programm arbeitet, für den Fall "Transponder erkannt";

Fig. 6 ein Flußdiagramm, nach dem ein im Mikrocontroller gemäß Fig. 3 gespeichertes Programm arbeitet, für den Fall "unbekannter Transponder";

Fig. 7 ein Flußdiagramm, nach dem ein im Mikrocontroller gemäß Fig. 3 gespeichertes Programm arbeitet, für den Fall "Alarm".

Das Sicherungssystem beinhaltet den Schlüssel 11 mit einer integrierten elektronischen Baugruppe in Form eines Transponders 12 sowie als objektseitige Komponenten den Mikrocontroller 3, das Steuermodul 4, die Antenne 5, den Summer 6, die Hupe 7, die Anlassersperre 8 in Form eines Relais, den Datenspeicher 9 für den Schlüsselcode sowie die Energieversorgungseinheit 10. Bei einem zu sichernden Objekt in Form eines Kraftfahrzeuges sind die in Fig. 2 dargestellten Zündschlüsselstellungen "0", "1" und "2" möglich. Das Entfernen des Schlüssels 11 aus dem Schloß 13 ist nur möglich, wenn sich der Schlüssel 11 in der Stellung "0" befindet.

In der Stellung "0" wird das Sicherungssystem von der Energieversorgungseinheit 10 nicht mit Energie versorgt und ist somit ausgeschaltet. Wird der Schlüssel 11 von Stellung "0" in Stellung "1" gedreht, so wird das gesamte Sicherungssystem mit Energie versorgt. Danach startet das Programm gemäß Fig. 4 und der Mikrocontroller 3 veranlaßt entsprechend Schritt 100 eine Überprüfung der Datenspeicher. Treten bei dieser Überprüfung Fehler auf, so wird das Programm entsprechend Schritt 101 beendet. Sind keine Fehler aufgetreten, so werden die Portleitungen definiert und über ein Relais eine Dauerstromversorgung eingeschaltet, die sicherstellt, daß unabhängig von der Stellung des Schlüssels 11 das Sicherungssystem weiter mit Strom versorgt wird. Weiterhin schaltet die Anlassersperre 8 auf "Sperre", wodurch der Zündvorgang blockiert wird, und der Mikrocontroller 3 greift auf den Datenspeicher 9 zu, um den Schlüsselcode zu lesen. Für den Fall, daß das Schloß 13 bereits schon einmal freigegeben worden ist, wird in Schritt 110 vor den beiden letztgenannten Schritten geprüft, ob ein Wiederanlaßzeitraum von z. B. 13 Sek. abgelaufen ist. Dadurch wird es im Falle eines Abwürgens des Motors ermöglicht, kurz nach dem ersten Anlassen des Motors den Anlaßvorgang zu wiederholen, ohne den gesamten elektronischen Identifizierungsvorgang des Transponders 12 erneut durchlaufen zu müssen. Ist also der Wiederanlaßzeitraum noch nicht abgelaufen, so schaltet die Anlassersperre 8 nicht auf "Sperre" während nach Ablauf des Wiederanlaßzeitraumes die Anlassersperre 8 den Anlasser wieder sperrt. Wird im Schritt 120 das Auftreten von Fehlern registriert, so wird das Programm entsprechend Schritt 101 beendet. Andernfalls wird der Zähler für die Transponderleseversuche z. B. auf 32 gesetzt.

Zum Lesen des Transponders 12 veranlaßt der Mikrocontroller 3 über das Steuermodul 4 und die Antenne 5 den Transponder 12 zum Aussenden eines Antwortsignals, das den schlüsselseitigen Code enthält. Dabei wird der Transponder 12 von der KFZ-seitigen Energieversorgungseinheit 10 z. B. 50 Millisekunden lang aufgeladen. Gemäß Fig. 4, Schritt 130 wird überprüft, ob die Leitung zur Antenne unterbrochen ist. Ist dies der Fall, so wird Alarm gemäß Fig. 7 ausgelöst. Bei intakter Verbindung zur Antenne wird das von dem Transponder 12 übermittelte Codesignal im Schritt 140 auf Koinzidenz mit dem aus dem Datenspeicher 9 gelesenen Code überprüft. Liegt keine Koinzidenz der Codesignale vor, wird in Schritt 150 entschieden, ob der durch die Schritte 129, 130, 131, 140, 141 und 150 gekennzeichnete Abfrageprozeß wiederholt wird oder nicht. Die Entscheidung darüber kann von der maximal zulässigen Anzahl von Abfragevorgängen, z. B. 32, abhängig gemacht werden. Wird nach dieser maximalen Anzahl von Abfrageversuchen immer noch nicht der dem im Datenspeicher 9 gespeicherten Code zugehörige Code von dem Transponder 12 übermittelt, so geht der Mikrocontroller 3 von einem unbekannten Transponder 12 aus und verfährt entsprechend Fig. 6.

Wurde der Transponder 12 im Schritt 140 erkannt, so wird gemäß Fig. 5, Schritt 160, zur Sicherheit noch einmal abgefragt, ob der Transponder 12 identifiziert wurde. Ist dies nicht der Fall und wird im Schritt 170 festgestellt, daß sich der Schlüssel 11 in der Stellung "2" befindet, so wird der Summer 6 z. B. 80 Millisekunden lang aktiviert und zeigt somit dem Fahrer an, daß keine Freigabe zum Anlassen des Fahrzeuges erfolgen wird. Wird anschließend im Schritt 180 bemerkt, daß die Leitung zur Antenne 5 unterbrochen wurde, so löst die Hupe 7 gemäß Fig. 7 Alarm aus. Wurde die Verbindung zur Antenne 5 nicht unterbrochen, so verzweigt das Programm wieder vor die Sicherheitsabfrage in Schritt 160. Wurde in diesem Schritt bereits das Erkennen des Transponders 12 bestätigt, so erfolgt mit einer zeitlichen Verzögerung von z. B. 30 Millisekunden in Schritt 190 das Schalten der Anlassersperre 8 auf "Freigabe" und mit einer weiteren Zeitverzögerung von z. B. 10 Millisekunden erfolgt schließlich in Schritt 200 das Anlassen des Motors.

Um einen Diebstahl durch "Kurzschließen" der Zündung zu verhindern, wird nach dem Schritt 200 noch einmal abgefragt, ob der Transponder 12 erkannt wurde. Da sich beim "Kurzschließen" kein passender Schlüssel 11 mit entsprechendem Transponder 12 im Schloß 13 befindet, kann dadurch festgestellt werden, ob es sich beim Anlassen gemäß Schritt 200 um ein autorisiertes Anlassen gehandelt hat.

Wurde in Schritt 150 gemäß Fig. 4, der Transponder 12 als nicht passend erkannt, so wird gemäß Fig. 6 verfahren. Zunächst werden zwei Zähler auf z. B. fünf bzw. 232 Sek. gesetzt. Wird nun trotz des nicht passenden Transponders 12 der Schlüssel 11 in die Stellung "2" gemäß Fig. 2 gedreht, Schritt 210, so wird im Schritt 220 geprüft, ob bereits z. B. eine Sekunde abgelaufen ist. Ist dies der Fall, so wird der Fahrer mit Hilfe des Summers 6 darauf hingewiesen, daß er versucht hat, mit einem nicht passenden Transponder 12 in seinem Schlüssel 11 das Fahrzeug anzulassen. Dieser Hinweis erfolgt nicht, wenn der Schlüssel 11 im Schloß 13 innerhalb eines kürzeren Zeitraumes als in Schritt 220 vorgegeben gedreht wird. Wird nun weiterhin versucht, das Fahrzeug anzulassen - befindet sich also der Schlüssel 11 nach wie vor in Stellung "2" -, so wird mit Hilfe der Hupe 7 gemäß Fig. 7 nach Abarbeitung der Schritte 230, 240 und 250 Alarm ausgelöst, sofern der in Schritt 250 gesetzte Zeitraum von z. B. fünf Sek. abgelaufen ist. Wird in Schritt 230 festgestellt, daß der Schlüssel 11 aus der Stellung "2" zurückgedreht worden ist, so verzweigt das Programm wieder vor die Abfrage des Schrittes 210. Wird dann nicht versucht, das KFZ erneut zu starten - Schlüssel 11 befindet sich nicht in Stellung "2" - und ist die Leitung zur Antenne 5 nicht unterbrochen, Schritt 260, so wird nach Ablauf einer im Schritt 270 z. B. auf 232 Sek. gesetzten Verzögerungszeit das gesamte Programm gemäß Fig. 4 neu gestaltet. Nach Ablauf des in Schritt 270 gesetzten Zeitraumes ist es somit möglich, erneut zu versuchen, das KFZ anzulassen. Vor Ablauf dieses Zeitraumes blockiert das Sicherungssystem jeden Neustartversuch, indem es immer wieder vor den Schritt 210 verzweigt. Wird versucht, an der Leitung zur Antenne 5 zu manipulieren, so sorgt der Schritt 260 dafür, daß mit Hilfe der Hupe 7 Alarm gemäß Fig. 7 ausgelöst wird.

Die Hupe 7 zum Auslösen des Alarms wird gemäß Fig. 7 angesteuert. Dazu wird ein Zähler auf z. B. 29 Hubsequenzen gesetzt und die Hupe 7 jeweils z. B. 500 Millisekunden lang betätigt. Im Schritt 280 wird überprüft, ob die Hupe 7 bereits die vorgewählte Anzahl von Hubsignalen ausgesendet hat. Nach Beendigung des Alarms befindet sich das Sicherungssystem nach wie vor im Blockierzustand, d. h. die Anlassersperre 8 ist auf "Sperre" geschaltet. Wird die Zündung ausgeschaltet, d. h. Schlüssel 11 in Stellung "0" gedreht, so ist das System stromlos und kann durch erneutes Drehen des Schlüssels 11 in die Stellung "1" wieder gestartet werden.

Das beschriebene Sicherungssystem kann bei einem Kraftfahrzeug neben der Sicherung des Anlaßvorganges auch zur Sicherung der Fahrzeugtüren verwendet werden. Da im allgemeinen zur Betätigung sämtlicher Türschlösser bei Kraftfahrzeugen derselbe Schlüssel dient wie zur Betätigung des Zündschlosses, ist es somit nur noch erforderlich, daß die KFZ-seitige Energieversorgungseinheit 10 auch von jedem Türschloß aus aktiviert werden kann. Dabei ist darauf zu achten, daß die Sendereichweite der Antenne 5 ausreicht, um den Transponder 12 im Schlüssel 11 an jedem Türschloß des KFZ zu erreichen.

Weiterhin ist eine Ausführungsform denkbar, bei der der Energieversorgungskreis 10 des objektseitigen Sende- Empfangsgerätes mittels einer Codiereingabe, beispielsweise über eine Tastatur, aktiviert wird. Eine weitere alternative Möglichkeit zur Aktivierung des objektseitigen Energie­ versorgungskreises 10 ist ein Schalter in Form eines Bewegungsmelders, der z. B. bei automatischen Türen Anwendung finden kann.

Zusätzlich kann das beschriebene Sicherungssystem zur Überprüfung der dauernden Existenz eines Transponders in einem Sicherungsbereich verwendet werden. Dabei trägt beispielsweise ein für diesen Bereich zutrittsberechtigter Mitarbeiter einen Transponder mit sich, der ständig von dem Mikrocontroller 3 über das Steuermodul 4 und die Antenne 5 zum Aussenden seines Codesignals aktiviert wird. Verläßt der Mitarbeiter den Sicherungsbereich, so wird dies sofort mit Hilfe der Hupe 7 gemeldet.

Claims (7)

1. Sicherungssystem für wenigstens ein zu sicherndes Objekt, das mittels eines Schlüssels, der in ein Schloß eingeführt wird, mechanisch ver- und entriegelbare Sicherungseinrichtungen, ein Sende-Empfangsgerät, dessen Energieversorgungskreis mittels des Schlüssels aktivierbar ist, und eine dem Schlüssel zugeordnete elektronische Baugruppe, die vom objektseitigen Sende-Empfangsgerät beim Aktivieren dessen Energieversorgungskreises durch den Schlüssel mit Energie gespeist wird und daraufhin ein erstes Codesignal aussendet, das vom objektseitigen Sende- Empfangsgerät empfangen und dort von einer Decodier­ einrichtung mit einem dort gespeicherten zweiten Code auf Koinzidenz überprüft wird, aufweist, wobei die Signal­ übertragung des ersten Codes drahtlos erfolgt und der Schlüssel in dem Schloß unabhängig davon, ob die Koinzidenz gegeben ist oder nicht, drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine Antenne (5) vorgesehen ist, mittels der die Energiespeisung der elektronischen Baugruppe drahtlos erfolgt,
• - die elektronische Baugruppe ein Transponder (12) ist, und
• - ausschließlich objektseitig ein Mikrocontroller (3) vorhanden ist, in dem das gesamte Programm zur Durchführung des elektronischen Identifizierungsvorganges des Transpon­ ders (12) abläuft.

2. Sicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schlüsselseitige Codesignal auf einem ausschließlich einmal beschreibbaren Datenträger gespeichert ist.

3. Sicherungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieversorgungskreis (10) des Sende-Empfangsgerätes anstatt mittels des Schlüssels (11) mittels einer Codier­ eingabe über die Tastatur aktivierbar ist.

4. Sicherungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieversorgungskreis (10) des Sende-Empfangsgerätes anstatt mittels des Schlüssels (11) mittels eines Bewegungsmelders, z. B. in Form einer Lichtschranke, akti­ vierbar ist.

5. Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zu sichernden Objekt in Form eines Kraftfahrzeuges der Zündkreis dieses Kraftfahrzeuges mindestens solange gesperrt wird, bis die Koinzidenz der Codesignale gegeben ist.

6. Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zu sichernden Objekt in Form eines Kraftfahrzeuges der Kraftstoffversorgungskreis dieses Kraftfahrzeuges mindestens solange gesperrt wird, bis die Koinzidenz der Codesignale gegeben ist.

7. Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zu sichernden Objekt in Form eines Kraftfahrzeuges der Energieversorgungskreis dieses Kraftfahrzeuges mindestens solange gesperrt wird, bis die Koinzidenz der Codesignale gegeben ist.