DE4330118C1 - Fernsteuerbare Zugangskontrolleinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fernsteuerbare Zugangskontroll­ einrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Sie weist eine stationäre Sende- und Empfangseinheit sowie einen trag­ baren Transponder auf. Mit Hilfe eines bidirektionalen Dia­ logs zwischen der Sendeeinheit, dem Transponder und der Emp­ fangseinheit kann eine Entriegelungseinheit, z. B. eine Zen­ tralverriegelungsanlage, gesteuert werden.

Eine solche Zugangskontrolleinrichtung ist aus der Offenle­ gungsschrift EP 0 440 974 A1 bekannt. Bei dieser Einrichtung werden ein Transponder und eine Sende- und Empfangseinheit mit einem Frage-Antwort-Dialog zum Identifizieren eines Kraftfahrzeugbenutzers und zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs im Falle eines berechtigten Benutzers eingesetzt.

Eine solche Einrichtung bietet jedoch nur eine geringe Si­ cherheit für das Kraftfahrzeug, wenn die Fahrzeugbatterie leer oder abgeklemmt ist.

Eine weitere bekannte Zugangskontrolleinrichtung (DE 33 13 702 C2) weist einen tragbaren Sender (Schlüssel) und einen stationären Empfänger (Schloß) im Kraftfahrzeug auf. Wenn der Schlüssel betätigt wird, so wird ein Codesignal zu dem Schloß gesendet. Bei Übereinstimmung mit einem Sollcodesignal werden die Türen entriegelt.

Die Schlösser an den Türen werden durch die Fahrzeugbatterie mit Energie versorgt. Sinkt die Batteriespannung unter einen vorgegebenen Grenzwert, so wird ein mechanisch betätigbares Schließsystem wirksam. Die Türen können nun mit einem mecha­ nischen Schlüssel entriegelt werden.

Ein solches Zugangskontrollsystem hat jedoch den Nachteil, daß von der hohen Sicherheit des elektronischen Systems im Falle einer niedrigen Batteriespannung Abstriche gemacht wer­ den. Statt dessen wird auf ein mechanisches System umgeschal­ tet. Das mechanische System hat den Nachteil, daß es von ei­ nem Dieb/Einbrecher wesentlich leichter zu überwinden ist.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Zugangskon­ trolleinrichtung zu schaffen, mit der bei leerer oder abge­ klemmter Fahrzeugbatterie keine Minderung der Zugangssicher­ heit eintritt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird durch eine stationäre Sende- und Empfangseinheit ein Zusatzschloß betätigt, durch das ein Zugang zu der Fahrzeugbatterie freigegeben wird, wenn die Batteriespannung unter einem Schwellwert liegt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem Un­ teranspruch gekennzeichnet. Dabei kann das Zusatzschloß das Schloß der Motorhaube sein, über die ein Zugang zu der Batte­ rie möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Zu­ gangskontrolleinrichtung,

Fig. 2: ein Flußdiagramm eines Frage-Antwort-Dialogs zwi­ schen einem Transponder und einer Sende- und Emp­ fangseinheit,

Fig. 3: Blockschaltung der stationären Sende- und Empfangs­ einheit und

Fig. 4: Blockschaltung des tragbaren Transponders.

Eine schlüssellose und fernsteuerbare Zugangskontrolleinrich­ tung in einem Kraftfahrzeug 4 (Fig. 1) weist eine stationäre Sende- und Empfangseinheit 1 auf. Diese kann über eine Sende- und Empfangsantenne, beispielsweise in einem Außenspiegel 26 oder in der Fahrertür, mit einem tragbaren Transponder 2, der sich in einer Entfernung zu dem Kraftfahrzeug 4 befindet, mittels eines Frage-Antwort-Dialogs drahtlos in Verbindung treten. Dabei wird überprüft, ob der Benutzer des Transpon­ ders 2 berechtigt ist, das Kraftfahrzeug zu ent- oder verrie­ geln.

Die Sende- und Empfangseinheit 1 ist beispielsweise mit einem Türgriff 45 verbunden, durch den veranlaßt wird, daß die Sende- und Empfangseinheit 1 mit dem Transponder 2 den Frage- Antwort-Dialog über eine bidirektionale Übertragungsstrecke in Gang bringt.

Die Sende- und Empfangseinheit 1 wird von einer Fahrzeugbat­ terie 42 mit Energie versorgt. Die Fahrzeugbatterie 42 kann über die Motorhaube 47 oder nur über eine nicht dargestellte separate Tür im Kraftfahrzeug zugänglich sein.

Der Frage-Antwort-Dialog zum Ent- oder Verriegeln des Fahr­ zeugs wird anhand von Fig. 2 näher erläutert. Als Auslöse­ mittel dient der Türgriff 45. Nach dessen Betätigung sendet die Sende- und Empfangseinheit ein Fragecodesignal aus (in dem Flußdiagramm durch einen blitzförmigen Pfeil darge­ stellt). Das Fragecodesignal wird von dem Transponder 2 emp­ fangen. Der Transponder 2 wird dadurch geweckt, d. h. sofern der Transponder 2 das Fragecodesignal empfängt und sich ange­ sprochen fühlt, reagiert er und sendet seinerseits ein Ant­ wortcodesignal aus.

Das Antwortcodesignal wird von der Sende- und Empfangseinheit 1 empfangen und dort mit einem erwarteten Sollcodesignal ver­ glichen. Falls der Benutzer des Transponders 2 berechtigt ist, d. h. wenn das Antwortcodesignal mit dem Sollcodesignal übereinstimmt, wird ein Entriegelungssignal ausgelöst. Damit wird die Zentralverriegelungsanlage aktiviert und die Türen des Kraftfahrzeugs 4 werden entriegelt.

Die stationäre Sende- und Empfangseinheit 1 (Fig. 3) weist einen Sender 10 auf, der über eine Antenne 11 das Fragecode­ signal aussenden kann. Mit einer weiteren Antenne 12 wird das Antwortcodesignal empfangen und über einen Eingangsfilter 13 zu einem Empfänger 14 geleitet. Parallel zu dem Empfänger 14 kann ein weiterer Empfänger 15 angeordnet sein, der sich in seiner Empfangsempfindlichkeit von dem ersten Empfänger 14 unterscheidet. Da dieser Empfänger nur optional ist, ist er in der Fig. 3 gestrichelt dargestellt.

Die Antenne 11 kann auch als Empfangsantenne dienen. In die­ sem Fall werden die empfangenen Signale über einen Eingangs­ filter und eine Weiche 16 zu einem Empfänger 17 geleitet. Die Antennen 11 und 12 sind für verschiedene Übertragungsarten ausgelegt. Somit stellen die Antenne 12, der Eingangsfilter 13 und die Empfänger 14 und 15 einen ersten Übertragungskanal dar. Die Antenne 11, der Eingangsfilter 16 und der Empfänger 17 stellen einen zweiten Übertragungskanal dar, während die Antenne 11 und der Sender 10 einen dritten Übertragungskanal darstellen.

Die Übertragungskanäle unterscheiden sich darin, daß Signale mit geänderten Signalparametern, wie Feldstärke, Reichweite, Frequenz, Baudrate oder Übertragungsart gesendet oder empfan­ gen werden können. Bei der Übertragungsart kann beispielswei­ se zwischen HF-Signalen und NF-Signalen unterschieden werden. Ein Übertragungskanal kann beispielsweise für HF-Signale aus­ gelegt sein, während der andere für NF-Signale ausgelegt ist. Oder ein Übertragungskanal ist für HF-Signale mit großer Feldstärke und ein anderer für HF-Signale mit kleiner Feld­ stärke dimensioniert.

Eine Logikschaltung 18 ist mit den Empfängern 14, 15 und 17 sowie dem Sender 10 verbunden. In der Logikschaltung wird das Fragecodesignal erzeugt, wenn der Türgriff 45, der ebenfalls mit der Logikschaltung 18 verbunden ist, betätigt wird. Das empfangene Antwortcodesignal wird in der Logikschaltung 18 mit dem erwarteten Sollcodesignal verglichen. Bei Überein­ stimmung wird das Entriegelungssignal an die Zentralverriege­ lungsanlage 41 gesendet.

Die stationäre Sende- und Empfangseinheit 1 und die Zentral­ verriegelungsanlage 41 werden über eine Fahrzeugbatterie 42 mit Energie versorgt. Parallel zu der Fahrzeugbatterie 42 kann eine Notspannungsquelle 43 angeordnet sein, die bei Aus­ fall der Fahrzeugbatterie 42 die Sende- und Empfangseinheit 1 und die Zentralverriegelungsanlage 41 hilfsweise mit Energie versorgt.

Der tragbare Transponder 2 (Fig. 4) weist seinerseits einen Empfänger 21 und einen ersten Sender 22 auf, die jeweils mit einer Antenne 23 bzw. 24 verbunden sind. Parallel zu dem er­ sten Sender 22 kann ein zweiter Sender 25 angeordnet sein, der allerdings die Antenne 23 zum Senden von Signalen nutzt.

Auch der Transponder 2 kann mehrere verschiedene Übertra­ gungskanäle aufweisen, die sich in der Übertragungsart, der Frequenz, der Feldstärke, usw. der gesendeten oder empfange­ nen Signale unterscheiden können. Der Sender 22 und die An­ tenne 24, der Sender 25 und die Antenne 23 sowie der Empfän­ ger 21 und die Antenne 23 bilden jeweils einen Übertragungs­ kanal.

Die Sender 22 und 25 sowie der Empfänger 21 sind mit einer Logikschaltung 26 verbunden, in der das Antwortcodesignal er­ zeugt wird. Die Logikschaltung 26 wird von einer Batterie 27, beispielsweise in Form einer Knopfzelle, mit Energie ver­ sorgt. Außerdem kann der Transponder 2 eine Notspannungsquel­ le 28, z. B. einen Akkumulator oder einen Gleichrichter mit einem Kondensator, aufweisen, die die Logikschaltung 26 bei Ausfall der Batterie 27 hilfsweise mit Energie versorgt.

Zusätzlich kann der Transponder 2 eine Taste 29 als Auslöse­ mittel zum Aussenden des Antwortcodesignals aufweisen.

Die Sendeleistung und die Empfangsempfindlichkeit der Sende- und Empfangseinheit 1 sowie des Transponders 2 sind so auf­ einander abgestimmt, daß sowohl der Transponder 2 Signale des Senders 10 als auch die Empfänger 14, 15 und 17 Signale von dem Transponder 2 sicher empfangen können, wenn sich der Transponder 2 in der näheren Umgebung des Kraftfahrzeugs 4 befindet.

Da der Transponder 2 vorteilhafterweise als Chipkarte ausge­ bildet ist, ist seine Sendeleistung durch gewisse Parameter, wie Gehäuseabmessungen, Antennengröße oder Stromverbrauch be­ grenzt. Im Normalbetrieb sendet er mit maximal möglicher Sen­ deleistung. Die maximale Reichweite eines Signals, das vom Transponder 2 ausgesendet wird, liegt im Bereich von etwa 30 m. Im Gegensatz dazu können Signale von der Sende- und Emp­ fangseinheit 1 zum Transponder 2 auf eine Reichweite von nur etwa einigen Metern begrenzt sein.

Im Normalbetrieb benutzt die Zugangskontrolleinrichtung einen einzigen Übertragungskanal vom Kraftfahrzeug 4 zum Transpon­ der 3 und einen Übertragungskanal vom Transponder 2 zum Kraftfahrzeug 4. Diese beiden Übertragungskanäle können sich allerdings in ihrer Art, beispielsweise in der Feldstärke, Frequenz, Übertragungsart oder Baudrate der übertragenen Si­ gnale unterscheiden. So kann das Fragecodesignal induktiv vom Kraftfahrzeug 4 zum Transponder 2 übertragen werden, wohin­ gegen das Antwortcodesignal als HF-Signale zum Kraftfahrzeug gesendet werden kann.

Wenn nach dem erstmaligen Betätigen des Auslösemittels durch einen berechtigten Benutzer, der den Transponder 2 bei sich trägt, das Kraftfahrzeug 4 nicht entriegelt wird, so muß ein Fehler vorliegen. Hierbei kann die Spannung der Fahrzeugbat­ terie 42 auf einen unzulässigen Wert abgesunken sein oder die Fahrzeugbatterie 42 kann ganz abgeklemmt sein. Dann kann in der Sende- und Empfangseinheit 1 kein Fragecodesignal mehr erzeugt werden.

Da dann der Frage-Antwort-Dialog nicht auf Anhieb Erfolg hat, muß der Transponder 2 in unmittelbarer Nähe der Antennen 11 oder 12, d. h. in unmittelbarer Nähe des Kraftfahrzeugs 4, ge­ bracht werden.

Nach dem Annähern des Transponders 2 an das Kraftfahrzeug 4, muß die Taste 29 betätigt werden, damit ein Antwortcodesignal zum Kraftfahrzeug 4 gesendet wird. Ein Betätigen der Taste 29 wirkt also genauso, wie wenn ein Fragecodesignal empfangen worden wäre.

Die stationäre Sende- und Empfangseinheit 1 befindet sich in einem Ruhezustand, da sie durch Überwachen der Batteriespan­ nung bereits erkannt hat, daß die Batteriespannung unter ei­ nen Schwellwert gesunken ist.

Die Logikschaltung 18 ist dann in einem sogenannten Sleepmo­ dus und die Empfänger 14, 15 oder 17 in reinem Detektorzu­ stand. Der Ruhezustand zeichnet sich durch extrem niedrigen Stromverbrauch aus.

Sobald das Antwortcodesignal durch den Empfänger 14 empfangen wird, kann die Sende- und Empfangseinheit 1 dem Antwortcode­ signal soviel Energie entnehmen, daß es ausreicht, die Logik­ schaltung 18 zu "wecken" und ein Schloß 48 freizugeben, über das ein Zugang nur zu der Fahrzeugbatterie 42 ermöglicht wird. Der Schließzylinder dieses Schlosses 48 wird dann elek­ tromechanisch betätigt, so daß ein Zugang mit einem mechani­ schen Notschlüssel zur Fahrzeugbatterie 42 nur in diesem Fall möglich ist. Ansonsten kann das Schloß 48 nur mit Hilfe der Zugangskontrolleinrichtung geöffnet werden. Die Fahrzeugbat­ terie 42 kann dann ausgetauscht oder aufgeladen werden. Die Sicherheit des Zutritts in das Fahrzeug oder zum Starten des Fahrzeugs wird dadurch allerdings nicht eingeschränkt, da die anderen Türen mit ihren Schlössern nur mit dem Zugangs­ kontrollsystem geöffnet werden können.

Über das Schloß 48 kann beispielsweise die Motorhaube 47 ge­ öffnet werden. Es kann auch eine separate Tür vorhanden sein, über die nur die Fahrzeugbatterie 42 zugänglich ist. Diese Tür kann nur bei ungenügender Batteriespannung der Fahrzeug­ batterie 42 mechanisch geöffnet werden.

Nach dem Nachladen oder Austausch der Fahrzeugbatterie 42 geht die Zugangskontrolleinrichtung wieder in den Normalbe­ trieb über, da die Batteriespannung wieder über einem Schwellwert liegt und damit die Sende- und Empfangseinheit 1 wieder mit Energie versorgt werden kann.

Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Sende- und Emp­ fangseinheit 1 die Batteriespannung der Fahrzeugbatterie 42 ständig überwacht und sobald die Batteriespannung einen Schwellwert unterschritten hat, wird das Schloß 48 freigege­ ben, damit es mechanisch mit Hilfe eines Schlüssels geöffnet werden kann, auch ohne daß ein Antwortcodesignal empfangen wurde.

Claims (3)

1. Fernsteuerbare Zugangskontrolleinrichtung für ein Kraft­ fahrzeug, mit einer mit einer Entriegelungseinheit (41) ver­ bundenen Schließstelle (48), die nur Zugang zu der Fahrzeug­ batterie (42) mit Hilfe eines mechanischen Schlüssels dann freigibt, wenn die durch die Entriegelungseinheit (41) über­ wachte Batteriespannung einen Schwellwert unterschritten hat, wobei jedoch kein Zugang zu dem Fahrgastraum freigegeben wird.

2. Fernsteuerbare Zugangskontrolleinrichtung für ein Kraft­ fahrzeug,

• - mit einem tragbaren Transponder (2), der einen Empfänger (21), der ein Fragecodesignal empfängt, und einen Sender (22, 25) aufweist, der ein Antwortcodesignal aussendet, und
• - mit einer stationären Sende- und Empfangseinheit (1), die durch Betätigen eines Auslösemittels (25, 45) das Frage­ codesignal aussendet, das Antwortcodesignal empfängt sowie bei Übereinstimmung des Antwortcodesignals mit einem Sollcodesignal ein Entriegelungssignal über eine Entriege­ lungseinheit (41) an eine oder mehrere Schließstellen lie­ fert,
• - wobei eine der Schließstellen (48) den Zugang nur zu der Fahrzeugbatterie freigibt und wobei nur diese Schließstelle (48) bei Unterschreiten der Batteriespannung unter einen vorbestimmten Schwellwert von der Entriegelungseinheit (41) freigegeben wird, damit sie mit Hilfe eines mechanischen Schlüssels geöffnet werden kann, nicht aber ein Zugang zu dem Fahrgastraum freigegeben wird.

3. Zugangskontrolleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließstelle (48) das Öffnen der Mo­ torhaube (47) freigibt, wenn die Batteriespannung einen Schwellwert unterschritten hat.