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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen
einer Karte und einem Kraftfahrzeug, das mit einem Freihandsystem ausgestattet
ist.
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Ein
Freihandsystem ermöglicht
es, in das Fahrzeug zu gelangen und dieses zu starten, ohne einen
mechanischen Schlüssel
benutzen zu müssen. Der
Benutzer des Fahrzeugs verfügt
einfach über eine
Karte, die in Form einer elektronischen Karte vorliegt. Diese Karte
wird durch eine Steuer- und Führungsvorrichtung
erfasst und erkannt, die mit Antennen verbunden ist, die an Bord
des Fahrzeugs angeordnet sind. Wenn die Karte von der Steuer- und Führungsvorrichtung
als eine für
das Fahrzeug autorisierte Karte identifiziert wird, kann der Träger der Karte
in das Innere des Fahrzeugs gelangen, indem er einfach einen Türgriff fasst,
und den Motor des Fahrzeugs durch einfaches Einwirken auf einen Knopf
starten.
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Allgemeiner
gesagt ist bei einem solchen Freihandsystem eine Gruppe von Antennen
dazu bestimmt, das Vorhandensein der Karte außerhalb des Fahrzeugs zu erfassen,
und eine weitere in dessen Innerem. Diese Antennen sind dazu bestimmt,
ein NF (Niederfrequenz-)Signal mit einer Frequenz von normalerweise
etwa 125 kHz in Richtung der Karte auszusenden. Diese Antennen haben
eine geringe Reichweite, im Allgemeinen in der Größenordnung von
einem Meter. Es ist daher möglich,
auf bekannte Weise eine Karte innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs zu lokalisieren.
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Um
eine Karte zu lokalisieren, sendet eine Gruppe von Antennen, zum
Beispiel die inneren Antennen, ein NF-Signal aus. Wenn eine Karte,
die sich innerhalb des Fahrzeugs befindet, dieses Signal empfängt, antwortet
sie darauf, indem sie eine HF (Hochfrequenz)-Nachricht sendet, normalerweise
mit einer Frequenz von 433 MHz.
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Somit
ist die Karte mit einem NF-Empfänger und
einem HF-Sender ausgestattet, während
das Fahrzeug mit NF-Sendern und einem HF-Empfänger ausgestattet ist. Es ist
nur ein einziger HF-Empfänger notwendig,
da die Reichweite des durch die Karte ausgesendeten HF-Signals in
der Größenordnung von
etwa zehn Metern liegt und das gesamte Fahrzeug abgedeckt werden
kann.
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Der
Nachteil des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Kommunikation besteht
darin, dass die NF-Sendeantennen innerhalb des Fahrzeugs nicht immer
dessen gesamte Fahrgastzelle abdecken. Im Inneren der Fahrgastzelle
können
nämlich,
manchmal in Abhängigkeit
von der Beladung des Fahrzeugs und angesichts der geringen Reichweite
der NF-Signale,
NF-Empfangsschattenzonen vorhanden sein. Daher können Funktionen, zum Beispiel
das Starten des Fahrzeugs, trotz des Vorhandenseins einer Karte in
dem Fahrzeug verweigert werden, wenn diese nicht erfasst wird. Das
zuvor beschriebene System kann auch eine Karte in der Fahrgastzelle
des Fahrzeugs lokalisieren und eine Karte nicht „sehen", die sich in einer Schattenzone befindet.
Das Fahrzeug kann dann auf herkömmliche
Weise verschlossen und aufgeschlossen werden, trotz des Vorhandenseins
einer Karte im Inneren des Fahrzeugs. Wenn diese Karte von außen her
sichtbar ist, kann eine übel
gesinnte Person dann die Karte durch Einbruch an sich nehmen und
sich des Fahrzeugs bemächtigen.
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EP 0 848 123 offenbart ein
Freihand-Öffnungssystem
für ein
Fahrzeug. Bei diesem System ist eine Karte mit einem Hochfrequenzsender
und einem Niederfrequenzsender/-empfänger ausgestattet. Das Fahrzeug
seinerseits ist mit einem Hochfrequenzempfänger und einem Niederfrequenzsender/- empfänger ausgestattet,
aber es ist nicht mit einem Hochfrequenzsender ausgestattet.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es folglich, ein Verfahren zur Kommunikation
zwischen der Karte und dem Fahrzeug bereitzustellen, das es ermöglicht,
eine Karte in dessen Innerem zuverlässig zu lokalisieren.
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Zu
diesem Zweck ist das Verfahren, das sie vorschlägt, ein Verfahren zur Kommunikation
zwischen einer Karte und einem Fahrzeug, gemäß dem ein Sender mit geringer
Reichweite, der dem Fahrzeug zugehörig ist, ein NF-Signal in Richtung
der Karte aussendet, die antwortet, indem sie ein HF-Signal von
größerer Reichweite
in Richtung des Fahrzeugs sendet. Ein Signal mit geringer Reichweite kann
hier als ein Signal angesehen werden, das nicht die gesamte Fahrgastzelle
des Fahrzeugs abdeckt, während
das Signal mit größerer Reichweite
die gesamte Fahrgastzelle und das gesamte Fahrzeug abdeckt.
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Erfindungsgemäß wird ein
Empfänger
der Karte, der dazu bestimmt ist, ein HF-Signal zu empfangen, in
einem vorbestimmten Rhythmus in Bereitschaft versetzt, und ein Sender,
der mit dem Fahrzeug verbunden ist, sendet während einer Bereitschaftsphase
der Karte ein HF-Signal, auf das die Karte mit einem HF-Signal antwortet.
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Auf
diese Weise ist das Signal, das von dem Fahrzeug ausgesendet wird,
um eine Karte zu identifizieren, ein Signal von großer Reichweite
und sämtliche
Karten, die sich in dem Fahrzeug befinden, empfangen dieses Signal
und sind in der Lage, darauf zu antworten.
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In
einem Beispiel einer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
ist der HF-Empfänger
der Karte ständig
in Bereitschaft. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Karte
abwechselnd in Bereitschaft versetzt wird, um NF-Signale und anschließend HF-Signale
zu empfangen.
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Gemäß einer
Abwandlung einer Ausgestaltung kann das erfindungsgemäße Verfahren
zur Kommunikation die folgenden Schritte umfassen:
- – Aussenden
eines NF-Signals durch einen entsprechenden Sender des Fahrzeugs,
- – Empfangen
des NF-Signals durch eine Karte, die die Bereitschaft des HF-Empfängers der
Karte auslöst,
- – Aussenden
eines HF-Signals durch einen entsprechenden Sender des Fahrzeugs,
wobei dieses Signal Träger
einer Anfrage ist, die der Karte zum Zweck der Identifizierung letzterer
gestellt wird,
- – Senden
einer Antwort mit einem HF-Signal der Karte an das Fahrzeug.
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Bei
diesem Verfahren kann man vorsehen, dass das NF-Signal, das von
dem Fahrzeug ausgesendet wird, eine Information enthält, die
es ermöglicht,
das Fahrzeug zu identifizieren. Auf diese Weise wird die Karte nicht
in HF-Bereitschaft versetzt, sobald sie ein NF-Signal empfängt, sondern
nur dann, wenn sie ein NF-Signal des entsprechenden Fahrzeugs empfängt. Das
NF-Signal wird von dem Fahrzeug zum Beispiel nach einem Befehl zum
Verschließen,
zum Aufschließen
oder zum Starten ausgesendet.
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Während der
Phasen, in denen das Fahrzeug fährt,
kann eine Suche nach verschiedenen Karten durchgeführt werden,
die in dem Fahrzeug vorhanden sind, indem ein HF-Signal von einem
entsprechenden Sender des Fahrzeugs ausgesendet wird, wobei dieses
Signal Träger
einer Anfrage ist, die der Karte gestellt wird, um letztere zu identifizieren.
Die Karte antwortet dann durch das Aussenden eines HF-Signals, das
Träger
einer Antwort auf die empfangene Anfrage ist.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
auch ein Verfahren zum Verwalten des Vorhandenseins von Karten in
einem Fahrzeug vor, gemäß dem das
Fahrzeug im Inneren des Fahrzeugs ein NF-Signal aussendet und gemäß dem jede
Karte, die das ausgesendete NF-Signal
erfasst hat, als Antwort auf dieses Signal ihrerseits ein HF-Signal
aussendet, wobei dieses Signal Informationen umfasst, die es ermöglichen,
die entsprechende Karte zu identifizieren. Erfindungsgemäß umfasst
dieses Verfahren außerdem die
folgenden Schritte:
- – Speichern der Liste der Karten,
die auf eine Kartenlokalisierung durch Senden eines NF-Signals geantwortet
haben,
- – Aussenden
eines HF-Signals durch einen entsprechenden Sender des Fahrzeugs,
wobei dieses Signal Träger
einer Anfrage ist, die der Karte zum Zweck der Identifizierung letzterer
gestellt wird,
- – Senden
einer Antwort mit einem HF-Signal der Karte an das Fahrzeug,
- – Vergleichen
der Liste der durch die HF/HF-Identifizierung identifizierten Karten
mit der Liste der gespeicherten Karten.
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Bei
diesem Verfahren zum Verwalten wird vorteilhafterweise ein Signal
an den Fahrer des Fahrzeugs gegeben, wenn bei der HF/HF-Identifizierung nicht
gespeicherte Karten auftauchen. Um die Erfassung von Karten zu verhindern,
die sich in unmittelbarer Nähe
des Fahrzeugs befinden, aber nicht im Innern des Fahrzeugs, sieht
dieses Verfahren zum Verwalten vor, dass die HF/HF-Identifizierung
von Karten nur während
der Phasen durchgeführt
wird, in denen das Fahrzeug fährt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch eine elektronische Karte, die
dazu bestimmt ist, den Freihandzugang zu einem Kraftfahrzeug zu
ermöglichen, die
einen NF-Wellenempfänger
und einen HF-Wellensender umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie
auch einen HF-Wellenempfänger
umfasst. Eine solche Karte ist für
die Anwendung der zuvor beschriebenen Verfahren zur Kommunikation
angepasst.
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Die
Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher
aus der folgenden Beschreibung hervor, die Bezug auf die schematische
Zeichnung nimmt, auf der
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1 schematisch
ein Kraftfahrzeug in Draufsicht darstellt,
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2 schematisch
ein Verfahren zur Kommunikation vor einem Aufschließen des
Fahrzeugs darstellt,
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3 schematisch
ein Verfahren zur Kommunikation für die Folgeüberwachung von Karten in dem
Fahrzeug darstellt.
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In 1 sind
die verschiedenen Zonen dargestellt, die von den NF (Niederfrequenz)-Sendeantennen
sowie einer HF (Hochfrequenz)-Antenne abgedeckt sind, die dem Fahrzeug 2 zugehörig sind.
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Es
sind zwei Gruppen von NF-Antennen zu unterscheiden. Eine erste Antennengruppe,
die im Folgenden „äußere Antennen" genannt wird, umfasst vier
Antennen, die im Bereich der äußeren Türgriffe der
Türen des
Fahrzeugs 2 angeordnet sind. Die Reichweite jeder dieser
Antennen ist in der anhängenden
Zeichnung durch einen schraffierten Kreis 4 dargestellt.
Die zweite Antennengruppe, „innere
Antennen" genannt,
umfasst drei Antennen, die in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet
sind, zum Beispiel auf dem Boden der Fahrgastzelle. Die Reichweite
jeder dieser drei Antennen ist in der Zeichnung durch ein schraffiertes
Oval 6 dargestellt.
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Die
HF-Antenne schließlich
ist in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 2 angeordnet und
hat eine Reichweite, die durch einen großen Kreis 8 in der Zeichnung
dargestellt ist. Die Sendereichweite der HF-Antenne beträgt einige
Dutzend Meter, zum Beispiel ungefähr 30 m, während die Sendereichweite der
NF-Antennen in der Metergrößenordnung
liegt und zum Beispiel 1 m beträgt.
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Die
von den äußeren und
inneren NF-Antennen ausgesendeten Signale haben zum Beispiel eine Frequenz
von 125 kHz, während
die von der HF-Antenne ausgesendeten Signale eine Frequenz von 433
MHz haben.
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Sämtliche
zuvor gemachten Angaben bezüglich
der Antennenanzahl, ihrer Position, ihrer Reichweite oder ihrer
Sendefrequenz sind nur zur Information gegeben.
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In 1 ist
eine erste Karte 10 durch ein Quadrat dargestellt. Diese
Karte befindet sich außerhalb
des Fahrzeugs, zum Beispiel in der Tasche eines Fahrers.
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Das
Verfahren zur Kommunikation zwischen der ersten Karte 10 und
dem Fahrzeug ist schematisch in 2 dargestellt.
Unten in dieser Figur ist die Achse mit den Zeiten T dargestellt.
Eine erste Linie 12 stellt schematisch ein Signal dar,
das von den äußeren NF-Antennen
ausgesendet wird. Es ist festzustellen, dass die erste Karte 10 sich
in einer Sendezone 4 einer äußeren Antenne befindet.
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Wenn
der Fahrer, der die Karte 10 trägt, die Öffnung einer Tür anfordert,
befiehlt eine Führungsvorrichtung
des Freihandsystems dieses Fahrzeugs das Aussenden eines NF-Signals durch die äußeren Antennen.
Dieses Signal ist durch die Linie 12 dargestellt.
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Als
Antwort auf dieses Signal versetzt die Karte 10 ihren HF-Empfänger in
Bereitschaft. Dies ist durch die Linie 14 in 2 dargestellt.
Es kann vorgesehen sein, dass das NF-Signal, das durch die äußeren Antennen
ausgesendet wird, eine Aufforderung enthält. Auf diese Weise wird der
HF-Empfänger der
Karte 10 nur in Bereitschaft versetzt, wenn das empfangene
NF-Signal ein Signal ist, das von dem entsprechenden Fahrzeug ausgesendet
wird. Es kann sich um eine einfache Aufforderung handeln, die zum
Beispiel eine Information von nur drei Byte umfasst.
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Wenn
der HF-Empfänger
der Karte 10 in Bereitschaft versetzt ist, ist er bereit
zum Empfangen der Aufforderung, die dann von dem HF-Sender des Fahrzeugs 2 ausgesendet
wird. Die Linie 16 stellt die Signale dar, die von diesem
HF-Sender ausgesendet werden. Wenn die Aufforderung, manchmal auch Code
genannt, von der Karte empfangen worden ist, wird der HF-Empfänger der
Karte 10 wieder in seinen Ruhezustand versetzt. Der HF-Senderteil
der Karte 10 wird dann in Bereitschaft versetzt und antwortet der
Führungsvorrichtung
des Freihandsystems. Wenn die von der Karte 10 gesendete
Antwort der Aufforderung entspricht, die von der HF-Antenne des Fahrzeugs
ausgesendet wird, wird die Tür
des Fahrzeugs aufgeschlossen.
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Ein ähnliches
Verfahren könnte
angewendet werden, um das Fahrzeug zu starten. In diesem Fall wird
das NF-Signal von den inneren Antennen ausgesendet und nicht mehr
von den äußeren Antennen, die
stumm bleiben.
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Solche
Verfahren basieren auf dem Prinzip einer doppelten Kommunikation
in aufsteigender Linie, das heißt
vom Fahrzeug zur Karte hin, wobei die NF es ermöglicht, die Karte zu lokalisieren,
und die Rolle der HF darin besteht, die Daten der Aufforderung zu übertragen.
Bei der absteigenden Linie, das heißt von der Karte zum Fahrzeug
hin, sendet die HF die Antwort an die Führungsvorrichtung des Systems.
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3 stellt
schematisch einen Kommunikationsablauf zwischen dem Fahrzeug 2 und
einer Karte während
einer Phase dar, in der das Fahrzeug fährt. In 3 sind wie
in 2 vier Linien zu finden, die jeweils einem Sender
oder einem Empfänger
entsprechen. So entspricht die Linie 22 den NF-Sendern,
die Linie 24 dem HF-Empfänger der Karte, die Linie 26 dem
HF-Sender des Fahrzeugs
und die Linie 28 dem HF-Empfänger der Karte.
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Gemäß diesem
Ablauf bleiben die NF-Antennen des Fahrzeugs während einer Phase, in der das Fahrzeug
fährt,
stumm. Der HF-Empfänger der
Karte seinerseits bleibt dauernd in Bereitschaft. Während dieser
Zeit sendet die HF-Sendeantenne des Fahrzeugs in regelmäßigen Zeitabständen Aufforderungen
aus. Es handelt sich um Aufforderungen eines besonderen Typs, die
nur in den Phasen gesendet werden, in denen das Fahrzeug fährt, um
die Karten zu lokalisieren. Jede Karte, die in der Fahrgastzelle des
Fahrzeugs 2 vorhanden ist, antwortet dann auf diese Aufforderungen,
indem sie eine Antwort aussendet (Linie 28).
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Die
Verwendung von HF-Signalen für
die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Karte ermöglicht es,
mit allen in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs vorhandenen Karten
zu kommunizieren.
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In 1 ist
eine zweite Karte 20 im Inneren der Fahrgastzelle dargestellt.
Diese Karte 20 befindet sich in einer NF-Empfangsschattenzone.
Wie in dieser Figur zu sehen ist, befindet sich diese Karte 20 in keiner
der Sendezonen 4 und 6 der äußeren und inneren NF-Antennen.
Obwohl sich die zweite Karte 20 in der Fahrgastzelle des
Fahrzeugs befindet, kann sie kein NF-Signal empfangen, das von den äußeren und/oder
inneren Antennen ausgesendet wird. Wenn also die zweite Karte 20 im
Inneren des Fahrzeugs 2 vergessen wird, kann der Fahrer
sein Fahrzeug mithilfe seiner ersten Karte 10 verschließen und
aufschließen
und es starten. Manchmal weiß der
Fahrer nicht zwangsläufig,
dass sich die zweite Karte im Inneren des Fahrzeugs befindet. Wenn
die zweite Karte von außen
sichtbar ist, kann eine übel
gesinnte Person sich durch Einbruch dieser Karte bemächtigen
und das Fahrzeug starten, als ob sie dessen Besitzer wäre.
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Das
mit Bezug auf 3 beschriebene Verfahren zur
Kommunikation ermöglicht
es, dieses Problem zu vermeiden. Es werden nämlich, wie zuvor ausgeführt, alle
im Fahrzeug vorhandenen Karten erfasst, da die Sendereichweite der
HF-Antenne, sowohl
derer des Fahrzeugs als auch der der Karte, die gesamte Fahrgastzelle
des Fahrzeugs abdeckt.
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Die
Erfindung schlägt
somit auch ein Verfahren vor, das es ermöglicht, dem Fahrer das Vorhandensein
einer Karte zu melden, die sich in einer NF-Sendeschattenzone befindet.
Ein NF-Lokalisierungssignal wird dann von den inneren NF-Sendeantennen ausgesendet.
Dieses Signal wird von allen Karten empfangen, die sich in den Zonen 6 (1) im
Inneren der Fahrgastzelle des Fahrzeugs befinden. Es wird hier angenommen,
dass die Karten dauernd in HF-Bereitschaft sind. Ein „herkömmliches" HF-Signal wird dann
an die Karten ausgesendet, und diese, die gleichzeitig das NF- und
das HF-Signal empfangen haben, antworten mit einem HF-Signal. Die
Führungsvorrichtung
speichert dann, welche Karten nach dem Aussenden des NF-Signals
eine Antwort senden. Im Folgenden werden die Karten, die sich im
Inneren des Fahrzeugs 2 befinden, während einer Phase, in der das
Fahrzeug fährt,
durch eine besondere HF-Lokalisierungsabfrage angerufen. Alle Karten,
sogar diejenigen, die sich in einer NF-Sendeschattenzone befinden, antworten
dann auf diese Abfrage. Die Führungsvorrichtung
des Freihandsystems des Fahrzeugs vergleicht dann die Liste der
Karten, die nach der NF-Abfrage geantwortet haben, und die gespeicherte
Liste der Karten. Wenn die beiden Listen voneinander abweichen,
meldet die Führungsvorrichtung
dem Fahrer, dass sich eine Karte in der NF-Sendeschattenzone befindet.
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Die
zuvor beschriebenen Kommunikationsabläufe ermöglichen somit, alle im Inneren
der Fahrgastzelle des Fahrzeugs vorhandenen Karten zu erfassen.
Bei einem Verschließvorgang
des Fahrzeugs muss das Freihandsystem gewährleisten, dass keine Karte
im Inneren des Fahrzeugs vorhanden ist. Wenn nämlich eine Karte im Inneren
des Fahrzeugs verbliebe, könnte
es sein, dass diese Karte durch Veränderung der NF-Sendezonen 4 und 6 durch
die äußeren NF-Sendeantennen
sichtbar wird und dass es dann einer dritten Person ermöglicht würde, das Fahrzeug aufzuschließen, die
Karte an sich zu nehmen und das Fahrzeug auch zu starten.
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Die
zuvor beschriebenen Verfahren zur Kommunikation ermöglichen
es, die Probleme, die bei den Verfahren zur Kommunikation des Stands
der Technik auftreten, zu lösen,
gemäß denen
das Fahrzeug eine Aufforderung an die Karte durch Aussenden eines
NF-Signals sendet und die Karte dem Fahrzeug durch Aussenden eines
HF-Signals antwortet.
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Die
vorliegende Erfindung beschränkt
sich nicht auf die zuvor beschriebenen, nur beispielhaft gegebenen
Abläufe,
sondern umfasst alle Ausgestaltungsabwandlungen, die dem Fachmann
im Rahmen der folgenden Ansprüche
zur Verfügung
stehen.