DE60212832T2 - Verfahren zur Kommunikation zwischen einer Karte und einem Kraftfahrzeug - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einer Karte und einem Kraftfahrzeug, das mit einem Freihandsystem ausgestattet ist.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der folgenden Beschreibung hervor, die Bezug auf die schematische Zeichnung nimmt, auf der
  • 1 schematisch ein Kraftfahrzeug in Draufsicht darstellt,
  • 2 schematisch ein Verfahren zur Kommunikation vor einem Aufschließen des Fahrzeugs darstellt,
  • 3 schematisch ein Verfahren zur Kommunikation für die Folgeüberwachung von Karten in dem Fahrzeug darstellt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Sämtliche zuvor gemachten Angaben bezüglich der Antennenanzahl, ihrer Position, ihrer Reichweite oder ihrer Sendefrequenz sind nur zur Information gegeben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Kommunikation zwischen einer Karte (10, 20) und einem Fahrzeug (2), gemäß dem ein Sender mit geringer Reichweite, der dem Fahrzeug zugehörig ist, ein Niederfrequenzsignal, im Folgenden NF-Signal genannt, in Richtung der Karte (10, 20) aussendet, die antwortet, indem sie ein Hochfrequenzsignal, im Folgenden HF-Signal genannt, in Richtung des Fahrzeugs aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Suche nach den verschiedenen Karten, die in dem Fahrzeug vorhanden sind, durchgeführt wird, indem ein HF-Signal (26) durch einen entsprechenden Sender des Fahrzeugs ausgesendet wird, wobei dieses Signal Träger einer Anfrage ist, die der Karte zum Zweck der Identifizierung letzterer gestellt wird, und dadurch, dass die Karte mit dem Aussenden eines HF-Signals (28) antwortet, das Träger einer Antwort auf die empfangene Anfrage ist.
  2. Verfahren zur Kommunikation nach Anspruch 1, bei dem das Fahrzeug im Inneren des Fahrzeugs ein NF-Signal aussendet und gemäß dem als Antwort auf dieses Signal jede Karte, die das ausgesendete NF-Signal erfasst hat, ihrerseits ein HF-Signal aussendet, wobei dieses Signal Informationen umfasst, die es ermöglichen, die entsprechende Karte zu identifizieren, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem die folgenden Schritte umfasst: – Speichern der Liste der Karten, die auf eine Lokalisierung der Karte mit dem Senden eines NF-Signals antworten, – Aussenden eines HF-Signals durch einen entsprechenden Sender des Fahrzeugs, wobei dieses Signal Träger einer Anfrage ist, die an die 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 gespeicherten Liste der Karten, um eine Liste von Karten zu verwalten, die im Fahrzeug vorhanden sind.
  3. Verfahren zur Kommunikation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal an den Fahrer des Fahrzeugs gegeben wird, wenn bei der HF/HF-Identifizierung nicht gespeicherte Karten auftauchen.
  4. Verfahren zur Kommunikation nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die HF/HF-Identifizierung der Karten nur während der Phasen durchgeführt wird, in denen das Fahrzeug fährt.
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