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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Freigabe der
Inbetriebnahme eines Fahrzeugs, die das Starten eines Motors erlaubt, wenn
der von einem Sendeempfänger
gelesene Code mit einem zuvor gesetzten Identifikationscode übereinstimmt
und ein Verfahren zum Registrieren eines Identifikationscodes, bei
dem ein Sendeempfänger-Code
zur Bestimmung eines Sendeempfängers
und ein Fahrzeug-Code zur Bestimmung eines Fahrzeugs als Identifikationscode
im Sendeempfänger
bzw. in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
registriert werden.
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Technologischer
Hintergrund
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Zur
Verbesserung der Sicherheit wurde vor einiger Zeit vorgeschlagen,
dass in einem Fahrzeug ein elektronischer Schlüssel verwendet werden soll, bei
dem beispielsweise eine Sendeschaltung in einem mechanischen Schlüssel integriert
ist. Bei dieser Anordnung wird ein Identifikationscode von einem
elektronischen Schlüssel
beim Einstecken in einen Zündanlassschalter
gesendet, und wenn der von dem elektronischen Schlüssel gesendete
Identifikationscode mit einem zuvor gesetzten Identifikationscode übereinstimmt,
wird der elektronische Schlüssel als
der richtige beurteilt, und darauf basierend, wird bei einer Drehbewegung
des elektronischen Schlüssels
ein Motor in Betrieb genommen.
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Bei
dem oben beschriebenen konventionellen Aufbau wird jedoch der Identifikationscode
selbst vom elektronischen Schlüssel
gesendet, es ist somit möglich,
den im elektronischen Schlüssel
gespeicherten Identifikationscode auszulesen.
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JP-A-2051998
offenbart ein Steuersystem zum Verschließen und Öffnen, das am Fahrzeug ein Zufallssignal
erzeugt und ein Sicherheitssignal dadurch generiert, indem das Zufallssignal
mit einem Sicherheitscode, der zuvor im Fahrzeug gespeichert wurde,
umgesetzt wird, wobei ein Bestimmungscode (zuvor im Fahrzeug gespeichert)
einer tragbaren Gerätekarte,
die dem Schlüsselcode
der vorliegenden Erfindung zu entsprechen scheint, mit dem Zufallssignal
kombiniert wird, und das Ergebnis auf die tragbare Gerätekarte übertragen
wird. Außerdem
trennt das System das empfangene Zufallssignal von den Bestimmungscode
des Ergebnisses an der tragbaren Gerätekarte ab, erzeugt ein Sicherheitssignal
durch Umsetzen des Zufallssignals unter Verwendung eines Sicherheitscodes,
der in der tragbaren Gerätekarte
zuvor gespeichert wurde, und überträgt das Sicherheitssignal
zum Fahrzeug und vergleicht den am Fahrzeug generierten Sicherheitscode
mit dem Sicherheitscode, der von der tragbaren Gerätekarte
erzeugt wurde, im Fahrzeug.
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JP-A-1250572
offenbart ein System bestehend aus einem Schloss einschließlich eines
magnetischen Speichers. Dieses System erzeugt beim Abstellen des
Fahrzeugs einen Geheimcode durch Erzeugen von Zufallszahlen im Fahrzeug
und schreibt den Geheimcode in den Schlüssel und überträgt beim Starten des Fahrzeugs
den im Schlüssel
gespeicherten Geheimcode an das Fahrzeug und vergleicht diesen Geheimcode
mit dem im Fahrzeug gespeicherten Geheimcode.
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Somit
wird bei JP A-2051998 der im Fahrzeug erzeugte Sicherheitscode und
der von der tragbaren Gerätekarte
auf die gleiche Weise erzeugt und sie werden miteinander, so wie
sie sind, nach dem Senden und Empfangen verglichen. Bei JP-A-1250572 wird das
im Fahrzeug generierte Signal an den Schlüssel übertragen, das Signal wird vom
Schlüssel
zum Fahrzeug übertragen
und das im Fahrzeug erzeugte Signal und das im Fahrzeug empfangene
Signal werden miteinander verglichen, so wie sie sind.
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Beschreibung
der Erfindung
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Die
Erfindung wird im Anspruch 1 definiert, bevorzugte Ausführungsbeispiele
werden in den abhängigen
Ansprüchen
2 bis 5 dargelegt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben geschilderten
Umstände
gemacht, und es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum
Registrieren eines Identifikationscodes anzugeben, bei dem die im
Sendeempfänger
und in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
gespeicherten Identifikationscodes geheim gehalten werden und sowohl
im Sendeempfänger
als auch in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines
Fahrzeugs registriert werden.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Registrieren
eines Identifikationscodes, bei dem ein Sendeempfänger-Code
zur Bestimmung eines Sendeempfängers
bzw. ein Fahrzeug-Code zur Bestimmung eines Fahrzeugs als Identifikationscode
im Sendeempfänger
und in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
registriert werden, was erlaubt, einen Motor in Betrieb zu setzen,
wenn der von dem Sendeempfänger
gelesene, Identifikationscode mit einem zuvor gesetzten Identifikationscode übereinstimmt, wobei
das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- A
Registrieren des Sendeempfängercodes
und des Fahrzeugcodes im Sendeempfänger bzw. in der Einrichtung
zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs;
- B Übertragen
eines Zufallszahlencodes, der auf Basis einer vorbestimmten Prozedur
in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
erzeugt wird, wobei durch einen vorbestimmten Verschlüsselungsprozess
der Sendeempfänger-Code
in einen Antwortcode auf Basis des Zufallszahlencodes umgesetzt
wird, der vom Sendeempfänger
empfangen wurde, um den Antwortcode zu senden und Wiederherstellen
des Sendeempfänger-Codes aus dem in
der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
empfangenen Antwortcode auf Basis des übertragenen Zufallszahlencodes
und Registrieren des Sendeempfänger-Codes
in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs;
und
- C Umsetzen des Fahrzeugcodes in der Einrichtung zur Freigabe
der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs durch einen vorbestimmten Verschlüsselungsprozess
in einen Zufallszahlen-Fahrzeugcode auf Basis des Zufallszahlencodes
zur Übertragung
des Zufallszahlen-Fahrzeugcodes, Wiederherstellen des Fahrzeugcodes
aus dem vom Sendeempfänger
empfangenen Zufallszahlen-Fahrzeugcode und Registrieren des Fahrzeugcodes
im Sendeempfänger.
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Übereinstimmend
mit diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Identifikationscodes
im Sendeempfänger
und in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
registriert, wobei diese Codes vorgesehen sind, um den Sendeempfänger und
die Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
zu identifizieren, danach können
der Fahrzeugcode und der Sendeempfänger-Code im Sender bzw. in
der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
registriert werden. Aus diesem Grund wird es unnötig, die Einrichtung zur Freigabe
der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs und den Sendeempfänger auf
integrierte Weise zu verwalten, bis diese Codes registriert sind.
Weiterhin kann, weil der Zufallszahlencode, der Antwortcode und
der Zufallszahlen-Fahrzeugcode für
die Registrierung übertragen werden
und der Identifikationscode selbst nicht übertragen wird, der Identifikationscode
geheim gehalten werden. Außerdem
kann bei diesem Fall der Schritt C vor dem Schritt B ausgeführt werden.
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Darüber hinaus
verarbeitet und sendet das Übertragungsmittel
für den
Zufallszahlencode, das in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme
eines Fahrzeugs vorgesehen ist, den Zufallszahlencode nach einer
vorbestimmten Prozedur. Das Antwortcode-Übertragungsmittel, das in dem
Sendeempfänger
angeordnet ist, setzt durch einen vorbestimmten Verschlüsselungsprozess
den Identifikationscode zur Bestimmung des Sendeempfängers auf Basis
des Zufallszahlencodes, der vom Übertragungsmittel
für den
Zufallszahlencode gesendet wird, in einen Antwortcode um und überträgt den Antwortcode.
Das Mittel zur Wiederherstellung des Identifikationscodes, das in
der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
vorgesehen ist, stellt aus dem Antwortcode, den das Antwortcode-Übertragungsmittel
gesendet hat, den Identifikationscode wieder her, und wenn der wiederhergestellte
Identifikationscode mit dem zuvor gesetzten Identifikationscode übereinstimmt,
gibt das Mittel zur Wiederherstellung des Identifikationscodes die
Inbetriebnahme des Motors frei. Demzufolge kann auch der im Sendeempfänger gespeicherte
Identifikationscode geheim gehalten werden.
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In
diesem Fall kann wenigstens einer der Codes, und zwar der Sendeempfänger-Code
zur Bestimmung des Sendeempfängers
und der Fahrzeugcode zur Identifizierung des Fahrzeugs als Identifikationscode
gesetzt werden. Im Ergebnis wird das Antwortcode-Übertragungsmittel,
das in dem Sendeempfänger
angeordnet ist, eingesetzt, um den Zufallszahlencode, der vom Übertragungsmittel
für den Zufallszahlencode
in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
gesendet wird, in einen Antwortcode umzusetzen auf der Basis von wenigstens
einem der Codes, des Sendeempfänger-Codes
zur Bestimmung des Sendeempfängers oder
des Fahrzeugcodes zur Identifizierung des Fahrzeugs, und den Antwortcode
zu übertragen. Dementsprechend
kann beispielsweise in einem Fall, bei dem der Zufallszahlencode
in den Antwortcode umgesetzt wird auf Basis sowohl des Sendeempfängercodes
als auch des Fahrzeugcodes, die Geheimhaltung des im Sendeempfänger gespeicherten
Identifikationscodes weiter verbessert werden.
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Weiterhin
kann das Übertragungsmittel
für den
Zufallszahlencode vorgesehen sein, jedes Mal in einem aktualisierten
Status zu übertragen.
Im Ergebnis verarbeitet das Übertragungsmittel
für den
Zufallszahlencode, das in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme
eines Fahrzeugs vorgesehen ist, den Zufallszahlencode jedes Mal
in einem aktualisierten Status, und deshalb wird im Vergleich zu
einem Fall, bei dem ein gleicher Zufallszahlencode kontinuierlich
mehrmals übertragen
wird, das Auslesen des Zufallszahlencodes schwierig. Dementsprechend
kann die Geheimhaltung des im Sendeempfänger gespeicherten Identifikationscodes
weiter verbessert werden.
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Weiterhin
kann das Übertragungsmittel
für den
Zufallszahlencode vorgesehen sein, den Zufallszahlencode für jeden
Fahrzeugtyp oder für
jedes Fahrzeug auf eine andere Art zu bearbeiten. Im Ergebnis verarbeitet
das Übertragungsmittel
für den Zufallszahlencode,
das in der Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs
vorgesehen ist, den Zufallszahlencode nach einer unterschiedlichen
Prozedur für
jeden Fahrzeugtyp oder für
jedes Fahrzeug, im Unterschied zu einem Fall, bei dem das Zufallszahlencode-Bearbeitungsmittel
im dem Übertragungsmittel
für den
Zufallszahlencode für
alle Fahrzeuge gleich ist, die Geheimhaltung des im Sendeempfänger gespeicherten
Identifikationscodes weiter verbessert werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung, die den Gesamtaufbau eines ersten
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Blockschaltbild, das eine elektronische Steuerschaltung ECU
(= electronic control unit) für
die Freigabe der Inbetriebnahme zeigt.
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3 ist
ein Blockschaltbild, das eine Sende-Empfangs-Steuerschaltung eines elektronischen Schlüssels zeigt.
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4 ist
eine Diagrammdarstellung des Gesamtaufbaus und des Betriebs.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der elektronischen Steuerschaltung
ECU für
die Freigabe der Inbetriebnahme zeigt.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der Sende-Empfangs-Steuerschaltung des
elektronischen Schlüssels
zeigt.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine des in 5 dargestellten
Schritts S20 zeigt.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine des in 6 dargestellten
Schritts T10 zeigt.
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Bevorzugter
Weg zur Ausübung
der Erfindung
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Bezug
nehmend auf die anhängenden Zeichnungen
wird die vorliegende Erfindung im Folgenden detailliert beschrieben.
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1 zeigt
schematisch den Gesamtaufbau. Bei dieser Darstellung enthält eine
elektronische Steuerschaltung ECU (= electronic control unit) 1,
die als Mittel für
die Freigabe der Inbetriebnahme, als ein Übertragungsmittel für den Zufallszahlencode
und ein Übertragungsmittel
für den
Identifikationscode dient, eine Spule 2 und ist elektromagnetisch über die Spule 2 mit
einem elektronischen Schlüssel 3 gekoppelt,
der als Sendeempfänger
dient.
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Mit
anderen Worten: die Spule 2 ist so angeordnet, dass sie
mit einem Zündanlassschalter 4 zusammenarbeitet
und dass bei eingestecktem elektronischen Schlüssel 3 im Zündanlassschalter 4 die Spule 2 elektromagnetisch
gekoppelt ist mit einer Spule 5 des elektronischen Schlüssels 3,
so dass eine Sende-Empfangssteuerschaltung 6 mit elektrischer
Energie versorgt wird und ein Identifikationscode von der Sende-Empfangssteuerschaltung 6 gelesen
wird.
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Wenn
die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme ein ACC Signal empfängt (d.
h. ein Signal, das anzeigt, dass der Schalter in einer ACC Position
betrieben wird), kommuniziert die ECU 1 für die Freigabe
der Inbetriebnahme mit der Sende-Empfangssteuerschaltung 6 des
elektronischen Schlüssels 3.
Wenn der elektronische Schlüssel 3 als
korrekt beurteilt wird, gibt die ECU 1 für die Freigabe
der Inbetriebnahme ein Inbetriebnahme-Freigabesignal an die Motorsteuerschaltung
ECU 7 ab.
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Die
Motorsteuerschaltung ECU 7 empfängt ein ON (= Ein) Signal vom
Zündanlassschalter 4 (d. h.
ein Signal, das anzeigt, dass der Schalter in eine ON Position gebracht
wurde) und ein START Signal vom Zündanlassschalter 4 (d.
h. ein Signal, das anzeigt, dass der Schalter in eine START Position
gebracht wurde) in einem Zustand, bei dem das Inbetriebnahme-Freigabesignal an
die Motorsteuerschaltung ECU 7 angelegt ist, und wenn die
Motorsteuerschaltung ECU 7 das START Signal akzeptiert,
ist sie so eingerichtet, dass ein Motor durch den Betrieb eines
Anlassers gestartet wird.
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2 ist
ein Blockschaltbild der ECU 1 für die Freigabe der Inbetriebnahme.
In dieser Darstellung wird gezeigt, dass, wenn der elektronische Schlüssel 3,
eingesteckt in den Zündanlassschalter 4,
in der ACC Position betrieben wird, ein Zufallszahlengenerator 8 eine
Zufallszahlenfolge generiert und diese Zahlenfolge in einem Halteregister 9 für Zufallszahlencodes
gespeichert wird. Eine Modulationsschaltung 10 moduliert
die in dem Register 9 für
Zufallszahlencodes gehaltenen Zufallszahlencodes mit einer Oszillatorfrequenz
einer Oszillatorschaltung 11 zu einem Übertragungssignal und gibt
das modulierte Signal an eine Ausgangsschaltung 12 ab.
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Die
Ausgangsschaltung 12 überträgt das Übertragungssignal
von der Modulationsschaltung 10 über die Spule 2.
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Wenn
in einer Empfängerschaltung 13 auf Basis
eines Signals, das über
die Antenne 2 empfangen wird, festgestellt wird, dass der
elektronische Schlüssel 3 in
das Zündanlassschloss 4 eingesteckt wird,
sendet die Empfängerschaltung 13 einen
Befehl an die Stromversorgungssteuereinheit 14. Wenn die
Stromversorgungssteuereinheit 14 den Befehl von der Empfängerschaltung 13 erhält, gibt
sie Betriebsspannung von einer Batterie 15 an alle Schaltkreise,
die die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme bilden, wobei die Betriebsspannung
durch eine Spannungsreglerschaltung stabilisiert wird.
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Darüber hinaus
gibt die Empfängerschaltung 13 das
von der Spule 2 empfangene Signal so ab, dass das Signal
in einer Wellenformerschaltung 16 einem Wellenformungsprozess
unterzogen wird. Eine Synchronisierschaltung 17 trennt
ein in dem von der Wellenformerschaltung 16 empfangenen
Signal enthaltenes Synchronsignal ab. Eine Taktgeberschaltung 18 gibt
entsprechend dem Synchronsignal von der Synchronisierschaltung 17 ein
Taktsignal ab. Eine Codewiederherstellungsschaltung 19 (decodiert)
stellt einen Zufallszahlencode und einen Schlüsselcode wieder her, indem
das von der Wellenformerschaltung 16 empfangene Signal
synchron mit dem Taktsignal von der Taktgeberschaltung 18 eingegeben
wird. In diesem Fall können
der Zufallszahlencode und der Schlüsselcode dadurch wieder hergestellt
werden, indem an dem empfangenen Signal ein vorbestimmter Rechenschritt
auf Basis eines Fahrzeugcodes durchgeführt wird. Daneben enthält die Codewiederherstellungsschaltung 19 eine
nicht gezeigte Øs
Ermittlungsschaltung zur Bestimmung von Øs, das anzeigt, dass ein
Fahrzeugcode S (der später
erläutert
wird) leer ist (d. h. dass im nichtflüchtigen Speicher des elektronischen
Schlüssels 3 kein Fahrzeugcode
S gespeichert ist).
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Eine
Codeermittlungsschaltung 20 wird aus einem Zufallszahlencode-Schieberegister 21 und
einem Schlüsselcode-Schieberegister 22 gebildet
und stellt fest, ob der Zufallszahlencode und der Schlüsselcode,
die von der Codewiederherstellungsschaltung 19 empfangen
wurden, korrekt sind oder nicht. Das Zufallszahlencode-Schieberegister 21 speichert den
von der Codewiederherstellungsschaltung 19 empfangenen
Zufallszahlencode nämlich
durch eine Schiebeoperation. Auch das Schlüsselcode-Schieberegister 22 speichert
den von der Codewiederherstellungsschaltung 19 empfangenen
Schlüsselcode durch
eine Schiebeoperation. Eine Zufallszahlencode-Vergleichsschaltung 23 vergleicht
den im Zufallszahlencode-Schieberegister 21 gespeicherten Code
mit dem in dem Zufallszahlencode-Halteregister 9 gespeicherten
Zufallszahlencode. Daneben vergleicht eine Schlüsselcode-Vergleichsschaltung 24 den
im Schlüsselcode-Schieberegister 22 gespeicherten
Schlüsselcode
mit dem zuvor festgelegten und in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegten Schlüsselcode.
Falls hierbei von der Zufallszahlencode-Vergleichsschaltung 23 festgestellt
wird, dass beide Zufallszahlencodes übereinstimmen, ist es möglich, festzustellen,
dass die Kommunikation zwischen dem elektronischen Schlüssel 3 und
der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme normal verlief. Dementsprechend
kann, wenn die Kommunikation zwischen dem elektronischen Schlüssel 3 und
der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme normal verläuft und wenn von der Schlüsselcode-Vergleichsschaltung 24 festgestellt
wird, dass beide Schlüsselcodes übereinstimmen,
ist es möglich,
festzustellen, dass der korrekte elektronische Schlüssel 3 verwendet
wird. Wenn die Zufallszahlencodes und die Schlüsselcodes, wie oben beschrieben, übereinstimmen,
gibt die Codeermittlungsschaltung 20 ein Inbetriebnahme-Freigabesignal
an die Motorsteuerschaltung ECU 7 ab.
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Weiterhin
enthält
die Schlüsselcode-Vergleichsschaltung 24 eine
nicht gezeigte Flag-Ermittlungsschaltung zur Ermittlung, ob ein
Flag für
den Schlüsselcode
K, der später
erläutert
wird, gesetzt ist, und eine nicht gezeigte Schreibschaltung, mit
der der Schlüsselcode
K in einen nichtflüchtigen
Speicher der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme geschrieben wird. Die Schlüsselcode-Vergleichsschaltung 24 ist
an die Codewiederherstellungsschaltung 19 angeschlossen.
Zusätzlich
ist eine P Berechnungsschaltung 40, die später beschrieben wird,
in der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme vorgesehen, und die P Berechnungsschaltung 40 ist
mit der oben beschriebenen Codewiederherstellungsschaltung 19 und
auch mit der Modulationsschaltung 10 verbunden.
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Obwohl
in 2 die ECU 1 für die Freigabe der Inbetriebnahme
als funktionales Blockschaltbild gezeigt ist, ist die ECU 1 für die Freigabe
der Inbetriebnahme tatsächlich
vorwiegend von einem Mikroprozessor realisiert.
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3 zeigt
die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 des elektronischen
Schlüssels 3 als
funktionales Blockschaltbild. In dieser Darstellung stabilisiert
eine Energie-Empfängerschaltung 25 die
elektrische Energie, die von einer Empfangsantenne 5 empfangen
wird, auf eine vorbestimmte geregelte Versorgungsspannung und gibt
diese aus. Eine Signalempfängerschaltung 26 gibt
das von der Antenne 5 empfangene Signal ab, nachdem es
in der Wellenformerschaltung 27 in ein wellengeformtes
Signal umgesetzt worden ist. Eine Synchronisierschaltung 28 trennt
ein in dem von der Wellenformerschaltung 27 empfangenen
Signal enthaltenes Synchronsignal ab. Eine Taktgeberschaltung 29 gibt
entsprechend dem Synchronsignal von der Synchronisierschaltung 28 ein
Taktsignal ab.
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Ein
Zufallszahlencode-Schieberegister 30 speichert durch eine
Schiebeoperation einen in dem von der Wellenformerschaltung 27 empfangenen
Signal enthaltenen Zufallszahlencode entsprechend dem Taktsignal
von der Taktgeberschaltung 29. Ein Schlüsselcode-Schieberegister 31 speichert
durch eine Schiebeoperation einen Schlüsselcode in einem nichtflüchtigen
Speicher. Ein Fahrzeugcode-Schieberegister 32 speichert
durch eine Schiebeoperation einen Fahrzeugcode in einem nichtflüchtigen
Speicher.
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Eine
Codeerzeugungsschaltung 33 erzeugt einen Antwortcode durch
eine vorbestimmte Verschlüsselungsprozedur
auf der Basis von entsprechenden Codes, die in dem Zufallszahlencode-Schieberegister 30,
dem Schlüsselcode-Schieberegister 31 und
dem Fahrzeugcode-Schieberegister 32 gespeichert sind.
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Eine
Modulatorschaltung 34 moduliert einen von der Codeerzeugungsschaltung 33 erhaltenen Modulationscode
mit einer Oszillatorfrequenz von einer Oszillatorschaltung 35 zur
Erzeugung eines Antwortcodes. Eine Ausgangsschaltung 36 überträgt den von
der Modulatorschaltung 34 erhaltenen Antwortcode über die
Antenne 5.
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Daneben
ist der elektronische Schlüssel 3 mit
einer Fahrzeugcode-Bestimmungsschaltung 50 ausgestattet
zur Feststellung, ob der Fahrzeugcode S (Fahrzeugcode S = Øs) in
einem nichtflüchtigen Speicher
des elektronischen Schlüssels
registriert ist oder nicht. Die Fahrzeugcode- Bestimmungsschaltung 50 umfasst
eine nicht gezeigte Flag-Bestimmungsschaltung
zur Feststellung, ob ein Fahrzeugcode S gesetzt ist (d. h., ob ein
Fahrzeugcode S schon registriert ist, ohne dass Øs angezeigt wird) und eine
nicht gezeigte Schreibschaltung zum Einschreiben des Fahrzeugcodes
S in den nichtflüchtigen
Speicher. Die Fahrzeugcode-Bestimmungsschaltung 50 ist
mit dem oben beschriebenen Fahrzeugcode-Schieberegister 32 und
auch mit dem nichtflüchtigen
Speicher verbunden.
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Obwohl
in 3 die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 des
elektronischen Schlüssels 3 als funktionales
Blockschaltbild gezeigt ist, ist die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 tatsächlich vorwiegend
von einem Mikroprozessor realisiert.
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4 ist
eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus und der Arbeitsweise.
Bei dieser Darstellung kann ein Fahrzeug mit bis zu drei elektronischen
Schlüsseln
A, B und C, einschließlich
eines vorläufigen
Schlüssels
ausgestattet sein. Für
diese elektronischen Schlüssel
A, B und C werden unterschiedliche Schlüsselcodes zur Bestimmung des
jeweiligen Schlüssels
gesetzt und ein einheitlicher Fahrzeugcode kann in jedem dieser
elektronischen Schlüssel
registriert werden.
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Namentlich
werden die Schlüsselcodes
K1, K2 und K3 für
die elektronischen Schlüssel
A, B bzw. C gesetzt. Daneben kann ein identischer Fahrzeugcode S1
in jedem der elektronischen Schlüssel
A, B und C registriert werden.
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Andererseits
können
bis zu drei Schlüsselcodes
im Fahrzeug registriert werden. Namentlich können die Schlüsselcodes
K1, K2 und K3 registriert werden, entsprechend den drei elektronischen Schlüsseln A,
B bzw. C. Übrigens
kann das Setzen der Schlüsselcodes
für die
elektronischen Schlüssel 3 und
das Setzen der Fahrzeugcodes für
die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme durchgeführt werden, indem diese Codes
beispielsweise mit einer vorbestimmten Schreibeinrichtung eingeschrieben werden.
Weiterhin kann die Registrierung des Fahrzeugcodes im elektronischen
Schlüssel
und die Registrierung des Schlüsselcodes
in der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme nach einer vorbestimmten Prozedur
erfolgen, dies wird später
beschrieben.
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Als
nächstes
wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Anordnung erläutert.
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Wenn
der elektronische Schlüssel 3 in
den Zündanlassschalter 4 eingeführt wird,
legt die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme hochfrequente Energie an die Spule 2.
Dadurch wird in der Spule 5 des elektronischen Schlüssels eine
elektromotorische Kraft induziert, und deshalb wird elektrische
Energie für
die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 zur Verfügung gestellt,
und mit dem Anlegen elektrischer Spannung beginnt die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 zu
arbeiten.
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5 zeigt
die Arbeitsweise der ECU 1 für die Freigabe der Inbetriebnahme
und 6 zeigt die Arbeitsweise der Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 des
elektronischen Schlüssels 3.
Die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme wird als erstes in einen Wartebetriebszustand
gebracht, bis das ACC Signal vom Zündanlassschalter 4 eingegeben
wird (Schritt S1 von 5).
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Wenn
ein Fahrer eine Drehbewegung des elektronischen Schlüssels 3 in
die ACC Position ausführt,
um den Motor zu starten, erzeugt die ECU 1 für die Freigabe
der Inbetriebnahme einen Zufallszahlencode (Schritt S2). In diesem
Fall ist die ECU 1 für die
Freigabe der Inbetriebnahme so eingerichtet, dass sie jedes Mal,
wenn ein ACC Signal eingegeben wird, einen Zufallszahlencode Rn
in einem aktualisierten Status erzeugt (Operation 1 in 4).
Zu diesem Zeitpunkt wird ein Rechenschema zur Bearbeitung des Zufallszahlencodes
Rn gesetzt, unterschiedlich für
jeden Fahrzeugtyp oder für
jedes der Fahrzeuge, aus dem Grund, weil die durch ein vorbestimmtes
Rechenschema erhaltene Zufallszahl einen periodischen Charakter
hat, und wenn der periodische Charakter bekannt ist, das Decodieren
des Zufallszahlencodes relativ leicht wird.
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Anschließend überträgt die ECU 1 für die Freigabe
der Inbetriebnahme den erzeugten Zufallszahlencode (Schritt S3).
Dabei wird im Ergebnis die Zufallszahl Rn von der Spule 2 der
ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme übertragen
(siehe 4).
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Bei
diesem Status wird die ECU 1 für die Freigabe der Inbetriebnahme
in einen Wartezustand versetzt, bis sie das Empfangssignal vom elektronischen
Schlüssel 3 empfängt (Schritt
S4).
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Andererseits
wird die die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 des elektronischen
Schlüssels 3 in
einen Wartestatus gesetzt, bis sie das von der ECU 1 für die Freigabe
der Inbetriebnahme empfangene Signal erhält (Schritt T1 in 6)
und ermittelt, ob der Zufallszahlencode Rn zum Zeitpunkt, als das
Empfangssignal empfangen wurde, empfangen wurde oder nicht (Schritt
T6). Wenn festgestellt wird, dass der Zufallszahlencode Rn empfangen
wurde, erhält
die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 den im
empfangenen Signal angezeigten Zufallszahlencode Rn (Schritt T2).
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Anschließend liest
die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 den Schlüsselcode
und den Fahrzeugcode vom nichtflüchtigen
Speicher (Schritt T3), erzeugt den Antwortcode auf Basis des Schlüsselcodes
und des Fahrzeugcodes (Schritt T4) und überträgt den Antwortcode (Schritt
T5).
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Mit
anderen Worten: Die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 berechnet
den Antwortcode Q durch Ausführen
eines vorbestimmten Verschlüsselungsprozesses
an einem Schlüsselcode
K1, der zuvor auf der Basis eines empfangenen Zufallszahlencodes
Rn und eines zuvor gespeicherten Fahrzeugcodes S1 vorher gespeichert
wurde. Konkret berechnet die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 den Antwortcode
Q durch Verwendung von Schlüsselcode
K1 und Fahrzeugcode S1 auf Basis des Zufallszahlencodes Rn, der
mit der elektrischen Energie über
die Spule 4 empfangen wurde und übereinstimmend mit einer vorbestimmten
Verschlüsselungs-Rechenvorschrift,
Q = f (R, K, S) (siehe 4) und überträgt diese über die Spule 5. Daneben
wird, wenn der Schlüsselcode
des elektronischen Schlüssels 3 nicht registriert
ist, die Verschlüsselungs-Rechenvorschrift Q
gleich f (R, ØK, S) entsprechend ØK gesetzt,
was anzeigt, dass der Schlüsselcode
K leer ist, was später
beschrieben wird.
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Nachdem
die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme den Zufallszahlencode, wie oben
beschrieben, empfangen hat, wird sie in einen Status für das Empfangen
des Empfangssignals gebracht (Schritt S4 in 5), empfängt den
Antwortcode Q, der anliegt, während
das Empfangssignal empfangen wird (Schritt S5 und Operation 2 in 4)
und stellt fest, ob der Fahrzeugcode S leer ist (Øs) oder nicht
(Schritt S13 und Codewiederherstellungsschaltung 19, in 2 gezeigt).
Weil der Fahrzeugcode bereits registriert ist, es sei denn er sei
leer (Øs),
liest die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme den Fahrzeugcode aus dem nichtflüchtigen
Speicher (Schritt S6) und decodiert einen Zufallszahlencode und
einen Schlüsselcode aus
dem nichtflüchtigen Speicher
auf Basis des Fahrzeugcodes (Schritt S7).
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Danach
liest die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme den Zufallszahlencode aus dem nichtflüchtigen
Speicher (Schritt S8) und ermittelt, ob die beiden Zufallszahlencodes
miteinander übereinstimmen
(Schritt S9). Jetzt wird, wenn die beiden Zufallszahlencodes unterschiedlich
voneinander sind, festgestellt, dass die Kommunikation zwischen
dem elektronischen Schlüssel 3 und
der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme inkorrekt ist, und die Routine schreitet
zum Schritt S2 fort, wodurch die Kommunikation zwischen diesen erneut
durchgeführt wird.
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Weiterhin
stellt, wenn die beiden Zufallszahlencodes miteinander übereinstimmen,
die ECU 1 fest, dass die Kommunikation mit dem elektronischen Schlüssel 3 normal
ist, liest einen Schlüsselcode
aus dem nichtflüchtigen
Speicher (Schritt S10) und ermittelt, ob diese zwei Schlüsselcodes
miteinander übereinstimmen
(Schritt S11). Jetzt gibt, wenn der gelesene Schlüsselcode
mit einer der drei zuvor registrierten (Operation 4 in 4)
Varianten des Schlüsselcodes
K1, K2 oder K3 übereinstimmt,
die ECU 1 für die
Freigabe der Inbetriebnahme ein Inbetriebnahme-Freigabesignal an
die Motorsteuerung ECU 7 ab.
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Dementsprechend
betreibt die Motorsteuerung ECU 7 einen Anlasser, um den
Motor zu starten, wenn die Motorsteuerung ECU 7 das START
Signal vom Zündanlassschalter 4 und
das Inbetriebnahme-Freigabesignal von der ECU 1 für die Freigabe der
Inbetriebnahme erhält.
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Wenn
jedoch im Schritt S13 festgestellt wird, dass der Fahrzeugcode leer
ist (Øs),
wird im Schritt S20 der in 7 gezeigte
Schlüsselcoderegistrierungsprozess
durchgeführt.
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Zuerst
wird im Schritt S21 auf Basis der Ermittlung, ob alle Flags der
Speichergebiete A, B und C (siehe 4) der Schlüsselcodes
im nichtflüchtigen
Speicher der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme gesetzt sind, festgestellt, ob die
Schlüsselcodes
K1, K2 oder K3 bereits in allen Speicherbereichen A, B und C der
Schlüsselcodes
im nichtflüchtigen
Speicher der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme registriert sind (eine nicht gezeigte
Flag Ermittlungsschaltung in der Schlüsselcodevergleichsschaltung 24 in 2).
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Wenn
die Entscheidung im Schritt S20 ja ist und die drei Schlüsselcodes
bereits registriert sind und weitere Schlüsselcodes nicht mehr gespeichert werden
können,
kehrt die Routine zum Schritt S20 zurück und die Routine der ECU 1 für die Freigabe der
Inbetriebnahme wird beendet. Wenn aber die Entscheidung im Schritt
S20 nein ist, wird im nächsten
Schritt S22 ein Schlüsselcode
K aus dem Antwortcode Q decodiert (Schlüsselcode-Schieberegister 22 und
Schlüsselcodevergleichsschaltung 24,
in 2 gezeigt). Im nachfolgenden Schritt S23 wird der
Schlüsselcode
K im nichtflüchtigen
Speicher der ECU 1 gespeichert (eine nicht gezeigte Schreibschaltung
der Schlüsselcodevergleichsschaltung 24, in 2 gezeigt)
und im Schritt S24 wird das Flag gesetzt. Gleichzeitig wird der
Schreibprozess (Registrierung) des Schlüsselcodes K in der Reihenfolge
A, B und C durchlaufen und die entsprechenden Flags werden in dieser
Reihenfolge gesetzt. Als Ergebnis ist der Registrierungsprozess
des Schlüsselcodes
K des elektronischen Schlüssels
in der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme abgeschlossen.
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Im
nachfolgenden Schritt S25 wird ein Zufallszahlen-Fahrzeugcode P zum elektronischen Schlüssel 3 übertragen,
eine Unterroutine des Schlüsselcode-Registrierungsprozesses
endet und die Routine kehrt zum Schritt S20 zurück, und als Ergebnis wird die
Routine der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme beendet. Es ist anzumerken, dass
der Zufallszahlen-Fahrzeugcode
P ein Code ist, der von der Verschlüsselungsrechenvorschrift P
= f (R, ØK, S) repräsentiert wird; insbesondere
gibt R einen Zufallszahlencode an, der durch Rn, wie in 4 gezeigt,
repräsentiert
wird, ØK zeigt an, dass der Schlüsselcode K des elektronischen
Schlüssels
in der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme nicht registriert (d. h. leer) ist,
und S bezeichnet den Fahrzeugcode, wie oben beschrieben, konkret
S1. Dieser Rechenprozess wird in der P-Berechnungsschaltung 40,
die in 2 gezeigt wird, durchgeführt.
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Als
Ergebnis sendet die Modulatorschaltung 10 eine modulierte
Welle entsprechend der oben beschriebenen Verschlüsselungs-Rechenvorschrift
P = f (R, ØK, S) zur Ausgangsschaltung 12.
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Wenn
der Zufallszahlen-Fahrzeugcode P an den elektronischen Schlüssel 3 übertragen
wird, ist der elektronische Schlüssel
unterschiedlich von dem Zufallszahlencode Rn, der im Schritt T6
in 6 gezeigt wird, und deshalb ist die Entscheidung
im Schritt T6 nein. Im Schritt T10 wird der in 8 dargestellte
Fahrzeugcode-Registrierungsprozess durchgeführt.
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Zuerst
wird im Schritt T11 ermittelt, ob der Zufallszahlen-Fahrzeugcode
P (d. h. der auf der Basis der oben beschriebenen Verschlüsselungs-Rechenvorschrift
P = f (R, ØK, S) erzeugte Code) existiert oder nicht.
Wenn die Entscheidung im Schritt T11 nein ist, wird geschlossen,
dass ein inkorrektes Signal wie ein Störsignal oder ähnliches
empfangen wurde, und die Routine kehrt zum Schritt T10 zurück. Wenn
die Entscheidung im Schritt T11 ja ist, wird im nachfolgenden Schritt
T12 ein Zufallszahlen-Fahrzeugcode P empfangen. Beim nächsten Schritt
T13 wird auf Basis der Ermittlung, ob das Flag für das Speichergebiet S (siehe 4)
des Fahrzeugcodes im nichtflüchtigen
Speicher des elektronischen Schlüssels 3 gesetzt
ist, festgestellt, ob der Fahrzeugcode S bereits im nichtflüchtigen
Speicher des elektronischen Schlüssels 3 registriert
ist (eine nicht gezeigte Flag-Ermittlungsschaltung
in der Fahrzeugcode-Bestimmungsschaltung 50 von 3).
Wenn die Entscheidung im Schritt T13 ja ist, kehrt die Routine zum
Schritt T10 zurück.
Wenn die Entscheidung im Schritt T13 nein ist, wird im nächsten Schritt
T14 der Fahrzeugcode S1 aus dem Zufallszahlen-Fahrzeugcode P decodiert
(s. das Fahrzeugcode-Schieberegister 32 und die Fahrzeugcode-Bestimmungsschaltung 50 von 3).
Beim nachfolgenden Schritt T15 wird der Fahrzeugcode S1 im nichtflüchtigen Speicher
des elektronischen Schlüssels 3 gespeichert
(eine nicht gezeigte Schreibschaltung der Fahrzeugcode-Bestimmungsschaltung 50 von 3). Beim
nächsten
Schritt T16 wird das Flag für
den Fahrzeugcode S1 gesetzt, um ein Überlappen der Registrierung
zu vermeiden, und danach kehrt der Prozess zum Schritt T10 zurück und die
Routine des elektronischen Schlüssels 3 endet.
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Entsprechend
dem oben beschriebenen Schema überträgt die ECU 1 für die Freigabe
der Inbetriebnahme den Zufallszahlencode an den elektronischen Schlüssel 3,
der elektronische Schlüssel 3 erzeugt
und überträgt den Antwortcode
durch die Verschlüsselung
eines Schlüsselcodes
auf Basis des von der ECU 1 für die Freigabe der Inbetriebnahme empfangenen
Zufallszahlencodes und des zuvor gespeicherten Fahrzeugcodes, die
ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme decodiert auf Basis des Fahrzeugcodes
den vom elektronischen Schlüssel 3 empfangenen
Antwortcode zum Zufallszahlencode und Schlüsselcode, und nur dann, wenn
der Schlüsselcode
mit einem zuvor gespeicherten Schlüsselcode übereinstimmt, gibt sie ein
Inbetriebnahme-Freigabesignal an die Motorsteuerung ECU 7 ab.
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Dementsprechend
kann, im Gegensatz zum konventionellen Ablauf, bei dem ein Identifikationscode
direkt vom elektronischen Schlüssel
zurückgegeben
wird, der Schlüsselcode,
der als im elektronischen Schlüssel 3 gespeicherter
Identifikationscode dient, weiterhin geheim gehalten werden.
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Darüber hinaus
wird, wenn der Antwortcode im elektronischen Schlüssel 3 erzeugt
wird, der Antwortcode auf Basis des zuvor registrierten Fahrzeugcodes
zusätzlich
zu dem von der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme empfangenen Zufallszahlencodes berechnet.
Aus diesem Grund kann die Geheimhaltung des im elektronischen Schlüssel 3 gespeicherten
Schlüsselcodes
weiter verbessert werden.
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Weiterhin
ist die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme so eingerichtet, dass der Zufallszahlencode
jedes Mal in einem aktualisierten Status übertragen wird, und deshalb
ist sichergestellt, dass der Zufallszahlencode und der Antwortcode
jedes Mal anders sind. Dementsprechend kann, im Gegensatz zu einem
Ablauf, bei dem fortwährend
identische Zufallszahlencodes übertragen
werden, die Geheimhaltung des Schlüsselcodes weiter verbessert
werden.
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Zusätzlich wird
die Rechenvorschrift zur Berechnung des Zufallszahlencodes für jeden
Fahrzeugtyp oder für
jedes Fahrzeug anders festgelegt, und deshalb kann die Geheimhaltung
des Schlüsselcodes
weiter verbessert werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt, verschiedene
Abänderungen
oder Erweiterungen können,
wie im Folgenden beschrieben, vorgenommen werden.
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Es
kann nur der Schlüsselcode
oder der Fahrzeugcode in der Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 des
elektronischen Schlüssels 3 gespeichert werden.
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Der
elektronische Schlüssel 3 kann
auch so gestaltet sein, dass kein mechanischer Schlüssel verwendet
wird und darin nur die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 untergebracht
ist und der Zündanlassschalter 4 auf
andere Art und Weise betätigt
wird.
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Die
Kommunikation zwischen der ECU 1 für die Freigabe der Inbetriebnahme
und der Sende-Empfangs-Steuerschaltung 6 des elektronischen Schlüssels 3 kann
auch optisch erfolgen.
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Wenn
der elektronische Schlüssel 3 in
den Zündanlassschalter 4 eingesteckt
wird, kann die ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme den Zufallszahlencode an den elektronischen
Schlüssel 3 übertragen,
um zu ermitteln, ob der elektronische Schlüssel korrekt oder falsch ist.
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Bei
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird im Schritt S13 aus dem Antwortcode Q ermittelt, ob der Fahrzeugcode
S leer ist (Øs).
Statt der im Schritt S13 getroffenen Entscheidung kann festgestellt
werden, ob nach dem Schritt S1 der Schlüsselcode K im nichtflüchtigen
Speicher der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme registriert wurde. Weiterhin kann
in diesem Fall, obwohl im Schritt T6 eine Ermittlung erfolgt, ob
der Zufallszahlencode existiert oder nicht, eine Überprüfung gemacht
werden, ob der Fahrzeugcode K im elektronischen Schlüssel 3 gespeichert
ist.
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Des
Weiteren wird bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel nach der Registrierung
des Schlüsselcodes
K im nichtflüchtigen
Speicher der ECU 1 der Fahrzeugcode S im nichtflüchtigen
Speicher des elektronischen Schlüssels 3 registriert.
Es werden jedoch der Zufallszahlencode Rn und der Zufallszahlen-Fahrzeugcode
P von der ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme übertragen
und es wird überprüft, ob der
Fahrzeugcode S im elektronischen Schlüssel 3 gespeichert
ist. Wenn der Fahrzeugcode S nicht gespeichert ist und wenn der
Fahrzeugcode S decodiert wird, kann der Fahrzeugcode S zuvor im elektronischen
Schlüssel 3 registriert
werden. Zusätzlich
kann in diesem Fall, falls der Zufallszahlencode Rn nicht von der
ECU 1 für
die Freigabe der Inbetriebnahme übertragen
wird und der Fahrzeugcode P als erstes übertragen wird, die Zeit für die Übertragung
des Zufallszahlencodes Rn reduziert werden und deshalb auch die
Zeit für
die Registrierung verkürzt
werden.
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Gewerbliche
Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben, erlauben die erfindungsgemäße Einrichtung zur Freigabe
der Inbetriebnahme und das Verfahren zur Registrierung eines Identifikationscodes,
dass der Identifikationscode geheim gehalten werden kann, und deshalb
ist die vorliegende Erfindung darin wirksam, dass ein Fahrzeug ausschließlich vom
rechtmäßigen Besitzer benutzt
werden kann, und das Verfahren zur Registrierung eines Identifikationscodes
erlaubt, dass die Einrichtung zur Freigabe der Inbetriebnahme und
ein Sender getrennt verwaltet werden können, bis beide Identifikationscodes
registriert sind. Dementsprechend ist in der Automobilindustrie
mit fortschreitender Spezialisierung der Herstellungsprozesse die vorliegende
Erfindung auch wirksam, indem sie die Managementgesichtspunkte bei
Produktion und Marketing der Fahrzeuge berücksichtigt.