Aus dem Artikel, Keyless entry system with radio car trans- ponder ", von Motoki Hirano, Mikio Takeuchi, Takahisa Tomoda, Kin-Ichiro Nakano, veröffentlicht in den IEEE-transactions on industrial electronics, Vol. 35, No. 2, May 1988, Seite 208 bis 216, ist ein schlüsselloses Zugangssystem bekannt. Ein vom Benutzer mitgeführter Transponder führt mit einer im Fahrzeug angeordneten Antenne einen Zugangsberechtigungsdia- log aus, anhand dessen eine Zugangsberechtigung erteilt wird oder nicht. Die fahrzeugseitigen Antennen sind im Seiten- spiegelgehäuse und in der hinteren Stoßstange angeordnet.

Diese Antennenanordnung führt jedoch zu einem erhöhten Ver- kabelungsaufwand, da eine Datenverbindung zu dem in der Re- gel im Fahrgastraum angeordneten Türsteuergerät geschaffen werden muß. Die Unterbringung im Außenspiegel ermöglicht an- dererseits eine Abfrage des Außenraums ohne größere Dämpfung des Magnetfelds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Antenne nur im Innenraum günstig anzuordnen und dabei einen störungsfreien Signalaustausch mit dem Transponder zu gewährleisten. Die Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der unab- hängigen Ansprüche gelöst.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine Berechtigungsab- frage in einem Kraftfahrzeug weist einen Transponder auf, der im Rahmen einer Berechtigungsabfrage Daten mit einer An- tennenanordnung austauscht. Die Antennenanordnung besteht aus einer linken Antennenanordnung, auf der linken Seite des Kraftfahrzeuges angeordnet, und aus einer rechten Antennen- anordnung, auf der rechten Seite des Kraftfahrzeugs angeord- net. Bei einer Außenraumabfrage wird die linke Antennenan- ordnung mit einem Strom für die Außenraumabfrage, die rechte Antennenanordnung mit einem Strom für die Außenraumabfrage beaufschlagt. Vorzugsweise sind die Ströme der linken und der rechten Antennenanordnung unterschiedlich groß, von Null verschieden und/oder die Stromphasen zueinander invertierend gewählt. Die Antennenanordnungen sind vorzugsweise im Sei- tenholm hinter der rechten bzw. linken Seitentür unterge- bracht. Durch die räumliche Nähe der Antennenanordnung zu dem Fahrzeugschließsystem kann der Verkabelungsaufwand redu- ziert werden. Die unterschiedliche Wahl der Stromgröße bzw. der Stromphasen (invertierende Ansteuerung) von linker und rechter Antennenanordnung trägt zu einer eindeutigen Trans- pondererkennung auf einer der beiden (rechten bzw. linken) Seiten des Kraftfahrzeugs bei. Soll beispielsweise der linke Außenraum des Kraftfahrzeugs abgefragt werden, wird die lin- ke Antennenanordnung mit einem entsprechend hohen Strom be- aufschlagt. Die linke Antennenanordnung stellt die Kommuni- kation mit dem - in der Regel auf der linken Seite befindli- chen - Transponder sicher. Die rechte Antennenanordnung hin-

gegen wird mit einem niedrigeren Strom, invertierend bezüg- lich des Nutzsignals des Stroms der linken Antennenanord- nung, angesteuert, um das von der linken Antennenanordnung auf die rechte Seite abgestrahlte Feld so zu kompensieren, daß ein eventuell auf der rechten Fahrzeugseite befindlicher Transponder nicht in den Signalaustausch mit der Basisstati- on treten kann. Dadurch lassen sich Manipulationen verrin- gern. Außerdem ist auch eine ungewünschte Kommunikation ei- nes auf der linken Seite befindlichen Transponders mit der rechten Antennenanordnung unterbunden. Durch die Möglichkeit dieser aktiven Störfeldkompensation kann die Sendeleistung der den gewünschten Seitenbereich abfragenden Antenne erhöht werden. Die nachteiligen Folgen auf Grund des unerwünschten Austritts der magnetischen Wellen auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite beeinträchtigen die Sicherheit der Berechti- gungsabfrage nicht.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eine der in der Antennenanordnung vorgesehenen Antennen sowohl für die Außenraumabfrage als auch für eine Innenraumabfrage verwendet wird. Durch diese Doppelnutzung reduziert sich der benötigte Bauteileaufwand. Die Innenraumabfrage kann für ei- ne Fahrberechtigungsabfrage durchgeführt werden. Die An- steuerung der linken und rechten Antennenanordnung kann so gewählt werden, daß jede einen Halbraum des Fahrgastraums abdeckt zur Transponderkommunikation. Die Ansteuerung der beiden Antennenanordnungen für die Innenraumüberwachung er- folgt vorzugsweise sukzessive, insbesondere dann, wenn jede der Antennenanordnung den ganzen Innenraum abdeckt.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung besteht die Antennenan- ordnung aus zumindest zwei zueinander orthogonal ausgerich- teten Antennen. Auf diese Art und Weise läßt sich ein rotie- rendes Magnetfeld erzeugen, sodaß ein Signalaustausch mit

einem sich in jeder beliebigen Lage befindlichen Transponder erreicht wird.

Vorzugsweise ist die sowohl für die Innenraumabfrage als auch für die Außenraumabfrage genutzte Antenne als Ferrit- Spule ausgeführt. Auch die Verwendung einer Luftspule ist möglich. Dadurch lassen sich die für einen sicheren Daten- austausch notwendigen magnetischen Felder erzielen.

Das erfindungsgemäße Verfahren für eine Berechtigungsabfrage in einem Kraftfahrzeug fragt in einem ersten Schritt ein Be- diensignal ab. In einem zweiten Schritt wird ein Stromwert zur Ansteuerung einer Antennenanordnung in Abhängigkeit von dem Bediensignal ausgewählt. In einem dritten Schritt wird die Antennenanordnung mit dem ausgewählten Stromwert zur Durchführung der Berechtigungsabfrage angesteuert. Anhand der Bediensignale läßt sich eine einfache Zuordnung der ge- wünschten Abfrageart, Außenraumabfrage als Zugangsberechti- gung, Innenraumabfrage als Fahrberechtigung, erreichen.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen geben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.

Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich- nung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen die Figur 1 eine Draufsicht auf ein mit der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstetes Kraftfahrzeug, die Figuren 2 und 3 Blockschaltbilder zweier Ausführungsbeispie- le, Figur 4 einen Signalverlauf sowie Figur 5 ein Flußdia- gramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Auf der linken Seite eines in der Draufsicht dargestellten Kraftfahrzeugs ist zwischen linker Vorder - und Hintertür eine linke Antennenanordnung 10 untergebracht. Bei einer Au- ßenraumabfrage des linken Außenraums gibt die linke Anten- nenanordnung 10 ein Antennenfeld 16 für die Außenraumabfrage links und ein zum Innenraum orientiertes Antennenfeld 14 ab.

Innerhalb des Antennenfelds 16 für die Außenraumabfrage links findet sich ein Transponder 11, der in diesem Fall Si- gnale mit der linken Antennenanordnung 10 austauscht. Das zum Innenraum orientierte Antennenfeld 14 reicht über die rechte Seite des Kraftfahrzeugs hinaus. Dieses darüberhin- ausreichende Feld soll durch ein Kompensationsfeld 18 für die AuSenraumabErage links, erzeugt durch eine rechte Anten- nenanordnung 12, egalisiert werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 besteht die linke Antennenanordnung 10 aus einer ersten linken Antenne 21 und einer zweiten linken Antenne 22, die orthogonal zueinander angeordnet sind. Die erste linke Antenne 21 wird von einem Treiber 24 für die erste linke Antenne, die zweite linke An- tenne 22 von einem Treiber 25 für die zweite linke Antenne angesteuert. Die rechte Antennenanordnung 12 wird von einer ersten rechten Antenne 31 und einer zweiten rechten Antenne 32, wiederum orthogonal zueinander angeordnet, mit den zuge- hörigen Treiber 34 für die erste Antenne rechts und einem Treiber 35 für die zweite Antenne rechts gebildet. Die Trei- ber 24,25, 34,35 tauschen Signale mit einem Controller 40 aus. In dem Controller 40 sind eine Innenraumlogik 42 und eine Außenraumlogik 44 für die Durchführung der Innen- raumüberwachung und der Außenraumüberwachung vorgesehen. Der Controller 40 tauscht Signale mit einem Speicher 46 aus, in dem ein Strom I11 der ersten linken Antenne 21, ein Strom 112 der zweiten linken Antenne 22, ein Strom Irl der ersten

rechten Antenne 31 und ein Strom Ir2 der zweiten rechten An- tenne 33 hinterlegt sind. Als weitere Eingangsgrößen sind dem Controller 40 zwei Öffnungssignale Türen links 48, zwei Öffnungssignale Türen rechts 50 und ein Motorstartsignal 52 zugeführt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 unterscheidet sich von demjenigen der Figur 2 darin, daß die linke Antennenanord- nung 10 um eine dritte linke Antenne 23 mit zugehörigem Treiber 26 für die dritte linke Antenne erweitert ist. Auch die rechte Antennenanordnung 12 weist eine dritte rechte An- tenne 33 mit zugehörigem Treiber 36 auf. Hierzu korrespon- dierend sind in dem Speicher 46 zusätzlich ein Strom 113 der dritten linken Antenne 23 und ein Strom Ir3 der dritten rechten Antenne 33 hinterlegt.

Figur 4 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Stroms IrlAr der ersten rechten Antenne für die Außenraumabfrage rechts, so- wie einen Stroms IllAr der ersten linken Antenne für die Au- Senraumabfrage rechts. Die Signalverläufe dieser beiden Ströme sind binär invertiert. Die skizzierten Rechtecke (Binärsignal) sind die Einhüllenden des sinusförmigen Strom- verlaufs.

Linke und rechte Antennenanordnung 10,12 sind in der soge- nannten B-Säule des Kraftfahrzeugs untergebracht, die sich bei einem 4-türigen Wagen zwischen den zwei Seitentüren be- findet. Zumindest eine Antenne der jeweiligen Antennenanord- nung 10,12 wird sowohl für die Innenraumabfrage als auch für die Außenraumabfrage verwendet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 dienen die zwei Antennen 21,22 beziehungswei- se 31,32 jeder Antennenanordnung 10 beziehungsweise 12 so- wohl für die Innenraum- als auch für die AuSenraumabErage.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind es die zweiten Antennen 22 bzw. 32 der Antennenanordnungen 10 beziehungs-

weise 12, die sowohl bei der Innenraum- als auch bei der Au- ßenraumabfrage angesteuert werden.

Bei einer Außenraumabfrage tauschen die jeweilige Antennen- anordnungen 10,12 der abgefragten Seite und der Transponder 11 Signale aus. Möchte der Fahrer in das Fahrzeug steigen, betätigt er den Türgriff auf der linken Seite. Ein entspre- chendes Öffnungssignal 48 Türen links aktiviert in dem Con- troller 40 die entsprechende Außenraumlogik 44 zur linken Außenraumabfrage. Hierzu sendet die linke Antennenanordnung 10 über das Antennenfeld 16 für die Außenraumabfrage links ein codiertes Signal an den Transponder 11, der hierauf ein Antwortsignal an die linke Antennenanordnung 10 zurücksen- det. Diese Antwort wird in einem Steuergerät, gegebenenfalls in dem Controller 40, ausgewertet und mit einer als zulässig erachteten Antwort verglichen. Bei einer Ubereinstimmung wird das Schließsystem des Kraftfahrzeugs im Sinne eines Öffnens angesteuert. Der Datenaustausch zwischen Transponder 11 und Antennenanordnung 10,12 läuft aufgrund der Sicher- heitsanforderungen verschlüsselt ab, beispielsweise nach dem sogenannten Challenge-Response-Verfahren oder dem Rolling- Code-Verfahren.

Da zumindest eine Antenne der Antennenanordnungen 10,12, sowohl für die Innenraum- als auch für die Außenraumabfrage genutzt wird, ergibt sich bei einer Ansteuerung der linken Antennenanordnung 10 für eine linke Außenraumabfrage, die in Figur 1 dargestellte Feldverteilung. Hierbei ist das sich auf der linken Fahrzeugseite befindliche Antennenfeld 16 für die Außenraumabfrage links gewünscht, nicht hingegen das zum Innenraum orientierte Antennenfeld 14, das sich auch auf die rechte Fahrzeugseite erstrecken kann. Durch die erfindungs- gemäße Vorrichtung soll verhindert werden, daß das bei die- ser Konstellation auf der rechten Fahrzeugseite austretende zum Innenraum orientierte Antennenfeld 14 zur Kommunikation

mit einem Transponder 11, der sich auf der rechten Fahrzeug- seite befindet, genutzt wird. Bei einer Außenraumabfrage links soll auch tatsächlich nur der auf der linken Seite be- findliche Transponder 11 eine Zugangsberechtigung bewirken, nicht hingegen ein Transponder 11 auf der rechten Seite. Um dies zu erreichen, sendet die rechte Antennenanordnung 12 ein Störfeld 18 für die Außenraumabfrage links. Die Erzeu- gung dieses Störfelds 18 ist so gewählt, daß bei Überlage- rung des Störfelds 18 und des zum Innenraum orientierten An- tennenfelds 14 auf der rechten Seite ein resultierendes Feld entsteht, das nicht mehr die für die linke Seite typische Abfrageinformation für den Transponder 11 der linken Anten- nenanordnung 10 beinhaltet. Die mit dem Transponder 11 aus- getauschte Information ist in der Regel binär in Verbindung mit einem sinusförmigen Trägersignal von beispielsweise 125kHz codiert, vergleiche hierzu auch Figur 4. Diese binär kodierte Information soll auf der rechten Seite durch das Störfeld 18 so beeinflußt werden, daß dort beispielsweise ein durchgehendes Feld ohne 0/1-Wechsel zustande kommt.

Hierzu ist es denkbar, die rechte Antennenanordnung 12 lo- gisch invertierend zu dem Nutzsignal der linken Antennenan- ordnung 10 anzusteuern, beispielhaft dargestellt in Figur 4, sodaß bei geeigneter Wahl der Spulen-Stromamplitude (Strom Spitze-Spitze des Trägersignals) auf der rechten Seite ein durchgehendes Feld entsteht. Dadurch wird es unmöglich, ei- nen auf der rechten Seite befindlichen Transponder 11 anzu- steuern. Die rechte Antennenanordnung 12 könnte zur Erzeu- gung des Störfelds 18 auch im Sinne eines Rauschens oder phasenverschoben zum nutzseitigen Strom angesteuert werden.

Die Stromamplituden sind in dem Speicher 46 für jede Antenne und Abfrageart hinterlegt.

Zumindest eine der Antennen der Antennenanordnungen 10, 12 wird auch für eine Innenraumabfrage genutzt. Hat der mit ei- nem Transponder 11 versehene Benutzer Zugang zum Fahrzeug

erhalten und möchte das Fahrzeug starten, betätigt er ein entsprechendes Bedienelement, um das Motorstartsignal 52 zu erzeugen. Der Controller 40 erfaßt das Motorstartsignal 52 und erkennt anhand dessen, die Innenraumlogik 42 im Sinne der Innenraumabfrage zu aktivieren. Wiederum führen die An- tennenanordungen 10,12 einen Signalaustausch mit dem sich im Innenraum befindlichen Transponder 11 durch. Sendet der Transponder 11 ein als gültig erkanntes Signal zurück, wird der Benutzer als fahrberechtigt erkannt. Die für den Betrieb des Fahrzeugs notwendigen Komponenten werden freigeschaltet.

Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung der linken und rechten Antennenanordnungen 10,12, die jeweils den ganzen Innenraum abdecken, nacheinander.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 werden die ersten und zweiten Antennen 21, 31 ; 22,32 sowohl für die Innenrau- mabfrage als auch für die Au$enraumabErage rechts/links an- gesteuert. Somit lassen sich für jede Antenne drei Betriebs- arten unterscheiden. Für jede dieser drei Betriebsarten wird in dem Speicher 46 jeweils ein Stromwert (Spulen- Stromamplitude Spitze-Spitze) hinterlegt. Der Strom Ill der ersten linken Antenne 21 weist somit drei Werte auf : Den Strom der linken ersten Antenne für die Außenraumabfrage links (IllAl) den Strom der ersten linken Antenne für die Außenraumabfrage rechts (IllAr) und den Strom der linken er- sten Antenne für die Innenraumabfrage (IllI). Entsprechendes gilt für die weiteren Antennen 22,31, 32. Bei der Außenrau- mabfrage links läuft der Signalaustausch mit dem Transponder 11 unter anderem über diese erste linke Antenne 21. Der für diese Betriebsart hinterlegte Strom IllAl weist einen rela- tiv hohen Wert auf. Im der zweiten Betriebsart AuSenraumab- frage rechts erzeugt die erste linke Antenne 21 ein Störfeld für die Außenraumabfrage rechts. Der entsprechende Stromwert IllAr ist niedriger als der für die Außenraumabfrage links zu wählen. Beispielhaft sind die entsprechenden Signalver-

laufe für die Außenabfrage rechts in Figur 4 dargestellt.

Für die dritte Betriebsart der Innenraumabfrage muß ein Strom IllI in der Höhe vorgegeben werden, daß der ganze In- nenraum des Kraftfahrzeugs sicher erfaßt wird.

In entsprechender Weise sind die anderen Stromwerte zu hin- terlegen. Für die erste rechte Antenne 31 beispielsweise ist der Strom für die Außenabfrage links IrlAl kleiner zu wählen als der für die Außenraumabfrage rechts (IrlAr).

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 wird immer die zweite Antenne 22 beziehungsweise 32 sowohl für die Innen- raumabfrage als auch für die Außenraumabfrage verwendet.

Diese zweiten Antennen 22,32 müssen in Übereinstimmung zu den Antennen gemäß Figur 2 wiederum drei Betriebsarten mit den zugehörigen drei Stromwerten abdecken, sodaß für jede der zweiten Antennen 22,32 drei Stromwerte hinterlegt sind (I12A1, Il2Ar, I12I ; Ir2Al, Ir2Ar, Ir2I). Die ersten Anten- nen 21,31 werden nur für die Außenraumabfrage rechts/links genutzt, sodaß hierfür jeweils zwei Stromwerte in dem Sprei- cher 46 zu hinterlegen sind, einmal zur Erzeugung eines Nutzfelds, im anderen Fall zur Erzeugung eines Störfelds.

Die dritten Antennen 23,33 übernehmen in Verbindung mit den zweiten Antennen 22,32 nur die Innenraumabfrage. Hierfür ist lediglich jeweils ein Stromwert (Ir3I, I13I) im Speicher 46 abzulegen. Bei den ersten Antennen 21 für die Außenabfra- ge kann es sich um eine Luftspule handeln, die zusammen mit den zweiten Antennen 22,32 eine sogenannte Twin-loop- Antenne bilden. Erste und zweite Antennen 21 beziehungsweise 31,22 beziehungsweise 32 werden um 90° phasenverschoben an- gesteuert, sodaß ein rotierendes Magnetfeld entsteht. Als zweite Antenne 22,32 können Ferritspulen zum Einsatz gelan- gen. Die Ferritspule der zweiten Antennen 22,32 wird in der B-Säule montiert. Die dritten Antennen 23,33 für die Innen-

raumabfrage sind ebenfalls Ferritantennen und können am Bo- den, beispielsweise am Fahrersitz, angeordnet werden.

In Figur 5 wird der Ablauf der Betriebsweise einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Die Abfragen werden gestartet, Schritt 101, indem der Controller einen Signal- wechsel eines Eingangsignals (Öffnungssignal 48/50 Türen links/rechts, Motorstartsignal 52) erkennt. Diesen Eingangs- signalen sind die drei Betriebsarten (Außenraumabfrage rechts/links, Innenraumabfrage) zuzuordnen. In der Abfrage 102 wird ermittelt, ob es sich bei dem einen Signalwechsel hervorrufenden Eingangssignal um das Motorstartsignal 52 ge- handelt hat. Bejahendenfalls lädt der Controller 40 aus dem Speicher 46 die Stromansteuerwerte für die Innenraumabfrage (IlnI, IrnI), Schritt 103. Der Index n ist als Laufindex zu verstehen ; für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 gilt : n=1,2; für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 gilt : n=1,2,3.

Anschließend wird die Innenraumabfrage mit den aus dem Spei- cher 46 geladenen Werten durchgeführt, Schritt 104.

Handelt es sich bei dem eingehenden Signal nicht um das Mo- torstartsignal 52, schließt sich eine Abfrage 106 an, ob die Türen links betätigt wurden. Ist dies der Fall, erkennt der Controller, daß die Außenraumabfrage links zu starten ist.

Er lädt die Stromwerte für die Außenabfrage links IlnAl, IrnAl aus dem Speicher 46, Schritt 107. Falls nicht die lin- ken Türen betätigt wurden, wird eine Betätigung der rechten Türen abgefragt, Abfrage 109. Bejahendenfalls ist die AuSen- raumabfrage rechts durchzuführen. Hierfür sind die entspre- chenden Stromwerte IlnAr, IrnAr aus dem Speicher 46 zu la- den. Mit den so gewählten Stromansteuerwerten Iln, Irn wird die Außenraumabfrage durchgeführt, Schritt 108. In Abhängig- keit von einem als zulässig erachteten Signalwechsel wird entweder eine Fahrberechtigung (bei der Innenraumabfrage) oder eine Zugangsberechtigung (bei der Außenraumabfrage) er teilt, Schritt 105.