Beschreibung

Verfahren, Vorrichtung und Anordnung zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers bezüglich einer Sende- und Empfangseinrichtung mit mehreren Sendeantennen, insbesondere einem Steuergerät eines Fahrzeuges, sowie wenigstens einen ID-Geber, eine Sende- und Empfangseinrichtung und eine Anordnung hieraus zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Derartige Verfahren, Vorrichtungen und Anordnungen finden beispielsweise in der Fahrzeugtechnik Anwendung, um die Posi- tion eines Fahrzeugschlüssels in Form eines ID-Gebers zum

Fahrzeug bzw. einem darin angeordneten Steuergerät zu bestimmen und nach erfolgreicher Authentifizierung Aktionen wie Entriegeln der Zentralverriegelung, Deaktivierung der Wegfahrsperre, etc. zu steuern.

Hierbei wird bei derartigen sogenannten passiven Zugangskontrollsystemen die Forderung nach einer positionsspezifischen, beispielsweise seitenspezifischen Steuerung bestimmter Aktionen erfüllt, indem über unterschiedlich positionierte Anten- nen zeitlich versetzt LF (LF: Low Frequency = Niederfrequenz) -Telegramme gesendet werden und jeweils nach dem Senden eines LF-Telegramms über eine bestimmte Antenne eine Wartezeit abgewartet wird, in welcher eine diesbezügliche Antwort von einem ID-Geber empfangen werden kann. Erst nach Verstrei- chen einer solchen Wartezeit, welche zusammen mit der Sendezeit einen Zyklus darstellt, erfolgt das Senden über eine weitere Antenne mit darauffolgender Wartezeit.

Nachteiligerweise kann bei dieser Art der Positionsbestimmung eine Zeitverzögerung auftreten, welche von einem Benutzer bzw. Anwender als zu langsame Reaktion empfunden wird.

Zudem muss während des zeitversetzten Sendens und der jeweils darauffolgenden Wartezeit das entsprechende Steuergerät mit der darin befindlichen Sende- und Empfangseinrichtung aktiv gehalten werden, so dass hierdurch der Stromverbrauch steigt.

Bei Anwendungen mit autarker Energieversorgung, wie sie beispielsweise in der Fahrzeugtechnik der Fall sind, ist jedoch ein möglichst geringer Stromverbrauch, insbesondere während (längerer) Standzeiten, in welchen die Fahrzeugbatterie nicht aufgeladen wird, gewünscht, um ein Entladen der autarken E- nergieversorgung zu vermeiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers, sowie eine Sende- und Empfangseinrichtung, einen ID-Geber und eine Anordnung hieraus zur Durchführung eines derartigen Verfahrens zu schaffen, welche auf einfache Art und Weise die Reaktionszeit verkürzt und zudem den Energieverbrauch nicht steigert, vorzugsweise vermindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Sende- und Empfangseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8, durch einen ID-Geber mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und eine An- Ordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.

Nach der Erfindung wird jeweils ein Sendetelegramm bzw. ein Datentelegramm über jeweils eine in ihrer Ausrichtung unterschiedliche Antenne bzw. Antennen mit örtlich unterschiedli- chen Sendecharakteristika gesendet, wobei das jeweilige Sendetelegramm eine Positionsinformation über die jeweilige Antenne bzw. deren Ausrichtung beinhaltet, über die es gesendet wird.

Hierdurch ist es vorteilhafterweise nicht mehr notwendig, nach jedem Senden über eine Antenne abzuwarten, ob innerhalb einer Wartezeit von beispielsweise 100 ms eine Antwort erfolgt. Stattdessen können alle Sendetelegramme ohne dazwi-

schenliegende Wartezeit nacheinander oder beispielsweise mittels mehrerer Sender auch gleichzeitig ausgesendet werden, worauf eine einzige Wartezeit für mögliche Antworten von ID- Gebern abgewartet wird.

Der Einfachheit halber wird im Folgenden eine Antenne mit einer bezuglich einer weiteren Antenne ortlich unterschiedlichen Sendeausrichtung bzw. Sendecharakteristik als Antenne mit unterschiedlicher Ausrichtung bezeichnet. Selbstverstand- lieh sind hierdurch aber auch Mehrfachantennen oder einzelne, an gleicher Stelle angeordnete Antennen, aber mit ortlich sich unterscheidenden Sendecharakteristika (ortlich unterschiedliche Sendefelder) umfasst.

Das Senden des Sendetelegramms erfolgt hierbei vorzugsweise in Form eines LF-Telegramms, mit einer üblichen Tragerfrequenz unter 200 kHz, insbesondere 125 kHz oder 135 kHz und einer Baudrate von einigen kBd, insbesondere 3,9 kBd und einer Telegrammlange von mehren Bit bis mehreren hundert Bit, insbesondere 50 bis 250 Bit, so dass sich Sendezeiten von mehreren ms, beispielsweise durchschnittlich 40 ms ergeben.

Durch das Senden eines LF-Telegramms kann vorzugsweise aufgrund der geringen Reichweite von wenigen Metern, insbesonde- re bis zu zwei Metern, ein unnötiges Reagieren auf ID-Geber, welche sich nicht tatsachlich nahern, um Aktionen am Fahrzeug herbeizufuhren, vermieden werden. Hierdurch werden sowohl Fehlantworten unberechtigter ID-Geber in einem größeren Umfeld vermieden, als auch ein unnötiges Offnen aufgrund eines sich im Sendebereich befindlichen ID-Gebers, dessen Besitzer bzw. Trager aber keine Annäherung an das Fahrzeug oder gar eine Aktion des Fahrzeuges beabsichtigt, verhindert.

Zudem wird ein unnötiges Wecken der gesamten Elektronik (wa- ke-up) und damit ein erhöhter Stromverbrauch in den ID-Gebern vermieden, welcher für die Signalverarbeitung und eine etwaige Antwort auf ein empfangenes Sendetelegramm anfallen wurde.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Senden der Sendetelegramme über die Sendeantennen mit unterschiedlicher Information im jeweiligen Sendetelegramm gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig (überlappend) . Hierzu können mehrere Sender vorratig gehalten werden, welche ortlich getrennt, beispielsweise im Bereich der Sendeantennen oder in einem Steuergerat als Multisender kombiniert, angeordnet sein können .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Informationen über die Ausrichtung der Antenne aus dem empfangenen Sendetelegramm im ID-Geber ausgelesen und über eine RF (RF: Radio Frequency bzw. Hochfrequenz) -Strecke an die Sende- und Empfangseinrichtung übertragen. Durch die vorzugsweise weite- re Funkstrecke, insbesondere RF-Strecke, von beispielsweise

315 MHz, 433 MHz oder auch 868 MHz (bzw. die jeweils nach nationalen Vorschriften hierfür freigegebenen Frequenzen) kann zudem ein gleichzeitiges Senden und Empfangen ermöglicht werden, wobei ein RF-Signal vorteilhafterweise eine höhere Reichweite als ein LF-Signal aufweist und demzufolge die einwandfreie übertragung des Signals als Antwort auf das vom ID- Geber empfangene Sendesignal (Anfrage) auch in ungunstigen Fallen gewahrleistet.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung findet vor dem Auslesen der Information über die Ausrichtung der Antenne bzw. eine hiervon abhangige Richtungs- oder Positionsinformation des ID-Gebers zum Fahrzeug im ID-Geber eine Vorprüfung, beispielsweise durch überprüfung einer Fahrzeugkennung statt, ob der ID-Geber dem Fahrzeug zugeordnet ist. Erst nach erfolgreicher erkannter Zuordnung wird eine entsprechende weitere Elektronik, insbesondere eine Sendeeinrichtung aktiviert oder aus einem Ruhemodus geweckt, so dass ein erhöhter Stromverbrauch durch nicht zugehörige Fahrzeugkennungen vermieden werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Positionsbestimmung und übertragung der Antwort innerhalb eines

Sende-Empfangszyklus der Sende- und Empfangseinrichtung. Beispielsweise wird unmittelbar anschließend an eine Sendezeit für alle Sendetelegramme von beispielsweise 40 ms eine Wartezeit von beispielsweise 100 ms für den Empfang eines oder mehrerer Antwortsignale abgewartet. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine schnelle Reaktionszeit gewährleistet werden.

Selbstverständlich ist es aber auch zur weiteren Verbesserung der Reaktionszeit denkbar, dass in einem aus Sendezeit und Wartezeit bestehenden Sende-Empfangszyklus diese Zeiten teilweise überlappen, so dass bereits Antworten empfangen werden können, während noch gesendet wird. Zudem können zur Vermeidung von Störungen durch gleichzeitige (Rück-) Antworten in der Wartezeit sogenannte "time-slots" vorgesehen sein, in welchen nach bestimmter Zuordnung einzelne ID-Geber, beispielsweise durch das empfangene Telegramm synchronisiert, ihre Antwort senden.

Wird die (Rück-) Antwort eines ID-Gebers von der Sende- und Empfangseinrichtung bzw. in diesem Fall von der Empfangseinrichtung korrekt empfangen und verlief die Authentifizierung erfolgreich, so können - abgesehen von einer Verringerung des Energiebedarfs und Verbesserung der Reaktionszeit - zudem als weiterer Vorteil in Abhängigkeit von der durch die Sende- und Empfangseinrichtung empfangenen (Richtungs-) Information mittels einer Steuereinrichtung unterschiedliche Aktionen gesteuert werden. Beispielsweise kann zur Erhöhung der Fahrzeug- und Personensicherheit nur die Tür geöffnet bzw. die Verriegelung entsperrt werden, an deren Seite sich eine Per- son mit einem mitgeführten ID-Geber nähert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung aus einem Fahrzeug und zwei ID- Gebern .

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Anordnung zeigt ein

Fahrzeug 1, in dessen Türen sich LF-Antennen befinden, welche in nicht näher dargestellter Weise jeweils mit einem LF- Sender einer unten dargestellten Sende- und Empfangseinrichtung verbunden bzw. gekoppelt sind. Diese nicht näher darge- stellten LF-Antennen 20, 21, 22 sind derart in ihrer Lage und ihrem Einbauort positioniert, dass sie die in Fig. 1 dargestellte Sendefeldcharakteristik besitzen.

Wie ersichtlich, weist hierbei die in die linke Fahrzeugtür bzw. Fahrertür, beispielsweise im Bereich des Türschlosses, eingebaute LF-Antenne 20 einen Sendefeldbereich 3 auf. In a- naloger Weise besitzt, wie in Fig. 1 dargestellt, die in die rechte Fahrzeugtür bzw. Beifahrertür eingebaute LF-Antenne 21 einen Sendefeldbereich 5 und die im Heckbereich, beispiels- weise ebenfalls im Bereich des Schlosses, eingebaute LF- Antenne 22 einen Sendefeldbereich 7.

Die elliptische Außenlinie zur Darstellung der Sendefeldbereiche 3, 5 und 7 stellt in vereinfachter Form eine Grenze dar, innerhalb welcher ein in diesem Beispiel über die LF- Antennen gesendetes Signal bzw. Sendetelegramm noch von einem beispielhaften LF-Empfänger korrekt empfangen werden kann.

Derartige LF-Empfänger sind in ID-Gebern 9 und 11 enthalten, welche sich beispielhaft in den Sendefeldbereichen 3 und 5 befinden .

Wird nun erfindungsgemäß von einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten, als Basisstation bzw. Steuergerät 13 aus- gebildeten Sende- und Empfangseinrichtung bzw. deren LF-

Sendeeinrichtung 19 ein LF-Telegramm 30 bzw. 31 gesendet, so kann dieses Telegramm von den ID-Gebern 9, 11 im Bereich der Felder 3, 5 empfangen werden.

Erfindungsgemaß beinhaltet ein derartiges Telegramm, beispielsweise als 3-Bit Zahlencode im Header bzw. Nachrichtenkopf, eine Information, über welche Antenne es ausgesendet wurde. Diese Information gibt damit Auskunft über die Ausrichtung) bzw. ob, wie im Beispiel dargestellt, das LF- Telegramm links, rechts oder hinten am Fahrzeug empfangen wurde. Entsprechend ist hierdurch die Position des empfangenden ID-Gebers relativ zum Fahrzeug im ID-Geber vorhanden.

Nach dem korrekten Empfang eines derartigen LF-Telegramms im ID-Geber 9, 11 bzw. in dem darin befindlichen LF-Empfanger, der Teil einer ID-geberseitigen Sende- und Empfangseinrichtung 40 bzw. 41 sein kann, erfolgt vorzugsweise erst eine (Vor-) Prüfung, beispielsweise durch Auslesen einer mit dem

LF-Telegramm übermittelten Fahrzeugkennung und Vergleich mit einer im ID-Geber bekannten Fahrzeugkennung, inwiefern das empfangene LF-Telegramm den ID-Geber auch betrifft bzw. diesem zugeordnet ist.

Erst nach erfolgreicher überprüfung wird im ID-Geber weitere Elektronik zum Auslesen der Richtungsinformation und zum Senden einer Ruckantwort aktiviert oder aus einem Ruhemodus geweckt .

Im Folgenden wird die ausgelesene Richtungs- bzw. Positionsinformation als Teil einer Antwort bzw. eines Antworttelegramms 50 bzw. 51, vorzugsweise auf einer anderen Funkstrecke, beispielsweise RF-Strecke mit 433 MHz, 868 MHz oder an- deren hierfür zulassigen RF-Frequenzen gesendet. Das Auslesen der Richtungsinformation sowie das Veranlassen des Sendens eines Antworttelegramms kann von einer ID-geberseitigen Steuer- und Auswerteeinheit 45 bzw. 46 durchgeführt werden.

Selbstverständlich können hierbei weitere nicht naher dargestellte bekannte Ablaufe und Techniken zur überprüfung der Berechtigung bzw. zur Authentifizierung eines ID-Gebers bei einer Basisstation erfolgen bzw. angewendet werden.

Nach dem Empfang der Ruckantwort z.B. durch einen RF- Empfanger der Sende- und Empfangseinrichtung 13 und etwaiger zusatzlich erfolgter Authentifizierung wird nun im Fahrzeug, vorzugsweise im Steuergerat bzw. der Sende- und Empfangseinrichtung, mittels einer entsprechenden Auswerteeinheit die Richtungsinformation ausgelesen und bei Bedarf eine entsprechend richtungs- bzw. seitenabhangige Aktion, beispielsweise das Offnen nur der Fahrertur oder nur der Heckklappe bzw. des Kofferraums, als Antwort auf eine entsprechende Annäherung mittels einer ebenfalls vorzugsweise im Steuergerat enthaltenen Steuereinrichtung veranlasst.

Auf diese Weise ist es möglich, seitenspezifisch (im Beispiel links, rechts, hinten) auf eine entsprechende Annäherung zu reagieren, ohne eine möglicherweise unerwünschte gesamte Reaktion, wie Entsperren der Zentralverriegelung aller Türen, zu veranlassen.

Obwohl im erläuterten Beispiel das Senden der LF-Telegramme über die unterschiedlichen Antennen vorzugsweise gleichzeitig mittels jeweils entsprechend vorhandener Sender oder Sendeeinheiten erfolgt, ist es aber auch denkbar, die unterschiedlichen Antennen nacheinander mit jeweils unterschiedliche Richtungsinformationen enthaltenden Sendetelegrammen anzusteuern, wofür ein einzelner Sender bzw. eine einzelne Sendeeinheit ausreicht.

Trotzdem ergibt sich auch bei dieser Variante gegenüber einem zeitversetzten Senden ohne Richtungsinformation mit jeweils notwendiger nachfolgender Wartezeit für den Empfang einer Ruckantwort eine Verkürzung der Reaktionszeit, da erfindungs- gemaß die jeweils nachfolgende Wartezeit entfallt und nur einmal nach erfolgtem Senden aller Sendetelegramme auf eine Antwort gewartet werden muss.

Obwohl die Erfindung vorstehend anhand eines Beispiels in der Fahrzeugtechnik erläutert wurde, ist die Erfindung in allen

Bereichen, beispielsweise in der Gebäudesicherungstechnik, in der Hausgerätetechnik, Beleuchtung, etc., anwendbar, in denen eine passive Zugangskontrolle oder richtungsspezifische Reaktion auf unterschiedliche Annäherungen eine Rolle spielen kann .

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

3 Sendefeldbereich LF links (Fahrertür) 5 Sendefeldbereich LF rechts (Beifahrertür)

7 Sendefeldbereich LF hinten (Heckklappe/Kofferraum) )

9 ID-Geber 1

11 ID-Geber 2

13 Sende- und Empfangseinrichtung 19 Sendeeinrichtung von 13

20 Antenne in/an Fahrertür

21 Antenne in/an Beifahrertür

22 Antenne in/an Heckklappe/Kofferraum 30 Sendetelegramm von 20 31 Sendetelegramm von 21

40 ID-geberseitige Sende- und Empfangseinrichtung zu 9

41 ID-geberseitige Sende- und Empfangseinrichtung zu 11

45 Steuer- und/oder Auswerteeinheit zu 9

46 Steuer- und/oder Auswerteeinheit zu 11 50 Antworttelegramm von 9

51 Antworttelegramm von 11