Verfahren

Die Erfindung betrifft einen Funkschlüssel für ein

Zugangssystem eines Fahrzeuges. Insbesondere betrifft die

Erfindung einen Funkschlüssel (auch als ID-Geber bezeichnet) für sogenannte passive Zugangssysteme wie Keyless-Entry-Systeme .

Im Stand der Technik sind verschiedene Fahrzeugschlüssel für passive Zugangssysteme bekannt. Beispielsweise wird in dem

Dokument US 7,602,274 B2 ein Fahrzeugschlüssel von der Gattung des erfinderischen Fahrzeugschlüssels beschrieben. Der

Fahrzeugschlüssel weist eine Spulenanordnung auf, die als sogenannte 3D-Spulenanordnung für einen Signalempfang im

niederfrequenten (LF) Frequenzbereich ausgebildet ist. Drei Antennenspulen sind in unterschiedlichen Raumrichtungen

orientiert, um eine niederfrequente Signalübermittlung (z.B. bei 125 kHz) von Seiten des Fahrzeuges in jeder Lage des

Fahrzeugschlüssels empfangen zu können.

Eine solche 3D-Spulenanordnung ist mit einer zugehörigen Empfangsschaltung gekoppelt. Der Schlüssel weist außerdem eine Steuerschaltung auf, die wiederum mit der Empfangsschaltung gekoppelt ist. Die niederfrequente Signalübermittlung vom

Fahrzeug an den Fahrzeugschlüssel wird verwendet, um den

Fahrzeugschlüssel, insbesondere dessen Steuerschaltung, aus einem Ruhezustand aufzuwecken und eine nachfolgende

Kommunikation im Hochfrequenzbereich zu initiieren. Dazu weist der Fahrzeugschlüssel neben den LF-Antennen außerdem wenigstens eine für die Hochfrequenzkommunikation ausgebildete

Hochfrequenzantenne und eine zugehörige Übermittlungsschaltung auf.

Da die Energieressourcen des mobilen Funkschlüssels geschont werden sollen, ist eine zu häufige Aktivierung des

Funkschlüssels zu vermeiden. Daher wird die zentrale

Steuerschaltung des Funkschlüssels, welche einen MikroController und zugeordnete Mittel zur Ausführung eines Programmcodes enthält, nur dann aufgeweckt, wenn die Empfangsschaltung ein passendes Signal über die 3D-Spulenanordnung im niederfrequenten Bereich empfängt.

Am Markt sind Produkte verfügbar, welche mehrere der

genannten Komponenten zu Baugruppen zusammenfassen und mehr oder weniger integrieren. Beispielsweise sind Produkte des

Unternehmens Texas Instrument bekannt, welche entsprechende Spulenanordnungen mit Empfangsschaltungen integrieren (TI Car access product family) .

Die Schlüssel der genannten Art sind insbesondere für sogenannte pollende, also von Fahrzeugseite aus die Umgebung regelmäßig über LF-Signale abfragende Systeme vorgesehen.

Bei solchen Systemen mit mehreren LF-Empfangsspulen ist es üblich, bei Empfang eines niederfrequenten Signales über die 3D- Spulenanordnung eine der Spulen für einen nachfolgenden

Signalempfang für die Dekodierung der niederfrequenten Signale auszuwählen. Diese Auswahl kann nach verschiedenen Kriterien erfolgen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass ein solches Vorgehen einer Spulenauswahl Probleme hinsichtlich der Performance und Verlässlichkeit der Spulenauswahl mit sich bringt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Zuverlässigkeit des

Betriebs eines Funkschlüssels mit einer 3D-Spulenanordnung zu verbessern .

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Funkschlüssel mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 4.

Gemäß der Erfindung erfolgt über die Empfangsschaltung der 3D-Spulenanordnung nach Empfang eines Wake-Up Signals zunächst ein Wecken der zentralen Steuerschaltung. Der Vorgang des

Empfangs eine Wake-up Signals (oder Wake-up patterns) ist bekannt und die im Markt verfügbaren Empfangsschaltungen

erzeugen in Abhängigkeit von einem empfangenen Signal bei einer Trägerfrequenz zwischen 115kHz und 150kHz entsprechende Signale an nachgeordnete Schaltungen, wobei das Horchen auf ein Wake-up Signal durch die Empfangsschaltung nur einen sehr geringen

Energiebedarf erfordert. Nachdem die zentrale Steuerschaltung mit dem Mikrokontroller aus einem Ruhezustand aufgeweckt wurde, übernimmt diese

Steuerschaltung mit dem Mikrokontroller die getrennte Abfrage jeder einzelnen der Spulen der 3D-Spulenanordnung . Dies

bedeutet, selbst wenn gegebenenfalls vorher von der

Empfangsschaltung bereits eine Auswahl einer der Empfangsspulen vorgenommen wurde, wird nach dem Wecken unter Kontrolle der zentralen Steuerschaltung des Schlüssels erneut eine Auswertung der Signale an jeder der Spulen der 3D-Spulenanordnung

vorgenommen. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund einerseits der zeitlichen Abläufe und andererseits der veränderten

Systembedingungen im Fahrzeugschlüssel bei geweckter

Steuerschaltung, eine deutlich verbesserte Verlässlichkeit des LF-Empfangs erreicht werden kann, wenn die zentrale

Steuerschaltung die Signale jeder der Spulen nach dem

Weckvorgang auswertet und daraufhin eine der Spulen für den LF- Empfang und die Decodierung der Signale auswählt.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist also nicht die

Auswahl einer der Spulen, sondern der Zeitpunkt der Auswahl oder erneuten Auswahl einer der Spulen, wobei die Auswahl der Spulen durch die zentrale Steuerschaltung anhand eines Programmablaufs im MikroController und nicht durch eine gegebenenfalls mit den Spulen integrierte Empfangsschaltung realisiert wird. Die

Spulenauswahl wird gemäß der Erfindung entsprechend nach Empfang des Wake-Up Pattern gestartet.

Die Auswahl der Spule kann von der Software anhand der von der Spule empfangenen Signalstärke (RSSI-Wert) oder auch anhand der ermittelten Antwortzeiten der Spule vorgenommen werden.

Regelmäßig wird diejenige Spule ausgewählt, die bei

aufgewecktem Zustand der zentralen Steuerschaltung mit dem

Mikroprozessor die größte Signalstärke der empfangenen LF- Signale zeigt.

Die ausgewählte Spule wird in den nachgeordneten

Verfahrensschritten der zentralen Steuereinrichtung verwendet, um eingehende niederfrequente Signale zu empfangen und zu decodieren. In Abhängigkeit von den eingehenden Daten wird dann die hochfrequente Kommunikation mit dem Fahrzeug gestartet. Bei Systemen gemäß dem Stand der Technik wurde zwar ebenfalls eine RSSI Erfassung im Verlauf der

Sicherheitsüberprüfung durchgeführt, diese diente jedoch der Lokalisierung des Fahrzeugschlüssels gegenüber dem Fahrzeug. Bei der Erfindung wird die RSSI Messung vorgezogen um festzustellen, welche der LF-Spulen das höchste Feldstärkesignal aufweist. Erst dann werden die Daten der ausgewählten Spule dekodiert. Die RSSI Daten können später auch für die Lokalisation des

Fahrzeugschlüssels herangezogen werden, was eine weitere RSSI Messung überflüssig macht.

Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Systems und

Verfahrens besteht darin, dass bestehende Systeme auf dieses Verfahren nachgerüstet werden können, da der

Spulenauswahlvorgang in der Software der zentralen

Steuereinrichtung als Steuersoftware implementiert und auch geändert werden kann. Die softwarebasierte Spulenauswahl hat sich in der praktischen Erprobung einer vorgeschalteten Auswahl durch integrierte Bausteine der LF-Empfangsschaltung als

deutlich überlegen gezeigt, da eine erheblich verbesserte

Verlässlichkeit des Systems erreicht wurde.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch ein System, bestehend aus

fahrzeugseitiger Kommunikationseinheit und mobilem

Fahrzeugschlüssel;

Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Keyless-Entry- Verfahrens gemäß dem Stand der Technik;

Figur 3 zeigt den Ablauf eines Keyless-Entry-Verfahrens gemäß der Erfindung.

In Figur 1 ist in einer schematischen Ansicht eine

fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung 1 gezeigt.

Über eine drahtlose Kommunikationsverbindung wirkt ein

Fahrzeugschlüssel 2 mit der Kommunikationseinheit 1 zusammen, um ein passives Zugangssystem zur Verfügung zu stellen. In der fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit ist eine zentrale

Steuereinrichtung 3 eingebaut. Mit der zentralen

Steuereinrichtung 3 sind mehrere Sendespulen 4a, 4b, 4c für eine niederfrequente (LF) Kommunikation gekoppelt. Die

niederfrequente Kommunikation findet in diesem Beispiel bei 125 kHz statt. Außerdem ist eine Kommunikationsschaltung 5 vorgesehen, die mit einer Hochfrequenzantenne 6 gekoppelt ist. Über die Kommunikationsschaltung 5 kann unter Ansteuerung der Antenne 6 eine Hochfrequenzkommunikation ausgeführt werden.

Auf der Seite des Fahrzeugschlüssels 2 ist ein LF- Kommunikationsbaustein 10 angeordnet, welcher eine

Empfangsschaltung und mit der Empfangsschaltung gekoppelte

Spulen für den Empfang niederfrequenter Signale aufweist. Die

Spulen sind dabei als sogenannte 3D-Spulenanordnung ausgebildet. Die einzelnen Spulen weisen dabei in verschiedene

Raumrichtungen, um einen verbesserten Empfang der

niederfrequenten Signale bei beliebiger Lage des

Fahrzeugschlüssels 2 zu ermöglichen.

Mit der Empfangsschaltung 10 ist eine Steuereinrichtung 11 gekoppelt, welche einen energiereduzierten Stand-by-Zustand einnehmen kann. Der Stand-by-Zustand ist ein energiereduzierter Zustand, in dem der Energiebedarf der Einrichtung des

Fahrzeugschlüssels 2 herabgesetzt ist, da die Steuereinrichtung inaktiv geschaltet ist. Über die Empfangsschaltung 10 ist es beim Empfang eines passenden Wake-Up-Signals möglich, die

Steuerschaltung 11 durch eine Ansteuerung aufzuwecken.

Die Steuereinrichtung 11 weist einen Mikrokontroller und Speichermittel für ausführbare Programmcodes auf. Mit der

Steuereinrichtung 11 ist außerdem eine Kommunikationsschaltung 12 gekoppelt, die wiederum mit einer Sende-Empfangsantenne 13 für Hochfrequenzkommunikation verbunden ist.

Im Betrieb sendet die Kommunikationseinheit des Fahrzeugs in kurzen Zeitabständen (z.B. 250ms) Wake-Up-Signale über die

Antennen 4a, 4b, 4c aus, um Fahrzeugschlüssel im näheren Umfeld des Fahrzeuges aufzuwecken. Ein solches System mit wiederholter Abfrage der Umgebung wird als sogenanntes pollendes System bezeichnet. Gerät der Schlüssel 2 in dem näheren

Umgebungsbereich des Fahrzeuges, erreicht die Feldstärke der LF- Wake-Up-Signale aus, um von der Empfangseinrichtung 10

detektiert zu werden. In der Empfangseinrichtung 10 wird das Wake-Up-Signal empfangen und in Abhängigkeit von dem Wake-Up- Signal wird die Steuereinrichtung 11 geweckt, also in einem betriebsfähigen Zustand versetzt.

Grundsätzlich ist es möglich, dass die Empfangsschaltung 10 anhand des empfangenen Wake-Up-Signals und der Signale der 3D- Spulenanordnung bereits eine Vorauswahl einer der Empfangsspulen der Empfangsschaltung 10 vornimmt. Gemäß der Erfindung ist es jedoch vorgesehen, dass nach Aufwecken der Steuereinrichtung 11 durch diese Steuereinrichtung 11 eine Ansteuerung jeder der Spulen der 3D-Spulenanordnung vorgenommen wird. In Abhängigkeit von den Signalantworten, insbesondere einer RSSI-Wertermittlung, wählt die Steuerschaltung 11 eine der Spulen der

Empfangsschaltung 10 aus, über welche die niederfrequenten

Signale empfangen werden. Nachfolgend wird eine Decodierung der Signale ausgeführt und in Abhängigkeit von den decodierten

Signalen wird eine hochfrequente Kommunikation über die

Kommunikationsschaltung 12 und die Antenne 13 mit den

korrespondierenden Komponenten auf Fahrzeugseite, der Antenne 6 und der Kommunikationsschaltung 5, initiiert.

Figur 2 zeigt zur Verdeutlichung der Unterschiede des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Verfahren zur Antennenauswahl gemäß dem Stand der Technik.

Gemäß dem Stand der Technik wird bei Schritt 10 vom Fahrzeug ein Wake-Up-Signal im niederfrequenten Signalbereich ausgesandt. Ein Fahrzeugschlüssel empfängt über eine 3D-Spulenanordnung das Wake-Up-Signal. Die Empfangsschaltung, die mit den Spulen für eine niederfrequente Kommunikation gekoppelt ist, trifft eine Auswahl der zu verwendenden LF-Empfangsantenne anhand der

Signalstärke der einzelnen Antennen oder deren Antwortzeiten . Anschließend wird die Steuerschaltung mit dem MikroController im Fahrzeugschlüssel geweckt. Über diese vorausgewählte Antenne werden die niederfrequenten Daten empfangen und es erfolgt eine Decodierung der Daten.

Im weiteren Verlauf der Authentifizierung des

Fahrzeugschlüssels kann später eine RSSI-Bestimmung für die empfangene Signalstärke erfolgen. Diese wird dann wiederum anhand der durch die Empfangsschaltung vorausgewählten Antennenspule vorgenommen. Eine solche RSSI-Bestimmung dient dazu, die Lage des Fahrzeugschlüssels im Fahrzeug oder um das Fahrzeug herum genauer zu bestimmen, beispielsweise um die

Berechtigung zur Ausführung einer Funktion zu validieren.

Figur 3 zeigt einen entsprechenden Zusammenhang gemäß der

Erfindung. Gemäß der Erfindung wird die Reihenfolge der

Verfahrensschritte geändert und die Mittel zur Ausführung der jeweiligen Verfahrensschritte werden abgewandelt.

In Schritt 110 wird von Fahrzeugseite ebenfalls ein Wake-Up- Signal ausgesandt, was in Schritt 120 über die LF-

Spulenanordnung und die zugehörige Empfangsschaltung empfangen wird .

Anschließend wird die Steuerschaltung mit dem

Mikrokontroller geweckt, wie Schritt 130 zeigt. Der

Mikrokontroller in der Steuerschaltung führt bei Schritt 140 unter Programmsteuerung eine RSSI-Abfrage für jede der

Niederfrequenzantennen der 3D-Spulenanordnung durch. Anhand der ermittelten Werte wird diejenige Spule mit dem höchsten RSSI- Wert ausgewählt. Die Auswahl der Spule, welche für den

niederfrequenten Datenempfang und damit zum Empfang der zu decodierenden Daten ausgewählt wird, erfolgt also nicht in der Empfangsschaltung, sondern in der Steuerschaltung mit dem

Mikroprozessor, und zwar nach dem Weck-Vorgang. Wesentlich ist also, dass gemäß der Erfindung zunächst ein Wecken des

Mikrokontrollers in der Steuerschaltung erfolgt, erst danach wird eine Spule der 3D-Spulenanordnung für den Datenempfang und die Decodierung ausgewählt. Die Spulenauswahl erfolgt dabei durch einen Steuerteil des Schlüssels, welcher sich bei dem ersten LF-Empfangsvorgang im Stand-by Zustand befindet und erst nach einem Weckvorgang zur Verfügung steht.

Anschließend erfolgt der Datenempfang der niederfrequenten Signale über die ausgewählte Antenne, wie bei Schritt 160 gezeigt, und bei Schritt 170 werden die entsprechenden

empfangenen Daten decodiert.

Im weiteren Verlauf können die ermittelten RSSI-Daten zur weiteren Auswertung der Lage des Fahrzeugschlüssels gegenüber dem Fahrzeug herangezogen werden. Es ist nicht nötig, eine weitere Bestimmung der RSSI-Daten vorzunehmen, da bereits die Messung des Mikrokontrollers im geweckten Zustand zurückgegriffen werden kann. Gleichwohl kann grundsätzlich noch eine weitere RSSI-Abfrage im späteren Verlauf der Authentifizierung erfolgen.