DE3927024A1 - Schluessellose sicherungsvorrichtung, insbesondere zur ver- und entriegelung von kraftfahrzeugtueren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schlüssellose Sicherungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Sicherungsvorrichtung, die es gestattet, die Türen eines Fahrzeugs ohne Schlüssel auf- und abzuschalten.

Es sind schlüssellose Sicherungssysteme bekannt, die mit einem vom Benut­ zer mitzuführenden kartenförmigen Sender arbeiten. Der Sender hat im we­ sentlichen das Format einer Kreditkarte und weist eine Dicke von etwa 3 mm auf. Zum Aufschließen oder Abschließen der Tür betätigt der Benutzer einen an der Fahrertür angebrachten Abfrageschalter und löst so eine Kommunika­ tion zwischen dem tragbaren Sender und einer Steuereinrichtung des Tür­ verriegelungssystems des Fahrzeugs aus. Auf diese Weise wird die Tür auto­ matisch abgeschlossen oder aufgeschlossen ohne daß der Benutzer einen mechanischen Schlüssel aus der Tasche nehmen und in das Schloß einführen muß.

In dem US-Patent 47 94 268 wird eine schlüssellose Sicherungsvorrichtung der obengenannten Art beschrieben. Bei Anwendung in einem Fahrzeug ent­ hält diese Sicherungsvorrichtung ein Steuersystem für den Türverriegelungs­ mechanismus des Fahrzeugs. Auf ein auslösendes Signal hin, beispielsweise bei Betätigung eines am Türgriff angebrachten Abfrageschalters, wird von der im Fahrzeug angebrachten Steuereinrichtung über eine Antenne ein Abfrage­ code-Signal an den tragbaren Sender übermittelt. In dem Sender wird das empfangene Signal mit einem Identifizierungscode-Signal verglichen, das in einem Speicher des Senders gespeichert ist. Wenn zwischen den Codesigna­ len Übereinstimmung besteht, so übermittelt der Sender seinerseits ein un­ veränderlich festgelegtes benutzerspezifisches Kennungscode-Signal an das Fahrzeug. Die Steuereinrichtung im Fahrzeug vergleicht das empfangene Ken­ nungscode-Signal mit einem internen Kennungscode-Signal und aktiviert bei Übereinstimmung dieser Signale ein Betätigungsglied zum Verriegeln oder Entriegeln der Fahrertür.

Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung wird jedoch bei der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Sender ein festes, zeitlich unveränderli­ ches Codesignal verwendet. Wenn die übermittelten Signale von einem unbe­ fugten Dritten beispielsweise mit Hilfe eines hochempfindlichen Empfängers aufgefangen werden, so kann der Dritte sich mit Hilfe eines Senders, der dasselbe Signal erzeugt, Zugang zu dem Fahrzeug verschaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schlüssellose Siche­ rungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die eine hö­ here Einbruchsicherheit aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in Patentanspruch 1 angege­ ben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung erge­ ben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung wird der Kennungscode mit Hilfe eines Zufallscodes modifiziert, der sich bei jeder Benutzung der Vorrichtung, d. h., jedesmal bei Erzeugung des Abfragesignals, nach dem Zu­ fallsprinzip ändert. Der Zufallscode wird als Teil des Abfragecode-Signals an den tragbaren Sender übermittelt, so daß das Kennungscode-Signal des Sen­ ders analog zu dem im Fahrzeug gebildeten Kennungscode modifiziert wer­ den kann. Der gültige Kennungscode hat somit bei jeder Benutzung der Si­ cherungsvorrichtung eine andere Form, so daß es Dritten erschwert wird, diesen Code zu imitieren.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ver- und Entriegelungseinrichtung in einer schlüssellosen Sicherungsvorrichtung gemäß der Er­ findung;

Fig. 2 eine von der Ver- und Entriegelungseinrichtung gesendete Abfrage-Codesequenz sowie die Sequenz eines aus einem Zu­ fallscode und einem spezifischen Code gebildeten Kennungs­ codes;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Identifizierungseinheit in einem vom Benutzer mitzuführenden tragbaren Sender; und

Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Bildung eines Ken­ nungscodes aus einem Zufallscode und einem spezifischen Co­ de.

In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ver- und Entriegelungseinrichtung ei­ ner schlüssellosen Sicherungsvorrichtung gezeigt, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug installiert werden kann und zum Abschließen und Auf­ s,'schließen der Fahrzeugtüren dient. Die Sicherungsvorrichtung ist jedoch auch für andere Anwendungsfälle geeignet, beispielsweise zum Abschließen von Türen in Gebäuden.

Die Ver- und Entriegelungseinrichtung umfaßt eine Sendeschaltung (Abfrage­ einrichtung) mit einem Zufallszahlengenerator 1, einem Identifizierungsco­ de-Speicher 2, einem Abfragecode-Addierer 3, einem Modulator 4, einem Leistungsverstärker 5 und einer Antenne 6, die sowohl als Sende- als auch als Empfangantenne dient. Der Zufallszahlengenerator 1 liefert eine Folge von zu­ fälligen Signalen, die Zufallszahlen repräsentieren. Speziell liefert die Spei­ cher M-Signalfolgen, die sich bei jeder Betätigung ändern. Der Identifizie­ rungscode-Speicher 2 liefert eine Folge von Identifizierungscode-Signalen zur Identifizierung eines tragbaren Senders, der von einer hierzu befugten Person (dem Benutzer) mitgeführt wird. Der Abfragecode-Addierer dient zum Mischen der Folge der Zufallssignale mit der Folge der Identifizierungscode- Signale und liefert ein Abfragecode-Signal. Der Abfragecode weist eine Bit-Fol­ ge auf, wie sie beispielsweise in Fig. 2(1) gezeigt ist. Die Bit-Codefolge ent­ hält ein Start-Bit, das den Beginn des Abfragecodes anzeigt, und ein Stop-Bit, das das Ende des Abfragecodes anzeigt. Der Modulator 4 moduliert den als Eingangssignal von dem Addierer 3 erhaltenden Abfragecode in Frequenzmo­ dulation (FM) oder Amplitudenmodulation (AM). Der Leistungsverstärker 5 verstärkt das modulierte Codesignal, das dann mit Hilfe der Antenne 6 ge­ sendet wird.

Zu der Ver- und Entriegelungseinrichtung gehören ferner eine Detektor/Ver­ stärker-Schaltung 7, ein Demodulator 8, ein Speicher 9 für wenigstens einen spezifischen Code, ein Code-Konverter 10, ein Komparator 11, ein Türverrie­ gelungs-Detektor 12, ein Türverriegelungs-Steuerglied 13 und ein Betäti­ gungsglied 14. Die Detektor/Verstärker-Schaltung 7 umfaßt einen Detektor zum Erfassen eines von einem tragbaren Sender des Benutzers gesendeten und von der Antenne 6 aufgefangenen Signals und einen Verstärker zum Ver­ stärken des empfangenen Signals und zur Weiterleitung des Signals an den Demodulator 8. Der Demodulator 8 dient zur Demodulation des verstärkten Signals und zur Weiterleitung des demodulierten Signals an den Komparator 11. In dem Speicher 9 ist dauerhaft ein bestimmter Code, der sogenannte spezifische Code, gespeichert. Der Code-Konverter 10 konvertiert das von dem Zufallszahlengenerator 1 erhaltene Zufallscode-Signal anhand der Daten des spezifischen Codes und liefert das konvertierte Codesignal an den Kom­ parator 11. Der Komparator 11 vergleicht das konvertierte Zufallscode-Signal mit dem demodulierten Codesignal vom Demodulator 8 und liefert ein Signal an das Türverriegelungs-Steuerglied 13. Der Türverriegelungs-Detektor 12 dient zur Feststellung des verriegelten oder unverriegelten Zustands eines nicht gezeigten Türverriegelungsmechanismus, beispielsweise in der Fahrer­ tür des Kraftfahrzeugs, und liefert ein den Zustand des Türverriegelungsme­ chanismus anzeigendes Signal an das Steuerglied 13. Das Türverriegelungs- Steuerglied 13 erzeugt in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Kompa­ rators 11 ein Treibersignal zur Betätigung des Türverriegelungsmechanismus des Fahrzeugs. Der Komparator 11, der Türverriegelungs-Detektor 12, das Betätigungsglied 14 und das Türverriegelungs-Steuerglied 13 bilden zusam­ men eine Ver- und Entriegelungseinheit. Wenn bei Eintreffen des Treibersi­ gnals festgestellt wird, daß sich die Tür im unverriegelten Zustand befindet, so wird das Betätigungsglied 14 aktiviert, um die Tür zu verriegeln. Wenn sich dagegen bei Eintreffen des Treibersignals die Tür im verriegelten Zustand befindet, so wird das Betätigungsglied im Sinne einer Entriegelung der Tür aktiviert. Die Ver- un Entriegelungseinrichtung enthält weiterhin eine Steu­ ereinheit 15 und einen Abfrageschalter 16. Die Steuereinheit 15 dient zur Steuerung des zeitlichen Ablaufs der Vorgänge in der Ver- und Entriege­ lungseinrichtung und ist mit den übrigen Baugruppen über Steuersignallei­ tungen verbunden, die in der Zeichnung durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Die Steuereinheit 15 enthält beispielsweise einen Mikrocomputer. Durch ein Signal des Abfrageschalters 16 wird die Ver- und Entriegelungs­ einrichtung in Betrieb gesetzt.

In Fig. 3 sind die wesentlichen Baugruppen des tragbaren Senders darge­ stellt, der vom Benutzer bei Verlassen des Fahrzeugs mitgenommen wird. Dieser Sender enthält eine Antenne 20, die das von der im Fahrzeug instal­ lierten Ver- und Entriegelungseinrichtung gesendete Abfragecode-Signal empfängt. Das empfangene Abfragesignal wird einer Detektor-Verstärker- Schaltung 21 zugeführt, die das empfangene Abfragecode-Signal erfaßt und verstärkt und an einen Demodulator 22 weiterleitet. Eine Trennschaltung 23 dient zum Aufspalten des in Fig. 2(1) gezeigten Abfragecode-Signals in das Identifizierungs-Signal und das Zufallscode-Signal. Ein digitaler Kompa­ rator 24 vergleicht das abgespaltete Identifikationscode-Signal mit einem be­ nutzerspezifischen Identifizierungscode-Signal, das in einem Identifizie­ rungscode-Speicher 25 gespeichert ist, und liefert ein Signal an eine Steuer­ einheit 26, wenn die beiden Codesignale übereinstimmen oder miteinander kompatibel sind. Außerdem wird bei Kompatibilität dieser Signale ein Code- Konverter 27 aktiviert. Der Code-Konverter 27 übersetzt das in dem Abfrage­ code-Signal enthaltene Zufallscode-Signal anhand eines dem spezifischen Co­ designal der Ver- und Entriegelungseinrichtung ähnlichen spezifischen Co­ designals, das in einem Speicher 28 gespeichert ist, in ein Kennungscode- Signal. Die Arbeitsweise des Konverters 27 ähnelt derjenigen des Konverters 10 der Ver- und Entriegelungseinrichtung. Das von dem Konverter erzeugte Kennungscode-Signal wird durch einen Modulator 29 moduliert und nach Verstärkung durch einen Leistungsverstärker 30 über die Antenne 20 zu der Ver- und Entriegelungseinrichtung im Fahrzeug übermittelt.

In Fig. 2 ist ein Beispiel einer Codesequenz dargestellt, die das Kennungs­ code-Signal repräsentiert. Wie oben beschrieben wurde, erhält man das Ken­ nungscode-Signal durch Umwandlung des Zufallscode-Signals anhand des Identifizierungscode-Signals. Beispielweise wird die Umwandlung in der Weise durchgeführt, daß das Kennungscode-Signal durch das Produkt oder das logische Produkt aus dem Zufallscode und dem Identifizierungscode ge­ bildet wird. Alternativ kann gemäß Fig. 4 der Identifizierungscode auch durch mehrere Operatorcodes C ₁, C ₂ und C ₃ gebildet werden, die jeweils für eine bestimmte mathematische Operation codieren. Das Zufallscode-Signal ist dann in drei Blöcke D ₁, D ₂ und D ₃ aufgeteilt, und das Kennungscode-Signal ist ebenfalls in drei Blöcke E ₁, E ₂ und E ₃ aufgeteilt. Jeder Block des Identifi­ zierungscode-Signals gibt so eine Operation an, die mit zwei bestimmten Blöcken des Zufallscode-Signals ausgeführt wird, um als Ergebnis einen be­ stimmten Block des Kennungscode-Signals zu erhalten. Wenn beispielsweise der Operatorcode C ₁ = 00 für die Operation der Addition steht, so wird der Block E ₁ des Kennungscode-Signals gemäß Fig. 4 durch die Summe aus den Blöcken D ₁ und D ₂ gebildet. Der Schlüssel zur Erzeugung des Kennungs­ code-Signals kann in vielfältiger Weise variiert werden. Je komplizierter der Schlüssel zur Umwandlung des Zufallscodes in dem Kennungscode ist, desto größer ist die Sicherheit der Sicherungsvorrichtung.

Wenn im Betrieb der Abfrageschalter 16 durch den befugten Benutzer betä­ tigt wird, so wird hierdurch die Steuereinheit 15 veranlaßt, die angeschlos­ senen Schaltkreise zu aktivieren, so daß das durch Addition des Identifizie­ rungscodes und des Zufallscodes erhaltene Abfragecode-Signal gesendet wird. Wenn der tragbare Sender das Abfragecode-Signal empfängt, so wird in des­ sen Komparator 24 das Abfragecode-Signal mit dem benutzerspezifischen Identifizierungscode-Signal verglichen um zu entscheiden, ob das eingegebe­ ne Identifizierungssignal zu dem benutzereigenen Identifizierungscode-Signal paßt oder nicht. Wenn Übereinstimmung des Identifizierungscodes mit dem benutzerspezifischen Identifizierungscode festgestellt wird, so wird in dem Code-Konverter 27 der in dem Abfragecode-Signal enthaltene Zufallscode an­ hand des Identifizierungscodes oder des spezifischen Codes umgewandelt, und das Ergebnis wird als Kennungscode-Signal über die Antenne 20 gesen­ det.

Gleichzeitig wird auch in der Ver- und Entriegelungseinrichtung im Fahrzeug durch den Code-Konverter 10 das Zufallscode-Signal anhand des Identifizie­ rungscode-Signals umgewandelt und das so erhaltene Kennungscode-Signal an den Komparator 11 übermittelt. Der Komparator 11 vergleicht das intern von dem Konverter 10 erzeugte Kennungscode-Signal mit dem vom Sender des Benutzers erzeugten Kennungscode-Signal und liefert bei Übereinstim­ mung dieser Signale ein Signal an das Türverriegelungs-Steuerglied 13. Das Steuerglied 13 überprüft anhand des Ausgangssignals des Türverriegelungs- Detektors 12 den Zustand des Türverriegelungsmechanismus des Fahrzeugs und veranlaßt das Betätigungsglied 14, den Türverriegelungsmechanismus entweder zu verriegeln oder zu entriegeln.

Bei der schlüssellosen Sicherungsvorrichtung gemäß der Erfindung erzeugt somit die in einem Fahrzeug angeordnete Ver- und Entriegelungseinrichtung auf ein vom Benutzer über eine Taste oder über einen tragbaren Sensor ein­ gegebenes Signal hin ein Abfragecodesignal, das eine Zufallscode-Sequenz und eine Identifizierungscode-Sequenz enthält. Das Abfragecode-Signal wird an den tragbaren Sender übermittelt. In dem tragbaren Sender wird der in dem Abfragecode-Signal enthaltene Zufallscode mit Hilfe eines in dem Sen­ der gespeicherten benutzerspezifischen Codes in ein Kennungscode-Signal umgewandelt. In ähnlicher Weise wird auch in der Ver- und Entriegelungs­ einrichtung der Zufallscode mit Hilfe eines gespeicherten spezifischen Codes in einen Kennungscode umgewandelt. Der von dem tragbaren Sender erzeug­ te Kennungscode wird an die Ver- und Entriegelungseinrichtung übermittelt und dort mit dem intern erzeugten Kennungscode verglichen. Auf diese Weise wird eine Identifizierung des Benutzers ermöglicht. Das Kennungsco­ de-Signal ändert sich in Abhängigkeit von der Zufallscode-Sequenz, die bei jeder Betätigung der Sicherungsvorrichtung geändert wird. Auch wenn ein Unbefugter den spezifischen Code kennt und ein diesen spezifischen Code enthaltendes Signal sendet, kann die erfindungsgemäße Sicherungsvorrich­ tung nicht überwunden werden, da sich der Kennungscode bei jedem Benut­ zungsvorgang ändert. Auf diese Weise läßt sich feststellen, ob das eingegebe­ ne Signal vom tragbaren Sender eines befugten Benutzers gesendet wurde oder nicht, und die Sicherheit der schlüssellosen Sicherungsvorrichtung wird wesentlich erhöht.

Claims (9)

1. Schlüssellose Sicherungsvorrichtung mit

• - einer Abfrageeinrichtung (1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) zur Erzeugung und Ausgabe ei­ nes Abfragecode-Signals und zur Erzeugung eines ersten Kennungscode- Signals anhand gespeicherter Informationen,
• - einer Identifizierungseinrichtung (20 bis 30) zum Empfang des Abfrage­ code-Signals und zum Erzeugen eines Kennungscode-Signals anhand ge­ speicherter Informationen,
• - einem Komparator (11) zum Vergleich der ersten und zweiten Ken­ nungscode-Signale und
• - einer Steuereinrichtung (12, 13, 14, 15) zur Steuerung des Zugangs zu einem zu sichernden Objekt anhand der Kompatibilität oder Nichtkom­ patibilität der ersten und zweiten Kennungscode-Signale,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Abfrageeinrichtung einen Zufallscode-Erzeuger (1) enthält, der einen sich bei jeder Betätigung der Vorrichtung ändernden Zufallscode liefert, der in dem Abfragecode-Signal enthalten ist,
• - daß die Abfrageeinrichtung einen Konverter (10) aufweist, der den Zufallscode anhand eines in einem Speicher (9) gespeicherten ersten spezifischen Codes in den ersten Kennungscode umwandelt und
• - daß die Identifizierungseinrichtung den in dem Abfragecode-Signal ent­ haltenen Zufallscode anhand eines in einem Speicher (28) gespeicher­ ten, dem ersten spezifischen Code entsprechenden zweiten spezifischen Codes in den zweiten Kennungscode umwandelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ fragecode-Signal einen ersten Identifizierungscode enthält und daß die Iden­ tifizierungseinrichtung Mittel (24, 25) zur Speicherung eines zweiten Identifi­ zierungscodes und zum Vergleich der ersten und zweiten Identifizierungsco­ des enthält und das zweite Kennungscode-Signal nur dann erzeugt, wenn die ersten und zweiten Identifizierungscodes miteinander kompatibel sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Identifizierungseinrichtung ein Signal zum Inbetriebsetzen der Abfrage­ einrichtung und der Steuereinrichtung erzeugt.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Identifizierungseinrichtung als tragbare Sende- und Empfangseinrichtung ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zufallscode, die ersten und zweiten spezifischen Codes und die ersten und zweiten Kennungscodes durch Bitfolgen gebildet werden.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste spezifische Code eine bestimmte mathemati­ sche Operation codiert und daß das erste Kennungscode-Signal durch An­ wendung dieser mathematischen Operation auf den Zufallscode erzeugt wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß der Zufallscode mehrere durch eine Bitfolge gebildete Blöcke (D ₁, D ₂, D ₃) aufweist,
• - daß die ersten und zweiten spezifischen Codes jeweils mehrere Blöcke (C ₁, C ₂, C ₃) aufweisen, von denen jeder für eine bestimmte mathemati­ sche Operation codiert, und
• - daß die ersten und zweiten Kennungscodes jeweils mehrere Blöcke (E ₁, E ₂, E ₃) aufweisen, deren Bitfolgen jeweils erzeugt werden, indem die durch einen Block des spezifischen Codes codierte Operation auf einen oder mehrere der Blöcke des Zufallscodes angewandt wird.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abfrageeinrichtung und die Steuereinrichtung in einem Fahrzeug installiert sind und daß die Steuereinrichtung einen Türver­ riegelungsmechanismus des Fahrzeugs steuert.