DE4430360C1 - Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug. Sie betrifft insbesondere ein Schließsystem, durch das eine Wegfahrsperre des Kraftfahrzeugs freigegeben wird.

Ein bekanntes Diebstahlschutzsystem (US 4,918, 955) weist ein Zündschloß mit einer Sendeantenne in Form einer Spule auf. Durch einen Oszillator wird die Spule erregt. Der Zündschlüs­ sel weist einen Schwingkreis auf, der mit der Sendespule zu­ sammen wirkt. Sobald der Zündschlüssel in das Zündschloß ein­ geführt ist, wird eine codierte Information von dem Zünd­ schlüssel auf das Schloß übertragen. Wenn die codierte Infor­ mation mit einer Sollcodeinformation übereinstimmt, wird eine Wegfahrsperre im Kraftfahrzeug frei gegeben, so daß das Kraft­ fahrzeug gestartet werden kann.

Bei solchen Systemen kann es passieren, daß trotz eingesteck­ tem und gut funktionierendem Zündschlüssel keine Codeinforma­ tion von einem Empfangskreis erkannt wird. Dies ist dadurch bedingt, daß sich infolge von Bauelementetoleranzen oder Tem­ peratureinfluß ein Arbeitspunkt des Systems in einem soge­ nannten Nullstellenbereich befindet.

Das Problem der Erfindung ist es, ein Diebstahlschutzsystem zu schaffen, durch das trotz Bauelementetoleranzen und Tempe­ ratureinflüssen ein sicheres Betätigen von Türen oder ein Starten des Kraftfahrzeugs möglich ist.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Pa­ tentanspruch 1 gelöst. Dabei weist ein stationärer Sender in einem Schloß einen Schwingkreis auf, der mit einem Schwing­ kreis eines tragbaren Transponders in einem Schlüssel induk­ tiv gekoppelt ist. Im Sender wird eine Schwingung durch eine Erregergröße erzwungen, deren Energie zu dem Transponder übertragen wird, der seinerseits codierte Daten auf den Sen­ der zurücküberträgt. Die Codeinformation des Transponders mo­ duliert dabei die Schwingung des Senderschwingkreises in ih­ rer Amplitude. Ein Demodulator gewinnt die Codeinformation aus der modulierten Schwingung, vergleicht sie mit einer Sollcodeinformation und bei Übereinstimmung wird ein Freiga­ besignal erzeugt.

Falls beim Versuch des Erfassens der Codeinformation zunächst kein Erfolg erzielt wird, so wird der Schwingkreis des Sen­ ders "verstimmt". Hierzu wird die Resonanzfrequenz des Schwingkreises oder seine Erregerfrequenz geändert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der schemati­ schen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild des erfindungsge­ mäßen Diebstahlschutzsystems,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Senders und eines Empfän­ gers des Diebstahlschutzsystems,

Fig. 3 eine Resonanzkurve eines Schwingkreises,

Fig. 4a bis 4c Zeigerdiagramme bei einem Augenblickswert einer erfaßten Schwingung des Schwingkreises,

Fig. 5a bis 5d Variationsmöglichkeiten der Bauelemente des Schwingkreises,

Fig. 6 ein Toleranzlagenschema zur Lage eines Arbeitspunk­ tes des Diebstahlschutzsystems und

Fig. 7 einen Regelkreis zum Optimieren der Sendeleistung.

Ein erfindungsgemäßes Diebstahlschutzsystem weist einen sta­ tionären Transceiver 1 auf, der mit einem tragbarem Transpon­ der 2 über eine transformatorische Kopplung zusammenwirkt, wenn sich der Transponder in der Nähe des Transceivers 1 be­ findet. Der Transceiver überträgt Energie (in der Fig. 1 durch den gestrichelten Pfeil dargestellt) zu dem Transponder 2 (daher wird der Transceiver im folgenden als Sender 1 be­ zeichnet). In dem Transponder 2 gespeicherte Codeinformatio­ nen werden zu dem Sender 1 zurückübertragen (Energieübertragung und Datenrückübertragung sind durch ge­ strichelt gezeichnete Pfeile dargestellt).

Hierzu weist der Sender 1 eine Sendespule 11 auf, die bei­ spielsweise um das Zündschloß gewickelt ist. Die Sendespule 11 bildet zusammen mit einem Sendekondensator 12 einen Sen­ derschwingkreis. Der Senderschwingkreis wird von einem Gene­ rator oder einem Oszillator 4 mit einer Wechselspannung oder einem Wechselstrom im Takte einer Oszillatorfrequenz f₀ ge­ speist und zu einer Schwingung angeregt. Das von der Sende­ spule 11 erregte Feld induziert in einer Transponderspule 21 eine Spannung, da diese mit der Sendespule 11 induktiv gekop­ pelt ist.

Der Transponder 2 weist einen Lastschalter 25 auf, der im Takt einer vorbestimmten und im Transponder 2 gespeicherten Codeinformation ein Last 23 zu oder abschaltet. Da die beiden Spulen 11 und 21 induktiv miteinander gekoppelt sind (wie et­ wa Primär- und Sekundärspule eines Transformators), wird die Schwingung des Senderschwingkreises durch den Transponder 2 im Rhythmus der Codeinformation belastet. Demgemäß wird die Codeinformation auf den Sender 1 zurückübertragen. Die Code­ information wird durch eine Auswerteeinheit 3 aus der durch die Belastung durch den Transponder 2 sich ergebende Schwin­ gung herausgefiltert und somit erfaßt.

Hierzu weist die Auswerteeinheit einen Demodulator 31 (Fig. 2) einen Komparator 32 und eine Steuereinheit 33 auf.

Der Transponder 2 kann auf einem herkömmlichen Zündschlüssel integriert sein. Er weist einen Schwingkreis mit der Trans­ ponderspule 21, einem Transponderkondensator 22 und der Last 23 auf. Die Last 23 wird durch einen Codegenerator 24 über einen Lastschalter 25 im Rhythmus der Codeinformation zu- oder abgeschaltet. Dadurch wird der Senderschwingkreis im Rhythmus der Codeinformation belastet.

Der Speicher für die Codeinformation ist nicht dargestellt. Solche Speicher sind hinlänglich bekannt. Es kann ein Lese­ speicher, wie z. B. ein ROM, oder ein programmierbarer Spei­ cher, wie ein EEPROM, sein.

Der Senderschwingkreis wird durch den Oszillator 4 mit einer Erregergröße zu einer Schwingung mit einer Erregerfrequenz f_E gezwungen. Als Erregergröße wird die Ausgangsspannung oder -strom des Oszillators verwendet. Der Oszillator 4 schwingt mit der Oszillatorfrequenz f₀. Zwischen dem Oszillator 4 und dem Senderschwingkreis kann ein Frequenzteiler 41 angeordnet sein, der die Oszillatorfrequenz f₀ auf die gewünschte Erre­ gerfrequenz f_E herunterteilt.

Durch die Erregergröße entsteht eine stationäre erzwungene Schwingung des Senderschwingkreises, der sodann mit der Erre­ gerfrequenz f_E schwingt. Jeder Schwingkreis besitzt eine Ei­ genfrequenz oder auch Resonanzfrequenz f_R genannt, die durch die Bauelemente des Schwingkreises, d. h. die Sendespule 11 und den Sendekondensator 12, bestimmt wird. Die erzeugte Feldstärke der Sendespule 11 ist am größten, wenn der Schwingkreis mit der Erregerfrequenz f_E gleich der Resonanz­ frequenz f_R erregt wird. Dabei wird die meiste Energie zum Transponder 2 übertragen werden.

Die Leistungsbilanz wird anhand einer Resonanzkurve verdeut­ licht (vgl. hierzu Fig. 3), bei der die Frequenz f auf der Abszisse (x-Achse) und die Schwingungsintensität I infolge der Erregergröße, d. h. Amplitude der Erregerspannung oder des Erregerstroms, auf der Ordinate (y-Achse) aufgetragen sind. Weicht die Erregerfrequenz f_E von der Resonanzfrequenz f_R ab, so wird die Intensität der Schwingung kleiner und es wird we­ niger Energie zum Transponder 2 übertragen. Unterhalb einer bestimmten Leistungsgrenze 51 (in der Figur durch die beiden gestrichelten Linien links und rechts der Resonanzfrequenz f_R dargestellt) kann aufgrund zu gering übertragener Energie keine auswertbare Modulations-Amplitude der Schwingung detek­ tiert werden, d. h. die Amplitude ist dann zu klein.

Wenn der Zündschlüssel in das Zündschloß eingeführt ist, so sind die Sendespule 11 und die Transponderspule 21 in unmit­ telbarer Nähe zueinander. Die beiden Spulen 11 und 21 sind in dem Fall induktiv miteinander derart gekoppelt, daß der Transponder 2 mit seiner Codeinformation auf den Schwingkreis einwirken kann.

Durch Hinzu- und Abschalten der Last 23 wird die Schwingung des Schwingkreises belastungsmoduliert. Dies entspricht einer Amplitudenmodulation. Die Resonanzfrequenz f_R und die Fre­ quenz, mit der der Schwingkreis schwingt (entspricht der Er­ regerfrequenz f_E) ändern sich durch diese Belastungsmodulati­ on nicht. Lediglich Amplitude und Phase der Schwingung ändern sich gegenüber der Schwingung, wie sie ohne Einfluß des Transponders 2 abläuft.

In den veränderten, modulierten Amplituden der Primärschwin­ gung auf der Senderseite ist die Codeinformation des Trans­ ponders 2 enthalten. Die Auswerteeinheit 3 "filtert" die Codeinformation aus der Schwingung heraus.

Der Schwingkreis schwingt mit der Erregerfrequenz f_E und ist mit der Codeinformation belastungsmoduliert. Als Demodulator 31 wird ein Betragsdemodulator verwendet, der nur den Betrag der Amplitude der Schwingung unabhängig von dem Vorzeichen und der Phase zu jedem Zeitpunkt erfaßt. Von dieser Amplitude subtrahiert der Demodulator 31 die Schwingungsamplitude ohne Einwirkung des Transponders 2 derart, daß an seinem Ausgang nur die Codeinformation übrigbleibt. Die Codeinformation lei­ tet er an den Komparator 32 weiter, der die Information digi­ talisiert und an die Steuereinheit 33, wo sie mit einer ge­ speicherten Sollcodeinformation verglichen wird.

Wenn die beiden Codeinformationen übereinstimmen, dann wird ein Freigabesignal an die Steuereinheit 33 geschickt. Die Steuereinheit 33 steuert daraufhin ein Sicherheitsaggregat 34 im Kraftfahrzeug an. Dieses Aggregat kann eine Türschloßen­ triegelung oder eine Motorsteuerungsfreigabe (Wegfahrsperre) sein.

Unter einer Wegfahrsperre sind solche elektronischen Geräte im Kraftfahrzeug zu verstehen, die ein Starten des Motors nur bei berechtigter Freigabe ermöglichen. So kann beispielsweise die Motorsteuerung, ein Ein/Aus-Ventil in der Kraftstofflei­ tung oder ein Schalter im Zündkreis von der Steuereinheit 33 freigegeben werden.

Spannungen oder Ströme, die mit einer bestimmten Frequenz schwingen, werden durch zwei Größen, und zwar Amplitude und Phasenlage, eindeutig bestimmt. Zur Veranschaulichung von solchen Größen werden diese üblicherweise in einem Zeigerdia­ gramm in der komplexen Ebene Z dargestellt. Dabei wird auf der x-Achse der Realteil und auf der y-Achse der Imaginärteil aufgetragen.

In den Fig. 4a bis 4c sind die Zeigerdiagramme derjenigen Größen dargestellt, wie sie von dem Demodulator 31 erfaßt werden. Zeiger A bezeichnen die Amplituden der Größen ohne Einwirkung des Transponders 2 und die Zeiger B die Größen (Modulationsamplituden) bei Einwirkung des Transponder 2. Der Zeiger T zeigt den Einfluß infolge des induktiven Koppelns des Transponders 2 mit seiner Codeinformation.

Im Normalfalle ändert sich durch die Belastungsmodulation durch den Transponder die Amplitude und die Phase der Schwin­ gung (Fig. 4a und 4b). Der Zeiger dreht sich infolge der Phasenänderung um den Winkel ϕ und ändert sich in seinem Be­ trag. Die Differenz der Amplituden ist dabei mit B′ bezeich­ net. B′ stellt einen Teil der Codeinformation dar. In Fig. 4a hat sich die Modulationsamplitude positiv geändert (die Amplitude wurde größer), in Fig. 4b dagegen negativ (die Am­ plitude wurde kleiner).

Infolge von fertigungsbedingten Toleranzen der verwendeten Bauelemente der Schwingkreise oder infolge von Temperaturän­ derungen kann es in Ausnahmefällen vorkommen, daß sich zwar die Phase des Zeigers ändert, jedoch nicht (oder nur kaum) seine Amplitude. Dieser Fall ist in Fig. 4c dargestellt. Durch den Demodulator 31 wird daher keine Betragsänderung er­ kannt, da dieser die Phase nicht erfaßt. An seinem Ausgang liegt dann keine Codeinformation an, obwohl der funktionsfä­ hige Transponder 2 auf den Schwingkreis einwirkt. In solch einer Situation befindet sich der Arbeitspunkt des Schwing­ kreissystems in einer sogenannten "Nullstelle".

Eine solche Lage des Arbeitspunktes ist unerwünscht. Sie könnte mit sehr großem Aufwand vermieden werden, z. B. durch Ausselektieren der Bauelemente mit nur kleinen Toleranzen, und/oder durch eine aufwendige Temperaturregelung der gesam­ ten Schaltung.

Erfindungsgemäß wird dies dagegen dadurch gelöst, daß das Schwingkreissystem "verstimmt" wird, wenn sich der Schwing­ kreis mit seinem Arbeitspunkt in einer Nullstelle befindet. Infolgedessen wird der Arbeitspunkt aus der Nullstelle her­ ausbewegt.

Das Schwingkreissystem kann durch Ändern seiner Resonanzfre­ quenz f_R oder durch Ändern seiner Erregerfrequenz f_E ver­ stimmt werden, d. h. die Erregerfrequenz f_E und die Resonanz­ frequenz f_R verändern sich relativ zueinander aufgrund äuße­ rer Beeinflussung.

Zur Resonanzfrequenz f_R tragen nur die Größen der Bauele­ mente, wie Induktivitäten der Spulen 11 oder 21 und Kapazitä­ ten der Kondensatoren 12 oder 22 sowohl vom Sender 1 als auch vom Transponder 2 bei. Da die Bauelemente des Transponders 2 in den Zündschlüssel fest vergossen sind, ist es einfacher, nur die Größen der Sendespule 11 und des Sendekondensators 12 zu ändern.

In den Fig. 5a bis 5d sind einige Möglichkeiten gezeigt, Induktivität oder Kapazität des Senderschwingkreises zu ver­ ändern. Hierzu werden Serieninduktivitäten oder Parallelin­ duktivitäten (Zusatzspule 111) sowie Serienkapazitäten oder Parallelkapazitäten (Zusatzkondensator 121) zu den im Schwingkreis vorhandenen Induktivitäten (Sendespule 11) und Kapazitäten (Sendekondensator 12) hinzu- oder weggeschaltet. Durch diese Änderung der Induktivitäten bzw. Kapazitäten än­ dert sich die Resonanzfrequenz f_R des Schwingkreises, und da­ mit ändert sich der Arbeitspunkt, da sich der Unterschied oder die Differenz zwischen Erregerfrequenz f_E und Resonanz­ frequenz f_R geändert hat.

Als Schaltelemente 101 können Standarddioden oder Transisto­ ren verwendet werden. Wird beispielsweise nach spätestens drei Versuchen von der Auswerteeinheit erkannt, daß kein aus­ wertbares Codesignal vorliegt, d. h. der Arbeitspunkt befindet sich in einem Nullstellenbereich, so werden die Serien- /Parallelinduktivitäten oder Serien-/Parallelkapazitäten durch die Auswerteeinheit 3 gesteuert hinzu- oder weggeschal­ tet.

In der Fig. 6 ist ein Toleranzlagenschema dargestellt, aus dem die Lage des Arbeitspunktes und die Lage der Nullstellen­ bereiche 52 sichtbar sind. Der Arbeitspunkt des Schwingkreis­ systems wird durch die Systemparameter Frequenz, Amplitude und Phase festgelegt. Der Arbeitspunkt ist in Abhängigkeit der Änderung der normierten Resonanzfrequenz des Senders Δ f_RS/f_RS (x-Achse) und der Änderung der normierten Resonanz­ frequenz des Transponders Δf_RT/f_RT (y-Achse) aufgetragen.

Da die Frequenz von den Werten der Bauelemente abhängig ist, liegt der Arbeitspunkt bei vorbestimmten Werten der Bauele­ mente und bei einer bestimmten Temperatur in irgendeinem vor­ bestimmten Punkt der x-y-Ebene von Fig. 6.

Die Lage des Arbeitspunktes ist durch die Leistungsgrenze 51 begrenzt, da in einem Arbeitspunkt außerhalb dieser Grenze 51 zu wenig Energie zum Transponder 2 und damit eine zu geringe Modulationsamplitude zu dem Demodulator 31 gelangt, so daß keine Demodulation möglich ist.

Ändert sich die Temperatur oder die Werte der Bauelemente aufgrund von Bauelementetoleranzen, so verschiebt sich der Arbeitspunkt innerhalb der x-y-Ebene. Beim Entwurf eines er­ findungsgemäßen Diebstahlschutzsystems werden die Werte so berechnet, daß sich der Arbeitspunkt bei einer bestimmten Temperatur sicher entweder in einer normalen Signallage 53 oder einer invertierten Signallage 54 befindet. Bei der Di­ mensionierung des Schwingkreises wird immer versucht, daß der Arbeitspunkt möglichst in der Mitte, d. h. weit weg von den Nullstellenbereichen 52 liegt.

In einer solchen Soll-Lage kann die Codeinformation des Transponders 2 sicher aus der Schwingung extrahiert werden, da der Demodulator 31 eine genügend große Amplitude - unab­ hängig von ihrem Vorzeichen - erhält. In der normalen Signal­ lage 53 wird die normale Codeinformation, wie sie vom Trans­ ponder 2 abgegeben wird, erfaßt. In der invertierten Signal­ lage wird die invertierte Codeinformation erfaßt, die sich nur durch das Vorzeichen von der normalen Codeinformation un­ terscheidet. Daher ist es gleichgültig, ob der Demodulator 31 die normale Codeinformation oder nur die invertierte Codein­ formation erfaßt.

Aus den Codeinformationen kann erkannt werden, ob der Benut­ zer berechtigt war, sich Zutritt zu dem Fahrzeug zu verschaf­ fen oder das Fahrzeug zu starten.

Aufgrund von fertigungsbedingten Bauelementetoleranzen oder durch Einfluß der Temperatur kann sich der Arbeitspunkt indes unerwünschterweise soweit verschieben, daß er in einem Null­ stellenbereich 52 liegt. In diesem Bereich wird die Codein­ formation nicht erkannt, da sich der Betrag der Amplitude nicht oder nur zu wenig geändert hat. Daher muß der Arbeits­ punkt so beeinflußt werden, daß er wieder in eine sichere La­ ge (normale 53 oder invertierte Signallage 54) wandert.

Dies wird durch Ändern der Differenz zwischen Resonanzfre­ quenz f_R und Erregerfrequenz f_E bewerkstelligt, d. h. der Schwingkreis wird verstimmt, wenn der Arbeitspunkt zunächst in einer Nullstelle liegt.

In der Fig. 6 wird die Lage des Arbeitspunktes abhängig von Änderungen in der Frequenz des Senderschwingkreises Af_RS und von Änderungen in der Frequenz des Transponderschwingkreises Af_RT dargestellt. Änderungen der Frequenz können sowohl die Resonanzfrequenz f_R als auch die Erregerfrequenz f_E betref­ fen.

Mit P_i (i= 0 bis 5) sind jeweils Arbeitspunkte bezeichnet. Zur besseren Erläuterung wird angenommen, daß der Arbeits­ punkt P₀ oder P₃ zunächst infolge von Temperatureinfluß oder Bauelementetoleranzen in einer Nullstelle innerhalb des Null­ stellenbereichs 52 liegt (was bei dem Diebstahlschutzsystem jedoch die Ausnahme sein sollte) . Die Breite des Nullstellen­ bereichs 52 hängt von der Güte oder Empfindlichkeit des Demo­ dulators 31 ab. Je kleinere Amplituden er noch auswerten kann, desto schmäler ist der Nullstellenbereich 52.

Änderungen der Differenz zwischen der Resonanzfrequenz f_R des Senders 1 und der Erregerfrequenz f_E wirken sich nur in x- Richtung aus. Dagegen wirken sich Änderungen der Differenz zwischen der Resonanzfrequenz f_R des Transponders 2 und der Erregerfrequenz f_E aus nur in y-Richtung aus. Wenn also nur die Resonanzfrequenz f_R des Senderschwingkreises (Änderung der Werte der Bauelemente des Senders 1) geändert wird, so bewegt sich der Arbeitspunkt ausschließlich in horizontaler Richtung, d. h. vom Arbeitspunkt P₀ entweder nach P₁ oder nach P₂ (durch die Pfeile in Fig. 6 dargestellt) je nach Größe der Änderung von Kapazität und Induktivität im Schwingkreis.

Die Größe der Serien/Parallel-Induktivität oder der Seri­ en/Parallel-Kapazität die hinzu- oder weggeschaltet wird, muß so groß bestimmt sein, daß der Arbeitspunkt P₀ sicher aus dem Nullstellenbereich in eine normale oder invertierte Signallage wandert.

Statt einer Resonanzfrequenzänderung kann auch eine Erreger­ frequenzänderung stattfinden. Durch Ändern der Erregerfre­ quenz f_E wird sowohl der Transponder 2 als auch der Sender 1 beeinflußt, da sich beide Resonanzfrequenzen relativ zur Er­ regerfrequenz f_E ändern. Eine Erregerfrequenzänderung Δf_E bringt daher eine Änderung des Arbeitspunktes P₃ parallel zur 45°-Achse im Toleranzlagenschema. Denn durch eine Erregerfre­ quenzänderung schwingt der Schwingkreis, und zwar der Sender- und Empfängerschwingkreis, mit einer Frequenz, die von der Resonanzfrequenz f_R abweicht. Der Arbeitspunkt bewegt sich daher vom Arbeitspunkt P₃ nach P₄ oder P₅ (durch Pfeile dar­ gestellt). Die Nullstellenbereiche werden dabei auf dem mög­ lichst kürzesten Wege verlassen.

Die Erregerfrequenz f_E kann auf verschiedene Art und Weisen geändert werden. Zum einen kann die Oszillatorfrequenz f₀, die auch zum Takten der Steuereinheit 33 vorgesehen ist, ana­ log geändert werden. Dadurch verschiebt sich die Erregerfre­ quenz f_E. Es kann aber auch ein digitaler Frequenzteiler 41 eingesetzt werden, der zwischen den Oszillator 4 und den Schwingkreis geschaltet ist. Der Frequenzteiler 41 kann in digitalen Schritten soweit verändert werden, d. h. die Erre­ gerfrequenz f_E soweit ändern, bis der Arbeitspunkt sicher in einer normalen oder invertierten Signallage liegt.

Als weitere Möglichkeit kann ein separater Oszillator 42 vor­ gesehen sein, der nur den Schwingkreis erregt, nicht aber die Auswerteeinheit 3 taktet. Als Oszillator kann ein VCO-Fre­ quenzgenerator (Voltage Controlled Oscillator) verwendet wer­ den. Der Oszillator 4 wird in dem Fall nur dazu verwendet, die Auswerteeinheit 3 zu takten, nicht jedoch den Schwing­ kreis zu erregen.

Bei jeder Frequenzänderung wird der Schwingkreis dermaßen verstimmt, daß der Arbeitspunkt sicher von einem Nullstellen­ bereich in eine Signallage wandert, in der die Codeinformati­ on sicher erfaßt wird.

Die Resonanzkurve (Fig. 3) verdeutlicht die Energiebilanz des Schwingkreises. Die maximale Energie wird bei der Reso­ nanzfrequenz f_R übertragen. Bei dieser Frequenz hat die Erre­ gerintensität I ihr Maximum. Beim Entwurf des Diebstahl­ schutzsystems wird versucht, den Arbeitspunkt immer möglichst in das Maximum zu legen, d. h. die Erregerfrequenz f_E an die Resonanzfrequenz f_R anzunähern und somit die Fläche zwischen den Nullstellenbereichen 52 möglichst groß zu machen. Infolge von Toleranzen oder Temperatureinflüssen kann jedoch eine Differenz zwischen den beiden Frequenzen f_E und f_R entstehen, so daß die übertragene Energie bei etwas niedrigeren Werten liegt und der Arbeitspunkt zu den Nullstellenbereichen 52 wandert.

Wird die Erregerfrequenz f_E oder die Resonanzfrequenz f_R ge­ ändert, so bewegt sich der Arbeitspunkt vom ursprünglichen Arbeitspunkt P₀ weg entweder nach P₁ oder nach P₂ (durch Pfeile dargestellt) je nach Frequenzänderung.

Bei der Erfindung wird zunächst versucht, mit dem Arbeits­ punkt bei möglichst großer Energieabstrahlung zu sein. Liegt dieser Arbeitspunkt trotzdem in einer Nullstelle, so muß der Schwingkreis verstimmt werden. Der Arbeitspunkt kann sich deswegen weg von der maximalen Energie bewegen. Daher wird bei der Erfindung eine geringere Energieübertragung in Kauf genommen und der Arbeitspunkt immer möglichst weit entfernt von den Nullstellenbereichen gelegt.

Durch einen zusätzlichen Regelkreis 420 wird der Arbeitspunkt auf möglichst große Leistung gelegt. Ein solcher Regelkreis 6 ist in der Fig. 7 dargestellt. Der gesteuerte Frequenzgene­ rator 42 erregt über eine Endstufe 421 die Sendespule 11 und den Sendekondensator 12 und erzwingt dadurch eine Schwingung. Die Schwingung wird zwischen dem Kondensator 12 und der Spule 11 über einen Widerstandsteiler 4422 und einen Potentiometer 423 auf den Frequenzgenerator 42 zurückgekoppelt. Somit kann die Leistung optimiert werden.

Falls sich der zunächst eingestellte Arbeitspunkt in einer Nullstelle befindet, so muß die Frequenz des Generators 42 und damit die Erregerfrequenz f_E verändert werden. Sobald ei­ ne Nullstelle erkannt wird, wird über die Steuereinheit 33 ein Signal an den Frequenzgenerator 42 zum Frequenzversatz gegeben (Frequenzänderung um eine bestimmte Frequenz). Dabei wird freilich der Arbeitspunkt mit der maximalen Leistung verlassen. Da aber von der maximalen Leistung ausgegangen wurde, kann es nicht passieren, daß die Leistungsgrenze 51 überschritten wird, was dagegen in einer Extremsituation der Fall sein könnte, in der - bedingt durch Bauelementetoleran­ zen und Temperatureinfluß - der Arbeitspunkt zunächst nicht im Maximum der Resonanzkurve liegt und eine Frequenzänderung von diesem Arbeitspunkt ausgehend entlang der Resonanzkurve bewegt.

Eine Änderung der Erregerfrequenz f_E findet nur innerhalb ei­ ner bestimmten Toleranzbreite statt. Sobald eine Nullstelle erkannt wird, wird die Erregerfrequenz f_E um einen gewissen Betrag geändert. Befindet sich der Arbeitspunkt immer noch in einer Nullstelle, so wird die Frequenz nochmals geändert. Es wird nur innerhalb der maximalen Toleranzbreite (maximaler Frequenzunterschied zur zunächst eingestellten Frequenz) ge­ ändert, die so festgelegt ist, daß der Arbeitspunkt auf jedem Fall in einer sicheren Signallage verschoben wird. Die Fre­ quenzänderung darf jedoch nicht so weit gehen, daß die Lei­ stungsgrenze 51 überschritten wird.

Sobald der Zündschlüssel ins Zündschloß gesteckt wird, wird über einen nicht dargestellten, mechanischen, magnetischen oder elektrischen Schalter die Energiezufuhr zu dem Oszilla­ tor 4, 42 und der Auswerteeinheit 3 eingeschaltet. Falls der Arbeitspunkt zunächst in einer Nullstelle liegt, wird der Re­ sonanzkreis verstimmt, jedoch nur innerhalb einer gewissen Zeitdauer nach Einschalten der Energiezufuhr. Danach wird das Verfahren abgebrochen und das Fahrzeug kann nicht gestartet werden oder die Türschlösser bleiben verriegelt, so daß kein Zutritt zum Kraftfahrzeug möglich ist. Infolgedessen ist ein Zutritt oder ein Starten des Motors auch mit einem mechani­ schen Schlüssel nicht möglich.

Der Schwingkreis kann - bedingt durch seine Bauelemente - bei­ spielsweise eine Resonanzfrequenz f_R von 125 kHz haben. Die Auswerteeinheit wird mit einer Oszillatorfrequenz f₀ von etwa 4 MHz getaktet. Um den Oszillator auch zum Erregen des Schwingkreises zu verwenden, wird ein 1/32-Frequenzteiler 41 zwischen den Oszillator 4 und Schwingkreis eingefügt. Somit beträgt die Erregerfrequenz f_E etwa 125 kHz.

Durch Verändern der Oszillatorfrequenz f₀ um einen bestimmten Betrag kann die Erregerfrequenz f_E geändert und somit der Schwingkreis verstimmt werden. In dem Oszillator 4 kann ein sogenannter Keramikresonator verwendet werden, da sich dieser einfacher als ein Quarzoszillator in seiner Frequenz verän­ dern läßt.

Statt der veränderlichen Oszillatorfrequenz f₀ kann der Schwingkreis auch mit Hilfe eines digitalen Frequenzteilers verstimmt werden, der beispielsweise mit einem Teiler ein­ stellbar von 31,5 bis 32,5 die Oszillatorfrequenz f₀ teilt und somit die Erregerfrequenz f_E ändert. Der Teiler 41 wird zunächst auf den Wert 32 eingestellt. Wird eine Nullstelle ermittelt, so wird der Schwingkreis verstimmt und der Teiler so verändert, daß die Erregerfrequenz f_E um etwa 3% von der vorherigen Frequenz abweicht. Falls sich der Arbeitspunkt im­ mer noch innerhalb des Nullstellenbereichs befindet, so wird das Teilerverhältnis nochmals geändert. Die Änderungen sind allerdings durch die Leistungsgrenze beschränkt.

Wenn die Oszillatorfrequenz direkt zum Erregen des Schwing­ kreises verwendet werden kann, dann wird der Frequenzteiler 41 nicht benötigt (gestrichelt in der Fig. 2 dargestellt).

Es kann aber auch ein externer, analog veränderbarer Oszilla­ tor 42 mit einer Oszillatorfrequenz f₀ von etwa 125 kHz ver­ wendet werden. Dann ist die Erregerfrequenz f_E gleich der Os­ zillatorfrequenz f₀ und etwa gleich der Resonanzfrequenz f_R Durch Ändern der Oszillatorfrequenz f₀ wird dann der Schwing­ kreis verstimmt. Für die Auswerteeinheit wird in dem Fall ein unabhängiger Oszillator 4 verwendet, der sonst keinen Einfluß auf den Schwingkreis hat.

Die Steuereinheit 33 kann durch einen Mikroprozessor oder durch eine funktionell gleichwertige Schaltungsanordnung rea­ lisiert werden. Daher kann die Funktion des Komparators 32 auch durch den Mikroprozessor in der Steuereinheit 33 über­ nommen werden. Die Sollcodeinformation ist in einem nicht dargestellten Speicher (ROM, EEPROM) der Auswerteeinheit 3 gespeichert.

Claims (11)

1. Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug mit

• - einem tragbaren Transponder (2), der eine Codeinformation trägt,
• - einer stationären Antenne (11), die einen Schwingkreis (11, 12) aufweist, dessen Resonanzfrequenz (f_R) durch seine Bau­ teile bestimmt wird,
• - einem Oszillator (4, 42), der mit einer Oszillatorfrequenz (f₀) schwingt und dessen Ausgangsgröße als Erregergröße mit einer Erregerfrequenz (f_E) zum Erzwingen einer Schwingung des Schwingkreises (11, 12) verwendet wird,
• - einer Auswerteeinheit (3), der die Schwingung des Schwing­ kreises zugeführt wird,
• - wobei die Schwingung in ihrer Amplitude abhängig von der Codeinformation des Transponders (2) moduliert, die modul­ ierte Schwingung durch die Auswerteeinheit (3) erfaßt, die Codeinformation daraus demoduliert, in einem Komparator (32) mit einer Sollcodeinformation verglichen wird und bei Übereinstimmung ein Freigabesignal an ein Sicherheitsaggre­ gat (34) gesendet wird, und
• - wobei die Erregerfrequenz (f_E) oder die Resonanzfrequenz (f_R) des Schwingkreises verändert wird, wenn zunächst keine Codeinformation durch die Auswerteeinheit (3) erkannt wird.

2. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis eine Sendespule (11) und einen in Reihe oder parallel dazu angeordneten Kondensator (12) aufweist, die die Resonanzfrequenz (f_R) bestimmen.

3. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz (f_R) des Schwingkreises durch Hinzu- oder Wegschalten zumindest einer Serien- oder Parallelinduk­ tivität (111) und/oder zumindest einer Serien- oder Parallel­ kapazität (121) zu der Sendespule (11) bzw. des Kondensators (12) verändert wird.

4. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerfrequenz (f_E) durch Ändern der Oszillatorfrequenz (f₀) verändert wird.

5. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerfrequenz (f_E) durch einen einstellbaren Frequenz­ teiler (41), der zwischen dem Oszillator (4) und dem Schwing­ kreis (11, 12) angeordnet ist, verändert wird.

6. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerfrequenz (f_E) nur innerhalb einer vorbestimmten Toleranzbreite geändert wird

7. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder (2) auf einem Zündschlüssel angeordnet ist und der Zündschlüssel die Energiezufuhr für den Oszillator (4, 42) und die Auswerteeinheit (3) einschaltet.

8. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerfrequenz (f_E) oder die Resonanzfrequenz (f_R) nur innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nach Einschalten der Energiezufuhr geändert wird.

9. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder (2) über eine Empfangsspule (21) mit der Sen­ despule (11) induktiv gekoppelt ist.

10. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung des Schwingkreises abhängig von der Codeinfor­ mation infolge der induktiven Kopplung belastungsmoduliert wird.

11. Diebstahlschutzsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsaggregat (34) ein Türschloß oder eine Wegfahr­ sperre ist.