[0001] Die Erfindung richtet sich einerseits auf eine Schließeinrichtung der im Oberbegriff
des Anspruches 1 angegebenen Art und andererseits auf eine Vorrichtung zur Codierung
eines elektronischen Schlüssels der Schließeinrichtung entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruches 6.
[0002] Bei der bekannten Schließeinrichtung wird in den elektronischen Schlüssel ein zufälliger
Festcode einprogrammiert. Dafür sind zusätzliche Schnittstellen-Komponenten erforderlich.
Außer diesen zusätzlichen Schnittstellen sind auch Bauteile zur Signalaufbereitung
und elektronische Schutzmaßnahmen im elektronischen Schlüssel notwendig. Die für die
Codebestimmung maßgeblichen Bauteile, z. B. ein Zufallsgenerator, sind im Gehäuseinneren
des Schlüssels integriert, wofür besondere Montagemaßnahmen, ein entsprechender Platz
für ihre Anordnung und eine umständliche Logistik erforderlich sind. Die Eingabe des
Codierungsprogramms erfolgt über einen gesonderten Eingabeport. Dafür verwendet man
z. B. an der Leiterplatte vorgesehene Programmierkontakte, sogenannte pads, die mittels
Nadeln kontaktiert werden. Dazu muß die Leiterplatte im Gehäuse des Schlüssels zugänglich
sein, weshalb die Codierung an einem noch nicht im Gehäuse fertig montierten Schlüssel
vorgenommen werden muß. Dieser bekannte Schlüssel kann erst nach seiner Codierung
fertiggestellt werden.
[0003] Es sind auch Schließeinrichtungen bekannt, wo die Codierung des Schlüssels kontaktlos
induktiv, durch Infrarotlicht oder durch Funk vorgenommen wird. Dies kann zwar bei
einem fertig montierten Schlüssel erfolgen, erfordert aber beim Schlüssel ebenfalls
zusätzliche Schnittstellen-Komponenten, Bauteile zur Signalaufbereitung sowie zugehörige
Schutzschaltungen. Bei den bekannten Schließeinrichtungen liegt eine kurze Codierung
vor, die verhältnismäßig Wenige unterschiedliche Codierungen bei den Schlüsseln zuläßt.
Es kann daher in der Praxis leicht vorkommen, daß gleiche Schlüssel vorliegen, was
zu Problemen führt.
[0004] Der Erfindung liegt einerseits die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte Schließeinrichtung
der eingangs genannten Art zu entwickeln, die einen platzsparenden Aufbau des Schlüssels
zuläßt und eine einfache und schnelle Codierung des fertig montierten Schlüssels mit
großer Codierungs-Vielfalt erlaubt; der Erfindung liegt andererseits die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zur Codierung des elektronischen Schlüssels der Schließeinrichtung
zu offenbaren, die eine manipulationssichere Codierung ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß
durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 6 angeführten Maßnahmen erreicht. Der
Kern der Erfindung nach Anspruch 1 besteht darin, daß durch eine rein mechanische
"morseartige" Druckbetätigung einer ohnehin vorhandenen (Funktions-) Taste des Schlüssels
die Codierung des fertig montierten Schlüssels erfolgt. Mit dem codierten Schlüssel
wird dann in bekannter Weise das zugehörige elektronische Schloß codiert, was drahtlos,
vorzugsweise auf elektromagnetischem Wege, geschieht.
[0005] Bei der Erfindung werden die für den Sendebetrieb notwendigen Komponenten zugleich
zur Codierung des Schlüssels genutzt. Der elektronische Schlüssel umfaßt dafür wenigstens
eine Funktionstaste, die bei der Erfindung auch als Eingabeport zum Einleiten des
Codierungsprogramms genutzt wird. Sofern der Schlüssel mehrere Tasten für den Sendebetrieb
aufweisen sollte, können auch mehrere Tasten als Eingabeport für die Codierung benutzt
werden. Die Codierung erfolgt also durch eine definierte Betätigung der Taste bzw.
der Tasten. Im Schlüssel ist nur ein Codierungsprogramm mit einem Aktivierungsmodus
erforderlich, während die Codebestimmung extern vorliegt und durch eine entsprechende
Tastenbetätigung eingegeben wird. Die eingetasteten Codedaten brauchen lediglich im
dann wirksam gesetzten schlüsselseitigen Datenaufnahmemodus gespeichert zu werden.
Die Besonderheit der Erfindung ist also eine "Eintastprogrammierung des Codes über
die gegebenen Funktionstasten des elektronischen Schlüssels". Das Eintastprogramm
kann beliebig lang sein und läßt daher eine unbegrenzte Vielfalt von Codierungen zu.
Es können daher alle Schlüssel einen zueinander unterschiedlichen Code aufweisen.
[0006] Bei der Erfindung nach Anspruch 6 ist eine maschinelle Betätigung der Taste bzw.
der Tasten möglich, was nicht nur einfacher, sondern vor allem präziser und schneller
ausführbar ist. Es handelt sich dabei um eine rechnergesteuerte Vorrichtung mit einem
Arbeitsglied, das in einer zwar wählbaren, aber definierten Bewegungsfolge sowohl
den Aktivierungsmodus im Schlüssel wirksam setzt als auch den Code eintastet. Diese
Vorrichtung kann problemlos hinsichtlich der Schnelligkeit der Tastenbetätigung und
ihrer zeitlichen Abfolge ohne weiteres die von einer menschlichen Hand ausführbaren
Bewegungen übertreffen. Dadurch ist nicht nur der Codierungsvorgang beschleunigt,
sondern vor allem ungewollte Manipulationen durch manuelle Tastenbetätigungen ausgeschlossen.
Das läßt sich durch ein entsprechend anspruchsvolles Timing und ggf. eine spezielle
Codierung mit Sicherheit verhindern.
[0007] Diese anspruchsvollen Bewegungen können von der Vorrichtung zur Codierung des elektronischen
Schlüssels ohne weiteres bewältigt werden.
[0008] Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung ist die Erfindung
in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch das drahtlose Zusammenwirken zwischen einem vom Fahrzeugbenutzer betätigten
elektronischen Schlüssel und einem im Kraftfahrzeug integrierten elektronischen Schloß,
wobei die kraftfahrzeugseitigen Bauteile schematisch verdeutlicht sind,
- Fig. 2
- den schematischen Schaltplan des elektronischen Schlüssels in Form eines flachen plattenförmigen
Körpers, dessen Umriß strichpunktiert verdeutlicht ist,
- Fig. 3
- in schematischer Ansicht eine Vorrichtung zur Codierung des Schlüssels, und
- Fig. 4
- ein Zeitdiagramm eines zur Codierung des Schlüssels verwendbaren binären Datenstroms.
[0009] Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung ist zwar bei einem Fahrzeug 10 eingesetzt,
könnte aber auch bei anderen Objekten verwirklicht sein. Die Schließeinrichtung umfaßt
zwei miteinander zusammenwirkende Einrichtungsteile, nämlich ein mehrere Bauteile
umfassendes elektronisches Schloß 11 im Fahrzeug 10 einerseits und einen elektronischen
Schlüssel 21 andererseits, der von einem Fahrzeugbenutzer 20 zu betätigen ist. Der
Schlüssel 21 wirkt mit dem Schloß 11 drahtlos zusammen, was im vorliegenden Fall durch
eine elektromagnetische Übertragung 30 der Daten verwirklicht ist. Dazu besitzt der
Schlüssel 21 einen Sender 22 und das Schloß 11 einen Empfänger 12.
[0010] Der elektronische Schlüssel 21 weist ein in Fig. 2 strichpunktiert angedeutetes Gehäuse
27 auf, in Form einer flachen Platte, die an eine "Scheckkarte" erinnert. Der Schlüssel
21 wird nach der Erfindung mit all seinen Bauteilen im Gehäuse 27 fertig montiert,
wobei die wichtigsten Bauteile in Fig. 2 schematisch angedeutet sind. Dazu gehört
zunächst ein Energiespeicher 28 in Form von einer oder mehreren elektrischen Batterien
oder eines wiederaufladbaren Akkumulators. Dieser versorgt einen Mikroprozessor 23
mit elektrischer Spannung und steht mit einem Taster 26 in Verbindung, der eine durch
manuellen Druck betätigbare, hubbewegliche Taste 25 besitzt, die durch eine Rückstellfeder
od. dgl. wieder in ihre Ausgangsstellung rückstellbar ist. Der Mikroprozessor 23 umfaßt
einen Datenspeicher 24 mit einem Programm und mit Speicherplätzen für eine frei wählbare
Codierung.
[0011] Das im Datenspeicher 24 enthaltene Programm für eine Codierung des Schlüssels soll
nachfolgend kurz "Codierungsprogramm" bezeichnet werden. Das Codierungsprogramm umfaßt
zunächst einen sogenannten "Aktivierungsmodus", durch dessen Eingabe der Schlüssel
für eine Codierung aufnahmebereit wird. Die Eingabe dieses Aktivierungsmodus erfolgt
bei diesem Schlüssel über den Taster 26. Dazu muß, entsprechend dem eingespeicherten
Aktivierungsmodus, die dortige Taste 25 betätigt werden. Fig. 4 verdeutlicht anhand
eines Zeitdiagramms im Abschnitt 34, eine dazu geeignete Betätigungsfolge.
[0012] In Fig. 4 sind die individuellen Zeiträume der Betätigungsphasen der Taste 25 durch
die erhobenen Bereiche 31 der binären Kurve 36 veranschaulicht, während die Dauer
der dazwischenliegenden Ruhephasen des Tasters 26, wo die Taste 25 also nicht betätigt
wird, durch die abgesenkten Bereiche 32 gekennzeichnet sind. Beide Kurvenbereiche
31, 32 sind durch scharf zeitbegrenzte Übergänge 33 voneinander getrennt. Die Zeitdauer
der Druckbetätigungen ist in Fig. 4 mit

t1,

t2 etc. bezeichnet, während die Dauer der Ruhezeiten 32 dementsprechend mit

t1',

t2' usw. gekennzeichnet ist. Zur Sensibilisierung des Aktivierungsmodus vom Codierungsprogramm
können alle Bestandteile der vorerwähnten binären Kurve 36 genutzt werden, und zwar
sowohl summativ als auch alternativ. Als erstes bietet sich z. B. die Betätigungsfrequenz
an, d. h., die Zeitfolge aufeinanderfolgender Druckbetätigungen 31 der Taste 25. Als
weiteres Erkennungskriterium kann die Zeitdauer

t der einzelnen Druckbetätigungen 31 dienen wie auch die dazwischen liegenden Ruhezeiten

t' dafür genutzt werden können. Es kommt dann, als weitere Codierungsmaßnahme, die
Abfolge der in definierter Weise zueinander bemessenen Zeitdauern

t1,

t2 usw. und/oder der dazwischen liegenden Ruhezeiten

t1',

t2' usw. infrage. Schließlich können als Kriterium der Aktivierung auch die exakte
zeitliche Lage der Übergänge 33 zwischen den Druckbetätigungen 31 und den Ruhezeiten
32 genutzt werden. Damit liegt eine Vielzahl von Variablen vor, die zu einer entsprechend
großen Codierungsvielfalt führen.
[0013] In Fig. 4 wird angenommen, daß der Aktivierungsmodus in dem durch 34 gekennzeichneten
Zeitabschnitt vollzogen worden ist. Dann schließt sich ein sogenannter "Datenaufnahmemodus"
an, der in Fig. 4 mit dem dann folgenden, mit 35 gekennzeichneten Abschnitt verdeutlicht
ist. Hier wird der individuelle Code des Schlüssels eingegeben und seine Codespeicherung
im Datenspeicher 24 veranlaßt. Auch dieser Datenaufnahmemodus 35 läuft über eine weitere,
an sich funktionsübliche Betätigung der Taste 25 ab. Es sind wieder, in analoger Weise,
für die Codebestimmung die Betätigungs- und/oder die Ruhephasen 32 und/oder die Zeitbegrenzungen
der Übergänge 33 maßgeblich. Damit ist der Code frei wählbar. Die eigentliche Codebestimmung
erfolgt ausschließlich außerhalb des Schlüssels und wird nur durch eine rein mechanische,
"morseartige" Druckbetätigung der Taste 25 auf den Schlüssel 21 übertragen.
[0014] Diese Taste 25 dient, wie bereits erwähnt wurde, auch für den späteren normalen Sendebetrieb
30 zwischen dem Schlüssel 21 und dem Schloß 11. Dafür besitzt das elektronische Schloß
11 folgende, in Fig. 1 angedeutete Bauteile. Dazu gehört zunächst der bereits erwähnte
Empfänger 12, der die vom Schlüssel 21 kommenden Signale 30 an einen Mikroprozessor
13 im Fahrzeug 10 und einen dort integrierten Datenspeicher 14 abgibt. Dieser wertet
das empfangene Signal 30 aus. Vorausgehend ist natürlich im dortigen Datenspeicher
14 die den zugehörigen Schlüssel 21 kennzeichnende Codierung, in an sich bekannter
Weise, vom Schlüssel 21 auf das Schloß 11 überspielt worden. Als Energiespeicher im
Fahrzeug 10 wird zweckmäßigerweise der dortige Akku 18 verwendet.
[0015] Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, besitzt das Fahrzeug 10 eine Tür 17, die durch eine
Schloßmechanik 16 in ihrer Schließlage gehalten werden kann. Eine solche Schließmechanik
16 kann z. B. aus einer Falle bestehen, die mit einem Schließkloben an einer Säule
der Fahrzeugkarosserie zusammenwirkt. Das elektrische Schloß 11 umfaßt auch noch eine
nicht näher verdeutlichte Verriegelungseinrichtung, die auf die Schloßmechanik 16
einwirken und diese verriegeln oder entriegeln. Mit der Schloßmechanik 16 wirkt ein
Türgriff 15 zusammen, der üblicherweise manuell vom Fahrzeugbenutzer 20 zum Öffnen
der Tür 17 benutzt wird. Das Öffnen der Tür 17 über den Türgriff 15 ist nur dann möglich,
wenn sich die Schloßmechanik 16 in ihrer Entriegelungsstellung befindet. Liegt die
Verriegelungsstellung dagegen vor, so läßt sich die Tür 17 über den Türgriff 15 nicht
mehr öffnen.
[0016] Die Umsteuerung der Glieder der Schloßmechanik 16 zwischen der Verriegelungs- und
Entriegelungsstellung kann auf elektrische, mechanische oder pneumatische Weise erfolgen.
Das Verriegeln und Entriegeln der Schloßmechanik 16 kann vom Fahrzeuginneren aus geschehen,
von außen her ist dies aber über den elektrischen Schlüssel 21 zu vollziehen. Für
den Notfall kann noch ein zusätzlicher mechanischer Schlüssel in den elektronischen
Schlüssel 21 integriert sein. Mit diesem mechanischen Schlüssel kann auf mechanischem
Wege ein nicht näher gezeigter Schloßzylinder an einer Tür des Fahrzeugs 10 die Schließmechanik
16 in Entriegelungsstellung bzw. in Verriegelungsstellung überführen.
[0017] Zur Entriegelung und Verriegelung des elektrischen Schlosses 11 wird die Taste 25
des elektronischen Schlüssels 21 gedrückt. Das dann abgegebene Signal 30 umfaßt einen
Datenstrom, welcher der spezifischen Codierung dieses Schlüssels 21 entspricht. Dieses
Sendetelegramm wird vom fahrzeugseitigen Empfänger 12 aufgenommen und im Mikroprozessor
13 unter Verwendung der dort im Datenspeicher 14 eingespeicherten Codierung ausgewertet.
Wird bei dieser Auswertung eine Übereinstimmung des empfangenen Codes mit dem gespeicherten
Code festgestellt, so wird über eine Leitung 19 die türseitige Schloßmechanik 16 befehlsgemäß
umgesteuert. Die geschlossene Tür 17 kann in ihrer Schließlage gesichert oder, zwecks
Betätigung ihres Türgriffs 15, entsichert werden.
[0018] Die vorerwähnten, anhand von Fig. 4 erläuterten Variablen zur Bestimmung der Codierung
und zur Initiierung des Codierungsprogramms sind zweckmäßigerweise so extrem genau
bemessen, daß sie aufgrund der physiologischen menschlichen Befindlichkeiten manuell
nicht vollzogen werden können. Dazu genügt es z. B. die oben beschriebene Betätigungsfrequenz
der Taste 25 deutlich höher zu setzen und die Zeitdauern

t für die Tastenbetätigung bzw. die dazwischen liegenden Ruhezeiten

t' so kurz zu wählen, daß sie manuell nicht nachvollzogen werden können. Ebenso können
die Zeitbegrenzungen 33 so scharf gewählt sein, daß sie manuell nicht reproduzierbar
sind. All dies läßt sich aber ohne weiteres in sehr zuverlässiger und schneller Weise
durch eine Vorrichtung 40 verwirklichen, die in Fig. 3 schematisch dargestellt ist.
[0019] Die Vorrichtung 40 umfaßt ein Arbeitsglied 41, das im Sinne des eingezeichneten Doppelpfeils
42 von einem Antrieb 43 hubbeweglich ist. Die Vorrichtung 40 umfaßt ein als Block
dargestelltes Steuerprogramm 44, das eine Bewegungsfolge des Arbeitsglieds 41 exakt
bestimmt.
[0020] Bei der Erfindung wird der Schlüssel 21 komplett vorgefertigt, wobei die schlüsselspezifische
Codierung noch nicht im Datenspeicher 24 eingegeben ist. Der fertige Schlüssel kann
nach seinem Zusammenbau auf seine störungsfreie Funktionssicherheit getestet werden.
Dann kommt der Schlüssel zu der Codiervorrichtung 40, die ausschließlich durch mechanische
Betätigung der Taste 25, die auch für die spätere Funktion maßgeblich ist, eine frei
wählbare Codierung eingibt.
[0021] Dazu wird der elektronische Schlüssel 21 mit seinem Gehäuse 27 auf eine Auflage 45
der Vorrichtung 40 gelegt und mit seiner Taste 25 in Ausrichtung mit dem Arbeitsglied
41 gebracht. Dann wird das Steuerprogramm 44 gestartet. Es setzt nun eine Hubbewegung
42 des Arbeitsglieds 41 ein, die genau dem Kurvenprofil des in Fig. 4 gezeigten Zeitdiagramms
36 entspricht. Dabei drückt das Arbeitsglied 41, nach Art eines Stößels, auf die Taste
25, die im Sinne des in Fig. 3 angedeuteten Betätigungspfeils 29 gedrückt wird. Dadurch
wird auf mechanischem Wege sowohl der Aktivierungsmodus 34 als auch der den Code bestimmende
Datenaufnahmemodus 35 in den Schlüssel 21 eingegeben. Der Kurvenverlauf im Datenaufnahmemodus
35 ist natürlich individuell dem jeweiligen Schlüssel 21 zugepaßt. Dementsprechend
wird das mechanische Steuerprogramm 44 der Vorrichtung 40 variiert.
Bezugszeichenliste:
[0022]
10 Fahrzeug
11 elektronisches Schloß
12 Empfänger von 11
13 Mikroprozessor von 11
14 Datenspeicher von 11
15 Türgriff
16 Schloßmechanik zu 11
17 Tür von 10
18 Energiespeicher von 11, Akkumulator
19 Leitung zwischen 16 und 13
20 Fahrzeugbenutzer
21 elektronischer Schlüssel
22 Sender von 21
23 Mikroprozessor von 21
24 Datenspeicher von 21
25 betätigbare Taste von 26
26 Taster in 21
27 Gehäuse von 21
28 Energiespeicher in 21, Batterie
29 Pfeil der Druckbetätigung von 25
30 elektromagnetische Welle, Signal zwischen 21, 11
31 Betätigungsphase von 25 bei 36
32 Ruhephase von 25 bei 36
33 Zeitbegrenzung zwischen 31, 32
34 Aktivierungsmodus von 36
35 Datenaufnahmemodus von 36
36 Zeitdiagramm-Kurve, Codierungsprogramm
40 Vorrichtung zur Codierung von 21
41 Arbeitsglied von 40
42 Pfeil der Hubbetätigung von 41
43 Antrieb von 41
44 Steuerprogramm für 41
45 Auflagetisch für 21

t1 bis

t6 Zeitdauer der Druckbetätigung von 25 in 36

t1' bis

t5' Zeitdauer der Ruhephase von 25 bei 36
1. Schließeinrichtung (17) für Türen, Klappen od. dgl. von Fahrzeugen (10), insbesondere
Kraftfahrzeugen,
bestehend einerseits aus einem elektronischen Schloß (11) mit Empfänger (12) am Fahrzeug
(10)
und andererseits aus einem elektronischen Schlüssel (21) mit einem Sender (22) und
mit mindestens einer vom Fahrzeugbenutzer (20) im Betriebsfall manuell zu betätigenden
Taste (25),
die im Betätigungsfall drahtlos, vorzugsweise elektromagnetisch, Funktionsbefehle
(30) vom Sender (22) an den Empfänger (12) überträgt und eine Schloßmechanik (16)
des Schlosses (11) befehlsgemäß entriegelt oder verriegelt,
wobei der Schlüssel (21) und das Schloß (11) jeweils einen Datenspeicher (14; 24)
mit übereinstimmender, fahrzeugspezifischer Codierung aufweisen,
und der Schlüssel (21) für seine Codierung ein Programm (Codierungsprogramm 36) mit
einem Aktivierungsmodus für eine Codeaufnahme und mit einem Datenaufnahmemodus für
eine frei wählbare Codebestimmung und zur Codespeicherung durchläuft,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Datenspeicher (24) vom fertig montierten elektronischen Schlüssel (21) zunächst
uncodiert ist und seine Taste (25) der Eingabeport zum Einleiten des Codierungsprogramms
(36) ist,
und daß durch eine definierte Betätigung (29) der Taste (25) nicht nur der Aktivierungsmodus
(34) wirksam gesetzt wird, sondern auch ein extern vorgegebener Code durch ein morseartiges,
codegemäßes Betätigen (29) der Taste (25) unmittelbar in den Datenspeicher (24) eingegeben
wird.
2. Schließeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung (29)
der Taste (25) für das Codierungsprogramm (36) maschinell erfolgt.
3. Schließeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Codierungsprogramm
(36) eine Betätigungsfrequenz der Taste (25) beinhaltet, die deutlich höher als die
physiologisch erreichbare manuelle Betätigungsfrequenz ist.
4. Schließeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Codierungsprogramm
(36) eine Mehrzahl von Zeitintervallen (

t1 -

t6) der Betätigung der Taste (25) erfordert, die deutlich kürzer als die aus physiologischen
Gründen erreichbare schnellstmögliche manuelle Betätigungsfolge sind.
5. Schließeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Codierungsprogramm zwischen den Betätigungsphasen (31) und Ruhephasen (32)
der Taste (25) so scharf zeitbegrenzte Übergänge (33) erfordert, daß sie aus physiologischen
Gründen manuell nicht reproduzierbar sind.
6. Vorrichtung (40) zur Codierung des elektronischen Schlüssels (21) der Schließeinrichtung
nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet
durch ein bewegliches (42) Arbeitsglied (41), das zur mechanischen Codierung des Schlüssels
(21) auf dessen Taste (25) wirkt
und durch ein die Bewegungsfolge des Arbeitsglieds (41) bestimmendes Steuerprogramm
(44), das gemäß einem Aktivierungsmodus (34) und einem Datenaufnahmemodus (35) für
einen zwar wählbaren, aber definierten Code des Schlüssels (21) ausgelegt ist, wobei
die Bewegungsfolge des Arbeitsglieds höher ist als die erreichbare schnellstmögliche
manuelle Bewegungsfolge.