DE10013913A1 - Method of determining the distance of a hand-operated module from a device-module, esp. for motor vehicle access system, involves generating first and second signals and evaluating the difference of the signal propagation delay times - Google Patents

Method of determining the distance of a hand-operated module from a device-module, esp. for motor vehicle access system, involves generating first and second signals and evaluating the difference of the signal propagation delay times

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DE10013913A1 DE2000113913 DE10013913A DE10013913A1 DE 10013913 A1 DE10013913 A1 DE 10013913A1 DE 2000113913 DE2000113913 DE 2000113913 DE 10013913 A DE10013913 A DE 10013913A DE 10013913 A1 DE10013913 A1 DE 10013913A1
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Abstract

The method of determining the distance of a hand-operated module from its associated device-module integrated into a device, such as a motor vehicle, has increased user-friendliness for a key-less access system for the vehicle, by determining the distance of the authorized person from the vehicle and improve safety of access. Initially, a first signal is generated in the device module (4) followed by a first signal outputted by the latter (4) which is then received by the hand-module (6) wherein is generated a second signal which has at least a part in sync with a part of the received first signal and isolatable from the total signal. The second signal is outputted by the hand-module (6), received by the device module (4) and the difference of the propagation delay time between the signals is evaluated to determine the distance of the hand-module (6) from the device module (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Bestimmung der Entfernung eines Handmoduls von einem in einer Einrichtung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, integrierten Einrichtungsmodul.The invention relates to a method and a system to determine the distance of a hand module from a in a facility, especially in a Motor vehicle, integrated furnishing module.

Systeme mit in einer Einrichtung integrierten Einrichtungsmodulen und von einem Benutzer mitgeführten Handmodulen sowie die Kommunikation zwischen solchen Einrichtungsmodulen und Handmodulen sind aus der Praxis bekannt. Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich werden solche Systeme für den schlüssellosen Zugang zu Kraftfahrzeugen eingesetzt. Der Zugang kann dabei in einem direkten Zugang zu dem Kraftfahrzeug, d. h. in dem Entriegeln von Türen, oder in dem Zugang zu anderen Fahrzeugfunktionen wie Zünd- oder Motorfunktionen bestehen. Bei einem solchen schlüssellosen Zugang zu Kraftfahrzeugen und sonstigen Einrichtungen müssen sich in der Regel von berechtigen Nutzern mitgeführte Handmodule gegenüber einem entsprechenden Modul in der Einrichtung über einen Code identifizieren, damit der Zugang freigegeben wird.Systems with integrated in one facility Furnishing modules and carried by a user Hand modules and communication between them Furnishing modules and hand modules are from practice known. Especially in the automotive field such systems for keyless access to Motor vehicles used. Access can be in direct access to the motor vehicle, d. H. by doing Unlocking doors, or in access to others Vehicle functions such as ignition or engine functions consist. With such a keyless entry Motor vehicles and other facilities must usually carried by authorized users Hand modules compared to a corresponding module in the Identify the facility using a code so that the Access is released.

Für die hierzu erforderliche Datenübertragung weisen die Handmodule und die Einrichtungsmodule Sende- und Empfangsmittel auf, über die Funksignale mit einer bestimmten Frequenz gesendet und empfangen werden können. Alternativ zu der Nutzung einer bestimmten Frequenz für die Datenübertragung werden auch Spreizspektrums- (Spread-Spectrum) Übertragungen eingesetzt, um eine geringe Störanfälligkeit zu gewährleisten. Das wird erreicht, indem die zu übertragenden Daten auf eine große Anzahl von Trägerfrequenzen verteilt werden, so daß bei Störung einer der genutzten Frequenzen dennoch ein guter Empfang verbleibt. Die Übertragung der Daten kann beispielsweise bei ca. 2,4 GHz erfolgen und sich dabei über 20 MHz erstrecken. Das Spreizen des Signals erfolgt dabei normalerweise entweder durch das zyklische Springen zwischen mehreren Frequenzbändern (FHSS, Frequency Hopping Spread Spectrum) oder mit dem Direktsequenz- Zufallssystem (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS). Für das DSSS-Verfahren kann eine Trägerfrequenz mit einem digitalen Signal multipliziert werden, welches aus den zu übertragenden Daten besteht, denen ein Pseudo-Rausch-Code aufmoduliert wurde. Durch dieses DSSS-Verfahren wird aus dem Trägersignal ein sehr breitbandiges Signal mit der spektralen Equivalenz eines Rausch-Signals gewonnen.For the necessary data transmission, the Hand modules and the setup modules transmit and Receiving means on the radio signals with a certain frequency can be sent and received. As an alternative to using a specific frequency for the data transmission are also spread spectrum  (Spread Spectrum) used to make a transfer to ensure low susceptibility to failure. It will achieved by transferring the data to a large Number of carrier frequencies are distributed, so that at Interference with one of the frequencies used is still a good one Reception remains. The transfer of data can For example, take place at about 2.4 GHz and thereby extend over 20 MHz. The signal is spread usually either by cyclical jumping between several frequency bands (FHSS, Frequency Hopping Spread Spectrum) or with the direct sequence Random system (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS). For the DSSS method, a carrier frequency with a digital signal are multiplied, which from the to there is a pseudo-noise code was modulated. This DSSS procedure turns out the carrier signal a very broadband signal with the spectral equivalence of a noise signal.

Bei Zugangssystemen, die den Zugang zu einer Einrichtung sichern, kann es von Bedeutung sein, vor der Freigabe von Funktionen wie der Entriegelung einer Tür oder dem Starten eines Motors die Entfernung eines berechtigten Handmoduls und damit der zum Zugang berechtigten Person zu kennen. Befindet sich nämlich beispielsweise die berechtigte Person in einem größeren Abstand von der Einrichtung, so können Funktionen unbeabsichtigt freigegeben werden, ohne daß sich die berechtigte Person dessen bewußt wird, wodurch nun unberechtigte Personen freien Zugang zu der Einrichtung haben. Andererseits kann auch zwischen verschiedenen freizugebenden Funktionen unterschieden werden, wenn etwa bekannt ist, ob sich die Person mit dem berechtigten Handmodul außerhalb der Einrichtung oder bereits innerhalb der Einrichtung befindet. Mit der Kenntnis der jeweiligen Entfernung können somit Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit eines schlüssellosen Zugangssystem erhöht werden.For access systems that provide access to a facility backup, it may be important before releasing Functions like unlocking a door or the Start an engine removing an authorized one Hand module and thus the person authorized to access to know. For example, there is the authorized person at a greater distance from the Facility, so functions can be unintentional be released without the authorized person becomes aware of what is now causing unauthorized persons have free access to the facility. On the other hand, can also between different functions to be released a distinction is made if it is known whether the Person with the authorized hand module outside the Facility or already within the facility located. With knowledge of the respective distance  can thus security and usability of a keyless entry system can be increased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zum Bestimmung der Entfernung eines Handmoduls von einem Einrichtungsmodul einer Einrichtung zur Verfügung zu stellen.The invention has for its object a method and a system for determining the distance of a Hand module from a facility module of a facility to provide.

Die Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung der Entfernung eines Handmoduls von einem Einrichtungsmodul einer Einrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das die folgenden Schritte aufweist:
The object is achieved on the one hand by a method for determining the distance of a hand module from a device module of a device, in particular a motor vehicle, which has the following steps:

  • a) Generieren eines ersten Signals in dem Einrichtungsmodul,a) generating a first signal in the Furnishing module,
  • b) Aussenden des ersten Signals durch das Einrichtungsmodul,b) sending out the first signal through the Furnishing module,
  • c) Empfangen des ersten Signals durch das Handmodul,c) receiving the first signal by the hand module,
  • d) Generieren eines zweiten Signals in dem Handmodul, das einen zumindest zu einem Anteil des empfangenen ersten Signal synchronen und von dem Gesamtsignal isolierbaren Anteil aufweist,d) generating a second signal in the hand module, the one at least to a portion of the first received Synchronize signal and of the total signal isolatable portion,
  • e) Aussenden des zweiten Signals durch das Handmodul,e) transmission of the second signal by the hand module,
  • f) Empfangen des zweiten Signals durch das Einrichtungsmodul, undf) receiving the second signal by the Furnishing module, and
  • g) Auswerten der Laufzeitdifferenz zwischen dem von dem Einrichtungsmodul erzeugten ersten Signal bzw. einem Anteil des ersten Signals und dem zu dem ersten Signal bzw. dem Anteil des ersten Signals synchronen Anteil des empfangenen zweiten Signals zur Bestimmung der Entfernung des Handmoduls von dem Einrichtungsmodul.g) evaluating the transit time difference between that of the Installation module generated first signal or a Share of the first signal and that of the first signal or the portion of the first signal synchronous portion of the received second signal for determining the Removal of the hand module from the device module.

Zum anderen wird die Aufgabe gelöst durch ein System zur Bestimmung der Entfernung eines Handmoduls von einem in einer Einrichtung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, integrierten Einrichtungsmodul, das in dem Einrichtungsmodul einen ersten Generator zum Generieren eines ersten Signals, Sendemittel zum Senden des ersten Signals, Empfangsmittel zum Empfangen eines zweiten Signals, sowie Auswertmittel mit Zugang zu Ausgängen des ersten Generators und der Empfangsmittel umfaßt und das in dem Handmodul Empfangsmittel zum Empfangen des ersten Signals, einen zweiten Generator zum Generieren eines zweiten Signals mit einem zumindest zu einem Anteil des empfangenen Signals synchronen Anteil sowie Sendemittel zum Senden des generierten zweiten Signals aufweist, wobei die Auswertmittel des Einrichtungsmoduls geeignet sind, die Laufzeitdifferenz zwischen dem ersten Signal bzw. einem Anteil des ersten Signals und dem zu dem ersten Signal bzw. zu einem Anteil des ersten Signals synchronen Anteil des empfangenen zweiten Signals und daraus die Entfernung des Handmoduls von dem Einrichtungsmodul zu bestimmen.On the other hand, the task is solved by a system for Determination of the distance of a hand module from an in a device, especially in a motor vehicle, integrated furnishing module, which in the Setup module to generate a first generator  a first signal, transmission means for transmitting the first Signals, receiving means for receiving a second Signals, as well as evaluation means with access to outputs of the includes the first generator and the receiving means and that in the hand module receiving means for receiving the first Signal, a second generator for generating a second signal with at least a portion of the received signal synchronous portion and transmission means for sending the generated second signal, the evaluation means of the furnishing module being suitable are the transit time difference between the first signal or a portion of the first signal and that to the first signal or to a portion of the first signal synchronous part of the received second signal and from this the distance of the hand module from the Determine furnishing module.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß ein von einem Einrichtungsmodul an ein Handmodul gesendetes Signal eine zu der Entfernung proportionale Laufzeit benötigt. Das gleiche gilt für ein von dem Handmodul zu dem Einrichtungsmodul gesandtes Signal. Wird nun von dem Handmodul auf ein von dem Einrichtungsmodul empfangenes Signal hin ein anderes Signal zurück zum Einrichtungsmodul gesendet, das zumindest einen Anteil aufweist, der zumindest zu einem Anteil des empfangenen Signals synchron ist, so kann in dem Einrichtungsmodul aus einem Vergleich zwischen dem gesendeten und dem empfangenen Signal bzw. zwischen den zueinander synchronen Anteilen der Signale die Verschiebung der Signale zueinander und damit die gesamte Laufzeit bestimmt werden. Aufgrund der Proportionalität der Laufzeit zu der Entfernung des Handmoduls von dem Einrichtungsmodul bietet die Laufzeit dann eine unmittelbar nutzbare Information zur Bestimmung der Entfernung. The invention is based on the knowledge that one of a device module sent to a hand module Signal a runtime proportional to the distance needed. The same applies to one of the hand module too signal sent to the device module. Now from that Hand module on a received from the device module Another signal back to Setup module sent that at least a share has at least a portion of the received Signal is synchronous, so in the device module from a comparison between the sent and the received signal or between each other synchronous portions of the signals the shift of the Signals to each other and thus the entire runtime be determined. Due to the proportionality of the Runtime for the removal of the hand module from the Setup module then offers a runtime immediately usable information for determining the Distance.  

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen System wird somit eine zuverlässige und preiswert zu realisierende Möglichkeit zur Verfügung gestellt, die Entfernung eines Handmoduls von einem in einer Einrichtung integrierten Einrichtungsmodul mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.With the inventive method and system according to the invention is thus a reliable and Possibility to be realized inexpensively posed, the removal of a hand module from one in a facility integrated facility module with to determine high accuracy.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen System gewonnenen Informationen über die Entfernung eines Handmoduls von einem Einrichtungsmodul können beispielsweise im Rahmen einer Zugangssicherung zu Funktionen einer Einrichtung so eingesetzt werden, daß der Zugang auch bei einem berechtigten Handmodul nur dann freigegeben wird, wenn sich das Handmodul in einer bestimmten Entfernung von dem Einrichtungsmodul befindet. Dadurch kann ein unerwünschtes Betätigen der überwachten Funktionen, wie der Entriegelung von Fahrzeugtüren durch eine nicht berechtigte Person, auch bei einem in Reichweite befindlichen Handmodul zuverlässig verhindert werden.The with the inventive method and Information obtained via the system according to the invention the removal of a hand module from one Furnishing module can, for example, as part of a Securing access to functions of a facility be used that access even with a authorized hand module is only released if the hand module is at a certain distance from that Setup module is located. This can be a undesired actuation of the monitored functions, such as unlocking vehicle doors by not authorized person, even with one within reach located hand module can be reliably prevented.

Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems ist vornehmlich im Kraftfahrzeugbereich zu sehen. Es kommt aber ebenso eine Vielzahl von anderen Anwendungen, beispielsweise im Rahmen einer Zugangssicherung zu Gebäuden, in Betracht.The use of the method according to the invention and the system according to the invention is primarily in Automotive sector. But there is also one Variety of other applications, for example in As part of securing access to buildings.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous embodiments of the invention are shown in the Sub-claims emerge.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zweite Signal erhalten, indem zunächst ein Signal als insbesondere sinusförmiges Trägersignal generiert wird, welches höherfrequent ist als das empfangene, erste, ebenfalls insbesondere sinusförmige Signal, und indem zum Generieren des zweiten Signals anschließend das Trägersignal mit dem empfangenen, ersten Signal moduliert wird.In a preferred embodiment of the invention The second signal is obtained by first a signal as a sinusoidal one in particular Carrier signal is generated, which is higher frequency than the first received, also in particular  sinusoidal signal, and by generating the second Then the carrier signal with the received, first signal is modulated.

Vorrichtungsmäßig weist für diese Ausgestaltung das Einrichtungsmodul als Generator einen Oszillator zum Generieren eines sinusförmigen Signals und einen zwischen Empfangsmittel und Auswerteinheit angeordneten Demodulator auf. Das Handmodul weist seinerseits als Generator einen Oszillator zum Generieren eines sinusförmigen Signals verbunden mit einem Modulator auf. Die Oszillatoren sind derart eingestellt, daß das von dem Oszillator des Handmoduls generierte Signal höherfrequent ist als das von dem Oszillator des Einrichtungsmoduls generierte Signal. Außerdem ist der Modulator geeignet, ein von dem Oszillator des Handmoduls generiertes Signal mit dem von dem Oszillator des Einrichtungsmoduls generierten und von den Empfangsmitteln des Handmoduls empfangenen Signal zu modulieren. Der Demodulator des Einrichtungsmoduls kann dann ein von den Empfangsmitteln des Einrichtungsmoduls empfangenes Signal demodulieren und den Auswertmitteln zuführen.In terms of device, this has this Setup module as a generator and an oscillator Generate a sinusoidal signal and an between Arranged receiving means and evaluation unit Demodulator on. The hand module in turn points as Generator an oscillator to generate a sinusoidal signal connected to a modulator. The oscillators are set so that that of the Oscillator of the hand module generated signal with higher frequency than that of the device module oscillator generated signal. The modulator is also suitable a signal generated by the oscillator of the hand module with that from the oscillator of the device module generated and from the receiving means of the hand module modulate received signal. The demodulator of the The furnishing module can then be one of the receiving means of the device module demodulate received signal and feed the evaluation means.

Die Auswertmittel können die Laufzeitdifferenz direkt der Phasenverschiebung zwischen den zwei Signalen entnehmen. Je höher die Frequenz des ersten Signals ist, desto kleiner ist die Reichweite, für die die Entfernung anhand eines Phasenvergleichs bestimmt werden kann.The evaluation means can directly the runtime difference Take phase shift between the two signals. The higher the frequency of the first signal, the more the range for which the distance is based is smaller a phase comparison can be determined.

Die gemessenen Signale können bei dem Verfahren und dem System dieser Ausgestaltung ohne Beeinflussung durch Amplitudengrößen bestimmt werden, was eine besonders hohe Sicherheit und Genauigkeit gewährleistet. Die Laufzeit kann dabei durch ein Phasenkorrelationsverfahren bestimmt werden. The measured signals can be used in the method and System of this configuration without being influenced by Amplitude sizes are determined, which is a particularly high Security and accuracy guaranteed. the period can be determined by a phase correlation method become.  

Werden die sinusförmigen Signale vor den Eingängen der Auswertmittel, wie den Zählereingängen eines Mikrocontrollers oder eines ASIC-Schaltwerks, in Rechtecksignale umgeformt, so kann eine exakte Auswertung des relevanten Anteils des empfangenen Signals bezüglich seiner Periodendauer und seiner Phasenverschiebung erfolgen. Für die Umformung kommen dabei beispielsweise Komparatoren in Frage.Are the sinusoidal signals in front of the inputs of the Evaluation means, such as the counter inputs of a Microcontroller or an ASIC switchgear, in Rectangular signals transformed, so an exact evaluation the relevant part of the received signal with respect its period and its phase shift respectively. For example, for the forming Comparators in question.

Eine besonders hohe Sicherheit bei der Erfassung ergibt sich auch dadurch, daß bei Einsatz eines Mikrocontrollers als Auswertmittel mit dem erfindungsgemäßen System Phasendrehungen von 180°, die durch Drehungen des Handmoduls bewirkt werden, erkannt und berücksichtigt werden können. Eine Phasendrehung von 180° wird durch den Polaritätswechsels beim Umdrehen der dem Handmodul zugeordneten Antenne verursacht. Die Ermittlung der Phasenlage für die Erkennung einer Phasendrehung erfolgt insbesondere durch ein Korrelationsverfahren. Der Mikrocontroller hat dann die Möglichkeit, die erkannte Phasendrehung durch eine Differenzbildung zu kompensieren.A particularly high level of security results in the detection also in that when using a microcontroller as an evaluation means with the system according to the invention Phase rotations of 180 °, which are caused by rotations of the Hand module are effected, recognized and taken into account can be. A phase rotation of 180 ° is achieved by the Polarity change when turning the hand module associated antenna causes. Determining the Phase position for the detection of a phase shift takes place especially through a correlation process. The Microcontroller then has the option of being recognized Phase shift through a difference formation compensate.

Vorteilhafterweise werden die zwischen Handmodul und Einrichtungsmodul übertragenen Trägerfrequenzen zusätzlich für einen bidirektionalen Datenaustausch genutzt. Auf diese Weise kann ohne zusätzlich erforderliche Module in der Einrichtung die gesamte Zugangssicherung zu Funktionen einer Einrichtung erfolgen.The between the hand module and Device module transmitted carrier frequencies additionally for bidirectional data exchange used. This way you can without additional required modules in the facility the entire Securing access to functions of a facility respectively.

Eine alternativ zu dem Einsatz von sinusförmigen Signalen bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems ist auf Spreizspektrum (Spread-Spectrum) Übertragungen, insbesondere Direktsequenz-Spreizspektrums-Übertragungen (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS) ausgelegt.An alternative to the use of sinusoidal signals preferred embodiment of the method according to the invention and the system according to the invention is on the spread spectrum (Spread spectrum) transmissions, in particular  Direct sequence spread spectrum transmissions (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS).

Das in dem Einrichtungsmodul generierte und von diesem übertragene Signal ist in diesem Fall in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Spreizspektrums-Signal, in dem Synchronisationssequenzen und Taktsequenzen enthalten sind. Die Synchronisationssequenzen und die Taktsequenzen werden dann in dem Handmodul, welches das Signal empfangen hat, dazu genutzt, das zweite Signal, das ebenfalls ein Spreizspektrums-Signal ist und Synchronisationssequenzen enthält, synchron zu dem ersten Signal zu generieren und zeitsynchron zu diesem zu versenden.That generated in the setup module and by this transmitted signal is in this case in the the inventive method a spread spectrum signal, in the synchronization sequences and clock sequences are included. The synchronization sequences and the Clock sequences are then in the hand module, which the Received signal, used the second signal, which is also a spread spectrum signal and Contains synchronization sequences in synchronization with the first Generate signal and synchronized to it too to ship.

Durch den Einsatz von Spreizspektrums-Übertragungen wird die Manipulationssicherheit gegenüber einem mit Sinussignalen arbeitenden Verfahren bzw. System erhöht, da bei Spreizspektrums-Übertragungen eine Demodulation ohne Kenntnis der Bildungsfolge praktisch unmöglich ist. Aufgrund der komplexen Codefolgen, die gebildet werden und die in jedem Fahrzeug unterschiedlich sein können, bleibt keine Sicherheitslücke für Manipulationen offen, selbst wenn der Code oder das Bildungsverfahren für ein Fahrzeug bekannt sein sollte. Somit besteht auch keine Möglichkeit, Hilfsmittel für einen unberechtigten Zugang zu einer Einrichtung zur Verfügung zu stellen.Through the use of spread spectrum transmissions the security against manipulation with one Process or system using sinusoidal signals increased, there is demodulation in spread spectrum transmissions without knowledge of the educational sequence is practically impossible. Because of the complex code sequences that are formed and that can be different in each vehicle, no security hole remains for manipulation, even if the code or educational process for one Vehicle should be known. So there is none Possibility of tools for unauthorized access to provide a facility.

Die Codefolge, die von einem Fahrzeug benutzt wird, kann in einem Speicher, beispielsweise in einem EEPROM, einem FLASH-Speicher oder ähnlichem, abgelegt sein.The code sequence used by a vehicle can in a memory, for example in an EEPROM, a FLASH memory or the like.

Die übertragenen Spreizspektrums-Signale können neben Synchronisationssequenzen und Taktsequenzen auch noch weitere Informationen enthalten. The transmitted spread spectrum signals can in addition to Synchronization sequences and clock sequences too contain further information.  

Vorteilhafterweise wird bei dem Einsatz von Spreizspektrums-Übertragungen der Codesender des Handmoduls zyklisch immer wieder mittels der von dem Codeempfänger des Handmoduls empfangenen Synchronisationssequenzen und Taktsequenzen synchronisiert, um sicherzustellen, daß die Signale fest miteinander gekoppelt sind.When using Spread spectrum transmissions of the code transmitter of the Hand module cyclically again and again by means of that Received code receiver of the hand module Synchronization sequences and clock sequences synchronized to ensure that the signals are fixed are coupled together.

In dem erfindungsgemäßen System weist bei Einsatz von Spreizspektrums-Übertragungen sowohl das Einrichtungsmodul als auch das Handmodul als Sendemittel jeweils einen Spreizspektrums-Codesender und als Empfangsmittel jeweils einen Spreizspektrums- Codeempfänger auf. Der Spreizspektrums-Codesender des Handmoduls ist dabei geeignet, ein zu einem von dem Spreizspektrums-Codesender des Einrichtungsmoduls gesendeten und von dem Spreizspektrums-Codeempfänger des Handmoduls empfangenen Signal synchrones Signal zu genieren und zu diesem zeitsynchron zu senden. Des weiteren sind die Auswertmittel in dem Einrichtungsmodul geeignet, die Laufzeitdifferenz zwischen einem von dem Spreizspektrums-Codesender des Einrichtungsmoduls gesendeten Signal und einem zu diesem Signal synchronen, von dem Spreizspektrums-Codesender des Handmoduls gesendeten und von dem Spreizspektrums-Codesender des Einrichtungsmoduls empfangenen Signal zu bestimmen.In the system according to the invention, when using Spread spectrum transmissions both that Furnishing module as well as the hand module as a means of transmission each a spread spectrum code transmitter and as Receiving means each have a spread spectrum Code receiver. The spread spectrum code transmitter of the Hand module is suitable, one to one of those Spread spectrum code transmitter of the device module sent and from the spread spectrum code receiver of the Hand module received signal synchronous signal embarrass and send to this synchronously. Of others are the evaluation means in the installation module aptly, the transit time difference between one of the Spread spectrum code transmitter of the device module transmitted signal and a synchronous to this signal, from the spread spectrum code transmitter of the hand module sent and from the spread spectrum code transmitter To determine the device received signal.

Werden in einer Einrichtung mindestens zwei Einrichtungsmodule eingesetzt, die jeweils unabhängig voneinander die Entfernung eines Handmoduls bestimmten, so kann aus den Entfernungen zusätzlich die exakte Position des Handmoduls in einem für die Einrichtung festgelegten Koordinatensystem ermittelt werden. Dadurch kann der Zugang zu Funktionen einer Einrichtung nicht nur ab einer bestimmten Entfernung von der Einrichtung sondern auch nur in einer bestimmten Lage zu der Einrichtung erfolgen.Be at least two in a facility Furnishing modules used, each independently determine the distance of a hand module from each other, this way, the exact distance can also be obtained Position of the hand module in one for setup specified coordinate system can be determined. Thereby access to a facility's functions is not just that from a certain distance from the facility  but only in a certain position to the Set up.

Bei einem Kraftfahrzeug kann das beispielsweise bedeuten, daß der Zugang nur bei Vorhandensein eines berechtigten Handmoduls im Türbereich oder im Kofferraumbereich freigegeben wird. Ebenso besteht die Möglichkeit, in einem Kraftfahrzeug die Fahrfunktionen nur dann freizugeben, wenn die Auswertung ergibt, daß sich ein berechtigtes Handmodul innerhalb oder in einem bestimmten Bereich innerhalb des Fahrzeugs, nämlich im Bereich des Fahrersitzes, befindet.In a motor vehicle, this can mean, for example, that access is only available in the presence of a legitimate Hand module in the door area or in the trunk area is released. There is also the possibility in the driving functions of a motor vehicle only then to release if the evaluation shows that a authorized hand module within or in a specific Area within the vehicle, namely in the area of the Driver's seat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is based on Embodiments with reference to drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1 die Einordnung eines Systems gemäß Erfindung für ein Kraftfahrzeug in seine Umgebung, Fig. 1 shows the arrangement of a system according to the invention for a motor vehicle in its environment,

Fig. 2 die schematische Darstellung des Prinzips einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 is a schematic representation of the principle of a first embodiment of the invention,

Fig. 3 eine schematische Blockdarstellung eines Systems zu der Ausführungsform aus Fig. 2, und Fig. 3 is a schematic block diagram of a system for the embodiment of Fig. 2, and

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß Erfindung. Fig. 4 is a schematic diagram of a second embodiment of a system according to the invention.

Aus Fig. 1 wird die Raumeinteilung bei einem erfindungsgemäßen, für ein Kraftfahrzeug eingesetzten Systems deutlich.From FIG. 1, the space division in an inventive, used for a motor vehicle system becomes clear.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einem Funktionsbereich 2 im Fahrzeuginneren. Um das Fahrzeug herum befindet sich ein Zugangsbereich 3, innerhalb dem einem Benutzer mit berechtigtem Handmodul 6 der Zugang zu dem Fahrzeug 1 gewährt werden soll. In dem Fahrzeug sind zwei Einrichtungsmodule 4, 5, die einen Abstand L1 voneinander aufweisen, integriert. Fig. 1 shows schematically a vehicle 1 having a function region 2 in the vehicle interior. There is an access area 3 around the vehicle, within which a user with an authorized hand module 6 is to be granted access to the vehicle 1 . Two device modules 4 , 5 , which are at a distance L1 from one another, are integrated in the vehicle.

Ein zum Zugang berechtigtes Handmodul 6 befindet sich zur Zeit in dem Zugangsbereich 3 des Fahrzeugs.A hand module 6 authorized for access is currently located in the access area 3 of the vehicle.

Die Einrichtungssmodule 4 und 5 bestimmen über einen Signalaustausch mit dem Handmodul 6 ihre jeweilige Entfernung D1 bzw. D2 zu dem Handmodul 6. Aus den erfaßten Entfernungen D1 und D2 läßt sich dann aufgrund der bekannten Entfernung L1 der Einrichtungssmodule untereinander rechnerisch die exakte Position des Handmoduls 6 ermitteln und als Koordinaten X, Y in einem für das Fahrzeug definierten zweidimensionalen Koordinatensystem angeben.The Einrichtungssmodule 4 and 5 determine their respective distance D1 and D2 to the handle module 6 via a signal exchange with the hand Lesson 6. From the detected distances D1 and D2, the exact position of the hand module 6 can then be calculated from one another on the basis of the known distance L1 of the furnishing modules and can be specified as coordinates X, Y in a two-dimensional coordinate system defined for the vehicle.

Der erforderliche Signalaustausch für die Bestimmung der Entfernung D1 zwischen einem der Einrichtungssmodule 4 und dem Handmodul 6 entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist grob in Fig. 2 wiedergegeben. Sendemittel TXE des Einrichtungsmoduls 4 übertragen ein Signal mit einer ersten Frequenz Träger 1 an Empfangsmittel RXH des Handmoduls 6. Im Handmodul 6 wird daraufhin ein zweites Signal mit einer zweiten Frequenz Träger 2 generiert, die höher ist, als die Frequenz des ersten Signals Träger 1. Das zweite Signal wird mit einem Signal moduliert, das synchron ist zu dem ersten Signal, und über Sendemittel TXH des Handmoduls 6 an Empfangsmittel RXE des Einrichtungsmoduls 4 übertragen. In dem Einrichtungsmodul 4 erfolgt dann eine Verarbeitung des ersten, in dem Einrichtungsmodul 4 generierten Signals und des zweiten, empfangenen Signals zur Bestimmung der Laufzeitdifferenz durch ein Phasenkorrelationsverfahren. Aus der Laufzeitdifferenz wird im Anschluß die Entfernung D1 des Handmoduls 6 von dem Einrichtungsmodul 4 ermittelt. The signal exchange required for determining the distance D1 between one of the device modules 4 and the hand module 6 according to a first exemplary embodiment of the invention is roughly shown in FIG. 2. Transmitting means TXE of the device module 4 transmit a signal with a first frequency carrier 1 to receiving means RXH of the hand module 6 . A second signal with a second frequency carrier 2 , which is higher than the frequency of the first signal carrier 1 , is then generated in the hand module 6 . The second signal is modulated with a signal which is synchronous with the first signal and is transmitted via transmission means TXH of the hand module 6 to reception means RXE of the device module 4 . In the device module 4 , the first signal generated in the device module 4 and the second signal received are then processed to determine the transit time difference using a phase correlation method. The distance D1 of the hand module 6 from the device module 4 is then determined from the time difference.

Die genauen Vorgänge beim Signalaustauschs werden nun im einzelnen anhand des in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Systems beschrieben.The exact processes involved in signal exchange will now be described in detail with reference to the system according to the invention shown in FIG. 3.

Auf der linken Seite der Fig. 3 sind Elemente eines Handmoduls 6 zu sehen, auf der rechten Seite Elemente eines Einrichtungsmoduls 4.On the left side of FIG. 3 elements are shown a hand-held module 6, on the right side elements of a device module 4.

Das Handmodul 6 umfaßt eine Empfangsantenne EA-H, die zum einen mit einem Demodulator D-H und zum anderen mit einem Modulator M-H verbunden ist. Der Ausgang des Demodulators D-H wird einem Mikrocontroller MC-H zugeführt, der außerdem einen steuernden Zugang zu einem Oszillator O-H aufweist. Der Ausgang des Oszillators O-H ist mit einem zweiten Eingang des Modulators M-H verbunden. Der Ausgang des Modulators M-H schließlich ist mit einer Sendeantenne SA-H des Handmodmoduls verbunden.The hand module 6 comprises a receiving antenna EA-H, which is connected on the one hand to a demodulator DH and on the other hand to a modulator MH. The output of the demodulator DH is fed to a microcontroller MC-H, which also has a controlling access to an oscillator OH. The output of the oscillator OH is connected to a second input of the modulator MH. Finally, the output of the modulator MH is connected to a transmission antenna SA-H of the hand module.

Das im Fahrzeug integrierte Einrichtungsmodul 4 weist ebenfalls eine Empfangsantenne EA-F, eine Sendeantenne SA-F, einen Oszillator O1-F, einen Demodulator D-F und einen Mikrocontroller MC-F auf. Der Eingang der Sendeantenne SA-F ist dabei mit einem Ausgang des Oszillators O1-F verbunden. Der Ausgang der Empfangsantenne EA-F ist einerseits über den Demodulator D-F und einen ersten Tiefpaß TP1 mit einem Eingang des Mikrocontrollers MC-F verbunden. Andererseits ist der Ausgang über den Demodulator D-F, einen Mischer M1 sowie einen zweiten Tiefpaß TP2 mit einem weiteren Eingang des Mikrocontrollers MC-F verbunden. Ein Ausgang des Mikrocontrollers MC-F liegt ferner an einem Eingang des Oszillators O1-F an. Ein zweiter Ausgang des Oszillators O1-F ist über einen zweiten Mischer M2 und einen dritten Tiefpaß TP3 mit einem Eingang des Mikrocontrollers MC-F verbunden. Ein dritter Oszillator O2-F liefert je eine zweite Eingangsgröße für die beiden Mischer M1 und M2.The device module 4 integrated in the vehicle also has a receiving antenna EA-F, a transmitting antenna SA-F, an oscillator O1-F, a demodulator DF and a microcontroller MC-F. The input of the transmission antenna SA-F is connected to an output of the oscillator O1-F. The output of the receiving antenna EA-F is connected on the one hand via the demodulator DF and a first low-pass filter TP1 to an input of the microcontroller MC-F. On the other hand, the output is connected to a further input of the microcontroller MC-F via the demodulator DF, a mixer M1 and a second low-pass filter TP2. An output of the microcontroller MC-F is also present at an input of the oscillator O1-F. A second output of the oscillator O1-F is connected to an input of the microcontroller MC-F via a second mixer M2 and a third low-pass filter TP3. A third oscillator O2-F supplies a second input variable for the two mixers M1 and M2.

Das System aus Fig. 3 arbeitet wie folgt: . The system of Figure 3 operates as follows:

Der Oszillator O1-F des Einrichtungsmoduls 4 generiert ein Trägerfrequenzsignal von 125 kHz, das über die Sendeantenne SA-F des Einrichtungsmoduls 4 an das Handmodul 6 gesendet wird.The oscillator O1-F of the device module 4 generates a carrier frequency signal of 125 kHz, which is sent to the hand module 6 via the transmission antenna SA-F of the device module 4 .

Die Empfangsantenne EA-H des Handmoduls 6 empfängt das Trägerfrequenzsignal und stellt es einem Modulator M-H als Eingangssignal zur Verfügung. Der Oszillator O-H des Handmoduls 6 generiert ein zweites Trägerfrequenzsignal von 433 MHz und liefert dieses ebenfalls an den Modulator M-H. Der Modulator M-H moduliert nun das zweite Trägerfrequenzsignal von 433 MHz mit dem empfangenen Trägerfrequenzsignal von 125 kHz. Das modulierte Trägerfrequenzsignal wird anschließend über die Sendeantenne SA-H des Handmoduls 6 zurück an das Einrichtungsmodul 4 des Fahrzeugs 1 übertragen.The receiving antenna EA-H of the hand module 6 receives the carrier frequency signal and makes it available to a modulator MH as an input signal. The oscillator OH of the hand module 6 generates a second carrier frequency signal of 433 MHz and also supplies this to the modulator MH. The modulator MH now modulates the second carrier frequency signal of 433 MHz with the received carrier frequency signal of 125 kHz. The modulated carrier frequency signal is then transmitted back to the device module 4 of the vehicle 1 via the transmission antenna SA-H of the hand module 6 .

Das in dem Einrichtungsmodul 4 von der Empfangsantenne EA-F empfangene Signal wird dem Demodulator D-F zugeführt, der das Signal demoduliert und ein gegenüber dem durch den Oszillator O1-F erzeugten Trägersignal phasenverschobenes Signal liefert. Die Höhe der Phasenverschiebung hängt dabei von der Entfernung zwischen dem Einrichtungsmodul 4 und dem Handmodul 6 ab.The signal received in the device module 4 by the receiving antenna EA-F is fed to the demodulator DF, which demodulates the signal and supplies a signal which is out of phase with the carrier signal generated by the oscillator O1-F. The amount of the phase shift depends on the distance between the device module 4 and the hand module 6 .

Um die Phasenverschiebung exakt messen zu können, wird das demodulierte Signal zunächst in dem Mischer M1 mit einem leicht frequenzverschobenen, von dem dritten Oszillator O2-F generierten Signal von 125,1 kHz multipliziert. Das Ausgangssignal des Mischers M1 ist in den Frequenzbereich in Höhe der Differenzfrequenz (|Frequenz O1-F-Frequenz O2-F|), also von 100 Hz, transformiert. Der gleiche Mischvorgang wird über den zweiten Mischer M2 auf das direkt vom Oszillator O1-F gelieferte Oszillatorsignal angewandt, wodurch ein Referenzsignal entsteht.In order to be able to measure the phase shift exactly, the demodulated signal initially in the mixer M1 a slightly frequency shifted from the third Oscillator O2-F generated signal of 125.1 kHz multiplied. The output signal of mixer M1 is in the frequency range equal to the difference frequency  (| Frequency O1-F-frequency O2-F |), i.e. from 100 Hz, transformed. The same mixing process is carried out over the second mixer M2 to that directly from the oscillator O1-F supplied oscillator signal applied, thereby a Reference signal is created.

Nach einer Tiefpaßfilterung der gemischten Signale werden die von den Tiefpaßfiltern T2 und T3 ausgegebenen Sinussignale durch einen (nicht dargestellten) Komparator in Rechtecksignale umgeformt. Diese Rechtecksignale lassen sich bezüglich ihrer Periodendauer und Phasenverschiebungen exakt auswerten. Die Ermittlung der Phasenlage erfolgt durch den Mikrocontroller MC-F, der aus der Phasenlage dann auch den Abstand zwischen dem Einrichtungsmodul 4 und dem Handmodul 6 bestimmt.After low-pass filtering of the mixed signals, the sinusoidal signals output by low-pass filters T2 and T3 are converted into square-wave signals by a comparator (not shown). These square-wave signals can be precisely evaluated with regard to their period duration and phase shifts. The phase position is determined by the microcontroller MC-F, which then also determines the distance between the device module 4 and the hand module 6 from the phase position.

Die zu messende Wegstrecke kann über einen Zähler mit hoher Genauigkeit: ermittelt werden. Bei der verwendeten Frequenz von 125 kHz für das von dem Oszillator O1-F des Einrichtungsmoduls 4 generierte Trägerfrequenzsignal erhält man als maximal erfaßbare Entfernung s mit s = c/f = 300.000 km/s/125 kHz einen Wert von ca. 2,4 km. Bei einer Differenzfrequenz von ca. 100 Hz und einem mit 1 MHz getaktetem Zähler liegt die Genauigkeit dann bei ca. 24 cm, da 10.000 Zählimpulse 2,4 km entsprechen und somit 1 Zählimpuls 24 cm entspricht.The distance to be measured can be determined using a counter with high accuracy. At the frequency of 125 kHz used for the carrier frequency signal generated by the oscillator O1-F of the device module 4 , the maximum detectable distance s with s = c / f = 300,000 km / s / 125 kHz is approximately 2.4 km . With a difference frequency of approx. 100 Hz and a counter clocked with 1 MHz, the accuracy is then approx. 24 cm, since 10,000 counts correspond to 2.4 km and thus 1 count corresponds to 24 cm.

Zusätzlich zu der Abstandsbestimmung besteht bei dem System aus Fig. 3 die Möglichkeit, zwischen dem Einrichtungsmodul 4 und dem Handmodul 6 Daten auszutauschen, anhand derer beispielsweise festgestellt werden kann, ob das Handmodul 6 überhaupt zu einem Zugang zu dem Fahrzeug oder zu Funktionen des Fahrzeugs berechtigt ist. Zu diesem Zweck haben die Mikrocontroller MC-H und MC-F des Handmoduls 6 und des Einrichtungsmoduls 4 die Möglichkeit, das jeweilige Trägerfrequenzsignal über ihren Zugang zu dem jeweiligen Oszillator O-H bzw. O1-F entsprechend der zu übermittelnden Daten zusätzlich gezielt zu modulieren. Die Demodulation erfolgt über den Demodulator D-H in dem Handmodul 4 bzw. über den Demodulator D-F in dem Einrichtungsmodul 4, von wo aus die wiedergewonnenen Daten dem Mikrocontroller MC-H bzw. MC-F - im Falle des Einrichtungsmodul 4 über den Tiefpaßfilter T1 - zur Verarbeitung zugeführt werden.In addition to the distance determination, the system from FIG. 3 offers the possibility of exchanging data between the device module 4 and the hand module 6 , by means of which it can be determined, for example, whether the hand module 6 even authorizes access to the vehicle or functions of the vehicle is. For this purpose, the microcontrollers MC-H and MC-F of the hand module 6 and the device module 4 have the possibility of additionally modulating the respective carrier frequency signal via their access to the respective oscillator OH or O1-F in accordance with the data to be transmitted. The demodulation is carried out via the demodulator DH in the handle module 4 and via the demodulator DF in the device module 4, from where the recovered data to the microcontroller MC-H or MC-F - in the case of the device module 4 via the low-pass filter T1 - to Processing to be fed.

Eine andere Variante der Abstandsbestimmung zwischen einem Handmodul 6 und einem Einrichtungsmodul 4, bei der eine Direktsequenz-Spreizspektrums- (DSSS) Übertragung zur Laufzeitdifferenzerfassung genutzt wird, ist in Fig. 4 als Blockschema dargestellt. Auf der rechten Seite sind dabei wiederum Elemente des Einrichtungsmoduls 4 angeordnet und auf der linken Seite Elemente des Handmoduls 6.Another variant of the distance determination between a hand module 6 and a set-up module 4 , in which a direct sequence spread spectrum (DSSS) transmission is used to detect the transit time difference, is shown in FIG. 4 as a block diagram. Again, elements of the furnishing module 4 are arranged on the right side and elements of the hand module 6 on the left side.

Das Einrichtungsmodul 4 beinhaltet einen DSSS-Codesender CS1 und einen DSSS-Codeempfänger CE1. Beide geben einen Synchronimpuls auf jeweils einen Eingang von Auswertmitteln A1 aus. Der DSSS-Codesender CS1 gibt zusätzlich ein Taktsignal an einen dritten Eingang der Auswertmittel A1 ab.The device module 4 includes a DSSS code transmitter CS1 and a DSSS code receiver CE1. Both output a synchronizing pulse to one input of evaluation means A1. The DSSS code transmitter CS1 additionally outputs a clock signal to a third input of the evaluation means A1.

Das Handmodul 6 umfaßt ebenso einen DSSS-Codeempfänger CE2 und einen DSSS-Codesender CS2, wobei die Ausgänge für ein Synchronisationssignal und ein Taktsignal des DSSS- Codeempfänger CE2 mit den Eingängen des DSSS-Codesender CS2 verbunden sind.The hand module 6 also comprises a DSSS code receiver CE2 and a DSSS code transmitter CS2, the outputs for a synchronization signal and a clock signal of the DSSS code receiver CE2 being connected to the inputs of the DSSS code transmitter CS2.

Der DSSS-Codesender CS1 erzeugt durch ein DSSS-Verfahren ein Requestsignal bei ca. 2,4 GHz aus einem DSSS-Code DSSS1, der neben den zu übertragenden Daten auch Synchronisations- und Taktinformationen in Form von definierten Synchronisations- und Taktsequenzen enthält. The DSSS code transmitter CS1 is generated by a DSSS method a request signal at approx. 2.4 GHz from a DSSS code DSSS1, which in addition to the data to be transmitted Synchronization and clock information in the form of contains defined synchronization and clock sequences.  

Es handelt sich bei dem DSSS-Code folglich um eine zeitliche Aneinanderreihung von verschiedenen Untersequenzen. Das generierte Requestsignal wird ausgesendet und kann nur durch den DSSS-Codeempfänger CE2 des passenden Handmoduls 6 demoduliert werden.The DSSS code is therefore a sequence of different sub-sequences in time. The generated request signal is sent out and can only be demodulated by the DSSS code receiver CE2 of the suitable hand module 6 .

Der DSSS-Codeempfänger CE2 in dem Handmodul 6 empfängt und demoduliert das Requestsignal und extrahiert aus dem erhaltenen DSSS-Code DSSS1 die Synchronisations- und Taktinformationen, um sie an den DSSS-Codesender CS2 weiterzuleiten. Der DSSS-Codesender CS2 generiert ebenfalls durch ein DSSS-Verfahren ein Responsesignal aus einem zweiten DSSS-Code DSSS2, der dem ersten DSSS-Code DSSS1 nicht ähnlich ist. Demgemäß ist auch das erzeugte Responsesignal verschieden von dem empfangenen Requestsignal. Das Responsesignal wird aber entsprechend der erhaltenen Synchronisationsinformationen aus dem ersten DSSS-Code DSSS1 synchron zu dem Requestsignal gebildet. Um sicherzustellen, daß die DSSS-Signale fest miteinander gekoppelt sind, wird der DSSS-Codesender CS2 zyklisch synchronisiert, d. h. jedesmal, wenn die in dem DSSS-Code DSSS1 verwendete Synchronisationssequenz überstrichen wird. Das Responsesignal wird mit Hilfe der Taktinformation aus dem Requestsignal zeitsynchron zu diesem an den DSSS-Codeempfänger CE1 des Einrichtungsmoduls 4 übertragen. Das Responsesignal ist ausschließlich von dem berechtigten Einrichtungsmodul 4 demodulierbar.The DSSS code receiver CE2 in the hand module 6 receives and demodulates the request signal and extracts the synchronization and clock information from the received DSSS code DSSS1 in order to forward it to the DSSS code transmitter CS2. The DSSS code transmitter CS2 also uses a DSSS method to generate a response signal from a second DSSS code DSSS2, which is not similar to the first DSSS code DSSS1. Accordingly, the response signal generated is also different from the received request signal. However, the response signal is formed in accordance with the synchronization information obtained from the first DSSS code DSSS1 in synchronism with the request signal. In order to ensure that the DSSS signals are firmly coupled to one another, the DSSS code transmitter CS2 is synchronized cyclically, ie each time the synchronization sequence used in the DSSS code DSSS1 is swept. The response signal is transmitted from the request signal to the DSSS code receiver CE1 of the device module 4 in a time-synchronized manner using the clock information. The response signal can only be demodulated by the authorized device module 4 .

Die Auswertmittel A1 in dem Einrichtungsmodul 4 empfangen einerseits von dem DSSS-Codesender CS1 Synchronimpulse und Taktsignale entsprechend der originalen Synchronisationssequenzen und Taktsignale, die im Rahmen den Requestsignals von dem DSSS-Codesender CS1 mitübertragen werden. Andererseits empfangen die Auswertmittel A1 Synchronimpulse entsprechend dem von dem DSSS-Codeempfänger CE1 empfangenen Responsesignal. Durch die in dem Handmodul 6 sichergestellte Kopplung zwischen dem Request- und dem Responsesignal kann in den Auswertmittel A1 aus der Zeitverschiebung zwischen den gesendeten und den empfangenen Sequenzen in Request- bzw. Responsesignal die Laufzeitdifferenz ermittelt werden. Aus der gemessenen Zeit läßt sich dann in den Auswertmitteln A1 ohne weiteres die Wegstrecke zwischen Einrichtungsmodul 4 und Handmodul 6 bestimmen.The evaluation means A1 in the device module 4 , on the one hand, receive synchronous pulses and clock signals from the DSSS code transmitter CS1 in accordance with the original synchronization sequences and clock signals which are also transmitted as part of the request signal by the DSSS code transmitter CS1. On the other hand, the evaluation means A1 receive synchronization pulses in accordance with the response signal received by the DSSS code receiver CE1. By means of the coupling between the request and the response signal, which is ensured in the hand module 6, the transit time difference can be determined in the evaluation means A1 from the time shift between the transmitted and the received sequences in the request or response signal. From the measured time, the distance between the device module 4 and the hand module 6 can then easily be determined in the evaluation means A1.

Claims (20)

1. Verfahren zur Bestimmung der Entfernung eines Handmoduls (6) von einem Einrichtungsmodul (4) einer Einrichtung (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das die folgenden Schritte aufweist:
  • a) Generieren eines ersten Signals in dem Einrichtungsmodul (4),
  • b) Aussenden des ersten Signals durch das Einrichtungsmodul (4),
  • c) Empfangen des ersten Signals durch das Handmodul (6),
  • d) Generieren eines zweiten Signals in dem Handmodul (6), das einen zumindest zu einem Anteil des empfangenen ersten Signal synchronen und von dem Gesamtsignal isolierbaren Anteil aufweist,
  • e) Aussenden des zweiten Signals durch das Handmodul (6),
  • f) Empfangen des zweiten Signals durch das Einrichtungsmodul (4), und
  • g) Auswerten der Laufzeitdifferenz zwischen dem von dem Einrichtungsmodul (4) erzeugten ersten Signal bzw. einem Anteil des ersten Signals und dem zu dem ersten Signal bzw. dem Anteil des ersten Signals synchronen Anteil des empfangenen zweiten Signals zur Bestimmung der Entfernung des Handmoduls (6) von dem Einrichtungsmodul (4).
1. A method for determining the distance of a hand module ( 6 ) from a device module ( 4 ) of a device ( 1 ), in particular a motor vehicle, comprising the following steps:
  • a) generating a first signal in the furnishing module ( 4 ),
  • b) sending out the first signal by the device module ( 4 ),
  • c) receiving the first signal by the hand module ( 6 ),
  • d) generating a second signal in the hand module ( 6 ) which has a portion which is synchronous with at least a portion of the received first signal and which can be isolated from the overall signal,
  • e) sending out the second signal by the hand module ( 6 ),
  • f) receiving the second signal by the device module ( 4 ), and
  • g) evaluating the transit time difference between the first signal generated by the device module ( 4 ) or a portion of the first signal and the portion of the received second signal that is synchronous with the first signal or the portion of the first signal to determine the distance of the hand module ( 6 ) from the device module ( 4 ).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt d) zunächst ein insbesondere sinusförmiges Signal als Trägersignal generiert wird, das höherfrequent ist als das empfangene, erste, ebenfalls insbesondere sinusförmige Signal und daß anschließend zum Generieren des zweiten Signals das Trägersignal mit dem empfangenen, ersten Signal moduliert wird.2. The method according to claim 1, characterized, that in step d) first of all a sinusoidal one Signal is generated as a carrier signal, the higher frequency is as the first received, also in particular sinusoidal signal and that subsequently to generate  of the second signal the carrier signal with the received first signal is modulated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Laufzeitdifferenz in Schritt g) ein Phasenkorrelationsverfahren zur Ermittlung der Phasenverschiebung zwischen dem ersten Signal bzw. einem Anteil des ersten Signals und dem zu dem ersten Signal bzw. dem Anteil des ersten Signals synchronen Anteil des empfangenen zweiten Signals eingesetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that to determine the transit time difference in step g) a phase correlation method to determine the Phase shift between the first signal or one Share of the first signal and that of the first signal or the portion of the first signal synchronous portion of the received second signal is used. 4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Auswertmittel (MC-F) des Einrichtungsmoduls (4) aufgrund von Drehungen des Handmoduls vorhandene Phasendrehungen von 180° des vom Einrichtungsmodul (4) empfangenen Signals erkennen und bei der Bestimmung der Entfernung berücksichtigen.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that evaluation means (MC-F) of the device module ( 4 ) due to rotations of the hand module detect existing phase rotations of 180 ° of the signal received by the device module ( 4 ) and take them into account when determining the distance . 5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrichtungsmodul (4) zur Kompensation von schaltungsbedingten Phasendrehungen über entsprechende Vorgaben für Auswertmittel (MC-F) des Einrichtungsmoduls (4) kalibriert wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the device module ( 4 ) for compensating circuit-related phase shifts is calibrated via corresponding specifications for evaluation means (MC-F) of the device module ( 4 ). 6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragenen Signale durch Aufmodulieren von Datensignalen gleichzeitig zu einem bidirektionalen Datenaustausch zwischen Handmodul (6) und Einrichtungsmodul (4) genutzt werden.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the transmitted signals are used simultaneously by modulating data signals for a bidirectional data exchange between hand module ( 6 ) and device module ( 4 ). 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das in Schritt a) generierte und in Schritt b) übertragene Signal ein Spreizspektrums- (Spread-Spectrum) Signal, insbesondere ein Direktsequenz- Spreizspektrumssignal (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS), ist, in dem Synchronisationssequenzen und Taktsequenzen enthalten sind, und
daß in den Schritten d) und e) die Synchronisationssequenzen und die Taktsequenzen genutzt werden, um das zweite, ebenfalls ein Spreizspektrumssignal darstellende und Synchronisationssequenzen enthaltende Signal synchron zu dem ersten Signal zu generieren und zeitsynchron zu dem ersten Signal zu versenden.7. The method according to claim 1, characterized in
that the signal generated in step a) and transmitted in step b) is a spread spectrum signal, in particular a direct sequence spread spectrum signal (DSSS), in which synchronization sequences and clock sequences are contained, and
that in steps d) and e) the synchronization sequences and the clock sequences are used to generate the second signal, also representing a spread spectrum signal and containing synchronization sequences, in synchronism with the first signal and to transmit it synchronously with the first signal. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragenen Spreizspektrums-Signale neben Synchronisationssequenzen und Taktsequenzen noch weitere Informationen enthalten.8. The method according to claim 7, characterized, that the transmitted spread spectrum signals alongside Synchronization sequences and clock sequences even more Contain information. 9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrichtungsmodul (4) die Entfernung eines Handmoduls (6) von dem Einrichtungsmodul (4) sowohl außerhalb (3) als auch innerhalb (2) der Einrichtung (1) ermittelt.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the device module ( 4 ) determines the distance of a hand module ( 6 ) from the device module ( 4 ) both outside ( 3 ) and inside ( 2 ) of the device ( 1 ). 10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung eines Handmoduls (6) von mindestens zwei in der Einrichtung (1) integrierten Einrichtungsmodulen (4, 5) erfaßt wird und daß aus den mindestens zwei Abständen die Position des Handmoduls (6) in einem für die Einrichtung (1) festgelegten, zwei- oder dreidimendionalen Koordinatensystem ermittelt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the removal of a hand module ( 6 ) from at least two in the device ( 1 ) integrated device modules ( 4 , 5 ) is detected and that the position of the hand module (at least two distances) 6 ) is determined in a two- or three-dimensional coordinate system defined for the device ( 1 ). 11. System zur Bestimmung der Entfernung eines Handmoduls (6) von einem in einer Einrichtung (1), insbesondere in einem Kraftfahrzeug, integrierten Einrichtungsmodul (4), das in dem Einrichtungsmodul (4) einen ersten Generator (O1-F, CS1) zum Generieren eines ersten Signals, Sendemittel (SA-F, CS1) zum Senden des ersten Signals, Empfangsmittel (EA-F, CE1) zum Empfangen eines zweiten Signals, sowie Auswertmittel (MC-F) mit Zugang zu Ausgängen des ersten Generators und der Empfangsmittel (EA-F, CE1) umfaßt und das in dem Handmodul (6) Empfangsmittel (EA-H, CE2) zum Empfangen des ersten Signals, einen zweiten Generator (O-H, CS2) zum Generieren eines zweiten Signals mit einem zumindest zu einem Anteil des empfangenen Signals synchronen Anteil sowie Sendemittel (SA-H, CS2) zum Senden des generierten zweiten Signals aufweist, wobei die Auswertmittel (MC-F) des Einrichtungsmoduls (4) geeignet sind, die Laufzeitdifferenz zwischen dem ersten Signal bzw. einem Anteil des ersten Signals und dem zu dem ersten Signal bzw. zu einem Anteil des ersten Signals synchronen Anteil des empfangenen zweiten Signals und daraus die Entfernung des Handmoduls (6) von dem Einrichtungsmodul (4) zu bestimmen.11. System for determining the distance of a hand module (6) from an in a device (1), in particular in a motor vehicle, the integrated device module (4) in the device module (4) a first generator (O1-F, CS1) for Generating a first signal, transmitting means (SA-F, CS1) for sending the first signal, receiving means (EA-F, CE1) for receiving a second signal, and evaluation means (MC-F) with access to outputs of the first generator and the receiving means (EA-F, CE1) and that in the hand module ( 6 ) receiving means (EA-H, CE2) for receiving the first signal, a second generator (OH, CS2) for generating a second signal with at least a portion of the Received signal synchronous portion and transmission means (SA-H, CS2) for transmitting the generated second signal, the evaluation means (MC-F) of the device module ( 4 ) are suitable, the transit time difference between the first signal or a portion of the first Sig nals and the portion of the received second signal which is synchronous with the first signal or a portion of the first signal and from this to determine the distance of the hand module ( 6 ) from the furnishing module ( 4 ). 12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrichtungsmodul (4) als Generator einen Oszillator (O1-F) zum Generieren eines sinusförmigen Signals und einen zwischen Empfangsmittel (EA-F) und Auswertmitteln (MC-F) angeordneten Demodulator (D-F) aufweist und daß das Handmodul (6) als Generator einen Oszillator (O-H) zum Generieren eines sinusförmigen Signals verbunden mit einem Modulator (M-H) aufweist, wobei die Oszillatoren (O1-F, O-H) derart eingestellt sind, daß das von dem Oszillator (O-H) des Handmoduls (6) generierte Signal höherfrequent ist als das von dem Oszillator (O1-F) des Einrichtungsmoduls (4) generierte Signal, wobei der Modulator (M-H) geeignet ist, ein von dem Oszillator (O-H) des Handmoduls (6) generiertes Signal mit dem von dem Oszillator (O1-F) des Einrichtungsmoduls (4) generierten und von den Empfangsmitteln (EA-H) des Handmoduls (6) empfangenen Signal zu modulieren, und wobei der Demodulator (D-F) geeignet ist, ein von den Empfangsmitteln (EA-F) des Einrichtungsmoduls (4) empfangenes Signal zu demodulieren und den Auswertmitteln (MC-F) zuzuführen.12. System according to claim 11, characterized in that the device module ( 4 ) as a generator, an oscillator (O1-F) for generating a sinusoidal signal and a demodulator (DF) arranged between receiving means (EA-F) and evaluation means (MC-F) ) and that the hand module ( 6 ) as a generator has an oscillator (OH) for generating a sinusoidal signal connected to a modulator (MH), the oscillators (O1-F, OH) being set such that the oscillator ( OH) of the hand module ( 6 ) is higher in frequency than the signal generated by the oscillator (O1-F) of the device module ( 4 ), the modulator (MH) being suitable for a signal generated by the oscillator (OH) of the hand module ( 6 ) generated signal to modulate with the signal generated by the oscillator (O1-F) of the device module ( 4 ) and received by the receiving means (EA-H) of the hand module ( 6 ), and wherein the demodulator (DF) is suitable, one of the Reception with means (EA-F) of the device module ( 4 ) to demodulate the received signal and to feed the evaluation means (MC-F). 13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrichtungsmodul (4) als Auswertmittel einen Mikrocontroller (MC-F) oder ein Schaltwerk, insbesondere ein ASIC-Schaltwerk, aufweist.13. System according to claim 12, characterized in that the device module ( 4 ) has as evaluation means a microcontroller (MC-F) or a switching mechanism, in particular an ASIC switching mechanism. 14. System nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingängen der Auswertmittel (MC-F) Tiefpässe (TP1, TP2, TP3) vorgeschaltet sind.14. System according to one of claims 12 or 13, characterized, that the inputs of the evaluation means (MC-F) low passes (TP1, TP2, TP3) are connected upstream. 15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrichtungsmodul (4) einen weiteren Oszillator (O2-F) und zwei Mischer (M1, M2) aufweist, wobei jeweils ein Eingang der Mischer (M1, M2) mit dem Ausgang des weiteren Oszillators (O2-F) verbunden ist, wobei ein zweiter Eingang des ersten Mischers (M1) mit dem Ausgang des ersten Oszillators (O1-F) des Einrichtungsmoduls (4) verbunden ist, wobei ein zweiter Eingang des zweiten Mischers (M2) mit dem Ausgang des Demodulators (D-F) des Einrichtungsmoduls (4) verbunden ist, und wobei die Ausgänge beider Mischer (M1, M2) jeweils mit einem Eingang der Auswertmittel (MC-F) bzw. mit dem einem Eingang vorgeschalteten Tiefpaß (TP2, TP3) verbunden sind.15. System according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the device module ( 4 ) has a further oscillator (O2-F) and two mixers (M1, M2), each having an input of the mixer (M1, M2) the output of the further oscillator (O2-F) is connected, a second input of the first mixer (M1) being connected to the output of the first oscillator (O1-F) of the device module ( 4 ), a second input of the second mixer ( M2) is connected to the output of the demodulator (DF) of the device module ( 4 ), and the outputs of both mixers (M1, M2) each having an input of the evaluation means (MC-F) or the low-pass filter (TP2 , TP3) are connected. 16. System nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingängen der Auswertmittel (MC-F) für das von dem ersten Oszillator (O1-F) des Einrichtungsmoduls (4) generierte Signal und das von dem Demodulator (D-F) ausgegebene Signal Komparatoren zum Umwandeln der sinusförmigen Signale in Rechtecksignale zugeordnet sind.16. System according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the inputs of the evaluation means (MC-F) for the signal generated by the first oscillator (O1-F) of the device module ( 4 ) and by the demodulator (DF) Output signal comparators are assigned to convert the sinusoidal signals into square wave signals. 17. System nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertmittel (MC-F) des Einrichtungsmoduls (4) geeignet sind, eine mit Datensignalen modulierte Generierung eines sinusförmigen Signals durch den Oszillator (O1-F) des Einrichtungsmoduls (4) zu bewirken, daß das Handmodul (6) einen Demodulator (D-H) zum Rückgewinnen der Datensignale aus dem von den Empfangsmitteln (EA-H) des Handmoduls (6) empfangenen Signal aufweist, sowie mit dem Demodulator (D-H) und dem Oszillator (O-H) des Handmoduls (4) verbundene Auswertmittel (MC-H), die geeignet sind, einerseits die rückgewonnenen Datensignale zu verwerten und andererseits eine mit anderen Datensignalen modulierte Generierung eines sinusförmigen Signals durch den Oszillator (O-H) des Handmoduls (4) zu bewirken, und daß der Demodulator (D-F) des Einrichtungsmoduls (4) geeignet ist, bei der Demodulation der von den Empfangsmitteln (EA-F) des Einrichtungsmoduls (4) empfangenen Signale auch die in dem Handmodul (6) aufmodulierten Datensignale zurückzugewinnen und der Auswerteinheit (MC-F) des Einrichtungsmoduls (4) zur Auswertung zur Verfügung zu stellen. 17. System according to any one of claims 12 to 16, characterized in that the evaluation means (MC-F) of the device module ( 4 ) are suitable for generating a sinusoidal signal modulated by data signals by the oscillator (O1-F) of the device module ( 4th ) to cause the hand module ( 6 ) to have a demodulator (DH) for recovering the data signals from the signal received by the receiving means (EA-H) of the hand module ( 6 ), and with the demodulator (DH) and the oscillator (OH ) of the hand module ( 4 ) connected evaluation means (MC-H), which are suitable, on the one hand, to use the recovered data signals and, on the other hand, to generate a sinusoidal signal that is modulated with other data signals by the oscillator (OH) of the hand module ( 4 ), and that the demodulator (DF) of the device module ( 4 ) is suitable for the demodulation of the signals received by the receiving means (EA-F) of the device module ( 4 ) also in de m recover data signals modulated on the hand module ( 6 ) and make them available to the evaluation unit (MC-F) of the installation module ( 4 ) for evaluation. 18. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Einrichtungsmodul (4) als auch das Handmodul (6) als Sendemittel jeweils einen Spreizspektrums-Codesender (CS1, CS2) und als Empfangsmittel jeweils einen Spreizspektrums- Codeempfänger (CE1, CE2) aufweist, wobei der Spreizspektrums-Codesender (CS2) des Handmoduls (6) geeignet ist, ein zu einem von dem Spreizspektrums- Codesender (CS1) des Einrichtungsmoduls (4) gesendeten und von dem Spreizspektrums-Codeempfänger (CE2) des Handmoduls (6) empfangenen Signal zeitsynchrones Signal zu genieren und zu senden, und wobei die Auswertmittel (A1) in dem Einrichtungsmodul (4) geeignet sind, die Laufzeitdifferenz zwischen einem von dem Spreizspektrums- Codesender (CS1) des Einrichtungsmoduls (4) gesendeten Signal und einem zu diesem Signal synchronen, von dem Spreizspektrums-Codesender (CS2) des Handmoduls (6) gesendeten und von dem Spreizspektrums-Codeempfänger (CE1) des Einrichtungsmoduls (4) empfangenen Signal zu bestimmen.18. System according to claim 11, characterized in that both the device module ( 4 ) and the hand module ( 6 ) each have a spread spectrum code transmitter (CS1, CS2) as transmission means and a spread spectrum code receiver (CE1, CE2) as reception means , wherein the spread spectrum code transmitter (CS2) of the hand module ( 6 ) is suitable for a signal sent by the spread spectrum code transmitter (CS1) of the device module ( 4 ) and received by the spread spectrum code receiver (CE2) of the hand module ( 6 ) to generate and transmit a time-synchronous signal, and wherein the evaluation means (A1) in the device module ( 4 ) are suitable for determining the transit time difference between a signal sent by the spread spectrum code transmitter (CS1) of the device module ( 4 ) and a signal synchronous with this signal, Si sent by the spread spectrum code transmitter (CS2) of the hand module ( 6 ) and received by the spread spectrum code receiver (CE1) of the device module ( 4 ) gnal to determine. 19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizspektrums-Codesender (CS1, CS2) von Einrichtungsmodul (4) und Handmodul (6) Codersender für Direktsequenz-Spreizspektren (DSSS) und daß die Spreizspektrums-Codeempfänger (CE1, CE2) von Einrichtungsmodul (4) und Handmodul (6) Codeempfänger für Direktsequenz-Spreizspektren (DSSS) sind.19. System according to claim 18, characterized in that the spread spectrum code transmitter (CS1, CS2) of the device module ( 4 ) and hand module ( 6 ) transmitter for direct sequence spread spectrum (DSSS) and that the spread spectrum code receiver (CE1, CE2) Setup module ( 4 ) and hand module ( 6 ) are code receivers for direct sequence spread spectra (DSSS). 20. System nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Position eines Handmoduls (6) in einem für die Einrichtung (1) definierten zwei- oder dreidimensionalen Koordinatensystem der Einrichtung (1) mindestens zwei Einrichtungsmodule (4, 5) zugeordnet sind, und daß Auswertmittel der Einrichtung (1), insbesondere Auswertmittel (MC-F, A1) eines der Einrichtungsmodule (4, 5), geeignet sind, aus den jeweils ermittelten Entfernungen des Handmoduls (6) zu den mindestens zwei Einrichtungsmodulen (4, 5) die exakte Position des Handmoduls (6) in dem Koordinatensystem zu bestimmen.20. System according to one of claims 11 to 19, characterized in that for detecting the position of a hand module ( 6 ) in a two- or three-dimensional coordinate system of the device ( 1 ) defined for the device ( 1 ) at least two device modules ( 4 , 5th ) are assigned, and that evaluation means of the device ( 1 ), in particular evaluation means (MC-F, A1) of one of the device modules ( 4 , 5 ), are suitable from the respectively determined distances of the hand module ( 6 ) to the at least two device modules ( 4 , 5 ) to determine the exact position of the hand module ( 6 ) in the coordinate system.
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