DE102009014975A1

DE102009014975A1 - Verfahren zum Fernsteuern eines Fahrzeugzugangs und/oder Fahrzeugstarts

Info

Publication number: DE102009014975A1
Application number: DE200910014975
Authority: DE
Inventors: Stefan Hammes; Stefan Hermann
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2010-09-30

Abstract

Ein Verfahren zum Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart, bei dem ein im Fahrzeug befindliches quasistationäres Steuergerät und ein mobiler Transponder über eine gemeinsame Funkverbindung Funksignale und über eine gemeinsame Ultraschallverbindung in zumindest eine Richtung Ultraschallsignale übertragen. Eine Prüfung der Berechtigung für einen Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart erfolgt über die Funkverbindung mittels kodierter Kommunikation und anhand der Ultraschallsignale.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fernsteuern eines Fahrzeugzugangs und/oder Fahrzeugstarts.
In einer Vielzahl von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, wird bereits heute eine Vielzahl von Funktionen über mobile, von Benutzern mitgeführte Transponder ausgelöst oder gesteuert. Dazu wird in modernen Fahrzeugen ein so genanntes PASS-System eingesetzt. PASS steht dabei für PAsive Start and Entry und beschreibt ein schlüsselloses Zugangs- und Startsystem. Bei diesem schlüssellosen Fahrzeugzugangssystem muss der Fahrer lediglich einen Identifikationsgeber (Transponder) mit sich führen. Bei Transpondern handelt es sich um Kommunikationsanordnungen, die eingehende Signale aufnehmen und automatisch beantworten. Die Übertragung von Signalen zu und von Transpondern erfolgt dabei üblicherweise drahtlos von und zu einer oder mehreren entsprechenden Sende- und Empfangseinheiten.
Solche Sende- und Empfangseinheiten können dabei stationär, zum Beispiel an einem Gebäude, oder quasistationär, zum Beispiel in einem Flugzeug, einem Wasserfahrzeug oder einem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Die quasistationären Sende- und Empfangseinheiten suchen durch zyklisches oder ereigneisgesteuertes Aussenden von Transponderanregungssignalen im Niederfrequenzbereich nach der Präsenz von zugehörigen Transpondern und ein berechtigter Benutzer erhält Zugang zum Fahrzeug, wenn er sich im Wirkungsbereich der Niederfrequenzsignale einer oder mehrerer quasistationärer, im und/oder am Fahrzeug angeordneter Sende- und Empfangseinheiten befindet. Der Transponder beantwortet ein empfangenes niederfrequentes Signal typischerweise mit einem hochfrequenten Funkantwortsignal, das kodierte Information, zum Beispiel zur Zugangsbe rechtigung zum Fahrzeug aufweisen kann. Durch die Verwendung von niederfrequenten Signalen mit bestimmten Pegeln zwischen den Sende- und Empfangseinheiten und zugehörigen Transpondern wird dabei die Reichweite aus Sicherheitsgründen so eingeschränkt, dass eine Aktivierung eines passiven Zugangs- und Startsystems aus größeren Entfernungen nicht möglich ist.
Es besteht jedoch die Möglichkeit bei Fahrzeugen mit passiven Zugangs- und Startsystemen, diese Reichweitenbeschränkung zu umgehen, indem das vom Fahrzeug zum Transponder ausgesandte niederfrequente Signal über eine mobile Sende- und Empfangseinheit aufgenommen und über weitere Sende- und Empfangseinheiten (Relais-Stationen) über größere Entfernungen hinweg übertragen und ausgesandt wird. Dieses Vorgehen wird auch als so genannter Kofferangriff bezeichnet, bei dem ein Transponder auch dann zur Aussendung eines hochfrequenten Funkantwortsignals angeregt wird, wenn er sich nicht in der vorgegebenen Nähe zu den Sende- und Empfangseinheiten des Fahrzeugs befindet. Dadurch wird die ursprünglich vorgegebene Reichweitenbeschränkung des niederfrequenten Signals aufgehoben, wobei auch die Antwortsignale des Transponders über die Relais-Stationen an das Fahrzeug zurück übertragen werden. Auf diese Weise wird es möglich, dass das Fahrzeug geöffnet oder gestartet werden kann, ohne dass sich der zugehörige Transponder in der Nähe des Fahrzeugs befindet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Fernsteuern des Fahrzeugzugangs und/oder Fahrzeugstarts anzugeben, bei dem die genannten Nachteile vermieden werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Fernsteuern des Fahrzeugzugangs und/oder Fahrzeugstarts gemäß Anspruch 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren, bei dem zum Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart zwischen einem im Fahrzeug befindlichen quasistationären Steuergerät und einem mobilen Transponder über eine gemeinsame Funkverbindung in zumindest eine Richtung Funksignale und über eine gemeinsame Ultraschallverbindung in zumindest eine Richtung Ultraschallsignale übertragen werden. Dabei wird durch Auswerten der Laufzeit der Ultraschallsignale die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem mobilen Transponder bestimmt und eine Prüfung der Berechtigung zum Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart anhand kodierter Kommunikation über die Funkverbindung und anhand der ermittelten Entfernung durchgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:
1 in einer Prinzipskizze ein passives Zugangs- und Startsystem im Falle der Umgehung der Reichweitenbeschränkung;
2 in einer Prinzipskizze ein erfindungsgemäßes passives Zugangs- und Startsystem;
3 in einem Diagramm schematisch den Signalverlauf eines akustischen Signals (Ultraschallsignal) und eines hochfrequenten elektromagnetischen Signals (Funksignal), die zur Laufzeitmessung nacheinander übertagen werden;
4 in einem Diagramm schematisch den Signalverlauf eines niederfrequenten elektromagnetischen Signals (Funksignal) und eines akustischen Signals (Ultraschallsignal), die zur Laufzeitmessung nacheinander übertagen werden;
5 in einem Diagramm schematisch den Signalverlauf eines elektromagnetischen Signals (Funksignal) und eines akustischen Signals (Ultraschallsignal), die zur Laufzeitmessung gleichzeitig übertagen werden; und
6 in einem Diagramm schematisch die Ausgestaltung von Ultraschallsignalen mit wechselnder Senderichtung.
1 zeigt in einem Bockschaltbild eine Anordnung eines passiven Zugangs- und Startsystems nach dem Stand der Technik mit einem Fahrzeug 1 und einem mobilen Transponder 5. Das Fahrzeug 1 weist ein Steuergerät 2, eine Sendeantenne 3 für niederfrequente Funksignale 4 und eine Empfangsantenne 7 für hochfrequente Funksignale 6 auf. Die Sendeantenne 3 und die Empfangsantenne 7 sind elektrisch mit dem Steuergerät 2 verbunden. Das Steuergerät 2 sendet über die Sendeantenne 3 ein niederfrequentes Funksignal 4 bestimmter (Grenz-)Reichweite aus.
Die (Grenz-)Reichweite des niederfrequenten Funksignals 4 (Frequenz beispielsweise < 1 MHz, insbesondere < 200 kHz-Bereich) wird beispielsweise durch den Pegel des Funksignals und die Sendecharakteristik der Sendeantenne 3 festgelegt. Die Sendeantenne 3 kann zum Beispiel im Türgriff des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. Die Reichweite wird aus Gründen der Sicherheit so beschränkt, dass eine direkte Bedienung des passiven Zugangs- und Startsystems über größere Entfernungen nicht möglich ist.
Bei einem passiven Zugangs- und Startsystem werden niederfrequente Funksignale 4 periodisch (oder ereignisgesteuert) ausgesandt, um nach dem Vorhandensein eines mobilen Transponders 5 im Wirkungsbereich des niederfrequenten Funksignals 4 zu suchen. Befindet sich der Transponder 5 im Wirkungsbereich des niederfrequenten Funksignals 4 und empfängt dieses, be antwortet er das niederfrequente Funksignal 4 mit einem hochfrequenten Funksignal 6 Frequenzbereich beispielsweise > 1 MHz, insbesondere > 100 MHz). Dieses hochfrequente Funksignal 6 wird über die Empfangsantenne 7 empfangen und zur Überprüfung und/oder Verarbeitung an das Steuergerät 2 weitergeleitet. Durch die Funksignale 4 und 6 wird zwischen dem Steuergerät 2 und dem mobilen Transponder 5 wie beschrieben eine Funkverbindung ausgebildet.
Dabei weist das hochfrequente Funksignal 6 üblicherweise eine eindeutige kodierte Information auf, die eine Authentifizierung des mobilen Transponders 5 durch das Steuergerät 2 ermöglicht. Auf diese Weise wird festgestellt, ob der Transponder 5 ein für den Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart des Fahrzeugs 1 berechtigter Transponder ist. Ist dies der Fall, wird der Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart durch das Steuergerät 2 oder eine dem Steuergerät 2 nachgeschaltete Wegfahrsperre (nicht gezeigt) freigegeben beziehungsweise ermöglicht. Dabei kann eine solche Wegfahrsperre auch in das Steuergerät 2 integriert sein.
1 zeigt weiterhin, wie die Reichweitenbeschränkung des niederfrequenten Funksignals unerwünscht umgangen werden kann. Dabei ist beispielhaft eine Relais-Station 8 und eine Relais-Station 9 vorgesehen. Die Anzahl der zur Umgehung der Reichweitenbeschränkung eingesetzten Relais-Stationen ist dabei beliebig und hängt zum Beispiel von der Entfernung ab, über die ein unberechtigter Zugang zum Fahrzeug 1 oder dessen Start erzielt werden soll. Mindestens eine Relais-Station (hier zum Beispiel Relais-Station 8) wird dabei im Wirkungsbereich der Sendeantenne 3 angeordnet. Das über die Sendeantenne 3 ausgesandte niederfrequente Funksignal 4 wird von der Relais-Station 8 empfangen und über eine Funkverbindung 10 an die Relais-Station 9 übertragen. Die durch die Funkverbindung 10 überbrückte Entfernung kann dabei ein Vielfaches der ursprünglichen Reichweite des niederfrequenten Funksignals 4 betragen, wobei auch mehr als zwei Relais-Stationen zur Er weiterung der überbrückten Entfernung verwendet werden können. Die Funkverbindung 10 ist typischerweise als Hochfrequenzfunkstrecke mit entsprechenden Sende- und Empfangseinheiten ausgebildet, über die die Information des abgefangenen niederfrequenten Funksignals 4 weitergeleitet wird.
Die Relais-Station 9 wird üblicherweise unauffällig in der Nähe des mobilen Transponders 5 positioniert. Die Relais-Station 9 kann beispielsweise in einem unauffällig abgestellten Koffer angeordnet sein. Eine solche unerwünschte Umgehung der Reichweitenbeschränkung eines passiven Zugangs- und Startsystems für ein Fahrzeug wird deshalb häufig auch als Kofferangriff bezeichnet. Aus den über die Funkstrecke 10 empfangenen Informationen bildet die Relais-Station 9 das niederfrequente Funksignal 4 nach, das von dem mobilen Transponder 5 empfangen werden kann, wenn er sich im Wirkungsbereich der Relais-Station 9 befindet.
Der mobile Transponder 5 wird durch das empfangene niederfrequente Funksignal wiederum zur Aussendung des hochfrequenten Funksignals 6 angeregt (siehe auch 1), das von der Relais-Station 9 empfangen und über die Funkstrecke 10 an die Relais-Station 8 übermittelt wird. Bei einem Kofferangriff von ausreichend kurzer Reichweite würde das hochfrequente Signal sogar nicht verlängert werden, wenn die Reichweite des Identifikationsgebers (beispielsweise 10–80 Meter) bereits ausreicht. Die Relais-Station 8 sendet das hochfrequente Funksignal 6 ihrerseits aus, so dass dieses über die Empfangsantenne 7 vom Steuergerät 2 empfangen wird. Das Steuergerät 2 erkennt das empfangene Signal 6 als das gültige, kodierte Funksignal des Transponders 5 und ermöglicht den Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart, obwohl sich der mobile Transponder 5 tatsächlich in großer Entfernung zum Fahrzeug 1 befindet. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 1 ohne Alarmauslösung unbemerkt von einem räumlich weit entfernten Anwender des mobilen Transponders 5 entsperrt und/oder entwendet werden.
Um die beschriebene Umgehung der Reichweitenbeschränkung des niederfrequenten Funksignals 4 zu verhindern, sind bisher die nachfolgend beschriebenen Verfahren jeweils für sich oder in beliebiger Kombination miteinander eingesetzt worden:

– Variationen des Trägersignals des niederfrequenten Funksignals 4 und/oder des hochfrequenten Funksignals 6. Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass diese Variationen des Trägersignals wirkungslos sind, wenn in den Relais-Stationen analoge Verstärkerstufen verwendet werden.
– Laufzeitmessung des hochfrequenten Funksignals 6.
Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass solche Laufzeitmessungen eine sehr aufwendige Messtechnik im Steuergerät 2 und/oder im mobilen Transponder 5 erfordern.
– Triangulation durch Messung der Signalstärke des niederfrequenten Funksignals 4 über mehrere Sendeantennen 3. Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass dies eine bestimmte Antennenanordnung der Sendeantennen 3 am Fahrzeug 1 und eine aufwendige Messtechnik erfordert.
– Periodische Authentifizierung des mobilen Transponders 5 während des Fahrbetriebs. Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass dies einen unberechtigten Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart nicht verhindert und darüber hinaus zu unsicheren Situationen im Fahrbetrieb führen kann, wenn der mobile Transponder 5 nicht gefunden wird (nicht antwortet).
– Gleichzeitige Messung von physikalischen Größen, wie zum Beispiel dem Erdmagnetfeld, im mobilen Transponder 5 und im Fahrzeug 1 und nachfolgender Vergleich im Steuergerät 2. Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass nur wenige physikalische Größen geeignet beziehungsweise nur mit erheblichem technischem Aufwand messbar sind.

2 zeigt in einem Bockschaltbild ein erfindungsgemäßes passives Zugangs- und Startsystem mit einem Fahrzeug 1 und einem mobilen Transponder 5. Wie in 1 weist das Fahrzeug 1 wiederum ein Steuergerät 2, eine Sendeantenne 3 für niederfrequente Funksignale 4 und eine Empfangsantenne 7 für hochfrequente Funksignale 6 auf. Die Sendeantenne 3 und die Empfangsantenne 7 sind elektrisch mit dem Steuergerät 2 verbunden. Das Steuergerät 2 sendet über die Sendeantenne 3 ein niederfrequentes Funksignal 4 bestimmter Reichweite aus.
Die bestimmte Reichweite des niederfrequenten Funksignals 4 wird wiederum durch den Pegel des Funksignals und die Sendecharakteristik der Sendeantenne 3 bestimmt. Die Sendeantenne 3 kann zum Beispiel im Türgriff des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. Die (Grenz-)Reichweite wird aus Gründen der Sicherheit so gewählt, dass eine direkte Bedienung des passiven Zugangs- und Startsystems über größere Entfernungen nicht möglich ist.
Die niederfrequente Funksignale 4 werden wiederum periodisch (oder ereignisgesteuert) ausgesandt, um nach dem Vorhandensein eines mobilen Transponders 5 im Wirkungsbereich des niederfrequenten Funksignals 4 zu suchen. Befindet sich der mobile Transponder 5 im Wirkungsbereich des niederfrequenten Funksignals 4 und empfängt dieses, beantwortet er das niederfrequente Funksignal 4 mit einem hochfrequenten Funksignal 6. Dieses hochfrequente Funksignal 6 wird über die Empfangsantenne 7 empfangen und zur Überprüfung und/oder Verarbeitung an das Steuergerät 2 weitergeleitet. Durch die Funksignale 4 und 6 wird die Funkverbindung zwischen Steuergerät 2 und mobilem Transponder 5 ausgebildet.
Dabei enthält das hochfrequente Funksignal 6 üblicherweise eine eindeutige kodierte Information, die eine Authentifizie rung des mobilen Transponders 5 durch das Steuergerät 2 ermöglicht. Auf diese Weise wird festgestellt, ob der Transponder 5 ein für den Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart des Fahrzeugs 1 berechtigter Transponder ist. Zusätzlich zum System nach 1 weist das Fahrzeug 1 eine Ultraschallwandler 12 auf, der als Sender und/oder Empfänger ausgebildet sein kann. Empfängt der mobile Transponder 5 ein niederfrequentes Funksignal 4, sendet er sofort oder mit einem bestimmten zeitlichen Abstand zum hochfrequenten Funksignal 6 ein codiertes Ultraschallsignal 11 über einen entsprechenden integrierten Ultraschallwandler 18 aus. Dieses Signal wird von dem Ultraschallwandler 12 empfangen und an das Steuergerät 2 weitergeleitet. Das Steuergerät 2 wertet das Ultraschallsignal 11 aus in Bezug auf folgende Parameter:

a) den zeitlichen Abstand zum Aussenden des niederfrequenten Funksignals 4 oder den zeitlichen Abstand zum Empfang des hochfrequenten Funksignals 6, und/oder
b) den Dateninhalt (Kodierung), und/oder
c) den Lautstärkepegel, und/oder
d) die Frequenz, und/oder
e) die Phasenlage des Ultraschallsignals 11 bezogen auf das niederfrequente Funksignal 4.

Bereits durch die parallel zur Kommunikation über die Funksignale 4 und 6 erfolgende Übertragung des Ultraschallsignals 11 wird die Angriffsschwelle gegenüber der Ausführungsform gemäß 1 signifikant erhöht, da die Relais-Stationen ebenfalls mit passenden Ultraschallempfängern und -sendern ausgerüstet sein müssten, um Ultraschallsignale zwischen Fahrzeug 1 und mobilem Transponder 5 zu übertragen. Darüber hinaus ist es technisch mit relativ geringem Aufwand möglich, die Laufzeitdifferenz zwischen den Signalen, die als elektro magnetische Funksignale 4 und 6 beziehungsweise als akustisches Signal, d. h. als Ultraschallsignal 11 übertragen werden, zu messen. Der Unterschied in den Laufzeiten beträgt dabei etwa 1:10⁶. Bei einer räumlichen Distanz von 1 Meter ergibt sich beispielsweise eine Laufzeitdifferenz von 3 msec zwischen einem elektromagnetischen und einem akustischen Signal, die gleichzeitig ausgesendet wurden.
3 bis 5 zeigen Signalverläufe (Amplitude A über Zeit t) niederfrequenter oder hochfrequenter elektromagnetischer Signale (Funksignale 4, 6) und eines akustischen Signals (Ultraschallsignal 11), die zur Laufzeitmessung mittels Laufzeitdifferenz 14 zwischen dem elektromagnetischen Signal (Funksignale 4, 6) und dem akustischen Signal (Ultraschallsignal 11) nacheinander oder gleichzeitig übertragen werden. Es kann dabei beispielsweise zwischen einer parallelen Abfolge (vgl. 5), wo Ultraschallsignal 11 und Funksignal 4 oder 6 überlappend, d. h. zumindest zeitweise gleichzeitig übertragen werden, und einer seriellen Abfolge (vgl. 3 und 4), wo das Ultraschallsignal vor dem Funksignal (vgl. 3) oder umgekehrt (vgl. 4) ggf. unter Miteinbeziehung von Verzögerungen beim Signalwechsel übertagen wird, unterschieden werden. Als Funksignal kommen das niederfrequente (4) und das hochfrequente (6) Funksignal jeweils für sich als auch in Kombination miteinander in Frage, wobei die Übertragungsrichtungen von Ultraschallsignal und Funksignal für sich alleine als auch in Kombination miteinander beliebig sein können und jede mögliche Kombination umfassen.
Die Laufzeitdifferenz 14 ergibt sich aus der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Funk- und Ultraschallsignalen ggf. unter Berücksichtigung eines optionalen bestimmten zeitlichen Abstandes dieser Signale beim Aussenden. Auf diese Weise kann das Steuergerät 2 zu große Abstände zwischen dem mobilen Transponder 5 und dem Fahrzeug 1, wie sie bei dem beschriebenen Kofferangriff auf Grund der verlängerten Übertragungsstrecke zu erwarten sind, erkennen und ent sprechende Fahrzeugfunktion sperren und/oder einen Alarm auslösen.
Dabei kann die empfangende Einheit (hier das Steuergerät 2) aus der gemessenen zeitlichen Differenz zwischen dem Eintreffen von Funksignal 6 und Ultraschallsignal 11 die Distanz zwischen mobilem Transponder 5 und Fahrzeug 1 errechnen und diese mit dem gemessenen akustischen Pegel korrelieren. Wenn diese Werte nicht zueinander passen, zum Beispiel ein zu hoher Lautstärkepegel bei großer Distanz (Laufzeitdifferenz 14), können ausgewählte Fahrzeugfunktion ebenfalls gesperrt werden.
Die Auswertung der Phasenlage des Ultraschallsignals 11 bezogen auf das niederfrequente Funksignal 4 oder hochfrequente Funksignal 6 erlaubt es, zudem zu erkennen, ob irgendwelche zusätzlichen Filter in die Übertragungsstrecke geschaltet waren. Da Relais-Stationen zur Unterdrückung von Rauschen typischerweise Tiefpass- oder Bandpassfilter einsetzen müssen, wird die Phasenlage des weitervermittelten Ultraschallsignals 11 signifikant verändert. Dies kann die empfangende Einheit, zum Beispiel das Steuergerät 2, durch Vergleich mit der Phase des niederfrequenten Funksignals 4 ermitteln.
Dies ist auch dann möglich, wenn sich die Phasenlage des niederfrequenten Funksignals 4 durch die Verlängerung der Reichweite über die Relais-Stationen ändert, weil sich durch die unterschiedlichen Filter und durch die unterschiedlichen Frequenzen der beiden Signale unterschiedliche Phasenverschiebungen für das akustische und das elektromagnetische Signal ergeben.
Wird über die Auswertung eines oder mehrerer der oben unter a) bis e) aufgeführten Signalparameter eine unerwünschte Signalmanipulation erkannt, wird der Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart beispielsweise durch das Steuergerät 2 oder eine dem Steuergerät 2 nachgeschaltete Wegfahrsperre (nicht ge zeigt) nicht freigegeben beziehungsweise nicht ermöglicht. Zusätzlich dazu kann zum Beispiel ein akustischer Alarm ausgelöst werden.
Bei einer Weiterbildung der Anordnung gemäß 2 ist beispielsweise die Senderichtung des Ultraschallsignals 11 derart, dass im Fahrzeug 1 ein oder mehrere Ultraschallsender angeordnet sind, die mit dem Steuergerät 2 verbunden sind. Der mobile Transponder 5 weist in diesem Fall einen Ultraschallempfänger auf. Die fahrzeugseitigen Ultraschallsender können beispielsweise in einem Warnsignalgeber für den Außenraum (vergleiche Ultraschallsender 12) beziehungsweise in eine Alarmanlage für den Innenraum (z. B. Ultraschallsender 13) integriert sein oder durch diese gebildet werden. In diesem Fall sendet das Fahrzeug 1 das Ultraschallsignal 11 (zum Beispiel über den Ultraschallsender 12) gleichzeitig mit oder zeitlich versetzt zu dem niederfrequenten Funksignal 4 aus.
In dieser Variante wertet der mobile Transponder 5 das empfangene Signal in Bezug auf die oben genannten Parameter a) bis e) aus. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die im mobilen Transponder 5 verwendete Batterie weniger belastet wird als in der ersten Variante, in der durch den mobilen Transponder 5 das Ultraschallsignal 11 gesendet werden muss. Erfindungsgemäß kann das Fahrzeug 1 im niederfrequenten Funksignal außerdem (verschlüsselt) bestimmte Parameter für die Ultraschallkommunikation vorgeben, beispielsweise den Dateninhalt, den Sendepegel, die Frequenz usw. Diese Parameter können darüber hinaus in festgelegten Zeitabständen oder für jede einzelne Kommunikation zwischen Transponder 5 und Steuergerät 2 verändert werden, wodurch ein Angriff nochmals signifikant erschwert wird.
In einer weiteren Weiterbildung der Anordnung gemäß 2 sind sowohl das Fahrzeug 1 als auch der mobile Transponder 5 mit Ultraschallsendern und -empfängern ausgestattet. Auf diese Weise wird eine bidirektionale Ultraschallverbindung aus gebildet, über die sowohl Ultraschallsignale 11 vom Fahrzeug 1 an den mobilen Transponder 5 als auch vom mobilen Transponder 5 an das Fahrzeug 1 gesendet werden können. Beide Einheiten können somit die beschriebene Prüfung der Ultraschallsignale 11 vornehmen. Bei dieser dritten Variante ist es darüber hinaus möglich, dass das Fahrzeug 1 durch entsprechende Information im Funksignal 4 die Senderichtung für die Ultraschallkommunikation vorgibt.
Die Senderichtung der Ultraschallsignale 11 zwischen Fahrzeug 1 und mobilem Transponder 5 kann dabei auch mehrfach gewechselt werden. Da ein Angreifer nicht weiß, welche Senderichtung gewählt wurde, beziehungsweise wann die Senderichtung wechselt, müssen die zur Reichweitenverlängerung verwendeten Relais-Stationen (siehe 1) immer für gleichzeitiges Senden und Empfangen ausgebildet sein. In einer solchen Konstellation können sich leicht akustische Rückkopplungen zwischen den Relais-Station und den Sendern beziehungsweise den Empfängern von Fahrzeug 1 und mobilem Transponder 5 ergeben, die technisch aufwendig erkannt und bedämpft werden müssten. Eine unerwünschte Reichweitenverlängerung der Signale 4, 6 und 11 durch Relais-Stationen wird auf diese Weise nochmals deutlich erschwert.
6 zeigt in einem Diagramm schematisch ein Beispiel für die Ausgestaltung von Ultraschallsignalen 11 mit wechselnder Senderichtung. Dabei wird durch die Pfeile in 5 die jeweilige aktuelle Senderichtung bezeichnet. Die Senderichtung 15 kann dabei das Senden des Ultraschallsignals 11 vom Fahrzeug 1 zum mobilen Transponder 5 bezeichnen und die Senderichtung 16 kann das Senden des Ultraschallsignals 11 vom mobilen Transponder 5 zum Fahrzeug 1 bezeichnen, oder umgekehrt.
Ein jeweiliger Wechsel der Senderichtung 15, 16 ist durch die senkrechten gestrichelten Linien bezeichnet. Darüber hinaus kann zum Beispiel wie gezeigt auch der Sendepegel 17 des Ult raschallsignals 11 im Verlauf einer jeden einzelnen Signalübertragung verändert werden, zum Beispiel ausgehend von einem bestimmten (variierbaren) Ausgangspegel linear hin zu einem niedrigeren Pegel 17 oder umgekehrt. Auch ein Absenken und erneutes Ansteigen des Sendepegels 17 im Verlauf einer einzelnen Signalübertragung oder umgekehrt sowie vielfältige weitere Variationen (zum Beispiel sinusförmiger Verlauf des Sendepegels 17 mit insgesamt abfallendem oder ansteigendem mittleren Pegel) sind möglich. Ebenso ist die Signalabfolge von Ultraschallsignal und Funksignalen) beliebig.
Schließlich kann zur Erzeugung und/oder zum Empfang des Ultraschallsignals 11 im Fahrzeug 1 als Schallwandler 13 ein Schallwandler verwendet werden, der Teil der Innenraumüberwachung (mittels Ultraschall) und somit Teil der Alarmanlage ist. Weiterhin kann auch zur Erzeugung und/oder zum Empfang des Ultraschallsignals 11 im Transponder 5 ein Schallwandler 18 verwendet werden, der bereits als akustischer Signalgeber (zum Beispiel als sogenannter Piepser) im Hörbereich (20–20000 Hz) eingesetzt wird.

1: Fahrzeug
2: Steuergerät
3: Sendeantenne
4: Funksignal
5: Transponder
6: Funksignal
7: Empfangsantenne
8: Relais-Station
9: Relais-Station
10: Funkverbindung
11: Ultraschallsignal
12: Schallwandler (Ultraschallsender und/oder -empfänger)
13: Schallwandler (Ultraschallsender und/oder -empfänger)
14: Laufzeitdifferenz
15: Senderichtung
16: Senderichtung
17: Sendepegel
18: Schallwandler (Ultraschallsender und/oder -empfänger)

Claims

Verfahren zum Fernsteuern eines Fahrzeugzugangs und/oder Fahrzeugstarts mit einem in einem Fahrzeug (1) befindlichen quasistationären Steuergerät (2) und einem mobilen Transponder (5), zwischen denen über eine Funkverbindung in zumindest eine Richtung ein Funksignal (4, 6) und über eine Ultraschallverbindung in zumindest eine Richtung ein Ultraschallsignal (11) übertragen wird, wobei eine Prüfung der Berechtigung zum Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart anhand kodierter Kommunikation über die Funkverbindung und anhand des Ultraschallsignals (11) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem durch Auswerten der Laufzeit des Ultraschallsignals (11) die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem mobilen Transponder bestimmt wird und eine Prüfung der Berechtigung zum Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart anhand der kodierten Kommunikation über die Funkverbindung und anhand der ermittelten Entfernung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das quasistationäre Steuergerät ein erstes Funksignal (4) an den mobilen Transponder (5) sendet und der mobile Transponder als Antwort ein zweites Funksignal (6) und ein Ultraschallsignal (11) an das quasistationäre Steuergerät (2) sendet.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Antwort bei Empfang des ersten Funksignals (4) sofort oder mit einem bestimmten zeitlichen Abstand dazu erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das quasistationäre Steuergerät (2) ein erstes Funksignal (4) und ein Ultraschallsignal (11) an den mobilen Transponder (5) sendet und der mobile Transponder (5) als Antwort ein Funksignal (6) an das quasistationäre Steuergerät (2) sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das quasistationäre Steuergerät (2) ein erstes Funksignal (4) und ein Ultraschallsignal (11) an den mobilen Transponder (5) sendet und der mobile Transponder (5) als Antwort ein Funksignal (6) und Ultraschallsignale (11) an das quasistationäre Steuergerät (2) sendet.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Antwort bei Empfang der Ultraschallsignale (11) sofort oder mit einem bestimmten zeitlichen Abstand dazu erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem das quasistationäre Steuergerät die Ultraschallsignale (11) gleichzeitig oder mit einem bestimmten zeitlichen Abstand zur Aussendung der Funksignale (6) sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4, 6, 7 oder 8, bei dem der mobile Transponder die Ultraschallsignale (11) gleichzeitig oder mit einem bestimmten zeitlichen Abstand zur Aussendung der Funksignale (6) sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Auswertung der Laufzeit der Ultraschallsignale (11) durch das Steuergerät (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die Auswertung der Laufzeit des Ultraschallsignals (11) durch den mobilen Transponder (5) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Ultraschallsignal (11) hinsichtlich dessen Dateninhalts und/oder dessen Pegels und/oder dessen Frequenz ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4, 6, 7, 8, 9 oder 12, bei dem durch entsprechende in den empfangenen Funksignalen (4, 6) übertragene variable Parameter ein Dateninhalt und/oder ein Pegel und/oder eine Frequenz für die gesendeten Ultraschallsignale (11) vorgegeben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die Funksignale (4, 6) und die Ultraschallsignale (11) mehrfach übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die variablen Parameter mehrfach geändert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, bei dem jeweils nur in eine Richtung Ultraschallsignale (11) übertragen werden und die Übertragungsrichtung der Ultraschallsignale (11) mehrfach geändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Pegel der Ultraschallsignale (11) im Verlauf einer einzelnen Übertragung variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem die Phasenlagen der Funksignale (4, 6) und der Ultraschallsignale (11) zueinander ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem das von dem quasistationären Steuergerät (2) an den mobilen Transponder (5) übertragene Signal ein niederfrequentes Funksignal mit bestimmter Reichweite ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem das von dem mobilen Transponder (5) an das quasistationäre Steuergerät (2) übertragene Signal ein hochfrequentes Funksignal (6) ist, das eine eindeutige kodierte Information trägt zur Berechtigungsüberprüfung des mobilen Transponders (5) für den Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart durch das Steuergerät (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem die Berechtigung für den Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart nicht erteilt wird, wenn die ermittelte Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem mobilen Transponder (5) größer ist als ein vorgegebener Grenzwert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem die Berechtigung für den Fahrzeugzugang und/oder Fahrzeugstart nicht erteilt wird, wenn der Pegel und/oder die Frequenz der empfangenen Ultraschallsignale (11) größer oder kleiner ist als vorgegebene Grenzwerte und/oder eine Phasenverschiebung der Funksignale und der Ultraschallsignale (11) zueinander größer ist als ein vorgegebener Grenzwert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dass zur Erzeugung und/oder zum Empfang des Ultraschallsignals (11) im Fahrzeug (1) ein Schallwandler (13) verwendet wird, der Teil der Innenraumüberwachung ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dass zur Erzeugung und/oder zum Empfang des Ultraschallsignals (11) im Transponder (5) ein Schallwandler (18) verwendet wird, der als akustischer Signalgeber im Hörbereich vorgesehen ist.