DE4231751A1

DE4231751A1 - Particular key identification for motor vehicle security - analysing acoustic spectrum obtd. from microphone exposed to sounds of key insertion and rotation in ignition lock

Info

Publication number: DE4231751A1
Application number: DE4231751A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Kolb
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-23
Filing date: 1992-09-23
Publication date: 1994-03-24

Abstract

The key when inserted into or rotated within the lock generates acoustic noise whose frequency spectrum contains components characteristic of the eigen frequencies of the key and lock. Comparison of the spectrum with one measured and recorded for an authentic key enables any attempt at operation of the lock with a spurious key to be forestalled. A microphone or piezoelectric element is coupled rigidly to the ignition lock, and its output is amplified, digitised and stored for authentication. ADVANTAGE - key is positively identified from frequency spectrum of noise which it generates, so that engine-starting with false key is excluded, practically without modification of ignition lock.

Description

1. Einführung1. Introduction

Die standardmäßige und übliche Inbetriebnahme eines abgestellten Kraftfahrzeugs durch eine berechtigte Person geschieht in der Regel in mehreren Schritten:The standard and usual commissioning of a parked Motor vehicle by an authorized person happens in the Rule in several steps:

1. Entriegelung der Türen, üblicherweise mit dem Zünd schlüssel, dann,1. Unlocking the doors, usually with the ignition key then
2. Einschalten der Zündung und2. Switch on the ignition and
3. Betätigung des Starters mit dem in das Zündschloß einge führten Zündschlüssel.3. Activate the starter with the in the ignition lock led ignition keys.

Für einen geschickten Dieb ist es i.A. kein Problem, bei nicht speziell abgesicherten Fahrzeugen den ersten Schritt auch ohne den für das Türschloß des Fahrzeugs passenden Schlüssel durch zuführen. Möglicherweise bleiben dann geringfügige Beschädigun gen am Fahrzeug zurück; dies ändert aber nichts an der Tatsache als solcher.For a skilled thief, it is generally no problem with not specially secured vehicles take the first step without key for the vehicle's door lock respectively. Minor damage may then remain back on the vehicle; however, this does not change the fact as such.

Für den zweiten und dritten Schritt gilt genau das Gleiche. Ein geschickter Dieb ist ohne große Schwierigkeiten in der Lage, ein nach heutigem Standard ausgestattetes Kraftfahrzeug ohne passen den Zündschlüssel zu starten und in Betrieb zu setzen.The same applies to the second and third steps. A skillful thief is able to easily a Motor vehicle equipped according to today's standard without fit to start the ignition key and put it into operation.

Der Grund liegt darin, daß durch das Einstecken und Drehen des Zündschlüssels, abgesehen von der Aufhebung der mechanischen Sicherung durch das Lenkradschloß, nichts anderes bewirkt wird, als daß ein oder mehrere elektrische Schalter geschlossen wer den, über die Spannung an verschiedene Stromkreise des Fahrzeugs angelegt wird. Dies sind z. B. der Stromkreis der Zündung und der Stromkreis des Starters, die beim Drehen des Schlüssels im Zünd schloß nacheinander betätigt werden.The reason is that by inserting and turning the Ignition key, apart from the repeal of the mechanical Secured by the steering wheel lock, nothing else is caused than that one or more electrical switches are closed the, across the voltage to different circuits of the vehicle is created. These are e.g. B. the circuit of the ignition and Circuit of the starter, which turns the key in the ignition lock to be operated one after the other.

Die bescheidene Sicherheit des Systems resultiert nun daraus, daß nach Betätigung der elektrischen Schalter das Start- bzw. Zündsystem nicht die Frage stellt, ob auch das mechanische Sy stem (Zündschloß) ordnungsgemäß betätigt, also zum Starten des Fahrzeugs ein hierzu berechtigter Schlüssel verwendet wurde.The modest security of the system now results from that after actuation of the electrical switches, the start or Ignition system does not ask whether the mechanical Sy stem (ignition lock) properly operated, i.e. to start the Vehicle an authorized key was used.

Im Prinzip reicht es nämlich aus, auf irgendeine Weise an die Schalter selbst oder aber an die von ihnen ab führenden Kabel zu gelangen um sie entsprechend zu verbinden.In principle, it is enough, in some way, to the Switch itself or to the cables leading from them to connect them accordingly.

Geschickte Diebe wissen das und gehen unter Ausnutzung der Sy stemeigenschaften beim Diebstahl von Fahrzeugen so vor.Skillful thieves know this and take advantage of the sy system properties when theft of vehicles.

Die Sicherheit des Zündsystems kann demzufolge erheblich gestei gert werden, wenn zusätzlich überprüft wird, ob zum Starten eines Fahrzeugs ein hierzu "berechtigter" Schlüssel verwendet wird oder nicht und nur im Falle der Verwendung eines "berech tigten" Schlüssels der Starter auch wirklich anläuft und die Zündung bzw. die Einspritzpumpe eingeschaltet bleibt, das Fahr zeug also bewegt werden kann.The safety of the ignition system can therefore increase considerably be checked if an additional check is made to see if it starts a vehicle uses an "authorized" key for this will or not and only in the case of using a "calc "key the starter really starts and the Ignition or the injection pump remains switched on, the driving stuff can be moved.

Dies kann so erfolgen, daß von einem elektronischen Überwachungssystem, das Teil der Zündelektronik sein kann, die "Be rechtigung" des verwendeten Schlüssels zur Durchführung des Startvorgangs in einem separaten und zusätzlichen Ablauf geprüft wird. Das Überwachungssystem läßt den Startvorgang nur dann zu, wenn ein hierzu zweifelsfrei berechtigter Schlüssel verwendet wurde. Damit ist durch das Kurzschließen von Kabeln im Fahrzeug weder ein Starten dieses Fahrzeugs noch ein Betrieb des Motors möglich.This can be done so that an electronic monitoring system, that can be part of the ignition electronics, the "Be authorization "of the key used to carry out the Starting process checked in a separate and additional process becomes. The monitoring system only allows the starting process if a key authorized for this is used has been. This is due to the short-circuiting of cables in the vehicle neither starting this vehicle nor operating the engine possible.

Nach dem im folgenden diskutierten, erfindungsgemäßen Verfahren ist die Lösung dieser Aufgabe mit einem Minimum an zusätzlichem Aufwand und praktisch ohne Änderungen am derzeit üblichen Zünd schloß möglich.According to the inventive method discussed below is the solution to this task with a minimum of additional Effort and practically without changes to the currently usual Zünd closed possible.

Eine grundsätzliche Voraussetzung der Erhöhung der Sicherheit des Systems "Zündung" ist allerdings diejenige, daß im Fahrzeug das Signal Zündung ein/Zündung aus nicht durch einfaches Auf schalten der Bordspannung auf einen Kontakt erfolgt, sondern hierfür ein kodiertes Telegramm zwischen Zündschloß bzw. zugehö rigem Steuergerät, hier auch Überwachungseinrichtung genannt, und Zündelektronik bzw. Betriebsmittel-Förderpumpe verwendet wird.A basic requirement for increasing security of the "ignition" system, however, is that in the vehicle the signal ignition on / ignition off not by simply opening switch the on-board voltage to a contact, but instead for this a coded telegram between the ignition lock or associated control unit, here also called monitoring device, and ignition electronics or operating material feed pump used becomes.

Heutzutage haben aber fast alle Fahrzeuge eine Einspritzpumpe, bei der diese Forderung ohne weiteres und ohne zusätzlichen Aufwand erfüllbar ist. Durch einen ständig wechselnden oder durch einen aus mehreren Teilen zusammengesetzten Kode, der von verschiedenen Stellen geholt und dann zusammengesetzt wird, läßt sich die Sicherheit an dieser Stelle zusätzlich steigern.Nowadays, almost all vehicles have an injection pump, in which this requirement without further ado Effort is achievable. Through a constantly changing or by a code composed of several parts, by fetched from different places and then put together security increases at this point.

Wenn sich also der Startvorgang nur nach ordnungsgemäßer Über tragung dieses vorgesehenen Datenprotokolls auslösen läßt, dann reduziert sich die Forderung nach erhöhter Sicherheit darauf, den verwendeten Schlüssel auf seine "Berechtigung" zu überprü fen.So if the start-up process only takes place after proper over can trigger this intended data protocol, then the demand for increased security is reduced to to check the key used for its "authorization" fen.

Hierzu sind sicherlich eine ganze Reihe verschiedener Verfahren denkbar, die unterschiedlichen zusätzlichen Aufwand erfordern und auf der anderen Seite auch ein unterschiedliches Maß an zusätzlicher Sicherheit bieten können. In allen Fällen wird eine zusätzliche Kommunikation letztlich zwischen dem mechanischen Schlüssel bzw. dem zugehörigen Steuergerät und dem Start- bzw. Zündungssystem (Einspritzsystem) erforderlich. There are certainly a number of different procedures for this conceivable that require different additional effort and on the other hand also a different degree can offer additional security. In all cases, one additional communication ultimately between the mechanical Key or the associated control unit and the start or Ignition system (injection system) required.

2. Der "berechtige" Schlüssel; Vergabe des Attributes "berech tigt" an einen Schlüssel2. The "authorized" key; Allocation of the attribute "calc "on a key

Ein "berechtigter" Schlüssel soll ein solcher sein, der mecha nisch in das Tür- bzw. Zündschloß paßt und mit dem das betref fende Fahrzeug in Betrieb genommen werden darf.An "authorized" key should be one, the mecha nisch fits in the door or ignition lock and with which it concerns vehicle can be put into operation.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, jeden berechtigten Schlüssel dem Start- oder Zündsystem durch eine Lernprozedur bekanntzuma chen. Diese Lernprozedur muß ganz allgemein so geartet sein, daß sichergestellt ist, daß sie nur durch einen Nutzungsberechtigten des Fahrzeugs durchgeführt werden kann.According to the invention, every authorized key is proposed known to the starting or ignition system through a learning procedure chen. In general, this learning procedure must be such that it is ensured that they can only be used by a user of the vehicle can be carried out.

Nach dieser Bekanntmachung kann dann dieser Schlüssel als Tür- und Zündschlüssel verwendet werden.After this announcement, this key can then be used as a door and ignition key can be used.

Um sicherzustellen, daß das Start- oder Zündsystem des Fahrzeugs zwischen einem "berechtigten" und einem "unberechtigten" Schlüs sel unterscheiden kann, muß der "berechtigte" Schlüssel bestimm te charakteristische und nicht veränderbare Merkmale aufweisen, die von diesem System überprüft werden können.To ensure that the vehicle's starting or ignition system between an "authorized" and an "unauthorized" key sel can differentiate, the "authorized" key must determine have characteristic and unchangeable characteristics, that can be checked by this system.

Erfindungsgemäß wird nun weiter vorgeschlagen, als ein solches unverwechselbares Merkmal das "Geräusch" heranzuziehen, das ein Schlüssel beim Einführen in das Zündschloß oder beim Drehen im Schloß verursacht. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren soll ein "berechtigter" Schlüssel anhand des von ihm bei der Einführung in das Zündschloß oder aber beim Drehen im Zündschloß verursach ten charakteristischen "Geräusches" identifiziert werden.According to the invention, it is now further proposed as such distinctive feature to draw on the "sound" that a Key when inserting it into the ignition lock or when turning it Lock caused. According to the method of the invention "Authorized" key based on the key he introduced during the introduction into the ignition lock or when turning in the ignition lock characteristic "noise" can be identified.

Der Start- und Zündvorgang wird nur dann freigegeben, wenn über dieses Einführungs- oder Drehgeräusch ein Schlüssel vom Über wachungssystem als berechtigt erkannt wurde, wobei als Überwa chungssystem eine Elektronik bezeichnet werden soll, die das Einführungsgeräusch oder das Drehgeräusch aufnimmt, speichert, analysiert, vergleicht und letztlich entscheidet, ob der einge führte Schlüssel ein "berechtigter" ist oder nicht.The start and ignition process is only released if over this introductory or rotating sound is a key from over surveillance system was recognized as authorized, whereby as surveillance an electronic system is to be called that the Introductory sound or the rotary sound records, stores, analyzes, compares and ultimately decides whether the entered led key is an "authorized" or not.

Um diese Aufgabe umsetzen zu können, muß das Überwachungssystem einen oder mehrere Speicher aufweisen, die direkt das Geräusch eines jeden in das Schloß eingeführten oder aber im Schloß ge drehten Schlüssels aufnehmen. Alternativ kann auch ein aus die sem Geräusch abgeleitetes Signal ermittelt und abgespeichert werden.In order to be able to implement this task, the monitoring system must have one or more memories that directly affect the sound each inserted in the castle or in the castle turned turned key. Alternatively, one from the signal derived and stored become.

Praktisch wird man so vorgehen, daß nicht das unmittelbar gemes sene Geräusch, sondern das Frequenzspektrum dieses Geräusches zur Identifizierung eines Schlüssels herangezogen wird.In practice one will proceed in such a way that not the immediately measured sene noise, but the frequency spectrum of this noise is used to identify a key.

Das System arbeitet dann so, daß jeweils beim Einführen eines "berechtigten" Schlüssels das Einführ- oder Drehgeräusch oder aber ein daraus abgeleitetes Signal aufgenommen und als Refe renzgeräusch oder Referenzsignal in einem Referenzspeicher abge speichert wird. Der Referenzspeicher ist so ausgestaltet, daß er beim Abstellen des Fahrzeugs und auch beim Abklemmen der Fahr zeugbatterie seine Information beibehält (EEPROM). The system then works so that when a "authorized" key the insertion or turning sound or but a signal derived from it is recorded and used as a ref limit noise or reference signal in a reference memory is saved. The reference memory is designed so that it when parking the vehicle and also when disconnecting the driver battery keeps its information (EEPROM).

Ist der Referenzspeicher leer, was nur bei einem fabrikneu pro duzierten Fahrzeug vorkommen kann, so wird das Einführungs- oder Drehgeräusch des beim erstmaligen Starten des Fahrzeugs beim Hersteller verwendeten Schlüssels in den Referenzspeicher über nommen. Dieser Schlüssel wird dann damit zu einem "berechtigten" Schlüssel. Weitere Schlüssel müssen nachträglich nach einer bestimmten, festgelegten Lernprozedur dem System als "berechtig te" Schlüssel bekannt gemacht werden (siehe unter 5.).If the reference memory is empty, which is only for a brand new pro reduced vehicle can occur, so the introductory or Rotational sound of when the vehicle is started for the first time Manufacturers used the key in the reference memory taken. This key then becomes an "authorized" Key. Additional keys have to be added after a certain, defined learning procedure the system as "authorized te "key must be made known (see under 5.).

Statt des Geräusches kann auch eine hieraus abgeleitete Größe, etwa dessen Frequenzspektrum herangezogen werden.Instead of the noise, a variable derived from it, about its frequency spectrum are used.

3. Erfindungsgemäße Identifizierung eines Schlüssels als "be rechtigt" oder als "nicht berechtigt"3. Identification of a key according to the invention as "be justified "or" not authorized "

Wird ein Zündschlüssel in das Zündschloß eingeführt oder im Zündschloß gedreht, so ist dieser Vorgang mit der Entwicklung von Geräuschen verbunden, die durch die wechselseitige Reibung verursacht werden. An der Entstehung dieser Geräusche ist sowohl der eingeführte Schlüssel als auch das Zündschloß beteiligt. Durch die Art der mechanischen Anregung werden zwei völlig ver schiedene Arten von "Geräuschen" bzw. akustische Schwingungen erzeugt:If an ignition key is inserted into the ignition lock or in Ignition switch turned, so is this process with development of noises connected by the mutual friction caused. At the origin of these noises is both the key introduced as well as the ignition lock involved. Due to the type of mechanical excitation, two are completely ver different types of "noises" or acoustic vibrations generated:

1. Eigenschwingungen des Schlüssels bzw. des Schlosses, verursacht durch die wechselseitige mechanische Anregung beider Komponenten beim Einführen des Schlüssels und1. natural vibrations of the key or lock, caused by the mutual mechanical excitation both components when inserting the key and
2. "Geräusche" durch die gegenseitige Reibung zwischen Schlüssel und Schloß.2. "Noise" due to the mutual friction between Key and lock.

Beide Geräuschanteile können z. B. mit einem Körperschallmikro fon, das an geeigneter Stelle akustisch starr am Schloß ange bracht ist, aufgenommen werden. Wichtig dabei ist, daß dieses Mikrofon bzw. dieser piezoelektrische Aufnehmer an einer Stelle des Schlosses befestigt ist, an der charakteristische Eigenschwingungen verstärkt auftreten, d. h. Schwingungsbäuche dieser Eigenschwingungen vorhanden sind. Außerdem ist es zweck mäßig, das Mikrofon an einer hinter dem Armaturenbrett liegenden Stelle anzubringen, damit vom Innenraum kein direkter Zugriff auf das Mikrofon besteht.Both noise components can e.g. B. with a structure-borne sound micro fon, which is acoustically rigid at the lock at a suitable point is to be included. It is important that this Microphone or this piezoelectric transducer in one place of the castle is attached to the characteristic Natural vibrations occur increasingly, d. H. Antinodes of these natural vibrations are present. It is also useful moderate, the microphone on one behind the dashboard Place so that there is no direct access from the interior insists on the microphone.

Die beiden oben benannten Geräuschanteile verhalten sich nun völlig verschieden:The two noise components mentioned above now behave completely different:

Der erstgenannte Anteil bezieht sich auf das Anstoßen ohnehin vorhandener Eigenfrequenzen und bedarf nur der mechanischen Anregung, wie sie durch das Einführen des Schlüssels in jedem Falle gegeben ist. Die erzeugten Frequenzen setzen sich zusammen aus den Eigenfrequenzen der mechanischen Teile des Schlosses und den Eigenfrequenzen des Schlüssels, denn auch dieser ist, physi kalisch gesehen, ein schwingungfähiges System. Durch die mecha nische Kopplung beider Komponenten Schlüssel und Schloß bei der Einführung des Schlüssels übertragen sich auch die Eigenfrequen zen des Schlüssels zumindest-teilweise auf das Schloß und sind dort meßbar.The first part refers to toasting anyway existing natural frequencies and only requires the mechanical ones Suggestion how to insert the key in each Trap is given. The generated frequencies are composed from the natural frequencies of the mechanical parts of the lock and the natural frequencies of the key, because this is also physi calically seen, a system capable of oscillation. Through the mecha African coupling of both components key and lock in the Introduction of the key also transfer the natural frequencies zen of the key at least partially on the lock and are measurable there.

Dieser Teil des erzeugten Frequenzspektrums ist weitgehend un abhängig von der Geschwindigkeit mit der der Zündschlüssel in das Schloß eingeführt wird, denn es werden durch den Reibungs effekt nur Eigenfrequenzen angeregt, die im wesentlichen von den mechanischen Gegebenheiten des Schlosses und des Schlüssels bestimmt sind.This part of the frequency spectrum generated is largely un depending on the speed at which the ignition key is in the lock is inserted because it will be caused by the friction Effect only excited natural frequencies, which are essentially from the mechanical conditions of the lock and the key are determined.

Aus diesem Grunde wird ein mechanisch anders ausgeformter Schlüssel bei der Einführung in das Zündschloß andere Eigenfre quenzen aufweisen, d. h. sein Frequenzspektrum unterscheidet sich von demjenigen des ersteren Schlüssels.For this reason, a mechanically different one is formed Key when introducing the ignition lock other Eigenfre have sequences, d. H. its frequency spectrum differs from that of the former key.

So ist jeder Schlüssel durch das von ihm bei der Einführung in das Zündschloß erzeugte Frequenzspektrum charakterisiert und über dieses Frequenzspektrum eindeutig identifizierbar.So each key is through the one introduced by him characterized the ignition lock generated frequency spectrum and clearly identifiable via this frequency spectrum.

Ob nun dieser Schlüssel vom Überwachungssystem als "berechtig ter" oder als "nicht berechtigter" Schlüssel eingestuft wird, hängt davon ab, ob das zugehörige Frequenzspektrum dem System vorher bekannt gemacht wurde oder nicht.Whether this key from the surveillance system as "justified ter "or classified as an" unauthorized "key, depends on whether the associated frequency spectrum the system was previously announced or not.

Der Geräuschanteil (Anteil Nr. 2) im zu messenden akustischen Spektrum hängt im Gegensatz dazu von der Geschwindigkeit des Einführens des Zündschlüssels ins Schloß ab. Hier wird es un umgänglich sein, um die zugehörigen Frequenzanteile im Spektrum zuordnen und auswerten zu können, eine etwa gleichbleibende Geschwindigkeit für diesen Vorgang anzunehmen und die Zeitdauer dieses Einführens zu messen.The noise component (component No. 2) in the acoustic to be measured In contrast, spectrum depends on the speed of the Insert the ignition key into the lock. Here it becomes un be treatable to the associated frequency components in the spectrum to be able to assign and evaluate a roughly the same Assume speed for this process and the amount of time to measure this insertion.

Mit dem Parameter der Zeitdauer lassen sich dann die auftreten den Frequenzen "normieren" und mit den zuvor abgespeicherten Referenzwerten vergleichen. Aus diesem Vergleich ist dann noch mals ersichtlich, ob es sich um einen berechtigten Schlüssel handelt, der eingeführt wurde.These can then occur with the parameter of the time duration "normalize" the frequencies and use the ones previously saved Compare reference values. Then from this comparison is still once can be seen whether it is an authorized key acts that was introduced.

4. Ermittlung und Bewertung der zu vergleichenden Frequenz spektren.4. Determination and evaluation of the frequency to be compared spectra.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zu nächst das Geräusch beim Einführen des Zündschlüssels in das Zündschloß bzw. bei dessen Drehung im Zündschloß aufgenommen. Dies geschieht, wie bereits beschrieben, über ein Körperschall mikrofon oder über ein piezoelektrisches Element, das an geeig neter Stelle am Zündschloß, mechanisch starr mit diesem gekop pelt, angebracht ist.When carrying out the method according to the invention, next the noise when inserting the ignition key into the Ignition lock or added to its rotation in the ignition lock. As already described, this is done using structure-borne noise microphone or via a piezoelectric element that is suitable neter point on the ignition lock, mechanically rigid with this pelt, is appropriate.

Das Mikrofon nimmt die Geräusche beim Einführen des Schlüssels auf, wobei die Einschaltfunktion für die nachfolgende Verstär kerelektronik aus dem Mikrofonsignal selbst gewonnen werden kann. Alternativ ist es natürlich möglich, die erforderliche Einschaltfunktion über eine Lichtschrankenstrecke oder auch über einen einfachen Schaltkontakt zu realisieren.The microphone picks up the noise when inserting the key on, with the switch-on function for the subsequent amplifier kerelektronik be obtained from the microphone signal itself can. Alternatively, it is of course possible to do the required Switch-on function via a light barrier section or also via to implement a simple switch contact.

Das analoge Ausgangssignal des Mikrofons wird verstärkt und anschließend in möglichst kurzen Zeitintervallen digitalisiert und abgespeichert. Möglichst kurze Zeitintervalle deshalb, damit eine möglichst hohe Auflösung der beteiligten Frequenzen erzielt werden kann.The microphone's analog output signal is amplified and then digitized in the shortest possible time intervals and saved. Therefore, as short a time interval as possible achieved the highest possible resolution of the frequencies involved can be.

Anschließend wird das vollständige Frequenz- und Phasenspektrum dieser Folge aufgenommener und verstärkter Meßwerte durch Rech nung ermittelt und mit den abgespeicherten Referenzspektren verglichen.Then the complete frequency and phase spectrum this sequence of recorded and amplified measured values by Rech determination and with the stored reference spectra compared.

Soll zur Bewertung dieser Spektren die maximal mögliche Informa tion herangezogen werden, müssen im nächsten Schritt die beiden früher benannten Anteile 1 und 2 des gemessenen Spektrums sepa riert werden. Daraufhin muß der Anteil 2 solange durch lineare Dehnung bzw. Stauchung der Zeitachse der ursprünglichen Messung manipuliert werden, bis eine möglichst gute Übereinstimmung mit dem entsprechenden Anteil in den Referenzspektren erreicht ist.Should the maximum possible informa to evaluate these spectra tion must be used in the next step, the two previously named parts 1 and 2 of the measured spectrum sepa be cured. Thereupon, the portion 2 must be linear Elongation or compression of the time axis of the original measurement be manipulated until the best possible match with the corresponding share in the reference spectra has been reached.

Bleibt dann die Summe der Abweichungen zwischen den Referenz spektren und den aktuell aufgenommenen Spektren (Phasen- und Amplitudenspektrum) unter einem vorgegebenen Grenzwert, so wird der gemessene Schlüssel als "berechtigter" Schlüssel identifi ziert.Then there remains the sum of the deviations between the reference spectra and the currently recorded spectra (phase and Amplitude spectrum) below a predetermined limit value, then identify the measured key as an "authorized" key graces.

In einer vereinfachten Vergleichsprozedur würde es ausreichen, nur die Amplitudenspektren miteinander zu vergleichen.In a simplified comparison procedure, it would suffice only to compare the amplitude spectra.

In einer noch weiter vereinfachten Vergleichsprozedur würde es ausreichen, nur den Anteil 1 des aktuell gemessenen und des Referenzspektrums zu vergleichen.In an even more simplified comparison procedure, it would are sufficient, only part 1 of the currently measured and the To compare the reference spectrum.

Werden die Anforderungen an die Sicherheit der Identifikation eines Schlüssels noch weiter zurückgenommen, so kann der Ver gleich einer oder mehrerer charakteristischer Frequenzlinien bereits ausreichend sein. Hieraus ergebe sich dann die Konse quenz, daß unter Umständen gar keine vollständige Frequenzanaly se der gemessenen Signale durchgeführt werden müßte, sondern die Ermittlung eines oder mehrerer Fourierkoeffizienten bereits ausreichend wäre. Dies würde die Bewertungsprozedur noch weiter vereinfachen.The requirements for security of identification a key further withdrawn, the Ver equal to one or more characteristic frequency lines already be sufficient. This then results in the cone quenz that under certain circumstances no complete frequency analysis se of the measured signals would have to be carried out, but the Determination of one or more Fourier coefficients already would be sufficient. This would continue the evaluation procedure simplify.

Welche Art der Bewertung nun im Einzelfall durchgeführt werden muß, um zu sicheren Aussagen über die Berechtigung eines Schlüs sels zu kommen, hängt wesentlich vom jeweiligen Frequenzspektrum ab, das ein Schlüssel beim Einführen in das Zündschloß erzeugt und damit letztlich von den Schwingungseigenschaften (Eigenfre quenzen) des Schlüssels und des Schlosses. Auf jeden Fall werden sich für verschiedene Kombinationen Schlüssel/Schloß auch ver schiedene Bewertungsprozeduren als günstig erweisen. Which type of assessment is now carried out in individual cases must to make certain statements about the eligibility of a key to come depends essentially on the respective frequency spectrum that generates a key when inserted into the ignition lock and ultimately from the vibration properties (Eigenfre quenzen) of the key and the lock. Definitely will different key / lock combinations different evaluation procedures prove to be cheap.

5. "Bekanntmachung" von berechtigten Schlüsseln5. "Announcement" of authorized keys

Bei der Herstellung des Fahrzeugs ist zunächst der Speicher für das Referenzspektrum vollständig leer. Wie bereits im Abschnitt 2 dargelegt, soll dann beim ersten Starten des Fahrzeugs das Frequenzspektrum, wie es beim erstmaligen Einführen oder Drehen des Schlüssels im Zündschloß auftritt, als Referenzspektrum in den Referenzspeicher übernommen werden.When manufacturing the vehicle, the memory for is first the reference spectrum is completely empty. As in the section 2, the first time the vehicle is started Frequency spectrum as it is when it is first inserted or rotated of the key in the ignition lock occurs as a reference spectrum in the reference memory are adopted.

Die "Anlernprozedur" für weitere Schlüssel muß den Kriterien in Abschnitt 2 genügen: es muß sichergestellt sein, daß nur dann ein weiterer Schlüssel als "berechtigt" angelernt werden kann, wenn mindestens ein bereits berechtigter Schlüssel zu dieser Prozedur erforderlich ist; außerdem muß die Anlernprozedur im Zündschloß des ordnungsgemäß geöffneten (entriegelten) Fahrzeugs stattfinden und der anzulernende Schlüssel muß mechanisch in das Zündschloß passen.The "learning procedure" for further keys must meet the criteria in Section 2 is sufficient: it must be ensured that only then another key can be taught as "authorized", if at least one key already authorized to this Procedure is required; in addition, the learning procedure in Ignition lock of the properly opened (unlocked) vehicle take place and the key to be taught must be mechanically in the ignition lock fit.

Diese Anlernprozedur könnte dann so aussehen, daß bei ordnungs gemäß entriegeltem Fahrzeug (eine evtl. vorhandene Diebstahl warnanlage darf keinen Diebstahl anzeigen oder gespeichert ha ben) und geöffneter Fahrertür am Fahrzeug zunächst mit einem "berechtigten" Schlüssel die Zündung für eine bestimmte Zeit eingeschaltet und das Fahrzeug gestartet wird. Der Motor wird dann abgestellt und der "berechtigte" Schlüssel aus dem Zünd schloß entfernt. Wird dann innerhalb von 15 Sekunden bei weiter hin geöffneter Tür mit dem anzulernenden Schlüssel, der natür lich mechanisch in das Zündschloß passen muß, die Zündung einge schaltet und anschließend gestartet, so wird das Frequenzspek trum des Einführungsgeräusches dieses Schlüssels ins Zündschloß zusätzlich in den Referenzspeicher übernommen und dieser Schlüs sel wird durch diese Prozedur ebenfalls zum "berechtigten" Schlüssel.This teach-in procedure could then look like that with order according to the unlocked vehicle (a possible theft Warning system must not report theft or saved ben) and open the driver's door on the vehicle with a "authorized" keys for a certain period of time switched on and the vehicle is started. The engine will then turned off and the "authorized" key from the ignition closed away. Will then continue within 15 seconds open door with the key to be learned, the natural Lich must fit mechanically in the ignition lock, the ignition on switches and then starts, the frequency spectrum of the insertion noise of this key into the ignition lock additionally transferred to the reference memory and this key This procedure also makes sel an "authorized" Key.

Allgemein kann auch jede andere Anlernprozedur verwendet werden, sofern sie den oben angegebenen Kriterien genügt.In general, any other teaching procedure can also be used, if it meets the criteria specified above.

6. Nachführung der abgespeicherten Spektren6. Tracking the stored spectra

Im Laufe der Benutzung eines Fahrzeugs über längere Zeiträume hinweg wird sich insbesondere im Bereich Zündschlüssel/Zündschloß ein zunehmender mechanischer Verschleiß einstellen. Dieser äu ßert sich so, daß sich die im Neuzustand aufgenommenen Frequenz spektren beim Einführen der Schlüssel in das Zündschloß langsam ändern. Diese Änderungen werden abhängig sein von der Anzahl der Startvorgänge, zu der ein bestimmter Schlüssel herangezogen wurde.In the course of using a vehicle for long periods gets away especially in the area of ignition key / ignition lock stop increasing mechanical wear. This outside This is such that the frequency recorded in new condition spectra slowly when inserting the key into the ignition lock to change. These changes will depend on the number of Start-up processes for which a certain key is used has been.

Da ohnehin für das gesamte System ein Mikrorechner erforderlich sein wird, ist es kein Problem, aus den aufgenommenen Frequenz spektren heraus festzustellen und laufend nachzuhalten, wie oft ein bestimmter, als berechtigt deklarierter Schlüssel zum Star ten des Fahrzeugs herangezogen wurde.A microcomputer is required for the entire system anyway will be, it is not a problem from the recorded frequency determine spectra and keep track of how often a certain key to the star declared as authorized vehicle was used.

Dann kann entweder das laufend bei der Einführung eines bestimm ten Schlüssels ins Zündschloß gemessene Frequenzspektrum nach geführt werden, oder aber der Grenzwert bei der Bildung der Summe der Abweichungen vom Referenzspektrum wird entsprechend erhöht.Then either the current when introducing a certain frequency key measured in the ignition lock be carried out, or the limit in the formation of the The sum of the deviations from the reference spectrum is accordingly elevated.

So ist sichergestellt, daß die Nachführung der zu vergleichenden Frequenzlinien abhängig vom Abnutzungsgrad der verschiedenen Schlüssel erfolgt und nicht der Fall eintritt, daß ein bestimm ter Schlüssel plötzlich vom System nicht mehr akzeptiert wird.This ensures that the tracking of the one to be compared Frequency lines depending on the degree of wear of the different Key is given and it does not happen that a certain The key is suddenly no longer accepted by the system.

7. Generelle Bewertung7. General assessment

Gehen in dem dargelegten Verfahren insbesondere Eigenfrequenzen des oder der verwendeten Schlüssel wesentlich mit ein, so ist sichergestellt, daß durch eine andersartige Anregung der Eigen frequenzen des Schlosses ein völlig anderes Frequenzspektrum erzeugt würde und das Fahrzeug nicht gestartet werden könnte. Dies ist wichtig, denn das Schloß ist bei einem gewaltsamen Eindringen eines Diebes in das Innere eines Fahrzeugs für diesen Dieb zugänglich; im Zweifelsfall ist er also in der Lage, die Eigenfrequenzen des Schlosses durch mechanische Manipulation anzuregen. Was er dagegen nicht anregen kann, sind die Eigen frequenzen des Schlüssels, die im abgespeicherten Referenzspek trum anteilig mit vorhanden sind und ohne die ein Starten des Fahrzeugs nicht möglich ist.In particular, natural frequencies go in the procedure outlined of the key or keys used is essential ensured that by a different kind of suggestion the Eigen frequencies of the lock a completely different frequency spectrum would be generated and the vehicle could not be started. This is important because the lock is violent A thief entering a vehicle for him Thief accessible; in case of doubt, he is able to Natural frequencies of the lock through mechanical manipulation to stimulate. On the other hand, what he cannot stimulate is his own frequencies of the key contained in the stored reference spec are partly present and without starting the Vehicle is not possible.

Andererseits ist ein solches Spektrum so komplex, daß es mit überschaubaren Hilfsmitteln und endlichem Aufwand nicht simu liert werden kann, auch nicht von einem technisch versierten Dieb.On the other hand, such a spectrum is so complex that with manageable tools and finite effort not simu can be rated, not even by a technically savvy Thief.

Selbstverständlich würden sich die angegebenen Verfahren genauso eignen, bei der Entriegelung eines Türschlosses die Berechtigung des verwendeten Schlüssels zu überprüfen.Of course, the procedures given would be the same authorization when unlocking a door lock of the key used.

Würde man zusätzlich noch die Berechtigung eines Schlüssels zum Einschalten der Zündung prüfen, so könnte dies mit derselben elektronischen Meß- und Auswerteeinrichtung erfolgen.Would you also have the authorization of a key to Checking the ignition switch could do so with the same electronic measuring and evaluation device.

Claims

1. Verfahren zur Identifizierung eines bestimmten Schlüssels zusätzlich zur Prüfung seiner mechanischen Paßform , dadurch gekennzeichnet, daß das vom Schlüssel beim Einführen in das Schloß oder aber das beim Drehen im Schloß erzeugte Frequenzspektrum (Schallspektrum) als charakteristisches Merkmal des jewei ligen Schlüssels zu seiner eindeutigen Identifizierung herangezogen wird.1. A method for identifying a specific key in addition to checking its mechanical fit, characterized in that the frequency spectrum (sound spectrum) generated by the key when inserted into the lock or when turning in the lock as a characteristic feature of the respective key for its unique identification is used.

2. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräu sche eines berechtigten Schlüssels beim Einführen ins Schloß oder beim Drehen im Schloß aufgenommen, das zugehö rige Frequenzspektrum ermittelt und als Referenzspektrum abgespeichert wird.2. The method according to 1, characterized in that the Geräu an authorized key when inserted into the Lock or added when turning in the lock, the associated frequency spectrum determined and as a reference spectrum is saved.

3. Verfahren nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem weiteren Schließvorgang die von einem Schlüssel ver ursachten Geräusche aufgenommen das zugehörige Frequenz spektrum ermittelt, mit dem Referenzspektrum verglichen und der Schließvorgang nur dann erfolgreich zugelassen wird, wenn die beiden Spektren um nicht mehr als einen vorgegebe nen Betrag voneinander abweichen.3. The method according to 1 and 2, characterized in that at every further closing process ver caused noise recorded the associated frequency spectrum determined, compared with the reference spectrum and the closing process is only successfully approved, if the two spectra are given by no more than one NEN differ from each other.

4. Verfahren nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei leerem Referenzspeicher das beim Einführen des Schlüssels ins Schloß oder beim Schließen ermittelte Frequenzspektrum in den Referenzspeicher übernommen und dadurch dieser Schlüssel zu einem "berechtigten" Schlüssel wird.4. The method according to 1 and 2, characterized in that at empty reference memory when inserting the key frequency spectrum determined in the lock or when closing transferred to the reference memory and thereby this Key becomes an "authorized" key.

5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Überwachungssystem mehrere Referenz speicher vorhanden sind und demzufolge mehrere, verschiede ne Schlüssel als "berechtigte" Schlüssel zugelassen werden können.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that several reference in the monitoring system memory are available and therefore several different ones ne keys are allowed as "authorized" keys can.

6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Durchführung einer bestimmten Prozedur, die das Vorhandensein mindestens eines "berech tigten" Schlüssels erfordert, weitere, mechanisch passende Schlüssel für das Überwachungssystem zu "berechtigten" Schlüsseln deklariert werden können. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that about the implementation of a particular Procedure that determines the presence of at least one "calc "key requires additional mechanically matching Keys for the surveillance system to "authorized" Keys can be declared.

7. Verfahren nach 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Schließvorgang die Summe der Abweichungen des gemessenen und des Referenzspektrums gebildet und der gemessene Schlüssel vom Überwachungssystem nur dann als "berechtig ter" Schlüssel anerkannt wird, wenn diese Summe einen Grenzwert nicht überschreitet.7. The method according to 3, characterized in that at one Closing process the sum of the deviations of the measured and the reference spectrum and the measured Keys from the surveillance system only as "authorized ter "key is recognized if this sum is one Limit does not exceed.

8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Frequenzlinie im Spek trum zum Vergleich mit dem Referenzspektrum herangezogen und aus diesem Vergleich die Berechtigung eines Schlüssels festgestellt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one frequency line in the spec used for comparison with the reference spectrum and from this comparison the authorization of a key is detected.

9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Identifikation eines Schlüssels nur die Eigenresonanzen dieses Schlüssels und/oder diejenigen des Schlosses herangezogen werden, wie sie beim Vorgang des Einführens dieses Schlüssels ins Schloß oder bei seiner Drehung im Schloß auftreten.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that only to identify a key the natural resonances of this key and / or those of the castle are used as they are in the process of Insert this key in the lock or at his Turn in the lock occur.

10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Prüfung der Übereinstimmung der beiden Frequenzspektren das beim Einführen des Schlüssels ins Schloß aufgenommene Spektrum durch zeitproportionale Verschiebung der zugehörigen Meßwerte zur bestmöglichen Übereinstimmung mit dem Referenzspektrum gebracht, erst dann der Vergleich vorgenommen und die Bewertung der Über einstimmung beider Spektren durchgeführt wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that before checking the compliance of the both frequency spectra that when inserting the key spectrum recorded in the castle by time-proportional Shift the associated measured values to the best possible Bring agreement with the reference spectrum, first then the comparison made and the evaluation of the over matching of both spectra is carried out.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einführen eines Schlüssels in das Schloß bzw. bei dessen Drehung im Schloß über eine Filterung mindestens eine Fre quenzlinie on-line ermittelt, mit einem in einem Speicher abgelegten Sollverlauf, der früher ermittelt wurde, ver glichen und dieser Schlüssel nur dann als "berechtigt" bewertet wird, wenn die Abweichung einen bestimmten, vor gegebenen Betrag nicht überschreitet.11. The method according to claim 1, characterized in that the Insert a key in the lock or at the lock Rotation in the lock via filtering at least one fre Quenzlinie determined on-line, with one in a memory stored target course, which was determined earlier, ver and this key was only "authorized" is evaluated if the deviation is a certain, before does not exceed the given amount.

12. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Bewertung eines Schlüssels als "nicht berechtigt" der nächste Bewertungsversuch frühestens nach Ablauf einer bestimmten, vorgegebenen Zeit durchge führt werden kann.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that after evaluation of a key as "not authorized" the next attempt at evaluation at the earliest after a certain predetermined time can be led.

13. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachführung des oder der Referenz spektren stattfindet, die abhängig ist von der Anzahl der durchgeführten Einführ- bzw. Schließfunktionen, zu denen ein bestimmter Schlüssel herangezogen wurde. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that a tracking of the reference or spectra takes place, which depends on the number of performed insertion or closing functions, to which a certain key was used.

14. Mit der Start- bzw. Zündeinrichtung eines Fahrzeugs zusam menwirkende Überwachungseinrichtung zur Identifizierung von Schlüsseln im Tür- oder Zündschloß, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfung der Berechtigung eines Schlüssels bei seinem Einführen in das Schloß oder beim Drehen im Schloß einmalig vor jedem Startvorgang erfolgt, danach aber der ermittelte Status der Berechtigung dieses Schlüssels (be rechtigt oder nicht berechtigt) bis zum nächsten Außerbe triebsetzen des Motors beibehalten wird.14. Together with the starting or ignition device of a vehicle Monitoring device for the identification of Keys in the door or ignition lock, characterized in that that checking the authorization of a key its insertion into the lock or when turning in the lock once before each start, but after that determined status of the authorization of this key (be justified or not entitled) until the next extra time driving the engine is maintained.