CN110574080B - 用于运行认证系统的方法以及用于车辆的认证系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆(3)的认证系统(2、5)，该认证系统用于相对于车辆(3)的认证设备(5)认证便携式ID发射器(2)来为用户(4)开放车辆功能。便携式ID发射器(2)包括至少一个ID发射器UWB天线，并且认证设备(5)包括至少一个具有第一UWB天线(6)的第一车辆UWB接口(6')和具有第二UWB天线(7)的第二车辆UWB接口(7')。此外，还设置有认证设备(5)的控制器件(12)，利用该控制器件可以执行同样也是本发明主题的认证方法。认证系统可选地还可以包括具有LF天线(8、9)的LF接口(8'、9')和接近传感器(10、11)。

Description

用于运行认证系统的方法以及用于车辆的认证系统
技术领域
本发明涉及一种用于运行车辆的认证系统的方法，用以对便携式ID发射器进行认证。本发明尤其涉及一种认证系统，利用它可以相对于车辆认证便携式ID发射器，以便为携带有该便携式ID发射器的用户开放车辆功能。
背景技术
由现有技术公知有不同的所谓的无钥匙进入系统。它们都是以车辆侧的基础设施与便携式ID发射器经由无线电进行通信为基础。在执行无线电通信的范围内例如通过交换和检查加密的授权数据进行所力求的认证。
在无钥匙进入系统领域中所公知的并被广泛使用的是对低频（LF）以及高频（HF）的无线电波的利用。借助LF/HF系统进行的组合式通信也由现有技术所公知。
在基于无线电的授权系统中，尤其是防止所执行的无线电通信遭受信誉破坏的安全性是至关重要的。在使用便携式ID发射器的情况下开放车辆功能的范围内，由现有技术公知有对定位、间距或者类似的变量进行确定，例如以用于对所执行的双向通信进行可信性检验。例如所公知的是，对便携式ID发射器与车辆侧的认证设备之间的LF无线电通信的信号强度进行评估。补充或者替选设置的用于提高免受信誉损害的安全性的概念可以直接基于以下事实，即，限制LF通信的发送功率。通过限制车辆与ID发射器之间的LF通信的发送功率确保了，例如由车辆发送给ID发射器的LF唤醒信号只有当ID发射器与车辆之间不超过最大间距时才能够被当前另一方通信伙伴接收到。
其中许多所公知的认证系统始终具有原则上的缺点，即，例如在所谓的中继站攻击的范围内，LF无线电通信或HF无线电通信可能会被延长。为了避免这类的或者其他的信誉损害，需要采取措施，然而这些措施有时耗费高。
发明内容
因此本发明的任务是：对公知的认证方法进行改进，从而使其提供极为高效的但同时也相对便宜的保护，以免使所转发的信号遭受信誉损害。
该任务根据本发明通过如下的用于运行车辆的认证系统的方法并且通过如下的用于车辆的认证系统得以解决。
在根据本发明的用于运行车辆的认证系统的方法中，所述认证系统用于相对于车辆认证便携式ID发射器来为携带所述便携式ID发射器的用户开放车辆功能，
其中，所述认证系统包括所述便携式ID发射器和车辆侧的认证设备，其中，所述认证设备包括一定数量的具有至少一个第一UWB天线和第二UWB天线的UWB天线，所述第一UWB天线和第二UWB天线相互间隔开地布置在所述车辆上，
其中，所述方法至少包括以下步骤：
A）从所述认证设备的一定数量的UWB天线中选出UWB天线作为选定的UWB天线，其中，UWB天线的选出至少
- 依赖于在所述便携式ID发射器与所述认证设备的LF接口之间发送的LF信号的接收信号强度来进行，并且/或者
- 依赖于在所述便携式ID发射器与所述认证设备的HF接口之间发送的HF信号的接收信号强度来进行，并且/或者
- 依赖于布置在所述车辆上的接近传感器的接近信号来进行；
B）对所述选定的UWB天线进行驱控，用以执行所述便携式ID发射器与所述认证设备之间的UWB通信；
C）执行所述便携式ID发射器与所述认证设备之间的UWB通信；
D）检测所述便携式ID发射器与所述选定的UWB天线之间的UWB通信的UWB信号的传输时间；
E）检查所述UWB信号的传输时间是否小于预设的最大传输时间，
其中，
使用选定的第一UWB天线执行步骤B）至E），并且
当UWB信号在所述便携式ID发射器与所述选定的第一UWB天线之间的传输时间大于预设的最大传输时间时，
使用选定的第二UWB天线至少执行步骤B）至E），用以检查UWB信号在所述便携式ID发射器与所述选定的第二UWB天线之间的、代表所述便携式ID发射器在所述选定的第二UWB天线周围的预设的空间内部的定位的传输时间是否小于所述预设的最大传输时间。
根据本发明的用于车辆的认证系统用于相对于所述车辆认证便携式ID发射器来为携带所述便携式ID发射器的用户开放车辆功能，
其中，所述认证系统具有所述便携式ID发射器和车辆侧的认证设备，其中，所述便携式ID发射器包括至少一个具有ID发射器UWB天线的第一ID发射器UWB接口，并且所述认证设备还包括至少一个具有第一UWB天线的第一车辆UWB接口和具有第二UWB天线的第二车辆UWB接口，所述第一车辆UWB接口和所述第二车辆UWB接口相互间隔开地布置在所述车辆上，并且其中，所述第一ID发射器UWB接口、所述第一车辆UWB接口和所述第二车辆UWB接口被设立成用于彼此间进行UWB通信，
其中，所述认证设备的控制器件被设立成用于执行根据本发明的用于运行车辆的认证系统的方法。
该方法设置的是，使车辆的认证系统运行，以便相对于车辆认证便携式ID发射器。该认证用于为携带便携式ID发射器的用户开放车辆功能的目的。
认证系统包括便携式ID发射器和车辆侧的认证设备。
认证设备包括一定数量的UWB天线，在任何情况下都包括至少一个第一UWB天线和第二UWB天线。第一UWB天线和第二UWB天线相互间隔开地布置在车辆上。该方法至少设置以下步骤：
A）从认证设备的一定数量的UWB天线中选出UWB天线作为选定的UWB天线。UWB天线的选出至少
- 依赖于至少一个在ID发射器与认证设备之间发送的LF信号的一个接收信号强度或多个接收信号强度来进行，其中，可以设置有两个可能的发送方向，并且/或者
- 依赖于至少一个在ID发射器与认证设备之间发送的HF信号的一个接收信号强度或多个接收信号强度来进行，其中，可以设置有两个可能的发送方向，并且/或者
- 依赖于布置在车辆上的一个接近传感器或者多个接近传感器的至少一个接近信号地进行；
B）对选定的UWB天线进行驱控，用以在ID发射器与认证设备之间执行UWB通信；
C）在ID发射器与认证设备之间执行UWB通信；
D）检测ID发射器与选定的UWB天线之间的UWB通信的UWB信号的传输时间；
E）检查该UWB信号的传输时间是否小于预设的最大传输时间。
根据本发明的方法的重要方面是基于对超宽带通信的利用。
原则上，在现有技术的某些应用中已知有对超宽带无线电信号（UWB无线电信号）的应用。然而只有近来市场上提供的收发器被提供使用。
长期以来，超宽带技术的基本原理都是公知的。然而其直到最近尤其是因为更宽松的法规才可以被用于广泛的应用领域。
超宽带技术是近距离无线电通信，它是以发送出短的信号脉冲为基础，该短的信号脉冲在大的频带宽度之内覆盖大量频率。所覆盖的频率范围的宽度尤其是与相应地域的法规的规定有关。
相对于已建立的LF和/或HF通信，UWB通信的缺点是，当前可用于UWB通信的许多收发器对脉冲电流要求相对较高。
然而，UWB通信却具有原则上的优点是，基于发送出脉冲，使得借助基于传输时间的方案进行距离确定，该方案往往也被称为飞行时间法（英文：Time-Of-Flight-Methode）。例如可以通过如下方式获知第一UWB天线与便携式ID发射器之间的距离，即，将UWB信号从第一UWB天线发送到便携式ID发射器，便携式ID发射器的UWB收发器对该UWB信号进行应答，与第一UWB天线耦合的单元（例如是控制器件）对所检测到的应答信号进行评估。这方面在对发送出与接收之间所经历的时间进行评估的情况下发生。考虑到到达ID发射器的路程、ID发射器内部的处理时间和从ID发射器离开达到第一UWB天线的路程。正如在该示例中，当由车辆侧对传输时间进行评估时，只需要在车辆侧保存ID发射器内部的处理时间，从而可以对车辆侧在发送出UWB信号与接收UWB应答之间测得的时间进行相应的修正。
根据经验，以此基于UWB进行的距离确定的精度在普遍设置的距离量级的情况下明显高于以其他的方法进行的例如对LF信号进行信号强度确定或者对LF信号进行三角测量的情况。在基于UWB进行的距离确定中的精度通常在10cm到20cm量级之间。
由于UWB信号的纯传输时间与处理时间相比相对较短，使得可以识别出因为发送出UWB信号与收到相应的应答之间的总持续时间出乎意料的长所引起的例如用于在中继站攻击的范围内对该信号进行的恶意操纵时对信号进行的附加处理。这样一来，只有采用非常耗费的措施才有可能进行例如以所描述的中继站攻击的方式所造成的信誉损害。
由于使用UWB信号所得到的另一优点在于，因为使用了多种频率，使得遮挡信号的可能性非常小。这是因为，至少对于其中一些同时使用的频率，在发送器与接收器之间总是存在一条可视线的可能性很高。原因是，对于某些频率来说可以预期产生衍射效应或反射。
根据本发明设置的是，在驱控UWB天线以用于执行UWB通信前从一定数量的UWB天线中选择选定的UWB天线。由于选择了选定的UWB天线，使得可以在有利的情况下实现的是，在仅驱控认证设备的一部分UWB天线的情况下就可以检测到用于距离确定所需的信息。如果情况如此，就可以取消在使用认证设备的另外存在的UWB天线的情况下进行的另外的UWB通信。利用根据本发明的方法，因此以有利的方式实现的是，以有利的方式减少了在执行认证过程期间的用于执行UWB通信的能量需求。
优选地，第一UWB天线是第一车辆UWB接口的组成部分，第二UWB天线是第二车辆UWB接口的组成部分。
特别优选地，第一UWB天线是第一UWB收发器的组成部分，而第二UWB天线是第二UWB收发器的组成部分。这就能够实现紧凑的构造和简单的配置。
优选地，第一和第二UWB接口与同一个控制器件耦合，例如与机动车侧的控制器耦合。
根据本发明设置的是，对选定的UWB天线进行驱控。对选定的UWB天线的驱控的结果是，能够实现ID发射器与认证设备之间的UWB通信。例如可以设置的是，选定的UWB天线将UWB信号发送至ID发射器，该ID发射器例如利用ID发射器的UWB收发器接收并应答该信号，并且紧接着该应答被选定的UWB天线接收，并且优选随后被车辆侧的中央控制器件评估。替选地也可以设置的是，ID发射器再次经由其UWB收发器促使UWB信号被发送出，该UWB信号被选定的UWB天线检测到并应答，紧接着由ID发射器检测到作为UWB信号发送出的应答并评估。
为了在技术上实现对选定的UWB天线的驱控，例如可以设置的是，认证设备具有UWB收发器，该UWB收发器具有UWB天线作为组成部分。例如，可以在正常的状态下设置的是，具有第一UWB天线的第一UWB收发器处于非发送和接收就绪的状态下，并且车辆侧的控制器在完成选出UWB天线后利用选定的UWB天线驱控UWB收发器，以便让UWB天线转为接收就绪的状态下。替选地也可以设置的是，车辆侧的控制器将UWB天线以类似的方式转为发送就绪的状态下，并且经由选定的UWB天线促使被提及的UWB信号进行发送。
随着对UWB信号的发送和对UWB信号的应答，实现了对UWB通信的根据本发明设置的执行。随后可以进行对UWB信号的传输时间的检测，并且进行所设置的检查，即，该UWB信号的传输时间是否小于预设的最大传输时间。
如上已述，根据方法的设计方案而定地，不仅可以使用ID发射器用于对传输时间的评估，然后，该ID发射器将结果发送给车辆侧的管理装置，例如中央控制器件，或者替选地，也可以使用车辆侧的管理装置如中央控制器件来确定用于对传输时间的评估。
当UWB信号的传输时间小于预设的最大传输时间时，在车辆侧出发点可以是：不对所执行的双向UWB通信进行延长。根据安全需求而定地，可以以如下方式适配最大传输时间，即，使得一方面可以让距离确定实现足够高的精度，并且另一方面出发点可以是，在所检测到的最大传输时间之内可以排除或很大程度上排除了对UWB信号进行的信誉损害。
本发明的重要方面基于以下事实，即，从一定数量的现有的UWB天线中获知选定的天线，然后驱控该选定的天线以执行UWB通信。由于从现有的UWB天线中选出UWB天线，使得可以给用于具体应用的方法的实施者提供如下可能性，即，依赖于一个或者多个事先检测到的参数减少UWB通信所需要的能量消耗。根据实施开发人员所追求或者必须遵守哪种实用性和/或哪种安全性需求而定地，可以采用不同的参数。适宜的是，为了检测这些参数使用相比UWB通信在能量消耗方面较少的方法，或者采用本来就已经存在的、已经检测到的参数。基于这些数据然后可以借助控制器件、优选是车辆侧的控制器件来确定，利用哪个UWB天线来执行UWB通信，并且/或者以何种顺序将现有的各个UWB天线用于进行UWB通信。
一个可行方案在于，依赖于在ID发射器与认证设备之间进行发送的LF信号的接收信号强度来进行UWB天线的选出。对此的前提条件是有被设立成用于LF通信的便携式ID发射器以及至少一个、优选是多于一个的布置在车辆上的LF接口。术语LF接口在此是指全部的为了进行LF通信所需要的装置，并且包括至少一个LF天线以及与LF天线耦合的发送及接收电路。这种设备与在开头提及的所谓的无钥匙ID发射器相结合地本来就在许多的情况下被设置。例如，LF信号可以从车辆侧的认证设备的一个或多个LF接口被发送至ID发射器，ID发射器利用LF接收装置或LF发送及接收装置接收该LF信号，并且然后确定信号强度。例如可以设置的是，让两个布置在车辆的不同定位上的LF接口分别向ID发射器发送被不同编码的LF信号，并且ID发射器将检测到的例如形式为RSSI值的信号强度值连同ID发射器的各自的代码一起发送返回到车辆侧的LF接口上。然后，这类数据可以由车辆侧的控制装置进行评估。作为评估的结果例如可以确定，优先对来自认证设备的一定数量的UWB天线的那个最靠近具有最强LF信号的LF接口的那个UWB天线进行驱控。
然后例如可以选择如下UWB天线作为选定的第一UWB天线，该UWB天线最接近发送出具有最大的信号强度的LF信号的LF接口地定位。
类似的做法可以利用HF信号来进行。例如可以在ID发射器与认证设备之间的HF信号要么是从ID发射器发送至认证设备，要么从认证设备发送至ID发射器，并且例如在车辆侧的认证设备的两个不同的接收位置上检测HF信号的信号强度。
另一方案例如可以以如下为基础，即，使用接近传感器的数据。例如可以在用户靠近时，由本来就已经设置在车辆内的接近传感器或者自己的为了这个目的而布置在车辆上的接近传感器输出接近信号，该接近信号被与接近传感器耦合的控制器件检测到，随后，控制器件对来自一定数量的UWB天线中的最靠近该接近传感器的那个UWB天线进行驱控。
可以设置的是，受驱控的UWB天线为了接收UWB信号而被接通，并且发起ID发射器这方的通信。可以设置的是，在对车辆侧的认证设备方面的相应的LF信号指令做出响应的情况下进行发起，LF信号指令经由认证设备的LF接口转发。替选地，选定的UWB天线可以被用于发送UWB信号，利用该UWB信号来发起认证设备与ID发射器的UWB通信。重要的是，依赖于事先获取的参数、尤其是以上述方式从大量UWB天线中选出一个或多个UWB天线做好准备。
本发明具有有利和/或优选的改进方案。
在该方法的一个改进方案中设置的是，首先利用选定的第一UWB天线执行上述步骤B）至E)，并且，当UWB信号在ID发射器与选定的第一天线之间的传输时间比预设的最长传输时间更长时，至少重新执行步骤B）至E）。与第一次执行步骤B）至E）相比，重新执行B）至E）时用的是选定的第二UWB天线，目的是检查UWB信号在ID发射器与选定的第二天线之间的传输时间是否小于预设的最大传输时间。
因此设置的是，附加于在使用选定的第一天线的情况下执行根据本发明的方法，在失败时，选出车辆侧的认证设备的第二UWB天线以执行间距确定。由此实现的是，提高了方法的可靠性。在例如第一UWB天线被遮挡的情况下（虽然不太可能），即使ID发射器与车辆之间的实际距离足够小，也避免了错误的距离确定结果。由于按次序重复方法步骤B）至E），使得在考虑到UWB天线的优先级的情况下首先利用第一UWB天线然后用第二UWB天线来执行。由此在许多情况下该方法利用选定的第一天线就已经可以成功完成。因此，可靠性的提高并不伴随有对能量需求的过高提升。
根据另一实施方式设置的是，选出UWB天线包括创建列表，该列表预设了UWB天线的优先级。在考虑到所创建的列表的情况下，在考虑到通过列表所预设的UWB天线的优先级的情况下重复步骤B）至E），直到达到预设的中止条件。这意味着，在执行UWB通信前就已经确定了对现有UWB天线进行驱控的顺序。由此在用于确定ID发射器的距离而执行UWB通信前就已经确认了要以哪种顺序驱控认证设备的UWB天线。依次地让经优先化的列表的每个UWB天线重复地执行步骤B）至E），直到达到中止条件。作为中止条件例如可以设置的是，达到列表的末尾。另一个中止条件可以在于，ID发射器的距离被识别为处在不超过UWB通信的最长传输时间的区域内。
本发明的另一有利改进方案可以设置的是，中止条件包括：对于一定数量的UWB天线中的预设的下位数量（Unteranzahl）的UWB天线来说，UWB信号在ID发射器与选定的UWB天线之间的传输时间不超过预设的最大偏差。由于预设数量的UWB天线（即优选是至少两个或更多个UWB天线）在ID发射器处于安全区内部时必然识别到，使得降低了系统的容易出错性，尤其是提高了即使当其中一个UWB天线出现故障时根据本发明的方法也仍然能够正常工作的可能性。
根据本发明的方法的另一设计方案可以设置的是，在重复步骤B）至E）前对列表进行适配。换句话说可以设置的是，在驱控下一个选定的UWB天线前对列表进行适配。尤其可以设置的是，依赖于ID发射器与在紧接前面的步骤B）至E）的方法流程期间所驱控的UWB天线之间的UWB信号的传输时间地来考虑对列表的适配。这种适配可以依赖于现有的LF接口和/或HF接口和/或接近传感器的数量和定位地导致的是，在使用在此期间附加地进行基于UWB信号的间距确定的情况下，可以更精确地界定ID发射器的所在方位。在这种对所在方位的获知的基础上，于是可以例如由认证设备的车辆侧的控制器件方面动态地适配所创建的列表。
根据另一有利实施方式例如可以设置的是，当有UWB信号的传输时间超过若干UWB天线的UWB信号的传输时间的预设的最大传输时间调控偏差时，并且/或者有UWB信号的信号强度超过若干UWB天线的UWB信号的信号强度的预设的最大信号强度调控偏差时，在重复步骤B）至E）前从列表中去除该UWB天线。
换句话说可以设置的是，对执行该方法期间已经获取的UWB通信数据、尤其是传输时间和/或信号强度进行评估，以便当一定数量的UWB天线中的确定的UWB天线提供了相对于迄今获得的数据明显有偏差的结果时进行识别。在适当地选择了预设的最大传输时间调控偏差和/或预设的最大信号强度调控偏差的情况下，可以识别出例如故障或者遮挡所造成的在UWB天线中存在的异常。由于在后面的方法进程中不考虑这些UWB天线，使得可以提升获得的结果的精度。
根据该方法的一个可行执行方案可以设置的是，认证设备具有配属于第一UWB天线的第一LF接口和配属于第二LF天线的第二LF接口。
在该改进方案中此外还设置的是，利用第一LF信号在ID发射器与第一LF接口之间进行第一LF通信，以及利用第二LF信号在ID发射器与第二LF接口之间进行第二LF通信。第一LF信号和第二LF信号例如可以通过所转发的代码来相互间区分开。
在该改进方案的范围内可以设置的是，ID发射器检测第一LF信号的第一信号强度和第二LF信号的第二信号强度。然后将信号强度转发给认证设备，紧接着其中，认证设备的控制器件选出第一UWB天线和第二UWB天线中的配属于已发送出具有第一和第二信号强度中最强的信号强度的LF信号的LF接口的那个UWB天线，用以对UWB天线进行第一驱控。
类似地，可以使用HF接口取代LF接口。
根据本发明的方法的一个替选改进方案可以设置的是，认证设备具有配属于第一UWB天线的第一接近传感器以及配属于第二UWB天线的第二接近传感器。根据该改进方案，第一接近传感器和第二接近传感器中的检测到用户接近的那个接近传感器输出接近信号。在此设置的是，当认证设备的控制器件检测到该接近信号时，认证设备的控制器件选出第一UWB天线和第二UWB天线中的配属于第一接近传感器和第二接近传感器中的已输出接近信号的接近传感器的那个UWB天线作为选定的UWB天线。
尤其可以设置的是，相比于第二接近传感器，第一UWB天线与第一接近传感器具有更小的间距，并且相比与第一接近传感器，第二UWB天线与第二接近传感器具有更小的间距。由此例如可以实现的是，能够在考虑到与本来就有的接近传感器（像是例如门把手中的电容式传感器）耦合的数据的情况下获知UWB天线的选出。
另外的改进方案可以设置的是，UWB通信的执行至少有时与LF通信或HF通信的执行并行地进行。
此外例如可以设置的是，为了开放车辆功能而检测的UWB信号传输时间在最短持续时间内被视为有效，并且在该最短持续时间期间，认证设备不执行UWB通信。换句话说，当认证设备识别出ID发射器在被授权开放车辆功能的间距区之内时，认证设备的控制装置针对预定的最短持续时间可以假定ID发射器停留在该间距区之内。由此可以减少为了UWB通信所需施加的能量耗费，其中，要在节能与可能的安全损失之间进行权衡取舍。
当满足上述前提条件时，并且因此系统识别出ID发射器在处于安全泡（英文：Secure Bubble）之内时，就可以进行对ID发射器本身的认证。认证的实施可以按照方法的实施者的喜好来进行。例如，可以在ID发射器与车辆的认证系统的控制器件（像是例如机动车侧的控制器）之间交换经加密编码的信息的基础上进行认证。
ID发射器真正的认证例如可以在方法结束时实现，其中，在实施方案中，成功完成步骤E的检查，即，UWB信号在ID发射器与至少一个选定的UWB天线之间的传输时间小于预设的最大传输时间，是进行认证和功能开放的必要条件。
当步骤E的检查证实未超过预设的最大传输时间时，可以结合在ID发射器与认证设备之间借助无线电交换的信号在车辆侧进行认证检查。信息的交换优选地借助在ID发射器与车辆侧的认证设备之间例如双向的、LF、HF和/或UWB通信来实现。
特别优选地，这种信息交换在预先就已经完成，也就是在步骤C的UWB通信范围内已经实现。由于将这一UWB通信用于起验证作用的信息交换和用于距离确定，使得可以在时间和安全性上最优化地、即使不能完全、也能够在最大程度上排除损害信号声誉的危险。
在特殊的改进方案中，可以在ID发射器与认证设备之间进行通信的范围内、也就是在上述步骤C内，进行经加密编码的信息的交换，这样同时还有提高速度的优点。
成功的认证并且必要时开放车辆功能因此能够以任意的方式执行，然而作为必要的前提条件是必须至少借助根据本发明的方法确保UWB信号在ID发射器与其中至少一个选定的天线之间的传输时间小于预设的最大传输时间，这等同于确证了ID发射器位于所谓的安全泡之内的真实性。
例如可以设置的是，在步骤E中利用至少一个选定的天线进行的检查证实了ID发射器位于选定的天线的最大间距之内后，借助HF通信、LF通信和/或UWB通信在ID发射器与认证系统的机动车侧的控制器之间转发经加密编码的信息，并且结合对经加密编码的信息进行评估在机动车侧的控制器内结束对ID发射器的认证，并实现开放一个功能或多个功能。替选或者附加地，也可以在检查步骤E结束前就部分地或者完全地进行经加密编码的信息的交换。
在一个实施方式中，只要在预设的最大时间段内，在步骤E中利用至少一个选定的天线进行的检查都没有证实ID发射器位于与该选定的天线的最大间距之内时，就在车辆侧禁止对用户开放功能。
本发明的另一构思涉及车辆的认证系统，它用于相对于车辆认证便携式ID发射器，以用于为携带该便携式ID发射器的用户开放车辆功能。
认证系统具有便携式ID发射器和车辆侧的认证设备。便携式ID发射器具有至少一个带ID发射器UWB天线的第一ID发射器UWB接口，并且认证设备具有至少一个带第一UWB天线的第一车辆UWB接口和带第二UWB天线的第二车辆UWB接口，它们相互间隔开地布置在车辆上。第一ID发射器UWB接口和车辆UWB接口被设立成用于彼此间进行UWB通信。
认证设备的控制器件被设立成根据其中任一上述和/或下述的做法来控制和监控对方法的执行。
方法的特征能与认证系统的特征组合，并且反之亦然。认证系统的优点以类似的方式也可以被视为方法的优点。
附图说明
根据本发明的方法的其他细节、特征和优点及其改进方案从下面结合附图进行的说明中得出，在这些附图中示例性地示出了本发明的实施例。
应理解，上述的以及下文将阐述的特征不仅能以各自给出的组合方式使用，也能以其他的组合方式或者单独地使用。其中：
图1：示出认证系统的示意图；
图2：示出根据本发明的方法的示例性的方法流程的流程图表；
图3：示出根据本发明的方法的替选的方法流程的流程图表。
具体实施方式
图1示出认证系统1，利用该认证系统可以执行根据本发明的方法。认证系统1用于相对于车辆3认证ID发射器2。图1示出的场景是，ID发射器2在用户4手里。利用根据本发明的方法可以相对于车辆3进行对便携式ID发射器2的认证，从而让携带便携式ID发射器的用户4可以访问车辆功能，像是例如启动车辆3或者打开其中一个或多个车门。
除了便携式ID发射器2以外，认证系统还包括车辆侧的认证设备5。认证设备至少具有一定量的UWB天线，其中，设置有至少一个第一UWB天线6和第二UWB天线7，它们相互间隔开地布置在车辆上。在所示的设计方案中，第一UWB天线6被设置为第一UWB收发器6'的集成元件，而第二UWB天线7被设置为第二UWB收发器7'的集成元件。
此外，认证设备还包括具有至少一个第一LF天线8的第一LF接口8'和具有第二LF天线9的第二LF接口9'、以及第一接近传感器10和第二接近传感器11。第一接近传感器10布置在左车门的门把手之内，而第二接近传感器11布置在副驾驶车门的门把手之内。第一LF接口8和第一接近传感器10与第一UWB天线6的间距都小于与第二UWB天线7的间距。此外，第二LF接口9和第二接近传感器11与第二UWB天线7的间距都小于与第一UWB天线6的间距。
在所示的设计方案中，UWB收发器、LF接口和接近传感器都与机动车侧的控制器12耦合，并且经由该机动车侧的控制器也相互耦合。机动车侧的控制器12适用于作为认证设备的控制器件地控制和监控根据本发明的方法及其改进方案。
在根据本发明的方法的示例性的方法流程中，如在图2中所示，在第一个步骤中，进行第一LF接口与ID发射器之间的以及第二LF接口与ID发射器之间的LF通信。这例如可以对操作接近传感器做出响应地或者由于花粉而发生，其中，这一点对于所示方法流程的原则性工作方式来说是次要的。
在步骤202范围中，ID发射器检测到第一LF信号的第一信号强度和第二LF信号的第二信号强度。在检测到第一和第二信号强度后，ID发射器借助在LF传递的范围内转发的消息向认证设备转发这些信号强度。所检测到的数据被认证设备的控制器件（该认证设备不仅与LF接口耦合而且还与UWB天线耦合）获得，并且转发给车辆侧的控制装置以进行评估。评估也可以替选地在钥匙中发生。控制装置生成列表，其中，选出其中配属于发送出具有其中最大的LF信号强度的LF信号的LF接口的那个UWB天线，用以对UWB天线进行第一驱控。
在所示的方法流程中，这意味着，当第一信号强度大于第二信号强度时，列表中第一UWB天线定位在第二UWB天线前。
于是利用步骤201和步骤202，从一定数量的UWB天线中选出UWB天线作为选定的UWB天线。该选出依赖于在ID发射器与认证设备之间发送的第一LF信号的接收信号强度、例如RSSI值来进行。除了选定的第一UWB天线外，还将第二UWB天线确定成选定的第二UWB天线，从而使列表包括一定数量的选定的天线。
在下一步骤203中，根据在列表中预设的优先级，首先让第一UWB天线（UWB1）通过如下方式从不准备发送和/或接收的状态转为准备发送的状态，即，由中央控制装置驱控第一UWB天线。让第一UWB天线向ID发射器发送第一UWB信号。然后，使UWB信号被ID发射器的UWB收发器接收并以UWB应答信号作为应答。该信号在步骤204中被第一UWB天线接收。在车辆侧的控制装置参与的情况下获知UWB信号到ID发射器的去程且附加地从ID发射器的回程所需要的传输时间，其中，在控制装置的ID发射器之内的相应的计算时间是已知的，并且由此可以将其从实际检测到的时长中扣除。在步骤205中，由中央控制装置计算传输时间，并且在步骤206中检查，UWB信号的传输时间是否小于预设的最大传输时间。如果是的话，ID发射器对于认证系统来说被认为是在能够开放车辆功能的空间内（安全泡）。此外，例如因为中继站攻击所造成的对信号的声誉损害被认为并未发生。而当在步骤206中确认传输时间大于预设的最大传输时间时，利用步骤203开始重复步骤203至206的方法流程，其中，采用具有列表元素i=1……N的列表的下一个列表元素。在该示例中，下一个列表元素是第二UWB天线。因此然后可以将第二UWB天线作为选定的第二天线进行驱控，从而重新通过第二UWB接口发起对传输时间测量。
让列表中所有的UWB天线i=1……N都执行步骤203至206，其中，列表元素i后面紧接着的是列表元素i+1，并且其中，最晚在要么是ID发射器被视为位于预设的空间之内时中止，要么是在列表被遍历时中止。
当ID发射器被视为在预设的空间之内时，满足了认证ID发射器的必要的前提条件。在最后的步骤中，对可能需要的另外的前提条件进行检查，例如经由交换经加密编码的信息，并且在成功评估经加密编码的信息后结束认证。
由图3得知的方法流程与在图2中所示的方法流程的区别在于，在步骤301中，由第一接近传感器检测用户接近。第一接近传感器在步骤302中向中央控制装置输出接近信号，其中，认证设备的控制装置识别出，其中哪一个接近传感器已经检测到了接近。在所示的方法流程中，第一接近传感器检测到了接近，因此第一UWB天线被确定为选定的UWB天线，并且以与图2类似的方法执行步骤303至307。

Claims (15)

1.用于运行车辆（3）的认证系统（1）的方法，所述认证系统用于相对于车辆（3）认证便携式ID发射器（2）来为携带所述便携式ID发射器（2）的用户（4）开放车辆功能，
其中，所述认证系统包括所述便携式ID发射器（2）和车辆侧的认证设备（5），其中，所述认证设备（5）包括一定数量的具有至少一个第一UWB天线和第二UWB天线的UWB天线，所述第一UWB天线和第二UWB天线相互间隔开地布置在所述车辆（3）上，
其中，所述方法至少包括以下步骤：
A）从所述认证设备（5）的一定数量的UWB天线中选出UWB天线作为选定的UWB天线，其中，UWB天线的选出至少
- 依赖于在所述便携式ID发射器（2）与所述认证设备（5）的LF接口（8、9）之间发送的LF信号的接收信号强度来进行，并且/或者
- 依赖于在所述便携式ID发射器（2）与所述认证设备（5）的HF接口之间发送的HF信号的接收信号强度来进行，并且/或者
- 依赖于布置在所述车辆（3）上的接近传感器（10、11）的接近信号来进行；
B）对所述选定的UWB天线进行驱控，用以执行所述便携式ID发射器（2）与所述认证设备（5）之间的UWB通信；
C）执行所述便携式ID发射器（2）与所述认证设备（5）之间的UWB通信；
D）检测所述便携式ID发射器（2）与所述选定的UWB天线之间的UWB通信的UWB信号的传输时间；
E）检查所述UWB信号的传输时间是否小于预设的最大传输时间，
其中，
使用选定的第一UWB天线执行步骤B）至E），并且
当UWB信号在所述便携式ID发射器（2）与所述选定的第一UWB天线之间的传输时间大于预设的最大传输时间时，
使用选定的第二UWB天线至少执行步骤B）至E），用以检查UWB信号在所述便携式ID发射器（2）与所述选定的第二UWB天线之间的、代表所述便携式ID发射器（2）在所述选定的第二UWB天线周围的预设的空间内部的定位的传输时间是否小于所述预设的最大传输时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A）中选出UWB天线包括通过所述认证设备（5）的控制器件（12）创建列表，其中，选出现有UWB天线中的如下UWB天线用于第一驱控：该UWB天线配属于已发送出具有LF信号强度中最强的LF信号强度的LF信号的LF接口，其中，所述列表预设了现有UWB天线的优先级，其中，在考虑到现有UWB天线的由所述列表预设的优先级的情况下重复至少步骤B）至E）的序列，直至达到预设的中止条件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中止条件包括：对于所述一定数量的UWB天线中的预设的下位数量的UWB天线来说，UWB信号在所述便携式ID发射器（2）与所述选定的UWB天线之间的传输时间不超过预设的最大偏差。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在重复步骤B）至E）前，对所述列表进行适配。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当
有UWB信号的传输时间超过若干UWB天线的UWB信号的传输时间的预设的最大传输时间调控偏差时，并且/或者
有UWB信号的信号强度超过若干UWB天线的UWB信号的信号强度的预设的最大信号强度调控偏差
时，在重复步骤B）至E）前从所述列表中去除该UWB天线。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述认证设备（5）具有配属于所述第一UWB天线的第一LF接口和配属于所述第二UWB天线的第二LF接口，
其中，利用第一LF信号在所述便携式ID发射器（2）与所述第一LF接口之间执行第一LF通信，并且利用第二LF信号在所述便携式ID发射器（2）与所述第二LF接口之间执行第二LF通信，
其中，所述便携式ID发射器（2）检测所述第一LF信号的第一信号强度和所述第二LF信号的第二信号强度，并且将这些信号强度转发给所述认证设备（5），其中，所述认证设备（5）选出所述第一UWB天线和所述第二UWB天线中的如下UWB天线，用以进行对UWB天线的第一驱控：该UWB天线配属于已发送出具有LF信号强度中最强的LF信号强度的LF信号的LF接口。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述认证设备（5）具有配属于所述第一UWB天线的第一HF接口和配属于所述第二UWB天线的第二HF接口，
其中，利用第一HF信号在所述便携式ID发射器（2）与所述第一HF接口之间执行第一HF通信，并且利用第二HF信号在所述便携式ID发射器（2）与所述第二HF接口之间执行第二HF通信，
其中，所述便携式ID发射器（2）检测所述第一HF信号的第一信号强度和所述第二HF信号的第二信号强度，并且将这些信号强度转发给所述认证设备（5），其中，所述认证设备（5）选出所述第一UWB天线和所述第二UWB天线中的如下UWB天线，用以进行对UWB天线的第一驱控：该UWB天线配属于已发送出具有所述第一HF信号的第一信号强度和所述第二HF信号的第二信号强度中最强的信号强度的HF信号的HF接口。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述认证设备（5）具有配属于所述第一UWB天线的第一接近传感器和配属于所述第二UWB天线的第二接近传感器，
其中，当所述接近传感器中的一个接近传感器检测到用户接近时，这个接近传感器输出标识出这个接近传感器的接近信号，
并且当所述认证设备（5）的控制器件（12）检测到所述接近信号时，所述认证设备（5）的控制器件（12）选出所述第一UWB天线和所述第二UWB天线中的如下UWB天线作为选定的UWB天线：该UWB天线配属于所述第一接近传感器和所述第二接近传感器中的已输出所述接近信号的那个接近传感器。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述UWB通信的执行至少有时与LF通信或HF通信的执行并行进行。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了开放车辆功能而检测的UWB信号传输时间在最短持续时间内被视为有效，并且在所述最短持续时间期间，所述认证设备（5）不执行UWB通信。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当在步骤E）中进行的检查已表明UWB信号在步骤C）期间进行的在所述便携式ID发射器（2）与至少一个选定的UWB天线之间的UWB通信的传输时间小于所述预设的最大传输时间后，所述车辆侧的认证设备（5）借助在步骤C）期间在所述便携式ID发射器（2）与所述车辆侧的认证设备（5）之间传递的认证数据来进行对所述便携式ID发射器（2）的认证的检查，并且当对所述便携式ID发射器（2）的认证的检查证实了认证成功时，就促使功能开放。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当在步骤E）中利用至少一个选定的UWB天线进行的检查已证实所述便携式ID发射器（2）处于所述选定的UWB天线的最大间距之内后，对借助HF通信、LF通信和/或UWB通信在所述便携式ID发射器（2）与所述认证设备（5）的控制器件（12）之间转发的经加密编码的信息进行评估，并且借助对所述经加密编码的信息的评估在所述认证设备（5）的控制器件（12）中结束对所述便携式ID发射器（2）的认证，并且在完成认证后促使一个功能或多个功能开放。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，紧接在步骤E）后转发所述经加密编码的信息。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其中，只要在预设的最大时间段内，在步骤E）中利用至少一个选定的UWB天线进行的检查都没有证实所述便携式ID发射器（2）位于与所述选定的UWB天线的最大间距内时，就在车辆侧禁止对用户开放功能。
15.用于车辆（3）的认证系统（1），所述认证系统用于相对于所述车辆（3）认证便携式ID发射器（2）来为携带所述便携式ID发射器（2）的用户（4）开放车辆功能，
其中，所述认证系统（1）具有所述便携式ID发射器（2）和车辆侧的认证设备（5），其中，所述便携式ID发射器（2）包括至少一个具有ID发射器UWB天线的第一ID发射器UWB接口，并且所述认证设备（5）还包括至少一个具有第一UWB天线的第一车辆UWB接口（6'）和具有第二UWB天线的第二车辆UWB接口（7'），所述第一车辆UWB接口和所述第二车辆UWB接口相互间隔开地布置在所述车辆上，并且其中，所述第一ID发射器UWB接口、所述第一车辆UWB接口（6'）和所述第二车辆UWB接口（7'）被设立成用于彼此间进行UWB通信，
其中，所述认证设备（5）的控制器件（12）被设立成用于执行根据权利要求1至14中任一项所述的方法。
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