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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für einen Funkschlüssel, um mit diesem Funkschlüssel eine Funktion eines Fahrzeugs zu aktiviere. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen entsprechend ausgestalteten Funkschlüssel sowie ein System für ein Fahrzeug, welches einen solchen Funkschlüssel umfasst.
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Die
DE 37 15 387 C2 betrifft eine Anlage zur Artikelüberwachung. Dabei befindet sich ein erstes magnetisches Material bei den zu überwachenden Artikeln und ein zweites magnetisches Material dient der Abschirmung einer Überwachungszone, wodurch die zu überwachenden Artikel nur innerhalb der Überwachungszone von der entsprechenden Artikelüberwachung, welche das erste magnetische Material mit einem Magnetfeld erfasst, erfasst werden.
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Die
US 7,019,650, B2 beschreibt ein Vorgehen, um metallische Objekte und RFID-Objekte zu erkennen und zu unterscheiden, und um insbesondere zu vermeiden, dass ein Operationswerkzeug nach einer Operation in einem Patienten zurückgelassen wird. Dazu wird vor einer Operation anhand der RFIDs (”Radio Frequency Identification”) überprüft, ob jedes für die Operation notwendige Operationswerkzeug vorhanden ist. Darüber hinaus wird während der Operation jede Bewegung eines Operationswerkzeugs verfolgt und nach der Operation überprüft, ob nur diejenigen metallischen Objekte oder RFID-Objekte im Patienten verblieben sind, welche dafür vorgesehen waren.
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Bei passiven ”Keyless-Entry”-Systemen eines Fahrzeugs sendet das Fahrzeug ein Funksignal aus, sobald eine bestimmte Annäherung eines potentiell berechtigten Fahrers an das Fahrzeug detektiert wird. Dieses Funksignal wird von einem Funkschlüssel empfangen, welcher dann seinerseits ein weiteres Funksignal an das Fahrzeug aussendet. Sofern das Fahrzeug dieses weitere Funksignal akzeptiert, wird eine bestimmte Funktion des Fahrzeugs (beispielsweise die Entriegelung des Fahrzeugs) aktiviert. Relay-Attacken stellen bezüglich dieser passiven ”Keyless-Entry”-Systeme eine ernste Sicherheitslücke dar. Dabei wird unter einer Relay-Attacke eine unerwünschte oder kriminelle Reichweitenverlängerung der Funksignale zur Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem berechtigten Funkschlüssel verstanden.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, den Erfolg von Relais-Attacken möglichst zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren für einen Funkschlüssel nach Anspruch 1, durch einen Funkschlüssel nach Anspruch 7 und durch ein System nach Anspruch 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für einen Funkschlüssel eines Fahrzeugs bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst folgende Schritte:
- • Mit Hilfe des Funkschlüssels wird eine elektrisch leitfähige Masse in der Umgebung des Funkschlüssels erfasst.
- • Abhängig von der erfassten leitfähigen Masse wird von dem Funkschlüssel ein Aktivierungssignal zur Aktivierung einer Funktion des Fahrzeugs an das Fahrzeug gesendet.
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Heutige ”Keyless-Entry”- bzw. ”Keyless-Go”-Systeme können nicht oder nur mit Hilfe der Kessy-Basisstation im Fahrzeug unterscheiden, ob sich der Funkschlüssel in unmittelbare Nähe bzw. innerhalb des Fahrzeugs oder entfernt von dem Fahrzeug befindet. (Eine solche Kessy-Basisstation kann dies z. B. anhand von Ortungsmessungen unterscheiden.) Dagegen ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, das Aktivierungssignal von dem Funkschlüssel an das Fahrzeug nur dann auszusenden, wenn der Funkschlüssel eine elektrisch leitfähige Masse, welche dem Fahrzeug entspricht, in seiner Umgebung erfasst hat. Die Umgebung des Schlüssels ist deshalb beispielsweise durch einen Umkreis von 1 m um den Funkschlüssel herum definiert. Wenn der Funkschlüssel in diesem Umkreis eine ausreichend große elektrisch leitfähige Masse erfasst, geht er davon aus, dass er sich innerhalb des Fahrzeugs oder in unmittelbarer Nähe des Fahrzeugs befindet und sendet nur in diesem Fall das Aktivierungssignal aus.
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Die elektrisch leitfähige Masse kann erfindungsgemäß dadurch erfasst werden, dass ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, welches in der elektrisch leitfähigen Masse einen Wirbelstrom induziert, welcher dann seinerseits erfasst wird.
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Damit nutzt das erfindungsgemäße Verfahren das bekannte technische Prinzip der Wirbelstromsensorik aus. Gemäß diesem Prinzip werden in verschiedenen Umgebungen, wobei insbesondere zwischen elektrisch leitfähigen und elektrisch nicht leitfähigen Umgebungen unterschieden wird, von einem elektromagnetischen Feld unterschiedlich große joulesche Verluste erzeugt. Ein primär metallischer Körper, wie ein Fahrzeug, übt aufgrund seiner großen Masse einen erheblichen Einfluss auf das elektromagnetische Feld aus, was über einen geeigneten Sensor (Wirbelstromsensor) erfasst werden kann. Nur wenn eine ausreichend große elektrisch leitfähige Masse mittels einer wirbelstrombasierten Sensorik von dem Funkschlüssel erfasst wird, sendet der Funkschlüssel das Aktivierungssignal aus. während im anderen Fall kein Aktivierungssignal oder ein negatives Antwortsignal ausgesendet wird.
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Dabei wird das elektromagnetische Feld insbesondere von dem Funkschlüssel selbst erzeugt.
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Indem der Funkschlüssel selbst das elektromagnetische Feld erzeugt, ist die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise von keiner weiteren Einrichtung zur Erzeugung des elektromagnetischen Felds abhängig.
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Vorteilhafterweise wird in dem Funkschlüssel eine Impedanz oder eine induktive Spannung gemessen, welche von einem durch den Wirbelstrom erzeugten elektromagnetischen Feld geändert wird. Dabei wird das Aktivierungssignal nur dann gesendet, wenn eine Änderung der gemessenen Impedanz oder eine Änderung der gemessenen induktiven Spannung größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
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Durch die Messung der Impedanz oder der induktiven Spannung werden die Auswirkungen der Umgebung des Funkschlüssels auf das von dem Funkschlüssel erzeugte elektromagnetische Feld erfasst. Wie bereits vorab bei der Diskussion periodischen Verluste beschrieben ist, hängen diese Auswirkungen der Umgebung davon ab, ob sich eine entsprechend große elektrisch leitfähige Masse in der Umgebung befindet oder nicht. Durch die Wahl des vorbestimmten Schwellenwerts kann somit die Empfindlichkeit des Funkschlüssels bei der Erfassung der elektrisch leitfähigen Masse eingestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst insbesondere ein Empfangen eines Anforderungssignals oder Anfragesignals, welches von einer Sendevorrichtung des Fahrzeugs an den Funkschlüssel gesendet wird. Dabei wird das Aktivierungssignal nur dann gesendet, wenn vorher dieses Anforderungssignal des Fahrzeugs empfangen wurde.
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Dass das Aktivierungssignal von dem Funkschlüssel nur dann gesendet wird, wenn das Anforderungssignal vorher empfangen wurde, weist den wichtigen Vorteil auf, dass der Funkschlüssel ebenfalls nur dann überprüft, ob eine elektrisch leitfähige Masse in seiner Umgebung vorhanden ist, wenn der Funkschlüssel kurz vorher das Anforderungssignal des Fahrzeugs erhalten hat. Dadurch spart der Funkschlüssel Energie, welche er zum Erfassen der elektrisch leitfähigen Masse in seiner Umgebung, beispielsweise zum Erzeugen des elektromagnetischen Felds, benötigt.
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Bei der Funktion, welche von dem Fahrzeug aktiviert wird, wenn das Fahrzeug das Aktivierungssignal des Funkschlüssels empfängt, kann es sich um eine von folgenden Funktionen handeln:
- • Entriegeln des Fahrzeugs.
- • Öffnen einer Tür, eines Fensters, eines Schiebedachs oder einer Klappe des Fahrzeugs.
- • Starten eines Motors des Fahrzeugs.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Funkschlüssel für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst der Funkschlüssel Erfassungsmittel, einen Sender und Steuermittel. Mit den Erfassungsmitteln kann der Funkschlüssel eine elektrisch leitfähige Masse in der Umgebung des Funkschlüssels erfassen. Mit dem Sender kann der Funkschlüssel ein Aktivierungssignal zur Aktivierung einer Funktion des Fahrzeugs zu dem Fahrzeug senden. Die Steuermittel sind mit den Erfassungsmitteln und dem Sender gekoppelt und derart ausgestaltet, dass die Steuermittel den Sender abhängig von der erfasstes elektrisch leitfähigen Masse (d. h. abhängig davon, ob eine entsprechend große elektrisch leitfähige Masse erfasst wurde oder nicht) ansteuern, um das Aktivierungssignal zu senden.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Funkschlüssels entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail beschrieben sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
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Die Erfassungsmittel umfassen insbesondere einen Wirbelstromsensor.
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Wie bereits vorab beschrieben ist, können mit einem Wirbelstromsensor vorteilhafterweise die jouleschen Verluste in der Umgebung des Funkschlüssels aufgrund des elektromagnetischen Felds bestimmt werden, wodurch eine entsprechend grolle elektrisch leitfähige Masse in der Umgebung des Funkschlüssels erfasst werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform des Funkschlüssels kann der Wirbelstromsensor eine Induktivität bzw. Spule umfassen. Mittels der Spule erzeugt der Wirbelstromsensor ein elektromagnetisches Feld, welches in der elektrisch leitfähigen Masse Wirbelströme erzeugt. Anhand einer Impedanzänderung des Wirbelstromsensors kann der Wirbelstromsensor ein von den Wirbelströmen erzeugtes elektromagnetisches Feld (oder eine von den Wirbelströmen verursachte Änderung des von dem Wirbelstromsensor erzeugten elektromagnetischen Felds) messen.
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Anhand der Impedanzänderung des Wirbelstromsensors kann der Wirbelstromsensor demnach entscheiden, ob sich in seiner Umgebung eine ausreichend große elektrisch leitfähige Masse befindet oder nicht.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform des Funkschlüssels umfasst der Wirbelstromsensor eine Erregerspule und eine Messspule. Dabei erzeugt der Wirbelstromsensor mit Hilfe der Erregerspule ein elektromagnetisches Feld, welches wiederum Wirbelströme in der elektrisch leitfähigen Masse erzeugt. Mit der Messspule misst der Wirbelstromsensor eine induktive Spannung, welche durch das von den Wirbelströmen erzeugte elektromagnetische Feld (oder durch eine von den Wirbelströmen verursachte Änderung des von der Erregerspule erzeugten elektromagnetischen Felds) induziert wird.
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Im Unterschied zur vorab beschriebenen Ausführungsform umfasst die andere Ausführungsform demnach zwei Spulen, nämlich die Erregerspule und die Messspule. Auch gemäß der anderen Ausführungsform kann der Wirbelstromsensor anhand der von der Messspule gemessenen induktiven Spannung unterscheiden, ob sich in seiner Umgebung eine ausreichend große elektrisch leitfähige Masse befindet oder nicht.
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Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein System für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dieses System umfasst einen erfindungsgemäßen Funkschlüssel und Aktivierungsmittel. Diese Aktivierungsmittel sind mit dem Fahrzeug gekoppelt und sind in der Lage, ein Anforderungssignal an den Funkschlüssel auszusenden, ein Aktivierungssignal von dem Funkschlüssel zu empfangen und abhängig davon, ob die Aktivierungsmittel das Aktivierungssignal empfangen haben oder nicht, eine entsprechende Funktion des Fahrzeugs zu aktivieren.
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Vorteilhafterweise muss beim Einsatz der vorliegenden Erfindung nur der Funkschlüssel entsprechend modifiziert werden, ohne dass die Fahrzeugelektronik selbst verändert oder gar neu entwickelt werden muss.
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Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Keyless-Go-Systeme oder Keyless-Entry-Systeme eines Fahrzeugs geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch bei Schiffen, Flugzeugen sowie gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeugen einsetzbar ist. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung prinzipiell auch zur Betätigung einer Funktion einer ortsfesten Einrichtung (beispielsweise zum Öffnen einer Haustür) geeignet.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
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In 1 ist schematisch dargestellt, wie der Funkschlüssel erfindungsgemäß unterscheidet, ob er sich innerhalb eines Fahrzeugs oder entfernt von einem Fahrzeug befindet.
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In 2 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
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In 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System mit einem erfindungsgemäßen Funkschlüssel dargestellt.
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1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Funkschlüssel 1 und stellt prinzipiell dar, wie dieser Funkschlüssel 1 erkennt, ob er sich in unmittelbarer Nähe bzw. innerhalb eines Fahrzeugs 10 oder entfernt von diesem befindet. Der Funkschlüssel 1 umfasst eine Induktivität L und einen ohmschen Widerstand R, welche in Reihe geschaltet sind und von einer Spannungsquelle U versorgt werden. Die Induktivität L erzeugt ein elektromagnetisches Feld 6, welches abhängig davon, ob sich der Funkschlüssel 1 im Fahrzeug 10 oder in der Hosentasche 12 entfernt von dem Fahrzeug 10 befindet, große Wirbelströme 11 oder nahezu keine Wirbelströme 12 induziert. Diese Wirbelströme 11 erzeugen selbst ein elektromagnetisches Feld oder verändern das von der Induktivität L erzeugte elektromagnetische Feld 6, wobei dies wiederum von dem Funkschlüssel 1 durch eine Auswerteeinheit bzw. Steuermittel 2 erfasst wird. Anders ausgedrückt werden in dem Fall, dass sich der Funkschlüssel 1 in der Nähe des Fahrzeugs 10 befindet, große Wirbelstromverluste durch die leitende Metallmasse des Fahrzeugs 10 verursacht, während in dem Fall, dass sich der Funkschlüssel 1 entfernt von dem Fahrzeug 10 befindet, nur kleine oder gar keine Wirbelstromverluste aufgrund der nicht vorhandenen leitenden Masse erzeugt. Die von den Wirbelstromverlusten verursachte Änderung des elektromagnetischen Felds 6 können von dem Funkschlüssel 1 mit Hilfe der Steuermittel 2 erfasst werden, so dass der Funkschlüssel 1 weiß, ob er sich in unmittelbarer Nähe bzw. innerhalb des Fahrzeugs oder entfernt von dem Fahrzeug 10 befindet.
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2 stellt einen Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Im ersten Schritt S1 übermittelt ein Fahrer des Fahrzeugs 10 einen Startwunsch (Wunsch den Motor des Fahrzeugs 10 zu starten) an das Fahrzeug 10, indem er beispielsweise einen entsprechenden Startknopf des Fahrzeugs 10 drückt. Daraufhin sendet das Fahrzeug 10 ein Anfragesignal oder Anforderungssignal an den Funkschlüssel 1, wie es im zweiten Schritt S2 beschrieben ist. Nach Empfang des Anforderungssignals startet der Funkschlüssel 1 im dritten Schritt S3 eine Umfeldanalyse mit Hilfe seines Wirbelstromsensors. Im vierten Schritt S4 werden die Ergebnisse des Wirbelstromsensors durch die Auswerteeinheit bzw. Steuermittel 2 ermittelt.
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Abhängig davon, ob der nächste Schritt S5 bestimmt, dass die von dem Wirbelstromsensor gemessene Änderung des elektromagnetischen Felds größer als ein vorbestimmter Schwellenwert oder nicht, endet das erfindungsgemäße Verfahren oder verzweigt zu dem sechsten Verfahrensschritt S6. Wenn die Änderung des elektromagnetischen Felds größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, wird in diesen sechsten Schritt S6 eine positive Antwort bzw. ein Aktivierungssignal an das Fahrzeug 10 gesendet. Wenn das Fahrzeug 10 dieses Aktivierungssignal erhält, erteilt das Fahrzeug 10 im siebten Schritt S7 eine Startfreigabe, so dass der Motor des Fahrzeugs 10 gestartet wird. Anschließend endet das erfindungsgemäße Verfahren.
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In 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 20 dargestellt, welches einen erfindungsgemäßen Funkschlüssel 1 und Aktivierungsmittel 7 zur Aktivierung einer Funktion des Fahrzeugs 10 umfasst. Dabei umfassen die Aktivierungsmittel eine Steuerung 13, welche mit einem Empfänger 9 und einem Sender 5 gekoppelt ist und diese steuert. Der in 3 dargestellte Funkschlüssel umfasst Steuermittel 2, Erfassungsmittel 3, einen Sender 4 und einen Empfänger 8.
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Wenn sich der Fahrer dem Fahrzeug 10 nähert (was beispielsweise durch einen Näherungssensor des Fahrzeugs 10 erfasst wird) oder einen Türgriff des Fahrzeugs 10 betätigt, erfasst dies die Steuerung 13 der Aktivierungsmittel 7 und sendet ein Funksignal (z. B. LF-Signal (”Low Frequency”) z. B. 125 kHz) aus, welches von dem Empfänger 8 des Funkschlüssels 1, welcher sich beispielsweise in der Hosentasche des Fahrers befindet, empfangen wird. Die Steuermittel 2 des Funkschlüssels 1 analysieren dieses Funksignal und versuchen mit den Erfassungsmitteln 3 mittels einer wirbelstrombasierten Sensorik eine ausreichend große elektrisch leitfähige Masse (das Fahrzeug 10) zu erfassen, wenn das empfangene Funksignal als korrekt erkannt wurde. Wenn die Erfassungsmittel 3 den Steuermitteln berichten, dass sie eine ausreichend große elektrisch leitfähige Masse (das Fahrzeug 10) erfasst haben, weisen die Steuermittel 2 den Sender 4 an, ein weiteres Funksignal bzw. Aktivierungssignal (z. B. UHF-Signal (”Ultra High Frequency”) z. B. 432 oder 868 MHz) an das Fahrzeug 10 zu senden. Das weitere Funksignal wird von dem Empfänger 9 der Erfassungsmittel 7 empfangen und analysiert. Wenn das weitere Funksignal als korrekt erkannt wird, aktivieren die Aktivierungsmittel 7 die entsprechende Funktion des Fahrzeugs (z. B. eine Entriegelung des Fahrzeugs 10).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3715387 C2 [0002]
- US 7019650 B2 [0003]
