DE102015226555A1

DE102015226555A1 - Verfahren und System zum Bedienen eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102015226555A1
Application number: DE102015226555.2A
Authority: DE
Inventors: Fredrik Hocke; Hans Auer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Es werden ein Verfahren und ein System (1) zum Bedienen eines Fahrzeugs (100) angegeben, bei dem eine Autorisierungsvorrichtung (200) zur Autorisierung des Bedienens des Fahrzeugs (100) eine vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle (211) sowie eine vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (221) umfasst. Das Fahrzeug (100) umfasst wenigstens drei fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstellen (111, 113, 115) sowie eine fahrzeugseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (121). Bei dem Verfahren wird die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (221) signaltechnisch mit der fahrzeugseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle (121) gekoppelt. Durch die vorrichtungs- bzw. jeweilige fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstelle (211, 111, 113, 115) wird ein vorgegebenes Audiosignal (A, A1, A2, A3) bereitgestellt, das jeweils durch die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen (111, 113, 115) bzw. die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle (211) empfangen wird. Abhängig von den jeweils empfangenen Audiosignalen wird eine Ortung der Autorisierungsvorrichtung (200) bezüglich eines Innenraums des Fahrzeugs (100) durchgeführt und abhängig von der Ortung der Autorisierungsvorrichtung (200) eine Autorisierung der Autorisierungsvorrichtung (200) hinsichtlich des Bedienens des Fahrzeugs (100) durch das Fahrzeug (100) durchgeführt, und zwar unter Nutzung der jeweiligen weiteren Kommunikationsschnittstelle (121, 221).

Description

Es werden ein Verfahren zum Bedienen eines Fahrzeugs sowie ein korrespondierendes System angegeben.
Schlüssellose Zugangssysteme für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, sind auch unter den Bezeichnungen Keyless Entry, Comfort Access, Keyless Go oder Comfort Go bekannt. Derartige Zugangssysteme dienen einer automatischen Entriegelung und einem Starten eines Fahrzeugs ohne aktive Benutzung eines Autoschlüssels. Hierzu trägt der Fahrzeugnutzer eine spezielle Nahbereichs-Kommunikationseinheit bei sich, die beispielsweise in Folge einer mechanischen Türgriffbetätigung eines Fahrzeugbenutzers dem Fahrzeug zur Authentifizierung einen kryptografischen Schlüssel bereitstellt. Nach erfolgreicher Authentifizierung wird das Fahrzeug entriegelt und ein Starten freigegeben.
Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Verfahren zum Bedienen eines Fahrzeugs zu schaffen, das zu einem komfortablen Bedienen des Fahrzeugs beiträgt. Es ist ferner eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein korrespondierendes System zu schaffen, das kostengünstig realisierbar ist.
Die Aufgaben werden gelöst durch die unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Gemäß einem ersten Aspekt betriff die Erfindung ein Verfahren zum Bedienen eines Fahrzeugs. Eine Autorisierungsvorrichtung zur Autorisierung des Bedienens des Fahrzeugs umfasst eine vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle sowie eine vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug wenigstens drei fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstellen sowie eine fahrzeugseitige weitere Kommunikationsschnittstelle.
Bei dem Verfahren wird die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle signaltechnisch mit der fahrzeugseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle gekoppelt. Durch die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle wird ferner ein vorgegebenes Audiosignal bereitgestellt, das durch die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen empfangen wird.
Abhängig von den jeweils empfangenen Audiosignalen wird eine Ortung der Autorisierungsvorrichtung bezüglich eines Innenraums des Fahrzeugs durchgeführt. Abhängig von der Ortung der Autorisierungsvorrichtung wird überdies eine Autorisierung der Autorisierungsvorrichtung hinsichtlich des Bedienens des Fahrzeugs durch das Fahrzeug durchgeführt, und zwar unter Nutzung der jeweiligen weiteren Kommunikationsschnittstelle.
In vorteilhafter Weise wird hierdurch ein komfortables Bedienen des Fahrzeugs ermöglicht. Durch die Ortung der Autorisierungsvorrichtung bezüglich des Innenraums des Fahrzeugs kann insbesondere sichergestellt werden, dass ein Motorstart des Fahrzeugs unterbunden wird, solange sich die Autorisierungsvorrichtung außerhalb des Fahrzeugs befindet.
Aufgrund einer derartigen, einfachen Positionsbestimmung der Autorisierungsvorrichtung können hierzu beispielsweise Mobiltelefone, oder andere, bereits bestehende, tragbare Datenverarbeitungseinrichtungen als Autorisierungsvorrichtung eingesetzt werden. Insbesondere kann die Autorisierungsvorrichtung als sogenanntes „Smartphone“ oder als sogenannte „Smartwatch“ ausgebildet sein. Ebenfalls kann das Verfahren kostengünstig in bereits bestehenden Fahrzeugen ohne aufwändige Nachrüstung zum Einsatz kommen.
Bei den Audiokommunikationsschnittstellen handelt es sich beispielsweise um einen Lautsprecher zum Bereitstellen des vorgegebenen Audiosignals beziehungsweise um Mikrofone zum Empfang des bereitgestellten Audiosignals.
Bei der jeweiligen weiteren Kommunikationsschnittstelle handelt es sich beispielsweise um eine Schnittstelle eines vorgegebenen Funkprotokolls wie Bluetooth.
Derartige Schnittstellen sind in neuartigen, tragbaren Datenverarbeitungseinrichtungen sowie Fahrzeugen zumeist bereits verbaut.
Die Ortung kann insbesondere eine Unterscheidung umfassen, ob sich die Autorisierungsvorrichtung in dem Innenraum des Fahrzeugs oder außerhalb des Fahrzeugs befindet. Eine entsprechende Position der Autorisierungsvorrichtung kann beispielsweise mit einer Genauigkeit von etwa 10cm bis 30cm bestimmt werden.
Die Autorisierung der Autorisierungsvorrichtung hinsichtlich des Bedienens des Fahrzeugs umfasst beispielsweise einen Signalaustausch zwischen der fahrzeugseitigen und der vorrichtungsseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle, bei dem auf eine Anfrage des Fahrzeugs eine Nachricht der Autorisierungsvorrichtung zurückgesendet wird, welche repräsentativ ist für einen kryptografischen Schlüssel zur Autorisierung des Bedienens des Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang weist die Autorisierungsvorrichtung beispielsweise ein festverdrahtetes kryptografisches Bauelement auf, das auch als „Secure Element“ bezeichnet werden kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt betriff die Erfindung ein weiteres Verfahren zum Bedienen eines Fahrzeugs. Eine Autorisierungsvorrichtung zur Autorisierung des Bedienens des Fahrzeugs umfasst eine vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle sowie eine vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug wenigstens drei fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstellen sowie eine fahrzeugseitige weitere Kommunikationsschnittstelle.
Bei dem Verfahren wird die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle signaltechnisch mit der fahrzeugseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle gekoppelt. Durch die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen wird ferner jeweils ein vorgegebenes Audiosignal bereitgestellt. Die vorgegebenen Audiosignale werden jeweils durch die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle empfangen.
Abhängig von dem jeweils empfangenen Audiosignal wird eine Ortung der Autorisierungsvorrichtung bezüglich eines Innenraums des Fahrzeugs durchgeführt. Abhängig von der Ortung der Autorisierungsvorrichtung wird überdies eine Autorisierung der Autorisierungsvorrichtung hinsichtlich des Bedienens des Fahrzeugs durch das Fahrzeug durchgeführt, und zwar unter Nutzung der jeweiligen weiteren Kommunikationsschnittstelle.
In vorteilhafter Weise wird hierdurch ebenfalls ein komfortables Bedienen des Fahrzeugs ermöglicht. Durch die Ortung der Autorisierungsvorrichtung bezüglich des Innenraums des Fahrzeugs kann insbesondere sichergestellt werden, dass ein Motorstart des Fahrzeugs unterbunden wird, solange sich die Autorisierungsvorrichtung außerhalb des Fahrzeugs befindet.
Aufgrund einer derartigen, einfachen Positionsbestimmung der Autorisierungsvorrichtung können hierzu beispielsweise Mobiltelefone, oder andere, bereits bestehende, tragbare Datenverarbeitungseinrichtungen als Autorisierungsvorrichtung eingesetzt werden. Insbesondere kann die Autorisierungsvorrichtung als sogenanntes „Smartphone“ oder als sogenannte „Smartwatch“ ausgebildet sein. Ebenfalls kann das Verfahren kostengünstig in bereits bestehenden Fahrzeugen ohne aufwändige Nachrüstung zum Einsatz kommen.
Bei den Audiokommunikationsschnittstellen handelt es sich beispielsweise um Lautsprecher zum Bereitstellen der jeweiligen vorgegebenen Audiosignale beziehungsweise ein Mikrofon zum Empfang der jeweiligen bereitgestellten vorgegebenen Audiosignale.
Bei der jeweiligen weiteren Kommunikationsschnittstelle handelt es sich beispielsweise um eine Schnittstelle eines vorgegebenen Funkprotokolls wie Bluetooth. Derartige Schnittstellen sind in neuartigen, tragbaren Datenverarbeitungseinrichtungen sowie Fahrzeugen zumeist bereits verbaut. Insbesondere ist es mittlerweile üblich, eine Mehrzahl an Lautsprechern in heutigen Fahrzeugen vorzusehen.
Die vorgegebenen Audiosignale können beispielsweise sequentiell ausgesendet werden. Alternativ können die vorgegebenen Audiosignale auch zeitlich überlappend, insbesondere zeitgleich ausgesendet werden. In diesem Fall weisen die vorgegebenen Audiosignale beispielsweise unterschiedliche Frequenzspektren auf.
Die Ortung kann insbesondere eine Unterscheidung umfassen, ob sich die Autorisierungsvorrichtung in dem Innenraum des Fahrzeugs oder außerhalb des Fahrzeugs befindet. Eine entsprechende Position der Autorisierungsvorrichtung kann beispielsweise mit einer Genauigkeit von etwa 10cm bis 30cm bestimmt werden.
Die Ortung kann dabei beispielsweise bereits durch die Autorisierungsvorrichtung vorgenommen werden. Alternativ dazu kann die Autorisierungsvorrichtung dem Fahrzeug ein Antwortsignal bereitstellen, abhängig dessen die Ortung vorgenommen wird.
Die Autorisierung der Autorisierungsvorrichtung hinsichtlich des Bedienens des Fahrzeugs umfasst beispielsweise einen Signalaustausch zwischen der fahrzeugseitigen und der vorrichtungsseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle, bei dem auf eine Anfrage des Fahrzeugs eine Nachricht der Autorisierungsvorrichtung zurückgesendet wird, welche repräsentativ ist für einen kryptografischen Schlüssel zur Autorisierung des Bedienens des Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang weist die Autorisierungsvorrichtung beispielsweise ein festverdrahtetes kryptografisches Bauelement auf das auch als „Secure Element“ bezeichnet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt wird dem Fahrzeug abhängig von dem jeweils empfangenen Audiosignal ein Antwortsignal durch die Autorisierungsvorrichtung über die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt. Die Ortung wird daraufhin abhängig von dem Antwortsignal durch das Fahrzeug durchgeführt.
In vorteilhafter Weise kann die Autorisierung des Bedienens des Fahrzeugs so durch das Fahrzeug initiiert werden, so dass zu einer Manipulationssicherheit des Verfahrens beigetragen wird. Beispielsweise umfasst das Antwortsignal eine Aufnahme des jeweils empfangenen Audiosignals. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Antwortsignal eine Laufzeitmessung oder ähnliche Charakteristika des jeweils empfangenen Audiosignals wie beispielsweise Amplitude und/oder Phase.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt unterscheiden sich jeweils diejenigen vorgegebenen Audiosignale in ihrem Frequenzspektrum, welche zeitlich überlappend bereitgestellt werden.
In vorteilhafter Weise können die vorgegebenen Audiosignale so auch bei zeitlicher Überlappung unterschieden werden, so dass das Verfahren zuverlässig durchgeführt werden kann. Insbesondere wird ein zeitgleiches Aussenden der vorgegebenen Audiosignale ermöglicht, so dass dazu beigetragen wird, das Verfahren schnell und insbesondere durch einen Benutzer als verzögerungsfrei wahrgenommen durchzuführen.
Beispielsweise umfasst jedes der vorgegebenen Audiosignale eine oder mehrere exklusive Frequenzen, also eine Frequenz, welche in dem Frequenzspektrum der anderen der vorgegebenen Audiosignale nicht enthalten ist. Die jeweiligen Frequenzspektren der vorgegebenen Audiosignale können im Folgenden auch als disjunkt zueinander bezeichnet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt wird der Autorisierungsvorrichtung durch das Fahrzeug ein Startsignal bereitgestellt, und das jeweilige vorgegebene Audiosignal wird abhängig von dem Startsignal bereitgestellt.
In vorteilhafter Weise wird so zu einem stromsparenden Betrieb der Autorisierungsvorrichtung sowie des Fahrzeugs beigetragen. Bei dem Startsignal kann es sich insbesondere um ein sogenanntes „Wake-up Signal“ handeln, das eine Steuervorrichtung der Autorisierungsvorrichtung aus einem Stromsparmodus erwachen lässt.
Zusätzlich kann das Startsignal beispielsweise als Aufforderung an die Autorisierungsvorrichtung dienen, das vorgegebene Audiosignal auszusenden.
Beispielsweise wird das Startsignal abhängig von einem Auslösezeitpunkt durch das Fahrzeug bereitgestellt, beispielhaft im Falle, dass ein Benutzer des Fahrzeugs sich einem Türgriff nähert oder einen Motorstartknopf des Fahrzeugs betätigt.
Das Startsignal wird insbesondere über die jeweilige weitere Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt. Alternativ hierzu ist auch denkbar, das Startsignal als weiteres vorgegebenes Audiosignal bereitzustellen.
Beispielsweise wird abhängig von dem Startsignal, beispielhaft nach Ablauf einer vorgegebenen Wartezeit nach Empfang des Startsignals, und/oder nach Aussenden des Startsignals, das jeweilige vorgegebene Audiosignal ausgesendet. Dies ermöglicht eine einfache Laufzeitmessung des jeweiligen vorgegebenen Audiosignals. In anderen Worten kann das Startsignal als Zeitreferenz bei einer Laufzeitmessung dienen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt umfasst die Ortung der Autorisierungsvorrichtung ein Ermitteln einer Laufzeit und/oder einer Amplitude und/oder einer Phase abhängig von dem jeweils bereitgestellten vorgegebenen Audiosignal und dem empfangenen Audiosignal.
In vorteilhafter Weise wird so eine einfache und präzise Positionsbestimmung der Autorisierungsvorrichtung ermöglicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt umfasst das jeweilige vorgegebene Audiosignal Frequenzen im Infraschallbereich und/oder Frequenzen im Ultraschallbereich.
In vorteilhafter Weise wird so zu einem komfortablen Bedienen des Fahrzeugs beigetragen. Insbesondere umfasst das jeweilige vorgegebene Audiosignal ausschließlich Frequenzen im für den Menschen nicht wahrnehmbaren Bereich. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt umfasst die Ortung der Autorisierungsvorrichtung eine Trilateration abhängig von dem jeweils empfangenen Audiosignal.
In vorteilhafter Weise wird so eine einfache und präzise Positionsbestimmung der Autorisierungsvorrichtung ermöglicht. Alternativ hierzu kann beispielsweise eine Triangulation durchgeführt werden. Im Falle, dass mehr als drei Audiokommunikationsschnittstellen im Fahrzeug eingesetzt werden, kann die Ortung der Autorisierungsvorrichtung beispielsweise eine sogenannte Multilateration abhängig von dem jeweils empfangenen Audiosignal umfassen.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Bedienen eines Fahrzeugs. Das System umfasst das Fahrzeug mit wenigstens drei fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen sowie einer fahrzeugseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle und eine Autorisierungsvorrichtung. Die Autorisierungsvorrichtung weist dabei eine vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle sowie eine vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle auf. Das System ist ausgebildet, ein Verfahren gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt durchzuführen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt sind die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen als Lautsprecher ausgebildet. Die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle ist ferner als Mikrofon ausgebildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt sind die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen als Mikrofone ausgebildet. Des Weiteren ist die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle als Lautsprecher ausgebildet.
Ausführungsbeispiele sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein System zum Bedienen eines Fahrzeugs,
2 ein Ablaufdiagramm zum Betreiben des Systems gemäß 1,
3 ein erstes Sequenzdiagramm zum Betreiben des Systems gemäß 1,
4 ein zweites Sequenzdiagramm zum Betreiben des Systems gemäß 1, und
5 ein drittes Sequenzdiagramm zum Betreiben des Systems gemäß 1.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zum Bedienen eines Fahrzeugs 100. Das System 1 umfasst hierzu eine Autorisierungsvorrichtung 200 zur Autorisierung des Bedienens des Fahrzeugs 100. Bei der Autorisierungsvorrichtung 200 kann es sich insbesondere um eine mobile Datenverarbeitungsvorrichtung wie ein sogenanntes „Smartdevice“ handeln, also beispielhaft um ein sogenanntes „Smartphone“ oder eine sogenannte „Smartwatch“.
Das System 1 eignet sich insbesondere zur Lokalisierung von mobilen Datenverarbeitungsvorrichtungen im Innenraum und in unmittelbarer Umgebung des Fahrzeugs 100 und funktioniert bereits mit bestehender Datenverarbeitungsvorrichtungs- und Fahrzeughardware.
Das Fahrzeug 100 weist in diesem Ausführungsbeispiel drei fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 auf. Abweichend hiervon kann eine Anzahl solcher fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 jedoch drei übersteigen. Die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 sind im Fahrzeug 100 verteilt angeordnet, das heißt, die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 befinden sich insbesondere nicht auf einer gemeinsamen Achse.
Abgesehen von einer Authentisierungsdauer ist die Anzahl der fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 nach oben nicht limitiert, vielmehr wird durch eine höhere Anzahl eine Präzision der Lokalisierung bzw. einer Positionsbestimmung erhöht. Die Authentisierungsdauer beschreibt dabei eine maximal erlabute Dauer für einen Authentisierungsprozess, nach welchem abgebrochen und das Programm beendet wird.
Bei den fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 handelt es sich in einer ersten Ausführungsvariante um Lautsprecher des Fahrzeugs 100, die ausgebildet sind jeweils ein vorgegebenes Audiosignal A1, A2, A3 auszusenden (vergleiche 3).
In einer zweiten Ausführungsvariante handelt es sich bei den fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 um Mikrofone des Fahrzeugs 100, die ausgebildet sind jeweils ein vorgegebenes Audiosignal A zu empfangen (vergleiche 5). Beispielhaft sind die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 dabei Teil einer Freisprechanlage des Fahrzeugs 100.
Die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 sind beispielsweise zur Ansteuerung an ein Audiosteuergerät 110 gekoppelt, das gemäß der ersten Ausführungsvariante auch als sogenannter „Audio Tx controller“ bezeichnet werden kann.
Das Fahrzeug 100 weist ferner eine fahrzeugseitige weitere Kommunikationsschnittstelle 121 auf. Bei der fahrzeugseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle 121 handelt es sich beispielsweise um eine Bluetooth-Schnittstelle.
Die Autorisierungsvorrichtung 200 weist korrespondierend zu dem Fahrzeug 100 eine vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle 211 sowie eine vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle 221 auf. Die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle 221 ist insbesondere zu einer Kommunikation mit der fahrzeugseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle 121 ausgebildet, beispielsweise handelt es sich bei dieser also ebenfalls um eine Bluetooth-Schnittstelle.
Die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle 211 ist in der ersten Ausführungsvariante als Mikrofon ausgebildet, die jeweils ausgesendeten vorgegebenen Audiosignale A1, A2, A3 zu empfangen. In der zweiten Ausführungsvariante ist die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle 211 als Lautsprecher ausgebildet, das vorgegebene Audiosignal A auszusenden.
In beiden Ausführungsvarianten kann eine Reichweite und ein Signalpegel der jeweiligen vorgegebenen Audiosignale A1, A2, A3 bzw. A jeweils über eine Intensität des Signals bzw. die Lautstärke der entsprechenden Audiokommunikationsschnittstelle 111, 113, 115 bzw. 211 eingestellt werden. Insbesondere ist die Intensität der jeweiligen vorgegebenen Audiosignale A1, A2, A3 bzw. A dabei derart hoch, dass die Autorisierungsvorrichtung 200 innerhalb des Fahrzeugs 100 detektiert werden kann, und gleichzeitig gering genug, um Schäden insbesondere am Menschen und/oder Tieren vermeiden zu können.
Die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle 211 ist beispielsweise an ein weiteres Audiosteuergerät 210 gekoppelt, das gemäß der ersten Ausführungsvariante auch als sogenannter „Audio Input“ bezeichnet werden kann.
Die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle 221 wird beispielsweise über ein Funksteuergerät 220 angesteuert, das auch als „Radio TRX“ bezeichnet werden kann. Über dieses ist die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle 221 in diesem Ausführungsbeispiel exemplarisch mit einem kryptografischen Bauelement 230 gekoppelt, das auch als „Secure Element“ bezeichnet werden kann. Dieses kann für eine vollständige Authentisierung der Autorisierungsvorrichtung 200 erforderlich sein und insbesondere vergleichbar mit einem sogenannten „Single Wire Protocol“ für Nahfeldkommunikation (NFC) fest verdrahtet sein mit der vorrichtungsseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle 221.
Die Autorisierungsvorrichtung 200 weist überdies einen Prozessor 240 bzw. eine sogenannte „App CPU“ auf, der bzw. die zur vorrichtungsseitigen Durchführung des im Folgenden anhand des Ablaufdiagramms der 2 beschriebenen Verfahrens zum Bedienen des Fahrzeugs 100 ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Prozessor 240 exemplarisch mit dem kryptografischen Bauelement 230 über ein sicheres Protokoll verbunden, wie z.B. vorgenanntem „Single Wire Protocol“. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Autorisierungsvorrichtung 200 alternativ oder ergänzend zu der Kopplung des kryptografischen Bauelements 230 und dem Prozessor 240 eine Schnittstelle von dem Prozessor 240 zu dem Funksteuergerät 220 aufweisen. Analog zu dem Prozessor 240 weist das Fahrzeug 100 beispielsweise eine Steuereinheit 140 auf, die zur fahrzeugseitigen Durchführung dieses Verfahrens ausgebildet ist.
Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, in dem beispielsweise Variablen initialisiert werden. Beispielsweise befinden sich der Prozessor 240 und die Steuereinheit 140 in diesem Schritt zunächst in einem Stromsparmodus. Das Programm wird anschließend in einem Schritt S3 fortgesetzt.
In dem Schritt S3 wird beispielsweise der Stromsparmodus des Prozessors 240 und der Steuereinheit 140 beendet. Beispielhaft erfolgt dies infolge eines vorgegebenen, durch einen Benutzer hervorgerufenen Auslösers wie einer Benutzung eines Türgriffs des Fahrzeugs 100.
In dem Schritt S3 wird die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle 221 hierzu zunächst signaltechnisch mit der fahrzeugseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle 121 gekoppelt, und unter Nutzung der jeweiligen weiteren Kommunikationsschnittstelle 121, 221 ein Startsignal S durch das Fahrzeug 100 an die Autorisierungsvorrichtung 200 übermittelt (vergleiche Sequenzdiagramm der 3 und 5). Alternativ dazu kann das Startsignal S zumindest in der ersten Ausführungsvariante auch als weiteres vorgegebenes Audiosignal durch eine der fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 an die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle 211 gesendet werden (vergleiche Sequenzdiagramm der 4).
Insbesondere wird also in dem Schritt S3 die Autorisierungsvorrichtung 200 über einen sogenannten „Trigger“ auf die nachfolgenden Programmschritte vorbereitet, und zwar entweder über die jeweilige weitere Kommunikationsschnittstelle 121, 221 oder über Wecken der Autorisierungsvorrichtung 200 mittels eines initiierenden Audiosignals.
Das Programm wird anschließend in einem Schritt S5 fortgesetzt.
In dem Schritt S5 werden in der ersten Ausführungsvariante (vergleiche 3 und 4) die vorgegebenen Audiosignale A1, A2, A3 wie bereits beschrieben durch das Fahrzeug 100 ausgesendet.
In der zweiten Ausführungsvariante (vergleiche 5) wird hingegen wie ebenfalls bereits beschrieben lediglich das vorgegebene Audiosignal A durch die Autorisierungsvorrichtung 200 ausgesendet. Das Programm wird anschließend in einem Schritt S7 fortgesetzt.
In dem Schritt S7 wird eine Ortung der Autorisierungsvorrichtung 200 durchgeführt. Hierzu wird zunächst geprüft, ob an der entsprechenden fahrzeugseitigen bzw. vorrichtungsseitigen Audiokommunikationsschnittstelle 111, 113, 115 bzw. 211 ein Audiosignal empfangen wurde.
Im Falle, dass ein jeweiliges Audiosignal empfangen wurde wird gemäß der ersten Ausführungsvariante (vergleiche 3 und 4) dem Fahrzeug 100 ein Antwortsignal M durch die Autorisierungsvorrichtung 200 unter Nutzung der jeweiligen weiteren Kommunikationsschnittstelle 121, 221 bereitgestellt. Dabei kann die Ortung beispielsweise durch die Autorisierungsvorrichtung 200 durchgeführt werden. In diesem Fall umfasst das Antwortsignal M beispielsweise bereits eine Position der Autorisierungsvorrichtung 200 bezüglich eines Innenraums des Fahrzeugs 100.
Bevorzugt wird die Ortung jedoch durch das Fahrzeug 100 durchgeführt. In diesem Fall umfasst das Antwortsignal M hingegen beispielsweise Charakteristika des empfangenen Audiosignals, wie Phase und/oder Amplitude und/oder Frequenz und/oder Laufzeit des empfangenen Audiosignals. Beispielsweise wird hierzu ein Empfang des Startsignals S als Zeitreferenz herangezogen. Alternativ oder zusätzlich kann das Antwortsignal M auch das empfangene Audiosignal oder eine beispielsweise mittels MP3 komprimierte Version hiervon umfassen.
Gemäß der zweiten Ausführungsvariante (vergleiche 5) kann im Falle, dass ein jeweiliges Audiosignal empfangen wurde, auf das Antwortsignal M verzichtet werden.
In beiden Ausführungsvarianten kann die Ortung beispielsweise durch eine Trilateration bzw. Multilateration der empfangenen Audiosignale erfolgen. In der ersten Ausführungsvariante sind dabei zwei verschieden Abläufe möglich.
So können die vorgegebenen Audiosignale A1, A2, A3 zum einen sequentiell ausgesendet werden, wobei jede fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstelle 111, 113, 115 beispielsweise jeweils nach einem vorgegebenen Zeitintervall ein vorgegebenes Audiosignal A1, A2, A3 aussendet. Beispielsweise misst die Autorisierungsvorrichtung 200 eine jeweilige Ankunftszeit des Empfangs der Audiosignale und sendet als Antwortsignal M entweder das Ergebnis der Messung, einzelne Detektionszeiten oder das aufgenommene Audiosignal z.B. als mp3 über die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle 221 an das Fahrzeug 100.
Zum anderen können die vorgegebenen Audiosignale A1, A2, A3 parallel, insbesondere gleichzeitig ausgesendet werden wobei jedes der vorgegebenen Audiosignale A1, A2, A3 ein vorgegebenes Frequenzspektrum aufweist, welches zu den übrigen disjunkt ist. Die Autorisierungsvorrichtung 200 vermisst wiederum das empfangene Audiosignal und sendet als Antwortsignal M entweder das Ergebnis der Messung (hier das demodulierte Signal oder die Ankunftszeiten) oder das aufgenommene Audiosignal (z.B. als mp3) über die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle 221 an das Fahrzeug 100.
In beiden Fällen ist die Ankunftszeit des Audiosignals eines Lautsprechers über dessen Laufzeit und die Schallgeschwindigkeit in Luft gegeben. Durch eine Laufzeitdifferenz der Audiosignale kann per Trilateration die Position des Empfängers ermittelt werden. Die Auswertung kann bevorzugt durch das Fahrzeug 100 oder durch die Autorisierungsvorrichtung 200 erfolgen.
Die Ankunftszeit eines Audiosignals definiert über dessen Laufzeit einen kreisförmigen Abstand um die jeweilige fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstelle 111, 113, 115. Ein Schnittpunkt dieser Kreise definiert den Ort der Autorisierungsvorrichtung 200.
Die vorgegebenen Audiosignale A1, A2, A3 bzw. A können im hörbaren Bereich liegen, müssen jedoch nicht.
Ohne spezielle Hardware und Audiosignale im kHz Bereich sind Auflösungen unter 30 cm möglich. Bei 44kHz Abtastfrequenz an der jeweiligen empfangenden Audiokommunikationsschnittstelle 211 bzw. 111, 113, 115 würde man das Audiosignal schon 44 mal pro Millisekunde messen, so dass auch Auflösungen von deutlich unter 30 cm ermöglicht werden.
Anderenfalls, wenn kein Audiosignal empfangen wurde, kann davon ausgegangen werden, dass sich die Autorisierungsvorrichtung 200 außerhalb des Fahrzeugs 100 befindet. In der ersten Ausführungsvariante ist dies beispielsweise ebenfalls durch das Antwortsignal M repräsentiert. Die Authentisierung selber wird nicht über die Audiokommunikationsschnittstellen 111, 113, 115 und 211 abgewickelt, sondern über die jeweilige weitere Kommunikationsschnittstelle 121, 221. Das Programm wird hierzu im Anschluss an den Schritt S7 in einem Schritt S9 fortgesetzt.
In dem Schritt S9 wird abhängig von der Ortung eine Autorisierung der Autorisierungsvorrichtung 200 hinsichtlich des Bedienens des Fahrzeugs 100 durchgeführt. Beispielsweise findet hierzu ein kryptografischer Signalaustausch statt, bei dem beispielhaft eine Anfrage C (sogenanntes „Challenge“ Signal) durch die Autorisierungsvorrichtung 200 mit einer Nachricht R (sogenanntes „Response“ Signal) beantwortet wird. Beispielhaft wird im Falle, dass die Autorisierung erfolgreich war und sich die Autorisierungsvorrichtung 200 innerhalb des Fahrzeugs befindet die Bedienung des Fahrzeugs 100 freigegeben und das Programm beendet.
Bezugszeichenliste

1: System
100: Fahrzeug
110: Audiosteuergerät
111, 113, 115: fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstellen
121: fahrzeugseitige weitere Kommunikationsschnittstelle
140: Steuereinheit
200: Autorisierungsvorrichtung
210: weiteres Audiosteuergerät
211: vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle
220: Funksteuergerät
221: vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle
230: kryptografisches Bauelement
240: Prozessor
S1, ..., S9: Programmschritte
A, A1, A2, A3: vorgegebene Audiosignale
S: Startsignal
M: Antwortsignal
C: Anfrage
R: Nachricht

Claims

Verfahren zum Bedienen eines Fahrzeugs (100), wobei – eine Autorisierungsvorrichtung (200) zur Autorisierung des Bedienens des Fahrzeugs (100) eine vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle (211) sowie eine vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (221) umfasst, und – das Fahrzeug (100) wenigstens drei fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstellen (111, 113, 115) sowie eine fahrzeugseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (121) umfasst, und bei dem Verfahren – die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (221) signaltechnisch mit der fahrzeugseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle (121) gekoppelt wird, – durch die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle (211) ein vorgegebenes Audiosignal (A) bereitgestellt wird, – das vorgegebene Audiosignal (A) jeweils durch die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen (111, 113, 115) empfangen wird, – abhängig von den jeweils empfangenen Audiosignalen eine Ortung der Autorisierungsvorrichtung (200) bezüglich eines Innenraums des Fahrzeugs (100) durchgeführt wird, und – abhängig von der Ortung der Autorisierungsvorrichtung (200) eine Autorisierung der Autorisierungsvorrichtung (200) hinsichtlich des Bedienens des Fahrzeugs (100) durch das Fahrzeug (100) durchgeführt wird, und zwar unter Nutzung der jeweiligen weiteren Kommunikationsschnittstelle (121, 221).
Verfahren zum Bedienen eines Fahrzeugs (100), wobei – eine Autorisierungsvorrichtung (200) zur Autorisierung des Bedienens des Fahrzeugs (100) eine vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle (211) sowie eine vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (221) umfasst, und – das Fahrzeug (100) wenigstens drei fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstellen (111, 113, 115) sowie eine fahrzeugseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (121) umfasst, und bei dem Verfahren – die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (221) signaltechnisch mit der fahrzeugseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle (121) gekoppelt wird, – durch die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen (111, 113, 115) jeweils ein vorgegebenes Audiosignal (A1, A2, A3) bereitgestellt wird, – die vorgegebenen Audiosignale (A1, A2, A3) jeweils durch die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle (211) empfangen werden, – abhängig von dem jeweils empfangenen Audiosignal eine Ortung der Autorisierungsvorrichtung (200) bezüglich eines Innenraums des Fahrzeugs (100) durchgeführt wird, und – abhängig von der Ortung der Autorisierungsvorrichtung (200) eine Autorisierung der Autorisierungsvorrichtung (200) hinsichtlich des Bedienens des Fahrzeugs (100) durch das Fahrzeug (100) durchgeführt wird, und zwar unter Nutzung der jeweiligen weiteren Kommunikationsschnittstelle (121, 221).
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem – abhängig von dem jeweils empfangenen Audiosignal dem Fahrzeug (100) ein Antwortsignal (M) durch die Autorisierungsvorrichtung (200) über die vorrichtungsseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (221) bereitgestellt wird, und – die Ortung abhängig von dem Antwortsignal (M) durch das Fahrzeug (100) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 oder 3, bei dem – sich zeitlich überlappend bereitgestellte der vorgegebenen Audiosignale (A1, A2, A3) sich jeweils in ihrem Frequenzspektrum unterscheiden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem – der Autorisierungsvorrichtung (200) durch das Fahrzeug (100) ein Startsignal (S) bereitgestellt wird, und – das jeweilige vorgegebene Audiosignal (A, A1, A2, A3) abhängig von dem Startsignal (S) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem – die Ortung der Autorisierungsvorrichtung (200) ein Ermitteln einer Laufzeit und/oder einer Amplitude und/oder einer Phase abhängig von dem jeweils bereitgestellten vorgegebenen Audiosignal (A, A1, A2, A3) und dem empfangenen Audiosignal umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem – das jeweilige vorgegebene Audiosignal Frequenzen im Infraschallbereich und/oder Frequenzen im Ultraschallbereich umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem – die Ortung der Autorisierungsvorrichtung (200) eine Trilateration abhängig von dem jeweils empfangenen Audiosignal umfasst.
System (1) zum Bedienen eines Fahrzeugs (100), umfassend – wenigstens drei fahrzeugseitige Audiokommunikationsschnittstellen (111, 113, 115) sowie eine fahrzeugseitige weitere Kommunikationsschnittstelle (121), und – eine Autorisierungsvorrichtung (200) mit einer vorrichtungsseitigen Audiokommunikationsschnittstelle (211) sowie einer vorrichtungsseitigen weiteren Kommunikationsschnittstelle (221), wobei das System (1) ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
System (1) nach Anspruch 9, wobei die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen (111, 113, 115) als Lautsprecher ausgebildet sind, und die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle (211) als Mikrofon ausgebildet ist.
System (1) nach Anspruch 9, wobei die fahrzeugseitigen Audiokommunikationsschnittstellen (111, 113, 115) als Mikrofone ausgebildet sind und die vorrichtungsseitige Audiokommunikationsschnittstelle (211) als Lautsprecher ausgebildet ist.