DE102017211941A1

DE102017211941A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Zugangsberechtigung zu einem Kraftfahrzeug sowie Berechtigungssystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017211941A1
Application number: DE102017211941.1A
Authority: DE
Inventors: Rolf Merkel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2037-07-13
Also published as: US10266150B2; US20190016301A1; DE102017211941B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Zugangsberechtigung zu einem Kraftfahrzeug (10), wobei eine fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Auslöseereignis ein Anforderungssignal (20) in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) aussendet. Bei einem Empfang eines Antwortsignals (22) eines Funkschlüssels (12) prüft die Berechtigungseinrichtung (14) das empfangene Antwortsignal (22) auf zumindest eine Anforderungsbedingung. In Abhängigkeit von einem Erfüllen der zumindest einen Anforderungsbedingung wird Zugang zu dem Kraftfahrzeug (10) gewährt. Die Erfindung sieht vor, dass die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) beim Aussenden des Anforderungssignals (20) das Anforderungssignal (20) gleichzeitig auch an eine fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) weiterleitet, welche daraufhin ein Vergleichsantwortsignal (24) berechnet und an die Berechtigungseinrichtung (14) weiterleitet. Die Berechtigungseinrichtung (14) ermittelt eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt eines Empfangs des Antwortsignals (22) aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) und einem Zeitpunkt eines Empfangs des Vergleichsantwortsignals (24). Die zumindest eine Anforderungsbedingung ist erfüllt, wenn die ermittelte Zeitdifferenz einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet.

Description

Ein Berechtigungssystem für ein Kraftfahrzeug, welches mit einem Funkschlüssel zum Verriegeln und Entriegeln des Kraftfahrzeugs kommuniziert, ist aus dem Stand der Technik im Allgemeinen bekannt. Insbesondere sind auch sogenannte Keyless-Entry oder Keyless-Go-Systeme bekannt, bei welchen eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit begrenzter Reichweite von einer fahrzeuginternen Berechtigungseinrichtung des Kraftfahrzeugs zu dem Funkschlüssel aufgebaut wird. Dies tritt ein, wenn ein Benutzer des Kraftfahrzeugs sich Zugang zu diesem zu verschaffen versucht, beispielsweise über ein Annähern an das Kraftfahrzeug und/oder ein Erstellen eines Kontakts mit dem Kraftfahrzeug wie beispielsweise bei Berühren einer Fahrzeugtür. Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung sendet dann ein Anforderungssignal aus, auch bekannt als „Challenge“. Der Funkschlüssel sendet dann in Antwort auf das Anforderungssignal über die Kommunikationsverbindung ein Antwortsignal mit Zugangsdaten an die Berechtigungseinrichtung, auch bekannt als „Response“. Die Berechtigungseinrichtung stellt in Abhängigkeit von dem empfangenen Antwortsignal fest, ob ein Entriegeln des Kraftfahrzeugs und/oder ein Starten des Motors des Kraftfahrzeugs gewährt werden kann. Stimmen die Zugangsdaten im Antwortsignal nicht mit den angeforderten Zugangsdaten überein, bleibt ein Gewähren einer Zugangsberechtigung zum Kraftfahrzeug aus, sodass das Kraftfahrzeug weiterhin verschlossen bleibt.
Im Zuge einer sogenannten Relay - Attacke besteht jedoch die Möglichkeit, die begrenzte Reichweite der Kommunikationsverbindung zu vergrößern. Somit können sich Unbefugte Zugang zu dem Kraftfahrzeug verschaffen und gegebenenfalls das Kraftfahrzeug entriegeln und einen Motor des Kraftfahrzeugs starten.
In diesem Zusammenhang beschreibt die EP 0 992 408 B1 ein Verfahren zur Herstellung einer Zugangsberechtigung zu einem motorangetriebenen Fahrzeug. Das Fahrzeug weist mindestens zwei Übertragungseinheiten auf, welche eine Signallaufzeit der zwischen den Übertragungseinheiten und einem elektronischen Schlüssel übertragenen Signale ermittelt. Aus dieser Signallaufzeit wird eine Entfernung zwischen den Übertragungseinheiten und dem elektronischen Schlüssel bestimmt.
Aus der DE 100 04 213 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Bewegung eines elektromotorisch bewegten Teils eines Fahrzeugs bekannt. Bei einer Betätigung einer Fernsteuerungseinheit wird ein Aktivierungssignal von der Fernsteuerungseinheit zum Fahrzeug gesendet und daraufhin ein Fahrzeugsignal vom Fahrzeug zur Fernsteuerungseinheit. Diese sendet dann ein Schlüsselsignal zum Fahrzeug. Das Fahrzeug ermittelt eine Signallaufzeit zwischen dem Aussenden des Fahrzeugsignals und dem Zeitpunkt des Erhalts des Schlüsselsignals.
Aus der DE 10 2005 062 455 A1 ist ein Authentifizierungssystem zum Benutzen eines Kraftfahrzeugs bekannt. Mittels mindestens drei an dem Kraftfahrzeug angeordneten Empfangsantennen kann ein Laufzeitunterschied zum Empfangen eines Signals von einem Sender ermittelt werden, sodass eine relative Position des Senders zu dem Kraftfahrzeug bestimmt werden kann.
Diese beschriebenen Techniken haben das gemeinsame Ziel, mittels der ermittelten Signallaufzeit eine Entfernung des Schlüssels zu dem Kraftfahrzeug zu bestimmen, sodass ein Zugang zu dem Kraftfahrzeug nur dann gewährt wird, wenn die ermittelte Entfernung eine maximal zulässige Entfernung unterschreitet. Allerdings erfordern die bekannten Methoden zur Bestimmung der Signallaufzeit einen aufwändigen Aufbau, wie beispielsweise das Anbringen mehrerer Empfangsantennen am Kraftfahrzeug, oder eines besonderen Programmierens oder Umbaus des Schlüssels. Diese Methoden eignen sich jedoch insbesondere für Kraftfahrzeuge, die bereits mit dem sogenannten Keyless-Entry oder Keyless-Go-System ausgerüstet sind, nicht, da ein Umbau des Kraftfahrzeugs oder gar ein komplettes Austauschen des Schlüsselsystems erforderlich wird. Des Weiteren ist eine präzise Bestimmung der Entfernung zwischen Kraftfahrzeug und Schlüssel durch die oben genannten Verfahren nicht gewährleistet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Ermitteln einer Zugangsberechtigung zu einem Kraftfahrzeugs zu schaffen, mittels welchem das Kraftfahrzeug auf zuverlässige Weise möglichst sicher mit einem guten Diebstahlschutz betrieben wird.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche, die folgende Beschreibung und die Figuren offenbart.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln einer Zugangsberechtigung zu einem Kraftfahrzeug sieht vor, dass eine fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Auslöseereignis ein Anforderungssignal erzeugt. Mit anderen Worten detektiert die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung das vorbestimmte Auslöseereignis wie beispielsweise in Form eines Triggerimpulses. Beispielsweise ist ein derartiges Auslöseereignis durch ein Detektieren eines Annäherns einer Person an das Kraftfahrzeug, durch ein Betätigen eines Knopfs und/oder einer Türklinke und/oder durch ein Detektieren einer Fußbewegung in Nähe eines Kofferraums des Kraftfahrzeugs gegeben. Das durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung erzeugte Anforderungssignal wird daraufhin an eine Sende- und Empfangsvorrichtung des Kraftfahrzeugs weitergeleitet, welche das Anforderungssignal in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs aussendet. Die Sende-und Empfangsvorrichtung kann einen Sender, einen Empfänger, einen Modulator und/oder einen Demodulator umfassen. Mit anderen Worten ist die Sende- und Empfangsvorrichtung auch dazu ausgelegt, ein Signal aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu empfangen.
Wird nach Aussenden des Antwortsignals durch die Sende-und Empfangsvorrichtung ein Antwortsignal aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs empfangen, insbesondere ein Antwortsignal eines Funkschlüssels, wird das empfangene Antwortsignal an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung weitergeleitet. Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung prüft daraufhin das empfangene Antwortsignal auf zumindest eine Anforderungsbedingung und gewährt in Abhängigkeit von einem Erfüllen der zumindest einen Anforderungsbedingung einen Zugang zu dem Kraftfahrzeug. Die zumindest eine Anforderungsbedingung kann beispielsweise umfassen, dass ein durch das Antwortsignal übermittelter Schlüssel und/oder Code einem durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung erforderten Schlüssel und/oder Code entspricht.
Erfindungsgemäß leitet die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung das Anforderungssignal auch an eine fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit weiter. Diese Weiterleitung erfolgt gleichzeitig und/oder zeitnah mit dem Weiterleiten des Anforderungssignals an die Sende- und Empfangsvorrichtung des Kraftfahrzeugs. Mit anderen Worten wird dasselbe, durch die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit erzeugte Anforderungssignal, einerseits durch die Sende- und Empfangsvorrichtung in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgesendet und andererseits an die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit weitergeleitet. Nach Empfang des Anforderungssignals berechnet die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit eine Vergleichsantwort. Die Vergleichsantwort kann einer Antwort entsprechen, die von der fahrzeuginternen Berechtigungseinrichtung in Antwort auf das Anforderungssignal erwartet wird, um den Zugang zu dem Kraftfahrzeug zu gewähren. Mit anderen Worten kann die Vergleichsantwort einer möglichen Antwort eines Funkschlüssels entsprechen. Die Vergleichsantwort kann aber auch lediglich eine Simulation der möglichen erwarteten Antwort des Funkschlüssels sein. Die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit kann in diesem Fall die mögliche erwartete Antwort des Funkschlüssels simulieren.
Nach Berechnen der Vergleichsantwort erzeugt die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit ein Vergleichsantwortsignal mit der Vergleichsantwort und leitet das Vergleichsantwortsignal an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung weiter. Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung ermittelt daraufhin eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt eines Empfangs des durch die Sende- und Empfangsvorrichtung empfangenen Antwortsignals und einem Zeitpunkt eines Empfangs des durch die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit weitergeleiteten Vergleichsantwortsignals. Beispielsweise erfasst die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung die jeweiligen Zeitpunkte des Empfangs des Antwortsignals und des Vergleichsantwortsignals unabhängig voneinander. Sind dann die beiden jeweiligen Zeitpunkte erfasst, kann die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung die Zeitdifferenz daraus ermitteln. Mit anderen Worten entspricht die Zeitdifferenz einem zeitlichen Abstand zwischen dem Empfang des Vergleichsantwortsignals und dem Empfang des Antwortsignals beispielsweise eines Funkschlüssels. Wird kein Antwortsignal eines Funkschlüssels empfangen, bleibt die Ermittlung der Zeitdifferenz aus und die Zugangsberechtigung verwehrt.
Die zumindest eine Anforderungsbedingung ist dann erfüllt, wenn die ermittelte Zeitdifferenz einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Mit anderen Worten gewährt die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung nur dann Zugang zu dem Kraftfahrzeug, wenn die ermittelte Zeitdifferenz den vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Dabei kann der vorbestimmte Grenzwert in Abhängigkeit der Art der ersuchten Zugangsberechtigung bestimmt sein. Wird beispielsweise lediglich ein Entriegeln des Kraftfahrzeugs ersucht, kann der vorbestimmte Grenzwert derjenigen Zeit entsprechen, die einer Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Funkschlüssel von beispielsweise 5 Metern entspricht. Wird jedoch ein Starten eines Kraftfahrzeugmotors des Kraftfahrzeugs ersucht, kann der vorbestimmte Grenzwert kleiner als im vorherigen Fall sein, also beispielsweise derjenigen Zeit entsprechen, die einer Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Funkschlüssel von 1,5 Metern entspricht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich der Vorteil, dass eine Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Funkschlüssel, von welchem ein Antwortsignal zum Gewähren einer Zugangsberechtigung empfangen wird, präzise und zuverlässig ermittelt wird. Somit kann eine sogenannte Relay-Attacke verhindert werden, da eine Reichweitenverlängerung zwischen einer Kommunikationsverbindung zwischen der Sende-und Empfangsvorrichtung des Kraftfahrzeugs und dem Funkschlüssel dazu führen würde, dass der Empfang des Antwortsignals des Funkschlüssels in der Sende- und Empfangsvorrichtung sich verzögern würde. Das Verfahren ermöglicht, unabhängig von einer Gestaltung eines Funkschlüssels die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu diesen zu ermitteln, sodass das Verfahren kostengünstig und materialsparend in bereits bestehenden schlüssellosen Zugangssystemen wie beispielsweise Keyless-Entry oder Keyless-Go implementiert werden kann.
Die Erfindung umfasst auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung eine Zeitmesseinrichtung aufweist. Die Zeitmesseinrichtungen startet eine Zeitzählung, wenn das Vergleichsantwortsignal durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung empfangen wird. Die Zeitmesseinrichtung stoppt die Zeitzählung, wenn das durch die Sende- und Empfangsvorrichtung empfangene Antwortsignal durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung empfangen wird. Durch die Zeitmesseinrichtung ist eine präzise Ermittlung der Zeitdifferenz gegeben. Bevorzugt hierzu kann die Zeitmesseinrichtung die Zeitzählung automatisch nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer stoppen, wenn innerhalb dieser vorbestimmten Zeitdauer kein Antwortsignal empfangen wurde. Beispielsweise entspricht dann die vorbestimmte Zeitdauer dem vorbestimmten Grenzwert. Ist nach Empfang des Vergleichsantwortsignals und nach Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer, die dem vorbestimmten Grenzwert entspricht, kein Antwortsignal eines Funkschlüssels durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung empfangen worden, wird ohnehin keine Zugangsberechtigung zu dem Kraftfahrzeug gewährt. Somit kann zum Energiesparen die Zeitzählung der Zeitenmesseinrichtung bereits nach Ablauf dieser vorbestimmten Zeitdauer gestoppt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die fahrzeuginterne Schlüssel Verwaltungseinheit mittels einer vorbestimmten Abfolge von Rechenschritten die Vergleichsantwort berechnet und das Vergleichsantwortsignal mit der berechneten Vergleichsantwort erzeugt. Insgesamt benötigt die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit zum Berechnen der Vergleichsantwort und zum Erzeugen des Vergleichsantwortsignals eine Berechnungszeit, welcher einer Berechnungszeit zum Berechnen und Erzeugen des Antwortsignals mittels eines Funkschlüssels entspricht. Beispielsweise weist die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit ein Computerprogramm und/oder eine Software auf, welche die Berechnung der Vergleichsantwort ausführt. Das Computerprogramm kann so eingerichtet sein, dass sie mit einer zeitlichen Abstimmung ein Programm und/oder eine Software zum Berechnen der Vergleichsantwort ausführt, welche identisch zu einer zeitlichen Abstimmung eines Computerprogrammes und/oder Software eines Funkschlüssels ist. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die in der fahrzeuginternen Schlüsselverarbeitungseinheit ausgeführten Rechenschritte den durch den Funkschlüssel ausgeführten Rechenschritten entsprechen. Erforderlich ist lediglich, dass das Programm der Schlüsselverarbeitungseinheit ein zeitlich identisches Verhalten zu einem Programm des Funkschlüssels aufweist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Rechenschritte, die durch die Schlüsselverarbeitungseinheit ausgeführt werden, sich besonders einfach gestalten lassen, wodurch sich ein Aufwand zum Erstellen der Schlüsselverarbeitungseinheit gering halten lässt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit identisch zu einer Verarbeitungseinheit des Funkschlüssels zum Berechnen und zum Erzeugen des Antwortsignals ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die vorbestimmte Abfolge von Rechenschritten, mittels welchen die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit die Vergleichsantwort berechnet und das Vergleichs Antwortsignal erzeugt, identisch zu einer Abfolge von Rechenschritten, welche durch den Funkschlüssel zum Berechnen und zum Erzeugen des Antwortsignals ausgeführt werden. Dabei sind auch die jeweiligen Rechenschritte der Schlüsselverarbeitungseinheit und des Funkschlüssels identisch zueinander. Mit anderen Worten kann dasselbe Computerprogramm und/oder dieselbe Hardware, mittels welchem und/oder mittels welcher der Funkschlüssel das Antwortsignal berechnet und erzeugt, in der fahrzeuginternen Schlüsselverarbeitungseinheit eingebaut sein und zum Berechnen und zum Erzeugen des Vergleichsantwortsignals verwendet werden. Es kann also fahrzeugintern als auch durch den Funkschlüssel dieselbe, bereits zur Verfügung stehende Software verwendet werden, wodurch ein Entwickeln einer weiteren Software erspart werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Vergleichsantwortsignal und das Antwortsignal des Funkschlüssels jeweils aus einer Vielzahl von Daten zusammengesetzt sind. Eine derartige Zusammensetzung kann sich beispielsweise aus einer Vielzahl von Datenbits ergeben. Jedes Datum des Vergleichsantwortsignals wird als voraussagbar oder als unvoraussagbar katalogisiert. Mit anderen Worten ist das Datum, welches durch die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit berechnet wurde, voraussagbar, wird dieses Datum als solches indiziert. Diese Indizierung und/oder Katalogisierung kann in das Vergleichsantwortsignal aufgenommen werden. Ein Datum wird als voraussagbar katalogisiert, wenn das Datum beispielsweise eindeutig berechnet werden kann. Mit anderen Worten werden beispielsweise keine Zufallszahlen zur Berechnung des jeweiligen Datums herangezogen, sodass jede erneute Berechnung zum selben Ergebnis und somit zum selben Datum führt. Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung vergleicht ein jeweiliges Datum des Vergleichsantwortsignals mit einem Datum des Antwortsignals des Funkschlüssels nur, wenn das jeweilige Datum des Vergleichsantwortsignals als voraussagbar katalogisiert wurde. Somit wird sichergestellt, dass zwei Daten nur dann miteinander verglichen werden, wenn dieser Vergleich auch zu einem plausiblen Ergebnis führen kann. Liegt zu jedem voraussagbarem Datum des Vergleichsantwortsignals ein entsprechendes Datum in dem Antwortsignal des Funkschlüssels vor, kann die zumindest eine Anforderungsbedingung erfüllt sein, welche besagt, dass es sich bei dem Antwortsignal des Funkschlüssels um ein korrektes Antwortsignal handelt, welches zu einer Gewährung eines Zugangs zu dem Kraftfahrzeug berechtigt. Somit wird in dieser Ausführungsform gleichzeitig geprüft, ob das Antwortsignal des Funkschlüssels die erforderlichen Zugangsdaten zu dem Kraftfahrzeug aufweist und weiterhin die Bedingung erfüllt, dass sich der Funkschlüssel innerhalb einer vorbestimmten Entfernung zu dem Kraftfahrzeug befindet.
Bevorzugt ermittelt die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung die Zeitdifferenz mittels einer Vielzahl von Zeitmesseinrichtungen auf kontinuierliche Art und Weise. Mit kontinuierlich ist gemeint, dass zu mehreren Zeitpunkten in einem vorbestimmten zeitlichen Abstand zueinander die Zeitdifferenz ermittelt wird. Hierzu startet jeweils eine Zeitmesseinrichtung eine Zeitzählung, wenn ein als voraussagbar katalogisiertes Datum auf dem Vergleichsantwortsignal durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung empfangen wird. Diese Zeitmesseinrichtung stoppt die Zeitzählung, wenn ein entsprechendes Datum des Antwortsignals des Funkschlüssels durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung empfangen wird und ein Vergleich des als voraussagbar katalogisierten Datums aus dem Vergleichsantwortsignal mit dem entsprechenden Datum des Antwortsignals ergibt, dass die beiden Daten miteinander übereinstimmen. Es kann somit für jedes Datum, das durch die Verarbeitungseinheit des Funkschlüssels berechnet werden sollte, ermittelt werden, in welcher Entfernung zu dem Kraftfahrzeug der Funkschlüssel sich zum Zeitpunkt des Erzeugen und/oder Aussenden des Datums sich befand. Somit erfolgt die Ermittlung der Entfernung zwischen Kraftfahrzeug und Funkschlüssel nicht einmalig, sondern mehrfach und/oder kontinuierlich über einen vorbestimmten Zeitraum hinweg. Hierdurch lässt sich eine Genauigkeit des ermittelten Abstandes zwischen Kraftfahrzeug und Funkschlüssel erhöhen. Es kann beispielsweise für jedes empfangene Datum aus dem Funkschlüssel durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung bestimmt werden, ob die ermittelte Zeitdifferenz für das jeweilige Datum zulässig ist. Durch die Mehrzahl der ermittelten Zeitdifferenzen kann dann eine statistische Auswertung der Zulässigkeit erfolgen.
Bevorzugt hierzu kann durch die kontinuierlich ermittelte Zeitdifferenz durch die Vielzahl von Zeitmesseinrichtungen auch bestimmt werden, inwiefern sich die Zeitdifferenz über einen bestimmten Zeitraum verändert. Wird die Zeitdifferenz beispielsweise kontinuierlich kleiner, lässt dies darauf schließen, dass sich der Funkschlüssel dem Kraftfahrzeug annähert. Eine weitere oder alternative Anforderungsbedingung ist dann erfüllt, wenn die kontinuierliche ermittelte Zeitdifferenz kontinuierlich kleiner wird. Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung gewährt also nur dann Zugang zu dem Kraftfahrzeug, wenn zumindest eine der ermittelten Zeitdifferenzen einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet und diese auch kontinuierlich einen geringeren Wert einnehmen. Damit des beispielsweise gemeint, dass ein Vorgängerwert der ermittelten Zeitdifferenz größer ist als ein Nachfolgewert der ermittelten Zeitdifferenz. Durch diese Prüfung erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass der Funkschlüssel sich tatsächlich in unmittelbarer Nähe des Kraftfahrzeugs befindet und nicht für eine Relay-Attacke missbraucht wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Vergleichsantwortsignal in einen Ausgabespeicher gespeichert wird und dass das durch die Sende- und Empfangsvorrichtung empfangene Antwortsignal in einen Übergabespeicher gespeichert wird. Ein Inhalt der beiden Speicher, also der Ausgabespeicher und der Übergabespeicher, wird mittels eines parallelen digitalen Komparators verglichen. Die Speicherinhalte werden beispielsweise auf Identität geprüft, indem jede Bitposition des einen Speichers mit der korrespondierenden Position des anderen Speichers verglichen wird. Eine Logik kann dann beispielsweise eine Nachricht ausgeben, wenn die beiden Speicher einen identischen Speicherinhalt haben. Dabei können in Bezug auf den identischen Speicherinhalt lediglich die als voraussagbar katalogisierten Daten geprüft werden. Zumindest einer der Speicher kann beispielsweise als ein Rechenregister ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Schnelligkeit der Prüfung der jeweiligen Speicherinhalte besonders schnell erfolgt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Schlüsselverarbeitungseinheit mittels einer bestimmten Taktfrequenz das Vergleichsantwortsignal erzeugt. In bekannter Weise erzeugt auch ein Funkschlüssel das Antwortsignal in Antwort auf das Anforderungssignal mit einer bestimmten Taktfrequenz. Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform regelt eine Phasenregelschleife die Taktfrequenz der fahrzeuginternen Schlüsselverarbeitungseinheit derart, dass die Taktfrequenz synchron zu der Taktfrequenz des Funkschlüssels ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Zeitdifferenz, welche die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung zum Entscheiden über eine Zugangsberechtigung zu dem Kraftfahrzeug ermittelt, besonders präzise ermittelt wird.
Bevorzugt hierzu ist die Phasenregelschleife als eine analoge Phasenregelschleife oder als eine digitale Phasenregelschleife ausgebildet. Die analoge Phasenregelschleife bietet den Vorteil, dass sie besonders schnell die Synchronisation der Taktfrequenz der fahrzeuginternen Schlüsselverarbeitungseinheit zu der Taktfrequenz des Funkschlüssels erstellt. Die digitale Phasenregelschleife erweist sich als besonders vorteilhaft, da sie auf einfache Art und Weise in die Schlüsselverarbeitungseinheit integriert werden kann.
Das erfindungsgemäße Berechtigungssystem für ein Kraftfahrzeug weist eine fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Auslöseereignis ein Anforderungssignal zu erzeugen und das Anforderungssignal an eine Sende- und Empfangsvorrichtung des Kraftfahrzeugs weiterzuleiten. Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung ist weiterhin dazu eingerichtet, bei Empfang eines Antwortsignals eines Funkschlüssels das empfangene Antwortsignal auf zumindest eine Anforderungsbedingung zu prüfen und in Abhängigkeit von einem Erfüllen der zumindest einen Anforderungsbedingung die Zugangsberechtigung zu dem Kraftfahrzeug zu gewähren. Das Berechtigungssystem für das Kraftfahrzeug weist ferner eine Sende- und Empfangsvorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, bei Empfang des Anforderungssignals dieses in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs auszusenden. Die Sende-und Empfangsvorrichtung ist dazu eingerichtet, bei Empfang des Antwortsignals des Funkschlüssels das empfangene Antwortsignal an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung weiterzuleiten.
Erfindungsgemäß umfasst das Berechtigungssystem eine fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, bei Empfang eines Anforderungssignals eine Vergleichsantwort zu berechnen und ein Vergleichsantwortsignal mit der berechneten Vergleichsantwort zu erzeugen und an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung weiterzuleiten. Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung ist weiterhin dazu eingerichtet, beim Weiterleiten des Anforderungssignals an die Sende- und Empfangsvorrichtung das Anforderungssignal gleichzeitig auch an die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit weiterzuleiten. Weiterhin ist die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt eines Empfangs des durch die Sende- und Empfangsvorrichtung empfangenen Antwortsignals und einem Zeitpunkt eines Empfangs des durch die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit erzeugten Vergleichsantwortsignals zu ermitteln. Die zumindest eine Anforderungsbedingung ist dann erfüllt, wenn die durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung ermittelte Zeitdifferenz einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet.
Die zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ermitteln einer Zugangsberechtigung zu einem Kraftfahrzeug beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen gelten sinngemäß für das erfindungsgemäße Berechtigungssystem für ein Kraftfahrzeug.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Berechtigungssystems für ein Kraftfahrzeug und einem Funkschlüssel;
2 ein Diagramm, welches die Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Ermitteln einer Zugangsberechtigung zu einem Kraftfahrzeug erläutert.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 sind schematisch ein Kraftfahrzeug 10 und ein Funkschlüssel 12 dargestellt, wobei das Kraftfahrzeug 10 und der Funkschlüssel 12 über eine Kommunikationsverbindung kommunizieren können. Mittels einer sogenannten „Challenge and Response“ Kommunikation, welche über diese Kommunikationsverbindung stattfindet, kann das Kraftfahrzeug 10 verriegelt und/oder entriegelt werden und/oder kann ein Motor des Kraftfahrzeugs 10 gestartet werden.
In 2 sind schematisch mittels eines Diagramms die Verfahrensschritte aufgeführt, die ein Verfahren zum Ermitteln einer Zugangsberechtigung zu dem Kraftfahrzeug 10 umfasst. Die Verfahrensschritte werden im Folgenden in Zusammenschau mit 1 erläutert.
Das Kraftfahrzeug 10 weist ein Berechtigungssystem auf, welches folgende Komponenten umfasst: eine fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14, eine Sende- und Empfangsvorrichtung 16 und eine fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit 18. In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird ein Auslösesignal durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 registriert. Beispielsweise wird das Auslösesignal erzeugt, wenn ein Annäherungssensor des Kraftfahrzeugs 10 ein Annähern einer Person und/oder des Funkschlüssels 12 ermittelt. Weiterhin kann das Auslösesignal erzeugt werden, wenn ein bestimmter Knopf an einem Türgriff und/oder an einer Heckklappe des Kraftfahrzeugs 10 betätigt wird. Wird von der fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 das Auslösesignal verzeichnet, erzeugt die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 ein Anforderungssignal 20 in einem zweiten Verfahrensschritt S2.
Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 leitet nach Erzeugen des Anforderungssignals 20 zur selben Zeit das Anforderungssignal 20 an die Sende- und Empfangsvorrichtung 16 (Verfahrensschritt S3a) als auch an die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit 18 (Verfahrensschritt S3b). Die Sende- und Empfangsvorrichtung 16 kann einen sogenannten Transmitter und einen sogenannten Transponder umfassen, sodass die Sende- und Empfangsvorrichtung 16 dazu ausgelegt ist, über den Transmitter das Anforderungssignal 20 in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs auszusenden und über den Transponder ein mögliches Antwortsignal 22 zu empfangen (Verfahrensschritt S4a). Die Sende- und Empfangsvorrichtung 16 ist somit insbesondere dazu ausgelegt, eine Kommunikationsverbindung zu einem Funkschlüssel 12 herzustellen. In bekannter Weise weist der Funkschlüssel 12 eine interne Verarbeitungseinheit auf, welche dazu ausgelegt ist, das Anforderungssignal 20 der fahrzeuginternen Berechtigungseinrichtung 14 des Kraftfahrzeugs 10 zu entschlüsseln und eine korrespondierende Antwort in Form eines Antwortsignals 22 über die Kommunikationsverbindung zurück an das Kraftfahrzeug 10 zu senden. Wird durch die Sende- und Empfangsvorrichtung 16 das Antwortsignal 22 des Funkschlüssels 12 empfangen, leitet die Sende- und Empfangsvorrichtung 16 das Antwortsignal 22 an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 weiter.
Parallel zu der Kommunikation und/oder zu dem Austausch von dem Anforderungssignal 20 und dem Antwortsignal 22 zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung 16 und dem Funkschlüssel 12 berechnet die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit 18 eine Vergleichsantwort und erzeugt ein Vergleichsantwortsignal 24 (Verfahrensschritt S4b). Dabei kann die Schlüsselverarbeitungseinheit 18 einen Programmcode aufweisen, der identisch zu einem Programmcode der Verarbeitungseinheit des Funkschlüssels 12 ist, mittels welcher der Funkschlüssel 12 die Antwort auf das Anforderungssignal 20 ermittelt und das Antwortsignal 22 erzeugt. Somit wird kraftfahrzeugintern diese mögliche Antwort des Funkschlüssels ebenfalls mittels eines identischen Programmcodes durch die Schlüsselverarbeitungseinheit 18 ermittelt. Alternativ kann der Programmcode der Schlüsselverarbeitungseinheit 18 lediglich eine Simulation des Programmcodes des Funkschlüssels 12 darstellen. Das Vergleichsantwortsignal 24 wird durch die Schlüsselverarbeitungseinheit 18 auch wie das Antwortsignal 22 an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 weitergeleitet. Dabei können die jeweiligen Zeitpunkte eines Empfangs des Antwortsignals 22 und eines Empfangs des Vergleichsantwortsignals 24 auseinanderfallen. Da das Anforderungssignal 20 und das Antwortsignal 22 des Funkschlüssels 12 jeweils durch die fahrzeugseitige Sende- und Empfangsvorrichtung 16 als auch durch den Funkschlüssel 12 in bekannter Weise moduliert und demoduliert werden müssen, ergibt sich hierdurch eine zusätzliche Zeitverzögerung, die bei der fahrzeuginternen Kommunikation zwischen der Berechtigungseinrichtung 14 und der Schlüsselverarbeitungseinheit 18 nicht stattfinden muss. Zudem ergibt sich eine weitere Verzögerung durch eine Laufzeit der Kommunikation zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung 16 und dem Funkschlüssel 12, welche sich aus einer Entfernung d zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung 16 und dem Funkschlüssel 12 ergibt.
Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 ermittelt nach Empfang des Vergleichsantwortsignals 24 und nach Empfang des Antwortsignals 22 des Funkschlüssels 12 eine Zeitdifferenz zwischen diesen zwei Empfangs-Zeitpunkten in einem fünften Verfahrensschritt S5. Eine Voraussetzung für ein korrektes Vergleicher dieser zwei Empfangs-Zeitpunkte ist, dass im Vorfeld eine Synchronisation einer Taktfrequenz der fahrzeuginternen Schlüsselverarbeitungseinheit 18 mit einer Taktfrequenz des Funkschlüssels 12 stattgefunden hat. Ein zeitlicher Ablauf lässt sich dann wie im Folgenden zusammenfassen:
Zu einem Zeitpunkt t(0) übergibt die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 übergibt das Anforderungssignal 20 gleichzeitig an die Sende- und Empfangsvorrichtung 16 und an die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit 18. Eine Signallaufzeit über die Kommunikationsverbindung zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung 16 und dem Funkschlüssel 12 wird als t(d) bezeichnet. Eine Dauer der Modulation und der Demodulation eines Signals (Anforderungssignal 20 und/oder Antwortsignal 22) wird als Kmd bezeichnet und kann eine der fahrzeuginternen Berechtigungseinrichtung 14 bekannte konstante Größe sein.
Zu einem Zeitpunkt t(0) + t(d) + Kmd wird dann von dem Funkschlüssel 12 das Anforderungssignal 20 empfangen. Eine Rechenzeit, welche zum Berechnen des Antwortsignals 22 benötigt wird, wird als t(P) bezeichnet. Diese Rechenzeit ist identisch zu derjenigen Zeit, die die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit 18 zum Ermitteln des Vergleichsantwortsignals 24 benötigt.
Zu einem Zeitpunkt t(0) + t(P) wird dann von der fahrzeuginternen Schlüsselverarbeitungseinheit 18 das Vergleichsantwortsignal 24 an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 geliefert. Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 startet zu diesem Zeitpunkt eine Zeitmessung.
Zu einem Zeitpunkt t(0) + t(d) + t(P) + Kmd + Kmd sendet der Funkschlüssel 12 das Antwortsignal 22 aus.
Zu einem Zeitpunkt t(0) + 2t(d) + t(P) + 2Kmd bekommt die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 das Antwortsignal 22 des Funkschlüssels 12 übergeben. Die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 stoppt daraufhin die Zeitmessung.
Die ermittelte Zeitdifferenz t(mess) zwischen dem Start und dem Stopp der Zeitmessung durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 beträgt dann: $t (mess) = t (0) + 2 t (d) + t (P) + 2 Kmd- [t (0) + t (P)] = 2t (d) + 2 Kmd$
Die durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 ermittelte Zeitdifferenz t(mess) erfasst also zweimal die Signallaufzeit der Kommunikation zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung 16 und des Funkschlüssels 12 und eine Konstante. Die Konstante Kmd setzt sich zusammen aus einer fahrzeugseitigen Modulationslaufzeit des Anforderungssignals 20, einer seitens des Funkschlüssels 12 benötigten Demodulationslaufzeit des Anforderungssignals 20, einer seitens des Funkschlüssels 12 benötigten Modulationslaufzeit des Antwortsignals 22 und einer fahrzeugseitigen Demodulationslaufzeit des Antwortsignals 22. Die Modulations- und Demodulationslaufzeiten sind konstant und der fahrzeuginternen Berechtigungseinrichtung 14 bekannt. Die durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 ermittelte Zeitdifferenz t(mess) ist somit proportional zu der Entfernung d zwischen dem Kraftfahrzeug 10 und dem Funkschlüssel 12.
Um nur dann einen Zugang zu dem Kraftfahrzeug 10 zu gewähren, wenn sich der Funkschlüssel 12 in ausreichender Nähe zu dem Kraftfahrzeug 10 befindet, prüft die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 die ermittelte Zeitdifferenz t(mess) auf ein Anforderungskriterium. Dieses besagt, dass Zugang zu dem Kraftfahrzeug nur dann gewährt wird, wenn die Entfernung d zwischen dem Kraftfahrzeug 10 und dem Funkschlüssel 10 beispielsweise kleiner als 5 Meter ist. Ist dies der Fall, wird entriegelt die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 das Kraftfahrzeug 10 (Verfahrensschritt S6a). Ist dies jedoch nicht der Fall, wird der Zugang zu dem Kraftfahrzeug 10 durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 verweigert (Verfahrensschritt S6b). Ergänzend oder alternativ wird im Verfahrensschritt S6a ein Starten eines Motors des Kraftfahrzeugs 10 durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung 14 zugelassen.
Weitere Merkmale des Verfahrens zum Ermitteln der Zugangsberechtigung zu dem Kraftfahrzeug 10 und weitere Merkmale des Berechtigungssystems sind im Folgenden aufgeführt. Die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit 18 wird im Folgenden als Masterstation und der Funkschlüssel 12 als Slavestation bezeichnet.
Merkmale:

1a. Die Masterstation enthält die Verarbeitungseinheit der Slavestation.
1b. Die Masterstation enthält eine Simulation der Slavestation.
2a. Die Slaveverarbeitungseinheit auf der Masterstation und die Verarbeitungseinheit der Slavestation arbeiteten mit identischem Code.
2b. Die Simulation der Slaveverarbeitungseinheit auf der Masterstation und die Verarbeitungseinheit der Slavestation arbeiteten mit identischem Timing.
3. Die Slaveverarbeitungseinheit auf der Masterstation hat als Ausgang ein Ausgangsregister, das als paralleler digitaler Komparator ausgelegt ist.
4. Dem Ausgaberegister werden Demodulationserwartungswerte übergeben.
5. Die Demodulationseinheit der Sende- und Empfangsvorrichtung 16 hat als Ausgang ein Übergaberegister, das als paralleler digitaler Komparator ausgelegt ist.
6. Der Code der Slaveverarbeitungseinheit auf der Masterstation ist überwacht, nicht vorhersagbare Ergebnisse werden identifiziert, und im Ausgangsregister indiziert.
7. Die Ergebnisse (Antworten) der Slaveverarbeitungseinheit auf der Masterstation werden mit den empfangenen Antworten der Verarbeitungseinheit der Slavestation verglichen, wenn die Vergleichsantwort im Ausgangsregister nicht als nicht vorhersagbar indiziert wurde.
8. Mit der Übergabe einer nicht indizierten Antwort der Slaveverarbeitungseinheit auf der Masterstation an das Ausgangsregister wird eine Zeitmesseinrichtung gestartet.
9. Ein positiver Vergleich der Komparatoren (Ausgangsregister mit Übergaberegister) stoppt die Zeitmesseinrichtung.
10. Das Delay (die Verzögerung) zwischen den Antworten der Slaveverarbeitungseinheit auf der Masterstation und den empfangenen Antworten der Verarbeitungseinheit der Slavestation im Übergaberegister wird ausgewertet.
11. Die Delaywerte (D f(d)) (Entfernungswerte) werden mit einem definierten zulässigen Entfernungsfeld (E f(d)) verglichen und als ,zulässig‘ oder ,unzulässig‘ bewertet.
12. Das zulässige Entfernungsfeld (E f(d)) kann an das Nutzerentfernungsprofil (N f(d)) in sinnvollen Grenzen angepasst werden.
13. Die Zeitmesseinrichtung arbeitet nicht synchron zur Träger (Takt)-Frequenz.
14. Die Zeitmesseinrichtung ist eine Kaskadenzähleinrichtung, deren erstes Element von einer Delaykette (D) gespeist wird.
15. Die Delaykette (D) besteht aus min. 2^n(8) Elementen.
16. Eine Delaystufenverzögerung (d(n)) beträgt <50ps
17. Die erste(n) Zähleinrichtung(en) der Kaskade ist(sind) als synchrone Zähler ausgelegt.
18. Die Zähler können synchron gestoppt werden.
19. Die Zählregister sind parallel abrufbar.
20. Die Delaykette(D) kann synchron zu den Zählern gestoppt werden.
21. Die Stand Delaykette(D) ist abrufbar.
22. Der Stand der Delaykette(D) wird in einen binären Wert gewandelt.
23. Die Taktfrequenz der Verarbeitungseinheiten wird von der Trägerfrequenz der Kommunikationsstrecke abgeleitet.
24. Zur Synchronisation der Taktfrequenz mit der Trägerfrequenz kommt eine analoge Phasenregelschleifeneinrichtung (phased locked loop - PLL) zur Verwendung.
25. Zur Synchronisation der Taktfrequenz mit der Trägerfrequenz kommt eine digitale Phasenregelschleifeneinrichtung (phased locked loop - PLL) Einrichtung zur Verwendung.
26. Die Phasenregelschleifeneinrichtung ist so ausgelegt, dass diese der Trägerfrequenz ohne oder mit definiertem Phasenversatz folgt.
27. Die Phasenregelschleifeneinrichtung ist ausgelegt, unmittelbar anzuzeigen, sobald kein Phasenfehler mehr auftritt, die Phasenregelschleifeneinrichtung also ‚eingeloggt‘ ist.
28. Eine bestätigte Synchronisation wird als eine Voraussetzung für eine Distanzbestimmung erhöhter Genauigkeit verwendet.
29. Eine bestätigte Synchronisation ist keine Voraussetzung für eine Distanzbestimmung, die Delaybestimmung für sich stellt ein Maß für die Distanzbestimmung dar.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine Entfernungsbestimmung zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Funkschlüssel realisiert werden kann um somit beispielsweise eine mögliche Relay-Attacke zu verhindern.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug
12: Funkschlüssel
14: fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung
16: Sende- und Empfangsvorrichtung
18: fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit
20: Anforderungssignal
22: Antwortsignal
24: Vergleichsantwortsignal
d: Entfernung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0992408 B1 [0003]
DE 10004213 A1 [0004]
DE 102005062455 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Zugangsberechtigung zu einem Kraftfahrzeug (10), wobei - eine fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Auslöseereignis (Schritt S1) ein Anforderungssignal (20) erzeugt (Schritt S2) und das Anforderungssignal (20) an eine Sende- und Empfangsvorrichtung (16) des Kraftfahrzeugs (10) weiterleitet, welche das Anforderungssignal (20) in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) aussendet (Schritt S3a); wobei - bei einem Empfang eines Antwortsignals (22) eines Funkschlüssels (12) durch die Sende- und Empfangsvorrichtung (16) (Schritt S4a) die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) das empfangene Antwortsignal (22) auf zumindest eine Anforderungsbedingung prüft und in Abhängigkeit von einem Erfüllen der zumindest einen Anforderungsbedingung die Zugangsberechtigung zu dem Kraftfahrzeug (10) gewährt (Schritt S6a oder S6b); dadurch gekennzeichnet, dass - die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) beim Weiterleiten des Anforderungssignals (20) an die Sende- und Empfangsvorrichtung (16) (Schritt S3a) das Anforderungssignal (20) gleichzeitig auch an eine fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) weiterleitet (Schritt S3b); wobei - die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) bei Empfang des Anforderungssignals (20) eine Vergleichsantwort berechnet und ein Vergleichsantwortsignal (24) mit der berechneten Vergleichsantwort erzeugt und an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) weiterleitet (Schritt S4b); wobei - die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt eines Empfangs des durch die Sende- und Empfangsvorrichtung (16) empfangenen Antwortsignals (22) und einem Zeitpunkt eines Empfangs des durch die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) weitergeleiteten Vergleichsantwortsignals (24) ermittelt (Schritt S5); und wobei - die zumindest eine Anforderungsbedingung erfüllt ist, wenn die ermittelte Zeitdifferenz einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) die Zeitdifferenz mittels einer Zeitmesseinrichtung ermittelt, wobei die Zeitmesseinrichtung eine Zeitzählung startet, wenn das Vergleichsantwortsignal (24) durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) empfangen wird und die Zeitzählung stoppt, wenn das durch die Sende- und Empfangsvorrichtung (16) empfangene Antwortsignal (22) durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) empfangen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) mittels einer vorbestimmten Abfolge von Rechenschritten die Vergleichsantwort berechnet und das Vergleichsantwortsignal (24) erzeugt, wobei die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) zum Berechnen der Vergleichsantwort und zum Erzeugen des Vergleichsantwortsignals (24) insgesamt eine Berechnungszeit benötigt, welche identisch zu einer Berechnungszeit zum Berechnen und Erzeugen des Antwortsignals (22) mittels des Funkschlüssels (12) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) identisch zu einer Verarbeitungseinheit des Funkschlüssels (12) zum Berechnen und zum Erzeugen des Antwortsignals (22) ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vergleichsantwortsignal (24) und das Antwortsignal (22) des Funkschlüssels (12) jeweils aus einer Vielzahl von Daten zusammengesetzt ist, wobei jedes Datum des Vergleichsantwortsignals (24) als voraussagbar oder als unvoraussagbar katalogisiert wird und die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) ein jeweiliges Datum des Vergleichsantwortsignals (24) mit einem Datum des Antwortsignals (22) des Funkschlüssels (12) vergleicht, wenn das jeweilige Datum als voraussagbar katalogisiert wurde.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) die Zeitdifferenz mittels einer Vielzahl von Zeitmesseinrichtungen kontinuierlich ermittelt, wobei jeweils eine Zeitmesseinrichtung aus der Vielzahl von Zeitmesseinrichtungen eine Zeitzählung startet, wenn ein als voraussagbar katalogisiertes Datum aus dem Vergleichsantwortsignal (24) durch die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) empfangen wird und die Zeitzählung der jeweiligen Zeitmesseinrichtung stoppt, wenn der Vergleich des als voraussagbar katalogisierten Datums aus dem Vergleichsantwortsignal (24) mit einem Datum des Antwortsignals (22) des Funkschlüssels (12) ergibt, dass die beiden Daten miteinander übereinstimmen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die zumindest eine Anforderungsbedingung erfüllt ist, wenn die kontinuierlich ermittelte Zeitdifferenz kontinuierlich kleiner wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vergleichsantwortsignal (24) in einen Ausgabespeicher gespeichert wird und das durch die Sende- und Empfangsvorrichtung (16) empfangene Antwortsignal (22) in einen Übergabespeicher gespeichert wird, wobei der Ausgabespeicher und der Übergabespeicher mittels eines parallelen digitalen Komparators miteinander verglichen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Phasenregelschleife eine Taktfrequenz der fahrzeuginternen Schlüsselverarbeitungseinheit (18) derart regelt, dass diese synchron mit einer Taktfrequenz des Funkschlüssels (12) läuft.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Phasenregelschleife als eine analoge Phasenregelschleife oder als eine digitale Phasenregelschleife ausgebildet ist.
Berechtigungssystem für ein Kraftfahrzeug (10), aufweisend - eine fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14), welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Auslöseereignis ein Anforderungssignal (20) zu erzeugen und das Anforderungssignal (20) an eine Sende- und Empfangsvorrichtung (16) des Kraftfahrzeugs (10) weiterzuleiten, wobei die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) weiterhin dazu eingerichtet ist, bei Empfang eines Antwortsignals (22) eines Funkschlüssels (12) das empfangene Antwortsignal (22) auf zumindest eine Anforderungsbedingung zu prüfen und in Abhängigkeit von einem Erfüllen der zumindest einen Anforderungsbedingung die Zugangsberechtigung zu dem Kraftfahrzeug (10) zu gewähren; - die Sende- und Empfangsvorrichtung (16), welche dazu eingerichtet ist, das weitergeleitete Anforderungssignal (20) in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) auszusenden, und welche dazu eingerichtet ist, bei Empfang des Antwortsignals (22) des Funkschlüssels (12) das empfangene Antwortsignal (22) an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) zu leiten; dadurch gekennzeichnet, dass - das Berechtigungssystem eine fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, bei Empfang eines Anforderungssignals (20) eine Vergleichsantwort zu berechnen und ein Vergleichsantwortsignal (24) mit der berechneten Vergleichsantwort zu erzeugen und an die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) weiterzuleiten; und - die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) dazu eingerichtet ist, beim Weiterleiten des Anforderungssignals (20) an die Sende- und Empfangsvorrichtung (16) das Anforderungssignal (20) gleichzeitig auch an die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) weiterzuleiten; wobei - die fahrzeuginterne Berechtigungseinrichtung (14) weiterhin dazu eingerichtet ist, eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt eines Empfangs des durch die Sende- und Empfangsvorrichtung (16) empfangenen Antwortsignals (22) und einem Zeitpunkt eines Empfangs des durch die fahrzeuginterne Schlüsselverarbeitungseinheit (18) erzeugten Vergleichsantwortsignals (24) zu ermitteln; und wobei - die zumindest eine Anforderungsbedingung erfüllt ist, wenn die ermittelte Zeitdifferenz einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet.