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Die Erfindung betrifft ein Zugangssystem und ein Verfahren zur Zugangsverifizierung, insbesondere zur Zugangsverifizierung in einem Fahrzeug.
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Schlüssellose Fahrzeug-Zugangs- und Startsysteme, wie beispielsweise das Passive Start Entry-(PASE)-System, sind automatische Systeme, um ein Fahrzeug ohne aktive Benutzung eines Autoschlüssels zu entriegeln und durch das bloße Betätigen des Startknopfes zu starten. In dem Fahrzeug ist dabei eine Sendeeinheit angeordnet, welche in regelmäßigen Abständen Signale aussendet. Dies sind beispielsweise elektromagnetische Signale im LF (Low Frequency)- oder HF (High Frequency)-Bereich. Diese Signale werden von einer Transpondereinheit empfangen, wenn diese sich in der Nähe des Fahrzeugs befindet, und anschließend von der Transpondereinheit ausgewertet und/oder weiter verarbeitet. Im Anschluss an die Auswertung und/oder Weiterverarbeitung in der Transpondereinheit können entsprechende Antwortsignale wieder an die Sendeeinheit im Fahrzeug zurückgesendet werden. Die Antwortsignale werden beispielsweise im UHF-Frequenzband gesendet und können im Fahrzeug von einer Auswerteeinheit ausgewertet werden. Wird ein Antwortsignal als korrekt, und somit die Transpondereinheit als zum Fahrzeug gehörig erkannt, kann das Fahrzeug entriegelt oder gestartet werden. Auch andere Funktionen im Fahrzeug können auf diese Art und Weise gesteuert werden.
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Solche Systeme können jedoch relativ leicht angegriffen werden, z.B. durch so genannte Relais-Angriffe. Zudem ist der Stromverbrauch im Fahrzeug hoch, da die Signale vom Fahrzeug in regelmäßigen Abständen ausgesendet werden müssen, auch wenn sich möglicherweise für längere Zeit keine autorisierte Transpondereinheit in der Nähe des Fahrzeugs befindet. Auch der Stromverbrauch der Transpondereinheit ist hoch, da die Transpondereinheit immer bereit sein muss, Signale von einem Fahrzeug zu empfangen und auszuwerten.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 220 126 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitseinrichtung eines Fahrzeugs, der ein mobiler Identifikationsgeber zugeordnet ist, welcher dafür ausgelegt ist, einen spezifischen Code an das Fahrzeug zu deren Aktivieren zu senden. Dabei hat das Verfahren folgende Schritte. Es wird eine Bewegung des mobilen Identifikationsgebers mit der Zeit mittels eines Beschleunigungssensors erfasst. Ferner wird die erfasste Bewegung mit einer Gruppe von vorbestimmten Bewegungsmustern verglichen. Schließlich wird die Sicherheitseinrichtung in Abhängigkeit des Vergleichs deaktiviert, wenn ein ordnungsgemäßer spezifischer Code des mobilen Identifikationsgebers vorliegt.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 116 157 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Berechtigungseinrichtung für schlüssellosen Zugang und Start eines Fahrzeugs mit einem tragbaren ID-Geber, der einen Bewegungssensor aufweist, wobei zwischen Berechtigungseinrichtung und ID-Geber eine drahtlose Kommunikationsverbindung zum Austausch von Datentelegrammen aufgebaut werden kann, wobei der schlüssellose Zugang zum Fahrzeug nur dann zulässig ist, wenn ein Zeitpunkt einer von dem Bewegungssensor erfassten, letztmaligen Bewegung des ID-Gebers innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls liegt und wobei die Berechtigungseinrichtung den schlüssellosen Start des Fahrzeugs nur dann zulässt, wenn zuvor der schlüssellose Zugang zum Fahrzeug 1 zugelassen wurde.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 050 160 A1 offenbart einen Identifikationsgeber eines Schließsystems eines Fahrzeugs, ausgebildet zur Identifikation einer berechtigten Person, das Fahrzeug zu entriegeln und/oder zu starten, mit einer Empfangseinheit, die zum Empfang eines Sendesignals ausgebildet ist, das von einem Sende-Empfangsmodul im Fahrzeug aussendbar ist, mit einem Mikrocontroller zur Steuerung der Empfangseinheit, und mit einem Energiespeicher zur Energieversorgung wenigstens der Empfangseinheit und des Mikrocontrollers, weiterhin mit einem Bewegungssensor, der zur Sensierung einer Bewegung des Identifikationsgebers ausgebildet ist. Die Empfangseinheit ist durch den Mikrocontroller abschaltbar, wenn der Bewegungssensor während einer Mindestzeitdauer eine Bewegungslosigkeit des Identifikationsgebers sensiert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Zugangssystem und ein verbessertes Verfahren zur Zugangsverifizierung bereitzustellen, welche ein Fahrzeug oder ein anderes Objekt besser gegen ungewollte Angriffe Dritter schützen und bei welchem der Stromverbrauch in der Transpondereinheit reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Zugangssystem gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Betrieb des Zugangssystems gemäß Anspruch 10 und ein Fahrzeug mit einem Zugangssystem gemäß Anspruch 11 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
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Ein Zugangssystem weist eine Transpondereinheit und eine in einem Objekt angeordnete Sendeeinheit auf. Die Sendeeinheit ist dazu ausgebildet, eine Anfrage an die Transpondereinheit zu übermitteln und die Transpondereinheit weist einen Bewegungssensor auf, der dazu ausgebildet ist, eine Bewegung der Transpondereinheit zu detektieren und eine Bewegungsinformation zu generieren. Die Transpondereinheit ist dazu ausgebildet, in einem ersten Betriebszustand eine Antwort, die die Bewegungsinformation enthält, als Reaktion auf die Anfrage an die Sendeeinheit zu übermitteln, wobei die Sendeeinheit dazu ausgebildet ist, anhand der Bewegungsinformation zu entscheiden, ob das Objekt aktiviert wird.
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Ein derartiges Zugangssystem ist besser gegen Angriffe Dritter, wie beispielsweise sogenannte Relais-Angriffe, geschützt. Soll ein Objekt beispielsweise entriegelt werden, bewegt sich eine Transpondereinheit, welche der Nutzer mit sich führt, in der Regel auf das Objekt zu. Das heißt, es wird eine Bewegung der Transpondereinheit detektiert.
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Die Sendeeinheit kann daher weiter dazu ausgebildet sein, das Objekt zu aktivieren, wenn die Sendeeinheit anhand der Bewegungsinformation erkennt, dass die Transpondereinheit innerhalb eines vordefinierten ersten Zeitraums vor Übermittlung der Anfrage bewegt wurde.
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Die Transpondereinheit ist weiter dazu ausgebildet, der Sendeeinheit eine Ankündigung zu übermitteln, dass die Transpondereinheit innerhalb eines vordefinierten zweiten Zeitraums nach Übermittlung der Ankündigung in einen zweiten Betriebszustand übergeht.
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Der zweite Betriebszustand kann beispielsweise ein Ruhezustand sein. In dem zweiten Betriebszustand könne beispielsweise verschiedene Komponenten der Transpondereinheit abgeschaltet werden. Dadurch kann der Stromverbrauch der Transpondereinheit reduziert werden. Wenn in dem zweiten Betriebszustand beispielsweise eine Sende-/Empfangseinheit der Transpondereinheit deaktiviert wird, kann die Transpondereinheit keine Anfragen von der Sendeeinheit mehr empfangen und auch keine Antworten mehr aussenden. Auch dadurch ist das Zugangssystem besser gegen Angriffe Dritter geschützt.
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Die Sendeeinheit kann weiter dazu ausgebildet sein, nach Empfang der Ankündigung anhand von wenigstens einem vorgegebenen Zustandsübergangskriterium zu entscheiden, ob eine Anweisung an die Transpondereinheit übermittelt wird, die die Transpondereinheit dazu veranlasst, innerhalb und über den vordefinierten zweiten Zeitraum nach Übermittlung der Ankündigung hinaus in dem ersten Betriebszustand zu verbleiben.
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Das Aktivieren des Objektes kann mindestens eine der folgenden Aktivitäten umfassen: Entriegeln des Objektes, Verriegeln des Objektes, Freigeben des Objektes zum Start und Einschalten des Objektes.
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Die Sendeeinheit und die Transpondereinheit können außerdem dazu ausgebildet sein, die Anfrage, die Antwort, die Ankündigung und die Anweisung signiert oder verschlüsselt zu übertragen.
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Dadurch können die gesendeten Nachrichten nicht von unberechtigten Dritten abgehört oder manipuliert werden. Die Sicherheit des Zugangssystems erhöht sich dadurch noch weiter.
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Die Sendeeinheit kann dazu ausgebildet sein, anhand der Bewegungsinformation und wenigstens eines vorgegebenen Aktivierungskriteriums zu entscheiden, ob das Objekt aktiviert wird.
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Das wenigstens eine vorgegebene Aktivierungskriterium ist ausgewählt aus einer Gruppe die besteht aus: Verriegelungszustand des Objektes, Betriebszustand des Objektes und Position der Transpondereinheit relativ zum Objekt.
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Die Transpondereinheit kann in einem der folgenden tragbaren Geräte angeordnet sein Fahrzeugschlüssel, Smartphone, Tablet oder Laptop.
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Derartige tragbare Geräte übernehmen immer häufiger die Funktion von elektronischen Schlüsseln. Dadurch verringert sich die Anzahl der Geräte, welche ein Nutzer mit sich führen muss.
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Ein Verfahren weist das Übermitteln einer Anfrage an eine Transpondereinheit sowie das Detektieren von Bewegungen der Transpondereinheit mit einem Bewegungssensor und Generieren einer Bewegungsinformation auf. Nach dem Erhalt der Anfrage kann eine Antwort, die die Bewegungsinformation enthält, von der Transpondereinheit an die Sendeeinheit übermittelt werden. Die Sendeeinheit entscheidet anhand der Bewegungsinformation, ob das Objekt aktiviert wird, wobei das Übermitteln der Antwort in einem ersten Betriebszustand der Transpondereinheit und als Reaktion auf die Anfrage erfolgt. Das Verfahren weist weiterhin das Übermitteln einer Ankündigung an die Sendeeinheit auf, dass die Transpondereinheit innerhalb eines vordefinierten zweiten Zeitraums nach Übermittlung der Ankündigung in einen zweiten Betriebszustand übergeht.
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Ein Fahrzeug weist ein Zugangssystem auf, wobei das Zugangssystem eine Transpondereinheit und eine in einem Objekt angeordneten Sendeeinheit aufweist. Die Sendeeinheit ist dazu ausgebildet, eine Anfrage an die Transpondereinheit zu übermitteln und die Transpondereinheit weist einen Bewegungssensor auf, der dazu ausgebildet ist, eine Bewegung der Transpondereinheit zu detektieren und eine Bewegungsinformation zu generieren. Die Transpondereinheit ist dazu ausgebildet, in einem ersten Betriebszustand eine Antwort, die die Bewegungsinformation enthält, als Reaktion auf die Anfrage an die Sendeeinheit zu übermitteln, wobei die Sendeeinheit dazu ausgebildet ist, anhand der Bewegungsinformation zu entscheiden, ob das Objekt aktiviert wird. Die Transpondereinheit ist weiter dazu ausgebildet, der Sendeeinheit eine Ankündigung zu übermitteln, dass die Transpondereinheit innerhalb eines vordefinierten zweiten Zeitraums nach Übermittlung der Ankündigung in einen zweiten Betriebszustand übergeht
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
- 1 veranschaulicht anhand einer skizzenhaften Darstellung das Prinzip eines schlüssellosen Fahrzeug-Zugangssystems,
- 2 veranschaulicht anhand einer skizzenhaften Darstellung das Prinzip eines Angriffs auf ein schlüsselloses Fahrzeug-Zugangssystem,
- 3-5 veranschaulichen anhand von Funktionsdiagrammen beispielhafte Betriebsarten eines schlüssellosen Zugangssystems, und
- 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb eines Zugangssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt in schematischer Darstellung das Funktionsprinzip eines Fahrzeug-Zugangssystems. In dem Fahrzeug 10 ist eine Sendeeinheit 20 angeordnet, die eine Auswerteeinheit und eine Empfangseinheit umfassen kann und die dazu ausgebildet ist, Signale, wie beispielsweise elektromagnetische Signale im LF (Low Frequency)- oder HF (High Frequency)-Bereich, auszusenden. Diese Signale können von einer Transpondereinheit 30 empfangen werden, wenn diese sich in der Nähe des Fahrzeugs 10 befindet, und können anschließend von der Transpondereinheit 30 ausgewertet und/oder weiter verarbeitet werden. Im Anschluss an die Auswertung und/oder Weiterverarbeitung in der Transpondereinheit 30 kann als Reaktion auf eine Anfrage durch die Sendeeinheit 20 eine entsprechende Antwort (Antworttelegramm) an die Sendeeinheit 20 zurückgesendet werden. Die Antwort wird beispielsweise im UHF-Frequenzband gesendet und kann im Fahrzeug 10 von der Sendeeinheit 20 ausgewertet werden. Die Transpondereinheit 30 kann beispielsweise in einem elektronischen Fahrzeugschlüssel angeordnet sein, welchen der Fahrer des Fahrzeugs 10 mit sich führen kann.
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Zum Empfangen der von der Sendeeinheit 20 gesendeten Signale muss sich die Transpondereinheit 30 innerhalb eines bestimmten Radius um das Fahrzeug 10 befinden, da Signale im LF- und HF-Bereich nur eine begrenzte Reichweite haben. Dieser Radius kann zum Beispiel zwischen 5 Metern und 10 Metern betragen. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel. Die Reichweite kann auch größer oder kleiner sein. Das Senden der Antwort von der Transpondereinheit 30 an die Sendeeinheit 20 im Fahrzeug 10 kann über eine größere Entfernung erfolgen wenn die Antwort im UHF-Frequenzband übermittelt wurde, da diese eine größere Reichweite haben.
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Die Sendeeinheit 20 kann kontinuierlich (in regelmäßigen Abständen) Signale aussenden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Transpondereinheit 30, wenn sie sich dem Fahrzeug 10 nähert, frühzeitig erkannt wird, so dass die Authentifizierung abgeschlossen sein kann und das Fahrzeug 10 entriegelt sein kann, bevor ein Nutzer eine der Fahrzeugtüren öffnet. Das Fahrzeug 10 wird beispielsweise dann entriegelt, wenn die Transpondereinheit 30 eine korrekte Antwort auf eine von der Sendeeinheit 20 ausgesendete und von der Transpondereinheit 30 empfangene Anfrage zurücksendet.
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Durch das wiederholte Aussenden von Anfragen durch die Sendeeinheit 20 kann jedoch die Fahrzeugbatterie belastet werden. Das Erzeugen elektromagnetischer Signale erfordert Energie. Dadurch kann die Fahrzeugbatterie, insbesondere bei langen Standzeiten, stark entladen werden.
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Auch die Batterie der Transpondereinheit 30 kann stark belastet werden, da sich die Transpondereinheit 30 ständig in einem aktiven Zustand befinden muss (der häufig als Listening-Mode bezeichnet wird), um jederzeit von der Sendeeinheit 20 des Fahrzeugs 10 ausgesendete Signale empfangen und verarbeiten zu können.
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Solche Systeme können zudem relativ leicht angegriffen werden, wie z.B. durch so genannte Relais-Angriffe. Dabei kann unter Verwendung von zwei Geräten, von denen sich eines in der Nähe des Fahrzeuges 10 und das andere in der Nähe der Transpondereinheit 30 befindet, eine größere Distanz zwischen dem Fahrzeug 10 und der Transpondereinheit 30 überbrückt werden, indem die Funkstrecke des verwendeten Kommunikationskanals verlängert wird. Auf diese Weise kann ein Fahrzeug 10 geöffnet und gestartet werden, obwohl sich der Fahrzeugschlüssel (mit der Transpondereinheit 30) nicht innerhalb der für eine direkte Kommunikation der Transpondereinheit 30 mit der Sendeeinheit 20 notwendigen Reichweite befindet.
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2 zeigt in schematischer Darstellung das Prinzip eines solchen Relais-Angriffes auf ein schlüsselloses Fahrzeug-Zugangssystem durch Verlängerung der Funkstrecke eines Kommunikationskanals. Die Transpondereinheit 30 befindet sich in der in 2 gezeigten Darstellung außerhalb der Reichweite der von der Sendeeinheit 20 gesendeten Anfrage. Innerhalb des für eine direkte Kommunikation zwischen der Transpondereinheit 30 und der Sendeeinheit 20 notwendigen Radius befindet sich in der Nähe des Fahrzeugs 10 jedoch ein erstes Gerät 40, welches eine Antenne aufweist. Der Abstand des ersten Geräts 40 zu der Sendeeinheit 20 im Fahrzeug 10 ist in 2 mit b bezeichnet. Innerhalb der Reichweite der Transpondereinheit 30 ist ein zweites Gerät 50 angeordnet, welches ebenfalls eine Antenne aufweist. Der Abstand des zweiten Geräts 50 zum ersten Gerät 40 ist in 2 mit c und der Abstand des zweiten Geräts 50 zur Transpondereinheit 30 ist mit d bezeichnet.
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Bei dem dargestellten Beispiel empfängt das erste Gerät 40 in der Nähe des Fahrzeugs 10 Signale, die von der Sendeeinheit 20 ausgesendet werden, und sendet diese an das zweite Gerät 50 weiter. Von dem zweiten Gerät 50 wird das Signal wiederum an die Transpondereinheit 30 gesendet. Um die Signale über eine Distanz c zwischen dem ersten und zweiten Gerät 40, 50, die deutlich größer sein kann als die normale Reichweite der für die Kommunikation zwischen der Transpondereinheit 30 und der Sendeeinheit 20 verwendeten Signale, übertragen zu können, sind in den Geräten 40, 50 z.B. Verstärker und Sendestufen notwendig. Mit dieser Anordnung kann somit zwischen dem Fahrzeug 10 mit der Sendeeinheit und dem Schlüssel mit der Transpondereinheit 30 eine Kommunikation über eine viel weitere Strecke stattfinden, als dies bei einer direkten Kommunikation, also bei einer Kommunikation ohne Beteiligung der als Relais funktionierenden Geräte 30, 40 möglich wäre.
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Bei dem dargestellten Beispiel wird das Signal von der Transpondereinheit 30 empfangen, ausgewertet und/oder verarbeitet. Die darauf von der Transpondereinheit 30 ausgesendete Antwort kann über dieselbe Anordnung mit dem ersten und zweiten Gerät 40, 50 wieder an das Fahrzeug 10 zurück übertragen werden. Die im Fahrzeug 10 angeordnete Auswerteelektronik kann somit zunächst nicht detektieren, dass sich der Schlüssel nicht innerhalb der Reichweite befindet. Obwohl der Schlüssel nicht innerhalb der Reichweite ist, kann das Fahrzeug 10 somit trotzdem geöffnet werden.
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Ohne die Reichweite mittels einer oben beschriebenen Anordnung zu verlängern könnte ein Fahrzeug 10 beispielsweise auch dann unbefugt geöffnet und gestartet werden, wenn sich der Schlüssel mit der Transpondereinheit 30 innerhalb der für eine direkte Kommunikation zwischen der Transpondereinheit 30 und der Sendeeinheit 20 erforderlichen Reichweite befindet, der autorisierte Nutzer des Fahrzeugs 10 dieses aber gar nicht starten möchte. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Fahrzeug 10 vor dem Haus eines Nutzers abgestellt ist und sich der Schlüssel mit der Transpondereinheit 30 im Haus an einer Stelle befindet, welche innerhalb der Reichweite liegt.
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Um derartige Angriffe, also derartige unbefugte Nutzungen eines Fahrzeugs 10, zu verhindern, ist in einem Zugangssystem mit einer Transpondereinheit 30 und einer Sendeeinheit 20 ein Bewegungssensor 31 in der Transpondereinheit 30 vorgesehen. Ein solches Zugangssystem ist in 3 veranschaulicht. Der Bewegungssensor ist dazu ausgebildet, Bewegungen der Transpondereinheit 30 zu detektieren und aus der detektierten Bewegung der Transpondereinheit 30 eine oder mehrere Bewegungsinformationen zu generieren. Die Transpondereinheit 30 ist außerdem dazu ausgebildet, in einem ersten Betriebszustand eine Antwort 62 als Reaktion auf eine Anfrage 61 an die Sendeeinheit 20 zu übermitteln. Diese Antwort 62 enthält die Bewegungsinformation, die vom Bewegungssensor 31 generiert wurde. Die Sendeeinheit 20 ist dazu ausgebildet, die Bewegungsinformation auszuwerten und anhand der Bewegungsinformation zu entscheiden, ob das Fahrzeug 10 aktiviert werden soll. Das „Aktivieren“ umfasst beispielsweise ein Entriegeln des Fahrzeugs 10 und/oder ein Freigeben des Fahrzeugs 10 für den Start.
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Die Transpondereinheit 30 kann tragbar, beispielsweise integriert in einem Fahrzeugschlüssel, ausgeführt sein. Der Bewegungssensor 31 kann dazu ausgebildet sein, jegliche Art von Bewegung der Transpondereinheit 30 zu detektieren und eine entsprechende Bewegungsinformation, die eine oder mehrere Bewegungsinformationen enthalten kann, ausgeben. Solche Bewegungen können Vibrationen, Stöße, Erschütterungen, aber auch relative Bewegungen der Transpondereinheit 30 zu der Sendeeinheit 20 umfassen. Die Bewegungsinformation kann im einfachsten Fall eine binäre Information sein, die nur angibt, ob die Transpondereinheit bewegt wird oder nicht. Die Bewegungsinformation kann aber auch eine komplexere Information, wie beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine auf die Transpondereinheit 30 wirkende Beschleunigung oder Ähnliches sein. Es ist außerdem möglich, dass der Bewegungssensor 31 alternativ oder zusätzlich zu den bereits genannten Bewegungsinformationen eine Positionsinformation über die Position der Transpondereinheit 30 ermittelt.
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Die wenigstens eine vom Bewegungssensor 31 erzeugte Bewegungsinformation kann in der Transpondereinheit 30 abgespeichert werden, wobei die Bewegungsinformation für einen bestimmten Zeitraum gespeichert bleiben kann und am Ende dieses Zeitraums von einer neuen Bewegungsinformation überschrieben werden kann.
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Anhand der Bewegungsinformation kann von der Sendeeinheit 20 ermittelt werden, in welchen Zeiträumen und in welcher Weise die Transpondereinheit 30 bewegt wurde. Die Entscheidung darüber, ob das Fahrzeug 10 aktiviert wird oder nicht, kann die Sendeeinheit 20 beispielsweise anhand der innerhalb eines vordefinierten ersten Zeitraumes vorliegenden Bewegungsinformation treffen.
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Entnimmt die Sendeeinheit 20 der Bewegungsinformation beispielsweise, dass die Transpondereinheit 30 innerhalb des ersten Zeitraums vor Eingang der Anfrage 61 bei der Transpondereinheit 30 nicht bewegt wurde, so entscheidet die Sendeeinheit 20, das Fahrzeug 10 nicht zu aktivieren. Wurde die Transpondereinheit 30 aber innerhalb des ersten Zeitraums bevor die Anfrage 61 bei der Transpondereinheit 30 eingegangen ist, bewegt, so kann die Sendeeinheit 20 entscheiden, das Fahrzeug 10 zu aktivieren.
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Die Entscheidung darüber, das Fahrzeug 10 zu aktivieren oder nicht zu aktivieren kann von der Sendeeinheit 20 beispielsweise nur anhand der Bewegungsinformation getroffen werden. Optional kann die Entscheidung der Sendeeinheit 20 auch anhand der Bewegungsinformation in Kombination mit wenigstens einem vorgegebenen Aktivierungskriterium getroffen werden. Dieses wenigstens eine Aktivierungskriterium kann abhängig von Aufbau und Funktion des Fahrzeugs 10 sein und kann beispielsweise den Verriegelungszustand des Fahrzeugs 10, den Betriebszustand des Fahrzeugs 10, eine Position der Transpondereinheit 30 relativ zur Sendeeinheit 20 oder eine von der Sendeeinheit 20 gemessene Signalstärke der Transpondereinheit 30 umfassen.
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Die Sendeeinheit 20 kann, wenn sie entschieden hat, das Fahrzeug 10 zu aktivieren, beispielsweise das Fahrzeug 10 entriegeln und/oder den Motor des Fahrzeugs 10 für den Start freigeben. Darüber hinaus können im Rahmen des Aktivierens des Fahrzeugs 10 auch beliebige andere Funktionen in und am Fahrzeug 10 von der Sendeeinheit 20 eingeschaltet bzw. aktiviert werden.
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4 veranschaulicht eine Abwandlung des anhand von 3 veranschaulichten Verfahrens. Bei diesem Beispiel sendet die Sendeeinheit 20, nachdem sie als Reaktion auf die Anfrage 61 die Antwort 62 von der Transpondereinheit 30 erhalten hat, eine Anweisung 63 an die Transpondereinheit 30. Diese Anweisung veranlasst die Transpondereinheit 30 dazu, bis auf weiteres, beispielsweise für einen bestimmten Zeitraum oder bis zu einer weiteren Anweisung, im ersten Betriebszustand zu verbleiben, in dem die Transpondereinheit 30 auf Anfragen der Sendeeinheit 20 ihre Bewegungsinformation zurückliefert.
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5 veranschaulicht eine weitere Abwandlung des Verfahrens. Die Transpondereinheit 30 ist hierbei dazu ausgebildet, selbstständig und bedarfsgerecht eine Ankündigung 64 (spontanes Anfragetelegramm) an die Sendeeinheit 20 zu übermitteln. In dieser Ankündigung 64 kann die Transpondereinheit 30 beispielsweise übermitteln, dass sie innerhalb eines vordefinierten zweiten Zeitraums nach Übermittlung der Ankündigung 64 in einen zweiten Betriebszustand übergehen wird. Diese Ankündigung 64 kann von der Transpondereinheit 30 ohne eine vorhergehende Anfrage 61 durch die Sendeeinheit 20 an diese übermittelt werden. Das Übermitteln der Ankündigung 64 kann ereignisgesteuert erfolgen. Ein solches Ereignis kann beispielsweise sein, dass der Bewegungssensor 31 für einen vordefinierten dritten Zeitraum keine Bewegung der Transpondereinheit 30 detektiert hat.
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Der vordefinierte zweite Zeitraum kann beispielsweise eine Zeitdauer sein, die lange genug ist, um die Ankündigung an die Sendeeinheit 20 zu senden und es der Sendeeinheit 20 zu ermöglichen, die Ankündigung zu prüfen und gegebenenfalls eine Antwort an die Transpondereinheit 30 zu senden. Dieser zweite Zeitraum liegt beispielsweise zwischen 1 Sekunde und 10 Sekunden, insbesondere zwischen 4 Sekunden und 7 Sekunden. Der dritte Zeitraum beträgt beispielsweise zwischen 1 Sekunde und 10 Minuten, insbesondere zwischen 1 Minute und 3 Minuten.
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Wird bei dem anhand von 5 gezeigten Beispiel eine Ankündigung 64 von der Transpondereinheit 30 an die Sendeeinheit 20 übermittelt, prüft die Sendeeinheit 20 anhand wenigstens eines vorgegebenen Zustandsübergangskriteriums, ob die Transpondereinheit 30 in den zweiten Betriebszustand wechseln darf. Erkennt die Sendeeinheit 20 anhand des wenigstens einen Zustandsübergangskriteriums, dass die Transpondereinheit 30 nicht in den zweiten Betriebszustand wechseln soll, so kann die Sendeeinheit 20 als Reaktion auf die Ankündigung 64 eine entsprechende Anweisung 65 an die Transpondereinheit 30 übermitteln. Mit dieser Anweisung 65 kann die Transpondereinheit 30 dazu veranlasst werden, bis auf weiteres oder bis eine weitere Anweisung empfangen wird, im ersten Betriebszustand zu bleiben. Die Transpondereinheit 30 kann mit dieser Anweisung 65 auch dazu veranlasst werden, innerhalb und über den vordefinierten zweiten Zeitraum nach Übermittlung der Ankündigung 64 hinaus in dem ersten Betriebszustand zu verbleiben. Erkennt die Sendeeinheit 20 bei Empfang der Ankündigung 64, dass ein Wechsel des Betriebszustandes der Transpondereinheit 30 erlaubt werden soll, so kann die Sendeeinheit eine entsprechende Antwort an die Transpondereinheit senden. Bei einem weiteren Beispiel sendet die Sendeeinheit 20 keine Antwort, wenn die Transpondereinheit in den zweiten Zustand übergehen darf, und die Transpondereinheit 30 wechselt am Ende des vordefinierten zweiten Zeitraums, auch ohne Anweisung 65 durch die Sendeeinheit 20, in den zweiten Betriebszustand. Das wenigstens eine Zustandsübergangskriterium kann beispielsweise den Verriegelungszustand des Fahrzeugs 10, den Betriebszustand des Fahrzeugs 10, eine Position der Transpondereinheit 30 relativ zur Sendeeinheit 20 oder eine von der Sendeeinheit 20 gemessene Signalstärke der Transpondereinheit 30 berücksichtigen.
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Indem die Ankündigung über den geplanten Wechsel des Betriebszustandes der Transpondereinheit 30 von der Sendeeinheit 20 geprüft wird, kann ein ungewolltes Wechseln der Transpondereinheit 30 in den zweiten Betriebszustand von der Sendeeinheit 20 aktiv verhindert werden. Die Entscheidung darüber, ob ein Wechsel des Betriebszustandes erlaubt oder verhindert werden soll, kann von der Sendeeinheit 20 bedarfsgerecht getroffen werden. Im Gegensatz zur Transpondereinheit 30, die nur anhand der Bewegungsinformation entscheiden kann, kann die Sendeeinheit 20 den Zustand des Zugangssystems zusätzlich anhand des wenigstens einen Zustandsübergangskriteriums bestimmen und in der Folge auch eine an den Betriebszustand des gesamten Zugangssystems angepasste Entscheidungen bezüglich des Wechsels in den zweiten Betriebszustand der Transpondereinheit 30 treffen.
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Der erste Betriebszustand der Transpondereinheit 30 kann ein aktiver Betriebszustand sein. Die Transpondereinheit 30 kann beispielsweise von der Sendeeinheit 20 ausgesandte Signale nur dann empfangen und senden, wenn sie sich im aktivierten Zustand befindet ist. Der zweite Betriebszustand der Transpondereinheit 30 kann ein passiver Betriebszustand (Ruhezustand) sein. Im passiven Betriebszustand kann die Transpondereinheit 30 entweder keine Signale empfangen, keine Signale aussenden, oder keines von beidem, so dass keine Kommunikation mit der Sendeeinheit 20 erfolgen kann.
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Im passiven Betriebszustand können alle Funktionen oder nur ein Teil der Funktionen der Transpondereinheit 30 deaktiviert sein. Beispielsweise können sowohl die Funktion zum Entriegeln und Starten (PASE), als auch eine Remote Keyless Entry Funktion deaktiviert werden. Es kann aber beispielsweise auch nur die PASE Funktion deaktiviert werden, während die anderen Funktionen weiter aktiv bleiben. Somit kann, während sich die Transpondereinheit 30 im passiven Betriebszustand befindet, beispielsweise verhindert werden, dass bestimmte Signale empfangen und/oder gesendet werden. Das Empfangen anderer Signale kann hingegen weiterhin erlaubt werden. Insbesondere können solche Funktionen weiterhin aktiv sein, welche ein unbefugtes Entriegeln oder Starten des Fahrzeugs 10 verhindern.
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Die Transpondereinheit 30 kann selbstständig vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechseln. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Transpondereinheit 30 bewegt wird, der Bewegungssensor 31 eine Bewegung detektiert und die Transpondereinheit 30 daraufhin vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt.
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Der Wechsel des Betriebszustandes durch die Transpondereinheit 30 in den zweiten Betriebszustand kann erfolgen, um den Energieverbrauch der Transpondereinheit 30 in Zeiten in denen das Zugangssystem nicht benötigt wird, zu verringern. Trotzdem sollen bestimmte Anwendungsfälle (Use-cases) des Zugangssystems in dieser Zeit nicht durch den Wechsel des Betriebszustandes der Transpondereinheit 30 beeinträchtigt werden. So verhindert die Sendeeinheit 20 einen Wechsel der Transpondereinheit 30 in den zweiten Betriebszustand beispielsweise dann, wenn sich die Transpondereinheit 30 im Fahrzeuginnenraum befindet. Eine Detektion, ob sich die Transpondereinheit im Fahrzeuginnenraum befindet, erfolgt beispielsweise anhand des wenigstens einen Zustandsübergangskriteriums, das ausgewertet wird, bevor der Transpondereinheit durch die Sendeeinheit ein Übergang in den zweiten Betriebszustand erlaubt wird. Dieses wenigstens eine Zustandsübergangskriterium ist in diesem Fall beispielsweise die Empfangsstärke eines durch die Sendeeinheit von der Transpondereinheit empfangenen Signals.
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Bei dem erfindungsgemäßen Zugangssystem können die Transpondereinheit 30 und auch die Sendeeinheit 20 dazu ausgebildet sein, Signale zwischen Sendeeinheit 20 und Transpondereinheit 30 verschlüsselt oder zumindest signiert zu übermitteln. Beispielsweise können die Anfrage 61, die Anweisungen 63, 65 und die Ankündigung 64 verschlüsselt oder zumindest signiert von der Sendeeinheit 20 zu der Transpondereinheit 30 und umgekehrt übermittelt werden. Durch die Verschlüsselung beziehungsweise Signierung kann die Sicherheit des Zugangssystems gegenüber Angriffen Dritter weiter verbessert werden, da die mit den Signalen übermittelten Informationen von Dritten nicht mehr ausgelesen oder manipuliert werden können.
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Beim Übermitteln von Ankündigungen von der Transpondereinheit 30 an die Sendeeinheit 20 kann zusätzlich eine Sicherheitsinformation übermittelt werden, die es der Sendeeinheit erlaubt, die Transpondereinheit 30 zu identifizieren. Anhand dieser Information kann die Sendeeinheit 20 erkennen, dass es sich um eine autorisierte Transpondereinheit 30 handelt.
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In 6 ist schematisch anhand eines Ablaufdiagramms das zuvor erläuterte Verfahren zum Betrieb eines Zugangssystems dargestellt. Das Verfahren weist das Übermitteln der Anfrage 61 an eine Transpondereinheit 30 (Schritt 101) auf. Der Bewegungssensor 31 der Transpondereinheit 30 detektiert Bewegungen der Transpondereinheit 30 und generiert eine Bewegungsinformation (Schritt 102). Die Transpondereinheit 30 übermittelt als Reaktion auf eine Anfrage 61 eine Antwort 62, die die Bewegungsinformation enthält, an die Sendeeinheit 20 (Schritt 103) . Die Sendeeinheit 20 entscheidet anhand der Bewegungsinformation, ob das Objekt 10 aktiviert wird oder nicht aktiviert wird (Schritt 104), wobei das Übermitteln der Antwort 62 in einem ersten Betriebszustand der Transpondereinheit 30 erfolgt.
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Die Transpondereinheit 30 kann in einem tragbaren, elektronischen Gerät wie beispielsweise einem elektronischen Fahrzeugschlüssel, einem Smartphone, einem Tablet oder einem Laptop angeordnet sein. In diesen Fällen kann der Bewegungssensor 31 der Transpondereinheit 30 ein Bewegungssensor sein, dessen ausgegebene Bewegungsinformation von dem tragbaren elektronischen Gerät auch für weitere Zwecke verwendet werden kann. Bei einem Beispiel verwenden das tragbare, elektronische Gerät und die Transpondereinheit 30 einen Bewegungssensor 31 sowie dessen ausgegebene Bewegungsinformation gemeinsam. Alternativ dazu, kann auch das tragbare elektronische Gerät als Transpondereinheit 30 funktionieren.
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Wenn die Transpondereinheit 30 in einem tragbaren elektronischen Gerät angeordnet ist oder das tragbare, elektronische Gerät als Transpondereinheit 30 funktioniert, dann können neben der Bewegungsinformation auch weitere Informationen an die Sendeeinheit 20 übermittelt werden. Diese Informationen können von der Sendeeinheit 20 als Aktivierungskriterien oder als Zustandsübergangskriterien verarbeitet werden und zusammen mit der Bewegungsinformation dazu verwendet werden, zu entscheiden, ob das Fahrzeug 10 aktiviert wird oder nicht und/oder die Transpondereinheit 30 in einen zweiten Betriebszustand wechseln darf. In diesen Fällen kann die Kommunikation zwischen Transpondereinheit 30 und Sendeeinheit 20 über eine Bluetooth-Verbindung erfolgen.
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Die weiteren Informationen können beispielsweise Informationen über eine Verbindung zu einem bekannten WLAN-Netzwerk (Wireless Local Area Network), Informationen über eine bestehende Bluetooth-Verbindung zum Fahrzeug 10 oder einem anderen elektronischen Gerät sowie Informationen über Termine und Aufgaben, die in einem Kalender auf dem elektronischen Gerät des Nutzers abgespeichert sind, sein.
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Die Erfindung wurde am Beispiel eines Fahrzeugs 10 beschrieben. Die Erfindung kann jedoch nicht nur bei Fahrzeugen 10 sondern bei jeglicher Art von Objekten zum Einsatz kommen (z.B. Haustüren, Garagentore, etc.) welche mittels einer Transpondereinheit 30 ver- oder entriegelt werden können. Ein Fahrzeug 10 kann beispielsweise ein Personenkraftwagen sein. Ein Fahrzeug 10 kann jedoch beispielsweise auch ein Lastkraftwagen, Bus, oder Ähnliches sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 20
- Sendeeinheit
- 30
- Transpondereinheit
- 31
- Bewegungssensor
- 40
- erstes Gerät
- 50
- zweites Gerät
- 61
- Anfrage
- 62
- Antwort
- 63
- Anweisung
- 64
- Ankündigung
- 65
- Anweisung
