DE19802526B4

DE19802526B4 - Vorrichtung zur Kontrolle der Zugangsberechtigung

Info

Publication number: DE19802526B4
Application number: DE19802526A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dr. Schmitz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: DE19802526A1

Abstract

Vorrichtung zur Kontrolle der Zugangsberechtigung,
– mit einer Sende-/Empfangseinheit (10), die ein Codesignal (C) sendet,
– mit einem Transponder (20), der in Abhängigkeit von dem Codesignal (C) ein Antwortsignal (A) sendet, wobei eine Zugangsberechtigung dann erfolgt, wenn das von der Sende-/Empfangseinheit (C) empfangene Antwortsignal (A) mit einem Sollsignal (S) übereinstimmt, wobei eine Zeiterfassung (16) vorgesehen ist, die eine Zeitspanne (T) ermittelt, die, beginnend mit dem Senden des Codesignals (C), bis zum Empfang des Antwortsignals (A) verstreicht, wobei die Zeitspanne (T) mit einem Grenzwert (G) verglichen ist, wobei eine Zugangsberechtigung nur dann möglich ist, wenn die Zeitspanne (T) kleiner als der Grenzwert (G) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (G) in Abhängigkeit von einer charakteristischen Größe eines Schwingkreises (14, 22) des Transponders (20) und/oder der Sende-/Empfangseinheit (10) gebildet ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Kontrolle der Zugangsberechtigung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Aus der DE 44 09 167 C1 ist eine schlüssellose Zugangskontrolleinrichtung bekannt. Beim Betätigen des Türgriffs wird ein Frage-Antwort-Dialog zwischen einem Fahrzeugsteuergerät und einer tragbaren Chipkarte in Gang gesetzt, um die Zugangsberechtigung eines Benutzers zu überprüfen. Der Dialog wird sofort abgebrochen, falls der Abstand Chipkarte-Kraftfahrzeug, der durch eine Abstandsdetektiereinrichtung gemessen wird, zu groß ist. Zur Abstandsbestimmung kann ein Transceiver eine Abstandsdetektiereinrichtung aufweisen, die Ultraschall- oder UHF-Signale aussendet und anhand der Laufzeit der reflektierten Signale den Abstand der Chipkarte von dem Kraftfahrzeug berechnet. Für diese Abstandsdetektion ist jedoch ein separates Sende-Empfangssystem notwendig, um die Laufzeit zu ermitteln. Dies ist mit relativ großem Aufwand verbunden, insbesondere wenn man die Genauigkeitsanforderungen für die zugehörige Zeiterfassung in Betracht zieht.
Aus der 196 32 025 A1 ist eine Authentikationseinrichtung mit elektronischer Authentikationskommunikation bekannt. Die Authentikationskommunikation wird zwischen einer tragbaren Zieleinheit und einer im Kraftfahrzeug angeordneten Schlüsseleinheit durchgeführt. Um den Schutz gegen unbefugte Authentikationsversuche zu erhöhen, wird die Dauer eines Authentikationskommunikationsvorganges überwacht und die Autenthikation gesperrt, wenn diese Dauer eine vorgegebene Maximaldauer überschreitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Maximaldauer anzugeben, die eine Authentikation bei unberechtigten Manipulationsversuchen unterbindet.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dazu weist die Vorrichtung zur Kontrolle der Zugangsberechtigung eine Sende-/Empfangseinheit auf, die ein Codesignal sendet. Ein Transponder generiert in Abhängigkeit von dem Codesignal ein Antwortsignal, welches dieser an die Sende-/Empfangseinheit sendet. Ein berechtigter Zugang kann nur vorliegen, wenn das von der Sende-/Empfangseinheit empfangene Antwortsignal mit einem Sollsignal übereinstimmt. Weiterhin ist eine Zeiterfassung vorgesehen, die eine Zeitspanne ermittelt, die, beginnend mit dem Senden des Codesignals, bis zum Empfang des Antwortsignals verstreicht, wobei die Zeitspanne mit einem Grenzwert verglichen ist. Eine Zugangsberechtigung ist nur dann möglich, wenn die Zeitspanne kleiner als der Grenzwert ist. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert in Abhängigkeit von einer charakteristischen Größe eines Schwingkreises des Transponders und/oder der Sende-/Empfangseinheit gebildet ist. Bei einer relativ niedrigen Sendefrequenz können die Signallaufzeiten gegenüber den Anschwingzeiten der Sender- und Empfangsschwingkreise vernachlässigt werden. Diese Anschwingzeiten der Schwingkreise hängen von der Güte des jeweiligen Schwingkreises ab und sind somit vorbekannt. Anhand der durch die Schwingkreise verursachten Verzögerungszeiten läßt sich in einfacher Weise ermitteln, wieviele Sende-Empfangsvorgänge durchgeführt wurden. Unberechtigte Zugangsversuche können somit in einfacher Weise erkannt werden, indem nur eine Verzögerungszeit zugelassen wird, die mit einer als zulässig erachteten Anzahl von Sende-Empfangsvorgängen korrespondiert. Beispielsweise ist der Grenzwert so zu wählen, daß nur ein Empfangs- und Sendevorgang des Transponders zugelassen wird. Übersteigt die Zeitspanne diesen Wert, erfolgt keine Entriegelung des Fahrzeugs.

Anhand der gemessenen Zeitspanne läßt sich ein weiteres Zugangsberechtigungskriterium definieren. Denn in einfacher Weise wird durch eine unzulässige Signalverzögerung erkannt, wenn das vom Transponder gesendete Antwortsignal unberechtigterweise abgehört und über einen weiteren Sender der Sende-/Empfangseinheit mitgeteilt wird, um Zugang beispielsweise zu einem Kraftfahrzeuginnenraum zu erlangen. Zeitverzögerungen aufgrund dieses weiteren Empfangs- und Sendevorgangs werden ohne eine zusätzliche Sende-/Empfangseinheit bestimmt.

In einer Ausgestaltung ist der Grenzwert in Abhängigkeit von der für die Generierung des Antwortsignals notwendigen Rechenzeit gebildet. Damit ist auch die Rechenzeit in der als zulässig erachteten Verzögerungszeit berücksichtigt.

In einer Ausgestaltung werden Codesignal und Antwortsignal niederfrequent, beispielsweise mit 125 kHz gesendet. Bei entsprechender Wahl der Schwingkreisgüte ergeben sich Anschwingzeiten im Mikrosekundenbereich, so daß Signallaufzeiten nicht berücksichtigt werden brauchen.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein Blockschaltbild und 2 ein Flußdiagramm des Ausführungsbeispiels.
Beschreibung
Eine Steuerschaltung 12 enthält eine Zeiterfassung 16. Sie tauscht Signale aus mit einer Sende-/Empfangseinheit 10, die einen Schwingkreis 14 enthält. Die Sende-/Empfangseinheit 10 sendet ein Codesignal C an einen Transponder 20, der dieses Signal über einen Transponderschwingkreis 22 erfaßt. In Abhängigkeit von dem Codesignal C generiert er ein Antwortsignal A, das an die Sende-/Empfangseinheit 10 zurückgesendet wird.
Die Betriebsweise wird anhand 2 im folgenden näher erläutert.
Der Benutzer löst den Start einer Zugangsberechtigungsprozedur aus, Schritt 101. Hierzu betätigt er ein Bedienelement, beispielsweise einen Türgriff eines Kraftfahrzeugs. Die Steuerschaltung 12 verarbeitet das zugehörige Bediensignal, indem es die Sende-/Empfangseinheit 10 im Sinne eines Sendens des Codesignals C ansteuert. Zugleich startet die Steuerschaltung 12 die Zeiterfassung 16, Schritt 103. Nach einer für den Schwingkreis 14 charakteristischen Anschwingzeit sendet die Sende-/Empfangseinheit 10 das Codesignal C an den Transponder 20.
Das Codesignal C regt den Transponderschwingkreis 22 in einer für diesen charakteristischen Anschwingzeit an. In dem Transponder 20 ist ein Algorithmus hinterlegt, der aus dem empfangenen Codesignal C ein Antwortsignal A generiert. Dieses Antwortsignal A sendet der Transponder 20, um die charakteristische Anschwingzeit des Transponderschwingkreises 22 verzögert, Schritt 105.
Das Antwortsignal A regt den Schwingkreis 14 der Sende-/Empfangseinheit 10 in deren charakteristischen Anschwingzeit an. Das Steuergerät 12 erkennt den Empfang des Antwortsignals A und stoppt die Zeiterfassung 16, sobald das Antwortsignal A eingegangen ist, Schritt 107.
In einem nächsten Schritt überprüft die Steuerschaltung 12, ob das empfangene Antwortsignal A mit einem in der Steuerschaltung 12 ermittelten Sollsignal S übereinstimmt, Schritt 109. Ist dies nicht der Fall, wird der Zugangsberechtigungsvorgang ohne Erfolg abgebrochen, Schritt 111. Andernfalls wird die von der Zeiterfassung 16 ermittelte Zeitspanne T, die ab dem Zeitpunkt der Ansteuerung der Sende-/Empfangseinheit 10 im Sinne eines Sendens bis zum Zeitpunkt des Empfangs des Antwortsignals A verstrichen ist, mit einem Grenzwert G verglichen, Schritt 113. Werden die Signale C, A im Niederfrequenzbereich bei beispielsweise 125 kHz gesendet, ist die Signallaufzeit vernachlässigbar gegenüber den Anschwingzeiten der Schwingkreise 14, 22. Bei dem oben beschriebenen Sende/-Empfangsvorgang bestimmt sich die Zeitspanne T aus der Summe von doppelter Anschwingzeit des Schwingkreises 14 (Send- und Empfangsvorgang), der doppelten Anschwingzeit des Transponderschwingkreises 22 (Sende- und Empfangsvorgang) und der Rechenzeit, die der Algorithmus im Transponder 20 zur Generierung des Antwortsignals A benötigt.
Die Anschwingzeit eines Schwingkreises der Güte Q läßt sich entweder experimentell ermitteln oder näherungsweise anhand folgender Formel berechnen: δt = T(f)·Q/π, wobei δt die Anschwingzeit und T(f) eine Schwingungsperiode bei der Trägerfrequenz f darstellen.
Der Grenzwert G ist nun so zu wählen, daß Manipulationsversuche nicht zu einem Öffnungsvorgang des Kraftfahrzeugs führen. Von einem ordnungsgemäßen Öffnungsvorgang ist auszugehen, wenn lediglich – wie oben beschrieben – ein einziger Transponder 20 das Codesignal C empfängt und das daraus erzeugte Antwortsignal A sendet. Der Grenzwert G ist in der Größenordnung von rund dem Vierfachen einer Anschwingzeit (das Doppelte der Anschwingzeit des Schwingkreises 14 der Sende-/Empfangseinheit 10 plus das Doppelte der Anschwingzeit des Transponderschwingkreises 22) zu wählen und zusätzlich mit einem Toleranzband in der Größenordnung beispielsweise des Betrags einer Anschwingzeit zu versehen. Geht das Antwortsignal A innerhalb des durch den Grenzwert G vorgegebenen Zeitfensters bei der Sende-/Empfangseinheit 10 ein, wird auf einen berechtigten Zugang geschlossen und die Türverriegelung aufgehoben, Schritt 117. In übereinstimmender Weise kann die beschriebene Berechtigungsabfrage auch bei dem Verlassen des Fahrzeugs einem Verriegelungsvorgang vorangehen. Eine Verrieglung wird nur dann ausgeführt, wenn der Benutzter als berechtigt erkannt wird.
Wird jedoch das vom Transponder 20 abgegebene Antwortsignal A von einem Unberechtigten empfangen und dann erst weitergeleitet, wird eine weitere Verzögerungszeit induziert. Diese zusätzliche Verzögerungszeit liegt in der Größenordnung von zumindest zwei Anschwingperioden des Schwingkreises des Unberechtigten. Die Steuerschaltung 12 erkennt jedoch bei geeigneter Wahl des Grenzwerts G, daß die von der Zeiterfassung 16 ermittelte Zeitspanne T größer ist als der für nur einen externen Empfangs-Sendevorgang zugelassenen Zeitraum. Die Zugangsberechtigungsprozedur wird daraufhin ohne Einleiten eines Öffnungsvorganges abgebrochen, Schritt 115.
Als Alternative kann der Start gemäß Schritt 101 auch über ein entsprechendes Signal des Transponders 20 ausgelöst werden.
In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel ist als Transponder 20 ein Schlüsselanhänger verwendet, der das im Niederfrequenzbereich gesendete Codesignal C empfängt, das daraus erzeugte Antwortsignal A jedoch im Hochfrequenzbereich zurücksendet. Die unterschiedlichen frequenzabhängigen Anschwingzeiten müssen in einer geeigneten Wahl des Grenzwerts G ihren Niederschlag finden.

Claims

Vorrichtung zur Kontrolle der Zugangsberechtigung, – mit einer Sende-/Empfangseinheit (10), die ein Codesignal (C) sendet, – mit einem Transponder (20), der in Abhängigkeit von dem Codesignal (C) ein Antwortsignal (A) sendet, wobei eine Zugangsberechtigung dann erfolgt, wenn das von der Sende-/Empfangseinheit (C) empfangene Antwortsignal (A) mit einem Sollsignal (S) übereinstimmt, wobei eine Zeiterfassung (16) vorgesehen ist, die eine Zeitspanne (T) ermittelt, die, beginnend mit dem Senden des Codesignals (C), bis zum Empfang des Antwortsignals (A) verstreicht, wobei die Zeitspanne (T) mit einem Grenzwert (G) verglichen ist, wobei eine Zugangsberechtigung nur dann möglich ist, wenn die Zeitspanne (T) kleiner als der Grenzwert (G) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (G) in Abhängigkeit von einer charakteristischen Größe eines Schwingkreises (14, 22) des Transponders (20) und/oder der Sende-/Empfangseinheit (10) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (G) in Abhängigkeit von der für die Generierüng des Antwortsignals (A) notwendigen Rechenzeit gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiterfassung (16) dann gestartet wird, wenn die Sende-/Empfangseinheit (10) angesteuert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (G) die Summe aus dem Zweifachen einer Anschwingzeit des Schwingkreises (14) der Sende-/Empfangseinheit (10), dem Zweifachen einer Anschwingzeit des Transponderschwingkreises (22), der Rechenzeit und einer Toleranzzeit ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Toleranzzeit die Anschwingzeit des Schwingkreises (14, 22) nicht übersteigt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Codesignal (C) und/oder das Antwortsignal (A) niederfrequent, beispielsweise bei 125 kHz, gesendet werden.