DE602005005305T2

DE602005005305T2 - Fernbedienungssystem für Kraftfahrzeug mit Beschleunigungssensor und/oder Drucksensor

Info

Publication number: DE602005005305T2
Application number: DE602005005305T
Authority: DE
Inventors: Guy Lelandais
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: DE602005005305D1; EP1721792A1; EP1721792B1; ATE388865T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein handfreies Steuerungssystem für ein Fahrzeug. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein System, das ausgelegt ist, das Anlassen des Fahrzeugs zu autorisieren oder zu verhindern und/oder die Verriegelungs-/Entriegelungsmittel der Schlösser der Türen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Lokalisierung einer Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Innenraums des Fahrzeugs zu steuern.
Im Sinne der Erfindung umfasst der Innenraum des Fahrzeugs jeden durch Wände begrenzten Raum, wobei der Raum von Personen benutzbar, wie beispielsweise der Fahrgastraum, oder nicht benutzbar, wie beispielsweise der Kofferraum, sein kann. Die Erfindung betrifft auch sogenannte Monospace-Fahrzeuge (Kombis), bei denen der Kofferraum und der Fahrgastraum nicht voneinander getrennt sind.
Es sind Fahrzeuge bekannt, die mit einem handfreien Steuerungssystem des oben beschriebenen Typs ausgerüstet sind. In diesem Fall bedeutet der Ausdruck „handfrei", dass es nicht notwendig ist, einen mechanischen Schlüssel zur Durchführung bestimmter Handlungen zu benutzen. Beispielsweise ermöglicht das handfreie Steuersystem, ein handfreies Zugangsverfahren zur Fernsteuerung eines Verriegelungsmittels für den Zugang zum Fahrzeug durchzuführen, beispielsweise ein Tür- oder Kofferraumschloss, oder auch ein handfreies Anlassverfahren, zur Fernsteuerung eines Anlassers des Fahrzeugs.
Bei einem Fahrzeug, das mit einem bekannten handfreien Steuerungssystem ausgerüstet ist, ist die Identifikationsvorrichtung ein elektronischer Identifizierer, der ein vom berechtigten Benutzer des Fahrzeugs zu tragender Sendeempfänger ist, welcher den mechanischen Schlüssel ersetzt. Eine zentrale Steuereinheit an Bord des Fahrzeugs stellt einen bidirektionalen Ferndialog mit der tragbaren Empfangsvorrichtung zur Authentifizierung des Benutzers und zur Steuerung der Verriegelungs-/Entriegelungsmittel der Schlösser der Türen bzw. der Anlassmittel des Motors dar, wenn der Benutzer als berechtigt erkannt worden ist. Beispielsweise kann die Initialisierung des Kommunikationsprotokolls dadurch aktiviert werden, dass man den äußeren Griff der Türe berührt oder betätigt oder auch durch Detektion der Anwesenheit der Hand in der Nähe des äußeren Türgriffs bei einem handfreien Zugang; oder, bei einem handfreien Anlassen, indem man auf den Anlassknopf am Armaturenbrett drückt. Gemäß einer Variante kann diese Initialisierung durch Betätigen eines Steuerknopfes der tragbaren Empfangsvorrichtung ausgelöst werden.
Für die Verbindung von der zentralen Steuereinheit zur tragbaren Empfangsvorrichtung ist es üblich, ein moduliertes Magnetfeld mit einer Trägerfrequenz zu verwenden, die, abhängig von den zugelassenen Frequenzbändern, beispielsweise zwischen 10 kHz und 20 kHz oder bei etwa 125 kHz, oder bei etwa 6 MHz oder auch bei etwa 13 MHz liegt.
Bei einem solchen Fahrzeug muss man aus Sicherheitsgründen während der verschiedenen Schritte des Steuerungsverfahrens die Position der tragbaren Empfangsvorrichtung berücksichtigen. Beispielsweise wird bevorzugt das Anlassen des Fahrzeugs nur dann autorisiert, wenn sich die tragbare Empfangsvorrichtung im Inneren des Fahrzeugs befindet und, im Gegensatz dazu, die Verriegelung der Türen bzw. der Heckklappe des Kofferraums nur dann autorisiert, wenn sich die tragbare Empfangsvorrichtung außerhalb des Fahrgastraums des Fahrzeugs bzw. seines Kofferraums befindet. Was die Entriegelung der Schlösser betrifft, darf diese nur dann autorisiert werden, wenn sich der Benutzer so nahe am Fahrzeug befindet, dass er den Ablauf der ausgelösten Operationen bemerken kann, damit eine zufällige oder kriminelle Auslösung des Steuerungsverfahrens zu verhindern.
EP-1 363 354-A1 beschreibt ein handfreies Zugangssystem, bei welchem eine Antennenschleife einen Detektionsbereich begrenzt, der dem Innenraum des Fahrzeugs entspricht. Die tragbare Identifikationsvorrichtung misst die Amplitude des von der Antennenschleife ausgestrahlten Feldes, was es ermöglicht, festzustellen, ob sich die Identifikationsvorrichtung in dem Detektionsbereich befindet oder nicht.
Ein solches handfreies Zugangssystem weist mehrere Nachteile auf. Die Amplitude des von der Antennenschleife in der Nähe des Umfangs des Detektionsbereichs emittierten Feldes ist innerhalb und außerhalb des Detektionsbereichs im Wesentlichen gleich. Es ist daher nicht immer möglich, die Identifikationsvorrichtung zuverlässig zu lokalisieren. Außerdem ist es dann, wenn der Detektionsbereich eine beträchtliche Größe aufweist, erforderlich, mehrere Antennenschleifen vorzusehen oder eine Antenne, die mehrere Schleifen bildet, was das System komplizierter gestaltet und den Arbeitsaufwand erhöht, der zu dessen Installation im Fahrzeug erforderlich ist. Die verwendete Trägerfrequenz muss mit der Antennenschleife kompatibel sein. Außerdem hat man festgestellt, dass dieses System nicht korrekt funktioniert, wenn sich die Identifikationsvorrichtung zwar im Innenraum des Fahrzeugs, dort aber in einem Metallkoffer befindet, welcher die Hochfrequenzverbindung mit der Zentraleinheit verhindert.
Das handfreie Zugangssystem muss vor kriminellen Angriffen, insbesondere Angriffen mit Relaiskästen geschützt werden. Das Prinzip eines Angriffs mit Relaiskästen ist aus EP 1 152 107-A1 bekannt. Dieses Dokument beschreibt einhandfreies Zugangssystem, das durch die Messung eines zeitlichen Versatzes zwischen zwei Signalen vor Angriffen mit Re laissystemen geschützt ist. Dieses System erfordert die Verwendung einer teuren elektronischen Vorrichtung zur Messung des zeitlichen Versatzes. Außerdem muss die Hochfrequenzverbindung bei hoher Frequenz stattfinden, in der Größenordnung von einigen hundert MHz, was Einschränkungen hinsichtlich der verwendbaren Antennen mit sich bringt. Auf kurze Entfernungen kann diese Lösung unvorhersehbare Verhalten zeigen, was auf die Ausbreitung derartiger Hochfrequenzwellen auf unterschiedlichen Wegen zurückzuführen ist.
Die Verwendung eines Infraschallsensors ist bei der Eindringungsdetektion bekannt. Beispielsweise beschreibt WO 95/06925 eine Vorrichtung zur Detektion eines Eindringens in ein Fahrzeug durch Messung von Infraschall. Diese Vorrichtung dient dazu, das Eindringen eines Diebes zu detektieren. Sie ermöglicht es nicht, festzustellen, ob ein Benutzer, der eine Identifikationsvorrichtung trägt, sich innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs aufhält.
Das Dokument DE 100 52 451 beschreibt ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Dokument DE 198 50 176 beschreibt ein System, bei dem ein und dieselbe physikalische Größe einerseits in dem Transponder und andererseits in dem Fahrzeug gemessen wird.
Die Erfindung beabsichtigt, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere ist ein Ziel der Erfindung die Bereitstellung eines handfreien Steuersystems, das eine zuverlässige Ortsbestimmung einer Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Innenraums ermöglicht. Einweiteres Ziel der Erfindung ist es, ein handfreies Steuersystem bereitzustellen, das vor kriminellen Angriffen mit Relaiskästen geschützt ist.
Dazu stellt die Erfindung ein handfreies Steuerungssystem für ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 1 bereit.
Wenn sich die Identifikationsvorrichtung also im Inneren des Fahrzeugs befindet, erfährt sie Bewegungen, die stark mit den Bewegungen des Fahrzeugs korreliert sind. Diese Bewegungen werden beispielsweise durch das Anlassen des Fahrzeugs oder durch das Absenken der Federungen des Fahrzeugs nach dem Einsteigen einer Person in das Fahrzeug verursacht. Die von den ersten und zweiten Sensoren gemessenen Beschleunigungen sind daher stark korreliert.
Wenn sich im Gegensatz dazu die Identifikationsvorrichtung nicht im Inneren des Fahrzeugs befindet, erfährt sie Bewegungen, die unabhängig von den Bewegungen des Fahrzeugs sind. Beispielsweise erfährt sich die Bewegungen der Person, welche die Identifikationsvor richtung trägt, während das Fahrzeug unbeweglich ist oder geringe Vibrationen erfährt, die durch die Bewegung von Objekten in seiner Umgebung verursacht werden. Die von den ersten und zweiten Sensoren gemessenen Beschleunigungen sind folglich unabhängig und nicht korreliert.
Der Vergleich des gemessenen Signals und des Referenzsignals ermöglicht daher festzustellen, ob sich die Identifikationsvorrichtung in dem Fahrzeug befindet.
Der kriminelle Angriff auf das System mittels Relaiskästen ist unmöglich. Dies würde nämlich bedeuten, dass man die Bewegungen des Fahrzeugs messen und entsprechende Bewegungen an der vom Benutzer getragenen Identifikationsvorrichtung erzeugen müsste, was notwendigerweise einen großen und sichtbaren mechanischen Apparat erfordern würde, was mit der für Kriminelle erforderlichen Unauffälligkeit nicht vereinbar ist. Außerdem würde der Benutzer diese Bewegungen spüren.
Vorzugsweise kann der erste Sensor eine Winkelbeschleunigung messen, wobei das Messsignal von dem Betrag des von dem ersten Sensor gemessenen Rotationsvektors abhängt, wobei der zweite Sensor eine Winkelbeschleunigung messen kann, wobei das Referenzsignal von dem Betrag eines von dem zweiten Sensor gelieferten Rotationsvektors abhängt.
Vorteilhaft kann der erste Sensor eine Linearbeschleunigung in wenigstens einer Richtung messen, wobei das Messsignal vom Betrag eines von dem ersten Sensor gelieferten Beschleunigungsvektors abhängt, wobei der zweite Sensor eine Linearbeschleunigung in wenigstens einer Richtung messen kann, wobei das Referenzsignal von dem Betrag eines von dem zweiten Sensor gelieferten Beschleunigungsvektors abhängt.
Die Tatsache, dass man den Betrag des Rotationsvektors oder des Beschleunigungsvektors berücksichtigt, ermöglicht es, eine Korrelation zwischen den Bewegungen der Identifikationsvorrichtung und den Bewegungen des Fahrzeugs selbst dann aufzustellen, wenn die Orientierung des ersten Sensors nicht derjenigen des zweiten Sensors entspricht.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst der Komparator einen Speicher, wobei der Komparator das Messsignal und das Referenzsignal in dem Speicher während wenigstens eines Vergleichszeitraums speichern kann.
Vorzugsweise ist die Zentraleinheit mit einem Sensor so verbindbar, dass sie von dem Sensor ein Auslösesignal empfangen kann, wobei der Komparator das Messsignal und das Re ferenzsignal während eines Vergleichszeitraums speichern kann, der im Wesentlichen mit dem Empfang des Auslösesignals beginnt.
Vorteilhaft ist der das Auslösesignal erzeugende Sensor ein Türgriffsensor, der auf die Betätigung eines Griffs der Türe reagiert.
Somit ist es möglich, eine Korrelation zwischen den Mess- und Referenzsignalen herzustellen, während der Benutzer in das Fahrzeug einsteigt. Man kann somit das Anlassen autorisieren, wenn dieses besetzt ist.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform ist der das Auslösesignal erzeugende Sensor ein Betätigungsknopf, der zur Steuerung des Anlassens des Fahrzeugs dient.
Vorzugsweise umfasst das System einen Betätigungsknopf, der zur Steuerung des Anlassens des Fahrzeugs dient, wobei der Komparator das Messsignal und das Referenzsignal während eines Vergleichszeitraums speichern kann, der nach der Betätigung des Betätigungsknopfes endet.
Somit wird sichergestellt, dass während eines Vergleichszeitraums Schwingungen mit einer ausreichenden Amplitude existieren, um eine zuverlässige Messung zu erhalten. Wenn man nach dem Anlassen des Motors feststellt, dass keine Korrelation zwischen den Mess- und Referenzsignalen vorhanden ist, kann man den Motor ausschalten.
Vorteilhaft kann die Zentraleinheit das Anlassen des Motors detektieren, wobei der Komparator das Messsignal und das Referenzsignal während eines Vergleichszweitraums speichern kann, der nach dem Anlassen endet.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann der Komparator einen Korrelationsgrad zwischen einer zeitlichen Einhüllenden des Messsignals und einer zeitlichen Einhüllenden des Referenzsignals bestimmen, wobei die Lokalisierungsmittel die Lokalisierung der Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem Korrelationsgrad durchführen können.
Vorzugsweise umfasst die Identifikationsvorrichtung einen Drucksensor, der Druckänderung in der Umgebung der Identifikationsvorrichtung in einem Infraschallfrequenzbereich messen kann, wobei der Sender der Identifikationsvorrichtung ein von den durch den Sensor gemessenen Druckänderungen abhängiges Antwortsignal an die Zentraleinheit übertragen kann wobei der Komparator das Antwortsignal mit einem Druckreferenzsignal vergleichen kann, mit welchem Druckänderungen in dem Innenraum in einem Infraschallfrequenzbereich korreliert sind, um die Lokalisierung der Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Innenraums durchzuführen.
Vorteilhaft umfasst das System einen kombinierten Druck- und Beschleunigungssensor, welcher den ersten Sensor und den Drucksensor bildet und dessen kombiniertes Messsignal das Messsignal und das Antwortsignal bildet, wobei der zweite Sensor ein zweiter kombinierter Druck- und Beschleunigungssensor ist, der Druckänderungen indem Innenraum des Fahrzeugs in einem Infraschallfrequenzbereich messen kann, wobei das Referenzsignal und das Druckreferenzsignal von einem einzigen Referenzsignal gebildet werden, von dem zweiten kombinierten Druck- und Beschleunigungssensor gemessen wird.
Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Steuerung eines handfreien Steuerungssystems für ein Fahrzeug gemäß Patenanspruch 16 bereit.
Die Erfindung wird besser verständlich werden und weitere ihrer Ziele, Details, Eigenschaften und Vorteile werden im Laufe der folgenden Beschreibung mehrerer spezieller Ausführungsformen der Erfindung deutlicher werden, die rein illustrativ und nicht einschränkend unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen erfolgt. In den Zeichnungen:
ist 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das mit einem handfreien Steuerungssystem ausgerüstet ist, welches dem Verständnis der Erfindung dient,
ist 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das mit einem handfreien Steuerungssystem ausgerüstet ist, welches dem Verständnis der Erfindung dient,
ist 3 eine schematische Darstellung der Zentraleinheit und der Identifikationsvorrichtung des handfreien Steuerungssystems der 2,
zeigt 4 die zeitliche Veränderung mehrerer Signale des handfreien Steuerungssystems der 2,
zeigt 5 mehrere als „Augendiagramme" bezeichnete Diagramme, die den Signalen der 4 entsprechen,
ist 6 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das mit einem handfreien Steuerungssystem ausgerüstet ist, welches dem Verständnis der Erfindung dient,
ist 7 eine schematische Darstellung der Zentraleinheit und der Identifikationsvorrichtung des handfreien Steuerungssystems der 6,
zeigt 8 eine Seitenansicht des Fahrzeugs der 6 gemäß einer Variante der Ausführungsform der Erfindung,
ist 9 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das mit einem handfreien Steuerungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist,
zeigt 10 im Schnitt entlang der unterbrochenen Linie X-X einen kombinierten Beschleunigungs- und Infraschallsensor, der in der Ausführungsform der 9 verwendbar ist,
zeigt 11 den Sensor der 10 in der Draufsicht,
zeigt 12 den Sensor der 10 mit dessen Membran in einem verformten Zustand,
zeigt 13 die Messschaltung des Sensors der 9.
1 zeigt ein Fahrzeug 1, das eine Wand umfasst, die einen Innenraum 3 begrenzt. Die Wand 2 umfasst beispielsweise das Dach, den Boden, die Türen, die Fenster usw. des Fahrzeugs 1.
Die in dem Innenraum 3 vorhandene Luft unterliegt Druckänderungen in einem Infraschallfrequenzbereich. Entsprechend unterliegt die außerhalb des Fahrzeugs 1 vorhandene Luft Druckänderungen in einem Infraschallfrequenzbereich. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung versteht man unter „Infraschallfrequenzbereich" die für den Menschen nicht hörbaren Frequenzen, d. h. unterhalb von 40 Hz. Diese Schwingungen werden durch unterschiedlichste, plötzlich auftretende Ereignisse in oder außerhalb des Fahrzeugs hervorgerufen, beispielsweise durch Bewegungen von Personen oder von einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs oder durch den Wind.
Die Wand 2 ist nicht perfekt gegenüber Infraschallschwingungen isoliert, sondern weist Leckverluste auf, die durch die Öffnungen 4 angedeutet sind. Wenn jedoch alle Türen des Fahrzeugs 1 (Seitentüren, Kofferraumdeckel, Schiebedach, usw.) geschlossen sind, sind diese Verluste sehr gering. Folglich bildet die Wand 2 unter diesen Bedingungen eine gute Abschirmung gegen die Übertragung von Druckunterschieden zwischen der Umgebung des Fahrzeugs 1 und dem Innenraum 3. Somit sind die Druckänderungen in einem Infraschallfrequenzbereich innerhalb des Innenraums 3 sehr unterschiedlich von denjenigen in der Umgebung des Fahrzeugs 1.
Das Fahrzeug 1 ist mit einem handfreien Steuerungssystem ausgerüstet. Das handfreie Steuerungssystem umfasst eine an Bord des Fahrzeugs 1 befindliche Zentraleinheit 5 und eine Identifikationsvorrichtung 6, die von einem Benutzer des Fahrzeugs getragen werden kann. In 1 ist die Identifikationsvorrichtung 6 zweifach dargestellt: einmal in den Innenraum 3 und einmal außerhalb des Fahrzeugs 1 in der Nähe der Wand 2.
Die Zentraleinheit 5 umfasst einen (nicht dargestellten) Sendeempfänger, der mit einer an Bord des Fahrzeugs 1 befindlichen Antenne 7 verbunden ist. Die Identifikationsvorrichtung umfasst einen Controller 9, der einen mit einer in die Identifikationsvorrichtung 6 integrierten Antenne 8 verbundenen Sendeempfänger aufweist. Somit können die Zentraleinheit 5 und die Identifikationsvorrichtung 6 eine bidirektionale elektromagnetische Kommunikationsverbindung aufbauen, die durch den Doppelpfeil 10 dargestellt ist, um Nachrichten auszutauschen. Beispielsweise tauscht die Zentraleinheit infolge eines Auslöseereignisses, wie demjenigen, dass ein Benutzer den Griff einer Tür des Fahrzeugs 1 berührt hat, Nachrichten mit der Identifikationsvorrichtung gemäß einem an sich bekannten kryptographischen Verfahren aus, um die Identifikationsvorrichtung zu authentifizieren. Die Trägerfrequenz der Kommunikationsverbindung 10 liegt beispielsweise bei 125 kHz für eine Verbindung von der Zentraleinheit 5 zu der Identifikationsvorrichtung 6, und bei 13 MHz für eine Verbindung von der Identifikationsvorrichtung 6 zur Zentraleinheit 5.
Die Identifikationsvorrichtung weist einen Infraschallsensor 11 auf. Der Infraschallsensor 11 kann Druckänderungen in der Umgebung der Identifikationsvorrichtung 6 in einem Infraschallfrequenzbereich messen. Dazu weist der Sensor 11 beispielsweise ein Elektretmikrofon auf. Der Sensor 11 sendet ein Messsignal zum Controller 9.
Der Controller 9 umfasst einen Analog/Digital-Wandler, der das Messsignal erfassen und digitalisieren kann. Der Sendeempfänger des Controllers 9 kann über die elektromagnetische Kommunikationsverbindung 10 ein Antwortsignal an die Zentraleinheit 5 senden, welches dem erfassten und digitalisierten Messsignal entspricht. Vorzugsweise wird das Antwortsignal mittels eines vorab zwischen der Zentraleinheit 5 und der Identifikationsvorrichtung 6 ausgetauschten Schlüssels verschlüsselt übertragen.
Alternativ kann, wie im Folgenden beschrieben werden wird, das von dem Infraschallsensor 11 ausgesandte Messsignal in analoger Weise an die Zentraleinheit 5 übertragen werden, beispielsweise in Form eines Antwortsignals, welches die Trägerwelle der Kommunikationsverbindung 10 moduliert.
Das handfreie Steuerungssystem weist außerdem einen im Innenraum 3 angeordneten inneren Infraschallsensor 12 und einen im Fahrzeug 1 eingebauten und außerhalb des Innenraums 3 angeordneten äußeren Infraschallsensor 13 auf. Die Sensoren 12 und 13 sind vorzugsweise durch Befestigungsmittel fixiert, beispielsweise mittels elastomerer Halter, um die Sensoren 12 und 13 ausreichend von der Fahrzeugstruktur zu entkoppeln. So wird verhin dert, dass die Struktur nur Schwingungen auf den Sensor 12 beziehungsweise 13 überträgt, die außerhalb des Fahrzeugs 1 beziehungsweise innerhalb des Fahrzeugs 1 erzeugt werden. Die Sensoren 12 und 13 sind mit der Zentraleinheit 5 verbunden. Sie entsprechen beispielsweise dem Sensor 11.
Im Anschluss an das oben erwähnte Auslöseereignis und wenn die Identifikationsvorrichtung 6 korrekt authentifiziert ist, überträgt die Identifikationsvorrichtung 6 das Antwortsignal, welches dem vom Sensor 11 ausgesandten Messsignal entspricht an die Zentraleinheit 5. Die Zentraleinheit 5 verfügt folglich über ein von dem Sensor 12 stammendes inneres Referenzsignal P_i, ein von dem Sensor 13 stammendes äußeres Referenzsignal P_e und ein von dem Sensor 11 stammendes Messsignal P_m.
Wie oben erläutert unterscheiden sich die Druckvariationen in einem Infraschallfrequenzbereich im Fahrzeuginnenraum 3 stark von denjenigen außerhalb des Fahrzeugs 1. Wenn sich also die Identifikationsvorrichtung 6 im Innenraum 3 befindet, unterscheidet sich das Messsignal stark von dem äußeren Referenzsignal und ist dem inneren Referenzsignal sehr ähnlich, um nicht zu sagen mit diesem identisch. Wenn sich die Identifikationsvorrichtung 6 im umgekehrten Fall außerhalb des Fahrzeugs 1 befindet, unterscheidet sich das Messsignal stark von dem inneren Referenzsignal und ist dem äußeren Referenzsignal sehr ähnlich, um nicht zu sagen mit diesem identisch.
Durch Vergleich dieser Signale kann die Zentraleinheit 5 die Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeuginnenraums 3 lokalisieren und kann das Anlassen des Fahrzeugs 1 autorisieren oder verhindern und/oder Mittel zum Verriegeln/Entriegeln der Schlösser der Türen des Fahrzeugs 1 abhängig von dieser Lokalisierung steuern. Beispielsweise umfasst die Zentraleinheit Berechnungsmittel, die in der Lage sind, einerseits den wirksamen Wert des Unterschieds zwischen dem inneren Referenzsignal P_i und dem Messsignal P_m und andererseits den wirksamen Wert des Unterschieds zwischen dem äußeren Referenzsignal P_e und dem Messsignal P_m zu bestimmen, nämlich S_i = (P_i – P_m)_rms und S_e = (P_e – P_m)_rms, wobei rms den quadratischen Mittelwert des Signals bezeichnet. Wenn S_i < S_e ist, stellt die Zentraleinheit 5 fest, dass sich die Identifikationsvorrichtung 6 im Fahrzeuginnenraum 3 befindet. Wenn umgekehrt S_i > S_e ist, stellt die Zentraleinheit 5 fest, dass sich die Identifikationsvorrichtung 6 außerhalb des Fahrzeugs 1 befindet. Alternativ können die Berechnungsmittel beispielsweise einen Vergleich der Referenz- und Messsignale durchführen, indem das Faltungsprodukt der Signale berechnet oder eine Spektralanalyse durchgeführt wird, wobei das Ziel jedes Mal ist, festzustellen, mit welchem der Signale P_i und P_e das Signal P_m die größte Ähnlichkeit aufweist.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Sensoren 11, 12 und 13 beispielsweise ein Signal liefern können, das proportional zu den Druckänderungen ist, die sie messen, oder ein Signal, das proportional zur zeitlichen Ableitung dieser Druckänderungen ist. Die Kenntnis eines Signals selbst ist äquivalent zur Kenntnis von dessen Ableitung. Im zweiten Fall kann die Vergleichsoperation an Hand der Referenz- und Messsignale selbst stattfinden, die proportional zu den zeitlichen Ableitungen der gemessenen Druckänderungen sind, oder an Hand dieser Signale nach einer Integration.
Ein Aktiv-1-Modus wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 beschrieben. Die Elemente, die identisch oder vergleichbar mit den Elementen des passiven Modus sind, werden mit den gleichen, um 100 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
Wie beim passiven Modus umfasst das Fahrzeug 101 eine Wand 102, die einen Innenraum 103 begrenzt und Lecks 104 aufweist. Ein handfreies Steuerungssystem umfasst eine Zentraleinheit 105, die mittels Antennen 107, 108 eine elektromagnetische Kommunikationsverbindung 110 mit einer Identifikationsvorrichtung 106 aufbauen kann. Die Identifikationsvorrichtung 106 weist einen Infraschalldrucksensor 111 und einen Controller 109 auf. Die Unterschiede zwischen dem passiven Modus und dem Aktiv-1-Modus werden im Folgenden erläutert.
Das Steuerungssystem des Aktiv-1-Modus weist weder einen inneren noch einen äußeren Drucksensor auf. Die Zentraleinheit 105 ist mit zwei Lautsprechern 120 über eine nicht dargestellte Ausgangsschnittstelle verbunden. Alternativ kann sie mit einem einzigen oder mit mehr als zwei Lautsprechern verbunden werden. Bevorzugt sind die Lautsprecher 120 die Lautsprecher des Autoradios des Fahrzeugs 101. Alternativ handelt es sich um für das handfreie Steuerungssystem spezifische Lautsprecher. Die Lautsprecher 120 können Druckvariationen in dem Fahrzeuginnenraum 103 unter Kontrolle der Zentraleinheit 105 erzeugen.
3 ist eine detailliertere Darstellung der Zentraleinheit 105 und der Identifikationsvorrichtung 106. Im Folgenden werden die funktionalen Aspekte der Zentraleinheit 105 und der Identifikationsvorrichtung beschrieben. In der Praxis können die Elemente, welche diese Funktionen durchführen, in Form einer allgemeinen elektronischen Schaltung, die in spezieller Weise programmiert ist, in Form einer speziellen elektronischen Schaltung oder in Form einer Kombination von beiden realisiert werden. Sie können zentral oder verteilt verwirklicht werden. Dies gilt auch für die entsprechenden Elemente der anderen Ausführungsformen.
Die Zentraleinheit 121 umfasst einen Zufallszahlengenerator 121. Dieser Generator 121 erzeugt eine Zufallszahl, beispielsweise ein 16 Bit-Binärwort Sb_t und speichert es ab. Der Generator 121 sendet über eine Aufbereitungsschaltung 122 ein dem Wort SB_t entsprechendes Binärsignal A aus. Die Aufbereitungsschaltung 122 ändert die Codierung des Binärwortes Sb_t. Genauer gesagt transformiert sie das Signal A, bei welchem die „0"en und „1"en beispielsweise durch die Spannungen +1 Volt beziehungsweise –1 Volt repräsentiert werden, in ein nicht auf Non-Return-to-Zero-Signal (NRZ-Signal) B, das einen Mittelwert von Null aufweist. Das Signal B wird durch einen Tiefpassfilter 123 gefiltert, welcher nur die Infraschallfrequenzen passieren lässt und dessen Ausgangssignal C mittels eines Verstärkers 124 an die Lautsprecher 120 übertragen wird. In den Signalen A, B und C werden die Bits vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit zwischen 10 und 40 Bit pro Sekunde übertragen. Beispielsweise benötigt man bei einer Geschwindigkeit von 20 Bit pro Sekunde 0,8 Sekunden für die Übertragung des 16 Bit großen Binärwortes S_bt.
Die Aufbereitungsschaltung 122 ermöglicht es auch, aus dem Signal A ein Signal C mit Mittelwerten Null zu erhalten. Somit enthält das Steuersignal der Lautsprecher 120 keine kontinuierliche Komponente, was vermeidet, dass die Membranen der Lautsprecher 120 permanent gegenüber der Ruheposition ausgelenkt sind, was zu Sättigungsphänomenen führen könnte. Der Tiefpassfilter 123 ermöglicht es, Frequenzen von mehr als 40 Hz abzuschneiden. Die von den Lautsprechern 120 erzeugten Druckvariationen sind daher unhörbar, was jegliche Störung oder Interferenz mit Schallsignalen verhindert, die von den Lautsprechern 120 ausgesandt werden, beispielsweise Musik.
Das Signal C wird im Innenraum 103 von den Lautsprechern 120 ausgestrahlt. Folglich enthalten die Infraschalldruckvariationen im Innenraum 103 eine Infraschallkomponente P_C, die dem Signal C entspricht, und gegebenenfalls eine entsprechende Komponente des Umgebungslärms, die man als Komponente des Infraschalllärms bezeichnen kann. Im Infraschallbereich hat der Umgebungslärm im allgemeinen eine sehr geringe Amplitude, vor allem im Inneren des geschlossenen Fahrgastraums des Fahrzeugs 110 und vor allem bei abgeschaltetem Motor. Außerhalb des Fahrzeugs C enthalten die Infraschall-Druckvariationen die Komponente P_C nicht. Dort hört man nur, dass die entsprechende Komponente des Signals C im Innenraum 103 durch die Wand 2 ausreichend stark abgeschwächt wird, dass der Sensor 111, dessen Empfindlichkeitsschwelle entsprechend eingestellt wurde, diese Komponente nicht detektieren kann, wenn sich die Vorrichtung 106 außerhalb des Fahrzeugs 101 befindet und dieses geschlossen ist.
Die Identifikationsvorrichtung 106 weist einen Verstärker 128 auf, der das von dem Infraschallsensor 111 ausgesandte Signal verstärkt und der mit einem Filter 129 verbunden ist, welcher nur Infraschallfrequenzen passieren lässt. 4 zeigt die Signale A, B und C für einen Zeitraum von einigen Bitzeiten t_bit, sowie das Signal D aus Ausgang des Filters 129 für den Fall, wo sich die Identifikationsvorrichtung in dem Innenraum 103 befindet. Aufgrund der Eigenschaften des Electret-Sensors 111 entspricht das Signal D der zeitlichen Ableitung des Signals P_C und somit des Signals C. Dies führt dazu, dass die Codierung des Binärwortes Sb_t in eine Manchester-Codierung umgewandelt wird.
5 zeigt die Signale der 4 in einer als „Augengramm" bezeichneten Darstellung. Außerdem sind mehrere Zeitabschnitte der Signale in überlagerter und mit der Bitzeit t_bit synchronisierten Form dargestellt. Aufgrund der Laufzeit zwischen der Zentraleinheit 105 und der Identifikationsvorrichtung 106 ist das Signal D zeitlich bezüglich der Signale A, B und C verzögert. Diese Verzögerung ist in 4 nicht dargestellt, um den Vergleich der Signale zu erleichtern.
Die Identifikationsvorrichtung 106 umfasst einen Bitdetektor 130, der am Eingang das Signal D empfängt. Wie man in den 4 und 5 erkennt, ist das Signal D im Fall des Bits „1" im Verlauf der ersten Halbbitdauer größer als 0 Volt und im Fall eines Bits „0" im Verlauf der ersten Halbbitdauer kleiner als 0 Volt. Der Bitdetektor 130 kann so ein binäres Wort M in dem Signal D identifizieren.
Die Tatsache, dass das „Auge" im Fall des Signals D der 5 offen ist, bedeutet, dass das von dem Bitdetektor 130 detektierte Wort M dem Wort Sb_t mit einer geringen Irrtumswahrscheinlichkeit entspricht. Es sei darauf hingewiesen, dass dies nur für den Fall richtig ist, wo sich die Identifikationsvorrichtung 106 in dem Innenraum 103 befindet. Wenn sich die Identifikationsvorrichtung 106 außerhalb des Fahrzeugs 101 befindet, enthalten die von dem Sensor 111 gemessenen Druckvariationen keine Komponente, die dem Signal C entspricht. Das Signal D ist dann beliebig und der Bitdetektor 130 liefert dann am Ausgang ein zufälliges oder in jedem Fall von dem Wort Sb_t unabhängiges Wort M.
Die Identifikationsvorrichtung 106 umfasst einen Kodierer 131, welcher das Wort M beispielsweise mit Hilfe eines symmetrischen Chiffrierschlüssels, der vorher zwischen der Zentraleinheit 105 und der Vorrichtung 106 ausgetauscht wurde, verschlüsselt. Das Wort M wird dann mittels des Sendeempfängers 132 und der Antenne 108 der Vorrichtung 106 verschlüsselt zur Zentraleinheit 105 übertragen. Die Elemente 128 bis 132 sind Teil des Controllers 109.
Die Zentraleinheit 105 umfasst einen Sensorempfänger 125 und einen Dekodierer 126, die es ermöglichen, das Wort M in dem von der Antenne 107 empfangenen Signal wiederzufinden. Die Zentraleinheit 105 verfügt somit über das von dem Generator 121 gespeicherte Wort Sb_t und das von dem Dekodierer entschlüsselte Wort M. Die Zentraleinheit umfasst einen Komparator 127, welcher das Wort M mit dem Wort Sb_t vergleicht, um zu bestimmen, ob sich die Identifikationsvorrichtung im Innenraum 103 befindet oder nicht. Beispielsweise nimmt der Komparator 127 an, dass sich die Identifikationsvorrichtung 106 im Innenraum 103 befindet, wenn der Hamming-Abstand, d. h. die Anzahl der zwischen den Wörtern Sb_t und M unterschiedliche Bits kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist. Im Fall von 16-Bit-Wörtern, ist der vorgegebene Grenzwert beispielsweise 0, was bedeutet, dass Sb_t und M gleich sind, oder noch 1 oder 2, was einen gewissen Fehler bei der Detektion des Wortes M erlaubt.
Wie oben erläutert, dauert es in diesem Beispiel etwa 0,8 Sekunden, um das Wort Sb_t von der Zentraleinheit 105 zur Identifikationsvorrichtung 106 zu übertragen. Die Kommunikation in die andere Richtung findet über elektromagnetische Wellen statt. Das Wort M kann daher von der Identifikationsvorrichtung 106 zur Zentraleinheit 105 in einer Zeit übertragen werden, die verglichen mit diesen 0,8 Sekunden vernachlässigbar ist. Die Zeit von 0,8 Sekunden ist daher die minimal erforderliche Zeit, um die Vorrichtung 106 zu lokalisieren und bildet daher einen Minimalzeitraum, der zwischen dem Moment, wo der die Vorrichtung 106 tragende Benutzer das handfreie Anlassprotokoll auslöst, und dem Moment, wo der Motor des Fahrzeugs 101 in Gang gesetzt wird, abläuft. Wenn beispielsweise das Protokoll ausgelöst wird, sobald der Benutzer in den Innenraum 103 eintritt, ist ein Zeitraum von 0,8 Sekunden klein im Vergleich zu der erforderlichen Zeit ist, um sich niederzulassen oder den Sicherheitsgurt anzulegen, und wird nicht als störend empfunden. Auf jeden Fall sollte dieser Zeitraum kleiner als 5 Sekunden, bevorzugt kleiner als 2 Sekunden sein.
Ab dem oben erwähnten Auslöseereignis erzeugt die Zentraleinheit 105 wiederholt das Wort Sb_t in dem Innenraum 103. Mit einer vorgegebenen Wiederholrate kann der Generator 121 gegebenenfalls ein neues Wort Sb_t erzeugen und speichern, um den Schutz gegen eine illegale Manipulation zu verbessern.
Ein Aktiv-2-Modus wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben. Die Bauelemente, die identisch oder ähnlich wie die Bauelemente des passiven Modus oder des Aktiv-1-Modus sind, werden mit den gleichen um 200 beziehungsweise 100 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
Der Aktiv-2-Modus kann als Kombination des Passiv-Modus und des Aktiv-1-Modus betrachtet werden. So umfasst das handfreie Steuerungssystem des Fahrzeugs 201 Lautsprecher 220, einen inneren Infraschallsensor 212, der in dem Innenraum 203 angeordnet ist, und einen äußeren Infraschallsensor 213, der auf dem Fahrzeug 201 installiert und außerhalb des Innenraums 203 angeordnet ist. Die Sensoren 212 und 213 sind mit der Zentraleinheit 205 verbunden.
Wie die Zentraleinheit 105 des Aktiv-1-Modus, steuert die Zentraleinheit 204 die Lautsprecher 220 damit die Druckvariationen im Infraschallbereich in den Innenraum 203 eine Komponente P_C umfassen, die einem Binärwort Sb_t entspricht. Die Identifikationsvorrichtung 206 ermittelt mittels des Sensors 211, des Verstärkers 228 und des Filters 229 ein Signal D. Die Signale A, B, C und D der 4 und 5, die unter Bezugnahme auf den Aktiv-1-Modus beschrieben wurden, sind im Fall des Aktiv-2-Modus unverändert.
Die Identifikationsvorrichtung 206 weist einen Analog/Digital-Wandler 240 auf, der das Signal D erfasst und digitalisiert. Somit wird das Signal D in ein Antwortsignal umgewandelt, welches dem erfassten und digitalisierten Signal D entspricht. Es handelt sich um eine Abtastung auf mehreren Niveaus und bei einer Frequenz, die deutlich größer als die Modulationsfrequenz des Signals D ist, denn abgesehen von dem logischen Inhalt des Signals D, nämlich dem Wort Sb_t, muss das Antwortsignal außerdem den analogen Inhalt des Signals D enthalten, nämlich eine quantitative Messung der Amplitude des Signals D und dessen zeitlicher Variation.
Die Identifikationsvorrichtung 206 umfasst einen Kodierer 231, der das Antwortsignal beispielsweise mittels eines vorab zwischen der Zentraleinheit 205 und der Vorrichtung 206 ausgetauschten Schlüssels verschlüsselt. Das Antwortsignal wird dann verschlüsselt über den Sendeempfänger 232 und die Antenne 208 der Vorrichtung 206 zu der Zentraleinheit 205 übertragen.
Die Zentraleinheit 205 umfasst einen Sendeempfänger 225 und eine Verarbeitungsschaltung 242. Die Verarbeitungsschaltung 242 empfängt das von der Antenne 207 empfangene Signal und führt zwei Operationen durch. Zunächst decodiert sie das Antwortsignal, welches sie verschlüsselt empfangen hat. Die Verarbeitungsschaltung verfügt demnach über das von dem Konverter 240 erzeugte Antwortsignal, d. h. einer digitalisierten Form des Signals D. In entsprechender Weise wie der Bitdecoder 130 des Aktiv-1-Modus, identifiziert die Verarbeitungsschaltung 242 ein binäres Wort M in dem Signal D.
Die Zentraleinheit 205 verfügt dann auf Höhe des Komparators 241 über das von der Schaltung 242 gelieferte binäre Wort M, das von dem Generator 221 gelieferte binäre Wort Sb_t, ein von dem Sensor 212 geliefertes inneres Referenzsignal, ein von dem Sensor 213 geliefertes äußeres Referenzsignal und über den ebenfalls von der Schaltung 242 gelieferten analogen Inhalt des Signals D.
Wie im Fall des Aktiv-1-Modus kann die Zentraleinheit 204 durch Vergleich der Worte M und Sb_t die Identifikationsvorrichtung 206 lokalisieren. Wie bei dem passiven Modus kann die Zentraleinheit 205 durch Vergleich der inneren und äußeren Referenzsignale mit dem analogen Inhalt des Signals D die Identifikationsvorrichtung 206 lokalisieren. Diese doppelte Lokalisierung bietet einen erhöhten Schutz gegenüber illegalen Manipulationen mittels Relaiskästen. Alternativ kann die Zentraleinheit 205 nur eine der beiden Methoden zur Lokalisierung verwenden, beispielsweise abhängig von einem vom Benutzer des Fahrzeugs 201 betätigbaren Schalter. Das System kann auch einen die Sicherheit in den Vordergrund stellenden Betriebsmodus anbieten, bei welchem die Lokalisierungsbedingung der Vorrichtung 206 zum handfreien Anlassen durch beide Lokalisierungsmethoden erfüllt sein muss; sowie einen weiteren Betriebsmodus, der den Nutzungskomfort in den Vordergrund stellt, bei welchem die Lokalisierungsbedingung als erfüllt angesehen wird, solange eine der beiden Methoden ein positives Ergebnis liefert.
8 zeigt schematisch eine abgewandelte Ausführungsform des Fahrzeugs 201 in der Seitenansicht. Die Lautsprecher 220 sind hier in der Rückablagenwand angeordnet, welche den Innenraum 203 in einen Fahrgastraum 203a und einen Kofferraum 203b unterteilt. Diese Wand und die Rücklehnen 250 der Rücksitze bilden im allgemeinen eine gute Abschirmung gegen die Übertragung von Druckvariationen im Infraschall. Somit sind die von den Lautsprechern 220 in dem Fahrgastraum 203a erzeugten Infraschall-Druckvariationen in ihrer Phase denjenigen im Kofferraum 203b entgegengesetzt. Wenn sich die Identifikationsvorrichtung 206 in dem Kofferraum 203b befindet, weist das Signal D die entgegengesetzte Phase zu derjenigen auf, die es hätte, wenn sich die Vorrichtung 206 in dem Fahrgastraum 203a befände und das von der Schaltung 242 detektierte Wort M hätte all seine Bits invertiert. Somit kann der Komparator 241 feststellen, ob sich die Identifikationsvorrichtung in dem Fahrgastraum 203a, in dem Kofferraum 203b oder außerhalb des Fahrzeugs 201 befindet: Der Komparator 241 berechnet den Hamming-Abstand zwischen Sb_t und M. Wenn die Worte M und Sb_t gleich sind, gegebenenfalls mit einem Zähler von 1 oder 2 Bit, bedeutet dies, dass sich die Vorrichtung 206 in dem Fahrgastraum 203a befindet. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass wenn der Hamming-Abstand zwischen Sb_t und M kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist, der Komparator 241 feststellt, dass sich die Vorrichtung 206 in dem Fahrgast raum 203a befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, berechnet der Komparator den Hamming-Abstand zwischen Sb_t und nicht(M), dem logischen Inversen des Worts M. Wenn nicht(M) und das Wort Sb_t gleich sind, gegebenenfalls mit einem Fehler von ein oder zwei Bit, bedeutet dies, dass sich die Vorrichtung 206 in dem Kofferraum 203b befindet. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass wenn der Hamming-Abstand zwischen Sb_t und nicht(M) kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist, der Komparator 241 feststellt, dass sich die Vorrichtung 206 in dem Kofferraum 203b befindet. Wenn schließlich die Worte M und Sb_t nicht korrigiert sind, bedeutet dies, dass sich die Vorrichtung 206 außerhalb des Fahrzeugs 201 befindet. Diese auf den Binärworten basierende Bestimmung ist auch für den Aktiv-1-Modus anwendbar.
Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann der Komparator 241 auch auf der Grundlage des inneren Referenzsignals P_i, des äußeren Referenzsignals P_e und des analogen Inhalts des Signals D bestimmen, ob sich die Identifikationsvorrichtung in dem Fahrgastraum 203a, in dem Kofferraum 203b oder außerhalb des Fahrzeugs 201 befindet. Gemäß dieser Variante ist der innere Referenzsensor 212 in dem Fahrgastraum 203a angeordnet. Wenn sich das Signal D dem inneren Referenzsignal P_i sehr ähnelt, bedeutet dies also, dass sich die Vorrichtung 206 in dem Fahrgastraum 203a befindet. Wenn das Signal D nach einer einmaligen Phaseninvertierung dem inneren Referenzsignal P_i sehr ähnelt, bedeutet dies, dass sich die Vorrichtung 206 im Kofferraum 203b befindet. Wenn schließlich das Signal D dem äußeren Referenzsignal P_i am ähnlichsten ist, bedeutet dies, dass sich die Vorrichtung 206 außerhalb des Fahrzeugs 1 befindet.
Alternativ zu dem, was beschrieben wurde, kann man in dem Fall, wo die Lautsprecher 220 nicht in einer Wand angeordnet sind, welche den Fahrgastraum 203a vom Kofferraum 203b trennt, einen zusätzlichen (nicht dargestellten) Lautsprecher verwenden, der in dem Kofferraum 203b angeordnet ist. Die Lautsprecher 220 und der zusätzliche Lautsprecher werden sequenziell angeregt und die Signale werden so verarbeitet, wie im Folgenden beschrieben werden wird. Abhängig von dem Moment, in welchem man die Vorrichtung 206 im Innenraum 203 lokalisiert, kann man feststellen, ob sie sich im Fahrgastraum 203a oder im Kofferraum 203b befindet. Eine andere Variante, bei der die Struktur des Fahrzeugs den Fahrgastraum stark vom Kofferraum isoliert, so dass kein wesentlicher Übergang von Infraschallsignalen von einem zum anderen stattfindet, besteht darin, die Lautsprecher 220 und den zusätzlichen Lautsprecher gleichzeitig, aber auf der Grundlage von zwei unterschiedlichen Binärwörtern Sb1_t und Sb2_t anzuregen. Diese Variante weist den Vorteil der Schnelligkeit auf, denn die Vorrichtung 206 kann bereits bei der ersten Ausstrahlung der Worte Sb1_t und Sb2_t lokalisiert werden.
Die hier beschriebene Erfindung kann durch eine Lokalisierung mit Hilfe von beispielsweise Antennenschleifen, die spezifische Detektionsbereiche aufweisen, komplettiert werden, was es beispielsweise ermöglicht, die Identifikationsvorrichtung außerhalb des Fahrzeugs 1 in der Nähe einer rechten Türe, einer linken Türe oder des Kofferraums zu lokalisieren. Zur Verbesserung des Schutzes gegen illegale Manipulationen kann die Erfindung mit einem Basisschutz zur Messung einer zeitlichen Verschiebung der Signale kombiniert werden.
Gemäß einer Variante des Aktiv-2-Modus' sind die Infraschall-Druckvariationen, die von den Lautsprechern 220 unter Kontrolle der Zentraleinheit 205 ausgestrahlt werden, beliebig. Anders ausgedrückt, umfassen sie keine Komponenten, die einem festgelegten Binärwort entsprechen. Die Lokalisierung der Vorrichtung 206 basiert daher allein auf dem Vergleich der Referenzsignale P_i und P_e und dem analogen Inhalt des Signals D. Diese Ausführungsvariante kann auch bei der passiven Ausführungsform realisiert werden, vorausgesetzt, dass das Fahrzeug mit einer Vorrichtung ausgerüstet ist, die ein Infraschallsignal erzeugen kann, beispielsweise einem Autoradio. Die Idee ist hier, künstlich eine Infraschallanregung im Innenraum des Fahrzeugs unter der Kontrolle der Zentraleinheit 5 oder 205 zu erzeugen. Diese Anregung wird beispielsweise erzeugt, wenn in dem Moment, wo die Identifikationsvorrichtung 6 oder 206 lokalisiert werden muss, kein signifikantes Signal von den Sensoren 12 und 13 oder 212 und 213 empfangen wird.
Häufig weist diese Variante selbst dann, wenn der Infraschall-Umgebungslärm in und außerhalb des Innenraums 3 oder 203 nicht sehr unterschiedlich ist, insbesondere, wenn sich das Fahrzeug in einer sehr ruhigen Umgebung befindet, den Vorteil auf, einen Unterschied zwischen dem Innenraum 3 oder 203 und der Umgebung zu erzeugen, was die Zuverlässigkeit erhöht. Im Rahmen eines handfreien Anlassprotokolls muss der Benutzer normalerweise jedoch zunächst das Fahrzeug besteigen, so dass normalerweise zumindest ein Türschlagen hervorgerufen wird, was eine Infraschallanregung erzeugt, die von dem System ausgenutzt werden kann.
Eine andere Lösung des Problems der geringen Unterschiede, die zwischen den Infraschalldruckänderungen in und außerhalb des Innenraums vorhanden sein können, oder des Problems des Fehlens eines Infraschallgeräusches in oder außerhalb des Fahrzeugs, besteht darin, den Motor des Fahrzeugs anzulassen, wenn die Identifikationsvorrichtung lokalisiert werden soll, was dazu führt, dass Druckunterschiede im Infraschallbereich erzeugt werden. Anschließend lokalisiert man nach einem kurzen Zeitraum von beispielsweise einigen Sekunden die Identifikationsvorrichtung. Wenn diese sich draußen befindet, schaltet man den Motor wieder aus. Wenn sie sich im Inneren befindet, lässt man den Motor laufen.
Eine Ausführungsform der Erfindung, die man als Vibrationsmodus bezeichnet, wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Die Elemente, die identisch oder ähnlich den Elementen des passiven Modus' sind, werden mit den gleichen, um 300 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
Das Fahrzeug 301 weist Wände 302 auf. Die Wand 302 umfasst insbesondere den Boden und die Türen des Fahrzeugs 301. Die Wand 302 kann teilweise offen sein oder, anders ausgedrückt, bei dem Fahrzeug 301 kann es sich um ein Cabriolet handeln.
Das Fahrzeug 301 weist ein handfreies Steuerungssystem auf. Das handfreie Steuerungssystem umfasst eine Zentraleinheit 305, die mittels Antennen 307, 308 eine elektromagnetische Kommunikationsverbindung 310 mit einer Identifikationsvorrichtung 306 herstellen kann. Die Identifikationsvorrichtung 306 weist einen Beschleunigungssensor 311 und einen Controller 309 auf.
Der Beschleunigungssensor 311 kann ein Winkelbeschleunigungssensor sein, der die Winkelbeschleunigung einer, zweier oder dreier Achsen misst, und am Ausgang einen Rotationsvektor in einer, zwei bzw. drei Dimensionen liefert. Der Rotationsvektor wird beispielsweise durch eine, zwei oder drei elektrische Spannungen repräsentiert, wobei jede der jeweiligen Komponenten des Rotationsvektors einer der gemessenen Achsen entspricht. Alternativ kann der Rotationsvektor durch eine einzige elektrische Spannung repräsentiert werden, die dessen Betrag entspricht.
Der Beschleunigungssensor 311 kann auch ein linearer Beschleunigungssensor sein, der die Linearbeschleunigung in einer, zwei oder drei Achsen misst und am Ausgang einen Beschleunigungsvektor mit einer, zwei oder drei Dimensionen liefert. Der Beschleunigungsvektor wird beispielsweise durch eine, zwei oder drei elektrische Spannungen repräsentiert, die jeweils der entsprechenden Komponente des Beschleunigungsvektors in einer der gemessenen Achsen entsprechen. Alternativ kann der Beschleunigungsvektor durch eine einzige elektrische Spannung repräsentiert werden, die dessen Betrag entspricht.
Der Betrag des Rotationsvektors oder des Beschleunigungsvektors liefert ein Messsignal S_m, das für die Beschleunigung der Identifikationsvorrichtung 306 repräsentativ ist.
In entsprechender Weise, wie dies unter Bezugnahme auf den passiven Modus oder den Aktiv-2-Modus beschrieben wurde, überträgt der Controller 309 das Messsignal S_m mittels der Antenne 308 und der elektromagnetischen Kommunikationsverbindung 310 in digitalisierter und verschlüsselter Weise an die Zentraleinheit 305. Die Zentraleinheit 305 weist einen Decoder zum Entschlüsseln des empfangenen Signals auf.
Das Steuerungssystem umfasst auch einen Beschleunigungssensor 312, beispielsweise vom gleichen Typ wie der Beschleunigungssensor 311. Der Sensor 312 ist an der Struktur des Fahrzeugs 301 so fixiert, dass er die Bewegungen des Fahrzeugs 301 mitmacht. Der Sensor 312 kann ein für das handfreie Steuerungssystem spezifischer Sensor sein oder ein Sensor, der außerdem für andere Kontrollfunktionen des Fahrzeugs 301 dient. Beispielsweise kann der Sensor 312 auch zur Steuerung der Auslösung von aufblasbaren Sicherheitskissen (Airbag) dienen.
Der Sensor 312 ist mit der Zentraleinheit 305 verbunden. So verfügt die Zentraleinheit 305 über das von dem Sensor 311 stammende Messsignal S_m und ein von dem Sensor 312 stammendes Referenzsignal S_r.
Wenn die Identifikationsvorrichtung 306 sich in dem Fahrzeug 301 befindet, führt sie die Bewegungen durch, die den Bewegungen des Fahrzeugs 301 entsprechen, gegebenenfalls kombiniert mit den Bewegungen eines Benutzers, der die Vorrichtung 306 in dem Fahrzeug trägt. Das Messsignal S_m und das Referenzsignal S_r werden dann beide eine Komponente enthalten, die einer Beschleunigung des Fahrzeugs 301 entspricht, und werden folglich korreliert sein.
Umgekehrt, wenn sich die Identifikationsvorrichtung 306 nicht in dem Fahrzeug 301 befindet, werden das Messsignal S_m und das Referenzsignal S_r unabhängig voneinander und nicht korreliert sein.
Durch Vergleich des Messsignals S_m und des Referenzsignal S_r ist es daher möglich, zu bestimmen, ob sich die Identifikationsvorrichtung 306 in dem Fahrzeug 301 befindet oder nicht.
Der Vergleich des Messsignals S_m mit dem Referenzsignal S_r kann beispielsweise auf die folgende Weise durchgeführt werden.
In Folge eines Auslöseereignisses, das mittels eines Sensors detektiert wird, beispielsweise der Betätigung eines Türgriffs oder des Schließens einer Tür, stellt die Zentraleinheit 305 eine Kommunikationsverbindung 310 mit der Identifikationsvorrichtung 306 her, um Nach richten gemäß einem an sich kryptografischen Verfahren auszutauschen, um die Identifikationsvorrichtung 306 zu authentifizieren und/oder ihr eine Abfragebotschaft zu übermitteln. Anschließend beginnt die Identifikationsvorrichtung 306 mit der Übertragung des Messsignals S_m an die Zentraleinheit 305. Die Zentraleinheit 305 speichert die empfangenen Signale und führt eine Berechnung der Korrelation zwischen dem Messsignal S_m und dem Referenzsignal S_r durch. Genauer gesagt, ermittelt die Zentraleinheit 305 die Einhüllende des Messsignals S_m und des Referenzsignals S_r. Wenn sich die Identifikationsvorrichtung 306 in dem Fahrzeug 301 befindet, werden die Einhüllenden der Signale S_m und S_r beide miteinander korrelierte Spitzen und Bereiche mit verringerter Amplitude aufweisen. Der Grad der Korrelation kann dadurch berechnet werden, indem man ein Korrelationsprodukt dieser Einhüllenden bildet. Alternativ kann die Zentraleinheit 305 beispielsweise den effektiven Wert des Unterschiedes zwischen den Einhüllenden der Signale S_m und S_r berechnen.
Wenn das so bestimmte Korrelationsniveau größer als ein Schwellwert ist, bestimmt die Zentraleinheit 305, dass sich die Identifikationsvorrichtung 306 in dem Fahrzeug 301 befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, bestimmt die Zentraleinheit 305, dass sich die Identifikationsvorrichtung 306 nicht in dem Fahrzeug 301 befindet.
Der Grad der Korrelation muss wenigstens während eines Vergleichszeitraums von vorbestimmter Dauer, der größer als ein vorgegebener Grenzzeitraum, beispielsweise 5 Sekunden, ist, größer als der Korrelationsgrenzwert sein. Zu diesem Zweck speichert die Zentraleinheit 305 das Messsignal S_m und das Referenzsignal S_r in einem Speicher und vergleicht diese Signale während mehrerer Vergleichszeiträume. Beispielsweise beginnt einer dieser Vergleichszeiträume mit dem oben erwähnten Auslöseereignis. So ist es gegebenenfalls möglich, die Identifikationsvorrichtung 306 schnell in dem Fahrzeug zu lokalisieren und das Anlassen zu autorisieren, sobald der Fahrer eingestiegen ist.
Es ist möglich, dass die Bewegungen, die allein von dem durch das Einsteigen einer Person in das Fahrzeug verursachten Absenken der Federung des Fahrzeugs 301 ausgelöst werden, eine Amplitude besitzen, die nicht ausreicht, um eine Korrelation zwischen dem Messsignal S_m und dem Referenzsignal S_r herstellen zu können. Aus diesem Grund veranlasst die Zentraleinheit 305 gemäß einer abgewandelten Ausführungsform das Anlassen des Motors des Fahrzeugs 301, wenn die Identifikationsvorrichtung 306 an Hand des oben erwähnten kryptographischen Verfahrens korrekt identifiziert wurde. Dieses Anlassen kann entweder nach einem vorgegebenen Zeitraum von beispielsweise 5 Sekunden nach dem Auslöseereignis oder nach Betätigen eines zu diesem Zweck vorgesehenen Steuerknopfes, der beispielsweise auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs 301 angeordnet sein kann, stattfinden.
Ein Vergleichszeitraum beginnt dann mit dem Anlassen des Motors und endet einige Sekunden später, beispielsweise zwischen 5 und 10 Sekunden später. Wenn der Grad der Korrelation zwischen dem Messsignal S_m und dem Referenzsignal S_r während dieses Vergleichszeitraums größer als ein Grenzwert ist, lässt man den Motor laufen. Andernfalls veranlasst die Zentraleinheit 305, dass der Motor ausgeschaltet wird.
Das Steuerungssystem gemäß dem Vibrationsmodus kann mit einem Steuerungssystem gemäß einem der passiven, Aktiv-1- oder Aktiv-2-Infraschallmodi kombiniert werden. In diesem Fall umfasst die Identifikationsvorrichtung 306 einen Beschleunigungssensor 311 und einen Infraschallsensor 11, 111 oder 211 und das Fahrzeug umfasst ebenfalls wenigstens einen Beschleunigungssensor und gegebenenfalls Infraschallsensoren. In diesem Fall wird eine doppelte Detektion der Position der Identifikationsvorrichtung durchgeführt, was die Sicherheit gegen illegale Manipulationen weiter erhöht.
Gemäß einer anderen Variante, die der Kombination des Vibrationsmodus mit dem passiven Infraschallmodus oder dem Aktiv-2-Infraschallmodus entspricht, umfasst die Identifikationsvorrichtung 6 oder 206 einen kombinierten Beschleunigungs- und Infraschallsensor. In diesem Fall kann auch wenigstens einer der Sensoren 12, 13 oder 212, 213 ein kombinierter Beschleunigungs- und Infraschallsensor sein.
Im Fall dieser Varianten spiegelt das von der Identifikationsvorrichtung zu der Zentraleinheit übertragene Messsignal gleichzeitig die Druckvariationen in der Umgebung der Identifikationsvorrichtung und die Beschleunigungen, denen diese unterliegt, wieder. Die Zentraleinheit lokalisiert die Identifikationsvorrichtung indem sie dieses Messsignal mit einem inneren Infraschall-Referenzsignal und/oder mit einem inneren Infraschall-Referenzsignal und einem Beschleunigungs-Referenzsignal vergleicht. Das Messsignal eines in dem Fahrzeug eingebauten kombinierten Beschleunigungs- und Infraschallsensors kann in diesem Fall auch als Referenzsignal verwendet werden. Ein äußerer Infraschallsensor ist somit nicht immer notwendig.
Ein Beispiel eines kombinierten Beschleunigungs- und Infraschallsensors 319 ist in den 10 bis 13 dargestellt. Der Sensor 319 basiert auf dem Prinzip des Elektretmikrofons und umfasst ein Gehäuse 320 aus Aluminium, das beispielsweise eine kreiszylindrische Form besitzt. Das Gehäuse 320 weist eine Öffnung 322 auf, welche Druckänderungen passieren lässt. Eine metallische Membran 321 ist im Inneren des Gehäuses 320 angeordnet und an dessen Umfang fixiert. Die metallisierte Membran 321 ist verformbar. 10 zeigt die Membran 321 in ihrer nicht verformten Position. 12 zeigt die Membran 321 in einer verformten Position, wobei die Verformung zur besseren Klarheit der Zeichnung übertrieben dargestellt ist.
Eine Messelektrode 323 besteht aus einer Metallscheibe, die parallel zu der metallisierten Membran 321 in deren nicht verformter Position in dem Gehäuse 320 fixiert ist. Die Messelektrode 323 und die metallisierte Membran 321 bilden gemeinsam einen variablen Kondensator, der, wie durch den Pfeil 324 dargestellt, mit einer Messschaltung 330 verbunden ist. Ein Beispiel der Messschaltung 330 ist in 13 dargestellt und durch gestrichelte Linien umschlossen. Sie umfasst einen variablen Kondensator 313, der von der Elektrode 323 und der Membran 321 gebildet wird. Die Elektrode 323 ist mit dem Gitter eines Feldeffekttransistors 332 verbunden, dessen beiden anderen Anschlüsse die Ausgänge des Sensors bilden, von denen einer mit der Masse und der andere mittels eines Widerstandes 333 von beispielsweise zwei 2 kΩ, mit einer Spannungsquelle von beispielsweise +3 V verbunden ist. Die an der Anschlussklemme 334 anliegende Spannung ist variabel und entspricht den Kapazitätsänderungen des Kondensators 331. Die Messschaltung 330 umfasst außerdem einen Widerstand 335 von mehreren MΩ.
Unter dem Einfluss von Druckvariationen verformt sich die metallisierte Membran 321 und die Kapazität des von der Membran 321, und der Elektrode 323 gebildeten Kondensators variiert. Diese Variation der Kapazität wird von der Messschaltung in ein Ausgangssignal umgewandelt, beispielsweise in Form einer variablen elektrischen Spannung.
Der Sensor 319 umfasst zwei Massen 325 und 326, die an der metallisierten Membran 321 in der Nähe des Zentrums der Membran 321 einander diametral gegenüber liegend fixiert sind. Die Massen 325 und 326 sind beispielsweise kleine Volumina eines dichten Materials, wie beispielsweise Blei oder einer Zinnlegierung. Die Schwerpunkte der Massen 325 und 326 befinden sich oberhalb der Membran 321.
Die Masse 325 ist außerdem mittels einer Lasche 327 mit dem Gehäuse 320 verbunden, welches sich entlang einer Achse Y erstreckt und die Masse 325 auf Höhe der Membran mit dem Gehäuse 320 verbindet. Somit ist die Masse 325 um eine Drehachse schwenkbar, die durch die Befestigung der Lasche 327 am Gehäuse 320 definiert wird. In entsprechender Weise ist die Masse 326 mittels einer Lasche 328, die sich entlang einer zu der Achse Y senkrechten Achse Z erstreckt, an dem Gehäuse 320 fixiert.
Unter dem Einfluss einer Beschleunigung verformen die Massen 325 und 326 die Membran 321 und die Kapazität des von der Membran 321 und der Elektrode 323 gebildeten Kondensators variiert. Diese Variation der Kapazität wird von der Messschaltung in ein Ausgangssignal umgewandelt.
Genauer gesagt: Wenn der Sensor 319 eine Beschleunigung entlang der senkrechten Achse der 10, also der Achse X erfährt, verschieben sich die Massen 325 und 326 entlang dieser Achse X und verformen die Membran. Wenn der Sensor 319 eine Beschleunigung entlang der Achse Y erfährt, erfährt die Masse 325 ein Drehmoment, weil ihr Schwerpunkt bezüglich der Drehachse, die durch die Befestigung der Lasche 327 am Gehäuse 320 definiert wird, versetzt ist. Folglich verformt die Masse 325 die Membran 321, wie in 12 dargestellt ist, während die Masse 326 von der Lasche 328 gehalten wird. Wenn schließlich der Sensor 319 eine Beschleunigung entlang der Achse Z erfährt, verformt die Masse 326 die Membran 321, während die Masse 325 von der Lasche 327 gehalten wird. Eine Beschleunigung entlang einer beliebigen Achse verformt die Membran 321 gemäß einer Kombination der drei oben erwähnten Effekte.
Somit führt eine Beschleunigung oder eine Verschiebung des Sensors 319 in einer Richtung parallel zur Ebene der Membran 321 zu einem Drehmoment der Massen 325 und 326, das geeignet ist, die Membran in detektierbarer Weise zu verformen. Die Laschen 327 und 328 sind dazu nicht unerlässlich, aber sie verstärken die Befestigung der Massen 325 und 326 und ermöglichen es, einen großen Hebelarm zu erzeugen.
So ermöglicht es der Sensor 319, gleichzeitig eine Beschleunigung und Druckvariationen insbesondere in einem Infraschallfrequenzbereich zu messen. Die Membran 321 kann so dimensioniert sein, dass sie sich in Folge von Druckwellen in anderen Frequenzbereichen verformt.
Die hier beschriebenen Steuerungssysteme umfassen eine Identifikationsvorrichtung. Sie können von diesen aber auch mehrere aufweisen, wobei jede von einem anderen autorisierten Benutzer getragen wird.
Die Steuerungssysteme, die hier beschrieben wurden, umfassen eine ansteigende Hochfrequenzverbindung, d. h. von der Zentraleinheit in Richtung zur Identifikationsvorrichtung. Man kann auf diese Verbindung verzichten. In diesem Fall enthält die Identifikationsvorrichtung, um sich zu authentifizieren, einen geheimen privaten Schlüssel, der auch der Zentraleinheit bekannt ist. Dieser geheime Schlüssel wird auch von dem Kodierer 331 oder 231 und dem Dekodierer 126 oder der Schaltung 242 verwendet.
Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit mehreren speziellen Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, dass sie keineswegs auf diese eingeschränkt ist und dass sie alle äquivalenten Techniken der beschriebenen Mittel und deren Kombinationen umfasst, soweit diese in den durch die Erfindung abgesteckten Rahmen fallen.

Claims

Handfreies Steuerungssystem für ein Fahrzeug (301), mit einer in dem Fahrzeug angeordneten zentralen Steuereinheit (305) und einer von einem Benutzer zu tragenden Identifikationsvorrichtung (306), wobei die Identifikationsvorrichtung einen Sender zur drahtlosen Fernübertragung von Signalen zu der zentralen Steuereinheit aufweist, wobei die zentrale Steuereinheit einen Empfänger zum Empfang dieser Signale umfasst, wobei die zentrale Steuereinheit Lokalisierungsmittel umfasst, um an Hand dieser Signale festzustellen, ob sich die Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs befindet, wobei die Zentraleinheit Steuerungsmittel umfasst, um in Abhängigkeit von der Lokalisierung der Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs das Anlassen des Fahrzeugs zu autorisieren oder zu verhindern und/oder um Verriegelungs-/Entriegelungsmittel der Schlösser der Türen des Fahrzeugs zu steuern, wobei die Identifikationsvorrichtung einen ersten Sensor (311) zur Messung einer Beschleunigung der Identifikationsvorrichtung umfasst, wobei der Sender der Identifikationsvorrichtung ein von der durch den ersten Sensor gemessenen Beschleunigung abhängiges Messsignal an die Zentraleinheit übertragen kann, wobei die Lokalisierungsmittel der Zentraleinheit einen Komparator umfassen, der das Antwortsignal mit einem Referenzsignal vergleichen kann, um die Lokalisierung der Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs durchzuführen, wobei das Steuerungssystem einen zweiten Sensor (312) umfasst, der so in dem Fahrzeug angeordnet ist, dass er eine Beschleunigung des Fahrzeugs messen kann, wobei der zweite Sensor mit der Zentraleinheit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal von der durch den zweiten Sensor gemessenen Beschleunigung abhängt.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor eine Winkelbeschleunigung messen kann, wobei das Messsignal vom Betrag des von dem ersten Sensor gelieferten Rotationsvektors abhängt, wobei der zweite Sensor eine Winkelbeschleunigung messen kann, wobei das Referenzsignal von dem Betrag eines von dem zweiten Sensor gelieferten Rotationsvektors abhängt.
System gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor eine Linearbeschleunigung in wenigstens einer Richtung messen kann, wobei das Messsignal vom Betrag eines von dem ersten Sensor gelieferten Bescheunigungsvektors abhängt, wobei der zweite Sensor eine Linearbeschleunigung in wenigstens einer Richtung messen kann, wobei das Referenzsignal von dem Betrag eines von dem zweiten Sensor gelieferten Beschleunigungsvektors abhängt.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator einen Speicher umfasst, wobei der Komparator das Messsignal und das Referenzsignal in dem Speicher während wenigstens eines Vergleichszeitraums speichern kann.
System gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit mit einem Sensor so verbindbar ist, dass sie von dem Sensor ein Auslösesignal empfangen kann, wobei der Komparator das Messsignal und das Referenzsignal während eines Vergleichszeitraums speichern kann, der im Wesentlichen mit dem Empfang des Auslösesignals beginnt.
System gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der das Auslösesignal erzeugende Sensor ein Türgriffsensor ist, der auf die Betätigung eines Griffs der Tür reagiert.
System gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der das Auslösesignal erzeugende Sensor ein Betätigungsknopf ist, der zur Steuerung des Anlassens des Fahrzeugs dient.
System gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Betätigungsknopf umfasst, der zur Steuerung des Anlassens des Fahrzeugs dient, wobei der Komparator das Messsignal und das Referenzsignal während eines Vergleichszeitraums speichern kann, der nach der Betätigung des Betätigungsknopfes endet.
System gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit das Anlassen des Motors des Fahrzeugs detektieren kann, wobei der Komparator das Messsignal und das Referenzsignal während eines Vergleichszeitraums speichern kann, der nach dem Anlassen endet.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator einen Korrelationsgrad zwischen einer zeitlichen Einhüllenden des Messsignals und einer zeitlichen Einhüllenden des Referenzsignals bestimmen kann, wobei die Lokalisierungsmittel die Lokalisierung der Identifikationsvorrichtung inner halb oder außerhalb des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem Korrelationsgrad durchführen können.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationsvorrichtung einen Drucksensor (11, 111, 211) umfasst, der Druckänderungen in der Umgebung der Identifikationsvorrichtung in einem Infraschallfrequenzbereich messen kann, wobei der Sender der Identifikationsvorrichtung ein von den durch den Sensor gemessenen Druckänderungen abhängiges Antwortsignal an die Zentraleinheit übertragen kann, wobei der Komparator das Antwortsignal mit einem Druckreferenzsignal vergleichen kann, mit welchem Druckänderungen in dem Innenraum in einem Infraschallfrequenzbereich korreliert sind, um die Lokalisierung der Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Innenraums durchzuführen.
System gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es einen kombinierten Druck- und Beschleunigungssensor (319) umfasst, welcher den ersten Sensor und den Drucksensor bildet und dessen kombiniertes Messsignal das Messsignal und das Antwortsignal bildet, wobei der zweite Sensor ein zweiter kombinierter Druck- und Beschleunigungssensor (319) ist, der Druckänderungen in dem Innenraum des Fahrzeugs in einem Infraschallfrequenzbereich messen kann, wobei das Referenzsignal und das Druckreferenzsignal von einem einzigen Referenzsignal gebildet werden, das durch den zweiten kombinierten Druck- und Beschleunigungssensor gemessen wird.
System gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der kombinierte Beschleunigungs- und Druckwellensensor (319) einen variablen Kondensator umfasst, der von einer Messelektrode (323) und einer leitfähigen, durch Druckänderungen verformbaren Membran (321) gebildet wird, wobei der variable Kondensator mit einer Messschaltung (330) verbunden ist, die ein Messsignal erzeugen kann, das Kapazitätsänderungen des variablen Kondensators entspricht, wobei der kombinierte Sensor wenigstens eine Masse (325, 326) umfasst, die so an der leitfähigen Membran befestigt ist, dass sie die leitfähige Membran als Reaktion auf eine Beschleunigung des kombinierten Sensors verformt.
System gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt der wenigstens einen Masse von der Membran beabstandet ist.
System gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gehäuse (320) umfasst, wobei die leitfähige Membran an dem Gehäuse befestigt ist, wobei die wenigstens eine Masse mittels eines starren Arms so mit dem Gehäuse verbunden ist, dass sie um eine Drehachse schwenkbar ist.
Verfahren zur Steuerung eines handfreien Steuerungssystems für ein Fahrzeug (301), wobei das System eine in dem Fahrzeug angeordnete zentrale Steuereinheit (305) und eine von einem Benutzer zu tragende Identifikationsvorrichtung (306) umfasst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, bestehend aus: Messen einer Beschleunigung der Identifikationsvorrichtung mittels eines ersten Sensors (311), drahtloses Fernübertragen von Signalen von der Identifikationsvorrichtung zu der zentralen Steuereinheit, wobei die Signale ein Messsignal umfassen, das von der Beschleunigung der Identifikationsvorrichtung abhängt, Lokalisieren der Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem Vergleich des Messsignals mit einem Referenzsignal, das der Zentraleinheit zur Verfügung gestellt wird, Autorisieren oder Verhindern des Anlassens des Fahrzeugs und/oder Steuern der Verriegelungs-/Entriegelungsmittel der Schlösser der Türen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Lokalisierung der Identifikationsvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, bestehend aus der Messung einer Beschleunigung des Fahrzeugs mit einem in dem Fahrzeug angeordneten zweiten Sensor (312), dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal von der durch den zweiten Sensor gemessenen Beschleunigung des Fahrzeugs abhängt.