EP1302374B1 - Verfahren zum Initialisieren eines Zugangskontrollsystems mit mehreren elektronischen Schlüsseln und mehreren Objekten - Google Patents

Verfahren zum Initialisieren eines Zugangskontrollsystems mit mehreren elektronischen Schlüsseln und mehreren Objekten Download PDF

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EP1302374B1
EP1302374B1 EP02001495A EP02001495A EP1302374B1 EP 1302374 B1 EP1302374 B1 EP 1302374B1 EP 02001495 A EP02001495 A EP 02001495A EP 02001495 A EP02001495 A EP 02001495A EP 1302374 B1 EP1302374 B1 EP 1302374B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
key
motor vehicle
keys
identifier
control system
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP02001495A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1302374A2 (de
EP1302374A3 (de
Inventor
Matthias Bayer
Ulrich Emmerling
Torsten Thiel
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to US10/272,100 priority Critical patent/US20030071714A1/en
Publication of EP1302374A2 publication Critical patent/EP1302374A2/de
Publication of EP1302374A3 publication Critical patent/EP1302374A3/de
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Definitions

  • the invention relates to a method for initializing an access control system with a plurality of electronic keys that are assigned to multiple objects in order to prove an access authorization.
  • an access control system there an immobilizer for a motor vehicle is known (DE 195 26 530 C1).
  • the motor vehicle has a plurality of control devices, which are integrated in a so-called distributed immobilizer.
  • an authorization can be proven to start and use the vehicle. If a control unit needs to be replaced, the new control unit must first be initialized, i. H. be provided with a valid and authorized code so that the control unit can recognize the code signal of the keys as authorized.
  • At least two keys are required for initialization, both of which send their code signals to the new controller during an initialization state. There, the coding data contained in the code signal are then stored.
  • an external diagnostic device is connected to the motor vehicle, which only when evidence an additional authorization all control units in the initialization state. Only in this initialization state, the coding data of the keys are transferred to the control units to be initialized.
  • the authorization is granted only within the system, i. of a motor vehicle and assigned to this key. Only new control devices that are installed in the motor vehicle, and thus belong to the access control system of the motor vehicle, can be initialized. With the keys so only one access control system of a single motor vehicle can be initialized. Thus, one or more keys are associated with only a single motor vehicle.
  • An object of the invention is to provide a simple method for initializing an access control system with multiple electronic keys and multiple objects.
  • a key that is already assigned to a first object legitimately (initialized) is brought into the vicinity of a second object to which it was previously not assigned.
  • the second object is then placed in an initialization state.
  • the already initialized key sends out a code signal having a characteristic identifier and encoding data.
  • the characteristic identifier is then stored in the second object as a new, valid identifier if the new identifier has a higher priority than the previous identifier, or the identifier of the second object is stored as a new, valid identifier for the key.
  • a method for initializing an access control system with a plurality of electronic keys A1, A2,... C1, C2 (FIG. 1) and a plurality of objects is described by way of example on an access control system for a motor vehicle A, B or C.
  • this method can also be used for other objects, such as entrance doors, garage doors, hotel rooms, safes, etc.
  • Each key stores a specific, distinctive identifier.
  • the identifier of the keys A1 and A2 is first X / 1, first of the keys B1 and B2 Y / 1 and of the keys C1 and C2 initially Z / 1.
  • the identifier is sent out together with an identification number for a motor vehicle, coding data and possibly control data in the signal from the keys.
  • the identifiers can be overwritten by other identifiers.
  • the identifier is used in the initialization, as will be described in more detail later, each motor vehicle and each key if necessary to tell which identifier is valid for all, the access control system associated parts.
  • the identifier also serves as a so-called “wake-up", with which the keys - upon receipt of the identifier - are moved from the idle state to normal operation.
  • the respective identification number identifies a specific motor vehicle and is unique for each motor vehicle.
  • the identification number e.g., vehicle ID number
  • the identification number is commonly used for encrypting / encoding.
  • the electronic keys have a transponder function.
  • a transponder is understood to mean a device which receives a signal (eg question or request signal) with a receiver and then automatically sends back a signal (eg response or code signal) via a transmitter.
  • a bi-directional dialog also referred to as a question-answer dialog
  • the electronic keys may also have a remote control function. This is the unidirectional sending a closing command connected by the example, the locking system can be locked or unlocked.
  • coding data When transmitting the signals, cryptological or encrypted data (referred to as coding data) are modulated with transmitted. Only if these coding data are recognized as authorized in the receiver, a function in the object to be controlled is executed in accordance with the control command also transmitted.
  • the matching coding data In order for the key and motor vehicle to "understand" the matching coding data must be contained both in the motor vehicle and in the key. The assignment of these coding data can be done for each vehicle in a so-called Warinitialmaschine at the end of the tape in the production of the motor vehicle. Both the key and the motor vehicle (a central control unit 3 for access control), the corresponding data (identifier and identification number) are transmitted and stored there. These data can not be read from the outside, but can only be used during normal operation of the access control system.
  • each motor vehicle each at least one key can be assigned with their own coding data. This prevents the key from accidentally operating another access control system, i. can legitimately use another object as long as it is not initialized for it.
  • a portable key which advantageously has a transponder for receiving and transmitting signals. Consequently, on the object side, a transmitting and receiving unit 4 ( Figure 2) is required, which emits a signal when triggered and then can receive a code signal of the key.
  • the object-side transmitting and receiving unit 4 is arranged in the embodiment of Figure 2 in the vehicle interior.
  • the range 5 of the signals emitted by the transmitting and receiving unit 4 is due to the attenuation / shading by the body substantially limited to the interior of the motor vehicle.
  • the transmitting and receiving unit 4 is connected via a bus line 6 with a central control unit 3 for the access control system connected.
  • the central control unit 3 can also be integrated in an already present in the motor vehicle control unit (for example, the engine control unit).
  • the bus line 6 has a diagnostic interface 7, via which an external diagnostic device 8 can be connected to the motor vehicle and all connected to the bus 6 electronic devices.
  • the transmitting and receiving unit 4 is shown in more detail inside the motor vehicle. It has an antenna 9 via which signals can be transmitted and received. Furthermore, it may have a key holder 10 into which the key is inserted in order to perform the question-and-answer dialogue with the transmitting and receiving unit 4. The key can be inserted into the key holder 10 also for performing the initialization.
  • the key holder 10 may be, for example, a conventional ignition. This assumes, however, that a conventional mechanical beard of the key is present, while the electronics for transmitting the code signals is integrated in the key handle. There may also be a key holder 10 in the vehicle, which receives other keys, such as a chip card-sized card 11th
  • the key does not necessarily have to be plugged into the key holder 10, but can be stored anywhere in the vehicle or remain with the user in his pocket. However, this presupposes that the transmitter of the key also emits signals with a long range, so that they can be received by the transmitting and receiving unit 4.
  • step S1 a key A1, which has already been appropriately trained or assigned (initialized) to an access control system of a first object (the vehicle A), must be brought into the vicinity of the second object, here the second motor vehicle B.
  • the second object (here the motor vehicle B) is set to an initialization state in step S2.
  • the external diagnostic device 8 can be connected to the diagnostic interface 7.
  • a signal is sent to the central control device 3 via the diagnostic device 8-with additional proof of an authorization for this-whereby the latter places the access control system of the motor vehicle in the initialization state.
  • a request signal can now be triggered in step S3, which is emitted by the transmitting and receiving unit 4 in the motor vehicle to the key A1 (prerequisite for this embodiment is that the motor vehicle B is unlocked and the key A1 in the interior located).
  • the triggering of the request signal can be done for example by switching an ignition switch or manually pressing another switch.
  • the key A1 can be detected by sensors as being located inside the motor vehicle. Then - in the initialization state - automatically the request signal is sent out.
  • This response signal has a characteristic identifier X / 1 by which all parts associated with the access control system are identified as belonging to it.
  • the response signal may contain other information, such as a code and a vehicle identification number.
  • the response signal informs the motor vehicle B of the identifier and the identification number of the motor vehicle A.
  • the central control unit 3 assumes in step S5 the transmitted identifier as the future valid identifier. Furthermore, vehicle B derives from the obtained identification number a different from this identification number.
  • the keys B1 and B2, which are no longer authorized for the motor vehicle B, are also trained to the vehicle B in step S6 and S7.
  • All keys (A1 to B2) then store the new identifier and the associated identification numbers of all motor vehicles (A and B) assigned to the access control system.
  • the motor vehicle C can be initialized with the key B1 or B2. And other vehicles and keys can be initialized.
  • the key B1 is taught to the motor vehicle A, then the key C1 to the motor vehicle A and then the key A1 to the motor vehicle C.
  • the key B1 is brought near the motor vehicle A and the motor vehicle A is set in the initialization state.
  • the keys A1 and A2 initially remain authorized for the vehicle A. (in contrast to the previous embodiment).
  • the identifier Y of the key B1 is transmitted to the transmitting and receiving unit 4 and thus to the central control unit 3 in the question-answer dialog.
  • the transmitted identifier Y is then compared with a previous identifier X.
  • the currently transmitted identifier Y is greater or should have priority, it is adopted as a new identifier Y in the central control unit 3 or not.
  • the precedence or priority of the identifiers are set once during production or initial initialization.
  • the new identifier Y is adopted in the central control unit 3, then the previous identifier Y remains valid in the key B1 (and the motor vehicle A has the identifier of the key B1).
  • the keys A1 and A2 must then be brought again to the motor vehicle A, which then the identifier Y of the key B1 is transmitted from the motor vehicle A ago.
  • the previous identifier X from the motor vehicle A on the Key B1 are transmitted and stored there as a new valid identifier X.
  • the keys A1 and A2 are again brought to the motor vehicle A (if the identifier has changed). Likewise, the keys B1 and B2 are brought to the motor vehicle B.
  • the initialization for the respective motor vehicle can be terminated automatically.
  • the ignition key can be plugged into the ignition and be detected by an unusual operation (for example, nine times switching on and off) that now an initialization state is to be assumed. It is also possible to carry out any other actions which were previously defined as a trigger for the initialization, by which the initialization state is assumed. However, these actions must be unusual actions that the driver usually when using his vehicle does not make so that the access control system is clearly recognizable that an initialization state is to be taken.
  • the characteristic identifier can be a so-called Wake-up pattern (WUP), through which the access control system immediately recognizes that it is an associated key and then only the coding must be checked according to whether it agrees with an associated coding ,
  • WUP Wake-up pattern
  • the wake-up pattern offsets the keys from idle (low power) to normal (normal power) when the key has an identifier associated with the access control system.
  • the identification number of the motor vehicle can advantageously be used with. If the received coding data do not correspond directly with the expected coding data, it can be recognized by further calculating the coding within a so-called capture range whether an authorization exists or not.
  • key is to be understood as meaning an electronic key or a so-called ID transmitter or code transmitter which, irrespective of the shape of the housing in which it is disposed, is suitable for encoded or encrypted data to send an object that proves a permission to access the object.
  • ID transmitter or code transmitter which, irrespective of the shape of the housing in which it is disposed, is suitable for encoded or encrypted data to send an object that proves a permission to access the object.
  • this is concretely the authorization for locking or unlocking door locks 1 (and / or trunk lid lock) or for releasing an immobilizer 2.
  • the signals that are transmitted between the respective object and the key can be transmitted by wire or wirelessly inductively, by radio, optically or acoustically transmitted.
  • a plurality of keys can be assigned to a plurality of objects as authorized for all objects.
  • the number of all existing keys in the system - for example, for insurance purposes - can be stored.
  • Such access control systems can be used advantageously for rental cars and fleets. This facilitates the logistics for keys, key collection and vehicle transfer. Even if a vehicle leaves the access control system, the remaining keys remain valid for the remaining vehicles. The "retired" vehicle can be reinitialized with its keys, so that these keys are no longer valid for the remaining access control system.
  • an initialization can only be carried out by an external diagnostic device 8 and additionally by proof of additional authorization (vehicle registration document, ID card, PIN number, etc. and possibly transmission of data from a central database of the vehicle manufacturer) at an authorized workshop,
  • proof of additional authorization vehicle registration document, ID card, PIN number, etc. and possibly transmission of data from a central database of the vehicle manufacturer
  • the term "initialization” is understood to mean a first or repeated, if necessary, storing of coding data in the keys and in the object (lock or central control unit 3). Only with this data, which are individual for each object and possibly for each user, the access to the object can be obtained and thus also the use of the object can be allowed.
  • the first initialization usually takes place after production (in the case of a motor vehicle at the end of the tape in the production of the motor vehicle). Since no key was previously assigned to the access control system, no key is required for the very first initialization.
  • Each subsequent, later initialization also referred to as re-initialization
  • the initialization can also be referred to as "teaching the access control system" or "assigning keys to objects". The invention assumes that Each object itself is already initialized with a certain number of keys at least once, but no key is yet present that is initialized for at least two objects.
  • the encryption and comparison with stored coding data can also be accomplished by other detection methods for identification methods, such as biometric methods (fingerprint, iris recognition, face recognition, speech recognition).
  • the method according to the invention can be carried out for all objects in which an access (incl. Use) is detected only when authorized by an electronic key and in which several keys are to be assigned to several objects.
  • the method is therefore not limited to use in a motor vehicle. It can also be used on other objects such as personal computers, mobile phones, hotel door locks, security zones with separate access, etc.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Initialisieren eines Zugangskontrollsystems mit mehreren elektronischen Schlüsseln, die mehreren Objekten zugeordnet sind, um eine Zugangsberechtigung nachzuweisen.
  • Bei Zugangskontrollsystemen wird die Berechtigung für den Zugang zu einem Objekt und für die Benutzung des Objekts durch autorisierte Schlüssel nachgewiesen. Um eine möglichst hohe Sicherheit zu erhalten, werden elektronische Schlüssel verwendet, bei denen die Berechtigung üblicherweise drahtlos als Codesignal übertragen wird.
  • Aus dem Stand der Technik ist ein Zugangskontrollsystem, dort eine Wegfahrsperre für ein Kraftfahrzeug bekannt (DE 195 26 530 C1). Das Kraftfahrzeug weist mehrere Steuergeräte auf, die in eine so genannte verteilte Wegfahrsperre eingebunden sind. Mit Hilfe von elektronischen Schlüsseln kann eine Berechtigung nachgewiesen werden, das Fahrzeug zu starten und damit zu nutzen. Wenn ein Steuergerät ausgetauscht werden muss, so muss das neue Steuergerät zunächst initialisiert werden, d. h. mit einem gültigen und berechtigten Code versehen werden, damit das Steuergerät das Codesignal der Schlüssel als berechtigt erkennen kann.
  • Zum Initialisieren werden zumindest zwei Schlüssel benötigt, die beide während eines Initialisierungszustand ihre Codesignale an das neue Steuergerät senden. Dort werden dann die in dem Codesignal enthaltenen Codierdaten gespeichert.
  • Um überhaupt in den Initialisierungszustand zu kommen, wird bei dem bekannten Zugangskontrollsystem ein externes Diagnosegerät an das Kraftfahrzeug angeschlossen, das nur bei Nachweis einer zusätzlichen Berechtigung alle Steuergeräte in den Initialisierungszustand versetzt. Nur in diesem Initialisierungszustand werden die Codierdaten der Schlüssel in die zu initialisierenden Steuergeräte übernommen.
  • Bei dem bekannten Zugangskontrollsystem wird die Berechtigung nur innerhalb des Systems, d.h. eines Kraftfahrzeugs und den diesem zugeordneten Schlüsseln vergeben. Lediglich neue Steuergeräte, die in das Kraftfahrzeug eingebaut werden, und somit zu dem Zugangskontrollsystem des Kraftfahrzeugs gehören, können initialisiert werden. Mit den Schlüsseln kann also nur ein Zugangskontrollsystem eines einzigen Kraftfahrzeugs initialisiert werden. Somit sind ein oder mehrere Schlüssel auch nur einem einzigen Kraftfahrzeug zugeordnet.
  • Ein Ziel der Erfindung ist es , ein einfaches Verfahren zum Initialisieren eines Zugangskontrollsystems mit mehreren elektronischen Schlüsseln und mehreren Objekten zu schaffen.
  • Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 erreicht.
  • Dabei wird zunächst ein Schlüssel, der bereits zu einem ersten Objekt berechtigterweise zugeordnet ist (initialisiert ist), in die Nähe eines zweiten Objekts gebracht, zu dem er bisher nicht zugeordnet war. Das zweite Objekt wird dann in einen Initialisierungszustand versetzt. Während des Initialisierungszustands sendet der bereits initialisierte Schlüssel ein Codesignal aus, das eine charakteristische Kennung und Codierdaten aufweist. Die charakteristische Kennung wird dann im zweiten Objekt als neue, gültige Kennung gespeichert, wenn die neue Kennung eine höhere Priorität als die bisherige Kennung hat oder es wird die Kennung des zweiten Objekts als neue, gültige Kennung für den Schlüssel gespeichert.
  • Dies hat den Vorteil, dass zumindest einem Schlüssel mehrere Objekte als berechtigt zugeordnet werden können, um mit diesem Schlüssel all diese Objekte berechtigt zu ver- oder entriegeln oder zu benutzen. Es können auch mehrere Schlüssel den Objekten zugeordnet werden. Bereits mit einem Schlüssel können dann mehrere Objekte initialisiert werden. Auf diese Weise können mehrere Zugangskontrollsysteme mit mehreren Schlüsseln, die jeweils einem Objekt zugeordnet waren, zu einem einzigen Zugangskontrollsystem mit mehreren Objekten und mehreren Schlüsseln verknüpft werden.
  • Die Erfindung wird durch die Unteransprüche vorteilhaft weitergebildet.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figuren
    1 ein Zugangskontrollsystem für mehrere Objekte und mit mehreren Schlüsseln am Ausführungsbeispiel eines Zugangskontrollsystem für Kraftfahrzeuge,
    Figuren
    2 und 3 jeweils eine schematische Ansicht eines Zugangskontrollsystems am Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs, und
    Figur 4
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Initialisieren eines Zugangskontrollsystems mehrerer Objekte.
  • Ein Verfahren zum Initialisieren eines Zugangskontrollsystems mit mehreren elektronischen Schlüsseln A1, A2, ... C1, C2 (Figur 1) und mehreren Objekten wird beispielhaft an einem Zugangskontrollsystem für ein Kraftfahrzeug A, B oder C beschrieben. Selbstverständlich kann dieses Verfahren auch bei anderen Objekten, wie beispielsweise Eingangstüren, Garagentoren, Hotelzimmern, Tresoren, usw. verwendet werden.
  • Zunächst sei vorausgesetzt, dass mehrere Kraftfahrzeuge (beispielsweise - wie in Figur 1 dargestellt - drei Kraftfahrzeuge A, B und C) existieren, denen beispielsweise jeweils zwei Schlüssel A1, A2; B1, B2; bzw. C1, C2 bereits als berechtigt für das jeweilige Zugangskontrollsystem jeden Kraftfahrzeugs zugeordnet sind. Mit den Schlüsseln A1 usw. können Türschlösser 1 des jeweils zugeordneten Kraftfahrzeugs berechtigterweise ver- oder entriegelt oder dessen Wegfahrsperre 2 gelöst werden. Somit wird mit den Schlüsseln zu jedem Kraftfahrzeug berechtigt Zugang erhalten, d.h. es kann somit berechtigt benutzt werden.
  • In jedem Schlüssel ist eine spezifische, charakteristische Kennung gespeichert. Die Kennung von den Schlüsseln A1 und A2 sei zunächst X/1, von den Schlüsseln B1 und B2 zunächst Y/1 und von den Schlüsseln C1 und C2 zunächst Z/1. Die Kennung wird zusammen mit einer Identifikationsnummer für ein Kraftfahrzeug, Codierdaten und ggf. Steuerdaten in dem Signal von den Schlüsseln ausgesendet. Die Kennungen können durch andere Kennungen überschrieben werden.
  • Die Kennung dient bei der Initialisierung, wie sie später noch genauer beschrieben wird, dazu, jedem Kraftfahrzeug und jedem Schlüssel bei Bedarf mitzuteilen, welche Kennung für alle, dem Zugangskontrollsystem zugeordneten Teile gültig ist. Die Kennung dient zudem als so genannter "wake-up", mit dem die Schlüssel - bei Empfang der Kennung - aus dem Ruhezustand in den Normalbetrieb versetzt werden.
  • Die jeweilige Identifikationsnummer kennzeichnet ein bestimmtes Kraftfahrzeug und ist einzigartig für jedes Kraftfahrzeug. Die Identifikationsnummer (z.B. Fahrzeug-Ident-Nr.) wird üblicherweise zum Verschlüsseln/Codieren verwendet.
  • Die elektronischen Schlüssel weisen eine Transponderfunktion auf. Unter einem Transponder ist eine Vorrichtung zu verstehen, die ein Signal (z.B. Frage- oder Anforderungssignal) mit einem Empfänger empfängt und daraufhin automatisch ein Signal (z.B. Antwort- oder Codesignal) über einen Sender zurücksendet. Somit kann ein bidirektionaler Dialog (auch als Frage-Antwort-Dialog bezeichnet) zwischen einem Objekt und dem Schlüssel durchgeführt werden.
  • Die elektronischen Schlüssel können außerdem eine Fernbedienfunktion aufweisen. Damit ist das unidirektionale Aussenden eines Schließbefehls verbunden, durch den beispielsweise das Schließsystem ver- oder entriegelt werden kann.
  • Beim Aussenden der Signale werden kryptologische oder verschlüsselte Daten (werden als Codierdaten bezeichnet) moduliert mit ausgesendet. Nur wenn diese Codierdaten im Empfänger als berechtigt erkannt werden, so wird entsprechend dem ebenfalls mit übertragenen Steuerbefehl eine Funktion im zu steuernden Objekt ausgeführt.
  • Wenn ein Benutzer auf sein Kraftfahrzeug zugeht, kann er mit dem Schlüssel (Aussenden des Codesignal beispielsweise durch Betätigen einer Fernbedientaste des Schlüssels) die Türen entriegeln und sich in sein Kraftfahrzeug setzen, um dann den Frage-Antwort-Dialog zwischen einer Wegfahrsperre 2 und dem jeweiligen Schlüssel durchzuführen. Bei Berechtigung wird die Wegfahrsperre 2 gelöst und der Benutzer kann den Motor starten und wegfahren, d.h. sein Kraftfahrzeug uneingeschränkt benutzen.
  • Damit sich Schlüssel und Kraftfahrzeug "verstehen" müssen die übereinstimmende Codierdaten sowohl im Kraftfahrzeug als auch in dem Schlüssel enthalten sein. Das Zuordnen dieser Codierdaten kann für jedes Fahrzeug bei einer so genannten Erstinitialisierung am Bandende bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs geschehen. Dabei werden sowohl dem Schlüssel als auch dem Kraftfahrzeug (einem zentralen Steuergerät 3 für die Zugangskontrolle) die entsprechenden Daten (Kennung und Identifikationsnummer) übermittelt und dort gespeichert. Diese Daten können von außen nicht ausgelesen werden, sondern können nur im normalen Betrieb des Zugangskontrollsystems verwendet werden.
  • Durch die elektronischen Systeme für Zugangskontrollen sind hohe Codevariationen und damit die Sicherheit so hoch, dass jedem Kraftfahrzeug jeweils zumindest ein Schlüssel mit eigenen Codierdaten zugeordnet werden kann. Dadurch wird verhindert, dass der Schlüssel zufälligerweise auch ein anderes Zugangskontrollsystem bedienen kann, d.h. ein anderes Objekt damit berechtigt benutzen kann, solange er nicht dafür initialisiert ist.
  • Bei der Erfindung stellt sich jedoch das Problem, einen Schlüssel, der bereits einem Zugangskontrollsystem eines Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, auch für ein anderes Zugangskontrollsystem eines anderen Kraftfahrzeugs zuzulassen. Es sollen sogar mehrere Schlüssel für jeweils mehrere Kraftfahrzeuge zugelassen werden, d.h. mehrere Zugangskontrollsystems sollen miteinander zu einem Zugangskontrollsystem verknüpft werden. Solche Situationen liegen insbesondere bei großen Fuhrparks vor, bei denen mehrere Fahrzeuge von mehreren Fahrern benutzt werden sollen. Jeder Fahrer kann dann einen Schlüssel haben, der dann für mehrere Fahrzeuge berechtigt sein soll.
  • Zum Initialisieren eines solchen Zugangskontrollsystems wird zunächst ein tragbarer Schlüssel benötigt, der vorteilhafterweise einen Transponder aufweist, um Signale zu empfangen und welche zu senden. Folglich wird objektseitig ebenfalls eine Sende- und Empfangseinheit 4 (Figur 2) benötigt, die ein Signal bei Auslösung aussendet und daraufhin ein Codesignal des Schlüssels empfangen kann.
  • Die objektseitige Sende- und Empfangseinheit 4 ist in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 im Fahrzeuginneren angeordnet. Die Reichweite 5 der von der Sende- und Empfangseinheit 4 ausgesendeten Signale ist aufgrund der Dämpfung/Abschattung durch die Karosserie im Wesentlichen auf den Innenraum des Kraftfahrzeugs beschränkt. Die Sende- und Empfangseinheit 4 ist über eine Busleitung 6 mit einem Zentralsteuergerät 3 für das Zugangskontrollsystem verbunden. Das Zentralsteuergerät 3 kann auch in einem ohnehin im Kraftfahrzeug vorhandenen Steuergerät integriert sein (beispielsweise dem Motorsteuergerät).
  • Die Busleitung 6 weist eine Diagnoseschnittstelle 7 auf, über die ein externes Diagnosegerät 8 an das Kraftfahrzeug und alle mit dem Bus 6 verbundenen elektronischen Geräte angeschlossen werden kann.
  • In Figur 3 ist die Sende- und Empfangseinheit 4 im Kraftfahrzeuginneren etwas genauer dargestellt. Sie weist eine Antenne 9 auf über die Signale gesendet und empfangen werden können. Des Weiteren kann sie eine Schlüsselaufnahme 10 aufweisen, in die der Schlüssel eingesteckt wird, um den Frage-Antwort-Dialog mit der Sende- und Empfangseinheit 4 durchzuführen. Der Schlüssel kann in die Schlüsselaufnahme 10 auch zum Durchführen der Initialisierung eingesteckt werden.
  • Die Schlüsselaufnahme 10 kann beispielsweise ein herkömmliches Zündschloss sein. Dies setzt dann allerdings voraus, dass ein herkömmlicher mechanischer Bart des Schlüssels vorhanden ist, während die Elektronik zum Aussenden der Codesignale im Schlüsselgriff integriert ist. Es kann auch eine Schlüsselaufnahme 10 im Fahrzeug vorhanden sein, die andere Schlüssel aufnimmt, beispielsweise eine chipkartengroße Karte 11.
  • Wenn die Signale, die von der Sende- und Empfangseinheit 4 über die Antenne ausgesendet werden, eine große Reichweite (1 bis 2 m) haben, so muss der Schlüssel nicht unbedingt in die Schlüsselaufnahme 10 eingesteckt werden, sondern kann beliebig im Fahrzeug abgelegt werden oder beim Benutzer in dessen Tasche verbleiben. Dies setzt allerdings voraus, dass der Sender des Schlüssels Signale mit ebenfalls großer Reichweite aussendet, damit diese von der Sende- und Empfangseinheit 4 empfangen werden können.
  • Das Verfahren zum Initialisieren des Schlüssels zu dem Kraftfahrzeug wird nun anhand der Figur 4 näher erläutert. Dort sind auf der linken Seite die Verfahrensschritte dargestellt, die schlüsselseitig ausgeführt werden und auf der rechten Seite die Verfahrensschritte, die objektseitig ablaufen.
  • Ausführungsbeispiel mit festgelegter Anlernreihenfolge:
  • Zunächst muss im Schritt S1 ein Schlüssel A1, der bereits zu einem Zugangskontrollsystem eines ersten Objekts (dem Fahrzeug A) berechtigt angelernt oder zugeordnet (initialisiert) ist, in die Nähe des zweiten Objekts,hier das zweite Kraftfahrzeug B, gebracht werden.
  • Das zweite Objekt (hier das Kraftfahrzeug B) wird im Schritt S2 in einen Initialisierungszustand versetzt. Hierzu kann beispielsweise das externe Diagnosegerät 8 an die Diagnoseschnittstelle 7 angeschlossen werden. Über das Diagnosegerät 8 wird - bei zusätzlicher Nachweis einer Berechtigung hierzu - ein Signal an das Zentralsteuergerät 3 gesendet, wodurch dieses das Zugangskontrollsystem des Kraftfahrzeugs in den Initialisierungszustand versetzt.
  • Dies hat dann zur Folge, dass die Schlüssel B1 und B2 (die dem Kraftfahrzeug B zugeordnet waren) als berechtigt gelöscht werden. Damit kann mit den Schlüsseln B1 und B2 das Kraftfahrzeug B nicht mehr benutzt werden, außer diese Schlüssel werden später erneut für das Kraftfahrzeug B angelernt.
  • Während dieses Initialisierungszustands kann nun im Schritt S3 ein Anforderungssignal ausgelöst werden, das von der Sende- und Empfangseinheit 4 im Kraftfahrzeug zu dem Schlüssel A1 ausgesendet wird (Vorrausetzung hierfür ist bei diesem Ausführungsbeispiel, dass das Kraftfahrzeug B entriegelt ist und der Schlüssel A1 sich im Innenraum befindet).
  • Das Auslösen des Anforderungssignals kann beispielsweise durch Schalten eines Zündschalters oder manuelles Betätigen eines sonstigen Schalters geschehen. Der Schlüssel A1 kann durch Sensoren als innerhalb des Kraftfahrzeugs befindlich erkannt werden. Dann wird - im Initialisierungszustand - automatisch das Anforderungssignal ausgesendet.
  • Wenn der Schlüssel A1 das Anforderungssignal empfängt, so sendet er seinerseits im Schritt S4 ein codiertes Antwortsignal zurück. Dieses Antwortsignal weist eine charakteristische Kennung X/1 auf, durch die allen Teilen, die dem Zugangskontrollsystem zugeordnet sind, als zu diesem zugehörig gekennzeichnet werden. Außer der Kennung kann das Antwortsignal noch weitere Informationen enthalten, wie beispielsweise einen Code sowie eine Fahrzeugidentifikationsnummer.
  • Mit dem Antwortsignal wird dem Kraftfahrzeug B die Kennung und die Identifikationsnummer des Kraftfahrzeugs A mitgeteilt. Das Zentralsteuergerät 3 übernimmt im Schritt S5 die übertragene Kennung als die zukünftig gültige Kennung. Weiterhin leitet Fahrzeug B aus der erhaltenen Identifikationsnummer eine von dieser abweichende Identifikationsnummer ab.
  • Somit besitzen diejenigen Schlüssel, die bisher für das Kraftfahrzeug A berechtigt waren, die selbe Kennung wie das Kraftfahrzeug B.
  • Anschließend können die Schlüssel B1 und B2, die nun nicht mehr für das Kraftfahrzeug B berechtigt sind, im Schritt S6 und S7 ebenfalls an das Fahrzeug B angelernt werden.
  • Nun können die Schlüssel B1 und B2 noch an das Kraftfahrzeug A angelernt werden (nicht in Figur 4 dargestellt). In allen Schlüsseln (A1 bis B2) sind dann die neue Kennung und die zugehörigen Identifikationsnummern von allen zu dem Zugangskontrollsystem zugeordneten Kraftfahrzeugen (A und B) gespeichert.
  • Nun kann das Kraftfahrzeug C mit dem Schlüssel B1 oder B2 initialisiert werden. Und es können weitere Kraftfahrzeuge und Schlüssel initialisiert werden.
  • Ausführungsbeispiel mit variabler Anlernreihenfolge:
  • Zunächst wird der Schlüssel B1 an das Kraftfahrzeug A, danach der Schlüssel C1 an das Kraftfahrzeug A und dann der Schlüssel A1 an das Kraftfahrzeug C angelernt.
  • Zuerst wird der Schlüssel B1 in die Nähe des Kraftfahrzeugs A gebracht und das Kraftfahrzeug A in den Initialisierungszustand versetzt. Dabei bleiben jedoch die Schlüssel A1 und A2 zunächst für das Fahrzeug A berechtigt. (im Gegensatz zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel).
  • Anschließend wird beim Frage-Antwort-Dialog die Kennung Y des Schlüssels B1 zur Sende- und Empfangseinheit 4 und damit zum Zentralsteuergerät 3 übermittelt. Dort wird dann die übermittelte Kennung Y mit einer bisherigen Kennung X verglichen. Abhängig davon, ob die gerade übermittelte Kennung Y größer ist oder Vorrang haben soll, wird sie als neue Kennung Y im Zentralsteuergerät 3 übernommen oder nicht. Der Vorrang oder die Priorität der Kennungen werden bereits bei der Fertigung oder Erstinitialisierung einmalig festgelegt.
  • Wenn die neue Kennung Y im Zentralsteuergerät 3 übernommen wird, so bleibt die bisherige Kennung Y im Schlüssel B1 als gültig erhalten (und das Kraftfahrzeug A hat die Kennung des Schlüssels B1). Die Schlüssel A1 und A2 müssen dann erneut zu dem Kraftfahrzeug A gebracht werden, wobei diesen dann die Kennung Y des Schlüssels B1 vom Kraftfahrzeug A her übermittelt wird.
  • Wenn die Kennung Y des Schlüssels B1 nicht übernommen wird, so muss die bisherige Kennung X vom Kraftfahrzeug A auf den Schlüssel B1 übertragen werden und dort als neue gültige Kennung X gespeichert werden.
  • Wenn der Schlüssel B1 nun eine neue Kennung X von einem Kraftfahrzeug erhalten hat, muss diese Kennung in das andere Kraftfahrzeug und dessen Schlüssel noch übertragen werden, damit die Schlüssel für alle Kraftfahrzeuge gültig sind.
  • Daher werden dann die Schlüssel A1 und A2 erneut an das Kraftfahrzeug A gebracht (falls sich die Kennung geändert hat). Ebenso werden die Schlüssel B1 und B2 an das Kraftfahrzeug B gebracht
  • Jetzt können die Schlüssel C1 und C2 an das Kraftfahrzeug A sowie die Schlüssel B1 und B2 an das Kraftfahrzeug A angelernt werden. Zum Schluss können die Schlüssel A1 und A2 an das Kraftfahrzeug C angelernt werden.
  • Dabei kann es jedoch sein, dass keine Änderungen in den Kennungen vorgenommen werden muss, falls die berechtigte Kennung bereits gespeichert ist.
  • Nach dem Speichern der Kennung kann die Initialisierung für das jeweilige Kraftfahrzeug automatisch beendet werden.
  • Statt mit einer externen Diagnoseeinrichtung den Initialisierungszustand einzuleiten, können auch andere Verfahren benutzt werden, um das Kraftfahrzeug in den Initialisierungszustand zu versetzen. Beispielsweise kann der Zündschlüssel in das Zündschloss eingesteckt werden und durch eine unübliche Betätigung (beispielsweise neun Mal Ein- und Ausschalten) erkannt werden, dass jetzt ein Initialisierungszustand eingenommen werden soll. Es können auch andere beliebige, aber vorher als Auslösung für die Initialisierung festgelegte Aktionen vorgenommen werden, durch die dann der Initialisierungszustand eingenommen wird. Diese Aktionen müssen allerdings unübliche Aktionen sein, die der Fahrer üblicherweise beim Benutzen seines Fahrzeugs nicht vornimmt, damit für das Zugangskontrollsystem klar erkennbar ist, dass ein Initialisierungszustand eingenommen werden soll.
  • Die charakteristische Kennung kann ein so genanntes Wake-up-pattern (WUP) sein, durch das das Zugangskontrollsystem sofort erkennt, dass es sich um einen zugeordneten Schlüssel handelt und danach nur noch die Codierung entsprechend überprüft werden muss, ob sie mit einer zugeordneten Codierung übereinstimmt. Durch das Wake-up-pattern werden die Schlüssel vom Ruhezustand (niedriger Energieverbrauch) in den Normalbetrieb (normaler Energieverbrauch) versetzt, wenn der Schlüssel eine Kennung aufweist, die zu dem Zugangskontrollsystem zugeordnet ist.
  • Für die Codierung können herkömmliche Verschlüsselungsverfahren verwendet werden, wie sie bereits vielfach auch für Kraftfahrzeuge bekannt sind (Wechselcode, Festcode, Kryptocode, usw.). Für die Codierung oder Verschlüsselung kann die Identifikationsnummer des Kraftfahrzeug vorteilhafterweise mit verwendet werden. Falls die empfangenen Codierdaten nicht direkt mit den erwarteten Codierdaten übereinstimmen, so kann durch Weiterrechnen der Codierung innerhalb eines so genannten Fangbereichs erkannt werden, ob eine Berechtigung vorliegt oder nicht.
  • Unter dem Begriff "Schlüssel" ist ein elektronischer Schlüssel oder auch ein so genannter ID-Geber oder Codegeber zu verstehen, der - unabhängig von der Form des Gehäuses, in dem er angeordnet ist - dazu geeignet ist, ein Codesignal mit codierten oder verschlüsselten Daten zu einem Objekt zu senden, durch die eine Berechtigung für den Zugang zu dem Objekt nachgewiesen wird. Beim Kraftfahrzeug ist dies konkret die Berechtigung zum Ver- oder Entriegeln von Türschlössern 1 (und/oder Heckdeckelschloss) oder zum Lösen einer Wegfahrsperre 2.
  • Die Signale, die zwischen dem jeweiligen Objekt und dem Schlüssel übertragen werden, können leitungsgebunden oder drahtlos induktiv, per Funk, optisch oder akustisch übertragen werden.
  • Bei einem solchen Zugangskontrollsystem kann eine Vielzahl von Schlüsseln zu einer Vielzahl von Objekten als berechtigt für alle Objekte zugeordnet werden. Zusätzlich zur Kennung und den Identifikationsnummern für das jeweilige Objekt kann auch die Anzahl aller im System vorhandener Schlüssel - beispielsweise für Versicherungszwecke - abgespeichert werden.
  • Solche Zugangskontrollsysteme können vorteilhaft für Mietwägen und Fuhrparks verwendet werden. Damit wird die Logistik für Schlüssel, Schlüsselübergabe und Fahrzeugübergabe erleichtert. Selbst wenn ein Fahrzeug aus dem Zugangskontrollsystem ausscheidet, so bleiben die restlichen Schlüssel für die verbleibenden Fahrzeuge weiterhin gültig. Das "ausgeschiedene" Fahrzeug kann mit seinen Schlüsseln neu initialisiert werden, so dass diese Schlüssel auch nicht mehr für das verbleibende Zugangskontrollsystem gültig sind.
  • Wenn ein Schlüssel verloren geht, so braucht das Zugangskontrollsystem lediglich neu initialisiert zu werden. Mit dem verlorenen Schlüssel ist dann kein berechtigter Zugang mehr zu den zugehörigen Objekten möglich. Bei einem beschädigten Schlüssel ist keine Aktion mehr notwendig, solange mit diesem Schlüssel kein Missbrauch betrieben werden kann.
  • Falls ein Fahrzeug ohne Schlüssel gestohlen wird, so ist keine Änderung notwendig. Wird jedoch das Fahrzeug mit Schlüssel gestohlen, so kann der Dieb sein Fahrzeug mit dem einzigen Schlüssel bedienen, nicht jedoch die anderen Fahrzeuge, falls das Zugangskontrollsystem erneut - ohne den gestohlenen Schlüssel initialisiert wird.
  • Wenn vorgesehen ist, dass eine Initialisierung nur über ein externes Diagnosegerät 8 und zusätzlich durch Nachweis einer zusätzlichen Berechtigung (Fahrzeugschein, Ausweis, PIN-Nummer usw. sowie möglicherweise Übertragen von Daten von einer zentralen Datenbank des Fahrzeugherstellers) bei einer autorisierten Vertragswerkstatt vorgenommen werden kann, so kann ein Dieb, der ein Kraftfahrzeug mit Schlüssel klaut, keine neuen Schlüssel und auch keine weiteren, dem Zugangskontrollsystem zugeordneten Kraftfahrzeuge erneut anlernen. Dann ist es auch beim so genannten Valet-Parking nicht möglich, dass der Serviceleister mit dem überlassenen Schlüssel Missbrauch begeht.
  • Falls die Anzahl aller angelernten Schlüssel abgespeichert werden, so kann bei einem Diebstahl des Fahrzeugs (ohne Schlüssel) mit Hilfe der gespeicherten Anzahl der Nachweis für die Versicherungsgesellschaft erbracht werden, dass tatsächlich auch alle Schlüssel noch vorhanden sind und lediglich das Kraftfahrzeug gestohlen wurde.
  • Unter dem Begriff "Initialisierung" ist ein erstmaliges oder bei Bedarf wiederholtes Abspeichern von Codierdaten in den Schlüsseln und in dem Objekt (Schloss oder Zentralsteuergerät 3) zu verstehen. Nur mit diesen Daten, die für jedes Objekt und gegebenenfalls für jeden Benutzer individuell sind, kann der Zugang zu dem Objekt erhalten werden und damit auch das Benutzen des Objekts erlaubt werden. Die erste Initialisierung findet üblicherweise nach der Herstellung (im Falle eines Kraftfahrzeugs am Bandende bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs) statt. Da zuvor noch kein Schlüssel dem Zugangskontrollsystem zugeordnet war, wird kein Schlüssel für die aller erste Initialisierung benötigt. Bei jeder weiteren, späteren Initialisierung (auch als Re-Initialisierung bezeichnet) werden dann bereits initialisierte Schlüssel benötigt. Die Initialisierung kann auch als "Anlernen des Zugangskontrollsystems" oder "Zuordnen von Schlüsseln zu Objekten" bezeichnet werden. Die Erfindung geht davon aus, dass jedes Objekt für sich mit einer gewissen Anzahl von Schlüsseln bereits zumindest ein einziges Mal initialisiert ist, aber noch kein Schlüssel vorhanden ist, der für zumindest zwei Objekte initialisiert ist.
  • Die Verschlüsselung und der Vergleich mit gespeicherten Codierdaten kann auch durch andere Nachweismethoden zur Identifikationsverfahren, wie biometrische Verfahren (Fingerabdruck, Iriserkennung, Gesichtserkennung, Spracherkennung) bewerkstelligt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei allen Objekten durchgeführt werden, bei denen ein Zugang (incl. Nutzung) nur bei Berechtigung durch einen elektronischen Schlüssel nachgewiesen wird und bei dem mehrere Schlüssel zu mehreren Objekten zugeordnet werden sollen. Das Verfahren ist also nicht auf die Verwendung in einem Kraftfahrzeug beschränkt. Es kann auch bei weiteren Objekten verwendet werden, wie Personalcomputern, Mobiltelefonen, Hoteltürschlössern, Sicherheitszonen mit separatem Zugang, usw.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Initialisieren eines Zugangskontrollsystems mit mehreren elektronischen Schlüsseln (A1 bis C2) und mehreren Objekten (A, B, C) gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrenschritte:
    - Verbringen eines bereits zu einem ersten Objekt (A) berechtigt zugeordneten, ersten Schlüssels (A1) in die Nähe eines zweiten Objekts (B),
    - Versetzen des zweiten Objekts (B) in einen Initialisierungszustand,
    - Auslösen eines Anforderungssignal, das von einem Sender (4) des zweiten Objekts (B) ausgesendet wird,
    - Aussenden eines Antwortsignals durch einen Sender des ersten Schlüssels (A1), falls ein Empfänger des Schlüssels zuvor das Anforderungssignal empfangen hat, wobei das Antwortsignal eine erste charakteristische Kennung (X) aufweist, und
    - Speichern der ersten Kennung (X) im zweiten Objekt als neue, gültige Kennung oder Übertragen der Kennung (Y) des zweiten Objekts (B) zu dem Schlüssel (A1) und dort Speichern als neue, gültige Kennung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die neue, gültige Kennung, die sowohl im ersten Schlüssel (A1) als auch im zweiten Objekt (B) gespeichert wird, während einer Re-Initialisierung des ersten Objekts (A) mit dem ersten Schlüssel (A1) in dieses eingespeichert wird oder während einer erneuten Initialisierung des zweiten Objekts (B) mit dem zweiten Schlüssel (B1) in den zweiten Schlüssel gespeichert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schlüssel in eine Schlüsselaufnahme (10) des ersten oder zweiten Objekts (A, B) eingesteckt wird, um Signale zu empfangen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Objekt (A, B) ein Kraftfahrzeug sind und die Schlüssel (A1 bis C2) Fahrzeugschlüssel in Form eines Zündschlüssel oder einer Karte sind, mit denen ein berechtigter Zugang zu dem Kraftfahrzeug und die Benutzung des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale zwischen dem jeweiligen Objekt und dem Schlüssel leitungsgebunden oder drahtlos, induktiv, per Funk, optisch oder akustisch übertragen werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbringen der Kraftfahrzeuge in den Initialisierungszustand jeweils eine externe Diagnoseeinrichtung (8) an eine Diagnoseschnittstelle (7) des jeweiligen Kraftfahrzeugs angeschlossen wird und über die ein Auslösesignal zum Kraftfahrzeug übertragen wird, durch das der Initialisierungszustand eingenommen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Schlüssel während des Initialisierens im Kraftfahrzeuginneren vorhanden ist oder in das Zündschloss oder eine sonstige Schlüsselaufnahme (10) eingesteckt wird, wobei das Anforderungssignal durch Betätigen des Zündschlosses, der Schlüsselaufnahme (10) oder eines Startschalters ausgelöst wird.
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