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WO2024061582A1 - Method for operating an authentication system, and authentication system having exactly one uwb module - Google Patents

Method for operating an authentication system, and authentication system having exactly one uwb module Download PDF

Info

Publication number
WO2024061582A1
WO2024061582A1 PCT/EP2023/073787 EP2023073787W WO2024061582A1 WO 2024061582 A1 WO2024061582 A1 WO 2024061582A1 EP 2023073787 W EP2023073787 W EP 2023073787W WO 2024061582 A1 WO2024061582 A1 WO 2024061582A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
uwb
authentication
portable
authentication device
module
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/073787
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Baer
Jörg Fischer
Antoine Bacle
Fabian Furtwängler
Andreas Koch
Original Assignee
Marquardt Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marquardt Gmbh filed Critical Marquardt Gmbh
Publication of WO2024061582A1 publication Critical patent/WO2024061582A1/en

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/24Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
    • G07C2009/00555Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks comprising means to detect or avoid relay attacks
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C2209/00Indexing scheme relating to groups G07C9/00 - G07C9/38
    • G07C2209/60Indexing scheme relating to groups G07C9/00174 - G07C9/00944
    • G07C2209/63Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an authentication system of a vehicle for authenticating a portable authentication device, in particular an ID transmitter, with exactly one UWB module with at least one UWB antenna being provided on the vehicle side.
  • the invention relates to an authentication system with which an authentication of a portable authentication device, in particular an ID transmitter, can be carried out relative to the vehicle in order to release vehicle functions for an operator who carries the portable authentication device, i.e. in particular the ID transmitter, with him.
  • the object is achieved according to the invention by a method with the features of patent claim 1 and by an authentication system with the features of the independent patent claim.
  • the method provides that an authentication system of a vehicle is operated in order to authenticate a portable authentication device and in particular a portable ID transmitter to the vehicle.
  • the authentication serves the purpose of releasing a vehicle function for an operator who, in particular, is carrying the portable authentication device or the portable ID transmitter or is approaching it.
  • the authentication system includes the portable authentication device, which is designed in particular as a portable ID transmitter, and a vehicle-side authentication arrangement.
  • the authentication arrangement includes exactly one UWB module with at least one UWB antenna, preferably exactly one UWB antenna.
  • the authentication arrangement or the one UWB module is connected to a vehicle-side control device, which is in particular an ECU, which can be designed to control the authentication arrangement to carry out the method.
  • the UWB module itself or a unit formed by the UWB module and the control device or the vehicle-side authentication arrangement can also be a control unit (ECU) or integrated into one.
  • the procedure provides for at least the following steps:
  • step D) can be: transmitting the distance to the control device and checking in the control device whether the distance is smaller than the predetermined maximum distance.
  • a portable authentication device is preferably understood to mean that it can be moved relative to the vehicle-side authentication arrangement.
  • the portable authentication device can be a key or "smart key", a mobile phone, a fob or “smart fob” but also a stationary transmitter, which, for example, is fixed, i.e. stationary, on or in a garage, a charging station or a petrol pump is installed.
  • the present invention differs in particular in that exactly one UWB module is used, which does not have to be processed or used according to a preselection or according to a list. Rather, only exactly one UWB module of the authentication arrangement is used. Furthermore, at least the determination of the distance is not carried out centrally in a central control device, but rather decentrally in the UWB module.
  • the UWB module does not have to be selected according to a list or according to predetermined rules and does not have to be attempted several times, authentication is faster.
  • the distance determination is also integrated into the UWB module, so that processing in the vehicle-side control device can be simplified accordingly. Since only a single UWB module or a single UWB antenna is used, the authentication arrangement requires comparatively little energy.
  • Another aspect of the method according to the invention is based on the use of ultra-wideband communication.
  • UWB radio signals ultra-wideband radio signals
  • market-ready transceivers have only recently become available for use.
  • Ultra-wideband technology is a short-range radio communication that is based on sending short signal pulses that cover a large number of frequencies within a wide frequency bandwidth.
  • the breadth of the frequency ranges covered depends in particular on the regulatory requirements of the relevant territorial area.
  • a disadvantage of UWB communication in relation to established LF and/or HF communication is the comparatively high energy requirement of many currently available transceivers suitable for UWB communication, which in the present case is reduced accordingly by using only a single UWB module .
  • UWB communication has the fundamental advantage that, based on the emission of pulses, a distance determination is carried out using a transit time-based approach, which is often referred to as the time-of-flight method.
  • the distance between the UWB antenna and the portable authentication device or the ID transmitter can be determined, by sending a UWB signal from the UWB antenna to the portable authentication device, a UWB transceiver of the portable authentication device answers this and a unit coupled to the UWB antenna in the UWB module, for example a control means, evaluates the detected response signal. This is done by evaluating the time elapsed between sending and receiving.
  • the distance to the portable authentication device, the processing time within the portable authentication device and the distance from the portable authentication device to the UWB antenna are taken into account. If, as in this example, the transit time is evaluated on the vehicle side, only the processing time within the portable authentication device needs to be stored on the vehicle side, i.e. in particular in the UWB module, or be retrievable from the UWB module, so that a corresponding correction of the time measured on the vehicle side between sending the UWB signal and reception of the UWB response can be made.
  • UWB signals Another advantage of using UWB signals is that, due to the large number of frequencies used, shadowing of the signals is very unlikely. This is because there is a high probability that there will always be a line of sight between the transmitter and receiver for at least some of the frequencies used at the same time. One reason for this is that diffraction effects or reflections can be expected for some frequencies.
  • the UWB antenna is part of a UWB module, which can in particular be a UWB transceiver. This allows for a compact structure and simple configuration.
  • the distance or transit time of the UWB signal is smaller than a predetermined maximum distance or transit time, it can be assumed on the vehicle side that no extension of the bidirectional UWB communication carried out has been carried out.
  • the maximum distance or transit time can, depending on security needs, be adjusted in such a way that, on the one hand, a sufficiently high accuracy of the distance determination is possible, and on the other hand it can be assumed that the UWB signal has been compromised within the recorded maximum distance or transit time can be excluded or largely excluded.
  • LF and/or HF and/or BLE signals can also be used to determine the distance, with the UWB module being assigned a corresponding interface, which can also be provided integrally in the UWB module.
  • Another approach can, for example, be based on using data from a proximity sensor.
  • a proximity sensor already provided in the vehicle or a proximity sensor arranged on the vehicle specifically for this purpose can output a proximity signal when the operator approaches, which is detected by a control means coupled to the proximity sensor and preferably provided in the UWB module, whereupon the control means the associated UWB antenna of the UWB module.
  • a further aspect of the invention relates to an authentication system of a vehicle for authenticating a portable authentication device or an ID transmitter relative to the vehicle for releasing vehicle functions for an operator who carries the portable authentication device or the ID transmitter.
  • the authentication system is designed according to the independent claim and is intended in particular to carry out the method according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an authentication system
  • FIG. 2 shows a flowchart of an exemplary process sequence of the method according to the invention
  • Fig. 3 is a flowchart of an alternative process sequence of the method according to the invention.
  • the authentication system 1 shows an authentication system 1 with which the method according to the invention can be carried out.
  • the authentication system 1 is used to authenticate a portable authentication device 2 designed as an ID transmitter against a vehicle 3.
  • a portable authentication device 2 designed as an ID transmitter against a vehicle 3.
  • the portable ID transmitter 2 can be authenticated relative to the vehicle 3 so that the operator 4, who carries the portable ID transmitter 2 with him, can access vehicle functions, such as starting the vehicle 3 or a Opening one or more of the vehicle doors.
  • the authentication system 1 comprises a vehicle-side authentication arrangement 5.
  • the authentication arrangement 5 has exactly one UWB module 11 with, for example, exactly one UWB antenna 6.
  • the UWB antenna 6 is provided as an integral element of the UWB module 11 designed as a UWB transceiver.
  • the authentication arrangement 5 also has an LF interface 8 with at least one LF antenna and a proximity sensor 10. Alternatively or additionally, an HF and/or a BLE interface could also be provided.
  • the LF interface 8 is in the UWB module
  • the proximity sensor 10 is, for example, on the vehicle roof Underbody assembly or arranged within a door handle of, for example, the left front vehicle door or the driver's door.
  • the UWB module 11, designed as a UWB transceiver, and the LF interfaces 8 are designed integrally with one another and coupled to the proximity sensor 10 via a signal line. Furthermore, the UWB module 11 is coupled to a motor vehicle control device 12 (ECU).
  • the motor vehicle control device 12 is suitable for controlling and monitoring a method according to the invention and its developments as a control means of the authentication arrangement.
  • a determination of specific UWB modules 11 for communication can be omitted, since the one existing UWB module 11 is used directly.
  • the process sequence can, for example, take place in response to an actuation of a proximity sensor 10 or as a result of pollen, although this is of secondary importance for the basic functionality of the process sequence shown.
  • the UWB antenna 6 of the UWB module 11 is in a first step 203 immediately moved from a state not ready to send and / or receive into a state ready to send, by the UWB antenna 6 from the UWB module 11 and is controlled in particular by means of the central control device 12.
  • the UWB antenna 6 sends a UWB signal to the ID transmitter 2.
  • the UWB signal is then received by a UWB transceiver of the ID transmitter 2 and answered with a UWB response signal.
  • the signal is received by the UWB antenna 6 in step 204.
  • the distance or the transit time of the signal is determined, which the UWB signal on the way to the ID transmitter 2 and additionally the return path from the ID transmitter 2, whereby a corresponding calculation time within the ID transmitter 2 is known to the UWB module 11 or can be called up by the UWB module 11 at the control device 12 and can therefore be calculated out of the actually recorded time period .
  • step 205 the distance or transit time is calculated by the UWB module 11 and, if necessary, passed on to the central control device 12.
  • step 206 either the UWB module 11 or the central control device 12 checks directly whether the distance or transit time of the UWB signal is smaller than a predetermined maximum distance or transit time. If the test is carried out by the UWB module 11, the result is passed on to the control device 12. If the determined value is less than the maximum value, the ID transmitter 2 for the authentication system 1 is considered to be located within the room in which the vehicle function can be released (Secure Bubble). Furthermore, the signal is not considered to have been compromised, for example through a relay station attack. However, if it is determined in step 206 that the distance or transit time is greater than the predetermined maximum distance or transit time, the procedural sequence of steps 203 to 206 is repeated starting with step 203.
  • Steps 203 to 206 can be repeated several times, with an abort occurring at the latest when a predetermined number of repetitions has been reached or the ID transmitter 2 can be viewed as being within the predetermined space.
  • step 201 the proximity sensor 10 outputs a proximity signal to the UWB module 11 or to the central control device 12, which then forwards it to the UWB module 11.
  • the control device 12 of the authentication arrangement 5 recognizes which of the proximity sensors 10 has detected the approach.
  • the proximity sensor 10 has detected an approach, which is why steps 203 to 207 are carried out analogously to the procedure according to FIG.
  • the implementation of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which make use of the solution presented even in fundamentally different designs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for operating an authentication system (1) of a vehicle (3) for authenticating a portable authentication device (2) to the vehicle (3) in order to release vehicle functions for an operator (4), wherein the authentication system (1) comprises the portable ID provider (2) and a vehicle-side authentication arrangement (5) connected to a control device (12) of the vehicle (3), wherein the authentication arrangement (5) comprises exactly one UWB module (11) with at least one UWB antenna (6), the method comprising at least the following steps: A) actuating the UWB antenna (6) to carry out UWB communication between the portable authentication device (2) and the authentication arrangement (5); B) carrying out the UWB communication between the portable authentication device (2) and the authentication arrangement (5); C) determining a distance from the UWB antenna (6) to the portable authentication device (2) in the UWB module (11); D) checking, in the UWB module (11), whether the distance is shorter than a predefined maximum distance, and transmitting the result of the check to the control device (12) or transmitting the distance to the control device (12) and checking, in the control device (12), whether the distance is shorter than the predefined maximum distance.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Authentifizierungssystems sowie Authentifizierungssystem mit genau einem UWB-Modul Method for operating an authentication system and authentication system with exactly one UWB module

Beschreibung: Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Authentifizierungssystems eines Fahrzeugs zur Authentifizierung einer portablen Authentifizierungseinrichtung, insbesondere eines ID-Gebers, wobei fahrzeugseitig genau ein UWB-Modul mit zumindest einer UWB-Antenne vorgesehen ist. Insbe- sondere betrifft die Erfindung ein Authentifizierungssystem, mit welchem eine Authentifizierung einer portablen Authentifizierungseinrichtung, insbesondere eines ID-Gebers gegenüber dem Fahrzeug vorgenommen werden kann, um Fahrzeugfunktionen für einen Bediener freizugeben, der die portable Authentifizierungseinrichtung d.h. insbesondere den ID-Geber mit sich führt. The invention relates to a method for operating an authentication system of a vehicle for authenticating a portable authentication device, in particular an ID transmitter, with exactly one UWB module with at least one UWB antenna being provided on the vehicle side. In particular, the invention relates to an authentication system with which an authentication of a portable authentication device, in particular an ID transmitter, can be carried out relative to the vehicle in order to release vehicle functions for an operator who carries the portable authentication device, i.e. in particular the ID transmitter, with him.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedlichste schlüssellose Zugangssysteme bekannt, welche hierfür sowohl niederfrequente (LF) sowie hochfre- quente (HF) Funkwellen verwenden können. Auch die Kombination mittels LF-/HF-Systemen ist aus dem Stand der Technik bekannt. A wide variety of keyless entry systems are known from the prior art, which use both low-frequency (LF) and high-frequency systems. quent (HF) radio waves. The combination using LF/HF systems is also known from the prior art.

Bei funkbasierten Berechtigungssystemen ist die Sicherheit, insbesondere vor Kompromittierung der durchgeführten Funkkommunikation, von entscheidender Bedeutung. Im Rahmen der Freigabe einer Fahrzeugfunktion unter Nutzung portabler ID-Geber bzw. portabler Authentifizierungseinrichtungen ist die Bestimmung einer Position, eines Abstands bzw. Entfernung oder einer ähnlichen Größe, beispielsweise zur Plausibilisierung der durchgeführten bidirektionalen Kommunikation, aus dem Stand der Technik bekannt. In radio-based authorization systems, security, especially against compromise of the radio communication carried out, is of crucial importance. As part of the release of a vehicle function using portable ID transmitters or portable authentication devices, the determination of a position, a distance or distance or a similar size, for example to check the plausibility of the bidirectional communication carried out, is known from the prior art.

Beispielsweise lehrt die DE 10 2017 109 293 A1 bzw. die aus der gleichen Patentfamilie stammende US 11 ,277,742 B2 ein Verfahren und ein zugehöriges System, bei welchem nacheinander eine Funkkommunikation zwischen ID-Geber bzw. portabler Authentifizierungseinrichtung und verschiedenen UWB-Antennen erfolgt und die Signallaufzeit in einem zentralen Steuergerät ausgewertet wird. For example, DE 10 2017 109 293 A1 or US 11,277,742 B2, which comes from the same patent family, teaches a method and an associated system in which radio communication takes place one after the other between the ID transmitter or portable authentication device and various UWB antennas and the Signal transit time is evaluated in a central control unit.

Da gemäß dieser Lehre jedoch nacheinander mehrere UWB-Antennen verwendet werden und die Bestimmung der Signallaufzeiten seriell in einer zentralen Steuereinrichtung erfolgt, ist ein solches Verfahren vergleichsweise langwierig und fehleranfällig. However, since, according to this teaching, several UWB antennas are used one after the other and the signal transit times are determined serially in a central control device, such a method is comparatively lengthy and error-prone.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und bekannte Authentifizierungsverfahren insbesondere bezüglich der Kommunikation zwischen Authentifizierungseinrichtung und Fahrzeug zu verbessern, sodass sie eine sichere jedoch zugleich schnelle Authentifizierung ermöglicht wird. It is therefore the object of the present invention to overcome the aforementioned disadvantages and to improve known authentication methods, particularly with regard to the communication between the authentication device and the vehicle, so that secure but at the same time fast authentication is made possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Authentifizierungssystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs gelöst. Das Verfahren sieht vor, dass ein Authentifizierungssystem eines Fahrzeugs betrieben wird, um eine portable Authentifizierungseinrichtung und insbesondere einen portablen ID-Geber gegenüber dem Fahrzeug zu authentifizieren. Die Authentifizierung dient dem Zweck, eine Fahrzeugfunktion für einen Bediener freizugeben, der die portable Authentifizierungseinrichtung bzw. den portablen ID-Geber insbesondere mit sich führt oder sich diesem nähert. The object is achieved according to the invention by a method with the features of patent claim 1 and by an authentication system with the features of the independent patent claim. The method provides that an authentication system of a vehicle is operated in order to authenticate a portable authentication device and in particular a portable ID transmitter to the vehicle. The authentication serves the purpose of releasing a vehicle function for an operator who, in particular, is carrying the portable authentication device or the portable ID transmitter or is approaching it.

Das Authentifizierungssystem umfasst die portable Authentifizierungseinrichtung, welche insbesondere als portabler ID-Geber ausgebildet ist, und eine fahrzeugseitige Authentifizierungsanordnung. Die Authentifizierungsanordnung umfasst genau ein UWB-Modul mit zumindest einer UWB-Antenne, vorzugsweise genau einer UWB-Antenne. Dabei ist die Authentifizierungsanordnung bzw. das eine UWB-Modul mit einer fahrzeugseitigen Steuereinrichtung verbunden, bei welcher es sich insbesondere um eine ECU handelt, welche ausgebildet sein kann, die Authentifizierungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens anzusteuern. Weiter kann auch das UWB-Modul selbst oder eine durch das UWB-Modul und die Steuereinrichtung gebildete Einheit bzw. die fahrzeugseitige Authentifizierungsanordnung eine Steuereinheit (ECU) oder in eine solche integriert sein. Das Verfahren sieht zumindest die folgenden Schritte vor: The authentication system includes the portable authentication device, which is designed in particular as a portable ID transmitter, and a vehicle-side authentication arrangement. The authentication arrangement includes exactly one UWB module with at least one UWB antenna, preferably exactly one UWB antenna. The authentication arrangement or the one UWB module is connected to a vehicle-side control device, which is in particular an ECU, which can be designed to control the authentication arrangement to carry out the method. Furthermore, the UWB module itself or a unit formed by the UWB module and the control device or the vehicle-side authentication arrangement can also be a control unit (ECU) or integrated into one. The procedure provides for at least the following steps:

A) Ansteuern der UWB-Antenne zum Durchführen einer UWB- Kommunikation zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung und der Authentifizierungsanordnung, insbesondere ohne, dass die UWB-Antenne bzw. das anzusteuernde UWB-Modul zuvor separat bestimmt, aus einer Liste oder gemäß Regeln ausgewählt werden muss; A) controlling the UWB antenna to carry out UWB communication between the portable authentication device and the authentication arrangement, in particular without the UWB antenna or the UWB module to be controlled having to be previously determined separately, selected from a list or according to rules;

B) Durchführen der UWB-Kommunikationen zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung und der Authentifizierungsanordnung; B) performing the UWB communications between the portable authentication device and the authentication device;

C) Bestimmen einer Entfernung der UWB-Antenne zu der portablen Authentifizierungseinrichtung in dem UWB-Modul, insbesondere durch Erfassen einer Laufzeit eines UWB-Signals der UWB-Kommunikation zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung und der UWB-Antenne; C) Determining a distance of the UWB antenna to the portable authentication device in the UWB module, in particular by detecting a Duration of a UWB signal of the UWB communication between the portable authentication device and the UWB antenna;

D) Prüfen in dem UWB-Modul, ob die Entfernung kleiner ist als eine vorgegebene Maximalentfernung, und Übermitteln des Ergebnisses der Prüfung an die Steuereinrichtung (ECU des Fahrzeugs). D) Checking in the UWB module whether the distance is less than a predetermined maximum distance and transmitting the result of the test to the control device (ECU of the vehicle).

Alternativ kann Schritt D) jedoch sein: Übermitteln der Entfernung an die Steuereinrichtung und Prüfen in der Steuereinrichtung, ob die Entfernungen kleiner ist als die vorgegebene Maximalentfernung. Alternatively, step D) can be: transmitting the distance to the control device and checking in the control device whether the distance is smaller than the predetermined maximum distance.

Als portable Authentifizierungseinrichtung wird vorzugsweise verstanden, dass diese relativ zu der fahrzeugseitigen Authentifizierungsanordnung bewegbar ist. Entsprechend kann es sich bei der portablen Authentifizierungseinrichtung um einen Schlüssel bzw. „Smart-key“, ein Mobiltelefon, einen Fob bzw. „Smart-Fob“ aber auch um einen stationären Sender handeln, welcher beispielsweise fest d.h. stationär an oder in einer Garage, einer Ladesäule oder einer Zapfsäule verbaut ist. A portable authentication device is preferably understood to mean that it can be moved relative to the vehicle-side authentication arrangement. Accordingly, the portable authentication device can be a key or "smart key", a mobile phone, a fob or "smart fob" but also a stationary transmitter, which, for example, is fixed, i.e. stationary, on or in a garage, a charging station or a petrol pump is installed.

Gegenüber dem Stand der Technik grenzt sich die vorliegende Erfindung hierbei insbesondere dadurch ab, dass genau ein UWB-Modul verwendet wird, welche entsprechend nicht gemäß einer Vorauswahl oder gemäß einer Liste abgearbeitet bzw. verwendet werden muss. Vielmehr wird nur das genau eine UWB-Module der Authentifizierungsanordnung verwendet. Weiter wird dann und zumindest die Bestimmung der Entfernung nicht zentral in einer zentralen Steuereinrichtung, sondern dezentral in dem UWB-Modul durchgeführt. Compared to the prior art, the present invention differs in particular in that exactly one UWB module is used, which does not have to be processed or used according to a preselection or according to a list. Rather, only exactly one UWB module of the authentication arrangement is used. Furthermore, at least the determination of the distance is not carried out centrally in a central control device, but rather decentrally in the UWB module.

Da das UWB-Modul nicht gemäß einer Liste oder gemäß vorbestimmten Regeln ausgewählt werden muss und nicht zunächst mehrere Kommunikationsversuche erfolgen müssen, ergibt sich eine schnellere Authentifizierung. Dabei wird zudem die Entfernungsbestimmung in das UWB-Modul integriert, sodass die Verarbeitung in der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung entsprechend vereinfacht werden kann. Da lediglich ein einziges UWB-Modul bzw. eine einzige UWB-Antenne verwendet wird, benötigt die Authentifizierungsanordnung vergleichsweise wenig Energie. Since the UWB module does not have to be selected according to a list or according to predetermined rules and does not have to be attempted several times, authentication is faster. The distance determination is also integrated into the UWB module, so that processing in the vehicle-side control device can be simplified accordingly. Since only a single UWB module or a single UWB antenna is used, the authentication arrangement requires comparatively little energy.

Ein weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf der Nutzung von Ultrabreitband-Kommunikation. Another aspect of the method according to the invention is based on the use of ultra-wideband communication.

Prinzipiell ist die Verwendung von Ultrabreitband-Funksignalen (UWB- Funksignalen) für manche Anwendungen aus dem Stand der Technik bekannt. Für die Nutzung stehen jedoch erst seit kurzem marktbereite Transceiver zur Verfügung. In principle, the use of ultra-wideband radio signals (UWB radio signals) for some applications is known from the prior art. However, market-ready transceivers have only recently become available for use.

Bei der Ultrabreitbandtechnologie handelt es sich um eine Nahbereichs- Funkkommunikation, die auf dem Aussenden kurzer Signalpulse basiert, welche innerhalb einer großen Frequenzbandbreite eine Vielzahl von Frequenzen abdeckt. Die Breite der abgedeckten Frequenzbereiche ist insbesondere von regulatorischen Vorgaben des entsprechenden territorialen Gebiets abhängig. Ultra-wideband technology is a short-range radio communication that is based on sending short signal pulses that cover a large number of frequencies within a wide frequency bandwidth. The breadth of the frequency ranges covered depends in particular on the regulatory requirements of the relevant territorial area.

Ein Nachteil der UWB-Kommunikation im Verhältnis zu der etablierten LF- und/oder HF-Kommunikation ist der bei vielen gegenwärtig verfügbaren, zur UWB-Kommunikation geeigneten Transceivern vergleichsweise hohe Energiebedarf, welcher vorliegend durch die Verwendung nur eines einzigen UWB-Moduls entsprechend reduziert wird. A disadvantage of UWB communication in relation to established LF and/or HF communication is the comparatively high energy requirement of many currently available transceivers suitable for UWB communication, which in the present case is reduced accordingly by using only a single UWB module .

Die UWB-Kommunikation weist jedoch den prinzipiellen Vorteil auf, dass aufgrund der Aussendung von Pulsen eine Entfernungsbestimmung mittels eines Laufzeit-basierten Ansatzes vorgenommen wird, auf welche oft auch mit der Bezeichnung der Time-Of-Flight-Methode Bezug genommen wird. However, UWB communication has the fundamental advantage that, based on the emission of pulses, a distance determination is carried out using a transit time-based approach, which is often referred to as the time-of-flight method.

Beispielsweise kann die Entfernung zwischen der UWB-Antenne und der portablen Authentifizierungseinrichtung bzw. dem ID-Geber ermittelt werden, indem ein UWB-Signal von der UWB-Antenne zu der portablen Authentifizierungseinrichtung gesendet wird, ein UWB-Transceiver der portablen Authentifizierungseinrichtung dieses beantwortet und eine in dem UWB-Modul mit der UWB-Antenne gekoppelte Einheit, beispielsweise ein Steuermittel, das erfasste Antwortsignal auswertet. Dies geschieht unter Auswertung der vergangenen Zeit zwischen Aussenden und Empfang. Berücksichtigt werden die Strecke zu der portablen Authentifizierungseinrichtung hin, die Bearbeitungszeit innerhalb der portablen Authentifizierungseinrichtung und die Strecke von der portablen Authentifizierungseinrichtung weg zu der UWB- Antenne hin. Wenn, wie in diesem Beispiel, die Laufzeit fahrzeugseitig ausgewertet wird, muss lediglich die Bearbeitungszeit innerhalb der portablen Authentifizierungseinrichtung fahrzeugseitig d.h. insbesondere in dem UWB-Modul hinterlegt oder von dem UWB-Modul abrufbar sein, sodass eine entsprechende Korrektur der fahrzeugseitig gemessenen Zeit zwischen Aussenden des UWB-Signals und Empfang der UWB-Antwort vorgenommen werden kann. For example, the distance between the UWB antenna and the portable authentication device or the ID transmitter can be determined, by sending a UWB signal from the UWB antenna to the portable authentication device, a UWB transceiver of the portable authentication device answers this and a unit coupled to the UWB antenna in the UWB module, for example a control means, evaluates the detected response signal. This is done by evaluating the time elapsed between sending and receiving. The distance to the portable authentication device, the processing time within the portable authentication device and the distance from the portable authentication device to the UWB antenna are taken into account. If, as in this example, the transit time is evaluated on the vehicle side, only the processing time within the portable authentication device needs to be stored on the vehicle side, i.e. in particular in the UWB module, or be retrievable from the UWB module, so that a corresponding correction of the time measured on the vehicle side between sending the UWB signal and reception of the UWB response can be made.

Erfahrungsgemäß ist die Genauigkeit einer derart vorgenommenen Entfernungsbestimmung auf UWB-Basis bei den üblichen vorgesehenen Größenordnungen von Entfernungen deutlich höher als es bei anderen Verfahren der Fall ist wie beispielsweise einer Signalstärkebestimmung von LF- Signalen oder der Triangulation von LF-Signalen. Die Genauigkeit liegt bei den UWB-basierten Entfernungsbestimmungen häufig in der Größenordnung von 10 bis 20 cm. Experience has shown that the accuracy of a UWB-based distance determination carried out in this way is significantly higher for the usual intended magnitudes of distances than is the case with other methods such as determining the signal strength of LF signals or the triangulation of LF signals. The accuracy of UWB-based distance determinations is often in the order of 10 to 20 cm.

Dadurch, dass die reine Laufzeit des UWB-Signals gegenüber der Bearbeitungszeit relativ kurz ist, würde eine zusätzliche Bearbeitung des Signals, beispielsweise für eine Manipulation des Signals etwa im Rahmen einer Relay-Station-Attacke, aufgrund der unerwartet hohen Gesamtdauer zwischen Aussenden eines UWB-Signals und Eintreffen der entsprechenden Antwort erkannt werden. Kompromittierungen, beispielsweise in der Art von Relay-Station-Attacken, sind dadurch, wenn überhaupt, nur mit sehr aufwändigen Methoden möglich. Because the pure transit time of the UWB signal is relatively short compared to the processing time, additional processing of the signal, for example for manipulation of the signal as part of a relay station attack, would be necessary due to the unexpectedly long total time between sending out a UWB signal. Signal and arrival of the corresponding response can be recognized. Compromises, for example like this Relay station attacks are therefore only possible using very complex methods, if at all.

Ein weiterer Vorteil, der sich durch die Nutzung der UWB-Signale ergibt, besteht darin, dass aufgrund der Vielzahl der verwendeten Frequenzen eine Abschattung der Signale sehr unwahrscheinlich ist. Dies liegt darin begründet, dass zumindest für einige der gleichzeitig verwendeten Frequenzen mit hoher Wahrscheinlichkeit immer eine Sichtlinie zwischen Sender und Empfänger besteht. Ein Grund hierfür ist, dass für manche Frequenzen Beugungseffekte oder Reflektionen erwartet werden können. Another advantage of using UWB signals is that, due to the large number of frequencies used, shadowing of the signals is very unlikely. This is because there is a high probability that there will always be a line of sight between the transmitter and receiver for at least some of the frequencies used at the same time. One reason for this is that diffraction effects or reflections can be expected for some frequencies.

Wie beschrieben, ist die UWB-Antenne Bestandteil eines UWB-Moduls, bei welchem es sich insbesondere um einen UWB-Transceiver handeln kann. Dies erlaubt einen kompakten Aufbau und eine einfache Konfiguration. As described, the UWB antenna is part of a UWB module, which can in particular be a UWB transceiver. This allows for a compact structure and simple configuration.

Wenn die Entfernung bzw. die Laufzeit des UWB-Signals kleiner ist als eine vorgegebene Maximalentfernung bzw. -laufzeit, kann fahrzeugseitig davon ausgegangen werden, dass keine Verlängerung der durchgeführten bidirektionalen UWB-Kommunikation vorgenommen wurde. Die Maximalentfernung bzw. -laufzeit kann, je nach Sicherheitsbedürfnis, derart angepasst werden, dass einerseits eine hinreichend hohe Genauigkeit der Entfernungsbestimmung möglich ist, und andererseits davon ausgegangen werden kann, dass innerhalb der erfassten Maximalentfernung bzw. -laufzeit eine erfolgte Kompromittierung des UWB-Signals ausgeschlossen oder weitgehend ausgeschlossen werden kann. If the distance or transit time of the UWB signal is smaller than a predetermined maximum distance or transit time, it can be assumed on the vehicle side that no extension of the bidirectional UWB communication carried out has been carried out. The maximum distance or transit time can, depending on security needs, be adjusted in such a way that, on the one hand, a sufficiently high accuracy of the distance determination is possible, and on the other hand it can be assumed that the UWB signal has been compromised within the recorded maximum distance or transit time can be excluded or largely excluded.

Zur Entfernungsbestimmung können zudem LF- und/oder HF- und/oder BLE- Signale verwendet werden, wobei dem UWB-Modul eine entsprechende Schnittstelle zugeordnet ist, welche auch integral in dem UWB-Modul vorgesehen sein kann. Ein anderer Ansatz kann beispielsweise darauf basieren, dass Daten eines Annäherungssensors genutzt werden. Beispielsweise kann ein ohnehin in dem Fahrzeug vorgesehener Annäherungssensor oder ein eigens zu diesem Zweck am Fahrzeug angeordneter Annäherungssensor bei Annäherung des Bedieners ein Annäherungssignal ausgeben, das von einem mit dem Annäherungssensor gekoppelten und vorzugsweise in dem UWB-Modul vorgesehene Steuermittel erfasst wird, woraufhin das Steuermittel die zugehörige UWB-Antenne des UWB-Moduls ansteuert. LF and/or HF and/or BLE signals can also be used to determine the distance, with the UWB module being assigned a corresponding interface, which can also be provided integrally in the UWB module. Another approach can, for example, be based on using data from a proximity sensor. For example, a proximity sensor already provided in the vehicle or a proximity sensor arranged on the vehicle specifically for this purpose can output a proximity signal when the operator approaches, which is detected by a control means coupled to the proximity sensor and preferably provided in the UWB module, whereupon the control means the associated UWB antenna of the UWB module.

Vorteilhafte und/oder bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind zudem in den Unteransprüchen genannt. Advantageous and/or preferred developments of the invention are also mentioned in the subclaims.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Authentifizierungssystem eines Fahrzeugs zur Authentifizierung einer portablen Authentifizierungseinrichtung bzw. eines ID-Gebers gegenüber dem Fahrzeug zur Freigabe von Fahrzeugfunktionen für einen Bediener, der die portable Authentifizierungseinrichtung bzw. den ID-Geber mit sich führt. Das Authentifizierungssystem ist gemäß dem nebengeordneten Anspruch ausgebildet und dabei insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen. A further aspect of the invention relates to an authentication system of a vehicle for authenticating a portable authentication device or an ID transmitter relative to the vehicle for releasing vehicle functions for an operator who carries the portable authentication device or the ID transmitter. The authentication system is designed according to the independent claim and is intended in particular to carry out the method according to the invention.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen. The features disclosed above can be combined in any way, as long as this is technically possible and they do not contradict each other.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen: Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are described in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. They show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Authentifizierungssystems; Fig. 1 is a schematic representation of an authentication system;

Fig. 2 ein Flussdiagramm einer beispielhaften Verfahrensfolge des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 3 ein Flussdiagramm einer alternativen Verfahrensfolge des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 shows a flowchart of an exemplary process sequence of the method according to the invention; Fig. 3 is a flowchart of an alternative process sequence of the method according to the invention.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin. The figures are exemplary schematic. The same reference numbers in the figures indicate the same functional and/or structural features.

Fig. 1 ist ein Authentifizierungssystem 1 zu entnehmen, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Das Authentifizierungssystem 1 dient der Authentifizierung einer als ID-Geber ausgebildeten portablen Authentifizierungseinrichtung 2 gegenüber einem Fahrzeug 3. Fig.1 shows an authentication system 1 with which the method according to the invention can be carried out. The authentication system 1 is used to authenticate a portable authentication device 2 designed as an ID transmitter against a vehicle 3. Fig.

I zeigt eine Situation, in welcher der ID-Geber 2 sich in Besitz eines Bedieners 4 befindet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Authentifizierung des portablen ID-Gebers 2 gegenüber dem Fahrzeug 3 vorgenommen werden, damit der Bediener 4, der den portablen ID-Geber 2 mit sich führt, auf Fahrzeugfunktionen zugreifen kann, wie beispielsweise einem Starten des Fahrzeugs 3 oder einem Öffnen einer oder mehrerer der Fahrzeugtüren. I shows a situation in which the ID transmitter 2 is in the possession of an operator 4. With the method according to the invention, the portable ID transmitter 2 can be authenticated relative to the vehicle 3 so that the operator 4, who carries the portable ID transmitter 2 with him, can access vehicle functions, such as starting the vehicle 3 or a Opening one or more of the vehicle doors.

Das Authentifizierungssystem 1 umfasst neben dem portablen ID-Geber 2 eine fahrzeugseitige Authentifizierungsanordnung 5. Die Authentifizierungsanordnung 5 weist genau ein UWB-Modul 11 mit beispielsweise genau einer UWB-Antenne 6 auf. In der gezeigten Ausgestaltung ist die UWB-Antenne 6 als integrales Element des als UWB-Transceivers ausgebildeten UWB- Moduls 11 vorgesehen. In addition to the portable ID transmitter 2, the authentication system 1 comprises a vehicle-side authentication arrangement 5. The authentication arrangement 5 has exactly one UWB module 11 with, for example, exactly one UWB antenna 6. In the embodiment shown, the UWB antenna 6 is provided as an integral element of the UWB module 11 designed as a UWB transceiver.

Die Authentifizierungsanordnung 5 weist ferner eine LF-Schnittstelle 8 mit wenigstens einer LF-Antenne sowie einen Annäherungssensor 10 auf. Alternativ oder zusätzlich könnte auch noch eine HF- und/oder eine BLE- Schnittstelle vorgesehen sein. Die LF-Schnittstelle 8 ist in das UWB-ModulThe authentication arrangement 5 also has an LF interface 8 with at least one LF antenna and a proximity sensor 10. Alternatively or additionally, an HF and/or a BLE interface could also be provided. The LF interface 8 is in the UWB module

I I integriert, könnte aber auch separat zu diesem und lediglich signaltechnisch mit dem UWB-Modul 11 gekoppelt vorgesehen sein. Der Annäherungssensor 10 ist beispielsweise auf dem Fahrzeugdach, an einer Unterbodenbaugruppe oder innerhalb eines Türgriffs der beispielsweise linken vorderen Fahrzeugtür bzw. der Fahrertür angeordnet. II integrated, but could also be provided separately from this and only coupled to the UWB module 11 for signaling purposes. The proximity sensor 10 is, for example, on the vehicle roof Underbody assembly or arranged within a door handle of, for example, the left front vehicle door or the driver's door.

In der gezeigten Ausgestaltung ist das als UWB-Transceiver ausgebildete UWB-Modul 11 und die LF-Schnittstellen 8 integral miteinander ausgebildet und mit Annäherungssensor 10 über eine Signalleitung gekoppelt. Ferner ist das UWB-Modul 11 mit einer kraftfahrzeugseitigen Steuereinrichtung 12 (ECU) gekoppelt. Die kraftfahrzeugseitige Steuereinrichtung 12 ist geeignet, als Steuermittel der Authentifizierungsanordnung ein erfindungsgemäßes Verfahren und seine Weiterbildungen zu steuern und zu überwachen. In the embodiment shown, the UWB module 11, designed as a UWB transceiver, and the LF interfaces 8 are designed integrally with one another and coupled to the proximity sensor 10 via a signal line. Furthermore, the UWB module 11 is coupled to a motor vehicle control device 12 (ECU). The motor vehicle control device 12 is suitable for controlling and monitoring a method according to the invention and its developments as a control means of the authentication arrangement.

In der beispielhaften Verfahrensfolge des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, kann eine Bestimmung bestimmter UWB- Module 11 zur Kommunikation entfallen, da unmittelbar das eine vorhandene UWB-Modul 11 genutzt wird. Der Verfahrensablauf kann beispielsweise in Reaktion auf eine Betätigung eines Annäherungssensors 10 oder infolge eines Pollens erfolgen, wobei dies für die prinzipielle Funktionsweise der gezeigten Verfahrensfolge von nachrangiger Bedeutung ist. In the exemplary process sequence of the method according to the invention, as shown in FIG. 2, a determination of specific UWB modules 11 for communication can be omitted, since the one existing UWB module 11 is used directly. The process sequence can, for example, take place in response to an actuation of a proximity sensor 10 or as a result of pollen, although this is of secondary importance for the basic functionality of the process sequence shown.

Gemäß Figur 2, wird die UWB-Antenne 6 des UWB-Moduls 11 in einem ersten Schritt 203 unmittelbar aus einem nicht sende- und/oder empfangsbereiten Zustand in einen sendebereiten Zustand versetzt, indem die UWB- Antenne 6 von dem UWB-Modul 11 und insbesondere mittels der zentralen Steuereinrichtung 12 angesteuert wird. According to Figure 2, the UWB antenna 6 of the UWB module 11 is in a first step 203 immediately moved from a state not ready to send and / or receive into a state ready to send, by the UWB antenna 6 from the UWB module 11 and is controlled in particular by means of the central control device 12.

Die UWB-Antenne 6 sendet ein UWB-Signal an den ID-Geber 2. Das UWB- Signal wird sodann von einem UWB-Transceiver des ID-Gebers 2 empfangen und mit einem UWB-Antwortsignal beantwortet. Das Signal wird in Schritt 204 von der UWB-Antenne 6 empfangen. Unmittelbar in dem UWB- Modul 11 und insbesondere ohne Einbeziehung der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung 12 wird die Entfernung bzw. die Laufzeit des Signals ermittelt, welche das UWB-Signal auf dem Hinweg zum ID-Geber 2 und zusätzlich auf dem Rückweg von dem ID-Geber 2 benötigt hat, wobei eine entsprechende Berechnungszeit innerhalb des ID-Gebers 2 dem UWB-Modul 11 bekannt oder von dem UWB-Modul 11 bei der Steuereinrichtung 12 abrufbar ist und dadurch aus der tatsächlich erfassten Zeitdauer herausgerechnet werden kann. The UWB antenna 6 sends a UWB signal to the ID transmitter 2. The UWB signal is then received by a UWB transceiver of the ID transmitter 2 and answered with a UWB response signal. The signal is received by the UWB antenna 6 in step 204. Directly in the UWB module 11 and in particular without involving the vehicle-side control device 12, the distance or the transit time of the signal is determined, which the UWB signal on the way to the ID transmitter 2 and additionally the return path from the ID transmitter 2, whereby a corresponding calculation time within the ID transmitter 2 is known to the UWB module 11 or can be called up by the UWB module 11 at the control device 12 and can therefore be calculated out of the actually recorded time period .

In dem Schritt 205 wird die Entfernung bzw. die Laufzeit von dem UWB- Modul 11 berechnet und gegebenenfalls an die zentrale Steuereinrichtung 12 weitergegeben. In step 205, the distance or transit time is calculated by the UWB module 11 and, if necessary, passed on to the central control device 12.

In Schritt 206 wird entweder unmittelbar von dem UWB-Modul 11 oder von der zentralen Steuereinrichtung 12 geprüft, ob die Entfernung bzw. die Laufzeit des UWB-Signals kleiner ist als eine vorgegebene Maximalentfernung bzw. -laufzeit. Wird die Prüfung von dem UWB-Modul 11 vorgenommen, wird das Ergebnis an die Steuereinrichtung 12 weitgegeben. Wenn der ermittelte Wert kleiner dem Maximalwert ist, gilt der ID-Geber 2 für das Authentifizierungssystem 1 als innerhalb des Raums befindlich, in welchem eine Freigabe der Fahrzeugfunktion ermöglicht wird (Secure Bubble). Ferner gilt eine Kompromittierung des Signals, beispielsweise durch eine Relay- Station-Attacke, als nicht erfolgt. Wenn hingegen in Schritt 206 festgestellt wird, dass die Entfernung bzw. Laufzeit größer ist als die vorgegebene Maximalentfernung bzw. -laufzeit, wird beginnend mit Schritt 203 die Verfahrensfolge der Schritte 203 bis 206 wiederholt. In step 206, either the UWB module 11 or the central control device 12 checks directly whether the distance or transit time of the UWB signal is smaller than a predetermined maximum distance or transit time. If the test is carried out by the UWB module 11, the result is passed on to the control device 12. If the determined value is less than the maximum value, the ID transmitter 2 for the authentication system 1 is considered to be located within the room in which the vehicle function can be released (Secure Bubble). Furthermore, the signal is not considered to have been compromised, for example through a relay station attack. However, if it is determined in step 206 that the distance or transit time is greater than the predetermined maximum distance or transit time, the procedural sequence of steps 203 to 206 is repeated starting with step 203.

Die Schritte 203 bis 206 können mehrfach wiederholt werden, wobei ein Abbruch spätestens dann erfolgt, wenn eine vorbestimmte Widerholungszahl erreicht ist oder der ID-Geber 2 als innerhalb des vorgegebenen Raums befindlich anzusehen ist. Steps 203 to 206 can be repeated several times, with an abort occurring at the latest when a predetermined number of repetitions has been reached or the ID transmitter 2 can be viewed as being within the predetermined space.

Die der Fig. 3 zu entnehmende Verfahrensfolge unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Verfahrensfolge dadurch, dass in Schritt 201 eine Annäherung des Bedieners 4 von dem Annäherungssensor 10 erfasst wird. Der Annäherungssensor 10 gibt in Schritt 202 ein Annäherungssignal an das UWB-Modul 11 oder an die zentrale Steuereinrichtung 12 aus, welche dieses dann an das UWB-Modul 11 weiterleitet. The process sequence shown in Fig. 3 differs from the process sequence shown in Fig. 2 in that in step 201 an approach of the operator 4 is detected by the proximity sensor 10. In step 202, the proximity sensor 10 outputs a proximity signal to the UWB module 11 or to the central control device 12, which then forwards it to the UWB module 11.

Ist der Annäherungssensor 10 nicht ohnehin direkt dem UWB-Modul 11 zugeordnet, erkennt die Steuereinrichtung 12 der Authentifizierungsanordnung 5, welcher der Annäherungssensoren 10 die Annäherung erfasst hat. In der gezeigten Verfahrensfolge hat der Annäherungssensor 10 eine Annäherung erfasst, weswegen die Schritte 203 bis 207 analog zu der Vorgehensweise gemäß Figur 2 durchgeführt werden. Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. If the proximity sensor 10 is not already assigned directly to the UWB module 11, the control device 12 of the authentication arrangement 5 recognizes which of the proximity sensors 10 has detected the approach. In the sequence of procedures shown, the proximity sensor 10 has detected an approach, which is why steps 203 to 207 are carried out analogously to the procedure according to FIG. The implementation of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which make use of the solution presented even in fundamentally different designs.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Betreiben eines Authentifizierungssystems (1 ) eines Fahrzeugs (3) zur Authentifizierung einer portablen Authentifizierungseinrichtung, insbesondere eines portablen ID-Gebers Claims Method for operating an authentication system (1) of a vehicle (3) for authenticating a portable authentication device, in particular a portable ID transmitter (2) gegenüber dem Fahrzeug (2) towards the vehicle (3) zur Freigabe von Fahrzeugfunktionen für einen Bediener (3) to enable vehicle functions for an operator (4), der insbesondere die portable Authentifizierungseinrichtung (2) mit sich führt, wobei das Authentifizierungssystem (1 ) die portable Authentifizierungseinrichtung (2) und eine fahrzeugseitige mit einer Steuereinrichtung (12) des Fahrzeugs (3) verbundene oder in die Steuereinrichtung (12) integrierte Authentifizierungsanordnung (5) umfasst, wobei die Authentifizierungsanordnung (5) genau ein UWB- Modul (11 ) mit zumindest einer UWB-Antenne (6) umfasst, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: (4), which in particular carries the portable authentication device (2), the authentication system (1) comprising the portable authentication device (2) and a vehicle-side device connected to a control device (12) of the vehicle (3) or integrated into the control device (12). integrated authentication arrangement (5), wherein the authentication arrangement (5) comprises exactly one UWB module (11) with at least one UWB antenna (6), the method comprising at least the following steps: A) Ansteuern der UWB-Antenne (6) zum Durchführen einer UWB- Kommunikation zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung (2) und der Authentifizierungsanordnung (5); A) controlling the UWB antenna (6) to carry out UWB communication between the portable authentication device (2) and the authentication arrangement (5); B) Durchführen der UWB-Kommunikation zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung (2) und der Authentifizierungsanordnung (5); B) carrying out the UWB communication between the portable authentication device (2) and the authentication arrangement (5); C) Bestimmen einer Entfernung der UWB-Antenne (6) zu der portablen Authentifizierungseinrichtung (2) in dem UWB-Modul (11 ); C) determining a distance of the UWB antenna (6) to the portable authentication device (2) in the UWB module (11); D) Prüfen in dem UWB-Modul (11 ), ob die Entfernung kleiner ist als eine vorgegebene Maximalentfernung, und Übermitteln des Ergebnisses der Prüfung an die Steuereinrichtung (12) oder Übermitteln der Entfernung an die Steuereinrichtung (12) und Prüfen in der Steuereinrichtung (12), ob die Entfernung kleiner ist als die vorgegebene Maximalentfernung. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Bestimmen der Entfernung durch Erfassen einer Laufzeit eines UWB-Signals der UWB-Kommunikation zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung (2) und der UWB-Antenne (6) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Authentifizierungsanordnung (5) in dem UWB-Modul (11 ) eine LF-Schnittstelle (8) aufweist, welche der UWB-Antenne (6) zugeordnet ist, wobei eine LF-Kommunikation mit einem LF-Signal zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung (2) und der LF- Schnittstelle (8) durchgeführt wird, wobei die portable Authentifizierungseinrichtung (2) eine Signalstärke des LF-Signals erfasst und die Signalstärke an das UWB- Modul (11 ) der Authentifizierungsanordnung (5) übermittelt, wobei das UWB-Modul (11 ) aus der Signalstärke die Entfernung bestimmt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Authentifizierungsanordnung (5) in dem UWB-Modul (11 ) eine HF-Schnittstelle aufweist, welche der UWB-Antenne (6) zugeordnet ist, wobei eine HF-Kommunikation mit einem HF-Signal zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung (2) und der HF- Schnittstelle durchgeführt wird, wobei die portable Authentifizierungseinrichtung (2) eine Signalstärke des HF-Signals erfasst und die Signalstärke an das UWB- Modul (11 ) der Authentifizierungsanordnung (5) übermittelt, wobei das UWB-Modul (11 ) aus der Signalstärke die Entfernung bestimmt. D) checking in the UWB module (11) whether the distance is smaller than a predetermined maximum distance, and transmitting the result of the test to the control device (12) or transmitting the distance to the control device (12) and Check in the control device (12) whether the distance is smaller than the specified maximum distance. Method according to Claim 1, wherein the distance is determined by detecting a transit time of a UWB signal of the UWB communication between the portable authentication device (2) and the UWB antenna (6). Method according to one of claims 1 or 2, wherein the authentication arrangement (5) in the UWB module (11) has an LF interface (8) which is assigned to the UWB antenna (6), wherein LF communication with a LF signal is carried out between the portable authentication device (2) and the LF interface (8), the portable authentication device (2) detecting a signal strength of the LF signal and sending the signal strength to the UWB module (11) of the authentication arrangement (5 ) is transmitted, with the UWB module (11) determining the distance from the signal strength. Method according to one of the preceding claims, wherein the authentication arrangement (5) in the UWB module (11) has an HF interface which is assigned to the UWB antenna (6), wherein HF communication with an HF signal between the portable authentication device (2) and the HF interface, the portable authentication device (2) detecting a signal strength of the HF signal and transmitting the signal strength to the UWB module (11) of the authentication arrangement (5), whereby the UWB module (11) determines the distance from the signal strength. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Authentifizierungsanordnung (5) in dem UWB-Modul (11 ) eine BLE-Schnittstelle aufweist, welche der UWB-Antenne (6) zugeordnet ist, wobei eine BLE-Kommunikation mit einem BLE-Signal zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung (2) und der BLE- Schnittstelle durchgeführt wird, wobei die portable Authentifizierungseinrichtung (2) eine Signalstärke des BLE-Signals erfasst und die Signalstärke an das UWB- Modul (11 ) der Authentifizierungsanordnung (5) übermittelt, wobei das UWB-Modul (11 ) aus der Signalstärke die Entfernung bestimmt. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the authentication arrangement (5) in the UWB module (11) has a BLE interface which is assigned to the UWB antenna (6), wherein BLE communication with a BLE signal between the portable authentication device (2) and the BLE interface, the portable authentication device (2) detecting a signal strength of the BLE signal and transmitting the signal strength to the UWB module (11) of the authentication arrangement (5), the UWB module (11) determines the distance from the signal strength. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Authentifizierungsanordnung (5) zumindest einen Annäherungssensor (10) aufweist, welcher jeweils dem UWB-Modul (11 ) zugeordnet ist, wobei, wenn der jeweilige Annäherungssensor (10) eine Annäherung des Bedieners (4) erfasst, dieser Annäherungssensor (10) ein den Annäherungssensor (10) identifizierendes Annäherungssignal ausgibt, und dass das UWB-Modul (11 ), wenn es das Annäherungssignal erfasst, das Ansteuern der UWB-Antenne (6) zum Durchführen einer UWB-Kommunikation zwischen der portablen Authentifizierungseinrichtung (2) und der Authentifizierungsanordnung (5) gemäß Schritt A) vorbereitet. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the authentication arrangement (5) has at least one proximity sensor (10), which is assigned to the UWB module (11), wherein when the respective proximity sensor (10) detects an approach by the operator (4 ) detected, this proximity sensor (10) outputs a proximity signal identifying the proximity sensor (10), and that the UWB module (11), when it detects the proximity signal, controls the UWB antenna (6) to carry out UWB communication between the portable authentication device (2) and the authentication arrangement (5) prepared according to step A). 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchführen der UWB-Kommunikation zumindest zeitweise parallel mit dem Durchführen einer LF-Kommunikation und/oder einer HF-Kommunikation und/oder einer BLE-Kommunikation erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Freigabe von Fahrzeugfunktionen erfasste UWB- Signallaufzeiten zwischen der UWB-Antenne (6) des UWB-Moduls (11 ) und der portablen Authentifizierungseinrichtung (2) für eine Mindestzeitdauer als gültig angesehen werden, und dass während der Mindestzeitdauer keine UWB-Kommunikation von dem UWB-Modul (11 ) oder nur eine UWB-Kommunikation zum Zurücksetzen der Mindestzeitdauer und dadurch Verlängern der Gültigkeit durchgeführt wird. Authentifizierungssystem (1 ) eines Fahrzeugs (3) zur Authentifizierung einer portablen Authentifizierungseinrichtung, insbesondere eines ID- Gebers (2) gegenüber dem Fahrzeug (3) zur Freigabe von Fahrzeugfunktionen für einen Bediener (4), der die portable Authentifizierungseinrichtung (2) mit sich führt, wobei das Authentifizierungssystem (1 ) die portable Authentifizierungseinrichtung (2) und eine fahrzeugseitige Authentifizierungsanordnung (5) aufweist, wobei die portable Authentifizierungseinrichtung (2) wenigstens eine Authentifizierungseinrichtung-UWB-Schnittstelle mit einer Au- thentifizierungseinrichtung-UWB-Antenne und die Authentifizierungsanordnung (5) genau ein UWB-Modul (11 ) mit zumindest einer UWB- Antenne (6) aufweist, und wobei die Authentifizierungseinrichtung-UWB-Schnittstelle und das UWB-Modul (11 ) zur UWB-Kommunikation miteinander eingerichtet sind, wobei das UWB-Modul (11 ) der Authentifizierungsanordnung (5) eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden An- Sprüche durchzuführen. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein carrying out the UWB communication at least temporarily takes place in parallel with carrying out LF communication and/or HF communication and/or BLE communication. Method according to one of the preceding claims, wherein UWB signal transit times between the UWB antenna (6) of the UWB module (11) and the portable authentication device (2) recorded to enable vehicle functions are considered valid for a minimum period of time, and that during the Minimum period of time, no UWB communication from the UWB module (11) or only UWB communication is carried out to reset the minimum period of time and thereby extend the validity. Authentication system (1) of a vehicle (3) for authenticating a portable authentication device, in particular an ID transmitter (2), to the vehicle (3) for releasing vehicle functions for an operator (4) who carries the portable authentication device (2). , wherein the authentication system (1) has the portable authentication device (2) and a vehicle-side authentication arrangement (5), wherein the portable authentication device (2) has at least one authentication device-UWB interface with an authentication device-UWB antenna and the authentication arrangement (5 ) has exactly one UWB module (11) with at least one UWB antenna (6), and wherein the authentication device UWB interface and the UWB module (11) are set up for UWB communication with one another, the UWB module ( 11) of the authentication arrangement (5) is set up, a method according to one of the preceding applications to carry out sayings.
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