JP7793032B2 - 自動車とモバイル電子識別送信機との間の瞬時距離を決定する方法及びアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、自動車とモバイル電子識別送信機との間の瞬時距離を決定する方法、及びこの方法を実行するように設定／プログラミングされた自動車と識別送信機とを有するアセンブリに関する。

モバイル電子識別送信機は、機械式キーの代わりに自動車へのアクセスを許可することを可能にするために使用される。通常、識別送信機と自動車の通信には、低周波数帯域の無線システムが使用される。これによって、認証データをワイヤレスで伝送すること、特にアクセス権限を検査することができる。このことを背景として、いわゆるＵＷＢ（「Ｕｌｔｒａ－ＷｉｄｅーＢａｎｄ」、超広帯域）規格による無線接続の使用が知られている。ＵＷＢ規格によるこのような通信接続を用いると、識別送信機と自動車との間で許可データを伝送することが可能なだけではない。このようなＵＷＢ接続は、識別送信機と自動車との瞬時距離(瞬時の間隔、瞬間距離、現在の距離)を比較的高い精度で決定することも可能にする。

このために、いわゆる「ポーリング」などの一般的な方法を適用することができる。これらの方法は、識別送信機から自動車へ、又はその逆に自動車から識別送信機へ送信される信号から信号伝送のために必要とされる信号伝搬時間を特定すること、及びこの信号伝搬時間から自動車と識別送信機との間の距離を計算することに基づいている。

距離の決定を含むこのような許可方法は、独国特許出願公開第１０２０１７１０３１８７号明細書に記載されている。

この場合、当該距離を特定するために、ＵＷＢ信号の信号伝搬時間に関するデータを、典型的にはそれぞれのＵＷＢ信号の発信時点及び受信時点を特徴付けるいわゆるタイムスタンプの形式で、識別送信機から自動車に伝送しなければならないことが、不利な点として判明している。

しかし、ＵＷＢ接続を介して、これらすべてのタイムスタンプを伝送することは、結果的に生じるデータパケットのサイズにより問題があることが判明している。というのも、規制上の理由からデータ伝送のための「リンクバジェット」が制限されるため、識別送信機から自動車への送信電力をしばしば低減せざるを得ないからである。このことは、上記のデータが不完全に自動車に伝送されることにつながる可能性がある。

したがって、本発明の目的は、上述した問題を考慮した改良された方法を提供することである。

上記目的は、独立請求項の主題によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。

したがって、本発明の基本的な考え方は、従来の方法から知られているように、上述した許可及び距離特定のために、自動車と識別送信機との間のＵＷＢ接続を介して信号伝搬時間の測定を実行すること、及びこのために必要な、当業者に「タイムスタンプ」としても知られている時点を識別送信機に記憶させるということである。

しかしながら、本発明に必須であるのは、ここで提示される方法では、上記の信号が伝搬時間決定のためにＵＷＢ接続を介して伝送された後に、タイムスタンプを含むデータパケットを、ＵＷＢ接続を介してではなく、追加的に設けられたＢＬＥ接続を介して自動車に伝送するということである。このようなＢＬＥ接続は、リンクバジェット及び送信容量に関してＵＷＢ接続の上述の制限を受けないため、上記のタイムスタンプを、比較的大きなデータパケットの形式でも識別送信機から自動車に確実かつ完全に伝送でき、またそこで距離を特定するために評価することが可能である。このようにして、識別送信機と自動車との間の距離を確実かつ高精度で決定することが可能になる。

本発明による方法は、モバイル電子識別送信機を用いてロック解除できる自動車に対する、この識別送信機の距離を特定するために用いられる。識別送信機は、ＵＷＢ規格で動作する第１のワイヤレス通信接続、及びＢＬＥ規格で動作する第２のワイヤレス通信接続の両方を介して自動車とデータ伝送により通信する。好ましくは、第１の通信接続の最大通信距離は、第２の通信接続の最大通信距離よりも小さい。

本発明による方法は、３つの手段ａ）、ｂ）及びｃ）を包含する。手段ａ）において、少なくとも１つの信号の発信時点が含まれる少なくとも１つのこの信号が自動車から第１の通信接続を介して識別送信機に伝送され、好ましくは、複数のそのような信号を連続的に伝送することができる。手段ｂ）において、識別送信機により受信された信号若しくは識別送信機により受信された複数の信号のそれぞれの発信時点及び受信時点が識別送信機に記憶される。次の手段ｃ）において、手段ａ）において伝送された信号若しくは手段ａ）において伝送された複数の信号の記憶された発信時点及び受信時点を含むデータパケットが、識別送信機から第２の通信接続を介して自動車に伝送される。これらの情報は、後から信号伝送の時点に識別送信機と自動車の間の距離を計算するために使用できる。これは基本的に、受信時点と発信時点との差を形成することによって行われる。この差は、信号の伝送のために必要とされる時間に相当する。この時間から、信号伝送の時点の自動車に対する識別送信機の距離を簡単に計算することができる。

好ましい実施形態によれば、本発明による方法は、手段ｃ）に続く追加の手段ｄ）を包含し、それによれば、手段ｃ）において自動車に伝送されたデータパケットから自動車に対する識別送信機の瞬時距離が決定される。したがって、本発明による方法を用いて、識別送信機と自動車との間の距離を非常に高い精度で決定することができる。

手段ａ）及びｂ）を実行するために、「ポーリング」法を使用できることが合目的的である。このようなポーリング法を用いて、第１の通信接続を介して識別送信機と自動車との間で伝送される信号の信号伝搬時間を簡単に特定することができる。これらの信号伝搬時間もまた、後から識別送信機と自動車との間の距離を決定するために考慮に入れることができる。

このようなポーリング法を実行するために、手段ｂ）において、識別送信機から第１の通信接続を介してポーリング信号を自動車に送信できることが特に実用的である。このポーリング信号に応答して、自動車から、同様に第１の通信接続を介して少なくとも１つの応答信号が、この応答信号の発信時点と共に識別送信機に伝送される。応答信号が受信される受信時点は、識別送信機によって記憶されることができる。したがって、両方の時点、すなわち発信時点と受信時点を、自動車に伝送されるデータパケットに付加することができる。したがって、識別送信機から第２の通信接続を介して自動車に伝送されるデータパケットは、応答信号の発信時点と受信時点を含む。

ポーリング信号に応答して応答信号が１つだけ伝送される場合、この手順は「ピンポン」法という名称でも知られている。

しかし、特に好ましくは、手段ｂ）において、ポーリング信号に応答して、第１の通信接続を介して２つ以上の応答信号が順次識別送信機に伝送される。この変形形態では、識別送信機から自動車に第２の通信接続を介して伝送されるデータパケットに、応答信号ごとに、応答信号のそれぞれの発信時点とそれぞれの受信時点が付加される。２つ以上のそのような応答信号をそれぞれのタイムスタンプと共に送信することによって、識別送信機から自動車への信号伝送のために必要とされる伝送時間を特に正確に特定することができる。したがって、自動車と識別送信機との間の距離も特に正確に計算することができる。

本発明による方法の有利な発展形態では、ポーリング信号の発信時点及び受信時点もデータパケットに付加することができる。このようにして、後の距離計算のためにポーリング信号の信号伝搬時間も考慮に入れることができる。このようにして、識別送信機と自動車との間の距離を決定できる精度が更に高められる。

手段ｃ）において実行される第２の通信接続を介したデータパケットの伝送は、殊に暗号化して行うことができる。したがって、自動車へのアクセスを許可するために用いられるセーフティクリティカルな許可データもこのデータパケットに付加することができる。

本発明は、更に、自動車と、ＵＷＢ規格による第１のワイヤレス通信接続及びＢＬＥ規格による第２のワイヤレス通信接続を介して自動車と通信可能な、又は通信するモバイル電子識別送信機とを有するアセンブリに関する。このために、自動車は、識別送信機との２つの通信接続を介したワイヤレスデータ伝送のための送受信システムを含み、送受信システムは、本発明による方法を実行するように設定／プログラミングされている。したがって、本発明による方法の上述した利点は、本発明によるアセンブリにも適用される。

好ましい実施形態によれば、送受信システムは、第１の通信接続を介してデータを送信及び受信するための第１の送受信装置と、第２の通信接続を介してデータを送信及び受信するための第２の送受信装置とを備える。その場合、第１の送受信装置と第２の送受信装置は、適切な、好ましくは有線の通信接続を介してデータ伝送可能に互いに接続され、それにより第２の送受信装置により受信された信号伝搬時間を更なる処理のために第１の送受信装置に伝送することができる。

好ましい実施形態によれば、電子識別送信機は、スマートフォンの一部であるか、又はスマートフォンによって形成される。そのようなスマートフォンには、多くの場合、ＵＷＢ規格ベース及びＢＬＥ規格ベースの送受信ユニットがすでに標準装備されている。

本発明の他の重要な特徴及び利点は、従属請求項、図面、及び図面をもとにした関連する図の説明から明らかになる。

上記に挙げた特徴、及び以下において更に説明する特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、それぞれ示された組み合わせにおいてのみ使用されるのではなく、他の組み合わせにおいても又は単独でも使用可能であると解されたい。

本発明によるアセンブリの一例を示す上面図である。

本発明の好ましい実施例は、図面に示され、以下の記載において詳しく説明され、その際、同じ参照符号は、同じ若しくは類似の、又は機能的に同じ部品を示す。

唯一の図１は、本発明によるアセンブリ２０の一例を上面図で示す。アセンブリ２０は、車両ドア４を有する自動車１を含み、この車両ドアを介して、自動車１の車両内部空間へのアクセスが可能である。自動車１は、本発明による方法を実行するように設定／プログラミングされた、ワイヤレスデータ伝送のための送受信システム１０を含む。ワイヤレスデータ伝送のための送受信システム１０は、例えばＬＩＮバス又はＣＡＮバスなどの自動車１に存在するフィールドバスに接続される制御装置であり得る。アセンブリ２０は、モバイル電子識別送信機２を更に含む。電子識別送信機２は、スマートフォン１１の一部であってもよいし、スマートフォン１１によって形成されてもよい。識別送信機２は、識別送信機２が自動車１に接近する過程において、自動車１へのアクセスを自動的に許可することを可能にする。特に、許可が行われた後に車両ドア４を解錠することができる。

モバイル電子識別送信機２は、ＵＷＢ規格による第１のワイヤレス通信接続３ａ及びＢＬＥ規格による第２のワイヤレス通信接続３ｂを介して自動車１の送受信システム１０と通信することができる。このために、自動車１に送受信システム１０の一部として第１の送受信装置６ａを設けることができ、これは第１の通信接続３ａを介して、識別送信機２に設けられた対応する第１の送受信装置７ａとデータ伝送により通信することができる。それに対応して、自動車１に第２の送受信装置６ｂを設けることができ、これは、第２の通信接続３ｂを介して、識別送信機２に設けられた対応する第２の送受信装置７ｂとデータ伝送により通信することができる。

この例では、自動車１から測定された、自動車１から識別送信機２までの第１の通信接続３ａの第１の最大通信距離は、同じく自動車１から測定された第２の通信接続３ｂの第２の最大通信距離よりも小さい。自動車１の第１の送受信装置６ａと第２の送受信装置６ｂを、有線通信接続８を介してデータ転送可能に相互に接続することができる。

本発明による方法を、図１をもとに以下に例示的に説明する。

この方法は、３つの手段ａ）、ｂ）及びｃ）を包含する。手段ａ）において、それぞれの信号Ｓの発信時点が含まれる複数の信号Ｓが自動車１から第１の通信接続３ａを介して識別送信機２に連続的に伝送される。

手段ｂ）によれば、識別送信機２によって受信された信号Ｓのそれぞれの発信時点と、識別送信機２によって特定されたこれらの信号Ｓの受信時点とが識別送信機２に記憶される。

手段ｂ）において記憶され、手段ａ）において伝送された信号Ｓの送受信時点が含まれたデータパケットＤが、手段ｃ）において第２の通信接続３ｂを介して識別送信機２から自動車１に伝送される。

手段ａ）及びｂ）を実行するために、いわゆる「ポーリング」法を適用することができる。このために、手段ｂ）において、識別送信機２の第１の送受信装置７ａから第１の通信接続３ａを介してポーリング信号ＰＳが自動車１の第１の送受信ユニット６ａに伝送される。このポーリング信号ＰＳに応答して、自動車１の第１の送受信ユニット６ａは、同様に第１の通信接続３ａを介して識別送信機２の第１の送受信ユニット７ａに複数の応答信号ＡＳをそれぞれの応答信号ＡＳの発信タイムスタンプと共に順次伝送する。

この場合、識別送信機２の第２の送受信ユニット７ｂから第２の通信接続３ｂを介して自動車１の第２の送受信ユニット６ｂに送信されるデータパケットＤに、応答信号ＡＳごとに、応答信号ＡＳのそれぞれの発信時点とそれぞれの受信時点が付加される。したがって、識別送信機２から第２の通信接続３ｂを介して自動車１に伝送されるデータパケットＤには、生成された応答信号ＡＳごとに、そして更に応答信号ＡＳをトリガするポーリング信号ＰＳごとに、関連する発信時点及び関連する受信時点が含まれている。

手段ｃ）に続く追加の手段ｄ）において、自動車１から、自動車１に対する識別送信機２の瞬時距離が、手段ｃ）において自動車１に伝送され、発信時点と受信時点を含むデータパケットＤから計算される。この計算は、第１の送受信ユニット６ａにおいて行うことができる。このために、自動車１の送受信システム１０の第２の送受信ユニット６ｂによって受信されたデータパケットＤを、有線通信接続８を介して送受信システム１０の第１の送受信装置６ａに伝送することができ、そこで識別送信機２と自動車１との間の求められる距離を計算するために更に処理することができる。

手段ｃ）において実行される第２の通信接続３ｂを介したデータパケットＤの伝送は暗号化して行うことができる。したがって、データパケットＤに、識別送信機２によって自動車１へのアクセスを許可するために用いられるセーフティクリティカルな許可データも付加することができる。

独国特許出願公開第１０２０１７１０３１８７号明細書

Claims (10)

1. モバイル電子識別送信機（２）と、前記識別送信機（２）によってロック解除できる自動車（１）との間の瞬時距離を決定する方法であって、前記識別送信機（２）は、ＵＷＢ規格で動作する第１のワイヤレス通信接続（３ａ）及びＢＬＥ規格で動作する第２のワイヤレス通信接続（３ｂ）の両方を介して前記自動車（１）とデータ伝送により通信することができ、前記第１の通信接続（３ａ）の最大通信距離が前記第２の通信接続（３ｂ）の最大通信距離よりも小さく、
   前記方法が、
   ａ）前記自動車（１）から前記第１の通信接続（３ａ）を介して前記識別送信機（２）に、少なくとも１つの信号（Ｓ）の発信時点が含まれる少なくとも１つの信号（Ｓ）を伝送する第１の送信装置（６ａ）と、
   ｂ）前記識別送信機（２）により受信された前記少なくとも１つの信号（Ｓ）の前記発信時点及び前記識別送信機（２）における受信時点を前記識別送信機（２）に記憶させる手段と、
   ｃ）前記第１の送信装置（６ａ）において伝送された前記少なくとも１つの信号（Ｓ）の前記発信時点及び前記受信時点が含まれるデータパケット（Ｄ）を前記識別送信機（２）から前記第２の通信接続（３ｂ）を介して前記自動車（１）の第２の受信装置（６ｂ）に伝送する手段と、
   ｄ）前記手段ｃ）において前記第２の受信装置（６ｂ）に伝送された前記データパケット（Ｄ）から、前記自動車（１）に対する前記識別送信機（２）の瞬時距離を決定する手段と、
   を包含し、
   前記第１の送信装置（６ａ）と前記第２の受信装置（６ｂ）とは、有線通信接続（８）を介してデータ伝送可能に互いに接続される
   ことを特徴とする、方法。
2. 前記第１の送信装置（６ａ）において、少なくとも１つの信号（Ｓ）の発信時点が含まれる複数の前記信号（ＡＳ）が連続的に伝送される
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の送信装置（６ａ）及び前記手段ｂ）を実行するために、ポーリング法が適用される
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記手段ｂ）において、
   前記識別送信機（２）から前記第１の通信接続（３ａ）を介してポーリング信号（ＰＳ）が前記自動車（１）に送信され、
   前記ポーリング信号（ＰＳ）に応答して、前記自動車（１）から前記第１の通信接続（３ａ）を介して応答信号（ＡＳ）の発信時点を含む少なくとも１つの応答信号（ＡＳ）が前記識別送信機（２）に伝送され、
   前記識別送信機（２）から前記第２の通信接続（３ｂ）を介して前記自動車（１）に伝送される前記データパケット（Ｄ）に、前記識別送信機（２）における前記応答信号（ＡＳ）の前記発信時点及び前記応答信号（ＡＳ）の受信時点が付加される
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記手段ｂ）において、前記ポーリング信号（ＰＳ）に応答して、前記第１の通信接続（３ａ）を介して２つ以上の応答信号（ＡＳ）が前記識別送信機（２）に順次伝送され、
   前記識別送信機（２）から前記第２の通信接続（３ｂ）を介して前記自動車（１）に伝送される前記データパケットに、受信された応答信号（ＡＳ）ごとに、前記応答信号（ＡＳ）のそれぞれの発信時点とそれぞれの受信時点が付加される
   ことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記データパケット（Ｄ）に、前記ポーリング信号（ＰＳ）の発信時点及び受信時点も付加される
   ことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
7. 前記手段ｃ）において実行される前記データパケット（Ｄ）の前記伝送が暗号化して行われる
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
8. 先行する請求項１又は２に記載の方法を実行するように設定／プログラミングされたワイヤレスデータ伝送（１０）のための送受信システム（１０）を含む自動車（１）と、
   ＵＷＢ規格による第１のワイヤレス通信接続（３ａ）及びＢＬＥ規格による第２のワイヤレス通信接続（３ｂ）を介して前記自動車（１）の前記送受信システム（１０）と通信可能な、又は通信するモバイル電子識別送信機（２）と
   を有する
   ことを特徴とする、アセンブリ（２０）。
9. 前記第１の送信装置（６ａ）は、前記第１の通信接続（３ａ）を介してデータを送信及び受信するための第１の送受信装置（６ａ）であり、
   前記第２の受信装置（６ｂ）は、前記第２の通信接続（３ｂ）を介してデータを送信及び受信するための第２の送受信装置（６ｂ）であり、
   前記送受信システム（１０）は、前記第１の送受信装置（６ａ）と、前記第２の送受信装置（６ｂ）とを備え、
   前記第１の送受信装置（６ａ）と前記第２の送受信装置（６ｂ）は、有線通信接続（８）を介してデータ伝送可能に互いに接続され、それにより前記送受信システム（１０）の前記第２の送受信装置（６ｂ）により受信されたデータパケット（Ｄ）が更なる処理のために前記第１の送受信装置（６ａ）に伝送され得る
   ことを特徴とする、請求項８に記載のアセンブリ。
10. 前記電子識別送信機（２）がスマートフォン（１１）の一部であるか、又はスマートフォン（１１）によって形成される
    ことを特徴とする、請求項９に記載のアセンブリ。