(57)【要約】自動車への立入のために、携帯可能なコード送信器（１５）およびベースステーション（１１）との間に双方向ダイアログが実行される。両信号は相互に相関付けられ、ダイアログは搬送周波数を変更して再度実行される。送信された信号と受信された信号との、ステーション（１１または１５）における２回の位相差測定の差から、コード送信器（１５）からベースステーション（１１）までの距離が算出される。自動車（１０）への立入または自動車（１０）の使用は、コード送信器（１５）が自動車（１０）までの所定距離内に存在する場合のみ許可される。
2004502177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のオブジェクト（１５）と第２のオブジェクト（１０）との間の距離を電磁波によって測定するための方法において、
前記第１のオブジェクト（１５）には送受信ユニット（２１、２４）が配置されており、
前記送受信ユニット（２１、２４）は第１の信号を電磁波として第１の搬送周波数（ｆＡ）で送信し、
前記第２のオブジェクト（１０）には送受信ユニット（１１）が配置されており、
前記送受信ユニット（１１）は第２の信号を電磁波として第２の搬送周波数（ｆＢ）で送信する形式の方法において、
前記第１搬送周波数（ｆＡ）が前記第２搬送周波数（ｆＢ）に依存するかまたは逆に前記第２搬送周波数（ｆＢ）が前記第１搬送周波数（ｆＡ）に依存するように、前記第１のオブジェクトから送信された電磁波の第１搬送周波数（ｆＡ）と、前記第２のオブジェクトから送信された電磁波の前記第２搬送周波数（ｆＢ）とを相関させるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１送受信ユニット（２１、２４）および前記第２送受信ユニット（１１）は、そのつど同時に送受信する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１オブジェクト（１５）および／または前記第２オブジェクト（１０）において周波数補正を実行し、
前記周波数補正によって、前記送受信ユニットから受信された信号または前記送受信ユニットによって形成された信号の搬送周波数を上昇および／または減少させる、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
オブジェクトにおいて受信または形成された信号間の位相差測定または周波数差測定によって、両オブジェクト間の距離を検出する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
異なる搬送周波数での測定を繰り返し、その際に位相差測定または周波数差測定から得られた少なくとも２つの測定結果間の差を計算することによって、測定精度が向上される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
オブジェクト（１０）への立入またはオブジェクト（１０）の使用を制御するための方法であって、
前記オブジェクトには、送受信ユニット（１２、１３）を有するベースステーション（１１）が配置されており、
前記送受信ユニット（１２、１３）は問い合わせ信号の送信と、応答信号の受信が可能であり、
前記オブジェクトは携帯可能なコード送信器（１５）を有しており、
前記コード送信器（１５）は応答信号を送信し、
前記応答信号に含まれるコード情報を前記ベースステーション（１１）において、前記応答信号の正当性の点で検査し、
前記応答信号が正当である場合には、前記ベースステーション（１１）はオブジェクト（１０）への立入またはオブジェクト（１０）の使用を許可する形式の方法において、
まず、問い合わせ信号および応答信号を元の搬送周波数で送信し、受信後には、元の搬送周波数に対して変更された、時間的に後の搬送周波数で再度送信し、
前記応答信号の元の搬送周波数（ｆ２）が前記問い合わせ信号の元の搬送周波数（ｆ１）に依存するか、または逆に、前記問い合わせ信号の元の搬送周波数（ｆ１）が前記応答信号の元の搬送周波数（ｆ２）に依存するように、前記問い合わせ信号の元の搬送周波数（ｆ１）と前記応答信号の元の搬送周波数（ｆ２）とを相関させることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記オブジェクトに配置されたベースステーション（１１）および前記携帯可能なコード送信器（１５）は、そのつど同時に送受信する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
搬送周波数によって、前記コード送信器（１５）から前記ベースステーション（１１）までの距離を検出し、
前記コード送信器（１５）からの前記ベースステーション（１１）までの距離が所定の到達範囲内であり、かつ前記応答信号がコード情報に基づいて認証された場合、立入または使用を許可する、請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
搬送周波数の位相差測定を繰り返すことによって前記コード送信器（１５）までの距離を検出する、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
両搬送周波数を相互に相関付けし、周波数シフトによって相互に整合し、
位相を比較することによって位相差を測定する、請求項６から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
自動車（１０）のための立入コントロール・走行認証装置であって、
自動車（１０）には、送信ユニットおよび受信ユニット（１２、１３）を有するベースステーション（１１）が配置されており、
前記送信ユニットおよび受信ユニット（１２、１３）は信号を送信ないしは受信し、
携帯可能なコード送信器（１５）を有しており、
前記コード送信器（１５）は受信器（２４）および送信器（２１）を有しており、
前記受信器（２４）および送信器（２１）によって信号が受信ないしは送信される形式のものにおいて、
前記ベースステーション（１１）は、切り替え可能な周波数発生器を有しており、
前記周波数発生器によって第１振動が形成され、
前記第１振動の搬送周波数（ｆ１）は、第１信号の送信後切り替えられ、
前記コード送信器（１５）は相関ユニットを有しており、
前記相関ユニットによって、第１信号から第２信号が形成され、
前記ベースステーション（１１）は評価ユニットを有しており、
前記評価ユニットは、送信された信号および受信された信号を比較することによって、コード送信器（１５）からベースステーション（１１）までの距離を算出することを特徴とする立入コントロール・走行認証装置。
【請求項１２】
自動車（１０）のための立入コントロール・走行認証装置であって、
自動車（１０）には、送信ユニットおよび受信ユニット（１２、１３）を有するベースステーション（１１）が配置されており、
前記送信ユニットおよび受信ユニット（１２、１３）は信号を送信ないしは受信し、
携帯可能なコード送信器（１５）を有しており、
前記コード送信器（１５）は受信器（２４）および送信器（２１）を有しており、
前記受信器（２４）および送信器（２１）によって信号が受信ないしは送信される形式のものにおいて、
前記コード送信器（１５）は切り替え可能な周波数発生器（２０）を有しており、
前記周波数発生器（２０）によって第１振動が形成され、
前記第１振動の周波数（ｆＡ）は、第１信号送信後に切り替えられ、
前記ベースステーション（１１）は相関ユニット（３１〜３４）を有しており、
前記相関ユニット（３１〜３４）は、周波数が変更された第２信号を第１信号から形成し、
前記コード送信器（１５）は評価ユニットを有しており、
前記評価ユニットは、送信された信号および受信された信号を比較することによって、前記コード送信器（１５）から前記ベースステーション（１１）までの距離を算出することを特徴とする立入コントロール・走行認証装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、２つのオブジェクトの間の距離を電磁波によって測定するための方法に関する。また本発明は、オブジェクトの不当な使用またはオブジェクトへの不当な立入を阻止するための措置を実行することによってオブジェクトへの立入を制御するための方法、またはオブジェクトの使用を制御するための方法に関する。本発明はまた、自動車のための立入コントロール・走行認証装置に関する。
【０００２】
自動車に関しては、次のような立入コントロールシステムやイモビライザシステム等の制御システムが公知である（ＵＳ５２９３１６０）。すなわち、ワイヤレスで問い合わされるコード送信器１５は、たとえばＩＣカードまたは電子キーの形態で構成されており、このコード送信器１５の正当性が確認された場合のみ、制御システムの機能がイネーブルされるかまたは制御される制御システムが公知である。このためには通常、自動車の内側または外側に、送受信ユニットを有する少なくとも１つのベースステーションが、立入または車両使用を制御するために配置されている。
【０００３】
たとえばドアグリップの操作、点火始動スイッチ等のトリガ事象に対する応答として、規則的または不規則的な間隔で問い合わせコード信号が送出される。この問い合わせコード信号には、使用者に携帯される正当なコード送信器が応答コード信号によって応答する（このことは、問い合わせ応答ダイアログとも称される）。
【０００４】
前記ベースステーションは、たとえば受信された応答コード信号に含まれているコード情報と記憶された基準コード情報とを比較することによって、受信された応答コード信号の正当性を検査する。正当性が確認された場合、たとえば車両ドアロックの解除やイモビライザの解除のような所望の機能が実行される。
【０００５】
このようなシステムの場合、たとえば自動車とコード送信器との間のワイヤレス通信の不当な傍受や改ざんによって、セキュリティレベルの問題が起こりうる。また、使用者に気づかれないように離れたところにある特殊なコード送信器によって自動車への立入が可能になるおそれもある。それゆえ、公知の立入コントロールシステムでは、信号の伝搬時間測定が実行される。この伝搬時間測定によって、コード送信器とベースステーションとの距離が計算される。この距離が所定の範囲内にある場合のみ、コード送信器は応答信号によって、立入または使用を制御することができる。
【０００６】
信号伝搬時間は、障害物のない自由空間では、コード送信器上で応答信号の形成に必要な計算時間よりも短いので、伝搬時間の測定には重大な許容偏差問題が含まれる。
【０００７】
本発明の課題は、２つのオブジェクトの間の距離を測定しオブジェクトへの立入またはオブジェクトの使用を制御するための次のような方法、および次のような立入コントロール・走行認証装置を自動車のために提供することである。すなわち、２つのオブジェクトの間の距離、とりわけコード送信器とベースステーションとの距離を可能な限り正確に検出することが可能な方法および立入コントロール・走行認証装置を提供することである。
【０００８】
前記課題は本発明では、請求項１記載の特徴を有する方法、請求項６記載の特徴を有する方法、および請求項１２記載の特徴を有する立入コントロール・走行認証装置によって解決される。
【０００９】
この場合、第１の信号および第２の信号、とりわけベースステーションの問い合わせ信号と携帯可能なコード送信器１５の応答信号は、異なる搬送周波数で２回送信される。これらの搬送周波数は相関関係にある。すなわち、相互に依存している。
【００１０】
本発明の有利な実施形態は従属項に記載されている。信号はその都度同時に送受信される。搬送周波数は相互に相関関係にあり、周波数シフトによって相互に補償することができるので、信号間の位相シフトを測定することができる。この位相シフトから、コード送信器１５からベースステーションまでの距離が検出される。この距離が所定の限界値内にある場合には、コード情報が含まれている応答信号が評価される。
【００１１】
信号は異なる搬送周波数で送信されるので、有利には、権限のない者が信号を傍受することが困難になる。また、コード送信器とベースステーションとの距離を簡単かつ確実に検出することができ、たとえば温度のような環境条件が異なっても正確に検出することができる。
【００１２】
以下に本発明の実施例を、概略的な図面に基づいてより詳細に説明する。
【００１３】
図面
図１　自動車のための立入コントロール・走行認証装置の概略的な構成を示している。
【００１４】
図２　図１に示された立入コントロール・走行認証装置のブロック回路図である。
【００１５】
第１のオブジェクトと第２のオブジェクトとの間の距離を電磁波によって測定する方法を、オブジェクトへの立入またはオブジェクトの使用を制御するための方法の具体的な実施例に基づいて、とりわけ自動車の立入コントロールの実施例に基づいてより詳細に説明する。まず、自動車のための立入コントロール装置と走行認証装置、および自動車立入および使用を制御する方法について説明する。もちろんこの方法は、建物のドアやガレージまたは駐車場のゲート等の置かれたセキュリティエリアのような閉鎖された領域のオブジェクトにおいても使用することができる。
【００１６】
ここに記載された、２つのオブジェクト間の距離を電磁波によって測定する方法は、たとえば人工衛星と地上のベースステーション間の距離、２台の車両間の距離等のような、２つのオブジェクト間の距離を検出するのに全般的に適している。
【００１７】
自動車１（図１）のための立入コントロール・走行認証装置は、自動車１０の内側または外側に配置されたベースステーション１１を有している。このベースステーション１１は、１つまたは複数のアンテナ１２、１３を有する送信ユニットおよび受信ユニットを有している。ベースステーション１１は、使用者の意思の元で、問い合わせ信号を電磁波の形態で送出し、応答信号を携帯コード送信器１５から受信する。
【００１８】
ベースステーション１１はドアロック１６、テールゲートロック１７、燃料タンク蓋ロック等に接続されており、これらをロック解除またはロックを実行するための正当性が携帯コード送信器１５によって確認された場合、これらのロックを制御してロック解除またはロックを実行する。さらに、このベースステーション１１は制御装置１８（ＥＣＵ）、とりわけ機関制御装置または点火制御装置に接続されている。この制御装置１８の機能が正常である場合のみ、内燃機関の始動および自動車１０の走行が可能である。この機能は、正当性が確認された場合に許可される（つまり、イモビライザが解除される）。それ以外の場合には、自動車１０の使用は禁止されたままである（イモビライザは解除されない）。
【００１９】
携帯コード送信器１５は、明確には示されていない送信器および受信器を有している。受信器が問い合わせ信号を受信すると、携帯コード送信器１５はそれに基づいて応答信号を形成し、自動的に送出する（それゆえ、この種のコード送信器１５はトランスポンダとも称される）。この応答信号がベースステーション１１によって受信されると、この信号の正当性が評価される。認証された場合、自動車１０のロック１６、１７がロックされるかロック解除され、またはイモビライザが解除される。つまり、自動車１０への立入または自動車１０の使用が許可される。
【００２０】
問い合わせ信号および応答信号は、異なる搬送周波数または同じ周波数で送信することができる。図示された実施例では、これらの搬送周波数は異なっている（ｆ１およびｆ２）。さらに、第１の問い合わせ応答ダイアログと比べて変更された搬送周波数による新規の問い合わせ応答ダイアログが開始される。
【００２１】
両搬送信号が相互に相関付けられている場合、この相関を利用して、信号伝搬時間ひいてはベースステーションおよびコード送信器の両オブジェクト間の距離を、両信号の位相シフトまたは周波数シフトによって測定することができる。それによって有利には、コード送信器１５が自動車１０の近傍に存在する場合のみ、コード送信器１５が立入または使用を許可することができるようになる。
【００２２】
この方法の場合、周波数を切り替えることができる、コード送信器１５内の発振器２０（図２）、またはベースステーション１１内の発振器が、全シーケンスの制御を請け負う。この発振器２０（周波数発生器とも称される）から送信された搬送振動は、他方のユニットによって形成された搬送振動を制御する。したがって被制御搬送振動の周波数は、制御搬送振動の周波数の関数である（つまり、被制御搬送振動は制御搬送振動に依存する）：
ｆ２＝ｕ（ｆ１）
このような依存関係によって、両搬送信号は相関付けられる。
【００２３】
２つのオブジェクト間の距離を測定するための、本発明による方法は２回の測定を用いる。それによって、本実施例ではコード送信器１５とベースステーション１１との間の距離が検出される。これらの測定手法は、制御搬送振動の異なる周波数のもとでその都度実行される。
【００２４】
まず、制御側ユニット（これは、図２に示された実施例ではコード送信器１５である）は周波数ｆ１＝ｆＡで送信する。同時にこの制御側ユニットは、被制御側ユニット（これは、図２の実施例ではベースステーション１１である）から送信された、周波数ｆ２＝ｕ（ｆ１）＝ｕ（ｆＡ）の搬送信号を受信し、この信号を、自身で形成した局部信号と比較する。
【００２５】
比較を実行することができるように、まず、局部信号および受信された信号の搬送周波数は相互に整合される。このような整合が必要なのは、両ユニットが異なる搬送周波数ｆ１およびｆ２で送信するからである。この整合は、受信された信号および／または局部で形成された信号の周波数が、周波数補正ユニットによって上昇および／または下降されることによって実行される。この周波数補正ユニットは、明確には図示されていない。次に、両信号間の位相差が測定される。
【００２６】
コード送信器１５とベースステーション１１との間の距離に依存して、位相シフトが生じる。しかしこの第１の測定では、まだ実際の距離を測定することはできない。このことは、両ユニット内の個々の電子的モジュール内での信号伝搬時間、およびそれと関連する位相ずれが未知であり、さらに周辺温度のような付加的なパラメータに依存することに関係がある。さらに、信号の周期性に基づいて絶対距離を推定することも不可能である。
【００２７】
しかし、変更された搬送周波数ｆ１＝ｆＢで第２の測定を実行することにより、絶対距離を推定することが可能になる。このために、この周波数は局部発振器２０において周波数ｆＢに変更されて信号が送信され、この信号は他方のユニットにおいて相関的に返信される。局部周波数と受信された周波数とを比較することによって、新たに位相シフトが測定される。
【００２８】
周波数が引き上げられると、第１の測定よりも大きな位相シフトまたは位相差が生じる。このことは、信号伝搬時間が同じ場合、高い周波数を有する信号が低い周波数を有する信号よりも多くの周期を得るか、または位相内でより先行することに関係する。測定された第１の位相シフトと第２の位相シフトとの差から、絶対距離を推定することができる。電子的回路モジュール内で生じる未知の信号伝搬時間は、このように位相差を形成することによって明らかになる（周波数に依存する成分は除く）。
【００２９】
図２には、本方法が具体的な実施例で示されている。コード送信器１５（ＩＤ送信器とも称される）は、調整可能な発振器２０を有している。この発振器２０は少なくとも２つの振動、すなわち搬送周波数ｆＡを有する振動および搬送周波数ｆＢを有する振動を形成することができる。これらの振動は、一方では送信アンテナ２１へ、他方では分周器２２へ供給される。分周器２２へ供給された振動は、「局部」周波数を有する「局部」振動と称される。というのも、この振動は、受信された振動との位相比較のためにコード送信器１５で使用されるだけだからである。この位相比較を実行するため、分周器２２は、周波数が分割された搬送周波数を位相検出器２３へ供給する。
【００３０】
【外１】
2004502177.tif 000003
【００３１】
ベースステーション１１には、モジュロ分周器３１および３２を有する分周段３１、３２、３３、３４が配置されている。この分周段の入力端は受信アンテナ１３に接続されている。分周器３２の出力端は、別の分周器であるシフトレジスタ３３に接続されている。このシフトレジスタ３３は、別の分周器である抵抗ネットワーク３４および増幅段３５を介して送信アンテナ１２（ここではコイルとして構成されている）を制御する。この実施例では、コード送信器１５の発振器２０が制御側ユニットであり、この制御側ユニットが搬送周波数を設定し、変更する。ベースステーション１１では、周波数が分割されるだけである。従って周波数の相関関係が生じ、問い合わせ信号および応答信号の搬送周波数は相互に依存する。
【００３２】
本実施例の場合、コード送信器１５は約４３３ＭＨｚの搬送周波数で送信する。従って分周器を有するベースステーション１１は、約１２５ｋＨｚの搬送周波数で送信するように構成されている。
【００３３】
まず、コード送信器１５の発振器２０は、搬送周波数ｆ１＝ｆＡ＝４３３．０５ＭＨｚを有する信号を形成する。この信号はベースステーション１１によって受信されてデジタル化され、分周段３１〜３４によって周波数を分割される。分周段３１〜３４では、周波数はモジューロ８分周器（分周器３１）によって５４．１３１３ＭＨｚに減少される。コード送信器１５も同様にモジューロ８分周器（分周器２２）を有しているので、コード送信器１５でも５４．１３１３ＭＨｚの振動が得られる。
【００３４】
ベースステーション１１の分周段では、振動周波数がモジューロ２７分周器（分周器３２）によって２．００４９ＭＨｚに分割される。この信号によって、８ビットシフトレジスタ３３が制御される。このシフトレジスタ３３の出力端には抵抗ネットワーク３４が設けられており、これは正弦波の１つの半波長の８つの点の形態をしている。図示されていないフィルタを介して、このデジタル正弦波信号はプッシュプル増幅器３５へ供給され、この増幅器３５によって送信アンテナ１２がドライブされる。
【００３５】
総じて、シフトレジスタ３３および抵抗ネットワーク３４によって、係数１６だけ周波数が減少される。従ってベースステーション１１は、ｆ２＝１２５．３０３８ｋＨｚの搬送周波数をもって送信する。約１２５ｋＨｚでベースステーション１１から送信される信号は、約４３３ＭＨｚでコード送信器１５から送信される信号と相関関係にあるので（これは周波数分割に起因する）、ベースステーション１１の信号の搬送周波数は、コード送信器１５からの信号の周波数の変動にその都度追従する。
【００３６】
コード送信器１５では、ベースステーション１１から送信された１２５．３０３８ｋＨｚの信号が受信され、ＰＬＬ回路２５によって係数２７×１６＝４３２だけ周波数を上昇される。従って、ＰＬＬ回路２５の出力端における周波数は５４．１３１３ＭＨｚであり、この時点でこの周波数は、モジューロ８分周器２２によって同じ周波数に分割された局部信号と比較することができる。両信号は第１位相検出器２３へ供給される。最も簡単なケースでは、この第１位相検出器２３は高速度のＸＯＲゲートである。
【００３７】
【外２】
2004502177.tif 000004
【００３８】
第２の測定のために、コード送信器１５の発振器２０は、搬送周波数ｆ１＝ｆＢ＝４３４．７９ＭＨｚを有する信号を形成する。これもまた、前記の相関関係および周波数分割と同様に、ベースステーション１１においてｆ２＝１２５．８０７３ｋＨｚの搬送周波数を有する搬送振動になり、ベースステーション１１からコード送信器１５へ伝送される。ベースステーション１１における他の中間周波数は、図２に示されているとおりである（値記載の２行目）。
【００３９】
【外３】
2004502177.tif 000005
【００４０】
【外４】
2004502177.tif 000006
【００４１】
１．第１の実施例では、コード送信器１５とベースステーション１１との間の距離ｄはｄ＝１ｍである。
【００４２】
第１測定Ａでは、以下の搬送周波数が存在する：
コード送信器１５から送出される周波数は
ｆ１＝ｆＡ＝４３３．０５ＭＨｚ
ベースステーション１１が、前記の分割比で送出する周波数は
ｆ２＝１２５．３０３８ｋＨｚ
信号伝搬時間τ（空気中）は
【００４３】
【数１】
2004502177.tif 000007
【００４４】
（ｃ＝光速度、ｄ＝距離）
【００４５】
【外５】
2004502177.tif 000008
【００４６】
この場合項α０は、コード送信器１５およびベースステーション１１内の電子的回路モジュールにおける信号伝搬時間に基づく未知の位相シフトを意味する。
【００４７】
第２測定Ｂでは、次の周波数が得られる。
【００４８】
コード送信器１５から送出される周波数は
ｆ１＝ｆＢ＝４３４．７９ＭＨｚ
ベースステーション１１が前記の分割比で送出する周波数は
ｆ２＝１２５．８０７３ｋＨｚ
信号伝搬時間は前記のとおりである：
【００４９】
【数２】
2004502177.tif 000009
【００５０】
【外６】
2004502177.tif 000010
【００５１】
２．第２の計算例では、コード送信器１５とベースステーション１１との間の距離ｄはｄ＝１０ｍである。
【００５２】
測定Ａ：
【００５３】
【数３】
2004502177.tif 000011
【００５４】
信号伝搬時間（空気中）は
【００５５】
【数４】
2004502177.tif 000012
【００５６】
【外７】
2004502177.tif 000013
【００５７】
測定Ｂ：
ｆ１＝ｆＢ＝４３４．７９ＭＨｚ
⇒ｆ２＝１２５．８０７３ｋＨｚ
【００５８】
【外８】
2004502177.tif 000014
【００５９】
従って位相シフトの変化は、１ｍの距離だけの場合の１０倍の大きさになる。
【００６０】
【外９】
2004502177.tif 000015
【００６１】
約４３３ＭＨｚの周波数領域は、ドイツおよびヨーロッパでは、自動車技術領域からの専門的適用業務に許可されている。この周波数の場合、送信器は非常に狭い帯域、特に４３３．０５ＭＨｚから４３４．７９ＭＨｚの間の帯域でのみ動作することができる。このように帯域幅が狭いため、コード送信器１５は制御側ユニットとして動作する。というのも、そうでなければベースステーション側のこの周波数の小さな変化は、４３３ＭＨｚの周波数が非常に大きく変化するという結果になってしまうからである。その結果搬送周波数は、電波法によって許可された限界帯域を超えてしまう。このような電波法による法的制限がなければ、制御側ユニット、つまり調整を行う発振器２０は、コード送信器１５にもベースステーション１１内にも配置することができるだろう。
【００６２】
前記の実施例では、１０ｍの距離を求めるために５°の位相が計算によって得られた。位相検出器２３であるＸＯＲゲートは、たとえば給電電圧が３Ｖの場合、０°の位相シフトで０Ｖ、９０°の位相シフトで１．５Ｖ、１８０°の位相シフトで３．０Ｖの中程度の出力電圧を形成する。８３ｍＶの出力電圧は、位相シフトが５°の場合に得られる。位相差評価ユニットである後続の８ビットＡＤ変換器によって、給電電圧が３Ｖの場合、１２ｍＶの分解能が得られる。これは、０．７°の位相シフトに相応する。カウンタにおける信号伝搬時間が不整合である場合を除けば、要求された解答が５°であるのが最も現実的に思われる。
【００６３】
この評価は、図示されていないマイクロプロセッサによって実行される。このマイクロプロセッサは、位相検出器２３によって検出された電圧から相応の位相を算出する。この場合、マイクロプロセッサは内部Ａ／Ｄ変換器を有することができる。位相検出器２３の出力端およびマイクロプロセッサへのリード線は、図２では、１つの抵抗とアース接続された１つのコンデンサとによって概略的に示されている。位相検出器２３の出力端における信号は測定され、評価される。
【００６４】
この距離測定の精度は、まず第一に、使用可能な帯域幅Ｂ＝ｆＢ−ｆＡによって決定される。というのも、周波数差がより大きければ位相差変化もより大きくなるからである。従って、位相差変化をより簡単に測定することができる。しかしこの測定精度は、信号のスイッチオン時間によっても影響を受ける可能性がある。基本的に、すべての電子的な回路モジュールが振動状態に入るまでは、信号をスイッチオンすることができる。
【００６５】
実際問題として、すべての電子的な回路モジュールは許容偏差の影響下にあるという問題が存在する。とりわけ電子的スイッチの応答閾値は連続的に変動するため、形成された信号、ひいては位相差測定の値は、推測的な処理としか見なすことができない。応答閾値の変動は正規分布によって説明することができ、この正規分布は平均値として所定の応答閾値を有する。たとえば分周器３１、３２の連続切り替えの場合と同じように複数のスイッチを連続して切り替えることによって、出力端には、平均値を中心としてより大きなばらつきを有する正規分布が生じる（各段の個々の正規分布のばらつきが加算される）。
【００６６】
図２によって説明された方法では、このことは位相検出器より下流の出力信号のジッタによって明確になる（いわゆる位相ジッタ）。しかし距離計算のためには、測定結果の平均値にのみ関心が寄せられている。こうした理由から、位相検出器２３より下流には、図示されていないローパスフィルタが配置されている。このローパスフィルタは平均値形成器として機能する。このローパスフィルタの限界周波数が低く選択されているほど、長時間信号をスイッチオンしなければならず、また平均値形成がより正確になり、ひいては距離計算の精度が向上することになる。このことは実際問題として、使用できる帯域幅が（たとえば郵政上の条件が理由で）小さい場合には、相応にローパスフィルタを構成して信号スイッチオン時間を比較的長くすることによって、十分な測定精度を得ることができることを意味する。
【００６７】
【外１０】
2004502177.tif 000016
【００６８】
これは、光速度ｃをもって所定の搬送周波数ｆ１で伝送される場合、３８３ｍの距離に相応する。距離が大きくなると、測定される位相シフトは再び減少し、最終的には７６６ｍのときに再び値０に到達する。７６６ｍを超えると、測定される位相シフトは再び上昇などをする。従って、たとえば７６６ｍの距離は、立入コントロール装置によって１０ｍの距離と同様に判断されてしまう。
【００６９】
コード送信器１５が、予め固定的に設定された、自動車１０周辺の滞在領域内に存在し、さらに、正確なコード情報を確認することによって正当性が確認された場合のみ、立入を許可することができ、および／または自動車１０を始動することができる（イモビライザの解除）。
【００７０】
通常、搬送信号にはコード情報が重畳されており、このコード情報に基づいて正当性が確認される。また本発明では、別個の問い合わせ応答ダイアログも実行することができ、このダイアログの前または後に実行される２つの問い合わせ応答ダイアログではコード送信器１５の距離（位置）が検出されるのに対して、前記の別個の問い合わせ応答ダイアログによって正当性が確認される。正当性の検査を可能な限り迅速に、かつ使用者に気づかれないように進行できるようにするため、同時に距離測定を実行する（正当性を検査するための）１つの共通の問い合わせ応答ダイアログを使用すると有利である。
【００７１】
問い合わせ信号は、時間的に応答信号の前に送信することができる。また、両信号をほぼ同時に送信することもできる（従って、同時に受信することもできる）。
【００７２】
第１の信号をコード送信器１５へ送信することもできる。この第１信号は距離測定のために第１搬送振動をトリガし、これに基づいてベースステーション１１は、第１の相関搬送振動をスタートする。この第１相関搬送振動は第１の位相差測定に使用される。その後、第２位相差測定のための第２の双方向通信が実行される。コード情報は両信号のうち１つに重畳することができ、重畳された信号はコード送信器１５からベースステーション１１へ送信される。
【００７３】
【外１１】
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【００７４】
本発明にとっては、コード送信器１５の外形は問題にならない。コード送信器１５は構成要素とともに、チップカード（いわゆるＩＤカード）上、従来の鍵のグリップ部、または他の適切なケーシング内に配置することができる。
【００７５】
搬送周波数ｆ１およびｆ２もまた、例として選択されているだけである。もちろん本発明による方法は、電磁波の種々の周波数からどの周波数を選択しても機能する。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車のための立入コントロール・走行認証装置の概略的な構成を示している。
【図２】図１に示された立入コントロール・走行認証装置のブロック回路図である。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年8月1日(2002.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
第１のオブジェクト（１５）と第２のオブジェクト（１０）との間の距離を電磁波によって測定するための方法において、
前記第１のオブジェクト（１５）には送受信ユニット（２１、２４）が配置されており、
前記送受信ユニット（２１、２４）は第１の信号を電磁波の形態で第１の搬送周波数（ｆＡ）とともに送信し、
前記第２のオブジェクト（１０）には送受信ユニット（１１）が配置されており、
前記送受信ユニット（１１）は第２の信号を電磁波の形態で第２の搬送周波数（ｆＢ）とともに送信する形式のものにおいて、
前記第１搬送周波数（ｆＡ）が前記第２搬送周波数（ｆＢ）に依存してアクティブに形成されるかまたは逆に前記第２搬送周波数（ｆＢ）が前記第１搬送周波数（ｆＡ）に依存してアクティブに形成されるように、前記第１のオブジェクトから送信された電磁波の第１搬送周波数（ｆＡ）と、前記第２のオブジェクトから送信された電磁波の第２搬送周波数（ｆＢ）とを相関付けさせることを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
オブジェクトへの立入またはオブジェクト（１０）の使用を制御するための方法であって、
前記オブジェクトには、送受信ユニット（１２、１３）を有するベースステーション（１１）が配置されており、
前記送受信ユニット（１２、１３）は問い合わせ信号を送信し、また応答信号を受信し、
前記オブジェクトは携帯可能なコード送信器（１５）を有しており、
前記コード送信器（１５）は前記応答信号を送信し、
前記応答信号に含まれるコード情報を前記ベースステーション（１１）において、前記応答信号の正当性の点において検査し、
前記応答信号が正当である場合、前記ベースステーション（１１）はオブジェクト（１０）への立入またはオブジェクト（１０）の使用をイネーブルする形式のものにおいて、
まず、問い合わせ信号および応答信号を元の搬送周波数で送信し、受信後には、元の搬送周波数に対して変更された、時間的に後の搬送周波数で再度送信し、
前記応答信号の元の搬送周波数（ｆ２）が前記問い合わせ信号の元の搬送周波数（ｆ１）に依存してアクティブに形成されるか、または逆に、前記問い合わせ信号の元の搬送周波数（ｆ１）が前記応答信号の元の搬送周波数（ｆ２）に依存してアクティブに形成されるように、前記問い合わせ信号の元の搬送周波数（ｆ１）と前記応答信号の元の搬送周波数（ｆ２）とを相関付けさせることを特徴とする方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
自動車（１０）のための立入コントロール・走行認証装置であって、
自動車（１０）には、送信ユニットおよび受信ユニット（１２、１３）を有するベースステーション（１１）が配置されており、
前記送信ユニットおよび受信ユニット（１２、１３）は信号を送信ないしは受信し、
前記自動車（１０）は携帯可能なコード送信器（１５）を有しており、
前記コード送信器（１５）は受信器（２４）および送信器（２１）を有しており、
前記受信器（２４）および送信器（２１）によって信号が受信ないしは送信される形式のものにおいて、
前記ベースステーション（１１）は、切り替え可能な周波数発生器を有しており、
前記周波数発生器によって第１振動が形成され、
前記第１振動の搬送周波数（ｆ１）は、第１信号の送信後切り替えられ、
前記コード送信器（１５）は相関ユニットを有しており、
前記相関ユニットによって、第１信号から第２信号がアクティブに形成され、
前記ベースステーション（１１）は評価ユニットを有しており、
前記評価ユニットは、送信された信号および受信された信号を比較することによって、コード送信器（１５）からベースステーション（１１）までの距離を算出することを特徴とする立入コントロール・走行認証装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
前記コード送信器（１５）は切り替え可能な周波数発生器（２０）を有しており、
前記周波数発生器（２０）によって第１振動が形成され、
前記第１振動の周波数（ｆＡ）は、第１信号送信後に切り替えられ、
前記ベースステーション（１１）は相関ユニット（３１〜３４）を有しており、
前記相関ユニット（３１〜３４）は、周波数が変更された第２信号を第１信号からアクティブに形成し、
前記コード送信器（１５）は評価ユニットを有しており、
前記評価ユニットは、送信された信号および受信された信号を比較することによって、前記コード送信器（１５）から前記ベースステーション（１１）までの距離を算出する、請求項１１の上位概念による、自動車（１０）のための立入コントロール・走行認証装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
信号伝搬時間は自由空間では、コード送信器上で応答信号を形成するのに必要な計算時間に対して比較的短いので、伝搬時間測定は重大な公差問題を有する。
特許文献ＵＳ４７５７３１５からは、距離を測定するための次のような方法および装置が公知である。すなわち、ステーションが周波数ｆ１を有する第１の信号を送信し、それに対してトランスポンダから、周波数ｆ１を有する第１の信号からパッシブに形成された、周波数ｆ２を有する第２の信号を返送するための方法および装置が公知である。前記ステーションはこの第２信号を受信し、両信号の位相差から、ステーションとトランスポンダとの間の距離を推定する。
特許文献ＵＳ５７２３９１１からは、キーレスエントリーコントロールのための次のような方法が公知である。すなわち、不当な立入を阻止するため、自動車と送受信器との間の距離測定が用いられる方法が公知である。




【国際調査報告】
2004502177.tif 000047
2004502177.tif 000048
2004502177.tif 000049
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