DE102005003452B4

DE102005003452B4 - System und Verfahren zur Fahrzeuglokalisation

Info

Publication number: DE102005003452B4
Application number: DE102005003452A
Authority: DE
Inventors: Claus Peter; Ulrich Dr. Stetter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2025-01-26
Also published as: DE102005003452A1

Abstract

System zur Lokalisation eines Kraftfahrzeuges (1),
mit einer fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung (2), die dazu ausgelegt ist, mehrere gerichtete codierte Sendesignale (F_i), deren Codierung eine Information (X₁) über die ermittelte Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) und jeweils eine senderichtungs-spezifische Information (X₂) enthält, in bezogen auf das Kraftfahrzeug (1) unterschiedliche Senderichtungen (Y_i) auszusenden,
mit einem eine Empfangseinrichtung (21, 22) enthaltenden elektronischen Schlüssel (4), der dazu ausgelegt ist, zumindest eines der von der Sendeeinrichtung (2) gesendeten codierten Sendesignale (F_i) zu empfangen und zu decodieren, der eine Auswertung einer Information (X₃) über die Ausrichtung des Schlüssels (4) sowie der im empfangenen Sendesignal (F_i) enthaltenen Informationen vornimmt und der daraus eine Richtungsinformation (X₄) über die aktuelle Position des Schlüssels (4) zu der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges (1) ermittelt und ausgibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Fahrzeuglokalisation.

Die DE 198 20 921 A1 beschreibt einen mobilen Transponder, der Antennen mit einer dreidimensionalen Richtcharakteristik aufweist. Ferner ist eine Anzeige vorgesehen, die eine Richtungsinformation über den Standort des Fahrzeugs in Bezug zu dem mobilen Transponder angibt.

Die DE 100 63 971 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Finden eines Autos mit einer Mobilstation. Die Mobilstation enthält einen Feldstärkeempfänger und eine Einrichtung, die aus den Feldstärkesignalen die Entfernung und die Richtung zu dem Fahrzeug bestimmt, in welchem der Sender untergebracht ist.

Die EP 1 221 684 A1 beschreibt ein System zur Lokalisierung eines Kraftfahrzeuges mit einer fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung und einem Empfänger zum Bestimmen und Anzeigen der Richtung zu dem Kraftfahrzeug.

Die DE 198 32 078 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Wiederauffinden von Kraftfahrzeugen mit einer fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung und einer transportablen Empfangseinrichtung, die zur Richtungsermittlung jeweils als Peilsender ausgebildet sind.

Die DE 100 46 571 A1 beschreibt einen Fahrzeugschlüssel, der eine satellitengestützte Positionsbestimmungseinrichtung aufweist. Eine Richtungsinformation zu dem Kraftfahrzeug wird mittels einer gespeicherten Position und der momentanen Position des Fahrzeugschlüssels bestimmt.

Wenngleich prinzipiell auf beliebige elektrische und elektronische Schließsysteme anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit Bezug auf ein elektronisches Schließsystem im Kraftfahrzeug (KFZ) beschrieben. Solche elektrischen und elektronischen Schließsysteme sind in einer Vielzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen allgemein bekannt, so dass auf deren Aufbau und Funktionsweise nachfolgend nicht näher eingegangen wird.

Moderne KFZ-Schließsysteme umfassen für den Zugang und die Bedienung des Kraftfahrzeuges ein Zugangsberechtigungssystem, beispielsweise eine Zentralverriegelung, sowie eine Wegfahrsperre und Alarmanlage. Ein heute gängiges Zugangsberechtigungssystem für ein Kraftfahrzeug enthält ein fahrzeugseitiges elektronisches Schloss, welches mit dem zugehörigen tragbaren elektronischen Schlüssel in kommunikativer Verbindung gebracht werden kann. Um das Schloss zu entriegeln, tauscht der in eine Aufnahme des in einem Bereitschaftszustand befindlichen Schlosses eingeführte Schlüssel zunächst kodierte Daten mit dem Schloss aus und nach positiver Auswertung wird das entsprechende Schloss des Zugangsberechtigungssystems freigegeben. Gleichzeitig mit dem Freigeben des Zugangsberechtigungssystems werden die weiteren Schlösser der Türen entriegelt und die Wegfahrsperre und die Alarmanlage deaktiviert.

Moderne Zugangs- und Fahrberechtigungssysteme ermöglichen zusätzlich oder alternativ einen schlüssellosen Zugang in das Kraftfahrzeug. Ein solches, so genanntes passives Zu gangsberechtigungssystem ist beispielsweise das von der Firma Siemens VDO Automotive entwickelte PASE-System (PASE = Passive Access Start and Entry). Die Datenkommunikation erfolgt hier unter Einsatz der Transpondertechnologie. Bei diesen Systemen wird, um ein unerwünschtes Entriegeln der Kraftfahrzeugschlösser und um ein unerwünschtes Deaktivieren der Alarmanlage zu verhindern, eine mehr oder weniger umfangreiche kodierte Datenkommunikation zwischen Schlüssel und Steuergerät vorgenommen, bei der kryptologisch kodierte Daten ausgetauscht und analysiert werden. Durch diese so genannte Kryptologie soll sichergestellt werden, dass ein Diebstahl bzw. ein Inaktivsetzen des Alarmsystems durch einen unberechtigten Benutzer weitestgehend ausgeschlossen wird.

Auch die vorstehend beschriebenen, mit elektrischen oder elektronischen Schlüsseln oder Datenträgern ausgestatteten Zugangs- und Fahrberechtigungssysteme lassen jedoch vielerlei Wünsche nach verbessertem Komfort und erhöhter Sicherheit unerfüllt. Beispielsweise kommt es in der Praxis immer wieder vor, dass ein KFZ-Nutzer sein an irgendeinem Ort abgestelltes Fahrzeug nicht mehr wiederfindet. Besonders problematisch ist dies, wenn das Kraftfahrzeug auf einem Großparkplatz, im Parkhaus oder in einer dem KFZ-Nutzer unbekannten Stadt abgestellt wird. Ein Wiederfinden wird insbesondere dadurch erschwert, dass im Falle von Großparkplätzen und Parkhäusern ein Wiedererkennungseffekt in Ermangelung markanter Punkte und Gegenstände typischerweise nicht gegeben ist. Auch in einer dem KFZ-Nutzer unbekannten Stadt trifft dies häufig zu, insbesondere dann, wenn das Kraftfahrzeug zu unterschiedlichen Tageszeiten (Tag, Nacht) abgestellt wurde und wieder abgeholt werden soll.

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Verfahren und Vorrichtungen zur Fahrzeuglokalisation (Ortung, Positionsbestimmung) bekannt. Die bekanntesten Lösungen verwenden ein fahrzeugseitiges Navigationssystem, welches eine GPS-basierte Fahrzeuglokalisation vornimmt. In der gattungsbildenden Deutschen Pa tentanmeldung DE 100 46 571 A1 sind ein Fahrzeugschlüssel und ein Verfahren zum Wiederauffinden einer Zielposition beschrieben. Der Fahrzeugschlüssel weist hier einen GPS-Empfänger auf, der eine satellitenunterstützte Positionsbestimmung vornimmt. Ferner ist dort eine Recheneinheit zum Bestimmen des Abstandes zwischen einer vorher gespeicherten KFZ-Position und der aktuellen Position des KFZ-Schlüssels vorgesehen. Die Recheneinheit ermittelt ferner eine Richtungsinformation, die auf die gespeicherte Position des Kraftfahrzeuges hinweist, und gibt diese in optischer Darstellung aus.

Problematisch an der GPS-basierten Fahrzeuglokalisation ist, dass der schlüsselseitige GPS-Empfänger eine mehr oder weniger freie Verbindung zu mehreren GPS-Satelliten erfordert. Ist das Kraftfahrzeug in einer Tief- oder Hochgarage, kann durch das Gebäude verursachte Reflexionen und Absorptionen des GPS-Signals eine Lokalisationsgenauigkeit wesentlich verschlechtert sein oder im Extremfall sogar unmöglich sein.

Darüber hinaus sind mit derartigen GPS-Empfängern ausgestattete KFZ-Schlüssel außerordentlich kostenintensiv und erfordern zudem einen relativ großen Platzbedarf, was den KFZ-Schlüssel insgesamt signifikant größer und damit unhandlicher macht. Dies ist allerdings hinsichtlich des Komforts beim Tragen eines KFZ-Schlüssels nicht wünschenswert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verlässlichere, insbesondere eine einfachere Fahrzeuglokalisation bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Systeme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2 sowie durch Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 oder 12 gelöst.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass von dem Fahrzeug zur Fahrzeuglokalisation codier te und gerichtete Sendesignale ausgesendet werden, in denen in codierter Form Informationen über die Ausrichtung des Fahrzeuges bezogen auf einen Referenzwert sowie eine dem jeweiligen Sendesignal entsprechende senderichtungs-spezifische Information auf codiert sind. Der Schlüssel bzw. die in dem Schlüssel enthaltene Empfangs- und Auswerteeinrichtung kann nun aus den in dem empfangenen Sendesignal enthaltenen Informationen zusammen mit einer Information über die Ausrichtung des Schlüssels eine Richtungsinformation für das gesuchte Kraftfahrzeug ermitteln. Diese Richtungsinformation gibt Auskunft, in welcher Richtung das Fahrzeug bezogen auf den Schlüssel zu finden ist. Auf diese Weise ist eine Lokalisation des Kraftfahrzeuges möglich, so dass ein Wiederauffinden eines abgestellten Fahrzeuges erleichtert wird.

Im Unterschied zu bekannten, beispielsweise GPS-basierten KFZ-Lokalisationsverfahren lässt sich die erfindungsgemäße Lösung mit relativ geringem Aufwand implementieren. Insbesondere erfordert die erfindungsgemäße Lösung keine Verbindung zu einem Satelliten, wodurch die erfindungsgemäße KFZ-Lokalisation auch innerhalb von Gebäuden gewährleistet ist. Im Unterschied zu bekannten Verfahren und Vorrichtungen ergibt sich hier auch eine höhere Zielrichtungsgenauigkeit, insbesondere in Parkgaragen, zwischen Hochhäusern, etc..

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert zudem keinen eigens dafür vorgesehenen GPS-Empfänger, was das gesamte System kostengünstiger macht. Dies ist ein erheblicher Vorteil, da die Käufer solcher Systeme typischerweise nicht bereit sind, für die zusätzliche, jedoch nicht zwingend erforderliche Funktionalität der KFZ-Lokalisation einen hohen Preis zu zahlen, wie dies bei Verwendung eines GPS-Empfängers der Fall ist.

Zudem ist das gesamte System schaltungstechnisch einfacher und damit platzsparender. Auch erfordert es eine geringere Leistungsaufnahme, was insbesondere der Batterielebensdauer des Schlüssels zugute kommt.

Die beschriebene Funktion ist für den Benutzer außerordentlich komfortabel und einfach und erfordert keinerlei Straßenkarten oder sonstige zusätzliche Informationen bzw. zusätzliches Datenmaterial. Die Funktion ist somit weltweit verfügbar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zu entnehmen.

In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine fahrzeugseitige Sendeeinrichtung zum Aussenden mehrerer gerichteter Sendesignale in bezogen auf das Kraftfahrzeug unterschiedliche Senderichtungen sowie einen elektronischen Schlüssel auf. Die Sendeeinrichtung weist eine erste Vorrichtung zur Ermittlung der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs, eine Kodiereinrichtung zur Kodierung der Sendesignale mit einer Information über die ermittelte Ausrichtung des Kraftfahrzeugs und jeweils einer senderichtungsspezifischen Information und mehrere Richtantennen zum Aussenden der codierten Sendesignale auf. Der elektronische Schlüssel enthält eine zweite Vorrichtung zur Ermittlung der Ausrichtung des Schlüssels, eine Empfangseinrichtung zum Empfangen und Decodieren eines von der Sendeeinrichtung gesendeten Signals, eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten einer Information über die Ausrichtung des Schlüssels sowie einer in der Empfangseinrichtung ermittelten Information über die ermittelte Ausrichtung des Kraftfahrzeugs und der dem empfangenen Sendesignal entsprechenden senderichtungsspezifischen Information und zur Bereitstellung einer Richtungsinformation über die aktuelle Position des Schlüssels zu der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges, und eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben der Richtungsinformation. Die Ermittlung der Ausrichtung erfolgt dabei anhand eines für so wohl die erste als auch die zweite Vorrichtung möglichst gleichen Referenzwertes. Als Referenzwert kann hier beispielsweise die Himmelsrichtung, beispielsweise eine Nordausrichtung, herangezogen werden. Denkbar und vorteilhaft wäre auch, wenn der Referenzwert durch die Ausrichtung des Kraftfahrzeuges, beispielsweise dessen Längsrichtung, vorgegeben wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest eine der (ersten und zweiten) Vorrichtungen zur Ermittlung der Ausrichtung des Kraftfahrzeuges bzw. des Schlüssels mit einem elektronischen, digitalen Kompass ausgestattet. Mittels des elektronischen Kompasses ist es möglich, die geographische Orientierung des Schlüssels bzw. des Kraftfahrzeuges zu erfassen. Dadurch kann eine eigens dafür vorgesehene Auswerteeinrichtung in der Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeuges bzw. im Schlüssel auswerten, in welcher Richtung das Fahrzeug relativ zur Ausrichtung des Kraftfahrzeuges bzw. des Schlüssels steht. Dies ist bei jeder aktuellen veränderten Orientierung des Kraftfahrzeuges bzw. des Schlüssels möglich. Insbesondere für die zweite Vorrichtung kann zusätzlich oder alternativ auch ein Navigationssystem für die Ermittlung der Ausrichtung des Kraftfahrzeuges verwendet werden, vor allem dann, wenn das Kraftfahrzeug ohnehin mit einem solchen Navigationssystem ausgestattet ist. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Vorrichtung aufeinander abgestimmt und beziehen sich somit auf einen beiden Vorrichtungen bekannten Referenzwert. Beispielsweise kann diese Abstimmung jeweils bei jedem Neustarten und/oder Verriegeln des Kraftfahrzeuges vorgenommen werden.

Zur Ausgabe der Richtungsinformation ist vorzugsweise eine optische Ausgabeeinrichtung vorgesehen. Die optische Ausgabeeinrichtung kann in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ein Display (z.B. ein LCD-Display) aufweisen, in welchem die Richtungsinformation beispielsweise durch einen Richtungspfeil, der zu dem gesuchten Kraftfahrzeug zeigt, dargestellt wird. In einer alternativen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung weist die optische Ausgabeeinrichtung nebeneinander, beispielsweise kreisförmig angeordnete Leuchtelemente, beispielsweise Leuchtdioden (LED), auf. Über diese Leuchtelemente ist die Richtungsinformation dadurch ausgebbar, dass z.B. dasjenige Leuchtelement, welches in die Richtung zum gesuchten Kraftfahrzeug zeigt, aufleuchtet und die übrigen Leuchtelemente erloschen sind (oder umgekehrt).

Zusätzlich oder alternativ kann auch eine akustische Ausgabevorrichtung, beispielsweise ein Lautsprecher, zur Ausgabe einer akustischen Richtungsinformation vorgesehen sein, bei der durch Lautstärkeänderung und/oder Tonänderung die jeweilige Richtungsinformation ausgegeben wird. Hierfür muss der Nutzer, um die Richtungsinformation zu erhalten, den Schlüssel drehen, wodurch dann die gewünschte Lautstärkeänderung und Tonänderung hervorgerufen wird. Alternativ kann die akustische Richtungsinformation auch durch eine Sprachansage ausgegeben werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist jede der Richtantennen jeweils eine Hauptsenderichtung des ausgesendeten codierten Sendesignals auf. Die Richtantennen sind im Kraftfahrzeug derart angeordnet, dass die Hauptsenderichtungen der von den verschiedenen Richtantennen ausgesendeten codierten Sendesignale im Wesentlichen eine gemeinsame Ebene aufspannen, d.h. die Richtantennen strahlen im Wesentlichen in eine Ebene ab, und vorzugsweise einen gleichen Winkelabstand zu den Hauptsenderichtungen jeweils benachbarter Richtantennen aufweisen. Vorzugsweise weisen alle Hauptsenderichtungen der Richtantennen einen gemeinsamen Schnittpunkt auf, der z.B. dem KFZ-Mittelpunkt entspricht. Denkbar wäre jedoch auch, dass benachbarte Hauptsenderichtungen nicht einen gleichen Winkelabstand aufweisen, wenngleich dies die Signalauswertung etwas aufwändiger gestaltet. Darüber hinaus wäre es auch denkbar, dass die Hauptsenderichtungen der jeweiligen Richtantennen nicht eine einzige Ebene aufspannen, sondern neben den im Wesentlichen horizontal ausgesendeten Sendesignalen auch in vertikaler Richtung Sendesignale senden. Dies würde es ermöglichen, für die KFZ-Lokalisation zusätzlich auch eine Höheninformation zu erhalten. Eine besonders vorteilhafte und elegante Implementierung dieser zusätzlichen Funktion besteht darin, dass hierfür zwei Sendeantennen vorgesehen sind, wobei die eine Sendesignale kegelförmig nach oben und die andere Sendesignale kegelförmig nach unten ausstrahlt. Empfängt der Schlüssel ein entsprechendes Sendesignal, dann kann er daraus zusätzlich schließen, dass sich das gesuchte Fahrzeug bezogen auf den Schlüssel oberhalb oder unterhalb befindet, was insbesondere beim Wiederauffinden eines Kraftfahrzeuges im Parkhaus relevant und somit hilfreich sein dürfte.

In einer besonders einfachen Implementierung des erfindungsgemäßen Systems weist dieses vier Richtantennen auf. In diesem Falle können die Richtantennen beispielsweise eine Richtungsinformation in gleicher und in entgegengesetzter Fahrtrichtung sowie in Fahrtrichtung links und rechts ausgeben. In einer Minimalvariante reichen auch drei Richtantennen aus. In einer vorteilhaften Weiterbildung sind insbesondere sechs, acht, zehn oder zwölf Richtantennen vorgesehen, bei denen diese vorzugsweise mit einem gleichen Winkelabstand von 60°, 45°, 36° bzw. 30° angeordnet sind. Selbstverständlich können auch noch eine andere und insbesondere eine größere Anzahl an Richtantennen bereitgestellt werden, um dadurch eine höhere Auflösung für die Richtungsinformationen zu erhalten. Allerdings ginge dies selbstverständlich mit einem zusätzlichen Hardware-Aufwand einher.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schlüssel zumindest eine Bedieneinrichtung, zum Beispiel eine Taste oder einen Schalter, auf, über die der Schlüssel dazu veranlasst werden kann, eine neue Richtungsbestimmung vorzunehmen. Dies ist insbesondere aus energetischen Gründen besonders vorteilhaft, da der Schlüssel lediglich auf eine Anforderung durch Tastendruck hin eine Richtungsbestimmung vornimmt und in den übrigen Zeiten inaktiv bleibt. Dadurch werden die Energieressourcen des Schlüssels geschont.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schlüssel eine schlüsselseitige Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Anforderungssignals auf. Wird dieses Anforderungssignal von einem fahrzeugseitigen Empfänger aufgenommen, dann ist dadurch die fahrzeugseitige Sendeeinrichtung aktivierbar und bereit, wieder codierte gerichtete Sendesignale auszusenden. Es wird so ein bidirektionales Kommunikationssystem bereitgestellt, bei dem fahrzeugseitig lediglich dann Sendesignale ausgesendet werden, wenn schlüsselseitig eine entsprechende Anforderung vorhanden ist. Auf diese Weise kann die Sendeaktivität der schlüsselseitigen Sendeeinrichtung im Kraftfahrzeug optimal angepasst werden. Das Aussenden des Anforderungssignals kann zum einen durch Betätigen einer eigens dafür vorgesehenen Bedieneinrichtung (Taste) im Schüssel ausgesendet werden oder auch automatisch – beispielsweise unter Verwendung der bekannten Transpondertechnologie – ausgesendet werden, sofern sich der Schlüssel im Empfangsbereich des fahrzeugseitigen Empfängers befindet.

In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße System Bestandteil eines elektrischen oder elektronischen Schließsystems eines Kraftfahrzeuges.

Eine bevorzugte vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht die Verfahrensschritte vor:

(a) Bereitstellen mehrerer codierter Sendesignale, deren Codierung jeweils eine Information über eine Ausrichtung des Kraftfahrzeugs und jeweils eine senderichtungsspezifische Information enthält;
(b) Gerichtetes Aussenden der codierten Sendesignale in bezogen auf das Kraftfahrzeug unterschiedliche Senderichtungen;
(c) Aufnehmen zumindest eines der gesendeten Sendesignale durch einen tragbaren Schlüssel;
(d) Decodieren des aufgenommenen Sendesignals zur Bereitstellung einer Information über die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs und der dem aufgenommenen Sendesignal entsprechenden senderichtungs-spezifischen Information;
(e) Auswerten der Informationen über die Ausrichtung des Schlüssels und des Kraftfahrzeugs sowie der senderichtungs-spezifischen Information;
(f) Ausgeben einer Richtungsinformation über die aktuelle Position des Schlüssels relativ zu der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, beispielsweise mittels jeweils eines elektronischen Kompasses, vor dem Verfahrensschritt (a) eine Ausrichtung des Kraftfahrzeuges und vor dem Verfahrensschritt (d) eine Ausrichtung des Schlüssels ermittelt.

In einer ebenfalls vorteilhaften Weiterbildung empfängt der Schlüssel mehrere gerichtete Sendesignale. Dies ist daher möglich, da die unterschiedlichen, von der Sendeeinrichtung gesendeten Sendesignale zwar gerichtet ausgesendet werden, allerdings immer auch eine Überlappung von jeweils benachbarten Sendesignalen vorliegt, um eine vollständige Abdeckung der Sendesignale um das gesamte Kraftfahrzeug herum sicherzustellen. Um nun beispielsweise zwei gerichtete Sendesignale mit unterschiedlichen Hauptsenderichtungen voneinander zu unterscheiden, wird nun nach dem Verfahrensschritt (c) schlüsselseitig eine Auswertung der Amplitude und/oder der Feldstärke der von dem Schlüssel aufgenommenen Sendesignale vorgenommen. Dabei wird zur Bestimmung der Richtungsinformation dasjenige Sendesignal verwendet, welches die größte Amplitude und/oder die größte Feldstärke aufweist.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung sind den verschiedenen Sendesignalen zusätzlich jeweils gleiche fahrzeugspezi fische Informationen, zum Beispiel eine fahrzeugspezifische Kennung, aufcodiert, um den Empfang von Sendesignalen von anderen Kraftfahrzeugen ausblenden zu können.

In einer vorteilhaften Weiterbildung werden die verschiedenen Sendesignale von der fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung zyklisch ausgesendet. Dies ist insbesondere aus Gründen eines intelligenten Energiemanagements besonders sinnvoll, da die codierten Sendesignale nicht notwendigerweise ständig ausgesendet werden müssen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Aktivierung der fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung zeitverzögert einstellbar. Beispielsweise kann so die Aktivierung der Suchfunktion und damit das Aussenden der gerichteten Sendesignale für einen zukünftigen Zeitpunkt, beispielsweise ein oder mehrere Stunden nach dem Verlassen des Fahrzeuges, eingestellt werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sendet die Sendeeinrichtung als codiertes Sendesignal ein hochfrequentes Funksignal aus. Als Funksignale kommen vorzugsweise freigegebene UHF-Funkfrequenzen in Frage, beispielsweise bei Frequenzen von 434 MHz, 868 MHz, 315 MHz, etc.. Denkbar wären auch LF-Funksignale, beispielsweise im für die Transpondertechnologie typischen 125 kHz-Frequenzbereich. Allerdings weisen diese relativ niedrigen Frequenzen eine sehr geringe Reichweite auf und sind für die Fahrzeuglokalisation im Nahbereich von einigen zehn Metern um das Kraftfahrzeug geeignet. Umgekehrt weisen sehr hochfrequente Funksignale im Bereich von einem oder mehreren GHz (z.B. von 2,4 GHz) den Nachteil auf, dass diese eine hohe Absorption in Personen oder organischen Materialien und vielfache Reflexionen an festen Materialien mit sich bringen, so dass im Falle des Aussendens eines gerichteten Sendesignals im GHz-Bereich, insbesondere bei Anwendung in einem Parkhaus oder zwischen Hochhäusern, aufgrund der Absorption und Reflexion die Richtcharakteristik gestört wird. Aus diesen Gründen eignen sich UHF-Funksignale am besten für die Fahrzeuglokalisation, wobei deren Reichweite im Wesentlichen auch von den länderspezifischen Standards für die maximale zulässige Sendeleistung vorgegeben ist.

In einer typischen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Codierung der gesendeten Sendesignale über das Protokoll (Telegramm) der Datenkommunikation. Diese Art der Codierung verwendet für die Codierung des Sendesignals eine Amplitudenmodulation (ASK) und/oder eine Phasenmodulation (PSK) und/oder eine Frequenzmodulation (FSK). Zusätzlich oder alternativ wäre es auch denkbar, eine Codierung der Richtungsinformation über eine geringfügige Variation der Frequenz des Sendesignals vorzunehmen. Bei einem Sendesignal vorgegebener Frequenz ließen sich so beispielsweise durch Frequenzshift innerhalb des Frequenzbandes des Sendesignals unterschiedliche Frequenzen bereitstellen. Bei Auswertung dieser geringfügig unterschiedlichen Frequenzen im Schlüssel kann dieser die entsprechenden Richtungsinformationen gewinnen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 ein allgemeines Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems zur Lokalisierung eines Kraftfahrzeuges;
2 ein Blockschaltbild für die fahrzeugseitige Sendeeinrichtung (A) und eine schematische Detailskizze zur Darstellung der Anordnung und Funktion der Richtantennen (B);
3 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines ersten, besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiels eines elektronischen Schlüssels;
4 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines elektronischen Schlüssels.
In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente und Signale – sofern nichts anders angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
1 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems zur Lokalisierung eines Kraftfahrzeuges. Das Kraftfahrzeug ist hier mit Bezugszeichen 1 bezeichnet und lediglich schematisch angedeutet. Das Kraftfahrzeug weist eine Sendeeinrichtung 2 auf, die über mehrere (in 1 nicht dargestellte) Richtantennen eine der Anzahl der Richtantennen entsprechende Anzahl gerichteter und codierter Funksignale F_i aussendet. Das erfindungsgemäße System enthält ferner einen elektronischen Schlüssel 4, der über eine in 1 nicht dargestellte Empfangsantenne verfügt. Die Ausrichtung des Schlüssels 4 ist mit Bezugszeichen Z₀ und die Himmelsrichtung 3 als Referenzrichtung ist mit Bezugszeichen 3 bezeichnet.
2(A) zeigt anhand eines Blockschaltbildes den Aufbau einer Sendeeinrichtung 2 in einem Kraftfahrzeug 1 entsprechend 1. Die fahrzeugseitige Sendeeinrichtung 2 enthält einen elektronischen Kompass 10 zur Ermittlung der Ausrichtung des Kraftfahrzeuges 1. Ferner ist eine Codiereinrichtung 11 vorgesehen. Die Codiereinrichtung 11, der die Information X₁ über die KFZ-Ausrichtung zugeführt wird, codiert die zu sendenden Funksignale F_i mit dieser Information X₁ sowie mit jeweils den den unterschiedlichen Richtantennen 13 entsprechenden senderichtungs-spezifischen Informationen. Die so codierten Signale X₂ werden über einen Treiber 12 zur Verstärkung der Signale X₂ jeweiligen Richtantennen 13 zugeführt, die die verschiedenen gerichteten und codierten Funksignale F_i aussenden. In 2(A) ist repräsentativ lediglich eine Richtantenne 13 dargestellt.
2(B) illustriert die Anordnung und die Funktionsweise der unterschiedlichen Richtantennen 13 zur Aussendung codierter Funksignale F_i mit darin enthaltenen spezifischen Rich tungsinformationen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden acht gerichtete und codierte Funksignale F_i ausgesendet, wobei hier lediglich die jeweiligen Hauptrichtungen X_i dieser Funksignale F_i dargestellt sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen diese Hauptrichtungen X_i in der verlängerten Projektion jeweils einen gleichen Mittelpunkt auf und sind jeweils um einen Winkelabstand α = 45° zueinander versetzt und in einer Ebene angeordnet. Die entsprechenden Richtantennen 13 sind also so angeordnet, dass sie zueinander um 45° versetzte Funksignale F_i aussenden, wobei in 2B die dem Index i entsprechende Zahl jeweils den Winkel bezogen auf die Fahrtrichtung X₀ des Kraftfahrzeugs 1 angibt. Die Funksignale F_i werden mittels der fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung 2 nun so codiert, dass diese eine Information über die Ausrichtung des Kraftfahrzeuges 1 relativ zu einer Referenzrichtung sowie die einer jeweiligen Richtantenne 13 zugeordnete Senderichtung X_i enthält. Als Referenzrichtung kann beispielsweise die Längsrichtung X₀ des Kraftfahrzeuges 1 oder ein anderer Referenzwert, beispielsweise die Himmelsrichtung 3, verwendet werden.
3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiels eines elektronischen Schlüssels 4. Der elektronische Schlüssel 4 weist einen elektronischen Kompass 20 auf, der die Ausrichtung des Schlüssels 4 relativ zu einem Referenzwert ermittelt. Ferner ist ein Empfänger 21 mit einer Empfangsantenne 22 vorgesehen, über welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Funksignal F₂₂₅ in den Schlüssel 4 eingekoppelt wird. Der Empfänger 21 enthält im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Decodierer 23, über den das empfangene Funksignal F₂₂₅ decodierbar ist. Neben dem Funksignal F₂₂₅ empfängt der elektronische Schlüssel typischerweise auch weitere Funksignale F₁₈₀, F₂₇₀, beispielsweise von jeweils benachbarten Sendeantennen. Dabei sei angenommen, dass das Funksignal F₂₂₅ eine größere Feldstärke als die beiden Funksignale F₁₈₀, F₂₇₀ aufweist. In dem Schlüssel 4 werden die Feldstärken der Funksignale F₂₂₅, F₁₈₀, F₂₇₀ ermittelt und ausgewertet und das Funksignal mit der größten Feldstärke, also das Funksignal F₂₂₅, wird im elektronischen Schlüssel 4 für die weitere Richtungsbestimmung herangezogen.
Zu diesem Zweck ermittelt der Decodierer 23 die in dem empfangenen Funksignal F₂₂₅ enthaltenen Informationen und leitet die so decodierten Informationen X₁', X₂' einer dem Empfänger 21 nachgeschalteten Auswerteeinrichtung 24 zu. Der Auswerteeinrichtung 24 wird somit eine Information über die KFZ-Ausrichtung X₁' sowie eine Richtungsinformation X₂' des gesendeten Funksignals F₂₂₅ zugeführt. Ferner wird der Auswerteeinrichtung 24 von dem elektronischen Kompass 20 eine Information X₃ über die Ausrichtung des Schlüssels 4 zugeführt.
Die Auswerteeinrichtung 24 kann als programmgesteuerte Einrichtung, beispielsweise als Mikroprozessor oder Mikrocontroller, oder als programmierbare Logikschaltung, beispielsweise als FPGA oder als PLD, ausgebildet sein. Die Auswerteeinrichtung 24 wertet die ihr zugeführten Informationen X₁', X₂', X₃ aus und ist damit in der Lage, die Richtung des Schlüssels 4 zu dem gesuchten Kraftfahrzeug 1 zu ermitteln.
Zur Ausgabe dieser Richtungsinformation X₄ ist die Auswerteeinrichtung 24 mit einem LCD-Display 25 verbunden, über welches die gewonnene Richtungsinformation X₄ beispielsweise in Form eines Richtungspfeiles 26 darstellbar ist. In einer zusätzlichen Ausgestaltung weist der Schlüssel 4 einen Lautsprecher 27 auf, über den die gewonnene Richtungsinformation X₄' auch in Form eines akustischen Signals 28 ausgegeben werden kann.
Der Schlüssel 4 weist darüber hinaus weitere Funktionalitäten auf. Zum einen ist eine Taste 29 vorgesehen, bei deren Betätigung der Auswerteeinrichtung 24 ein Steuersignal X₅ zugeführt wird. Das Steuersignal X₅ signalisiert der Auswerteeinrichtung 24, dass eine neue Richtungsbestimmung vorgenommen werden soll. Für diesen Fall steuert die Auswerteeinrichtung 24 den elektronischen Kompass 20 und den Empfänger 21 mit einem (in 3 nicht dargestellten) Anforderungssignal an, um von diesen Informationssignale X₁', X₂', X₃ anzufordern. Ferner ist eine weitere Taste 30 vorgesehen, die mit einer schlüsselseitigen Sendeeinrichtung 31 gekoppelt ist und über die der Schlüssel 4 in der Lage ist, drahtlos ein Anforderungssignal X₆ (Funksignal) an einen fahrzeugseitigen Empfänger zu senden, über die die fahrzeugseitige Sendeeinrichtung 2 aktivierbar ist.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schlüssels 4, der hier mit einer reduzierten Funktionalität ausgestattet ist, der also keine akustische Ausgabeeinrichtung 27 und keine Anforderungseinrichtungen 29, 30, 31 aufweist. Darüber hinaus ist auch die optische Anzeigeeinrichtung 32, 33 einfacher ausgestaltet. Hier ist ein Leuchtdiodenring 32 vorgesehen, wobei zur optischen Darstellung der Richtungsinformation X₄ jeweils eine dieser Leuchtdioden 33, welche in dem Leuchtdiodenring 32 in etwa die Richtung zu dem Kraftfahrzeug wiedergibt, leuchtet.
Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Funktionalität nicht notwendigerweise in einem elektronischen Schlüssel für ein Kraftfahrzeug implementiert sein muss, sondern in einem beliebigen Schlüssel oder auch in einer Scheckkarte, einem Handy, einem Organizer oder dergleichen implementiert sein kann. Diese fungieren dann als elektronische Schlüssel (entsprechend der Terminologie der Patentansprüche) zum Wiederauffinden des Kraftfahrzeuges.
Die Übertragung der gerichteten codierten Funksignale kann derart erfolgen, dass diese Daten dem üblichen Protokoll der Datenkommunikation zwischen dem Fahrzeugschlüssel und dem fahrzeugfesten System angehängt werden. Geeignete Übertragungskanäle sind beispielsweise über Funk 433 MHz, 868 MHz, 315 MHz. Es versteht sich, dass je nach Ausbildung des Fahr zeugschlüssels und der fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung die gerichteten, codierten Sendesignale auch über einen Infrarotübertragungsweg, einen induktiven Übertragungsweg, mittels Radarwellen, über eine Ultraschallübertragung und dergleichen übertragen werden können.
Es versteht sich ferner, dass sowohl die Eingaben als auch die Anzeige in vielfältiger Weise verändert werden können. Insbesondere können die Anzeigen auch in unterschiedlicher Weise miteinander kombiniert und abgeändert werden.
Die vorstehend geschilderte Such- bzw. Findfunktion kann auch verwendet werden, um mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugschlüssel zu irgendwelchen Zielpunkten, beispielsweise Gebäuden, Geschäften usw. zurückzufinden.

Claims

System zur Lokalisation eines Kraftfahrzeuges (1), mit einer fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung (2), die dazu ausgelegt ist, mehrere gerichtete codierte Sendesignale (F_i), deren Codierung eine Information (X₁) über die ermittelte Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) und jeweils eine senderichtungs-spezifische Information (X₂) enthält, in bezogen auf das Kraftfahrzeug (1) unterschiedliche Senderichtungen (Y_i) auszusenden, mit einem eine Empfangseinrichtung (21, 22) enthaltenden elektronischen Schlüssel (4), der dazu ausgelegt ist, zumindest eines der von der Sendeeinrichtung (2) gesendeten codierten Sendesignale (F_i) zu empfangen und zu decodieren, der eine Auswertung einer Information (X₃) über die Ausrichtung des Schlüssels (4) sowie der im empfangenen Sendesignal (F_i) enthaltenen Informationen vornimmt und der daraus eine Richtungsinformation (X₄) über die aktuelle Position des Schlüssels (4) zu der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges (1) ermittelt und ausgibt.
System zur Lokalisation eines Kraftfahrzeuges (1), mit einer fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung (2), die dazu ausgelegt ist, mehrere gerichtete codierte Sendesignale (F_i) in bezogen auf das Kraftfahrzeug (1) unterschiedliche Senderichtungen (Y_i) auszusenden, enthaltend – eine erste Vorrichtung (10), die dazu ausgelegt ist, eine Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) zu ermitteln, – eine Kodiereinrichtung (11), die dazu ausgelegt ist, zu sendende Sendesignale (F_i) mit einer Information (X₁) über die ermittelte Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) und jeweils einer Senderichtung spezifischen Information (X₂) zu codieren und – mehrere Richtantennen (13), die dazu ausgelegt sind, die codierten Sendesignale (F_i) in verschiedene Richtungen auszusenden; mit einem elektronischen Schlüssel (4), enthaltend: – eine zweite Vorrichtung (20), die dazu ausgelegt ist, eine Ausrichtung des Schlüssels (4) zu ermitteln, – eine Empfangseinrichtung (21, 22, 23), die dazu ausgelegt ist, zumindest eines der von der Sendeeinrichtung (2) gesendeten Sendesignale (F_i) zu empfangen und zu decodieren, – eine Auswerteeinrichtung (24), die dazu ausgelegt ist, eine erste Information (X₃) über die Ausrichtung des Schlüssels (4) sowie eine in der Empfangseinrichtung (21, 22, 23) ermittelte zweite Information über Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) und der dem empfangenen Sendesignal (F_i) entsprechenden senderichtungs-spezifischen Information auszuwerten und daraus eine Richtungsinformation (X₄) über die aktuelle Position des Schlüssels (4) zu der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs (1) bereitzustellen, und – eine Ausgabeeinrichtung (25, 27, 32, 33), die die bereitgestellte Richtungsinformation (26, 28; X₄) ausgibt.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Vorrichtung (10, 20) zur Ermittlung der Ausrichtung einen elektronischen Kompass (10, 20) und/oder ein Navigationssystem aufweist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Ausgabeeinrichtung (25, 32, 33) vorgesehen ist, die ein Display (25) aufweist, in welchem die Richtungsinformation (26) optisch anzeigbar ist, und/oder die nebeneinander angeordnete Leuchtelemente (32, 33) aufweist, über die die Richtungsinformation in Form eines Aufleuchtens oder Erlöschens eines die Richtungsinformation repräsentierenden Leuchtelements (33) optisch ausgebbar ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine akustische Ausgabeeinrichtung (27) vorgesehen ist, die einen Lautsprecher (27) aufweist, über den die Richtungsinformation (28) akustisch ausgebbar ist.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Richtantennen (13) jeweils eine dem jeweils ausgesendeten codierten Sendesignal (F_i) zugeordnete Hauptsenderichtung (X_i) aufweist und dass die Richtantennen (13) derart im Kraftfahrzeug (1) angeordnet sind, dass die Richtantennen (13) im Wesentlichen in eine Ebene abstrahlen und/oder einen gleichen Winkelabstand (α) zu den Hauptsenderichtungen (X_i) jeweils benachbarter Richtantennen (13) aufweisen.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Richtantennen (13) vorgesehen sind.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass 8 oder 12 Richtantennen (13) vorgesehen sind.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel (4) eine Bedieneinrichtung (29) zum Auslösen einer neuen Richtungsbestimmung aufweist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel (4) eine schlüsselseitige Sendeeinrichtung (31) zum Aussenden eines Anforderungssignals (X₆) aufweist, über welches die fahrzeugseitige Sendeeinrichtung (2) aktivierbar ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das System Bestandteil eines elektrischen oder elektronischen Schließsystems eines Kraftfahrzeuges (1) ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (2) als Sendesignale (F_i) hochfrequente Funksignale (F_i) aussendet.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (2) als Sendesignale (F_i) UHF-Funksignale (F_i) aussendet.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung der Sendesignale (F_i) über das Protokoll der Datenkommunikation und/oder über eine geringe Variation der Frequenz des Sendesignals (F_i) erfolgt.
Verfahren zur Lokalisation eines Kraftfahrzeuges (1), – bei dem kraftfahrzeugseitig mehrere codierte und gerichtete Sendesignale (F_i) ausgesendet werden, deren Codierung eine Information (X₁) über eine Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) und jeweils eine senderichtungs-spezifische Information (X₂) enthält, und – bei dem schlüsselseitig aus einer Information (X₃) über die Ausrichtung des Schlüssels (4) sowie aus der in dem codierten Sendesignal (F_i) enthaltenen Informationen (X₁, X₂) eine Richtungsbestimmung über die aktuelle Position des Schlüssels (4) relativ zu der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges (1) vorgenommen wird.
Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Durchführen eines Verfahren nach Anspruch 15.
Verfahren zur Lokalisation eines Kraftfahrzeuges (1) mit den Verfahrensschritten: (a) Bereitstellen mehrerer codierter Sendesignale (F_i), deren Codierung jeweils eine Information (X₁) über eine Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) und jeweils eine senderichtungs-spezifische Information (X₂) enthält; (b) Gerichtetes Aussenden der codierten Sendesignale (F_i) in bezogen auf das Kraftfahrzeug (1) unterschiedliche Senderichtungen (Y_i); (c) Aufnehmen zumindest eines der gesendeten Sendesignale (F_i) durch einen tragbaren Schlüssel (4); (d) Decodieren des aufgenommenen Sendesignals (F_i) zur Bereitstellung der Information (X₁) über die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) und der dem aufgenommenen Sendesignal (F_i) entsprechenden senderichtungs-spezifischen Information (X₂); (e) Auswerten der Informationen (X₁, X₃) über die Ausrichtung des Schlüssels (4) und des Kraftfahrzeugs (1) sowie der senderichtungs-spezifischen Information (X₂); (f) Ausgeben einer Richtungsinformation (26, 28; X₄) über die aktuelle Position des Schlüssels (4) relativ zu der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges (1).
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verfahrensschritt (a) eine Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) und vor dem Verfahrensschritt (d) eine Ausrichtung des Schlüssels (4) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel (4) mehrere codierte Sendesignale (F_i) empfängt und dass nach dem Verfahrensschritt (c) schlüsselseitig im Schlüssel (4) eine Auswertung der Amplitude und/oder der Feldstärke der vom Schlüssel (4) aufgenommenen Sendesignale (F_i) vorgenommen wird, wobei zur Bestimmung der Richtungsinformation dasjenige aufgenommene Sendesignal (F_i) verwendet wird, welches die größte Amplitude und/oder die größte Feldstärke aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass den verschiedenen Sendesignalen (F_i) jeweils gleiche fahrzeugspezifische Informationen aufcodiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Sendesignale (F_i) zyklisch ausgesendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (2) als Sendesignale (F_i) hochfrequente Funksignale (F_i) aussendet.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (2) als Sendesignale (F_i) hochfrequente UHF-Funksignale (F_i) aussendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung der Sendesignale (F_i) über das Protokoll der Datenkommunikation und/oder über eine geringe Variation der Frequenz des Sendesignals (F_i) erfolgt.