DE102007028476A1

DE102007028476A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kommunikation in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007028476A1
Application number: DE200710028476
Authority: DE
Inventors: Holger Dr. Opfer; Carsten Spichalsky
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2008-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Kommunikation in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Freisprecheinrichtung (2), wobei die Freisprecheinrichtung (2) eine kurzreichweitige Funkschnittstelle, ein Mikrofon und einen Lautsprecher aufweist, wobei mittels der Vorrichtung (1) die Position eines Endgerätes mit kruzreichweitiger Funkschnittstelle erfasst wird, wobei dem Endgerät ein Richtlautsprecher (L1-L4) und ein Richtmikrofon (M1-M4) zugeordnet wird, die auf die ermittelte Position ausgerichtet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kommunikation in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Freisprecheinrichtung und einem Endgerät mit kurzreichweitiger Funkschnittstelle.
Aus der DE 101 00 824 A1 ist eine Kraftfahrzeug-Mobilfunkanordnung bekannt, die ein Mobilfunk-Endgerät umfasst, in dem sich ein Identifizierungsmodul befindet, beispielsweise ein Plug-In-SIM, wobei nachfolgend allgemein nur noch von SIM (Subscriber Identity Modul) gesprochen werden soll. Des Weiteren weist das Mobilfunk-Endgerät eine standardisierte kurzreichweitige Funkschnittstelle auf, die nachfolgend allgemein als Bluetooth-Schnittstelle bezeichnet wird. Weiter befindet sich in dem Kraftfahrzeug ein fest eingebautes Endgerät, das vorzugsweise als Freisprecheinrichtung ausgebildet ist, bestehend aus einem Benutzerinterface mit einem Mikrofon und einem Lautsprecher, einem daran angeschlossenen Bluetooth-Modul und einem Mobilfunkmodul mit einer Antenne. Das Mobilfunkmodul ist vorzugsweise als GSM-Modul ausgebildet. In Vorbereitung wird gegenüber dem Netzbetreiber des Mobilfunknetzes die Freisprecheinrichtung im Zusammenhang mit dem SIM registriert. Zum Einbuchen der Freisprecheinrichtung muss sich das Mobilfunkgerät mit eingekoppeltem SIM innerhalb der Reichweite der Bluetooth-Schnittstelle befinden, so dass eine Bluetooth-Verbindung aufgebaut werden kann, die die ganze Zeit bestehen bleibt, während die Freisprecheinrichtung in das Mobilfunknetz eingebucht ist.
Zu Beginn, d. h. vor dem Einbuchen der Freisprechanlage in das Mobilfunknetz, werden vom SIM die Mobilfunkteilnehmernummern des Nutzers sowie die Verschlüsselungsparameter (Ciphering-Parameter) übertragen, die benötigt werden, um sich in das Mobilfunknetz einzubuchen. Das Übermitteln der Daten vom SIM im Mobilfunkgerät und das Einbuchen der Freisprechanlage veranlasst der Nutzer beispielsweise über das Benutzerinterface der Freisprechanlage, sobald die Bluetooth-Verbindung aufgebaut ist.
Bevor jedoch Berechtigungsdaten vom SIM an die Freisprecheinrichtung gesendet werden, werden verschiedene Ebenen der Sicherung, die bereits im Bluetooth-Standard implementiert sind, durchlaufen. Hierzu zählt eine Authentifikation der beiden Geräte gegeneinander sowie die Eingabe von PIN-Codes. Außerdem werden die auf den Bluetooth- Schnittstellen übertragenen Daten verschlüsselt. Auch diese Funktion ist bereits in dem Bluetooth-Standard implementiert.
Nachdem die Berechtigungsdaten des SIM an die Freisprecheinrichtung übermittelt sind, wird das Mobilfunkgerät, sofern es zu diesem Zeitpunkt im Mobilfunknetz eingebucht ist, automatisch ausgebucht und schaltet in den Energiesparmodus um.
Darüber hinaus können weitere Daten wie beispielsweise das Telefonbuch des SIM, welches der Nutzer dort für sich persönlich gespeichert hat, übertragen werden, so dass dieses Telefonbuch auch innerhalb der Freisprecheinrichtung zur Verfügung steht.
Die vom SIM übertragenen Daten werden in der Freisprecheinrichtung nicht dauerhaft gespeichert. Sobald die Freisprecheinrichtung wieder ausgebucht wird, werden sämtliche SIM-spezifischen Daten im Speicher der Freisprecheinrichtung gelöscht.
Entfernt sich der Nutzer mit seinem Mobilfunkgerät wieder von der Freisprecheinrichtung, verlässt er beispielsweise das Fahrzeug, so gelangt das Mobilfunkgerät außerhalb der Schnittstelle und die Bluetooth-Verbindung wird unterbrochen. Die Freisprecheinrichtung bucht sich dann automatisch aus dem Mobilfunknetz aus und das Mobilfunkgerät "wacht auf" und bucht sich automatisch wieder in das Mobilfunknetz ein, sofern es zu dem Zeitpunkt eingebucht war, als die Einbuchung der Freisprechanlage erfolgte.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kommunikation in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels derer die Kommunikationsmöglichkeiten erweitert werden.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Vorrichtung zur Kommunikation in einem Kraftfahrzeug umfasst eine Freisprecheinrichtung, wobei die Freisprecheinrichtung eine kurzreichweitige Funkschnittstelle, ein Mikrofon und einen Lautsprecher aufweist, wobei mittels der Vorrichtung die Position eines Endgerätes mit kurzreichweitiger Funkschnittstelle erfasst wird, wobei dem Endgerät ein Richtlautsprecher und ein Richtmikrofon zugeordnet wird, die auf die ermittelte Position ausgerichtet sind. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass bisherige Vorrichtungen nur für einen Sitzplatz geeignet sind, wobei mittels der Erfindung prinzipiell jedem Fahrzeugsitz eine Freisprechfunktion zuordenbar ist und zusätzlich mehrere Freisprecheinrichtungen gleichzeitig parallel zur Verfügung gestellt werden können. Die Zuordnung der Richtlautsprecher und Richtmikrofone zu den ermittelten Positionen kann unterschiedlich erfolgen. So können beispielsweise jedem Fahrzeugsitz, für den diese Funktion bereitgestellt werden soll, fest ein Richtlautsprecher und ein Richtmikrofon zugeordnet sein, die dann bedarfsweise angesteuert werden. Alternativ kann beispielsweise mittels Beamforming die Zuordnung situativ erfolgen, wobei sich dann beispielsweise zwei Fahrzeugsitze einen Lautsprecher und ein Mikrofon teilen.
Vorzugsweise ermittelt die Freisprecheinrichtung aus der Empfangslage der kurzreichweitigen Funksignale die Position eines Endgerätes. Beispielsweise aus der Richtung und/oder Stärke und/oder Laufzeit kann dann die Freisprecheinrichtung die Position des Endgerätes ermitteln und dann einem zugehörigen Fahrzeugsitz zuordnen, da sinnvollerweise die Richtlautsprecher und Richtmikrofone nicht auf das Endgerät, sondern den Fahrzeugsitz ausgerichtet sind, auf dem der Nutzer des Endgerätes sitzt. Empfängt dann die Freisprecheinrichtung beispielsweise einen Anruf für das Endgerät, so kann bereits das Klingeln über den zugeordneten Richtlautsprecher ausgegeben werden, so dass die anderen Fahrzeuginsassen nicht gestört werden. Anstelle der Positionsermittlung nur aus der Empfangslage an der Funkschnittstelle der Freisprecheinrichtung können auch mehrere Funkschnittstellen im Kraftfahrzeug verteilt angeordnet werden, die dann synchronisiert von dem Endgerät Signale empfangen und an die Freisprecheinrichtung übermitteln, wobei die Freisprecheinrichtung aus den verschiedenen Laufzeiten die Position ermittelt. Die verschiedenen Funkschnittstellen müssen dabei nicht räumlich weit auseinander angeordnet sein, sondern beispielsweise dicht beieinander angeordnet, was etwas den Aufwand für die Ortung erhöht, gleichzeitig aber den Einbau in ein Kraftfahrzeug erleichtert. Beispielsweise kann auch die Freisprecheinrichtung mit zwei oder mehr Funkschnittstellen ausgebildet sein, so dass auf zusätzliche Funkschnittstellen im Kraftfahrzeug verzichtet werden kann oder nur wenige weitere verteilte Funkschnittstellen notwendig sind.
In Fällen, wo die Schätzung für die Position noch relativ ungenau ist, kann auch zunächst ein Broadcast-Verfahren zur Anwendung kommen, d. h. es wird über alle Lautsprecher abgestrahlt, bis die Position verifiziert wird.
Aus dem Handshake zwischen Endgerät und Freisprecheinrichtung kann die Position wie bereits ausgeführt ermittelt werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Freisprecheinrichtung dem Endgerät eine PIN vorgibt, die der Nutzer über die Freisprecheinrichtung oder das Endgerät eingibt und somit bestätigt. Diese Eingabe der PIN durch den Nutzer kann auch zur Verifizierung der Schätzung der Position herangezogen werden. Ist die Schätzung noch ungenau, kann auch die PIN im Broadcast-Verfahren über die Lautsprecher angegeben werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt mittels mindestens eines Mikrofons eine Sitzplatzerkennung bzw. eine Sitzplatzbelegungs-Erkennung. Bei Verwendung von omnidirektionalen und Richtmikrofonen kann eine Sitzplatzbelegung durch Pegelvergleich zwischen Hintergrundgeräusch und Sprachsignal geschätzt werden. Alternativ kann bei Verwendung mehrerer Mikrofone aus Laufzeit und Pegelortung eine Sitzbelegung geschätzt werden. Diese Sitzplatzbelegungs-Erkennung kann dann bei der Zuordnung eines Richtlautsprechers und Richtmikrofons berücksichtigt werden, um die richtige Zuordnung zu verbessern. Alternativ oder ergänzend können noch die Signale anderer Sensoren zur Sitzplatzbelegung herangezogen werden, da diese meist ohnehin für die Ansteuerung von Rückhaltemitteln wie beispielsweise Airbags vorhanden sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Richtlautsprecher und/oder Richtmikrofone als elektrostatische Flächenlautsprecher und/oder -mikrofone ausgebildet, wobei hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise auf die WO 2006/037586 A2 Bezug genommen wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Endgeräte als Mobiltelefone und/oder Hörgeräte ausgebildet. Insbesondere schwerhörige Insassen können durch die Richtlautsprecher mit lauteren Pegeln versorgt werden. Dabei kann die Schwerhörigkeit algorithmisch durch die Bewertung des entsprechenden Mikrofonsignals mit Hintergrundgeräusch diagnostiziert werden, vorausgesetzt der Schwerhörige spricht deutlich lauter als Normalhörende. Des Weiteren können Hörgeräte mit integrierter kurzreichweitiger Funkschnittstelle direkt angesprochen werden, wenn die Position des Mobiltelefons und des georteten Hörgerätes übereinstimmen. Dabei sei angemerkt, dass eine Schwerhörigenerkennung auch unabhängig von der Ortung der Funkschnittstellen durchgeführt werden kann, wobei anhand der Mikrofonsignale ein lauter Sprecher ermittelt wird, wobei durch weitere Analyse (beispielsweise der Modulation der Sprache) zwischen einem Normalhörenden, der laut spricht und einem Schwerhörigen unterschieden werden kann. Entsprechend können dann die Pegel für den zugeordneten Lautsprecher angepasst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Kommunikation in einem Kraftfahrzeug.
Die Vorrichtung 1 zur Kommunikation in einem Kraftfahrzeug umfasst eine Freisprecheinrichtung 2, die über eine nicht dargestellte kurzreichweitige Funkschnittstelle verfügt. Die Freisprecheinrichtung 2 ist mit vier im Kraftfahrzeug verteilt angeordneten kurzreichweitigen Funkempfängern BT1–BT4 verbunden, die jeweils in der Nähe eines Sitzplatzes S1–S4 angeordnet sind. Jedem Sitzplatz S1–S4 ist ein Richtlautsprecher L1–L4 zugeordnet (gestrichelt dargestellt), die vorzugsweise in einem Formhimmel über den Sitzplätzen angeordnet sind, und ein Richtmikrofon M1–M4 zugeordnet. Auf dem Sitzplatz S3 befindet sich ein Endgerät E3, das ebenfalls mit einer kurzreichweitigen Funkschnittstelle ausgebildet ist. Um die vier Funkempfänger BT1–BT4 sind Kreise R1–R4 eingezeichnet, wobei der Radius jeweils dem Abstand vom Funkempfänger BT1–BT4 zum Endgerät E3 entspricht, wobei nachfolgend davon ausgegangen werden soll, dass das Endgerät E3 ein Mobiltelefon mit kurzreichweitiger Funkschnittstelle ist.
Wenn es der Nutzer des Endgerätes E3 möchte, kann dieser sich über die Freisprecheinrichtung 2 mit seinen SIM-Daten bei einem Mobilfunkanbieter einbuchen. Hierzu ist zuvor ein "Handshake" zwischen Endgerät E3 und Freisprecheinrichtung 2 notwendig. Dieser "Handshake" wird synchronisiert von den kurzreichweitigen Funkempfängern BT1–BT4 erfasst und die jeweils ermittelten Laufzeiten der Freisprecheinrichtung 2 übermittelt. Die Übertragung der ermittelten Laufzeiten von den Funkempfängern BT1–BT4 an die Freisprecheinrichtung 2 kann dabei ebenfalls über die Funkschnittstelle oder leitungsgebunden erfolgen. Anhand der Laufzeiten kann dann die Freisprecheinrichtung 2 eine Positionsermittlung des Endgerätes E3 durchführen und einen zugeordneten Sitzplatz S3 für das Endgerät E3 schätzen. Diese geschätzte Sitzplatzbelegung kann durch weitere Signale von den Richtmikrofonen M1–M4 weiter präzisiert werden, beispielsweise indem Sprachgeräusche vom Sitzplatz S3 durch das Richtmikrofon M3 erfasst werden. Das für das Endgerät E3 beschriebene Verfahren kann auch für andere Endgeräte durchgeführt werden Bei einem eingehenden Telefonat für das Endgerät E3 kann nun die Freisprecheinrichtung 2 gezielt den Sitzplatz S3 ansprechen und sämtliche Sprachausgaben für das Endgerät E3 über den Richtlautsprecher L3 ausgeben und alle Spracheingaben über das Richtmikrofon M3. Somit kann parallel für mehrere Nutzer eine Freisprechfunktion in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10100824 A1 [0002]
- WO 2006/037586 A2 [0016]

Claims

Verfahren zur Kommunikation in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Freisprecheinrichtung und mindestens einem Endgerät mit kurzreichweitiger Funkschnittstelle, wobei das Endgerät mit der Freisprecheinrichtung eine Funkverbindung aufbaut, wobei die Freisprecheinrichtung eine kurzreichweitige Funkschnittstelle, ein Mikrofon und einen Lautsprecher aufweist, über die die akustische Kommunikation erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Endgerätes (E3) im Kraftfahrzeug ermittelt wird, wobei dem Endgerät (E3) ein Richtlautsprecher (L1–L4) und ein Richtmikrofon (M1–M4) zugeordnet wird, die auf die ermittelte Position ausgerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Sitzplätzen (S1–S4) im Kraftfahrzeug jeweils mindestens ein Richtlautsprecher (L1–L4) und ein Richtmikrofon (M1–M4) zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Freisprecheinrichtung (2) aus der Empfangslage der kurzreichweitigen Funksignale an der Freisprecheinrichtung (2) und/oder der Laufzeit von Signalen des Endgerätes zu im Kraftfahrzeug verteilt angeordneten weiteren kurzreichweitigen Funkschnittstellen (BT1–BT4) die Position des Endgerätes ermittelt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens eines Mikrofons eine Sitzplatzerkennung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtlautsprecher (L1–L4) und/oder Richtmikrofone (M1–M4) als elektrostatische Flächenlautsprecher und/oder -mikrofone ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endgeräte Mobiltelefone und/oder Hörgeräte sind.
Vorrichtung zur Kommunikation in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Freisprecheinrichtung, wobei die Freisprecheinrichtung eine kurzreichweitige Funkschnittstelle, ein Mikrofon und einen Lautsprecher aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vorrichtung (1) die Position eines Endgerätes mit kurzreichweitiger Funkschnittstelle erfasst wird, wobei dem Endgerät ein Richtlautsprecher (L1–L4) und ein Richtmikrofon (M1–M4) zugeordnet wird, die auf die ermittelte Position ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Sitzplätzen (S1–S4) im Kraftfahrzeug jeweils mindestens ein Richtlautsprecher (L1–L4) und ein Richtmikrofon (M1–M4) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Freisprecheinrichtung (2) aus der Empfangslage der kurzreichweitigen Funksignale an der Freisprecheinrichtung (2) und/oder der Laufzeit von Signalen des Endgerätes zu im Kraftfahrzeug verteilt angeordneten weiteren kurzreichweitigen Funkschnittstellen (BT1–BT4) die Position eines Endgerätes ermittelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens eines Mikrofons eine Sitzplatzerkennung erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtlautsprecher (L1–L4) und/oder Richtmikrofone (M1–M4) als elektrostatische Flächenlautsprecher und/oder -mikrofone ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Endgeräte Mobiltelefone und/oder Hörgeräte sind.