-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Gerätesteuerung in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit mindestes einem Bedienelement versehenen Gerätes in einem Kraftfahrzeug, wobei das Gerät z. B. als Infotainment-Gerät, insbesondere als Radio- und/oder Navigationsgerät, ausgebildet ist.
-
Die Bedienung von modernen Geräten und Systemen in Kraftfahrzeugen, insbesondere von Informationssystemen mit Bildschirmen, wie z. B. Navigationssystemen und dergleichen, oder von Entertainmentsystemen, wie z. B. Radio-CD-Anlage und dergleichen, erfordert eine relativ hohe Aufmerksamkeit von Seiten des Bedieners. Deshalb ist die Bedienung derartiger Geräte durch den Fahrer während der Fahrt mit einem gewissen Sicherheitsrisiko behaftet. Hier hat sich die sogenannte Nahfeldtechnologie oder Nahfeldkommunikation als hilfreich erwiesen, um eine erhöhte Sicherheit bei der Bedienung solcher Geräte bereitzustellen. Mit Hilfe der Nahfeldtechnologie werden Signale über den Körper der Person, welche das Gerät bedient, an Bedienelemente des Gerätes, wie z. B. an näherungs- und berührungsempfindliche Flächen bzw. Touch-Screens, übertragen. Dabei wird ein Signal vorzugsweise durch ein im Fahrersitz integriertes Koppelelement kapazitiv in den Körper der Person eingekoppelt und mittels der elektrischen Leitfähigkeit der menschlichen Haut über den Körper der Person bis hin zu dem Bedienelement des Gerätes übertragen. Das Bedienelement, welches eine auf elektrische Ladungen sensitiv reagierende Fläche aufweist, nimmt dann das Signal von der bedienenden Hand bzw. den Fingern kapazitiv auf und leitet es an einen Empfänger und eine nachgeschaltete Auswerteeinheit weiter.
-
Eine bekannte Einrichtung der eingangs genannten Art ist z. B. aus
DE 43 01 160 A1 bekannt. Dort wird eine Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit mindestens einem Bedienelement versehenen Gerätes in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Das das Bedienelement ist zum Empfang von Signalen mit einer Empfangseinheit verbunden, wobei ein im Fahrzeugsitz integriertes Koppelelement ein Signal in die auf dem Fahrzeugsitz befindliche Person einkoppelt und für die Übertragung des Signals über den Körper der Person somit einen Signalweg zu dem mindestens einen Bedienelement bildet. Das Koppelelement ist beispielsweise als Elektrode bzw. Antenne, vorzugsweise als elektrisch leitende Folie, ausgebildet, die in dem Sitz integriert ist und von einem Sender das Signal erhält, um es kapazitiv in den Körper der Person, z. B. des Fahrers, einzukoppeln. Beispielsweise werden Signale mit einer bestimmten Frequenz von 20 kHz oder 25 kHz übertragen. Es ist bekannt, sowohl im Fahrersitz wie auch im Beifahrersitz jeweils ein Koppelelement vorzusehen, und die beiden Koppelelemente bzw. Elektroden mit verschiedenen Signalfrequenzen zu beaufschlagen, um somit eine eindeutige Fahrermarkierung bzw. Beifahrermarkierung zu erzielen. Derartige Nahfeldkommunikations-Einrichtungen können somit in vielfältiger Weise zur intelligenten Steuerung und Bedienung von Geräten eingesetzt werden.
-
Die Einkopplung des Signals sowie deren Übertragung kann jedoch nicht immer mit ausreichend hoher Qualität durchgeführt werden. Es hat sich nämlich gezeigt, dass abhängig von verschiedenen Faktoren, wie z. B. Körperhaltung, Sitzauflage, Bewegung, Berührung von Fahrzeugteilen und dergleichen, Störungen, insbesondere starke Schwankungen im Signalpegel, des zu übertragenden Signals auftreten können. Auch bewirken Berührungen der das Gerät bedienenden Person mit einer anderen Person unerwünschte Störungen des Signals. Dies kann nicht hingenommen werden, da die Qualität des übertragenen Signals ein wesentlicher Faktor für eine technisch ungestörte und sichere Geräte-Bedienung bzw. -Steuerung darstellt. Dies gilt auch hinsichtlich einer zuverlässigen Bestimmung derjenigen Person, die das Gerät bedient. Denn im Falle einer gegenseitigen Berührung der im Fahrzeug sitzenden Personen kann gegebenenfalls nur anhand der Signalstärke eindeutig bestimmt werden, wer das Bedienelement bzw. das Gerät gegenwärtig nutzt. Wenn aber z. B. die Qualität der Einkopplung des Signals in den Körper des Benutzers stark schwankt und zumindest zeitweise stark abnimmt, kann der Benutzer des Gerätes nicht mehr eindeutig erkannt werden.
-
Aus
DE 102 60 291 A1 ist eine elektronische Schaltung zur Informationsübertragung bekannt, wobei ein Koppelelement zur Abtastung eines Verstärker-Ausgangssignals vorgesehen ist, welches ein dem Verstärker-Ausgangssignal entsprechendes Analysesignal an eine Auswerteeinrichtung übergibt, wobei die Auswerteeinrichtung aus dem Analysesignal einen das Verstärker-Ausgangssignal charakterisierenden Signalfaktor ermittelt und ein Verstärker-Steuersignal zur Steuerung einer Verstärkereinrichtung generiert.
-
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei den heutigen Einrichtungen zur Steuerung von Geräten in einem Kraftfahrzeug, die Probleme der Signalstörungen und -schwankungen sowie der Fehlererkennung des Benutzers noch nicht zufriedenstellend gelöst wurden.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die eingangs genannten Probleme durch den Vorschlag einer verbesserten Einrichtung zu lösen. Dabei soll auch insbesondere eine senderseitig erkannte Störsituation empfangsseitig korrigierbar sein.
-
Die vorliegende Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
-
Demnach ist mindestens noch ein weiteres Koppelelement integriert, welches mit einer Referenz-Empfangseinheit verbunden ist und ein Referenzsignal empfängt, das zu dem in den Körper der Person über das erste Koppelelement eingekoppelten Signal korreliert. Aus dem Referenzsignal wird senderseitig ein Korrektursignal gebildet und zusammen mit dem von dem Sender erzeugten Signal, also zusammen mit dem eigentlichen Nutzsignal, über denselben Signalpfad, also auch über den Körper der Person, zu einer empfangsseitig angeordneten Auswerteeinheit übertragen, die das Gerät steuert.
-
Es wird also mittels eines zweiten Koppelelementes ein eigenes Korrektursignal gewonnen und gemeinsam mit dem Nutzsignal übertragen, um empfangsseitig ausgewertet zu werden. Somit wird erreicht, dass über denselben Signalspfad neben der eigentlichen Signalübertragung bzw. Nahfeldkommunikation, auch eine Signalkorrektur durchgeführt wird, mit der die Koppel- und Signalqualität am Körper des Benutzers dynamisch bestimmt werden kann. Somit können die evtl. im Signal, also im eigentlichen Nutzsignal, auftretenden Störungen sofort erkannt und gegebenenfalls kompensiert werden. Insbesondere können ohne Aufbau von zusätzlichen bzw. separaten Signalisierungswegen eine sichere Signalkorrektur sowie auch eine personenbezogene Störkompensation durchgeführt werden.
-
Vorzugsweise ist die Einrichtung für mehrere Personen bzw. Fahrzeugsitze geschaffen und weist für jede Person ein zweites Koppelement und eine Referenz-Empfangseinheit auf, die ein auf die jeweilige Person bezogenes Referenzsignal empfängt und daraus ein Korrektursignal zum Aussenden zusammen mit dem von dem jeweiligen Sender erzeugten Signal und für die Übertragung an eine Auswerteeinheit bildet, die die von dem Bedienelement empfangen Signale und Korrektursignal auswertet. Beispielsweise bildet die jeweilige Referenz-Empfangseinheit das Korrektursignal als Korrekturwert aus und beaufschlagt dann das entsprechende auszusendende Signal mit diesem Korrekturwert. Alternativ kann der jeweilige Sender auch das Korrektursignal dem entsprechenden auszusendenden Signal aufmodulieren.
-
Vorzugsweise ermittelt die Auswerteeinheit eine Differenz, insbesondere Pegeldifferenz, der Korrektursignale, wobei sie davon abhängig die von dem Bedienelement empfangen Signale auswertet und/oder korrigiert. Insbesondere wertet jede Referenz-Empfangseinheit das jeweilige Referenz-Signal aus, um in Abhängigkeit davon den das jeweilige Signal erzeugenden und mit dem ersten Koppelelement verbundenen Sender zu steuern.
-
Vorzugsweise ist das erste Koppelelement als Sendeantenne für das eigentliche Signal und das zweite Koppelelement als Empfangsantenne für das Referenzsignal ausgebildet. Es entsteht somit eine Kompensations-Anordnung bestehend aus Sendeteil und Empfangsteil mit zwei unabhängigen Antennen, welche so angeordnet sind, dass das zu übertragende Signal sicher durch das erste Kuppelelement in den Körper eingekoppelt werden kann und zumindest teilweise in Form eines Referenzsignals durch das zweite Koppelelement ausgekoppelt werden kann, um eine Referenzmessung durchzuführen. Mittels der Referenzmessung kann dann eine dynamische Kompensation bzw. Kalibrierung durchgeführt werden.
-
Vorzugsweise sind die Koppelelemente als flache, insbesondere mittels Folien gefertigte, Antennen ausgebildet, die beide in den Fahrzeugsitz integriert sind. Die beiden Koppelelemente können beispielsweise in die Sitzfläche des Fahrzeugsitzes integriert sein. Auch kann vorgesehen sein, dass nur eines der beiden Koppelelemente in die Sitzfläche integriert ist, und das andere Koppelelement z. B. in die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes integriert ist.
-
Vielerlei Anwendungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind je nach Einsatzbereich denkbar.
-
Die hier vorgestellte Einrichtung ermöglicht es insbesondere, die Qualität der Einkopplung der Signale in den menschlichen Körper der jeweiligen Person, z. B. des Fahrers, dynamisch zu bestimmen und beispielsweise eine optimale Benutzererkennung und Signalkompensation zu realisieren. Somit ist es auch möglich, die Belegung der Fahrzeugsitze eindeutig zu erkennen, so dass beispielsweise übliche Sitzbelegungssensoren entfallen können. Da nun in dem Fahrzeugsitz nicht nur Sendemittel für die Nahfeldkommunikation eingebaut sind, sondern auch Empfangsmittel, ist eine Realisierung einer bidirektionalen Fernbedienung bzw. Kommunikation, insbesondere unter eindeutiger Zuordnung der Fernbedienung zum Sitzplatz im Fahrzeug, erstmals möglich.
-
Durch den erfindungsgemäßen Empfang sowie durch die Auswertung eines Referenzsignals, kann beispielsweise die Verstärkung und/oder Leistung des eigentlichen Signalsenders optimal geregelt werden. Auch kann in Abhängigkeit von der Auswertung des Referenzsignals ein Kompensationssignal für das eigentliche Signal erzeugt werden, um beispielsweise Störungen oder Schwankungen im Signalpegel zu kompensieren.
-
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich auch aus den Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird nun im Folgenden näher anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
-
1 in einer ersten Ausführungsform die Ausgestaltung eines Fahrzeugsitzes mit zwei Koppelelementen zeigt, die als kapazitive Sendeantenne bzw. Empfangsantenne wirken;
-
2 ein Blockschaltbild für die Realisierung einer erfindungsgemäßen Referenz-Empfangseinheit zeigt;
-
3a)–d) verschiedene Anordnungsmöglichkeiten und Ausgestaltungen von Koppelelementen in einem Fahrzeugsitz zeigen;
-
4 eine zur 1 alternative Anordnung von Koppelelementen zeigt;
-
5 eine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung aufgebaute Anordnung für zwei Personen in einem Fahrzeug zeigt;
-
6 eine zur 5 alternative Anordnung für zwei Personen in einem Fahrzeug zeigt; und
-
7 eine Anordnung mit einer herkömmlichen Einrichtung nach dem Stand der Technik zeigt.
-
Zunächst wird hier nochmals unter Bezugnahme auf die Fig. auf den Stand der Technik eingegangen. Die 7 zeigt die Anordnung mit einer herkömmlichen Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit einem Bedienelement B versehenen Gerätes G, das z. B. ein Navigationsgerät sein kann. Das Bedienelement B ist in der Nähe von Fahrzeugsitzen ST und ST' angeordnet, auf dem sich jeweils eine Person P bzw. P' befindet, welche über das Bedienelement B das Gerät G bedienen können. Dazu ist als Bedienelement B z. B. ein sensitiver Bildschirm vorgesehen, der von beiden Personen, hier z. B. vom Fahrer P und vom Beifahrer P' bedient werden kann. Zur Durchführung einer Nahfeldkommunikation verfügt jeder Fahrersitz ST und ST' über entsprechende Sendemittel, nämlich über einen Sender S bzw. S' und ein damit verbundenes Koppelelement K1 bzw. K1'. In der 7 wird am Beispiel des Fahrers P wird die herkömmliche Technik verdeutlicht:
Von dem in seinem Sitz ST integrierten Sender S ausgehend wird ein Signal SG an das Koppelement K1, das sich in der Sitzfläche F des Fahrzeugsitzes befindet, gesendet, um dort in den Körper der Person, also des Fahrers P, kapazitiv eingekoppelt zu werden. Das Signal SG wird dann über den Körper der Person P hin zu dem Bedienelement B übertragen, das eine für elektrische Felder sensitive Fläche aufweist, um das Signal SG wieder kapazitiv aus dem Körper bzw. von Hand oder Finger der Person P auszukoppeln und an einen Empfänger E bzw. eine Auswerteeinheit A zur Steuerung des Gerätes G zu übertragen. Der Empfänger E und die Auswerteeinheit A bilden also eine Empfangseinheit, die das Signal SG empfängt und verstärkt sowie das Signal SG detektiert bzw. darin enthaltene Informationen auswertet. Beispielsweise kann das Signal SG mit einer Kennfrequenz von 20 KHz beaufschlagt sein, die von der Auswerteeinheit A erkannt wird und als Identitätsmerkmal für den Fahrersitz bzw. den Fahrer P erkannt wird. Somit ist eine intelligente, insbesondere personenbezogene, Steuerung des Geräts G möglich. Insbesondere kann zwischen Fahrer und Beifahrer bzw. Mitfahrer unterschieden werden, um etwa bestimmte Funktionen des Gerätes für die erkannte Person freizugeben oder zu sperren. Jedoch muss eine gewisse Signalqualität bei der Einkopplung, Übertragung und Auskopplung des Signals SG vorhanden sein. Deshalb sollen Störungen bzw. Pegel-Schwankungen vermieden, erkannt und/oder kompensiert werden. Die nachfolgend anhand der 1 bis 6 beschriebenen Ausführungen der Erfindung lösen dieses Problem in vorteilhafter Weise:
Die 1 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit einem Bedienelement B versehenen Gerätes G in einem Kraftfahrzeug. Das Bedienelement B ist im Bereich eines Fahrzeugsitzes ST angeordnet, auf dem sich eine Person P befindet, welche über das Bedienelement B das Gerät G bedient. In dem hier gezeigten Beispiel handelt es sich dabei um ein Navigationsgerät G, welches als Bedienelement B einen sensitiven Bildschirm, einen sogenannten Touch-Screen, aufweist. Auch hier wird nach dem Prinzip der Nahfeldkommunikation von einem Sender S ausgehend ein Signal SG an ein erstes Koppelelement K1, das sich in der Sitzfläche F des Fahrzeugsitzes befindet, eingekoppelt und über den Körper der Person P hin zu dem Bedienelement B übertragen. Über das Bedienelement B, das eine für elektrische Felder sensitive Fläche aufweist, wird das Signal SG wieder kapazitiv aus dem Körper bzw. von Hand oder Finger der Person P ausgekoppelt und an eine Empfangseinheit R übertragen, um damit das Gerät G zu steuern.
-
Die Empfangseinheit R enthält auch hier einen Empfänger E, der das Signal SG empfängt und verstärkt, sowie eine damit verbundene Auswerteeinrichtung A, die das Signal SG detektiert bzw. darin enthaltene Informationen auswertet. Beispielsweise kann das Signal SG mit einer Kennfrequenz von 20 KHz beaufschlagt sein, die von der Auswerteeinheit A erkannt wird und als Identitätsmerkmal für den Fahrersitz bzw. den Fahrer erkannt wird. Ebenso ist es möglich, dass das übertragene Signal SG ein moduliertes Signal ist, dessen Informationsgehalt in der Auswerteeinheit A durch Demodulation zurückgewonnen wird. Somit ist eine intelligente und kommunikative, insbesondere personenbezogene, Steuerung des Geräts G möglich. Insbesondere kann zwischen Fahrer und Beifahrer bzw. Mitfahrer unterschieden werden, um etwa bestimmte Funktionen des Gerätes G für die erkannte Person freizugeben oder zu sperren.
-
Um nun die Signalqualität bei der Einkopplung, Übertragung und Auskopplung des Signals SG sicherzustellen und insbesondere evtl. auftretenden Störungen bzw. Pegel-Schwankungen entgegen zu wirken, verfügt nun die erfindungsgemäße Einrichtung über ein weiteres Koppelelement K2, das ebenfalls in den Fahrersitz ST integriert und mit einer Referenz-Empfangseinheit R* verbunden ist.
-
Im Unterschied zu dem als Sendeantenne ausgebildeten Koppelelement K1 ist das zweite Koppelelement K2 als Empfangsantenne ausgebildet, um ein Referenzsignal SG* mittels Rückkopplung aus dem Körper der Person P zu empfangen. Das Referenzsignal SG* korreliert bzw. korrespondiert also mit dem Signal SG, welches das eigentliche Nutzsignal darstellt. Im Vergleich zum Signal SG wird das Referenzsignal SG* aufgrund der Nähe zu dem ersten Koppelelement K1 über eine deutlich kürzere Signalstrecke übertragen. Somit kann das gewonnene Referenzsignal SG* als geeignetes Mess- bzw. Vergleichssignal für das eigentliche Nutzsignal SG angesehen und verwendet werden.
-
Die Referenz-Empfangseinheit R* ist mit dem zweiten Koppelelement K2 verbunden und enthält insbesondere einen Empfänger E* sowie eine Auswertungs- und Regelungseinheit R*, um aus dem empfangenen Referenzsignal SG* ein Steuerungs- bzw. Regelungssignal und/oder Kompensationssignal für den Sender S zu erzeugen.
-
Die 2 zeigt im Detail den erfindungsgemäßen Aufbau der Referenz-Empfangseinheit R* sowie deren Verschaltung mit den im Fahrzeugsitz integrierten Koppelungselementen K2 und K1. Demnach befindet sich in der Mitte der Sitzfläche F das erste Koppelelement K1 und wird über eine Zuleitung von dem Sender S mit dem eigentlichen Signal SG gespeist. Neben der Übertragung des Signals SG durch den Körper des Fahrers P zum Bedienelement B hin (siehe 1) erfolgt auch eine kapazitive Rückkopplung auf das zweite Koppelelement K2, welches ebenfalls in die Sitzfläche F integriert ist. Vorzugsweise ist das zweite Koppelelement K2 als streifenförmige Empfangsantenne ausgebildet, die das erste Koppelelement K1 nahezu vollständig umschließt. Somit wird die Rückkopplung von dem ersten Koppelelement K1, das als Sendeantenne wirkt, auf das zweite Koppelelement K2, das als Empfangsantenne wirkt, verbessert. Dadurch korreliert das über das zweite Koppelelement K2 empfangene Referenzsignal SG* stark mit dem eigentlichen Nutzsignal SG. Das gilt auch für Signal-Beeinträchtigungen, die ebenfalls im Referenzsignal SB*, z. B. aufgrund der Sitzhaltung des Fahrers usw., auftreten, wobei diese Störungen durchaus geringer als die Störungen im Signal SG sind.
-
Über den Empfänger E* wird das Referenzsignal SG* in verstärkter Form auf die Auswerte- und Regelungseinheit A* geführt. Dort kann z. B. dann leicht festgestellt werden, ob der Signalpegel oder andere Signalgrößen negativ beeinträchtigt sind. Ist beispielsweise der Signalpegel des Referenzsignals SG* stark reduziert, so gibt die Auswerte- und Regelungseinheit A* ein Steuersignal an den Sender S ab, welcher die Verstärkung des eigentlichen Nutzsignals SG dann deutlich anhebt. Auf diese Weise wird eine dynamische Regelung der Signalqualität des Signals SG erzielt. Es kann auch ein Korrektursignal c erzeugt werden, das zu dem gesendeten Signal SG addiert bzw. überlagert wird und z. B. als Summensignal SG + c über das erste Koppelelement K1 ausgesendet wird, um dann empfangsseitig auf der Geräteseite ausgewertet zu werden. Die Gestaltung der Koppelelemente K1 und K2 sowie deren Anordnung im Fahrzeugsitz ST kann auf vielfältige Art und Weise erfolgen.
-
Hierzu zeigen die 3a) bis 3d) vier verschiedene Varianten, die je nach Anwendungsfall bevorzugt realisiert werden. In 3a) sind zwei gleichartig ausgestaltete Koppelelemente K1 und K2 in Form von rechteckförmigen Folien in die Sitzfläche F des Sitzes ST eingelassen. Die Folien sind parallel zueinander in einem gewissen Abstand angeordnet. Diese Ausführungsform a) ist besonders einfach und preiswert zu realisieren.
-
Die 3b) zeigt eine Anordnung, bei der die Sendeantenne, d. h. das erste Koppelelement K1, in die Sitzfläche F integriert ist und das zweite Koppelelement K2 in die Rückenlehne L integriert ist. Diese Anordnung b) wird auch später noch anhand der 4 näher beschrieben.
-
Die 3c) zeigt eine Anordnung, bei der wiederum beide Koppelelemente K1 und K2 in die Sitzfläche F integriert sind. Die sendende Antenne K1 befindet sich in der Mitte der Sitzfläche und hat eine kleinere, rechteckförmige Antennenfläche, wohingegen die empfangende Antenne K2 als streifenförmige Fläche ausgebildet ist, welche die sendende Antenne K1 nahezu ganz umschließt. Hierdurch erfolgt eine intensivere Rückkopplung des Signals SG* über den Körper der auf dem Sitz befindlichen Person P in die Empfangsantenne K2.
-
Die 3d) zeigt alternativ zur Anordnung c) eine Ausgestaltung, bei der nun die Sendeantenne K1 die Empfangsantenne K2 umschließt. Zahlreiche weitere Ausgestaltungen sind denkbar.
-
Die 4 zeigt passend zu der in 3b) dargestellten Anordnung b) eine erfindungsgemäße Einrichtung, bei der sich das sendende erste Koppelelement K1 in der Sitzfläche F des Fahrzeugsitzes ST befindet und das empfangende Koppelelement K2 sich in der Rückenlehne L des Fahrzeugsitzes ST befindet. Die Rückkopplung des Referenzsignals SG* erfolgt somit ausgehend von der Sendeantenne bzw. dem Koppelelement K1 über eine kapazitive Einkopplung im Gesäßbereich der Person P und Übertragung durch den Körper hin zum Rückenbereich der Person P und dortigen Auskopplung in die Empfangsantenne bzw. in das Koppelelement K2. Je nach Anwendungsfall kann diese in 4 dargestellte Anordnung Vorteile gegenüber der in 1 dargestellten Anordnung haben. Zahlreiche weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind denkbar.
-
Dadurch dass die Einrichtung zusätzlich zu dem sendenden Koppelelement K1 nun auch ein empfangendes Koppelelement K2 mit nachgeschalteter Referenz-Empfangseinheit R* enthält, ist auch eine bidirektionale Nahfeldkommunikation zwischen Gerät G und Person P denkbar (s. 1). Beispielsweise könnte ausgehend von dem Gerät G über einen (nicht dargestellten) Sender im Gerät und über das Bedienelement B ein Signal in den Körper der Person P eingekoppelt werden und zum zweiten Koppelelement K2 übertragen werden. Dort würde dann die Referenz-Empfangseinheit R* das Signal empfangen und detektieren bzw. demodulieren, um die im Signal enthaltenen Nachrichten oder Daten für eine Anwendung bereitzustellen. Insgesamt ist also somit eine bidirektionale Übertragung von Informationen bzw. Daten zwischen dem Gerät G und den im Fahrzeugsitz ST angeordneten Sende- und Empfangsmitteln S bzw. R* realisierbar. Die Erfindung ist also nicht nur zur Optimierung der Signalübertragung bzw. Kompensation von auftretenden Signalfehlern und Abschwächungen einsetzbar, sondern auch zum Aufbau einer bidirektionalen Nahfeldkommunikation.
-
Die 5 veranschaulicht eine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung aufgebaute Anordnung für mindestens zwei Personen P und P', die sich jeweils auf einem Fahrzeugsitz ST bzw. ST' befinden und das Bedienelement B eines nachgeschalteten (nicht dargestellten) Gerätes über Nahfeldkommunikation bedienen wollen. Die Person P ist beispielsweise der Fahrer und die Person P' der Beifahrer. Jeder Fahrzeugsitz ST und ST' ist jeweils mit einer solchen bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung (s. 2 und 4) ausgestattet. Zusätzlich oder alternativ zu der bereits beschriebenen Kompensation bzw. Korrektur des auszusendenden Signals SG am Sender S wird hier nun auch ein Korrektursignal c bzw. c' ermittelt, das auf der Empfangsseite in einer dem Bedienelement B nachgeschalteten zentralen Auswerteeinheit A ausgewertet wird, um den gestörten Empfang des Signals SG zu kompensieren bzw. zu verbessern. Die Korrektursignale c und c' werden jeweils in der Referenz-Empfangseinheit R* bzw. R*' anhand des empfangenen Referenzsignals SG* bzw. SG*' ermittelt. Somit wird für jede Person P bzw. P' ein eigenes Korrektursignal bzw. ein eigener Korrekturwert c bzw. c' erzeugt.
-
Empfängt nun beispielsweise, wie in 5 dargestellt, die Auswerteeinheit A über das Bedienelement B und den nachgeschalteten Empfänger E ein Signal SG, so kann die Auswerteeinheit A anhand der Korrektur-Signale c und c' entscheiden, ob dieses Signal SG von der einen Person P oder von der anderen Person P' kommt. Im gezeigten Beispiel erkennt die Auswerteeinheit A, dass das empfangene Signal SG von der linken Person, d. h. dem Fahrer P herrührt. Der Empfang kann anhand des ebenfalls über das zweite Koppelelement K2 gewonnenen Referenzsignals SG* optimiert werden. Zudem können eventuell im Signal SG vorhandene Störanteile, die von der Person P' herrühren, mittels des anderen Referenzsignals SG*' bzw. des daraus gewonnenen Korrektursignals c' eliminiert werden. Das verbesserte und bereinigte Empfangssignal SG kann dann von der Auswerteeinheit A an ein (nicht dargestelltes) Gerät gesendet werden, um dieses zu steuern. In der 5 ist dafür beispielhaft ein Steuersignal bzw. Entscheidungssignal D dargestellt.
-
Die in 5 dargestellte Anordnung ist also insbesondere auch zur Benutzerunterscheidung geeignet. Hierbei werden entsprechende Korrekturwerte c und c' über eigene Signalpfade hin zu der zentralen Auswerteeinheit A übertragen.
-
In der 6 ist eine zur 5 alternative Anordnung dargestellt, bei der die ermittelten Korrekturwerte c bzw. c' über dieselben Signalpfade gesendet bzw. übertragen werden, welche auch für die Nutzsignale SG bzw. SG' selbst verwendet werden. Das bedeutet, dass in dem hier gezeigten Beispiel das jeweilige Nutzsignal SG bzw. SG' mit einem Korrektursignal c bzw. c' beaufschlagt wird und beispielsweise in Form eines überlagerten Signals über den eigentlichen Nahfeldkommunikations-Signalpfad, d. h. über den Körper der jeweiligen Person, übertragen wird. Dazu wird der jeweils gewonnene Korrekturwert c bzw. c' von der entsprechenden Referenz-Empfangseinheit R* bzw. R*' an den damit verbundenen Sender S bzw. S' übermittelt und in den dortigen Sendepfad eingespeist, um dann über das jeweilige Koppelelement K1 bzw. K1' in den Körper der entsprechenden Person P bzw. P' eingekoppelt zu werden. Das jeweilige mit dem Korrekturwert beaufschlagte Signal, also SG + c oder SG' + C', wird dann per Nahfeldkommunikation über den Körper der jeweiligen Person P bzw. P' zu dem Bedienelement B übertragen.
-
Auf der Empfangsseite wird das Signal über das Bedienelement B ausgekoppelt und Summensignal SG + c bzw. SG' + c' über den nachgeschalteten Empfänger E an die zentrale Auswerteeinheit A übertragen. Diese kann dann an dem jeweils mitempfangenen Korrektursignal c bzw. c' erkennen und u. a. feststellen, zu welcher Person das jeweilige Nutzsignal SG oder SG' gehört. Dies wird dann z. B. in Form eines Entscheidungssignals D angezeigt.
-
Bei der in 6 gezeigten Anordnung ist somit kein zusätzlicher Signalpfad für die Übertragung der Korrektursignale erforderlich. Durch ein vorzugsweise fortlaufendes Mitsenden von dynamischen Parametern bzw. Korrekturwerten über die Nahfeldkommunikation stehen dem Empfänger jederzeit zusätzliche Informationen über das Systemverhalten der Anordnung zur Verfügung. Damit kann im Falle der Benutzerunterscheidung eine dynamische Regelung der Sendeleistung und Bewertung der Empfangssignale, insbesondere im Rahmen einer dynamischen Signalkompensation, realisiert werden.
-
Die Sender müssen nicht zwangsweise über einen separaten Signalkanal bzw. Datenbus mit dem Empfängern verbunden sein. Die ermittelten Daten für die Signalkompensation können immer über die Nahfeldkommunikation mitgesendet werden. Hierdurch entsteht eine weitere Kosteneinsparung, wobei fahrzeugseitig bevorzugt ein schneller Datenbus, wie z. B. CAN-Bus (Controller Area Network), durch einen langsameren Datenbus, wie z. B. LIN-Bus (Local Interconnect Network), ersetzt werden kann. Je nach Funktionsumfang kann sogar der Einsatz eines Datenbuses ganz entfallen. Die Parameter und Korrekturwerte werden effizient mit den eigentlichen Nutzdaten vom Sender über das Nahfeld an die Auswerteeinheit bzw. das eingeschlossene Gerät mitgesendet.
-
Die hier in 6 dargestellte Anordnung wie auch die in 5 dargestellte Anordnung ermöglichen es, deutlich die Zuverlässigkeit einer Benutzererkennung zu erhöhen, welche vor allem bei gegenseitiger Berührung der Benutzer in herkömmlichen Einrichtungen nicht gewährleistet ist. Das ist besonders wichtig, wenn zwei oder mehr Signale empfangen werden und die Differenzen in den Pegeln der Signale Aufschluss über den Benutzer geben sollen. Dies tritt z. B. dann auf, wenn sich zwei Benutzer berühren. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist in Echtzeit eine ständige qualitative Bewertung der Signalstärke am Körper des jeweiligen Benutzers durchführbar. Schwankungen, Einbrüche, oder Störungen des eingekoppelten Signals können schnell erkannt und kompensiert werden. Dabei können dynamisch zwei Parameter im System, insbesondere Signalstärke und Empfangsschwelle, immer so geregelt werden, dass eine exakte Bewertung bei z. B. bei Annäherung des Fingers des Benutzers an ein Bedienelement möglich ist, oder auch die eindeutige Bestimmung des Benutzers im Falle einer gegenseitigen Berührung ermöglicht wird. Die fortlaufende Überwachung und die dynamische Kompensation der Signalstärke bzw. des Signalpegels sowie der daraus resultierenden Rechengrößen erlauben einen definierten Erkennungsradius um ein oder mehrere Bedienungselemente jeder Art zu garantieren. Ein entsprechendes algorithmusgesteuertes Regelungsverfahren sorgt dafür, dass Signaleinbrüche durch Korrektur des Sendepegels und/oder rechnerisch durch Korrektur der Schwellwerte für die Benutzererkennung im Bediengerät kompensiert werden. Dies gilt insbesondere bei Berührung der Fahrzeugteile und/oder der Karosserie, bei Änderung der Körperhaltung oder der Sitzposition oder auch bei störenden Auflagen auf der Sitzoberfläche (Kindersitz, Decken, Kissen, usw.).
-
Durch die erfindungsgemäße Korrektur bzw. Kompensation erhöht man deutlich die Zuverlässigkeit der Benutzererkennung, die vor allem bei gegenseitiger Berührung der Benutzer mit herkömmlichen Mitteln nicht erreicht werden kann.
