DE102013224330A1 - Verfahren und System zum Erkennen von Annäherung eines Endgeräts an ein Fahrzeug, das auf der Information über eine Signalstärke basiert, die über einen Bluetooth-Sendekanal von geringer Energie (BLE) empfangen wird - Google Patents

Verfahren und System zum Erkennen von Annäherung eines Endgeräts an ein Fahrzeug, das auf der Information über eine Signalstärke basiert, die über einen Bluetooth-Sendekanal von geringer Energie (BLE) empfangen wird Download PDF

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Abstract

Es wird ein PEPS-System bereitgestellt zum Durchführen von wenigstens einer PEPS-Funktion bezüglich eines Fahrzeugs, bei dem sich ein Endgerät (z. B. Smartphone oder Schlüsselanhänger, etc.) dem Fahrzeug nähert und in einen Bereich für Autorisierung gelangt. Das Fahrzeug weist eine Mehrzahl von Sensoren und ein Zentralmodul auf. Das Zentralmodul ist kommunikationsmäßig mit dem Endgerät und den Sensoren über drahtlose Nahbereichsverbindungen gekoppelt. Das Zentralmodul kann, basierend auf von den Sensoren oder dem Endgerät bereitgestellter Information über die Signalstärken, ermitteln, ob sich das Endgerät innerhalb eines Bereichs für eine Autorisierung befindet. Wenn ermittelt wird, dass sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet, kann das Zentralmodul das Durchführen wenigstens einer (PEPS)-Funktion beim Fahrzeug steuern.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Das technische Gebiet betrifft allgemein Fahrzeuge, und insbesondere Systeme für passiven Zugang und passiven Start (PEPS) und für das Erkennen von Annäherung eines Endgeräts an ein Fahrzeug.
  • HINTERGRUND
  • Ein System für passiven Zugang und passiven Start ermöglicht es einem Fahrer oder jedermann, der einen gültigen Schlüsselanhänger besitzt, beim Annähern an ein Fahrzeug die Fahrzeugtüren zu entriegeln, ohne dabei einen Schlüsselanhänger zu berühren. Sobald sich der Schlüsselanhänger im Bereich des Fahrzeugs befindet (z. B. 1 m), lassen sich die verschlossenen Türen durch Ziehen am Türgriff öffnen. Zusätzlich können einige PEPS-Systeme so konfiguriert werden, dass sie den Fahrzeugmotor automatisch starten, sobald ein gültiger Schlüsselanhänger in die Nähe des Fahrzeugs gelangt. Bei anderen PEPS-Systemen ist es notwendig, dass der Fahrer einen Startknopf betätigt, um den Fahrzeugmotor zu starten und/oder zu stoppen.
  • PEPS-Systeme benötigen üblicherweise mehrere niederfrequent (LF) (z. B. 125 kHz) strahlende Antennen sowohl innerhalb als auch außerhalb des Fahrzeugs. Externe Antennen können in den Türgriffen angeordnet sein. In einem PEPS-System erkennt der Schlüsselanhänger das schwache Signal, das vom Fahrzeug abgestrahlt wird, und antwortet darauf automatisch durch Ausstrahlen eines Schlüsselcodes oder anderer Erkennungsmerkmale. Ein Empfänger im Fahrzeug empfängt den Schlüsselcode (oder andere Erkennungsmerkmale) und sendet ihn zu einer elektronischen Steuereinheit (ECU). Wird der Schlüsselcode (oder ein anderes Erkennungsmerkmal) bestätigt, wird der Schlüsselanhänger „zugelassen” und die ECU entriegelt die Türen, wenn der Fahrer einen Türgriff berührt oder an ihm zieht. Um den Fahrzeugmotor zu starten, drückt der Fahrer einfach einen Startknopf. Die ECU lässt ein Starten des Motors nur dann zu, wenn der Schlüsselanhänger als innerhalb des Fahrzeuginneren befindlich erkannt wird und wenn der Schlüsselcode nochmals bestätigt wird.
  • Ein Integrieren dieser Antennen und anderer Hardware und Verdrahtung, die notwendig sind, um ein PEPS-System zu implementieren, ist kostenintensiv, und es ist immer bestrebenswert, die Kosten solcher Fahrzeuge zu reduzieren, die solche PEPS-Systeme beinhalten.
  • Bei einigen PEPS-Systemen kann die Systemreaktionszeit ein Problem sein, weil der Schlüsselanhänger in sehr enger Umgebung zum Fahrzeug (z. B. innerhalb von 3 Fuß) sein muss um zu funktionieren. Beispielsweise ist es bei einigen herkömmlichen PEPS-Systemen oft notwendig, dass zum Zweck der Freigabe eine Aufforderung zum Freigeben innerhalb von 1 bis 3 Metern um das Fahrzeug herum stattfindet. In vielen Fällen treten bei herkömmlichen Systemen Verzögerungen auf, die verhindern können, dass eine Aufforderung zum Freigeben vollständig durchgeführt werden kann, weil der Fahrer beginnt, den Türgriff aufzuziehen. Im Ergebnis mag so der Fahrer den Türgriff schon aufziehen, bevor die Türe entriegelt wird. Der Fahrer muss dann den Griff loslassen und erneut ziehen, um die Tür zu öffnen. Es ist deshalb erstrebenswert, ein PEPS-System zu schaffen, das dieses Problem vermeidet.
  • Zusätzlich sind einige PEPS-Systeme unsicher und anfällig gegenüber Relaisstationsangriffen. In einigen Fällen kann das Fahrzeug entriegelt und/oder gestartet werden, ohne dass der Fahrer dies will. Insoweit ist es auch erstrebenswert, sicherere PEPS-Systeme zu schaffen, die ausgeklügeltere Sicherheitsmechanismen verwenden.
  • Ein weiteres Problem, das bei PEPS-Systemen auftritt, ist, dass der Schlüsselanhänger nicht zugänglich ist oder nicht funktioniert. Beispielsweise kann der Fahrer seinen Schlüsselanhänger verlieren oder ihn versehentlich in sein Fahrzeug einschließen. Zusätzlich ist es zum Freigeben des Schlüsselanhängers notwendig, dass der Schlüsselanhänger funktioniert und dass er sich mit dem Fahrzeug verständigen kann. Für solche Fälle ist es erstrebenswert, ein Sicherungsverfahren zum Entriegeln und Starten des Fahrzeugs zu schaffen.
  • Folglich ist es erstrebenswert, verbesserte PEPS-Systeme zu schaffen, die dazu beitragen, einen oder mehrere der vorstehend aufgeführten Nachteile zu beseitigen. Darüber hinaus werden andere erstrebenswerte Merkmale und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den angefügten Patentansprüchen ersichtlich werden, zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorstehend beschriebenen technischen Gebiet und dem Hintergrund.
  • ÜBERSICHT
  • In einer Ausgestaltung ist ein System für passiven Zugang und passiven – Start (PEPS) vorgesehen, um wenigstens eine PEPS-Funktion bei einem Fahrzeug durchzuführen, wenn sich ein Endgerät (z. B. ein Smartphone oder ein Schlüsselanhänger usw.) dem Fahrzeug nähert und in den Bereich für Freigabe kommt. Das Fahrzeug weist eine Mehrzahl von Sensoren und ein Zentralmodul auf. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform können die Sensoren in die Fahrzeugräder integriert sein und zusätzlich als Reifendruckwächter tauglich sein. Das Zentralmodul ist kommunikationsmäßig mit dem Endgerät und den Sensoren über drahtlose Nahbereichsverbindungen gekoppelt (z. B. drahtlose Bluetoothverbindungen). Das Zentralmodul kann, basierend auf den Informationen über die Signalstärken, die von den Sensoren oder dem Endgerät bereitgestellt werden, feststellen, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für die Freigabe befindet. Beispielsweise kann das Zentralmodul, basierend auf den Informationen über die Signalstärken, die von den Sensoren oder dem Endgerät bereitgestellt werden, die Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug ermitteln und dann, basierend auf der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug, feststellen, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für die Freigabe befindet. Wenn festgestellt wird, dass sich das Endgerät im Bereich für die Freigabe befindet, kann das Zentralmodul ein Durchführen wenigstens einer PEPS-Funktion des Fahrzeugs steuern.
  • Bei einigen Ausgestaltungen kann das Zentralmodul einen gefilterten Scan nach einer Anbietemitteilung durchführen, die vom Endgerät über einen Anbietekanal übertragen wird, und kann, wenn das Endgerät eine solche beim gefilterten Scan erkannt hat, jedem der Sensoren eine „Gefunden-Mitteilung” übermitteln, die besagt, dass die Sensoren nach einer ersten Anbietemitteilung suchen sollen, die vom Endgerät über einen Anbietekanal übertragen wird. Umgekehrt kann jeder Sensor für die erste Anbietemitteilung die Information über die Signalstärke ermitteln und dann eine Berichtsmitteilung an das Zentralmodul übermitteln, die die Information über die Signalstärke umfasst und eine erste Bluetoothadresse für das Endgerät. Bei diesen Ausgestaltungen kann das Zentralmodul die Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug anhand der Information über die Signalstärke von den von den Sensoren erhaltenen Berichtsmitteilungen bestimmen. Bei einigen Ausgestaltungen ist das Zentralmodul so konfiguriert, dass es in einem Fall, in dem das Endgerät als im Bereich für die Freigabe befindlich ermittelt ist, beim Endgerät ein Freigabeverfahren durch Austauschen von Botschaften mit dem Endgerät über einen Datenkanal einleitet. Bei einigen Ausgestaltungen sind die Anbietekanäle und der Datenkanal mit den Standards für Bluetooth Niedrig-Energie-Kommunikation (BLE) konform. In anderen Worten, die Anbietekanäle sind ohne Verbindung und benötigen keinen Verbindungsaufbau für Kommunikation zwischen den Anbietekanälen, während der Datenkanal verbindungsorientiert ist, so dass eine Verbindung eingerichtet werden muss, bevor Kommunikation über den Datenkanal stattfinden kann.
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung sind die Sensoren so konfiguriert, dass sie Anbietemitteilungen über einen Anbietekanal übertragen, wobei das Endgerät einen gefilterten Scan nach Anbietemitteilungen durchführt, die von den Sensoren über einen Anbietekanal übertragen werden, und dass es bei Empfang solcher eine Information über die Signalstärke aus den Anbietemitteilungen bestimmen kann. Das Endgerät kann dann eine Berichtsmitteilung an das Zentralmodul übermitteln, das die jedem der Sensoren entsprechenden jeweiligen Informationen über die Signalstärke umfasst. Wie vorstehend bereits beschrieben, kann dann das Zentralmodul, basierend auf die in der Berichtsmitteilung vom Endgerät bereitgestellte Information über die Signalstärke, eine Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug bestimmen und ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für die Freigabe befindet, basierend auf der Entfernung zwischen dem Endgerät und dem Fahrzeug.
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung wird ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, welches ein Zentralmodul und eine Mehrzahl von Sensoren aufweist, bereitgestellt. gemäß diesem Verfahren kann das im Fahrzeug angeordnete Zentralmodul, basierend auf der Information über die Signalstärke, feststellen, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereiches für die Freigabe befindet. Wenn festgestellt wird, dass sich das Endgerät innerhalb des Bereiches für die Freigabe befindet, kann dann mindestens eine PEPS-Funktion beim Fahrzeug ausgeführt werden.
  • Bei einigen weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens können vor dem Ermitteln der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug Schritte (a) bis (h) wie folgt durchgeführt werden. Beim Schritt (a) können während einer anfänglichen Bluetooth-Drahtlosverbindungsaufbauphase Bluetooth-Drahtlosverbindungen zwischen dem Zentralmodul und den Sensoren eingerichtet werden. Beim Schritt (b) kann dann das Zentralmodul einen gefilterten Scan nach einer Anbietemitteilung (die eine erste Bluetoothadresse für das Endgerät beinhaltet) durchführen, die vom Endgerät über einen Anbietekanal übertragen wird. Wenn das Zentralmodul vom Endgerät eine Anbietemitteilung erhält, kann dann das Zentralmodul beim Schritt (c) jedem der Sensoren eine „Erkannt-Mitteilung” kommunizieren, die anzeigt, dass das Endgerät eine solche erkannt hat und dass die Sensoren nach Mitteilungen vom Endgerät suchen sollen. Jede „Erkannt-Mitteilung” enthält die erste Bluetoothadresse für das Endgerät, die über den gefilterten Scan aufgefunden wurde. Bei einigen Ausgestaltungen des Verfahrens kann jeder der Sensoren von einer peripheren Rolle auf eine Beobachterrolle umschalten. Beim Schritt (d) kann dann jeder der Sensoren einen gefilterten Scan nach einer ersten Anbietemitteilung durchführen, die vom Endgerät über einen Anbietekanal übertragen wird. Die erste Anbietemitteilung beinhaltet die erste Bluetoothadresse für das Endgerät.
  • Jeder der Sensoren, der die erste Bluetoothadresse vom Endgerät empfängt, kann dann im Schritt (e1) die Information über die Signalstärke der ersten Anbietemitteilung bestimmen und eine Auswertemitteilung generieren und übermitteln, die im Schritt (e2) die Information über die Signalstärke und die erste Bluetoothadresse für das Endgerät enthält. Bei einigen Ausgestaltungen des Verfahrens kann jeder der Sensoren vor dem Übermitteln der Auswertemitteilung von der Beobachterrolle auf die periphere Rolle umschalten. Zwischenzeitlich führt das Zentralmodul in Schritt (f) einen weiteren gefilterten Scan nach (einer) von den Sensoren übermittelten Auswertemitteilung(en) (die die erste Bluetoothadresse für das Endgerät enthalten) durch und wartet in Schritt (g) darauf, eine oder mehrere Auswertemitteilungen zu empfangen. Bei Schritt (h) kann das Zentralmodul die Information über die Signalstärke von jeder der Auswertemitteilungen verarbeiten, um die Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug zu bestimmen und, optional, die Richtung, aus der sich das Endgerät dem Fahrzeug nähert. Gemäß einiger Ausgestaltungen des Verfahrens sind die von den Sensoren übermittelten Auswertemitteilungen allgemeine Anbietemitteilungen, von den Sensoren über einen Anbietekanal übermittelt, während gemäß einiger anderer Ausgestaltungen des Verfahrens die von den Sensoren übermittelten Auswertemitteilungen Mitteilungen über generische Attributprofile (GATT) sind, die von den Sensoren über einen Datenkanal übermittelt werden.
  • Gemäß einiger Ausgestaltungen des Verfahrens kann das Zentralmodul an jeden der Sensoren Bluetooth-Drahtlosverbindungs-Anforderungsmitteilungen übermitteln, sobald das Zentralmodul ermittelt hat, dass sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Freigabe befindet, und bei Empfangen einer der Bluetooth-Drahtlosverbindungs-Anforderungsmitteilungen antwortet jeder der Sensoren durch Übermitteln einer Bluetooth-Drahtlosverbindungs-Antwortmitteilung zurück zum Zentralmodul, um zu bestätigen, dass eine Bluetooth-Drahtlosverbindung zwischen einem bestimmten Sensor und dem Zentralmodul eingerichtet worden ist.
  • Bei einigen Ausgestaltungen des Verfahrens kann das Zentralmodul auch eine Verbindungsanforderungsmitteilung an das Endgerät über einen Anbietekanal übermitteln, um eine Bluetooth-Drahtlosverbindung mit dem Fahrzeug anzufordern, und das Endgerät kann durch Übermitteln einer Verbindungs-Antwortmitteilung an das Zentralmodul über einen Anbietekanal antworten, um zu bestätigen, dass das Endgerät mit dem Fahrzeug über die Bluetooth-Drahtlosverbindung verbunden ist.
  • Wenn erkannt ist, dass sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Freigabe befindet, kann das Zentralmodul einen Freigabeprozess beim Endgerät durch Austauschen von GATT-Mitteilungen mit dem Endgerät über einen Datenkanal einleiten. Bei einigen Ausgestaltungen des Verfahrens umfasst das Einleiten des Freigabeprozesses die Schritte Übertragen einer GATT-Anforderungsmitteilung über einen Datenkanal vom Endgerät zum Zentralmodul, um eine PEPS-Funktion zu initialisieren, und Übertragen einer GATT-Antwortmitteilung über einen Datenkanal vom Zentralmodul zum Endgerät, um zu bestätigen, dass das Endgerät mit dem Zentralmodul verbunden ist. Beim Zentralmodul wird dann eine Zeitschaltuhr gestartet, die eine Abschaltzeitspanne bestimmt, innerhalb der das Zentralmodul auf das Auftreten eines Auslöseereignisses wartet. Wenn das Auslöseereignis innerhalb der bestimmten Abschaltzeitspanne eintritt, bestimmt eine elektronische Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs, ob für das Endgerät der Zugang zum Fahrzeug freigegeben wird. Bei Entscheiden, dass für das Endgerät der Zugang zum Fahrzeug freigegeben wird, kann die ECU Verarbeitungsschritte durchführen, um zu veranlassen, dass die wenigstens eine PEPS-Funktion ausgeführt wird, um den Zugang zum Fahrzeug zu gestatten. Beim Feststellen, dass das Endgerät für einen Zugang zum Fahrzeug berechtigt ist, kann die ECU einen Verarbeitungsvorgang durchführen, um zu veranlassen, dass die wenigstens eine auszuführende PEPS-Funktion für den Zugang zum Fahrzeug freigegeben wird. Wenn das Auslöseereignis nicht innerhalb der durch die Zeitschaltuhr bestimmten Abschaltzeitspanne eintritt, wird die Freigabe beim Zentralmodul gelöscht.
  • Bei einigen Ausgestaltungen des Verfahrens sind die Anbietekanäle und der Datenkanal mit Standards für Bluetooth-Niedrigenergiekommunkation (BLE) so konform, dass jeder der Anbietekanäle verbindungslos sind und keine Verbindung für Kommunikation über den Anbietekanal eingerichtet werden muss, und so konform, dass jeder der Datenkanäle verbindungsorientiert ist, so dass eine Verbindung eingerichtet werden muss, bevor Kommunikation über den Datenkanal stattfinden kann.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beispielhaften Ausgestaltungen werden nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei.
  • 1A ist ein Blockdiagramm, das ein System mit einem Fahrzeug und einem Endgerät gemäß den offenbarten Ausgestaltungen zeigt;
  • 1B zeigt ein Blockdiagramm eines Sensorelements mit einer kombinierten Funktion gemäß einer Ausgestaltung;
  • 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm, das ein Beispiel für einen Bluetooth-Chipsatz und eine Bluetooth-Antenne zeigt, die beim Sensorelement mit der kombinierten Funktion, beim Zentralmodul und/oder beim Endgerät entsprechend einigen der Ausgestaltungen implementiert werden können;
  • 3A und 3B zeigen ein Verfahren gemäß einiger der offenbarten Ausgestaltungen;
  • 4 ist ein weiteres Verfahren gemäß einiger der offenbarten Ausgestaltungen;
  • 5A und 5B zeigen noch ein weiteres Verfahren gemäß einiger der offenbarten Ausgestaltungen;
  • 6 zeigt ein Diagramm, das ein Mapping von Radiofrequenzkanälen (RF) zu Bluetooth-Niedrigenergie-Datenkanälen (BLE) und BLE-Anbietekanälen zeigt; und
  • 7 zeigt eine beispielhafte Datenstruktur eines Anbietekanalpakets gemäß wenigstens einer Ausgestaltung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die nachstehende ausführliche Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll weder die Anwendung noch die Verwendung beschränken. Weiterhin ist nicht beabsichtigt, an irgendeine ausgedrückte oder implizierte Theorie gebunden zu sein, die im vorangegangenen Technischen Gebiet, dem Hintergrund, der Übersicht oder der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung präsentiert ist.
  • Die 1A zeigt ein System 100 mit einem Fahrzeug 110 und einem Endgerät 170 entsprechend den offenbarten Ausgestaltungen.
  • Das Endgerät 170 ist ein Bluetooth-fähiges Gerät. Das Endgerät 170 beinhaltet eine Bluetooth-Antenne 172 und ein Bluetooth-Chipset 175, und es ist in der Lage, sämtliche bekannten Bluetooth-Standards und -Protokolle einschließlich dem Bluetooth-Niedrigenergie-Protokoll (BLE) zu implementieren. Technische Spezifikationen zu Bluetooth werden durch die Bluetooth Special Interest Group (SIG) entwickelt und veröffentlicht. Die Bluetooth Core Specification Version 4.0, angepasst am 30. Juni 2010, das Core Specification Supplement (CSS) v1, angepasst am 27. Dezember 2011, das Core Specification Addendum (CSA) 2, angepasst am 27. Dezember 2011, das Core Specification Supplement (CSS) v2, angepasst am 24. Juli 2012, und das Core Specification Addendum (CSA) 3, angepasst am 24. Juli 2012 beschreiben verschiedene Features der BLE Standards und werden hiermit durch Bezugnahme darauf vollumfänglich in diese Anmeldung mit einbezogen. Kopien von jeder dieser mit einbezogenen Grundspezifikationen, einschließlich der Bluetooth Specification Version 4.0, können von der Bluetooth Special Interest Group (SIG) erhalten werden unter schriftlicher Kontaktaufnahme an Bluetooth Special Interest Group, 5209 Lake Washington Blvd NE, Suite 350, Kirkland, WA 98033, USA, oder unter Besuchen ihrer Webseite und Herunterladen einer Kopie erhalten werden. Die Bluetooth Core Specification Version 4.0 beinhaltet das Klassische Bluetooth, Bluetooth High Speed (HS) Protokolle und Bluetooth Niedrigenergie (BLE).
  • Ohne dies zu beschränken, kann das Endgerät 170 jedes Gerät sein, das Bluetooth-Kommunikation ermöglicht wie z. B. ein Smartphone oder ein anderes Handy, ein Laptop- oder Palmtop-Computer, Tablet-Computer, ein PDA, ein Bluetooth-fähiges Fernsteuergerät, ein Token, ein Schlüsselanhänger, eine Armbanduhr, eine Spielekonsole, ein Unterhaltungsgerät oder jedes andere Bluetooth-fähige Gerät. Weiterhin ist zu bemerken, dass das Endgerät 170 in einigen Implementierungen als mehrere unterschiedliche Geräte ausgebildet sein kann (z. B. als Schlüsselanhänger und als ein Bluetooth-fähiges Kommunikationsgerät wie ein Smartphone). Wenn ein Fahrer z. B. ein Bluetooth-fähiges Smartphone und einen Bluetooth-fähigen Schlüsselanhänger bei sich hat, kann das System die Informationen über die Signalstärke von jedem dieser Geräte unabhängig voneinander verarbeiten, um die Nähe des Fahrers vom Fahrzeug zu bestimmen. Dies ist auch in Situationen nützlich, in denen eines der Geräte nicht verfügbar ist (z. B. wegen Verlust, ohne Versorgungsspannung, defekt), weil sie als „Back up” wirken. Dies kann beispielweise in einer Situation der Fall sein, in der das Bluetooth-fähige Smartphone defekt sein könnte, der Fahrer jedoch seinen Schlüsselanhänger bei sich hat oder umgekehrt. In einer anderen Situation mag der Fahrer unglücklicherweise seinen Schlüsselanhänger im Fahrzeug eingesperrt haben und lediglich ein Smartphone bei sich haben.
  • Das Fahrzeug weist Reifen 115 und eine Mehrzahl von im Fahrzeug eingebauten Modulen 140 auf, die mannigfaltige Management- und Steuerungsfunktionen ausüben. Jeder der Reifen 115 hat ein Sensorgerät 120 mit kombinierten Funktionen (nachstehend der Einfachheit halber lediglich als „Sensor” bezeichnet) eingebaut.
  • Sensorgeräte 120 mit kombinierten Funktionen (oder „Sensoren”)
  • Jeder Sensor 120 ist mit einer Bluetooth-Antenne 122 gekoppelt (die außerhalb des Reifens sein kann). Weiterhin umfasst, wie in 1B gezeigt, jeder Sensor 120 einen Reifendrucküberwachungssystemsensor 124, einen Bluetooth-Chipsatz 125 und ein Modul 130 zum Erkennen/Bestimmen der Nähe des Endgeräts, wobei das Modul 130 ein Signalverarbeitungsmodul 132 aufweist.
  • Der Reifendrucküberwachungssystemsensor 124 erfasst den Luftdruck in dem Reifen 115, in dem er eingebaut ist. Der Reifendrucküberwachungssystemsensor 124 kann jeder bekannte Sensor sein, der zum Überwachen des Reifendrucks verwendet werden kann. Einzelheiten solcher Sensoren sind in de Fachwelt bekannt und werden deshalb nachstehend nicht detailliert beschrieben.
  • Üblicherweise enthält das Bluetooth-Chipset 125 einen Bluetooth-Controller und einen Hostrechner (in 1 nicht dargestellt), wie in jedem der Bluetooth Kommunikationsstandards definiert, die hiermit durch Bezugnahme Bestandteil dieser Anmeldung sind. Einige Einzelheiten bezüglich dieses Bluetooth-Chipsets 125 werden nachstehend unter Bezugnahme auf 2 detailliert beschrieben.
  • Das Bluetooth-Chipset 125 erzeugt Signale, die über die Bluetooth-Antenne 122 zu übermitteln sind, und empfängt darüber hinaus Signale über die Bluetooth-Antenne 122, die von anderen Bluetooth-fähigen Geräten übermittelt werden. In einer Ausgestaltung ist die Bluetooth-Antenne 122 so ausgeführt, dass sie den Ventilschaft jedes Reifens benutzt.
  • Bei einigen Ausführungsformen verarbeitet das Signalverarbeitungsmodul 132 des Moduls 130 zum Erkennen/Bestimmen der Nähe des Endgeräts Informationen vom von der Bluetooth-Antenne 122 erhaltenen Signalen, um die Information über die Signalstärke zu bestimmen, und bei einigen Ausführungsformen, um die ungefähre Entfernung zwischen der Quelle dieser Signale (z. B. dem Endgerät 170) und dem Reifen 150 des Fahrzeugs 110 zu bestimmen, in dem der Sensor 120 angeordnet ist (z. B. kann die Information über die durch mehrere Sensoren erfasste und ermittelte Signalstärke unter Verwendung bekannter Winkelberechnungstechniken verarbeitet werden, um die ungefähre Entfernung eines Endgeräts von einem oder mehrerer Reifen zu bestimmen).
  • Module innerhalb des Fahrzeugs
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die in 1A gezeigte Ausgestaltung enthalten die im Fahrzeug eingebauten Module 140 ein Zentralmodul 144 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 162.
  • Das Zentralmodul 144 weist einen Bluetooth-Chipsatz 145, ein Modul 147 zum Authentifizieren und Freigeben von Endgeräten und ein Modul 150 zum Erkennen einer Annäherung eines Endgeräts auf. Gemäß einiger der offenbarten Ausgestaltungen kann das Zentralmodul 144 in einem Unterhaltungs- oder Telematikmodul implementiert sein. Ein Vorteil einer Implementierung des Zentralmoduls 144 in einem Unterhaltungs- oder Telematikmodul liegt darin, dass ein jedes dieser Module typischerweise bereits einen Bluetooth-Chipsatz aufweist, so dass es nicht notwendig ist, einen zusätzlichen spezifischen Bluetooth-Chipsatz vorzusehen zur Verwendung durch das Zentralmodul 144. in einer Ausgestaltung generiert das Zentralmodul 144 dynamisch und nach dem Zufallsprinzip eine neue Bluetooth-Adresse für das Endgerät 170 und die Sensoren 120 am Ende eines jeden Fahrzyklus. Die neue Bluetooth-Adresse für das Endgerät 170 kann den Sensoren 120 bereitgestellt werden, so dass sie von den Sensoren 120 und/oder dem Zentralmodul 144 verwendet werden kann, um das Endgerät 170 zu identifizieren und zu authentifizieren. Dasselbe trifft für die neuen Bluetooth-Adressen für jeden Sensor 120 zu.
  • Die ECU 162 kann andere im Fahrzeug befindliche Module beinhalten einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, einem Reifendruckmanagementmodul 146 und ein Steuermodul 148 für. Das Steuermodul 148 für das PEPS-System weist ein Fernbedienungsmodul 152 und ein Steuermodul 154 für den Fahrzeugaufbau auf. Die im Fahrzeug eingebauten Module 140 sind so gezeigt, als ob sie in einem einzigen Gehäuse angeordnet seien, das die im Fahrzeug eingebauten Module 140 darstellt; es ist jedoch anzumerken, dass die im Fahrzeug eingebauten Module 140 innerhalb des Fahrzeugs 110 verteilt sein können und miteinander über einen oder mehrere Busse kommunizieren können.
  • Das Endgerät 179, die Sensoren 120, das Zentralmodul 144 und die ECU 162 werden verwendet, um ein PEPS-System zum Durchführen von wenigstens einer PEPS-Funktion bei einem Fahrzeug bereit zu stellen, wenn das Endgerät 170 (z. B. Smartphone oder Schlüsselanhänger, usw.) dem Fahrzeug nähert und die Kriterien für eine Freigabe erfüllt.
  • Um dies zu ermöglichen, kann das Zentralmodul 144 kommunikationsmäßig mit dem Endgerät 170 und den Sensoren 120 über Bluetooth-Drahtlosverbindungen (z. B. Bluetooth-Drahtlosniedrigenergieverbindungen (BLE)) gekoppelt werden.
  • Das Endgerät 170 kommuniziert mit den Sensoren 120 und dem Zentralmodul 144 entsprechend einem Bluetooth-Kommunikationsprotokoll. Zusätzlich weist das Endgerät 170 verschiedene Anwendungen auf wie beispielsweise ein Anwendungsprogramm für passiven Zugang und passiven Start (PEPS) (in 2 durch das Bezugszeichen 201 gezeigt), das es ermöglicht, als Teil eines PEPS-Systems Informationen bereitzustellen und Befehle zu erzeugen, zusammen mit dem Steuermodul 148 für das PEPS-System, das innerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist.
  • Bei einigen Ausgestaltungen kann das Zentralmodul 144 einen gefilterten Scan nach Anbietemitteilungen durchführen, die vom Endgerät 170 über einen Anbietekanal übertragen werden. Wenn das Endgerät 170 während des Scans erfasst wird, kann das Zentralmodul 144 jedem der Sensoren 120 eine „Gefunden-Mitteilung” übermitteln, die besagt, dass die Sensoren 120 nach einer oder mehreren Anbietemitteilungen scannen sollen, die vom Endgerät 170 über einen Anbietekanal übertragen werden. Umgekehrt kann jeder Sensor 120 nach den Anbietemitteilungen scannen und bei Auffinden für die Anbietemitteilung(en) die Information über die Signalstärke bestimmen und dann an das Zentralmodul 144 eine Berichtsmitteilung übermitteln, die die Information über die Signalstärke enthält und eine Bluetooth-Adresse für das Endgerät 170. Bei anderen Ausgestaltungen können die Sensoren 120 auch Anbietemitteilungen über einen Anbietekanal übertragen, und das Endgerät 170 führt einen gefilterten Scan nach von jedem der Sensoren 120 übermittelten Anbietemitteilungen durch und kann, bei Eintreffen, aus den Anbietemitteilungen die Information über die Signalstärke bestimmen. Das Endgerät 170 kann dann eine Berichtsmitteilung an das Zentralmodul 144 übermitteln, die entsprechend jedem Sensor 120 die Informationen über die Signalstärke umfasst.
  • Das Zentralmodul 144 kann die Entfernung des Endgeräts 170 vom Fahrzeug bestimmen, basierend auf den Informationen über die Signalstärken von den Berichtsmitteilungen, erhalten von den Sensoren 120 oder dem Endgerät 170.
  • Basierend auf der Entfernung des Endgeräts 170 vom Fahrzeug kann das Zentralmodul 144 dann ermitteln, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Freigabe befindet. So kann die Information über die Signalstärke verwendet werden, um die Nähe zum Fahrzeug zu ermitteln. Bei einigen Ausgestaltungen kann das Zentralmodul 144, wenn festgestellt wird, dass sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Freigabe befindet, einen Freigabeprozess beim Endgerät 170 durch Austausch von Mitteilungen mit dem Endgerät über einen Datenkanal einleiten und anschließend das Durchführen von wenigstens einer PEPS-Funktion beim Fahrzeug 100 steuern. Beispielsweise kann das Zentralmodul 144 in einer Ausgestaltung eine Aufruf/Antwortprozedur durchführen und Ergebnisse an das BCM senden. Hier wird dann entschieden, ob das Endgerät 170 für einen Fahrzeugzugang befugt ist.
  • Beispielsweise werden bei einigen Ausgestaltungen die PEPS-Funktionen ausgeführt (z. B. werden die Türen entriegelt, der Motor wird gestartet, usw.), wenn festgestellt wird, dass sich das Endgerät 170 nahe genug beim Fahrzeug 110 befindet. Wenn festgestellt wird, dass das Endgerät 170 zu weit vom Fahrzeug 110 entfernt ist, bleibt das PEPS-System deaktiviert und die Türen bleiben verriegelt.
  • Ein Vorteil beim Verwenden von Anbietekanälen, um Informationen über die Signalstärke mitzuteilen, liegt darin, dass ihr verbindungsloser Zustand den zeitlichen Aufwand, der zum Erlangen der Information über die Signalstärke notwendig ist, verringert. Das Verwenden von Anbietekanälen ist viel schneller, da keine Verbindung zwischen dem Endgerät 170 und den Sensoren 120 oder dem Zentralmodul 144 hergestellt werden muss, um das Zentralmodul 144 mit der Information über die Signalstärke zu versorgen. Bei einem BLE-Freigabesystem erlaubt es die Kontaktlos-Option dem PEPS-System, Informationen über die Signalstärke aufzunehmen noch bevor eine Verbindung zwischen dem Endgerät 170 und den Sensoren 120 oder dem Zentralmodul 144 eingerichtet ist. Dies wäre bei anderen Drahtlostechnologien (einschließlich der klassischen Bluetooth-Technologie) nicht möglich, da sie das Einrichten einer Verbindung zwischen dem Endgerät 170 und anderen Komponenten (den Sensoren 120 oder dem Zentralmodul 144) des Systems 100 benötigen bevor sie in der Lage sind, Daten zu verarbeiten, die vom Endgerät 170 bereitgestellt werden. Alternativ zu BLE könnten andere Drahtlos-Protokolle verwendet werden, die anstelle von BLE einen kontaktlosen Transfer von Daten ermöglichen.
  • Umgebungserkennung und Steuerung des PEPS-Systems
  • Signale, die vom Endgerät 170 her empfangen werden, können durch ein Signalverarbeitungsmodul 132 verarbeitet werden, das im Sensor 120 eingebaut ist. In einer Ausgestaltung kann das Signalverarbeitungsmodul 132 Informationen über die Signalstärke (z. B. eine empfangene Anzeige (RSSI) über die Signalstärke) bestimmen/messen, die Signalen zugeordnet sind, die vom Endgerät 170 mitgeteilt worden sind. In einer Ausführungsform kann das Signalverarbeitungsmodul 132 eine Berichtsnachricht generieren, die die Information über die Signalstärke umfasst, und kann die Berichtsnachricht dem Zentralmodul 144 mitteilen. Das Modul 150 zum Erkennen einer Annäherung des Zentralmoduls 144 kann die Information über die Signalstärke mit einem oder mehreren Schwellwerten, um zu bestimmen, ob sich das Endgerät 170 innerhalb des Bereichs um das Fahrzeug befindet oder nicht. Wenn das Modul 150 zum Erkennen einer Annäherung des Zentralmoduls 144 feststellt, dass sich das Endgerät 170 innerhalb einer bestimmten Entfernung vom Fahrzeug befindet, die für eine Freigabe notwendig ist, kann das Modul 150 zum Erkennen einer Annäherung eine oder mehrere PEPS-Funktionen oder -Befehle freigeben und mit dem Steuermodul 148 des PEPS-Systems kommunizieren, um diese PEPS-Funktionen/Befehle auszuführen. Beispielsweise kann das Steuermodul 148 des PEPS-Systems bei einigen Ausgestaltungen Steuersignale an das Fernbedienungsmodul 152 und/oder an das Steuermodul 154 für den Fahrzeugaufbau übertragen, die dann verschiedene Funktionen wie Entriegeln der Fahrzeugtüren (z. B. als Reaktion auf einen mechanischen Auslösevorgang wie Ziehen des Türgriffs oder der Kofferraumentriegelung usw.), automatisches Starten des Fahrzeugs usw.. RSSI ist lediglich eine exemplarische Metrik, die das Zentralmodul 144 ergreifen kann, um die Entfernung vom Fahrzeug 110 zu bestimmen. Alternativ dazu können auch beliebige Anzeigen für Verbindungsqualitäten wie ein Bluetooth-Annäherungsprofil verwendet werden, um die Entfernung zwischen zwei BLE-fähigen Geräten zu bestimmen. Das Bluetooth-Annäherungsprofil ist im Bluetooth-Niedrigenergie-Standard definiert. Das Bluetooth-Annäherungsprofil benutzt eine Anzahl von Metriken einschließlich der Information über die Signalstärke, den Zustand der Batterieladung, ob ein Gerät angeschlossen ist, usw., um die Lage eines BLE-fähigen Geräts (z. B. dem Endgerät 170) zu einem anderen BLE-fähigen Gerät (z. B. den Sensoren 120 oder dem Zentralmodul 144) zu beschreiben.
  • Zusätzlich enthält das Zentralmodul 144, entsprechend einiger der offenbarten Ausgestaltungen, auch ein Authentifizierungs- und Freigabemodul 147, das Authentifizierungs- und/oder Freigabemechanismen durchführen kann, die in jedem der hierin mit einbezogenen Bluetooth-Kommunikationsstandards beschrieben sind sowie andere Authentifizierungs- und/oder Freigabemechanismen, die nicht in den Bluetooth-Standards beschrieben sind. Beispielsweise kann das Authentifizierungs- und Freigabemodul 147 vom Endgerät 170 übermittelte Signale empfangen und eine Authentifizierung und/oder Freigabe des Endgeräts 170 durchführen. Sobald das Endgerät 170 authentifiziert und/oder freigegeben ist, ist es dem Endgerät 170 möglich, sich als Steuerung für einige der Module 140 im Fahrzeug zu betätigen. Abhängig von der Implementierung kann diese Steuerung automatisch oder auf Kommando eines Benutzers durchgeführt, der im Besitz des Endgeräts 170 ist.
  • Reifendruckmanagement
  • Das Zentralmodul 144 ist kommunikationsmäßig mit dem Reifendruckmanagementmodul 146 gekoppelt. Wie in 1B dargestellt, kann der Reifendruckmanagementsensor 124 beispielsweise innerhalb des Fahrzeugreifens angeordnet sein und den Reifendruck überwachen. Information bezüglich des Reifendrucks wird dann dem Bluetooth-Chipsatz 125 mitgeteilt, der wiederum die Reifendruckdaten über eine weitere drahtlose Kommunikationsverbindung an das kombinierte Funktionsmodul 144 übermittelt, welches wiederum das Reifendruckmanagementmodul 146 mit Reifendruckdaten versorgt.
  • Wie vorstehend bereits bemerkt, können jeder der Sensoren 120, das Zentralmodul 144 und das Endgerät 170 Bluetooth-Chipsätze 125/145/175 beinhalten. Einige Charakteristika einer Implementierung der Bluetooth-Chipsätze werden jetzt nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Bluetooth-Chipsatzes 125/145/175 und einer Bluetooth-Antenne 122/142/172 zeigt, die beim Sensor 120, beim Zentralmodul 144 und/oder beim Endgerät 170 implementiert sein können, entsprechend einiger nicht beschränkender Beispiele der offenbarten Ausgestaltungen.
  • Der Bluetooth-Chipsatz 125/145/175 umfasst Anwendungsprogramme 200, einen Bluetooth-Niedrigenergieprotokollstapel 202 (BLE), einen optionalen Bluetooth-Basisdatenratenprotokollstapel (BR)/Bluetooth-Protokollstapel für erweiterte Daten (EDR) 204, eine Bluetooth-Funk-Transceiver 208, einen Prozessor 220, der beispielsweise eine Zentralprozessoreinheit (CPU) wie eine Zweikern-Zentralprozessoreinheit (CPU) 260 und 261 umfasst (oder eine beliebige andere Mehrkern-CPU mit einer beliebigen Anzahl von Rechnerkernen), einen Speicher mit beliebigem Zugriff (RAM) 262, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 264 und Interface-Schaltungen 266 zum Ankoppeln an die Bluetooth-Funk-Transceiver 208. Der RAM 262 und der ROM 264 können unter Verwendung jeden bekannten Typs eines Halbleiterspeichers implementiert sein.
  • Jeder der hier beschriebenen Chipsätze 125/145/175 kann entweder ein Singlemodus-Bauteil oder ein Dualmodus-Bauteil sein, abhängig von der Implementierung.
  • Ein Bluetooth-Chipsatz vom Typ Singlemodus ist ein Nur-BLE-Chipsatz, der für ultraniedrige Leistungsoperation optimiert ist und der mit anderen Bluetooth-Chipsätzen vom Typ Singlemodus und Bluetooth-Chipsätzen vom Typ Dualmodus kommunizieren kann, wenn letztere den BLE-Technologieteil ihrer Architektur zum Übermitteln und Empfangen verwenden. Chips vom Singlemodus-Typ können bei Verwenden einer Knopfzellenbatterie (z. B. eine 3 V, 220 mAh CR2032) über eine lange Zeit hinweg (Monate oder sogar Jahre) arbeiten.
  • Im Gegensatz dazu sind Bluetooth-Chipsätze vom Typ Dualmodus auch in der Lage, mit klassischer Bluetooth-Technologie und anderen Chipsätzen vom Typ Dualmodus zu kommunizieren, die eine herkömmliche Bluetooth-Architektur verwenden. Bluetooth-Chipsätze vom Typ Dualmodus sind in der Lage, sowohl mit allen alten, klassischen Bluetooth-Bausteinen als auch mit BLE-Bausteinen zu kommunizieren. Allerdings sind Chips vom Typ Dualmodus nicht im selben Maß für den ULP-Betrieb optimiert wie Singlemodus-Geräte, weil sie gefordert sind, klassische Bluetooth- und BLE-Aufgaben auszuführen. Im Gegenteil, Elemente für klassische Bluetooth-Technologie und BLE-Dualmodus benötigen typischerweise die Kapazität von wenigstens zwei AAA-Zellen (die das 10- bis 12fache der Kapazität einer Knopfzelle haben und eine wesentlich größere Verträglichkeit bezüglich Spitzenstrom) und oft mehr, um sie (abhängig von der Anwendung) für Tage oder Wochen mit Energie zu versorgen.
  • Der Bluetooth-Chipsatz 125/145/175 als solcher beinhaltet wenigstens einen Bluetooth-Niedrigenergieprotokollstapel (BLE) 202 und in einigen Implementierungen gegebenenfalls auch einen Bluetooth-BR/EDR-Protokollstapel 204.
  • Der BLE-Protokollstapel 202 ist in der Bluetooth Core Specification, Version 4.0 des Protokolllastenhefts, beschrieben, welcher hiermit durch Bezugnahme darauf vollumfänglich in diese Anmeldung mit hereingenommen ist. Der BLE-Protokollstapel 202 ist für gelegentliche Verbindungen optimiert, die längere Ruhezeiten zwischen Verbindungen, Übermitteln geringer Daten, sehr niedrige Auslastungsgrade und Topologie, die einfacher ist als bei klassischen Bluetooth-Elementen ist, optimiert. Einige Charakteristika der BLE-Technologie, die grundlegend helfen, ultraniedriges Leistungsverhalten (ULP) zu erzielen, sind maximierte Stand-by-Zeiten, schnelle Verbindung und niedrige Spitzenleistung beim Senden/Empfangen. Klassisches Bluetooth verwendet „Verbindungsorientiertes” Funken mit einem festen Verbindungsinterval. Im Gegensatz dazu wendet die BLE-Technologie ein variables Verbindungsinterval, das im Bereich von einigen wenigen Millisekunden bis hin zu mehreren Sekunden eingestellt werden kann, abhängig von der Anwendung. Zusätzlich kann sich die BLE-Technologie, weil sie eine rasche Verbindung aufweist, normalerweise in einem verbindungslosen Zustand befinden, wenn sich die beiden Enden von Verknüpfungen gegenseitig wahrnehmen, aber sich miteinander nur dann verbinden, wenn es absolut unerlässlich ist, und dann auch nur für eine kürzest mögliche Zeit. Diese verbindungslose Betriebsart der BLE-Technologie passt ideal zum Übertragen von Daten, wo vollständig asynchrone Kommunikation verwendet werden kann, um geringe Datenvolumina selten zu kommunizieren senden.
  • Bei einigen Ausgestaltungen können einige oder alle der Bluetooth-Chipsätze 125/145/175 auch einen Bluetooth-BR/EDR-Protokollstapel 204 enthalten, der in der Bluetooth-Spezifikation Version 3.0 + HS beschrieben ist, die hiermit durch Bezugnahme darauf vollumfänglich in diese Anmeldung mit hereingenommen ist.
  • Die Bluetooth-Protokollstapel 202 und 204 und/oder die Anwendungsprogramme 200 können im RAM 232 und/oder ROM 264 als Programmlogik in Form von Programmbefehlen gespeichert sein, die beim Abarbeiten in den CPUs 260 und/oder 261 wenigstens eine der Funktionen der offenbarten Ausgestaltungen ausführen. Die Programmlogik mag dem RAM 262 oder dem ROM 264 zugeliefert werden von einem Computer-Programmprodukt der Art von Computer-nutzbarer Medien wie residente Speicherbausteine, Smartcards oder andere entfernbare Speicherbausteine. Alternativ dazu kann sie als integrierte Logikschaltung enthalten sein in Form von programmierten Logikanordnungen oder von kundenspezifischen ASIC-Schaltungen (ASICs). Bei einigen Ausgestaltungen mag die Programmlogik von solchen Computerlesbaren Medien herabgeladen werden, um z. B. im RAM 262 oder im programmierbaren ROM 264 gespeichert zu werden für ein Ausführen durch die CPUs 260 und/oder 261.
  • Die Bluetooth-Funkeinrichtung 208 kann separate Sende-Empfangsschaltungen beinhalten, oder die Bluetooth- Funkeinrichtung 208 kann, alternativ dazu, ein einzelnes Funkmodul sein, das in der Lage ist, einzelne oder Mehrfachkanäle bei Hochgeschwindigkeit im Zeitmultiplex- und Frequenzmultiplexverfahren zu betreiben.
  • Die andere Funkeinrichtung 270 kann irgendeine allgemein bekannte Funkeinrichtung aus der Vielzahl von drahtlosen persönlichen Funkeinrichtungen, von drahtlosen lokalen Funkeinrichtungen oder drahtlosen Fernfunkeinrichtungen sein.
  • Schließlich können, im Hinblick auf das Endgerät 170, die Anwendungsprogramme 200 unter anderem ein PEPS Systemsteuermodul 201 beinhalten, das, einmal dazu autorisiert, das Fahrzeug 110 zu steuern, dazu verwendet werden, um aktiv oder inaktiv jede hier beschriebenen PEPS-Funktionen zu steuern.
  • Bluetooth-Niedrigenergieprotokollstapel (BLE)
  • In der nachstehenden Beschreibung werden Details vorgelegt werden im Hinblick auf einige der Lagen des BLE-Protokollstapels. Weitere Details betreffend jede Lage sind in der Bluetooth-Spezifikation Version 4.0 (wie auch in deren Zusätzen und Ergänzungen) beschrieben.
  • Wie allgemein bekannt, beinhaltet der BLE-Protokollstapel 202 zwei Hauptteile, die allgemein als die Steuerung und als der Zentralrechner bezeichnet werden. Die Steuerung umfasst eine physikalische Layer und eine Verbindungslayer (LL), die typischerweise als ein kleiner System-on-Chip (SOC) mit einer integrierten Funkeinrichtung, wie z. B. als Bluetooth-Funkeinrichtung 208. Der Zentralrechner läuft auf einem Anwendungsprozessor und beinhaltet die Funktionalität eines oberen Layers, die die Logische Verbindungssteuerung und das Anpassungsprotokoll (L2CAP) beinhaltet, das Attributprotokoll (ATT), das Generische Attributprofil (GATT), das Sicherheitsmanagerprotokoll (SMP) und das Generische Zugangsprofil (GAP).
  • Das L2CAP stellt Protokollen Oberer Lagen wie dem SMP und dem ATT Datendienste bereit. Es ist zuständig für das Protokollmultiplexen und für die Datensegmentierung in kleinere Pakete für die LL-Steuerung. Das L2CAP ist eine Backend-Schnittstelle für das GAP, das die auf das Erkennen von BLE-Geräten und auf Verbindungsmanagementaspekten beim Verbinden mit anderen BLE-Geräten bezogenen generischen Verfahren definiert.
  • Das ATT ist für in BLE verwendete kleine Paketgrößen optimiert. Das ATT erlaubt es einem Attributserver, einem Attributsclient einen Satz von Attributen und deren zugeordnete Werte offenzulegen. Diese Attribute können durch gleichartige Geräte erkannt, gelesen und geschrieben werden.
  • Das GATT beschreibt ein Diensterahmenwerk, das das ATT zum Erkennen von Diensten und zum Lesen und Schreiben charakteristischer Werte von einem bzw. in ein gleichartiges Gerät verwendet. Es verknüpft sich mit der Anwendung durch die Profile der Anwendung. Das Anwendungsprofil selbst definiert die Sammlung von Attributen und jegliche Bewilligung, die notwendig ist, um diese Attribute bei der Kommunikation zu verwenden.
  • Das GAP stellt für die Anwendung ein Interface bereit, um verschiedene Betriebsmodi (z. B. Anbieten oder Scannen, und auch, um eine Verbindung mit anderen Geräten zu initiieren, einzurichten und zu managen) zu konfigurieren und einzurichten. Das GAP wird nachstehend detaillierter beschrieben.
  • Das SMP ist für das Verbinden von Geräten miteinander und das Verteilen von Schlüsseln. Das SMP definiert, wie der Sicherheitsmanager (SM) des Geräts mit seinem Gegenstück beim anderen Gerät kommuniziert. Der SM stellt zusätzliche kryptographische Funktionen zur Verfügung, die von anderen Komponenten des Stapels benutzt werden können. BLE benutzt die Standard-AES-128-bit-Kryptomaschine und verwendet einen Pairingmechanismus zum Verteilen der Schlüssel. Das SMP stellt einen Mechanismus nicht nur zum Verschlüsseln bereit, sondern auch zum Durchführen von Datenauthentifikation.
  • Die Kommunikation zwischen dem Host und der Steuerung ist als Interface zwischen Hauptrechner und Steuerung (HCI) standardisiert. Nebenprofile (wie Funktionalität der Anwendungslayer, die nicht in der Bluetooth-Spezifikation definiert ist) können oben auf dem Host implementiert werden.
  • Physikalische Bluetooth-Niedrigenergielayer (BLE) und Bluetooth-Niedrigenergiekanäle (BLE)
  • BLE arbeitet im 2.4 GHz ISM-Band (Industrial, Scientific, Medical) und definiert 40 Radiofrequenzkanäle (RF) mit 2 MHz Kanalbandbreite. Es gibt zwei Arten von BLE RF Kanälen: Anbietekanäle und Datenkanäle. Drei Anbietekanäle werden zum Aufspüren von Geräten, zum Verbindungsaufbau und zur Nachrichtenübermittlung benutzt, während siebenunddreißig (37) Datenkanäle zur bidirektionalen Kommunikation zwischen miteinander verbundenen Geräten verwendet werden.
  • Wenn bei BLE ein Gerät nur Daten senden will, übermittelt es die Daten über Anbietekanäle in Anbietepaketen. Jedes Gerät, das Anbietepakete übermittelt, kann als Anbieter bezeichnet werden. Die Übermittlung von Paketen über die Anbietekanäle findet in Zeitintervallen statt, die als Ankündigungsvorgang bezeichnet werden. Innerhalb eines Ankündigungsvorgangs verwendet der Anbieter sequentiell jeden Anbietekanal zur Paketübermittlung. Der Einfachheit halber werden hier die Anbietekanäle manchmal als ein Anbietekanal bezeichnet werden.
  • Geräte, die nur Daten über die Anbietekanäle empfangen, können als Scanner bezeichnet werden.
  • Bidirektionale Kommunikation zwischen zwei Geräten setzt voraus, dass sie miteinander verbunden werden. Das Herstellen einer Verbindung zwischen zwei Geräten ist ein asymmetrischer Vorgang, bei dem ein Anbieter über die Anbietekanäle ankündigt, dass er ein kontaktierbares Gerät sei, während das andere Gerät, das als Initiator bezeichnet werden kann, nach solchem Anbieten sucht. Wenn ein Initiator einen Anbieter findet, kann er dem Anbieter eine Verbindungsanfragemitteilung übermitteln, der eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen den beiden Geräten aufbaut. Beide Kanäle können dann miteinander über die physikalischen Datenkanäle kommunizieren. Die Pakete für diese Verbindung werden über einen zufällig generierten 32-Bit-Zugangscode identifiziert werden.
  • Physikalische Kanäle können eine GFSK-Modulation (Gaussian Frequency Shift Keying) anwenden, die einfach implementierbar ist. Der Modulationsindex kann im Bereich zwischen 0,45 und 0,55 liegen, was einen reduzierten Spitzenleistungsverbrauch ermöglicht. Ein adaptiver Frequenzsprungmechanismus wird im Hinblick auf die Datenkanäle verwendet, um Interferenz und drahtlose Ausbreitungsbelange wie z. B. Fading und Mehrwegausbreitung zu entschärfen. Dieser adaptive Frequenzsprungmechanismus wählt während eines gegebenen Zeitintervalls einen von 37 möglichen Datenkanälen für die Kommunikation aus.
  • Entsprechend den offenbarten Ausgestaltungen erfolgt jede über den Äther stattfindende Kommunikation zwischen den Bluetooth-Chipsätzen 125/145/175 der Sensoren 120, des Zentralmoduls 144 und dem Endgerät 170 entweder über einen BLE Anbieterkanal oder über einen BLE Datenkanal statt, der mit den BLE-Standards verträglich ist. In anderen Worten: die BLE-Anbieterkanäle sind verbindungslos und benötigen keine zwischen Sender und Empfänger eingerichtete Verbindung, um über die BLE-Anbieterkanäle kommunizieren zu können. Im Gegensatz dazu sind die BLE-Datenkanäle verbindungsorientiert in der Art, dass vor einer Kommunikation über die BLE-Datenkanäle eine Verbindung zwischen Sender und Empfänger eingerichtet werden muss. Diese BLE-Kanäle werden nachstehend mit Bezug auf die 6 näher beschrieben werden.
  • Bluetooth-Niedrigenergieverbindungsebene (BLE)
  • Die BLE-Verbindungsebenensteuerung (LL) ist für Kommunikation bei niedrigem Pegel über ein physikalisches Ebeneninterface verantwortlich. Die BLE-LL-Steuerung managt Reihenfolge und Timing von übermittelten und empfangenen Rahmen und kommuniziert unter Verwendung des Verbindungsebenenprotokolls mit anderen Knoten in Bezug auf Verbindungsparameter und Datenflusssteuerung. Die BLE-LL-Steuerung behandelt auch empfangene oder übermittelte Pakete, während das Gerät in Anbieter- oder Suchmodi ist. Die BLE-LL-Steuerung umfasst auch eine Funktion von Eingangs-/Ausgangsüberwachung, um die Belastung und den Datenaustausch mit anderen Geräten zu beschränken. Falls Filtern konfiguriert ist, pflegt die BLE-LL-Steuerung eine „Weiße Liste” von zugelassenen Geräten und ignoriert alle Anfragen auf Datenaustausch oder Anbieterinformation von anderen. Dies hilft nicht nur unter Sicherheitsaspekten, sondern vermindert auch den Leistungsverbrauch. Die BLE-LL-Steuerung verwendet das HCI, um mit oberen Ebenen des Stapels zu kommunizieren, falls diese nicht kollokiert sind.
  • Das BLE definiert zwei Rollen der Geräte bei der LL für eine hergestellte Verbindung: Master und Slave. Dies sind die Geräte, die entsprechend als Initiator und als Anbieter während eines Verbindungsaufbaus wirken. Ein Master kann mehrere Simultanverbindungen mit verschiedenen Slaves managen, während ein Slave nur mit einem Master verbunden sein kann. Folglich folgt das aus einem Master und seinen Slaves zusammengestellte Netzwerk, welches als Piconetz bezeichnet wird, einer Sterntopologie.
  • Auffinden eines Geräts und Verbindungsaufbau
  • BLE verwendet ein Push-Modell anstelle des bei herkömmlicher Bluetooth-Drahtlostechnologie verwendeten Pull-Modells. Geräte, die von anderen Geräten aufgefunden werden wollen, verwenden Anbieten von Senden (oder Signalen) in einem Umfeld, in dem Geräte nach solchen Sendungen Ausschau halten, während herkömmliche Bluetooth-Drahtlostechnologie Geräte, die von anderen Geräten aufgefunden werden wollen, in einem Empfangsmodus versetzen, bevor sie Geräteinformation aussenden. Bei BLE werden anbietende Aussendungen auch als ein Verfahren für ein Gerät verwendet, um Geräten in der Umgebung anzuzeigen, dass es mit anderen Geräten oder mit einem spezifischen Gerät verbindbar ist. Geräte, die auf anbietende Aussendungen Ausschau halten, können sich auch in einem ausschließlich verbindbaren Modus befinden, in dem sie nur dann antworten, wenn sie zum Verbinden anbietende Aussendungen von Geräten empfangen, die mit einem anderen Gerät Verbindung aufnehmen wollen.
  • Rollen des GAP
  • Auf der höchsten Ebene des BLE Kernstapels 202 spezifiziert das GPA Geräterollen, Modi und Verfahren für das Auffinden von Geräten und Diensten, dem Managen von Verbindungsaufbau, und für Sicherheit.
  • Für Geräte, die über einen physikalischen BLE-Kanal arbeiten, definiert das BLE GAP vier Rollen mit speziellen Anforderungen an den zugrunde liegenden Controller: Sender, Ermittler, peripher und zentral. Jede Rolle spezifiziert die Anforderungen an den zugrunde liegenden Controller. Dies ermöglicht es, Steuerungen für spezielle Verwendungsfälle zu optimieren.
  • Obwohl diese Rollen in den BLE-Standards definiert sind, werden sie kurz beschrieben, bevor einige spezielle Beispiele verschiedener Rollen beschrieben werden, die die Sensoren 120, das Zentralmodul 144 und das Endgerät 170 bei verschiedenen Verfahren entsprechend einiger der offenbarten Ausgestaltungen einnehmen können. Die verschiedenen Rollen werden nachstehend unter Bezug auf (ein) allgemeine(s) „Gerät(e)” beschrieben werden; der Fachmann wird allerdings zugestehen, dass jedes Gerät auf jedes Objekt zutrifft,, das einen Bluetooth-Chipsatz und eine Bluetooth-Antenne einschließlich der Sensoren 120, dem Zentralmodul 144 und die Endgeräte 170 enthält, die hierin beschrieben sind.
  • Rolle des Senders
  • Ein Gerät in der Rolle des Senders kann auch als Sender bezeichnet werden. Ein Gerät, das in der Rolle des Senders arbeitet, benötigt einen Sender und kann einen Empfänger umfassen. Ein Gerät in der Rolle des Senders unterstützt keine Verbindungen mit anderen Geräten. Ein Sender sendet Daten nur über die Anbietekanäle. Genauer gesagt, ein Gerät, das in der Rolle des Senders arbeitet, ist ein Gerät, das anbietende Ankündigungen wie in [Vol. 6], Part B Section 4.4.2 der Bluetooth-Kernspezifikation Version 4.0 beschrieben sendet. Kurz gesagt, der Sender ist lediglich für Übermittlungsanwendungen optimiert.
  • Rolle des Ermittlers
  • Ein Gerät, das in der Ermittlerrolle arbeitet, kann auch als ermittelndes Gerät oder als Ermittler bezeichnet werden. Ein Ermittler benötigt einen Empfänger und er kann einen Sender haben. Die Ermittlerrolle unterstützt keine Verbindungen mit anderen Geräten. Die Ermittlerrolle ist lediglich für Empfangsanwendungen optimiert und sie ist komplementär zur Rolle des Senders. In anderen Worten gesagt, ein Gerät, das in der Ermittlerrolle arbeitet, ist ein Gerät komplementär zu einem Sender (beispielsweise hat es den Zweck, vom Sender in Anbietungen übermittelte Sendedaten zu empfangen). Genauer gesagt, ein Gerät, das in der Ermittlerrolle arbeitet, ist ein Gerät, das anbietende Ankündigungen wie in [Vol. 6], Part B Section 4.4.2 der Bluetooth-Kernspezifikation Version 4.0 beschrieben empfängt.
  • Periphere Rolle
  • Ein Gerät, das in der peripheren Rolle arbeitet, kann auch als Peripheral oder als] peripheres Gerät bezeichnet werden. Ein peripheres Gerät muss beides aufweisen: einen Übermittler und einen Empfänger. Geräte, die die periphere Rolle unterstützen, benötigen lediglich Steuerungen, die die Slave-Rolle der Steuerung unterstützen. Die periphere Rolle ist für Geräte optimiert, die eine einzelne Verbindung unterstützen und sind weniger komplex als zentrale Geräte. Ein peripheres Gerät bildet mit dem Zentralgerät ein Paar und agiert in einer Verbindung als Client. Jedes Gerät, das den Aufbau einer physikalischen BLE-Verknüpfung akzeptiert, welche irgendeines der Verbindungsaufbauverfahren verwendet, die in Section 13.3 der Bluetooth-Kernspezifikation Version 4.0 definiert sind, wird als die periphere Rolle spielend bezeichnet. Die periphere Rolle ist bei einer Verbindung der Slave und kann nur eine Verbindung halten. In anderen Worten, ein Gerät, das in der peripheren Rolle arbeitet, wird in der Slave-Rolle sein in einem Verknüpfungslayerverbindungszustand wie in [Vol. 6], Part B Section 4.5 der Bluetooth-Kernspezifikation Version 4.0 beschrieben.
  • Es wird angemerkt, dass beim Senden von Daten zum Zentralgerät das periphere Gerät als ein Datenserver für das verbindende Zentralgerät wirkt, das wiederum als Client wirkt.
  • Zentrale Rolle
  • Ein Gerät, das in der zentralen Rolle arbeitet, kann auch als zentrales Gerät oder als Zentrale bezeichnet werden. Eine Zentrale muss beides aufweisen, einen Übermittler und einen Empfänger. Ein Gerät, welches die zentrale Rolle unterstützt, initiiert den Aufbau einer zentralen Verbindung. Die zentrale Rolle unterstützt mehrfache Verbindungen und ist der Initiator für alle Verbindungen mit Geräten in der peripheren Rolle. Die zentrale Rolle ist für ein Gerät ausgelegt, dessen Aufgabe es ist, mehrfache Verbindungen zu initiieren und aufzubauen, während die periphere Rolle für einfache Geräte ausgelegt ist, die eine einzelne Verbindung mit einem Gerät in der zentralen Rolle verwenden. Die zentrale Rolle ist für ein Gerät ausgelegt, das mehrfache Verbindungen initiieren und aufbauen soll, während die periphere Rolle für einfache Geräte ausgelegt ist, die eine einfache Verbindung mit einem Gerät in der zentralen Rolle verwenden. Die zentrale Rolle ist der Master in einer Verbindung und mag mehrfache Verbindungen aufrecht erhalten. Ein Zentralgerät bildet mit Peripheriegeräten Paare und agiert als Host der Verbindung. Die zentralen und peripheren Rollen als solche bedingen, dass die Steuerungen der Geräte die Master- und, respektive, die Slaverollen unterstützen. Geräte, die die zentrale Rolle unterstützen, benötigen eine Steuerung, die die Masterrolle der Steuerung unterstützt und generell komplexere Funktionen unterstützt, verglichen mit den anderen BLE-GAP-Rollen. Ein Gerät, das in der zentralen Rolle arbeitet, wird in der Masterrolle im Verknüpfungslayerverbindungszustand sein wie er in [Vol. 6], Part B Section 4.5 der Bluetooth-Kernspezifikation Version 4.0 beschrieben ist.
  • Es wird angemerkt, dass das Zentralgerät als ein Client für die Peripherie agiert, wenn es Daten von einem Peripheriegerät empfängt, und das Peripheriegerät agiert als ein Datenserver.
  • Parallelbetrieb in mehrfachen GAP-Rollen
  • Falls von der Grundsteuerung unterstützt, mag ein Gerät verschiedene BLE-GAP-Rollen gleichzeitig unterstützen, aber zu einem gegebenen Zeitpunkt kann es nur eine Rolle annehmen. Der Host sollte die unterstützten LL-Zustände und Kombinationen von Zuständen von der Steuerung auslesen, bevor irgendwelche Verfahren oder Modi verwendet werden.
  • Die 3A und 3B zeigen ein Verfahren entsprechend einiger der offenbarten Ausgestaltungen. In den 3A und 3B hat das Gerät 170 eine periphere Rolle, die Sensoren 120 haben in verschiedenen Situationen entweder eine periphere oder eine ermittelnde Rolle, und das Zentralmodul 144 hat eine zentrale Rolle.
  • Wie in 3A gezeigt, beginnt das Verfahren nach den 3A und 3B mit einer anfänglichen Bluetooth-Verbindungssetupphase 305 an, in der Bluetooth-Verbindungen zwischen den Sensoren 120 und dem Zentralmodul 144 eingerichtet oder aufgebaut werden.
  • Beim Block 310 führt das Zentralmodul 144 einen gefilterten Scan durch, um Anbietemitteilungen zu erkennen, die von den Sensoren 120 auf einem der Anbieterkanäle übermittelt werden. Beim Block 310 zeigt die Schleife 310 an, dass das Zentralmodul 144 den gefilterten Scan nach von den Sensoren 120 übermittelten Anbietermitteilungen fortdauernd durchführt. Als Teil des gefilterten Scans am Block 310 sucht das Zentralmodul 144 fortlaufend nach Sensoren 120, so dass es eine Bluetooth-Verbindung mit jedem der Sensoren 120 aufbauen kann, die während des Scans erkannt werden. Jede der Anbietemitteilungen enthält ein Identifizierungsmerkmal des Sensors, der die Anbietemitteilung übermittelt hat.
  • Während einigen Situationen der anfänglichen Setupphase 305 übermitteln ein oder mehrere Sensoren 120 Anbietemitteilungen auf einem der Anbietekanäle, wie am Punkt 314 gezeigt. Obwohl die 3A die Kommunikation einer einzelnen Anbietemitteilung darstellt, ist es klar, dass jeder der Sensoren 120 seine eigene(n), separate(n) Anbietemitteilung(en) übermitteln kann.
  • Wenn, am Punkt 316, das Zentralmodul 144 eine Anbietemitteilung von einem oder mehrerer der Sensoren 120 empfängt, übermittelt das Zentralmodul 144 eine Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilung an diesen bestimmten Sensor, um mit dem Sensor eine Bluetooth-Verbindung aufzubauen. In einer Ausgestaltung kann die Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilung unter Verwendung einer beliebigen bekannten Verschlüsselungstechnologie verschlüsselt werden, um eine verbessere Sicherheit zu schaffen. Obwohl die 3A die Kommunikation einer einzelnen Verbindungsanfragemitteilung darstellt, ist es klar, dass das Zentralmodul 144 eine Verbindungsanfragemitteilung an jeden der Sensoren 120 übermittelt, der während des Suchvorgangs aufgefunden wird. Beim Empfang der Verbindungsanfragemitteilung an jedem bestimmten Sensor wird dieser Sensor die Verbindungsanfragemitteilung erarbeiten, um festzustellen, dass sie vom Zentralmodul 144 ist und mit einer Verbindungsbestätigung antworten und das Bluetooth-Standardverbindungsprotokoll verwenden, um eine sichere Verbindung zwischen jedem Sensor 120 und dem Zentralmodul 144 aufzubauen.
  • Am Punkt 318 kann jeder der Sensoren 120, der eine Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilung vom Zentralmodul 144 erhalten hat, eine Bluetooth-Verbindungsantwortmitteilung übermitteln am Punkt 318. Jede Bluetooth-Verbindungsantwortmitteilung ist eine Bestätigung von einem bestimmten Sensor 120, um anzuzeigen, dass eine Bluetooth-Verbindung zwischen diesem bestimmten Sensor 120 und dem Zentralmodul 144 aufgebaut worden ist. Wenn die Bluetooth-Verbindung dann aufgebaut ist, gehen die Sensoren 120 am Paket 319 in den Empfangsmodus über. Im Empfangsmodus sind die Sensoren 120 in einem verbundenen Zustand mit dem Zentralmodul 144, ohne Daten zu übertragen, und erwarten weitere Befehle vom Zentralmodul 144, bevor sie in einen aktiven Kommunikationsmodus übergehen. Obwohl die 3A die Kommunikation einer einzelnen Bluetooth-Verbindungsantwortmitteilung darstellt, ist es doch vorteilhaft, dass jeder der Sensoren 120 (der eine Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilung vom Zentralmodul 144 erhalten hat) eine eigene Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilung an das Zentralmodul 144 übermittelt.
  • Am Paket 320 führt das Zentralmodul 144 einen gefilterten Scan nach früher autorisierten Endgeräten durch (z. B. ständige Scans nach eingehenden Anbietemitteilungen, übermittelt von einem oder mehreren Endgeräten 170 mit diesen zugeordneten Kennungen, die früher autorisiert waren (beispielsweise ein Gerät, das früher mit dem Fahrzeug auf eine sichere Art verbunden worden war), um in Bezug auf das Fahrzeug PEPS-Funktionen durchzuführen). Beim Block 320 zeigt die Schleife 322 an, dass das Zentralmodul 144 ständig die gefilterten Scans nach Anbietemitteilungen durchführt, übermittelt von früher autorisierten Endgeräten wie z. B. das Endgerät 170.
  • Wenn sich das Endgerät im Zeitabschnitt 325 außer Reichweite befindet, werden (zum Zeitpunkt 326) übermittelte Anbietemitteilungen durch das Endgerät 170 (zum Zeitpunkt 326) durch das Zentralmodul 144 nicht empfangen. Wenn jedoch das Endgerät 170 in die Reichweite des Zentralmoduls (s. Zeitbereich 330 in 3A) gelangt, werden die (zum Zeitpunkt 332) durch das Endgerät 170 übermittelten Anbietemitteilungen durch das Zentralmodul 144 empfangen werden, das (im Block 320) ständig nach Anbietemitteilungen sucht.
  • Wenn das Zentralmodul 144 eine Anbietemitteilung vom Endgerät 170 über einen der Anbietekanäle erhält, hat das Zentralmodul 144 ein früher autorisiertes Endgerät aufgefunden, wie in Block 334 von 3A angezeigt. Im Zeitbereich 336 kommuniziert das Zentralmodul 144 eine „Gefunden-Mitteilung” an jeden der Sensoren 120. Die im Zeitbereich 336 kommunizierte „Gefunden-Mitteilung” enthält die Adresse desjenigen Endgeräts 170, das während des gefilterten Scans im Block 320 gefunden worden war. Die „Gefunden-Mitteilung” im Zeitbereich 336 dient dazu, die Sensoren 120 aufzuwecken, so dass die Sensoren 120 nach Mitteilungen vom Endgerät 170 suchen können. Wenn die Sensoren die „Gefunden-Mitteilung” empfangen, können die Sensoren 120 durch Übermitteln einer Antwortmitteilung im Zeitbereich 338 antworten, was dem Zentralmodul 144 als Bestätigung dafür dient, dass die Sensoren beginnen werden, nach demjenigen Endgerät 170 nachzufragen, das diejenige Adresse hat, die in der „Gefunden-Mitteilung” im Zeitbereich 336 angegeben wurde. Wie im Block 339 angedeutet, fährt das Zentralmodul 144, nachdem das Endgerät 170 erkannt worden war (d. h., erkannt während des Scans beim Block 320) fort, den gefilterten Scan nach anderen (nicht dargestellten) früher autorisierten Endgeräten durchzuführen.
  • Bezug nehmend jetzt auf die 3B, beginnt im Zeitbereich 340 ein Suchprozess nach Endgeräten, die sich gerade dem Fahrzeug nähern könnten. Im Zeitbereich 341 schalten die Sensoren 120 in eine Beobachterrolle und beginnen dann, im Block 342, einen gefilterten Scan nach vom Endgerät 170 (das sich gerade dem Fahrzeug nähern könnte) übermittelten Anbietemitteilungen durchzuführen. Im Block 342 führen die Sensoren 120 ständig einen gefilterten Scan nach Anbietemitteilungen durch, kommuniziert durch das Endgerät 170. die ständige Art des Suchens ist in 3B durch die Schleife 343 angegeben.
  • Da die Sensoren 120 eine oder mehrere vom Endgerät 170 im Zeitbereich 344 übermittelte allgemeine Anbietemitteilungen empfangen, werden die Sensoren 120 die Information über die Signalstärke für jede Anbietemitteilung bestimmen und eine Adresse des Endgeräts 170, das die Anbietemitteilungen übermittelte, wie im Block 345 gezeigt. Nachdem dies bei der Schleife 346 geschieht, schalten die Sensoren ihre Rolle wieder um und beginnen, in einer peripheren Rolle zu arbeiten.
  • Im Block 347 sucht das Zentralmodul 144 nach von den Sensoren 120 übermittelten allgemeinen Anbietemitteilungen. Die von den Sensoren 120 kommunizierten Anbietemitteilungen beinhalten die gemessene Information über die Signalstärke (z. B. ein RSSI) und eine Adresse des Endgeräts 170. Beim Block 347 zeigt die Schleife 348 an, dass das Zentralmodul 144 ständig den Scan nach von den Sensoren 120 übermittelten allgemeinen Anbietemitteilungen durchführt. Obwohl die 3B die Kommunikation einer einzelnen allgemeinen Anbietemitteilungen zeigt, ist es klar, dass jeder der Sensoren 120 seine eigene separate allgemeine Anbietemitteilung an das Zentralmodul 144 übermittelt und dass die Information über die Signalstärke in jeder dieser Mitteilungen verschieden sein kann, da es wahrscheinlich ist, dass jeder Sensor 120 für ein und dasselbe Endgerät voneinander verschiedene Empfangssignalstärken ermitteln wird.
  • Beim Empfang von Anbietemitteilungen, die im Zeitraum bei 350 kommuniziert wurden, verarbeitet das Zentralmodul 144 die Information über die Signalstärke (z. B. ein RSSI) aus der Anbietemitteilung, wie bei der Schleife 356 gezeigt, um die Entfernung des Endgeräts 170 vom Fahrzeug zu bestimmen, und um festzustellen, ob es sich im Bereich für die Autorisierung befindet, und auch, um die Richtung zu bestimmen, aus der sich das Endgerät 170 dem Fahrzeug nähert.
  • Wenn das Zentralmodul erkennt, dass sich das Endgerät 170 nicht im Bereich für eine Autorisierung befindet, wiederholen sich die Kommunikations- und Verarbeitungsschritte an den Stellen 341 bis 356. Dies wird solange wiederholt, bis ermittelt wird, dass sich das Endgerät 170 im Bereich für eine Autorisierung befindet.
  • Wenn das Zentralmodul 144, basierend auf die Information über die Signalstärke, feststellt, dass sich das Endgerät 170 im Bereich für eine Autorisierung befindet, wird das Verfahren dann bis zum Punkt 364 fortgeführt, wo das Zentralmodul 144 Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilungen mit jedem der Sensoren 120 kommuniziert. In einer Ausgestaltung kann die Bluetooth-Verbindungsanfrage eine verschlüsselte Mitteilung sein, um zusätzliche Sicherheit bereit zu stellen. Wie zuvor, obwohl die 3B die Kommunikation einer einzelnen Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilung am Punkt 364 zeigt, ist es klar, dass das Zentralmodul 144 eine einzelne Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilung an jeden der Sensoren 120 übermittelt, der während des Scans ermittelt wurde.
  • Beim Empfang einer der Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilungen kommuniziert, an der Stelle 366, jeder der Sensoren 120 eine Verbindungsantwortmitteilung zum Zentralmodul 144 zurück, um zu bestätigen, dass eine Bluetooth-Verbindung zwischen den Sensor 120 und dem Zentralmodul 144 eingerichtet worden ist. Im nächsten Schritt, beim Punkt 368, kommuniziert das Zentralmodul 144 eine ein allgemeines Attributprofil (GATT) anfordernde Mitteilung über einen der Datenkanäle zu jedem derjenigen Sensoren 120, zu denen es eine Bluetooth-Verbindung eingerichtet hat. Die Gatt-Anforderungsmitteilung (kommuniziert am Punkt 368) beinhaltet eine Aufforderung an den Sensor 120, den Scan nach dem Endgerät 170 fortzusetzen und Information über die Signalstärke für dieses Endgerät 170 zu erlangen.
  • Nachdem entschieden worden ist, dass sich das Endgerät 170 in einem Bereich um das Fahrzeug befindet, der für eine Autorisierung notwendig ist, beginnt im Zeitbereich 370 ein Autorisierungspozess. Der im Zeitbereich 370 durchgeführte Autorisierungsprozess kann, abhängig von seiner Implementierung, variieren. Im Allgemeinen tauschen während des Autorisierungsprozesses im Zeitbereich 370 des Zentralmodul 144 und das Endgerät 170 durch ein Autorisierungsverfahren Mitteilungen aus, um zu bestätigen, dass das Endgerät 170 durch das Zentralmodul 144 autorisiert ist, PEPS-Funktionen auszulösen. In einer nicht beschränkenden Implementierung kommuniziert das Zentralmodul 144 zum Zeitpunkt 371 eine Bluetooth-Verbindungsanfrage-Miteilung an das Endgerät 170, und zum Zeitpunkt 372 kommuniziert das Endgerät 170 aufgrund des Empfangs der Bluetooth-Verbindungsanfrage-Mitteilung eine Bluetooth-Verbindungs-Antwort-Mitteilung zurück zum Zentralmodul 144, um zu bestätigen, dass eine Bluetooth-Verbindung zwischen dem Endgerät 170 und den Zentralmodul 144 besteht.
  • Zum Zeitpunkt 374 kommuniziert das Endgerät 170 eine GATT-Anforderungsmiteilung über einen der Datenkanäle an das Zentralmodul 144, um eine Verbindung mit dem Zentralmodul 144 zu erbitten. Die GATT-Anforderungsmiteilung (kommuniziert zum Zeitpunkt 372) enthält die Adresse des Endgeräts 170. Wenn das Zentralmodul 144 die GATT-Anforderungsmiteilung (die zum Zeitpunkt 374 kommuniziert wurde) erhält, kann das Zentralmodul 144 zum Zeitpunkt 376 eine GATT-Antwortmitteilung (über einen der Datenkanäle) zum Endgerät 170 zurückkommunizieren, um zu bestätigen, dass das Endgerät 170 mit dem Zentralmodul 144 des Fahrzeugs verbunden ist. Der Austausch von Mitteilungen im Zeitraum 370 ist exemplarisch und bei anderen Ausgestaltungen kann er beliebige bekannte Autorisierungsprotokolle umfassen und zusätzliche zwischen dem Zentralmodul 144 und dem Endgerät 170 ausgetauschte Mitteilungen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
  • Gemäß dem Autorisierungsverfahren im Zeitraum 370, im Block 378 und in der Schleife 379 kann das Zentralmodul 144 einen Timer starten, um auf einen Triggervorgang zu warten, der innerhalb eines vorgegebenen Timeout-Zeitraums auftreten soll. Falls der Triggervorgang nicht innerhalb des spezifizierten Zeitraums (durch den Timer gemessen) auftritt, dann wird das Zentralmodul 144 im Block 380 die Autorisierung aufheben und das Verfahren wird zum Beginn von Block 340 zurückspringen und die Autorisierung wird erneut durchgeführt werden. Kurz gesagt, die Forderung, dass der Triggervorgang innerhalb eines kurzen Zeitraums stattfindet, schafft die Möglichkeit, zu verhindern, dass eine andere Person das Fahrzeug besteigt, während die Person, die das Endgerät 170 hat, weit vom Fahrzeug entfernt ist. Der Triggervorgang kann beispielsweise ein mechanischer Auslöser sein wie Ziehen am Türgriff oder Berühren eines anderen Teils des Fahrzeugs, Öffnen des Kofferraums, Aktivieren eines Heckklappenknopfs usw..
  • Wenn, im Gegensatz dazu, der Triggervorgang innerhalb des Zeitraums (der durch den Timer gemessen wird) auftritt, wird die elektronische Steuereinheit (ECU) 162 des Fahrzeugs (oder ein anderes im Fahrzeug implementiertes Modul wie z. B. das Fahrzeugsteuermodul (BCM)) einen Triggerimpuls empfangen, und beim Empfang des Triggerimpulses, bei der Schleife 382, wird die ECU 162 erneut die Autorisierung prüfen, um zu entscheiden, ob es ein Endgerät 170 gibt, das für den Zugang zum Fahrzeug autorisiert worden ist. In einer Ausgestaltung kann die ECU 162 den Status des Endgeräts 170 (d. h., ob das Endgerät 170 autorisiert ist oder nicht) vom Zentralmodul 144 abfragen um zu bestimmen, ob das Endgerät 170 ein autorisiertes Endgerät ist. In einer weiteren Ausgestaltung führt die ECU 162 (vorab) die Vorabautorisierung durch, während sich das Endgerät 170 dem Fahrzeug genähert hat, und bestimmt, basierend auf dem Ergebnis dieser Vorabautorisierung, ob das Endgerät 170 ein autorisiertes Endgerät ist.
  • Sobald die ECU 162, bei der Schleife 384, bestätigt hat, dass das Endgerät 170 für den Zugang zum Fahrzeug autorisiert ist (beispielsweise zeigt das Zentralmodul 144 an, dass das Endgerät 170 einen autorisierten Status hat oder die ECU 162 bestimmt, das das Endgerät ein autorisiertes Endgerät ist), wird die ECU 162 Verfahrensschritte durchführen, die notwendig sind, um eine oder mehrere PEPS-Funktionen auszuführen oder Befehle, die Zugang zum Fahrzeug zulassen, wie z. B. Entriegeln der Fahrzeugtüren, Entriegeln einer der Fahrzeugtüren, Starten des Fahrzeugmotors usw..
  • 4 ist ein weiteres Verfahren gemäß einiger der offenbarten Ausgestaltungen. Bei dieser Ausgestaltung hat das Zentralmodul 144 die Rolle eines Periphergeräts, das Endgerät 170 die Rolle eines Zentralmoduls 144, und die Sensoren 120 haben eine Senderrolle.
  • Das Verfahren beginnt am Block 420 damit, dass das Endgerät 170 entweder nach dem Zentralmodul 144 oder nach den Sensoren 120 sucht. Bei 4 ist die Schleife 421 dazu verwendet, um anzuzeigen, dass die durch das Endgerät 170 durchgeführte gefilterte Suche ständig stattfindet. In anderen Worten: das Endgerät 170 sucht ständig nach Anbietemitteilungen, die durch das Zentralmodul 144 und die Sensoren 120 übermittelt werden.
  • Während der Phase 425 ist das Endgerät 170 außerhalb des Bereichs um das Fahrzeug, und deshalb erhält das Endgerät keine vom Zentralmodul 144 (im Zeitbereich 426) übermittelten Anbietemitteilungen oder von den Sensoren 120 (im Zeitbereich 427) übermittelten Anbietemitteilungen.
  • Während der Phase 430 bewegt sich das Endgerät 170 innerhalb des Bereichs um das Fahrzeug und Anbietemitteilungen, die durch das Zentralmodul 144 (im Zeitbereich 432) und den Sensoren 120 (im Zeitbereich 433) übermittelt werden, werden durch das Endgerät 170 empfangen. Als Antwort auf die Anbietemitteilungen kommuniziert, wie bei 435 dargestellt, das Endgerät 170 eine Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilung an das Zentralmodul 144, und in Antwort darauf kommuniziert bei 437 das Zentralmodul 144 eine Bluetooth-Verbindungsantwortmitteilung zurück zum Endgerät 170 als Bestätigung, dass eine Bluetooth-Verbindung zwischen dem Zentralmodul 144 und dem Endgerät 170 eingerichtet worden ist,
  • Wenn, wie am Block 439 angedeutet, das Endgerät 170 eine Bluetooth-Verbindungsantwortmitteilung erhält, zeigt dies dem Endgerät 170 an, dass eine BLE-Verbindung mit dem Zentralmodul 144 besteht. Obwohl, wie nachstehend noch beschrieben wird, das Endgerät eine BLE-Verbindung mit dem Zentralmodul 144 hat, wird das Endgerät 170 solange nicht autorisiert sein, PEPS-Funktionen beim Zentralmodul 144 zu initiieren, bis das Zentralmodul 144 festgestellt hat, dass das Endgerät 170 innerhalb des Bereichs um das Fahrzeug ist, und „autorisiert” ist, PEPS-Funktionen zu starten.
  • Nachdem die Bluetooth-Verbindung zwischen dem Zentralmodul 144 und dem Endgerät 170 eingerichtet ist, schreitet das Verfahren weiter zum Zeitbereich 440, wo der Autorisierungsprozess beginnt. Bei der Schleife 450 beginnt das Endgerät einen gefilterten Scan nach Anbietemitteilungen, die von den Sensoren 120 zum Endgerät 170 kommuniziert werden. Für jede der Anbietemitteilungen, die von den Sensoren 120 her empfangen wird, wird, im Block 454, das Endgerät 170 die Information über die Stärke des Empfangssignals bestimmen und eine Geräteadresse für denjenigen Sensor 120, der die jeweilige Anbietemitteilung kommunizierte.
  • Nachdem das Endgerät 170 eine Anbietemitteilung von einem oder von mehreren Sensoren 120 erhalten hat, kommuniziert, in der Phase 458, das Endgerät 170 eine oder mehrere GATT-Anforderungsmitteilungen (über einen der Datenkanäle) zum Zentralmodul 144. Jede GATT-Anforderungsmitteilung enthält eine Adresse für einen bestimmten Sensor (von dem die Anbietemitteilung empfangen worden war) und Information über die Signalstärke (z. B. ein RSSI), die der von dem bestimmten Sensor erhaltenen Anbietemitteilung zugehörig ist. Obwohl die 4 die Kommunikation einer einzelnen GATT-Anforderungsmitteilung zeigt, ist es klar, dass das Endgerät eine GATT-Anforderungsmitteilung für jeden Sensor 120 kommunizieren kann, die eine Kennung und Information über die Signalstärke enthält, die dem bestimmten Sensor zugehörig ist.
  • Als Nächstes kann, bei der Phase 464, das Zentralmodul 144 eine GATT-Antwortmitteilung generieren und zum Endgerät 172 (über einen der Datenkanäle) senden, um zu bestätigen, dass das Endgerät 170 mit dem Zentralmodul 144 des Fahrzeugs verbunden ist. Die GATT-Antwortmitteilung bestätigt, dass die GATT-Anforderungsmitteilung, die bei der Phase 458 kommuniziert worden war, empfangen worden ist.
  • Bei der Schleife 466 verarbeitet das Zentralmodul 144 die Information über die Signalstärke für jede der GATT-Anforderungsmitteilungen, die vom Endgerät 170 empfangen wurden, und bestimmt die Entfernung des Endgeräts 170 von jedem der bestimmten Sensoren 120, ebenso wie die Richtung, aus der sich das Endgerät 170 dem Fahrzeug nähert. Basierend auf der Entfernung des Endgeräts 170 vom Fahrzeug kann das Zentralmodul 144 auch bestimmen, ob sich das Endgerät 170 innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet (z. B. in genügender Nähe zum Fahrzeug, um zu gestatten, dass eine oder mehrere der PEPS-Funktionen durchgeführt werden.
  • Soweit, im Block 468, das Zentralmodul 144 bestimmt, dass das Endgerät 170 nicht im Bereich für Autorisierung ist, wird das Verfahren zur Schleife 450 zurückschleifen, wo des Endgerät 170 fortfährt, nach Anbietemitteilungen nachzufragen, und die Schritte 454–466 wiederholen. Bei einigen Implementierungen kann das Zentralmodul, in der Phase 469, eine GATT-Anforderungsmitteilung (über einen der Datenkanäle) an das Endgerät 170 übermitteln, um es zu informieren, dass es sich nicht innerhalb des Bereichs für Autorisieren befindet und es das Scannen fortsetzen sollte.
  • Wenn das Zentralmodul 144 bei der Schleife 466 bestimmt, dass sich das Gerät 170 innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet, fährt das Verfahren zur Phase 470 fort. Im Zeitraum 472 kommuniziert dann das Zentralmodul 144 eine GATT-Anforderungsmitteilung zum Endgerät 170, um anzuzeigen, dass das Endgerät 170 autorisiert ist, sich mit dem Zentralmodul 144 des Fahrzeugs zu verbinden. Diese GATT-Anforderungsmitteilung beinhaltet die Adresse des Endgeräts 170. Beim Zeitraum 474 kommuniziert das Endgerät 170 eine GATT-Antwortmitteilung zum Zentralmodul 144, um zu bestätigen, dass das Endgerät 170 mit dem Zentralmodul 144 des Fahrzeugs als autorisiertes Gerät verbunden ist. An diesem Punkt kann das Zentralmodul 144 einen Autorisierungsprozess beginnen, wie vorstehend in Bezug auf die 3B detaillierter beschrieben.
  • Das Verfahren an den Blöcken und Schleifen 478, 479, 480, 482 und 484 ist identisch mit dem vorstehend in Bezug auf die Blöcke und Schleifen 378, 379, 380, 382 und 384 beschriebenen Verfahren, und aus Gründen der Kürze wird die Beschreibung dieser Schritte nicht wiederholt werden.
  • Die 5A und 5B zeigen noch ein weiteres Verfahren entsprechend einiger der offenbarten Ausgestaltungen. In den 5A und 5B hat das Endgerät 170 eine periphere Rolle, die Sensoren 120 haben beides, eine periphere und eine Beobachterrolle, und das Zentralmodul 144 hat eine zentrale Rolle. Die verschiedenen Kommunikations- und Verfahrensschritte an den Stellen 510–539 sind mit den vorstehend in Bezug auf die Stellen 310–339 von 3A beschriebenen Positionen identisch, und aus Gründen der Kürze wird die Beschreibung dieser Schritte nicht wiederholt werden. Der in 5B gezeigte Verfahrensteil unterscheidet sich von dem in 3B dargestellten Verfahrensteil wie folgt.
  • Unter Bezugnahme auf die 5B beginnt im Zeitraum 540 ein Scanvorgang nach Endgeräten, die sich dem Fahrzeug nähern könnten. Im Block 542 führen die Sensoren ständig einen gefilterten Scan nach vom Endgerät 170 (die sich gerade dem Fahrzeug nähern könnten) ausgesandten Anbietemitteilungen durch. Die ständige Art des im Block 542 durchgeführten Scans ist in 5B durch die Schleife 543 kenntlich gemacht. sobald die Sensoren 120 eine oder mehrere allgemeine vom Endgerät 170 am Punkt 544 übermittelte Anbietemitteilungen empfangen, werden die Sensoren 120 für jede Anbietemitteilung die Information über die Signalstärke ebenso bestimmen wie die Adresse des Endgeräts 170, welche(s) die Anbietemitteilung(en) übermittelte, wie im Block 545 gezeigt.
  • Im Block 547 sucht das Zentralmodul 144 nach von den Sensoren 120 über eine der Datenkanäle übermittelte GATT-Anforderungsmitteilungen. Die von den Sensoren 120 kommunizierten GATT-Anforderungsmitteilungen enthalten die dem Endgerät zugehörige Information über die gemessene Signalstärke (z. B. ein RSSI) und eine Adresse des Endgeräts 170. Beim Block 547 zeigt die Schleife 548 an, dass das Zentralmodul 144 ständig einen Scan nach von den Sensoren 120 übermittelten GATT-Anforderungsmitteilungen durchführt. Obwohl die 5B die Kommunikation einer einzelnen GATT-Anforderungsmitteilung zeigt, ist es klar, dass jeder der Sensoren 120 seine eigene(n) separate(n) GATT-Anforderungsmitteilung(en) zum Zentralmodul 144 übermittelt, und dass die Information über die Signalstärke in jeder dieser Mitteilungen verschieden sein kann, da es wahrscheinlich ist, dass jeder Sensor 120 für von ein und demselben Endgerät empfangene Signale verschiedene Empfangssignalstärken wahrnehmen wird.
  • Beim Empfang von in der Phase 550 über einen der Datenkanäle kommunizierten GATT-Anforderungsmitteilungen verarbeitet das Zentralmodul 144 die Information (z. B. ein RSSI) über die Signalstärke aus den GATT-Anforderungsmitteilungen, wie in der Schleife 556 gezeigt, um die Entfernung des Endgeräts 170 vom Fahrzeug zu bestimmen, um die Entfernung des Endgeräts 170 vom Fahrzeug zu bestimmen und um zu bestimmen, ob es sich im Bereich für eine Autorisierung befindet und auch die Richtung, aus der sich das Endgerät 170 dem Fahrzeug nähert.
  • Wenn das Zentralmodul 144 feststellt, dass sich das Endgerät 170 nicht in einem Bereich für die Autorisierung befindet, wiederholen sich die Kommunikationen und Verarbeitung bei den Stellen 542–556. Dies setzt sich solange fort, bis festgestellt wird, dass sich das Endgerät 170 im Bereich für eine Autorisierung befindet.
  • Wenn das Zentralmodul 144, basierend auf der Information über die Signalstärke, feststellt, dass sich das Endgerät 170 nicht im Bereich für Autorisierung befindet, wird das Verfahren bis zum Punkt 568 voranschreiten, wo das Zentralmodul 144 eine GATT-Anforderungsmitteilung jedem der Sensoren 120 über einen der Datenkanäle kommuniziert. Jede GATT-Anforderungsmitteilung (kommuniziert am Punkt 568) enthält eine Aufforderung für den Sensor 120, mit dem Scan nach sich nähernden Endgeräten einschließlich dem Endgerät 170 fortzufahren und sich Information über die Signalstärke jenes Endgeräts 170 anzueignen. In einer Ausgestaltung können die GATT-Anforderungsmitteilungen verschlüsselte Kommunikation sein, um zusätzliche Sicherheit zu schaffen. Obwohl, wie schon vorstehend, die 5B die Kommunikation einer einzelnen GATT-Anforderungsmitteilung am Punkt 568 zeigt, ist es klar, dass das Zentralmodul 144 separate GATT-Anforderungsmitteilungen an jeden der Sensoren 120 übermittelt.
  • Nachdem entschieden worden ist, dass sich das Endgerät 170 innerhalb eines Bereichs um das Fahrzeug befindet, der für Autorisieren notwendig ist, beginnt im Bereich 570 ein Autorisierungsverfahren. Das im Bereich 570 durchgeführte Autorisierungsverfahren kann abhängig von der Implementierung variieren. Allgemein gesagt, tauschen während des Autorisierungsverfahrens im Bereich 570 das Zentralmodul 144 und das Endgerät 170 über ein Autorisierungsverfahren Mitteilungen aus, um zu bestätigen, ob das Endgerät 170 durch das Zentralmodul 144 autorisiert ist, PEPS-Funktionen einzuleiten.
  • In einer nicht beschränkenden Ausgestaltung kommuniziert im Punkt 574 das Zentralmodul 144 GATT-Anforderungsmitteilungen zum Endgerät 170 (über einen der Datenkanäle), um anzuzeigen, dass es dem Endgerät 170 erlaubt ist, zum Fahrzeug Kontakt aufzunehmen und kommuniziert, im Punkt 576, bei Empfang der GATT-Anforderungsmitteilung dem Endgerät 170 (über einen der Datenkanäle) eine GATT-Antwortmitteilung zurück zum Zentralmodul 144, um zu bestätigen, dass eine Verbindung zwischen dem Endgerät 170 und dem Zentralmodul 144 besteht und dass das Endgerät 170 jetzt mit dem Zentralmodul 144 des Fahrzeugs als ein autorisiertes Gerät verbunden ist. An diesem Punkt kann das Zentralmodul 144 einen Autorisierungsvorgang beginnen, wie vorstehend mit Bezug auf die 3B detaillierter beschrieben. Wie bei der 3B ist der Mitteilungsaustausch bei der Phase 570 beispielhaft und kann bei anderen Ausgestaltungen jedes bekannte Autorisierungsverfahren einschließen, und kann weitere der Klarheit wegen nicht dargestellte Mitteilungen einschließen, die zwischen dem Zentralmodul 144 und dem Endgerät 170 ausgetauscht werden.
  • Anschließend an das Autorisierungsverfahren im Bereich 570 ist das Verfahren bei 578, 579, 580, 582 und 584 identisch mit dem vorstehend in Bezug auf 378, 379, 380, 382 und 384 Beschriebenen, und der Kürze halber wird eine Beschreibung der Schritte nicht wiederholt werden.
  • 6 ist ein Diagramm, das eine Zuordnung von Bluetooth-Niedrigenergie-(BLE)-Datenkanälen zu Bluetooth-Niedrigenergie-(BLE)-Anbietekanälen 410 zeigt. Die BLE-Technologie arbeitet im selben Spektralbereich (2402–2480 MHz) wie klassische Bluetooth-Technologie. Jedoch kommuniziert BLE, wie in 6 gezeigt, über eine verschiedene Art von Kanälen. Anstelle der neunundsiebzig RF-Kanäle der Bluetooth-Technologie, von denen ein jeder eine Bandbreite von 1 MHz hat, hat die BLE-Technologie 40 RF-Kanäle, von denen ein jeder eine Bandbreite von 2 MHz hat. Es wird angemerkt, dass die BLE-Datenkanäle aus Gründen der Klarheit nicht mit Bezugszeichen versehen sind, aber dass es alle diejenigen Kanäle sind, die nicht mit den Bezugszeichen 410-1, 410-B, 410-C kenntlich gemacht sind. Genauer gesagt, die BLE-Kanäle sind die Kanäle Null (0) bis zehn (10) und elf (11) bis sechsunddreißig (36), und die BLE-Anbietekanäle 410 sind die Kanäle sechsunddreißig (37), achtunddreißig (38) und neununddreißig (39), die entsprechend um die Frequenzen 2402 MHz, 2426 MHz und 2480 MHz angeordnet sind.
  • Datenkommunikation zwischen BLE-Geräten findet in den 37 vorsezifizierten Datenkanälen statt. Alle Datenübermittlungen finden in Verbindungsvorgängen statt, in welchen eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen dem Master-Gerät und dem Slave-Gerät eingerichtet wird. Beim bestehenden BLE-Protokoll kann ein Slave-Gerät Daten über BLE-Kommunikation keinem anderen Gerät bereitstellen als dem Master-Gerät, mit dem es verbunden ist.
  • Die BLE-Anbietekanäle 410 werden typischerweise von Geräten verwendet, um deren Bestehen und Möglichkeiten anzubieten. Kommunikationen, die über die Anbietekanäle 410 gesendet werden, sind unidirektional und ohne Verbindungen. Die BLE-Technologie nutzt die drei Anbietekanäle 410, um die Sendezeit eines Geräts bei des Scans nach anderen Geräten zu minimieren, oder um seine eigene Präsenz an Geräte anzubieten, die vielleicht auf der Suche sind, eine Verbindung herzustellen. Das bedeutet, dass sich BLE-Technologie lediglich für gerade einmal 0,6 bis 1,2 Millisekunden für einen Scan nach anderen Geräten „anzuschalten” hat. Im Vergleich dazu verwendet die klassische Bluetooth-Technologie 32 Kanäle und benötigt 22,5 Millisekunden, um seine 32 Kanäle zu durchsuchen. Folglich benötigt die BLE-Technologie 10 bis 20 mal weniger Energie als die klassische Bluetooth-Technologie, um andere Funkgeräte zu orten. Andererseits ist der Umfang an Daten, der über die BLE-Anbietekanäle 410 in diesem verbindungslosen Sendemodus übermittelt werden kann, im Vergleich zu dem Umfang an Daten, der über BLE-Datenkanäle übermittelt werden kann, sehr beschränkt.
  • Einmal verbunden, schaltet sich ein BLE-Gerät an einen der 37 Datenkanäle, die für Datenkommunikation zwischen BLE-fähigen Geräten benutzt werden. Datenkommunikation (auch als Datenverbindungsübertragungen bezeichnet) erfolgt bei sogenannten Verbindungsvorgängen. Während des kurzen Datenübertragungszeitraums schaltet das Bluetooth-Funkgerät zwischen Kanälen in einem pseudo-zufälligen Muster unter Verwendung von Adaptiver Frequenzsprungtechnologie (AFH) hin und her.
  • Wie vorstehend beschrieben, werden bei einigen der offenbarten Ausgestaltungen die BLE-Anbietekanäle 410 verwendet, um Information über die Signalstärke (z. B. RSSI) und Adressinformation zwischen dem Sensor 120, dem Zentralmodul 144 und dem Endgerät 170 zu kommunizieren, wie vorstehend beschrieben.
  • Aus Gründen der Vollständigkeit wird jetzt die Datenstruktur eines BLE-Pakets beschrieben werden. Obwohl die BLE-Verbindungsschicht nur ein Paketformat hat, die für beides, für Anbietekanalpakete und für Datenkanalpakete, benutzt wird, wird jetzt unter Bezugnahme auf die 7 ein Beispiel beschrieben werden, bei dem die Datenstruktur als diejenige eines Anbietedatenpakets 700 beschrieben wird.
  • Die 7 ist eine beispielhafte Datenstruktur eines Anbietedatenpakets 700 entsprechend wenigstens einer Ausgestaltung.
  • Jedes Paket besteht aus vier Feldern: einer Präambel, einer Zugangsadresse, einer Protokolldateneinheit (PDU) und einem zyklischen Redundanzcode(CRC). Die Präambel ist ein (1) 8-bit-Zeichen und die Zugangsadresse ist vier (4) 8-bit-Zeichen. Die PDU kann von zwei (2) bis hin zu neununddreißig (39) 8-bit-Zeichen lang sein. Die CRC ist drei (3) 8-bit-Zeichen lang.
  • Die Zugangsadresse wird für alle Anbietekanalpakete auf den Hexadezimalwert 0x8E89BED6 gesetzt.
  • Die Anbietekanal-PDU hat einen 16-bit-Header und eine Payload variabler Größe. Das PDU-Typen-Feld, der Anbietekanal-PDU, das im Header enthalten ist, zeigt den PDU-Typ an. Die TxAdd- und RxAdd-Felder der Anbietekanal-PDU, die im Header enthalten sind, enthalten für den PDU-Typ spezifische, für jede Anbietekanal-PDU definierte, Information. Das Längenfeld des Headers der Anbietekanal-PDU zeigt die Payload-Feldlänge in 8-bit-Zeichen an; es mögen 6 bis 37 8-bit-Zeichen sein.
  • Die Payload-Felder in den Anbietekanal-PDUs sind spezifisch für den PDU-Typ. Für das Anbietekanalpaket 700 mag das Beispiel-Payload-Feld folgende Felder umfassen:
    Zugangsadresse – vier (4) 8-bit-Zeichen, die die Zugangsadresse der Verbindung spezifizieren.
  • CRCInit – drei (3) 8-bit-Zeichen, die einen Initialisierungswert für eine CRC-Berechnung spezifizieren.
  • Intervall – zwei (2) 8-bit-Zeichen, die einen Verbindungsintervallparameter spezifizieren.
  • Kanalplan – fünf (5) 8-bit-Zeichen, die einen Kanalplan spezifizieren, der benutzte und unbenutzte Datenkanäle anzeigt.
  • Sprung – fünf (5) Bits, die eine Schrittweite („hop increment”) anzeigen, die im Datenkanalauswahlalgorithmus verwendet werden, und die einen Zufallswert im Bereich von 5 bis 16 hat.
  • Reserviert für künftige Verwendung (RFU) – ein unbenutztes Feld, das drei Bit groß ist, die für eine künftige Benutzung reserviert sind und die, in einer Ausgestaltung, Information über die Signalstärke beinhalten (z. B. einen RSSI-Wert, der vom Sender ermittelt wurde, basierend auf einem von einem anderen Objekt empfangenen Signal).
  • Kanalindex – ein (1) 8-bit-Zeichen, das einen nicht aufgezeichneten Datenkanalindex für den angebotenen Verbindungsvorgang anzeigt, dessen Startzeit mit dem Win_Offset-Parameter angezeigt wird.
  • Win_Offset – zwei (2) 8-bit-Zeichen, die eine Startzeit des Verbindungsvorgangsstartübertragungsfensters spezifiziert.
  • Win_Size – ein (1) 8-bit-Zeichen, das die Verbindungsvorgangsstartübertragungsfenstergröße anzeigt.
  • Zusätzlich mögen andere Parameter im Anbietekanalpaket 700 sein, die für Verbindungsidentifikationszwecke als nützlich angesehen werden. Die PDU kann, beispielsweise, Adressen von Master- und/oder Slave-Geräten der Verbindung enthalten:
    Master-Adresse – sechs (6) 8-bit-Zeichen, die die Adresse des Master-Geräts der Verbindung spezifizieren.
  • Slave-Adresse – sechs (6) 8-bit-Zeichen, die die Adresse des Slave-Geräts der Verbindung spezifizieren.
  • Während wenigstens eine beispielhafte Ausgestaltung in der vorstehendenausführlichen Beschreibung vorgestellt worden ist, sollte es klar sein, dass es eine enorme Anzahl von Varianten gibt. Es sollte auch klar sein, dass die beispielhafte Ausgestaltung oder die beispielhaften Ausgestaltungen lediglich Beispiele sind, die nicht dazu vorgesehen sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Gestaltung der Offenbarung in irgend einer Weise zu beschränken. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Plan bieten, die beispielhafte Ausgestaltung oder die beispielhaften Ausgestaltungen zu implementieren. Es sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und in der Anordnung von Elementen gemacht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen, wie in den beigefügten Patentansprüchen und deren rechtlichen Äquivalenten dargelegt.
  • WEITERE AUSGESTALTUNGEN
    • 1. PEPS-System enthaltend: ein Endgerät und ein Fahrzeug, enthaltend: eine Mehrzahl von Sensoren und ein Zentralmodul, das kommunikativ mit dem Endgerät und den Sensoren über drahtlose Nahbereichsverbindungen gekoppelt ist, wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, basierend auf Information über durch die Sensoren oder dem Endgerät gemessene und bereitgestellte Signalstärken zu entscheiden, ob sich das Endgerät innerhalb eines Bereichs für eine Autorisierung befindet, und die Ausführung von wenigstens einer PEPS-Funktion beim Fahrzeug zu steuern, wenn ermittelt wird, dass sich das Endgerät innerhalb eines Bereichs für Autorisierung befindet.
    • 2. PEPS-System nach Ausgestaltung 1, bei dem die drahtlosen Nahbereichsverbindungen Bluetooth-Drahtlosverbindungen umfassen und bei dem das Zentralmodul weiterhin dazu ausgebildet ist, um einen gefilterten Scan nach einer vom Endgerät über einen Anbietekanal übermittelte Anbietemitteilung durchzuführen und um, wenn das Endgerät während des Scans erkannt wird, eine „Gefunden-Mitteilung” an jeden der Sensoren zu übermitteln, die anzeigt, dass die Sensoren einen Scan nach einer ersten vom Endgerät über einen Anbietekanal übermittelten Anbietemitteilung beginnen sollen; wobei jeder Sensor dazu ausgebildet ist, um für die erste Anbietemitteilung die Information über die Signalstärke zu bestimmen und um eine Berichtsmitteilung an das Zentralmodul zu übermitteln, die die Information über die Signalstärke und eine erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält, und wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, um, basierend auf der Information über die Signalstärke aus von den Sensoren erhaltenen Berichtsmitteilungen, die Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug zu bestimmen und um zu bestimmen, basierend auf der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für eine Autorisierung befindet.
    • 3. PEPS-System nach Ausgestaltung 2, wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, um durch Austausch von Mitteilungen mit dem Endgerät über einen Datenkanal einen Autorisierungsprozess beim Endgerät zu initiieren, sofern ermittelt wird, dass sich das Endgerät im Bereich für Autorisierung befindet.
    • 4. PEPS-System nach Ausgestaltung 3, bei dem die Anbietekanäle und der Datenkanal mit Bluetooth-Niedrigenergiekommunikationsstandarts (BLE) konform sind, wobei die Anbietekanäle verbindungslos sind und kein Einrichten einer Verbindung für über die Anbietekanäle vorzunehmende Kommunikation benötigen, und wobei der Datenkanal verbindungsorientiert ist derart, dass eine Verbindung eingerichtet werden muss, bevor Kommunikation über den Datenkanal stattfindet.
    • 5. PEPS-System nach Ausgestaltung 1, bei dem die Sensoren dazu ausgebildet sind, um Anbietemitteilungen über einen Anbietekanal zu übermitteln, wobei das Endgerät dazu ausgebildet ist, um nach von den Sensoren über einen Anbietekanal übermittelten Mitteilungen einen gefilterten Scan durchzuführen, um Information über die Signalstärke von den Anbietemitteilungen zu ermitteln und um an das Zentralmodul eine Berichtsmitteilung zu übermitteln, die die jedem Sensor entsprechende Information über die Signalstärke enthält; und wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, basierend auf Signalstärkeinformationen, die vom Endgerät bereitgestellt werden, die Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug zu bestimmen, und um, basierend auf der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug, zu bestimmen, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet; und wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, einen Autorisierungsprozess mit dem Endgerät durch Austausch von Mitteilungen mit dem Endgerät über einen Datenkanal zu initiieren, sofern das Endgerät als im Bereich für Autorisierung befindlich angesehen wird und die Ausführung von wenigstens einer PEPS-Funktion beim Fahrzeug zu steuern, wenn das Endgerät autorisiert worden ist.
    • 6. Verfahren, umfassend bei einem in einem Fahrzeug angeordneten Zentralmodul und basierend auf einer Information über Signalstärke bestimmen, ob sich ein Endgerät innerhalb eines Bereichs für Autorisierung befindet; und dann, wenn das Endgerät als sich im Bereich für die Autorisierung befindlich ermittelt wird, wenigstens eine PEPS-Funktion beim Fahrzeug durchführen.
    • 7. Verfahren nach Ausgestaltung 6, bei dem der Schritt des Bestimmens umfasst: bei einem in einem Fahrzeug angeordneten Zentralmodul auf Basis einer Information über eine Signalstärke Ermitteln einer Entfernung eines Endgeräts vom Fahrzeug, und beim Zentralmodul auf Basis der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug ermitteln, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet.
    • 8. Verfahren nach Ausgestaltung 7, bei dem die drahtlosen Nahbereichsverbindungen Bluetooth-Drahtlosverbindungen umfassen, und bei dem das Fahrzeug eine Mehrzahl von Sensoren umfasst, und weiterhin noch vor dem Ermitteln der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug, folgende Schritte umfassend: (a) Aufbauen von Bluetooth-Drahtlosverbindungen zwischen dem Zentralmodul und den Sensoren während einer anfänglichen Bluetooth-Drahtlosverbindungs-Setup-Phase; (b) beim Zentralmodul Durchführen eines gefilterten Scans nach einer vom Endgerät über einen Anbietekanal übermittelten Anbietemitteilung, wobei die Anbietemitteilung eine erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät umfasst; und wenn das Zentralmodul eine Anbietemitteilung vom Endgerät erhält: (c) eine „Gefunden-Mitteilung” vom Zentralmodul an jeden der Sensoren kommunizieren, die anzeigt, dass das Endgerät aufgefunden worden ist und dass die Sensoren mit Scanen nach Kommunikationen vom Endgerät beginnen sollen, wobei jede „Gefunden-Mitteilung” die erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält, die während des gefilterten Scans aufgefunden wurde; (d) bei jedem der Sensoren Durchführen eines gefilterten Scans nach einer vom Endgerät übermittelten ersten Anbietemitteilung, die die erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält, wobei die erste Anbietemitteilung über einen Anbietekanal kommuniziert wird; (e1) bei Empfangen einer ersten Anbietemitteilung vom Endgerät, die die erste Bluetooth-Adresse enthält, bei jedem Sensor: Ermitteln von Information über die Signalstärke für die erste Bluetooth-Adresse, und (e2) Generieren und Übermitteln einer Berichtsmitteilung, die die Information über die Signalstärke und die erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält; und (f) beim Zentralmodul Durchführen eines weiteren gefilterten Scans nach von den Sensoren übermittelten Berichtsmitteilungen, bei denen jede der Berichtsmitteilungen die erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält; und (g) Empfangen einer oder mehrerer Berichtsmitteilungen am Zentralmodul.
    • 9. Verfahren nach Ausgestaltung 8, sofern ermittelt wird, dass sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet und vor Durchführen von wenigstens einer PEPS-Funktion beim Fahrzeug: dass ein Autorisierungsvorgang beim Endgerät durch Austauschen von Generischen Attributprofilmitteilungen (GATT) über einen Datenkanal mit dem Endgerät initiiert wird.
    • 10. Verfahren nach Ausgestaltung 9, bei dem die Anbietekanäle und der Datenkanal mit Standards für Bluetooth Niedrig-Energie-Kommunikation (BLE) konform sind derart, dass die Anbietekanäle verbindungslos sind und keinen Verbindungsaufbau für Kommunikationen benötigen, die über die Anbietekanäle laufen, und dass der Datenkanal verbindungsorientiert ist derart, dass eine Verbindung aufgebaut werden muss bevor Kommunikation über den Datenkanal stattfindet.
    • 11. Verfahren nach Ausgestaltung 8, bei dem der Schritt des Ermittelns der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug, durchgeführt vom im Fahrzeug angeordneten Zentralmodul und basierend auf der Information über die Signalstärke, umfasst: (h) Verarbeiten der Informationen über die Signalstärke jeder der Berichtsmitteilungen, um die Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug zu bestimmen und die Richtung, aus der sich das Endgerät dem Fahrzeug nähert.
    • 12. Verfahren nach Ausgestaltung 8, sofern ermittelt wird, dass sich das Endgerät nicht innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet: Wiederholen der Schritte (d) bis (h), bis ermittelt wird, dass sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet.
    • 13. Verfahren nach Ausgestaltung 8, bei dem das Endgerät eine periphere Rolle hat und das Zentralmodul eine zentrale Rolle hat, und bei dem vor Durchführen von Schritt (d), nämlich bei jedem der Sensoren Durchführen einen gefilterten Scans nach einer vom Endgerät übermittelten ersten Anbietemitteilung, ferner enthaltend: bei jedem der Sensoren Umschalten von einer peripheren Rolle in eine Beobachterrolle, und, vor dem Schritt (e2), nämlich Generieren und Übermitteln einer Berichtsmitteilung, die die Information über die Signalstärke und die erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält, ferner enthaltend: bei jedem der Sensoren Umschalten von der Beobachterrolle in die periphere Rolle.
    • 14. Verfahren nach Ausgestaltung 8, bei dem die von den Sensoren übermittelten Berichtsmitteilungen allgemeine von den Sensoren über einen Anbietekanal übermittelte Anbietemitteilungen sind.
    • 15. Verfahren nach Ausgestaltung 8, bei dem die von den Sensoren übermittelten Berichtsmitteilungen von den Sensoren über einen Datenkanal übermittelte GATT-Mitteilungen sind.
    • 16. Verfahren nach Ausgestaltung 8, bei dem der Schritt (a), nämlich Aufbauen der Bluetooth-Drahtlosverbindungen zwischen dem Zentralmodul und den Sensoren während der anfänglichen Bluetooth-Drahtlosverbindungs-Setup-Phase, umfasst: (a1) beim Zentralmodul Durchführen eines gefilterten Scans, um von den Sensoren auf Anbietekanälen übermittelte Anbietemitteilungen zu erkennen, wobei jede durch einen Sensor übermittelte Anbietemitteilung eine Kennung für den speziellen Sensor enthält; (a2) Aufbauen einer Bluetooth-Drahtlosverbindung zwischen dem Zentralmodul und jedem der Sensoren, die beim Scan erkannt werden; und (a3) nach dem Einrichten der Bluetooth-Drahtlosverbindungen zwischen dem Zentralmodul und jedem der Sensoren bei jedem der Sensoren Eintreten in einen Lauschmodus solange, bis die Sensoren eine Mitteilung vom Zentralmodul erhalten, in einen aktiven Kommunikationsmodus überzugehen.
    • 17. Verfahren nach Ausgestaltung 9, bei dem der Autorisierungsvorgang beim Endgerät durch Austauschen von GATT-Mitteilungen mit dem Endgerät initiiert wird, umfasst die Schritte: Übermitteln einer GATT-Anforderungsmitteilung vom Endgerät zum Zentralmodul über einen Datenkanal, um eine Verbindung mit dem Zentralmodul anzufordern, wobei die GATT-Anforderungsmitteilung eine Adresse des Endgeräts enthält; Übermitteln einer GATT-Antwortmitteilung vom Zentralmodul zum Endgerät über einen Datenkanal, um zu bestätigen, dass das Endgerät mit dem Zentralmodul verbunden ist; Starten eines Timers beim Zentralmodul, der eine Time-out-Dauer spezifiziert, in der das Zentralmodul auf das Auftreten eines Triggervorgangs warten wird; wenn der Triggervorgang nicht innerhalb der durch den Timer spezifizierten Time-out-Dauer auftritt, wird ein Autorisierungsabbruchsvorgang beim Zentralmodul die Autorisierung beenden; und wenn der Triggervorgang innerhalb der durch den Timer spezifizierten Time-out-Dauer auftritt, wird in einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs ermittelt, ob das Endgerät für einen Zugang zum Fahrzeug autorisiert ist, und, bei Feststellen, dass das Endgerät für einen Zugang zum Fahrzeug autorisiert ist, bei der elektronischen Steuereinheit (ECU) einen Prozess durchführen, um zu veranlassen, dass die wenigstens eine PEPS-Funktion ausgeführt wird, um einen Zugang zum Fahrzeug freizugeben.
    • 18. Verfahren nach Ausgestaltung 9, das, nachdem das Zentralmodul, basierend auf der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug, feststellt, dass sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisieren befindet, weiterhin die Schritte enthält: Übermitteln von drahtlosen Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilungen vom Zentralmodul zu den jedem der Sensoren; und bei Empfangen einer der drahtlosen Bluetooth-Verbindungsanfragemitteilungen bei jedem der Sensoren Übermitteln einer drahtlosen Bluetooth-Verbindungsantwortmitteilung zurück zum Zentralmodul, um zu bestätigen, dass eine Bluetooth-Drahtlosverbindung zwischen dem bestimmten Sensor und dem Zentralmodul eingerichtet worden ist; und über einen Datenkanal Übermitteln einer GATT-Anforderungsmitteilung vom Zentralmodul an jeden der Sensoren, mit dem das Zentralmodul eine Bluetooth-Drahtlosverbindung eingerichtet hat, wobei jede der GATT-Anforderungsmitteilungen eine Aufforderung an den Sensor umfasst, das Scannen nach dem Endgerät fortzusetzen und Information über die Signalstärke für das Endgerät zu erlangen.
    • 19. Verfahren nach Ausgestaltung 18, das, nach Übermitteln einer GATT-Anforderungsmitteilung über einen Datenkanal vom Zentralmodul zu jedem der Sensoren, mit dem das Zentralmodul eine Bluetooth-Drahtlosverbindung eingerichtet hat, weiterhin die Schritte umfasst: Übermitteln einer Verbindungsanforderungsmitteilung vom Zentralmodul zum Endgerät über einen Anbietekanal, um eine Bluetooth-Drahtlosverbindung zum Fahrzeug anzufordern; und Übermitteln einer Verbindungsantwortmitteilung vom Endgerät zum Zentralmodul über einen Anbietekanal, um zu bestätigen, dass das Endgerät mit dem Fahrzeug über die Bluetooth-Drahtlosverbindung verbunden ist.
    • 20. System mit einem Fahrzeug und einem Endgerät, bei dem das Fahrzeug umfasst: eine Mehrzahl von Rädern, bei denen in jedem Rad ein Sensor montiert ist, wobei jeder der Sensoren einen Bluetooth-Chipsatz und eine Bluetooth-Antenne aufweist; und ein Zentralmodul mit einem weiteren Bluetooth-Chipsatz und mit einer weiteren Bluetooth-Antenne, wobei das Zentralmodul kommunikationsmäßig mit dem Endgerät und den Sensoren über Bluetooth-Drahtlosverbindungen gekoppelt ist, und wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, um eine Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug zu ermitteln, basierend auf von den Sensoren bereitgestellter Information über Signalstärke, und um zu ermitteln, ob das Endgerät innerhalb eines Bereichs für Autorisierung ist, basierend auf der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug; und das Durchführen wenigstens einer PEPS-Funktion beim Fahrzeug zu steuern, wenn ermittelt ist, dass das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung ist.

Claims (10)

  1. PEPS-System enthaltend: ein Endgerät und ein Fahrzeug, enthaltend: eine Mehrzahl von Sensoren und ein Zentralmodul, das kommunikativ mit dem Endgerät und den Sensoren über drahtlose Nahbereichsverbindungen gekoppelt ist, wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, basierend auf Information über durch die Sensoren oder dem Endgerät gemessene und bereitgestellte Signalstärken zu entscheiden, ob sich das Endgerät innerhalb eines Bereichs für eine Autorisierung befindet, und die Ausführung von wenigstens einer PEPS-Funktion beim Fahrzeug zu steuern, wenn ermittelt wird, dass sich das Endgerät innerhalb eines Bereichs für Autorisierung befindet.
  2. PEPS-System nach Patentanspruch 1, bei dem die drahtlosen Nahbereichsverbindungen Bluetooth-Drahtlosverbindungen umfassen und bei dem das Zentralmodul weiterhin dazu ausgebildet ist, um einen gefilterten Scan nach einer vom Endgerät über einen Anbietekanal übermittelte Anbietemitteilung durchzuführen und um, wenn das Endgerät während des Scans erkannt wird, eine „Gefunden-Mitteilung” an jeden der Sensoren zu übermitteln, die anzeigt, dass die Sensoren einen Scan nach einer ersten vom Endgerät über einen Anbietekanal übermittelten Anbietemitteilung beginnen sollen; wobei jeder Sensor dazu ausgebildet ist, um für die erste Anbietemitteilung die Information über die Signalstärke zu bestimmen und um eine Berichtsmitteilung an das Zentralmodul zu übermitteln, die die Information über die Signalstärke und eine erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält, und wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, um, basierend auf der Information über die Signalstärke aus von den Sensoren erhaltenen Berichtsmitteilungen, die Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug zu bestimmen und um zu bestimmen, basierend auf der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für eine Autorisierung befindet.
  3. PEPS-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, um durch Austausch von Mitteilungen mit dem Endgerät über einen Datenkanal einen Autorisierungsprozess beim Endgerät zu initiieren, sofern ermittelt wird, dass sich das Endgerät im Bereich für Autorisierung befindet.
  4. PEPS-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die Anbietekanäle und der Datenkanal mit Bluetooth-Niedrigenergiekommunikationsstandarts (BLE) konform sind, wobei die Anbietekanäle verbindungslos sind und kein Einrichten einer Verbindung für über die Anbietekanäle vorzunehmende Kommunikation benötigen, und wobei der Datenkanal verbindungsorientiert ist derart, dass eine Verbindung eingerichtet werden muss, bevor Kommunikation über den Datenkanal stattfindet.
  5. PEPS-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die Sensoren dazu ausgebildet sind, um Anbietemitteilungen über einen Anbietekanal zu übermitteln, wobei das Endgerät dazu ausgebildet ist, um nach von den Sensoren über einen Anbietekanal übermittelten Mitteilungen einen gefilterten Scan durchzuführen, um Information über die Signalstärke von den Anbietemitteilungen zu ermitteln und um an das Zentralmodul eine Berichtsmitteilung zu übermitteln, die die jedem Sensor entsprechende Information über die Signalstärke enthält; und wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, basierend auf Signalstärkeinformationen, die vom Endgerät bereitgestellt werden, die Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug zu bestimmen, und um, basierend auf der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug, zu bestimmen, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet; und wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, einen Autorisierungsprozess mit dem Endgerät durch Austausch von Mitteilungen mit dem Endgerät über einen Datenkanal zu initiieren, sofern das Endgerät als im Bereich für Autorisierung befindlich angesehen wird und die Ausführung von wenigstens einer PEPS-Funktion beim Fahrzeug zu steuern, wenn das Endgerät autorisiert worden ist.
  6. Verfahren, insbesondere unter Verwenden eines PEPS-Systems nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, umfassend: bei einem in einem Fahrzeug angeordneten Zentralmodul und basierend auf einer Information über Signalstärke bestimmen, ob sich ein Endgerät innerhalb eines Bereichs für Autorisierung befindet; und dann, wenn das Endgerät als sich im Bereich für die Autorisierung befindlich ermittelt wird, wenigstens eine PEPS-Funktion beim Fahrzeug durchführen.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 6, bei dem der Schritt des Bestimmens umfasst: bei einem in einem Fahrzeug angeordneten Zentralmodul auf Basis einer Information über eine Signalstärke Ermitteln einer Entfernung eines Endgeräts vom Fahrzeug, und beim Zentralmodul auf Basis der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug ermitteln, ob sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 6 oder 7, bei dem die drahtlosen Nahbereichsverbindungen Bluetooth-Drahtlosverbindungen umfassen, und bei dem das Fahrzeug eine Mehrzahl von Sensoren umfasst, und weiterhin noch vor dem Ermitteln der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug, folgende Schritte umfassend: (a) Aufbauen von Bluetooth-Drahtlosverbindungen zwischen dem Zentralmodul und den Sensoren während einer anfänglichen Bluetooth-Drahtlosverbindungs-Setup-Phase; (b) beim Zentralmodul Durchführen eines gefilterten Scans nach einer vom Endgerät über einen Anbietekanal übermittelten Anbietemitteilung, wobei die Anbietemitteilung eine erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät umfasst; und wenn das Zentralmodul eine Anbietemitteilung vom Endgerät erhält: (c) eine „Gefunden-Mitteilung” vom Zentralmodul an jeden der Sensoren kommunizieren, die anzeigt, dass das Endgerät aufgefunden worden ist und dass die Sensoren mit Scanen nach Kommunikationen vom Endgerät beginnen sollen, wobei jede „Gefunden-Mitteilung” die erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält, die während des gefilterten Scans aufgefunden wurde; (d) bei jedem der Sensoren Durchführen eines gefilterten Scans nach einer vom Endgerät übermittelten ersten Anbietemitteilung, die die erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält, wobei die erste Anbietemitteilung über einen Anbietekanal kommuniziert wird; (e1) bei Empfangen einer ersten Anbietemitteilung vom Endgerät, die die erste Bluetooth-Adresse enthält, bei jedem Sensor: Ermitteln von Information über die Signalstärke für die erste Bluetooth-Adresse, und (e2) Generieren und Übermitteln einer Berichtsmitteilung, die die Information über die Signalstärke und die erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält; und (f) beim Zentralmodul Durchführen eines weiteren gefilterten Scans nach von den Sensoren übermittelten Berichtsmitteilungen, bei denen jede der Berichtsmitteilungen die erste Bluetooth-Adresse für das Endgerät enthält; und (g) Empfangen einer oder mehrerer Berichtsmitteilungen am Zentralmodul.
  9. Verfahren nach Patentanspruch 8, sofern ermittelt wird, dass sich das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung befindet und vor Durchführen von wenigstens einer PEPS-Funktion beim Fahrzeug: dass ein Autorisierungsvorgang beim Endgerät durch Austauschen von Generischen Attributprofilmitteilungen (GATT) über einen Datenkanal mit dem Endgerät initiiert wird.
  10. System mit einem Fahrzeug und einem Endgerät, bei dem das Fahrzeug umfasst: eine Mehrzahl von Rädern, bei denen in jedem Rad ein Sensor montiert ist, wobei jeder der Sensoren einen Bluetooth-Chipsatz und eine Bluetooth-Antenne aufweist; und ein Zentralmodul mit einem weiteren Bluetooth-Chipsatz und mit einer weiteren Bluetooth-Antenne, wobei das Zentralmodul kommunikationsmäßig mit dem Endgerät und den Sensoren über Bluetooth-Drahtlosverbindungen gekoppelt ist, und wobei das Zentralmodul dazu ausgebildet ist, um eine Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug zu ermitteln, basierend auf von den Sensoren bereitgestellter Information über Signalstärke, und um zu ermitteln, ob das Endgerät innerhalb eines Bereichs für Autorisierung ist, basierend auf der Entfernung des Endgeräts vom Fahrzeug; und das Durchführen wenigstens einer PEPS-Funktion beim Fahrzeug zu steuern, wenn ermittelt ist, dass das Endgerät innerhalb des Bereichs für Autorisierung ist.
DE102013224330.8A 2012-12-27 2013-11-28 Verfahren und System zum Erkennen von Annäherung eines Endgeräts an ein Fahrzeug, das auf der Information über eine Signalstärke basiert, die über einen Bluetooth-Sendekanal von geringer Energie (BLE) empfangen wird Expired - Fee Related DE102013224330B4 (de)

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US13/728,882 US9008917B2 (en) 2012-12-27 2012-12-27 Method and system for detecting proximity of an end device to a vehicle based on signal strength information received over a bluetooth low energy (BLE) advertising channel
US13/728,882 2012-12-27

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