DE102016104630A1

DE102016104630A1 - Method for determining the position of a mobile device

Info

Publication number: DE102016104630A1
Application number: DE102016104630.2A
Authority: DE
Inventors: Sven Gennermann
Original assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Current assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2017-09-14

Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen einer Relativposition eines Mobilfunkgerätes (4; 5) gegenüber einem Kraftfahrzeug (1), wobei unter Verwendung von Schallwandlern in dem Mobilfunkgerät und im Fahrzeug ortsfest eingebauten Schallwandlern (3a, 3b, 3c) akustische Signale zur Positionsbestimmung übertragen werden. Ein akustisches Signal wird mit ortsfesten Lautsprechern (3a, 3b, 3c) des Fahrzeugs ausgesendet und mit einem Mikrofon im Mobilfunkgerät (4; 5) empfangen. Aus Kenngrößen zur Steuerung eines Schallwandlers zur Aussendung wenigstens eines akustischen Signals und erfassten Kenngrößen wenigstens eines zugeordneten empfangenen akustischen Signals wird die relative Position des Mobilfunkgerätes (4; 5) gegenüber dem wenigstens einen eingesetzten ortsfesten Schallwandler (3a, 3b, 3c) im Fahrzeug bestimmt.A method for determining a relative position of a mobile device (4; 5) relative to a motor vehicle (1), wherein acoustic signals for position determination are transmitted using sound transducers in the mobile device and in the vehicle stationary built-in transducers (3a, 3b, 3c). An acoustic signal is transmitted with stationary loudspeakers (3a, 3b, 3c) of the vehicle and received with a microphone in the mobile radio device (4, 5). From parameters for controlling a sound transducer for emitting at least one acoustic signal and detected characteristics of at least one associated received acoustic signal, the relative position of the mobile device (4; 5) relative to the at least one stationary transducer used (3a, 3b, 3c) is determined in the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Relativposition eines Mobilfunkgerätes gegenüber einem Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen, ob sich ein Mobilfunkgerät im Innenraum eines Fahrzeuges befindet oder im Außenraum eines Fahrzeugs. The invention relates to a method for determining a relative position of a mobile device relative to a motor vehicle. In particular, the invention relates to a method for determining whether a mobile device is located in the interior of a vehicle or in the exterior of a vehicle.

Die Nutzung von Mobilfunkgeräten, insbesondere von multifunktionalen Mobilfunkgeräten wie Smartphones oder sonstigen tragbaren Kommunikationsgeräten als Autorisierungsmittel oder Fahrzeugschlüssel ist bekannt. Insbesondere im Bereich der zunehmend genutzten Carsharing-Konzepte und sonstigen Mietwagenvermittlungen eignen sich diese Geräte gut. Sie bieten einerseits die Möglichkeit, einen Datenaustausch mit dem Fahrzeug über Standardschnittstellen (z.B. Bluetooth oder NFC) abzuwickeln, andererseits sind sie durch Einbindung in ein öffentliches Kommunikationsnetzwerk in der Lage, mit zentralen Datenbanken und Servern zu kommunizieren. Diese zentralen Datenbanken und Server verwalten die Zugriffsrechte auf Fahrzeuge und Benutzer können sich über ihre Mobilfunkgeräte in diese Systeme einbuchen und Fahrzeuge reservieren, ihre Buchungen verwalten und Fahrzeuge nach der Nutzung zurückgeben. The use of mobile devices, in particular of multifunctional mobile devices such as smartphones or other portable communication devices as authorization means or vehicle keys is known. Especially in the field of increasingly used car sharing concepts and other car rental agencies, these devices are well. On the one hand, they offer the possibility of exchanging data with the vehicle via standard interfaces (such as Bluetooth or NFC), on the other hand they are able to communicate with central databases and servers by integration into a public communications network. These central databases and servers manage the access rights to vehicles and users can use their mobile devices to log into these systems and reserve vehicles, manage their bookings and return vehicles after use.

Die Mobilfunkgeräte können außerdem auch für Fahrzeuge als Schlüssel genutzt werden, die dauerhaft bei einem Benutzer in Betrieb sind. Der Benutzer braucht dann neben seinem Mobilfunkgerät, welches er ohnehin mit sich nimmt, nicht zusätzliche Fahrzeugschlüssel mitzunehmen. The mobile devices can also be used as a key for vehicles that are permanently in use by a user. The user then needs next to his mobile device, which he takes with him anyway, not to take additional car keys.

Bei Systemen der herkömmlichen Fahrzeugschlüssel sind Systeme wie Keyless-Entry und Keyless-Go bekannt. Bei diesen Systemen kann die Position des Schlüssels gegenüber dem Fahrzeug über die Auslösung einer angeforderten Fahrzeugfunktion entscheiden. Es ist beispielsweise erforderlich, dass sich der Schlüssel im Innenraum eines Fahrzeugs befindet, wenn der Motor gestartet werden soll. Dies stellt sicher, dass die Nutzung einer Fahrzeugfunktion nur von der tatsächlich autorisierten Person vorgenommen wird. Diese Systeme nutzen z.B. niederfrequente elektromagnetische Signale und eine RSSI-Bestimmung im Schlüssel, um die Position des Schlüssels zu bestimmen. In systems of conventional vehicle keys, systems such as keyless entry and keyless go are known. In these systems, the position of the key relative to the vehicle may dictate the triggering of a requested vehicle function. For example, it is necessary for the key to be in the interior of a vehicle when the engine is to be started. This ensures that the use of a vehicle function is performed only by the actual authorized person. These systems use e.g. low-frequency electromagnetic signals and an RSSI determination in the key to determine the position of the key.

Das Dokument US 2015/0379859 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines Schlüssels gegenüber einem Fahrzeug. The document US 2015/0379859 A1 describes a method for determining the position of a key relative to a vehicle.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Lage eines Mobilfunkgerätes relativ zu einem Fahrzeug mit großer Verlässlichkeit und Sicherheit zu ermitteln, wobei dieses Mobilfunkgerät als Zugangsmittel oder Autorisierungsmittel für eine Fahrzeugnutzung verwendet wird. The object of the invention is to determine the position of a mobile device relative to a vehicle with great reliability and security, this mobile device is used as access means or authorization means for vehicle use.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Gemäß dem Verfahren werden einerseits Schallwandler in dem Mobilfunkgerät und andererseits ortsfest im Fahrzeug eingebaute Schallwandler genutzt, um zwischen Fahrzeug und Mobilfunkgerät akustische Signale zu übertragen. According to the method, on the one hand sound transducers in the mobile radio and, on the other hand, stationary transducers installed in the vehicle are used to transmit acoustic signals between the vehicle and the mobile radio.

Unter Schallwandlern ist im Rahmen dieser Anmeldung allgemein jedes Gerät zu verstehen, welches Schall in elektrische Signale wandelt oder elektrische Signale in Schall wandelt. Dies sind insbesondere alle Arten von Mikrofonen oder Lautsprechern. In the context of this application, sound transducers are generally understood to mean any device which converts sound into electrical signals or converts electrical signals into sound. These are in particular all types of microphones or speakers.

Nahezu jedes Fahrzeug hat ortsfest eingebaute Lautsprecher, deren Position dem Fahrzeugsystem bekannt ist. Diese Lautsprecher werden regelmäßig zur Wiedergabe von akustischen Informationen aus einem Unterhaltungssystem verwendet oder auch zur Wiedergabe von Sprachinformationen einer Freisprecheinrichtung oder eines Navigationssystems. Außerdem sind in Fahrzeugen Mikrofone eingebaut, beispielsweise, um mündliche Anweisungen eines Fahrers in Bedienbefehle umzuwandeln oder um ein Freisprechsystem eines Mobilfunkgerätes zu nutzen. Almost every vehicle has stationary loudspeakers whose position is known to the vehicle system. These speakers are used regularly to reproduce audio information from an entertainment system or also to reproduce voice information of a speakerphone or navigation system. In addition, microphones are installed in vehicles, for example, to convert a driver's verbal instructions into operating commands or to use a hands-free system of a mobile device.

Andererseits sind auch in Mobilfunkgeräten Schallwandler in Gestalt von Lautsprechern und Mikrofonen enthalten, dort insbesondere um die primäre Funktion als Kommunikationsgerät wahrzunehmen. Außerdem verfügen die Mobilfunkgeräte über drahtlose Schnittstellen, mit denen sie mit einem Fahrzeugsystem koppeln können. On the other hand, sound transducers in the form of loudspeakers and microphones are included in mobile devices, there in particular to perceive the primary function as a communication device. In addition, the mobile devices have wireless interfaces with which they can couple with a vehicle system.

Gemäß der Erfindung werden die vorhandenen Schallwandler am Mobilfunkgerät und im Fahrzeug genutzt, um akustische Signale zwischen diesen Systemen zur Positionsbestimmung zu übertragen. According to the invention, the existing transducers on the mobile device and in the vehicle are used to transmit acoustic signals between these systems for determining position.

Bei der Erfindung in ihrer allgemeinsten Form ist grundsätzlich offen, welches System (Fahrzeug einerseits oder Mobilfunkgerät andererseits) die Rolle des Signalsenders und welches die Rolle des Signalempfängers übernimmt. Entsprechend kann gemäß der Erfindung ein akustisches Signal mit einem Lautsprecher des Mobilfunkgerätes ausgesendet werden und mit einem ortsfesten Mikrofon im Fahrzeug empfangen werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein akustisches Signal mit einem ortsfesten Lautsprecher des Fahrzeugs ausgesendet werden und mit einem Mikrofon im Mobilfunkgerät empfangen werden. In the invention in its most general form is basically open, which system (vehicle on the one hand or mobile device on the other hand) takes over the role of the signal transmitter and which the role of the signal receiver. Accordingly, according to the invention, an acoustic signal can be transmitted with a loudspeaker of the mobile device and received with a fixed microphone in the vehicle. Alternatively or additionally, an acoustic signal with a fixed loudspeaker of the vehicle can be sent out and received with a microphone in the mobile device.

Wesentlich ist, dass ein Signal von einer der Systemkomponenten (Mobilfunkgerät und Fahrzeug) ausgesandt und von dem anderen System empfangen wird. Die empfangenen Signale, insbesondere charakteristische Kenngrößen des Empfangs, sind von der Relativposition der Systeme zueinander abhängig. Sowohl die Lautstärke oder Amplitude des Signals, jedoch auch die Laufzeitverzögerung eines Signals sind von der Lage des Mobilfunkgerätes gegenüber dem Innenraum des Fahrzeugs mit den darin befindlichen Lautsprechern abhängig. It is essential that a signal from one of the system components (mobile device and vehicle) sent and received by the other system. The received signals, in particular characteristic parameters of the reception, are dependent on the relative position of the systems relative to one another. Both the volume or amplitude of the signal, but also the propagation delay of a signal are dependent on the position of the mobile device relative to the interior of the vehicle with the speakers therein.

Aus den Kenngrößen eines ausgesandten akustischen Signals und den erfassten Kenngrößen wenigstens eines zugeordneten empfangenen akustischen Signals wird die relative Position des Mobilfunkgerätes gegenüber dem wenigstens einen eingesetzten ortsfesten Schallwandler im Fahrzeug bestimmt. The relative position of the mobile radio device relative to the at least one stationary sound transducer used in the vehicle is determined from the characteristics of an emitted acoustic signal and the detected characteristics of at least one assigned received acoustic signal.

Unter Kenngrößen ist hier allgemein zu verstehen, dass eine aus den Signalen abgeleitete Größe für das akustische Signal charakteristisch ist. Dies kann beispielsweise die Amplitude oder eine Information über den Zeitpunkt der Aussendung sein, aber auch die Laufzeit eines Signals. Here, parameters are generally to be understood as meaning that a signal derived from the signals is characteristic of the acoustic signal. This can be, for example, the amplitude or information about the time of transmission, but also the duration of a signal.

In einer einfachen Gestaltung kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass im Innenraum ein akustisches Signal durch Lautsprecher des Fahrzeugs ausgesandt wird, welches überhaupt nur im Innenraum durch ein Mobilfunkgerät erfassbar ist. In diesem Fall kann das Mobilfunkgerät aufgrund der Lautstärke des Signals das Signal im Außenraum des Fahrzeugs nicht erfassen. In a simple design can be provided, for example, that in the interior an acoustic signal is emitted through speakers of the vehicle, which is detectable only in the interior by a mobile device. In this case, the mobile device can not detect the signal in the exterior of the vehicle due to the volume of the signal.

Es ist im Rahmen der Erfindung beliebig, an welcher Stelle die Auswertung der Signale vorgenommen wird. Wird beispielsweise das akustische Signal vom Fahrzeug ausgesandt und im Mobilfunkgerät detektiert, so kann eine Auswertung der Signalstärke im Mobilfunkgerät erfolgen und über eine drahtlose Schnittstelle eine Rückmeldung an das Fahrzeug gegeben werden, welches Signal mit welchen Kenngrößen erfasst wurde. Alternativ kann auch bei der Detektion des Signals im Mobiltelefon unmittelbar dort, im Mobiltelefon, die Autorisierung zur Benutzung einer Kraftfahrzeugfunktion für den Innenraum erzeugt werden. Üblicherweise weisen Mobilfunkgeräte als Fahrzeugschlüssel zu Fahrzeugen entsprechende Applikationen auf, welche eine sichere Kommunikation mit dem Fahrzeug und Autorisierung des Zugriffs vornehmen. Ein darauf abgestimmtes Fahrzeugsystem bestimmt, welche Stelle, das Mobilfunkgerät oder das Fahrzeug, die Prüfung der Autorisierung vornimmt. It is within the scope of the invention arbitrary, at which point the evaluation of the signals is made. If, for example, the acoustic signal emitted by the vehicle and detected in the mobile device, so an evaluation of the signal strength in the mobile device can be done and given a feedback to the vehicle via a wireless interface, which signal was detected with which characteristics. Alternatively, even in the detection of the signal in the mobile phone directly there, in the mobile phone, the authorization to use a motor vehicle function for the interior can be generated. Usually have mobile devices as vehicle keys to vehicles corresponding applications that make secure communication with the vehicle and authorization of access. A tuned vehicle system determines which location, the mobile device or the vehicle, verifies the authorization.

Wesentlich ist, dass beide Systeme, Mobilfunkgerät einerseits und Fahrzeug andererseits, im Rahmen des Zugangssystems programmiert oder eingelernt wurden, mit welchen akustischen Signalen zu kommunizieren ist. Beispielsweise kann in einem anfänglichen Öffnungsdialog zwischen Mobilfunkgerät und Kraftfahrzeug bestimmt werden, dass ein Ton bestimmter Frequenz und Dauer auszusenden ist, um beispielsweise den Motorstart vorzunehmen. Nimmt dann der Fahrer im Fahrzeug Platz und betätigt den Schalter für den Motorstart, sendet das Mobilfunkgerät den vereinbarten Ton mit der vereinbarten Länge aus. Die Mikrofone im Fahrzeug erfassen den Ton und verifizieren, ob er mit einem erwarteten Ton hinsichtlich Frequenz und Dauer aber auch der Lage gegenüber den ortsfesten Mikrofonen übereinstimmt. Dazu kann auch ein Laufzeitunterschied zu verschiedenen Mikrofonen im Fahrzeug verwendet werden. Aus diesen Größen wird geschlossen, ob das Mobilfunkgerät sich im Innenraum des Fahrzeugs befindet oder nicht. It is essential that both systems, mobile device on the one hand and vehicle on the other hand, were programmed or learned in the context of the access system, with which acoustic signals to communicate. For example, it may be determined in an initial opening dialog between the mobile device and the motor vehicle that a tone of certain frequency and duration is to be sent, for example, to make the engine start. If the driver then takes a seat in the vehicle and actuates the switch for starting the engine, the mobile device transmits the agreed tone with the agreed length. The microphones in the vehicle detect the sound and verify that it agrees with an expected tone in terms of frequency and duration but also the position relative to the fixed microphones. This can also be a runtime difference to different microphones used in the vehicle. From these variables it is concluded whether the mobile device is located in the interior of the vehicle or not.

In Abwandlung kann eine anfängliche Aushandlung von Kenngrößen unterbleiben, stattdessen sendet das Fahrzeug beim Betätigen des Startschalters einen Ton oder eine Tonfolge durch die verschiedenen Lautsprecher im Fahrzeug aus. Das Mobilfunkgerät erfasst diese und übermittelt die erfassten Daten, beispielsweise Tonfrequenz, Tondauer und zeitliche Abfolge der Töne über drahtlose Kopplung an das Fahrzeugsystem. Dieses wertet aus, ob die empfangenen Daten konsistent mit erwarteten Daten hinsichtlich der Positionierung des Mobiltelefons am Platz eines Fahrers in dem Innenraum des Fahrzeugs sind. Nur dann wird der Fahrzeugstart freigegeben. Alternatively, an initial negotiation of characteristics may be omitted, instead, upon actuation of the start switch, the vehicle transmits a sound or sequence of tones through the various speakers in the vehicle. The mobile device detects these and transmits the recorded data, such as audio frequency, tone duration and timing of the tones via wireless coupling to the vehicle system. This evaluates whether the received data is consistent with expected data regarding the positioning of the mobile phone in the driver's seat in the interior of the vehicle. Only then will the vehicle start be released.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden mehrere akustische Signale ausgesandt, wobei ein Zeitversatz zwischen den Signalen besteht. Grundsätzlich können die Signale mit einer Pausenzeit oder auch teilweise überlagert übertragen werden, wobei jedoch verschiedene Lautsprecher zum Aussenden jeweils wenigstens eines der akustischen Signale verwendet werden. Sendet das Fahrzeug also durch mehrere räumlich versetzte Lautsprecher jeweils Töne aus, und werden diese Töne im Mobilfunkgerät erfasst, so kann anhand dieser Daten bereits durch zwei Töne von zwei räumlich versetzten Lautsprechern eine Positionsbestimmung des Mobilfunkgeräts im Fahrzeug vorgenommen werden. Zwar ist üblicherweise im dreidimensionalen Raum eine Lagebestimmung erst anhand von mehr als zwei Abständen zu vorgegebenen Raumpositionen möglich, da jedoch im Innenraum des Fahrzeugs die Position in der Vertikalen beschränkt ist, kann eine Bestimmung anhand von zwei Signalen bereits ausreichen. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, eine kurze Tonfolge von mehr als zwei Lautsprechern und mehr als zwei Signalen vorzunehmen. In a preferred embodiment of the method, a plurality of acoustic signals are emitted, wherein there is a time offset between the signals. In principle, the signals can be transmitted with a pause time or also partially superimposed, but different loudspeakers are used for transmitting at least one of the acoustic signals in each case. Thus, if the vehicle emits tones through a plurality of spatially offset loudspeakers, and if these tones are detected in the mobile radio device, it is already possible to determine the position of the mobile radio device in the vehicle using two tones from two spatially offset loudspeakers. Although usually in the three-dimensional space, a position determination is possible only on the basis of more than two distances to predetermined spatial positions, but since in the interior of the vehicle, the position is limited in the vertical, a determination based on two signals may already be sufficient. However, it is also readily possible to make a short tone sequence of more than two speakers and more than two signals.

Es ist dabei zu beachten, dass die Lautsprecher in dieser Ausführungsform nicht zwingend sämtlich im Fahrzeug ortsfest eingebaut sein müssen, stattdessen kann sowohl von Fahrzeugseite als auch von Mobilfunkgerätseite ein akustisches Signal ausgesandt werden. Beide Komponenten können also in einem Vorgang sowohl als Sender als auch als Empfänger wirken. It should be noted that the speakers in this embodiment, not necessarily all must be installed stationary in the vehicle, instead, both from the vehicle side and from the mobile device side an audible signal to be sent out. Both components can thus act both as sender and as receiver in one process.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei der Lautsprecher zum Aussenden der akustischen Signale ortsfest im Fahrzeug eingebaut. Der ortsfeste Einbau und die bekannte Position der Lautsprecher im Fahrzeug erlauben eine besonders genaue Ortsbestimmung. Außerdem kann das System nach Fahrzeugbau präzise kalibriert oder eingestellt werden, da die aussendenden Komponenten nach Fahrzeugbau regelmäßig nicht mehr verändert werden und daher davon auszugehen ist, dass über die Lebenszeit des Fahrzeugs ein weitgehend gleichbleibendes akustisches Profil im Fahrzeug vorliegt. Demgegenüber soll das System auch mit verschiedenen und wechselnden Mobilfunkgeräten arbeiten können, die jedoch einer Kalibrierung und Justierung nicht zur Verfügung stehen. Es ist daher bevorzugt, wenn die Lautsprecher im Fahrzeug als Schallquellen verwandt werden. In a preferred embodiment, at least two of the speakers for transmitting the acoustic signals are installed fixed in the vehicle. The stationary installation and the known position of the speakers in the vehicle allow a particularly accurate location. In addition, the system can be precisely calibrated or adjusted after vehicle construction, since the emitting components are regularly no longer changed after vehicle construction and therefore it can be assumed that over the lifetime of the vehicle a largely constant acoustic profile is present in the vehicle. In contrast, the system should also be able to work with different and changing mobile devices that are not available for calibration and adjustment. It is therefore preferable if the speakers in the vehicle are used as sound sources.

In einer bevorzugten Gestaltung der Erfindung wird eine Folge von akustischen Signalen mit vorgegebenen Zeitabständen und/oder vorgegebenen Zeitdauern ausgesandt. In a preferred embodiment of the invention, a sequence of acoustic signals with predetermined time intervals and / or predetermined time periods is emitted.

In dieser Gestaltung senden die Lautsprecher, insbesondere die Lautsprecher im Fahrzeug, eine Folge akustischer Signale, die entweder im Fahrzeugsystem eingespeichert ist oder zufällig generiert wird. Diese Folge von akustischen Signalen kann insbesondere fahrzeugspezifisch sein, so dass tatsächlich nur dann eine Autorisierung und Lagebestimmung möglich ist, wenn diese konkrete Signalfolge im Mobilfunkgerät empfangen wird. Dieses Ausführungsbeispiel erhöht die Sicherheit des Konzeptes, insbesondere dann, wenn eine zufällige und zeitlich wechselnde Folge von akustischen Signalen eingesetzt wird, so dass bei jeder Positionsüberprüfung eine andere akustische Signalfolge übertragen wird. Auf diese Weise wird unterbunden, dass ein manipuliertes Mobilfunkgerät die Lage des autorisierten Gerätes vortäuscht. In this design, the speakers, in particular the speakers in the vehicle, transmit a train of acoustic signals that is either stored in the vehicle system or generated randomly. This sequence of acoustic signals may in particular be vehicle-specific, so that an authorization and position determination is actually only possible if this specific signal sequence is received in the mobile radio device. This embodiment increases the security of the concept, especially when a random and temporally changing sequence of acoustic signals is used, so that a different acoustic signal sequence is transmitted during each position check. In this way it is prevented that a manipulated mobile device pretends the location of the authorized device.

Es ist besonders bevorzugt, wenn zwischen dem Fahrzeugsystem und dem Mobilfunkgerät Informationen über eine drahtlose elektromagnetische Kopplung ausgetauscht werden. Durch diese Gestaltung entfaltet die Erfindung ihr volles Potential, da Signale sowohl über den Schalldruck übertragen werden und zugehörige Kenngrößen über den Weg der elektromagnetischen Kopplung (beispielsweise Bluetooth oder NFC) ausgetauscht werden. Mobilfunkgeräte sind meist bei den oben beschriebenen Szenarien ohnehin bereits elektromagnetisch mit dem Fahrzeugsystem gekoppelt, beispielsweise zur Bereitstellung einer Freisprechfunktionalität oder durch den Zugang zum Fahrzeug bei Carsharing oder Mietsystemen. Sendet nun das Fahrzeug über seine ortsfesten Lautsprecher eine Tonfolge aus, so wird dieser Schalldruck im Mobilfunkgerät erfasst, es werden Kenndaten extrahiert (beispielsweise Frequenzmessungen, Tondauern, Pausenzeiten etc.) und diese Informationen werden in einem Datenpaket über die elektromagnetische Kopplung einer Bluetooth-Schnittstelle an das Fahrzeug zurückübertragen. Das Fahrzeug vergleicht diese Daten mit den ausgesandten Daten. Es erfolgt eine Konsistenzprüfung mit einer erwarteten Lage des Mobilfunkgerätes im Fahrzeug. It is particularly preferred if information about a wireless electromagnetic coupling is exchanged between the vehicle system and the mobile device. By this design, the invention unfolds its full potential, since signals are transmitted both via the sound pressure and associated parameters via the path of the electromagnetic coupling (for example, Bluetooth or NFC) are exchanged. In the scenarios described above, mobile radios are in most cases already electromagnetically coupled to the vehicle system, for example to provide hands-free functionality or by access to the vehicle in car sharing or rental systems. Now sends the vehicle via its stationary speakers from a tone sequence, this sound pressure is detected in the mobile device, it will be extracted characteristics (such as frequency measurements, Tondauern, pauses, etc.) and this information is in a data packet via the electromagnetic coupling of a Bluetooth interface to transfer the vehicle back. The vehicle compares this data with the transmitted data. There is a consistency check with an expected location of the mobile device in the vehicle.

Es ist dabei hilfreich, dass die Schallgeschwindigkeit angesichts der Verarbeitungsgeschwindigkeit der eingesetzten elektronischen Systeme eine ausreichend präzise Laufzeitmessung erlaubt. Die Schallgeschwindigkeit beträgt etwa 340 m/s, so dass die Schalllaufzeit für eine Distanz im Innenraum einige Millisekunden beträgt. Werden nun beispielsweise zeitgleich von einem Frontlautsprecher in der Nähe des Fahrersitzes, wo sich das Mobilfunkgerät bei Fahrtantritt befinden sollte und einem Lautsprecher im Bereich der rückwärtigen Sitze ausgesandt, sowie von einem Lautsprecher auf der Beifahrerseite des Fahrzeuges, so kann anhand des Zeitversatzes der empfangenen akustischen Signale im Mobilfunkgerät eine Positionsüberprüfung vorgenommen werden. Dabei ist es außerdem vorteilhaft, dass die ortsfest im Fahrzeug eingebauten Lautsprecher eine gerichtete Wirkung entfalten. Steht also beispielsweise ein Nutzer mit seinem Mobilfunkgerät bei geöffnetem Fenster in der Fahrertür neben dem Fahrzeug, so erreicht ihn der Schall aus einer Lautsprechereinrichtung in der Fahrertür nur nach Reflektion im Innenraum des Fahrzeugs. Dies würde bei einer Konsistenzprüfung der empfangenen akustischen Daten erfasst und die Lage des Mobilfunkgerätes würde als unzulässig erkannt. It is helpful here that, given the processing speed of the electronic systems used, the speed of sound allows a sufficiently precise transit time measurement. The speed of sound is about 340 m / s, so that the sound propagation time for a distance in the interior is a few milliseconds. If, for example, at the same time from a front speaker in the vicinity of the driver's seat, where the mobile device should be located when driving and a speaker in the rear seats, as well as from a speaker on the passenger side of the vehicle, it can be based on the time offset of the received acoustic signals in the mobile device, a position check are made. It is also advantageous that the speakers installed in the vehicle unfold a directional effect. So, for example, a user with his mobile device with the window open in the driver's door next to the vehicle, it reaches the sound from a speaker device in the driver's door only after reflection in the interior of the vehicle. This would be detected in a consistency check of the received acoustic data and the location of the mobile device would be recognized as inadmissible.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figur näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figure.

1 zeigt schematisch die Anordnung der Komponenten für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 schematically shows the arrangement of the components for carrying out the method according to the invention.

In 1 ist ein Fahrzeug 1 gezeigt, in welchem eine Steuereinrichtung 2 angeordnet ist. Die Steuereinrichtung 2 ist mit mehreren Lautsprechereinrichtungen 3A, 3B, 3C gekoppelt. Ein Mobilfunkgerät 4 befindet sich außerhalb des Fahrzeugs, an einer Position, die grundsätzlich keinen Zugriff auf die Motorstartfunktion des Fahrzeugs 1 erlauben sollte. Das Mobilfunkgerät 5 befindet sich demgegenüber im Innenraum des Fahrzeugs, an einer zulässigen Position für den Fahrzeugstart. In 1 is a vehicle 1 shown in which a control device 2 is arranged. The control device 2 is with several speaker devices 3A . 3B . 3C coupled. A mobile device 4 is located outside the vehicle, at a position that basically does not have access to the engine starting function of the vehicle 1 should allow. The mobile device 5 In contrast, is located in the interior of the vehicle, at an allowable position for the vehicle start.

Wir bei der Lage des Mobilfunkgerätes 4 (außerhalb des Fahrzeugs) aus dem Innenraum des Fahrzeugs ein Knopf zur Anforderung des Motorstarts betätigt, so veranlasst die Steuereinrichtung 2 die Lautsprechereinrichtungen 3A, 3B, 3C eine Folge akustischer Signale auszusenden. Die Signale werden dabei in für den Menschen unhörbaren Bereich oberhalb von 20 kHz ausgesandt, so dass keine Belästigung eines Menschen stattfindet. Außerdem werden die Zeitdauer der Signale und deren Lautstärke stark beschränkt, so dass die Detektierbarkeit vornehmlich im Innenraum des Fahrzeugs 1 vorliegt und außerdem auch die Schallbelastung z.B. für mitreisende Haustiere, minimal bleibt. Die Signale können beispielsweise jeweils auf wenige 100stel Sekunden reduziert bleiben. In diesem Beispiel steuert die Steuereinrichtung 2 den Lautsprecher 3A zunächst zur Aussendung eines hochfrequenten Signals an, z.B. mit einer Dauer von 30 Millisekunden. Dann folgt eine Pause von 10 Millisekunden, danach ein Signal des Lautsprechers 3B mit gleicher Länge, wiederum eine Pause und dann ein Signal des Lautsprechers 3C. We at the location of the mobile device 4 (outside the vehicle) from the interior of the If a button for requesting engine start is actuated by the vehicle, then the control device initiates 2 the speaker devices 3A . 3B . 3C to send a sequence of acoustic signals. The signals are emitted in human-inaudible range above 20 kHz, so that no annoyance of a person takes place. In addition, the duration of the signals and their volume are severely limited, so that the detectability primarily in the interior of the vehicle 1 is present and also the sound load, for example, for accompanying pets, minimal remains. For example, the signals can each be reduced to a few hundredths of a second. In this example, the controller controls 2 the speaker 3A initially for the transmission of a high-frequency signal, eg with a duration of 30 milliseconds. This is followed by a pause of 10 milliseconds, followed by a signal from the loudspeaker 3B with equal length, again a pause and then a signal from the speaker 3C ,

Bei Betätigung des Startknopfes wurde außerdem dem Telefon 4 die Nachricht übermittelt, dass nun die akustische Übermittlung bevorsteht. Auf dem Mobiltelefon läuft aufgrund des Zugangs zum Fahrzeug und der Öffnung des Fahrzeugs bereits die entsprechende Applikation, die nun für eine vorgegebene Zeitdauer die Mikrofone des Mobilfunkgeräts aktiviert und im erwarteten Frequenzbereich eine Signalüberwachung vornimmt. Die Nutzung des Ultraschallbereiches ermöglicht es, Umgebungsgeräusche herauszufiltern. When pressing the start button was also the phone 4 the message transmits that now the acoustic transmission is imminent. Due to the access to the vehicle and the opening of the vehicle, the corresponding application already runs on the mobile telephone, which now activates the microphones of the mobile radio device for a predetermined period of time and performs signal monitoring in the expected frequency range. The use of the ultrasonic range makes it possible to filter out ambient noise.

Die Signalfolge wird detektiert und anschließend übermittelt das Mobilfunkgerät 4 einen Satz von Kenndaten über eine Bluetooth-Kopplung an das Steuergerät 2. Diese Kenndaten können in diesem Beispiel insbesondere Zeitmarken enthalten. Als Startpunkt gilt der Empfang eines Signalstarts vom ersten Lautsprecher 3A, ausgehend von diesem Punkt werden die Zeitpunkte der Empfänge der anderen Lautsprecher 3B, 3C und deren Signale an das Steuergerät 2 übermittelt. Nur das Steuergerät 2 hat Kenntnis darüber, in welcher Reihenfolge, mit welcher Dauer und mit welchem zeitlichen Abstand die Lautsprecher 3A, 3B und 3C aktiviert wurden. Beispielsweise kann bei einer nachfolgenden Autorisierung die Reihenfolge dieser Lautsprecher verändert werden. In Kenntnis dieser Signalisierungsabfolge wird die Antwort, die über eine Bluetooth-Verbindung von dem Mobilgerät empfangen wurde, geprüft und die Lage des Mobilfunkgerätes wird als außerhalb des Fahrzeugs erkannt. Insbesondere könnte in diesem Beispiel erkannt werden, dass die Laufzeit der Signale vom Lautsprecher 3C zu lang ist und sich daher das Mobilgerät 4 nicht im Bereich des Fahrersitzes befinden kann. The signal sequence is detected and then transmits the mobile device 4 a set of characteristics via a Bluetooth coupling to the controller 2 , In particular, these characteristics may contain timestamps in this example. The starting point is the receipt of a signal start from the first loudspeaker 3A , starting from this point, the times of the receptions of the other speakers 3B . 3C and their signals to the controller 2 transmitted. Only the control unit 2 has knowledge of the order in which, with which duration and with which time interval the loudspeakers 3A . 3B and 3C have been activated. For example, in a subsequent authorization, the order of these speakers can be changed. In the knowledge of this signaling sequence, the answer received via a Bluetooth connection from the mobile device is checked and the location of the mobile device is recognized as being outside the vehicle. In particular, in this example, it could be recognized that the transit time of the signals from the speaker 3C is too long and therefore the mobile device 4 not in the driver's seat area.

Befindet sich hingegen das Mobilgerät 5 mit dem Fahrer im Fahrgastraum und betätigt der Fahrer dann den Knopf zum Start des Motors, wird das Mobilgerät 5 die Signalfolge aufgrund der dann veränderten Laufzeiten der Signale von den Lautsprechern 3A, 3B, 3C anders erfassen und entsprechend auch andere Kenndaten über die Bluetooth-Verbindung an die Steuereinrichtung 2 im Fahrzeug zurückübermitteln. Es ist in dieser Gestaltung der Erfindung besonders hervorzuheben, dass das Mobilgerät keine Kenntnis über die Art, Reihenfolge, Dauer der Aktivierung der Lautsprecher hat. Dies stellt sicher, dass die Prüfung der Lagebestimmung im Fahrzeugsystem 2 stattfindet. Fahrzeugsysteme sind regelmäßig schwieriger zu manipulieren als die mobilen zugehörigen Gegenstücke. Die Sicherheit des Systems wird damit deutlich erhöht. On the other hand, is the mobile device 5 With the driver in the passenger compartment and the driver then presses the button to start the engine, the mobile device 5 the signal sequence due to the then changed transit times of the signals from the speakers 3A . 3B . 3C capture differently and according to other characteristics via the Bluetooth connection to the controller 2 to return in the vehicle. It should be emphasized in this embodiment of the invention that the mobile device has no knowledge of the type, order, duration of activation of the speakers. This ensures that the test of the orientation in the vehicle system 2 takes place. Vehicle systems are usually more difficult to manipulate than their mobile counterparts. The security of the system is thus significantly increased.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2015/0379859 A1 [0005]

Claims

Method for determining a relative position of a mobile radio device ( 4 ; 5 ) to a motor vehicle ( 1 ), wherein using sound transducers in the mobile device and in the vehicle stationary built-in sound transducers ( 3a . 3b . 3c ) acoustic signals are transmitted, wherein at least one acoustic signal is transmitted with a loudspeaker of the mobile device and is received with a fixed microphone in the vehicle, and / or at least one acoustic signal with a stationary loudspeaker ( 3a . 3b . 3c ) of the vehicle and with a microphone in the mobile device ( 4 ; 5 ) is received, wherein from characteristics of at least one emitted acoustic signal and detected characteristics of at least one associated received acoustic signal, the relative position of the mobile device ( 4 ; 5 ) is determined relative to the vehicle.

The method of claim 1, wherein at least two acoustic signals are transmitted in a time-shifted manner, wherein at least two different loudspeakers are used to transmit at least one of the acoustic signals.

The method of claim 2, wherein at least two of the speakers for transmitting the acoustic signals are installed fixed in the vehicle.

Method according to one of the preceding claims, wherein a sequence of acoustic signals with predetermined time intervals and / or time periods are sent out.

Method according to one of the preceding claims, wherein the mobile device transmits information about received or emitted in the mobile device acoustic signals via a wireless electromagnetic coupling to an interface in the vehicle, in the vehicle received by the stationary sound transducer and / or emitted acoustic signals with those of the mobile device transmitted information to be evaluated to determine the relative position of the mobile device.

The method of claim 5, wherein emitted from at least three stationary speakers of the vehicle, which are arranged at different positions, acoustic signals and detected with the mobile device.

Method according to one of the preceding claims, wherein the acoustic signals are emitted in a frequency range above 16 kHz.

The method of claim 7, wherein the acoustic signals are transmitted in a frequency range above 20 kHz.