DE102018005763A1

DE102018005763A1 - Verfahren zum Betreiben einer Funktionseinheit eines Kraftfahrzeugs mittels eines Identifikationssystems, bei welchem zwei Berechtigungen notwendig sind sowie Identifikationssystem

Info

Publication number: DE102018005763A1
Application number: DE102018005763.2A
Authority: DE
Inventors: Matthias Reinhardt; Verena Lutterbeck; Yousif Hanna; Martin Lallinger; Karl-Jürgen Peters
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-23
Also published as: US20210339706A1; WO2020016101A1; US11560120B2; CN112470195B; CN112470195A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Funktionseinheit (32) eines Kraftfahrzeugs (34) mittels eines Identifikationssystems (36), bei welchem zum Betreiben der Funktionseinheit (32) zumindest eine erste Berechtigung abgefragt wird, und bei welchem mittels eines Identifikationselements (26) des Identifikationssystems (36) ein Identifikationssignal an eine Identifikationseinrichtung (38) übertragen und nach dem Empfang die Funktionseinheit (32) betrieben wird, wobei die Funktionseinheit (32) nur bei einer zweiten Berechtigung betrieben wird, und die zweite Berechtigung mittels der Identifikationseinrichtung (38) erzeugt wird, wobei mittels der Identifikationseinrichtung (38) eine erste Signallaufzeit des Identifikationssignals zum Bestimmen eines ersten Abstands (A1, A2, A3, A4) des Identifikationselements (26) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) bestimmt wird und eine zweite Signallaufzeit des Identifikationssignals zum Bestimmen eines zweiten Abstands (A1', A2', A3', A4') des Identifikationselements (26) zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) bestimmt wird und in Abhängigkeit eines Vergleichs die zweite Berechtigung erzeugt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Identifikationssystem (36).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Funktionseinheit eines Kraftfahrzeugs mittels eines Identifikationssystems. Zum Betreiben der Funktionseinheit wird zumindest eine erste Berechtigung abgefragt. Es wird mittels eines mobilen Identifikationselements ein Identifikationssignal als Berechtigung an die Identifikationseinrichtung des Identifikationssystems übertragen, und nach dem Empfang des Identifikationssignals wird die Funktionseinheit betrieben. Ferner betrifft die Erfindung ein Identifikationssystem.
Es ist bekannt, dass eine Anforderung besteht, dass sich ein Identifikationselement im Wirkungsbereich des Kraftfahrzeugs befinden muss, damit eine Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs betrieben werden kann. Beispielsweise kann diese Funktionseinheit eine Entriegelung des Kraftfahrzeugs bewirken. Als Beispiel in der Serienherstellung von Kraftfahrzeugen ist das Prinzip des Keyless-Go zu nennen. Bei diesem Verfahren muss lediglich der Schlüssel beziehungsweise das Identifikationselement in einer Entfernung von etwa 1,5 Metern zum Kraftfahrzeug gebracht werden, damit eine Entriegelung ausgeführt wird. Sobald der Nutzer den Türgriff berührt, wird eine Entriegelung des Kraftfahrzeugs ausgelöst. Der zulässige Wirkungsbereich wird gemäß dem Stand der Technik dadurch sichergestellt, dass das Kraftfahrzeug ein niederfrequentes Feld generiert, welches der Schlüssel empfängt. Der maximale Wirkungsbereich wird durch eine Bewertung der im Schlüssel empfangenen Feldstärke festgelegt.
Es ist dabei bereits bekannt, dass der Wirkungsbereich des Kraftfahrzeugs „böswillig“ verlängert werden kann. Um dieses zu unterbinden, ist bereits bekannt, dass zusätzlich noch die Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Identifikationselement ermittelt werden kann, wobei dabei insbesondere eine Laufzeit des Identifikationssignals gemessen werden kann und als Basis für die Ermittlung genutzt wird. Damit kann formell ein böswilliges Erhöhen des Wirkungsbereichs unterbunden werden.
Eine Entfernungsmessung basierend auf einer Messung von Laufzeiten elektromagnetischer Wellen bringt neue Herausforderungen mit sich. So wird für die Laufzeitmessung in der Regel ein breitbandiges Identifikationssignal genutzt, welches in einer Trägerfrequenz im Gigahertz-Bereich arbeitet (siehe hierzu beispielsweise auch Radar). Die Eigenschaften in der Ausbreitung derartiger hochfrequenter Wellen unterscheiden sich deutlich von jenen niederfrequenter Wellen. Zu nennen ist beispielsweise das Durchdringen von Körpern. So stellt das Durchdringen des menschlichen Körpers für eine niederfrequente Welle keine Probleme dar. Dagegen ist für eine hochfrequente Welle im Gigahertz-Bereich ein Durchdringen des menschlichen Körpers nahezu unmöglich.
Um diesem Problem entgegenzutreten, ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt, dass im Schlüssel ein Bewegungssensor implementiert ist, das heißt ein ruhender Schlüssel wird nicht für eine Entfernungsmessung genutzt. Nachteilig hierbei ist, dass nicht alle denkbaren Fälle gelöst werden. Des Weiteren funktioniert die Maßnahme nur, falls das Identifikationselement nicht in Bewegung ist. Des Weiteren ist problematisch daran, dass für das Identifikationselement zusätzlicher Bauraum und zusätzliche Kosten entstehen.
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass die von der Identifikationseinrichtung zulässig ermittelte Entfernung stark eingeschränkt wird. Dies hat den Nachteil, dass die Verfügbarkeit abnimmt, da in vielen Fällen nur noch eine der am Fahrzeug vorhandenen Antennen in der Lage ist, einen gültigen Entfernungswert zu ermitteln. Wird die Kommunikationsstrecke zu dieser Antenne durch äußere Einflüsse behindert, beispielsweise bei einer Körperdämpfung, so kann keine Entfernung ermittelt werden. Infolge kann ein gültiger und zulässiger Zugangswunsch für einen Nutzer nicht ausgeführt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Identifikationssystem zu schaffen, mittels welchen zuverlässig und sicher die Funktionseinheit im Kraftfahrzeug betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein Identifikationssystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Funktionseinheit eines Kraftfahrzeugs mittels eines Identifikationssystems, bei welchem zum Betreiben der Funktionseinheit zumindest eine erste Berechtigung mit dem Identifikationssystem abgefragt wird. Ferner wird mittels eines mobilen Identifikationselements ein Identifikationssignal als Berechtigung an eine Identifikationseinrichtung übertragen und nach dem Empfang des Identifikationssignals die Funktionseinheit betrieben.
Es ist vorgesehen, dass die Funktionseinheit nur bei einem Vorhandensein der ersten Berechtigung und einer zweiten Berechtigung betrieben wird, und die zweite Berechtigung mittels der Identifikationseinrichtung erzeugt wird, wobei mittels der Identifikationseinrichtung eine erste Signallaufzeit des Identifikationssignals zum Bestimmen eines ersten Abstands des Identifikationselements zur Identifikationseinrichtung zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt wird. Ferner ist vorgesehen, dass eine zweite Signallaufzeit des Identifikationssignals zum Bestimmen eines zweiten Abstands des Identifikationselements zur Identifikationseinrichtung zu einem zum ersten Zeitpunkt unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt bestimmt wird und in Abhängigkeit eines Vergleichs des bestimmten ersten Abstands und mit dem bestimmten zweiten Abstand die zweite Berechtigung erzeugt wird.
Dadurch ist es ermöglicht, dass zuverlässig eine Bewegung des Identifikationselements erfasst werden kann. Insbesondere kann dann in Abhängigkeit der erfassten Bewegung und in Abhängigkeit des gesendeten Identifikationssignals dann die Funktionseinheit betrieben werden. Insbesondere kann dadurch beispielsweise das Kraftfahrzeug geöffnet werden. Dadurch kann zuverlässig auf Basis von zwei Berechtigungen die Funktionseinheit bedient werden. Insbesondere ist dies dennoch sehr komfortabel möglich, da die zwei Berechtigungen unabhängig von einem Zutun des Nutzers erzeugt werden können. Insgesamt kann dadurch komfortabel und dennoch zuverlässig und sicher die Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs bedient werden.
Mit anderen Worten, sobald sich das Kraftfahrzeug und das Identifikationselement, welches insbesondere als Schlüssel ausgebildet sein kann, gefunden haben (Empfang des Identifikationssignals), wird mit einer zyklischen Entfernungsmessung begonnen, wobei die zyklische Entfernungsmessung zumindest zwei Entfernungsmessungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufweist. Nähert sich dann das Identifikationselement dem Kraftfahrzeug, was einer üblichen Situation entspricht, so kann davon ausgegangen werden, dass eine nachfolgende Auslösung des Funktionselements einem realen Nutzerwunsch entspricht.
Insbesondere ist bereits in heutigen Kraftfahrzeugen ein sogenanntes „LF-Polling“ und eine Entfernungsmessung basierend auf Lichtgeschwindigkeit möglich. Das „LF-Polling“ steht für ein vom Kraftfahrzeug zyklisch ausgesendetes niederfrequentes Feld mit geringer Reichweite, beispielsweise zehn Meter. Wird das niederfrequente Feld vom zugehörigen Identifikationselement, welches insbesondere der Fahrzeugschlüssel sein kann, erfasst, signalisiert dieser seine Anwesenheit. Im Anschluss daran hat das Kraftfahrzeug verschiedenste Möglichkeiten, Funktionen einzuleiten, beispielsweise eine Lichtinszenierung.
Des Weiteren wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Verfügbarkeit ermöglicht, was bedeutet, dass eine Messung möglichst immer erfolgreich durchgeführt werden kann, da insbesondere eine Mehrzahl von Empfangseinrichtungen des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Identifikationseinrichtung, mit bei dem Verfahren einbezogen werden kann.
Im Sinne einer hohen Verfügbarkeit ist daher das Ziel, die jeweiligen Empfangseinrichtungen mit einzubeziehen, wobei es ausreichend ist, falls nur eine Empfangseinrichtung eine Entfernung ermittelt kann. Dadurch kann verhindert werden, dass beispielsweise der menschliche Körper die Kommunikation zwischen der Identifikationseinrichtung so stark stören kann, das diese keine Entfernung ermitteln kann. Insbesondere könnte dazu eine Vielzahl von Empfangseinrichtungen des Kraftfahrzeugs genutzt werden, um ein Messergebnis zu ermitteln. Dadurch ist es insbesondere möglich, dass auch bei einem böswilligen Verlängern des Identifikationssignals dennoch erst bei einer Identifikation einer Bewegung des Fahrzeugschlüssels die Funktionseinheit beziehungsweise die Fahrzeugfunktion bedient wird. Somit kann ein böswilliger Zugang zum Kraftfahrzeug verhindert werden. Dennoch kann eine hohe Verfügbarkeit realisiert werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Funktionseinheit als Entriegelungseinrichtung des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Beispielsweise kann dann die Entriegelungseinrichtung des Kraftfahrzeugs als Keyless-Go-Funktion bereitgestellt werden, sodass ohne ein Zutun eines Nutzers und lediglich bei einer Annäherung des Nutzers zum Kraftfahrzeug das Kraftfahrzeug entsprechend entriegelt werden kann. Ferner kann ebenfalls vorgesehen sein, dass beispielsweise als Funktionseinheit eine Kofferraumöffnungseinrichtung betrieben werden kann, sodass sich bei einer Annäherung des Nutzers zum Kofferraum entsprechend die Kofferraumtür öffnen kann. Diese Aufzählung ist rein beispielhaft und keinesfalls abschließend zu betrachten. Es können somit auch weitere Funktionseinheiten beispielsweise eine Lichteinrichtung des Kraftfahrzeugs entsprechend mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bedient werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird bei einer Überschreitung des bestimmten ersten Abstands vom bestimmten zweiten Abstand die zweite Berechtigung erzeugt. Mit anderen Worten, sollte sich der erste Abstand zum zweiten Abstand unterscheiden, wird die zweite Berechtigung erzeugt. Insbesondere kann dann bei einem ersten Abstand und einem dazu unterschiedlichen zweiten Abstand eine Bewegung identifiziert werden. Dadurch kann ausgeschlossen werden, dass es sich um ein ruhendes Identifikationselement handelt. Insbesondere erst dann, wenn eine Bewegung des Identifikationselements erfasst wird, wird die zweite Berechtigung erzeugt und die Funktionseinheit bedient. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Toleranzbereich definiert wird, in welchem sich die Unterscheidung des ersten Abstands und des zweiten Abstands befinden muss. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls das Identifikationselement lediglich um wenige Zentimeter bewegt hat, dass dann keine zweite Berechtigung erzeugt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, sollte innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls eine vorgegebene Bewegung vom ersten Abstand zum zweiten Abstand stattgefunden haben, dass dann die zweite Berechtigung erzeugt wird. Insbesondere kann dadurch zuverlässig die Bewegung des Identifikationselements erfasst werden, wodurch zuverlässig und präzise das Fahrzeug bedient werden kann.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn bei einem zum zweiten Abstand größeren ersten Abstand die zweite Berechtigung erzeugt wird. Mit anderen Worten, wenn der erste Abstand größer ist als der zweite Abstand, dann findet eine Annäherung des Identifikationselements zum Kraftfahrzeug statt. Insbesondere ist dies der Normalfall, in welchem der Nutzer mit dem Identifikationselement es wünscht, dass das Kraftfahrzeug beispielsweise aufgeschlossen wird. Erst, wenn eine Näherung und beispielsweise keine Entfernung des Identifikationselements vom Kraftfahrzeug bestimmt werden kann, wird die zweite Berechtigung erzeugt und die Funktionseinheit bedient. Damit kann beispielsweise ausgeschlossen werden, dass ein Vorbeigehen am Kraftfahrzeug mit dem Identifikationselement zu einer Bedienung der Funktionseinheit führt. Somit kann zuverlässig und komfortabel die Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs situationsabhängig betrieben werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das Identifikationssignal mittels einer Vielzahl von Empfangseinrichtungen, insbesondere vier Empfangseinrichtungen, der Identifikationseinrichtung empfangen und eine jeweilige Signallaufzeitmessung und eine jeweilige Abstandsbestimmung zu den jeweiligen Empfangseinrichtungen zum ersten Zeitpunkt und zum zweiten Zeitpunkt durchgeführt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Empfangseinrichtungen an unterschiedlichen Orten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Beispielsweise kann eine erste Empfangseinrichtung auf einer linken Seite an einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein und eine zweite Empfangseinrichtung auf einer rechten Seite im Frontbereich des Kraftfahrzeugs. Ebenfalls kann möglich sein, dass eine dritte Empfangseinrichtung an einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs auf einer rechten Seite des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass eine vierte Empfangseinrichtung auf einer linken Seite im Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Dadurch ist es ermöglicht, dass mittels vier unterschiedlicher Empfangseinrichtungen jeweils das Identifikationssignal empfangen werden kann und eine jeweilige Entfernungsmessung zu dem jeweiligen Empfangselement durchgeführt werden kann. Dadurch kann es beispielsweise verhindert werden, dass aufgrund des hochfrequenten Identifikationssignals eine niedrige Verfügbarkeit realisiert ist. Insbesondere können dadurch beispielsweise Abdeckungen aufgrund des menschlichen Körpers, welche dann wiederum das hochfrequente Identifikationssignal gegenüber beispielsweise einer Empfangseinrichtung abschotten würde, mittels der weiteren Empfangseinrichtungen empfangen werden, sodass zuverlässig das Identifikationssignal empfangen werden kann und eine Zugangsbestimmung durchgeführt werden kann. Die Empfangseinrichtung kann auch als Antenne bezeichnet werden. Dadurch ist eine erhöhte Verfügbarkeit der Bedienung der Funktionseinheit ermöglicht, sodass zuverlässig und sicher die Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs bedient werden kann.
Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn in Abhängigkeit der jeweils bestimmten Abstände der jeweiligen Empfangseinrichtungen eine Position des Identifikationselements relativ zum Kraftfahrzeug bestimmt wird. Insbesondere durch die Nutzung der unterschiedlichen Empfangseinrichtungen kann auf Basis von unterschiedlichen Signallaufzeitmessungen eine genaue Position des Identifikationselements relativ zum Kraftfahrzeug bestimmt werden. Dadurch ist es beispielsweise ermöglicht, dass, sollte sich der Nutzer von einer linken Seite des Kraftfahrzeugs nähern, dass eine linke Seite des Kraftfahrzeugs entriegelt werden kann. Sollte sich beispielsweise der Nutzer von einer rechten Seite des Kraftfahrzeugs nähern, kann beispielsweise eine rechte Seite des Kraftfahrzeugs entriegelt werden. Ebenfalls ist möglich, sollte sich beispielsweise der Nutzer an einen Heckbereich des Kraftfahrzeugs nähern, dass dann beispielsweise ein Kofferraumdeckel entriegelt werden kann. Dadurch kann sehr komfortabel und dennoch zuverlässig die Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs bedient werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird erst bei einem Unterschreiten eines vorbestimmten Abstandsschwellwerts durch den jeweiligen Abstand der Abstand beim Vergleich berücksichtigt. Mit anderen Worten kann beispielsweise erst bei einer Annäherung des Identifikationselements von unter 1,5 Metern zum Kraftfahrzeug die zweite Berechtigung erzeugt werden. Dies verhindert insbesondere, dass ein Signal, welches von einem großen Abstand ausgesendet wird, beispielsweise böswillig erzeugt wurde, berücksichtigt wird. Dadurch wird die zweite Berechtigung erst erzeugt, wenn der Nutzer in einem vorbestimmten Abstand zum Kraftfahrzeug ist. Dadurch kann sicher und dennoch zuverlässig die Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs bedient werden.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn mittels der Identifikationseinrichtung zusätzlich ein erster Empfangspegel des Identifikationssignals zum ersten Zeitpunkt bestimmt wird und ein zweiter Empfangspegel des Identifikationssignals zum zweiten Zeitpunkt bestimmt wird und zusätzlich in Abhängigkeit eines Empfangspegelvergleichs des bestimmten ersten Empfangspegels mit dem bestimmten zweiten Empfangspegel die zweite Berechtigung erzeugt wird. Dadurch kann mittels einer zweiten Art die Entfernung bestimmt werden. Insbesondere ist dadurch eine böswillige Nutzung der Funktionseinheit verhindert, da die zweite Berechtigung erst dann erzeugt wird, wenn die Abstandsmessung auf Basis der Laufzeit und die Entfernungsmessung auf Basis des Empfangspegels durchgeführt wird. Somit kann eine Bewegungsmessung des Identifikationselements mittels zweier unterschiedlicher Arten durchgeführt werden, sodass insbesondere mittels des Empfangspegelvergleichs eine Verifikation der Abstandsbestimmung mittels der Signallaufzeitmessung durchgeführt werden kann. Insbesondere ist es dadurch weiterhin ermöglicht, dass existierende physikalische Effekte, wie beispielsweise Reflexionen oder Abschattungen, noch zuverlässiger umgangen werden können, da die Verifikation mittels der Empfangspegelmessung stattfinden kann. Insbesondere können dadurch falsche Entfernungsmessungen, auf Basis von variierenden Werten aufgrund von Reflexionen, verhindert werden, da die Verifikation auf Basis des Empfangspegels durchgeführt werden kann. Insbesondere kann dadurch ebenfalls eine Bewegungsinterpretation auf Basis von der Reflexion der Signale und der entsprechenden Signallaufzeitmessungen verhindert werden, da zusätzlich noch die Entfernungsmessung auf Basis von Empfangspegeln, welche unabhängig von beispielsweise Reflexionen sind, durchgeführt wird. Dadurch ist ein noch sicherer Betrieb der Funktionseinheit ermöglicht. Die Feldstärkenmessung wird mit dem niederfrequenten Feld (LF-Feld) durchgeführt, da dieses gegenüber Körperabschattung recht robust ist und sich in der Feldstärke kaum durch Körperabschattungen stören lässt.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn der erste Empfangspegel und der zweite Empfangspegel mit zumindest einem in einem Speichermedium abgespeicherten Referenzempfangspegel zum Bestimmen einer ersten Entfernung des Identifikationselements zur Identifikationseinrichtung zum ersten Zeitpunkt und einer zweiten Entfernung zum zweiten Zeitpunkt verglichen wird und in Abhängigkeit eines Vergleichs der ersten Entfernung mit der zweiten Entfernung die zweite Berechtigung erzeugt wird. Mit anderen Worten kann beispielsweise durch Feldversuche eine entsprechende Entfernung auf Basis der Empfangspegel auf dem Speichermedium hinterlegt sein. Dies kann beispielsweise in einem sogenannten Look-up-Table hinterlegt sein. Es ist dann möglich, dass der jeweilige Empfangspegel mit dem Referenzempfangspegel auf der Speichereinrichtung abgeglichen wird. Dadurch ist es ermöglicht, dass durch den Vergleich eine jeweilige Entfernung des Identifikationselements zu der Identifikationseinrichtung, insbesondere zum Kraftfahrzeug, bestimmt werden kann. Insbesondere können dann die beiden bestimmten Entfernungen auf Basis der Empfangspegel ebenfalls miteinander verglichen werden, wodurch bei einem Unterschied der beiden Entfernungen auf eine Bewegung des Identifikationselements geschlossen werden kann. Dies wiederum führt dazu, dass eine Bewegungsmessung des Identifikationselements durchgeführt wird. Insbesondere können dann durch die Bewegungsmessung auf Basis der Signallaufzeitmessung und die Bewegungsmessung auf Basis der Empfangspegelmessung zuverlässig der Abstand und die Entfernung des Identifikationselements bestimmt werden. Dadurch ist eine Verifikation der Bewegungsmessung realisiert. Dies führt zu einem sicheren Betrieb der Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird zumindest ein erster Empfangspegelvergleich einer ersten Empfangseinrichtung der Identifikationseinrichtung und zumindest ein zweiter Empfangspegelvergleich einer zweiten Empfangseinrichtung der Identifikationseinrichtung durchgeführt und der erste Empfangspegelvergleich wird mit dem zweiten Empfangspegelvergleich verglichen und in Abhängigkeit davon die Empfangseinrichtung zum Bestimmen einer Entfernung des Identifikationselements zur ausgewählten Empfangseinrichtung ausgewählt. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass zuerst die Anwesenheit des Identifikationselements von der ersten Empfangseinheit und von zweiten Empfangseinheit bestimmt wird. Es wird eine Signallaufzeitmessung der ersten Empfangseinrichtung und der zweiten Empfangseinrichtung durchgeführt. Insbesondere gleichzeitig wird zu jeder Abstandsmessung die empfangene Leistung, insbesondere der entsprechende Empfangspegel oder auch äquivalente Parameter, wie beispielsweise RSSIGC, erfasst, so dass die Entfernungsmessung durchgeführt werden kann. Falls eine Entfernungsmessung über eine Empfangseinrichtung die Anforderung an die maximal zulässige Entfernung überschreitet, wird diese nicht weiter berücksichtigt. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass mittels der Formel: $10^{\frac{P_{A b s t a n d_{d b}}}{10}} \cdot {(A b s t a n d)}^{2} = k = k o n s t a n t$
eine jeweilige Konstante k_{ANT_x} berechnet wird. Die ermittelte Konstante k_{ANT_x} wird dann mit den Referenzpegelwerten verglichen, welche sich insbesondere im Freiraum unter idealen Ausbreitungsbedingungen einstellt. Es kann dann eine Qualifizierung beim Vergleich, welcher auch als dk_x bezeichnet wird, der realen Schlüsselentfernung/Identifikationselemententfernung durchgeführt werden. Insbesondere werden lediglich Entfernungsmessungen bevorzugt, deren Δk_x kleine Werte aufweisen.
Mit anderen Worten wird eine erste Entfernungsmessung mittels der Empfangspegelmessung des Identifikationselements durchgeführt. Es wird eine zweite Empfangspegelmessung zu einem zweiten Zeitpunkt mittels des Identifikationselements durchgeführt. Diese Empfangspegelmessung werden für zumindest zwei Empfangseinrichtungen durchgeführt. Es erfolgt eine Plausibilisierung, und dabei wird nach derjenigen Empfangseinrichtung gesucht, welche in den beiden Messungen zu den zwei unterschiedlichen Zeitpunkten ein möglichst geringes dk_x aufweist. Für die gefundene Empfangseinrichtung wird die Entfernung verglichen und bewertet, ob sich das Identifikationselement tatsächlich in Richtung des Kraftfahrzeugs bewegt hat, mit anderen Worten angenähert hat. Als Kriterium könnte beispielsweise angesehen werden, dass eine Differenz der ersten Messung zur zweiten Messung 0,5 Meter aufweist. Es ist ebenfalls möglich, dass noch weiteren Messungen durchgeführt werden können, falls die erforderliche Entfernungsdifferenz nicht groß genug ist, was beispielsweise auf einen Nutzer zurückzuführen ist, der sich unterhält und sich nicht nähert und daher keine Öffnung des Kraftfahrzeugs haben möchte.
Die Konstante k₀ kann beispielsweise durch einen Fertigungsabgleich (Messung der Feldstärke oder ähnliches) bei definiert ausgerichtetem Identifikationselement und bekanntem Abstand/Entfernung fest hinterlegt werden. Beispielsweise kann dies so im Sensor eingestellt werden, dass das auszuwertende Steuergerät mit einem Festwert arbeiten kann, unabhängig von welchem Sensor die Daten kommen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Identifikationssystem, das eine Identifikationseinrichtung und ein Identifikationselement aufweist und mit einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei das Identifikationssystem zum Durchführen des Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform davon ausgebildet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Verfahren mittels des Identifikationssystems durchgeführt wird. Das Identifikationssystem ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug ausgebildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Kraftfahrzeugs anzusehen. Das Kraftfahrzeug weist dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungform davon ermöglichen.
Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf das Kraftfahrzeug gemäß dem Stand der Technik;
2 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform eines Identifikationssystems gemäß der Erfindung; und
3 eine weitere schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform eines Identifikationssystems gemäß der Erfindung.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 10 gemäß dem Stand der Technik. Das Kraftfahrzeug 10 gemäß dem Stand der Technik weist ein Identifikationssystem 12 mit einer Identifikationseinrichtung 14 gemäß dem Stand der Technik auf. Die Identifikationseinrichtung 14 weist im vorliegenden Beispiel eine erste Empfangseinrichtung 16, eine zweite Empfangseinrichtung 18, eine dritte Empfangseinrichtung 20 und eine vierte Empfangseinrichtung 22 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist ein Nutzer 24 ein Identifikationselement 26 auf. Insbesondere wird mittels der ersten Empfangseinrichtung 16 im vorliegenden Ausführungsbeispiel und mittels der dritten Empfangseinrichtung 20 das Identifikationselement 6 erfasst. Insbesondere sendet dazu das Identifikationselement 26 ein Identifikationssignal an die Identifikationseinrichtung 14. Insbesondere befindet sich der Nutzer in einem ersten Empfangsbereich 28 der ersten Empfangseinrichtung und innerhalb eines dritten Empfangsbereichs 30 der dritten Empfangseinrichtung.
Die 1 zeigt weiter, dass eine Funktionseinheit 32 des Kraftfahrzeugs 10 in Abhängigkeit des empfangenen Identifikationssignals bedient wird. Die Funktionseinheit 32 kann beispielsweise als Entriegelungseinheit für das Kraftfahrzeug 10 ausgebildet sein, sodass bei einer Annäherung des Identifikationselements 26 an das Kraftfahrzeug 10 die Entriegelung des Kraftfahrzeugs 10 durchgeführt wird.
Gemäß der 1, wie es Stand der Technik ist, handelt es sich vorliegend beispielsweise um ein sogenanntes Keyless-Go-System. Bei diesem System muss lediglich das Identifikationselement 26 in beispielsweise eine Entfernung von 1,5 Metern zum Kraftfahrzeug 10 gebracht werden, damit eine Entriegelung ausgeführt wird. Sobald der Nutzer 24 den Türgriff berührt, wird die Funktion der Entriegelung ausgelöst. Der zulässige Wirkungsbereich wird heute danach sichergestellt, dass das Kraftfahrzeug 10 ein niederfrequentes Feld generiert, welches insbesondere durch die Bereiche 28, 30 dargestellt ist, welches das Identifikationselement 26 empfängt. Der maximale Wirkungsbereich wird durch eine Bewertung der im Identifikationselement 26 empfangenen Feldstärke festgelegt.
Die LF-Antennen befinden sich in Fahrzeugen nach dem Stand der Technik in der Mittelkonsole, mittig in der Nähe Rücksitzbank (unterhalb Rücksitzbank) und auf jeder Seite je eine LF-Antenne in einer Türe (meist hinterer Bereich der Fahrer / Beifahrertüre). Die Antennen gemäß der Erfindung sind UWB-Antennen, welche an den Ecken des Stoßfängers vorgesehen sind und im Innenraum je eine Antenne in der C-Säule. UWB-Antennen sind zusätzlich zu den vorhandenen LF-Antennen im Fahrzeug, und bilden ein zusätzliches Merkmal zum Stand der Technik.
Es ist bekannt, dass der Wirkungsbereich des Kraftfahrzeugs 10 „böswillig“ verlängert werden kann. Um dies zu unterbinden, kann zusätzlich noch die Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug 10 und dem Identifikationselement 26 ermittelt werden. Dabei kann ein System zum Einsatz kommen, welches die Laufzeit der Lichtgeschwindigkeit, insbesondere die Laufzeit der elektromagnetischen Wellen, als Basis für die Ermittlung nutzt. Damit kann formell ein böswilliges Erhöhen des Wirkungsbereichs unterbunden werden.
Die Entfernungsmessung basierend auf einer Messung von Laufzeiten elektromagnetischer Wellen gemäß dem Stand der Technik bringt sie neue Herausforderungen mit sich. So wird für die Laufzeitmessung in der Regel ein breitbandiges Signal genutzt, welches mit einer Trägerfrequenz im Gigahertz-Bereich arbeitet. Die Eigenschaften in der Ausbreitung derartiger hochfrequenter Wellen unterscheiden sich deutlich von denen der niederfrequenten Wellen. Zu nennen ist beispielsweise das Durchdringen von Körpern, beispielsweise des Nutzers 24. So stellt das Durchdringen des menschlichen Körpers für eine niederfrequente Welle keine Probleme dar. Dagegen ist für eine hochfrequente Welle im Gigahertz-Bereich ein Durchdringen des menschlichen Körpers nahezu unmöglich. Diesem Umstand geschuldet werden mehrere Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 für die Laufzeitmessung eingesetzt.
Nachteilig ist, dass eine hohe Verfügbarkeit vorgesehen sein muss, welche unter anderem der Erfindung zugrunde liegt. Im Sinne einer hohen Verfügbarkeit ist das Ziel, alle Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 mit einzubeziehen, wobei es ausreichend ist, falls nur eine Empfangseinrichtung 16, 18, 20, 22 einen Abstand A1, A2, A3, A4 ermitteln kann. So kann unter Umständen der menschliche Körper die Kommunikation mit beispielsweise der Einrichtung 16 so stark stören, dass sie beispielsweise keinen ersten Abstand A1 ermitteln kann. Dafür könnte beispielsweise die dritte Empfangseinrichtung 20 einen dritten Abstand A3 ermitteln. Der von der dritten Empfangseinrichtung 20 ermittelte A3 ist im dargestellten Fall naturgemäß größer als von der ersten Empfangseinrichtung 16 und gleichzeitig deutlich größer als der gewöhnliche Wirkungsbereich für ein Identifikationselement 26. Es wäre somit möglich, falls man den Wirkungsbereich des niederfrequenten Signals böswillig erhöht, noch die Funktionseinheit 32 bedienen kann, solange man sich im zulässigen Entfernungsbereich einer beliebigen Empfangseinrichtung 16, 18, 20, 22 befindet. Im vorliegenden Beispiel wäre hier die dritte Empfangseinrichtung 20 jene Empfangseinrichtung 16, 18, 20, 22 mit dem größten zulässigen Bereich.
2 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 34 mit einem erfindungsgemäßen Identifikationssystem 36. Das Identifikationssystem 36 weist ferner eine erfindungsgemäße Identifikationseinrichtung 38 auf, welche insbesondere eine elektronische Recheneinrichtung 40 aufweist.
Es ist vorgesehen, dass zum Betrieb der Funktionseinheit 32 des Kraftfahrzeugs 34 mittels des Identifikationssystems 36 genutzt wird. Zum Betrieb der Funktionseinheit 32 wird zumindest eine erste Berechtigung zum Betrieb mittels der Identifikationseinrichtung 38 des Identifikationssystems 36 abgefragt. Mittels des mobilen, zum Betrieb berechtigten Identifikationselements 26 des Identifikationssystems 36 wird ein Identifikationssignal als Berechtigung an die Identifikationseinrichtung 38 übertragen und nach dem Empfang des Identifikationssignals als Berechtigung wird mittels der Identifikationseinrichtung 38 die Funktionseinheit 32 betrieben.
Es ist vorgesehen, dass die Funktionseinheit 32 nur bei einem Vorhandensein der ersten Berechtigung und einer zweiten Berechtigung betrieben wird, und die zweite Berechtigung mittels der Identifikationseinrichtung 38 erzeugt wird. Mittels der Identifikationseinrichtung 38 wird eine erste Signallaufzeit des Identifikationssignals zum Bestimmen eines ersten Abstands A1, A2, A3, A4 des Identifikationselements 26 zur Identifikationseinrichtung 38 zu einem ersten Zeitpunkt t1 bestimmt und eine zweite Signallaufzeit des Identifikationssignals zum Bestimmen eines zweiten Abstands A1', A2', A3', A4' des Identifikationselements 26 zur Identifikationseinrichtung 38 zu einem zum ersten Zeitpunkt t1 unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt t2 bestimmt und es wird in Abhängigkeit eines Vergleichs des bestimmten ersten Abstands A1, A2, A3, A4 mit dem bestimmten zweiten Abstand A1', A2', A3', A4' die zweite Berechtigung erzeugt.
Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass beispielsweise ein „LF-Polling“ mit einer Abstandsmessung basierend auf Lichtgeschwindigkeit erweitert wird. „LF-Polling“ steht für ein vom Kraftfahrzeug 34 zyklisch ausgesendetes niederfrequentes Feld mit geringer Reichweite, beispielsweise kleiner als zehn Metern. Wird das niederfrequente Feld vom zugehörigen Identifikationselement 26 erfasst, signalisiert dieser seine Anwesenheit. Im Anschluss daran hat das Kraftfahrzeug 34 verschiedenste Möglichkeiten, Funktionen einzuleiten, beispielsweise eine Lichtinszenierung auszuführen.
Insbesondere weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Identifikationseinrichtung 38 die erste Empfangseinrichtung 16, die zweite Empfangseinrichtung 18, die dritte Empfangseinrichtung 20 und die vierte Empfangseinrichtung 22 auf. Die erste Empfangseinrichtung 16 hat wiederum den ersten Empfangsbereich 28, in welchem das Identifikationssignal des Identifikationselements 26 empfangen werden kann. Die zweite Empfangseinrichtung 18 weist wiederum einen zweiten Empfangsbereich 42 zum Empfangen des Identifikationssignals auf. Die dritte Empfangseinrichtung 30 weist den dritten Empfangsbereich 30 zum Empfangen des Identifikationssignals auf. Die vierte Empfangseinrichtung 22 weist einen vierten Empfangsbereich 44 zum Empfangen des Identifikationssignals auf. Insbesondere ist somit vorgesehen, dass das Identifikationssignal mittels einer Vielzahl von Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22, insbesondere vier Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22, der Identifikationseinrichtung 38 empfangen wird und eine jeweilige Signallaufzeitmessung und eine jeweilige Abstandsbestimmung‘ zu den jeweiligen Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 zum ersten Zeitpunkt t1 und zum zweiten Zeitpunkt t2 durchgeführt wird.
Insbesondere ist ferner vorgesehen, dass bei einer Überschreitung des bestimmten ersten Abstands A1, A2, A3, A4 vom bestimmten zweiten Abstand A1', A2', A3', A4' die zweite Berechtigung erzeugt wird. Insbesondere wird die zweite Berechtigung bei einem zum zweiten Abstand A1', A2', A3', A4' größeren ersten Abstand A1, A2, A3, A4 erzeugt. Mit anderen Worten wird die zweite Berechtigung lediglich dann erzeugt, wenn sich der Nutzer 24 dem Kraftfahrzeug 34 nähert.
Insbesondere kann ebenfalls vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der jeweils bestimmten Abstände A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4' der jeweiligen Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 eine Position P des Identifikationselements 26 beziehungsweise des Nutzers 24 relativ zum Kraftfahrzeug 34 bestimmt wird. Insbesondere durch die Nutzung der unterschiedlichen Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 kann auf Basis von unterschiedlichen Signallaufzeitmessungen eine genaue Position P des Identifikationselements 26 relativ zum Kraftfahrzeug 34 bestimmt werden. Dadurch ist es beispielsweise ermöglicht, dass, sollte sich der Nutzer 24 von einer linken Seite des Kraftfahrzeugs 34 nähern, dass eine linke Seite des Kraftfahrzeugs 34 entriegelt werden kann. Sollte sich beispielsweise der Nutzer 24 von einer rechten Seite des Kraftfahrzeugs 34 nähern, kann beispielsweise eine rechte Seite des Kraftfahrzeugs 34 entriegelt werden. Ebenfalls ist möglich, sollte sich beispielsweise der Nutzer 24 an einen Heckbereich des Kraftfahrzeugs 34 nähern, dass dann beispielsweise ein Kofferraumdeckel entriegelt werden kann. Dadurch kann sehr komfortabel und dennoch zuverlässig die Funktionseinheit 32 des Kraftfahrzeugs 34 bedient werden.
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass erst bei einem Unterschreiten eines vorbestimmten Abstandsschwellwerts durch den jeweiligen Abstand A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4' der Abstand A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4' beim Vergleich berücksichtigt wird. Beispielsweise kann der Abstandsschwellwert bei 1,5 Metern liegen. Mit anderen Worten wird die Abstandsmessung erst dann durchgeführt, wenn sich das Identifikationselement 26 in einem vorgegebenen Abstand A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4' zum Kraftfahrzeug 34 befindet.
3 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine weitere Ausführungsform des Kraftfahrzeugs 34 mit dem Identifikationssystem 36. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kraftfahrzeug 34 beispielsweise auf einem Stellplatz S geparkt. Der Stellplatz S ist insbesondere von einer Hauswand 46 umgeben. Die Hauswand 46 weist wiederum eine Aussparung auf, in welcher beispielsweise ein Fenster 48 oder eine Tür ausgebildet sein kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch das Fenster 48 das Identifikationssignal des Identifikationselements 26 ausgesendet werden kann, während es durch die Hauswand 46 nicht hindurchgesendet werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der Identifikationseinrichtung 38 zusätzlich ein erster Empfangspegel des Identifikationssignals zum ersten Zeitpunkt t1 bestimmt wird, ein zweiter Empfangspegel des Identifikationssignals zum zweiten Zeitpunkt t2 bestimmt wird und zusätzlich in Abhängigkeit eines Empfangspegelvergleichs des bestimmten ersten Empfangspegels mit dem bestimmten zweiten Empfangspegel die zweite Berechtigung erzeugt wird.
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass der erste Empfangspegel und der zweite Empfangspegel mit zumindest einem in einem Speichermedium 50, beispielsweise der elektronischen Recheneinrichtung 40, abgespeicherten Referenzempfangspegel zum Bestimmen einer ersten Entfernung E1, E2, E3, E4 des Identifikationselements 26 zur Identifikationseinrichtung 38 zum ersten Zeitpunkt t1 und einer zweiten Entfernung E1', E2', E3', E4' zum zweiten Zeitpunkt t2 verglichen wird in Abhängigkeit eines Vergleichs der ersten Entfernung E1, E2, E3, E4 mit der zweiten Entfernung E1', E2', E3', E4' die zweite Berechtigung erzeugt wird.
Ferner kann zumindest ein erster Empfangspegelvergleich einer ersten Empfangseinrichtung 16, 18, 20, 22 der Identifikationseinrichtung 38 und zumindest ein zweiter Empfangspegelvergleich einer zweiten Empfangseinrichtung 16, 18, 20, 22 der Identifikationseinrichtung 28 durchgeführt werden und der erste Empfangspegelvergleich mit dem zweiten Empfangspegelvergleich verglichen werden und in Abhängigkeit davon eine der Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 zum Bestimmen einer Entfernung E1, E2, E3, E4, E1', E2', E3', E4' des Identifikationselements 26 zur ausgewählten Empfangseinrichtung 16, 18, 20, 22 ausgewählt werden.
Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass existierende physikalische Effekte wie beispielsweise Reflexionen oder Abschattungen mit berücksichtigt werden können, wodurch eine verbesserte Entfernungsmessung durchgeführt werden kann.
Es kann beispielsweise angenommen werden, wie 3 zeigt, dass das Identifikationselement 26 ortsfest in einem Innenraum 52 eines Hauses liegt, wobei das Kraftfahrzeug 34 auf dem Stellplatz S geparkt ist. Insbesondere könnten dann an der Hauswand 46 vorbeilaufende Personen das Identifikationssignal unter Umständen derart beeinflussen, dass die Entfernungsmessung variierende Werte ermittelt. Insbesondere kann dies auf Basis von Reflexionen geschehen. Damit solche Szenarien nicht als ein auf das Kraftfahrzeug 34 sich zu bewegendes Identifikationselement 26 interpretiert werden, kann zusätzlich der Empfangspegel ausgewertet werden.
Im in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Identifikationselement 26 derart im Innenraum 52 angeordnet, dass das Identifikationselement 26 zur vierten Empfangseinrichtung 22 den geringsten Abstand A4, A4' und die geringste Entfernung E4, E4' aufweist. Dies würde dann als Abstand A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4' des Identifikationselements 26 zum Kraftfahrzeug 34 interpretiert werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich jedoch der Nutzer 24 im Weg des Strahlengangs der Empfangseinrichtung 22. Aufgrund der Hauswand 46 ist der Strahlengang für die vierte Entfernung E4' zum zweiten Zeitpunkt t2 nicht möglich. Ebenfalls ist der Strahlengang für die vierte Entfernung E4 zum ersten Zeitpunkt t1 nicht möglich, da der menschliche Körper des Nutzers 24 diese Wellen zu sehr dämpft, sodass diese Wege ausfallen. Eine zuverlässige Abstandsbestimmung auf Basis der Laufzeitmessung kann in diesem Szenario beispielsweise nicht durchgeführt werden. Insbesondere würde in diesem Fall bei einer Signallaufzeitmessung der Abstand A1 zur ersten Empfangseinrichtung und der Abstand A3 zur dritten Empfangseinrichtung als der geringste Abstand A1, A2, A3, A4 zum Identifikationselement 26 gewählt werden. Insbesondere kann, sollte beispielsweise der Nutzer 24 sich in dem Strahlenweg zur dritten Empfangseinrichtung 20 bewegen, sich zum zweiten Zeitpunkt t2 die Abstandsmessung der Empfangseinrichtung 20 derart verändern, dass eine größere Laufzeit gemessen wird, obwohl das Identifikationselement 26 sich nicht bewegt hat. Dies kann insbesondere aufgrund der Reflexionen, welche im Bereich 54 auftreten, interpretiert werden. Um dem entgegenzutreten, kann es vorgesehen sein, dass zusätzlich der Empfangspegel erfasst wird.
Insbesondere folgt der Empfangspegel der Beziehung 6dB/(Verdopplung_Abstand). Die empfangene Feldleistung an einer der Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 verhält sich quadratisch zum Abstand der Sendequelle: $P_{Abstand} Proportional 1 / {(Abstand)}^{2}$
oder mittels einer noch unbekannten Konstante „K“: P_Abstand = K*1/(Abstand)².
Anders formuliert: $P_{A b s t a n d} * {(A b s t a n d)}^{2} = k = k o n s t a n t$
Üblicherweise liegt die empfangene Leistung in logarithmischer Form vor. Falls dem so ist, kann die oben genannte Formel derart umgeschrieben werden: $10^{\frac{P_{A b s t a n d_{d b}}}{10}} \cdot {(A b s t a n d)}^{2} = k = k o n s t a n t$
Da das System die Entfernung E1, E2, E3, E4, E1', E2', E3', E4' ermittelt, kann darauf aufbauend auch der zu erwartende Empfangspegel bestimmt werden: $P_{A b s t a n d_d b} = 10 * l o g (\frac{k}{{(A b s t a n d)}^{2}}) = k o n s t a n t$
Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass zuerst der Abstand A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4' von der jeweiligen Empfangseinrichtung 16, 18, 20, 22 ausgehend vom Identifikationselement 26 mittels der Signallaufzeitmessung durchgeführt wird. Gleichzeitig wird zu jeder Abstandsmessung der empfangene Empfangspegel erfasst und ein Empfangspegelvergleich durchgeführt. Falls eine Abstandsmessung über eine Empfangseinrichtung 16, 18, 20, 22 die Anforderung an den maximal zulässigen Abstand A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4' überschreitet, wird diese nicht weiter betrachtet. Für jede einzelne Abstandsmessung wird eine sich einstellende Konstante k_{ant_X} berechnet. Die ermittelten Konstanten für die jeweiligen Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 „k_{ant_X}“ werden mit jener Konstante „k₀“ verglichen, welche sich im Freiraum unter idealen Ausbreitungsbedindungen einstellt. Insbesondere handelt es sich bei der Konstante k₀ um den Referenzempfangspegel.
Es wird dann insbesondere ein Vergleich durchgeführt durch die Formel: $Δ k_{X} = k_{0} - k_{A n t_X}$
mit X = 1, ....n.
Beispielsweise kann ebenfalls ein Vergleich mit Bildung des Quotienten von „k₀“ zu „k_{ant_X}“ mit der Formel bestimmt werden: $d k_{X} = \frac{k_{0}}{k_{A n t_x}}$
mit X = 1 ...n. Für die weitere Qualifizierung der realen Entfernung E1, E2, E3, E4, E1', E2', E3', E4' werden jene Entfernungsmessungen bevorzugt herangezogen, deren „Δk_x“ die geringsten Werte aufweisen.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine erste Entfernungsmessung durchgeführt wird, wobei das Identifikationselement 26 zum ersten Mal durch LF-Polling erfasst wird zu einem ersten Zeitpunkt t1. Es wird auch eine Laufzeitmessung zur Ermittlung eines abgesicherten Abstands A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4' und einer Entfernung E1, E2, E3, E4, E1', E2', E3', E4' zum Identifikationselement 26 durchgeführt. Es wird eine entsprechende Auswertung der erfassten Information durchgeführt. Es wird zu einem zweiten Zeitpunkt t2 eine zweite Messung durchgeführt sowohl eine Signallaufzeitmessung als auch eine Empfangspegelmessung. Auch diese Daten werden entsprechend ausgewertet. Es erfolgt eine Plausibilisierung. Es wird dabei nach jenen Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 gesucht, welche in beiden Messungen ein möglichst geringes dk_x aufweisen. Für die gefundenen Empfangseinrichtungen 16, 18, 20, 22 wird die Entfernung E1, E2, E3, E4, E1', E2', E3', E4' verglichen und bewertet, ob sich das Identifikationselement 26 tatsächlich in Richtung des Kraftfahrzeugs 34 bewegt hat. Als Kriterium könnte man zum Beispiel ansetzen, dass eine Näherung von der ersten Messung zur zweiten Messung von 0,5 Metern durchgeführt würde. Bei Bedarf sind noch weitere Messungen durchzuführen, falls die erforderliche Entfernungsdifferenz nicht groß genug ist. Beispielsweise kann dies dann passieren, sollte ein Fahrzeugnutzer sich unterhalten und sich nicht dem Kraftfahrzeug 34 nähern.
Die Konstante k₀ kann beispielsweise durch einen Fertigungsabgleich bei definiert ausgerichtetem Sensor/Identifikationselement 26 und bekanntem Abstand A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4' beziehungsweise bei einer bekannten Entfernung E1, E2, E3, E4, E1', E2', E3', E4' durchgeführt und hinterlegt werden beziehungsweise so im Sensor eingestellt werden, dass das auszuwertende Steuergerät, insbesondere die elektronische Recheneinrichtung 40, mit einem Festwert arbeiten kann, unabhängig von welchem Sensor beziehungsweise von welcher Empfangseinrichtung 16, 18, 20, 22 die Daten kommen.
Insgesamt zeigt die Erfindung ein LF-Polling mit Laufzeit-Entfernungsmessung.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug
12: Identifikationssystem
14: Identifikationseinrichtung
16: erste Empfangseinrichtung
18: zweite Empfangseinrichtung
20: dritte Empfangseinrichtung
22: vierte Empfangseinrichtung
24: Nutzer
26: Identifikationselement
28: erster Empfangsbereich
30: dritter Empfangsbereich
32: Funktionseinheit
34: Kraftfahrzeug
36: Identifikationssystem
38: Identifikationseinrichtung
40: elektronische Recheneinrichtung
42: zweiter Empfangsbereich
44: vierter Empfangsbereich
46: Hauswand
48: Fenster
50: Speichermedium
52: Innenraum
54: Reflexionsbereich
A1: erster Abstand
A2: zweiter Abstand
A3: dritter Abstand
A4: vierter Abstand
A1': erster Abstand
A2': zweiter Abstand
A3': dritter Abstand
A4': vierter Abstand
E1: erste Entfernung
E2: zweite Entfernung
E3: dritte Entfernung
E4: vierte Entfernung
E1': erste Entfernung
E2': zweite Entfernung
E3': dritte Entfernung
E4': vierte Entfernung
P: Position
S: Stellplatz
t1: erster Zeitpunkt
t2: zweiter Zeitpunkt

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Funktionseinheit (32) eines Kraftfahrzeugs (34) mittels eines Identifikationssystems (36), bei welchem zum Betreiben der Funktionseinheit (32) zumindest eine erste Berechtigung mit dem Identifikationssystems (34) abgefragt wird, und bei welchem mittels eines mobilen Identifikationselements (26) ein Identifikationssignal als Berechtigung an eine Identifikationseinrichtung (38) übertragen und nach dem Empfang des Identifikationssignals die Funktionseinheit (32) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit (32) nur bei einem Vorhandensein der ersten Berechtigung und einer zweiten Berechtigung betrieben wird, und die zweite Berechtigung mittels der Identifikationseinrichtung (38) erzeugt wird, wobei mittels der Identifikationseinrichtung (38) eine erste Signallaufzeit des Identifikationssignals zum Bestimmen eines ersten Abstands (A1, A2, A3, A4) des Identifikationselements (26) zur Identifikationseinrichtung (38) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) bestimmt wird und eine zweite Signallaufzeit des Identifikationssignals zum Bestimmen eines zweiten Abstands (A1', A2', A3', A4') des Identifikationselements (26) zur Identifikationseinrichtung (38) zu einem zum ersten Zeitpunkt (t1) unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt (t2) bestimmt wird und in Abhängigkeit eines Vergleichs des bestimmten ersten Abstands (A1, A2, A3, A4) und mit dem bestimmten zweiten Abstand (A1', A2', A3', A4') die zweite Berechtigung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Überschreitung des bestimmten ersten Abstands (A1, A2, A3, A4) vom bestimmten zweiten Abstand (A1', A2', A3', A4') die zweite Berechtigung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zum zweiten Abstand (A1', A2', A3', A4') größeren ersten Abstand (A1, A2, A3, A4) die zweite Berechtigung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationssignal mittels einer Vielzahl von Empfangseinrichtungen (16, 18, 20, 22), insbesondere vier Empfangseinrichtungen (16, 18, 20, 22), der Identifikationseinrichtung (38) empfangen wird und eine jeweilige Signallaufzeitmessung und eine jeweilige Abstandsbestimmung zu den jeweiligen Empfangseinrichtungen (16, 18, 20, 22) zum ersten Zeitpunkt (t1) und zum zweiten Zeitpunkt (t2) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der jeweils bestimmten Abstände (A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4') der jeweiligen Empfangseinrichtungen (16, 18, 20, 22) eine Position (P) des Identifikationselements (26) relativ zum Kraftfahrzeug (34) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erst bei einem Unterschreiten eines vorbestimmten Abstandsschwellwerts durch den jeweiligen Abstand (A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4') der Abstand (A1, A2, A3, A4, A1', A2', A3', A4') beim Vergleich berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Identifikationseinrichtung (38) zusätzlich ein erster Empfangspegel des Identifikationssignals zum ersten Zeitpunkt (t1) bestimmt wird und ein zweiter Empfangspegel des Identifikationssignals zum zweiten Zeitpunkt (t2) bestimmt wird und zusätzlich in Abhängigkeit eines Empfangspegelvergleichs des bestimmten ersten Empfangspegels mit dem bestimmten zweiten Empfangspegel die zweite Berechtigung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Empfangspegel und der zweite Empfangspegel mit zumindest einem in einem Speichermedium (50) abgespeicherten Referenzempfangspegel zum Bestimmen einer ersten Entfernung (E1, E2, E3, E4) des Identifikationselements (26) zur Identifikationseinrichtung (38) zum ersten Zeitpunkt (t1) und einer zweiten Entfernung (E1', E2', E3', E4') zum zweiten Zeitpunkt (t2) verglichen wird und in Abhängigkeit eines Vergleichs der ersten Entfernung (E1, E2, E3, E4) mit der zweiten Entfernung (E1', E2', E3', E4') die zweite Berechtigung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Empfangspegelvergleich einer ersten Empfangseinrichtung (16, 18, 20, 22) der Identifikationseinrichtung (38) und zumindest ein zweiter Empfangspegelvergleich einer zweiten Empfangseinrichtung (16, 18, 20, 22) der Identifikationseinrichtung (38) durchgeführt wird und der erste Empfangspegelvergleich mit dem zweiten Empfangspegelvergleich verglichen wird und in Abhängigkeit davon die Empfangseinrichtung (16, 18, 20, 22) zum Bestimmen einer Entfernung (E1, E2, E3, E4, E1', E2', E3', E4') des Identifikationselements (26) zur ausgewählten Empfangseinrichtung (16, 18, 20, 22) ausgewählt wird.
Identifikationssystem (36) mit zumindest einer Identifikationseinrichtung (38), mit einem Identifikationselement (26) und mit einer elektronischen Recheneinrichtung (40), wobei das Identifikationssystem (36) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.