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Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zur Ansteuerung einer Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Komfortfunktion mittels eines Steuersystems gemäß Anspruch 13 und ein Kraftfahrzeug mit einem Steuersystem gemäß Anspruch 15.
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Das in Rede stehende Steuersystem lässt sich zur Ansteuerung einer Vielzahl von verschiedenen Komfortfunktionen einsetzen. Ein Beispiel für eine solche Komfortfunktion ist das sprachgesteuerte Öffnen bzw. Schließen einer Heckklappe oder dergleichen.
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Das bekannte Steuersystem (
DE 100 38 803 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, dient dem sprachgesteuerten Entriegeln und Aufschwenken einer Heckklappe. Zusätzlich wird die Berechtigung des Fahrzeugbedieners mittels eines Funkschlüssels überprüft.
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Nachteilig bei dem bekannten Steuersystem ist die Tatsache, dass die zu erwartende Zuverlässigkeit bei der Erkennung von auf die obigen Aktionen gerichteten Sprachbefehlen gering ist. Denn es sind dort keine wirksamen Maßnahmen getroffen worden, um den Einfluss von Störgeräuschen, die sich im Bereich eines Kraftfahrzeugs stets ergeben, zu minimieren.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Steuersystem derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Zuverlässigkeit bei der sprachgesteuerten Ansteuerung von Komfortfunktionen mit geringem Aufwand gesteigert wird.
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Das obige Problem wird bei dem Steuersystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich ist zunächst die grundsätzliche Überlegung, ein Mikrofonsystem zu verwenden, das eine einstellbare Richtcharakteristik aufweist. Wesentlich ist weiter die Überlegung, die Einstellung der Richtcharakteristik des Mikrofonsystems basierend auf der den Aufenthaltsort des Fahrzeugbedieners betreffenden Ortungsinformation vorzunehmen, die mittels eines separat von dem Mikrofonsystem ausgestalteten Ortungssystems erzeugt worden ist.
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Im Einzelnen wird nun vorgeschlagen, dass das Mikrofonsystem eine Richtcharakteristik aufweist, die eine schalleinfallrichtungsabhängige Empfindlichkeit des Mikrofonsystems beschreibt. Die Richtcharakteristik ist mittels der Steuereinheit einstellbar und die Steuereinheit ist eingerichtet, eine den Aufenthaltsort des Fahrzeugbedieners betreffende Ortungsinformation von einem separat von dem Mikrofonsystem ausgestalteten Ortungssystem zu empfangen. Dabei ist die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, die Richtcharakteristik des Mikrofonsystems basierend auf der ermittelten Ortungsinformation einzustellen.
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Mit der vorgeschlagenen Lösung wird die Empfindlichkeit des Mikrofonsystems derart eingestellt, dass das aus der Schalleinfallrichtung einfallende Schallsignal mit den vorbestimmten Sprach-Bedienbefehlen zuverlässig verarbeitet wird und Störsignale aus anderen Schalleinfallrichtungen gewissermaßen ausgeblendet werden. Es ergibt sich eine selektive Erhöhung der Empfindlichkeit für die Schalleinfallrichtung der Schallsignale, die Fahrzeugbediener erzeugt werden.
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Der Begriff der Komfortfunktion ist vorliegend weit auszulegen. Er umfasst alle Funktionen, die einen, vorzugsweise außerhalb des Kraftfahrzeugs befindlichen, Fahrzeugbediener betreffen. Hierzu gehören insbesondere alle ein Kraftfahrzeugschließsystem betreffende Funktionen. Grundsätzlich kann die Komfortfunktion auch solche Funktionen umfassen, die einen innerhalb des Kraftfahrzeugs befindlichen Fahrzeugbedieners betreffen.
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Ganz allgemein darf ferner darauf hingewiesen werden, dass der Begriff „Richtung“ im Zusammenhang mit einer Schalleinfallrichtung oder der Ortungsinformation ebenfalls weit auszulegen ist, so dass einer Richtung nicht notwendigerweise eine gerade Linie, sondern ggf. ein Strahl mit einem Strahlwinkel zugeordnet ist. Das ist beispielsweise für den noch im Detail zu erläuternden Fall sinnvoll, in dem die Ortungsinformation basierend auf einem Funkschlüssel ermittelt wird, den der Fahrzeugbediener bei sich führt. Der Funkschlüssel definiert die Richtung des Fahrzeugbedieners, während das Sprachorgan des Bedieners geringfügig beabstandet von dem Funkschlüssel gelegen ist. Dieser Unschärfe lässt sich beispielsweise dadurch begegnen, dass der Richtung in obiger Weise ein Strahl mit einem Strahlwinkel zugeordnet ist.
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Anspruch 2 betrifft unterschiedliche Möglichkeiten der Definition der Ortungsinformation. Die Ortungsinformation ist für das Mikrofonsystem vorzugsweise bezogen auf einen Bezugspunkt, eine Bezugsachse und/oder eine Bezugsebene oder dergleichen definiert.
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Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 erfolgt eine selektive Wichtung zwischen dem von dem Fahrzeugbediener ausgehenden Schallsignal und dem von anderen Schallquellen, insbesondere Störquellen, ausgehenden Schallsignalen. Dies ermöglicht ein obiges Ausblenden der von den Störquellen ausgehenden Schallsignalen und damit eine verbesserte Erkennung der Sprach-Bedienbefehle aus dem Mikrofonsystemsignal.
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Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß Anspruch 4 und Anspruch 5 betreffen die Definition der obigen schalleinfallrichtungsabhängigen Empfindlichkeit einerseits und die bevorzugte Einstellung der Empfindlichkeit andererseits. Die Ausrichtung der Maximal-Schalleinfallrichtung auf den Fahrzeugbediener gemäß Anspruch 5 ist eine einfache Variante für das obige Ausblenden der auf die Störquellen ausgehenden Schallsignale.
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Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 ermöglicht die Verwendung von wenigstens zwei Mikrofonen eine einfache Einstellung der Richtcharakteristik. Die in einer Option von Anspruch 6 vorgesehene, phasenabhängige Überlagerung der Mikrofonsignale kann einfach und ohne aufwendige Signalverarbeitung umgesetzt werden.
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Gemäß Anspruch 7 kann das Ortungssystem dem vorschlagsgemäßen Steuersystem zugeordnet sein. Alternativ ist es gemäß Anspruch 7 vorgesehen, dass das Ortungssystem separat von dem vorschlagsgemäßen Steuersystem ausgestaltet ist. Im letztgenannten Fall kann das Ortungssystem beispielsweise einem schon vorhandenen Funksystem zugeordnet sein, so dass sich eine besonders kostengünstige Realisierung ergibt.
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Die Ansprüche 8 und 9 betrifft die funkbasierte Ermittlung der Ortungsinformation, was die Nutzung einer Mehrzahl verfügbarer Funkstandards mit der jeweils dazugehörigen Hardware ermöglicht. Das ermöglicht eine weitere Kostenreduktion bei besonders robustem Betriebsverhalten.
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Mit der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 ergibt sich ein einfacher steuerungstechnischer Aufbau und eine in mechanischer Hinsicht besonders robuste Anordnung. Insbesondere kann auf eine fahrzeugbedienerseitige Hardware wie einen fahrzeugbedienerseitigen Funkschlüssel verzichtet werden.
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Anspruch 11 betrifft die Verwendung eines optischen Ortungssystems, wobei optische Sensoren bei aktuellen Kraftfahrzeugen weit verbreitet und kostengünstig erhältlich sind. Auch hier zeigt sich der Vorteil, dass auf eine fahrzeugbedienerseitige Hardware verzichtet werden kann.
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Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 12 und 13 betreffen vorteilhafte Komfortfunktionen, wie die sprachgesteuerte, motorische Verstellung eines Verschlusselements (Anspruch 12) und die sprachgesteuerte, motorische Einstellung des Schließzustands eines Verschlusselements (Anspruch 13). Diese beiden Ausgestaltungen sind insoweit bevorzugt, da sie einen besonders komfortablen Zugang des Fahrzeugbedieners zum Innenraum des Kraftfahrzeugs ermöglichen.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zur Ansteuerung einer Komfortfunktion mittels eines vorschlagsgemäßen Steuersystems als solches beansprucht. Auf alle Ausführungen zu der Betriebsweise des vorschlagsgemäßen Steuersystems darf verwiesen werden.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Kraftfahrzeug mit einem vorschlagsgemäßen Steuersystem als solches beansprucht. Auch insoweit darf auf alle Ausführungen zu dem vorgeschlagenen Steuersystem verwiesen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem vorschlagsgemäßen Steuersystem in einer Draufsicht und
- 2 eine schematische Darstellung des Steuersystems gemäß 1 als solchem in einer Draufsicht.
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In der Zeichnung sind nur diejenigen Komponenten dargestellt, die für die Erläuterung der vorschlagsgemäßen Lösung erforderlich sind. Entsprechend ist im Sinne einer hohen Übersichtlichkeit beispielsweise auf die Darstellung von Gehäuseteilen oder dergleichen verzichtet worden.
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Das vorschlagsgemäße Steuersystem 1 dient der Ansteuerung mindestens einer Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs 2 basierend auf der Erkennung vorbestimmter Sprach-Bedienbefehle eines, vorzugsweise außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 befindlichen, Fahrzeugbedieners 3. Hier und vorzugsweise handelt es sich bei der Komfortfunktion um eine motorische Klappenverstellung, wie noch erläutert wird. Alle diesbezüglichen Ausführungen gelten für alle anderen Arten von Komfortfunktionen entsprechend.
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Das Steuersystem 1 weist eine Steuereinheit 4 und ein Mikrofonsystem 5 auf, wobei das Mikrofonsystem 5 eingerichtet ist, ein mit einer Schalleinfallrichtung α in das Mikrofonsystem 5 einfallendes Schallsignal 6 in ein Mikrofonsystemsignal umzuwandeln. Die Steuereinheit 4 ist eingerichtet, aus dem Mikrofonsystemsignal die vorbestimmten Sprach-Bedienbefehle zu erkennen und daraufhin die Komfortfunktion anzusteuern. Die Schalleinfallrichtung α des Schallsignals 6 kann beispielsweise auf eine Längsachse 7, oder, wie in der Zeichnung dargestellt, auf eine Querachse 18 des Kraftfahrzeugs 2 oder anderweitig bezogen sein. Das Mikrofonsystem 5 ist im Detail in 2 dargestellt.
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Wie sich aus der Darstellung gemäß 1 ergibt, ist in diesem Ausführungsbeispiel das Mikrofonsystem 5 in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet. Grundsätzlich kann das Mikrofonsystem 5 auch in einem Frontbereich oder in einem Seitenbereich des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet sein. Auch kann das Mikrofonsystem 5 verteilt in verschiedenen Bereichen an dem Kraftfahrzeug 2 angeordnet sein.
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In der in 1 gezeigten, beispielhaften Bediensituation befindet sich der Fahrzeugbediener 3 heckseitig des Kraftfahrzeugs 2. Von dieser Position aus gibt der Fahrzeugbediener 3 den Sprach-Bedienbefehl über ein entsprechendes Schallsignal 6 ab. Das Schallsignal 6 wird aus der Schalleinfallrichtung α mit dem Mikrofonsystem 5 empfangen.
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Wesentlich ist nun zunächst, dass das Mikrofonsystem 5 eine Richtcharakteristik 8 aufweist, die eine schalleinfallrichtungsabhängige Empfindlichkeit des Mikrofonsystems 5 beschreibt, wobei die Richtcharakteristik 8 mittels der Steuereinheit 4 einstellbar ist. Wesentlich ist weiter, dass die Steuereinheit 4 eingerichtet ist, eine den Aufenthaltsort des Fahrzeugbedieners 3 betreffende Ortungsinformation 6 von einem separat von dem Mikrofonsystem 5 ausgestalteten Ortungssystem 9 zu empfangen. Wesentlich ist schließlich, dass die Steuereinheit 4 eingerichtet ist, die Richtcharakteristik 8 des Mikrofonsystems 5 basierend auf der ermittelten Ortungsinformation б einzustellen.
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Mit der vorschlagsgemäßen Lösung wird der Empfang der Schallsignale 6 aus der Schalleinfallrichtung α vorzugsweise dadurch verbessert, dass die Richtcharakteristik 8 des Mikrofonsystems 5 auf den Fahrzeugbediener 3 hin ausgerichtet wird. Damit lassen sich akustische Störsignale mit einfachen Mitteln in obigem Sinne ausblenden.
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Das Mikrofonsystem 5 ist hier und vorzugsweise symmetrisch zu der Längsachse 7 des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet, sodass ein Mittelpunkt M des Mikrofonsystems 5 auf der Längsachse 7 des Kraftfahrzeugs 2 liegt. Dieser Mittelpunkt M ist der Ursprung für die in 2 in Polarkoordinaten angedeutete Kurve der Richtcharakteristik 8. Je größer ein Abstand der Kurve der Richtcharakteristik 8 von diesem Mittelpunkt M ist, desto höher ist die Empfindlichkeit des Mikrofonsystems 5 für die Schallsignale 6 aus der dazugehörigen Schalleinfallrichtung. Der jeweilige Abstand ist für die hier in Rede stehenden Schalleinfallrichtungen α, β, γ mit Pfeilen angedeutet.
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Vorzugsweise umfasst die Ortungsinformation б hier eine Richtung, die ebenfalls durch einen Winkel bezogen auf die Querachse 18 des Kraftfahrzeugs 2 angegeben ist. Im Detail ist auch die Ortungsinformation б als Winkel bezogen auf die Querachse 18 des Kraftfahrzeugs 2 definiert.
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Alle Winkel betreffend die Schalleinfallrichtungen und die Ortungsinformation erstrecken sich hier vorzugsweise in einer Ebene parallel zu einer Bodenebene, auf der sich das Kraftfahrzeug 2 befindet.
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In einer alternativen Ausführungsform, die hier nicht dargestellt ist, umfasst die Ortungsinformation б jeweils zusätzlich oder alternativ eine Richtungsänderung und/oder eine Position und/oder eine Positionsänderung und/oder einen Bereich und/oder eine Bereichsänderung, so dass die Ortungsinformation б auf verschiedene Weisen bereitgestellt werden kann. Die Ortungsinformation б kann dabei abhängig sein von einer Art bzw. Ausführung des Ortungssystems 9 und dabei verwendeter Sensorik. Der Bereich betrifft vorzugsweise eine Unterteilung der Umgebung des Kraftfahrzeugs 2, beispielsweise in einzelne Sektoren, wobei die Ortungsinformation 6 eine Zuordnung des Fahrzeugbedieners 3 zu einem der Bereiche umfasst.
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Für die Ortungsinformation б ist beachtlich, dass die Ortungsinformation б statisch oder dynamisch von dem Ortungssystem 9 ermittelt und von dem Steuersystem 1 empfangen werden kann. Bei dem statischen Empfangen der Ortungsinformation б wird die Ortungsinformation б zu einem Zeitpunkt von dem Steuersystem 1 empfangen, wobei basierend auf dieser Ortungsinformation б das Mikrofonsystem 5 mit seiner Richtcharakteristik 8 von der Steuereinheit 4 eingestellt wird. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Ortungsinformation б beispielsweise mit einer vorgegebenen Frequenz oder auch in unregelmäßigen zeitlichen Abständen ermittelt und von dem Steuersystem 1 empfangen wird. Darauf basierend kann die Einstellung der Richtcharakteristik 8 des Mikrofonsystems 5 durch die Steuereinheit 4 entsprechend dynamisch angepasst werden. Die Richtcharakteristik 8 kann somit auf eine Bewegung des Fahrzeugbedieners 3 hin wiederholt, insbesondere ständig, an den jeweils aktuellen Aufenthaltsort angepasst werden.
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Weiter vorzugsweise ist die Steuereinheit 4 eingerichtet, die Richtcharakteristik 8 des Mikrofonsystems 5 basierend auf der ermittelten Ortungsinformation б derart einzustellen, dass ein auf einen Sprach-Bedienbefehl des Fahrzeugbedieners 3 zurückgehendes, mit einer Schalleinfallrichtung α in das Mikrofonsystem 5 einfallendes Schallsignal 6 gegenüber Schallsignalen 10, 11 mit anderen Schalleinfallrichtungen β, γ stärker in das Mikrofonsystemsignal eingeht. Diese Verstärkung ermöglicht eine verbesserte Erkennung der Sprach-Bedienbefehle in dem Mikrofonsystemsignal.
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2 zeigt zusätzlich zu dem Fahrzeugbediener 3 eine weitere Person 12 in der Nähe des Kraftfahrzeugs 2, die ein Schallsignal 10 in der Form von Sprachschall in der Schalleinfallrichtung β erzeugt. Außerdem ist in 2 ein an dem Kraftfahrzeug 2 vorbeifahrendes Drittfahrzeug 13 dargestellt, das ein Schallsignal 11 in der Form von Abrollgeräuschen aus der Schalleinfallrichtung γ erzeugt.
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Durch die gemäß 2 eingestellte Richtcharakteristik 8 des Mikrofonsystems 5 ergibt sich eine Geräuschunterdrückung für die Schallsignale 10, 11 aus anderen Schalleinfallrichtungen β, γ als der dem Fahrzeugbediener 3 zugeordneten Schalleinfallrichtung α.
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Insbesondere repräsentiert die schalleinfallrichtungsabhängige Empfindlichkeit des Mikrofonsystems 5 das Verhältnis einer Änderung des Schallpegels der in einer Schalleinfallrichtung in das Mikrofonsystem 5 einfallenden Schallsignale 6 zu der resultierenden Änderung des Mikrofonsystemsignalpegels.
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Durch die vorschlagsgemäße Einstellung dieser Empfindlichkeit lässt sich eine Erhöhung des Signalabstands des von dem Fahrzeugbediener 3 ausgehenden Schallsignals 6 zu den aus anderen Schalleinfallrichtungen β, γ einfallenden Schallsignalen 10, 11 erreichen, wodurch sich die Erkennung der vorbestimmten Sprach-Bedienbefehle in dem Mikrofonsystemsignal verbessern lässt.
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Insbesondere weist die Empfindlichkeit des Mikrofonsystems 5 über den gesamten Schalleinfallrichtungsbereich des Mikrofonsystems gesehen an mindestens einer Maximum-Schalleinfallrichtung η ein Maximum 15 auf. Der gesamte Schalleinfallrichtungsbereich betrifft im vorliegenden Zusammenhang den gesamten Erfassungsbereich des Mikrofonsystems 5, in dem die Erfassung einfallender Schallsignale 6 von dem hier und vorzugsweise sich außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 befindlichen Fahrzeugbediener 3 möglich ist.
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Die Steuereinheit 4 stellt die Richtcharakteristik 8 vorzugsweise derart ein, dass der Fahrzeugbediener 3 von der Maximum-Schalleinfallrichtung η, vorzugsweise von einem die Maximum-Schalleinfallrichtung η umfassenden Unschärfe-Richtungsbereich 14, erfasst ist. Der Unschärfe-Richtungsbereich 14 definiert einen Richtungsbereich um die Maximum-Schalleinfallrichtung η herum, der der Tatsache Rechnung trägt, dass die Ortungsinformation б stets geringfügig unterschiedlich zu der dem Fahrzeugbediener 3 zugeordneten Schalleinfallrichtung ist. Beispielsweise befindet sich ein Funkschüssel, der in noch zu erläuternder Weise der Erzeugung der Ortungsinformation dienen kann, je nachdem, ob der Fahrzeugbediener 3 den Funkschlüssel in der Hand hält oder in einer Tasche trägt, an unterschiedlichen Positionen relativ zum Sprechorgan des Fahrzeugbedieners 3.
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Die Richtcharakteristik 8 bewirkt, dass über den gesamten Schalleinfallrichtungsbereich des Mikrofonsystems einfallende Schallsignale 6, 10, 11 abhängig von ihrer Schalleinfallrichtung α, β, γ mit einer unterschiedlichen Empfindlichkeit in das Mikrofonsystemsignal eingehen. Es ergibt sich, dass sich die Empfindlichkeit des Mikrofonsystems 5 über den gesamten Schalleinfallrichtungsbereich gesehen zwischen wenigstens einem Maximum 15 und wenigstens einem Minimum 16 verläuft. Auch kann die Empfindlichkeit des Mikrofonsystems 5 eine Mehrzahl gleichartig oder ungleichartig ausgestalteter Maxima 15 und/oder Minima 16 über den gesamten Schalleinfallrichtungsbereich des Mikrofonsystems aufweisen. Ein Maximum 15, das vorzugsweise auf die Ortungsinformation б ausgerichtet ist, wird auch als „Hauptkeule“ bezeichnet, während weitere Maxima, die sich ggf. paarweise auf beiden Seiten der Hauptkeule erstrecken, als „Nebenkeulen“ bezeichnet werden. Die Maxima 15 umfassen jeweils vorzugsweise einen ganzen Winkelbereich, so dass Schallsignale 6 aus diesem Winkelbereich von der Maximum-Schalleinfallrichtung η erfasst sind.
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Das Mikrofonsystem 5 weist vorliegend mindestens zwei Mikrofone 17, vorzugsweise mehr als zwei Mikrofone 17, auf. Die Steuereinheit 4 erzeugt aus den Mikrofonsignalen, insbesondere durch Überlagerung, das Mikrofonsystemsignal. Die Steuereinheit 4 stellt ferner die Richtcharakteristik 8 des Mikrofonsystems 5 durch eine phasenabhängige Überlagerung der Mikrofonsignale ein. Weiter vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuereinheit 4 die Richtcharakteristik 8 des Mikrofonsystems 5 dadurch einstellt, dass die Mikrofonsignale phasenabhängig gefiltert und die gefilterten Mikrofonsignale überlagert werden. Die obige Einstellung der Richtcharakteristik 8 eines Mikrofonsystems ist als solche ganz allgemein unter dem Begriff „Beamforming“ bekannt.
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Die Anordnung der Mikrofone 17 ist vorzugsweise entlang einer geraden oder gebogenen Linie vorgesehen. Die detaillierte Ausgestaltung des Mikrofonsystems 5 ergibt sich aus 2. Hier und vorzugsweise sind die Mikrofone 17 entlang der Querachse 18 des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet. Alternativ können die Mikrofone 17 in einer Matrix oder dergleichen angeordnet sein.
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Zur Realisierung der Phasenverschiebung der Mikrofonsignale der Mikrofone 17 ist jedem der Mikrofone 17 ein Filter 19 zugeordnet, wie in 2 dargestellt ist. Die Filter 19 bewirken hier und vorzugsweise jeweils eine Phasenverschiebung des Mikrofonsignals des betreffenden Mikrofons 17, also eine zeitliche Verzögerung des zugeordneten Mikrofonsignals. Die so gefilterten Mikrofonsignale werden in einer Summiereinheit 20 aufsummiert. Dabei ist die Steuereinheit 4 ausgeführt, die Phasenverschiebung der Mikrofonsignale in dem entsprechenden Filter 19 abhängig von der ermittelten Ortungsinformation б relativ zueinander einzustellen. Im Rahmen dieser Einstellung erfolgt in der Summiereinheit 20 vorzugsweise eine phasenabhängige Überlagerung der Mikrofonsignale der einzelnen Mikrofone 17 derart, dass das von dem Fahrzeugbediener 3 ausgehende Schallsignal 6 gegenüber den anderen Schallsignalen 10, 11 bei der Summierung in der Summiereinheit 20 stärker in das resultierende Mikrofonsystemsignal eingeht. Die anderen Schallsignale 10, 11 löschen sich bei der Summierung in der Summiereinheit 20 aufgrund ihrer von dem Schallsignal 6 von dem Fahrzeugbediener 3 abweichenden Phasenverschiebung zumindest teilweise aus und werden somit gedämpft. Durch eine Veränderung der Phasenverschiebung kann die Richtcharakteristik 8 des Mikrofonsystems 5 über den gesamten Schalleinfallrichtungsbereich gemäß der ermittelten Ortungsinformation 6 eingestellt werden.
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Die Einstellung der phasenabhängigen Überlagerung und damit der Richtcharakteristik 8 erfolgt gewissermaßen dadurch, dass unterschiedliche Signallaufzeiten des Schallsignals 6 von dem Fahrzeugbediener 3 zu den Mikrofonen 17 kompensiert werden. Die Signallaufzeiten ergeben sich bildlich aus unterschiedlichen Längen von Verbindungslinien 21 von dem Fahrzeugbediener 3 als Ursprung des Schallsignals 6 zu jedem der Mikrofone 17, wie in 2 dargestellt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Ortungssystem 9 Bestandteil des vorschlagsgemäßen Steuersystems 1. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Ortungssystem 9 aber separat von dem vorschlagsgemäßen Steuersystem 1 ausgestaltet. Die letztgenannte Variante ist in der Zeichnung dargestellt. Das Ortungssystem 9 wird hier von einem ohnehin vorhandenen Funksystem bereitgestellt, das an sich der Prüfung der Zugangsberechtigung des Fahrzeugbedieners 3 dient. Diese beispielhafte Art der Doppelnutzung führt zu einem besonders kostengünstigen Aufbau des vorschlagsgemäßen Steuersystems.
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Das Ortungssystem 9 des dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiels ist als funkbasiertes Ortungssystem 9 ausgestaltet und weist mindestens ein fahrzeugseitiges Funkmodul 22 sowie mindestens ein fahrzeugbedienerseitiges Funkmodul 23 auf. Im einfachsten Fall geht die Ortungsinformation auf eine Funkverbindung zwischen dem fahrzeugbedienerseitigen Funkmodul 23 und mehreren fahrzeugseitigen Funkmodulen 22 zurück. Vorzugsweise sind dem Ortungssystem 9 dann mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, fahrzeugseitige Funkmodule 22 zugeordnet, die voneinander beabstandet sind. Aus den bekannten Abstandswerten und den gemessenen, den jeweiligen Funkstrecken zugeordneten Abstandswerten lässt sich der Aufenthaltsort des Fahrzeugbedieners 3 leicht ermitteln. Im Einzelnen ist mittels des Ortungssystems 9 jeweils ein Abstandswert zwischen dem fahrzeugbedienerseitigen Funkmodul 23 und den fahrzeugseitigen Funkmodulen 22 und daraus die Ortungsinformation 6 ermittelbar.
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Vorzugsweise arbeitet das Ortungssystem 9 nach einem Kurzreichweitenfunkstandard, vorzugsweise Bluetooth Low Energy (BLE), Bluetooth, WLAN, UWB, RFID oder NFC. Weiter vorzugsweise basiert die Ermittlung der Ortungsinformation б auf der Ermittlung eines empfangenen Funk-Signalpegels. Insbesondere basiert die Ermittlung der Ortungsinformation б auf der Anwendung der RSSI-Funktion (Received Signal Strength Indicator) nach dem Bluetooth-Funkstandard. Grundsätzlich kann zur Ermittlung der Ortungsinformation auch ein Laufzeitverfahren (TOF-Verfahren) oder ein winkelbasiertes Ortungsverfahren Anwendung finden.
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Alle Funkmodule 22, 23 können jeweils als Empfänger und/oder Sender agieren. Die Funkmodule 22, 23 können vorzugsweise jeweils nur Antennen zur Abstrahlung beziehungsweise zum Empfang von Funksignalen 24 aufweisen, oder Antennen mit einer dazugehörigen Elektronik zur Erzeugung der abzustrahlenden Funksignale 24 beziehungsweise zur Dekodierung der empfangenen Funksignale 24.
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Das fahrzeugbedienerseitige Funkmodul 23 kann beispielsweise als Funkschlüssel des Kraftfahrzeugs 2 ausgeführt sein. Auch kann der Funkschlüssel beispielsweise als Smartphone oder als ein anderes elektronisches Gerät des Fahrzeugbedieners 3 realisiert sein. Das Smartphone bzw. das andere elektronische Gerät des Fahrzeugbedieners 3 stellt damit eine Hardware zum Senden und gegebenenfalls Empfangen der Funksignale 24 bereit. Insbesondere fahrzeugbedienerseitig ist somit keine zusätzliche Hardware erforderlich.
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In einer hier nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform ist das Ortungssystem 9 als kapazitives oder induktives Ortungssystem 9 ausgestaltet. Fahrzeugseitig ist bzw. sind dazu ein kapazitiver Abstandssensor und/oder ein induktiver Entfernungssensor zur Ermittlung der Ortungsinformation 6 vorgesehen. Alternativ ist das Ortungssystem 9 als ultraschallbasiertes Ortungssystem 9 ausgestaltet, wobei dann fahrzeugseitig mindestens ein Ultraschall-Abstandssensor zur Ermittlung der Ortungsinformation 6 vorgesehen ist bzw. sind.
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Der kapazitive Abstandssensor wie auch der induktive Entfernungssensor ermöglichen eine Ortsauflösung der Position des Fahrzeugbedieners 3 entlang des betreffenden Sensors. Bei der Verwendung mehrerer Ultraschall-Abstandssensoren ergibt sich die Ortungsinformation б beispielsweise als Bereich eines der Ultraschall-Abstandssensoren aus einer Mehrzahl von Ultraschall-Abstandssensoren, in dem eine Reflektion von Ultraschallimpulsen durch den Fahrzeugbediener 3 empfangen wird.
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In einer hier ebenfalls nicht dargestellten, weiter bevorzugten Ausführungsform ist das Ortungssystem 9 als optisches Ortungssystem 9 ausgestaltet. Es weist fahrzeugseitig einen optischen Sensor, insbesondere eine optische Kamera, einen optischen Scanner oder dergleichen, zur Ermittlung der Ortungsinformation 6 auf. Die optische Kamera kann beispielsweise zur Erfassung von Licht in einem für Menschen sichtbaren Wellenlängenbereich ausgeführt sein. Alternativ kann die optische Kamera zum Empfang von Wellenlängen im infraroten oder ultravioletten Wellenlängenbereich ausgeführt sein. Die optische Kamera kann als 2D-Kamera oder als 3D-Kamera ausgeführt sein. Der optische Scanner ist vorzugsweise als Laserscanner, insbesondere als Infrarot-Laserscanner, ausgeführt. Das optische Ortungssystem 9 ist unempfindlich für elektromagnetische Störungen. Das optische Ortungssystem kann den Fahrzeugbediener 3 und seine Position unmittelbar ermitteln, so dass die Ortungsinformation б besonders zuverlässig mit der Schalleinfallrichtung α des in das Mikrofonsystem 5 einfallenden Schallsignals 6 mit den vorbestimmten Sprach-Bedienbefehlen korrespondiert.
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Das Kraftfahrzeug 2 weist vorzugsweise mindestens ein Verschlusselement 25 auf, wobei das Steuersystem 1 eine mittels der Steuereinheit 4 elektrisch ansteuerbare, motorische Antriebsanordnung 26 zur Verstellung des Verschlusselements 25 oder mindestens eines der Verschlusselemente 25 aufweist. Die Komfortfunktion ist dann vorzugsweise die Ansteuerung der motorischen Antriebsanordnung 26 zur Verstellung des Verschlusselements 25 oder mindestens eines der Verschlusselemente 25 auf den Sprach-Bedienbefehl des Fahrzeugbedieners 3 hin.
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Das mindestens eine Verschlusselement 25 ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Heckklappe ausgeführt. Die motorische Antriebsanordnung 26 ist entsprechend ein damit gekoppelter Heckklappenantrieb. Alternativ kann das mindestens eine Verschlusselement 25 als Heckdeckel, Hecktür, Laderaumboden, Fronthaube, Tankdeckel oder Seitentür ausgebildet sein. Auch kann das wenigstens eine Verschlusselement 25 eine Seitenscheibe oder ein Schiebedach beziehungsweise Panoramadach des Kraftfahrzeugs 2 sein.
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Vorzugsweise umfasst das Kraftfahrzeug 2 eine Mehrzahl der genannten Verschlusselemente 25.
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Vorzugsweise löst die Steuereinheit 4 eine Verstellung ausschließlich des Verschlusselements 25 aus, das nach einer Zuordnungsvorschrift der Ortungsinformation б zugeordnet ist. Eine Ansteuerung zur Verstellung von Verschlusselementen 25 kann somit ohne Kraftaufwand durch den Fahrzeugbediener 3 erfolgen. Durch die Ansteuerung der Verschlusselemente 25 bereits bei einer Annäherung des Fahrzeugbedieners 3 an das Kraftfahrzeug 2 kann beispielsweise die Fahrertür geöffnet werden, so dass der Fahrzeugbediener 3 ohne Zeitverzögerung in das Kraftfahrzeug 2 einsteigen kann, was insbesondere bei als unangenehm empfundenen Wetterbedingungen, beispielsweise Regen, vorteilhaft ist.
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Die Verstellung des Verschlusselements 25 kann abhängig von dem Sprach-Bedienbefehl beispielsweise ein Öffnen und/oder ein Schließen des entsprechenden Verschlusselements 25 und/oder ein Halten des Verschlusselements 25 in seiner aktuellen Position sein. Das Auslösen der Verstellung ausschließlich desjenigen Verschlusselements 25, das nach einer Zuordnungsvorschrift der Ortungsinformation б zugeordnet ist, bewirkt, dass beispielsweise beim Erkennen des Sprach-Bedienbefehls zum Öffnen eines Verschlusselements 25 durch die Zuordnungsvorschrift nur dasjenige Verschlusselement 25 durch die Ansteuerung der motorischen Antriebsanordnung 26 verstellt wird, das dem Fahrzeugbediener 3 am nächsten ist. Die Zuordnungsvorschrift ermöglicht somit eine effiziente Ansteuerung von Verschlusselementen 25 mit besonders kurzen Sprach-Bedienbefehlen.
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Wie in 1 dargestellt ist, weist das Kraftfahrzeug 2 eine mittels der Steuereinheit 4 elektrisch ansteuerbare Kraftfahrzeugschlossanordnung 27 zur Einstellung des Schließzustands des Verschlusselements 25 oder mindestens eines der Verschlusselemente 25 auf. Die Komfortfunktion ist hier vorzugsweise die Ansteuerung der Kraftfahrzeugschlossanordnung 27 zur Einstellung des Schließzustands des Verschlusselements 25 oder mindestens eines der Verschlusselemente 25 auf den Sprach-Bedienbefehl des Fahrzeugbedieners 3 hin. Das Einstellen des Schließzustands kann ein Verriegeln, Entriegeln und/oder Öffnen eines der Kraftfahrzeugschlösser sein.
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Vorzugsweise löst die Steuereinheit 4, wie oben im Zusammenhang mit der motorischen Verstellung des betreffenden Verschlusselements 25 angesprochen, eine Einstellung des Schließzustands ausschließlich desjenigen Verschlusselements 25 aus, das nach einer Zuordnungsvorschrift der Ortungsinformation б zugeordnet ist.
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Das obige Auslösen von Funktionen wie der motorischen Verstellung des Verschlusselements 25 und der motorischen Einstellung des Schließzustands des Verschlusselements 25 ausschließlich für dasjenige Verschlusselement 25, das nach der jeweiligen Zuordnungsvorschrift der Ortungsinformation б zugeordnet ist, führt zu einer besonders hohen Sicherheit gegenüber Fehlern bei der Erkennung von Sprach-Bedienbefehlen und der Ansteuerung der jeweiligen Komfortfunktion. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass je nachdem, ob sich der Fahrzeugbediener vor der Komponente „Heckklappe“ oder der Komponente „Seitentür“ befindet, nur die der dem Fahrzeugbediener 3 nächstliegenden Komponente entsprechende Funktion ausgelöst wird. Das vereinfacht dem Fahrzeugbediener 3 die Eingabe von Bedienbefehlen. Grundsätzlich kann damit sogar erreicht werden, dass der Fahrzeugbediener 3 die Sprach-Bedienbefehle in lediglich ungenauer Form abgeben muss.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung wird ein Konsistenzcheck zwischen dem erkannten Sprach-Bedienbefehl und der ermittelten Ortungsinformation vorgenommen. Wenn der Fahrzeugbediener 3 mit einem Sprach-Bedienbefehl beispielweise eine motorische Verstellung der Heckklappe fordert, sich aber an der Frontseite des Kraftfahrzeugs befindet, wird mittels des Steuersystems 1 mangelnde Konsistenz zwischen dem erkannten Sprach-Bedienbefehl und der ermittelten Ortungsinformation festgestellt und die Ansteuerung der betreffenden Komfortfunktion ausgesetzt. Damit lässt sich die Sicherheit gegen Fehlfunktionen weiter erhöhen.
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Schließlich darf noch darauf hingewiesen werden, dass grundsätzliche mehrere Ortungssysteme 9 vorgesehen sein können, die ggf. zusätzlich unterschiedliche Funktionen bereitstellen können. Beispielsweise kann ein Ortungssystem 9 der Prüfung der Zugangsberechtigung des Fahrzeugbedieners 3, insbesondere über einen Funkschlüssel o. dgl., dienen, während ein anderes Ortungssystem 9 eine Gesten- oder Gesichtserkennung, beispielsweise basierend auf einem Kamerasystem, bereitstellt. Die Kombination dieser Ortungssysteme kann wiederum zu einer besonders hohen Sicherheit gegen Fehlfunktionen führen.
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Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von der Ortungsinformation unterschiedliche Funktionen selbsttätig ablaufen. Beispielsweise kann bei einer Annäherung des Fahrzeugbedieners 3 an eine Seitentür zunächst ein Kraftfahrzeugschloss der Kraftfahrzeugschlossanordnung öffnen. Bei weiterer Annäherung kann eine der Seitentür zugeordnete Antriebsanordnung die Seitentür einen Spalt oder ganz öffnen, je nachdem, auf welche Entfernung sich der Fahrzeugbediener 3 annähert. Schließlich kann die Seitentür vom Fahrzeugbediener 3 auch manuell in die jeweils gewünschte Offenstellung verstellt werden.
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Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zur Ansteuerung einer Komfortfunktion mittels eines Steuersystems 1, insbesondere eines vorschlagsgemäßen Steuersystems 1, basierend auf einer Erkennung vorbestimmter Sprach-Bedienbefehle eines, vorzugsweise außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 befindlichen, Fahrzeugbedieners 3 beansprucht. Auf alle Ausführungen zu der Betriebsweise des vorschlagsgemäßen Steuersystems 1 darf verwiesen werden.
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Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Kraftfahrzeug 2 mit einem vorgeschlagenen Steuersystem 1 beansprucht. Auch insoweit darf auf alle Ausführungen zu dem vorgeschlagenen Steuersystem 1 verwiesen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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