DE102019135665A1 - Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung eines tragbaren Schüsselelements und Zugangssteuerungssystem - Google Patents

Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung eines tragbaren Schüsselelements und Zugangssteuerungssystem Download PDF

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung eines tragbaren Schlüsselelements (46) durch ein Zugangssteuerungssystem (30) für ein Kraftfahrzeug (32). Das Zugangssteuerungssystem (30) weist eine Erfassungsvorrichtung (52) auf, welche zum Erfassen einer Position des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) mittels Funk ausgebildet ist. Das Verfahren weist ein Erzeugen eines ersten Auslösesignals, wenn das Schlüsselelement (46) in einer ersten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) lokalisiert ist, und ein Erfassen einer ersten Signalstärke in Reaktion auf das erste Auslösesignal auf. Bei dem Verfahren wird eine Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) in Abhängigkeit von der ersten Signalstärke bei der ersten Position bestimmt. Weiterhin wird ein Zugangssteuerungssystem (30) für ein Kraftfahrzeug (32) vorgeschlagen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung eines tragbaren Schlüsselelements. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Zugangssteuerungssystem für ein Kraftfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Aus Komfortgründen werden bei modernen Kraftfahrzeugen zunehmend automatisch öffnende Türsysteme verbaut. Dafür erhält ein Besitzer ein tragbares Schlüsselelement, dessen Position von dem Kraftfahrzeug erfasst werden kann. In Antwort auf bestimmte erfasste Positionen kann dann beispielsweise eine Tür selbsttätig von dem Kraftfahrzeug entriegelt und/oder geöffnet werden. Somit muss ein entsprechender Träger des Schlüsselelements dieses nicht erst in die Hand nehmen und/oder betätigen, beispielsweise durch Drücken eines Knopfes, bevor Zugang zum Kraftfahrzeug erlangt werden kann. Dadurch ist der Zugang zum Kraftfahrzeug besonders komfortabel.
  • In der US 2018/0234797 A1 ist eine Kalibrierung eines Maschinenlernalgorithmus für einen schlüssellosen Zugang beschrieben.
  • Bei einem Kraftfahrzeug kann es vorgesehen sein, dass eine Zugangssteuerung in Abhängigkeit von einer Position eines tragbaren Schlüsselelements erfolgt. Die Position des Schlüsselelements wird dabei mittels Funk bestimmt. Der Positionsbestimmung liegt dabei üblicherweise eine Signalstärke zugrunde, welche mit einem Abstand korreliert wird. Aufgrund von Fertigungsabweichungen und/oder Abweichungen jeweiliger elektrischer Widerstände können jedoch Sendeleistungen und/oder Empfangsqualität variieren, wodurch die Positionserfassung ungenau sein kann. Ebenso kann es vorgesehen sein, andersartige Schlüsselelemente erstmalig mit der Zugangssteuerung des Kraftfahrzeugs zu koppeln, welche bei der Herstellung und Konfiguration des Kraftfahrzeugs und der Zugangssteuerung noch nicht berücksichtigt werden konnten. Um diese Effekte zu verringern und eine präzise Positionserfassung zu ermöglichen, kann deshalb eine Kalibrierung vorgesehen werden.
  • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Komfort bei der Kalibrierung einer Positionserfassung von tragbaren Schlüsselelementen zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst, welche die Erfindung definieren. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
  • Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung eines tragbaren Schlüsselelements durch ein Zugangssteuerungssystem für ein Kraftfahrzeug. Das Zugangssteuerungssystem kann eine Erfassungsvorrichtung aufweisen, welche zum Erfassen einer Position des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug mittels Funk ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug kann wenigstens ein zwischen einer Schließstellung und Offenstellung automatisch verstellbares Zugangselement aufweisen, wobei das Zugangselement beispielsweise als Tür ausgebildet sein kann. In der Schließstellung kann eine Zugangsöffnung des Kraftfahrzeugs durch das Zugangselement verschlossen sein und/oder das Zugangselement verriegelt sein. In der Offenstellung kann die Zugangsöffnung durch das Zugangselement freigegeben sein und/oder das Zugangselement entriegelt sein, sodass dessen Öffnen möglich ist. Das Verstellen kann automatisch und/oder selbsttätig ohne eine Betätigung eines Schalters durch den Benutzer erfolgen. Das Verstellen kann beispielsweise ein Verschwenken sein, insbesondere einer Tür um eine vertikale Schwenkachse. Das Verstellen kann zusätzlich oder alternativ ein Entriegeln bzw. Verriegeln eines Schlosses sein. Das Verstellen jeweiliger Zugangselemente kann beispielsweise mittels eines in dem Kraftfahrzeug verbauten Aktuators erfolgen, welcher mit einem oder mehreren Zugangselementen zusammenwirkt. Beispielsweise kann pro Fahrzeugtür ein Elektromotor vorgesehen sein, mittels welchem die zugeordnete Fahrzeugtür zwischen ihren jeweiligen Stellungen verschwenkbar ist und/oder entriegelt werden kann. Die Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise mehrere Antennen zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen aufweisen. Eine Distanz des Schlüsselelements zu einer jeweiligen Antenne kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer Signalstärke eines an dem Schlüsselelement und/oder der Antenne der Erfassungsvorrichtung empfangenen Funksignals bestimmt werden. Jeweilige Antennen der Erfassungsvorrichtung können beispielsweise an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Beispielsweise kann für die Positionserfassung ein Funksignal trianguliert werden. Eine Position relativ zu dem Kraftfahrzeug kann ein Abstand und ein Winkel in einer Horizontalebene relativ zu einem Punkt im Kraftfahrzeug sein.
  • Um die Positionserfassung zu kalibrieren, sollte mindestens eine Position des Schlüsselelements bekannt sein, bevorzugt wenigstens zwei unterschiedliche Positionen, und jeweilige zugeordnete Sendeleistungen bestimmt werden. Dadurch ist es möglich, jeweilige Sendeleistungen mit einer Distanz zu korrelieren, beispielsweise durch eine quadratische Regression. Eine quadratische Regression bietet sich an, da eine empfangene Signalstärke mit der quadrierten Distanz abnimmt.
  • Das Verfahren kann einen Schritt eines Erzeugens eines ersten Auslösesignals, wenn das Schlüsselelement in einer ersten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug lokalisiert ist, aufweisen. Das Auslösesignal kann beispielsweise automatisch oder manuell ausgelöst werden. Eine manuelle Auslösung kann beispielsweise durch ein Drücken eines Knopfes an dem Schlüsselelement erfolgen, wenn sich dessen Träger in der ersten Position befindet. Die erste Position kann dem Träger vorgegeben werden, beispielsweise in 3 m Abstand frontal vor der Fahrertür. Das Schlüsselelement kann bei diesem Vorgehen manuell in die erste Position als vorbestimmte Position gebracht werden. Diese Vorgabe kann dem Träger beispielsweise auf einem Bildschirm des Schlüsselelements nach Starten eines Kalibrierungsprozesses angezeigt werden. Eine automatische Erzeugung des Auslösesignals kann beispielsweise durch eine Sensorvorrichtung erfolgen, deren Sensordaten einen Rückschluss auf eine Position des Schlüsselelements und damit dessen Lokalisierung erlauben. Beispielsweise kann eine Kamera des Kraftfahrzeugs das Schlüsselelement und/oder deren Träger erfassen und die Position durch eine Bildauswertung bestimmt werden.
  • Das Verfahren kann einen Schritt eines Erfassens einer ersten Signalstärke in Reaktion auf das erste Auslösesignal aufweisen. Beispielsweise kann die Erfassungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, die Signalstärke zu messen. Eine Einheit für die Signalstärke kann beispielsweise mW sein. Die Signalstärke wird bevorzugt zugeordnet für jede Antenne erfasst, welche ein Funksignal, das zur Positionsbestimmung dient, erfasst.
  • Das Verfahren kann einen Schritt eines Bestimmens einer Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der ersten Signalstärke bei der ersten Position aufweisen. Die Korrelation erlaubt es, bei anderen Signalstärken diesen eine Distanz des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug bzw. jeweiligen Antennen zuzuordnen.
  • Durch das Auslösesignal kann eine teilweise automatisierte Kalibrierung erfolgen. Insbesondere muss nicht mühsam manuell die Erfassung und/oder Messung von Signalstärken erfolgen. Gegebenenfalls muss ein Benutzer zudem dann nicht darauf achten, dass Schlüsselelement in der ersten Position zu positionieren.
  • Die Signalstärke kann einer Stäke eines Funksignals zwischen Schlüsselelement und Erfassungsvorrichtung, gemessen am Empfänger, entsprechen. Die Erfassungsvorrichtung ist bevorzugt im Kraftfahrzeug angeordnet. Das Funksignal kann zwischen der Erfassungsvorrichtung und dem Schlüsselelement verschickt werden.
  • Das Schlüsselelement kann beispielsweise vor seiner Kalibrierung nicht zum Zusammenwirken mit dem Zugangssteuerungssystem eingerichtet sein. Beispielsweise kann ein entsprechendes Einrichten, was eine Kopplung mit der Erfassungsvorrichtung umfassen kann, die entsprechende Kalibrierung starten. So kann einfach und komfortabel eine genaue Positionserfassung auch von neuen Schlüsselelement und/oder von Schlüsselelementen, welche sich von bisher mit dem Zugangssteuerungssystem zusammenwirkenden Schlüsselelementen in Struktur, Aufbau und/oder Sendeleistung unterscheiden, ermöglicht werden. Das Erfassen einer Signalstärke kann ein Messen sein, wofür vorzugsweise eine Signalübertragung verursacht wird, permanent und/oder periodisch erfolgt. Die erste Position kann einem Bereich in einem Innenraum und/oder einer Umgebung des Kraftfahrzeugs entsprechen. Die Umgebung kann beispielsweise in Sektoren unterteilt sein, welche jeweils einer Position entsprechen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren einen Schritt eines Erzeugens eines zweiten Auslösesignals, wenn das Schlüsselelement in einer zweiten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug lokalisiert ist, aufweist. Das Verfahren kann einen Schritt eines Erfassens einer zweiten Signalstärke in Reaktion auf das zweite Auslösesignal aufweisen. Das Verfahren kann einen Schritt eines Bestimmens einer Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der ersten Signalstärke bei der ersten Position und der zweiten Signalstärke bei der zweiten Position aufweisen. Durch zwei Signalstärken kann eine Genauigkeit der Korrelation und damit auch der Kalibrierung erheblich verbessert werden. Die zweite Signalstärke kann dabei, wie die erste Signalstärke, für alle Antennen erfasst werden. Das zweite Auslösesignal kann ebenfalls manuell oder automatisch erzeugt werden. Die zweite Position unterscheidet sich vorzugsweise von der ersten Position. Beispielsweise kann dem Träger des Schlüsselelements vorgegeben werden, sich bei Erzeugen des zweiten Auslösesignals durch Drücken eines Knopfes am Schlüsselelement in 1m Abstand frontal vor der Hintertür auf der Beifahrerseite zu befinden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Schlüsselelement und/oder die Erfassungsvorrichtung wenigstens eine erste Antenne und eine zweite Antenne aufweist, wobei die Signalstärke für jede Antenne erfasst wird und die Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der erfassten Signalstärke der jeweiligen Antennen erfolgt. Dadurch kann insbesondere die Genauigkeit einer Triangulation verbessert werden. Beispielsweise kann die Erfassungsvorrichtung wenigstens drei Antennen zum Versenden und/oder Empfangen jeweiliger Funksignale für die Triangulation aufweisen, für die jeweils eine zugeordnete Signalstärke erfasst wird. Vorzugsweise sind die Positionen der jeweiligen Antennen in dem Kraftfahrzeug bekannt, sodass diese bei der Bestimmung der Korrelation von Distanz und Signalstärke mitberücksichtigt werden können.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug auch in Abhängigkeit einer Funkabschirmung der ersten und/oder der zweiten Position, beispielsweise verursacht durch eine Fahrzeugkarosserie und jeweilige Anordnung der Antennen im Kraftfahrzeug, bestimmt wird. Die Funkabschirmung kann beispielsweise eine Reduzierung einer empfangenen Sendeleistung sein, welche nicht durch deren Distanz zu dem Sender und der dort eingesetzten Sendeleistung verursacht ist. Die Funkabschirmung kann jeweils zugeordnet zu jeder Antenne berücksichtigt werden. Eine Stärke der Funkabschirmung kann als Teil des Verfahrens bestimmt werden, beispielsweise mit einer Simulation oder einem Experiment. Bei einer Simulation können beispielsweise jeweilige CAD-Daten des Kraftfahrzeugs genutzt werden, wobei diese auch jeweilige Materialdaten aufweisen können. Die Funkabschirmung kann für jeweilige Funkfrequenzen spezifisch bestimmt und/oder berücksichtigt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die bestimmte Korrelation gespeichert wird, insbesondere in einer Datenbankvorrichtung. Die Korrelation kann bei der Positionserfassung des Schlüsselelements für die Zugangskontrolle abgerufen werden, beispielsweise durch die Erfassungsvorrichtung. Die Korrelation kann so anderen Zugangskontrollsystemen zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise wenn ein gleichartiges Schlüsselelement mit der Zugangskontrolle eines gleichartigen Kraftfahrzeugs gekoppelt werden soll. Dann kann gegebenenfalls auf eine weitere Kalibrierung verzichtet werden. Die Datenbankvorrichtung kann lokal ausgebildet sein, beispielsweise als Teil des Schlüsselelements oder des Kraftfahrzeugs. Die Datenbankvorrichtung kann zentral ausgebildet sein, beispielsweise als Server, welcher jeweilige Korrelationsdaten über ein Mobilfunknetz und/oder das Internet empfangen und/oder versenden kann. Jeweilige Korrelationen können für ein individuelles Schlüsselelement zugeordnet gespeichert werden und/oder für einen Schlüsseltyp. Beispielsweise können jeweilige Korrelationen von dem gleichen Schlüsselelement auch bei dessen Kopplung mit einem Zugangssteuerungssystem eines anderen Kraftfahrzeugs genutzt werden. In der Datenbankvorrichtung können auch jeweilige Funkabschirmungen gespeichert sein und/oder abgerufen werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass BLE als Funkstandard genutzt wird. Der Bluetooth-Low-Energy Standard erlaubt eine besonders genaue Positionsbestimmung bei geringem Stromverbrauch. Insbesondere ist BLE häufig bereits auf Smartphones implementiert, sodass ein entsprechendes Smartphone einfach als Schlüsselelement genutzt werden kann. Durch die Kalibrierung kann dabei die unterschiedliche Sendeleistung und/oder der unterschiedliche Aufbau von unterschiedlichen Smartphones, welche letztendlich die empfangene Signalstärke bei der Positionsbestimmung und damit deren Genauigkeit beeinflussen kann, einfach kompensiert werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das jeweilige Auslösesignal bei Lokalisierung des Schlüsselelements in der ersten und/oder der zweiten Position automatisch erzeugt wird. Eine automatische Erzeugung erfordert keine Betätigung durch einen Benutzer und ist damit besonders komfortabel. Das Verfahren kann so auch vollautomatisch und damit unbemerkt von dem Träger des Schlüsselelements durchgeführt werden. Auch eine automatische intermittierende Rekalibrierung, um beispielsweise eine Degradation von Sendeleistung und/oder Empfangsqualität aufgrund von Alterung von Komponenten kompensieren zu können, kann durch ein automatisch erzeugtes Auslösesignal ermöglicht werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass eine Sensorvorrichtung die Position des Schlüsselelements und/oder eine Position eines Trägers des Schlüsselelements relativ zum Kraftfahrzeug erfasst und das jeweilige Auslösesignal in Abhängigkeit von der erfassten Position des Schlüsselelements und/oder der Position des Trägers erzeugt wird. Die Position des Trägers kann dabei zumindest mittelbar einer Position des Schlüsselelements entsprechen, sodass die Position des Trägers für die Kalibrierung stellvertretend genutzt werden kann. Die Position des Trägers kann mittelbar eine Lokalisierung des Schlüsselelements ermöglichen. Die Sensorvorrichtung kann für die Erfassung jeweilige Sensoren aufweisen, wie beispielsweise einen Türstellungssensor oder eine 3D-Kamera.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das jeweilige Auslösesignal durch ein manuelles Öffnen eines Zugangselements des Kraftfahrzeugs, ein Starten eines Motors, ein Sitzen auf einem Fahrzeugsitz und/oder durch einen Sensor zum Erfassen eines Umgebungsbereichs des Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Kamera oder einen Ultraschallsensor, automatisch erzeugt wird. Ein manuelles Öffnen eines Zugangselements des Kraftfahrzeugs kann als Erfassung dienen, dass sich der Träger des Schlüsselelements und damit auch das Schlüsselelement selbst vor dem Zugangselement befindet. Entsprechend kann hieraus auf die Position des Schlüsselelements geschlossen werden. Üblicherweise sind in Kraftfahrzeugen bereits Sensoren zum Überwachen von Zugangselementstellungen vorhanden, sodass die automatische Erzeugung von dem Auslösesignal kostengünstig möglich ist. Beispielsweise wird häufig bereits überwacht, ob eine Tür des Kraftfahrzeugs offen oder geschlossen ist. Ebenso sind für Anschnallgurtwarner häufig bereits Sitzbelegungssensoren vorgesehen. Da der Träger des Schlüsselelements dieses üblicherweise in einer Hosentasche trägt, kann auch hierdurch indirekt auf die Position des Schlüsselelements geschlossen werden. Das Starten des Motors impliziert ebenso, dass der Träger des Schlüsselelements am Steuer sitzt. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug dabei dazu ausgebildet, einen Motorstart ohne Einstecken des Schlüsselelements in ein Zündschloss zu erlauben. Der Sensor zum Erfassen eines Umgebungsbereich kann beispielsweise auch ein Sensor eines Fahrerassistenzsystems sein, wie beispielsweise ein Bremsassistent, und/oder für ein autonomes Fahren genutzt werden. Die Sensorvorrichtung kann vorzugsweise zum Erfassen einer Person in dem Umgebungsbereich ausgebildet sein, wobei die Person der Träger des Schlüsselelements sein kann. Der Sensor zum Erfassen des Umgebungsbereichs kann beispielsweise als Lidar oder 3D-Kamera ausgebildet sein. Mittels der Erfassung des Umgebungsbereichs kann vorzugsweise direkt die Position des Trägers des Schlüsselelements erfasst werden. Beispielsweise muss ein Fahrerassistenzsystem häufig eine Distanz von Objekten für dessen Betrieb bestimmen, wodurch dessen jeweilige Sensoren für die entsprechende Erfassung bereits ausgebildet sein können.
  • Vorzugsweise ist das Verfahren dafür ausgebildet, die mit der Sensorvorrichtung erfasste Position des Trägers des Schlüsselelements und/oder des Schlüsselelements zu verifizieren, insbesondere mittels einer Erfassung durch die Erfassungsvorrichtung und/oder Sensordaten der Sensorvorrichtung. Beispielsweise kann die Position mehrfach erfasst werden und die Korrelation in Abhängigkeit von den mehreren Positionen bestimmt werden. Beispielsweise kann dabei ein Mittelwert der Positionen genutzt werden und/oder jeweilige Extremwerte unberücksichtigt bleiben. Dazu kann das Verfahren auch iterativ angewandt werden und/oder erfasste Signalstärken gespeichert werden. Beispielsweise kann der Träger beim Sitzen auf dem Fahrersitz nicht immer das Schlüsselelement in der Hosentasche haben, sondern auch in einer Mittelkonsole oder auf dem Beifahrersitz ablegen. Würde nur einmalig die entsprechende Signalstärke zugrunde gelegt, könnte infolgedessen eine ungenaue Kalibrierung erfolgen. Bei beispielsweise zehn oder mehr Erfassungen können solche Ausnahmen weniger Auswirkung auf die Kalibrierung haben und diese damit ausreichend genau sein.
  • Die Verifizierung kann beispielsweise alternativ oder zusätzlich durch ein Erfassen wenigstens einer Position des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug mittels Funk erfolgen, wobei für diese Positionserfassung keine Korrelation genutzt wird. Die Erfassung kann beispielsweise mittels der Erfassungsvorrichtung erfolgen. Es handelt sich also um eine unkalibrierte Positionserfassung mittels der Erfassungsvorrichtung. Diese kann ausreichend genau sein, um beispielsweise zu bestimmen, ob das Zugangselement von dem Träger des Schlüsselelements geöffnet wurde oder von einer anderen Person, wie einem Beifahrer oder sonstigen Begleiter.
  • Die Verifizierung kann beispielsweise alternativ oder zusätzlich auch anhand einer Erfassung erfolgen, ob mehr als eine Person in dem Kraftfahrzeug befindlich ist oder dort eingestiegen ist. Beispielsweise können zwei Sitzbelegungssensoren eine Belegung anzeigen, womit davon auszugehen ist, dass auch zwei Personen in das Kraftfahrzeug eingestiegen sind. In diesem Fall kann beispielsweise die Korrelation verworfen werden, um unzuverlässige mittelbare Rückschlüsse auf die Position des Schlüsselelements durch die Sensorvorrichtung zu vermeiden.
  • Die Verifizierung kann beispielsweise alternativ oder zusätzlich auch anhand einer Gesichtserkennung erfolgen, insbesondere in jeweiligen Umgebungsdaten, welche durch die Sensorvorrichtung erfasst wurden. Beispielsweise kann eine 3D-Kamera wenigstens ein Bild der Umgebung aufzeichnen. Jeweilige Gesichter können mit einem Bilderkennungsalgorithmus erkannt und mit gespeicherten Gesichtern in einer Datenbank verglichen werden. In der Datenbank können beispielsweise jeweilige Gesichter von autorisierten Benutzern des Kraftfahrzeugs gespeichert sein. Wenn eine Person identifiziert werden kann, kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass diese der Träger des Schlüsselelements ist. Die Position dieser Person kann dann dem Kalibrierungsverfahren zugrunde gelegt werden. Dadurch kann auch dann eine Kalibrierung zuverlässig erfolgen, wenn mehrere Personen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst wurden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Auslösesignal bei Lokalisation des Schlüsselelements in der ersten und/oder zweiten Position durch Betätigen eines Auslösers am Schlüsselelement, wie beispielsweise eines Knopfs, manuell erzeugt wird. Dadurch kann eine besonders präzise Kalibrierung ermöglicht werden. Optional kann durch das Betätigen der Kalibriervorgang selbst gestartet werden. Jeweilige benötigte Positionen können durch eine Ausgabevorrichtung angezeigt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung wenigstens eines ersten und eines zweiten tragbaren Schlüsselelements durch ein Zugangssteuerungssystem für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist, wobei für jedes Schlüsselelement eine zugeordnete Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug bestimmt wird. Dazu kann für jedes Schlüsselelement zugeordnete jeweilige Signalstärkeerfassung an jeweiligen Positionen erfolgen. Dadurch können insbesondere mehrere unterschiedliche Arten von Schlüsselelementen kalibriert werden. Sobald eines der beiden Schlüsselelemente kalibriert wurde, kann dieses auch zur Kalibrierung des anderen Schlüsselelements genutzt werden. Beispielsweise kann ein Schlüssel, der mit dem Kraftfahrzeug ausgeliefert wird, kalibriert werden und mit dessen Positionsdaten ein nachträglich zu koppelndes Smartphone. Der mitgelieferte Schlüssel kann aber auch werksseitig bereits kalibriert sein. In beiden Fällen kann dessen erfasste Position zur Verifizierung der Position des anderen Schlüsselelements genutzt werden.
  • Ein zweiter Aspekt betrifft ein Zugangssteuerungssystem für ein Kraftfahrzeug. Das Zugangssteuerungssystem kann wenigstens ein tragbares Schlüsselelement aufweisen. Das Zugangssteuerungssystem kann eine Erfassungsvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Position des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug mittels Funk zu erfassen. Das Zugangssteuerungssystem kann zur Kalibrierung der Positionserfassung des tragbaren Schlüsselelements ausgebildet sein. Das Zugangssteuerungssystem kann eine Auslösevorrichtung zum Erzeugen eines ersten Auslösesignals, wenn das Schlüsselelement in einer ersten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug lokalisiert ist, aufweisen. Die Erfassungsvorrichtung kann zum Erfassen einer ersten Signalstärke in Reaktion auf das erste Auslösesignal ausgebildet sein und das Zugangssteuerungssystem eine Korrelationsvorrichtung zum Bestimmen einer Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der ersten Signalstärke bei der ersten Position aufweisen. Zusätzlich kann das Zugangssteuerungssystem eine Verstellvorrichtung zum automatischen Verstellen wenigstens eines Zugangselements des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise einer Tür, zwischen deren jeweiliger Offenstellung und jeweiliger Schließstellung in Abhängigkeit von der erfassten Position des Schlüsselelements relativ zu dem Kraftfahrzeug aufweisen.
  • Das Zugangssteuerungssystem kann zur Ausführung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt ausgebildet sein.
  • Vorteilhafterweise kann die Erfassungsvorrichtung einen oder mehrere Sender aufweisen und das Schlüsselelement jeweilige dazu korrespondierende Empfänger. Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassungsvorrichtung einen oder mehrere Empfänger aufweisen und das Schlüsselelement jeweilige dazu korrespondierende Sender. Bei Vorsehen des Senders an der Erfassungsvorrichtung bzw. an dem Kraftfahrzeug kann das Schlüsselelement besonders einfach und kostengünstig sein. Bei Vorsehen des Senders am Schlüsselelement kann das Kraftfahrzeug bzw. die Erfassungsvorrichtung kostengünstig sein, insbesondere bei Nutzung des Smartphones und/oder der Smartwatch als Schlüsselelement. Bei Vorsehen sowohl von Sendern als auch Empfängern an der Erfassungsvorrichtung bzw. an dem Kraftfahrzeug kann das System flexibel mit unterschiedlichsten Schlüsselelementen zusammenarbeiten. Bei Vorsehen von Sendern und Empfängern am Schlüsselelement und an der Erfassungsvorrichtung bzw. dem Kraftfahrzeug kann ein Datenaustausch erfolgen, beispielsweise zur Authentifizierung und/oder eindeutigen Identifizierung des jeweiligen Schlüsselelements.
  • Die mehreren Sender oder Empfänger erlauben ein einfaches Triangulieren zur Positionsbestimmung. Korrespondierend kann vorliegend insbesondere bedeuten, dass jeweilige Sender und Empfänger für die Nutzung der gleichen Funkfrequenz und/oder des gleichen Funkstandards ausgebildet sind. Beispielsweise kann ein Empfänger dazu ausgebildet sein, die Funksignale von mehreren Sendern zu erfassen, auch gleichzeitig. Dabei kann auch die individuelle Signalstärke jedes empfangenen Signals erfasst werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Zugangssteuerungssystem kann es vorgesehen sein, dass die Auslösevorrichtung eine Sensorvorrichtung aufweist, welche zum automatischen Erzeugen des Auslösesignals, wenn das Schlüsselelement und/oder ein Träger des Schlüsselelements in einer ersten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug lokalisiert ist, aufweist. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet sein, ein manuelles Öffnen eines Türgriffs, eine Person auf einem Sitzplatz und/oder eine Person in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erfassen und in Abhängigkeit von dieser Erfassung das Auslösesignal erzeugen.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Zugangssteuerungssystem kann es vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung einen Sitzbelegungssensor, einen Türöffnungssensor, einen Motorstartsensor und/oder einen Sensor eines Fahrassistenzsystems und/oder autonomen Fahrsystems, wie eine Kamera, Radar, Lidar oder Ultraschallsensor, aufweist. Mit diesen Sensoren kann besonders einfach ein Rückschluss auf die Position des Schlüsselelements erfolgen und damit das erste Auslösesignal automatisch erzeugt werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Zugangssteuerungssystems kann es vorgesehen sein, dass das Schlüsselelement als Funkschlüssel, Smartphone, Smartwatch, Schlüsselkarte, RFID-Chip und/oder Fernsteuerung ausgebildet ist. Insbesondere ein Smartphone und eine Smartwatch sind als Schlüsselelement vorteilhaft, da die meisten Personen ein solches Gerät bereits besitzen und dauerhaft mit sich tragen. So kann auf ein zusätzliches Gerät verzichtet werden. Zudem weisen solche Geräte häufig bereits die notwendige Funktechnik zur Positionsbestimmung mittels der Erfassungsvorrichtung auf. Zudem haben solche Geräte häufig bereits die Rechenleistung, um Teile des Zugangssteuerungssystems darauf zu implementieren. So muss keine separate Rechenleistung bereitgestellt werden, wodurch das Zugangssteuerungssystem besonders kostengünstig sein kann. Allerdings gibt es eine solch große Vielzahl von unterschiedlichen Smartphones und Smartwatches, dass eine werksseitige Kalibrierung der Positionserfassung vorab extrem aufwendig sein kann und die Positionserfassung ohne Kalibrierung ungenau sein kann. Durch das Zugangssteuerungssystem ist eine einfache und komfortable Kalibrierung möglich, sodass dies ausgeglichen werden kann. Insbesondere können auch die Positionen von Geräten durch die Kalibrierung präzise erfasst werden, deren Sendeleistung und/oder Empfangsqualität von Signalen unbekannt ist.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den jeweiligen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in den jeweiligen Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die sich aus den jeweiligen Aspekten ergebenden Merkmale und Vorteile stellen auch jeweilige Merkmale und Vorteile anderer Aspekte dar.
  • Figurenliste
    • 1 veranschaulicht in einem Ablaufdiagramm ein Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung eines tragbaren Schlüsselelements durch ein Zugangssteuerungssystem für ein Kraftfahrzeug.
    • 2 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Zugangssteuerungssystem für ein Kraftfahrzeug.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 veranschaulicht in einem Ablaufdiagram ein Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung eines tragbaren Schlüsselelements 46. Das Verfahren wird dabei von einem Zugangssteuerungssystem 30 für ein Kraftfahrzeug 32 ausgeführt, welches in 2 dargestellt ist. Das Zugangssteuerungssystem 30 weist eine Erfassungsvorrichtung 52 auf, welche zum Erfassen einer Position des Schlüsselelements 46 relativ zu dem Kraftfahrzeug 32 mittels Funk ausgebildet ist.
  • Das Schlüsselelement 46 ist vorliegend als Smartphone ausgebildet und wird von einer Person 48 getragen. Das Kraftfahrzeug 32 weist mehrere als Türen ausgebildete Zugangselemente 36, 38, 40, 42 auf, sowie ein als Kofferraumklappe ausgebildetes Zugangselement 44. Diese Zugangselemente 36, 38, 40, 42, 44 sind mit einer Verstellvorrichtung 34 des Zugangssteuerungssystems 30 wirkverbunden. Mit der Verstellvorrichtung 34 können die jeweiligen Zugangselemente in Abhängigkeit von einer erfassten Position des Schlüsselelements 46 zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellt werden. Beispielsweise kann sich die Person 48 mit dem Schlüsselelement 46 der Beifahrertür 38 nähern, wie durch Pfeil 58 veranschaulicht. In Reaktion auf die dazu korrespondierend erfassten Positionen kann das Zugangssteuerungssystem dann automatisch die Beifahrertür 38 öffnen.
  • Für die Positionserfassung kann die Erfassungsvorrichtung 52 beispielsweise dazu ausgebildet sein, ein Funksignal von dem Schlüsselelement 46 zu triangulieren. Das Schlüsselelement 46 weist beispielsweise eine Antenne 50 auf, mit der ein Funksignal mit einer vorbestimmten Sendeleistung erzeugt wird. Dieses Signal wird von drei voneinander beabstandet angeordneten Antennen 54 der Erfassungsvorrichtung 52 empfangen. Die Erfassungsvorrichtung 52 ist dazu ausgebildet, die Signalstärke des empfangenen Signals für jede Antenne 54 zugeordnet zu bestimmen. Bei einer bekannten Sendeleistung kann dann aufgrund der unterschiedlichen Signalstärken an den Antennen 54 und deren bekannter Anordnung in dem Kraftfahrzeug 32 die Position des Schlüsselelements 46 bestimmt werden.
  • Die Sendeleistung des Schlüsselelements 46 kann jedoch unbekannt sein und/oder über dessen Lebensdauer, beispielsweise aufgrund von Alterung, variieren. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Empfangsqualität an den Antennen 54 variieren, beispielsweise aufgrund von Alterung. Ebenso kann bei den Antennen 54 die Empfangsqualität unbekannt sein, beispielsweise aufgrund von Fertigungsabweichungen. Die Empfangsqualität kann die erfasste Signalstärke beeinflussen. Insgesamt kann dies die Genauigkeit der Positionserfassung mittels Funk beeinflussen. Um die Genauigkeit zu verbessern, ist das Zugangssteuerungssystem dazu ausgebildet, das Verfahren zur Kalibrierung der Positionserfassung gemäß 1 durchzuführen.
  • Das Verfahren sieht in einem ersten Schritt 10 das Erzeugen eines ersten Auslösesignals vor, wenn das Schlüsselelement 46 in einer ersten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug 32 lokalisiert ist. Vorzugsweise wird auf die Lokalisation des Schlüsselelements in der ersten Position auf Basis von jeweiligen Sensordaten einer Sensorvorrichtung 56 des Zugangssteuerungssystems 30 geschlossen. Die Sensorvorrichtung 56 kann beispielsweise einen Türsensor aufweisen, welcher dazu ausgebildet ist, ein Öffnen eines zugeordneten Zugangselements 36, 38, 40, 42 und/oder ein Betätigen eines Türgriffs dieser Zugangselemente 36, 48, 40, 42 zu erfassen. Dadurch kann darauf geschlossen werden, dass die Person 48 und damit auch das Schlüsselelement 46 sich vor diesem Zugangselement 36, 38, 40 oder 42 befindet und damit das Schlüsselelement 46 dort lokalisiert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorvorrichtung 56 beispielsweise Sensoren eines Fahrerassistenzsystems aufweisen, mit welchen die Person 48 und/oder das Schlüsselelement 46 und deren Position relativ zu dem Kraftfahrzeug direkt erfasst werden kann. Ein solcher Sensor kann beispielsweise eine 3D-Kamera sein. Die Sensorvorrichtung 56 kann also als Auslösevorrichtung ausgebildet sein, welche das Auslösesignal bei Lokalisierung des Schlüsselelements 46 in der ersten Position automatisch erzeugt.
  • In dem ersten Auslösesignal kann dabei die so bestimmte Position des Schlüsselelements 46 enthalten sein. Alternativ kann das Auslösesignal auch nur erzeugt werden, wenn das Schlüsselelement 46 in einer vorbestimmten ersten Position lokalisiert ist, wie beispielsweise vor einem vorbestimmten der jeweiligen Zugangselemente 36, 48, 40, 42.
  • In einem zweiten Schritt 12 sieht das Verfahren das Erfassen einer ersten Signalstärke in Reaktion auf das erste Auslösesignal vor. Beispielsweise kann die Erfassungsvorrichtung 52 für jede Antenne 54 zum Zeitpunkt des Auslösesignals eine zugeordnete empfangene erste Signalstärke messen und speichern.
  • Damit ist die Signalstärke bei einer bestimmten Distanz bekannt. In Schritt 14 sieht das Verfahren ein Bestimmen einer Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements 46 relativ zu dem Kraftfahrzeug 32 in Abhängigkeit von der ersten Signalstärke bei der ersten Position vor. Diese Korrelation ist das Ergebnis der Kalibrierung und kann bei der Bestimmung von zukünftigen Positionen des Schlüsselelements 46 relativ zu dem Kraftfahrzeug 32 durch das Zugangssteuerungssystem 30 genutzt werden, beispielsweise für eine automatische Zugangskontrolle in Abhängigkeit von der bestimmten Position des Schlüsselelements 46. Die Erfassungsvorrichtung 52 kann zum Bestimmen der Korrelation und damit als Korrelationsvorrichtung ausgebildet sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Schritt
    12
    Schritt
    14
    Schritt
    30
    Zugangssteuerungssystem
    32
    Kraftfahrzeug
    34
    Verstellvorrichtung
    36
    Zugangselement / Fahrertür
    38
    Zugangselement / Beifahrertür
    40
    Zugangselement
    42
    Zugangselement
    44
    Zugangselement / Kofferraumklappe
    46
    Schlüsselelement / Smartphone
    48
    Person
    50
    Antenne
    52
    Erfassungsvorrichtung
    54
    Antenne
    56
    Sensorvorrichtung
    58
    Pfeil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2018/0234797 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung eines tragbaren Schlüsselelements (46) durch ein Zugangssteuerungssystem (30) für ein Kraftfahrzeug (32), wobei das Zugangssteuerungssystem (30) eine Erfassungsvorrichtung (52) aufweist, welche zum Erfassen einer Position des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) mittels Funk ausgebildet ist, aufweisend die Schritte: - Erzeugen eines ersten Auslösesignals, wenn das Schlüsselelement (46) in einer ersten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) lokalisiert ist; - Erfassen einer ersten Signalstärke in Reaktion auf das erste Auslösesignal; und - Bestimmen einer Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) in Abhängigkeit von der ersten Signalstärke bei der ersten Position.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist: - Erzeugen eines zweiten Auslösesignals wenn das Schlüsselelement (46) in einer zweiten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) lokalisiert ist; - Erfassen einer zweiten Signalstärke in Reaktion auf das zweite Auslösesignal; und - Bestimmen einer Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) in Abhängigkeit von der ersten Signalstärke bei der ersten Position und der zweiten Signalstärke bei der zweiten Position.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schlüsselelement (46) und/oder die Erfassungsvorrichtung (52) wenigstens eine erste Antenne (54) und eine zweite Antenne (54) aufweist, wobei die Signalstärke für jede Antenne (54) erfasst wird und die Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) in Abhängigkeit von der erfassten Signalstärke der jeweiligen Antennen (54) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) auch in Abhängigkeit einer Funkabschirmung der ersten und/oder der zweiten Position, beispielsweise verursacht durch eine Fahrzeugkarosserie und jeweilige Anordnung der Antennen (54) im Kraftfahrzeug (32), bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bestimmte Korrelation gespeichert wird, insbesondere in einer Datenbankvorrichtung.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei BLE als Funkstandard genutzt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das jeweilige Auslösesignal bei Lokalisierung des Schlüsselelements (46) in der ersten und/oder der zweiten Position automatisch erzeugt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Sensorvorrichtung (56) die Position des Schlüsselelements (46) und/oder eine Position eines Trägers (48) des Schlüsselelements (46) relativ zum Kraftfahrzeug (32) erfasst und das jeweilige Auslösesignal in Abhängigkeit von der erfassten Position des Schlüsselelements (46) und/oder der Position des Trägers (46) erzeugt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das jeweilige Auslösesignal durch ein manuelles Öffnen eines Zugangselements (36, 38, 40, 42, 44) des Kraftfahrzeugs (32), ein Starten eines Motors, ein Sitzen auf einem Fahrzeugsitz und/oder durch einen Sensor zum Erfassen eines Umgebungsbereichs des Kraftfahrzeugs (32), insbesondere eine Kamera oder einen Ultraschallsensor, automatisch erzeugt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auslösesignal bei Lokalisation des Schlüsselelements (46) in der ersten und/oder zweiten Position durch Betätigen eines Auslösers am Schlüsselelement (46), wie beispielsweise eines Knopfs, manuell erzeugt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren zur Kalibrierung einer Positionserfassung wenigstens eines ersten und eines zweiten tragbaren Schlüsselelements (46) durch das Zugangssteuerungssystem (30) für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist, wobei für jedes Schlüsselelement (46) eine zugeordnete Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) bestimmt wird.
  12. Zugangssteuerungssystem (30) für ein Kraftfahrzeug (32), aufweisend: - Wenigstens ein tragbares Schlüsselelement (46); - Eine Erfassungsvorrichtung (52), welche dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Position des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) mittels Funk zu erfassen, und wobei das Zugangssteuerungssystem (30) zur Kalibrierung der Positionserfassung des tragbaren Schlüsselelements (46) ausgebildet ist, wobei - das Zugangssteuerungssystem (30) eine Auslösevorrichtung zum Erzeugen eines ersten Auslösesignals, wenn das Schlüsselelement (46) in einer ersten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) lokalisiert ist, aufweist, - die Erfassungsvorrichtung (52) zum Erfassen einer ersten Signalstärke in Reaktion auf das erste Auslösesignal ausgebildet ist und - das Zugangssteuerungssystem (30) eine Korrelationsvorrichtung zum Bestimmen einer Korrelation von Signalstärke und Distanz des Schlüsselelements (46) relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) in Abhängigkeit von der ersten Signalstärke bei der ersten Position aufweist.
  13. Zugangssteuerungssystem (30) nach Anspruch 12, wobei die Auslösevorrichtung eine Sensorvorrichtung (56) aufweist, welche zum automatischen Erzeugen des Auslösesignals, wenn das Schlüsselelement (46) und/oder ein Träger (48) des Schlüsselelements (46) in einer ersten Position relativ zu dem Kraftfahrzeug (32) lokalisiert ist.
  14. Zugangssteuerungssystem (30) nach Anspruch 13, wobei die Sensorvorrichtung (56) einen Sitzbelegungssensor, einen Türöffnungssensor, einen Motorstartsensor und/oder einen Sensor eines Fahrassistenzsystems und/oder autonomen Fahrsystems, wie eine Kamera, Radar, Lidar oder Ultraschallsensor, aufweist.
  15. Zugangssteuerungssystem (30) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Schlüsselelement (46) als Funkschlüssel, Smartphone (46), Smartwatch, Schlüsselkarte, RFID-Chip und/oder Fernsteuerung ausgebildet ist.
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