DE102021002010A1

DE102021002010A1 - Feldstärkenkartierungsverfahren, Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers eines Zugangssystems und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021002010A1
Application number: DE102021002010.3A
Authority: DE
Inventors: Matthias Reinhardt; Heinrich Koch; Denis Mühlon; Verena Lutterbeck; Niranjan Piragalanithy; Jessica Gremminger; Özgür Mutlu; Jochen Sendler; Voloju Sai Harsha
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2022-05-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feldstärkenkartierungsverfahren zur Kartierung eines Feldstärken-Überlagerungsfelds (13) aus Einzelfeldstärken elektromagnetischer Einzelfelder (1, 2, 3, 4), mit mehreren zum Erzeugen von elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) ausgebildeten Antennen (8, 9, 10, 11), umfassend die Verfahrensschritte:a) Bereitstellen eines sich in einer Ebene (12) ausdehnenden Feldstärken-Überlagerungsfeldes (13), aus Einzelfeldstärken,b) Aufteilen des bereitgestellten Feldstärken-Überlagerungsfeldes (13) in mehrere in dieser Ebene (12) liegenden Zellen (14), wobei diese eine zusammenhängende Feldkarte (15) erzeugen,c) Messen der Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds (13) an jeder Zelle (14) der Feldkarte (15), wobei die an diesen Zellen (14) gemessenen, lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds (13) einer jeweiligen Zelle (14) zugeordnet und als Listen-Daten (17) in einem vorgegebenen oder vorgebaren Datenformat abgespeichert werden. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers (6) eines Zugangssystems (7) für ein Kraftfahrzeug (5) sowie ein Kraftfahrzeug (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Feldstärkenkartierungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers eines Zugangssystems eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers eines Zugangssystems anhand einer mittels des Feldstärkenkartierungsverfahrens bereitgestellten Feldkarte auszuführen.
Ein gattungsgemäßes Feldstärkenkartierungsverfahren bzw. ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers der eingangs genannten Art ist in der Druckschrift DE 10 2018 207 862 A1 beschrieben. Demnach ist ein Zugangssystem mit ID-Geber eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei die Relativposition des ID-Gebers relativ zum Kraftfahrzeug bestimmt wird, wozu eine Umgebung um, am und im Kraftfahrzeug zoniert ist, wobei die jeweiligen Zonen jeweils durch ein Polygonnetz mit einer Vielzahl von Polygonen beschrieben sind. Das Positionsbestimmungsverfahren umfasst das Ermitteln einer Relativposition des ID-Gebers relativ zum Kraftfahrzeug auf Basis der Polygone. Nachteilig hieran ist, dass das beschriebene Zugangssystem bzw. das Feldstärkenkartierungs- und Positionsbestimmungsverfahren zwar mit relativ wenigen Ressourcen auskommt, jedoch die Genauigkeit einer Positionsbestimmung für den ID-Geber begrenzt ist, obwohl die Bedürfnisse moderner Zugangssysteme bzw. Verfahren für solche modernen Zugangssysteme immer strengere Anforderungen an die Genauigkeit einer Positionsbestimmung stellen, so dass die vorliegende Lösung mithin nicht befriedigt ist.
Weitere Feldstärkenkartierungsverfahren bzw. Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers sind aus den Druckschriften DE 10 2016 206 526 A1 und DE 10 2005 034 097 A1 bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein Feldstärkenkartierungsverfahren sowie ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers anzugeben, die gegenüber den bekannten Verfahren verbessert sind oder die zumindest einen alternativen Lösungsweg bieten. Insb. soll ein Feldstärkenkartierungsverfahren sowie ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers angegeben werden, mit welchen eine Genauigkeit einer Positionsbestimmung eines ID-Geber eines Zugangssystems bereitgestellt werden kann, die auch den Bedürfnissen moderner Zugangssysteme genügt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe insb. durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der Beschreibung.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, ein Feldstärkenkartierungsverfahren und Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers anzugeben, wobei das Feldstärkenkartierungsverfahren eine Feldkarte bereitstellt, die eine Umgebung um, am und im Kraftfahrzeug mit einer maximalen Anzahl von bereitgestellten Zellen beschreibt, so dass ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers anhand dieser Feldkarte eine relativ hohe Genauigkeit einer Positionsbestimmung eines ID-Geber eines Zugangssystems realisieren kann.
Hierzu wird ein Feldstärkenkartierungsverfahren vorgeschlagen, das zur Kartierung eines Feldstärken-Überlagerungsfelds aus Einzelfeldstärken elektromagnetischer Einzelfelder, insb. zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem ID-Geber eines Zugangssystems des Kraftfahrzeuges zur Positionsbestimmung des ID-Gebers relativ zum Kraftfahrzeug, vorgesehen ist. Gemäß dem erfindungsgemäßen Feldstärkenkartierungsverfahren werden mit mehreren zum Erzeugen von elektromagnetischen Einzelfeldern ausgebildeten Antennen, die nachfolgenden Verfahrensschritte durchgeführt:

a) Bereitstellen eines sich in einer Ebene ausdehnenden Feldstärken-Überlagerungsfeldes, aus Einzelfeldstärken mehrerer, mittels dieser Antennen ausgebildeter, sich durch wenigstens ein Feldmerkmal voneinander unterscheidender, elektromagnetischer Einzelfelder,
b) Aufteilen des bereitgestellten Feldstärken-Überlagerungsfeldes in mehrere in dieser Ebene liegenden Zellen, wobei diese eine zusammenhängende Feldkarte erzeugen, wobei diese Zellen jeweils eine bezüglich dieser Antennen vorgegebenen oder vorgebare Zellen-Relativposition haben,
c) Messen der Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds an einer Zelle der Feldkarte, wobei die an dieser Zelle gemessenen, lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds dieser Zelle, insb. deren Zellen-Relativposition, zugeordnet und als Listen-Daten in einem vorgegebenen oder vorgebaren Datenformat abgespeichert werden,
d) Wiederholen des Schritts c) für alle Zellen der Feldkarte,
e) Bereitstellen der Feldkarte.

Das erfindungsgemäße Feldstärkenkartierungsverfahren stellt eine Feldkarte mit einer relativ großen Anzahl von Zellen bereit, wobei diese Feldkarte sozusagen über ein Feldstärken-Überlagerungsfeld gelegt ist, so dass den einzelnen Zellen der Feldkarte ein definierter Abschnitt des Feldstärken-Überlagerungsfelds zugeordnet ist, so dass an der jeweiligen Position des Abschnitt des Feldstärken-Überlagerungsfelds Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfeld gemessen und als Listen-Daten der jeweiligen Zelle zugeordnet werden können. Dadurch kann sozusagen eine relativ engmaschige Feldkarte realisiert werden, die den Vorteil einer relativ hohen Genauigkeit bietet.
Zweckmäßigerweise unterscheiden sich die elektromagnetischen Einzelfelder gemäß Schritt a) durch ein zeitliches Feldmerkmal voneinander, so dass die Einzelfeldstärken der elektromagnetischen Einzelfelder sequentiell aufeinanderfolgend ausgebildet werden. Der Begriff „sequentiell“ meint in diesem Zusammenhang zweckmäßigerweise, dass zunächst das eine elektromagnetische Einzelfeld ausgebildet wird, bevor ein weiteres elektromagnetisches Einzelfeld ausgebildet wird. D.h. die elektromagnetischen Einzelfelder werden zueinander zeitlich versetzt ausgebildet. Das Feldstärken-Überlagerungsfeld bezeichnet dabei zweckmäßigerweise sozusagen eine zeitlich kumulierte Überlagerung der Einzelfeldstärken. Das hat den Vorteil, dass die einzelnen elektromagnetischen Einzelfelder bzw. deren Einzelfeldstärken von einem ID-Geber relativ einfach erfasst bzw. gemessen werden können.
Weiter zweckmäßigerweise unterscheiden sich die elektromagnetischen Einzelfelder gemäß Schritt a) durch ein frequenzliches Feldmerkmal voneinander unterscheiden, so dass die elektromagnetischen Einzelfelder mit zueinander unterschiedlichen Feldfrequenzen ausgebildet werden. Auch das hat den Vorteil, dass die einzelnen elektromagnetischen Einzelfelder bzw. deren Einzelfeldstärken von einem ID-Geber relativ einfach erfasst bzw. gemessen werden können. Insb. können dadurch die einzelnen elektromagnetischen Einzelfelder auch zeitlich ohne Versatz zueinander ausgebildet werden.
Zweckmäßigerweise unterscheiden sich die elektromagnetischen Einzelfelder gemäß Schritt a) durch ein Antennenkennungs-Feldmerkmal voneinander, so dass die elektromagnetischen Einzelfelder mit zueinander unterschiedlichen Antennenkennungen ausgebildet werden. Das hat den Vorteil, dass die einzelnen elektromagnetischen Einzelfelder bzw. deren Einzelfeldstärken von einem ID-Geber relativ einfach erfasst bzw. gemessen werden können, wobei die einzelnen elektromagnetischen Einzelfelder auch zeitlich ohne Versatz zueinander ausgebildet werden können.
Weiter zweckmäßigerweise unterscheiden sich die elektromagnetischen Einzelfelder gemäß Schritt a) durch ein Polarisations-Feldmerkmal voneinander, so dass die elektromagnetischen Einzelfelder mit zueinander unterschiedlichen Polarisationen ausgebildet werden. Auch hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die einzelnen elektromagnetischen Einzelfelder bzw. deren Einzelfeldstärken von einem ID-Geber relativ einfach erfasst bzw. gemessen werden können.
Zweckmäßigerweise sind die besagten Antennen in unterschiedlichen Höhen bezüglich eines Untergrundes an einem auf diesem Untergrund abgestellten Kraftfahrzeug angeordnet, so dass sich die von den Antennen ausgebildeten elektromagnetischen Einzelfelder durch ein Höhen-Feldmerkmal voneinander unterschieden, so dass die elektromagnetischen Einzelfelder mit zueinander unterschiedlichen Höhen bezüglich des Untergrundes ausgebildet werden. Dabei können für die unterschiedlichen Höhen der besagten Antennen jeweils individuelle, die jeweilige Höhe der Antennen berücksichtigende Feldkarten bereitgestellt werden. Da die Einzelfeldstärken der elektromagnetischen Einzelfelder insb. in der Nähe zum Kraftfahrzeug noch eine Höhenabhängigkeit zeigen, d.h. eine Abhängigkeit der Einzelfeldstärken vom Abstand zum Untergrund, können, um auch diesem Effekt Rechnung zu tragen, weitere „Feldkarten“ für unterschiedliche Höhen erstellt werden. Da die Höhenabhängigkeit der Einzelfeldstärken bei größeren Entfernungen zum Kraftfahrzeug an Bedeutung verliert, können diese weiteren Feldkarten im Vergleich mit der weiter oben beschriebenen Feldkarte flächenmäßig kleiner ausfallen.
Weiter zweckmäßigerweise sind mindestens zwei Antennen vorgesehen, mittels denen zwei elektromagnetische Einzelfelder ausgebildet sind, deren Einzelfeldstärken das Feldstärken-Überlagerungsfeld gemäß Schritt a) bereitstellen. Alternativ oder zusätzlich können vorzugsweise vier oder mehr Antennen vorgesehen sein, mittels denen vier elektromagnetische Einzelfelder ausgebildet sind, deren Einzelfeldstärken das Feldstärken-Überlagerungsfeld gemäß Schritt a) bereitstellen. Zweckmäßigerweise können die Antennen unter anderem an den Längsseiten eines Kraftfahrzeuges, insb. im Bereich einer B-Säule, und/oder im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, insb. im Bereich der Front- und/oder Heckscheibe, verbaut sein. Dadurch sind vorteilhafte Einbaupositionen angegeben.
Zweckmäßigerweise können die Antennen durch LF-Antennen realisiert sein, die in einem LF-Band betrieben werden. LF-Antennen sind zweckmäßigerweise sogenannte „Low-Frequency“-Antennen, also niedrig Frequenz-Antennen. Ein LF-Band ist entsprechend ein „Low-Frequency“-Band, in welchem die ausgebildeten elektromagnetischen Einzelfelder zweckmäßigerweise von relativ niedriger Frequenz sind, typisch sind Werte von unterhalb 150 kHz, bevorzugt in einem Bereich von einschließlich 20 kHz bis hin zu einschließlich 150 kHz. Das hat den Vorteil, dass eine relativ gute Feldverteilung um ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann.
Es ist allerdings auch vorstellbar, dass die Antennen als UWB-Antennen realisiert sind, die im UWB-Band betrieben werden, wobei die ausgebildeten elektromagnetischen Einzelfelder zweckmäßigerweise eine relativ hohe Frequenz von mindestens 500 MHz aufweisen. Jedenfalls kann das hier beschriebene Feldstärkenkartierungsverfahren bzw. das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers eines Zugangssystems relativ gut betrieben werden, wenn die Antennen als LF-Antennen realisiert und möglichst an unterschiedlichen Positionen am Kraftfahrzeug angeordnet sind, so dass möglichst unterschiedliche Feldverteilungen rund um das Kraftfahrzeug erzeugt sind. Grundsätzlich ist ebenfalls denkbar, dass mehr als vier LF-Antennen am Kraftfahrzeug angeordnet sind.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers eines Zugangssystems für ein Kraftfahrzeug relativ zu diesem Kraftfahrzeug, insb. zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem ID-Geber eines Zugangssystems des Kraftfahrzeuges, gelöst. Gemäß einem solchem Verfahren werden mit einem Kraftfahrzeug, das mindestens zwei Antennen aufweist, die jeweils dazu ausgebildet sind, ein elektromagnetisches Einzelfeld auszubilden, und mit einem in einer bezüglich zum Kraftfahrzeug vorgegebenen oder vorgebaren ID-Geber-Relativposition angeordneten ID-Geber eines Zugangssystems des Kraftfahrzeuges, zur Bestimmung der ID-Geber-Relativposition die nachfolgenden Verfahrensschritte durchgeführt:

a) Bereitstellen eines sich in einer Ebene ausdehnenden Feldstärken-Überlagerungsfeldes, aus Einzelfeldstärken mehrerer, mittels dieser Antennen ausgebildeter, sich durch wenigstens ein Feldmerkmal voneinander unterscheidender, elektromagnetischer Einzelfelder, und
b) Messen der Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds mit dem ID-Geber an der ID-Geber-Relativposition,
c) Übertragen der vom ID-Geber gemäß Schritt b) gemessenen lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfeldes an das Kraftfahrzeug,
d) Auswerten der gemäß Schritt c) vom ID-Geber übertragenen lokalen Einzelfeldstärken in einem Steuergerät des Zugangssystems des Kraftfahrzeuges, indem das Steuergerät durch einen Vergleich diejenigen Zelle von Zellen einer gemäß den vorangehenden Beschreibung im Kraftfahrzeug, insb. im Steuergerät, bereitgestellten, insb. gespeicherten, Feldkarte ermittelt, deren Listen-Daten betragsmäßig zu den gemäß Schritt c) vom ID-Geber übertragenen lokalen Einzelfeldstärken am nächsten sind. D.h. zweckmäßigerweise, dass bei dem durchzuführenden Vergleich einerseits alle Listen-Daten mit den übertragenen bzw. vom ID-Geber gemessenen lokalen Einzelfeldstärken verglichen werden. Dabei kann entweder eine identische Übereinstimmung der Listen-Daten einer Zelle mit den übertragenen bzw. vom ID-Geber gemessenen lokalen Einzelfeldstärken vorliegen, so dass die jeweilige Zelle als ermittelt gilt und bei Schritt e) fortgefahren werden kann. Alternativ kann eine Nah- Übereinstimmung vorliegen, bei der diejenige Zelle als ermittelt gilt und bei Schritt e) fortgefahren werden kann, deren Listen-Daten die betragsmäßig kleinste Differenz zu den übertragenen bzw. vom ID-Geber gemessenen lokalen Einzelfeldstärken haben.
e) Ausgeben eines Positionierungsbestimmungsergebnisses, das die ermittelte Zelle bzw. die Zellen-Relativposition dieser ermittelten Zelle repräsentiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers eines Zugangssystems für ein Kraftfahrzeug hat den Vorteil, dass es, wie die seither bekannten Verfahren, mit relativ wenigen Ressourcen auskommen kann, jedoch im Unterschied zu den bekannten Verfahren eine relativ hohe Genauigkeit für eine Positionsbestimmung des ID-Geber eines Zugangssystems bietet, was insb. auf die relativ große Anzahl von Zellen der Feldkarte aus dem eingangs beschriebenen erfindungsgemäßen Feldstärkenkartierungsverfahren zurückzuführen ist.

Gemäß einem vorteilhaften Datenformat kann vorgesehen sein, dass die Listen-Daten einer Zelle bspw. vier Listen-Einträge haben, wobei jeder Listen-Eintrag die lokale Einzelfeldstärke einer Antenne an der Zellen-Relativposition repräsentiert. Mit anderen Worten repräsentiert bei diesem Datenformat jeder Listen-Eintrag die Einzelfeldstärke einer Antenne. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Datenformat kann vorgesehen sein, dass die Listen-Daten einer Zelle in Form eines Feldvektors angeordnet sein können.
Zweckmäßig ist, wenn die Zellen der Feldkarte flächenmäßig unterschiedliche große Zellflächen aufweisen. Dabei können die Zellflächen derjenigen Zellen, deren Zellen-Relativposition in einem vorgegebenen oder vorgebaren, unmittelbar an das Kraftfahrzeug angrenzenden Zellenband liegen, flächenmäßig kleiner gestaltet sind, als die Zellflächen der außerhalb des Zellenbands und kraftfahrzeugabgewandt angeordneten Zellen.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner durch ein Kraftfahrzeug gelöst, das mit einem Speicher, einem Steuergerät und einem Zugangssystem mit ID-Geber ausgerüstet ist, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers eines Zugangssystems für ein Kraftfahrzeug relativ zu diesem Kraftfahrzeug gemäß der vorstehenden Beschreibung auszuführen, wobei im besagten Speicher mindestens eine gemäß dem Feldstärkenkartierungsverfahren nach der vorstehenden Beschreibung bereitgestellte Feldkarte abgespeichert ist.
Das besagte Zugangssystem ist in der Praxis auch unter dem Begriff „Keyless-System“ geläufig. Es stellt einem Kraftfahrzeug-Nutzer zweckmäßigerweise verschiedene Kraftfahrzeug-Funktionen zur Verfügung, rein exemplarisch kann es das jeweilige Kraftfahrzeug entriegeln oder verriegeln oder den Motorstart einleiten. Die Erfindung versteht unter dem Begriff „ID-Geber“ eine Empfänger-Sendeeinheit, die dazu eingerichtet ist, Einzelfeldstärken einer oder mehrerer, mittels einer Antennen ausgebildeter, elektromagnetischer Einzelfelder zu messen und das Gemessene an das kraftfahrzeugseitig angeordnete Zugangssystem zu übertragen, bspw. via Funk. Der ID-Geber kann bspw. durch einen Funkschlüssel oder ein anderes Mobilendgerät realisiert sein.
Zweckmäßigerweise können die elektromagnetischen Einzelfelder auch als elektromagnetische Einzelwellen beschreiben werden.
Das beschriebene Feldstärken-Überlagerungsfeld versteht sich zweckmäßigerweise als ein Überlagerungsfeld, das sich aus sich zeitlich überlagernden Einzelfeldstärken der elektromagnetischen Einzelfelder ergibt, was bspw. dadurch erreichbar ist, dass die besagten Antennen gleichzeitig oder praktisch gleichzeitig aktiv sind, oder das sich aus einer zeitlich kumulierten Überlagerung der Einzelfeldstärken ergibt, was bspw. dadurch erreichbar ist, dass die besagten Antennen sequentiell aufeinanderfolgend aktiv sind, wobei die Einzelfeldstärken der elektromagnetischen Einzelfelder sequentiell ausgebildet werden.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten: Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise ein Feldstärkenkartierungsverfahren zur Kartierung eines Feldstärken-Überlagerungsfelds aus Einzelfeldstärken elektromagnetischer Einzelfelder, mit mehreren zum Erzeugen von elektromagnetischen Einzelfelder ausgebildeten Antennen, umfassend die Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen eines sich in einer Ebene ausdehnenden Feldstärken-Überlagerungsfeldes, aus Einzelfeldstärken,
b) Aufteilen des bereitgestellten Feldstärken-Überlagerungsfeldes in mehrere in dieser Ebene liegenden Zellen, wobei diese eine zusammenhängende Feldkarte erzeugen,
c) Messen der Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds an jeder Zelle der Feldkarte, wobei die an diesen Zellen gemessenen, lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds einer jeweiligen Zelle zugeordnet und als Listen-Daten in einem vorgegebenen oder vorgebaren Datenformat abgespeichert werden. Die Erfindung betrifft außerdem vorzugsweise ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers eines Zugangssystems für ein Kraftfahrzeug sowie zweckmäßigerweise ein Kraftfahrzeug.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Dabei zeigen jeweils schematisch:

1 ein Kraftfahrzeug in einer Draufsicht, wobei das Kraftfahrzeug mit einem Steuergerät, einem Zugangssystem mit ID-Geber und mehreren Antennen ausgestattet ist, wobei der ID-Geber beabstandet zum Kraftfahrzeug angeordnet ist,
2 das Kraftfahrzeug aus 1 in einer Rückansicht,
3 das Kraftfahrzeug aus 1, erneut in einer Draufsicht, jedoch mit einem illustrierten Feldstärken-Überlagerungsfeld und einer mehrere Zellen aufweisenden Feldkarte.

Die 1 und 2 zeigen ein in Gesamtheit mit der Bezugsziffer 5 bezeichnetes Kraftfahrzeug, das mit einem nicht illustrierten Steuergerät und Speicher, einem Zugangssystem 7 mit ID-Geber 6 und vier Antennen 8, 9, 10, 11 ausgestattet ist. Der bspw. als Empfänger-Sendeeinheit oder Funkschlüssel realisierte ID-Geber 6 ist bezüglich des Kraftfahrzeugs 5 beabstandet angeordnet, wobei diese Position nachfolgend als ID-Geber-Relativposition 19 bezeichnet ist. Der ID-Geber 6 weist rein exemplarisch eine nicht illustrierte Messeinrichtung zum Erfassen mindestens einer Messgröße mindestens eines elektromagnetischen Einzelfelds und eine nicht illustrierte Kommunikationsschnittstelle auf, wobei der ID-Geber 6 mittels letzterer mit dem Kraftfahrzeug 5 bzw. dessen Steuergerät, das dem Zugangssystem 7 zugeordnet sein kann, kommunizieren, insb. die ermittelten Messgrößen funkübermitteln, kann. Das besagte Zugangssystem 7 ist in der Praxis auch unter dem Begriff „Keyless-System“ geläufig und stellt als solches einem Kraftfahrzeug-Nutzer zweckmäßigerweise verschiedene Kraftfahrzeug-Funktionen zur Verfügung, rein exemplarisch kann es das jeweilige Kraftfahrzeug 5 entriegeln oder verriegeln oder den Motorstart einleiten. Die vier Antennen 8, 9, 10, 11 sind exemplarisch an den Längsseiten des Kraftfahrzeuges 5 im Bereich von B-Säulen angeordnet, was insb. in 2 zu erkennen ist, und im Innenraum des Kraftfahrzeuges 5 im Bereich der Front- sowie Heckscheibe verbaut.
Bezugnehmend auf 3 ist zu erläutern, dass die vier Antennen 8, 9, 10, 11 dazu ausgebildet sind, jeweils ein elektromagnetisches Einzelfeld 1, 2, 3, 4 auszubilden. Diese sind in 3 jeweils mit einer kreisartigen Bahn angedeutet, wobei ein von einer ersten Antenne 8, die an der Frontscheibe des Kraftfahrzeugs 5 angeordnet ist, ausgebildetes elektromagnetisches Einzelfelder 1 mittels einer punktierten Linie angedeutet ist, wobei weiterhin ein von einer zweiten Antenne 9, die an der Heckscheibe des Kraftfahrzeugs 5 angeordnet ist, ausgebildetes elektromagnetisches Einzelfelder 2 mittels einer gestrichelten Linie angedeutet ist, wobei weiterhin ein von einer dritten Antenne 10, die an der fahrerseitigen B-Säule des Kraftfahrzeugs 5 angeordnet ist, ausgebildetes elektromagnetisches Einzelfelder 3 mittels einer strich-punktierten Linie angedeutet ist und wobei weiterhin ein von der vierten Antenne 11, die an der fahrerabgewandten B-Säule des Kraftfahrzeugs 5 angeordnet ist, ausgebildetes elektromagnetisches Einzelfelder 4 mittels einer durchgezogenen Linie angedeutet ist. Aus den Einzelfeldstärken dieser vier elektromagnetischen Einzelfelder 1, 2, 3, 4 ist ein Feldstärken-Überlagerungsfeld 13 gebildet, dass sozusagen die Gesamtheit der in 3 ersichtlichen elektromagnetischen Einzelfelder 1, 2, 3, 4 beschreibt.
Das besagte Steuergerät des Kraftfahrzeugs 5 ist nun dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren zur Positionsbestimmung des ID-Gebers 6 auszuführen, wobei im besagten Speicher des Kraftfahrzeugs 5 mindestens eine gemäß dem vorgeschlagenen Feldstärkenkartierungsverfahren bereitgestellte Feldkarte 15 abgespeichert ist.
Im Rahmen des Feldstärkenkartierungsverfahrens ist vorgesehen, dass zur Kartierung des Feldstärken-Überlagerungsfelds 13 aus Einzelfeldstärken der elektromagnetischen Einzelfelder 1, 2, 3, 4 zunächst das sich in einer Ebene 12, die in 3 durch die Zeichenfläche ausgespannt ist, ausdehnende Feldstärken-Überlagerungsfeld 13 bereitgestellt wird, wobei sich dieses, wie erwähnt, aus Einzelfeldstärken mehrerer, mittels dieser Antennen 8, 9, 10, 11 ausgebildeter, sich durch wenigstens ein Feldmerkmal voneinander unterscheidender, elektromagnetischer Einzelfelder 1, 2, 3, 4 ergibt. Anschließend wird das Feldstärken-Überlagerungsfeld 13 in mehrere in dieser Ebene 12 liegende Zellen 14 aufgeteilt, welche eine zusammenhängende Feldkarte 15 erzeugen. Dabei haben die Zellen 14 jeweils eine bezüglich dieser Antennen 8, 9, 10, 11 bekannte, vorgegebene oder vorgebare Zellen-Relativposition 16. Anschließend werden die Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds 13 an einer Zelle 14 der Feldkarte 15 gemessen, wobei die an der jeweiligen Zelle 14 gemessenen, lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds 13 dieser Zelle 14 bzw. deren Zellen-Relativposition 16 zugeordnet und als Listen-Daten 17 in einem vorgegebenen oder vorgebaren Datenformat abgespeichert werden, exemplarisch sind die gemessenen Einzelfeldstärken in dB (Dezibel) und als Vektor abgespeichert. Die in 3 als Listen-Daten 17 illustrierten, gemessenen in vektorform dargestellten Einzelfeldstärken sind dabei rein symbolischer Natur. Damit sind zu jeder Zelle 14 der Feldkarte 15 zum einen deren Zellen-Relativposition 16 und zum anderen die Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds 13 bereitgestellt. Nachdem alle Zellen 14 der Feldkarte 15 auf diese Weise vermessen und mit Listen-Daten 17 versehen sind, kann eine komplettierte Feldkarte 15 bereitgestellt werden, anhand der ein Verfahren zur Positionsbestimmung des ID-Gebers 6 des Zugangssystems 7 relativ zum Kraftfahrzeug 5 durchgeführt werden kann. Im Rahmen der Positionsbestimmung des ID-Gebers 6 sind die vier Antennen 8, 9, 10, 11 aktiv oder aktivierbar, so dass sie jeweils ein elektromagnetisches Einzelfeld 1, 2, 3, 4 ausbilden, die ein sich in einer Ebene 12 ersteckendes Feldstärken-Überlagerungsfeld 13 realisieren, vgl. 3. Der ID-Gebers 6 ist in einer ID-Geber-Relativposition 19 mit Abstand relativ zum Kraftfahrzeug 5 angeordnet. Zur Bestimmung der ID-Geber-Relativposition 19 wird zunächst mittels des ID-Gebers 6 gemessen, nämlich die an der ID-Geber-Relativposition 19 erfassbaren lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds 13, also die von den Antennen 8, 9, 10, 11 ausgebildeten elektromagnetischen Einzelfelder 1, 2, 3, 4. Nach dem messen ist vorgesehen, dass der ID-Geber 6 die gemessenen lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfeldes 13 bspw. via Funk an das Kraftfahrzeug 5 übermittelt, so dass dort dann eine Auswertung dieser übertragenen lokalen Einzelfeldstärken in einem Steuergerät des Zugangssystems 7 des Kraftfahrzeuges 5 oder einem Steuergerät des Kraftfahrzeuges 5 erfolgen kann. Dabei wird ein Vergleich durchgeführt, derart, dass diejenigen Zellen 14 aus einer Gesamtheit von Zellen 14 der im Steuergerät oder Speicher des Kraftfahrzeugs 5 bereitgestellten Feldkarte 15 ermittelt werden, deren Listen-Daten 17 aus Einzelfeldstärken betragsmäßig zu den vom ID-Geber 6 gemessenen bzw. übermittelten lokalen Einzelfeldstärken am nächsten sind, dies kann bspw. die Zelle 14 mit denjenigen Listen-Daten 17 sein, deren Einzelfeldstärken die betragsmäßig kleinste Differenz zu den übertragenen bzw. übermittelten lokalen Einzelfeldstärken aufweisen. Anschließend wird noch ein auf diesem Vergleich basierendes Positionierungsbestimmungsergebnisses ausgegeben, das die ermittelte Zelle 14 bzw. die Zellen-Relativposition 16 dieser ermittelten Zelle 14 repräsentiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018207862 A1 [0002]
DE 102016206526 A1 [0003]
DE 102005034097 A1 [0003]

Claims

Feldstärkenkartierungsverfahren zur Kartierung eines Feldstärken-Überlagerungsfelds (13) aus Einzelfeldstärken elektromagnetischer Einzelfelder (1, 2, 3, 4), insb. zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug (5) mit einem ID-Geber (6) eines Zugangssystems (7) des Kraftfahrzeuges (5) zur Positionsbestimmung des ID-Gebers (6) relativ zum Kraftfahrzeug (5), mit mehreren zum Erzeugen von elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) ausgebildeten Antennen (8, 9, 10, 11), gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines sich in einer Ebene (12) ausdehnenden Feldstärken-Überlagerungsfeldes (13), aus Einzelfeldstärken mehrerer, mittels dieser Antennen (8, 9, 10, 11) ausgebildeter, sich durch wenigstens ein Feldmerkmal voneinander unterscheidender, elektromagnetischer Einzelfelder (1, 2, 3, 4), b) Aufteilen des bereitgestellten Feldstärken-Überlagerungsfeldes (13) in mehrere in dieser Ebene (12) liegende Zellen (14), wobei diese eine zusammenhängende Feldkarte (15) erzeugen, wobei diese Zellen (14) jeweils eine bezüglich dieser Antennen (8, 9, 10, 11) vorgegebene oder vorgebare Zellen-Relativposition (16) haben, c) Messen der Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds (13) an einer Zelle (14) der Feldkarte (15), wobei die an dieser Zelle (14) gemessenen, lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds (13) dieser Zelle (14), insb. deren Zellen-Relativposition (16), zugeordnet und als Listen-Daten (17) in einem vorgegebenen oder vorgebaren Datenformat abgespeichert werden, d) Wiederholen des Schritts c) für alle Zellen (14) der Feldkarte (15), e) Bereitstellen der Feldkarte (15).
Feldstärkenkartierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die elektromagnetischer Einzelfelder (1, 2, 3, 4) gemäß Schritt a) durch ein zeitliches Feldmerkmal voneinander unterscheiden, so dass die Einzelfeldstärken der elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) sequentiell aufeinanderfolgend ausgebildet werden.
Feldstärkenkartierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) gemäß Schritt a) durch ein frequenzliches Feldmerkmal voneinander unterscheiden, so dass die elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) mit zueinander unterschiedlichen Feldfrequenzen ausgebildet werden.
Feldstärkenkartierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) gemäß Schritt a) durch ein Antennenkennungs-Feldmerkmal voneinander unterscheiden, so dass die elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) mit zueinander unterschiedlichen Antennenkennungen ausgebildet werden.
Feldstärkenkartierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) gemäß Schritt a) durch ein Polarisations-Feldmerkmal voneinander unterscheiden, so dass die elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) mit zueinander unterschiedlichen Polarisationen ausgebildet werden.
Feldstärkenkartierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Antennen (8, 9, 10, 11) in unterschiedlichen Höhen bezüglich eines Untergrundes (18) an einem auf diesem Untergrund (18) abgestellten Kraftfahrzeug (5) angeordnet sind, so dass sich die von den Antennen (8, 9, 10, 11) ausgebildeten elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) durch ein Höhen-Feldmerkmal voneinander unterschieden, so dass die elektromagnetischen Einzelfelder (1, 2, 3, 4) mit zueinander unterschiedlichen Höhen bezüglich des Untergrundes (18) ausgebildet werden.
Feldstärkenkartierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens zwei Antennen (8, 9) vorgesehen sind, mittels denen zwei elektromagnetische Einzelfelder (1, 2) ausgebildet sind, deren Einzelfeldstärken das Feldstärken-Überlagerungsfeld (13) gemäß Schritt a) bereitstellen, oder das maximal vier Antennen (8, 9, 10, 11) vorgesehen sind, mittels denen vier elektromagnetische Einzelfelder (1, 2, 3, 4) ausgebildet sind, deren Einzelfeldstärken das Feldstärken-Überlagerungsfeld (13) gemäß Schritt a) bereitstellen.
Feldstärkenkartierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (8, 9, 10, 11) jeweils durch eine LF-Antenne realisiert sind, die in einem LF-Band betrieben werden.
Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers (6) eines Zugangssystems (7) für ein Kraftfahrzeug (5) relativ zu diesem Kraftfahrzeug (5), insb. zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug (5) mit einem ID-Geber (6) eines Zugangssystems (7) des Kraftfahrzeuges (5), - mit einem Kraftfahrzeug (5) das mindestens zwei Antennen (8, 9, 10, 11) aufweist, die jeweils dazu ausgebildet sind, ein elektromagnetisches Einzelfeld (1, 2, 3, 4) auszubilden, - mit einem in einer bezüglich zum Kraftfahrzeug (5) vorgegebenen oder vorgebaren ID-Geber-Relativposition (19) angeordneten ID-Geber (6) eines Zugangssystems (7) des Kraftfahrzeuges (5), wobei zur Bestimmung dieser ID-Geber-Relativposition (19) die nachfolgenden kennzeichnenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) Bereitstellen eines sich in einer Ebene (12) ausdehnenden Feldstärken-Überlagerungsfeldes (13), aus Einzelfeldstärken mehrerer, mittels dieser Antennen (8, 9, 10, 11) ausgebildeter, sich durch wenigstens ein Feldmerkmal voneinander unterscheidender, elektromagnetischer Einzelfelder (1, 2, 3, 4), und b) Messen von lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfelds (13) mit dem ID-Geber (6) an der ID-Geber-Relativposition (19), c) Übertragen der vom ID-Geber (6) gemäß Schritt b) gemessenen lokalen Einzelfeldstärken des Feldstärken-Überlagerungsfeldes (13) an das Kraftfahrzeug (5), d) Auswerten der gemäß Schritt c) vom ID-Geber (6) übertragenen lokalen Einzelfeldstärken in einem Steuergerät des Zugangssystems (7) des Kraftfahrzeuges (5) oder einem Steuergerät des Kraftfahrzeuges (5), indem das Steuergerät durch einen Vergleich diejenigen Zellen (14) aus einer Gesamtheit von Zellen (14) einer gemäß den vorangehenden Ansprüchen 1 bis 8 im Kraftfahrzeug (5), insb. im Steuergerät, bereitgestellten Feldkarte (15) ermittelt, deren Listen-Daten (17) betragsmäßig zu den gemäß Schritt c) vom ID-Geber (6) übertragenen lokalen Einzelfeldstärken am nächsten sind, e) Ausgeben eines Positionierungsbestimmungsergebnisses, das die ermittelte Zelle (14) bzw. die Zellen-Relativposition (16) dieser ermittelten Zelle (14) repräsentiert.
Kraftfahrzeug mit einem Speicher, einem Steuergerät und einem Zugangssystem (7) mit ID-Geber (6), wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren zur Positionsbestimmung eines ID-Gebers (6) eines Zugangssystems (7) für ein Kraftfahrzeug (5) relativ zu diesem Kraftfahrzeug (5) gemäß Anspruch 9 auszuführen, wobei im besagten Speicher mindestens eine gemäß dem Feldstärkenkartierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bereitgestellte Feldkarte (15) abgespeichert ist.