DE102021126852A1 - Communication system for a vehicle, access system for a vehicle, method for operating a communication unit, and computer program product - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem (2) für ein Fahrzeug (1) aufweisend eine Kommunikationseinheit (10) zur Definition von zumindest zwei Hauptkommunikationsrichtungen (211, 212, 213), die wenigstens zum Empfangen (101) von elektromagnetischen Kommunikationssignalen (200) von einem mobilen Gerät (3) entlang von zwei unterschiedlichen Raumachsen (211.1, 212.1) ausgerichtet sind, und eine Steuervorrichtung (20) zum Bestimmen (103) einer priorisierten Kommunikationsrichtung (210) der Hauptkommunikationsrichtungen (211, 212, 213), welche zu einer räumlichen Orientierung (220) des mobilen Gerätes (3) korrespondiert. Ferner betrifft die Erfindung ein Zugangssystem (4), ein Verfahren (100), sowie ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a communication system (2) for a vehicle (1), having a communication unit (10) for defining at least two main communication directions (211, 212, 213), which are used at least for receiving (101) electromagnetic communication signals (200) from a mobile Device (3) are aligned along two different spatial axes (211.1, 212.1), and a control device (20) for determining (103) a prioritized communication direction (210) of the main communication directions (211, 212, 213), which leads to a spatial orientation ( 220) of the mobile device (3) corresponds. The invention also relates to an access system (4), a method (100) and a computer program product.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem für ein Fahrzeug, ein Zugangssystem für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationseinheit, sowie ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a communication system for a vehicle, an access system for a vehicle, a method for operating a communication unit, and a computer program product.
Zum Ausführen von Komfort- und/oder Zugangsfunktionen sind Kommunikationssysteme zur Datenkommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem ID-Geber, wie einem elektronischen Fahrzeugschlüssel oder einem Smartphone, bekannt.Communication systems for data communication between a vehicle and an ID transmitter, such as an electronic vehicle key or a smartphone, are known for performing comfort and/or access functions.
Dabei ist es auch bspw. aus der
Insbesondere bei der Verwendung von energiearmen Kommunikationsstandards und/oder bei widrigen Wetterbedingungen, wie Regen oder Schnee, kann es bei derartigen Kommunikationssystemen aufgrund einer schwankenden Signalqualität zu Verbindungsabbrüchen zwischen dem Fahrzeug und dem ID-Geber kommen, obwohl sich der Benutzer mit dem ID-Geber prinzipiell in Reichweite befindet. Dadurch wird die Verbindung wiederholt aufgebaut, was oft zusätzliche Energie erfordert. Darüber hinaus kann durch eine instabile Verbindung bspw. eine sicherheitsrelevante Funktion, wie ein Zugang zum Fahrzeug, gestört werden.In particular when using low-energy communication standards and/or in adverse weather conditions such as rain or snow, the connection between the vehicle and the ID transmitter can be broken in such communication systems due to a fluctuating signal quality, although the user is in principle with the ID transmitter is within reach. This causes the connection to be established repeatedly, which often requires additional energy. In addition, an unstable connection can disrupt a safety-related function, such as access to the vehicle.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende, aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kommunikationsverbindung zwischen einem Fahrzeug und einem mobilen Gerät, vorzugsweise hinsichtlich ihrer Stabilität und/oder hinsichtlich eines Energieverbrauchs, zu verbessern.It is an object of the present invention to at least partially eliminate the above disadvantages known from the prior art. In particular, it is an object of the present invention to improve a communication connection between a vehicle and a mobile device, preferably with regard to its stability and/or with regard to energy consumption.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Zugangssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12, sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 21. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Zugangssystem, dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is achieved by a communication system having the features of claim 1, an access system having the features of
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Kommunikationssystem für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Kommunikationssystem weist eine Kommunikationseinheit zur Definition von zumindest zwei Hauptkommunikationsrichtungen, die zum Senden und/oder Empfangen von, insbesondere drahtlosen, elektromagnetischen Kommunikationssignalen (über zumindest einen Kommunikationskanal) von einem mobilen Gerät entlang von zwei unterschiedlichen Raumachsen ausgerichtet sind. Weiterhin umfasst das Kommunikationssystem eine Steuervorrichtung zum Bestimmen einer priorisierten Kommunikationsrichtung der Hauptkommunikationsrichtungen in Abhängigkeit von einer Erfassung einer Lageinformation über die räumliche Orientierung des mobilen Gerätes. Die priorisierte Kommunikationsrichtung korrespondiert zu einer räumlichen Orientierung des mobilen Gerätes. Die Steuervorrichtung weist ferner ein Kommunikationsmodul zum Festlegen eines Kommunikationskanals zur (insbesondere bidirektionalen) Kommunikation mit dem mobilen Gerät über die priorisierte Kommunikationsrichtung auf.According to a first aspect of the invention, a communication system for a vehicle is provided. The communication system has a communication unit for defining at least two main communication directions, which are aligned for sending and/or receiving, in particular wireless, electromagnetic communication signals (via at least one communication channel) from a mobile device along two different spatial axes. Furthermore, the communication system includes a control device for determining a prioritized communication direction of the main communication directions depending on a detection of position information about the spatial orientation of the mobile device. The prioritized direction of communication corresponds to a spatial orientation of the mobile device. The control device also has a communication module for specifying a communication channel for (particularly bidirectional) communication with the mobile device via the prioritized communication direction.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug und/oder ein Luftfahrzeug. Das mobile Gerät kann vorteilhafterweise ein mobiles Endgerät, bspw. in Form eines Smartphones oder Tablets, sein. Die insbesondere bidirektionalen Kommunikationssignale umfassen vorzugsweise Funksignale.The vehicle is preferably a motor vehicle and/or an aircraft. The mobile device can advantageously be a mobile end device, for example in the form of a smartphone or tablet. The in particular bidirectional communication signals preferably include radio signals.
Vorzugsweise sind die Kommunikationssignale durch die Kommunikationseinheit in allen Raumrichtungen sendbar und/oder empfangbar. Ferner ist die Kommunikationseinheit vorzugsweise zum Senden und/oder Empfang von elektromagnetischen Kommunikationssignalen an das mobile Gerät, insbesondere über die Hauptkommunikationsrichtungen, ausgebildet. Unter den Hauptkommunikationsrichtungen können insbesondere Raumrichtungen verstanden werden, die jeweils zu einer Polarisation und/oder Ausrichtung einer elektrischen Feldkomponente der Kommunikationssignale und/oder einer Ausbreitungsrichtung der Kommunikationssignale korrespondiert. Die Hauptkommunikationsrichtungen können sich vorzugsweise durch die Polarisation und/oder Ausrichtung in Bezug auf die elektrische Feldkomponente der empfangenen und/oder gesendeten Kommunikationssignale unterscheiden. Insbesondere liefert dabei jeweils eine der Hauptkommunikationsrichtungen in Abhängigkeit von einer Signalausrichtung der Kommunikationssignale die höchste Signalqualität. Jede der Hauptkommunikationsrichtungen kann durch jeweils eine Empfangseinheit, insbesondere in Form einer Antenne, gebildet sein. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Hauptkommunikationsrichtungen zumindest teilweise durch eine oder mehrere polarisierbare Empfangseinheiten gebildet sind. Durch die Hauptkommunikationsrichtungen kann die Kommunikationseinheit bspw. zum Empfangen von vertikal und/oder horizontal ausgerichteten elektrischen Feldern der Kommunikationssignale ausgebildet sein.The communication signals can preferably be sent and/or received by the communication unit in all spatial directions. Furthermore, the communication unit is preferably designed to send and/or receive electromagnetic communication signals to the mobile device, in particular via the main communication directions. The main communication directions can be understood in particular as meaning spatial directions that correspond to a polarization and/or orientation of an electric field component of the communication signals and/or a propagation direction of the communication signals. The main communication directions can preferably differ by the polarization and/or alignment with respect to the electric field component of the received and/or transmitted communication signals. In particular, in each case one of the main communication directions provides the highest signal quality. Each of the main communication directions can be formed by a receiving unit, in particular in the form of an antenna. However, it is also conceivable that the main communication directions are at least partially formed by one or more polarizable receiving units. Due to the main communication directions, the communication unit can be designed, for example, to receive vertically and/or horizontally oriented electrical fields of the communication signals.
Unter den Raumachsen können vorzugsweise geometrische Achsen verstanden werden, die insbesondere senkrecht zueinander orientiert sind. Dabei ist insbesondere jeweils eine der Hauptkommunikationsrichtungen entlang einer der Raumachsen ausgerichtet. Zur Ausrichtung entlang der Raumachsen können die Hauptkommunikationsrichtungen parallel zu den Raumachsen orientiert sein. Ferner können die Hauptkommunikationsrichtungen zur Ausrichtung entlang der Raumachsen in Richtung der Raumachsen und/oder entgegen der Raumachsen orientiert sein.The spatial axes can preferably be understood as meaning geometric axes which are in particular oriented perpendicular to one another. In particular, one of the main communication directions is aligned along one of the spatial axes. For alignment along the spatial axes, the main communication directions can be oriented parallel to the spatial axes. Furthermore, the main communication directions can be oriented along the spatial axes in the direction of the spatial axes and/or counter to the spatial axes.
Vorzugsweise weist die Steuervorrichtung zumindest einen oder mehrere Prozessoren und/oder Mikroprozessoren auf. Die Steuervorrichtung kann in ein Steuergerät integriert sein, welches zentral oder dezentral im Fahrzeug anordbar ist. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass es sich bei der Steuervorrichtung um eine verteilte Steuervorrichtung mit mehreren, vorzugsweise baulich unabhängig voneinander ausgebildeten, Steuereinheiten handelt. Bspw. kann die Steuervorrichtung zumindest teilweise oder vollständig in einen Server und/oder das Fahrzeug integriert sein. Das Kommunikationsmodul kann zumindest teilweise oder vollständig Hardwarekomponenten, einen Speicher und/oder Softwarekomponenten umfassen. Die Steuervorrichtung kann für die Erfassung der Lageinformation ein Erfassungsmodul und/oder für das Bestimmen der priorisierten Kommunikationsrichtung ein Orientierungsmodul aufweisen.The control device preferably has at least one or more processors and/or microprocessors. The control device can be integrated into a control device, which can be arranged centrally or decentrally in the vehicle. However, it is also conceivable for the control device to be a distributed control device with a plurality of control units that are preferably designed to be structurally independent of one another. For example, the control device can be integrated at least partially or completely into a server and/or the vehicle. The communication module can at least partially or completely include hardware components, a memory and/or software components. The control device can have a detection module for detecting the location information and/or an orientation module for determining the prioritized direction of communication.
Die Lageinformation kann die Orientierung des mobilen Gerätes mittelbar oder unmittelbar beschreiben. Es ist denkbar, dass die Lageinformation eine Information über die Ausrichtung des mobilen Gerätes in einem Koordinatensystem, insbesondere relativ zu Fahrzeug und/oder zum Erdmagnetfeld, umfasst. Ferner kann die Lageinformation eine physikalische Größe umfassen, die für die Orientierung des mobilen Gerätes charakteristisch ist. Bei der priorisierten Kommunikationsrichtung handelt es sich insbesondere um eine in Abhängigkeit von der Erfassung der Lageinformation ausgewählte Hauptkommunikationsrichtung. Es ist denkbar, dass nach dem Festlegen des Kommunikationskanals nur über die priorisierte Kommunikationsrichtung Kommunikationssignale durch die Kommunikationseinheit an das mobile Gerät gesendet und/oder von dem mobilen Gerät empfangen werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass beim Festlegen des Kommunikationskanals Eingangssignale, welche über die zumindest eine andere Hauptkommunikationsrichtung empfangen werden, gefiltert werden und/oder eine Empfangseinheit der zumindest einen anderen Hauptkommunikationsrichtung für die Kommunikation mit dem mobilen Gerät deaktiviert wird.The position information can directly or indirectly describe the orientation of the mobile device. It is conceivable that the position information includes information about the alignment of the mobile device in a coordinate system, in particular relative to the vehicle and/or to the earth's magnetic field. Furthermore, the location information can include a physical variable that is characteristic of the orientation of the mobile device. The prioritized direction of communication is in particular a main direction of communication selected as a function of the acquisition of the location information. It is conceivable that after the communication channel has been defined, communication signals are only sent by the communication unit to the mobile device and/or received by the mobile device via the prioritized communication direction. Provision can also be made for input signals received via the at least one other main communication direction to be filtered when the communication channel is defined and/or for a receiving unit in the at least one other main communication direction to be deactivated for communication with the mobile device.
Unter der räumlichen Orientierung des mobilen Gerätes kann insbesondere eine Lage des mobilen Gerätes im Raum verstanden werden. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt worden, dass die Signalausrichtung und/oder Polarisation der Kommunikationssignale zu der Orientierung des mobilen Gerätes korrespondiert. So kann das mobile Gerät eine mobile Sende- und/oder Empfangsantenne aufweisen, die in einer festen Ausrichtung zur Orientierung des mobilen Gerätes angeordnet ist. Dabei kann eine Signalqualität bei einer Datenkommunikation zwischen der Kommunikationseinheit und dem mobilen Gerät durch die Bestimmung der priorisierten Kommunikationsrichtung verbessert werden, bspw. indem als priorisierte Kommunikationsrichtung die Hauptkommunikationsrichtung ausgewählt wird, welche die gleiche Orientierung aufweist, wie die mobile Sende- und/oder Empfangsantenne des mobilen Gerätes, oder deren Orientierung die geringste Abweichung zur Orientierung der mobilen Sende- und/oder Empfangsantenne des mobilen Gerätes aufweist. Durch das Festlegen des Kommunikationskanals kann somit eine stabile (und bidirektionale) Kommunikationsverbindung zwischen der Kommunikationseinheit und dem mobilen Gerät hergestellt werden. Insbesondere können dadurch bei der Kommunikation zwischen dem mobilen Gerät und der Kommunikationseinheit Verbindungsabbrüche reduziert werden und/oder eine hohe Daten- und Signalqualität sichergestellt werden.The spatial orientation of the mobile device can be understood in particular as a position of the mobile device in space. It has been recognized within the scope of the present invention that the signal alignment and/or polarization of the communication signals corresponds to the orientation of the mobile device. For example, the mobile device can have a mobile transmitting and/or receiving antenna, which is arranged in a fixed orientation for orienting the mobile device. A signal quality in data communication between the communication unit and the mobile device can be improved by determining the prioritized communication direction, e.g. by selecting the main communication direction as the prioritized communication direction, which has the same orientation as the mobile transmitting and/or receiving antenna of the mobile device, or whose orientation shows the slightest deviation from the orientation of the mobile transmitting and/or receiving antenna of the mobile device. By specifying the communication channel, a stable (and bidirectional) communication connection can thus be established between the communication unit and the mobile device. In particular, this can reduce disconnections during communication between the mobile device and the communication unit and/or ensure high data and signal quality.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung ein Auswertemodul zum Erkennen einer Signalstärke der Kommunikationssignale für jede der Hauptkommunikationsrichtungen und zum Durchführen eines Vergleichs der Signalstärken für die Erfassung einer Lageinformation aufweist. Bei den Signalstärken und/oder bei einer Änderung der Signalstärken über die Hauptkommunikationsrichtungen handelt es sich insbesondere um physikalische Größen, die insbesondere in Bezug auf die Raumachsen für die Orientierung des mobilen Gerätes charakteristisch ist. Durch das Auswertemodul kann die Signalstärke bspw. in Form eines RSSI-Wertes (Received Signal Strength Indicator) erkennen. Bei dem Vergleich kann die Hauptkommunikationsrichtung mit dem höchsten RSSI-Wert als priorisierte Kommunikationsrichtung bestimmt werden. Ferner kann das Auswertemodul zum Erkennen der Signalstärke in Abhängigkeit von einem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) der Kommunikationssignale ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Auswertemodul ferner für das Erfassen der Lageinformation zum Erhalt eines Lagesignals mit messdatenabhängigen Orientierungsdaten des mobilen Gerätes ausgebildet sein. Bspw. kann dazu durch die Kommunikationseinheit eine Abfrage der Lageinformation an das mobile Gerät gesendet werden. Das Lagesignal kann bspw. Messdaten eines Beschleunigungssensors und/oder einer globalen Positionserfassung des mobilen Gerätes umfassen. Das Lagesignal kann über zumindest eine oder alle Hauptkommunikationsrichtungen empfangbar sein. Es ist ferner denkbar, dass das Lagesignal zum Plausibilisieren der Lageinformation bspw. über den Kommunikationskanal empfangbar ist.Furthermore, in a communication system according to the invention, it can advantageously be provided that the control device has an evaluation module for detecting a signal strength of the communication signals for each of the main communication directions and for carrying out a comparison of the signal strengths for detecting location information. The signal strengths and/or a change in the signal strengths over the main communication directions are, in particular, physical quantities which are characteristic of the orientation of the mobile device, in particular with regard to the spatial axes. The signal strength can be evaluated by the evaluation module, for example in the form of an RSSI value (Received Signal Strength Indicator). In the comparison, the main communication direction with the highest RSSI value can be determined as the prioritized communication direction. Furthermore, the evaluation module can be designed to detect the signal strength as a function of a signal-to-noise ratio (SNR) of the communication signals. In addition or as an alternative, the evaluation module can also be designed to acquire the position information in order to obtain a position signal with measurement-data-dependent orientation data of the mobile device. For example, a request for the location information can be sent to the mobile device by the communication unit. The position signal can, for example, include measurement data from an acceleration sensor and/or a global position detection of the mobile device. The position signal can be receivable via at least one or all main communication directions. It is also conceivable that the position signal for plausibility checking of the position information can be received, for example, via the communication channel.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem denkbar, dass die Kommunikationseinheit drei Hauptkommunikationsrichtungen, die entlang von drei unterschiedlichen Raumachsen ausgerichtet sind, aufweist. Es ist denkbar, dass die drei Hauptkommunikationsrichtungen durch drei Empfangselemente der Kommunikationseinheit gebildet sind. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Kommunikationseinheit durch die Steuervorrichtung zur Definition der drei Hauptkommunikationsrichtungen ansteuerbar ist. Bspw. kann die Kommunikationseinheit zur, insbesondere zirkularen, Polarisation ausgebildet sein, um die drei Raumrichtungen zumindest temporär abzudecken. Hauptkommunikationsrichtungen sind dabei vorzugsweise senkrecht zueinander ausgerichtet. Durch die drei Hauptkommunikationsrichtungen können sämtliche Raumachsen im dreidimensionalen Raum beim Empfang der Kommunikationssignale berücksichtigt werden.It is also conceivable in a communication system according to the invention that the communication unit has three main communication directions, which are aligned along three different spatial axes. It is conceivable that the three main communication directions are formed by three receiving elements of the communication unit. However, it is also conceivable that the communication unit can be controlled by the control device to define the three main communication directions. For example, the communication unit can be designed for, in particular circular, polarization in order to at least temporarily cover the three spatial directions. Main communication directions are preferably aligned perpendicular to one another. Due to the three main communication directions, all spatial axes in three-dimensional space can be taken into account when receiving the communication signals.
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem denkbar, dass die Kommunikationseinheit für jede der Hauptkommunikationsrichtungen eine Antenne aufweist, vorzugsweise wobei das Kommunikationsmodul zum Bestimmen einer der Antennen als Kommunikationsantenne für die Kommunikation über die priorisierte Kommunikationsrichtung mit dem mobilen Gerät, insbesondere zum Ausführen einer Fahrzeugfunktion, durch das Kommunikationsmodul festlegbar ist. Vorzugsweise kann jede der Antennen zum Senden und/oder Empfangen der Kommunikationssignale über jeweils eine der Hauptkommunikationsrichtungen, insbesondere linear, polarisiert sein. Die Steuervorrichtung und die Antennen können insbesondere zur Datenkommunikation mit dem mobilen Gerät über Bluetooth-Signale, vorzugsweise über Bluetooth-Low-Energy-Signale, ausgebildet sein. Bei der Fahrzeugfunktion kann es sich bspw. um einen Authentifizierungsvorgang für eine Zugangsberechtigung zum Fahrzeug und/oder einen Öffnungsvorgang zum Öffnen einer Fahrzeugtür des Fahrzeuges handeln. Durch die Antennen können die Hauptkommunikationsrichtungen in einfacher Art und Weise in Hardwareform realisiert sein. Durch das Bestimmen der Kommunikationsantenne kann ferner eine eindeutige Zuordnung des Kommunikationskanals in Hardware erfolgen, um eine stabile Verbindungsqualität zwischen der Kommunikationseinheit und dem mobilen Gerät zu ermöglichen.Furthermore, it is conceivable in a communication system according to the invention that the communication unit has an antenna for each of the main communication directions, preferably with the communication module for determining one of the antennas as a communication antenna for communication via the prioritized communication direction with the mobile device, in particular for executing a vehicle function the communication module can be defined. Each of the antennas for sending and/or receiving the communication signals can preferably be polarized, in particular linearly, via one of the main communication directions. The control device and the antennas can be designed in particular for data communication with the mobile device via Bluetooth signals, preferably via Bluetooth low energy signals. The vehicle function can be, for example, an authentication process for access authorization to the vehicle and/or an opening process for opening a vehicle door of the vehicle. The main communication directions can be implemented in hardware form in a simple manner by means of the antennas. Furthermore, by determining the communication antenna, the communication channel can be unambiguously assigned in hardware in order to enable a stable connection quality between the communication unit and the mobile device.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem denkbar, dass die Kommunikationseinheit eine Leiterplatte aufweist, auf welcher eine erste Antenne, die einer ersten Hauptkommunikationsrichtung der Hauptkommunikationsrichtungen zugeordnet ist, und/oder eine zweite Antenne, die einer zweiten Hauptkommunikationsrichtung der Hauptkommunikationsrichtungen zugeordnet ist, angeordnet, insbesondere als Leiterbahnen vorzugsweise mit Freiformen aufgedruckt, sind. Durch die gewählte Freiform der jeweiligen Antenne lässt sich der Signalaustausch verbessern. Bei der Leiterplatte kann es sich um eine einschichtige oder mehrschichtige Leiterplatte handeln. Es ist ferner denkbar, dass die erste und zweite Antenne als SMD-Bauteil auf der Leiterplatte befestigt sind. Somit kann die Kommunikationseinheit in kostengünstiger Art und Weise hergestellt werden. Beim Aufdrucken der ersten und zweiten Antenne auf die Leiterplatte kann eine enge Lagetoleranz, insbesondere in der Ausrichtung der ersten und zweiten Antenne zueinander, eingehalten werden. Ferner kann durch die Leiterplatte eine Ebene gebildet sein, in welcher die erste und zweite Antenne angeordnet sind. Dadurch kann die Ausrichtung der Antennen zueinander weiter vereinfacht sein. Vorzugsweise sind die beiden Antennen auf einer obersten Leiterschicht der Leiterbahnen aufgedruckt, um den Signalaustausch zu verbessern.It is also conceivable in a communication system according to the invention that the communication unit has a printed circuit board on which a first antenna, which is assigned to a first main communication direction of the main communication directions, and/or a second antenna, which is assigned to a second main communication direction of the main communication directions, is arranged, in particular preferably printed with free forms as conductor tracks. The signal exchange can be improved by the selected free form of the respective antenna. The circuit board can be a single-layer or multi-layer circuit board. It is also conceivable for the first and second antennas to be attached to the printed circuit board as SMD components. Thus, the communication unit can be manufactured in a cost-effective manner. When the first and second antennas are printed onto the printed circuit board, a tight positional tolerance can be maintained, in particular in the alignment of the first and second antennas with respect to one another. Furthermore, a plane can be formed by the circuit board, in which the first and second antenna are arranged. This can further simplify the alignment of the antennas with respect to one another. The two antennas are preferably printed on a top conductor layer of the conductor tracks in order to improve the signal exchange.
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem denkbar, dass die Kommunikationseinheit eine dritte Antenne, die einer dritten Hauptkommunikationsrichtung der Hauptkommunikationsrichtungen zugeordnet ist, mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende aufweist, vorzugsweise wobei die dritte Antenne am ersten Ende an der Leiterplatte befestigt ist und das zweite Ende einen Abstand zur Leiterplatte aufweist. Insbesondere kann die dritte Antenne senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Leiterplatte und/oder zu der ersten und zweiten Antenne angeordnet sein. Dadurch können die drei Hauptkommunikationsrichtungen vorteilhaft entlang der drei Raumachsen ausgerichtet sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Antenne durch einen elektrischen Leiter, wie z.B. einen Draht, gebildet ist. Zusätzlich oder alternativ kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das erste Ende durch die Leiterplatte hindurchgesteckt ist. Bspw. kann die dritte Antenne zur Befestigung mit der Leiterplatte als THT-Bauteil (Through-Hole-Technology-Bauteil) ausgebildet sein. Dadurch kann eine senkrechte Montage der dritten Antenne auf der Leiterplatte in kostengünstiger Art und Weise ermöglicht sein.Furthermore, it is conceivable in a communication system according to the invention that the communication unit has a third antenna, which is assigned to a third main communication direction of the main communication directions, with a first end and a second end, preferably wherein the third antenna is attached to the printed circuit board at the first end and that second end has a distance to the circuit board. In particular, the third antenna can be arranged perpendicularly or essentially perpendicularly to the printed circuit board and/or to the first and second antenna. As a result, the three main communication directions can advantageously be aligned along the three spatial axes. It can be provided be that the antenna is formed by an electrical conductor such as a wire. In addition or as an alternative, it can preferably be provided that the first end is inserted through the circuit board. For example, the third antenna can be designed as a THT component (Through Hole Technology component) for attachment to the circuit board. This allows the third antenna to be mounted vertically on the printed circuit board in a cost-effective manner.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die dritte Antenne in einen (auf die Leiterplatte auflötbaren) Stecker für einen elektrischen Anschluss integriert ist. Bspw. kann ein elektrischer Leiter des elektrischen Anschlusses für die dritte Antenne genutzt werden. Somit kann eine ohnehin im Stecker vorhandene Komponente einen Doppelnutzen erhalten, so dass für die dritte Antenne kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die dritte Antenne in ein anderes elektrisches oder elektronisches Bauteil und/oder in ein Gehäuse der Kommunikationseinheit integriert ist.Furthermore, in a communication system according to the invention, it can advantageously be provided that the third antenna is integrated in a plug (which can be soldered onto the printed circuit board) for an electrical connection. For example, an electrical conductor of the electrical connection can be used for the third antenna. A component that is already present in the connector can thus be given a dual use, so that no additional component is required for the third antenna. However, it is also conceivable that the third antenna is integrated into another electrical or electronic component and/or into a housing of the communication unit.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung eine dezentrale Steuereinheit aufweist, die auf der Leiterplatte angeordnet ist, insbesondere wobei die dezentrale Steuereinheit das Kommunikationsmodul aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann die dezentrale Steuereinheit vorteilhafterweise das Auswertemodul, das Erfassungsmodul und/oder das Orientierungsmodul umfassen. Die dezentrale Steuereinheit kann bspw. einen integrierten Schaltkreis (IC) umfassen. Vorzugsweise ist die dezentrale Steuereinheit der Kommunikationseinheit zugeordnet, um das Bestimmen der priorisierten Kommunikationsrichtung, die Erfassung der Lageinformation und/oder das Festlegen des Kommunikationskanals für die Kommunikationseinheit zu ermöglichen. Insbesondere kann die dezentrale Steuereinheit, insbesondere direkt, mit der Kommunikationseinheit elektrisch verbunden sein. Dadurch können kurze Signalwege zwischen der dezentralen Steuereinheit und der Kommunikationseinheit ermöglicht sein, wodurch bspw. Übertragungsverluste reduziert werden können. Die erste, zweite und dritte Antenne kann vorteilhafterweise mit der dezentralen Steuereinheit, insbesondere durch eine elektrische Leiterbahn, der Leiterplatte angeordnet ist, verbunden sein. Vorzugsweise können die Antennen der Kommunikationseinheit jeweils den gleichen oder ungefähr den gleichen Abstand und/oder die gleiche oder ungefähr die gleiche Länge eines Signalweges zur dezentralen Steuereinheit aufweisen.In a communication system according to the invention, it can preferably be provided that the control device has a decentralized control unit which is arranged on the printed circuit board, in particular with the decentralized control unit having the communication module. In addition or as an alternative, the decentralized control unit can advantageously include the evaluation module, the detection module and/or the orientation module. The decentralized control unit can, for example, comprise an integrated circuit (IC). The decentralized control unit is preferably assigned to the communication unit in order to enable the prioritized direction of communication to be determined, the location information to be recorded and/or the communication channel to be specified for the communication unit. In particular, the decentralized control unit can be electrically connected, in particular directly, to the communication unit. As a result, short signal paths can be made possible between the decentralized control unit and the communication unit, as a result of which, for example, transmission losses can be reduced. The first, second and third antenna can advantageously be connected to the decentralized control unit, in particular by an electrical conductor track which is arranged on the printed circuit board. Preferably, the antennas of the communication unit can each have the same or approximately the same distance and/or the same or approximately the same length of a signal path to the decentralized control unit.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung eine zentrale Steuereinheit zur Ansteuerung der zumindest einen Kommunikationseinheit über eine interne Datenverbindung aufweist, insbesondere wobei die zentrale Steuereinheit das Kommunikationsmodul aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann die zentrale Steuereinheit vorteilhafterweise das Auswertemodul, das Erfassungsmodul und/oder das Orientierungsmodul umfassen. Die zentrale Steuereinheit kann bspw. einen integrierten Schaltkreis (IC) umfassen und/oder in ein zentrales Steuergerät des Fahrzeuges integriert sein. Die interne Datenverbindung kann z. B. eine elektrische Verbindung und/oder eine drahtlose Verbindung zur Übertragung von Daten umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass die dezentrale Steuereinheit in der internen Datenverbindung zwischen die Kommunikationseinheit und die dezentrale Steuereinheit zwischengeschaltet ist. Durch die zentrale Steuereinheit können bspw. mehrere Kommunikationseinheiten gemeinsam betrieben werden. Ferner kann durch die zentrale Steuereinheit eine Rechenkapazität zentral im Fahrzeug bereitgestellt werden, so dass zusätzliche, dezentrale Bauteile reduziert und/oder kleiner dimensioniert werden können.Furthermore, in a communication system according to the invention, it can advantageously be provided that the control device has a central control unit for controlling the at least one communication unit via an internal data connection, in particular the central control unit having the communication module. In addition or as an alternative, the central control unit can advantageously include the evaluation module, the detection module and/or the orientation module. The central control unit can, for example, comprise an integrated circuit (IC) and/or be integrated into a central control unit of the vehicle. The internal data connection can e.g. B. include an electrical connection and / or a wireless connection for transmission of data. Provision can be made for the decentralized control unit to be interposed in the internal data connection between the communication unit and the decentralized control unit. For example, several communication units can be operated jointly by the central control unit. Furthermore, the central control unit can provide computing capacity centrally in the vehicle, so that additional, decentralized components can be reduced and/or made smaller.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Kommunikationseinheit in eine erste Satelliteneinheit zur Positionierung in einem ersten Bauraum in dem Fahrzeug integriert ist, insbesondere wobei eine weitere Kommunikationseinheit vorgesehen ist, die in eine zweite Satelliteneinheit zur Positionierung in einem zweiten Bauraum in dem Fahrzeug integriert ist. Bei den Satelliteneinheiten kann es sich insbesondere um Baugruppen handeln, die dezentral im Fahrzeug montiert werden können. Insbesondere kann in jede der beiden Satelliteneinheiten eine Leiterplatte und/oder eine dezentrale Steuereinheit integriert sein. Der erste und zweite Bauraum können sich insbesondere durch die jeweilige Position im Fahrzeug unterscheiden. Bspw. kann der erste Bauraum auf einer Fahrerseite des Fahrzeugs vorgesehen sein und der zweite Bauraum auf einer Beifahrerseite. Es kann vorgesehen sein, dass jede Kommunikationseinheit der Satelliteneinheiten durch die zentrale Steuereinheit ansteuerbar ist. Es kann vorgesehen sein, dass zum Festlegen des Kommunikationskanals durch die zentrale Steuereinheit zunächst eine priorisierte Satelliteneinheit der Satelliteneinheiten in Abhängigkeit von der Lageinformation und/oder der Signalstärke bestimmbar ist, wobei der Kommunikationskanal über die priorisierte Satelliteneinheit festgelegt wird.Furthermore, in a communication system according to the invention, it can advantageously be provided that the communication unit is integrated into a first satellite unit for positioning in a first installation space in the vehicle, in particular with a further communication unit being provided which is integrated into a second satellite unit for positioning in a second installation space in the vehicle is integrated. The satellite units can in particular be assemblies that can be mounted in a decentralized manner in the vehicle. In particular, a printed circuit board and/or a decentralized control unit can be integrated into each of the two satellite units. The first and second space can differ in particular by the respective position in the vehicle. For example, the first installation space can be provided on a driver's side of the vehicle and the second installation space on a passenger side. It can be provided that each communication unit of the satellite units can be controlled by the central control unit. Provision can be made for the central control unit to first determine a prioritized satellite unit of the satellite units depending on the location information and/or the signal strength in order to define the communication channel, with the communication channel being defined via the prioritized satellite unit.
Auch ist denkbar, dass das Kommunikationssystem zumindest eine Satelliteneinheit, vorzugsweise zwei oder drei Satelliteneinheiten aufweist. Dabei kann das Kommunikationssystem ausschließlich aus der bzw. den Satelliteneinheiten gebildet sein. Auch kann die Kommunikationseinheit und die Steuervorrichtung in der Satelliteneinheit integriert sein.It is also conceivable that the communication system has at least one satellite unit, preferably two or three satellite units. The communication system can exclude Lich be formed from the or the satellite units. The communication unit and the control device can also be integrated in the satellite unit.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Zugangssystem für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Zugangssystem weist einen Zugangsmechanismus für eine Zugangsfunktion des Fahrzeuges auf. Weiterhin umfasst das Zugangssystem ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem, durch welches die Zugangsfunktion freigebbar ist.According to a further aspect of the invention, an access system for a vehicle is provided. The access system has an access mechanism for an access function of the vehicle. Furthermore, the access system includes a communication system according to the invention, through which the access function can be released.
Somit bringt ein erfindungsgemäßes Zugangssystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem beschrieben worden sind. Unter der Freigabe der Zugangsfunktion durch das Kommunikationssystem kann verstanden werden, dass die Zugangsfunktion für eine Benutzerinteraktion und/oder für eine automatische Ansteuerung freigeschaltet wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Zugangsfunktion durch das Kommunikationssystem automatisch und/oder mechanisch freigebbar ist. Der Zugangsmechanismus kann bspw. zum Ver- und/oder Entriegeln einer Fahrzeugtür und/oder zum automatischen Öffnen und/oder Schließen der Fahrzeugtür durch einen Stellantrieb ausgebildet sein. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Zugangsfunktion einen Zugang zu einer Fahrzeugfunktion, wie z.B. das Starten eines Traktionsantriebs des Fahrzeuges, umfasst.An access system according to the invention thus brings with it the same advantages as have already been described in detail with reference to a communication system according to the invention. The enabling of the access function by the communication system can be understood to mean that the access function is enabled for user interaction and/or for automatic activation. It can be provided that the access function can be released automatically and/or mechanically by the communication system. The access mechanism can be designed, for example, to lock and/or unlock a vehicle door and/or to automatically open and/or close the vehicle door by means of an actuator. However, it is also conceivable that the access function includes access to a vehicle function, such as starting a traction drive of the vehicle.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationseinheit, insbesondere eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems, eines Fahrzeuges vorgesehen. Die Kommunikationseinheit ist zur Definition von zumindest zwei Hauptkommunikationsrichtungen ausgebildet. Die Hauptkommunikationsrichtungen sind zum Empfangen von elektromagnetischen Kommunikationssignalen von einem mobilen Gerät entlang von zwei unterschiedlichen Raumachsen ausgerichtet. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
- - Empfangen von elektromagnetischen Kommunikationssignalen über die zumindest zwei Hauptkommunikationsrichtungen, insbesondere durch zumindest eine erste und eine zweite Antenne der Kommunikationseinheit,
- - Erfassen einer Lageinformation über eine räumliche Orientierung des mobilen Gerätes in Abhängigkeit von den Kommunikationssignalen, insbesondere durch eine Steuervorrichtung der Kommunikationseinheit,
- - Bestimmen einer priorisierten Kommunikationsrichtung der Hauptkommunikationsrichtungen, welche zu der Orientierung des mobilen Gerätes korrespondiert, in Abhängigkeit von der Lageinformation, insbesondere durch die Steuervorrichtung,
- - Festlegen eines Kommunikationskanals zur Kommunikation mit dem mobilen Gerät über die priorisierte Kommunikationsrichtung, insbesondere durch ein Kommunikationsmodul der Steuervorrichtung.
- - receiving electromagnetic communication signals via the at least two main communication directions, in particular by at least a first and a second antenna of the communication unit,
- - detecting position information about a spatial orientation of the mobile device as a function of the communication signals, in particular by a control device of the communication unit,
- - determining a prioritized communication direction of the main communication directions, which corresponds to the orientation of the mobile device, depending on the position information, in particular by the control device,
- - Defining a communication channel for communication with the mobile device via the prioritized direction of communication, in particular by a communication module of the control device.
Somit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem und/oder ein erfindungsgemäßes Zugangssystem beschrieben worden sind. Das Empfangen der elektromagnetischen Kommunikationssignale kann passiv erfolgen. Die Lageinformation kann durch eine durch die Kommunikationssignale, z.B. durch Modulation, übertragene Information erfasst werden, indem die Lageinformation aus den Kommunikationssignalen ausgelesen wird. Weiterhin ist es denkbar, dass die Lageinformation anhand einer physikalischen Größe der Kommunikationssignale ermittelt wird.A method according to the invention thus entails the same advantages as have already been described in detail with reference to a communication system according to the invention and/or an access system according to the invention. The electromagnetic communication signals can be received passively. The positional information can be detected by information transmitted through the communication signals, e.g., through modulation, by reading out the positional information from the communication signals. Furthermore, it is conceivable that the position information is determined using a physical variable of the communication signals.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass zum Erfassen der Lageinformation eine Signalstärke der Kommunikationssignale für jede der Hauptkommunikationsrichtungen ausgewertet wird, insbesondere wobei zum Bestimmen der priorisierten Kommunikationsrichtung ein Vergleich der Signalstärken durchgeführt wird. Zur Auswertung der Signalstärken kann ein RSSI-Wert und/oder ein Signal-Rausch-Verhältnis ermittelt werden. Bei dem Vergleich kann die Hauptkommunikationsrichtung mit dem höchsten RSSI-Wert und/oder dem höchsten Signal-Rausch-Verhältnis als priorisierte Kommunikationsrichtung bestimmt werden. Bspw. kann davon ausgegangen werden, dass die Ausrichtung der Hauptkommunikationsrichtung mit dem höchsten RSSI-Wert und/oder dem höchsten Signal-Rausch-Verhältnis der Ausrichtung des mobilen Gerätes am nächsten kommt, insbesondere da bei einer übereinstimmenden Ausrichtung die beste Signalqualität zu erwarten ist. Es ist insbesondere denkbar, dass eine Spannung an den jeweils den Hauptkommunikationsrichtungen zugeordneten Antennen gemessen wird, um die Signalstärke zu bestimmen. Insbesondere wenn die Kommunikationssignale für jede der Hauptkommunikationsrichtungen vorliegen, kann anhand der Signalstärke, vorzugsweise eigenständig durch die Steuervorrichtung, auf die Orientierung des mobilen Gerätes geschlossen werden.It is also conceivable within the scope of the invention for a signal strength of the communication signals for each of the main communication directions to be evaluated in order to record the position information, in particular with a comparison of the signal strengths being carried out to determine the prioritized communication direction. An RSSI value and/or a signal-to-noise ratio can be determined to evaluate the signal strengths. In the comparison, the main communication direction with the highest RSSI value and/or the highest signal-to-noise ratio can be determined as the prioritized communication direction. For example, it can be assumed that the orientation of the main communication direction with the highest RSSI value and/or the highest signal-to-noise ratio comes closest to the orientation of the mobile device, especially since the best signal quality can be expected with a matching orientation. In particular, it is conceivable for a voltage to be measured at the antennas assigned to the main communication directions in each case in order to determine the signal strength. In particular, if the communication signals are present for each of the main communication directions, the orientation of the mobile device can be inferred from the signal strength, preferably independently by the control device.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass zum Erfassen der Lageinformation ein Erhalt eines Lagesignals mit messdatenabhängigen Orientierungsdaten des mobilen Gerätes erfolgt. Dazu kann vorher bspw. eine Abfrage der Lageinformation an das mobile Gerät gesendet werden. Zum Ermitteln der Orientierung des mobilen Gerätes kann bspw. durch einen Beschleunigungssensor und/oder eine Positionsbestimmung ein Messvorgang durchgeführt werden. Durch das Lagesignal kann die erfasste Lageinformation eine hohe Genauigkeit in Bezug auf die räumliche Orientierung des mobilen Gerätes aufweisen, wodurch die Auswahl der priorisierten Kommunikationsrichtung verbessert sein kann.It is also conceivable within the scope of the invention that a position signal with measurement-data-dependent orientation data of the mobile device is received in order to record the position information. For this purpose, for example, a request for the location information can be sent to the mobile device beforehand. To determine the orientation of the mobile device can For example, a measuring process can be carried out using an acceleration sensor and/or a position determination. Due to the position signal, the recorded position information can have a high level of accuracy in relation to the spatial orientation of the mobile device, as a result of which the selection of the prioritized communication direction can be improved.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass zum Bestimmen der priorisierten Kommunikationsrichtung zunächst die Signalstärken der Kommunikationssignale ausgewertet werden, wobei anschließend eine Plausibilisierung der priorisierten Kommunikationsrichtung in Abhängigkeit von dem Lagesignal durchgeführt wird. Es kann vorgesehen sein, dass das Lagesignal höher priorisiert wird, als die Auswertung der Signalstärken. Es kann vorgesehen sein, dass die priorisierte Kommunikationsrichtung zunächst temporär zum Erhalt des Lagesignals in Abhängigkeit von dem Vergleich der Signalstärken festgelegt wird. Anschließend kann die priorisierte Kommunikationsrichtung in Abhängigkeit von der Lageinformation des Lagesignals geändert werden und/oder das Festlegen des Kommunikationskanals in Abhängigkeit von der Lageinformation des Lagesignals erfolgen. Dadurch kann eine hohe Zuverlässigkeit beim Erfassen der Lageinformation und damit ein stabiler Kommunikationskanal erreicht werden.In a method according to the invention, provision can preferably be made for the signal strengths of the communication signals to be evaluated first in order to determine the prioritized communication direction, with the prioritized communication direction then being checked for plausibility as a function of the position signal. It can be provided that the position signal has a higher priority than the evaluation of the signal strengths. It can be provided that the prioritized direction of communication is initially fixed temporarily for receiving the position signal as a function of the comparison of the signal strengths. Subsequently, the prioritized communication direction can be changed as a function of the position information of the position signal and/or the communication channel can be defined as a function of the position information of the position signal. As a result, a high degree of reliability can be achieved when detecting the location information and thus a stable communication channel.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass es sich bei den Kommunikationssignalen um Bluetooth-Signale, vorzugsweise um Bluetooth-Low-Energy-Signale, handelt. Dadurch kann eine energiearme Datenübertragung zwischen der Kommunikationseinheit und dem mobilen Gerät realisiert werden. Ferner kann durch die Bluetooth-Signale eine Distanz zum Fahrzeug überbrückt werden, so dass die Datenkommunikation über den Kommunikationskanal schon erfolgen kann, wenn sich der Benutzer dem Fahrzeug nähert und bevor der Benutzer das Fahrzeug erreicht hat.Furthermore, in a method according to the invention, it can advantageously be provided that the communication signals are Bluetooth signals, preferably Bluetooth low-energy signals. As a result, low-energy data transmission can be implemented between the communication unit and the mobile device. Furthermore, a distance to the vehicle can be bridged by the Bluetooth signals, so that the data communication can already take place via the communication channel when the user approaches the vehicle and before the user has reached the vehicle.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:
- - Ausführen einer Fahrzeugfunktion in Abhängigkeit von einem Datenaustausch zwischen der Kommunikationseinheit und dem mobilen Gerät über den Kommunikationskanal,
- - Execution of a vehicle function depending on a data exchange between the communication unit and the mobile device via the communication channel,
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass bei dem Datenaustausch eine Distanz des mobilen Gerätes zu der Kommunikationseinheit ermittelt wird, insbesondere wobei die Distanz bei dem Authentifizierungsvorgang und/oder dem Öffnungsvorgang berücksichtigt wird. Dadurch kann bspw. in Abhängigkeit von einer Annäherung des Benutzers mit dem mobilen Gerät zum Fahrzeug der Authentifizierungsvorgang und/oder der Öffnungsvorgang, insbesondere stufenweise, erfolgen. Weiterhin kann durch den Positionsermittlungsvorgang für einen Innenraum ausgeführt werden, um zu ermitteln, ob das mobile Gerät sich im Fahrzeug befindet und/oder ob das mobile Gerät dem Fahrer zuzuordnen ist.In a method according to the invention, it can preferably be provided that a distance between the mobile device and the communication unit is determined during the data exchange, in particular the distance being taken into account in the authentication process and/or the opening process. As a result, the authentication process and/or the opening process can take place, in particular in stages, for example as a function of the user approaching the vehicle with the mobile device. Furthermore, the position determination process for an interior can be used to determine whether the mobile device is in the vehicle and/or whether the mobile device can be assigned to the driver.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass für den Kommunikationskanal ein Grenzwert zum Festlegen eines Toleranzbereiches für eine Signalqualität der Kommunikationssignale vorgegeben wird, wobei das Festlegen des Kommunikationskanals neu gestartet wird, wenn die Signalqualität außerhalb des Toleranzbereiches liegt. Wenn sich der Benutzer mit dem mobilen Gerät bewegt, kann sich die Orientierung des mobilen Gerätes ändern, wodurch sich die Signalqualität ändern kann. Der Toleranzbereich kann unterhalb oder oberhalb des Grenzwertes vorgesehen sein. Somit kann es sich bei dem Grenzwert um einen oberen oder einen unteren Grenzwert für den Toleranzbereich handeln. Bspw. kann der Grenzwert einen SNR-Grenzwert umfassen. In diesem Fall ist der Grenzwert vorzugsweise ein unterer Grenzwert. Bei Neustart des Festlegens des Kommunikationskanals kann ein neuer Kommunikationskanal, insbesondere über eine angepasst priorisierte Kommunikationsrichtung festgelegt werden. Dazu können insbesondere das Empfangen von elektromagnetischen Kommunikationssignalen, das Erfassen einer Lageinformation und/oder das Bestimmen einer priorisierten Kommunikationsrichtung wiederholt werden. Dadurch kann die priorisierte Kommunikationsrichtung im Betrieb der Kommunikationseinheit angepasst werden, insbesondere ohne dass die Datenverbindung zum mobilen Gerät vollständig abreißt. Furthermore, in a method according to the invention, it can advantageously be provided that a limit value for defining a tolerance range for a signal quality of the communication signals is specified for the communication channel, with the definition of the communication channel being restarted if the signal quality is outside the tolerance range. When the user moves with the mobile device, the orientation of the mobile device can change, which can change the signal quality. The tolerance range can be below or above the limit value. The limit value can thus be an upper or a lower limit value for the tolerance range. For example, the threshold may include an SNR threshold. In this case, the limit value is preferably a lower limit value. When the definition of the communication channel is restarted, a new communication channel can be defined, in particular via an adapted, prioritized communication direction. For this purpose, in particular the reception of electromagnetic communication signals, the detection of position information and/or the determination of a prioritized communication direction can be repeated. As a result, the prioritized communication direction can be adjusted during operation of the communication unit, in particular without the data connection to the mobile device being completely interrupted.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass mehrere Kommunikationskanäle für mehrere mobile Geräte festgelegt werden, wobei für jedes der mobilen Geräte ein eigener Kommunikationskanal festgelegt wird. Somit kann für jedes der mobilen Geräte ein separater Kommunikationskanal festgelegt werden. Dabei kann je mobilem Gerät eine separate Antenne der Kommunikationseinheit genutzt werden. Weiterhin ist es denkbar, dass die Kommunikation mit mehreren mobilen Geräten über dieselbe Antenne und/oder die gleiche Hauptkommunikationsrichtung erfolgt. Es kann vorgesehen sein, dass das Festlegen des Kommunikationskanals für jedes der mobilen Geräte separat neu gestartet wird, wenn die Signalqualität außerhalb des Toleranzbereiches liegt. Somit kann eine Kommunikation des Kommunikationssystems in vorteilhafter Art und Weise mit mehreren, vorzugsweise mit bis zu acht, mobilen Geräten gleichzeitig erfolgen. Dabei kann jede Verbindung des Kommunikationssystems mit den mobilen Geräten in ihrer Stabilität verbessert sein.In a method according to the invention, provision can preferably be made for a plurality of communication channels to be specified for a plurality of mobile devices, with a dedicated communication channel being specified for each of the mobile devices. A separate communication channel can thus be defined for each of the mobile devices. A separate antenna of the communication unit can be used for each mobile device. Furthermore, it is conceivable that the communication with several mobile devices takes place via the same antenna and/or the same main communication direction. It can be provided that the definition of the communication channel is restarted separately for each of the mobile devices if the signal quality is outside the tolerance range. Thus, the communication system can advantageously communicate with a plurality of mobile devices, preferably with up to eight, at the same time. The stability of each connection of the communication system to the mobile devices can be improved.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen. Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei einer Ausführung durch eine Steuervorrichtung die Steuervorrichtung veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.According to another aspect of the invention, a computer program product is provided. The computer program product comprises instructions which, when executed by a control device, cause the control device to carry out a method according to the invention.
Somit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßen Kommunikationssystem, ein erfindungsgemäßen Zugangssystem und/oder ein erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden sind. Bei dem Verfahren kann es sich insbesondere um ein computerimplementiertes Verfahren handeln. Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode implementiert sein. Ferner kann das Computerprogrammprodukt auf einem computerlesbaren Speichermedium wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie bspw. dem Internet bereitstellbar oder bereitgestellt sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert sein.A computer program product according to the invention thus entails the same advantages as have already been described in detail with reference to a communication system according to the invention, an access system according to the invention and/or a method according to the invention. The method can in particular be a computer-implemented method. The computer program product can be implemented as computer-readable instruction code. Furthermore, the computer program product can be stored on a computer-readable storage medium such as a data disk, a removable drive, a volatile or non-volatile memory, or an integrated memory/processor. Furthermore, the computer program product can be made available or made available in a network such as the Internet, from which it can be downloaded by a user if required. The computer program product can be implemented both by means of software and by means of one or more special electronic circuits, i.e. in hardware or in any hybrid form, i.e. by means of software components and hardware components.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen die Erfindung schematisch:
-
1 ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Zugangssystem, das ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem umfasst, in einem ersten Ausführungsbeispiel, -
2 eine Steuervorrichtung des Kommunikationssystems, -
3 Hauptkommunikationsrichtungen einer Kommunikationseinheit des Kommunikationssystems und ein mobiles Gerät, -
4a +b eine Leiterplatte des Kommunikationssystems, -
5 ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben der Kommunikationseinheit in schematischer Darstellung von Verfahrensschritten, und -
6 einen Toleranzbereich für eine Signalqualität.
-
1 a vehicle with an access system according to the invention, which includes a communication system according to the invention, in a first exemplary embodiment, -
2 a control device of the communication system, -
3 Main communication directions of a communication unit of the communication system and a mobile device, -
4a +b a printed circuit board of the communication system, -
5 a method according to the invention for operating the communication unit in a schematic representation of method steps, and -
6 a tolerance range for a signal quality.
In der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für die gleichen technischen Merkmale auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.In the following description of some exemplary embodiments of the invention, identical reference symbols are used for the same technical features in different exemplary embodiments.
Das Kommunikationssystem 2 umfasst eine erste Satelliteneinheit 14, die in einem ersten Bauraum 1.1 des Fahrzeuges 1 angeordnet ist, und eine zweite Satelliteneinheit 15, die in einem zweiten Bauraum 1.2 des Fahrzeuges 1 angeordnet ist. Wie in
Bei den Kommunikationssignalen 200 handelt es sich insbesondere um Bluetooth-Signale, vorzugsweise um Bluetooth-Low-Energy-Signale. Dadurch kann die Kommunikationseinheit 10 mit dem mobilen Gerät 3 in energiesparender Art und Weise einen Signalaustausch vornehmen. Weiterhin können dadurch durch die Kommunikationssignale 200 komplexe Daten, wie z.B. Daten für den Authentifizierungsvorgang, übermittelt werden. Bspw. kann in Abhängigkeit von den Bluetooth-Signalen die Distanz des mobilen Gerätes 3 zu der Kommunikationseinheit 10 ermittelt werden, die bei dem Authentifizierungsvorgang und/oder dem Öffnungsvorgang berücksichtigt werden kann.The communication signals 200 are, in particular, Bluetooth signals, preferably Bluetooth low-energy signals. As a result, the
Für eine stabile Kommunikation zwischen der Kommunikationseinheit 10 und dem mobilen Gerät 3 umfasst das Verfahren 100 ein Erfassen 102 einer Lageinformation 221 über eine räumliche Orientierung 220 des mobilen Gerätes 3 in Abhängigkeit von den Kommunikationssignalen 200 durch die Steuervorrichtung 20, insbesondere durch ein Erfassungsmodul 20.3 der Steuervorrichtung 20. Die Lageinformation 221 umfasst insbesondere eine Information zur mittelbaren oder unmittelbaren Zuordnung der räumlichen Orientierung 220 zu den Hauptkommunikationsrichtungen 211, 212, 213. Die räumliche Orientierung 220 kann bspw. auf ein durch die Hauptkommunikationsrichtungen 211, 212, 213 und/oder die Raumachsen 211.1, 212.1 definiertes Koordinatensystem bezogen sein. Ferner kann die Lageinformation 221 eine physikalische Größe, wie bspw. eine Signalrichtung und/oder Polarisation der Kommunikationssignale 200, umfassen, die für die Orientierung 220 des mobilen Gerätes 3 charakteristisch ist.For stable communication between the
Vorzugsweise wird zum Erfassen 102 der Lageinformation 221 eine Signalstärke 221.1 der Kommunikationssignale 200 für jede der Hauptkommunikationsrichtungen 211, 212, 213, insbesondere durch ein Auswertemodul 20.2 der Steuervorrichtung 20, ausgewertet. Dabei kann für zumindest eines der Kommunikationssignale 200 oder für mehrere aufeinanderfolgende Kommunikationssignale 200 bspw. eine Eingangsspannung an den Antennen 11, 12, 13 gemessen werden.A signal strength 221.1 of the communication signals 200 for each of the main communication directions 211, 212, 213 is preferably evaluated for detecting 102 the position information 221, in particular by an evaluation module 20.2 of the
Anschließend erfolgt bei dem Verfahren 100 in Abhängigkeit von der Lageinformation 221 ein Bestimmen 103 einer priorisierten Kommunikationsrichtung 210 der Hauptkommunikationsrichtungen 211, 212, 213, welche zu der Orientierung 220 des mobilen Gerätes 3 korrespondiert, insbesondere durch ein Orientierungsmodul 20.4 der Steuervorrichtung 20. Dazu kann bspw. ein Vergleich der Signalstärken 221.1 durchgeführt werden, durch welchen die Hauptkommunikationsrichtung 211, 212, 213 der Hauptkommunikationsrichtungen 211, 212, 213 ermittelt werden kann, an welcher die empfangenen Kommunikationssignale 200 die höchste Signalstärke 221.1 aufweisen. Bspw. können dazu RSSI-Werte der Kommunikationssignale 200 für die Hauptkommunikationsrichtungen 211, 212, 213 verglichen werden. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Hauptkommunikationsrichtung 211, 212, 213 mit der Hauptkommunikationsrichtungen 211, 212, 213 der Lage einer Sende- und/oder Empfangsantenne des mobilen Gerätes 3 entspricht und damit als Lageinformation 221 charakteristisch für die Orientierung 220 des mobilen Gerätes 3 ist.In the
Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass zum Erfassen 102 der Lageinformation 221 ein Erhalt eines Lagesignals 221.2 mit messdatenabhängigen Orientierungsdaten des mobilen Gerätes 3 erfolgt. Dadurch kann die Lageinformation 221 der Kommunikationseinheit 10 durch das mobile Gerät 3 unmittelbar mit dem Empfang 101 der Kommunikationssignale 200 mitgeteilt werden. Vorzugsweise wird zum Bestimmen 103 der priorisierten Kommunikationsrichtung 210 zunächst eine Auswertung 103.1 der Signalstärken 221.1 der Kommunikationssignale 200 und anschließend eine Plausibilisierung 103.2 der priorisierten Kommunikationsrichtung 210 in Abhängigkeit von dem Lagesignal 221.2 durchgeführt.In addition or as an alternative, it is conceivable that a position signal 221.2 with measurement-data-dependent orientation data of the
In Abhängigkeit von der priorisierten Kommunikationsrichtung 210 erfolgt daraufhin ein Festlegen 104 eines Kommunikationskanals 230 zur Kommunikation der Kommunikationseinheit 10 mit dem mobilen Gerät 3 über die priorisierte Kommunikationsrichtung 210 durch ein Kommunikationsmodul 20.1 der Steuervorrichtung 20. Zur Sicherstellung einer Stabilität der Kommunikation kann für den Kommunikationskanal 230, wie in
Vorzugsweise können mehrere Kommunikationskanäle 230, insbesondere zum gleichzeitigen Betrieb, für mehrere mobile Geräte 3 festgelegt werden. Bspw. kann für jedes der mobilen Geräte 3 ein eigener Kommunikationskanal 230 festgelegt werden.
Wie in
Die jeweilige Kommunikationseinheit 10 der ersten Satelliteneinheit 14 und der zweiten Satelliteneinheit 15 weist ferner, wie in den
Somit kann bei einer Datenkommunikation zwischen dem mobilen Gerät 3 und der Kommunikationseinheit 10 eine stabile Verbindung hergestellt werden, bei welcher Verbindungsabbrüche reduziert sind und/oder eine hohe Daten- und Signalqualität sichergestellt ist.A stable connection can thus be established during data communication between the
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention exclusively in the context of examples. It goes without saying that individual features of the embodiments can be freely combined with one another, insofar as this makes technical sense, without departing from the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 1.11.1
- erster Bauraumfirst build space
- 1.21.2
- zweiter Bauraumsecond space
- 22
- Kommunikationssystemcommunication system
- 33
- GerätDevice
- 44
- Zugangssystemaccess system
- 55
- Zugangsmechanismus access mechanism
- 1010
- Kommunikationseinheitcommunication unit
- 1111
- erste Antennefirst antenna
- 1212
- zweite Antennesecond antenna
- 1313
- dritte Antennethird antenna
- 13.113.1
- erstes Endefirst end
- 13.213.2
- zweites Endesecond end
- 1414
- erste Satelliteneinheitfirst satellite unit
- 1515
- zweite Satelliteneinheitsecond satellite unit
- 1616
- Leiterplattecircuit board
- 1717
- Anschluss Connection
- 2020
- Steuervorrichtungcontrol device
- 20.120.1
- Kommunikationsmodulcommunication module
- 20.220.2
- Auswertemodulevaluation module
- 20.320.3
- Erfassungsmodulacquisition module
- 20.420.4
- Orientierungsmodulorientation module
- 2121
- Steuereinheitcontrol unit
- 2222
- Steuereinheit control unit
- 100100
- VerfahrenProceedings
- 101101
- Empfangen von 200Receiving 200
- 102102
- Erfassung von 221Capture of 221
- 103103
- Bestimmen von 210Determining 210
- 103.1103.1
- Auswerten von 200Evaluate 200
- 103.2103.2
- Plausibilisierung von 210Plausibility check of 210
- 104104
- Festlegen von 230Set 230
- 105105
- Ausführen von Fahrzeugfunktion Execute vehicle function
- 200200
- Kommunikationssignalecommunication signals
- 201201
- elektrische Feldkomponente von 200 electric field component of 200
- 210210
- priorisierte Kommunikationsrichtungprioritized direction of communication
- 211211
- erste Hauptkommunikationsrichtungfirst main communication direction
- 211.1211.1
- erste Raumachsefirst spatial axis
- 212212
- zweite Hauptkommunikationsrichtungsecond main communication direction
- 212.1212.1
- zweite Raumachsesecond spatial axis
- 213213
- dritte Hauptkommunikationsrichtungthird main communication direction
- 213.1213.1
- dritte Raumachse third spatial axis
- 220220
- Orientierungorientation
- 221221
- Lageinformationlocation information
- 221.1221.1
- Signalstärkesignal strength
- 221.2221.2
- Lagesignal position signal
- 230230
- Kommunikationskanalcommunication channel
- 230.1230.1
- Grenzwertlimit
- 230.2230.2
- Toleranzbereichtolerance range
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102017213375 A1 [0003]DE 102017213375 A1 [0003]
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2021
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