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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrtfreigabe eines Fahrzeugs für einen Fahrer mittels einer Steuerungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch die Steuerungsvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens.
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Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, Daten über ein Lenkrad des Fahrzeugs zu erfassen.
US 8 725 230 B2 beschreibt ein Lenkrad für ein Fahrzeug mit einer Sensoranordnung, die einen biologischen Parameter des Fahrers des Fahrzeugs messen kann.
DE 10 2020 005758 A1 beschreibt ein Verfahren zur Fahrtfreigabe eines Fahrzeugs für einen Fahrer. Dabei wird nach einer Berührung des Lenkrads des Kraftfahrzeugs der Fahrer autorisiert und anschließend ein Zeitmesser mit einer vorgegebenen Zeitdauer gestartet. Bestätigt der Fahrer innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer seinen Fahrwunsch, so wird das Fahrzeug gestartet. Seinen Fahrwunsch kann der Fahrer beispielweise durch Betätigen des Bremspedals und/oder des Fahrstufenwählhebels des Kraftfahrzeugs bestätigen. Demnach müssen in dem Fahrzeug Systeme zum Erfassen und zum Auswerten von Signalen von dem Bremspedal und/oder von dem Fahrstufenwählhebel des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Das verursacht zusätzliche Kosten und einen zusätzlichen Steuerungsaufwand.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Verfahren der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine Steuerungsanordnung zum Ausführen des Verfahrens anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Start-Stopp-Funktion in einem Fahrzeug mittels einer Berührung des Lenkrads zu steuern.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Fahrtfreigabe eines Fahrzeugs für einen Fahrer mittels einer Steuerungsvorrichtung vorgesehen bzw. ausgelegt. In dem Verfahren führt die Steuerungsvorrichtung, wenn sie eine Berührung eines Lenkrads des Fahrzeugs durch einen aktuellen Fahrer feststellt, ein Identifizieren des aktuellen Fahrers durch. Wenn die Steuerungsvorrichtung den aktuellen Fahrer als einen berechtigten Fahrer identifiziert, erteilt die Steuerungsvorrichtung eine Fahrtfreigabe für ein vordefiniertes Zeitintervall. Wenn die Steuerungsvorrichtung nun eine Berührung des Lenkrads des Fahrzeugs durch den als berechtigt identifizierten Fahrer in dem vorgegebenen Zeitintervall feststellt, startet sie den Motor des Fahrzeugs. Wenn die Steuerungsvorrichtung eine Berührung des Lenkrads des Fahrzeugs durch den als berechtigt identifizierten Fahrer in dem vorgegebenen Zeitintervall nicht feststellt, startet sie den Motor des Fahrzeugs nicht.
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In der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe „der berechtigte Fahrer“ und „der aktuelle Fahrer“ und „der als berechtigt identifizierte Fahrer“ und „der als nicht berechtigt identifizierte Fahrer“ voneinander unterschieden. Der berechtigte Fahrer ist ein „virtueller“ Fahrer, der durch ein Nutzerprofil charakterisiert ist. Das Nutzerprofil wird - wie unten näher beschrieben ist - voraberstellt und abgespeichert. Der aktuelle Fahrer ist der Fahrer, der sich aktuell am Lenkrad des Fahrzeugs befindet. Der aktuelle Fahrer kann zur Fahrt berechtigt oder nicht berechtigt sein. Wenn der aktuelle Fahrer zur Fahrt berechtigt ist, so wird er als der als berechtigt identifizierte Fahrer bezeichnet. Wenn der aktuelle Fahrer zur Fahrt nicht berechtigt ist, so wird er als der als nicht berechtigt identifizierte Fahrer bezeichnet.
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In dem Verfahren kann auf die Start-Stopp-Funktion des Fahrzeugs direkt zugegriffen werden. Dabei kann der als berechtigt identifizierte Fahrer durch Auflegen seiner Hände auf das Lenkrad den Motor des Fahrzeugs starten und durch Wegnehmen seiner Hände von dem Lenkrad den Motor nicht starten. Die bestehenden Start-Stopp-Systeme können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens um eine Komfortfunktion erweitert oder weitgehend ersetzt werden. Zudem kann dadurch der Startvorgang des Fahrzeugs erleichtert werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bzw. zu herkömmlichen Fahrzeugen können zudem das Erfassen und das Auswerten von Signalen von dem Bremspedal und/oder von dem Fahrstufenwählhebel des Kraftfahrzeugs entfallen.
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Dadurch können zusätzliche Kosten und einen zusätzlichen Steuerungsaufwand reduziert werden.
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Nach der Fahrtfreigabe des Fahrzeugs kann die Steuerungsvorrichtung auch die individuellen Fahrereinstellungen des als berechtigt identifizierten Fahrers laden. Die individuellen Fahrereinstellungen können beispielsweise eine Sitzeinstellung und/oder eine Spiegeleinstellung und/oder eine Fahrdynamik und/oder ein Valet-Service und/oder eine Fahrrauminitiierung umfassen.
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Wenn die Steuerungsvorrichtung den aktuellen Fahrer nicht als den berechtigten Fahrer identifiziert, kann die Steuerungsvorrichtung die Fahrtfreigabe nur eingeschränkt oder nicht erteilen. Die eingeschränkte Fahrtfreigabe kann beispielweise erteilt werden, wenn ein Valet -Service für das Fahrzeug erlaubt ist. Da die Fahrtfreigabe des Fahrzeugs im Stand des Fahrzeugs und vor dem Fahrtantritt durchgeführt wird, kann eine Fehlerreaktion des Fahrers auch zu keinen sicherheitskritischen Ereignissen führen. Zusätzlich kann die Steuerungsvorrichtung auch eine Sicherheitsmaßnahme anleiten. Die Sicherheitsmaßnahme kann beispielweise durch einen Eintrag in einen Fehlerspeicher - einen sogenannten Security-Event-Log - und/oder durch eine Deaktivierung des Fahrzeuges und/oder durch ein Kontaktieren eines Sicherheitssystems - eines sogenanntes Incident-Response-Systems - und/oder durch eine akustische und/oder optische Warnung innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs erfolgen.
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Um den aktuellen Fahrer identifizieren zu können, kann die Steuerungsvorrichtung eine Impedanz des berechtigten Fahrers über seine Hände an dem Lenkrad des Fahrzeugs einmalig vorabbestimmen. Dann kann die Steuerungsvorrichtung beim Identifizieren des aktuellen Fahrers eine Impedanz des aktuellen Fahrers über seine Hände an dem Lenkrad des Fahrzeugs bestimmen. Danach kann die Steuerungsvorrichtung eine Abweichung zwischen der Impedanz des aktuellen Fahrers und der vorabbestimmten Impedanz des berechtigten Fahrers bestimmen. Wenn die Abweichung innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, so kann die Steuerungsvorrichtung den aktuellen Fahrer als den berechtigten Fahrer identifizieren. Wenn jedoch die Abweichung außerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, so kann die Steuerungsvorrichtung den aktuellen Fahrer als den nicht berechtigten Fahrer identifizieren. Der Toleranzbereich kann dabei fest vordefiniert sein.
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Es versteht sich, dass die Steuerungsvorrichtung auch die Impedanz mehrerer berechtigten Fahrer vorabbestimmen kann. Beim Identifizieren des aktuellen Fahrers kann dann die Steuerungsvorrichtung Nutzerprofile aller berechtigter Fahrer durchgehen, bis der aktuelle Fahrer als der berechtigte Fahrer identifiziert wird oder nicht identifiziert wird. Die Steuerungsvorrichtung kann die entsprechenden Nutzerprofile nacheinander der Reihe nach durchgehen oder das Identifizieren mit dem Nutzerprofil des letzten Fahrers starten.
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Ein Erfassen der Impedanz der menschlichen Haut kann auf eine dem Fachmann bekannte Weise erfolgen. Dazu kann die Steuerungsvorrichtung eine Messeinheit mit einer Messschaltung und einer Messfläche aufweisen. Die Messfläche kann auf dem Lenkrad des Fahrzeugs von dem Fahrer greifbar bzw. berührbar angeordnet sein und mit der Messschaltung elektrisch verschaltet sein. In der Messfläche können zwei Elektroden vorgesehen sein, auf die die Messeinheit ein Strom oder eine Spannung einprägt und die Spannungsantwort oder Stromantwort erfasst. Liegen auf der Messfläche Hände des Fahrers, so kann die Impedanz seiner Haut gemessen werden. Die gemessene Impedanz hängt dabei von der Frequenz des eingeprägten Stroms oder der eingeprägten Spannung und liegt üblicherweise zwischen 1,22 kHz und 1 MHz. Es versteht sich, dass es sich bei der Impedanz um die sogenannte elektrochemische Impedanz handelt.
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Insgesamt kann der Fahrer das Fahrzeug durch das Auflegen seiner Hände auf das Lenkrad steuern. Über das Bestimmen der Impedanz an dem Lenkrad kann dabei eine Berührung des Lenkrads erkannt, die Identifizierung des aktuellen Fahrers durchgeführt und das Fahrzeug gestartet werden. Dadurch kann der Startvorgang des Fahrzeugs vereinfacht werden.
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Die Steuerungsvorrichtung kann beim Bestimmen der Impedanz des aktuellen Fahrers und/oder beim Vorabbestimmen der Impedanz des berechtigten Fahrers wenigstens ein Umgebungsparameter erfassen und die Impedanz des aktuellen Fahrers und/oder die vorabbestimmte Impedanz des berechtigen Fahrers unter Berücksichtigung des wenigstens einen Umgebungsparameter bestimmen. Dazu kann ein umgebungsabhängiger Toleranzbereich für die Impedanz definiert werden. Da die Impedanz von den Umgebungsparametern abhängt, kann dadurch das fehlerhafte Identifizieren des aktuellen Fahrers vermieden werden. Der Umgebungsparameter kann die Feuchtigkeit und/oder die Temperatur sein. Die Änderung der Impedanz durch die Feuchtigkeit kann beispielweise über ein Schweißporenmodell kompensiert werden. Die Änderung der Impedanz durch die Temperatur kann beispielsweise über die Arrhenius-Gleichung kompensiert werden.,
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Vorteilhaft ist folgendes: Um die Temperatur an den Elektroden und damit beim Fahrer möglichst konstant zu halten ist es zielführend temperaturre-gulierende Elemente in die Elektroden zu integrieren um eine gleichmäßige Temperatur (auch über mehrere Messzyklen) zu garantieren. Dies können sowohl Kühlelemente als auch Heizelemente sein, die im Körpertemperaturbereich arbeiten ca. 37°C.
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Die Steuerungsvorrichtung kann die vorabbestimmte Impedanz des berechtigen Fahrers mittels eines mathematischen Modells parametrisieren und dadurch wenigstens einen für den berechtigten Fahrer spezifischen Parameter bestimmen. Analog kann die Steuerungsvorrichtung auch die Impedanz des aktuellen Fahrers mittels des mathematischen Modells parametrisieren und dadurch wenigstens einen für den aktuellen Fahrer spezifischen Parameter bestimmten. Anschließend kann die Steuerungsvorrichtung beim Bestimmen der Abweichung der Impedanzen den jeweiligen für den aktuellen Fahrer spezifischen Parameter und den jeweiligen für den berechtigten Fahrer spezifischen Parameter miteinander vergleichen. Mit anderen Worten wird beim Bestimmen der Abweichung zwischen den Impedanzen die Abweichung zwischen den mit dem Modell ermittelten Parameter bestimmt bzw. ausgerechnet.
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Beim Bestimmen der spezifischen Parameter wird zweckgemäß dasselbe Modell verwendet. Das jeweilige Modell gibt dabei die Impedanz der menschlichen Haut über die jeweiligen spezifischen Parameter wieder. Die jeweiligen spezifischen Parameter beschreiben dabei charakteristische Eigenschaften der Haut und unterscheiden sich entsprechend von Mensch zu Mensch. Diese Parameter können demnach zum Identifizieren des Menschen genutzt werden. Die Modelle zum Parametrisieren der Impedanz der menschlichen Haut sind dem Fachmann bereits bekannt und werden hier nicht weiter beschrieben. So kann beispielweise die menschliche Haut mit dem Modell von Treagear oder mit dem Modell von Montague oder mit dem CPE-basierten Modell beschrieben werden. Ferner kann die menschliche Haut als eine Verteilung von Debye-Relaxationen und einen fraktalen Ausdruck approximiert werden. Dieses Modell wird öfters als Modell der Verteilung der Relaxationszeit (Englisch: Distribution of Relaxation Times) genannt. Das Parametrisieren an sich kann beispielweise mit der Methode der kleinsten Quadrate (Englisch: Least-Square Fit) oder mit der Methode der Partikelschwarmoptimierung (Englisch: Partikel Schwarm Optimization) oder mit ähnlichen Methoden erfolgen.
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Das Vorabbestimmen der Impedanz des berechtigten Fahrers liegt zeitlich vor dem Identifizieren des aktuellen Fahrers. Das Vorabbestimmen der Impedanz des berechtigten Fahrers kann dabei einmalig und vor dem Identifizieren des aktuellen Fahrers zeitlich unabhängig erfolgen. Mit anderen Worten kann die Impedanz des berechtigten Fahrers einmal und mehrere Stunden oder Tage oder Wochen vor dem ersten Identifizieren des aktuellen Fahrers erfolgen. Das Vorabbestimmen der Impedanz des berechtigten Fahrers kann grundsätzlich als ein Anlernvorgang der Steuerungsvorrichtung angesehen werden. Das Vorabbestimmen der Impedanz des berechtigten Fahrers kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Steuerungsvorrichtung oder vor der ersten Fahrt des erfolgen. Grundsätzlich ist es aber denkbar, dass das erneute Vorabbestimmen der Impedanz des berechtigten Fahrers oder das erstmalige Vorabbestimmen der Impedanz eines weiteren berechtigten Fahrers auch später erfolgt. Das Vorabbestimmen der Impedanz bzw. der Anlernvorgang können beispielweise in einem weiteren Schritt des Verfahrens zu einem beliebigen Zeitpunkt manuell initiiert werden.
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Für den berechtigten Fahrer kann die Steuerungsvorrichtung ein Nutzerprofil erstellen und in einem Sicherheitsmodul nicht flüchtig abspeichern. Das Nutzerprofil kann zumindest die vorabbestimmte Impedanz des berechtigten Fahrers und/oder den jeweiligen für den berechtigten Fahrer spezifischen Parameter umfassen. Das Sicherheitsmodul kann beispielsweise ein speziell geschützter Baustein wie ein sogenanntes Security-IC - beispielweise NXP Phantom NCJ38A0HN oder ähnlich - sein. Das Sicherheitsmodul kann auch ein Hardware-Security-Modul eines Mikrokontrollers - beispielweise Infineon Aurix - sein. Das Sicherheitsmodul kann insbesondere ein integrales und schwer erreichbares Steuergerät eines elektronischen Zündschlosses sein. Durch das nicht flüchtige Speichern in dem Sicherheitsmodul kann das Nutzerprofil vor Missbrauch - wie beispielweise vor einer unberechtigten Löschung - geschützt werden.
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Für das erstellte Nutzerprofil kann die Steuerungsvorrichtung eine persönliche Identifikationsnummer erstellen und die persönliche Identifikationsnummer in dem Sicherheitsmodul zusammen mit dem Nutzerprofil nicht flüchtig abspeichern. Eine Änderung des abgespeicherten Nutzerprofils kann dann durch die Steuerungsvorrichtung ausschließlich nach der Eingabe der richtigen persönlichen Identifikationsnummer freigegeben werden. Durch die persönliche Identifikationsnummer bzw. PIN kann das Nutzerprofil vor Missbrauch - wie beispielweise vor einer unberechtigten Löschung - geschützt werden. Eine Abfrage bzw. Eingabe der persönlichen Identifikationsnummer kann beispielweise über einen Monitor der Steuerungsvorrichtung oder über ein mobiles Endgerät erfolgen. Die persönliche Identifikationsnummer wird insbesondere beim Erstellen und beim Löschen des Nutzerprofils benötigt.
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Das Bestimmen der Impedanz des aktuellen Fahrers kann die Steuerungsvorrichtung - wie oben bereits beschrieben - mit einer Messeinheit durchführen. Das Bestimmen der Abweichung und das Vergleichen der Abweichung mit dem vorgegebenen Toleranzbereich kann die Steuerungsvorrichtung in einem von der Messeinheit physisch getrennten Sicherheitsmodul durchführen. Das Sicherheitsmodul kann dabei wie oben beschrieben ausgebildet sein.
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Um die Sicherheit des Verfahrens zu erhöhen, kann die Steuerungsvorrichtung eine Impedanz eines Identifikationsschaltkreises mit der Impedanz des aktuellen Fahrers oder getrennt davon bestimmen. Dann kann die Steuerungsvorrichtung eine Abweichung zwischen der aktuell bestimmten Impedanz des Identifikationsschaltkreises und einer vorabbestimmten Impedanz des Identifikationsschaltkreises vergleichen. Wenn die Abweichung innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, so wird die Manipulation des Identifikationsschaltkreises als nicht vorliegend angenommen und die Fahrtfreigabe erteilt. Wenn die Abweichung außerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, wird die Manipulation des Identifikationsschaltkreises als vorliegend angenommen und die Fahrtfreigabe nur eingeschränkt oder nicht erteilt.
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Der Identifikationsschaltkreis kann ein Teil der oben beschriebenen Messeinheit der Sicherungsvorrichtung sein und allein oder in Serienschaltung mit der Messfläche vermessen werden. Dazu kann die Messeinheit einen entsprechend verschalteten Schalter aufweisen. In der einen Position des Schalters können die Messfläche am Lenkrad des Fahrzeugs und der Identifikationsschaltkreis seriell miteinander und mit der Messschaltung geschaltet sein und in der anderen Position des Schalters kann nur der Identifikationsschaltkreis seriell mit der Messschaltung geschaltet sein. Der Schalter kann dabei ein Transistor oder ein MOSFET oder ein Relais oder ein anderer elektrischer Schalter sein. Da die von der Messschaltung an der Messfläche erfasste Änderung der Impedanz gering ist, kann das Relais dazu besonders geeignet sein.
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Die Impedanz des Identifikationsschaltkreises kann mittels eines mathematischen Modells - beispielweise mittels einer Verteilung von Debye-Relaxationen - parametrisiert und die Identifikationsmerkmale des Identifikationsschaltkreises aus dem Modell bestimmt werden. Dabei wird die Tatsache genutzt, dass die gleichen Schaltkreise bzw. die Schaltkreise mit gleichen Elementen voneinander abweichende Identifikationsmerkmale aufweisen und dadurch voneinander eindeutig unterschieden werden können. Der Identifikationsschaltkreis kann dabei wenigstens zwei Elemente - beispielweise eine Spule und/oder einen ohmschen Widerstand und/oder einen Kondensator - aufweisen, die miteinander beliebig verschaltet sein können. Insbesondere kann der Identifikationsschaltkreis einen ohmschen Widerstand und einen Kondensator aufweisen, die zusammen eine Verteilung von Debye-Relaxationen darstellen und besonders gut identifizierbar sind. Die Elemente können insbesondere so gewählt werden, dass die Verteilung von Debye-Relaxationen dieser Elemente mit Frequenzen charakterisiert ist, die zwei bis drei Dekaden vor und/oder nach den üblichen Werten der Impedanz des aktuellen Fahrers liegen.
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Die Impedanz bzw. die eindeutigen Identifikationsmerkmale des Identifikationsschaltkreises können bereits am Werk vorabbestimmt und in der Steuerungsvorrichtung - beispielweise in dem oben beschriebenen Sicherheitsmodul - nicht flüchtig gespeichert werden.
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Der Identifikationsschaltkreis kann an sich physisch schwer erreichbar - beispielweise vergossen - ausgestaltet sein. Der Identifikationsschaltkreis kann insbesondere im Lenkrad des Fahrzeugs verbaut sein. Mittels des Identifikationsschaltkreises kann dann sowohl eine Manipulation des Identifikationsschaltkreises als auch der Tausch des Lenkrads mit dem Identifikationsschaltkreis erkannt werden.
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Die Steuerungsvorrichtung kann nach der Fahrtfreigabe in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs die Impedanz des als berechtigt identifizierten Fahrers kontinuierlich bestimmten. Dann kann das Nutzerprofil des berechtigten Fahrers entsprechend der bestimmten Impedanz kontinuierlich anpasst werden. Dadurch kann eine zeitliche Änderung der Impedanz des berechtigten Fahrers berücksichtigt werden und die Robustheit des Identifizierens erhöht werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Steuerungsvorrichtung zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens ausgelegt ist. Die Steuerungsvorrichtung kann eine Messeinheit zum Bestimmen der Impedanz aufweisen. Die Messeinheit kann eine Messschaltung und eine Messfläche aufweisen. Zusätzlich kann die Messeinheit auch einen Identifikationsschaltkreis und einen elektrischen Schalter aufweisen. Der Schalter kann dabei derart schaltbar sein, dass die Messfläche und der Identifikationsschaltkreis seriell miteinander und mit der Messschaltung geschaltet sind oder allein der Identifikationsschaltkreis seriell mit der Messschaltung geschaltet ist. Die Steuerungsvorrichtung kann ein Sicherheitsmodul aufweisen. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird an dieser Stelle auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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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.
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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 Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch:
- 1 eine Ansicht eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung;
- 2 ein Schaltschema einer Messeinheit der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung;
- 3 ein Schema eines Anlernvorgangs in einem erfindungsgemäßen Verfahren;
- 4 ein allgemeines Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung 2. Die Steuerungsvorrichtung 2 ist zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens 3 zur Fahrtfreigabe des Fahrzeugs 1 für einen Fahrer ausgelegt. Das Verfahren 3 wird im Folgenden anhand 3 und 4 näher erläutert. Die Steuerungsvorrichtung 2 umfasst dabei eine Messeinheit 4 mit einer Messfläche 5, die an einem Lenkrad 6 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Befinden sich auf der Messfläche 5 der Messeinheit Hände des Fahrers, so kann die Messeinheit 4 die Berührung des Lenkrads 6 feststellen und eine Impedanz des Fahrers erfassen. Die Messeinheit 4 wird im Folgenden anhand 2 näher erläutert. Die Steuerungsvorrichtung 2 umfasst zudem ein Sicherheitsmodul 7, das schwer erreichbar und manipulationssicher ist. Das Sicherheitsmodul 7 ist insbesondere zur Speicherung und zur Bearbeitung sicherheitsrelevanten Daten in dem Verfahren 3 ausgelegt.
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2 zeigt ein Schaltschema der Messeinheit 4 der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung 2. Wie oben bereits beschrieben, weist die Messeinheit 4 die Messfläche 5 zum Bestimmen der Impedanz des Fahrers auf. Ferner weist die Messeinheit 4 eine Messschaltung 8 und einen Identifikationsschaltkreis 9 auf. Zudem ist in der Messeinheit 4 ein elektrischer Schalter 10 vorgesehen, der beispielsweise ein Transistor oder ein MOSFET oder ein Relais oder ein anderer elektrischer Schalter ist. Der Schalter 10 schaltet dabei in einer Position A die Messfläche 5, die Messschaltung 8 und den Identifikationsschaltkreis 9 seriell miteinander. In einer Position B schaltet der Schalter 10 die Messschaltung 8 und den Identifikationsschaltkreis 9 seriell miteinander. Die Messfläche 5 bleibt dabei ausgeschaltet.
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In dem Identifikationsschaltkreis 9 können mehrere Elemente - beispielweise ein ohmscher Widerstand und/oder eine Spule und/oder ein Kondensator - beliebig miteinander verschaltet sein. Dadurch weist der Identifikationsschaltkreis 9 eindeutige Identifikationsmerkmale 11a, 11b, 11c auf und kann eindeutig identifiziert werden. Die Identifikationsmerkmale 11a, 11b, 11c können dabei mittels eines Modells - beispielweise mittels einer Verteilung von Debye-Relaxationen - aus der Impedanz des Identifikationsschaltkreises 9 bestimmt werden. Der Identifikationsschaltkreis 9 ist nach außen schwer erreichbar - beispielweise vergossen - ausgebildet.
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3 zeigt ein Schema des Vorabbestimmens einer Impedanz des berechtigten Fahrers bzw. eines Anlernvorgangs der Steuerungsvorrichtung 2 in dem erfindungsgemäßen Verfahren 3. Im Schritt A wird der Anlernvorgang gestartet. Im Schritt B wird eine Impedanz F des berechtigten Fahrers mittels der Messeinheit 4 gemessen. Zusätzlich können auch die Umgebungsparameter wie beispielweise Feuchtigkeit und Temperatur erfasst und deren Einfluss auf die gemessene Impedanz F des berechtigten Fahrers rausgerechnet werden. Im Schritt C wird die gemessene Impedanz F des berechtigten Fahrers in einem mathematischen Modell parametrisiert und wenigstens ein für den berechtigten Fahrer spezifischer Parameter bestimmt. Im Schritt D wird für den berechtigten Fahrer ein Nutzerprofil erstellt und eine persönliche Identifikationsnummer für das Nutzerprofil erstellt. Im Schritt E wird das Nutzerprofil mit der Impedanz F bzw. mit dem jeweiligen spezifischen Parameter der Impedanz F und die persönliche Identifikationsnummer in dem Sicherheitsmodul 7 der Steuerungsvorrichtung 2 nicht flüchtig gespeichert. Das Nutzerprofil kann ausschließlich nach der Eingabe der richtigen Identifikationsnummer geändert werden.
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4 zeigt ein allgemeines Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens 3. In Schritt G wird das Verfahren 3 beispielweise durch Auflegen von Händen auf das Lenkrad 6 des Fahrzeugs 1 gestartet. Im Schritt H wird eine Impedanz des aktuellen Fahrers mittels der Messeinheit 4 gemessen. Zusätzlich können auch die Umgebungsparameter wie beispielweise Feuchtigkeit und Temperatur erfasst und deren Einfluss auf die gemessene Impedanz des aktuellen Fahrers berücksichtigt werden. Im Schritt J wird die gemessene Impedanz des aktuellen Fahrers mit der vorabbestimmten Impedanz F des berechtigten Fahrers verglichen. Liegt die Abweichung zwischen der gemessenen Impedanz des aktuellen Fahrers und der vorabbestimmten Impedanz F des berechtigten Fahrers außerhalb eines Toleranzbereichs, so wird im Schritt K der aktuelle Fahrer als der nicht berechtigte Fahrer erkannt und die Fahrtfreigabe nur eingeschränkt oder nicht erteilt. Liegt die Abweichung zwischen der gemessenen Impedanz des aktuellen Fahrers und der vorabbestimmten Impedanz F des berechtigten Fahrers innerhalb des Toleranzbereichs, so wird im Schritt L der aktuelle Fahrer als der berechtigte Fahrer erkannt und die Fahrtfreigabe erteilt. Im Schritt J können auch mehrere Nutzerprofile nacheinander überprüft werden bzw. die gemessene Impedanz des aktuellen Fahrers mit vorabbestimmten Impedanzen F aus mehreren vorabgespeicherten Nutzerprofilen verglichen werden. Anschließend kann im Schritt M die Steuerungsvorrichtung 2 die individuellen Fahrereinstellungen - beispielweise eine Sitzeinstellung und/oder eine Spiegeleinstellung und/oder eine Fahrdynamik und/oder ein Valet-Service und/oder eine Fahrrauminitiierung - des als berechtigt identifizierten Fahrers laden.
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Der Anlernvorgang bzw. das Vorabbestimmen der Impedanz des berechtigten Fahrers in den Schritten A bis E gemäß 3 wird in dem Verfahren 3 zeitlich vor den weiteren Schritten G bis L gemäß 4 vorgenommen. Mit anderen Worten muss zum Ausführen der Schritte G bis L gemäß 4 zumindest ein in den Schritten A bis E gemäß 3 erstellte Nutzerprofil in dem Sicherheitsmodul 7 vorhanden sein. Weitere Nutzerprofile können jedoch zur beliebigen weiterer Zeit erstellt und in dem Sicherheitsmodul 7 gespeichert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8725230 B2 [0002]
- DE 102020005758 A1 [0002]
