DE102022212921B3 - Bestimmung einer Position (PT) eines Fahrzeugschlüssels (K) - Google Patents

Bestimmung einer Position (PT) eines Fahrzeugschlüssels (K) Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Position (PT) eines Fahrzeugschlüssels (K) insbesondere Funkschlüssel und/oder keyfob und/oder Smartphone, relativ zu einem Fahrzeug (F), wobei mehrere Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) seitens des Fahrzeugs (F) vorgesehen sind zur Bestimmung je einer Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) zwischen dem jeweiligen Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) und dem Fahrzeugschlüssel (K),wobei mehrere Vergleichspunkte (V1, V2, V3, V4) im Raum definiert sind, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, dass für jeden Vergleichspunkt (V1, V2, V3, V4) seine Vergleichspunkt-Distanzen (VD1-VD8) zu Transceivern (TR1, TR2, TR3, TR4) die eine Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) zum Fahrzeugschlüssel bestimmen konnten, als Vergleichspunkt-Distanz-Summe addiert werden, wobei zwei Quadranten (Fig.5: Q3, Q4) für deren jeweiligen Vergleichspunkt die geringsten Vergleichspunkt-Distanz-Summen bestimmt wurden als ausgewählte Quadranten (Q3, Q4) definiert werden,wobei aus aufgrund Fahrzeugschlüssel-Distanzen (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) möglichen Fahrzeugschlüssel-Positionen (PT, PW) in ausgewählten Quadranten (Q3, Q4) die Fahrzeugschlüssel-Position (PT) als tatsächliche Fahrzeugschlüssel-Position (PT) angenommen wird zu der die kleinste Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) von einem Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) ermittelt wurde.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Fahrzeugschlüssels, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugzugangs-System.
  • DE 11 2020 005 522 T5 betrifft ein System, bei welchem die Summen der bestimmten bzw. gemessenen Fahrzeugschlüssel-Distanzen in Relation zu den beteiligten Transceivern verwendet werden, um eine Aussage über die Fahrzeugschlüssel-Positionen zu gewinnen.
  • Aufgabe der Erfindung ist eine Optimierung der Bestimmung der zutreffenden Position eines Fahrzeugschlüssels relativ zum Fahrzeug. Die Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung können insbesondere eine Bestimmung einer Position eines Fahrzeugschlüssels (insbesondere Funkschlüssel/Keyfob/Smartphone) relativ zu einem Fahrzeug optimieren.
  • Weitere Merkmale und Vorteile einiger vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Dabei zeigt beispielhaft zur Veranschaulichung von einigen möglichen Ausgestaltungen der Erfindung, jeweils vereinfachend schematisch:
    • 1 schematisch vereinfachend ein Fahrzeug mit mehreren Transceivern zur Bestimmung einer Position eines Fahrzeugschlüssels,
    • 2 zwei erfolgreich eine Distanz zu einem Fahrzeugschlüssel messende Transceiver,
    • 3 vier Quadranten um ein Fahrzeug mit je einem Vergleichspunkt darin,
    • 4 vier Vergleichspunkte für ein Fahrzeug,
    • 5 Distanzen von erfolgreich eine Distanz zu einem Fahrzeugschlüssel messende Transceiver und deren Distanzen zu Vergleichspunkten,
    • 6 Quadranten, welche am wahrscheinlichsten zutreffend sind als Fahrzeugschlüsselposition aufgrund der geringsten Vergleichspunkt-Distanz-Summen von Vergleichspunkt-Distanzen zu Transceivern, die eine Fahrzeugschlüssel-Distanz zum Fahrzeugschlüssel erfolgreich bestimmen konnten,
    • 7 eine Bestimmung der zutreffenden Position eines Fahrzeugschlüssels mit Hilfe eines außerhalb der Symmetrieachsen des Fahrzeugs angeordnetem weiteren Transceivers, falls dieser erfolgreich eine Fahrzeugschlüssel-Distanz misst.
  • 1 zeigt ein Fahrzeug F (insbesondere Kraftfahrzeug, insbesondere PKW oder LKW) mit mehreren Fahrzeug-Transceivern TR1, TR2, TR3, TR4, welche durch Senden und Empfangen von (z.B. UWB) Signalen zu einem Fahrzeugschlüssel K jeweils ihre Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1, ToF2,ToF3, ToF4 zum Fahrzeugschlüssel K (insbesondere zum Öffnen und/oder Starten des Fahrzeugs) bestimmen.
  • Die Distanzen können beispielsweise durch eine oder mehrere Laufzeitmessungen (von Signallaufzeiten vom Transceiver zum Fahrzeugschlüssel und/oder vom Fahrzeugschlüssel zum Transceiver) also „time of flight“ Methoden berücksichtigt werden, insbesondere durch sogenanntes „ranging“ bei welchem z.B. zwei oder drei oder mehr Signal-Laufzeiten je Transceiver berücksichtigt werden zur Bestimmung einer Distanz vom Fahrzeugschlüssel zum Transceiver.
  • Die Signale können z.B. sogenannte UWB oder ultra wide band Signale sein. Aus mehreren gemessenen Fahrzeugschlüssel-Distanzen ToF1, ToF2,ToF3, ToF4 von je einem der Fahrzeug-Transceiver TR1, TR2, TR3, TR4 zu einem Fahrzeugschlüssel K kann eine Fahrzeugschlüssel-Position (relativ zum Fahrzeug, inklusive links/rechts/vorne/hinten) durch Multilateration, z.B. Trilateration, Centroid Algorithmen, Levenberg/Marquardt Algorithmen etc. bestimmt werden.
  • Z.B. kann die vermutete falsche (PW) oder zutreffende (PT) Position PW, PT eines Fahrzeugschlüssels K sich wie in 1 auf einem Kreis mit dem Radius einer Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1 um einen diese messenden Transceiver TR1 befinden und außerdem auf einem Kreis mit dem Radius einer Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF2 um einen diese messenden weiteren Transceiver TR2 befinden, und ggf. in manchen Fällen auch außerdem auf einem Kreis mit dem Radius einer Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF3 um mindestens einen dritten diese messenden weiteren Transceiver TR3 befinden.
  • Hier liegen die vermutete falsche (PW) oder zutreffende (PT) Position eines Fahrzeugschlüssels K jeweils auf einem Schnittpunkt mindestens zweier Kreise. Bei nur zwei erfolgreichen Messungen einer Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1 gibt es aber zwei Schnittpunkte von Kreisen, also zwei mögliche Position PW, PT eines Fahrzeugschlüssels K, z.B. links oder rechts vom Fahrzeug K, wobei nur eine richtig ist und z.B. das Öffnen der richtigen Türe (links oder rechts oder gar nicht) eines Fahrzeugs K autorisiert werden soll.
  • Bei drei sich schneidenden Kreisen (und erfolgreich gemessenen Fahrzeugschlüssel-Distanzen ToF1, ToF2, ToF3) ist die Bestimmung der zutreffenden Position PT eines Fahrzeugschlüssels K also eher leichter als bei nur zwei sich schneidenden Kreisen (und erfolgreich gemessenen Fahrzeugschlüssel-Distanzen ToF1, ToF2).
  • In 1 sind die Fahrzeug-Transceiver TR1, TR2, TR3 erfolgreich damit, zu einem Fahrzeugschlüssel K jeweils ihre Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1, ToF2,ToF3 zu bestimmen, der Fahrzeug-Transceiver TR4 aber nicht.
  • Fahrzeug-Transceiver TR1, TR2, TR3, TR4, (TR5) können z.B. un-erfolgreich (erfolglos) damit sein, zu einem Fahrzeugschlüssel K jeweils ihre Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1, ToF2,ToF3 zu bestimmen aufgrund Störungen wie Reflektionen, Dämpfung, Abschattung oder anderen Problemen.
  • In 2 sind nur die beiden Fahrzeug-Transceiver TR1, TR2 erfolgreich damit, zu einem Fahrzeugschlüssel K jeweils ihre Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1, ToF2 zu bestimmen, die Fahrzeug-Transceivern TR3, TR4 aber nicht. Um nun dennoch die zutreffenden Position PT eines Fahrzeugschlüssels K zu bestimmen, z.B. auch ob dieser links oder rechts und/oder vorne oder hinten am Fahrzeug F befindlich ist, werden vier Quadranten Q1, Q2, Q3, Q4 mit je einem von vier Vergleichspunkten V1, V2, V3, V4 im Raum (in der dargestellten Ebene) verwendet:
  • Wie in 4 beispielhaft gezeigt können die vier Vergleichspunkte V1, V2, V3, V4 z.B. die Mittelpunkte oder Eckpunkte von Quadranten Q1, Q2, Q3, Q4 sein und/oder gleichen Abstand zur räumliche Fahrzeugmitte des Fahrzeugs F aufweisen. Z.B. kann der Vergleichspunkt V1 im Quadranten Q1, der Vergleichspunkt V2 im Quadranten Q2 , der Vergleichspunkt V3 im Quadranten Q3, der Vergleichspunkt V4 im Quadranten Q4 liegen.
  • Wie in 5 beispielhaft gezeigt können für jeden Vergleichspunkt V1, V2, V3, V4 seine Vergleichspunkt-Distanzen VD1-VD8 zu Transceivern TR1, TR2, welche eine Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1, ToF2 zum Fahrzeugschlüssel K erfolgreich bestimmen konnten, als Vergleichspunkt-Distanz-Summe addiert werden.
  • Vergleichspunkt-Distanzen VD1-VD8 (zwischen z.B. allen Vergleichspunkten V1, V2, V3, V4 und allen Transceivern TR1, TR2, TR3, TR4) können z.B. in einer Vorrichtung (Rechner, Steuerung) des Fahrzeugs F gespeichert sein, und z.B. einmal z.B. beim Bau des Fahrzeugs per ToF Messung oder anders gemessen worden sein.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in 5 können z.B. zwei Quadranten Q3, Q4 für deren jeweiligen Vergleichspunkt V3, V4 die geringsten Vergleichspunkt-Distanz-Summen (zu Transceivern TR2, TR3 die hier als einzige erfolgreich Fahrzeugschlüssel-Distanzen messen) bestimmt werden, als ausgewählte Quadranten definiert werden, wobei dann aus aufgrund Fahrzeugschlüssel-Distanzen möglichen Fahrzeugschlüssel-Positionen PT, PW in ausgewählten Quadranten Q3, Q4 diejenige Fahrzeugschlüssel-Position PT als tatsächliche Fahrzeugschlüssel-Position PT angenommen wird, zu der die kleinste Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1 von einem Transceiver TR1 ermittelt wurde (verglichen mit den anderen Transceivern die eine Fahrzeugschlüssel-Distanz erfolgreich bestimmen).
  • 6 zeigt zwei Quadranten Q3, Q4 welche am wahrscheinlichsten zutreffend sind aufgrund der geringsten Vergleichspunkt-Distanz-Summen von Vergleichspunkt-Distanzen VD1-VD8 zu Transceivern TR1, TR2, welche eine Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1, ToF2 zum Fahrzeugschlüssel K bestimmen konnten.
  • Also wird angenommen dass sich die zutreffende Position PT des Fahrzeugschlüssels K in diesen Quadranten Q3, Q4 befindet. Also aufgrund der gemessenen Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF1, ToF2 am Punkt PT. Also rechts vom Fahrzeug, also soll die Fahrzeugtüre rechts geöffnet werden, aber nicht die Fahrzeugtüre links.
  • 7 zeigt eine weitere Lösung, bei welcher ein weiterer Transceiver TR5 verwendet wird, welcher sich außerhalb der Längsachse des Fahrzeugs F, also hier etwas seitlich und eher hinten, befindet, und dessen Messung einer Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF5 zur Bestimmung der zutreffenden Position PT des Fahrzeugschlüssels K verwendet werden kann, falls der weitere Transceiver TR5 erfolgreich ist mit der Messung einer Fahrzeugschlüssel-Distanz ToF5 (also trotz Funkstörungsproblemen etc). Hingegen ist in 7 je ein Paar von zwei Transceivern TR1, TR2; TR3, TR4 symmetrisch zur Längsmittelsachse des Fahrzeugs F angeordnet. Je ein Paar von zwei Transceivern TR2, TR3 ist symmetrisch zur Quermittelsachse des Fahrzeugs angeordnet, was die o.g. Probleme und Lösungen nach Ausgestaltungen der Erfindung ergeben kann.

Claims (11)

  1. Vorrichtung (F) zur Bestimmung einer Position (PT) eines Fahrzeugschlüssels (K) insbesondere Funkschlüssel und/oder Keyfob und/oder Smartphone, relativ zu einem Fahrzeug (F), wobei mehrere Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) seitens des Fahrzeugs (F) vorgesehen sind zur Bestimmung je einer Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) zwischen dem jeweiligen Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) und dem Fahrzeugschlüssel (K), wobei mehrere Vergleichspunkte (V1, V2, V3, V4) im Raum definiert sind, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, dass für jeden Vergleichspunkt (V1, V2, V3, V4) seine Vergleichspunkt-Distanzen (VD1-VD8) zu Transceivern (TR1, TR2, TR3, TR4) die eine Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) zum Fahrzeugschlüssel bestimmen konnten, als Vergleichspunkt-Distanz-Summe addiert werden, wobei zwei Quadranten (5: Q3, Q4) für deren jeweiligen Vergleichspunkt die geringsten Vergleichspunkt-Distanz-Summen bestimmt wurden als ausgewählte Quadranten (Q3, Q4) definiert werden, wobei aus aufgrund Fahrzeugschlüssel-Distanzen (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) möglichen Fahrzeugschlüssel-Positionen (PT, PW) in ausgewählten Quadranten (Q3, Q4) die Fahrzeugschlüssel-Position (PT) als tatsächliche Fahrzeugschlüssel-Position (PT) angenommen wird, zu der die kleinste Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) von einem Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) ermittelt wurde.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestimmung der Fahrzeugschlüssel-Distanzen (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) zu Transceivern (TR1, TR2, TR3, TR4) jeweils durch eine Ranging Messung und/oder UWB basiert vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiefpassfilter oder Kalmannfilter vorgesehen ist zum Bestimmen der wahrscheinlichsten Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4), vorzugsweise aufgrund vermuteter Geschwindigkeit des Fahrzeugschlüssels (K) relativ zum Fahrzeug (F).
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fahrzeugschlüssel-Distanzen (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4), auch oder nur bei versuchtem Öffnen einer Tür des Fahrzeugs (F) zur Berechtigungsprüfung bestimmt werden.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fahrzeugschlüssel-Distanzen (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) wiederholt oder fortlaufend gemessen werden.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewichtungsentscheidung für mehrere / alle erfolgreich eine Fahrzeugschlüssel-Distanzen (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) bestimmenden Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) vorgesehen ist, um die tatsächliche Fahrzeugschlüssel-Position (PT) aus mehreren möglichen zutreffenden (PT) und unzutreffenden (PW) Fahrzeugschlüssel-Positionen (PT, PW) auszuwählen.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Vergleichspunkt seine Vergleichspunkt-Distanzen (VD1-VD8) zu Transceivern (TR1, TR2, TR3, TR4) die eine Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) zum Fahrzeugschlüssel (K) bestimmen konnten, bestimmt werden, als Vergleichspunkt-Distanz-Summe addiert werden,
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere vier, Vergleichspunkte (V1, V2, V3, V4) im Raum definiert sind, die vorzugsweise alle die Mittelpunkte oder alle die Eckpunkte von Quadranten (Q1, Q2, Q3, Q4) mit gleichem Abstand zur räumliche Fahrzeugmitte des Fahrzeugs (F) bilden.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der tatsächliche Fahrzeugschlüssel-Position (PT) die Seite des Fahrzeugs (F) auf der sich der Fahrzeugschlüssel (K) befindet bestimmt wird, insbesondere links oder rechts und/oder vorne oder hinten, insbesondere um in Abhängigkeit davon das Öffnen einer seitlichen oder hinteren Fahrzeugtüre des Fahrzeugs (F) zu erlauben.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je mindestens ein Paar von zwei Transceivern (TR1, TR2) symmetrisch zur Längsmittelsachse des Fahrzeugs (F) und/oder mindestens ein Paar von zwei Transceivern (TR2, TR3) symmetrisch zur Quermittelsachse des Fahrzeugs (F) angeordnet ist.
  11. Verfahren zur Bestimmung einer Position (PT) eines Fahrzeugschlüssels (K) insbesondere mit einem Funkschlüssel und/oder keyfob und/oder Smartphone, relativ zu einem Fahrzeug (F), wobei mehrere Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) seitens des Fahrzeugs (F) verwendet werden zur Bestimmung je einer Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) zwischen dem jeweiligen Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) und dem Fahrzeugschlüssel (K), wobei mehrere Vergleichspunkte (V1, V2, V3, V4) im Raum definiert sind, wobei für jeden Vergleichspunkt (V1, V2, V3, V4) seine Vergleichspunkt-Distanzen (VD1-VD8) zu Transceivern (TR1, TR2, TR3, TR4) die eine Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) zum Fahrzeugschlüssel bestimmen konnten, als Vergleichspunkt-Distanz-Summe addiert werden, wobei zwei Quadranten (Q1, Q2, Q3, Q4) für deren jeweiligen Vergleichspunkt die geringsten Vergleichspunkt-Distanz-Summen bestimmt wurden als ausgewählte Quadranten (Q1, Q2, Q3, Q4) definiert werden, wobei aus aufgrund Fahrzeugschlüssel-Distanzen (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) möglichen Fahrzeugschlüssel-Positionen (PT, PW) in ausgewählten Quadranten (Q1, Q2, Q3, Q4) die Fahrzeugschlüssel-Position (PT) als tatsächliche Fahrzeugschlüssel-Position (PT) angenommen wird, zu der die kleinste Fahrzeugschlüssel-Distanz (ToF1, ToF2,ToF3, ToF4) von einem Transceiver (TR1, TR2, TR3, TR4) ermittelt wurde.
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