DE10246803B4

DE10246803B4 - Verfahren zur Überwachung des Innen- und Außenraums eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE10246803B4
Application number: DE2002146803
Authority: DE
Inventors: Janos Dr. Gila; Klaus Dr. Hofbeck; Thomas Klement; Wolfgang Konrad; Wolfgang Piesch; Birgit Dr. Rösel; Arnd Stielow
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: DE10246803A1

Abstract

Verfahren zur Überwachung des Innen- und Außenraums eines Fahrzeuges, welches im Mikrowellenbereich über Antennen (7, 13) Signale empfängt und/oder aussendet und empfängt,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) die Antennen (7, 13) zum Senden und Empfangen abwechselnd angesteuert werden,
b) wenigstens eine Sende- und Empfangseinheit (5) im Bereich der Antennen angeordnet wird und
c) die wenigstens eine Sende- und Empfangseinheit (5) mit wenigstens einer der Antennen (7, 13) für den Außenraum und den Innenraum elektromagnetisch gekoppelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Innen- und Außenraums eines Fahrzeuges, sowie ein Steuersystem und eine Anordnung von Antennen in einem Fahrzeug zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Derartige Verfahren werden in der Fahrzeugtechnik beispielsweise zur Realisierung von funkbasierten Zugangskontroll- bzw. Schließ- und Startsystemen verwendet, so dass der Zugang und die Benutzung (Wegfahrsperre) nur bei Nachweis einer Berechtigung ermöglicht wird.

Herkömmliche Zugangskontrollsysteme bestehen aus einem elektronischen Schlüssel, einem so genannten ID-Geber, der von einer Bedienperson mitgeführt wird und einer Sende- und Empfangsstation im Fahrzeug die eine Annäherung eines ID-Gebers detektiert und daraufhin mit diesem kommuniziert.

Bisher sind verschiedene Übertragungsarten üblich, wie beispielsweise Niederfrequenzsysteme im Frequenzbereich von 125 kHz oder auch Hochfrequenzsysteme im Frequenzbereich von 433 MHz oder 868 MHz.

In der jüngsten Zeit entstand die Forderung nach höherer Reichweite bei geringerem Ruhestrombedarf. In der DE 199 57 536 A1 ist hierfür ein Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches im Mikrowellen- bzw. GHz-Frequenzbereich arbeitet.

Allerdings ergeben sich aus der zu niederfrequenteren Systemen vergleichsweise großen Reichweite Probleme bei der Zuordnung des ID-Gebers zu Außen- oder Innenraum des Fahrzeuges. In der DE 199 57 536 A1 ist zur Bestimmung der Position des ID-Gebers beispielsweise vorgeschlagen durch kontinuierliche Auswertung mehrerer aufeinanderfolgender Messungen Entfernungsänderungen zu bestimmen.

Aus den Entfernungswerten und den zugehörigen Entfernungsänderungen kann dann über eine Triangulationsberechnung die genaue Position des ID-Gebers bestimmt werden. Nachteiligerweise ist eine Positionsbestimmung des ID-Gebers zur Überwachung und Unterscheidung des Innen- und Außenraums aufwändig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung des Innen- und Außenraums eines Fahrzeuges zu schaffen, welches im Mikrowellenbereich, also im Bereich über oder gleich 1 GHz (insbesondere ISM Bänder), über Antennen Signale empfängt und/oder aussendet, das auf einfache Art und Weise eine verbesserte Unterscheidung von Innen- und Außenraum ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Steuersystem zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruch 3 und eine Anordnung von Antennen gemäß Anspruch 9 gelöst.

Durch das abwechselnde Ansteuern mehrerer Antennen kann vorteilhafterweise auf einfache Art und Weise unterschieden werden, mit welcher Antenne oder mit welchen Antenne Signale eines im Empfangsbereich befindlichen ID-Gebers empfangen werden.

Hierbei kann beispielsweise unterschieden werden, ob ein Signal von einer nach innen gerichteten Antenne, also einer Antenne für den Fahrzeuginnenraum, oder einer nach außen gerichteten Antenne, also einer Antenne für den Fahrzeugaußenraum, empfangen wurde.

Es ist aber auch denkbar, dass hierdurch eine genauere Positionierung innerhalb des Innen- oder Außenraums erfolgt, indem beispielsweise über eine Antenne für den Fahrzeugaußenraum in der Fahrertür ein Signal empfangen wird, so dass auch ohne aufwändige Berechnung aufgrund des einzigen empfangenen Signals oder zusätzlich über einen Empfangsstärkenvergleich geschlossen werden kann, dass eine ID-Geber sich in der Nähe der Fahrzeugtür, also links vom Fahrzeug, befindet.

In einer Ausführungsform der Erfindung befinden sich die Antennen für den Außenraum in den Fahrzeugecken, beispielsweise in den oder im Bereich der Stoßfänger, Lichter, Radhäuser u.ä., so dass beide Kegel bzw. Bereiche einer Antenne in den Außenraum gerichtet sind.

Hierdurch entsteht vorteilhafterweise eine gute Rundumcharakteristik für den Außenraum. Die wenigstens eine Antenne für den Innenraum kann in einer solchen Ausführungsform im Innenraum selbst zentral, beispielsweise am Fahrzeughimmel, in der Mittelkonsole oder an ähnlichen Orten, angeordnet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Antennen für den Außenraum tief liegend am Fahrzeug angeordnet. Hierdurch treten weniger Mehrfachreflexionen auf, wie sich durch Versuchsmessungen überraschenderweise nachweisen ließ.

In einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung befinden sich die Antennen für den Außen- und Innenraum jeweils in den Fahrzeugflanken und im Fahrzeugheck. Hierbei können Innen- und Außenraumantennen eines Standortes jeweils mit einer im Bereich dieser Antennen angeordneten Sende- und Empfangseinheit verbunden sein.

Diese Verbindung kann direkt elektrisch erfolgen oder auch elektromagnetisch gekoppelt sein, so dass sich die Antennen vorteilhafterweise ohne besonderen Verkabelungsaufwand auch in geringer Entfernung voneinander, insbesondere an der Innenseite der Türverkleidung oder des Außenblechs, befinden können.

Hierdurch können vorteilhafterweise durch möglichst wenige Antennen und damit geringen Aufwand sowohl Innen- als auch Außenraum überwacht werden. Zudem kann hierdurch bei einer abwechselnden Ansteuerung aufgrund der unterschiedlichen Abstrahlung und fehlenden Überschneidung der Antennencharakteristiken (nach innen bzw. nach außen gerichtet) der Innenraum vom Außenraum besonders gut abgegrenzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Fahrzeugflanke mit einer Antennenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung;
2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 1 und
3 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Antennenanordnung nach der Erfindung.
In einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung ist gemäß 1 eine Sende- und Empfangseinrichtung 5 (mit damit gekoppelten Reflektoren bzw. Antennen 7 und 13) in einer Fahrzeugseite 1 (links), insbesondere der im Inneren bzw. im Hohlraum einer Fahrzeugtür 3 angeordnet.
Wie in 2 ersichtlich, befindet sich in der Fahrzeugtür (links vorne) nicht nur die Sende- und Empfangseinheit 5, sondern auch zwei mit der Sende- und Empfangseinheit 5 verbundene Antennen 7 und 13.
Die Antenne 7 ist hierbei nach außen gerichtet und befindet sich beispielsweise an der Türinnenseite eines Türblechs 9. Die Antenne 13 ist dagegen nach innen (Fahrzeuginnenraum) gerichtet und befindet sich an der Türinnenseite einer Türverkleidung 15.
Entsprechend kann durch die Antenne 13 der Innenraum, insbesondere der Fahrersitz, und durch die Antenne 7 der Außenraum im Bereich der Tür 3 abgedeckt werden, um diese Räume bzw. Bereiche zu überwachen.
Wie in 2 dargestellt, kann eine der Antennen, beispielsweise die Antenne 7 an derselben Stelle wie die Sende- und Empfangseinheit 5 angeordnet sein, baulich mit dieser eine Einheit bilden oder in dieser integriert sein.
Da im Hohlraum der Tür 3 Querverstrebungen existieren, welche in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind, und im Hohlraum der Tür 3 weiterhin eine heruntergelassene Seitenscheibe 11 aufgenommen werden muss, ist wenigstens eine von der Sende- und Empfangseinheit 5 durch diese Objekte getrennte Antenne, beispielsweise die Antenne 13, mit der Sende- und Empfangseinheit 5 indirekt bzw. elektromagnetisch gekoppelt.
Hierbei können vorteilhafterweise in der Tür bzw. im Blech vorhandene Hohlräume ausgenutzt werden, um die elektromagnetische Strahlung möglichst ungehindert passieren zu lassen. Selbstverständlich können derartige Hohlräume auch durch nicht metallische Materialien wie beispielsweise Gummi, Glas o.ä. gefüllt sein.
Obwohl in 1 als Beispiel nur die Fahrertür (linke Vordertür) dargestellt ist gelten die vorstehenden Erläuterungen für alle Türen (links/rechts vorne und/oder links/rechts hinten sowie eventuell zusätzlich Kofferraum oder Heckklappe).
Durch eine Kombination derart positionierter Antennen 11 und 13 lässt sich vorteilhafterweise unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Sende- und Empfangseinheiten 5 und hiermit (indirekt oder direkt) gekoppelten Antennen 7, 13 sowohl der Fahrzeuginnenraum als auch der Fahrzeugaußenraum ausreichend überwachen, um in Abhängigkeit eines detektierten ID-Gebers entsprechende Funktionen (Wegfahrsperre, Zentralverriegelung, Motorstart, Innenraumbeleuchtung usw.) zu steuern.
Hierbei können die Antennen 13 für den Innenraum und Antennen 7 für den Außenraum abwechselnd angesteuert werden, so dass vorteilhafterweise aufgrund der Antennencharakteristiken (Antenne 13 nur in den Innenraum bzw. Antenne 7 nur in den Außenraum gerichtet) auf einfache Weise eine hervorragende Abgrenzung zwischen Innen- und Außenraum sowie eine Abgrenzung des Außenraums bezüglich der Richtungen links rechts und hinten, ermöglicht wird. Hierbei treten aufgrund der unterschiedlichen Abstrahlungen keine Überschneidungen der Antennencharakteristiken auf.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die bei guter Abgrenzung des Innenraums vom Außenraum eine möglichst gute Abdeckung dieser Räume, insbesondere des Außenraums gestattet.
Hierbei sind Antennen 17, 18, 19, 20 für den Außenraum in den Fahrzeugecken, beispielsweise in den Stoßfängern vorn 23 und hinten 25, untergebracht und vorteilhafterweise jeweils mit einer Sende- und Empfangseinheit 5 gekoppelt.
Hierdurch kann bei einer Antennencharakteristik mit zwei Bereichen bzw. zwei Keulen eine hervorragende Rundumcharakteristik ohne tote Bereiche erreicht werden. Hierbei überschneiden oder berühren sich, wie in 3 dargestellt, zwei benachbarte Bereiche benachbarter Antennen (17a–18a, 18b–19a, 19b–20b, 20a–17b).
Weiterhin können die Antennen 17, 18, 19, 20 für den Außenraum hierbei möglichst tiefliegend am oder im Fahrzeug angeordnet sein, so dass hierdurch möglichst wenig Mehrfachreflektionen auftreten.
Der Innenraum wird dagegen von einer an einer anderen Position angeordneten Antenne 21 für den Innenraum abgedeckt. Diese beispielsweise in der Mittelkonsole oder zentral im Fahrzeughimmel (in der Beleuchtung) angeordnete Antenne 21 besitzt eine Antennencharakteristik mit einem Bereich 21a, der den Fahrzeuginnenraum (vorne und hinten) möglichst vollständig abdeckt.
Auch in dieser Ausführungsform kann auf einfache Weise und bei einer möglichst guten Abdeckung der Fahrzeuginnenraum vom Fahrzeugaußenraum wegen fehlender Überschneidung der Bereiche hervorragend abgegrenzt werden.
Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung können die Sende- und Empfangseinheiten 5 jeweils in der Nähe oder am Ort der Antennen 7, 13, 17, 18, 19, 20, 21 untergebracht sein oder gar mit diesen Antenne jeweils eine bauliche Einheit bilden.
Das abwechselnde Ansteuern der Antennen 7, 13, 17, 18, 19, 20, 21 kann hierbei sowohl zwischen Antennen 13, 21 für den Innenraum und Antennen 7, 17, 18, 19, 20 für den Außenraum, als auch eventuell zusätzlich innerhalb einer Gruppe, also beispielsweise innerhalb der Gruppe der Antennen 7, 17, 18, 19, 20 für den Außenraum erfolgen.
Auf diese Weise kann nicht nur eine hervorragende Abgrenzung des Innenraumbereiches vom Außenraum erreicht werden, sondern auch eine gute Unterscheidung, von welcher Richtung sich ein ID-Geber dem Fahrzeug nähert.
Das abwechselnde Ansteuern kann hierbei über eine entsprechende Ansteuerelektronik, also beispielsweise über ein zentrales Steuergerät mit dem alle Antennen 7, 13, 17, 18, 19, 20, 21 und Sende- und Empfangseinheiten 5 verbunden sind, oder durch die Sende- und Empfangseinheiten 5 autark erfolgen.

Claims

Verfahren zur Überwachung des Innen- und Außenraums eines Fahrzeuges, welches im Mikrowellenbereich über Antennen (7, 13) Signale empfängt und/oder aussendet und empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Antennen (7, 13) zum Senden und Empfangen abwechselnd angesteuert werden, b) wenigstens eine Sende- und Empfangseinheit (5) im Bereich der Antennen angeordnet wird und c) die wenigstens eine Sende- und Empfangseinheit (5) mit wenigstens einer der Antennen (7, 13) für den Außenraum und den Innenraum elektromagnetisch gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine nach innen gerichtete Antenne (13) für den Fahrzeuginnenraum und wenigstens eine nach außen gerichtete Antenne (7) für den Fahrzeugaußenraum abwechselnd angesteuert werden.
Steuersystem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Steuersystem mehrere Sende- und Empfangseinheiten (5) mit jeweils nach innen und/oder nach außen gerichteten Antennen (7, 13) aufweist, welche abwechselnd angesteuert werden, b) wenigstens eine Sende- und Empfangseinheit (5) im Bereich der jeweiligen Antennen angeordnet ist und c) die wenigstens eine Sende- und Empfangseinheit (5) wenigstens mit einer der Antennen (7, 13) für den Außenraum und den Innenraum elektromagnetisch gekoppelt ist.
Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (17, 18, 19, 20) für den Außenraum in den Fahrzeugecken und wenigstens eine Antenne (21) für den Innenraum im Fahrzeuginnenraum angeordnet sind.
Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (17, 18, 19, 20) für den Außenraum tief liegend am Fahrzeug angeordnet sind.
Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (7, 13) für den Außen- und Innenraum jeweils in den Fahrzeugflanken und im Fahrzeugheck angeordnet sind.