EP4226504A1 - Uwb-moduleinheit für ein fahrzeug - Google Patents

Uwb-moduleinheit für ein fahrzeug

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Publication number
EP4226504A1
EP4226504A1 EP21790835.9A EP21790835A EP4226504A1 EP 4226504 A1 EP4226504 A1 EP 4226504A1 EP 21790835 A EP21790835 A EP 21790835A EP 4226504 A1 EP4226504 A1 EP 4226504A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
module unit
detection
uwb
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21790835.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mirko Schindler
Andreas Gornik
Andreas Peschl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Original Assignee
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG filed Critical Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Publication of EP4226504A1 publication Critical patent/EP4226504A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3822—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving specially adapted for use in vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits

Definitions

  • the present invention relates to a modular unit, in particular a combined, individually manageable and/or connected modular unit, preferably in the form of a multifunctional unit, preferably in the form of a hardware unit, for providing different vehicle functions in a vehicle. Furthermore, the present invention is aimed at a corresponding vehicle with at least one such modular unit. Furthermore, the invention relates to a method for providing different vehicle functions in a vehicle using such a module unit.
  • Systems for vehicles for providing different vehicle functions such. B Movement and/or gesture control, person recognition, etc., generally known. Such systems can be designed to vehicle assistance systems Execution of different vehicle functions to support. It can be vehicle assistance systems for outdoor surveillance, such. B.
  • Access control systems or for interior surveillance, such. B.
  • Authentication of an authorized user is verified in order to perform certain actions, such as B. contactless operation of flaps or doors.
  • the known systems usually require different sensors that have to be wired up in a complex manner, that have to be attached to the vehicle with a high level of assembly effort and that have to be connected to control units and complicated control electronics in the vehicle in a complicated manner.
  • the object of the present invention is therefore to at least partially overcome the disadvantages described above.
  • the object of the present invention is to provide a modular unit that is simple and inexpensive in design, easy to assemble and easy to connect (electrically and in terms of control technology and data technology), which can provide different vehicle functions in a vehicle.
  • the object of the invention is to provide a modular unit that is reliable in operation and that increases the safety in the operation of the vehicle assistance systems.
  • a modular unit in particular a combined, individually manageable and/or connected modular unit, preferably in the form of a multifunctional unit, preferably in the form of a hardware unit, for providing different vehicle functions in a vehicle with the features of the independent device claim; by a corresponding vehicle with at least one such module unit with the features of the independent device claim and by a method for providing different vehicle functions in a vehicle using such a module unit with the features of the independent method claim.
  • a modular unit in particular a combined, individually manageable and/or connected modular unit, preferably in the form of a multifunctional unit, preferably in the form of a hardware unit, for providing different vehicle functions in a vehicle, having: at least one printed circuit board on which the following elements are arranged: a UWB antenna for carrying out a communication (i.e. a data exchange between two devices) and/or a detection (i.e.
  • UWB transceiver or UWB transceiver
  • Vera Working device for controlling the UWB transceiver in order to carry out the communication and/or the detection by the UWB antenna
  • an, in particular electronic, interface for transmitting at least one result of the communication and/or the detection to a vehicle-mounted control unit in order to use the different Trigger vehicle functions depending on the communication and / or detection.
  • the UWB transceiver can be built in the form of a UWB front-end module.
  • the processing device can be an electronic processing arrangement and can have a microcontroller, for example, for processing.
  • the processing device can control the UWB transceiver and process the electrical signals transmitted and/or received by the UWB transceiver in order to evaluate the communication and/or the detection and provide a result or information based on the communication and/or of detection.
  • the processing device can also generate a function code for a corresponding vehicle function based on, in particular as a function of the evaluation, the communication and/or the detection, in order to trigger the corresponding vehicle function.
  • the interface can also be an electronic interface that can connect the module unit electrically, control-technically and data-technically with the control unit of the vehicle in order to, for. B. to transmit the results of the communication and/or the detection to the control unit via the interface and/or to trigger an activation of different vehicle functions depending on the communication and/or the detection via the interface.
  • the electrical signals transmitted and/or received by the UWB transceiver may be communication and/or detection specific. This means in particular that a result of the communication and/or the detection can be determined by the processing device on the basis of the electrical signals.
  • a result of a detection can include at least information about whether a user or a person and/or an object is in the vicinity of the module unit, is moving and/or is moving in a particular way.
  • a result of a communication between the module unit and a user-side mobile device can be at least one piece of information about the user, e.g. B. an authentication information, which performs an activation action.
  • the module unit can receive information about the user, e.g. B. an authentication information, the results of the communication and / or the detection and / or, in particular calculated by the processing device, function code for a corresponding vehicle function to the vehicle-side control unit.
  • a result of communication between the module unit and a user's mobile device may include not only the authentication information and/or the function code, but also navigation data, message data, music data, and the like. For security reasons, the user must identify himself beforehand so that no foreign data is exchanged between the module unit and a mobile device. This data can be transmitted from the UWB sensor unit to the on-board control unit via the interface.
  • a signal for communication can e.g. B. be a defined sequence of short UWB pulses.
  • the defined sequence of short UWB pulses which can be provided with time stamps, for example, can be generated using pulse phase modulation as part of digital radio transmission.
  • a UWB pulse is shifted relative to a constant reference clock in terms of time, namely the phase.
  • the phase shift between the UWB pulses symbolizes the information such.
  • B. authentication information The period duration and the amplitude remain the same.
  • a UWB pulse can be mapped as a portion of a sine wave of finite duration of a few nanoseconds or even picoseconds, corresponding to a broad spectral line from at least 5 GHz, particularly from 7.5 GHz, to over 8.8 GHz.
  • the size of the UWB antenna determines the center frequency and bandwidth of the UWB pulse.
  • the entire transmission power of the UWB antenna of a few milliwatts e.g. of approx. 0.5 mW
  • the module unit is provided as a single node or, in other words, as a satellite, which is provided as a single coherent hardware unit with all the necessary sensor functions (communication and detection), processing and control components and an interface to the on-board control unit is used to provide different vehicle functions for a corresponding vehicle assistance system using only one module unit.
  • only one UWB antenna (which in turn can include several UWB antenna units) can provide all the necessary sensor functions for the different vehicle functions.
  • This advantageously makes it possible to provide a modular unit that is simple and inexpensive in design, easy to assemble and easy to connect (electrically and in terms of control technology and data technology), which can provide different vehicle functions in a vehicle in an advantageous manner.
  • a modular unit can thereby be provided which is reliable in operation and which significantly increases safety when providing different vehicle functions and when operating vehicle assistance systems.
  • the inventive idea also lies in the fact that the module unit uses UWB technology to communicate, d. H. Data exchange between two devices, and/or a detection, i. h To carry out the detection of objects and/or people with just one device, namely the module unit.
  • the UWB antenna can have a common UWB antenna unit for the communication and for the detection or two separate UWB antenna units, so that the communication and the detection can be carried out simultaneously or sequentially.
  • the UWB sensor unit can be used to achieve high-resolution detection, e.g. for distance measurement, with a resolution of a few millimeters to even micrometers, e.g. using a runtime measurement of the UWB pulses.
  • the UWB sensor unit can detect the smallest movements, e.g. B. chest movements, ie breathing, heartbeat, head nod, etc. record, not only a presence and/or position of an object and/or person, such as B. a child in the child seat or a driver in the driver's seat, but also the vital functions of the person high resolution (with the resolution of a few millimeters to even micrometers) detect.
  • a detection e.g. for the purpose of position determination, can comprise one or more UWB sensor units in order to provide the 2D or 3D resolution. With the help of one or more UWB sensor units, complicated movements can also be detected and analyzed with high resolution.
  • the UWB antenna can be operated in a frequency range with a bandwidth of at least 500 MHz or at least 20% of the arithmetic mean of the lower and upper limit frequencies of the frequency band used, with the frequency range preferably between 30 MHz and 10.6 GHz , preferably between 3.0 to 10.6 GHz. In this way, communication and/or detection can be provided using UWB technology.
  • An advantage of the invention can also be that the detection and communication using a UWB antenna has a limited range, for example of 10-50 m. Incorrect actuations or manipulations of the module unit can thus be effectively avoided. In particular, so-called man-in-the-middle attacks can be almost entirely prevented with the aid of the invention.
  • the information such as the authentication information, is only transmitted over this limited range. If the module unit determines that no user can identify themselves within this limited range, access to the vehicle is securely denied. Unauthorized extension of the communication can be almost completely ruled out.
  • the invention can provide for a module unit that the UWB antenna has one, in particular only one, preferably a common one for the communication and/or the detection, UWB antenna unit which is designed to, the communication and/or the Carry out detection in response to activation by the processing device.
  • a module unit that the UWB antenna has one, in particular only one, preferably a common one for the communication and/or the detection, UWB antenna unit which is designed to, the communication and/or the Carry out detection in response to activation by the processing device.
  • communication and detection can be carried out sequentially or alternately.
  • a UWB antenna unit can in turn have a simple and compact design.
  • the invention can provide in a module unit that the UWB antenna has at least a first UWB antenna unit and a second UWB antenna unit, wherein the first UWB antenna unit is designed to carry out the detection, and wherein the second UWB antenna unit is designed to carry out the communication.
  • the UWB antenna units can be specifically designed to perform communication or detection. In this way, communication and detection can be performed with increased accuracy.
  • the invention can provide that the UWB antenna is produced on the printed circuit board using a photolithographic method.
  • the UWB antenna can be manufactured in a common manufacturing process with the printed circuit board, which can simplify the manufacture of the module unit. This also makes it possible to provide a simply constructed and compact modular unit.
  • the invention can provide that the processing device and/or the UWB transceiver have/have a microcontroller.
  • electronic components for operating and/or controlling the UWB antenna can be provided with a memory, which are programmable, so that the module unit can be adapted to the desired vehicle functions and to the circumstances and weather conditions at the place of use, etc.
  • the invention can provide for a module unit that the UWB transceiver has at least a first UWB front-end module for a first UWB antenna unit and a second UWB front-end module for a second UWB antenna unit having.
  • the first UWB antenna unit and the second UWB antenna unit can be operated simultaneously to allow flexibility and customer convenience in providing vehicle functions through the module unit.
  • the UWB transceiver can be designed as a common UWB front-end module for a first UWB antenna unit and a second UWB antenna unit.
  • the first UWB antenna unit and the second UWB antenna unit can be operated alternately.
  • communication and detection can be carried out separately from one another, for example to prevent overlays.
  • the invention can provide that the UWB transceiver has a switching unit in order to control a first UWB antenna unit and a second UWB antenna unit for carrying out the communication or for carrying out a detection. It is thus possible to switch between communication and detection in a simple manner.
  • the switching unit can be designed as an electronic switch, preferably an HF switch. In this way, during operation of the module unit, it is possible to switch between communication and detection at high frequency, in order to enable vehicle functions to be made available quickly, reliably and conveniently.
  • the invention can provide that the UWB transceiver is designed in such a way that the center frequency and/or the bandwidth of the UWB antenna can/is variably set when carrying out a detection. In this way it can be achieved that the detection by the UWB antenna can be flexibly adapted to different environmental influences, preferably humidity conditions.
  • the invention can provide for a module unit that the UWB transceiver is designed in such a way that measurements through the UWB antenna when carrying out the detection using measurements through the UWB antenna, in particular using transit times of the UWB pulses, when carrying out the communication can be calibrated.
  • These propagation times can be used to refine the accuracy of the detection by the UWB antenna, for example when measuring a distance, and to calibrate the UWB antenna to carry out the detection.
  • the accuracy of the detection by the UWB antenna can be significantly increased as a result.
  • the calibration of the UWB antenna to carry out the detection can be done with the help of a user.
  • the calibration of the UWB antenna for carrying out the detection can be carried out independently and unnoticed by a user, e.g. in typical recurring situations due to user habits when the distance between the user's mobile device and the module unit is known.
  • the invention can provide in a module unit that the UWB transceiver is designed in such a way that an angle of incidence of the UWB antenna can be variably adjusted.
  • measurement areas for performing the detection can be adjusted and/or aligned in an advantageous manner. Consequently, the position can be determined very precisely using the detection. Even complicated movement patterns can be reliably detected.
  • the module unit in particular the UWB transceiver, be designed to drive the UWB antenna to perform a detection to: a presence of a user or a person and / or an object, a distance to a user and / or a Object, a position of a user and/or an object, an approach of a user and/or an object, an activation action by a user, in particular comprising a specific movement sequence by a hand or a foot of a user, and/or a movement of a body part of a To capture user and / or an occupant.
  • the modular unit can be used in a variety of ways in order to provide different vehicle functions and/or to support different vehicle assistance systems.
  • the module unit in particular the UWB transceiver, can be designed to control the UWB antenna as a detection unit, preferably by evaluating a transit time of UWB pulses.
  • a detection unit preferably by evaluating a transit time of UWB pulses.
  • Child-in-child-seat detection sensor dog-in-vehicle detection sensor, proximity sensor, movement sensor, movement pattern recognition sensor, and/or monitoring sensor for vital functions, in particular heartbeat and/or respiration.
  • the invention can provide that the module unit, in particular the UWB transceiver, is designed to control the UWB antenna for carrying out the communication, in particular using digital radio transmission, preferably using pulse phase modulation, in order to control information, in particular authentication information of a User to interrogate, receive and/or verify from a user-side mobile device.
  • the authorization of the user can be verified.
  • This can be used for safety-related vehicle functions such.
  • B. access systems when locking and / or unlocking a central locking system can be advantageous.
  • the functionality of many vehicle assistance systems can also be expanded in this way.
  • the mobile device can be an electronic device that can be carried by the user.
  • this is an ID transmitter that can be configured actively (by pressing a button) or passively (without pressing a button), thus a so-called active keyless entry system or a passive keyless entry system with the security device of the vehicle.
  • the mobile device can also be designed as a mobile phone, in particular a smartphone, or tablet or smartwatch, in order to be able to achieve the desired data exchange using communication with the module unit.
  • other functions to be triggered
  • the mobile device on the vehicle For example, the lighting inside or outside the vehicle or a warning signal or the like can be controlled by the mobile device (eg switching the alarm system on and off or closing the windows, switching on the heating, etc.).
  • Data can also be transmitted using communication, for example of navigation, music, video and/or message data etc. between the vehicle and the mobile device.
  • the invention can provide that the module unit, in particular the UWB transceiver, is designed to transmit the results of the communication and/or the detection to a user-side mobile device.
  • the module unit in particular the UWB transceiver
  • the user-side mobile device such as. e.g. B. Driver change detection, child in child seat detection, etc.
  • a module unit it can be provided that not only the results of the communication and/or the detection are transmitted to a user-side mobile device, in particular a mobile phone, but also a command code.
  • the command code can be used to cause the mobile device to inform a user about the interaction with the module (ie about the results of the communication and/or the detection and/or about corresponding vehicle functions) activated using the module.
  • the module unit can cause the mobile device on the user side, in particular a mobile phone, to inform a user about the interaction with the module unit (ie about the results of the communication and/or the detection and/or about corresponding vehicle functions) that have been activated using the module unit, to inform.
  • the user's mobile device can provide haptic feedback, e.g. by vibration, e.g. B. using a piezo unit, an acoustic feedback, for example. By ringing, and / or a visual feedback, for example.
  • a haptic, acoustic and/or visual feedback from the mobile device can be used for keyless and/or contactless access systems to a vehicle or to another object, such as. e.g. B. garage, be advantageous, e.g.: for locking and/or unlocking a central locking system, so-called active keyless entry systems or passive keyless entry systems, and/or for opening and/or closing movable ones Flaps, so-called movement and/or gesture control, preferably for contactless actuation of flaps, in particular tailgates, tank flaps, plug flaps, doors, door handles and/or mirrors, for actuating, e.g. for opening and/or closing, a garage door.
  • the user can receive haptic/audible feedback via the mobile device's vibration/ringing that their movement/gesture has been recognized and/or that access to the vehicle has been granted and/or that a movable flap is being opened as intended, etc .. This can lead not only to an increase in comfort, but also to an increase in safety when triggering vehicle functions that are activated using the module unit.
  • a haptic, acoustic and/or visual feedback from the mobile device can also be advantageous when navigating in a multi-storey car park, for example when reaching a garage door.
  • vehicle assistance systems such.
  • B. seat occupancy detection, child-in-child seat detection and / or dog-in-vehicle detection it can also be advantageous if the results of the communication and / or detection, which were carried out using the module unit, and / or be transmitted to a user-side mobile device via corresponding vehicle functions that have been activated using the module unit.
  • a command code can additionally be transmitted from the module unit to the mobile device.
  • the user's mobile device can issue a notification/warning/alert to inform the user.
  • a message/warning/alarm can be issued in particular if, for example, there is still a child or a dog in the vehicle.
  • the message/warning/alarm can be output visually, for example by means of indications on the display, haptically, for example by vibrating, and/or acoustically, for example by the mobile device ringing.
  • a warning/alarm can be issued depending on the distance to the vehicle and/or a condition of the vehicle (e.g. central locking system closed).
  • the frequency and/or the volume of the warning/alerting can be increased step by step if the user moves further away from the vehicle. This can be a warning cascade.
  • a haptic and/or acoustic warning/alarm is given, e.g. by vibration and/or ringing, of the mobile device, possibly with a graduated frequency and/or volume of the warning/alarm, a so-called warning Cascade.
  • the user can be informed via the mobile device that there is a child or a dog in the vehicle.
  • the user can then be offered an input option via the mobile device to confirm that everything is in Order is, for example, when he just closes the garage for a moment or goes to the trunk.
  • the mobile device can issue a haptic and/or acoustic warning/alarm. An alarm can also be triggered on the vehicle.
  • a double safety function for locking doors/flaps can be provided. To do this, the user must actively and repeatedly, for example twice, request that the vehicle be locked before the locking is actually carried out.
  • the invention can provide for a modular unit that the processing device and/or the interface are/is designed to display information, in particular authentication information of a user, and/or a function code for a corresponding vehicle function, calculated in particular by the processing device to transmit the on-board control unit, and/or that the processing device and/or the interface are/is designed to functionally connect the module unit to a security system, in particular an access control system, of the vehicle.
  • a security system in particular an access control system
  • the processing device can be designed to control the module unit to provide the following vehicle functions, such as:
  • Movement and/or gesture control preferably for a contactless actuation of flaps, in particular tailgates, tank flaps, connector flaps, doors, door handles and/or mirrors.
  • the processing device can be designed to control the module unit to provide the following vehicle functions, such as:
  • Support at least one vehicle assistance system for interior monitoring such as in particular:
  • Occupant monitoring for vital functions in particular heartbeat and/or respiration, preferably by evaluating a transit time of UWB pulses.
  • processing device can be designed to control the module unit to provide the following vehicle functions, such as:
  • Support at least one vehicle assistance system for outdoor surveillance such as in particular:
  • Car2Car communication preferably to carry out a sensor fusion.
  • the module unit is designed to provide gesture control in the interior for at least one of the following vehicle functions, such as e.g.:
  • the modular unit can thus be used flexibly in the vehicle in an advantageous manner in order to be able to provide different vehicle functions for monitoring the interior space and monitoring the exterior space.
  • processing device can be designed to control the module unit to provide the following vehicle functions, such as:
  • the modular unit can be used in an advantageous manner inside and outside the vehicle in order to be able to provide even more vehicle functions and to increase customer comfort.
  • the invention can provide that the interface has a plug in order to connect the modular unit electrically, electronically and/or in terms of data technology to the on-board control unit, with the plug in particular being designed to connect the modular unit as an individually manageable unit on or in the to fasten the vehicle.
  • the modular unit can be easily and conveniently connected to or in the vehicle and preferably attached at the same time.
  • the invention can provide for a modular unit that the interface, in particular the plug, has at least one latching element in order to fasten the modular unit in a form-fitting and/or non-positive manner on or in the vehicle.
  • the module unit can be attached not only easily and conveniently but also reversibly, for example for the purpose of replacement or repair, on or in the vehicle.
  • the invention can provide that the interface, in particular the plug, has at least one guide element around the modular unit to guide in a predefined direction when mounting on or in the vehicle. In this way, assembly of the modular unit on or in the vehicle can be facilitated.
  • the guide element can also ensure that the module unit is attached in the correct position on or in the vehicle.
  • the invention can provide that a housing element is provided in order to at least partially or completely enclose and/or seal the modular unit. In this way, the module unit can be protected from environmental influences.
  • the housing element can preferably be made of plastic in order to let the UWB pulses through.
  • the housing element can be designed in the form of a housing shell, which is preferably attached over the module unit after the module unit has been attached to or in the vehicle in order to cover and/or seal the module unit.
  • a housing shell which is preferably attached over the module unit after the module unit has been attached to or in the vehicle in order to cover and/or seal the module unit.
  • the housing element can have a first housing shell and a second housing shell in order to completely enclose and/or seal the modular unit.
  • the modular unit can be provided as a completely closed and/or sealed structural unit before it is installed on or in the vehicle.
  • the housing element has at least one latching element in order to fasten the housing element in a positive and/or non-positive manner on or in the vehicle or on the module unit, and/or that the housing element has at least one guide element in order to guide the housing element in the To perform attachment on or in the vehicle or on the module unit in a predefined direction.
  • the housing element can be attached together with the module unit on or in the vehicle, or the housing element without the module unit to the module unit that is already attached to the vehicle, simply, conveniently and reversibly.
  • the object according to the invention is achieved by a vehicle with at least one modular unit, which can be designed as described above. With the aid of the vehicle according to the invention, the same advantages are achieved that were described above in connection with the modular unit. Reference is made in full to these advantages here.
  • the object according to the invention is achieved by a method for providing different vehicle functions in a vehicle, comprising the following steps:
  • a modular unit in particular a combined, individually manageable and/or connected modular unit, preferably in the form of a multifunctional unit, preferably in the form of a hardware unit, which can be designed as described above,
  • a detection unit Operating the module unit in a first mode as a detection unit, in particular for: a presence of a user and/or an object, a distance to a user and/or an object, a position of a user and/or an object, an approach of a user and /or an object, an activation action by a user, in particular comprising a specific movement sequence by a hand or a foot of a user, and/or a movement of a body part of a user and/or an occupant,
  • module unit Operating the module unit in a second mode as a communication unit, in particular in order to request information, preferably authentication information, from a user.
  • the invention can provide that the module unit is operated simultaneously in the first mode and in the second mode, or that the module unit is operated alternately in the first mode or in the second mode.
  • the module unit is operated simultaneously in the first mode and in the second mode, or that the module unit is operated alternately in the first mode or in the second mode.
  • one way or the other of operating the module unit can be advantageous.
  • With an alternating operation of the module unit it can be ensured that the communication and detection do not overlap.
  • communication and detection can take place in parallel and the vehicle functions can be provided quickly.
  • the module unit can be used in the second mode to carry out communication, in particular using digital radio transmission, preferably using pulse phase modulation, in order to request information, in particular authentication information from a user, from a user-side mobile device, to receive and/or verify.
  • information in particular authentication information from a user, from a user-side mobile device, to receive and/or verify.
  • the user's authorization can be checked, which may be required for some safety-related vehicle functions.
  • the invention can provide that the module unit is used in the second mode to send the results of the communication and/or the detection to the mobile device on the user side.
  • the vehicle functions can be extended to variable vehicle-to-client systems that the module unit can provide.
  • 1 shows a schematic representation of a module unit according to the invention with a UWB antenna unit
  • 2 shows a schematic representation of a module unit according to the invention with several UWB antenna units
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a module unit according to the invention with several UWB antenna units
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a vehicle with several modular units according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a module unit according to the invention with a plug
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a modular unit according to the invention with a housing element
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a modular unit according to the invention with two housing shells
  • FIGS. 1 to 9 show a modular unit 100 according to the invention.
  • the modular unit 100 can be designed structurally as a combined, individually manageable and/or connected modular unit 100 .
  • the modular unit 100 may be embodied in the form of a multifunction unit, preferably in the form of a single hardware unit.
  • the modular unit 100 in the sense of the invention is for providing different Vehicle functions F formed in a vehicle 200, vehicle 200 being shown schematically in FIG. 4, and exemplary vehicle functions F that can be provided using module unit 100 within the meaning of the invention, as shown in FIGS.
  • the modular unit 100 according to FIGS. H. a data exchange between two devices 100, 300 (cf. the double arrow in FIG. 4 and in FIGS. 8 and 9) and/or a detection D, d. H. a detection of objects and/or persons with only one device, namely the modular unit 100 (cf. the single arrow in FIG. 4 and in FIGS. 8 and 9).
  • the invention provides that depending on the communication K and/or the detection D, different vehicle functions F can be activated.
  • a preferably electronic UWB transceiver 3 is arranged on circuit board 10 of module unit 100, which is designed to transmit and/or receive electrical signals from UWB antenna 1, which are used for communication K and/or detection D are specific.
  • the UWB transceiver 3 can be constructed in the form of a UWB front-end module, which is designed for the requirements of UWB communication or detection and has, for example, at least one low-noise amplifier and/or a mixer on the receiver side.
  • a preferably electronic processing device 4 for controlling the UWB transceiver 3 is arranged on the printed circuit board 10 of the module unit 100 in order to carry out the communication K and/or the detection D by the UWB antenna 1 .
  • the processing device 4 can have a microcontroller, for example, for processing.
  • a preferably electronic interface 5 is designed on circuit board 10 of module unit 100 for transmitting at least one result of communication K and/or detection D to a vehicle-mounted control unit 201 in order to control the different vehicle functions F depending on communication K and /or to trigger the detection D.
  • the interface 5 can be an electronic interface which connects the module unit 100 electrically, in terms of control technology and data technology to a control device 201 of the vehicle 200 in order to, for. B. to transmit the results of the communication K and/or the detection D to the control unit 201 via the interface 5 and/or to trigger an activation of different vehicle functions F via the interface 5 depending on the communication K and/or the detection D .
  • the interface 5 is also described in connection with FIG.
  • the electrical signals sent and/or received by the UWB transceiver 3 and specific to the communication K and/or the detection D can be analyzed by the UWB transceiver 3 and/or the processing device 4 to produce a to obtain information or a result.
  • a signal can include at least one item of information, which is transmitted via the detection D.
  • a piece of information in the detection D can be, for example, whether a user B and/or an object is in the vicinity of the module unit 100, is moving or is moving in a special way, for example a specific movement sequence using a hand or a foot B1 executes.
  • a kicking motion with a foot B1 of a user B is detected with the aid of the modular unit 100 upon detection D.
  • FIG. H. Breathing a child in a child seat is monitored. With detection D, the distance to the child's chest is recorded using the transit time of the UWB impulses. During breathing, the thorax rises and falls, with the module unit 100 being able to record the changes in the distance to and thus the movements of the thorax with high resolution.
  • a signal can also include at least one item of information which is transmitted via the communication K.
  • Information in the communication K can, for. B. an authentication information ID about the user B, who performs an activation action, for example. To open a tailgate of the vehicle 200, as indicated in Figure 8. In the example of FIG. 9, the authentication information ID of a mother/father who can be informed of the child's vital signs is checked.
  • information in the communication K can include not only the authentication information ID, but also navigation data, message data, music data and also actuation data for an on-board device, such as. e.g. B. heating, air conditioning and the like. Such data can preferably only be transmitted if the user B has previously identified himself at the module unit 100 .
  • the signal for communication K can include a defined sequence of short UWB pulses.
  • the defined sequence of short UWB pulses can be generated using pulse phase modulation as part of digital radio transmission.
  • the phase shift between the UWB pulses symbolizes the information such.
  • the module unit 100 can be easily and conveniently configured as a single node or satellite, which is designed as a single coherent hardware unit with all the necessary sensor functions, processing and control components and the interface 5 to the vehicle-side control unit 201 different locations in vehicle 200 to provide different vehicle functions F (see FIGS. 8 and 9) for different vehicle assistance systems.
  • the module unit 100 uses the UWB technology for the communication K, i. H. Data exchange between two devices 100, 300 and/or for detection D, d. h Detection of objects and/or people with just one device 100.
  • the UWB antenna 1 for communication K and for detection D can be a common UWB antenna unit (cf. Figure 1) or two separate UWB antenna units 1a, 1b (see FIGS. 2 and 3). It is conceivable that the communication K and the detection D can be carried out simultaneously (see FIG. 2) or sequentially (see FIGS. 1 and 3).
  • the UWB antenna 1 can be operated in a frequency range with a bandwidth of at least 500 MHz to several MHz, with the frequency range preferably being between 30 MHz and 10.6 GHz, preferably between 3.0 and 10.6 GHz.
  • the UWB antenna 1 can be applied to printed circuit board 10 using a photolithographic method, for example.
  • the UWB transceiver 3 can have at least a first UWB front-end module 3a for a first UWB antenna unit 1a and a second UWB front-end module 3b for a second UWB antenna have unit 1b.
  • the first UWB antenna unit 1a and the second UWB antenna unit 1b can be operated simultaneously.
  • the UWB transceiver 3 can be designed as a common UWB front-end module for a first UWB antenna unit 1a and a second UWB antenna unit 1b.
  • the UWB transceiver 3 can have a switching unit 2 in order to drive the first UWB antenna unit 1a and the second UWB antenna unit 1b to carry out the communication K or to carry out the detection D.
  • the switching unit 2 can be designed, for example, as an electronic switch, preferably an HF switch.
  • the center frequency and/or the bandwidth of the UWB antenna 1 can/can be variably adjusted when carrying out a detection.
  • the detection D by the UWB antenna 1 can be flexibly adapted to different environmental influences, preferably humidity conditions.
  • a module unit 100 within the meaning of the invention that measurements through the UWB antenna 1 when carrying out the detection D using measurements through the UWB antenna 1, in particular using transit times of the UWB pulses, when carrying out the communication K can be calibrated.
  • the propagation times of the UWB pulses between the module unit 100 and a mobile device 300 on the user side, which is positioned at a known distance from the module unit 100 can be measured during the communication K.
  • These runtimes can be used to to refine the accuracy of the detection D by the UWB antenna 1, for example in a distance measurement, and to calibrate the UWB antenna 1 to carry out the detection D.
  • an angle of incidence of the UWB antenna 1 can be set variably, for example in order to set and/or align the measurement areas for carrying out the detection D.
  • the module unit 100 can be used to carry out a detection D in order to detect: the presence of a user B and/or an object, a distance from a user B and/or an object, a position a user B and/or an object, a user B and/or an object approaching, an activation action by a user B, in particular comprising a specific movement sequence by a hand or a foot B1 of a user B (cf. Figure 8), and/or to detect a movement of a body part of a user B and/or an occupant, for example a child in the child seat (cf. FIG. 9).
  • the module unit 100 can serve as a detection unit, preferably by evaluating a transit time of UWB pulses, such as e.g. e.g.:
  • the UWB transceiver 3 can be designed to use the UWB antenna 1 to carry out the communication K, for example using digital radio transmission, e.g. B. using a pulse phase modulation to drive to an information such. B. to query, receive and/or verify authentication information ID of a user B from a user-side mobile device 300 .
  • FIG. 9 shows that the UWB transceiver 3 can be designed to transmit the results of the communication K and/or the detection D to a mobile device 300 on the user side.
  • the processing device 4 and/or the interface 5 can in turn be designed to transmit information, in particular an authentication information ID of the user B, and/or a function code, calculated in particular by the processing device 4, for a corresponding vehicle function to the vehicle-side control unit 201 (cf. Figures 1 to 3).
  • the processing device 4 and/or the interface 5 can be designed to functionally connect the module unit 100 to a security system, in particular an access control system, of the vehicle 200 in order, for example, to implement a so-called active keyless entry system or a passive Form keyless entry system with the security system of the vehicle 200.
  • the module unit 100 can be used to provide the following vehicle functions F, such as:
  • Movement and/or gesture control preferably for a contactless actuation of flaps, in particular tailgates, tank flaps, connector flaps, doors, door handles and/or mirrors.
  • the modular unit 100 can be used for interior monitoring, e.g. for at least one of the following vehicle assistance systems:
  • Occupant monitoring for vital functions in particular heartbeat and/or respiration, preferably by evaluating a transit time of UWB pulses.
  • module unit 100 can be used for outdoor surveillance, for example for at least one of the following vehicle assistance systems:
  • Car2Car communication preferably to carry out a sensor fusion.
  • modular unit 100 can be, for example, for at least one of the following vehicle assistance systems:
  • the (particularly electronic) interface 5 can have a (particularly mechanical) plug 5a in order to connect the modular unit 100 to the vehicle-side control unit 201 mechanically, electrically and in terms of data technology.
  • the connector 5a can be designed to fasten the modular unit 100 as an individually manageable unit on or in the vehicle 200.
  • the plug 5a can have a latching element 101 in order to fasten the modular unit 100 on or in the vehicle 200 in a positive and/or non-positive manner.
  • Connector 5a have at least one guide element 102 in order to guide the module unit 100 in a predefined direction when it is attached to or in the vehicle 200 and to facilitate the attachment of the module unit 100 .
  • a housing element 20 can be provided in a modular unit 100 in order to enclose and/or seal the modular unit 100 at least partially or completely.
  • the housing element 20 can be designed in the form of a housing shell, which can preferably be attached over the modular unit 100 after the attachment of the modular unit 100 on or in the vehicle 20 in order to cover and/or seal the modular unit 100.
  • the housing element 20 can have a first housing shell 21 and a second housing shell 22 in order to completely enclose and/or seal the modular unit 100 .
  • the modular unit 100 can be provided as a completely closed and/or sealed structural unit before it is installed on or in the vehicle 200 .
  • housing element 20 can be designed as a one-piece, e.g. sleeve-like and/or cup-like housing element, e.g. B. can be designed with a lid in order to completely enclose and/or seal the modular unit 100 .
  • the module unit 100 can be encapsulated within the housing element 20 with a casting compound.
  • At least one latching element 23 can be provided on housing element 20 in order to positively and/or non-positively lock housing element 20 on or in vehicle 200 (cf. Figure 7) or on modular unit 100 (cf to fasten the figure 6).
  • the housing element 20 can have at least one guide element 24 in order to guide the housing element 20 in a predefined direction when it is fastened on or in the vehicle 200 or on the modular unit 100 .
  • the housing element 20 can be simply slid onto a corresponding guide of the modular unit 100 with the aid of the guide element 24 .
  • the housing element 20 with the modular unit 100 accommodated therein can be slid onto a corresponding guide on or in the vehicle 200 with the aid of the guide element 24 .
  • a vehicle 200 with at least one modular unit 100 which can be designed as described above, also represents an aspect of the invention, as illustrated in FIGS. 4, 8 and 9.
  • a method for providing different vehicle functions F in a vehicle 200 also represents an aspect of the invention, comprising the following steps:
  • Providing a module unit 100 which can be embodied as described above, operating the module unit 100 in a first mode I as a detection unit, operating the module unit 100 in a second mode II as a communication unit.
  • the module unit 100 can be operated simultaneously in the first mode I and in the second mode II (cf. FIG. 2). Alternatively, it is conceivable that the modular unit 100 can be operated alternately in the first mode I or in the second mode II (see FIGS. 1 and 3).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Moduleinheit (100), insbesondere eine kombinierte, einzeln handhabbare und/oder zusammenhängende Moduleinheit, vorzugsweise in Form einer Multifunktionseinheit, bevorzugt in Form einer Hardwareeinheit, zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen (F) bei einem Fahrzeug (200), aufweisend: mindestens eine Leiterplatte (10), auf welcher folgende Elemente angeordnet sind: eine UWB-Antenne (1) zum Durchführen einer Kommunikation (K) und/oder einer Detektion (D), wobei in Abhängigkeit von der Kommunikation (K) und/oder der Detektion (D) unterschiedliche Fahrzeugfunktionen (F) aktivierbar sind, ein UWB-Sendeempfänger (3) zum Aussenden und/oder Empfangen von elektrischen Signalen von der UWB-Antenne (1), die für die Kommunikation (K) und/oder die Detektion (D) spezifisch sind, eine Verarbeitungsvorrichtung (4) zur Ansteuerung des UWB-Sendeempfängers (3), um die Kommunikation (K) und/oder die Detektion (D) durch die UWB-Antenne (1) durchzuführen, und eine Schnittstelle (5) zum Übermitteln mindestens eines Ergebnisses der Kommunikation (K) und/oder der Detektion (D) an ein fahrzeugseitiges Steuergerät (201), um die unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen (F) in Abhängigkeit von der Kommunikation (K) und/oder der Detektion (D) auszulösen.

Description

UWB-Moduleinheit für ein Fahrzeug
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Moduleinheit, insbesondere eine kombinierte, einzeln handhabbare und/oder zusammenhängende Moduleinheit, vorzugsweise in Form einer Multifunktionseinheit, bevorzugt in Form einer Hardwareeinheit, zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen bei einem Fahrzeug. Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung auf ein entsprechendes Fahrzeug mit mindestens einer solchen Moduleinheit gerichtet. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen bei einem Fahrzeug mithilfe einer solchen Moduleinheit.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme für Fahrzeuge zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen, wie z. B Bewegungs- und/oder Gestikkontrolle, Personenerkennung usw., grundsätzlich bekannt. Solche Systeme können dazu ausgelegt sein, Fahrzeugassistenzsysteme beim Ausführen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen zu unterstützen. Es kann sich dabei um Fahrzeugassistenzsysteme für eine Außenraumüberwachung, wie z. B.
Zugangskontrollsysteme, oder für eine Innenraumüberwachung, wie z. B.
Sitzplatzbelegungserkennung, handeln. Bei den bekannten Systemen wird oft eine
Authentifizierung eines berechtigten Nutzers überprüft, um bestimmte Aktionen durchzuführen, wie z. B. kontaktlose Betätigung von Klappen oder Türen. Für unterschiedliche Funktionen benötigen die bekannten Systeme zumeist unterschiedliche Sensoren, die aufwendig verschaltet werden müssen, die mit einem hohen Montageaufwand am Fahrzeug befestigt werden müssen und die an Steuergeräte und komplizierte Steuerelektroniken im Fahrzeug aufwändig angeschlossen werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach und kostengünstig aufgebaute, leicht montierbare und einfach (elektrisch und steuerungstechnisch sowie datentechnisch) anschließbare Moduleinheit bereitzustellen, die unterschiedliche Fahrzeugfunktionen bei einem Fahrzeug zur Verfügung stellen kann. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, eine Moduleinheit bereitzustellen, die zuverlässig im Betrieb ist und die die Sicherheit im Betrieb der Fahrzeugassistenzsysteme erhöht. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug mit mindestens einer solchen Moduleinheit zu Verfügung zu stellen. Auch ist es Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen bei einem Fahrzeug zu schaffen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Moduleinheit, insbesondere eine kombinierte, einzeln handhabbare und/oder zusammenhängende Moduleinheit, vorzugsweise in Form einer Multifunktionseinheit, bevorzugt in Form einer Hardwareeinheit, zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen bei einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs; durch ein entsprechendes Fahrzeug mit mindestens einer solchen Moduleinheit mit den Merkmalen des nebengeordneten unabhängigen Vorrichtungsanspruchs sowie durch ein Verfahren zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen bei einem Fahrzeug mithilfe einer solchen Moduleinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs. 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 der erfindungsgemäßen Moduleinheit beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Moduleinheit, insbesondere eine kombinierte, einzeln handhabbare und/oder zusammenhängende Moduleinheit, vorzugsweise in Form einer Multifunktionseinheit, bevorzugt in Form einer Hardwareeinheit, zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen bei einem Fahrzeug, aufweisend: mindestens eine Leiterplatte, auf welcher folgende Elemente angeordnet sind: eine UWB-Antenne zum Durchführen einer Kommunikation (d. h. eines Datenaustausches zwischen zwei Geräten) und/oder einer Detektion (d. h. einer Erfassung von Objekten und/oder Personen mit nur einem Gerät), wobei in Abhängigkeit von der Kommunikation und/oder der Detektion unterschiedliche Fahrzeugfunktionen aktivierbar sind, ein, insbesondere elektronischer, UWB-Sendeempfänger (bzw. UWB-Transceiver) zum Aussenden und/oder Empfangen von elektrischen Signalen von der UWB-Antenne, die für die Kommunikation und/oder die Detektion spezifisch sind, eine, insbesondere elektronische, Verarbeitungsvorrichtung zur Ansteuerung des UWB-Sendeempfängers, um die Kommunikation und/oder die Detektion durch die UWB-Antenne durchzuführen, und eine, insbesondere elektronische, Schnittstelle zum Übermitteln mindestens eines Ergebnisses der Kommunikation und/oder der Detektion an ein fahrzeugseitiges Steuergerät, um die unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen in Abhängigkeit von der Kommunikation und/oder der Detektion auszulösen.
UWB steht für die Ultra-Breitband-Technologie. Der UWB-Sendeempfänger kann in Form eines UWB-Front-End-Moduls aufgebaut sein. Die Verarbeitungsvorrichtung kann eine elektronische Verarbeitungsanordnung sein, und zur Verarbeitung bspw. einen Mikrocontroller aufweisen. Die Verarbeitungsvorrichtung kann den UWB-Sendeempfänger ansteuern und die elektrischen Signale, die von dem UWB-Sendeempfänger gesendet und/oder empfangen werden, verarbeiten, um die Kommunikation und/oder die Detektion auszuwerten und ein Ergebnis bzw. eine Information anhand der Kommunikation und/oder der Detektion zur erhalten. Auch kann die Verarbeitungsvorrichtung anhand, insbesondere in Abhängigkeit von der Auswertung, der Kommunikation und/oder der Detektion einen Funktionscode für eine entsprechende Fahrzeugfunktion generieren, um die entsprechende Fahrzeugfunktion zu triggern.
Die Schnittstelle kann ebenfalls eine elektronische Schnittstelle sein, die die Moduleinheit elektrisch, steuerungstechnisch und datentechnisch mit dem Steuergerät des Fahrzeuges verbinden kann, um z. B. über die Schnittstelle die Ergebnisse der Kommunikation und/oder der Detektion an das Steuergerät zu übermitteln und/oder über die Schnittstelle eine Aktivierung von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen in Abhängigkeit von der Kommunikation und/oder der Detektion zu triggern.
Die elektrischen Signale, die von dem UWB-Sendeempfänger gesendet und/oder empfangen werden, können für die Kommunikation und/oder die Detektion spezifisch sein. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass anhand der elektrischen Signale ein Ergebnis der Kommunikation und/oder der Detektion durch die Verarbeitungsvorrichtung ermittelt werden kann.
Ein Ergebnis einer Detektion kann wenigstens eine Information darüber umfassen, ob sich ein Benutzer bzw. eine Person und/oder ein Objekt in der Nähe der Moduleinheit befindet, sich bewegt und/oder sich auf eine besondere Weise bewegt.
Ein Ergebnis einer Kommunikation zwischen der Moduleinheit und einem benutzerseitigen Mobilgerät kann wenigstens eine Information über den Benutzer, z. B. eine Authentifizierungsinformation, umfassen, welcher eine Aktivierungshandlung durchführt.
Über die Schnittstelle kann die Moduleinheit die Information über den Benutzer, z. B. eine Authentifizierungsinformation, die Ergebnisse der Kommunikation und/oder der Detektion und/oder den, insbesondere durch die Verarbeitungsvorrichtung berechneten, Funktionscode für eine entsprechende Fahrzeugfunktion an das fahrzeugseitige Steuergerät übertragen. Ein Ergebnis einer Kommunikation zwischen der Moduleinheit und einem benutzerseitigen Mobilgerät kann nicht nur die Authentifizierungsinformation und/oder den Funktionscode umfassen, sondern auch Navigationsdaten, Nachrichtendaten, Musikdaten und dergleichen. Sicherheitshalber muss sich hierfür der Benutzer vorher identifizieren, damit keine fremden Daten zwischen der Moduleinheit und einem Mobilgerät ausgetauscht werden. Diese Daten können von der UWB-Sensoreinheit über die Schnittstelle an das fahrzeugseitige Steuergerät übertragen werden.
Ein Signal für die Kommunikation kann z. B. eine definierte Folge kurzer UWB-Impulse sein. Die definierte Folge kurzer UWB-Impulse, die bspw. mit Zeitstempeln versehen werden können, kann mithilfe der Pulsphasenmodulation im Rahmen einer digitalen Funkübertragung erzeugt werden. Dabei wird ein UWB-Puls relativ zu einem konstanten Referenztakt in der zeitlichen Lage, nämlich der Phase, verschoben. Die Phasenverschiebung zwischen den UWB-Impulsen symbolisiert dabei die Information, wie z. B. eine Authentifizierungsinformation. Die Periodendauer und die Amplitude bleiben dabei gleich.
Ein UWB-Impuls kann bspw. als ein Teil einer Sinusschwingung von einer begrenzten Dauer von wenigen Nanosekunden oder sogar Pikosekunden abgebildet werden, der einer breiten Spektrallinie von mindestens 5 GHz, insbesondere von 7,5 GHz, bis über 8,8 GHz entspricht.
Aufgrund der extrem kurzen UWB-Impulse kann eine hohe Übertragungsrate von 480 bis 1320 Mbit/s bei der Kommunikation erzielt werden, bspw. mithilfe einer digitalen Funkübertragung.
Ebenfalls aufgrund der extrem kurzen UWB-Impulse kann eine hohe Auflösung von wenigen Millimetern bis sogar Mikrometern bei der Detektion erzielt werden, bspw. mithilfe einer Laufzeitmessung der UWB-Impulse, die bspw. mit Zeitstempeln versehen werden können.
Die Abmessung der UWB-Antenne bestimmt die Mittelfrequenz und die Bandbreite des UWB-Impulses. Die gesamte Sendeleistung der UWB-Antenne von wenigen Milliwatt (bspw. von ung. 0,5 mW) wird auf einen so großen Frequenzbereich verteilt, dass für den Funkbetrieb schmalbandiger Übertragungsverfahren nahezu keine Störungen hervorgerufen werden.
Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass die Moduleinheit als ein einzelner Knoten oder mit anderen Worten als ein Satellit bereitgestellt wird, der als eine einzige zusammenhängende Hardwareeinheit mit allen nötigen Sensorfunktionen (Kommunikation und Detektion), Verarbeitungs- und Ansteuerungskomponenten sowie einer Schnittstelle zum fahrzeugseitigen Steuergerät bereitgestellt wird, um mithilfe nur einer Moduleinheit unterschiedliche Fahrzeugfunktionen für ein entsprechendes Fahrzeugassistenzsystem bereitzustellen. Dabei kann nur eine UWB-Antenne (die wiederum mehrere UWB- Antenneneinheiten umfassen kann) alle nötigen Sensorfunktionen für die unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen bereitstellen. Vorteilhafterweise kann dadurch eine einfach und kostengünstig aufgebaute, leicht montierbare und einfach (elektrisch und steuerungstechnisch sowie datentechnisch) anschließbare Moduleinheit bereitgestellt werden, die unterschiedliche Fahrzeugfunktionen bei einem Fahrzeug auf eine vorteilhafte Weise zur Verfügung stellen kann. Zudem kann dadurch eine Moduleinheit bereitgestellt werden, die zuverlässig im Betrieb ist und die die Sicherheit beim Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen und im Betrieb von Fahrzeugassistenzsystemen erheblich erhöht.
Der Erfindungsgedanke liegt zudem darin, dass die Moduleinheit die UWB-Technologie nutzt, um eine Kommunikation, d. h. Datenaustausch zwischen zwei Geräten, und/oder eine Detektion, d. h Erfassung von Objekten und/oder Personen mit nur einem Gerät, nämlich der Moduleinheit, durchzuführen. Dabei kann die UWB-Antenne für die Kommunikation und für die Detektion eine gemeinsame UWB-Antennen-Einheit oder zwei separate UWB- Antennen-Einheiten aufweisen, sodass die Kommunikation und die Detektion simultan oder sequenziell durchgeführt werden können.
Der Erfindungsgedanke liegt außerdem darin, dass mithilfe der UWB-Sensoreinheit eine hoch aufgelöste Detektion, bspw. zwecks Abstandsmessung, mit der Auflösung von wenigen Millimetern bis sogar Mikrometern erzielt werden kann, bspw. mithilfe einer Laufzeitmessung der UWB-Impulse. Dabei kann die UWB-Sensoreinheit kleinste Bewegungen, wie z. B. Brustkorbbewegungen, also Atmung, Herzschlag, Kopfnicken usw. erfassen, um nicht nur eine Präsenz und/oder Position eines Objekts und/oder einer Person, wie z. B. eines Kindes im Kindersitz oder eines Fahrers am Fahrersitz, sondern auch die Vitalfunktionen der Person hoch aufgelöst (mit der Auflösung von wenigen Millimetern bis sogar Mikrometern) detektieren.
Eine Detektion, bspw. zwecks Positionsbestimmung, kann eine oder mehrere UWB- Sensoreinheiten umfassen, um die 2D- oder 3D-Auflösung bereitzustellen. Mithilfe von einer oder mehreren UWB-Sensoreinheiten können außerdem komplizierte Bewegungen hochaufgelöst detektiert und analysiert werden.
Im Rahmen der Erfindung kann die UWB-Antenne in einem Frequenzbereich mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 20 % des arithmetischen Mittelwertes von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes betrieben werden, wobei vorzugsweise der Frequenzbereich zwischen 30 MHz bis 10,6 GHz, bevorzugt zwischen 3,0 bis 10,6 GHz liegen kann. Auf diese Weise kann eine Kommunikation und/oder Detektion mithilfe der UWB-Technologie bereitgestellt werden.
Ein Vorteil der Erfindung kann ferner darin liegen, dass die Detektion und die Kommunikation mithilfe einer UWB-Antenne eine begrenzte Reichweite, bspw. von 10 - 50 m, aufweist. Fehlerhafte Betätigungen oder Manipulationen der Moduleinheit können dadurch effektiv vermieden werden. Insbesondere sog. Mann-in-der-Mitte-Attacken können mithilfe der Erfindung nahezu unterbunden werden. Bei der Kommunikation wird die Information, wie die Authentifizierungsinformation, nur über diese begrenzte Reichweite übertragen. Stellt die Moduleinheit fest, dass sich kein Benutzer innerhalb dieser begrenzten Reichweite identifizieren kann, wird der Zugang zum Fahrzeug sicher verweigert. Unberechtigte Verlängerung der Kommunikation können dabei nahezu ausgeschlossen werden.
Ferner kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass die UWB-Antenne eine, insbesondere nur eine, vorzugsweise eine gemeinsame für die Kommunikation und/oder die Detektion, UWB-Antennen-Einheit aufweist, die dazu ausgeführt ist, die Kommunikation und/oder die Detektion in Abhängigkeit von einer Ansteuerung durch die Verarbeitungsvorrichtung durchzuführen. Mithilfe nur einer UWB-Antennen-Einheit kann die Kommunikation und die Detektion sequenziell bzw. alternierend durchgeführt werden. Nur eine UWB-Antennen-Einheit kann wiederum eine einfache und kompakte Ausführung aufweisen.
Weiterhin kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass die UWB-Antenne zumindest eine erste UWB-Antennen-Einheit und eine zweite UWB-Antennen-Einheit aufweist, wobei die erste UWB-Antennen-Einheit dazu ausgeführt ist, die Detektion durchzuführen, und wobei die zweite UWB-Antennen-Einheit dazu ausgeführt ist, die Kommunikation durchzuführen. Mithilfe von unterschiedlichen UWB-Antennen-Einheiten können die Kommunikation und die Detektion wahlweise simultan oder sequenziell durchgeführt werden. Mithilfe von unterschiedlichen UWB-Antennen-Einheiten für die Kommunikation und die Detektion können die UWB-Antennen-Einheiten speziell für die Durchführung der Kommunikation oder Detektion ausgelegt werden. Auf diese Weise können die Kommunikation und Detektion mit erhöhter Genauigkeit durchgeführt werden.
Des Weiteren kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass die UWB-Antenne mithilfe eines fotolithografischen Verfahrens auf der Leiterplatte hergestellt ist. Auf diese Weise kann die UWB-Antenne in einem gemeinsamen Herstellungsverfahren mit der Leiterplatte hergestellt werden, was die Herstellung der Moduleinheit vereinfachen kann. Auch kann dadurch eine einfach aufgebaute und kompakte Moduleinheit bereitgestellt werden.
Zudem kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass die Verarbeitungsvorrichtung und/oder der UWB-Sendeempfänger einen Mikrocontroller aufweisen/aufweist. Auf diese Weise können elektronische Komponenten zum Betreiben und/oder Ansteuern der UWB-Antenne mit einem Speicher bereitgestellt werden, die programmierbar sind, sodass die Moduleinheit an die gewünschten Fahrzeugfunktionen sowie an die Begebenheiten und Witterungsverhältnisse am Einsatzort usw. angepasst werden kann.
Außerdem kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass der UWB- Sendeempfänger mindestens ein erstes UWB-Front-End-Modul für eine erste UWB- Antennen-Einheit und ein zweites UWB-Front-End-Modul für eine zweite UWB-Antennen- Einheit aufweist. Auf diese Weise können die erste UWB-Antennen-Einheit und die zweite UWB-Antennen-Einheit simultan betrieben werden, um noch Flexibilität und Kundenkomfort beim Bereitstellen von Fahrzeugfunktionen durch die Moduleinheit zu ermöglichen.
Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass der UWB-Sendeempfänger als ein gemeinsames UWB-Front-End-Modul für eine erste UWB-Antennen-Einheit und eine zweite UWB- Antennen-Einheit ausgeführt sein kann. Auf diese Weise können die erste UWB-Antennen- Einheit und die zweite UWB-Antennen-Einheit alternierend betrieben werden. Somit können die Kommunikation und Detektion getrennt voneinander durchgeführt werden, um bspw. Überlagerungen zu vereiden.
Ferner kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass der UWB-Sendeempfänger eine Schalteinheit aufweist, um eine erste UWB-Antennen-Einheit und eine zweite UWB- Antennen-Einheit zum Durchführen der Kommunikation oder zum Durchführen einer Detektion anzusteuern. Somit kann auf eine einfache Art und Weise zwischen der Kommunikation und Detektion umgeschaltet werden.
Weiterhin ist es denkbar, dass die Schalteinheit als ein elektronischer Schalter, vorzugsweise ein HF-Schalter, ausgeführt sein kann. Auf diese Weise kann im Betrieb der Moduleinheit hochfrequent zwischen der Kommunikation und Detektion umgeschaltet werden, um schnelle, zuverlässige und komfortable Zurverfügungstellung von Fahrzeugfunktionen zu ermöglichen.
Des Weiteren kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass der UWB- Sendeempfänger derart ausgeführt ist, dass die Mittelfrequenz und/oder die Bandbreite der UWB-Antenne beim Durchführen einer Detektion variabel einstellbar sind/ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Detektion durch die UWB-Antenne an unterschiedliche Umwelteinflüsse, vorzugsweise Feuchtigkeitsverhältnisse, flexibel angepasst werden kann.
Zudem kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass der UWB- Sendeempfänger derart ausgeführt ist, dass Messungen durch die UWB-Antenne beim Durchführen der Detektion mithilfe von Messungen durch die UWB-Antenne, insbesondere mithilfe von Laufzeiten der UWB-Pulse, beim Durchführen der Kommunikation kalibrierbar sind. Dabei können Laufzeiten der Signale zwischen der Moduleinheit und einem Mobilgerät gemessen werden, welches in einem bekannten Abstand zur Moduleinheit positioniert ist. Diese Laufzeiten können dazu genutzt werden, um die Genauigkeit der Detektion durch die UWB-Antenne, bspw. bei einer Abstandsmessung, zu verfeinern und die UWB-Antenne zum Durchführen der Detektion zu kalibrieren. Vorteilhafterweise kann dadurch die Genauigkeit der Detektion durch die UWB-Antenne erheblich erhöht werden. Das Kalibrieren der UWB- Antenne zum Durchführen der Detektion kann dabei mithilfe eines Benutzers erfolgen. Vorteilhafterweise ist es aber auch denkbar, dass das Kalibrieren der UWB-Antenne zum Durchführen der Detektion unabhängig und unbemerkt von einem Benutzer durchgeführt werden kann, bspw. in typischen wiederkehrenden Situationen aufgrund von Benutzergewohnheiten, wenn der Abstand des benutzerseitigen Mobilgeräts zur Moduleinheit bekannt ist.
Außerdem kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass der UWB- Sendeempfänger derart ausgeführt ist, dass ein Einfallswinkel der UWB-Antenne variabel einstellbar ist. Somit können Messbereiche zum Durchführen der Detektion auf eine vorteilhafte Weise eingestellt und/oder ausgerichtet werden. Folglich kann die Positionsbestimmung mithilfe der Detektion sehr genau erfolgen. Auch komplizierte Bewegungsmuster können dadurch zuverlässig erkannt werden.
Vorteilhafterweise kann die Moduleinheit, insbesondere der UWB-Sendeempfänger, dazu ausgeführt sein, die UWB-Antenne zum Durchführen einer Detektion anzusteuern, um: eine Präsenz eines Benutzers bzw. einer Person und/oder eines Objekts, einen Abstand zu einem Benutzer und/oder einem Objekt, eine Position eines Benutzers und/oder eines Objekts, eine Annäherung eines Benutzers und/oder eines Objekts, eine Aktivierungshandlung durch einen Benutzer, insbesondere umfassend einen bestimmten Bewegungsablauf durch eine Hand oder einen Fuß eines Benutzers, und/oder eine Bewegung eines Körperteils eines Benutzers und/oder eines Insassen zu erfassen. Auf diese Weise kann die Moduleinheit auf eine vielfältige Art und Weise eingesetzt werden, um unterschiedliche Fahrzeugfunktionen bereitzustellen und/oder verschiedene Fahrzeugassistenzsysteme zu unterstützen.
Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, dass die Moduleinheit, insbesondere der UWB- Sendeempfänger, dazu ausgeführt sein kann, die UWB-Antenne als eine Detektionseinheit, vorzugsweise durch eine Auswertung einer Laufzeit von UWB-Impulsen, anzusteuern. Als eine Detektionseinheit ist insbesondere eine der folgenden Detektionseinheiten denkbar:
Personenerkennungssensor,
Sitzplatzbelegungssensor,
Fahrerwechselerkennungssensor,
Kind-im-Kindersitz-Erkennungssensor, Hund-im-Fahrzeug-Erkennungssensor, Näherungssensor, Bewegungssensor, Bewegungsmustererkennungssensor, und/oder Überwachungssensor für Vitalfunktionen, insbesondere Herzschlag und/oder Atmung.
Auf diese Weise können vorteilhafte Fahrzeugfunktionen mithilfe der Moduleinheit auf eine verbesserte Weise bereitgestellt werden.
Ferner kann die Erfindung vorsehen, dass die Moduleinheit, insbesondere der UWB- Sendeempfänger, dazu ausgeführt ist, die UWB-Antenne zum Durchführen der Kommunikation, insbesondere mithilfe einer digitalen Funkübertragung, vorzugsweise mithilfe einer Pulsphasenmodulation, anzusteuern, um eine Information, insbesondere eine Authentifizierungsinformation eines Benutzers, von einem benutzerseitigen Mobilgerät abzufragen, zu empfangen und/oder zu verifizieren. Somit kann die Berechtigung des Benutzers verifiziert werden. Dies kann für sicherheitsrelevante Fahrzeugfunktionen, wie z. B. Zugangssysteme beim Ver- und/ oder Entriegeln einer Zentralverriegelung, von Vorteil sein. Auch kann somit die Funktionalität von vielen Fahrzeugassistenzsystemen erweitert werden. Bei dem Mobilgerät kann es sich um ein elektronisches Gerät handeln, welches von dem Benutzer bei sich getragen werden kann. Idealerweise handelt es sich hierbei um einen ID- Geber, der aktiv (durch Knopfdruck) oder passiv (ohne Knopfdruck) ausgestaltet sein kann, um somit ein sogenanntes Aktiv-Keyless-Entry-System oder ein Passiv-Keyless-Entry- System mit der Sicherheitsvorrichtung des Fahrzeuges zu bilden. Auch kann das Mobilgerät als ein Mobilfunktelefon, insbesondere Smartphone, oder Tablet oder Smartwatch ausgestaltet sein, um den gewünschten Datenaustausch mithilfe der Kommunikation mit der Moduleinheit erreichen zu können. Neben der Kommunikation zum Identifizierungsvorgang mit dem entsprechenden Identifizierungscode können auch weitere (auszulösende) Funktionen durch das Mobilgerät am Fahrzeug ausgelöst oder angesteuert werden. So kann z.B. die Beleuchtung innen oder außen beim Fahrzeug oder ein Warnsignal oder dergleichen durch das mobile Gerät angesteuert werden (z.B. auch das Ein- und Ausschalten der Alarmanlage oder Schließen der Fenster, Einschalten der Heizung etc.). Auch ist eine Datenübertragung mithilfe der Kommunikation, von bspw. Navigations-, Musikdaten-, Video-, und/oder Nachrichtendaten etc. zwischen Fahrzeug und dem Mobilgerät realisierbar.
Weiterhin kann die Erfindung vorsehen, dass die Moduleinheit, insbesondere der UWB- Sendeempfänger, dazu ausgeführt ist, die Ergebnisse der Kommunikation und/oder der Detektion an ein benutzerseitiges Mobilgerät zu übertragen. Auf diese Weise können weitere vorteilhafte Funktionen mithilfe der Moduleinheit und des benutzerseitigen Mobilgeräts bereitgestellt werden, wie. z. B. Fahrerwechselerkennung, Kind-im-Kindersitz-Erkennung usw.
Vorteilhafterweise kann bei einer Moduleinheit vorgesehen sein, dass nicht nur die Ergebnisse der Kommunikation und/oder der Detektion an ein benutzerseitiges Mobilgerät, insbesondere Mobiltelefon, übertragen werden, sondern auch ein Befehlscode.
Der Befehlscode kann dazu dienen, das Mobilgerät zu veranlassen, einen Benutzer über die Interaktion mit der Moduleinheit (d. h. über die Ergebnisse der Kommunikation und/oder der Detektion und/oder über entsprechende Fahrzeugfunktionen), die mithilfe der Moduleinheit aktiviert wurden, zu informieren. Mit anderen Worten kann die Moduleinheit das benutzerseitige Mobilgerät, insbesondere Mobiltelefon, veranlassen, einen Benutzer über die Interaktion mit der Moduleinheit (d. h. über die Ergebnisse der Kommunikation und/oder der Detektion und/oder über entsprechende Fahrzeugfunktionen), die mithilfe der Moduleinheit aktiviert wurden, zu informieren.
Das benutzerseitige Mobilgerät kann zum Informieren des Benutzers eine haptische Rückmeldung, bspw. durch Vibration, z. B. mithilfe einer Piezoeinheit, eine akustische Rückmeldung, bspw. durch Klingeln, und/oder eine visuelle Rückmeldung, bspw. durch Anzeigen im Display, erzeugen.
Eine haptische akustische und/oder visuelle Rückmeldung durch das Mobilgerät kann für schlüssellose und/oder berührungslose Zugangssysteme zu einem Fahrzeug oder zu einem anderen Objekt, wie. z. B. Garage, von Vorteil sein, bspw.: zum Ver- und/ oder Entriegeln einer Zentralverriegelung, sog. Aktiv-Keyless-Entry- Systeme oder Passiv-Keyless-Entry-Systeme, und/oder zum Öffnen und/oder Schließen von beweglichen Klappen, sog. Bewegungs- und/oder Gestikkontrolle, vorzugsweise für eine kontaktlose Betätigung von Klappen, insbesondere Heckklappen, Tankklappen, Steckerklappen, Türen, Türgriffen und/oder Spiegeln, zum Betätigen, bspw. zum Öffnen und/oder Schließen, eines Garagentors.
Der Benutzer kann über das Vibrieren/Klingeln des Mobilgeräts eine haptische/akustische Rückmeldung erhalten, dass seine Bewegung/Geste erkannt wurde, und/oder dass der Zugang zum Fahrzeug gewährt wurde, und/oder dass eine bewegliche Klappe, wie gewollt, geöffnet wird usw.. Dies kann nicht nur zur Steigerung des Komforts, sondern auch zum Erhöhen der Sicherheit bei dem Auslösen von Fahrzeugfunktion führen, die mithilfe der Moduleinheit aktiviert werden.
Eine haptische, akustische und/oder visuelle Rückmeldung durch das Mobilgerät kann weiterhin bei Navigieren in einem Parkhaus, bspw. beim Erreichen eines Garagentors vorteilhaft sein. Bei Fahrzeugassistenzsystemen, wie z. B. Sitzplatzbelegungserkennung, Kind-im-Kindersitz- Erkennung und/oder Hund-im-Fahrzeug-Erkennung, kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die Ergebnisse der Kommunikation und/oder der Detektion, die mithilfe der Moduleinheit durchgeführt wurden, und/oder über entsprechende Fahrzeugfunktionen, die mithilfe der Moduleinheit aktiviert wurden, an ein benutzerseitiges Mobilgerät übertragen werden. Auch dabei kann zusätzlich ein Befehlscode von der Moduleinheit an das Mobilgerät übertragen werden.
Das benutzerseitige Mobilgerät kann zum Informieren des Benutzers eine Meldung/Warnung/Alarmierung ausgeben. Eine Meldung/Warnung/Alarmierung kann insbesondere dann ausgegeben werden, wenn sich bspw. noch ein Kind oder ein Hund im Fahrzeug befindet. Die Meldung/Warnung/Alarmierung kann visuell, bspw. durch Anzeigen im Display, haptisch, bspw. durch Vibrieren, und/oder akustisch, bspw. durch Klingeln des Mobilgeräts, ausgegeben werden.
Weiterhin kann eine Warnung/Alarmierung in Abhängigkeit von der Entfernung zum Fahrzeug und/oder eines Zustandes des Fahrzeuges (bspw. Zentralverriegelung geschlossen) ausgegeben werden. Die Frequenz und/oder die Lautstärke der Warnung/Alarmierung können dabei stufenweise erhöht werden, wenn der Benutzer sich vom Fahrzeug weiter entfernt. Dabei kann es sich um eine Warn-Kaskade handeln.
Denkbar sind des Weiteren folgende Szenarien:
Bei einem Motorausstellen erfolgt eine visuelle Meldung, bspw. durch Anzeige im Display des Mobilgeräts.
Bei einem Verlassen und einer Entfernung vom Fahrzeug erfolgt eine haptische und/oder akustische Warnung/Alarmierung, bspw. durch Vibration und/oder Klingeln, des Mobilgeräts, ggf. mit abgestufter Frequenz und/oder Lautstärke der Warnung/Alarmierung, einer sog. Warn-Kaskade.
Zunächst kann bei einem Motorausstellen und/oder einer kleinen Entfernung zum Fahrzeug, bspw. von ung. 1 oder 2 Meter, dem Benutzer über das Mobilgerät mitgeteilt werden, dass sich ein Kind oder ein Hund im Fahrzeug befindet. Daraufhin kann dem Benutzer über das Mobilgerät eine Eingabemöglichkeit angeboten werden, zum Bestätigen, dass alles in Ordnung ist, bspw. wenn er nur kurz die Garage zu macht oder an den Kofferraum geht. Bei großer Entfernung, bspw. über 1 oder 2 Meter, und ohne eine Aktion des Benutzers, kann eine haptische und/oder akustische Warnung/Alarmierung durch das Mobilgerät erfolgen. Zudem kann ein Alarm am Fahrzeug ausgelöst werden.
Zusätzlich kann ein einfaches Verriegeln von Türen/Klappen verhindert werden, wenn sich ein Kind/Hund im Fahrzeug befindet, nachdem aber der Benutzer das Fahrzeug verlassen hat.
Ferner kann eine doppelte Sicherheitsfunktion zum Verriegeln von Türen/Klappen vorgesehen werden. Der Nutzer muss hierzu aktiv und wiederholend, bspw. zwei Mal, das Verriegeln des Fahrzeuges auffordern, bevor die Verriegelung tatsächlich durchgeführt wird.
Des Weiteren kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass die Verarbeitungsvorrichtung und/oder die Schnittstelle dazu ausgeführt sind/ist, eine Information, insbesondere eine Authentifizierungsinformation eines Benutzers, und/oder einen, insbesondere durch die Verarbeitungsvorrichtung berechneten, Funktionscode für eine entsprechende Fahrzeugfunktion an das fahrzeugseitige Steuergerät zu übertragen, und/oder dass die Verarbeitungsvorrichtung und/oder die Schnittstelle dazu ausgeführt sind/ist, die Moduleinheit an ein Sicherheitssystem, insbesondere ein Zugangskontrollsystem, des Fahrzeuges funktional anzuschließen. Auf diese Weise können sog. Aktiv-Keyless-Entry-Systeme oder Passiv-Keyless-Entry-Systeme mit dem Sicherheitssystem des Fahrzeuges gebildet werden.
Vorteilhafterweise kann die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein, die Moduleinheit zum Bereitstellen von folgenden Fahrzeugfunktionen anzusteuern, wie:
Bewegungs- und/oder Gestikkontrolle, vorzugsweise für eine kontaktlose Betätigung von Klappen, insbesondere Heckklappen, Tankklappen, Steckerklappen, Türen, Türgriffen und/oder Spiegeln.
Auf diese Weise kann eine komfortable, kontaktlose Betätigung von Klappen ermöglicht werden, die den Benutzer entlasten kann. Der Benutzer braucht dabei vorteilhafterweise keine Betätigungselemente berühren und aktiv betätigen. Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein kann, die Moduleinheit zum Bereitstellen von folgenden Fahrzeugfunktionen anzusteuern, wie:
Unterstützen mindestens eines Fahrzeugassistenzsystems für eine Innenraumüberwachung, wie insbesondere:
Müdigkeitskontrolle,
Insassenerkennung,
Sitzplatzbelegungserkennung,
Fahrerwechselerkennung,
Kind-im-Kindersitz-Erkennung,
Hund-im-Fahrzeug-Erkennung, und/oder
Insassenüberwachung für Vitalfunktionen, insbesondere Herzschlag und/oder Atmung, vorzugsweise durch Auswertung einer Laufzeit von UWB-Impulsen.
Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein kann, die Moduleinheit zum Bereitstellen von folgenden Fahrzeugfunktionen anzusteuern, wie:
Unterstützen mindestens eines Fahrzeugassistenzsystems für eine Außenraumüberwachung, wie insbesondere:
Zugangskontrolle,
Sicherheitssystem,
Einparkhilfe,
Rempelassistenz, und/oder
Car2Car-Kommunikation, um vorzugsweise eine Sensorfusion durchzuführen.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Moduleinheit dazu ausgeführt ist, eine Gestensteuerung im Innenraum für mindestens eine der folgenden Fahrzeugfunktionen bereitzustellen, wie z. B.:
Steuerung von Licht im Innenraum, insbesondere im Rücksitzbereich,
Steuerung von Radio,
Steuerung von Klimaanlage, usw. Somit kann die Moduleinheit auf eine vorteilhafte Weise flexibel im Fahrzeug eingesetzt werden, um verschiedene Fahrzeugfunktionen für eine Innenraumüberwachung und eine Außenraumüberwachung bereitstellen zu können.
Noch weiter kann es vorteilhaft sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein kann, die Moduleinheit zum Bereitstellen von folgenden Fahrzeugfunktionen anzusteuern, wie:
Distanzsteuerung von benutzerseitigen Einrichtungen, insbesondere:
Garagentore,
Schließsysteme,
Geräte, vernetzter Geräte, und/oder intelligenter Smart-Home-Systeme.
Somit kann die Moduleinheit auf eine vorteilhafte Weise innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs eingesetzt werden, um noch mehr Fahrzeugfunktionen bereitstellen zu können und den Kundenkomfort zu erhöhen.
Ferner kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass die Schnittstelle einen Stecker aufweist, um die Moduleinheit elektrisch, elektronisch und/oder datentechnisch an das fahrzeugseitige Steuergerät anzuschließen, wobei insbesondere der Stecker dazu ausgeführt ist, die Moduleinheit als eine einzeln handhabbare Einheit am oder im Fahrzeug zu befestigen. Auf diese Weise kann die Moduleinheit einfach und bequem am oder im Fahrzeug angeschlossen und vorzugsweise zugleich befestigt werden.
Weiterhin kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass die Schnittstelle, insbesondere der Stecker, mindestens ein Rastelement aufweist, um die Moduleinheit form- und/oder kraftschlüssig am oder im Fahrzeug zu befestigen. Somit kann die Moduleinheit nicht nur einfach und bequem sondern auch reversibel, bspw. zwecks Austausches oder Reparatur, am oder im Fahrzeug befestigt werden.
Des Weiteren kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass die Schnittstelle, insbesondere der Stecker, mindestens ein Führungselement aufweist, um die Moduleinheit bei der Befestigung am oder im Fahrzeug in einer vordefinierten Richtung zu führen. Auf diese Weise kann die Montage der Moduleinheit am oder im Fahrzeug erleichtert werden. Das Führungselement kann zudem dafür sorgen, dass die Moduleinheit in der richtigen Position am oder im Fahrzeug befestigt wird.
Zudem kann die Erfindung bei einer Moduleinheit vorsehen, dass ein Gehäuseelement vorgesehen ist, um die Moduleinheit zumindest zum Teil oder vollumfänglich, zu umschließen und/oder abzudichten. Auf diese Weise kann die Moduleinheit von den Umwelteinflüssen geschützt werden. Das Gehäuseelement kann dabei vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt sein, um die UWB-Pulse durchzulassen.
Außerdem ist es denkbar, dass das Gehäuseelement in Form einer Gehäuseschale ausgeführt sein kann, die vorzugsweise nach der Befestigung der Moduleinheit am oder im Fahrzeug über der Moduleinheit befestigt wird, um die Moduleinheit abzudecken und/oder abzudichten. Somit kann eine elegante Lösung bereitgestellt werden, um die Moduleinheit zuerst zu befestigen und danach abzudecken und/oder abzudichten.
Darüber hinaus ist es denkbar, dass das Gehäuseelement eine erste Gehäuseschale und eine zweite Gehäuseschale aufweisen kann, um die Moduleinheit vollumfänglich zu umschließen und/oder abzudichten. Auf diese Weise kann die Moduleinheit bereits vor der Montage am oder im Fahrzeug als eine vollständig abgeschlossene und/oder abgedichtete Baueinheit bereitgestellt werden.
Vorteilhafterweise kann es vorgesehen sein, dass das Gehäuseelement mindestens ein Rastelement aufweist, um das Gehäuseelement form- und/oder kraftschlüssig am oder im Fahrzeug oder an der Moduleinheit zu befestigen, und/oder dass das Gehäuseelement mindestens ein Führungselement aufweist, um das Gehäuseelement bei der Befestigung am oder im Fahrzeug oder an der Moduleinheit in einer vordefinierten Richtung zu führen. Auf diese Weise kann die Befestigung des Gehäuseelementes zusammen mit der Moduleinheit am oder im Fahrzeug oder des Gehäuseelementes ohne die Moduleinheit an der Moduleinheit, die bereits am Fahrzeug befestigt ist, einfach und bequem sowie reversibel erfolgen. Darüber hinaus wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Fahrzeug mit mindestens einer Moduleinheit gelöst, die wie oben beschrieben ausgeführt sein kann. Mithilfe des erfindungsgemäßen Fahrzeuges werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit der Moduleinheit beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen bei einem Fahrzeug gelöst, umfassend folgende Schritte:
Bereitstellen einer Moduleinheit, insbesondere einer kombinierten, einzeln handhabbaren und/oder zusammenhängenden Moduleinheit, vorzugsweise in Form einer Multifunktionseinheit, bevorzugt in Form einer Hardwareeinheit, die wie oben beschrieben ausgeführt sein kann,
Betreiben der Moduleinheit in einem ersten Modus als eine Detektionseinheit, insbesondre um: eine Präsenz eines Benutzers und/oder eines Objekts, einen Abstand zu einem Benutzer und/oder einem Objekt, eine Position eines Benutzers und/oder eines Objekts, eine Annäherung eines Benutzers und/oder eines Objekts, eine Aktivierungshandlung durch einen Benutzer, insbesondere umfassend einen bestimmten Bewegungsablauf durch eine Hand oder einen Fuß eines Benutzers, und/oder eine Bewegung eines Körperteils eines Benutzers und/oder eines Insassen zu erfassen,
Betreiben der Moduleinheit in einem zweiten Modus als eine Kommunikationseinheit, insbesondere um eine Information, vorzugsweise eine Authentifizierungsinformation eines Benutzers, abzufragen.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit der Moduleinheit beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen. Weiterhin kann die Erfindung bei einem Verfahren vorsehen, dass die Moduleinheit simultan in dem ersten Modus und in dem zweiten Modus betrieben wird, oder dass die Moduleinheit alternierend in dem ersten Modus oder in dem zweiten Modus betrieben wird. Je nach gewünschten Spezifikationen der Moduleinheit kann die eine oder die andere Art die Moduleinheit zu betreiben vorteilhaft sein. Bei einem alternierenden Betrieb der Moduleinheit kann sichergestellt werden, dass sich die Kommunikation und Detektion nicht überlagern. Bei einem synchronen Betrieb der Moduleinheit können die Kommunikation und die Detektion parallel erfolgen und die Fahrzeugfunktionen schnell bereitgestellt werden.
Bei einem Verfahren im Rahmen der Erfindung kann die Moduleinheit in dem zweiten Modus dazu benutzt werden, eine Kommunikation, insbesondere mithilfe einer digitalen Funkübertragung, vorzugsweise mithilfe einer Pulsphasenmodulation, durchzuführen, um eine Information, insbesondere eine Authentifizierungsinformation eines Benutzers, von einem benutzerseitigen Mobilgerät abzufragen, zu empfangen und/oder zu verifizieren. Auf diese Weise kann die Berechtigung des Benutzers überprüft werden, die für manche sicherheitsrelevanten Fahrzeugfunktionen erforderliche sein kann.
Des Weiteren kann die Erfindung bei einem Verfahren vorsehen, dass die Moduleinheit in dem zweiten Modus dazu genutzt wird, um die Ergebnisse der Kommunikation und/oder der Detektion an das benutzerseitige Mobilgerät zu senden. Somit können die Fahrzeugfunktionen auf variable Fahrzeug-to-Client-Systeme erweitert werden, die die Moduleinheit bereitstellen kann.
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 zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Moduleinheit im Sinne der Erfindung mit einer UWB-Antennen-Einheit, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Moduleinheit im Sinne der Erfindung mit mehreren UWB-Antennen-Einheiten,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Moduleinheit im Sinne der Erfindung mit mehreren UWB-Antennen-Einheiten,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit mehreren Moduleinheiten im Sinne der Erfindung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Moduleinheit im Sinne der Erfindung mit einem Stecker,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Moduleinheit im Sinne der Erfindung mit einem Gehäuseelement,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Moduleinheit im Sinne der Erfindung mit zwei Gehäuseschalen,
Fig. 8 eine beispielhafte Darstellung einer möglichen Fahrzeugfunktion, die mithilfe einer Moduleinheit im Sinne der Erfindung bereitgestellt werden kann, und
Fig. 9 eine beispielhafte Darstellung einer weiteren möglichen Fahrzeugfunktion, die mithilfe einer Moduleinheit im Sinne der Erfindung bereitgestellt werden kann.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
Die Figuren 1 bis 9 zeigen eine Moduleinheit 100 im Sinne der Erfindung. Wie es aus den Figuren ersichtlich ist, kann die Moduleinheit 100 bautechnisch gesehen als eine kombinierte, einzeln handhabbare und/oder zusammenhängende Moduleinheit 100 ausgeführt sein. In fiktionaler Hinsicht kann die Moduleinheit 100 in Form einer Multifunktionseinheit, bevorzugt in Form einer einzelnen Hardwareeinheit aufgeführt sein. Die Moduleinheit 100 im Sinne der Erfindung ist zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen F bei einem Fahrzeug 200 ausgebildet, wobei das Fahrzeug 200 schematisch in der Figur 4 gezeigt ist, und wobei beispielhafte Fahrzeugfunktionen F, die mithilfe der Moduleinheit 100 im Sinne der Erfindung bereitgestellt werden können, wie in den Figuren 8 und 9 gezeigt sind.
Die Moduleinheit 100 gemäß den Figuren 1 bis 9 weist mindestens eine Leiterplatte 10 auf, auf welcher eine UWB-Antenne 1 angeordnet ist, die zum Durchführen einer Kommunikation K, d. h. eines Datenaustausches zwischen zwei Geräten 100, 300 (vgl. den Doppelpfeil in der Figur 4 sowie in den Figuren 8 und 9) und/oder einer Detektion D, d. h. einer Erfassung von Objekten und/oder Personen mit nur einem Gerät, nämlich der Moduleinheit 100 (vgl. den einfachen Pfeil in der Figur 4 und in den Figuren 8 und 9), ausgelegt ist. Die Erfindung sieht vor, dass in Abhängigkeit von der Kommunikation K und/oder der Detektion D unterschiedliche Fahrzeugfunktionen F aktiviert werden können.
Ferner ist auf der Leiterplatte 10 der Moduleinheit 100 ein, vorzugsweise elektronischer, UWB-Sendeempfänger 3 angeordnet, der zum Aussenden und/oder Empfangen von elektrischen Signalen von der UWB-Antenne 1 ausgelegt ist, die für die Kommunikation K und/oder die Detektion D spezifisch sind. Der UWB-Sendeempfänger 3 kann in Form eines UWB-Front-End-Moduls aufgebaut sein, welcher für die Erfordernisse der UWB- Kommunikation oder Detektion ausgelegt ist und bspw. auf der Receiver-Seite mindestens einen rauscharmen Verstärker und/oder einen Mischer aufweist.
Zudem ist auf der Leiterplatte 10 der Moduleinheit 100 eine, vorzugsweise elektronische, Verarbeitungsvorrichtung 4 zur Ansteuerung des UWB-Sendeempfängers 3 angeordnet, um die Kommunikation K und/oder die Detektion D durch die UWB-Antenne 1 durchzuführen. Die Verarbeitungsvorrichtung 4 kann zur Verarbeitung bspw. einen Mikrocontroller aufweisen.
Außerdem ist auf der Leiterplatte 10 der Moduleinheit 100 eine, vorzugsweise elektronische, Schnittstelle 5 zum Übermitteln mindestens eines Ergebnisses der Kommunikation K und/oder der Detektion D an ein fahrzeugseitiges Steuergerät 201 ausgelegt ist, um die unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen F in Abhängigkeit von der Kommunikation K und/oder der Detektion D auszulösen. Die Schnittstelle 5 kann eine elektronische Schnittstelle sein, die die Moduleinheit 100 elektrisch, steuerungstechnisch und datentechnisch mit einem Steuergerät 201 des Fahrzeuges 200 verbindet, um z. B. über die Schnittstelle 5 die Ergebnisse der Kommunikation K und/oder der Detektion D an das Steuergerät 201 zu übermitteln und/oder über die Schnittstelle 5 eine Aktivierung von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen F in Abhängigkeit von der Kommunikation K und/oder der Detektion D zu triggern. Die Schnittstelle 5 wird außerdem in Verbindung mit der Figur 5 beschrieben.
Die elektrischen Signale, die von dem UWB-Sendeempfänger 3 gesendet und/oder empfangen werden und die für die Kommunikation K und/oder die Detektion D spezifisch sind, können durch den UWB-Sendeempfänger 3 und/oder die Verarbeitungsvorrichtung 4 analysiert werden, um eine Information bzw. ein Ergebnis zu erhalten.
Ein Signal kann wenigstens eine Information umfassen, welche über die Detektion D übertragen wird. Eine Information bei der Detektion D kann bspw. sein, ob sich ein Benutzer B und/oder ein Objekt in der Nähe der Moduleinheit 100 befindet, sich bewegt oder sich auf eine besondere Weise bewegt, bspw. einen bestimmten Bewegungsablauf durch eine Hand oder einen Fuß B1 ausführt. In dem Beispiel der Figur 8 wird mithilfe der Moduleinheit 100 bei der Detektion D eine Kickbewegung mit einem Fuß B1 eines Benutzers B erfasst. In dem Beispiel der Figur 9 werden mithilfe der Moduleinheit 100 bei der Detektion D Vitalfunktionen, insbesondere Brustkorbbewegungen, d. h. Atmung, eines Kindes im Kindersitz überwacht. Bei der Detektion D wird der Abstand zum Brustkorb des Kindes mithilfe der Laufzeit der UWB-Impulse erfasst. Bei der Atmung hebt und senkt sich der Brustkorb, wobei die Moduleinheit 100 mit einer hohen Auflösung die Veränderungen des Abstandes zum und somit die Bewegungen des Brustkorbes hochaufgelöst erfassen kann.
Auch kann ein Signal wenigstens eine Information umfassen, welche über die Kommunikation K übertragen wird. Eine Information bei der Kommunikation K kann z. B. eine Authentifizierungsinformation ID über den Benutzer B sein, welcher eine Aktivierungshandlung durchführt, um bspw. eine Heckklappe des Fahrzeuges 200 zu öffnen, wie dies in der Figur 8 angedeutet ist. In dem Beispiel der Figur 9 wird die Authentifizierungsinformation ID einer Mutter/eines Vaters überprüft, die über die Vitalfunktionen des Kindes informiert werden kann. Zudem kann eine Information bei der Kommunikation K nicht nur die Authentifizierungsinformation ID umfassen, sondern auch Navigationsdaten, Nachrichtendaten, Musikdaten aber auch Betätigungsdaten für eine fahrzeugseitige Vorrichtung, wie. z. B. Heizung, Klimaanlage und dergleichen. Solche Daten können vorzugsweise erst dann übertragen werden, wenn sich der Benutzer B vorher bei der Moduleinheit 100 identifiziert.
Das Signal für die Kommunikation K kann eine definierte Folge kurzer UWB-Impulse umfassen. Die definierte Folge kurzer UWB-Impulse kann mithilfe der Pulsphasenmodulation im Rahmen einer digitalen Funkübertragung erzeugt werden. Die Phasenverschiebung zwischen den UWB-Impulsen symbolisiert die Information, wie z. B. die Authentifizierungsinformation ID.
Wie es die Figur 4 zeigt, kann die Moduleinheit 100 als ein einzelner Knoten bzw. ein Satellit, der als eine einzige zusammenhängende Hardwareeinheit mit allen nötigen Sensorfunktionen, Verarbeitungs- und Ansteuerungskomponenten sowie der Schnittstelle 5 zum fahrzeugseitigen Steuergerät 201 ausgeführt ist, einfach und bequem an unterschiedlichen Orten im Fahrzeug 200 befestigt werden, um unterschiedliche Fahrzeugfunktionen F (vgl. die Figuren 8 und 9) für ein verschiedene Fahrzeugassistenzsysteme bereitzustellen.
Vorteilhafterweise nutzt die Moduleinheit 100 die UWB-Technologie für die Kommunikation K, d. h. Datenaustausch zwischen zwei Geräten 100, 300, und/oder für die Detektion D, d. h Erfassung von Objekten und/oder Personen mit nur einem Gerät 100. Wie es die Figuren 1 bis 3 zeigen, kann die UWB-Antenne 1 für die Kommunikation K und für die Detektion D eine gemeinsame UWB-Antennen-Einheit (vgl. die Figur 1) oder zwei separate UWB-Antennen- Einheiten 1a, 1b (vgl. die Figuren 2 und 3) aufweisen. Dabei ist es denkbar, sodass die Kommunikation K und die Detektion D simultan (vgl. die Figur 2) oder sequenziell (vgl. die Figuren 1 und 3) durchgeführt werden kann.
Die UWB-Antenne 1 kann in einem Frequenzbereich mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz bis mehreren MHz betrieben werden, wobei vorzugsweise der Frequenzbereich zwischen 30 MHz bis 10,6 GHz, bevorzugt zwischen 3,0 bis 10,6 GHz liegen kann. Die UWB-Antenne 1 kann bspw. mithilfe eines fotolithografischen Verfahrens auf der Leiterplatte 10 aufgetragen werden.
Wie es die Figur 2 zeigt, kann der UWB-Sendeempfänger 3 mindestens ein erstes UWB- Front-End-Modul 3a für eine erste UWB-Antennen-Einheit 1a und ein zweites UWB-Front- End-Modul 3b für eine zweite UWB-Antennen-Einheit 1b aufweisen. Somit können die erste UWB-Antennen-Einheit 1a und die zweite UWB-Antennen-Einheit 1b simultan betrieben werden.
Wie es die Figur 3 zeigt, kann der UWB-Sendeempfänger 3 als ein gemeinsames UWB- Front-End-Modul für eine erste UWB-Antennen-Einheit 1a und eine zweite UWB-Antennen- Einheit 1b ausgeführt sein. Somit können die erste UWB-Antennen-Einheit 1a und die zweite UWB-Antennen-Einheit 1b alternierend betrieben werden. Dabei kann der UWB- Sendeempfänger 3 eine Schalteinheit 2 aufweisen, um die erste UWB-Antennen-Einheit 1a und die zweite UWB-Antennen-Einheit 1 b zum Durchführen der Kommunikation K oder zum Durchführen der Detektion D anzusteuern. Die Schalteinheit 2 kann bspw. als ein elektronischer Schalter, vorzugsweise ein HF-Schalter, ausgeführt sein.
Zudem kann bei einer Moduleinheit 100 im Sinne der Erfindung vorteilhaft sein, dass die Mittelfrequenz und/oder die Bandbreite der UWB-Antenne 1 beim Durchführen einer Detektion variabel einstellbar sein können/kann. Vorteilhafterweise ist es zudem denkbar, dass zwischen unterschiedlichen Mittelfrequenzen der UWB-Antenne 1 umgeschaltet werden kann, bspw. mithilfe des UWB-Sendeempfängers 3. Somit kann die Detektion D durch die UWB-Antenne 1 an unterschiedliche Umwelteinflüsse, vorzugsweise Feuchtigkeitsverhältnisse, flexibel angepasst werden.
Außerdem kann bei einer Moduleinheit 100 im Sinne der Erfindung vorteilhaft sein, dass Messungen durch die UWB-Antenne 1 beim Durchführen der Detektion D mithilfe von Messungen durch die UWB-Antenne 1 , insbesondere mithilfe von Laufzeiten der UWB- Pulse, beim Durchführen der Kommunikation K kalibriert werden können. Hierzu können bei der Kommunikation K die Laufzeiten der UWB-Impulse zwischen der Moduleinheit 100 und einem benutzerseitigen Mobilgerät 300 gemessen werden, welches in einem bekannten Abstand zur Moduleinheit 100 positioniert ist. Diese Laufzeiten können dazu genutzt werden, die Genauigkeit der Detektion D durch die UWB-Antenne 1 , bspw. bei einer Abstandsmessung, zu verfeinern und die UWB-Antenne 1 zum Durchführen der Detektion D zu kalibrieren.
Des Weiteren kann es von Vorteil sein, dass ein Einfallswinkel der UWB-Antenne 1 variabel eingestellt werden kann, um bspw. die Messbereiche zum Durchführen der Detektion D einzustellen und/oder auszurichten.
Neben den gezeigten Beispielen in den Figuren 8 und 9 kann mithilfe der Moduleinheit 100 eine Detektion D durchgeführt werden, um zu detektieren: eine Präsenz eines Benutzers B und/oder eines Objekts, einen Abstand zu einem Benutzer B und/oder einem Objekt, eine Position eines Benutzers B oder und/oder Objekts, eine Annäherung eines Benutzers B und/oder eines Objekts, eine Aktivierungshandlung durch einen Benutzer B, insbesondere umfassend einen bestimmten Bewegungsablauf durch eine Hand oder einen Fuß B1 eines Benutzers B (vgl. die Figur 8), und/oder eine Bewegung eines Körperteils eines Benutzers B und/oder eines Insassen, bspw. eines Kindes im Kindersitz zu erfassen (vgl. die Figur 9).
Auf diese Weise kann die Moduleinheit 100 als eine Detektionseinheit, vorzugsweise durch eine Auswertung einer Laufzeit von UWB-Impulsen, dienen, wie z. B.:
Personenerkennungssensor,
Sitzplatzbelegungssensor,
Fahrerwechselerkennungssensor,
Kind-im-Kindersitz-Erkennungssensor (vgl. die Figur 9),
Hund-im-Fahrzeug-Erkennungssensor,
Näherungssensor (vgl. die Figur 8),
Bewegungssensor (vgl. die Figur 8 oder 9),
Bewegungsmustererkennungssensor (vgl. die Figur 8 oder 9), und/oder Überwachungssensor für Vitalfunktionen, insbesondere Herzschlag und/oder Atmung (vgl. die Figur 9). Wie es in den Figuren 8 und 9 angedeutet ist, kann der UWB-Sendeempfänger 3 dazu ausgeführt sein, die UWB-Antenne 1 zum Durchführen der Kommunikation K, bspw. mithilfe einer digitalen Funkübertragung, z. B. mithilfe einer Pulsphasenmodulation, anzusteuern, um eine Information, wie z. B. eine Authentifizierungsinformation ID eines Benutzers B, von einem benutzerseitigen Mobilgerät 300 abzufragen, zu empfangen und/oder zu verifizieren.
Weiterhin zeigt die Figur 9, dass der UWB-Sendeempfänger 3 dazu ausgeführt sein kann, die Ergebnisse der Kommunikation K und/oder der Detektion D an ein benutzerseitiges Mobilgerät 300 zu übertragen.
Die Verarbeitungsvorrichtung 4 und/oder die Schnittstelle 5 können wiederum dazu ausgeführt sein, eine Information, insbesondere eine Authentifizierungsinformation ID des Benutzers B, und/oder einen, insbesondere durch die Verarbeitungsvorrichtung 4 berechneten, Funktionscode für eine entsprechende Fahrzeugfunktion an das fahrzeugseitige Steuergerät 201 zu übertragen (vgl. die Figuren 1 bis 3). Vorteilhafterweise können dabei die Verarbeitungsvorrichtung 4 und/oder die Schnittstelle 5 dazu ausgeführt sein, die Moduleinheit 100 an ein Sicherheitssystem, insbesondere ein Zugangskontrollsystem, des Fahrzeuges 200 funktional anzuschließen, um bspw. ein sog. Aktiv-Keyless-Entry-System oder ein Passiv-Keyless-Entry-System mit dem Sicherheitssystem des Fahrzeuges 200 zu bilden.
Wie es die Figur 8 beispielhaft zeigt, kann die Moduleinheit 100 zum Bereitstellen von folgenden Fahrzeugfunktionen F dienen, wie:
Bewegungs- und/oder Gestikkontrolle, vorzugsweise für eine kontaktlose Betätigung von Klappen, insbesondere Heckklappen, Tankklappen, Steckerklappen, Türen, Türgriffen und/oder Spiegeln.
Im Allgemeinen ist es denkbar, dass die Moduleinheit 100 für eine Innenraumüberwachung verwendet werden kann, bspw. für mindestens eines der folgenden Fahrzeugassistenzsysteme:
Müdigkeitskontrolle, Insassenerkennung, Sitzplatzbelegungserkennung, Fahrerwechselerkennung,
Kind-im-Kindersitz-Erkennung,
Hund-im-Fahrzeug-Erkennung, und/oder
Insassenüberwachung für Vitalfunktionen, insbesondere Herzschlag und/oder Atmung, vorzugsweise durch Auswertung einer Laufzeit von UWB-Impulsen.
Zudem ist es denkbar, dass die Moduleinheit 100 für eine Außenraumüberwachung verwendet werden kann, bspw. für mindestens eines der folgenden Fahrzeugassistenzsysteme:
Zugangskontrolle,
Sicherheitssystem,
Einparkhilfe,
Rempelassistenz, und/oder
Car2Car-Kommunikation, um vorzugsweise eine Sensorfusion durchzuführen.
Weitere denkbare Verwendungsmöglichkeiten der Moduleinheit 100 können bspw. für mindestens eines der folgenden Fahrzeugassistenzsysteme sein:
Distanzsteuerung von benutzerseitigen Einrichtungen, insbesondere:
Garagentore,
Schließsysteme,
Geräte, vernetzter Geräte, und/oder intelligenter Smart-Home-Systeme.
Wie es die Figur 5 sowie die Figuren 6 und 7 zeigen, kann die (insbesondere elektronische) Schnittstelle 5 einen (insbesondere mechanischen) Stecker 5a aufweisen, um die Moduleinheit 100 an das fahrzeugseitige Steuergerät 201 mechanisch, elektrisch und datentechnisch anzuschließen.
Wie es die Figuren 5 bis 7 andeuten, kann der Stecker 5a dazu ausgeführt sein, die Moduleinheit 100 als eine einzeln handhabbare Einheit am oder im Fahrzeug 200 zu befestigen. Hierzu kann der Stecker 5a ein Rastelement 101 aufweisen, um die Moduleinheit 100 form- und/oder kraftschlüssig am oder im Fahrzeug 200 zu befestigen. Zudem kann der Stecker 5a mindestens ein Führungselement 102 aufweisen, um die Moduleinheit 100 bei der Befestigung am oder im Fahrzeug 200 in einer vordefinierten Richtung zu führen und die Befestigung der Moduleinheit 100 zu erleichtern.
Wie es die Figuren 6 und 7 andeuten, kann bei einer Moduleinheit 100 ein Gehäuseelement 20 vorgesehen sein, um die Moduleinheit 100 zumindest zum Teil oder vollumfänglich, zu umschließen und/oder abzudichten.
Wie es die Figur 6 andeutet, kann das Gehäuseelement 20 in Form einer Gehäuseschale ausgeführt sein, die vorzugsweise nach der Befestigung der Moduleinheit 100 am oder im Fahrzeug 20 über der Moduleinheit 100 befestigt werden kann, um die Moduleinheit 100 abzudecken und/oder abzudichten.
Wie es die Figur 7 andeutet, kann das Gehäuseelement 20 eine erste Gehäuseschale 21 und eine zweite Gehäuseschale 22 aufweisen, um die Moduleinheit 100 vollumfänglich zu umschließen und/oder abzudichten. Auf diese Weise kann die Moduleinheit 100 bereits vor der Montage am oder im Fahrzeug 200 als eine vollständig abgeschlossene und/oder abgedichtete Baueinheit bereitgestellt werden.
Ebenfalls ist es möglich, dass das Gehäuseelement 20 als ein einteiliges, bspw. hüllenartiges und/oder becherartiges, Gehäuseelement, z. B. mit einem Deckel ausgeführt sein kann, um die Moduleinheit 100 vollumfänglich zu umschließen und/oder abzudichten.
Weiterhin ist es dabei denkbar, dass die Moduleinheit 100 innerhalb des Gehäuseelementes 20 mit einer Vergussmasse umspritzt werden kann.
Wie es die Figuren 6 und 7 zudem zeigen, kann am Gehäuseelement 20 mindestens ein Rastelement 23 vorgesehen sein, um das Gehäuseelement 20 form- und/oder kraftschlüssig am oder im Fahrzeug 200 (vgl. die Figur 7) oder an der Moduleinheit 100 (vgl. die Figur 6) zu befestigen. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Gehäuseelement 20 mindestens ein Führungselement 24 aufweisen kann, um das Gehäuseelement 20 bei der Befestigung am oder im Fahrzeug 200 oder an der Moduleinheit 100 in einer vordefinierten Richtung zu führen. Im Beispiel der Figur 6 kann das Gehäuseelement 20 mithilfe des Führungselementes 24 einfach an einer korrespondierenden Führung der Moduleinheit 100 aufgeschoben werden. Im Beispiel der Figur 7 kann das Gehäuseelement 20 mit der darin aufgenommenen Moduleinheit 100 mithilfe des Führungselementes 24 an einer korrespondierenden Führung am oder im Fahrzeug 200 aufgeschoben werden.
Ein Fahrzeug 200 mit mindestens einer Moduleinheit 100, die wie oben beschrieben ausgeführt sein kann, stellt ebenfalls einen Aspekt der Erfindung dar, wie es die Figuren 4, 8 und 9 verdeutlichen.
Auch ein Verfahren zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen F bei einem Fahrzeug 200 stellt einen Aspekt der Erfindung dar, umfassend folgende Schritte:
Bereitstellen einer Moduleinheit 100, die wie oben beschrieben ausgeführt sein kann, Betreiben der Moduleinheit 100 in einem ersten Modus I als eine Detektionseinheit, Betreiben der Moduleinheit 100 in einem zweiten Modus II als eine Kommunikationseinheit.
Wie oben bereits beschrieben, kann die Moduleinheit 100 simultan in dem ersten Modus I und in dem zweiten Modus II betrieben werden (vgl. die Figur 2). Alternativ ist es denkbar, dass die Moduleinheit 100 alternierend in dem ersten Modus I oder in dem zweiten Modus II betrieben werden kann (vgl. die Figuren 1 und 3).
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. Bezuq szei chen l i ste
100 Moduleinheit
101 Rastelement
102 Führungselement
10 Leiterplatte
1 UWB-Antenne
1a erste UWB-Antennen-Einheit
1b zweite UWB-Antennen-Einheit
2 Schalteinheit
3 UWB-Sendeempfänger
3a erstes UWB-Front-End-Modul
3b zweites UWB-Front-End-Modul
4 Verarbeitungsvorrichtung
5 Schnittstelle
5a Stecker
20 Gehäuseelement
21 erste Gehäuseschale
22 zweite Gehäuseschale
23 Rastelement
24 Führungselement
200 Fahrzeug
201 Steuergerät
300 Mobilgerät
B Benutzer
B1 Fuß D Detektion
F Fahrzeugfunktion
K Kommunikation
ID Authentifizierungsinformation
I erster Modus II zweiter Modus

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Moduleinheit (100), insbesondere eine kombinierte, einzeln handhabbare und/oder zusammenhängende Moduleinheit, zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen (F) bei einem Fahrzeug (200), aufweisend: mindestens eine Leiterplatte (10), auf welcher folgende Elemente angeordnet sind: eine UWB-Antenne (1) zum Durchführen einer Kommunikation (K) und/oder einer Detektion (D), wobei in Abhängigkeit von der Kommunikation (K) und/oder der Detektion (D) unterschiedliche Fahrzeugfunktionen (F) aktivierbar sind, ein UWB-Sendeempfänger (3) zum Aussenden und/oder Empfangen von elektrischen Signalen von der UWB-Antenne (1), die für die Kommunikation (K) und/oder die Detektion (D) spezifisch sind, eine Verarbeitungsvorrichtung (4) zur Ansteuerung des UWB-Sendeempfängers (3), um die Kommunikation (K) und/oder die Detektion (D) durch die UWB-Antenne (1) durchzuführen, und eine Schnittstelle (5) zum Übermitteln mindestens eines Ergebnisses der Kommunikation (K) und/oder der Detektion (D) an ein fahrzeugseitiges Steuergerät (201), um die unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen (F) in Abhängigkeit von der Kommunikation (K) und/oder der Detektion (D) auszulösen. Moduleinheit (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die UWB-Antenne (1) in einem Frequenzbereich mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 20 % des arithmetischen Mittelwertes von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes betreibbar ist, wobei vorzugsweise der Frequenzbereich zwischen 30 MHz bis 10,6 GHz, bevorzugt zwischen 3,0 bis 10,6 GHz liegt.
- 33 - Moduleinheit (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die UWB-Antenne (1) eine, insbesondere nur eine, vorzugsweise eine gemeinsame für die Kommunikation (K) und/oder die Detektion (D), UWB-Antennen- Einheit aufweist, die dazu ausgeführt ist, die Kommunikation (K) und/oder die Detektion (D) in Abhängigkeit von einer Ansteuerung durch die Verarbeitungsvorrichtung (4) durchzuführen. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die UWB-Antenne (1) zumindest eine erste UWB-Antennen-Einheit (1a) und eine zweite UWB-Antennen-Einheit (1b) aufweist, wobei die erste UWB-Antennen-Einheit (1a) dazu ausgeführt ist, die Detektion (D) durchzuführen, und wobei die zweite UWB-Antennen-Einheit (1b) dazu ausgeführt ist, die Kommunikation (K) durchzuführen. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die UWB-Antenne (1) mithilfe eines fotolithografischen Verfahrens auf der Leiterplatte (10) hergestellt ist. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (4) und/oder der UWB-Sendeempfänger (3) einen Mikrocontroller aufweisen/aufweist. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UWB-Sendeempfänger (3) mindestens ein erstes UWB-Front-End-Modul (3a) für eine erste UWB-Antennen-Einheit (1a) und ein zweites UWB-Front-End-Modul (3b) für eine zweite UWB-Antennen-Einheit (1b) aufweist.
- 34 - Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UWB-Sendeempfänger (3) als ein gemeinsames UWB-Front-End-Modul für eine erste UWB-Antennen-Einheit (1a) und eine zweite UWB-Antennen-Einheit (1b) ausgeführt ist. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UWB-Sendeempfänger (3) eine Schalteinheit (2) aufweist, um eine erste UWB- Antennen-Einheit (1a) und eine zweite UWB-Antennen-Einheit (1b) zum Durchführen einer Kommunikation (K) oder zum Durchführen einer Detektion (D) anzusteuern, wobei insbesondere die Schalteinheit (2) als ein elektronischer Schalter, vorzugsweise ein HF-Schalter, ausgeführt ist. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UWB-Sendeempfänger (3) derart ausgeführt ist, dass die Mittelfrequenz und/oder die Bandbreite der UWB-Antenne beim Durchführen einer Detektion (D) variabel einstellbar sind/ist. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UWB-Sendeempfänger (3) derart ausgeführt ist, dass Messungen durch die UWB-Antenne (1) beim Durchführen der Detektion (D) mithilfe von Messungen durch die UWB-Antenne (1), insbesondere von Laufzeiten der UWB-Pulse, beim Durchführen der Kommunikation (K) kalibrierbar sind. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UWB-Sendeempfänger (3) derart ausgeführt ist, dass ein Einfallswinkel der UWB-Antenne (1) variabel einstellbar ist. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Moduleinheit (100), insbesondere der UWB-Sendeempfänger (3), dazu ausgeführt ist, die UWB-Antenne (1) zum Durchführen einer Detektion (D) anzusteuern, um:
- eine Präsenz eines Benutzers (B) und/oder eines Objekts,
- einen Abstand zu einem Benutzer (B) und/oder einem Objekt,
- eine Position eines Benutzers (B) und/oder eines Objekts,
- eine Annäherung eines Benutzers (B) und/oder eines Objekts,
- eine Aktivierungshandlung durch einen Benutzer (B), insbesondere umfassend einen bestimmten Bewegungsablauf durch eine Hand oder einen Fuß (B1) eines Benutzers (B), und/oder
- eine Bewegung eines Körperteils eines Benutzers (B) und/oder eines Insassen zu erfassen. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Moduleinheit (100), insbesondere der UWB-Sendeempfänger (3), dazu ausgeführt ist, die UWB-Antenne (1) als eine Detektionseinheit, vorzugsweise durch eine Auswertung einer Laufzeit von UWB-Impulsen, anzusteuern, insbesondere als eine der folgenden Detektionseinheiten:
Personenerkennungssensor,
- Sitzplatzbelegungssensor,
Fahrerwechselerkennungssensor,
Kind-im-Kindersitz-Erkennungssensor,
Hund-im-Fahrzeug-Erkennungssensor,
Näherungssensor,
Bewegungssensor,
Bewegungsmustererkennungssensor, und/oder
Überwachungssensor für Vitalfunktionen, insbesondere Herzschlag und/oder Atmung. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UWB-Sendeempfänger (3) dazu ausgeführt ist, die UWB-Antenne (1) zum Durchführen einer Kommunikation (K), insbesondere mithilfe einer digitalen Funkübertragung, vorzugsweise mithilfe einer Pulsphasenmodulation, anzusteuern, um eine Information, insbesondere eine Authentifizierungsinformation (ID) eines Benutzers (B), von einem benutzerseitigen Mobilgerät (300) abzufragen, zu empfangen und/oder zu verifizieren, und/oder dass der UWB-Sendeempfänger (3) dazu ausgeführt ist, die Ergebnisse der Kommunikation (K) und/oder der Detektion (D) an ein benutzerseitiges Mobilgerät (300) zu übertragen. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (4) und/oder die Schnittstelle (5) dazu ausgeführt sind/ist, eine Information, insbesondere eine Authentifizierungsinformation (ID) eines Benutzers (B), und/oder einen, insbesondere durch die Verarbeitungsvorrichtung (4) berechneten, Funktionscode für eine entsprechende Fahrzeugfunktion an das fahrzeugseitige Steuergerät (201) zu übertragen, und/oder dass die Verarbeitungsvorrichtung (4) und/oder die Schnittstelle (5) dazu ausgeführt sind/ist, die Moduleinheit (100) an ein Sicherheitssystem, insbesondere ein Zugangskontrollsystem, des Fahrzeuges (200) funktional anzuschließen. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (4) dazu ausgeführt ist, die Moduleinheit (100) zum Bereitstellen von folgenden Fahrzeugfunktionen (F) anzusteuern, wie:
Bewegungs- und/oder Gestikkontrolle, vorzugsweise für eine kontaktlose Betätigung von Klappen, insbesondere Heckklappen, Tankklappen, Steckerklappen, Türen, Türgriffen und/oder Spiegeln.
- 37 - Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (4) dazu ausgeführt ist, die Moduleinheit (100) zum Bereitstellen von folgenden Fahrzeugfunktionen (F) anzusteuern, wie:
Unterstützen mindestens eines Fahrzeugassistenzsystems für eine
Innenraumüberwachung, wie insbesondere:
Müdigkeitskontrolle,
Insassenerkennung,
Sitzplatzbelegungserkennung,
Fahrerwechselerkennung,
Kind-im-Kindersitz-Erkennung,
Hund-im-Fahrzeug-Erkennung, und/oder
Insassenüberwachung für Vitalfunktionen, insbesondere Herzschlag und/oder Atmung, vorzugsweise durch Auswertung einer Laufzeit von UWB-Impulsen. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (4) dazu ausgeführt ist, die Moduleinheit (100) zum Bereitstellen von folgenden Fahrzeugfunktionen (F) anzusteuern, wie:
Unterstützen mindestens eines Fahrzeugassistenzsystems für eine
Außenraumüberwachung, wie insbesondere:
Zugangskontrolle,
Sicherheitssystem,
Einparkhilfe,
Rempelassistenz, und/oder
Car2Car-Kommunikation, um vorzugsweise eine Sensorfusion durchzuführen.
- 38 - Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (4) dazu ausgeführt ist, die Moduleinheit (100) zum Bereitstellen von folgenden Fahrzeugfunktionen (F) anzusteuern, wie:
Distanzsteuerung von benutzerseitigen Einrichtungen, insbesondere:
Garagentore,
Schließsysteme,
Geräte, vernetzter Geräte, und/oder intelligenter Smart-Home-Systeme. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (5) einen Stecker (5a) aufweist, um die Moduleinheit (100) elektrisch, steuerungstechnisch und/oder datentechnisch an das fahrzeugseitige Steuergerät (201) anzuschließen, wobei insbesondere der Stecker dazu ausgeführt ist, die Moduleinheit (100) als eine einzeln handhabbare Einheit am oder im Fahrzeug (200) zu befestigen. Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (5), insbesondere der Stecker (5a), mindestens ein Rastelement
(101) aufweist, um die Moduleinheit (100) form- und/oder kraftschlüssig am oder im Fahrzeug (200) zu befestigen, und/oder dass die Schnittstelle (5), insbesondere der Stecker (5a), mindestens ein Führungselement (102) aufweist, um die Moduleinheit (100) bei der Befestigung am oder im Fahrzeug (200) in einer vordefinierten Richtung zu führen.
- 39 - Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseelement (20) vorgesehen ist, um die Moduleinheit (100) zumindest zum Teil oder vollumfänglich, zu umschließen und/oder abzudichten, wobei insbesondere das Gehäuseelement (20) in Form einer Gehäuseschale ausgeführt ist, die vorzugsweise nach der Befestigung der Moduleinheit (100) am oder im Fahrzeug (200) über der Moduleinheit (100) befestigt wird, um die Moduleinheit (100) abzudecken und/oder abzudichten, oder wobei das Gehäuseelement (20) eine erste Gehäuseschale (21) und eine zweite Gehäuseschale (22) aufweist, um die Moduleinheit (100) vollumfänglich zu umschließen und/oder abzudichten. Moduleinheit (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (20) mindestens ein Rastelement (23) aufweist, um das Gehäuseelement (20) form- und/oder kraftschlüssig am oder im Fahrzeug (200) oder an der Moduleinheit (100) zu befestigen, und/oder dass das Gehäuseelement (20) mindestens ein Führungselement (24) aufweist, um das Gehäuseelement (20) bei der Befestigung am oder im Fahrzeug (200) oder an der Moduleinheit (100) in einer vordefinierten Richtung zu führen. Fahrzeug (200) mit mindestens einer Moduleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
- 40 - Verfahren zum Bereitstellen von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen (F) bei einem Fahrzeug (200), umfassend folgende Schritte:
Bereitstellen einer Moduleinheit (100), insbesondere einer kombinierten, einzeln handhabbaren und/oder zusammenhängenden Moduleinheit, nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
Betreiben der Moduleinheit (100) in einem ersten Modus (I) als eine
Detektionseinheit,
Betreiben der Moduleinheit (100) in einem zweiten Modus (II) als eine
Kommunikationseinheit. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Moduleinheit (100) simultan in dem ersten Modus (I) und in dem zweiten Modus (II) betrieben wird, oder dass die Moduleinheit (100) alternierend in dem ersten Modus (I) oder in dem zweiten Modus (II) betrieben wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Moduleinheit (100) in dem ersten Modus (I) dazu benutzt wird, die Detektion (D), insbesondere mithilfe einer Laufzeitmessung von UWB-Impulsen, durchzuführen, um:
- eine Präsenz eines Benutzers (B) und/oder eines Objekts,
- einen Abstand zu einem Benutzer (B) und/oder einem Objekt,
- eine Position eines Benutzers (B) und/oder eines Objekts,
- eine Annäherung eines Benutzers (B) und/oder eines Objekts,
- eine Aktivierungshandlung durch einen Benutzer (B), insbesondere umfassend einen bestimmten Bewegungsablauf durch eine Hand oder einen Fuß (B1) eines Benutzers (B), und/oder
- eine Bewegung eines Körperteils eines Benutzers (B) und/oder eines Insassen zu erfassen.
- 41 - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Moduleinheit (100) in dem zweiten Modus (II) dazu benutzt wird, eine Kommunikation (K), insbesondere mithilfe einer digitalen Funkübertragung, vorzugsweise mithilfe einer Pulsphasenmodulation, durchzuführen, um eine Information, insbesondere eine Authentifizierungsinformation (ID) eines Benutzers (B), von einem benutzerseitigen Mobilgerät (300) abzufragen, zu empfangen und/oder zu verifizieren, und/oder dass die Moduleinheit (100) in dem zweiten Modus (II) dazu genutzt wird, um die Ergebnisse der Kommunikation (K) und/oder der Detektion (D) an ein benutzerseitiges Mobilgerät (300) zu senden.
- 42 -
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