WO2009050062A1 - Einrichtung zur nahfeldkommunikation in einem kraftfahrzeug mit signalkorrektur - Google Patents

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WO2009050062A1
WO2009050062A1 PCT/EP2008/063375 EP2008063375W WO2009050062A1 WO 2009050062 A1 WO2009050062 A1 WO 2009050062A1 EP 2008063375 W EP2008063375 W EP 2008063375W WO 2009050062 A1 WO2009050062 A1 WO 2009050062A1
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person
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transmitter
correction
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PCT/EP2008/063375
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Harald Dittmann
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Continental Automotive Gmbh
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    • B60N2230/30—Signal processing of sensor data

Definitions

  • the invention relates to a device for near-field communication and device control in a motor vehicle.
  • the invention relates to a device for near field communication and control of a provided with at least one operating element device in a motor vehicle, wherein the device z. B. as an infotainment device, in particular as a radio and / or navigation device is formed.
  • a signal is preferably coupled capacitively into the body of the person by means of a coupling element integrated in the driver's seat and transmitted by means of the electrical conductivity of the human skin over the body of the person as far as the operating element of the device.
  • the operating element which has a sensitive area to electrical charges, then accepts the signal capacitively from the operating hand or fingers and forwards it to a receiver and a downstream evaluation unit.
  • a known device of the type mentioned is z. B. from DE 43 Ol 160 Al known. There, a device for near-field communication and control of a device provided with at least one operating element in a motor vehicle is described.
  • the operating element is connected to receive signals with a receiving unit, wherein a coupling element integrated in the vehicle seat couples a signal into the person located on the vehicle seat and thus forms a signal path to the at least one operating element for transmitting the signal via the person's body.
  • the coupling element is formed, for example, as an electrode or antenna, preferably as an electrically conductive foil, which is integrated in the seat and receives the signal from a transmitter to make it capacitive in the body of the person, for. B. the driver, couple.
  • signals are transmitted at a specific frequency of 20 kHz or 25 kHz.
  • the coupling of the signal and its transmission can not always be carried out with sufficiently high quality. It has been shown that depending on various factors, such. As posture, seat cushion, movement, touch of vehicle parts and the like, interference, especially strong fluctuations in the signal level, the signal to be transmitted can occur. Also, touches of the person operating the device with another person cause unwanted disturbances of the signal. This can not be tolerated, since the quality of the transmitted signal is an essential factor for technically undisturbed and safe device operation or control. this applies also with regard to a reliable determination of the person who operates the device. For in the case of a mutual contact of the persons sitting in the vehicle, it may only be possible to clearly determine who is currently using the operating element or the device based on the signal strength. But if z. B. the quality of the coupling of the signal in the body of the user varies greatly and at least temporarily decreases sharply, the user of the device can no longer be clearly identified.
  • the invention is based on the recognition that in the current devices for controlling devices in a motor vehicle, the problems of signal disturbances and fluctuations as well as the error detection of the user have not yet been satisfactorily solved.
  • a device for near field communication and control of a device provided with at least one operating element in a motor vehicle is proposed by at least one person, in which the operating element for receiving signals is connected to a receiver, and in which the at least one person is in a vehicle seat integrated coupling element couples a signal generated by a transmitter in the person located on the vehicle seat to form for transmitting the signal through the body of the person a signal path to the at least one control element, wherein in the vehicle seat of at least one person a second Coupling element integrated with a reference Receiving unit is connected, which receives a person-related reference signal and forms therefrom a correction signal for transmission together with the signal generated by the transmitter and for transmission to an evaluation that evaluates the signal received from the control element and correction signal.
  • At least one further coupling element is integrated, which is connected to a reference receiving unit and receives a reference signal which correlates to the injected into the body of the person via the first coupling element signal.
  • a correction signal is formed on the transmitter side from the reference signal and, together with the signal generated by the transmitter, ie together with the actual useful signal, is transmitted via the same signal path, ie also via the body of the person, to an evaluation unit which controls the device ,
  • a separate correction signal is obtained and transmitted together with the useful signal in order to be evaluated on the receiving side.
  • a signal correction is performed over the same signal path, with which the coupling and signal quality on the user's body can be determined dynamically.
  • the possibly in the signal, so in the actual useful signal, occurring disturbances can be detected immediately and optionally compensated.
  • a secure signal correction as well as a person-related noise compensation can be carried out without the construction of additional or separate signaling paths.
  • the device is provided for a plurality of persons or vehicle seats and has for each person a second coupling element and a reference receiving unit which receives a reference signal related to the respective person and from this a correction signal for transmission together forms with the signal generated by the respective transmitter and for transmission to an evaluation, which evaluates the signals received from the control element and correction signal.
  • the respective reference receiving unit forms the correction signal as a correction value and then acts on the corresponding signal to be transmitted with this correction value.
  • the respective transmitter can also modulate the correction signal to the corresponding signal to be transmitted.
  • the evaluation unit preferably determines a difference, in particular level difference, of the correction signals, wherein it evaluates and / or corrects the signals received by the operating element as a function thereof.
  • each reference receiving unit evaluates the respective reference signal in order to control, in dependence thereon, the transmitter generating the respective signal and connected to the first coupling element.
  • the first coupling element is designed as a transmitting antenna for the actual signal and the second coupling element as a receiving antenna for the reference signal.
  • a compensation arrangement consisting of transmitting part and receiving part with two independent antennas, which are arranged so that the signal to be transmitted can be securely coupled through the first coupling element in the body and at least partially coupled out in the form of a reference signal through the second coupling element can be used to perform a reference measurement.
  • a dynamic compensation or calibration can then be carried out.
  • the coupling elements are designed as flat, in particular made by means of films, antennas, which are both integrated into the vehicle seat.
  • the two coupling elements can be integrated, for example, in the seat of the vehicle seat. It can also be provided that only one of the two coupling elements is integrated in the seat, and the other coupling element z. B. is integrated in the backrest of the vehicle seat.
  • the device presented here makes it possible, in particular, the quality of the coupling of the signals into the human body of the respective person, for. As the driver to determine dynamically and to realize, for example, an optimal user recognition and signal compensation. Thus, it is also possible to clearly identify the occupancy of the vehicle seats, so that, for example, conventional seat occupancy sensors can be omitted. Since not only transmission means for near field communication are installed in the vehicle seat, but also
  • Receiving means is a realization of a bidirectional remote control or communication, especially under clear assignment of the remote control to the seat in the vehicle, for the first time possible.
  • the gain and / or power of the actual signal transmitter can be optimally regulated.
  • a compensation signal for the actual signal can be generated in order to compensate, for example, for disturbances or fluctuations in the signal level.
  • FIG. 1 shows in a first embodiment the design of a vehicle seat with two coupling elements which act as a capacitive transmitting antenna or receiving antenna;
  • Fig. 2 shows a block diagram for the realization of a reference receiving unit according to the invention
  • FIGS. 3a) -d) show various possible arrangements and configurations of coupling elements in a vehicle seat
  • Fig. 4 shows an alternative to Figure 1 arrangement of coupling elements.
  • Fig. 5 shows a device constructed with the device according to the invention for two persons in a vehicle
  • Fig. 6 shows an alternative arrangement to Fig. 5 for two persons in a vehicle
  • Fig. 7 shows an arrangement with a conventional device according to the prior art.
  • Fig. 7 shows the arrangement with a conventional device for near-field communication and control of a provided with a control B device G
  • the z. B. may be a navigation device.
  • the operating element B is arranged in the vicinity of vehicle seats ST and ST ', on which there is a respective person P or P', which can operate the device G via the operating element B.
  • This is as a control B z. B. a sensitive screen provided by both persons, here z. B. by the driver P and the passenger P 'can be operated.
  • each driver's seat ST and ST ' has corresponding transmission means, namely via a transmitter S or S' and an associated coupling element.
  • ment Kl or Kl ' the example of the driver P illustrates the conventional technique:
  • a signal SG is sent to the coupling element K1, which is located in the seat surface F of the vehicle seat, in order to be capacitively coupled into the body of the person, ie the driver P.
  • the signal SG is then transmitted via the body of the person P to the control element B, which has an area sensitive to electric fields, to decouple the signal SG again capacitively from the body or by hand or fingers of the person P and to a receiver E or an evaluation unit A to control the device G to transfer.
  • the receiver E and the evaluation unit A thus form a receiving unit which receives and amplifies the signal SG and detects the signal SG or evaluates information contained therein.
  • the signal SG can be subjected to a characteristic frequency of 20 KHz, which is detected by the evaluation unit A and is recognized as an identity feature for the driver's seat or the driver P.
  • a characteristic frequency of 20 KHz which is detected by the evaluation unit A and is recognized as an identity feature for the driver's seat or the driver P.
  • an intelligent, in particular personal, control of the device G is possible.
  • a distinction can be made between the driver and the front passenger or passengers in order to enable or disable certain functions of the device for the person being recognized.
  • some signal quality must be present in the coupling, transmission and decoupling of the SG signal. Therefore, disturbances or level fluctuations should be avoided, detected and / or compensated.
  • the embodiments of the invention described below with reference to FIGS. 1 to 6 solve this problem in an advantageous manner:
  • FIG. 1 shows the schematic structure of a device according to the invention for near field communication and control of a device G provided with an operating element B in a motor vehicle.
  • the operating element B is arranged in the region of a vehicle seat ST on which a person P is located. det, which operates the device G via the control element B.
  • this is a navigation device G, which as a control B has a sensitive screen, a so-called touch screen.
  • a transmitter S starting a signal SG to a first coupling element Kl, which is located in the seat F of the vehicle seat, coupled and transmitted through the body of the person P out to the control element B.
  • the signal SG is again capacitively decoupled from the body or by hand or finger of the person P and transmitted to a receiving unit R in order to control the device G via the operating element B, which has a surface sensitive to electric fields.
  • the receiving unit R here also contains a receiver E, which receives and amplifies the signal SG, and an evaluation device A connected thereto, which detects the signal SG or evaluates information contained therein.
  • the signal SG can be acted upon by a characteristic frequency of 20 KHz, which is detected by the evaluation unit A and is recognized as an identity feature for the driver's seat or the driver.
  • the transmitted signal SG is a modulated signal whose information content in the evaluation unit A is recovered by demodulation.
  • an intelligent and communicative, in particular personal, control of the device G is possible.
  • a distinction can be made between the driver and the passenger or passengers in order to enable or block certain functions of the device G for the recognized person.
  • the device according to the invention has a further coupling element K2, which also in the Driver's seat ST integrated and connected to a reference receiving unit R *.
  • the second coupling element K2 is designed as a receiving antenna in order to receive a reference signal SG * by means of feedback from the body of the person P.
  • the reference signal SG * thus correlates or corresponds with the signal SG, which represents the actual useful signal.
  • the reference signal SG * is transmitted over a significantly shorter signal path due to the proximity to the first coupling element K1.
  • the obtained reference signal SG * can be considered and used as a suitable measurement or comparison signal for the actual useful signal SG.
  • the reference receiving unit R * is connected to the second coupling element K2 and contains in particular a receiver E * as well as an evaluation and control unit R *, from the received reference signal SG * a control signal and / or compensation signal for the transmitter S. to create .
  • the reference receiving unit R * shows in detail the construction according to the invention of the reference receiving unit R * and its interconnection with the coupling elements K2 and Kl integrated in the vehicle seat. Accordingly, located in the middle of the seat F, the first coupling element Kl and is fed via a supply line from the transmitter S with the actual signal SG. In addition to the transmission of the signal SG through the body of the driver P to the operating element B (see FIG. 1), capacitive feedback is also applied to the second coupling element K2, which is likewise integrated into the seating surface F.
  • the second coupling element K2 is designed as a strip-shaped receiving antenna, which almost completely encloses the first coupling element K1.
  • the reference signal SG * received via the second coupling element K 2 strongly correlates with the actual useful signal SG. This also applies to signal impairments, which are also in the reference signal SB *, z. B. due to the sitting position of the driver, etc., occur, these disturbances are quite less than the interference in the signal SG.
  • the reference signal SG * is fed to the evaluation and control unit A * in an amplified form via the receiver E *.
  • There can z. B. then be easily determined whether the signal level or other signal sizes are adversely affected. If, for example, the signal level of the reference signal SG * is greatly reduced, the evaluation and control unit A * outputs a control signal to the transmitter S, which then significantly raises the gain of the actual useful signal SG. In this way, a dynamic control of the signal quality of the signal SG is achieved.
  • It is also possible to generate a correction signal c which is added to or superimposed on the transmitted signal SG and z. B. is transmitted as a sum signal SG + c via the first coupling element Kl, to then be evaluated on the receiving side on the device side.
  • the design of the coupling elements Kl and K2 and their arrangement in the vehicle seat ST can be done in many ways.
  • FIGS. 3a) to 3d) show four different variants, which are preferably realized depending on the application.
  • two identically configured coupling elements K1 and K2 are embedded in the seat surface F of the seat ST in the form of rectangular films.
  • the films are arranged parallel to each other at a certain distance.
  • This embodiment a) is particularly simple and inexpensive to implement.
  • FIG. 3 b) shows an arrangement in which the transmitting antenna, ie the first coupling element K 1, is integrated into the seat surface F. is grated and the second coupling element K2 is integrated into the backrest L. This arrangement b) will also be described later with reference to FIG. 4.
  • Fig. 3c shows an arrangement in which again both
  • Coupling elements Kl and K2 are integrated into the seat F.
  • the transmitting antenna K1 is located in the center of the seat surface and has a smaller rectangular antenna surface, whereas the receiving antenna K2 is formed as a strip-shaped surface which almost completely surrounds the transmitting antenna K1. This results in a more intense feedback of the signal SG * on the body of the person on the seat P in the receiving antenna K2.
  • FIG. 3d) shows an embodiment in which the transmitting antenna K1 now encloses the receiving antenna K2. Numerous other embodiments are conceivable.
  • Fig. 4 shows, suitably to the arrangement shown in Fig. 3b) b) a device according to the invention, in which the transmitting first coupling element Kl is in the seat surface F of the vehicle seat ST and the receiving coupling element K2 in the backrest L of the vehicle seat ST located.
  • the feedback of the reference signal SG * thus takes place starting from the transmitting antenna or the coupling element K1 via a capacitive coupling in the buttock region of the person P and transmission through the body towards the back region of the person P and local coupling into the receiving antenna or into the coupling element K2.
  • this arrangement shown in FIG. 4 can have advantages over the arrangement shown in FIG. Numerous other embodiments of the device according to the invention are conceivable.
  • the device now also contains a receiving coupling element K2 with a downstream reference receiving unit R * in addition to the transmitting coupling element K1 also a bidirectional near-field communication between device G and person P conceivable (see Fig. 1).
  • a signal could be coupled into the body of the person P via a transmitter (not shown) in the device and via the operating element B and transmitted to the second coupling element K2.
  • the reference receiving unit R * would then receive and detect or demodulate the signal to provide the messages or data contained in the signal to an application.
  • a bidirectional transmission of information or data between the device G and arranged in the vehicle seat ST transmitting and receiving means S and R * can be realized.
  • the invention can be used not only for optimizing the signal transmission or compensation of occurring signal errors and attenuations, but also for establishing a bidirectional near-field communication.
  • FIG. 5 illustrates an arrangement constructed with the device according to the invention for at least two persons P and P ', which are each located on a vehicle seat ST or ST' and want to operate the operating element B of a downstream device (not shown) via near-field communication.
  • the person P is for example the driver and the person P 'the passenger.
  • Each vehicle seat ST and ST ' is in each case equipped with such an already described inventive device (see Figures 2 and 4).
  • a correction signal c or c ' is now also determined here, which is evaluated on the receiving side in a central evaluation unit A downstream of the operating element B, in order to eliminate the disturbed one Reception of the signal SG to compensate or improve.
  • the correction signals c and c ' are respectively determined in the reference receiving unit R * or R *' on the basis of the received reference signal SG * or SG * '.
  • a separate correction signal or a separate correction value c or c ' is generated for each person P or P'. If, for example, as shown in FIG. 5, the evaluation unit A receives a signal SG via the operating element B and the downstream receiver E, then the evaluation unit A can use the correction signals c and c 'to decide whether this signal SG is from the one Person P or from the other person P 'is coming. In the example shown, the evaluation unit A recognizes that the received signal SG originates from the left person, ie the driver P.
  • the reception can be optimized on the basis of the reference signal SG * also obtained via the second coupling element K2.
  • any interference components present in the signal SG which originate from the person P ', can be eliminated by means of the other reference signal SG *' or the correction signal c 'derived therefrom.
  • the improved and adjusted received signal SG can then be sent by the evaluation unit A to a (not shown) device to control this.
  • a control signal or decision signal D is shown by way of example for this purpose.
  • FIG. 6 shows an alternative arrangement to FIG. 5, in which the determined correction values c and c 'are transmitted or transmitted via the same signal paths which are also used for the useful signals SG and SG' themselves.
  • the respective useful signal SG or SG ' is acted upon by a correction signal c or c' and, for example, in the form of a superimposed signal via the actual near field communication signal path, ie via the body of the respective person , is transmitted.
  • the respectively obtained correction value c or c ' is transmitted from the corresponding reference receiving unit R * or R *' to the associated transmitter S or S 'and fed into the transmission path there, in order to then be coupled via the respective coupling element Kl or Kl 'in the body of the corresponding person P or P'.
  • the respective signal applied with the correction value, ie SG + c or SG '+ C, is then transmitted via Nahfeldkommunikati- on the body of the respective person P or P' to the control element B.
  • the signal is decoupled via the control element B and transmitted sum signal SG + c or SG '+ c' via the downstream receiver E to the central evaluation unit A.
  • This can then recognize the respectively received correction signal c or c 'and u. a. determine to which person the respective payload SG or SG 'belongs. This will then z. B. in the form of a decision signal D shown.
  • the transmitters do not necessarily have to be connected to the receiver via a separate signal channel or data bus.
  • the determined data for the signal compensation can always be sent via the near field communication. This results in a further cost savings, with vehicle preferably a faster data bus, such. B. CAN bus (Controller Area Network), by a slower data bus, such. B. LIN bus (Local Interconnect Network), can be replaced. Depending on the range of functions, even the use of a data bus can be completely eliminated.
  • the parameters and correction values are sent along with the actual payload from the sender via the near field to the evaluation unit or the enclosed device.
  • the arrangement shown here in Fig. 6 as well as the arrangement shown in Fig. 5 make it possible to significantly increase the reliability of user identification, which is not guaranteed especially in mutual contact of the user in conventional devices. This is particularly important when two or more signals are received and the differences in the levels of the signals are to provide information about the user. This occurs, for. B. when two users touch each other.
  • a continuous qualitative evaluation of the signal strength on the body of the respective user can be carried out in real time. Fluctuations, dips, or interference of the injected signal can be quickly detected and compensated. It can dynamically two parameters in the system, in particular signal strength and reception threshold, are always controlled so that an exact rating at z. B.
  • a corresponding algorithm-controlled control method ensures that signal dips are compensated by correcting the transmission level and / or mathematically by correcting the threshold values for the user recognition in the operating device. This applies in particular when touching the vehicle parts and / or the body, when changing the posture or the sitting position or even with disturbing conditions on the seat surface (child seat, blankets, pillows, etc.).

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Abstract

Bekannt sind Einrichtungen zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit mindestes einem Bedienelement (B) versehenen Gerätes (G) in einem Kraftfahrzeug durch mindestens eine Person (P), wobei das Bedienelement (B) zum Empfang von Signalen (SG) mit einem Empfänger (E) verbunden ist, und wobei für die mindestens eine Person (P) ein in einem Fahrzeugsitz (ST) integriertes Koppelelement (Kl) ein von einem Sender (S) erzeugtes Signal (SG) in die auf dem Fahrzeugsitz (ST) befindliche Person (P) einkoppelt, um für eine Übertragung des Signals (SG) über den Körper der Person (P) einen Signalweg zu dem mindestens einem Bedienelement (B) zu bilden. Zur Verbesserung der Signalkorrektur wird vorgeschlagen, dass in dem Fahrzeugsitz (ST) der mindestens einen Person (P) ein zweites Koppelelement (K2) integriert ist, das mit einer Referenz-Empfangseinheit (R*) verbunden ist, die ein auf die Person (P) bezogenes Referenzsignal (SG*) empfängt und daraus ein Korrektursignal (c) zum Aussenden zusammen mit dem von dem Sender (S) erzeugten Signal (SG) und für die Übertragung an eine Auswerteeinheit (A) bildet, die das von dem Bedienelement (B) empfange Signal (SG) und Korrektursignal (c) auswertet.

Description

Beschreibung
Einrichtung zur Nahfeldkommunikation in einem Kraftfahrzeug mit Signalkorrektur
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Gerätesteuerung in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit mindestes einem Bedienele- ment versehenen Gerätes in einem Kraftfahrzeug, wobei das Gerät z. B. als Infotainment-Gerät , insbesondere als Radio- und/oder Navigationsgerät, ausgebildet ist.
Die Bedienung von modernen Geräten und Systemen in Kraft- fahrzeugen, insbesondere von Informationssystemen mit Bildschirmen, wie z. B. Navigationssystemen und dergleichen, oder von Entertainmentsystemen, wie z. B. Radio-CD-Anlage und dergleichen, erfordert eine relativ hohe Aufmerksamkeit von Seiten des Bedieners. Deshalb ist die Bedienung derartiger Gerä- te durch den Fahrer während der Fahrt mit einem gewissen Sicherheitsrisiko behaftet. Hier hat sich die sogenannte Nahfeldtechnologie oder Nahfeldkommunikation als hilfreich erwiesen, um eine erhöhte Sicherheit bei der Bedienung solcher Geräte bereitzustellen. Mit Hilfe der Nahfeldtechnologie wer- den Signale über den Körper der Person, welche das Gerät bedient, an Bedienelemente des Gerätes, wie z. B. an näherungs- und berührungsempfindliche Flächen bzw. Touch-Screens, übertragen. Dabei wird ein Signal vorzugsweise durch ein im Fahrersitz integriertes Koppelelement kapazitiv in den Körper der Person eingekoppelt und mittels der elektrischen Leitfähigkeit der menschlichen Haut über den Körper der Person bis hin zu dem Bedienelement des Gerätes übertragen. Das Bedienelement, welches eine auf elektrische Ladungen sensitiv reagierende Fläche aufweist, nimmt dann das Signal von der be- dienenden Hand bzw. den Fingern kapazitiv auf und leitet es an einen Empfänger und eine nachgeschaltete Auswerteeinheit weiter . Eine bekannte Einrichtung der eingangs genannten Art ist z. B. aus DE 43 Ol 160 Al bekannt. Dort wird eine Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit mindestens einem Bedienelement versehenen Gerätes in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Das das Bedienelement ist zum Empfang von Signalen mit einer Empfangseinheit verbunden, wobei ein im Fahrzeugsitz integriertes Koppelelement ein Signal in die auf dem Fahrzeugsitz befindliche Person einkoppelt und für die Übertragung des Signals über den Körper der Person somit einen Signalweg zu dem mindestens einen Bedienelement bildet. Das Koppelelement ist beispielsweise als Elektrode bzw. Antenne, vorzugsweise als elektrisch leitende Folie, ausgebildet, die in dem Sitz integriert ist und von einem Sender das Signal erhält, um es kapazitiv in den Körper der Person, z. B. des Fahrers, einzukoppeln . Beispielsweise werden Signale mit einer bestimmten Frequenz von 20 kHz oder 25 kHz übertragen. Es ist bekannt, sowohl im Fahrersitz wie auch im Beifahrersitz jeweils ein Koppelelement vorzusehen, und die beiden Koppelelemente bzw. Elektroden mit verschiedenen Signalfrequenzen zu beaufschlagen, um somit eine eindeutige Fahrermarkierung bzw. Beifahrermarkierung zu erzielen. Derartige Nahfeldkommu- nikations-Einrichtungen können somit in vielfältiger Weise zur intelligenten Steuerung und Bedienung von Geräten eingesetzt werden.
Die Einkopplung des Signals sowie deren Übertragung kann jedoch nicht immer mit ausreichend hoher Qualität durchgeführt werden. Es hat sich nämlich gezeigt, dass abhängig von verschiedenen Faktoren, wie z. B. Körperhaltung, Sitzauflage, Bewegung, Berührung von Fahrzeugteilen und dergleichen, Störungen, insbesondere starke Schwankungen im Signalpegel, des zu übertragenden Signals auftreten können. Auch bewirken Berührungen der das Gerät bedienenden Person mit einer anderen Person unerwünschte Störungen des Signals. Dies kann nicht hingenommen werden, da die Qualität des übertragenen Signals ein wesentlicher Faktor für eine technisch ungestörte und sichere Geräte-Bedienung bzw. -Steuerung darstellt. Dies gilt auch hinsichtlich einer zuverlässigen Bestimmung derjenigen Person, die das Gerät bedient. Denn im Falle einer gegenseitigen Berührung der im Fahrzeug sitzenden Personen kann gegebenenfalls nur anhand der Signalstärke eindeutig bestimmt werden, wer das Bedienelement bzw. das Gerät gegenwärtig nutzt. Wenn aber z. B. die Qualität der Einkopplung des Signals in den Körper des Benutzers stark schwankt und zumindest zeitweise stark abnimmt, kann der Benutzer des Gerätes nicht mehr eindeutig erkannt werden.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei den heutigen Einrichtungen zur Steuerung von Geräten in einem Kraftfahrzeug, die Probleme der Signalstörungen und -Schwankungen sowie der Fehlererkennung des Benutzers noch nicht zufrieden- stellend gelöst wurden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die eingangs genannten Probleme durch den Vorschlag einer verbesserten Einrichtung zu lösen. Dabei soll auch insbesondere eine sen- derseitig erkannte Störsituation empfangsseitig korrigierbar sein .
Die vorliegende Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Demnach wird eine Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit mindestes einem Bedienelement versehenen Gerätes in einem Kraftfahrzeug durch mindestens eine Person vorgeschlagen, bei der das Bedienelement zum Empfang von Sig- nalen mit einem Empfänger verbunden ist, und bei der für die mindestens eine Person ein in einem Fahrzeugsitz integriertes Koppelelement ein von einem Sender erzeugtes Signal in die auf dem Fahrzeugsitz befindliche Person einkoppelt, um für eine Übertragung des Signals über den Körper der Person einen Signalweg zu dem mindestens einem Bedienelement zu bilden, wobei in dem Fahrzeugsitz der mindestens einen Person ein zweites Koppelelement integriert ist, das mit einer Referenz- Empfangseinheit verbunden ist, die ein auf die Person bezogenes Referenzsignal empfängt und daraus ein Korrektursignal zum Aussenden zusammen mit dem von dem Sender erzeugten Signal und für die Übertragung an eine Auswerteeinheit bildet, die das von dem Bedienelement empfange Signal und Korrektursignal auswertet.
Demnach ist mindestens noch ein weiteres Koppelelement integriert, welches mit einer Referenz-Empfangseinheit verbunden ist und ein Referenzsignal empfängt, das zu dem in den Körper der Person über das erste Koppelelement eingekoppelten Signal korreliert. Aus dem Referenzsignal wird senderseitig ein Korrektursignal gebildet und zusammen mit dem von dem Sender erzeugten Signal, also zusammen mit dem eigentlichen Nutzsig- nal, über denselben Signalpfad, also auch über den Körper der Person, zu einer empfangsseitig angeordneten Auswerteeinheit übertragen, die das Gerät steuert.
Es wird also mittels eines zweiten Koppelelementes ein eige- nes Korrektursignal gewonnen und gemeinsam mit dem Nutzsignal übertragen, um empfangsseitig ausgewertet zu werden. Somit wird erreicht, dass über denselben Signalspfad neben der eigentlichen Signalübertragung bzw. Nahfeldkommunikation, auch eine Signalkorrektur durchgeführt wird, mit der die Koppel- und Signalqualität am Körper des Benutzers dynamisch bestimmt werden kann. Somit können die evtl. im Signal, also im eigentlichen Nutzsignal, auftretenden Störungen sofort erkannt und gegebenenfalls kompensiert werden. Insbesondere können ohne Aufbau von zusätzlichen bzw. separaten Signalisierungs- wegen eine sichere Signalkorrektur sowie auch eine personenbezogene Störkompensation durchgeführt werden.
Vorzugsweise ist die Einrichtung für mehrere Personen bzw. Fahrzeugsitze geschaffen und weist für jede Person ein zwei- tes Koppelement und eine Referenz-Empfangseinheit auf, die ein auf die jeweilige Person bezogenes Referenzsignal empfängt und daraus ein Korrektursignal zum Aussenden zusammen mit dem von dem jeweiligen Sender erzeugten Signal und für die Übertragung an eine Auswerteeinheit bildet, die die von dem Bedienelement empfangen Signale und Korrektursignal auswertet. Beispielsweise bildet die jeweilige Referenz-Emp- fangseinheit das Korrektursignal als Korrekturwert aus und beaufschlagt dann das entsprechende auszusendende Signal mit diesem Korrekturwert. Alternativ kann der jeweilige Sender auch das Korrektursignal dem entsprechenden auszusendenden Signal aufmodulieren.
Vorzugsweise ermittelt die Auswerteeinheit eine Differenz, insbesondere Pegeldifferenz, der Korrektursignale, wobei sie davon abhängig die von dem Bedienelement empfangen Signale auswertet und/oder korrigiert. Insbesondere wertet jede Refe- renz-Empfangseinheit das jeweilige Referenz-Signal aus, um in Abhängigkeit davon den das jeweilige Signal erzeugenden und mit dem ersten Koppelelement verbundenen Sender zu steuern.
Vorzugsweise ist das erste Koppelelement als Sendeantenne für das eigentliche Signal und das zweite Koppelelement als Empfangsantenne für das Referenzsignal ausgebildet. Es entsteht somit eine Kompensations-Anordnung bestehend aus Sendeteil und Empfangsteil mit zwei unabhängigen Antennen, welche so angeordnet sind, dass das zu übertragende Signal sicher durch das erste Kuppelelement in den Körper eingekoppelt werden kann und zumindest teilweise in Form eines Referenzsignals durch das zweite Koppelelement ausgekoppelt werden kann, um eine Referenzmessung durchzuführen. Mittels der Referenzmessung kann dann eine dynamische Kompensation bzw. Kalibrierung durchgeführt werden.
Vorzugsweise sind die Koppelelemente als flache, insbesondere mittels Folien gefertigte, Antennen ausgebildet, die beide in den Fahrzeugsitz integriert sind. Die beiden Koppelelemente können beispielsweise in die Sitzfläche des Fahrzeugsitzes integriert sein. Auch kann vorgesehen sein, dass nur eines der beiden Koppelelemente in die Sitzfläche integriert ist, und das andere Koppelelement z. B. in die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes integriert ist.
Vielerlei Anwendungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind je nach Einsatzbereich denkbar.
Die hier vorgestellte Einrichtung ermöglicht es insbesondere, die Qualität der Einkopplung der Signale in den menschlichen Körper der jeweiligen Person, z. B. des Fahrers, dynamisch zu bestimmen und beispielsweise eine optimale Benutzererkennung und Signalkompensation zu realisieren. Somit ist es auch möglich, die Belegung der Fahrzeugsitze eindeutig zu erkennen, so dass beispielsweise übliche Sitzbelegungssensoren entfallen können. Da nun in dem Fahrzeugsitz nicht nur Sendemittel für die Nahfeldkommunikation eingebaut sind, sondern auch
Empfangsmittel, ist eine Realisierung einer bidirektionalen Fernbedienung bzw. Kommunikation, insbesondere unter eindeutiger Zuordnung der Fernbedienung zum Sitzplatz im Fahrzeug, erstmals möglich.
Durch den erfindungsgemäßen Empfang sowie durch die Auswertung eines Referenzsignals, kann beispielsweise die Verstärkung und/oder Leistung des eigentlichen Signalsenders optimal geregelt werden. Auch kann in Abhängigkeit von der Aus- wertung des Referenzsignals ein Kompensationssignal für das eigentliche Signal erzeugt werden, um beispielsweise Störungen oder Schwankungen im Signalpegel zu kompensieren.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich auch aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun im Folgenden näher anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei: Fig. 1 in einer ersten Aus führungs form die Ausgestaltung eines Fahrzeugsitzes mit zwei Koppelelementen zeigt, die als kapazitive Sendeantenne bzw. Empfangsantenne wirken;
Fig. 2 ein Blockschaltbild für die Realisierung einer erfindungsgemäßen Referenz-Empfangseinheit zeigt;
Fig. 3a) -d) verschiedene Anordnungsmöglichkeiten und Ausgestaltungen von Koppelelementen in einem Fahrzeugsitz zei- gen;
Fig. 4 eine zur Fig. 1 alternative Anordnung von Koppelelementen zeigt;
Fig. 5 eine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung aufgebaute Anordnung für zwei Personen in einem Fahrzeug zeigt;
Fig. 6 eine zur Fig. 5 alternative Anordnung für zwei Personen in einem Fahrzeug zeigt; und
Fig. 7 eine Anordnung mit einer herkömmlichen Einrichtung nach dem Stand der Technik zeigt.
Zunächst wird hier nochmals unter Bezugnahme auf die Fig. auf den Stand der Technik eingegangen. Die Fig. 7 zeigt die Anordnung mit einer herkömmlichen Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit einem Bedienelement B versehenen Gerätes G, das z. B. ein Navigationsgerät sein kann. Das Bedienelement B ist in der Nähe von Fahrzeugsitzen ST und ST' angeordnet, auf dem sich jeweils eine Person P bzw. P' befindet, welche über das Bedienelement B das Gerät G bedienen können. Dazu ist als Bedienelement B z. B. ein sensitiver Bildschirm vorgesehen, der von beiden Personen, hier z. B. vom Fahrer P und vom Beifahrer P' bedient werden kann. Zur Durchführung einer Nahfeldkommunikation verfügt jeder Fahrersitz ST und ST' über entsprechende Sendemittel, nämlich über einen Sender S bzw. S' und ein damit verbundenes Koppelele- ment Kl bzw. Kl' . In der Figur 7 wird am Beispiel des Fahrers P wird die herkömmliche Technik verdeutlicht:
Von dem in seinem Sitz ST integrierten Sender S ausgehend wird ein Signal SG an das Koppelement Kl, das sich in der Sitzfläche F des Fahrzeugsitzes befindet, gesendet, um dort in den Körper der Person, also des Fahrers P, kapazitiv eingekoppelt zu werden. Das Signal SG wird dann über den Körper der Person P hin zu dem Bedienelement B übertragen, das eine für elektrische Felder sensitive Fläche aufweist, um das Signal SG wieder kapazitiv aus dem Körper bzw. von Hand oder Finger der Person P auszukoppeln und an einen Empfänger E bzw. eine Auswerteeinheit A zur Steuerung des Gerätes G zu übertragen. Der Empfänger E und die Auswerteeinheit A bilden also eine Empfangseinheit, die das Signal SG empfängt und verstärkt sowie das Signal SG detektiert bzw. darin enthaltene Informationen auswertet. Beispielsweise kann das Signal SG mit einer Kennfrequenz von 20 KHz beaufschlagt sein, die von der Auswerteeinheit A erkannt wird und als Identi- tätsmerkmal für den Fahrersitz bzw. den Fahrer P erkannt wird. Somit ist eine intelligente, insbesondere personenbezogene, Steuerung des Geräts G möglich. Insbesondere kann zwischen Fahrer und Beifahrer bzw. Mitfahrer unterschieden werden, um etwa bestimmte Funktionen des Gerätes für die erkann- te Person freizugeben oder zu sperren. Jedoch muss eine gewisse Signalqualität bei der Einkopplung, Übertragung und Auskopplung des Signals SG vorhanden sein. Deshalb sollen Störungen bzw. Pegel-Schwankungen vermieden, erkannt und/oder kompensiert werden. Die nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 6 beschriebenen Ausführungen der Erfindung lösen dieses Problem in vorteilhafter Weise:
Die Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit einem Bedienelement B versehenen Gerätes G in einem Kraftfahrzeug. Das Bedienelement B ist im Bereich eines Fahrzeugsitzes ST angeordnet, auf dem sich eine Person P befin- det, welche über das Bedienelement B das Gerät G bedient. In dem hier gezeigten Beispiel handelt es sich dabei um ein Navigationsgerät G, welches als Bedienelement B einen sensitiven Bildschirm, einen sogenannten Touch-Screen, aufweist. Auch hier wird nach dem Prinzip der Nahfeldkommunikation von einem Sender S ausgehend ein Signal SG an ein erstes Koppelelement Kl, das sich in der Sitzfläche F des Fahrzeugsitzes befindet, eingekoppelt und über den Körper der Person P hin zu dem Bedienelement B übertragen. Über das Bedienelement B, das eine für elektrische Felder sensitive Fläche aufweist, wird das Signal SG wieder kapazitiv aus dem Körper bzw. von Hand oder Finger der Person P ausgekoppelt und an eine Empfangseinheit R übertragen, um damit das Gerät G zu steuern.
Die Empfangseinheit R enthält auch hier einen Empfänger E, der das Signal SG empfängt und verstärkt, sowie eine damit verbundene Auswerteeinrichtung A, die das Signal SG detek- tiert bzw. darin enthaltene Informationen auswertet. Beispielsweise kann das Signal SG mit einer Kennfrequenz von 20 KHz beaufschlagt sein, die von der Auswerteeinheit A erkannt wird und als Identitätsmerkmal für den Fahrersitz bzw. den Fahrer erkannt wird. Ebenso ist es möglich, dass das übertragene Signal SG ein moduliertes Signal ist, dessen Informationsgehalt in der Auswerteeinheit A durch Demodulation zurück- gewonnen wird. Somit ist eine intelligente und kommunikative, insbesondere personenbezogene, Steuerung des Geräts G möglich. Insbesondere kann zwischen Fahrer und Beifahrer bzw. Mitfahrer unterschieden werden, um etwa bestimmte Funktionen des Gerätes G für die erkannte Person freizugeben oder zu sperren.
Um nun die Signalqualität bei der Einkopplung, Übertragung und Auskopplung des Signals SG sicherzustellen und insbesondere evtl. auftretenden Störungen bzw. Pegel-Schwankungen entgegen zu wirken, verfügt nun die erfindungsgemäße Einrichtung über ein weiteres Koppelelement K2, das ebenfalls in den Fahrersitz ST integriert und mit einer Referenz-Empfangseinheit R* verbunden ist.
Im Unterschied zu dem als Sendeantenne ausgebildeten Koppel- element Kl ist das zweite Koppelelement K2 als Empfangsantenne ausgebildet, um ein Referenzsignal SG* mittels Rückkopplung aus dem Körper der Person P zu empfangen. Das Referenzsignal SG* korreliert bzw. korrespondiert also mit dem Signal SG, welches das eigentliche Nutzsignal darstellt. Im Vergleich zum Signal SG wird das Referenzsignal SG* aufgrund der Nähe zu dem ersten Koppelelement Kl über eine deutlich kürzere Signalstrecke übertragen. Somit kann das gewonnene Referenzsignal SG* als geeignetes Mess- bzw. Vergleichssignal für das eigentliche Nutzsignal SG angesehen und verwendet werden.
Die Referenz-Empfangseinheit R* ist mit dem zweiten Koppelelement K2 verbunden und enthält insbesondere einen Empfänger E* sowie eine Auswertungs- und Regelungseinheit R*, um aus dem empfangenen Referenzsignal SG* ein Steuerungs- bzw. Regelungssignal und/oder Kompensationssignal für den Sender S zu erzeugen .
Die Fig. 2 zeigt im Detail den erfindungsgemäßen Aufbau der Referenz-Empfangseinheit R* sowie deren Verschaltung mit den im Fahrzeugsitz integrierten Koppelungselementen K2 und Kl . Demnach befindet sich in der Mitte der Sitzfläche F das erste Koppelelement Kl und wird über eine Zuleitung von dem Sender S mit dem eigentlichen Signal SG gespeist. Neben der Über- tragung des Signals SG durch den Körper des Fahrers P zum Bedienelement B hin (siehe Fig. 1) erfolgt auch eine kapazitive Rückkopplung auf das zweite Koppelelement K2, welches ebenfalls in die Sitzfläche F integriert ist. Vorzugsweise ist das zweite Koppelelement K2 als streifenförmige Empfangs- antenne ausgebildet, die das erste Koppelelement Kl nahezu vollständig umschließt. Somit wird die Rückkopplung von dem ersten Koppelelement Kl, das als Sendeantenne wirkt, auf das zweite Koppelelement K2, das als Empfangsantenne wirkt, verbessert. Dadurch korreliert das über das zweite Koppelelement K2 empfangene Referenzsignal SG* stark mit dem eigentlichen Nutzsignal SG. Das gilt auch für Signal-Beeinträchtigungen, die ebenfalls im Referenzsignal SB*, z. B. aufgrund der Sitzhaltung des Fahrers usw., auftreten, wobei diese Störungen durchaus geringer als die Störungen im Signal SG sind.
Über den Empfänger E* wird das Referenzsignal SG* in ver- stärkter Form auf die Auswerte- und Regelungseinheit A* geführt. Dort kann z. B. dann leicht festgestellt werden, ob der Signalpegel oder andere Signalgrößen negativ beeinträchtigt sind. Ist beispielsweise der Signalpegel des Referenzsignals SG* stark reduziert, so gibt die Auswerte- und Regelungseinheit A* ein Steuersignal an den Sender S ab, welcher die Verstärkung des eigentlichen Nutzsignals SG dann deutlich anhebt. Auf diese Weise wird eine dynamische Regelung der Signalqualität des Signals SG erzielt. Es kann auch ein Korrektursignal c erzeugt werden, das zu dem gesendeten Signal SG addiert bzw. überlagert wird und z. B. als Summensignal SG+c über das erste Koppelelement Kl ausgesendet wird, um dann empfangsseitig auf der Geräteseite ausgewertet zu werden. Die Gestaltung der Koppelelemente Kl und K2 sowie deren Anordnung im Fahrzeugsitz ST kann auf vielfältige Art und Weise erfolgen.
Hierzu zeigen die Fig. 3a) bis 3d) vier verschiedene Varianten, die je nach Anwendungsfall bevorzugt realisiert werden. In Fig. 3a) sind zwei gleichartig ausgestaltete Koppelelemen- te Kl und K2 in Form von rechteckförmigen Folien in die Sitzfläche F des Sitzes ST eingelassen. Die Folien sind parallel zueinander in einem gewissen Abstand angeordnet. Diese Ausführungsform a) ist besonders einfach und preiswert zu realisieren .
Die Fig. 3b) zeigt eine Anordnung, bei der die Sendeantenne, d. h. das erste Koppelelement Kl, in die Sitzfläche F inte- griert ist und das zweite Koppelelement K2 in die Rückenlehne L integriert ist. Diese Anordnung b) wird auch später noch anhand der Fig. 4 näher beschrieben.
Die Fig. 3c) zeigt eine Anordnung, bei der wiederum beide
Koppelelemente Kl und K2 in die Sitzfläche F integriert sind. Die sendende Antenne Kl befindet sich in der Mitte der Sitzfläche und hat eine kleinere, rechteckförmige Antennenfläche, wohingegen die empfangende Antenne K2 als streifenförmige Fläche ausgebildet ist, welche die sendende Antenne Kl nahezu ganz umschließt. Hierdurch erfolgt eine intensivere Rückkopplung des Signals SG* über den Körper der auf dem Sitz befindlichen Person P in die Empfangsantenne K2.
Die Fig. 3d) zeigt alternativ zur Anordnung c) eine Ausgestaltung, bei der nun die Sendeantenne Kl die Empfangsantenne K2 umschließt. Zahlreiche weitere Ausgestaltungen sind denkbar.
Die Fig. 4 zeigt passend zu der in Fig. 3b) dargestellten Anordnung b) eine erfindungsgemäße Einrichtung, bei der sich das sendende erste Koppelelement Kl in der Sitzfläche F des Fahrzeugsitzes ST befindet und das empfangende Koppelelement K2 sich in der Rückenlehne L des Fahrzeugsitzes ST befindet. Die Rückkopplung des Referenzsignals SG* erfolgt somit ausgehend von der Sendeantenne bzw. dem Koppelelement Kl über eine kapazitive Einkopplung im Gesäßbereich der Person P und Übertragung durch den Körper hin zum Rückenbereich der Person P und dortigen Auskopplung in die Empfangsantenne bzw. in das Koppelelement K2. Je nach Anwendungsfall kann diese in Fig. 4 dargestellte Anordnung Vorteile gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Anordnung haben. Zahlreiche weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind denkbar.
Dadurch dass die Einrichtung zusätzlich zu dem sendenden Koppelelement Kl nun auch ein empfangendes Koppelelement K2 mit nachgeschalteter Referenz-Empfangseinheit R* enthält, ist auch eine bidirektionale Nahfeldkommunikation zwischen Gerät G und Person P denkbar (s. Fig. 1) . Beispielsweise könnte ausgehend von dem Gerät G über einen (nicht dargestellten) Sender im Gerät und über das Bedienelement B ein Signal in den Körper der Person P eingekoppelt werden und zum zweiten Koppelelement K2 übertragen werden. Dort würde dann die Referenz-Empfangseinheit R* das Signal empfangen und detektieren bzw. demodulieren, um die im Signal enthaltenen Nachrichten oder Daten für eine Anwendung bereitzustellen. Insgesamt ist also somit eine bidirektionale Übertragung von Informationen bzw. Daten zwischen dem Gerät G und den im Fahrzeugsitz ST angeordneten Sende- und Empfangsmitteln S bzw. R* realisierbar. Die Erfindung ist also nicht nur zur Optimierung der Signalübertragung bzw. Kompensation von auftretenden Signal- fehlem und Abschwächungen einsetzbar, sondern auch zum Aufbau einer bidirektionalen Nahfeldkommunikation.
Die Fig. 5 veranschaulicht eine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung aufgebaute Anordnung für mindestens zwei Personen P und P', die sich jeweils auf einem Fahrzeugsitz ST bzw. ST' befinden und das Bedienelement B eines nachgeschalteten (nicht dargestellten) Gerätes über Nahfeldkommunikation bedienen wollen. Die Person P ist beispielsweise der Fahrer und die Person P' der Beifahrer. Jeder Fahrzeugsitz ST und ST' ist jeweils mit einer solchen bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung (s. Fig. 2 und 4) ausgestattet. Zusätzlich oder alternativ zu der bereits beschriebenen Kompensation bzw. Korrektur des auszusendenden Signals SG am Sender S wird hier nun auch ein Korrektursignal c bzw. c' ermittelt, das auf der Empfangsseite in einer dem Bedienelement B nachgeschalteten zentralen Auswerteeinheit A ausgewertet wird, um den gestörten Empfang des Signals SG zu kompensieren bzw. zu verbessern. Die Korrektursignale c und c' werden jeweils in der Referenz-Empfangseinheit R* bzw. R*' anhand des empfange- nen Referenzsignals SG* bzw. SG*' ermittelt. Somit wird für jede Person P bzw. P' ein eigenes Korrektursignal bzw. ein eigener Korrekturwert c bzw. c' erzeugt. Empfängt nun beispielsweise, wie in Fig. 5 dargestellt, die Auswerteeinheit A über das Bedienelement B und den nachgeschalteten Empfänger E ein Signal SG, so kann die Auswerteeinheit A anhand der Korrektur-Signale c und c' entscheiden, ob dieses Signal SG von der einen Person P oder von der anderen Person P' kommt. Im gezeigten Beispiel erkennt die Auswerteeinheit A, dass das empfangene Signal SG von der linken Person, d. h. dem Fahrer P herrührt. Der Empfang kann anhand des ebenfalls über das zweite Koppelelement K2 gewonnenen Re- ferenzsignals SG* optimiert werden. Zudem können eventuell im Signal SG vorhandene Störanteile, die von der Person P' herrühren, mittels des anderen Referenzsignals SG*' bzw. des daraus gewonnenen Korrektursignals c' eliminiert werden. Das verbesserte und bereinigte Empfangssignal SG kann dann von der Auswerteeinheit A an ein (nicht dargestelltes) Gerät gesendet werden, um dieses zu steuern. In der Fig. 5 ist dafür beispielhaft ein Steuersignal bzw. Entscheidungssignal D dargestellt .
Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung ist also insbesondere auch zur Benutzerunterscheidung geeignet. Hierbei werden entsprechende Korrekturwerte c und c' über eigene Signalpfade hin zu der zentralen Auswerteeinheit A übertragen.
In der Fig. 6 ist eine zur Fig. 5 alternative Anordnung dargestellt, bei der die ermittelten Korrekturwerte c bzw. c' über dieselben Signalpfade gesendet bzw. übertragen werden, welche auch für die Nutzsignale SG bzw. SG' selbst verwendet werden. Das bedeutet, dass in dem hier gezeigten Beispiel das jeweilige Nutzsignal SG bzw. SG' mit einem Korrektursignal c bzw. c' beaufschlagt wird und beispielsweise in Form eines überlagerten Signals über den eigentlichen Nahfeldkommuni- kations-Signalpfad, d. h. über den Körper der jeweiligen Person, übertragen wird. Dazu wird der jeweils gewonnene Korrek- turwert c bzw. c' von der entsprechenden Referenz-Empfangseinheit R* bzw. R*' an den damit verbundenen Sender S bzw. S' übermittelt und in den dortigen Sendepfad eingespeist, um dann über das jeweilige Koppelelement Kl bzw. Kl' in den Körper der entsprechenden Person P bzw. P' eingekoppelt zu werden. Das jeweilige mit dem Korrekturwert beaufschlagte Signal, also SG+c oder SG' +C, wird dann per Nahfeldkommunikati- on über den Körper der jeweiligen Person P bzw. P' zu dem Bedienelement B übertragen.
Auf der Empfangsseite wird das Signal über das Bedienelement B ausgekoppelt und Summensignal SG+c bzw. SG' +c' über den nachgeschalteten Empfänger E an die zentrale Auswerteeinheit A übertragen. Diese kann dann an dem jeweils mitempfangenen Korrektursignal c bzw. c' erkennen und u. a. feststellen, zu welcher Person das jeweilige Nutzsignal SG oder SG' gehört. Dies wird dann z. B. in Form eines Entscheidungssignals D an- gezeigt.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Anordnung ist somit kein zusätzlicher Signalpfad für die Übertragung der Korrektursignale erforderlich. Durch ein vorzugsweise fortlaufendes Mitsenden von dynamischen Parametern bzw. Korrekturwerten über die Nahfeldkommunikation stehen dem Empfänger jederzeit zusätzliche Informationen über das Systemverhalten der Anordnung zur Verfügung. Damit kann im Falle der Benutzerunterscheidung eine dynamische Regelung der Sendeleistung und Bewertung der Emp- fangssignale, insbesondere im Rahmen einer dynamischen Signalkompensation, realisiert werden.
Die Sender müssen nicht zwangsweise über einen separaten Signalkanal bzw. Datenbus mit dem Empfängern verbunden sein. Die ermittelten Daten für die Signalkompensation können immer über die Nahfeldkommunikation mitgesendet werden. Hierdurch entsteht eine weitere Kosteneinsparung, wobei fahrzeugseitig bevorzugt ein schneller Datenbus, wie z. B. CAN-Bus (Controller Area Network), durch einen langsameren Datenbus, wie z. B. LIN-Bus (Local Interconnect Network), ersetzt werden kann. Je nach Funktionsumfang kann sogar der Einsatz eines Datenbuses ganz entfallen. Die Parameter und Korrekturwerte werden effizient mit den eigentlichen Nutzdaten vom Sender über das Nahfeld an die Auswerteeinheit bzw. das eingeschlossene Gerät mitgesendet.
Die hier in Fig. 6 dargestellte Anordnung wie auch die in Fig. 5 dargestellte Anordnung ermöglichen es, deutlich die Zuverlässigkeit einer Benutzererkennung zu erhöhen, welche vor allem bei gegenseitiger Berührung der Benutzer in herkömmlichen Einrichtungen nicht gewährleistet ist. Das ist be- sonders wichtig, wenn zwei oder mehr Signale empfangen werden und die Differenzen in den Pegeln der Signale Aufschluss über den Benutzer geben sollen. Dies tritt z. B. dann auf, wenn sich zwei Benutzer berühren. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist in Echtzeit eine ständige qualitative Bewertung der Signalstärke am Körper des jeweiligen Benutzers durchführbar. Schwankungen, Einbrüche, oder Störungen des eingekoppelten Signals können schnell erkannt und kompensiert werden. Dabei können dynamisch zwei Parameter im System, insbesondere Signalstärke und Empfangsschwelle, immer so geregelt werden, dass eine exakte Bewertung bei z. B. bei Annäherung des Fingers des Benutzers an ein Bedienelement möglich ist, oder auch die eindeutige Bestimmung des Benutzers im Falle einer gegenseitigen Berührung ermöglicht wird. Die fortlaufende Ü- berwachung und die dynamische Kompensation der Signalstärke bzw. des Signalpegels sowie der daraus resultierenden Rechengrößen erlauben einen definierten Erkennungsradius um ein o- der mehrere Bedienungselemente jeder Art zu garantieren. Ein entsprechendes algorithmusgesteuertes Regelungsverfahren sorgt dafür, dass Signaleinbrüche durch Korrektur des Sende- pegels und/oder rechnerisch durch Korrektur der Schwellwerte für die Benutzererkennung im Bediengerät kompensiert werden. Dies gilt insbesondere bei Berührung der Fahrzeugteile und/oder der Karosserie, bei Änderung der Körperhaltung oder der Sitzposition oder auch bei störenden Auflagen auf der Sitzoberfläche (Kindersitz, Decken, Kissen, usw.) . Durch die erfindungsgemäße Korrektur bzw. Kompensation erhöht man deutlich die Zuverlässigkeit der Benutzererkennung, die vor allem bei gegenseitiger Berührung der Benutzer mit herkömmlichen Mitteln nicht erreicht werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zur Nahfeldkommunikation und Steuerung eines mit mindestens einem Bedienelement (B) versehenen Gerätes (G) in einem Kraftfahrzeug durch mindestens eine Person
(P) , wobei das Bedienelement (B) zum Empfang von Signalen (SG) mit einem Empfänger (E) verbunden ist, und wobei für die mindestens eine Person (P) ein in einem Fahrzeugsitz (ST) integriertes Koppelelement (Kl) ein von einem Sender (S) erzeugtes Signal (SG) in die auf dem Fahrzeugsitz
(ST) befindliche Person (P) einkoppelt, um für eine Übertragung des Signals (SG) über den Körper der Person (P) einen Signalweg zu dem mindestens einen Bedienelement (B) zu bilden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem Fahrzeugsitz (ST) der mindestens einen Person (P) ein zweites Koppelelement (K2) integriert ist, das mit einer Referenz-Empfangseinheit (R*) verbunden ist, die ein auf die Person (P) bezogenes Referenzsignal (SG*) empfängt und daraus ein Korrektursignal (c) zum Aussenden zusammen mit dem von dem Sender (S) erzeugten Signal (SG) und für die Übertragung an eine Auswerteeinheit (A) bildet, die das von dem Bedienelement (B) empfange Signal (SG) und Korrektursignal (c) auswertet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung für jede Person (P; P') ein zweites Koppelement (K2; K2') und eine Referenz-Empfangseinheit (R*, R') aufweist, die ein auf die jeweilige Person (P) bezogenes Referenzsignal (SG*; SG*') empfängt und daraus ein Korrektursignal (c; c' ) zum Aussenden zusammen mit dem von dem jeweiligen Sender (S; S') erzeugten Signal (SG, SG' ) und für die Übertragung an eine Auswerteeinheit (A) bildet, die die von dem Bedienelement (B) empfangenen Signale (SG; SG' ) und Korrektursig- nal (c; c' ) auswertet.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die jeweilige Referenz-Empfangseinheit (R*, R') das Korrektursignal (c; c' ) als Korrekturwert bildet und das entsprechende auszusendende Signal (SG, SG') mit dem Korrekturwert beaufschlagt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die der jeweilige Sender (S; S') das Korrektursignal (c; c' ) dem entsprechenden auszusen- denden Signal (SG, SG') aufmoduliert.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswerteeinheit (A) eine Differenz, insbesondere Pegeldiffe- renz, der Korrektursignale (C; C) ermittelt, und davon abhängig die von dem Bedienelement (B) empfangenen Signale (SG) auswertet und/oder korrigiert.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jede Referenz-Empfangseinheit (R*) das jeweilige Referenz-Signal (SG*) auswertet und in Abhängigkeit davon den das jeweilige Signal (SG) erzeugenden und mit dem ersten Koppelelement (Kl) verbundenen Sender (S) steuert.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die jeweilige Referenz-Empfangseinheit (R*) einen mit dem zweiten Koppelelement (K2) verbundenen Referenz-Empfänger (E*) enthält und eine damit verbundene Auswerte- und Regelungseinheit (A*) enthält, um das empfangene Referenzsignal (SG*) auszuwerten und auf den Sender (S) beim Senden des Signals (SG) einzuwirken.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die jeweilige Auswerte- und Regelungseinheit (A*) in Abhängigkeit von der Auswertung des Referenzsignales (SG*) die Verstärkung und/oder Leistung des Sender (S) regelt, um insbesondere Schwankungen im Signalpegel des erzeugten Signales (SG) zu kompensieren .
9. Einrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die jeweilige Auswerte- und Regelungseinheit (A*) in Abhängigkeit von der Auswertung des Referenzsignales (SG*) den Sender (S) mit einem Kom- pensations-Signal beaufschlagt, um insbesondere Schwankungen im Signalpegel des erzeugten Signales (SG) zu kompensieren .
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die jeweilige Referenz-Empfangseinheit (R*) einen mit dem zweiten Koppelelement (K2) verbundenen Referenz-Empfänger (E*) enthält und eine damit verbundene Auswerte- und Regelungseinheit (A*) enthält, um die Qualität der Einkopp- lung des Signales (SG) über das erste Koppelelement (Kl) dynamisch zu bestimmen.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeweils das erste Koppelelement (Kl) als Sende-Antenne und das zweite Koppelelement (K2) als Empfangs-Antenne ausgebildet sind.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass die als Antennen ausgebildeten Koppelelemente (Kl, K2) als flache, insbesondere durch Folien gefertigte, Antennen ausgebildet sind.
13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeweils beide Koppelelemente (Kl, K2) in die Sitzfläche (F) des Fahrzeugsitzes (ST) integriert sind.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeweils nur eines der beiden Koppelelemente (Kl) in die Sitzfläche (F) des Fahrzeugsitzes (ST) integriert ist und das andere Koppelelement (K2) in die Rückenlehne (L) des Fahrzeugsitzes (ST) integriert ist.
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