Authentifikationsmittels für ein Fahrzeug

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Berechnungsmittel, eine Anordnung und ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Authentifikationsmittel für ein Fahrzeug. Insbesondere ist das Berechnungsmittel in der Lage den zwischen einer Fahrzeuglängsachse und ei- nem Authentifikationsmittel eingeschlossenen Winkel zu berechnen und die Distanz zwischen einer Fahrzeugmitte und einem Authentifikationsmittel zu ermitteln.

Bekannte Berechtigungssysteme für Fahrzeuge, wie z. B. sogenannte Keyless-Entry- Systeme, erfordern es nicht, ein Berechtigungsmittel bzw. einen Schlüssel in die Hand zu nehmen, um bestimmte Aktionen auszulösen. So ist es mit derartigen Systemen beispielsweise möglich, ein Fahrzeug ohne aktive Benutzung eines Authentifikations- mittels, insbesondere eines Schlüssels oder eines Keyless-Entry-Mittels zu entriegeln und durch das bloße Betätigen eines Startknopfes zu starten.

Bei Systemen aus dem Stand der Technik sendet das Fahrzeug ein schwaches Signal mit einer Reichweite von wenigen Metern, das das Berechtigungsmittel empfängt. Das Authentifikationsmittel sendet daraufhin ein Signal an das Fahrzeug, das das Fahr- zeug dazu benutzt, zu entscheiden, ob es sich um ein autorisiertes Berechtigungsmit- tel handelt und ob darauf basierend Zugangs- bzw. Fahrberechtigungsbefehle umge- setzt werden können.

Als Weiterentwicklung ist es bekannt, dass Fahrzeuge mit einer Lichtsteuerung ausge- stattet werden, die auf die Annäherung eines Authentifikationsmittels reagieren. So ist es beispielsweise aus der DE 10 2013 224 152 ein Fahrzeug offenbart, dass bei einer Autorisierung eines berechtigten Benutzers ein Frontlicht-Aktivierungsvorgang ausge- führt wird.

In einem zunehmenden Umfang werden Fahrzeugassistenzsysteme bereitgestellt, die als eine Voraussetzung eine sichere Lokalisierung des Authentifikationsmittels haben. In vielen Fällen ist es nicht mehr ausreichend nur die alleinige Annäherung eines Au- thentifikationsmittels an das Fahrzeug zu erkennen. Für einige Anwendungen wird die Position des Authentifikationsmittel benötigt.

In diesem Punkt setzt die vorliegende Erfindung an.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Berechnungsmittel zur Ermittlung eines eingeschlossenen Winkels zwischen der Fahrzeuglängsachse und dem Authen- tifikationsmittel darzulegen, eine Anordnung für ein solches Berechnungsmittel vorzu- schlagen und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Anordnung vorzustellen, die es ermöglicht eine sehr genaue Positionsbestimmung des Authentifikationsmittels durchzuführen.

Die Aufgabe wird durch ein Berechnungsmittel nach Anspruch 1 , eine Anordnung nach Anspruch 6 und ein Verfahren nach Anspruch 8 gelöst.

Ebenso wird ein Berechnungsmittel zur Bestimmung einer korrigierten Entfernung mit dem Ursprung in der Fahrzeugmitte, eine Anordnung für ein solches Berechnungsmit- tel und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Anordnung vorgestellt.

Die Aufgabe wird durch ein Berechnungsmittel nach Anspruch 9, eine Anordnung nach Anspruch 10 und ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Berechnungsmittel, zur Bestimmung eines Winkels a, zwi- schen einer Längsachse eines Fahrzeugs und einem Authentifikationsmittel, insbe- sondere einem Schlüssel oder einem Keyless-Entry-Mittel für ein Fahrzeug, berechnet den Winkel a nach der Formel a = (d _r - d ) * k _w , wobei

d _r die berechnete und/oder gemessene Entfernung einer rechtsseitig in oder am Fahr- zeug angebrachten Antenne zu dem Authentifikationsmittel ist,

di die berechnete und/oder gemessene Entfernung einer linksseitig am Fahrzeug an- gebrachten Antenne zu dem Authentifikationsmittel ist und

k _w ein fahrzeugspezifisch ermittelter Korrekturfaktor für die Winkelberechnung ist. Es kann möglich sein den Korrekturfaktor für die Winkelberechnung für jeden Fahr- zeugtyp durch eine Messung zu bestimmen und dem Berechnungsmittel zur Verfü- gung zu stellen.

In der vorliegenden Erfindung soll die Bestimmung des Korrekturfaktors durch eine beispielhaft gezeigte Messreihe verdeutlicht werden.

In diesem Fall wird das Authentifikationsmittel an einen genau definierten Ort positio niert und für diesen bekannten eingeschlossenen Winkel anhand der oben erläuterten Formel der Winkel bestimmt. So kann die Genauigkeit des Korrekturfaktors angepasst werden.

Erkennbar ist, das besonders für große Winkel, wenn sich das Authentifikationsmittel direkt von links oder rechts dem Fahrzeug nähert, die berechneten Winkel mit dem kleinen Korrekturfaktor ungenau werden. Hier kann es vorteilhaft sein, mit einem gro- ßen Korrekturfaktor die angegebene Formel zu berechnen.

Zur Veranschaulichung wird nachfolgend ein Vergleich bei konstantem Abstand von 5 Metern und unterschiedlichem Korrekturfaktor angegeben.

Für große Winkel nahe 90° kann mit einem großen Korrekturfaktor eine genauere Po- sitionsbestimmung erreicht werden.

Zur Durchführung der Formelberechnung kann es vorgesehen sein, dass das Berech- nungsmittel Eingänge aufweist, die zur Übergabe der ermittelten Entfernung d _r und/o- der der ermittelten Entfernung d _l und/oder einer ermittelten Differenz A _d dieser Werte {d _r , d ) nutzbar sind.

Es ist ebenfalls möglich, dass die Entfernungen (d _r , di) aus den Feldstärken von we nigstens zwei Signalen, die von zwei in oder am Fahrzeug angebrachte Antennen ge- sendet werden, berechenbar sind.

Vorteilhafterweise kann es vorgesehen sein, dass ein Authentifikationsmittel, insbe- sondere einem Schlüssel oder einem Keyless-Entry-Mittel für ein Fahrzeug ein Be- rechnungsmittel aufweist.

Ebenso besteht die Möglichkeit, dass das Steuergerät ein Berechnungsmittel auf- weist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Ermittlung eines Winkels a, zwischen einer Längsachse eines Fahrzeugs und einem Authentifikationsmittel, insbe- sondere einem Schlüssel oder einem Keyless-Entry-Mittel für ein Fahrzeug.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist ein Berechnungsmittel zum Durchführen für die Winkelberechnung nötigen Arbeitsschritte auf, ebenso ein Authentifikationsmittel , mit dem sich ein berechtigter Nutzer dem Fahrzeug nähern kann, ein Steuergerät, welches in oder an einem Fahrzeug angebracht ist, wenigstens zwei Antennen, die Signale aussenden, welche vom Authentifikationsmittel empfangen werden können und andere vom Steuergerät steuerbare Komponenten, wie beispielsweise ein Licht steuerungssystem .

Vorteilhafterweise ist ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Anordnung aus- gestattet.

Das Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Anordnung weist wenigstens die nachfolgenden Schritte auf:

- die berechneten und/oder gemessenen Entfernungen (d _r , d ) werden an das Berechnungsmittel übergeben,

- der eingeschlossene Winkel (cs) zwischen Fahrzeug (1 ) und Authentifikations- mittel (2) wird berechnet.

Falls das Berechnungsmittel im Authentifikationsmittel (2) vorgesehen sein sollte, wird der berechnete Winkel (cs) vom Berechnungsmittel an das Steuergerät (5) übermittelt. Üblicherweise wird bei der Ermittlung der Entfernung zwischen Authentifikationsmittel und Fahrzeug die Entfernung zwischen Authentifikationsmittel und den in oder am Fahrzeug angebrachten Antennen festgestellt. Da die Antennen üblicherweise an der Außenkontur des Fahrzeugs angebracht werden, ist die resultierende Entfernung zwi- schen Fahrzeugaußenkontur und Authentifikationsmittel.

In einigen Fällen ist es wünschenswert, dass die Entfernung des Authentifikationsmit- tel zum Mittelachse des Fahrzeugs bekannt wird.

Als Lösung für diesen Fall offenbart die Erfindung ein Berechnungsmittel zur Bestim- mung einer korrigierten Entfernung d _korr , wobei mit der korrigierten Entfernung d _korr ein Ursprung der Entfernung d _{r i} in die Fahrzeugmittelachse verlegt ist und nach der Formel

d _korr = (d _{r l} + (™) * k _d berechenbar ist, wobei

d _r die berechnete Entfernung einer rechtsseitig in oder am Fahrzeug (1 ) angebrach- ten Antenne (3) zu dem Authentifikationsmittel (2) ist oder

di die berechnete Entfernung einer linksseitig in oder am Fahrzeug (1 ) angebrachten Antenne (4) zu dem Authentifikationsmittel (2) ist,

FZB die Fahrzeugbreite ist,

ex der in Anspruch 1 ermittelte Winkel ist und

k _d ein fahrzeugspezifisch ermittelter Korrekturfaktor für die Entfernungsberechnung ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Ermittlung einer korrigierten Entfernung d _korr , wobei mit der korrigierten Entfernung d _korr ein Ursprung der Entfer- nung d _{r l} in die Fahrzeugmittelachse verlegt wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist eine Mehrzahl von Antennen auf, die beab- standet voneinander in oder an einem Fahrzeug angebracht sind. Vorteilhafterweise sind die Antennen rechts und links in und/oder am Fahrzeug angebracht. Es ist durchaus vorstellbar, dass weitere Antenne beispielsweise an einem Heck oder an ei- ner Front des Fahrzeuges angebracht sein können.

Ebenso weist die Anordnung ein Steuergerät auf, welches in oder an einem Fahrzeug angebracht werden kann und ein Authentifikationsmittel, insbesondere ein Schlüssel oder ein Keyless-Entry-Mittel für ein Fahrzeug.

Es kann vorgesehen sein, dass die Anordnung ein Berechnungsmittel umfasst, wel- ches für die Berechnung des Winkels a geeignet sein kann oder eine andere Quelle, die geeignet sein kann den Winkels a bereit zu stellen. Des Weiteren kann vorgese- hen sein, dass die Anordnung ein Berechnungsmittel ausweist, welches für die Be- rechnung der korrigierten Entfernung nutzbar ist.

Das Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Ermittlung ei- ner korrigierten Entfernung weist wenigstens die nachfolgenden Schritte auf: - die Entscheidung auf welcher Seite des Fahrzeugs (1 ) sich das Authentifikati- onsmittel (2) befindet wird getroffen,

- die Entfernung (d _r , d ) des Authentifi kationsmittel (2) zu der auf dieser Fahr- zeugseite befindlichen Antenne (3, 4) wird an das Berechnungsmittel überge- ben,

- der eingeschlossene Winkel a zwischen Fahrzeug (1 ) und Authentifikationsmit- tel (2) wird berechnet oder übergeben,

- die korrigierte Entfernung d _korr wird berechnet.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine weitergehende Positi onsbestimmung des Authentifikationsmittels über die reine Entfernung hinaus möglich sein kann. Nähert sich eine berechtigte Person, die das Authentifi kationsmittel mit sich führt dem Fahrzeug, wird es das Authentifikationsmittel ab dem Erreichen einer be- stimmten Entfernung vom Fahrzeug detektiert. Durch eine Kombination von Entfer- nung und Winkel des Authentifikationsmittels zum Fahrzeug wird es jetzt möglich den Weg des Authentifikationsmittels bei der Annäherung an ein Fahrzeug nachzuvollzie- hen. So ist es vorstellbar, dass Fahrzeugassistenzsysteme auf diesen Weg abge- stimmt sind und beispielsweise genau den Bereich, den ein Nutzer des Authentifikati onsmittels geht ansteuern. Dies kann vorstellbar in einem Ausleuchten des Weges ge- schehen, den die berechtigte Person beschreitet. Durch eine genaue Positionsbestim- mung kann zum einen der Komfort erhöht werden, den der Fahrzeughalter empfindet zum anderen kann auch Energie eingespart werden, wenn die Fahrzeugassistenzsys- teme nur in dem Bereich arbeiten, der wirklich benötigt wird. So wäre es bei einer An- näherung an das Fahrzeug von vorne rechts möglich nur diesen Bereich als Begrü- ßungslicht auszuleuchten und nicht den ganzen Bereich rund um das Fahrzeug.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung aus einem Fahr- zeug und einem Authentifikationsmittel zur Ermittlung eines Winkels a, zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und dem Authentifikationsmittel Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung aus einem Fahr- zeug und einem Authentifi kationsmittel zur Ermittlung einer korrigierten Entfernung, wobei der Ursprung der Entfernung in den Fahrzeugmittel- punkt verlegt wird

In den Figuren werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 wird eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug 1 gezeigt, in oder an dem eine Mehrzahl von Antennen, in dem vorliegenden Fall beispielhaft zwei Anten- nen 3, 4, untergebracht sind. Diese befinden sind im Bereich der Fahrer- und Beifahr- ertür. Ebenso ist im Fahrzeug 1 ein Steuergerät 5 angeordnet.

Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst weiterhin eine Authentifikationsmittel 2, insbesondere einen Schlüssel oder ein Keyless-Entry-Mittel für ein Fahrzeug 1. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Authentifikationsmittel 2 ein Berechnungs- mittel 6 auf. Es ist eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung, dass das Berechnungsmittel 6 im Steuergerät 5 des Fahrzeugs 1 angeordnet sein kann.

Das Berechnungsmittel 6 eignet sich zur Bestimmung eines Winkels a, zwischen der Längsachse des gezeigten Fahrzeugs 1 und dem Authentifikationsmittel 2. Der einge- schlossene Winkel a ist in Figur 1 durch den schraffierten Bereich kenntlich gemacht.

Für die Berechnung des Winkels a ist es erforderlich, dass die Entfernung des Au- thentifikationsmittels d _r , d _t zu den beiden in oder am Fahrzeug 1 angebrachten Anten- nen 3, 4 bekannt ist. Hierzu weist das Berechnungsmittel 6 Eingänge auf, die zur Übergabe der ermittelten Entfernungen d _r , d _t zu den beiden Antennen 3, 4 und/oder der Differenz A _d der beiden Entfernungen d _r , di geeignet sind. In diesem Fall werden die Entfernungen d _r , di bereits im Fahrzeug 1 gemessen oder berechnet und an das Berechnungsmittel 6 übertragen. Weiterhin ist es möglich, dass die Entfernungen d _r , d _l aus den Feldstärken der Signale, die von den zwei in oder am Fahrzeug angebrachten Antennen 3, 4 gesendet werden, berechnet werden. In die sem Fall ist das Berechnungsmittel 6 so ausgelegt, dass es die Signale der Antennen 3, 4 empfangen und verarbeiten kann.

Liegen die benötigten Entfernungswerte d _r , d _l der rechtsseitigen und der linksseitigen Antenne 3, 4 im Berechnungsmittel 6 sowie ein fahrzeugspezifischer Korrekturfaktor vor, der im Steuergerät 5 des Fahrzeug hinterlegt ist und an das Berechnungsmittel 6 gesendet wird oder im Berechnungsmittel 6 hinterlegt ist, so ist das Berechnungsmittel 6 in der Lage den mit der Längsachse 7 des Fahrzeugs 1 eingeschlossenen Winkel a näherungsweise zu berechnen.

Falls das Berechnungsmittel im Authentifikationsmittel 2 vorgesehen sein sollte, wird der Winkel a wird im Anschluss an das Steuergerät 5 im Fahrzeug 1 übermittelt.

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung für die Berechnung einer korrigierten Entfernung, bei der der Ursprung der Entfernung in den Fahrzeugmittelachse 7 verlegt wird.

In der vorliegenden Figur wird der Fall veranschaulicht, wenn sich das Authentifikati- onsmittel 2 von der rechten Seite 9 dem Fahrzeug 1 nähert. Die Ausführungen können gleichermaßen auch auf den Fall angewendet werden, wenn sich das Authentifikati onsmittel 2 von der linken Fahrzeugseite nähert. Rein aus Gründen der Übersichtlich keit wird sich hier eine Seite beschrieben. Dies hat keinerlei einschränkende Wirkung auf die vorliegende Erfindung.

Das Berechnungsmittel 6, hier angeordnet im Authentifikationsmittel 2, bekommt die Entfernung d _r , d _l zu den zwei in oder am Fahrzeug 1 befindlichen Antennen 3, 4 über- mittelt oder berechnet diese zunächst. Es ist ebenfalls möglich, dass das Berech- nungsmittel 6 im Steuergerät 5 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Werden die Entfernungen d _r , d _t an das Berechnungsmittel 6 übergeben, ist es uner- heblich, auf welchem Weg die Entfernungen d _r , d _t zuvor ermittelt wurden. Üblicher weise werden die Entfernungen d _r , d _t berechnet oder gemessen, aber auch andere Möglichkeiten sollen nicht ausgeschlossen sein.

Ebenso ist es notwendig, dass eine Entscheidung getroffen wird, auf welcher Seite 9 des Fahrzeugs 1 sich das Authentifikationsmittel 2 befindet.

Das Berechnungsmittel 6 wird aus den ermittelten Entfernungen d _r , d _t den Winkel a zwischen der Längsachse 7 des Fahrzeugs 1 und dem Authentifikationsmittel 2 be- rechnen.

Aus der bekannten Entfernung zu der Antenne d _r auf deren Fahrzeugseite 9 sich das Authentifikationsmittel 2 befindet, dem eingeschlossenen Winkel cs und einem fahr- zeugspezifischen Distanzkorrekturfaktor, der im Steuergerät 5 des Fahrzeug 1 hinter legt ist und an das Berechnungsmittel 6 gesendet wird oder im Berechnungsmittel 6 hinterlegt ist, kann das Berechnungsmittel 6 die Entfernung des Authentifikationsmittel 2 zur Fahrzeugmittelachse 7 berechnen.

Dieser Wert wird zur weiteren Nutzung an das im Fahrzeug 1 befindliche Steuergerät 5 zurückgegeben.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

2 Authentifikationsmittel

3 Antenne an der rechten Seite des Fahrzeugs

4 Antenne an der linken Seite des Fahrzeugs

5 Steuergerät

6,6a Berechnungsmittel zur Bestimmung eines Winkels

7 Längsachse des Fahrzeugs

8,8a Berechnungsmittel zur Bestimmung einer korrigierten Entfernung

9 Fahrzeugseite, die betrachtet wird

a Winkel, zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und dem Authentifi kati- onsmittel

d _r die Entfernung einer rechtsseitig in oder am Fahrzeug angebrachten An- tenne zu dem Authentifikationsmittel

di die Entfernung einer linksseitig in oder am Fahrzeug angebrachten Antenne zu dem Authentifikationsmittel

d _korr die korrigierte Entfernung, wobei der Ursprung der Entfernung in die Fahr- zeugmitte verlegt ist