Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum drahtlosen Verbindungsaufbau und/oder zur drahtlosen Kommunikation zwischen einem Fahrzeug mit zumindest einem ersten Transceiver sowie einem Steuergerät und einem Fahrzeugschlüssel mit zumindest einem zweiten Transceiver sowie insbesondere einem Energiespeicher.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Systemen und Verfahren zum drahtlosen Verbindungsaufbau und zur drahtlosen Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Fahrzeugschlüssel bekannt. In der CN 213 565 803 U ist beispielsweise eine Fahrzeugbegrüßungsvorrichtung, die Bluetooth- und UWB (Ultra Wideband)-Technologien einsetzt. Die Fahrzeugbegrüßungsvorrichtung umfasst eine Schlüsselseite und eine Fahrzeugseite, die Schlüsselseite ist mit einem ersten Bluetooth-Modul und einem ersten UWB-Modul versehen, und das erste Bluetooth-Modul ist mit dem ersten UWB-Modul verbunden. Darüber hinaus umfasst die Fahrzeugseite mit einem ECU-Modul, einem Hauptmodul und mindestens einem dritten UWB-Modul. Das dritte UWB-Modul und das Hauptmodul stehen in einer Kommunikationsverbindung, und das Hauptmodul und das ECU-Modul stehen in einer Kommunikationsverbindung. Gemäß dem digitalen Schlüsselsystem für Kraftfahrzeuge, das die Bluetooth- und UWB-Technologie verwendet, wird die Eigenschaft des geringen Stromverbrauchs von Bluetooth genutzt, das Bluetooth-Modul in einem Kraftfahrzeug führt eine Abfrage für einen längeren Zeitraum durch, und wenn eine Annäherung eines Benutzers erkannt wird, eine genaue UWB-Positionierung gestartet. Auf diese Weise soll der hohe Stromverbrauch der traditionellen Niederfrequenzabfrage reduziert werden

Die Druckschrift DE 10 2017 103 201 A1 offenbart ein Verfahren für ein Sicherheitssystem eines Fahrzeuges für eine schlüssellose und/oder Passi- ve-Keyless-Entry- und/oder Keyless-Go-Aktivierung mindestens einer Sicherheitsfunktion des schlüssellosen und/oder Passive-Keyless-Entry- und/oder Keyless-Go-Sicherheitssystems des Fahrzeuges. Dabei erfolgt insbesondere ein Überwachen einer Annäherung eines mobilen Identifikationsgebers an das Fahrzeug, ein Initiieren zumindest einer (z.B. ersten und/oder zweiten) Abstandsermittlung, insbesondere dann, wenn die Annäherung detektiert wird, ein Durchführen der Abstandsermittlung, wobei zumindest eine Abstandsinformation über einen Abstand (z.B. Entfernung) des Identifikationsgebers zum Fahrzeug dadurch bestimmt wird, dass zumindest eine Kommunikation, insbesondere Funk-Kommunikation, zwischen einer Sende-Empfangsvorrichtung des Identifikationsgebers und einer Kommunikationsvorrichtung des Fahrzeuges ausgewertet wird, und ein Auswerten der Abstandsinformation durch eine Verarbeitungsvorrichtung des Fahrzeuges, wodurch eine Lokalisierung des Identifikationsgebers relativ zu mindestens einer (z.B. ersten und/oder zweiten) Sicherheitszone erfolgt. Ferner wird eine Sicherheitsinformation für das Sicherheitssystem in Abhängigkeit von der Lokalisierung bestimmt. Mit anderen Worten wird eine Abstandsermittlung und/oder die Lokalisierung genutzt, um die Sicherheit bei der Authentifizierung zu erhöhen. Insbesondere wird hierbei zumindest eine Kommunikation genutzt, wobei z.B. auch eine erste und eine zweite Kommunikation über jeweils unterschiedliche Kommunikationsarten unterstützend eingesetzt werden, und bspw. jeweils in Abhängigkeit von einer ersten und zweiten Sicherheitszone aktiviert werden. Bevorzugt erfolgt bei der Abstandsermittlung und/oder bei der Lokalisierung die Ermittlung des Abstands als eine Ermittlung einer konkreten Entfernung, z.B. durch eine Laufzeitanalyse eines Kommunikationssignals der Kommunikation und/oder auf Grundlage von Eigenschaften des Kommunikationssignals, welche sich in Abhängigkeit von der Entfernung verändern. Vorzugsweise wird die erste Kommunikation mittels eines breitbandigen Kommunikationsverfahrens, insbesondere Ultrabreitband (UWB), durchgeführt und bevorzugt wird die zweite Kommunikation mittels einer LF- und/oder Bluetooth-, insbesondere Bluetooth Low Energy, und/oder HF-Kommunikation durchgeführt.

Ferner betrifft die DE102020114403A1 ein Verfahren für eine Aktivierung mindestens einer Sicherheitsfunktion eines Sicherheitssystems eines Fahrzeuges und offenbart ein Zugangskontrollsystem mit einem zwischen einem Schließzustand und einem Offenzustand verstellbarem Zugangselement, wie beispielsweise eine Tür. Das Zugangskontrollsystem weist eine Erfassungsvorrichtung auf, welche ausgebildet ist, wenigstens eine Position eines tragbaren Schlüsselelements relativ zu der Erfassungsvorrichtung mittels Funk zu erfassen. Zudem weist das Zugangskontrollsystem eine Verstellvorrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, das Zugangselement zwischen seinen jeweiligen Zuständen in Abhängigkeit von der erfassten Position des Schlüsselelements zu verstellen. Die Erfassungsvorrichtung ist ferner dazu ausgebildet, die Position des Schlüsselelements auf Basis einer Kombination eines Bluetooth-Funksignals und eines UWB-Funksignals zu erfassen.

Darüber hinaus ist in der Druckschrift CN 212 890 239 U ein fahrzeugmontiertes schlüsselloses Zugangs- und Startsystem, das auf Bluetooth 5.0 und UWB basiert, offenbart. Das System umfasst ein tragbares Gerät mit Bluetooth- und UWB-Funktionen, ein Basisstationsmodul mit UWB-Funktionen und ein Hauptbasisstationsmodul mit Bluetooth- und UWB-Funktionen. Gemäß der Druckschrift werden dabei die UWB-Positionierung und die Identitätsauthentifizierung auf dem tragbaren Gerät über das Haupt- Basisstationsmodul und das Basisstationsmodul durchgeführt, so dass schlüssellose Zugangs- und Fahrzeugstartfunktionen realisiert werden können, bei welchen die Positionierungspräzision hoch und der Gesamtstromverbrauch des Systems niedrig ist.

Nachteilig am vorstehenden Stand der Technik ist jedoch das Auftreten von Energiespitzen und aufgrund des daraus resultierenden Gesamtstromverbrauchs treten Spannungseinbrüche auf, so dass der BLE-Schlüssel nicht mehr funktionieren kann. Darüber hinaus ist der Stromverbrauch bei einer BLE- und einer UWB-Kommunikation im allgemeinen höher als bei klassischen Kommunikationsformen, wie beispielsweise einer LF- oder einer HF- Kommunikation.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zum drahtlosen Verbindungsaufbau und zur drahtlosen Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Fahrzeugschlüssel bereitzustellen, bei welchem Energieverbrauchsspitzen reduziert sind oder vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum drahtlosen Verbindungsaufbau und/oder zur drahtlosen Kommunikation zwischen einem Fahrzeug mit zumindest einem ersten Transceiver sowie einem Steuergerät und einem Fahrzeugschlüssel mit zumindest einem zweiten Transceiver sowie einem Energiespeicher vorgeschlagen, welches zunächst ein Aufbauen einer einen Datenaustausch ermöglichenden drahtlosen Verbindung durch ein erstes Kommunikationsverfahren mittels des ersten Transceivers und des zweiten Transceivers und anschließend eine Kommunikation zwischen dem ersten Transceiver und dem zweiten Transceiver durch das erste Kommunikationsverfahren in einem vorbestimmten ersten Verbindungsintervall umfasst. Daraufhin erfolgt ein Aufbauen einer weiteren einen Datenaustausch ermöglichenden drahtlosen Verbindung durch ein zweites Kommunikationsverfahren mittels des ersten Transceivers und des zweiten Transceivers. Danach erfolgt eine Kommunikation zwischen dem ersten Transceiver und dem zweiten Transceiver durch das zweite Kommunikationsverfahren in einem vorbestimmten zweiten Verbindungsintervall. Ferner wird die Kommunikation zwischen dem ersten Transceiver und dem zweiten Transceiver durch das erste Kommunikationsverfahren und das zweite Kommunikationsverfahren sequentiell/sukzedan ausgeführt wird.

Vorteilhaft daran ist, dass unterschiedliche energierverbrauchende Kommunikationsverfahren nicht mehr parallel ausgeführt werden, sondern sequentiell/sukzedan. Auf diese Weise wird der Stromspitzenbedarf deutlich gesenkt.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante sind der erste und der zweite Transceiver jeweils ein BLE-Transceiver und ein UWB-Transceiver. Dabei wird beim Aufbauen der Verbindung und bei der Kommunikation durch das erste Kommunikationsverfahren eine BLE-Verbindung aufgebaut und eine BLE-Kommunikation ausgeführt. Außerdem wird beim Aufbauen der Verbindung und bei der Kommunikation durch das zweite Kommunikationsverfahren eine UWB-Verbindung aufgebaut und eine UWB-Kommunikation ausgeführt wird. Diese Kommunikationsverfahren sind besonders für einen drahtlosen Verbindungsaufbau und eine drahtlose Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Fahrzeugschlüssel geeignet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verschiebt beim Ausführen der BLE-Kommunikation das Fahrzeug mittels des Steuergeräts einen Ankerpunkt der BLE-Kommunikation. Dabei wird das vorbestimmte erste Verbindungsintervall vergrößert. Dabei ist günstig, dass das Verbindungsintervall der BLE-Kommunikation derart aufgeweitet wird, dass eine Verbindung eines anderen Kommunikationsverfahrens zeitlich innerhalb des ersten Verbindungsintervalls durchführbar ist.

Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der das erste Verbindungsintervall derart vergrößert wird, dass genau eine UWB-Kommunikation durchführbar ist. Dadurch ist das Verfahren hinsichtlich des jeweiligen Verbindungsintervalls zeitlich optimiert.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuergerät bei der UWB-Kommunikation ein Senden von UWB-Botschaften mittels des zweiten Transceivers und ein Empfangen von UWB-Botschaften mittels des ersten Transceivers regelt. Auf diese Weise wird ein Stromverbrauch des Fahrzeugschlüssels optimiert.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist in dem Steuergerät ein Grenzwert für die BLE-Kommunikation hinterlegt und bei einem Überschreiten des Grenzwerts wird die UWB-Kommunikation aufgebaut und ausgeführt. Weiter vorteilhaft ist es, wenn bei der Kommunikation durch das erste Kommunikationsverfahren und durch das zweite Kommunikationsverfahren eine Lokalisie- rung/ein Ranging durchgeführt wird. Bei dem erfindungsgemäße Verfahren ist in einer Ausführungsvariante der Grenzwert für die BLE-Kommunikation eine vorbestimmte Entfernung des Fahrzeugschlüssels von dem Fahrzeug und ein Ergebnis der Lokalisierung/des Rangings durch das erste Kommuni- kationsverfahren wird mit dem Grenzwert verglichen und bei einem Überschreiten des Grenzwerts wird die UWB-Kommunikation aufgebaut und ausgeführt. Dadurch wird ein Stromverbrauch des Fahrzeugschlüssels weiter optimiert, da eine UWB-Kommunikation ausschließlich stattfindet, sofern der Fahrzeugschlüssel sich in der Nähe des Fahrzeugs, welche durch den vorbestimmten Grenzwert definiert ist, befindet.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei der Kommunikation durch das erste Kommunikationsverfahren und durch das zweite Kommunikationsverfahren das Fahrzeug entriegelt und/oder verriegelt wird.

Erfindungsgemäß wird ferner ein System zum drahtlosen Verbindungsaufbau und zur drahtlosen Kommunikation zwischen einem Fahrzeug mit zumindest einem ersten Transceiver sowie einem Steuergerät und einem Fahrzeugschlüssel mit zumindest einem zweiten Transceiver sowie insbesondere einem Energiespeicher vorgeschlagen, insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens gemäß der vorstehenden Offenbarung. Dabei sind der erste Transceiver und der zweite Transceiver ausgebildet, als Verbindungspartner eine einen Datenaustausch ermöglichende drahtlose Verbindung durch ein erstes und ein zweites Kommunikationsverfahren miteinander aufzubauen sowie eine Kommunikation zwischen dem ersten Transceiver und dem zweiten Transceiver durch das erste und das Kommunikationsverfahren in einem vorbestimmten ersten und zweiten Verbindungsintervall durchzuführen. Ferner sind das erste und das zweite Kommunikationsverfahren sequen- tiell/sukzedan ausführbar, insbesondere lediglich sequentiell/sukzedan ausführbar. Auf diese Weise werden unterschiedliche energierverbrauchende Kommunikationsverfahren nicht mehr parallel ausgeführt werden, sondern sequentiell/sukzedan, wodurch der Stromspitzenbedarf deutlich gesenkt wird. Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems zum drahtlosen Verbindungsaufbau und zur drahtlosen Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Fahrzeugschlüssel;

Fig. 2 und 3 einen schematischen Vergleich einer BLE- und UWB- Kommunikation mit und ohne einer Optimierung der BLE- Verbindungsparameter.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.

In Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Systems 10 zum drahtlosen Verbindungsaufbau und/oder zur drahtlosen Kommunikation zwischen einem Fahrzeug 1 und einem Fahrzeugschlüssel 2 dargestellt. Dabei umfasst das Fahrzeug 1 einen ersten Transceiver 11 sowie ein Steuergerät 12 und der Fahrzeugschlüssel 2 einen zweiten Transceiver 21 sowie einen Energiespeicher 22. Der erste Transceiver 11 und der zweite Transceiver 21 sind ausgebildet, als Verbindungspartner eine einen Datenaustausch ermöglichende drahtlose Verbindung durch ein erstes und ein zweites Kommunikationsverfahren 3, 4 miteinander aufzubauen sowie eine Kommunikation zwischen dem ersten Transceiver 11 und dem zweiten Transceiver 21 durch das erste und das Kommunikationsverfahren 3, 4 in einem vorbestimmten ersten und zweiten Verbindungsintervall 31 , 41 durchzuführen. Ferner sind das erste und das zweite Kommunikationsverfahren 3, 4 sequenti- ell/sukzedan ausführbar sind.

Entsprechend der schematische Darstellung in Figur 1 ist das System zur Ausführung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens geeignet, welches zunächst ein Aufbauen einer einen Datenaustausch ermöglichenden drahtlosen Verbindung durch ein erstes Kommunikationsverfahren 3 mittels des ersten Transceivers 11 und des zweiten Transceivers 21 und anschließend eine Kommunikation zwischen dem ersten Transceiver 11 und dem zweiten Transceiver 21 durch das erste Kommunikationsverfahren 3 in einem vorbestimmten ersten Verbindungsintervall 31 umfasst. Daraufhin erfolgt ein Aufbauen einer weiteren einen Datenaustausch ermöglichenden drahtlosen Verbindung durch ein zweites Kommunikationsverfahren 4 mittels des ersten Transceivers 11 und des zweiten Transceivers 21 . Danach erfolgt eine Kommunikation zwischen dem ersten Transceiver 11 und dem zweiten Transceiver 21 durch das zweite Kommunikationsverfahren 4 in einem vorbestimmten zweiten Verbindungsintervall 41. Ferner wird die Kommunikation zwischen dem ersten Transceiver 11 und dem zweiten Transceiver 21 durch das erste Kommunikationsverfahren 3 und das zweite Kommunikationsverfahren 4 sequentiell/sukzedan ausgeführt.

Der erste und der zweite Transceiver 11 , 21 sind jeweils ein BLE-Transceiver und ein UWB-Transceiver und beim Aufbauen der Verbindung und bei der Kommunikation durch das erste Kommunikationsverfahren 3 wird eine BLE- Verbindung aufgebaut und eine BLE-Kommunikation ausgeführt. Ferner wird beim Aufbauen der Verbindung und bei der Kommunikation durch das zweite Kommunikationsverfahren 4 eine UWB-Verbindung aufgebaut und eine UWB-Kommunikation ausgeführt wird.

Ferner verschiebt beim Ausführen der BLE-Kommunikation das Fahrzeug 1 mittels des Steuergeräts 12 einen Ankerpunkt der BLE-Kommunikation und das vorbestimmte erste Verbindungsintervall wird vergrößert. Dabei wird das erste Verbindungsintervall derart vergrößert, dass genau eine UWB- Kommunikation durchführbar ist. Außerdem regelt das Steuergerät 12 bei der UWB-Kommunikation ein Senden von UWB-Botschaften mittels des zweiten Transceivers 21 und ein Empfangen von UWB-Botschaften mittels des ersten Transceivers 11.

In dem Steuergerät 12 ist ein Grenzwert 5 für die BLE-Kommunikation hinterlegt und bei einem Überschreiten des Grenzwerts 5 wird die UWB- Kommunikation aufgebaut und ausgeführt.

Außerdem wird bei der Kommunikation durch das erste Kommunikationsverfahren 3 und durch das zweite Kommunikationsverfahren 4 eine Lokalisie- rung/ein Ranging durchgeführt wird.

Der Grenzwert 5 für die BLE-Kommunikation ist eine vorbestimmte Entfernung des Fahrzeugschlüssels 2 von dem Fahrzeug 1 und ein Ergebnis der Lokalisierung/des Rangings durch das erste Kommunikationsverfahren 3 wird mit dem Grenzwert 5 verglichen und bei einem Überschreiten des Grenzwerts 5 wird die UWB-Kommunikation aufgebaut und ausgeführt.

Des Weiteren wird bei der Kommunikation durch das erste Kommunikationsverfahren 3 und durch das zweite Kommunikationsverfahren 4 wird das Fahrzeug entriegelt und/oder verriegelt.

Die Figuren 2 und 3 zeigen einen schematischen Vergleich einer BLE- und UWB-Kommunikation mit und ohne einer Optimierung der BLE- Verbindungsparameter. In Figur 2 ist zu erkennen, dass bei einer BLE- und UWB-Kommunikation ohne einer Optimierung der BLE- Verbindungsparameter P3+4 Energiespitzen auftreten und eine durch den Energiespeicher des Fahrzeugschlüssels bereitgestellte Leistung für die BLE-Kommunikation deutlich höher ist, als bei einer BLE- und UWB- Kommunikation mit einer Optimierung der BLE-Verbindungsparameter P3 ,P4, bei welcher die Energieverbrauchsspitzen reduziert sind, entsprechend Figur 3.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

* * * * *