用于确定距离和用于操纵车辆的闭合元件的方法和装置.pdf

为了确定在车辆(10)与无线电接收器(1)之间的距离(9)，车辆(10)的无线电天线(3)的通电的强度被改变。通过评估无线电接收器(1)从无线电天线(3)在哪个通电强度下接收哪个信号来确定距离(9)。为了操纵车辆(10)的闭合元件(5,6)，来确定在车辆(10)与无线电接收器(1)之间的距离。仅当在车辆(10)与无线电接收器(1)之间的距离大于预定的阈值时，才操纵闭合元件(5;6)。

1.   一种用于操纵车辆(10)的闭合元件(5;6)的方法，其包括：
确定在所述车辆(10)与无线电接收器(1)之间的距离，以及
仅当在所述车辆(10)与所述无线电接收器(1)之间的距离大于预定的阈值时，才操纵所述闭合元件(5;6)。

2.   根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据在所述无线电接收器(1)中在检测来自所述车辆(10)的无线电天线(3)的信号时所测量的场强来确定所述距离(9)。

3.   根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定在所述车辆(10)与所述无线电接收器(1)之间的距离的步骤包括：
改变所述车辆(10)的无线电天线(3)的通电的强度，以及
通过评估所述无线电接收器(1)从所述无线电天线(3)在哪个通电强度下接收哪个信号确定所述距离(9)。

4.   根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述改变包括以第一强度给所述无线电天线(3)通电和以小于所述第一强度的第二强度给所述无线电天线(3)通电，并且
确定所述距离(9)包括当所述无线电接收器(1)在所述第一强度下检测而在所述第二强度下未检测所述信号时将所述距离确定为大于预定的距离，其中，预定的距离取决于在以所述第二强度通电时所述无线电天线(3)的作用范围。

5.   根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
通过在一时刻操作所述车辆(10)的操作元件来引入所述闭合元件(5;6)的操纵，
仅当确定所述距离(9)在该时刻开始的第一时间段内小于预定的距离时才操纵所述闭合元件(5;6)，以及
仅当确定所述距离(9)在紧接所述第一时间段开始的第二时间段内大于第一距离时才操纵所述闭合元件(5;6)。

6.   根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法此外包括：
借助于所述无线电天线(3)产生电磁场，其中，所述电磁场的幅度相应作为时间的函数相对所述无线电天线(3)旋转，
通过所述无线电接收器(1)测量所述电磁场，
基于测得的电磁场(80)测定所述电磁场的相差，以及
基于所测定的相差确定所述无线电接收器(1)相对所述无线电天线(3)所布置的方向。

7.   一种用于操纵车辆(10)的闭合元件(5;6)的装置，其中，所述装置(20)包括无线电天线(3)和控制部(2)，其中，所述装置(20)设计成借助于所述控制部(2)和借助于所述无线电天线(3)确定与无线电接收器(1)的距离(9)且仅当所述距离(9)大于预定的阈值时才借助于所述控制部(2)操纵所述闭合元件(5;6)。

8.   根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置(20)设计用于执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。

9.   一种用于车辆(10)的系统，其中，所述系统(1,20)包括无线电接收器(1)和根据权利要求7或8所述的装置(20)，且其中，所述无线电接收器是与所述车辆(10)相关联的车钥匙(1)。

10.   一种车辆，其带有根据权利要求7或8所述的装置(20)。

用于确定距离和用于操纵车辆的闭合元件的方法和装置
技术领域
本发明一方面涉及一种以确定在无线电接收器与车辆之间的距离的方法和装置而另一方面涉及一种以操纵车辆的闭合元件的方法和装置。
背景技术
文件DE 198 36 957 C1说明了一种用于机动车的防盗装置，其带有用于发送请求信号和用于接收答复信号的发送和接收单元以及用于接收请求信号和用于发送答复信号的便携式编码器(Codegeber)。在此，编码器中的测量装置检测请求信号的所接收的功率且作为值给答复信号添加该功率。在一情况中，发送带有不同功率的请求信号且仅当由编码器测得的和以答复信号发送的功率明显不同时那么才解锁车辆。
文件EP 1 099 814 A1公开了一种用于车辆的鉴证装置，其控制车门的锁止和/或发动机的起动。在此，经由唯一的天线发出至少两个不同的信号功率。利用第一信号功率来覆盖至少包括车辆内部空间的第一区域，而利用第二信号功率来覆盖还包括在车辆之外的区域的较大区域。因此可能判定识别元件是位于车辆之内还是之外。
文件DE 10 2008 008 089 B4公开了一种用于探测收发器(Transponder)的装置。在此以变小的发射电平发出收发器激励信号。
文件DE 10 2006 008 140 A1说明了一种用于运行基于无线电的识别系统的方法，该系统带有中央单元和识别传感器。在此，中央单元产生带有第一识别信息的规定场强的电场。识别传感器检测第一识别信息且产生第二识别信息，识别传感器将场强写到第二识别信息中且将其发送到中央单元处。在此，场强可由中央单元改变且仅当由识别传感器所辨识的且被传输到中央单元处的场强处于规定的场强范围中时那么才将第二识别信息归为正确。
文件DE 10 2005 034 097 A1说明了一种用于车辆的闭合系统，其中，第一传输装置以第一电流产生第一电磁场而第二传输装置以第二电流产生第二电磁场。在此，第一电流和第二电流相区别。此外，在此在ID传感器中测定由传输装置所产生的场的场强且将其用作用于确定与传输装置的距离的相对的量。
文件DE 10 2009 023 594 A1公开了一种用于车辆的闭合元件的无接触的操纵。在此，仅当利用光学传感器检测没有物体位于闭合元件在打开或关闭时将扫过的空间区域中时才操纵闭合元件。
文件US 6,208,239 B1说明了一种用于提供至机动车的授权的进入的方法。在此，通过评估信号传播时间来确定在发射器与电子钥匙之间的距离。
文件DE 10 2007 006 182 A1公开了ID传感器的位置确定。在此，ID传感器的位置经由不同取向的发射天线来确定。
此外，文件DE 10 2010 021 108 A1、EP 2 098 671 A1、DE 20 2010 017 197 U1和DE 10 2010 037 577 A1说明了用于操纵车辆的闭合元件的另外的方法。
发明内容
本发明目的在于一方面确定在车辆与无线电接收器之间的距离，而另一方面这样操纵车辆的闭合元件，使得在此排除车辆驾驶员的危险。在此，该目的应利用与现有技术相比更简单的手段来实现。
在本发明的范围中，一种用于确定在车辆与无线电接收器之间的距离的方法可包括以下步骤：
改变流过车辆的无线电天线的电流的强度。
通过评估无线电接收器从无线电天线根据电流强度检测哪个信号来确定该距离。
换言之，对于不同的电流强度可确定无线电接收器接收还是未接收由相应的电流强度的电流所产生的无线电天线信号且根据此确定在无线电天线或车辆与无线电接收器之间的距离。
有利地，为了根据本发明的距离确定仅需要一个无线电天线，其还被用于其它目的，例如用于实现车辆的无钥匙进入系统。
在此，改变通电的强度可包括借助于无线电天线产生信号，其中，流过无线电天线的电流一下具有第一强度而一下具有小于第一强度的第二强度。如果无线电接收器在第一强度下检测、但是在第二强度下未检测信号，那么该距离被确定为大于预定的距离。在此，预定的距离取决于第二强度的电流流过的无线电天线的作用范围。
如果无线电接收器未检测一定强度的电流流过的无线电天线的信号，无线电接收器须位于无线电天线的作用范围之外。在此，无线电天线的作用范围取决于一定的电流强度，其中，适用的是，无线电天线的作用范围越大，流过无线电天线的电流的电流强度越大。
通过检查无线电接收器是否检测以第一电流强度产生的信号来保证无线电接收器可运转。
如果现在无线电接收器在第一电流强度下检测而在第二电流强度下未检测无线电天线的信号，当以第一电流强度的电流给该无线电天线通电时虽然无线电接收器位于无线电天线的作用范围之内，但是当以第二电流强度的电流给该无线电天线通电时，位于无线电天线的作用范围之外。当以第一电流强度的电流给其通电时无线电接收器与无线电天线或车辆的距离即大于无线电天线的作用范围，但是当以第一电流强度的电流给其通电时，小于无线电天线的作用范围。
通过流过无线电天线的电流强度的相应变化，可相应地来确定在无线电接收器与无线电天线之间的距离或者说最小距离。
在本发明的范围中提供了一种用于操纵车辆的闭合元件的方法。在此，该方法包括以下步骤：
确定在车辆与无线电接收器之间的距离或者说最小距离。
仅当在车辆与无线电接收器之间的距离大于预定的阈值时，那么才操纵或激活闭合元件。
在此，闭合元件被理解成车辆的可被打开和/或关闭的任何元件。闭合元件的示例是车辆的车门、盖板(后盖)、天窗或车窗。闭合元件的操纵被理解成包括打开或关闭闭合元件的过程。在此，当闭合元件闭合时通常将其打开，或者当其打开时将其关闭。该过程(闭合元件的操纵)也包括等待该距离大于预定的阈值的阶段。
通过根据本发明使当无线电接收器(例如与车辆相关联的ID编码器)离车辆足够远时那么才操纵(也就是说打开或关闭)闭合元件，保证随身携带无线电接收器的人员(通常是车辆的驾驶员)不会由于操纵闭合元件而受伤。
在此，闭合元件的操纵一方面可手动地通过操作元件(例如后盖的按键)的操作来引入，但是另一方面也可自动地实现，例如当该距离在预定的时间段上大于阈值时。
在此，在车辆与无线电接收器之间的距离可根据场强来确定，该场强在无线电接收器检测车辆的信号期间由无线电接收器来测量。
在此，根据场强确定距离可在无线电接收器中或在车辆的控制器(例如主控制器)中实现。在第二个情况中，无线电接收器将场强传递到控制器处，控制器然后根据场强确定距离。
然而也可能的是，在车辆或无线电天线与无线电接收器之间的距离通过之前所说明的根据本发明的用于确定距离的方法来确定。
根据一优选的根据本发明的实施形式，用于操纵闭合元件的该方法如下工作：
●在一时刻检测车辆的操作元件的操作，以其请求闭合元件的操纵。例如，该操作元件可以是在车辆的后盖处的按钮或按键，以其来引入后盖的关闭。
●在该时刻开始的第一时间段内来测量在无线电天线与无线电接收器之间的距离。仅当该距离小于预定的距离时，才不中断闭合元件的操纵。换言之，仅当无线电接收器(车辆的驾驶员)在操作元件的操作的时刻(在例如3s的第一时间段期间)位于无线电天线和因此闭合元件附近时(当闭合元件布置在无线电天线附近时)，才可引入闭合元件的操纵。
●在第一时间段结束时开始的第二时间段内，又来测量在无线电天线与无线电接收器之间的距离。仅当由此测得的距离(至少一次)大于预定的距离时，才不中断闭合元件的操纵。换言之，车辆的驾驶员在第一时间段之后须远离无线电天线(且因此远离闭合元件)，以此最后操纵闭合元件。
此外可能的是，根据本发明的用于操纵闭合元件的方法也确定无线电接收器相对无线电天线布置的方向。对此，无线电天线发出电磁场，其中，电磁场的幅度相应作为时间的函数相对无线电天线旋转。电磁场通过无线电接收器来测量。根据该在无线电接收器的位置处测得的电磁场来确定相对参考相的相差，参考相尤其是在无线电天线处的电磁场的相。根据该相差来确定无线电接收器相对无线电天线布置的方向。
该电磁场(其幅度与时间相关地例如在旋转平面中围绕无线电天线旋转)可以是通过改变无线电天线的通电强度以确定距离所产生的场。当然根据本发明也可能的是，无线电天线例如同时或时间延迟地产生用于确定距离的第一电磁场和用于确定方向的第二电磁场。
如果旋转平面大致平行于车辆所处于的地面布置，通过测量或确定相差可关于车辆的纵向中轴线来确定无线电接收器例如相对于无线电天线的位置(或车辆的任意其它位置，例如通过车辆重心的垂线)的方向。
在此，其该电磁场(其幅度与时间相关地在旋转平面中围绕无线电天线旋转)可通过无线电天线的线圈组件来产生。在此，该线圈组件包括尤其布置在旋转平面中的三个线圈，其中，相应两个相邻的线圈关于其中轴线(其例如处于旋转平面中)例如可具有120°的角度。
通过除了距离确定之外确定方向有利地可能不仅根据距离、而且附加地根据方向进行闭合元件的操纵。例如在知道距离和方向的情况下以及在知道无线电天线在车辆内的位置的情况下可能确定无线电接收器关于车辆的精确位置。由此又可能确定在无线电接收器与车辆的最靠近无线电接收器的位置之间的最短距离且仅当该距离处于预定的阈值之下时那么才操纵闭合元件。
在本发明的范围中，一种用于确定与无线电接收器的距离的装置可包括至少一个无线电天线和控制部。该装置可设计成使得该装置借助于控制部改变流过无线电天线的电流的强度且由无线电接收器接收信息。为了确定距离，控制部可根据电流的强度评估无线电接收器的信息。在此，由无线电接收器所发送的信息可告知无线电接收器接收了(还是未接收)无线电天线的信号。换言之，控制部可对于每个电流强度确定无线电接收器在该电流强度下还是否接收无线电天线的信号。
该装置的优点大致相应于先前详细实施的用于确定距离的方法的优点，从而此处避免重复。
此外，在本发明的范围中提供了一种用于操纵车辆的闭合元件的装置。根据本发明的该装置包括至少一个无线电天线和控制部。该装置设计成使得该装置借助于无线电天线确定在无线电天线与无线电接收器之间的距离。仅当所确定的该距离大于预定的阈值时，那么控制部才操纵闭合元件。
根据本发明的方法的优点也大致相应于先前详细实施的根据本发明的用于操纵闭合元件的方法的优点，从而同样避免重复。
此外提供了一种用于车辆的系统，其除了无线电接收器之外包括另外的根据本发明的装置。在此，无线电接收器是与车辆相关联的无线电钥匙。
最后，在本发明的范围中提供了一种车辆，其包括另外的根据本发明的装置。
本发明尤其适用于机动车，以便一方面以简单的方式确定在车辆与关联于车辆的无线电钥匙之间的距离或者说最小距离并且使可靠地实现机动车闭合元件的操纵。当然，本发明不限于该优选的应用领域，因为本发明也可应用于船舶、飞机以及轨行的或轨迹引导的车辆中。此外，本发明也可被用于静止的装置，以便例如确定与关闭的车库门的距离或能够可靠地实施这样的车库门的操纵。
附图说明
下面借助优选的根据本发明的实施形式参照附图来详细说明本发明。其中：
图1显示了根据本发明的带有不同区域(在其中找寻与车辆相关联的无线电钥匙)的车辆，
图2示意性示出了带有根据本发明的装置的根据本发明的车辆。
具体实施方式
借助于图1应按照根据本发明的车辆10的后盖的操纵来示出本发明。
为了关闭该打开的后盖，车辆10的驾驶员(其随身携带与车辆10相关联的无线电钥匙1)操纵在后盖处的按钮或按键(未示出)。在按键的该操纵之后直接确定无线电钥匙1与车辆10的距离。对此，将流过车辆10的第一无线电天线的电流的强度调整成使得第一无线电天线的作用范围仅覆盖区域Z1(行李舱的区域)和区域Z2。该作用范围也应覆盖行李舱，因为在操纵按键的时刻无线电钥匙1例如也可能位于行李舱中的口袋中。
第一无线电天线发射以调幅的形式的LF信号(“低频”，例如125kHz或21kHz)。当无线电钥匙1接收带有足够高场强(例如>62dBuV/m)的第一无线电天线的这样的LF信号时，无线电钥匙1本身发送说明无线电钥匙1接收了带有足够高场强的LF信号的信息。在此，无线电钥匙1尤其以UHF频率(例如对于欧洲434MHz或对于北美地区315MHz)工作。为了在车辆10中接收无线电钥匙1的信息，在那里通常存在与无线电钥匙1的发送频率协调的第二无线电天线。
在以操纵按键开始的第一时间间隔(例如3s)期间，将通过第一无线电天线的电流强度调整成使得在区域Z1和Z2内存在的无线电钥匙1接收带有足够高场强的LF信号。仅当在第一时间间隔期间无线电钥匙1的以第二无线电天线接收的信息说明无线电钥匙1接收了带有足够高场强的LF信号(无线电钥匙1即位于区域Z1和Z2内)时，才不中断闭合元件的操纵。换言之，当在第一时间间隔期间接收无线电钥匙1的说明无线电钥匙接收了带有太小场强的LF信号的信息时，或者当对于第一无线电天线的LF信号的发出无线电钥匙1未接收信息时，不操纵后盖或闭合元件。假如是这样的情况(也就是说无线电钥匙既不位于区域Z1中也位于区域Z2中)，实现到操作人员或驾驶员处的光学和/或声学反馈，以便告知其后盖未被打开或关闭。
如果闭合元件的操纵在第一时间间隔结束之后还是激活的(也就是说该操纵尚未被中断)，那么在第一时间间隔结束时开始的第二时间间隔期间将流过第一无线电天线的电流的强度交替地调整到第一强度和第二强度上。在此，第一强度相应于覆盖区域Z1和区域Z2的作用范围，而第二强度相应于覆盖区域Z1至Z3的作用范围。仅当无线电钥匙1在第一无线电天线以第二强度通电时报告其接收了带有足够高场强的LF信号而在第一无线电天线以第一强度通电时不报告这时，闭合元件的操纵才保持激活(否则其被中断，这又被相应地告知给驾驶员)。
换言之，无线电钥匙1须在第一时间间隔期间持续位于区域Z1和Z2内，而其在第二时间间隔期间须至少一次位于第三区域Z3中，以此闭合元件的操纵保持激活且不被中断。因此一方面保证按键的操作最可能由随身携带无线电钥匙的驾驶员来操作而一方面保证无线电钥匙1(和因此驾驶员)在第一时间间隔之后远离车辆10。
在此，本发明可被设计成使得驾驶员返回至车辆10引起闭合元件的操纵的中断。在此，驾驶员的返回可如下来检测。
如果在第二时间间隔内的一定时刻第一无线电天线以第一电流强度的通电不引起无线电钥匙1的正面的信息(也就是说无线电钥匙既不位于区域Z1中也不位于区域Z2中)且如果在之后的时刻第一无线电天线以第一电流强度的通电引起无线电钥匙1的正面的信息(也就是说无线电钥匙1处在区域Z1中或在区域Z2中)，那么无线电钥匙1(和因此驾驶员)须又已移动回到车辆10。
以类似的方式(利用其根据本发明来检查无线电钥匙1是否从区域Z2移动到区域Z3中)，现在可检查无线电钥匙1是否从区域Z3移动到区域Z4中。仅当无线电钥匙1移动到该区域Z4中时，闭合元件的操纵保持激活。
最后，以类似的方式根据本发明可检查无线电钥匙1是否从区域Z4移动到区域Z5中。当无线电钥匙1在区域Z5中(更精确地说在区域Z1至Z4之外)被检测且闭合元件的操纵在该时刻还是激活的(也就是说尚未被中断)时，打开或关闭闭合元件，因为无线电钥匙1的携带者处在与闭合元件的安全距离之外(例如在后盖的摆动区域之外)。
在此，第一无线电天线的通电的提高可被匹配于钥匙携带者或随身带有无线电钥匙的驾驶员的步速。对此，一旦检测到无线电钥匙1从区域Z2移动到区域Z3中，可开始检查无线电钥匙1是否从区域Z3移动到区域Z4中。以类似的方式，一旦检测到无线电钥匙1从区域Z3移动到区域Z4中，可开始检查无线电钥匙1是否从区域Z4移动到区域Z3中。
应在随无线电钥匙1进入区域Z5中开始的第三时间段(例如2s)期间来执行检查无线电钥匙1是否处在区域Z5之内(且因此在区域Z1至Z4之外)，以便检测无线电钥匙1又进入区域Z4中的情况。在该情况中，停止闭合元件的打开或关闭。
在图2中示意性示出了根据本发明的车辆10，其包括四个车门6、后盖5和根据本发明的装置20。根据本发明的装置20在其方面包括控制部2、LF天线3和UHF天线4，两者与控制部2相联结。在此，装置20设计成使得其可一方面以根据本发明的方式确定在LF天线3与关联于车辆10的无线电钥匙1之间的最小距离而另一方面以根据本发明的方式操纵车门6或后盖5。