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Die
Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Senden und/oder Empfangen
hierfür.
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Derartige
Schaltungsanordnungen sowie Verfahren finden Anwendung beispielsweise
in der Fahrzeugtechnik zur Fernsteuerung eines Verriegelungsmechanismus,
beispielsweise einer Zentralverriegelung. Hierbei wird von einer
tragbaren Fernbedienungseinheit, die von einer Bedienperson mitzuführen ist,
mit einer im Fahrzeug oder am Fahrzeug angeordneten Sende- und/oder
Empfangseinrichtung eine Kommunikation durchgeführt. Diese kann mono- oder
auch bidirektionaler Art sein, wobei in jüngster Zeit aus Gründen der
Einbruchssicherung eine bidirektionale Kommunikation mit wechselnder Kodierung
sowie ein Wecken (Wake-up) einer Sende- und Empfangseinheit durch
ein Aufforderungssignal aus einem Ruhezustand mit niedrigstem Energieverbrauch
vorgezogen wird.
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Aus
Sicherheitsgründen
wird hierbei von der Sende- und Empfangseinrichtung im Fahrzeug
erst bei Auslösen
eines Triggersignals, beispielsweise der Betätigung eines Türgriffs,
ein Signal gesendet. Hierzu wird aus Energiespargründen durch
das Triggersignal die Sendeeinheit aus einem energiearmen Zustand
in einen aktiven Modus versetzt und daraufhin ein Sendesignal mittels
einer Antenne gesendet.
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Da
bei unterschiedlichsten Verwendungszwecken die Notwendigkeit bestehen
kann, sowohl die Triggerquelle als auch die Antenne in örtlicher Entfernung
von der Sende- und Empfangseinheit anzuordnen, entsteht auf Grund
der unterschiedlichen Funktionen der Triggerquelle und der Antenne
und der daraus folgenden getrennten Verkabelung ein entsprechender
Verkabelungsaufwand. Sollen beispielsweise bei einem viertürigen Fahrzeug
mit Heckklappe alle Türgriffe
sowie der Heckklappengriff bzw. -knopf als Triggerquelle dienen,
werden üblicherweise
in örtlicher
Nähe dieser
Triggerquelle, also ebenfalls im Bereich der fünf Griffe, Antennen, beispielsweise
in der Türverkleidung
in der Nähe
der Griffe oder in den Griffen integriert, angeordnet, um bei einer
aus Sicherheitsgründen
zu begrenzenden Reichweite trotzdem eine gute Übertragung und eine optimale
Abdeckung des Sende- und Empfangsbereichs zu erreichen. In diesem
Fall wie beispielsweise in der
DE 196 39 896 A1 wird für jede Antenne und jede Triggerquelle
ein getrennter Leitungspfad benötigt, welcher
zu der Sende- und Empfangseinheit führt. Eine derartige Verkabelung
ist jedoch nachteiligerweise aufwändig und verursacht in der
Produktion höhere
Kosten.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren hierfür zu schaffen, die den Konstruktionsaufwand bei
gleichbleibender Funktionalität
vermindert und zur Senkung der Produktionskosten beiträgt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch
1 sowie einem Verfahren zum Senden und/oder Empfangen von Signalen
gemäß Anspruch
6 gelöst.
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Durch
die Ausbildung eines Leitungspfades, welcher gleichzeitig zur Verbindung
der Triggerquelle und der Antenne mit der Sende- und Empfangseinheit
dient, kann vorteilhafterweise ein getrennter Leitungspfad eingespart
und somit der kostenintensive Verkabelungsaufwand vermindert werden.
Die Triggerquelle, die als Schalter oder Taster ausgebildet sein
kann, verbindet in einem Schaltzustand die Antenne über einen
Leitungspfad mit der Sende- und/oder Empfangseinheit, wobei diese
Verbindungsherstellung von der Sende- und Empfangseinheit beispielsweise über die
Feststellung eines bestimmten Ohm'schen Widerstandes, Messung der durch
allgemeines Rau schen über
die Induktivität
der Antenne eingestrahlten geringen Ströme, usw. detektiert werden
kann.
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Daraufhin
wird von der Sende- und/oder Empfangseinheit, die durch ein solches
Detektieren vorteilhafterweise aus einem Energie sparenden Ruhemodus
in einen aktiven Modus versetzt wird, zur hiermit verbundenen Antenne
für die
Zeitdauer der mittels der Triggerquelle hergestellten Verbindung gesendet
und/oder empfangen. Hierbei kann die als Schalter oder Taster ausgebildete
Schalteinrichtung mechanischer oder elektronischer Natur, beispielsweise
Gatterschaltung, Flip-Flop o.ä.,
sein.
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Um
Störeinstrahlungen
im nicht aktiven Modus zu verhindern, kann diese mechanische oder elektronische
Schalteinrichtung als Wechselschalter ausgebildet sein, der die
Antenne im aufgetrennten Schaltkreis zusätzlich kurzschließt, um jegliche
Induktionsströme
auf Grund von Störstrahlungen
oder allgemeinem Rauschen zu verhindern.
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Durch
diese Schaltungsanordnung sowie das Verfahren ist es beispielsweise
möglich,
jede im Fahrzeug befindliche Sendeantenne und den zugehörigen Türkontakt
mit nur einem Leitungspfad mit der Sendeeinheit zu verbinden, um
durch Betätigung des
Türkontakts
ein Aussenden eines Aufforderungssignals durch die Sendeeinheit
an die tragbare Fernbedienung zu ermöglichen.
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Dieses
Aufforderungssignal kann wie bereits bei bekannten Systemen in der
tragbaren Fernbedienung einen Wake-up-Impuls erzeugen, so dass die dortige
Sende- und Empfangseinheit in einen aktiven Zustand übergeht,
eine Initialisierung vornimmt und beispielsweise mit Hilfe des Aufforderungssignals
ein eigenes verschlüsseltes
Signal an die Sende- und Empfangseinrichtung im Fahrzeug zurücksendet.
Bei einem korrekten Code führt
dies über
eine Steuereinrichtung zur Öffnung
der Zentralverriegelung, wobei dieser Vorgang im Millisekundenbe reich,
beispielsweise 100 Millisekunden, abläuft, so dass noch während der
Betätigung
des Türgriffs
ein Öffnen
der Zentralverriegelung stattfindet.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 ein
schematisches Blockschaltbild einer herkömmlichen Sendeeinrichtung eines
Fahrzeuges und
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2 ein
schematisches Blockschaltbild einer Sendeeinrichtung für ein Fahrzeug
nach der Erfindung.
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Die
in 1 dargestellte herkömmliche Sendeeinrichtung besteht
aus einer Sendeeinheit 1, üblicherweise ein Mikroprozessor,
dessen Eingang 1b über
eine Pegelanpassung 7 mit einer Triggerquelle 9,
beispielsweise ein Taster, welcher durch den Türgriff betätigt wird, verbunden ist. Weiterhin
weist die Sendeeinrichtung eine Sendeantenne 6 auf, die über Schaltkontakte
eines Relais 5, welches über einen Ausgang 1a der
Sendeeinheit 1 gesteuert wird, mit einem Sendeausgang 1c der
Sendeeinheit 1 verbunden ist. Bei diesem Ausgang 1c handelt
es sich hierbei um einen verstärkten
Ausgang, was symbolisch durch das Verstärkersymbol 3 an diesem
Ausgang schematisch dargestellt ist.
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Die
beschriebenen grundsätzlichen
elektrischen Pfade zur Antenne 6 und Triggerquelle 9 sowie der
Relaissteuerung können
je nach Bedarf, beispielsweise Türenanzahl
inklusive Heckklappe eines Fahrzeuges, mehrmals vorhanden sein.
In 1 ist deshalb beispielsweise eine Variante mit
zwei Antennen 6, 6' und
Triggerquellen 9, 9' sowie
Relais 5, 5' dargestellt,
wobei der Zweig 5', 6' am Ausgang 1c parallel
geschaltet ist, der Zweig 7', 9' dagegen mit
einem Extraeingang 1e verbunden ist und das Relais 5' über einen
Extrasteuerausgang 1d gesteuert wird.
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Bei
einem Betätigen
des Türgriffs
wird so zumindest einer der beiden Taster 9, 9' geschlossen,
so dass ein Zweig der Pegelanpassung in Form eines Spannungsteilers
mit Masse verbunden wird, so dass am Mittelabgriff des Spannungsteilers,
dessen anderer Zweig in nicht näher
dargestellter Weise mit einer Spannungsquelle verbunden ist, ein
Aufforderungssignal für
den Eingang 1e der Sendeeinheit 1 abgegriffen
wird.
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Infolge
dieses Signals schaltet die Sendeeinheit 1 in Abhängigkeit
des Anliegens des Signals an 1e oder 1d das Relais 5 oder
das Relais 5' über seinen
Ausgang 1a oder 1b, so dass die Antenne 6 oder 6' mit dem verstärkten Sendeausgang 1c verbunden wird.
Weiterhin sendet die Sendeeinheit über ihren verstärkten Sendeausgang 1c ein
Sendesignal über ihre
Sendeantenne 6 oder 6'.
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Dieses
Sendesignal kann dann von einer Fernbedienung, welche von der Person,
die den entsprechenden Türgriff
betätigte,
mitgeführt
wird, empfangen werden, woraufhin eine weitere, üblicherweise verschlüsselte bidirektionale
Kommunikation zwischen dieser Fernbedienung, der dargestellten Sendeeinrichtung
im Fahrzeug und einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Empfangseinrichtung im
Fahrzeug abläuft.
Bei erfolgreichem Ablauf der Kommunikation wird als Ergebnis von
der Sende- und Empfangseinrichtung im Fahrzeug über eine Steuereinrichtung
eine Aktion, beispielsweise das Entriegeln der Zentralverriegelung
durchgeführt.
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Gegenüber der
in 1 dargestellten Sendeeinrichtung weist die erfindungsgemäße in 2 dargestellte
Sendeeinrichtung bei gleicher Funktionalität einen wesentlich geringeren
Verkabelungsaufwand bzw. eine geringere Anzahl von Leitungspfaden
auf. Hierbei ist eine Sendeeinheit 10 mit ihrem verstärk ten Sendeausgang 10a,
wobei die Verstärkung
durch das Symbol 13 dargestellt sein soll, mit einer Antenne 16 verbunden.
Wie im Stand der Technik kann dieser Ausgang 10a mit weiteren
zu dieser Antenne 16 parallel geschalteten Antennen, wie
beispielsweise der zweiten Antenne 16', verbunden sein.
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Im
Leitungspfad bzw. Stromkreis zwischen Ausgang 10a und Antenne 16 befindet
sich eine Triggerquelle 19 bzw. im Parallelpfad zur Antenne 16' eine Triggerquelle 19'. Diese Triggerquellen
sind demzufolge nicht mit Extraeingängen, wie in 1 den
Eingängen 1b und 1c,
der Sendeeinheit verbunden.
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Weiterhin
ist der Eingang 10b der Sendeeinheit 10 für das Aufforderungssignal über eine
Pegelanpassung 15 ebenfalls mit dem Leitungspfad zu den
Antennen 16, 16' verbunden.
Bei dieser Schaltungsanordnung kann zudem eine beliebige Anzahl von
Antennen zur ersten Antenne 16 parallel geschaltet werden,
wobei die jeweils zugehörige
Triggerquelle über
denselben Pfad mit der Sendeeinheit verbunden wird, so dass an der
Sendeeinheit keine weiteren Ein- oder Ausgänge für weitere Antennen bzw. Triggerquellen
benötigt
werden.
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Die
Triggerquelle 19, 19', die üblicherweise als mechanischer
Taster, welcher durch den Türgriff betätigbar ist,
ausgebildet ist, befindet sich bei einem Fahrzeug vorteilhafterweise
in der Nähe
der Sendeantenne 16, um an der Stelle der Betätigung der
Triggerquelle 19 und somit dem Aufenthaltsort der Fernbedienung,
sofern diese von der betätigenden
Person mitgeführt
wird, einen optimalen Sendebereich zu erzeugen, so dass sich die
Fernbedienung innerhalb eines solchen befindet. Hierzu kann die
Antenne beispielsweise in der Innenverkleidung einer Tür in der
Nähe des
Türgriffs
oder in den Türgriffen
integriert angeordnet sein.
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Wie
in 2 dargestellt, sind die Taster 19, 19' als Wechselschalter
bzw. Wechseltaster ausgeführt,
die bei nicht betätigtem
Türgriff
ihre jeweiligen Antennen 16, 16' kurz schließen. Auf diese Weise kann über die
Antennen 16, 16' keine
induktive Störung,
beispielsweise verursacht durch Störsender, allgemeines Rauschen
usw., an den Eingang 10b gelangen, so dass fehlerhafte
Anforderungen an die Sendeeinheit 10 und somit unnötige Sendeversuche verhindert
werden können.
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Wird
ein Türgriff
betätigt,
geht der entsprechende Wechselschalter 19, 19' von seinem
ersten Zustand über
in einen zweiten Zustand, in dem die jeweilige Antenne 16, 16' zugleich mit
dem Ausgang 10a und über
eine Pegelanpassung, beispielsweise in Form eines Spannungsteilers,
dessen einer Zweig den Leitungspfad zur Antenne 16, 16' abgreift und dessen
anderer Zweig mit einer nicht näher
dargestellten Spannungsquelle oder Masse verbunden ist, über seinen
Mittelabgriff mit dem Eingang 10b der Sendeeinheit 10 verbunden
wird.
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An
diesem Eingang kann über
eine Veränderung
des Pegels, des Ohm'schen
Widerstandes, das Auftreten kleiner Induktionsströme oder Ähnliches das
Schließen
eines Wechselschalters 19, 19' detektiert werden. Wird ein solches
detektiert, sendet die Sendeeinheit 10 über ihren Ausgang 10a ein
Sendesignal, welches über
die Antenne 16, 16' an
die Umgebung gesendet wird, deren zugehöriger Wechselschalter 19, 19' betätigt wurde.
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Wie
in 2 dargestellt, können auf diese Weise alle Funktionen
einer Sendeeinrichtung des Standes der Technik nach 1 durchgeführt werden,
wobei vorteilhafterweise pro Antenne und Triggereinrichtung nur
ein Leitungspfad benötigt
wird.
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Da
der Abgriff der Pegelanpassung im Bereich der zentral im Fahrzeug
angeordneten Sendeeinheit stattfinden kann, muss zu den von dieser
Sendeeinheit weit entfernten Antennen und Triggereinrichtungen nur
jeweils ein Leitungspfad gelegt werden. Dies stellt gegenüber dem
Stand der Technik eine wesent lich einfachere Schaltungsanordnung dar,
die bei gleicher Funktionalität
geringere Kosten in der Produktion verursacht.
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Selbstverständlich ist
die in 2 dargestellte Ausführungsform nur beispielhaft,
wobei die Kurzschlussfunktion über
die Triggerquelle einer Antenne nicht unbedingt nötig ist
und die hier dargestellte Schaltungsanordnung sowie das Verfahren
prinzipiell auch auf eine Empfangseinrichtung angewendet werden
kann, wobei selbstverständlich
statt einer Sendeeinheit 10 eine Empfangseinheit und statt
einem Sendeausgang 10a ein Empfangseingang erforderlich
ist. Dagegen kann das Aufforderungssignal zum Empfang wiederum über eine
im Leitungspfad einer Empfangs- statt einer Sendeantenne befindliche
Triggerquelle, wie in 2 für eine Sendeeinheit beschrieben,
erzeugt werden.
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Selbstverständlich ist
die beschriebene Sende- und Empfangseinrichtung nicht auf den Verwendungszweck
zur Verriegelung bzw. Entriegelung eines Kfz's beschränkt, sondern in vielen Bereichen, z.B.
Zugangskontrollen für
Personen, Überwachungsanlagen
usw. anwendbar.