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Die
Erfindung betrifft eine schlüssellose
Zugangskontroll-/Wegfahrsperren-Einrichtung bei einem Kraftfahrzeug,
mit einer mobilen, bedienerseiten Send-/Empfangseinrichtung, z. B. elektronischer Schlüssel, ID-Geber,
Chipkarte oder dergleichen, und mit einer kraftfahrzeugseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung, wobei die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung
mit wenigstens einer auf ein erstes Signal der kfz-seitigen Sende-/Empfangseinrichtung
abgestimmten induktiven Sende-/Empfangseinheit ausgerüstet ist.
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Bei
der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung handelt es sich
im Allgemeinen um einen üblichen
elektronischen Schlüssel,
einen ID (identity)-Geber,
eine Chipkarte, einen Transponder oder eine vergleichbare elektronische
Einrichtung, welche in Verbindung mit der kfz-seitigen Sende-/Empfangseinrichtung
eine drahtlose Abfrage im Rahmen der Zugangskontrolle und/oder Wegfahrsperrenkontrolle eines
Kfz absolviert. Eine solche schlüssellose
Abfrage im Zuge der Zugangsberechtigung zum Öffnen beispielsweise eines
Schließsystems
eines Kfz und/oder Wegfahrsperrenkontrolle wird auch als "keyless entry-Abfrage" bezeichnet.
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In
diesem Zusammenhang ist es möglich,
die Abfrage beispielsweise durch manuelle Betätigung eines Tasters an der
mobilen bzw. bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung zu starten.
Ein solcher Taster kann beispielsweise auf dem vom Fahrzeugbenutzer
mitgeführten
elektronischen Schlüssel
angeordnet sein. Ferner lässt
sich der Start der Abfrage auch gleichsam automatisch bewerkstelligen,
indem der zugehörige
Frage-/Antwort-Dialog automatisch gestartet wird, sobald die bedienerseitige
Sende-/Empfangseinrichtung und/oder der Bediener selbst in den Einflussbereich
der kfz-seitigen Sende-/Empfangseinrichtung
bzw. eines (berührungslos arbeitenden)
Sensors gelangt. Die fraglichen Einrichtungen dienen primär dazu,
eine Zugangsberechtigungs- Prüfung und/oder
eine Motorstartberechtigungsprüfung
durchzuführen.
Einzelheiten solcher Einrichtungen werden vielfältig beschrieben, wozu nur
beispielhaft und nicht einschränkend
auf die
EP 1 083 280
A2 verwiesen sei.
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Im
Stand der Technik, wie er beispielsweise in der
DE 197 18 423 A1 , und der
DE 10 2005 011 042
A1 beschrieben wird, werden mobile bzw. bedienerseitige
Sende-/Empfangseinrichtungen vorgestellt, die größtenteils auf drei oder mehr
induktiv arbeitende Spulen zurückgreifen.
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Insbesondere
im Falle der
DE
10 2005 011 042 A1 werden drei Spulen eingesetzt, um die
bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung im Raum eindeutig orten
zu können.
Dies ist erforderlich, um beispielsweise auszuschließen, dass
sich die fragliche Sende-/Empfangseinrichtung in einem verschlossenen
Kofferraum oder sonst wie an unzugänglicher Stelle befindet und
dennoch die Zugangskontrolle abläuft
bzw. schlimmstenfalls sogar positiv beendet wird. D. h., es ist
beispielsweise für
die erfolgreiche Zugangsberechtigungsprüfung und das sich daran anschließende Entriegeln
der Schlösser bzw.
des Schließsystems
eines Kraftfahrzeuges nicht nur erforderlich, dass der angesprochene
Frage-/Antwort-Dialog ordnungsgemäß und positiv verläuft. Sondern
es kommt auch flankierend darauf an, den Aufenthaltsort der mobilen
bzw. bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung zuvor zu ermitteln
und unter anderem Aufenthaltsorte im Innern des Kraftfahrzeuges,
im Kofferraum etc. auszuschließen.
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Im
Rahmen der
DE
10 2005 011 042 A1 findet darüber hinaus ein Frage-/Antwort-Dialog zum Starten
des Motors statt. Zu diesem Zweck ist die bekannte mobile Sende-/Empfangseinrichtung
mit einer vierten Antennenspule ausgerüstet, die erst dann wirksam
wird, wenn sich die fragliche Einrichtung in einem Zündschloss
oder einer vergleichbaren Aufnahme für das Motorstarten befindet.
Jedenfalls erfolgt in dieser eingesteckten Position dann u. a. eine kontaktlose
induktive Energieübertragung
zwischen der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung bzw. deren
vierter Spule und dem Zündschloss
respektive der kfz-seitigen Sende-/Empfangseinrichtung. Auf diese
Weise kann der Motorstart bzw. der vorgeschaltete Frage-/Antwort-Dialog
auch im Notfall bewirkt werden, beispielsweise dann, wenn die zwangsläufig erforderliche
Batterie der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung entladen
ist.
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Der
Aufbau der bekannten bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtungen
ist aufwendig gestaltet, insbesondere wenn zusätzlich zu der Zugangsberechtigungsprüfung für das Schließsystem
ergänzend
noch eine Motorstartberechtigungsprüfung stattfinden soll. Denn
diese erfordert nach Lehre der
DE 10 2005 011 042 A1 eine zusätzliche
(vierte) Antennenspule, welche die Herstellungskosten des zugehörigen elektronischen
Schlüssels
nach oben treibt. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige
schlüssellose
Zugangskontroll-/Wegfahrsperren-Einrichtung bei einem Kraftfahrzeug
so weiter zu entwickeln, dass der konstruktive Aufwand verringert
ist und eine besonders kostengünstige
Variante erreicht wird.
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Zur
Lösung
dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße schlüssellose
Zugangskontroll-/Wegfahrsperren-Einrichtung bei einem Kraftfahrzeug
im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmung
der induktiven Sende-/Empfangseinheit der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung
variabel ausgebildet ist.
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D.
h., die wenigstens eine obligatorische induktive Sende-/Empfangseinheit
in der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung, in der Regel
ein induktiver Schwingkreis mit wenigstens einer Antenne und einem
Kondensator, ist im Rahmen der Erfindung mit einer variablen Resonanzfrequenz
ausgerüstet.
Auf diese Weise ist die fragliche induktive Sende-/Empfangseinheit
der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung in der Lage, wenigstens
ein zweites Signal beispielsweise der kfz-seitigen Sende-/Empfangseinrichtung
zu empfangen. Dieses zweite Signal verfügt in der Regel über eine
im Vergleich zum ersten Signal unterschiedliche Frequenz. Sobald
die induktive Sende-/Empfangseinheit
der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung das fragliche zweite
Signal mit im Vergleich zum ersten Signal unterschiedlicher Frequenz
empfängt,
wird die Abstimmung der induktiven Sende-/Empfangseinheit an eben
dieses zweite Signal angepasst. Dabei kann die Anpassung der Abstimmung
der induktiven Sende-/Empfangseinheit vorteilhaft automatisch erfolgen.
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Zu
diesem Zweck verfügt
die induktive Sende-/Empfangseinheit vorteilhaft über einen
Controller, welcher bei Empfang des zweiten Signals (von der kfz-seitigen
Sende-/Empfangseinrichtung) die induktive Sende-/Empfangseinheit
in der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung entsprechend
auf dieses zweite Signal abstimmt.
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Im
Detail wird die induktive Sende-/Empfangseinheit bzw. der hier meistens
realisierte induktive Schwingkreis mit wenigstens einer Antenne
und einem Kondensator hinsichtlich seiner Resonanzfrequenz in der
Weise variabel gestaltet, dass wahlweise ein Parallelkondensator
zu dem ohnehin vorhandenen Kondensator zu- und abgeschaltet wird. Grundsätzlich ist
es aber auch möglich,
die Induktivität
des fraglichen Schwingkreises zu ändern. D. h., die Resonanzfrequenz
des induktiven Schwingkreises bzw. der induktiven Sende-/Empfangseinheit lässt sich
variabel gestalten, indem dessen Induktivität und/oder seine Kapazität geändert werden.
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Um
den Empfang des zweiten Signals beispielsweise von der kfz-seitigen
Sende-/Empfangseinrichtung sicher zu gewährleisten, schlägt die Erfindung ferner
vor, dass die induktive Sende-/Empfangseinheit in der bedienerseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung in vorgegebenen Zeitabständen ihre
Abstimmung ändert.
D. h., in diesem Fall wird beispielsweise mit Hilfe des Controllers
zwischen den beiden Resonanzfrequenzen, einerseits zum Empfang des
ersten Signals und andererseits zum Empfang des zweiten Signals
ständig
hin und her geschaltet. Das kann in periodischen und gleichbleibenden
oder gegebenenfalls sich ändernden
Zeitabständen
erfolgen.
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Um
eine einwandfreie Ortung der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung
zu ermöglichen,
sind in der Regel wenigstens zwei, vorzugsweise drei induktive Sende-/Empfangseinheiten
vorgesehen. Bei diesen zwei oder drei induktiven Sende-/Empfangseinheiten
handelt es sich wiederum vorteilhaft um induktive Schwingkreise
mit jeweils Spule und Kondensator. Dabei sind in der Regel zwei dieser
induktiven Sende-/Empfangseinheiten mit einer festen Resonanzfrequenz
ausgerüstet,
welche auf das erste Signal der kfz-seitigen Sende-/Empfangseinrichtung
abgestimmt ist. Dagegen ist wenigstens eine bzw. die dritte induktive
Sende-/Empfangseinheit hinsichtlich ihrer Abstimmung variabel ausgebildet,
wie dies einleitend bereits beschrieben wurde. In diesem Zusammenhang
empfiehlt es sich ferner, die einzelnen induktiven Sende-/Empfangseinheiten
räumlich
anzuordnen, beispielsweise in einem Winkel von jeweils 90° zueinander
in sämtlichen drei
Raumrichtungen, um eine einwandfreie Ortung der bedienerseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung zu ermöglichen. Dies ist erforderlich
und notwendig, damit beispielsweise ermittelt werden kann, ob die bedienerseitige
Sende-/Empfangseinrichtung außerhalb
oder innerhalb eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
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Im
Rahmen der Erfindung wird die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung
also in die Lage versetzt, zwischen zwei frequenzunterschiedlichen Signalen
zu unterscheiden, nämlich
einem ersten Signal und einem zweiten Signal. Beide Signale sind üblicherweise
im Niederfrequenzbereich angesiedelt, wobei das erste Signal üblicherweise
den Bereich von ca. 20 kHz abdeckt, während das zweite Signal bei
ca. 134 kHz liegt.
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Auf
diese Weise kann zwischen der Zugangsberechtigungsprüfung (bei
ca. 20 kHz) und der Motorstartberechtigungsprüfung (bei ca. 134 kHz) einfach
unterschieden werden, indem den beiden verschiedenen Berechtigungsprüfungen unterschiedliche
Frequenzen für
den Frage-/Antwort-Dialog zugewiesen werden. Beispielsweise mag
die Zugangsberechtigungsprüfung
zu dem ersten Signal korrespondieren, während die Motorstartberechtigungsprüfung von
dem zweiten Signal flankiert wird.
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Der
Bediener hat es nun in der Hand, zwischen diesen beiden Frage-/Antwort-Dialogen auszuwählen bzw.
diese werden automatisch und in der Regel nacheinander durchlaufen,
wenn sich ein Bediener dem zugehörigen
Kraftfahrzeug nähert. Kommt
der fragliche Bediener beispielsweise in das Einflussfeld der kraftfahrzeugseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung bzw. startet er die Zugangsberechtigungsprüfung mit
dem ersten Signal dadurch, dass er einen Taster an der bedienerseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung auslöst
und/oder einen Schalter im oder am Türaußengriff betätigt bzw.
sich mit seiner Hand diesem Türaußengriff
nähert,
wobei die Annäherung
berührungslos
erfasst wird, so wird zunächst einmal
die räumliche
Position der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung ermittelt. Das
kann über
ein Triangulationsverfahren geschehen, wie es im Rahmen der Figurenbeschreibung
noch näher
erläutert
wird. Stellt die kraftfahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtung
in diesem Fall fest, dass die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung
außerhalb
des Kraftfahrzeuges platziert ist und im Übrigen die Zugangsberechtigungsprüfung positiv
absolviert wurde, so wird dem zugangswilligen Bediener der Zugang
zu dem Kraftfahrzeug gewährt,
in dem einzelne Schlösser
bzw. das Schließsystem
im Ganzen mit Hilfe der kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung
entriegelt wird.
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Im
Anschluss daran wird ein Bediener im Allgemeinen im Innenraum des
Kraftfahrzeuges Platz nehmen und die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung
in eine Aufnahme zur Initiierung des Motorstartes, ein Zündschloss
etc. einstecken. Als Folge hiervon wird die Motorstartberechtigungsprüfung initiiert.
Damit es an dieser Stelle nicht zu Überlappungen bzw. Störungen mit
der Zugangsberechtigungsprüfung
kommt, findet der zugehörige
Frage-/Antwort-Dialog
bei der Motorstartberechtigungsprüfung auf einer anderen Frequenz
statt bzw. unter Rückgriff auf
das zweite Signal. Dadurch, dass die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung
mit wenigstens einer hinsichtlich seiner Abstimmung variabel ausgebildeten
induktiven Sende-/Empfangseinheit ausgerüstet ist, kann diese besagte
induktive Sende-/Empfangseinheit nunmehr – auch – das zweite Signal empfangen
und ist in der Lage, den Frage-/Antwort-Dialog der Motorstartberechtigungsprüfung (wie zuvor
den Dialog bei der Zugangsberechtigungprüfung) zu vollführen.
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Das
alles gelingt unter Rückgriff
auf wenigstens eine einzige hinsichtlich der Abstimmung variabel
gestaltete induktive Sende-/Empfangeinheit der bedienerseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung bzw. indem zumindest eine derartige induktive
Sende-/Empfangseinheit von beispielsweise zwei oder drei solcher
induktiver Sende-/Empfangseinheiten der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung entsprechend
ausgebildet ist. Dadurch wird der konstruktive und bauliche Aufwand
für die
bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung bzw. den dort zumeist
realisierten elektronischen Schlüssel
gegenüber
bisherigen Bauformen deutlich reduziert und sind somit auch die
Kosten erheblich verringert. Hierin sind die wesentlichen Vorteile
zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Die einzige Figur zeigt die erfindungs gemäße schlüssellose Zugangskontroll-/Wegfahrsperren-Einrichtung
bei einem Kraftfahrzeug schematisch.
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In
der einzigen Figur erkennt man eine schlüssellose Zugangskontroll-Wegfahrsperreneinrichtung
bei einem Kraftfahrzeug 1, welches lediglich ausschnittsweise
dargestellt ist. Die fragliche Einrichtung setzt sich im Kern aus
einer mobilen bzw. bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 und
einer kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 3 zusammen.
Zwischen der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 und
der kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 3 findet
ein bidirektionaler digitaler Datenaustausch im Sinne einer Frage-/Antwort-Dialoges
statt.
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Die
kraftfahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtung
3 mag mit
Antennen ausgerüstet
sein, die beispielsweise in einem lediglich angedeuteten Türaußengriff
4 platziert
sind, wie dies in der
EP
1 083 280 A2 beschrieben wird. Der fragliche Türaußengriff
4 mag
darüber
hinaus als Träger
für einen angedeuteten
Sensor
5 fungieren, welcher den fraglichen Frage-/Antwort-Dialog
bei einer Zugangsberechtigungsprüfung
initiiert. Tatsächlich
reagiert dieser Sensor
5 auf Annäherungen der Hand eines Bedieners
und startet den entsprechenden Dialog. Alternativ oder zusätzlich ist
es natürlich
auch möglich, dass
ein Bediener durch Drücken
eines lediglich angedeuteten Tasters
6 der bedienerseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung
2 hierfür sorgt.
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Jedenfalls
wird zunächst
eine Zugangsberechtigungsprüfung
gestartet, sobald sich der Bediener und mit ihm die mobile bedienerseitige
Sende-/Empfangseinrichtung 2 dem Kraftfahrzeug 1 nähern. Diese
Zugangsberechtigungsprüfung
wird von einem ersten Signal 7 flankiert, welches zwischen
der kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 3 und
der bedienerseitigen, mobilen Sende-/Empfangseinrichtung 2 ausgetauscht
wird. Dieses erste Signal nutzt als Trägerfrequenz eine Niederfrequenz im
Bereich von ca. 20 kHz, was selbstver ständlich nicht einschränkend zu
sehen ist. Die fragliche Trägerfrequenz
lässt sich
dabei modulieren, beispielsweise im Sinne des ASK (amplitude shift-keying) oder eines
FSK (frequency shift-keying) Verfahrens, um den erforderlichen bidirektionalen
Datenaustausch zu ermöglichen.
Dieser bidirektionaler Datenaustausch muss nicht notwendigerweise
insgesamt im Niederfrequenzbereich und mit ein und derselben Trägerfrequenz
vorgenommen werden, sondern es liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, hier
zumindest in einer Richtung mit Hochfrequenz zu arbeiten.
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Damit
die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung
2 das erste
Signal
7 bzw. die zugehörige
Trägerfrequenz
von 20 kHz im Beispielsfall einwandfrei empfangen kann, verfügt die fragliche Einrichtung
2 über wenigstens
eine induktive Sende-/Empfangseinheit
9, die auf das erste
Signal
7 bzw. die genannte Trägerfrequenz abgestimmt ist.
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels
und nicht einschränkend
sind in der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung
2 insgesamt
drei induktive Sende-/Empfangseinheiten
9,
10,
11 realisiert,
die jeweils räumlich
in sämtlichen
drei Raumrichtungen x, y und z und in einem Winkel von ca. 90° zueinander angeordnet
sind, wie dies beispielsweise in der
DE 10 2005 011 042 A1 beschrieben
wird. Ebenso lässt sich
eine Anordnung entsprechend der
EP 1 083 280 A2 denken.
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Durch
die räumliche
Anordnung der drei induktiven Sende-/Empfangseinheiten 9, 10, 11 lässt sich
die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung 2 räumlich orten.
Denn das auf die fragliche bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung 2 auftreffende
elektromagnetische Signal von der kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 3 wird
in seine drei räumlichen
x, y- und z-Anteile zerlegt. Diese jeweiligen vektoriellen Anteile
können
zu einem Signalstärkebetrag
|V| im Sinne von |V| = √x² + y² + z² zusammengefasst
werden, wobei der fragliche Signalstärkebetrag |V| ein Maß für einen
Abstand A der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 von der
kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 3 und
mithin dem Kraftfahrzeug 1 ist. Der Abstand A kann nun
mit einem in der kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 3 hinterlegten Grenzwert
verglichen werden. Tatsächlich
ist die kraftfahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtung 3 regelmäßig als
Steuergerät
ausgebildet bzw. beinhaltet ein solches.
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Das
fragliche Steuergerät
ist nicht nur mit dem Türaußengriff 4 bzw.
den dort angeordneten Antennen sowie dem Sensor 5 verbunden,
sondern auch mit einem nicht ausdrücklich dargestellten Schließsystem,
welches nach positiver Prüfung
der Zugangsberechtigung entriegelt wird. Jedenfalls lässt sich
mit Hilfe der drei nicht ausdrücklich
gezeigten Antennen im Kraftfahrzeug 1 bzw. im Türaußengriff 4 mit
der zuvor beschriebenen Vorgehensweise der Abstand A der bedienerseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung 2 im Vergleich zum Kraftfahrzeug 1 feststellen
und im Übrigen
auch dessen Raumrichtung und folglich die genaue räumliche
Position.
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Dazu
sind die bereits angesprochenen drei Antennen im oder am Kraftfahrzeug
erforderlich, welche zu unterschiedlichen Zeiten ein entsprechendes elektromagnetisches
Signal an die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung 2 aussenden
bzw. das fragliche erste Signal 7 entsprechend aufsplitten.
Mit Hilfe des Verfahrens der Triangulation kann aus den einzelnen
drei unterschiedlichen vektoriellen Beträgen der elektromagnetischen
Feldstärke
eindeutig auf die Lage der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 im
Raum rückgeschlossen
werden. Basis hierfür
ist die Tatsache, dass jedes Signal der drei Antennen im oder am
Kraftfahrzeug 1 zu unterschiedlichen vektoriellen Beträgen der
Feldstärke
in den drei induktiven Sende-/Empfangseinheiten 9, 10, 11 in
der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 korrespondiert.
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Aus
diesen jeweils drei unterschiedlichen Feldstärkeinformationen lassen sich
drei Winkel ableiten, die die Richtung der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 im
Vergleich zu der ersten Antenne, der zweiten Antenne und der dritten
Antenne im oder am Kraftfahrzeug 1 repräsentieren. Mit Hilfe dieser
drei Winkel lässt
sich nun eindeutig die räumliche
Position der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung feststellen
und insbesondere, ob diese außerhalb
des Kraftfahrzeuges 1 oder im Innern angeordnet ist.
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Befindet
sich die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung 2 außerhalb
des Kraftfahrzeuges 1 und ist mit Hilfe des Sensors 5 die
Zugangsberechtigungsprüfung,
also der Frage-/Antwort-Dialog zwischen der kraftfahrzeugseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung 3 und der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 gestartet,
so erfolgt nach positiver Prüfung
mit Hilfe der kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 3 bzw.
des dort realisierten Steuergerätes
das Entriegeln des nicht dargestellten Schließsystems. Der Frage-/Antwort-Dialog für die Zugangsberechtigungsprüfung ist dabei
mit Hilfe des ersten Signals 7 bzw. unter Rückgriff
auf die zugehörige
Trägerfrequenz
von 20 kHz absolviert worden.
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Wenn
sich nun der Bediener im Innern des Kraftfahrzeuges 1 befindet
und den Motor starten will, so wird die erforderliche Motorstartberechtigungsprüfung initiiert,
indem die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung 2 bzw.
der an dieser Stelle vorgesehene elektronische Schlüssel beispielsweise
in eine Aufnahme 12 im Innern des Kraftfahrzeuges 1 eingesteckt
wird. Bei diesem Vorgang kann eine kontaktlose induktive Energieübertragung
auf die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung 2 stattfinden,
mit deren Hilfe beispielsweise eine zugehörige Batterie bzw. ein Akkumulatoren 13 bzw. 14 geladen
werden.
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Jedenfalls
sorgt das Einstecken des elektronischen Schlüssels bzw. der bedienerseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung 2 in die Aufnahme 12 im
Innern des Kraftfahrzeuges 1 dafür, dass die Motorstartberechtigungsprüfung begonnen
wird. Diese läuft
ab, in dem ein zweites Signal 8 zwischen der kraftfahrzeugseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung 3 und der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 ausgetauscht
wird. Dabei verfügt
das zweite Signal 8 über
eine im Vergleich zum ersten Signal 7 unterschiedliche
Frequenz, ist im Beispielfall mit einer Trägerfrequenz von in etwa 134
kHz ausgerüstet.
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Die
induktiven Sende-/Empfangseinheiten
9,
10,
11 in
der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung
2 sind
auf den Empfang des ersten Signals
7 abgestimmt. Zu diesem
Zweck ist die jeweilige induktive Empfangseinheit
9,
10,
11 als
induktiver Schwingkreis
9a,
9b;
9a,
9b,
9c ausgebildet
und verfügt über wenigstens
eine Antenne
9a und einen Kondensator
9b, welche
im Sinne von
die Eigenfrequenz bzw. Resonanzfrequenz
f des zugehörigen
induktiven Schwingkreises
9a,
9b;
9a,
9b,
9c bzw.
der jeweiligen induktiven Sende-/Empfangseinheit
9,
10,
11 vorgeben.
Dabei gibt L die Induktivität
der Antenne bzw. zugehörigen
Spule
9a an, während
C für die
Kapazität
des Kondensators
9b steht.
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Im
Rahmen des Ausführungsbeispiels
und nicht einschränkend
sind die beiden induktiven Sende-/Empfangseinheiten 10 und 11 der
bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 auf
den Empfang des ersten Signals 7 der kraftfahrzeugseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung 3 abgestimmt. Dagegen verfügt die induktive
Sende-/Empfangseinheit 9 der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 über eine
variable Abstimmung. Tatsächlich
lässt sich
nämlich
die Abstimmung der betreffenden induktiven Sende-/Empfangseinheit 9 bei
Empfang des zweiten Signals 8 mit im Vergleich zum ersten
Signal unterschiedlicher Frequenz an dieses zweite Signal 8 anpasst.
Dabei erfolgt die Anpassung der Abstimmung der induktiven Sende-/Empfangseinheit 9 automatisch.
D. h., die induktive Sende-/Empfangseinheit 9 ist in der
Lage, beide Signale 7, 8 zu empfangen.
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Zu
diesem Zweck ist die fragliche induktive Sende-/Empfangseinheit 9 als
induktiver Schwingkreis 9a, 9b, 9c mit
variabler Resonanzfrequenz f ausgebildet. Das gelingt prinzipiell
dergestalt, dass die Induktivität
L und/oder die Kapazität
C des zugehörigen
induktiven Schwingkreises aus der Antenne 9a und den beiden
Kondensator 9b, 9c geändert werden.
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Um
die angesprochene Variabilität
der Resonanzfrequenz f des induktiven Schwingkreises 9a, 9b, 9c bzw.
der fraglichen induktiven Sende-/Empfangseinheit 9 im
Detail zu realisieren, verfügt
der fragliche Schwingkreis 9a, 9b, 9c bzw.
die zugehörige
induktive Sende-/Empfangseinheit 9 über einen wahlweise zu- und
abschaltbaren Parallelkondensator 9c, welcher zu dem ohnehin
vorhandenen Kondensator 9b hinzutritt. Um diesen zu- und
abschaltbaren Parallelkondensator 9c jeweils dem vorhandenen
Kondensator 9b parallel zu schalten oder nicht, ist ein
Schalter 15 vorgesehen, welcher von einem Controller 16 gesteuert
wird. Es versteht sich, dass der Schalter 15 als elektronischer
(Transistor-)Schalter ausgebildet ist.
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Sobald
der Controller 16 im Innern der bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 feststellt, dass
von der kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 3 das
zweite Signal 8 ausgesandt wird, weil beispielsweise die
Motorstartberechtigungsprüfung
initiiert wird (nachdem die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung 2 in
der Aufnahme 12 im Kraftfahrzeug 1 platziert worden
ist) sorgt der Controller 16 dafür, dass der Schalter 15 so
ein gestellt wird, dass nun die induktive Sende-/Empfangseinheit 9 das
zweite Signal 8 empfangen und verarbeiten kann.
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Tatsächlich ist
die Auslegung so getroffen, dass die Summe der Kapazitäten C von
einerseits dem vorhandenen Kondensator 9b und andererseits dem
zu- und abschaltbaren Parallelkondensator 9c der induktiven
Sende-/Empfangseinheit 9 der Kapazität C der Kondensatoren 10b, 11b in
den übrigen
induktiven Sende-/Empfangseinheiten 10, 11 entspricht
(die Induktivitäten
L der Spulen 9a, 10a und 11a sind ohnehin
gleich). Wenn man also die Kapazität C des Parallelkondensators
mit C0 bezeichnet und diejenige des vorhandenen
Kondensators 9b mit C1, wobei die
Kondensatoren 10b und 11b der übrigen Sende-/Empfangseinheiten 10, 11 mit
C2 und C3 gekennzeichnet
sind, so gilt: C0 + C1 = C2 = C3
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Aufgrund
dieser Beziehung wird unmittelbar deutlich, dass bei geschlossenem
Schalter 15 und demzufolge zugeschaltetem Parallelkondensator 9c der
Kapazität
C0 die Sende-/Empfangseinheit 9 – wie die übrigen Sende-/Empfangseinheiten 10 und 11 – zum Empfang
des ersten Signals 7 (mit der Trägerfrequenz von 20 kHz) eingerichtet
ist. Soll dagegen die höhere
Frequenz für
die Wegfahrsperrenprüfung bzw.
die Motorstartberechtigungsprüfung
respektive das zweite Signal 8 (mit der Trägerfrequenz
von ca. 134 kHz) von der induktiven Sende-/Empfangseinheit 9 sicher
registriert werden, so muss die fragliche Sende-/Empfangseinheit 9 hierauf
abgestimmt werden. Das geschieht, indem der Schalter 15 von
dem Controller 16 geöffnet
wird, so dass der Schwingkreis 9a, 9b, 9c der
Sende-/Empfangseinheit 9 mit einer im Vergleich zu den
Sende-/Empfangseinheiten 10 und 11 geringeren
Kapazität
C1 ausgerüstet wird. Als Folge hiervon
verschiebt sich entsprechend der zuvor angegebenen Vorschrift die
Resonanzfrequenz f in Richtung auf höhere Werte, nämlich im
Beispielsfall dergestalt, dass das zweite Signal (mit der höheren Frequenz
von 134 kHz) empfangen werden kann.
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D.
h., der Controller 16 sorgt dafür, dass bei Empfang des zweiten
Signals 8 die induktive Sende-/Empfangseinheit 9 entsprechend
auf das zweite Signal 8 abgestimmt wird. Um an dieser Stelle
einen sicheren Empfang des zweiten Signals 8 zu gewährleisten
bzw. sicherzustellen, stellt der Controller 16 sicher,
dass der Schalter 15 geöffnet
wird. Das gelingt, indem die zugehörige induktive Sende-/Empfangseinheit 9 in
vorgegebenen Zeitabständen
ihre Abstimmung ändert.
D. h., der Controller 16 sorgt dafür, dass der Schalter 15 turnusgemäß geöffnet und
geschlossen wird, so dass die induktive Sende-/Empfangseinheit 9 praktisch
für beide
Signale 7, 8 sensitiv ist. Meistens wird man diese
Routine wählen,
sobald die Zugangsberechtigungsprüfung beendet ist. Sobald nun
das zweite Signal 8 empfangen wird, wird der Schalter 15 durch
den Controller 16 dauerhaft geöffnet, so dass im Anschluss
hieran der Frage-/Antwort-Dialog zwischen der kraftfahrzeugseitigen
Sende-/Empfangseinrichtung 3 und der in der Aufnahme 12 platzierten
bedienerseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 2 stattfinden
kann, um die Motorstartberechtigungsprüfung vorzunehmen bzw. die eingelegte
Wegfahrsperre aufzuheben.
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Man
erkennt, dass der Controller 16 nicht nur den Schalter 15 steuert,
sondern darüber
hinaus ein Taktsignal 17 an die Sende-/Empfangseinheiten 9, 10, 11 abgibt
und Daten 18 mit diesen austauscht. Dabei werden der Controller 16 einerseits
und die Sende-/Empfangseinheiten 9, 10, 11 andererseits
mit Hilfe einer gemeinsamen Batterie 13 energetisch versorgt.
Das ist jedoch nicht zwingend sondern stellt nur eine Option dar.
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Zusätzlich erkennt
man noch einen Quarz respektive Taktgeber 14, welcher die
notwendige und einleitend bereits angesprochene Trägerfrequenz
für die
Signalmodulation zur Verfügung
stellt. Ist die Batterie 13 leer bzw. fällt ihre Spannung unter einen
vorgegebenen Grenzwert, so muss dennoch sichergestellt werden, dass
die Motorstartberechtigungsprüfung
vorgenommen werden kann bzw. die eingelegte Wegfahrsperre aufgehoben
werden kann. Denn die Zugangsberechtigungsprüfung lässt sich in einem solchen Fall
gleichsam umgehen, indem sich ein Bediener mit Hilfe eines speziellen
Notschlüssels
Zugang zum Kraftfahrzeuginnern verschafft. Um nun die Motorstartberechtigungsprüfung durchzuführen, wird
der elektronische Schlüssel
bzw. die bedienerseitige Sende-/Empfangseinrichtung 2 in
die Aufnahme 12 im Innern des Kraftfahrzeuges 1 eingesteckt, so
dass durch diesen Vorgang nicht nur die Batterie 13 geladen
wird, sondern darüber
hinaus die Motorstartberechtigungsprüfung initiiert wird.
-
Zu
diesem Zweck ist es darüber
hinaus noch erforderlich, dass der Schalter 15 zumindest
dann in der Stellung für
das zweite Signal 8 verbleibt, wenn die Spannung der Batterie 13 unter
einem bestimmten und vorgegebenen Wert fällt. Denn nur dadurch ist sichergestellt,
dass die Motorstartberechtigungsprüfung unter Berücksichtigung
des zweiten Signals 8 auf jeden Fall beginnen kann, sobald
der elektronische Schlüssel
in der Aufnahme 12 im Innern des Kraftfahrzeuges 1 Platz
findet. D. h., im (energetischen) Notfall wird die bedienerseitige
Sende-/Empfangseinrichtung 2 mit Hilfe des Schalters 15 bzw. des
Controllers 16 so eingestellt, dass wenigstens das zweite
Signal 8 empfangen (und ggf. ausgesandt) werden kann. Die
Motorstartberechtigungsprüfung
lässt sich
also jederzeit durchführen,
so dass die Wegfahrsperre aufgehoben werden kann.
