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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sender-Empfänger, der eine Schaltungsplatine, eine Empfangsantenne und eine Sendeantenne beinhaltet. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen elektronischen Schlüssel, der einen solchen Sender-Empfänger beinhaltet.
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Es besteht ein Vorschlag für einen Sender, der eine an einer gedruckten Schaltungsplatine befestigte Antenne beinhaltet. Gemäß der
japanischen Patentschrift 3445644 , z. B., weist die Antenne eine leitfähige Platte und eine Verdrahtungsstruktur auf. Die leitfähige Platte weist einen U-förmigen Querschnitt auf, und die Verdrahtungsstruktur weist die Form eines Ringes auf, so dass ein Teil der Ringform offen ist und die Enden der Verdrahtungsstruktur an dem geöffneten Teil angeordnet sind. Ein Ende und ein weiteres Ende der leitfähigen Platte sind mit den Enden der Verdrahtungsstruktur elektrisch verbunden.
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Wenn in der leitfähigen Platte in einer Dickenrichtung der gedruckten Schaltungsplatine ein Strom fließt, sendet der Sender eine polarisierte Welle mit einer Polarisationsebene, die parallel zur Dickenrichtung der gedruckten Schaltungsplatine ist. Fließt ein Strom in der Verdrahtungsstruktur und der leitfähigen Platte in einer Richtung parallel zu einer Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine, sendet der Sender eine polarisierte Welle mit einer Polarisationsebene, die parallel zur Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine ist. Der in der
japanischen Patentschrift 34455644 beschriebene Sender sendet eine elektromagnetische Welle, indem die beiden polarisierten Wellen, deren Polarisationsebenen senkrecht zueinander sind, kombiniert werden, wodurch eine Beeinträchtigung durch einen Multipath bzw. Mehrwegempfang bei der Übertragung der elektromagnetischen Wellen verringert wird.
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Die
DE 10 2004 038 837 A1 offenbart ein elektronisches Diebstahlschutzsystem mit korrelierten Sende- und Empfangsantennen und ein zugehöriges Betriebsverfahren.
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Die
US 5,767,813 A offenbart eine effiziente elektrische, kleine Schleifenantenne mit einer Abstrahlvorrichtung, einem Impedanzanpassungsnetzwerk und einem Verbinder.
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Ein Radio- bzw. Funkwellenschlüssel mit dem in der
japanischen Patentschrift 3445644 beschriebenen Sender weist zwar eine Sendefunktion aber keine Empfangsfunktion aufweist. Ein Funkwellenschlüssel, der in einem intelligenten Zugangssystem verwendet wird, muss jedoch neben einer Sendefunktion auch eine Empfangsfunktion aufweisen. Bei einem Radio- bzw. Funkwellenschlüssel, der in einem intelligenten Zugangssystem verwendet wird, ist auf einer gedruckten Schaltungsplatine eine Empfangsantenne befestigt, um ein Signal von einem Fahrzeug zu empfangen. Bei dieser Struktur kommt es zu einer Vergrößerung der Abmessungen der gedruckten Schaltungsplatine, da die Empfangsantenne und die Sendeantenne miteinander auf der Schaltungsplatine befestigt und voneinander beabstandet sind.
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Im Hinblick auf die obigen Erläuterungen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sender-Empfänger zu schaffen, durch den eine Vergrößerung der Abmessungen einer Schaltungsplatine verhindert werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektronischen Schlüssel zu schaffen, der einen Sender-Empfänger beinhaltet, durch den eine Vergrößerung der Abmessungen einer Schaltungsplatine verhindert werden kann.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausführungsformen sind Gegenstand der weiteren nebengeordneten und abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Sender-Empfänger geschaffen, der eine Schaltungsplatine, eine Empfangsantenne und eine Sendeantenne beinhaltet. Die Empfangsantenne ist an der Schaltungsplatine befestigt und so konfiguriert, dass sie eine erste elektromagnetische Welle in einem ersten Frequenzband empfängt. Die Empfangsantenne beinhaltet: eine Trägereinrichtung, mehrer Spulenantennen, die jeweils eine Spule aufweisen, die um die Trägereinrichtung gewickelt ist, wobei die Achsrichtungen der mehreren Spulenantennen senkrecht zueinander sind; mehrere erste Anschlüsse, die auf der Trägereinrichtung angeordnet sind und mit einer Verdrahtung der Schaltungsplatine verbunden sind, wobei die mehreren ersten Anschlüsse jeweils mit den mehreren Spulenantennen verbunden sind; und zwei zweite Anschlüsse, die auf der Trägereinrichtung angeordnet sind und mit der Verdrahtung der Schaltungsplatine verbunden sind. Die Sendeantenne ist an der Empfangsantenne befestigt und so konfiguriert, dass sie eine zweite elektromagnetische Welle in einem zweiten Frequenzband sendet. Die Sendeantenne beinhaltet: einen horizontalen Teil, der sich in einer senkrecht zur Dickenrichtung der Schaltungsplatine verlaufenden Richtung erstreckt; und zwei vertikale Teile, die sich jeweils in der Dickenrichtung der Schaltungsplatine erstrecken und einen ersten vertikalen Teil und einen zweiten vertikalen Teil beinhalten. Ein Ende des ersten vertikalen Teils ist mit einem der beiden zweiten Anschlüsse verbunden und das andere Ende des ersten vertikalen Teils ist mit einem Ende des horizontalen Teils verbunden. Ein Ende des zweiten vertikalen Teils ist mit dem anderen der beiden zweiten Anschlüsse verbunden, und das andere Ende des zweiten vertikalen Teils ist mit dem anderen Ende des horizontalen Teils verbunden.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronischer Schlüssel geschaffen, der den Sender-Empfänger gemäß dem ersten Aspekt beinhaltet. Die Empfangsantenne des elektronischen Schlüssels kann ferner ein Antennengehäuse beinhalten, in dem die mehreren Spulenantennen und die Trägereinrichtung aufgenommen sind und das eine Außenoberfläche aufweist, die einen ersten Außenoberflächenteil und einen zweiten Außenoberflächenteil beinhaltet. Der elektronische Schlüssel kann ferner eine Schlüsselplatte beinhalten, die so angeordnet ist, dass sie dem ersten Außenoberflächenteil des Antennengehäuses gegenüberliegt. Die beiden zweiten Anschlüsse und die Sendeantenne sind an dem zweiten Außenoberflächenteil des Antennengehäuses befestigt.
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Gemäß obigem Sender-Empfänger und elektronischem Schlüssel ist die Sendeantenne mit dem horizontalen Teil und den vertikalen Teilen nicht an der Schaltungsplatine, sondern an den beiden Anschlüssen befestigt. Daher können die Abmessungen der Schaltungsplatine im Vergleich zu einer Struktur eines Vergleichsbeispiels, bei dem eine Empfangsantenne und eine Sendeantenne beide auf einer Schaltungsplatine befestigt und voneinander beabstandet sind, verringert werden.
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Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf einen elektronischen Schlüssel;
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2 eine Draufsicht, die einen von einer vorderen Oberflächenseite zu sehenden inneren Aufbau des in 1 dargestellten elektronischen Schlüssels zeigt;
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3 eine Draufsicht, die einen von einer hinteren Oberflächenseite zu sehenden inneren Aufbau des in 1 dargestellten elektronischen Schlüssels darstellt;
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4 eine Draufsicht, die einen inneren Aufbau einer Empfangsantenne darstellt; und
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5 eine Seitenansicht, die die Empfangantenne darstellt.
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Die beispielhaften Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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In 1 ist eine schematische Ansicht eines elektronischen Schlüssels 100 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Ein von einer vorderen Oberflächenseite zu sehender innerer Aufbau des elektronischen Schlüssels 100 von 1 ist in 2 gezeigt. Ein von einer hinteren Oberflächenseite zu sehender innerer Aufbau des elektronischen Schlüssels 100 von 1 ist in 3 dargestellt. Eine Draufsicht zur Erläuterung eines inneren Aufbaus einer Empfangsantenne 12 ist in 4 dargestellt. Eine Seitenansicht der Empfangsantenne 12 ist in 5 dargestellt. Es ist zu beachten, dass 2 den elektronischen Schlüssel 100 darstellt, wenn dem demselben ein erstes Schlüsselgehäuseteil 61 eines Schlüsselgehäuses 60 entfernt worden ist. 3 stellt den elektronischen Schlüssel 100 dar, wenn bei demselben ein zweites Schlüsselgehäuseteil 62 des Schlüsselgehäuses 60 entfernt worden ist. Nachstehend wird zu Beschreibungszwecken die seitliche Richtung einer Schaltungsplatine 11 als X-Richtung, die Längsrichtung der Schaltungsplatine 11 als Y-Richtung und die Dickenrichtung der Schaltungsplatine 11 als Z-Richtung bezeichnet, wie in 1 bis 5 gezeigt ist.
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Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, beinhaltet der elektronische Schlüssel 100 einen Sender-Empfänger 10, eine Batterie 30, einen Schalter 40, eine Schlüsselplatte 50 und ein Schlüsselgehäuse 60. Der Sender-Empfänger 10 sendet und empfängt elektromagnetische Wellen. Die Batterie 30 versorgt den Sender-Empfänger 10 mit Antriebsleistung. Der Schalter 40 dient zum Ausgeben einer Anweisung zum Übertragen einer elektromagnetischen Welle an einem Mikrocomputer 14 des Sender-Empfängers 10. Die Schlüsselplatte 50 dient dazu, einen Schlüssel eines Fahrzeugs zu sperren und zu entsperren, für den Fall, dass die Signalübertragung zwischen einem Fahrzeug (nicht gezeigt) und dem elektronischen Schlüssel 100 nicht möglich ist. In dem Schlüsselgehäuse 60 sind die Schlüsselplatte 50, der Schalter 40, die Batterie 30 und der Sender-Empfänger 10 aufgenommen.
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Wie in 2 und 3 gezeigt ist, beinhaltet der Sender-Empfänger 10 eine Schaltungsplatine 11, eine Empfangsantenne 12 zum Empfangen einer elektromagnetischen Welle in einem Niederfrequenzband, eine Sendeantenne 13 zum Senden einer elektromagnetischen Welle in einem Ultrahochfrequenzband und einen Mikrocomputer 14 zur Verarbeitung eines empfangenen Signals und Steuern der Übertragung der elektromagnetischen Welle. Der Sender-Empfänger 10 und der Mikrocomputer 14 sind an der Schaltungsplatine befestigt. Eine ausführlichere Beschreibung des Sender-Empfängers 10 erfolgt an späterer Stelle.
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Die Batterie 30 versorgt den Mikrocomputer 14 mit Antriebsleistung. In einem intelligenten Zugangssystem wird ein Signal zwischen dem Fahrzeug und dem elektronischen Schlüssel 100 mehrmals gesendet und empfangen, um jeweils das Fahrzeug und den elektronischen Schlüssel 100 zu authentifizieren. Somit besteht die Notwendigkeit, dass der Antriebszustand des Mikrocomputers 14 stets aufrechterhalten wird, so dass der elektronische Schlüssel 100 in der Lage ist, ein empfangenes Signal zu verarbeiten. Die Batterie 30 kann dazu dienen, den Antriebszustand des Mikrocomputers 14 beizubehalten. Wie in 3 gezeigt ist, ist die Batterie 30 an einer Innenoberfläche eines ersten Schlüsselgehäuseteils 61 angebracht und befestigt, bei dem es sich um einen Bestandteil des Schlüsselgehäuses 60 handelt. Die Batterie 30 ist über einen Anschluss (nicht gezeigt) mit einer Verdrahtung (nicht gezeigt) der Schaltungsplatine 11 elektrisch verbunden.
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Der Schalter 40 wird zum Ausgeben einer Anweisung zum Übertragen bzw. Senden einer elektromagnetischen Welle an den Mikrocomputer 14 verwendet. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Schalter 40 an einer vorderen Oberfläche 11a der Schaltungsplatine 11 befestigt und mit dem Mikrocomputer 14 über eine Verdrahtung der Schaltungsplatine 11 elektrisch verbunden.
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Die Schlüsselplatte 50 dient zum Sperren und Entsperren des Schlüssels des Fahrzeugs für den Fall, dass die Signalübertragung zwischen dem Fahrzeug und dem Sender-Empfänger 10 aufgrund von beispielsweise einer zu schwachen Batterie 30 oder einer Umgebung mit elektromagnetischen Wellen unmöglich ist. Wie in 2 und 3 gezeigt ist, kann die Schlüsselplatte 50 in eine Halteeinrichtung 63, bei der es sich um einen Bestandteil des Schlüsselgehäuses 60 handelt, eingebaut bzw. integriert sein.
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In dem Schlüsselgehäuse 60 sind die Schlüsselplatte 50, der Schalter 40, die Batterie 30 und der Sender-Empfänger 10 aufgenommen. Das Schlüsselgehäuse 60 beinhaltet das erste Schlüsselgehäuseteil 61, das zweite Schlüsselgehäuseteil 62 und die Halteeinrichtung 63. Der erste und der zweite Schlüsselgehäuseteil 61, 62 können miteinander in Eingriff gelangen bzw. verbunden werden. Die Halteeinrichtung 63 und die Schlüsselplatte 50 sind einstückig miteinander ausgebildet (ineinander integriert). Das erste Schlüsselgehäuseteil 61 beinhaltet eine Drucktaste 61a, die so angeordnet ist, dass sie dem Schalter 40 gegenüberliegt. Der Schalter 40 wird in Reaktion auf das Betätigen oder Drücken der Taste 61 geschaltet bzw. betätigt. Das zweite Schlüsselgehäuseteil 62 beinhaltet ein druckbetätigbares Tragelement 62a. Die Halteeinrichtung 63 wird durch das Tragelement 62a lösbar gelagert. Die Schlüsselplatte 50 wird somit durch das Tragelement 62a über die Halteeinrichtung 63 lösbar getragen. In Reaktion auf das Betätigen oder Drücken des Tragelements 62a wird die Befestigung der Schlüsselplatte 50 gelöst, und die Schlüsselplatte 50 und die Halteeinrichtung 63 können aus dem ersten und dem zweiten Schlüsselgehäuseteil 61, 62 herausragen.
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Nachstehend erfolgt eine Erläuterung der Bestandteile des Sender-Empfängers 10. Wie in 3 und 4 gezeigt ist, ist die Sendeantenne 12 an einer hinteren Oberfläche 11b der Schaltungsplatine 11 befestigt. Die Empfangsantenne 12 beinhaltet: drei Spulenantennen 15 bis 17; eine Trageinrichtung bzw. einen Träger 18; und ein Antennengehäuse 19 zum Aufnehmen der Spulenantennen 15 bis 17 und der Trageinrichtung 18. Jede Spulenantenne 15 bis 17 beinhaltet einen dünnen Draht, der um die Trageinrichtung 18 gewickelt ist. Die Achsrichtungen der jeweiligen Spulenantennen 15 bis 17, um die die dünnen Drähte spiralförmig gewunden sind, unterscheiden sich voneinander. Acht Anschlüsse 20a bis 20h, die mit der Verdrahtung der Schaltungsplatine 11 verbunden sind, sind auf der Trageinrichtung bzw. dem Träger 18 angeordnet. Wie in 3 gezeigt ist, sind die Anschlüsse 20a bis 20h auf seitlichen Oberflächen 19a bis 19d des Antennengehäuses 19 angeordnet. Es ist zu beachten, dass die seitlichen Oberflächen 19a bis 19d jeweils zur Außenoberfläche des Antennengehäuses 19 gehören. Insbesondere sind die Anschlüsse 20a und 20b auf der seitlichen Oberfläche 19a angeordnet, und die Anschlüsse 20c und 20d sind auf der seitlichen Oberfläche 19b angeordnet, und die Anschlüsse 20e und 20f sind auf der seitlichen Oberfläche 19c angeordnet, und die Anschlüsse 20g und 20h sind auf der seitlichen Oberfläche 19d angeordnet. Die Anschlüsse 20a und 20b sind jeweils mit den Enden der Spulenantenne 15 verbunden, und die Anschlüsse 20c und 20d sind jeweils mit den Enden der Spulenantenne 16 verbunden, und die Anschlüsse 20e und 20f sind jeweils mit den Enden der Spulenantenne 17 verbunden. Aufgrund der vorstehenden Struktur sind die Spulenantennen 15 bis 17 über die Anschlüsse 20a bis 20f und die Verdrahtung der Schaltungsplatine 11 mit dem Mikrocomputer 14 elektrisch verbunden. Wie in 4 gezeigt ist, verläuft die Achsrichtung der Spulenantenne 15 parallel zur X-Richtung, die Achsrichtung der Spulenantenne 16 parallel zur Y-Richtung und die Achsrichtung der Spulenantenne 17 parallel zur Z-Richtung. Gemäß der vorstehenden Struktur können die Spulenantennen 15 bis 17 die in die X-, Y- und X-Richtungen einfallenden elektromagnetischen Wellen empfangen. Wenn die Spulenantennen 15 bis 17 die elektromagnetische Welle empfangen, wird durch elektromagnetische Induktion bewirkt, dass die Spulenantennen 15 bis 17 die Ströme ausgegeben werden, die von der empfangenen elektromagnetischen Welle abhängig sind. Die aufgrund der elektromagnetischen Induktion erzeugten Ströme werden über die Anschlüsse 20a bis 20f und die Verdrahtung der Schaltungsplatine 11 in den Mikrocomputer 14 eingegeben. Der Mikrocomputer 14 analysiert Informationen, die in dem eingegebenen Strom enthalten sind, und führt der Sendeantenne 13 über die Verdrahtung der Schaltungsplatine 11, die Anschlüsse 20g und 20h basierend auf den analysierten Informationen einen Strom zu. In der vorstehenden Struktur dienen die Anschlüsse 20a bis 20f als ein Beispiel für die mehreren ersten Anschlüsse. Die Anschlüsse 20g und 20h sind ein Beispiel für die beiden zweiten Anschlüsse. Die seitlichen Oberflächen 19a bis 19d sind ein Beispiel für eine Außenoberfläche des Antennengehäuses 19. Ferner sind die seitlichen Oberflächen 19a und 19c ein Beispiel für einen ersten Teil der Außenoberfläche oder einen ersten Teil der seitlichen Oberfläche, der der Schlüsselplatte 50 gegenüberliegt. Die seitlichen Oberflächen 19b und 19d sind ein Beispiel für einen zweiten Teil der Außenoberfläche oder einen zweiten Teil der seitlichen Oberfläche, der sich jeweils von dem ersten Teil der Außenoberfläche oder dem ersten Teil der seitlichen Oberfläche unterscheidet.
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Wie in 5 gezeigt ist, beinhaltet die Sendeantenne 13 der vorliegenden Ausführungsform eine Verdrahtungsstruktur 21, das auf der seitlichen Oberfläche 19d zu einer U-Form strukturiert ist. Die Verdrahtungsstruktur 21 beinhaltet zwei vertikale Teile 22, die sich jeweils in der Z-Richtung erstrecken, und einen horizontalen Teil 23, der sich in der X-Richtung erstreckt. Zu Anschauungszwecken werden die beiden vertikalen Teile 22 auch als ein erster vertikaler Teil 22 und als ein zweiter vertikaler Teil 22 bezeichnet. Ein Ende des ersten vertikalen Teils 22 ist mit dem Anschluss 20g elektrisch verbunden, und ein anderes Ende des ersten vertikalen Teils 22 ist mit einem Ende des horizontalen Teils 23 elektrisch verbunden. Ein Ende des zweiten vertikalen Teils 22 ist mit dem Anschluss 20h elektrisch verbunden, und ein anderes Ende des zweiten vertikalen Teils 22 ist mit einem anderen Ende des horizontalen Teils 23 elektrisch verbunden. Wenn der Verdrahtungsstruktur 21 der Sendeantenne 13 ein Strom über die Verdrahtung der Schaltungsplatine 11 und die Anschlüsse 20g, 20h zugeführt wird, fließt in den vertikalen Teilen 22 und dem horizontalen Teil 23 ein Strom. Dann wird eine polarisierte Welle mit einer Polarisationsebene parallel zur Z-Richtung von dem vertikalen Teil 22 übertragen bzw. gesendet. Von dem horizontalen Teil 23 wird eine polarisierte Welle mit einer Polarisationsebene parallel zur X-Richtung übertragen.
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Nachstehend wird ein intelligentes Zugangssystem einschließlich des elektronischen Schlüssels 100 der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Das intelligente Zugangssystem führt eine Authentifizierung eines Fahrzeugs und des elektronischen Schlüssels 100 durch mehrfache Signalübertragungen zwischen dem Fahrzeug und dem elektronischen Schlüssel 100 aus. Von dem in einem geparkten Zustand befindlichen Fahrzeug wird ein erstes eine Antwort anforderndes Anforderungssignal zyklisch übertragen bzw. gesendet. Wenn der elektronische Schlüssel 100 sich in einem erfassbaren Bereich befindet, wo der elektronische Schlüssel 100 der erste Anforderungssignal erfassen kann, wird die Signalübertragung zwischen dem Fahrzeug und dem elektronischen Schlüssel 100 ausgeführt.
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Wenn der elektronische Schlüssel 100 das erste eine Antwort anfordernde Anforderungssignal empfängt, sendet der elektronische Schlüssel 100 ein erstes Antwortsignal als Antwort auf das erste Anforderungssignal. Wenn das Fahrzeug das erste Antwortsignal empfängt, sendet das Fahrzeug ein zweites Anforderungssignal an den elektronischen Schlüssel 100. Das zweite Anforderungssignal beinhaltet eine Anforderung für eine Gegenprobe der ID bzw. Identität zwischen einer dem elektronischen Schlüssel zugewiesenen ID und der dem Fahrzeug zugewiesenen ID. Wenn der elektronische Schlüssel 100 das zweite Anforderungssignal empfängt, nimmt der elektronische Schlüssel 100 die Gegenprobe der ihm zugewiesenen ID mit der dem Fahrzeugzugewiesenen ID vor. Stimmen die IDs miteinander überein, sendet der elektronische Schlüssel 100 ein zweites Antwortsignal. Wenn das Fahrzeug das zweite Antwortsignal empfängt, sendet das Fahrzeug ein drittes Anforderungssignal an den elektronischen Schlüssel 100. Das dritte Anforderungssignal enthält einen Klartext. Wenn der elektronische Schlüssel 100 das dritte Anforderungssignal empfängt, verschlüsselt der elektronische Schlüssel 100 den in dem dritten Anforderungssignal enthaltenen Klartext und sendet ein drittes Antwortsignal an das Fahrzeug. Das dritte Antwortsignal enthält die ID des elektronischen Schlüssels und den verschlüsselten Klartext. Wenn das Fahrzeug das dritte Antwortsignal empfängt, entschlüsselt es den in dem dritten Antwortsignal enthaltenen Klartext und nimmt an dem entschlüsselten Klartext und dem in dem dritten Anforderungssignal enthaltenen Klartext die Gegenprobe vor. Wenn die Klartexte nicht miteinander übereinstimmen, sendet das Fahrzeug erneut das erste Anforderungssignal. Stimmen die Klartexte miteinander überein, wird bestimmt, dass die Authentifizierung des Fahrzeugs und des elektronischen Schlüssels 100 geglückt ist. Ist die Authentifizierung geglückt, wechselt das Fahrzeug in einen Schlüssel-Sperr-/Entsperrungs-Vorbereitungszustand. Wenn ein Signal, das einen Befehl zum Sperren/Entsperren des Schlüssels enthält, von einem Türgriff des Fahrzeugs an eine ECU des Fahrzeugs im Schlüsselentsperrungs-Vorbereitungszustand ausgegeben wird, wird der Schlüssel gesperrt/entsperrt. Wie vorstehend zu entnehmen ist, führt das intelligente Zugangssystem der vorliegenden Ausführungsform die Authentifizierung des Fahrzeugs und des elektronischen Schlüssels 100 durch genaues Nachprüfen, d. h. durch eine an den IDs und den übereinstimmenden Klartexten vorgenommene Gegenprobe, aus.
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Nachstehend werden unerwartete Vorteile des elektronischen Schlüssels 100 der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Sendeantenne 13 nicht auf der Schaltungsplatine 11, sondern auf dem Antennengehäuse 19 ausgebildet. Somit können die Abmessungen der Schaltungsplatine 11 des elektronischen Schlüssels 100 im Vergleich zu einer Struktur eines Vergleichsbeispiels, wo eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne beide auf einer Schaltungsplatine befestigt und voneinander beabstandet sind, um die Befestigungsoberfläche für die Sendeantenne reduziert werden.
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Da die Sendeantenne 13 auf dem Antennengehäuse 19 der Empfangsantenne 12 ausgebildet ist, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner der Befestigungsvorgang zum Befestigen der Sendeantenne 13 und der Empfangsantenne 12 an der Schaltungsplatine 11 im Vergleich zu einer Struktur eines Vergleichsbeispiels vereinfacht werden, bei dem die Sendeantenne 13 und die Empfangsantenne 12 separat voneinander angeordnet sind.
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Wenn gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Strom in den vertikalen Teilen 22 und dem horizontalen Teil 23 der Verdrahtungsstruktur 21 der Sendeantenne 13 strömt, werden eine erste polarisierte Funkwelle und eine zweite polarisierte Funkwelle derart übertragen, dass die erste polarisierte Funkwelle eine Polarisationsebene parallel zur X-Richtung aufweist und die zweite Funkwelle eine Polarisationsebene parallel zur Y-Richtung aufweist. Da die Sendeantenne 13 zwei polarisierte Funkwellen sendet, deren Polarisationsebenen senkrecht zueinander sind, kann eine Beeinträchtigung durch einen Multipath bzw. Mehrwegempfang bei der Übertragung der Funkwellen verringert werden.
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Ferner beinhaltet die Empfangsantenne 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Spulenantennen 15 bis 17, die Trageinrichtung bzw. den Träger 18 und das Antennengehäuse 19, in dem die Spulenantennen 15 bis 27 und die Trageinrichtung 18 aufgenommen sind. Somit kann das Antennengehäuse 19 den Spulenantennen 15 bis 17 mit den um sie gewickelten dünnen Drähten Schutz bieten.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform empfängt die Empfangsantenne 12 die elektromagnetische Welle im Niederfrequenzband, und die Sendeantenne 13 sendet die elektromagnetische Welle im Ultrahochfrequenzband. Dieser Konfiguration entsprechend kann der Einfluss einer elektromagnetischen Welle auf den menschlichen Körper eines Benutzers, der den elektronischen Schlüssel 100 bei sich trägt, gegenüber einem Fall eines Vergleichsbeispiels reduziert werden, bei dem das Ultrahochfrequenzband als Frequenzband der elektromagnetischen Welle verwendet wird, die durch die Empfangsantenne 12 empfangen wird. Ferner kann die Funkwellen-Reichweite der elektromagnetischen Welle, die von der Sendeantenne 13 gesendet wird, gegenüber einem Fall eines Vergleichsbeispiels vergrößert werden, wo das Niederfrequenzband als Frequenzband der elektromagnetischen Welle verwendet wird, die von der Sendeantenne 13 gesendet wird.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Verdrahtungsstruktur 21 auf der seitlichen Oberfläche 19d ausgebildet, die von der Schlüsselplatte 50 weiter entfernt angeordnet ist als die seitliche Oberfläche 19a, 19b. Dieser Struktur entsprechend verlängert sich ein Abstand zwischen der Verdrahtungsstruktur 21 und der Schlüsselplatte 50 gegenüber einem Fall eines Vergleichsbeispiels, wo die Verdrahtungsstruktur 21 auf der seitlichen Oberfläche 19a oder 19b ausgebildet ist. Somit kann ein Einfluss der Schlüsselplatte 50 auf die Übertragung der elektromagnetischen Welle von der Verdrahtungsstruktur 21 unterdrückt werden. Eine Vormagnetisierung der Ausrichtung der elektromagnetischen Welle, die von der Verdrahtungsstruktur 21 übertragen wird, kann zudem unterdrückt werden, wobei die Vormagnetisierung durch die Schlüsselplatte 50 bewirkt wird, in der sich der Magnetfluss der elektromagnetischen Welle sammelt.
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Die vorstehende Ausführungsform kann auf verschiedene Arten und Weisen modifiziert werden, wovon nachstehend Beispiele erläutert werden.
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In der vorstehenden Ausführungsform ist die Sendeantenne 13 auf dem Antennengehäuse 19 ausgebildet. Alternativ kann die Sendeantenne 13 als eine U-förmige Metallplatte ausgebildet sein. In dieser Struktur können die Enden der Metallplatte jeweils an den Anschlüssen 20g, 20h so befestigt werden, dass sich die Metallplatte im Hinblick auf die Oberfläche der Schaltungsplatine 11 in einer stehenden Position befindet. Da die Sendeantenne 13 gemäß der vorstehenden Alternativstruktur nicht an der Schaltungsplatine 11, sondern an den Anschlüssen 20g, 20h befestigt ist, können die Abmessungen der Schaltungsplatine 11 des elektronischen Schlüssels 100 im Vergleich zu einer Struktur eines Vergleichsbeispiels, wo eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne beide auf einer Schaltungsplatine befestigt und voneinander beabstandet sind, um die Befestigungsoberfläche für die Sendeantenne 13 reduziert werden. Bei Verwendung der vorstehenden Alternativstruktur kann der Befestigungsvorgang zum Befestigen der Sendeantenne 13 an den Anschlüssen 20g und 20h nach dem Befestigen der Empfangsantenne 12 an der Schaltungsplatine 11 ausgeführt werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Verdrahtungsstruktur 21 auf der seitlichen Oberfläche 19d angeordnet. Die Position der Verdrahtungsstruktur 21 muss jedoch nicht auf die seitliche Oberfläche 19d beschränkt sein. Die Verdrahtungsstruktur 21 kann z. B. auf der seitlichen Oberfläche 19b angeordnet sein. Da die seitliche Oberfläche 19b, im Vergleich zu den seitlichen Oberflächen 19a und 19c, von der Schlüsselplatte 50 entfernt angeordnet ist, wie in 3 gezeigt ist, kann der Abstand zwischen der Verdrahtungsstruktur 21 und der Schlüsselplatte 50 im Vergleich zu einem Fall eines Vergleichsbeispiels, wo die Verdrahtungsstruktur 21 auf der seitlichen Oberfläche 19a oder 19c ausgebildet ist, länger sein. Gemäß der vorstehenden Alternativstruktur kann somit ebenfalls der Einfluss der Schlüsselplatte 50 auf die Übertragung der elektromagnetischen Welle von der Verdrahtungsstruktur 21 unterdrückt werden. Außerdem kann die Vormagnetisierung der Ausrichtung der elektromagnetischen Welle, die von der Verdrahtungsstruktur 21 übertragen wird, unterdrückt werden, wobei die Vormagnetisierung durch die Schlüsselplatte 50 bewirkt wird, die den Magnetfluss der elektromagnetischen Welle sammelt.
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Die vorstehenden Ausführungsformen und Modifizierungen weisen folgende Aspekte auf.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Sender-Empfänger geschaffen. Der Sender-Empfänger beinhaltet eine Schaltungsplatine, eine Empfangsantenne und eine Sendeantenne. Die Empfangsantenne ist an der Schaltungsplatine befestigt und so konfiguriert, dass sie eine erste elektromagnetische Welle in einem ersten Frequenzband empfängt. Die Empfangsantenne beinhaltet: eine Trageinrichtung; mehrere Spulenantennen, die jeweils eine Spule aufweisen, die um die Trageinrichtung gewickelt sind, wobei die Achsrichtungen der mehreren Spulenantennen zueinander senkrecht sind; mehrere erste Anschlüsse, die auf der Trageinrichtung angeordnet sind und mit einer Verdrahtung der Schaltungsplatine verbunden sind, wobei die mehreren ersten Anschlüsse jeweils mit den mehreren Spulenantennen verbunden sind; und zwei zweite Anschlüsse, die auf der Trageinrichtung angeordnet sind und mit der Verdrahtung der Schaltungsplatine verbunden sind. Die Sendeantenne ist an der Empfangsantenne befestigt ist und so konfiguriert, dass sie eine zweite elektromagnetische Welle in einem zweiten Frequenzband überträgt. Die Sendeantenne beinhaltet: einen horizontalen Teil, der sich in einer senkrecht zur Dickenrichtung der Schaltungsplatine verlaufenden Richtung erstreckt; und zwei vertikale Teile, die sich jeweils in der Dickenrichtung der Schaltungsplatine erstrecken und einen ersten vertikalen Teil und einen zweiten vertikalen Teil beinhalten. Ein Ende des ersten vertikalen Teils ist mit einem der beiden zweiten Anschlüsse verbunden, und das andere Ende des ersten vertikalen Teils ist mit einem Ende des horizontalen Teils verbunden. Ein Ende des zweiten vertikalen Teils ist mit dem anderen der beiden zweiten Anschlüsse verbunden, und das andere Ende des zweiten vertikalen Teils ist mit dem anderen Ende des horizontalen Teils verbunden.
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Der vorstehende Sender-Empfänger kann so konfiguriert sein, dass: die Empfangsantenne ferner ein Antennengehäuse beinhaltet, in dem die Mehrzahl der Spulenantennen und die Trageinrichtung aufgenommen sind; und es sich bei der Sendeantenne um eine Verdrahtungsstruktur handelt, die auf einer Außenoberfläche des Antennengehäuses ausgebildet ist. Alternativ kann der vorstehende Sender-Empfänger derart konfiguriert sein, dass es sich bei der Sendeantenne um eine U-förmige Metallplatte handelt.
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Der vorstehende Sender-Empfänger kann derart konfiguriert sein, dass das erste Frequenzband ein Niederfrequenzband ist und das zweite Frequenzband ein Ultrahochfrequenzband ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein n elektronischer Schlüssel geschaffen, der den Sender-Empfänger gemäß dem ersten Aspekt beinhaltet. Die Empfangsantenne des elektronischen Schlüssels kann ferner ein Antennengehäuse beinhalten, in dem die mehreren Spulenantennen und die Trageinrichtung aufgenommen sind und das eine Außenoberfläche aufweist, die einen ersten Außenoberflächenteil und einen zweiten Außenoberflächenteil aufweist. Der elektronische Schlüssel kann ferner eine Schlüsselplatte beinhalten, die so angeordnet ist, dass sie gegenüber dem ersten Außenoberflächenteil des Antennengehäuses angeordnet ist. An dem zweiten Außenoberflächenteil des Antennengehäuses sind die beiden Anschlüsse und die Sendeantenne befestigt.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird ein elektronischer Schlüssel zum Sperren und Entsperren eines Schlüssels eines Fahrzeugs geschaffen. Der elektronische Schlüssel beinhaltet: ein Schlüsselgehäuse; eine Schlüsselplatte, die in dem Schlüsselgehäuse aufgenommen werden und aus dem Schlüsselgehäuse derart herausragen kann, dass die Schlüsselplatte, die aus dem Schlüsselgehäuse herausragt, in den Schlüssel des Fahrzeug eingefügt werden kann, um den Schlüssel des Fahrzeugs zu sperren und zu entsperren; und einen Sender-Empfänger, der in dem Schlüsselgehäuse aufgenommen ist und zum Sperren und Entsperren des Schlüssels des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug drahtlos kommunizieren kann. Der Sender-Empfänger beinhaltet: eine Schaltungsplatine; ein Antennengehäuse, das eine äußere Oberfläche aufweist, die einen ersten seitlichen Oberflächenteil und einen zweiten seitlichen Oberflächenteil aufweist, wobei das Antennengehäuse an der Schaltungsplatine derart befestigt ist, dass ein Abstand zwischen der Schlüsselplatte und dem ersten seitlichen Oberflächenteil kleiner ist als der zwischen der Schlüsselplatte und dem zweiten seitlichen Oberflächenteil; eine Empfangsantenne, die als eine Spulenantenne ausgebildet ist, die innerhalb des Antennengehäuses angeordnet ist, wobei die Empfangsantenne so konfiguriert ist, dass sie eine elektromagnetische Welle von dem Fahrzeug empfängt; und eine Sendeantenne, die als eine U-förmige Verdrahtungsstruktur ausgebildet ist, die auf dem zweiten seitlichen Oberflächenteil des Antennengehäuses angeordnet, wobei die Sendeantenne einen horizontalen Teil und einen vertikalen Teil beinhaltet, wobei die Sendeantenne so konfiguriert ist, dass die elektromagnetische Welle zum Fahrzeug gesendet wird, indem eine erste polarisierte Funkwelle von dem horizontalen Teil gesendet wird und eine zweite polarisierte Funkwelle von dem vertikalen Teil gesendet wird, so dass eine Polarisationsebene der ersten polarisierten Funkwelle senkrecht zu der Polarisationsebene der zweiten polarisierten Funkwelle ist.
