DE102010036787B4 - Verfahren zum energiesparenden Betreiben einer Schlüsselfernbedienung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Schlüsselfernbedienung (1) für ein Kraftfahrzeug,
wobei die Schlüsselfernbedienung (1) eine Steuerschaltungsanordnung (5) und drei LF-Empfangseinrichtungen mit jeweils einer Empfangsspule (2A-2C) und einer LF-Verstärkerschaltung (3A-3C) enthält, wobei die LF-Verstärkerschaltungen über jeweils einen Gleichrichter (4A-4C) mit den Eingängen von Komparatorschaltungen (6A-6C) der Steuerschaltungsanordnung (5) gekoppelt sind,
wobei in einem Energiesparmodus alle Schaltungsanordnungen der Schlüsselfernbedienung (1) mit Ausnahme der drei LF-Empfangseinrichtungen und der Komparatorschaltungen in einen abgeschalteten Zustand versetzt werden,
wobei ein zum Wecken vorgesehenes Prepattern-Signal von einer kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung für eine vorgegebene Sendedauer (T_P) abgestrahlt wird,
wobei dann, wenn in dem Energiesparmodus das Prepattern-Signal durch wenigstens eine der drei LF-Empfangseinrichtungen empfangen wird, durch die zugehörige Komparatorschaltung (6A-6C) ein Wecksignal erzeugt wird, in dessen Folge die in den abgeschalteten Zustand versetzten Schaltungen wieder aktiviert werden, und während des Empfangs des Prepattern-Signals ein Referenzpegel für eine Auswertung nachfolgend zu empfangender Datensignale auf der Grundlage des Ausgangssignals des zugehörigen Gleichrichters (4A-4C) gebildet wird,
wobei die vorgegebene Sendedauer (T_P) des Prepattern-Signals über das Doppelte einer Mindestsendedauer (T_min), welche zum Bilden des Referenzpegels erforderlich ist, hinaus verlängert wird,
wobei in dem Energiesparmodus die drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) jeweils wiederholt derart aktiviert und abgeschaltet werden, dass innerhalb jedes beliebigen Zeitfensters der Dauer (T_P) des Prepattern-Signals zumindest zwei der drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) für eine der Mindestsendedauer (T_min) entsprechende erste Zeitdauer ununterbrochen aktiviert sind.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Schlüsselfernbedienung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Schlüsselfernbedienung eine Steuerschaltungsanordnung und drei LF-Empfangseinrichtungen mit jeweils einer Empfangsspule und einer LF-Verstärkerschaltung enthält, wobei die LF-Verstärkerschaltungen über jeweils einen Gleichrichter mit den Eingängen von Komparatorschaltungen der Steuerschaltungsanordnung gekoppelt sind, wobei in einem Energiesparmodus alle Schaltungsanordnungen der Schlüsselfernbedienung mit Ausnahme der drei LF-Empfangseinrichtungen und der Komparatorschaltungen in einen abgeschalteten Zustand versetzt werden, wobei ein zum Wecken vorgesehenes Prepattern-Signal von einer kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung für eine vorgegebene Sendedauer abgestrahlt wird, wobei dann, wenn in dem Energiesparmodus das Prepattern-Signal durch wenigstens eine der drei LF-Empfangseinrichtungen empfangen wird, durch die zugehörige Komparatorschaltung ein Wecksignal erzeugt wird, in dessen Folge die in den abgeschalteten Zustand versetzten Schaltungen wieder aktiviert werden, und während des Empfangs des Prepattern-Signals ein Referenzpegel für eine Auswertung nachfolgend zu empfangender Datensignale auf der Grundlage des Ausgangssignals des zugehörigen Gleichrichters gebildet wird.
• Aus der DE 10 2005 015 594 A1 und der US 2005/0237163 A1 sind berührungslose Zugangssysteme für ein Kraftfahrzeug mit batteriebetriebener Schlüsselfernbedienung bekannt, wobei die Schlüsselfernbedienung eine Steuerschaltungsanordnung und drei LF-Empfangseinrichtungen mit jeweils einer Empfangsspule und einer LF-Verstärkerschaltung enthält.
• Aus den DE 10 2005 031 997 A1 und DE 10 2005 030 082 A1 sind berührungslose Zugangssysteme für ein Kraftfahrzeug mit batteriebetriebener Schlüsselfernbedienung bekannt, die mit Hilfe eines von einem kraftfahrzeugseitigen Steuergerät abgestrahlten Wecksignals aus einem Ruhezustand mit verringertem Energieverbrauch in einen aktivierten Zustand überführt wird.
• Bei einer Schlüsselfernbedienung der eingangs genannten Art werden in dem Energiesparmodus nur diejenigen Schaltungen mit Spannung versorgt, die zum Empfangen, Verstärken und zum Erfassen eines von der kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung abgestrahlten Signals, mit welchem die kraftfahrzeugseitige Steuereinrichtung einen Kommunikationswunsch anzeigt, erforderlich sind. Dies sind drei LF-Verstärkerschaltungen, die jeweils eingangsseitig mit einer Empfangsspule gekoppelt sind, sowie drei Komparatorschaltungen, die jeweils das von einem Gleichrichter gleichgerichtete Ausgangssignal der LF-Verstärkerschaltungen empfangen und mit einer vorgegebenen Schwelle vergleichen, wobei bei Überschreiten der Schwelle ein Ausgangssignal erzeugt wird, welches wiederum das Aufwecken weiterer Schaltungen auslöst. Üblicherweise sendet die kraftfahrzeugseitige Steuereinrichtung über ihre Sendeeinrichtung ein Signalmuster (signal pattern), dem ein sogenanntes „Prepattern“ vorangestellt ist. Dieses Prepattern-Signal dient einerseits dem Aktivieren der Empfangseinrichtung der Schlüsselfernbedienung und andererseits der Einstellung eines vorgegebenen Pegels in der Empfangseinrichtung, der als Referenzpegel zur nachfolgenden Auswertung anschließend empfangener weiterer Datensignale der kraftfahrzeugseitigen Steuereinrichtung dient. Beispielsweise ist das Prepattern-Signal ein amplitudenmoduliertes 125 kHz-Signal, bei dem die Amplitudenmodulation mit einer Baudrate von 4 kBaud konstant periodisch ein- und ausgeschaltet wird, so dass nach dem Empfangen, Verstärken und Gleichrichten dieses Signals innerhalb der Schlüsselfernbedienung am Ausgang des Gleichrichters ein mittlerer Spannungspegel entsteht. Dieser wird anschließend als Referenzpegel verwendet. Gegenüber diesem Referenzpegel wird beispielsweise ein höherer Pegel, der aufgrund einer länger eingeschalteten Amplitudenmodulation entsteht, als logische Eins gewertet, während ein niedrigerer Pegel, der aufgrund einer länger ausgeschalteten Amplitudenmodulation entsteht, als logische Null gewertet werden kann.
• Ausgehend von einem solchen Verfahren zum Betreiben einer Schlüsselfernbedienung ist es Aufgabe der Erfindung, den Energieverbrauch noch weiter zu reduzieren, um die Batterielebensdauer zu erhöhen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben einer Schlüsselfernbedienung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird zunächst erfindungsgemäß die vorgegebene Sendedauer des Prepattern-Signals über das Doppelte einer Mindestsendedauer, welche zum Bilden des Referenzpegels erforderlich ist, hinaus verlängert. Ferner werden in dem Energiesparmodus die drei LF-Verstärkerschaltungen jeweils wiederholt derart aktiviert und abgeschaltet, dass innerhalb jedes beliebigen Zeitfensters der Dauer des Prepattern-Signals zumindest zwei der drei LF-Verstärkerschaltungen für eine der Mindestsendedauer entsprechende erste Zeitdauer ununterbrochen aktiviert sind.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Energieverbrauch der LF-Verstärkerschaltungen im Ruhezustand höher ist als der Energieverbrauch, der durch wiederholtes Ein- und Ausschalten dieser LF-Verstärkerschaltungen von der dafür erforderlichen Schaltlogik verbraucht wird, so dass es möglich ist, durch ein entsprechend langes Abschalten der LF-Verstärkerschaltungen zusätzlich Energie einzusparen. Andererseits basiert die Erfindung auf dem Gedanken, dass die Sendedauer des Prepattern-Signals über das Doppelte einer Mindestsendedauer, welche zum Bilden des Referenzpegels erforderlich ist, verlängert werden sollte, da im ungünstigen Fall das Prepattern-Signal symmetrisch zu einer Abschaltlücke eines LF-Verstärkers positioniert sein kann. Andererseits reicht es regelmäßig aus, wenn die Einschaltperioden der drei LF-Verstärkerschaltungen so gegenüber einem denkbaren Prepattern-Signal-Zeitfenster positioniert sind, dass zumindest zwei der drei LF-Verstärkerschaltungen innerhalb dieses Prepattern-Signal-Fensters für eine der Mindestsendedauer entsprechende erste Zeitdauer ununterbrochen aktiviert sind. Diese Überlegung stützt sich auf den Gedanken, dass es relativ unwahrscheinlich ist, dass die Schlüsselfernbedienung gegenüber der Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeugs so positioniert ist, dass nur eine der drei Empfangsspulen das Prepattern-Signal empfängt, und zugleich das Prepattern-Signal zeitlich so positioniert ist, dass es jeweils nur während der Einschaltzeiten der den beiden anderen Empfangsspulen zugeordneten beiden LF-Verstärkerschaltungen für die Mindestsendedauer aktiviert ist.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jede der drei LF-Verstärkerschaltungen nicht länger als eine zweite Zeitdauer abgeschaltet, wobei die zweite Zeitdauer gleich der Zeitdauer ist, mit der die Sendedauer des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer übersteigt, zuzüglich einem etwaigen zeitlichen Versatz zwischen dem Einschalten der drei LF-Verstärkerschaltungen. Diese Vorgehensweise führt zu einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit, dass keine der Empfangsspulen mit eingeschalteter LF-Verstärkerschaltung gegenüber der kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung in geeigneter Weise orientiert ist.
• Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass niemals zwei der drei LF-Verstärkerschaltungen zusammen länger als eine dritte Zeitdauer abgeschaltet sind, wobei die dritte Zeitdauer etwa derjenigen Zeitdauer entspricht, die die vorgegebene Sendedauer des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer überschreitet. Dieser Ausführungsform liegt die Überlegung zugrunde, dass bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die drei LF-Verstärkerschaltungen synchron ein- und ausgeschaltet werden, oder bei einer Ausführungsform, bei der nur zwei der drei LF-Verstärkerschaltungen synchron geschaltet werden, niemals der Fall eintreten darf, dass zwei der drei LF-Verstärkerschaltungen zusammen länger als diejenige Zeitdauer abgeschaltet sein dürfen, die die vorgegebene Sendedauer des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer überschreitet, da dass Prepattern-Signal symmetrisch zu dieser Abschalt-Lücke der LF-Verstärkerschaltungen positioniert sein könnte.
• Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die drei LF-Verstärkerschaltungen periodisch synchron aktiviert und abgeschaltet werden, wobei die drei LF-Verstärkerschaltungen nicht länger als die dritte Zeitdauer abgeschaltet sind, wobei die dritte Zeitdauer etwa derjenigen Zeitdauer entspricht, die die vorgegebene Sendedauer des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer überschreitet. Eine bevorzugte Weiterbildung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sendedauer des Prepattern-Signals mindestens dem Dreifachen der Mindestsendedauer entspricht und sowohl die Zeiten, in der die drei LF-Verstärkerschaltungen abgeschaltet sind, als auch die Zeiten, in der die drei LF-Verstärkerschaltungen aktiviert sind, der Mindestsendedauer entsprechen. Dies führt zu einem synchronen Ein- und Ausschalten der LF-Verstärkerschaltungen mit einem Tastverhältnis von 1:1, was einerseits die Ansteuerlogik zum Ein- und Ausschalten der Verstärkerschaltungen vereinfacht und andererseits deren Stromverbrauch reduziert. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine abgeschätzte Reduktion des Stromverbrauchs von 40 % gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik erzielen.
• Eine andere, bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die drei LF-Verstärkerschaltungen periodisch mit gleicher Periodendauer und mit gleichen Abschaltzeiten abgeschaltet werden, wobei vorzugsweise die drei LF-Verstärkerschaltungen periodisch zeitversetzt abgeschaltet werden, wobei der zeitliche Versatz einem Drittel der Periodendauer entspricht. Bei einer entsprechenden Verlängerung der Sendedauer des Prepattern-Signals über das Doppelte, vorzugsweise das Dreifache der Mindestsendedauer hinaus, gestattet diese Ausführungsform längere Abschaltzeiten als Zeiten der Aktivierung, so dass der Energieverbrauch weiter reduziert werden kann. Sobald die Sendedauer des Prepattern-Signals gleich dem Dreifachen der Mindestsendedauer oder größer ist, führt der zeitliche Versatz für den Fall, dass die Einschaltzeiten etwa der Mindestsendedauer entsprechen, dazu, dass sich die Einschaltzeiten der LF-Verstärkerschaltungen nicht mehr überlappen, so dass jeweils nur eine LF-Verstärkerschaltung eingeschaltet bzw. aktiviert ist. Wird die Sendedauer des Prepattern-Signals noch weiter erhöht und bleiben die Einschaltzeiten etwa auf die Mindestsendedauern begrenzt, so sind die Einschaltzeiten der drei LF-Verstärkerschaltungen derart gegeneinander versetzt, dass es auch Zeiten gibt, in denen keine der drei LF-Verstärkerschaltungen eingeschaltet ist. Hierbei ist ein Kompromiss zu finden: Eine Verlängerung der Sendedauer des Prepattern-Signals führt einerseits zwar zu einem geringeren Energieverbrauch, andererseits steigt aber die Ansprechzeit der Schlüsselfernbedienung auf ein Wecksignal des kraftfahrzeugseitigen Steuergeräts, was zu unerwünschten Verzögerungen führen kann.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Energiesparmodus aktiviert, wenn festgestellt worden ist, dass sich die Schlüsselfernbedienung außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet, nachdem mit der Schlüsselfernbedienung ein Verriegeln des Kraftfahrzeugs ausgelöst wurde.
• Vorteilhafte und/oder bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
• 1 eine schematische Blockdarstellung der erfindungsgemäß betriebenen Schaltungen im Inneren einer Schlüsselfernbedienung für ein Kraftfahrzeug;
• 2 ein Zeitdiagramm der Ein- und Abschaltperioden der LF-Verstärkerschaltungen relativ zu einem von einer kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung gesendeten Weck-Signal;
• 3A und 3B zeitliche Verläufe der Aktivierung der drei LF-Verstärkerschaltungen bei synchronem Ein- und Abschalten in Relation zur Sendedauer T_P des Prepattern-Signals der kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung; und
• 4A und 4B zeitliche Verläufe einer zeitlich versetzten Aktivierung der drei LF-Verstärkerschaltungen in Relation zur Sendedauer T_P des Prepattern-Signals der kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung.
• 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der für die vorliegende Erfindung wesentlichen Schaltungen einer Schlüsselfernbedienung für ein Kraftfahrzeug. Die Schlüsselfernbedienung 1 enthält drei LF-Empfangseinrichtungen, die jeweils eine Empfangsspule 2A-2C und eine LF-Verstärkerschaltung 3A-3C umfassen. Die drei Empfangsspulen 2A-2C sind in den drei zueinander orthogonalen Raumrichtungen ausgerichtet, so dass gewährleistet wird, dass unabhängig von der Orientierung der Schlüsselfernbedienung 1 zumindest eine Spule die von der kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung abgestrahlten Signale mit maximaler Signalstärke empfangen kann. Das auf die Empfangsspulen 2A-2C auftreffende LF-Signal mit beispielsweise einer Trägerfrequenz von 125 kHz, welches beispielsweise amplitudenmoduliert ist, erzeugt in einer oder in mehreren der drei Empfangsspulen 2A-2C einen Stromfluss, der beispielsweise in der Größenordnung von weniger Mikroampere liegt. Die LF-Verstärkerschaltungen verstärken diesem Strom beispielsweise auf einige Milliampere.
• Das verstärkte amplitudenmodulierte HF-Signal wird über Gleichrichter 4A-4C an Eingangsanschlüsse einer Steuerschaltungsanordnung 5 angelegt, beispielsweise an einen Eingangsport eines Mikrocontrollers. Aufgrund der Gleichrichtung wird an die Eingangsanschlüsse ein Gleichspannungssignal angelegt, dessen Betrag von der Amplitudenmodulation des HF-Signals abhängt. Dieses Gleichspannungssignal kann beispielsweise geglättet und an einen Eingang einer Komparatorschaltung 6A-6C angelegt werden. Die Komparatorschaltungen 6A-6C sind beispielsweise Bestandteil der Steuerschaltungsanordnung 5. Jede der Komparatorschaltungen 6A-6C vergleicht die über einen der Gleichrichter 4A-4C angelegte Spannung mit einem Referenzwert und erzeugt bei Überschreiten des Referenzwerts ein Ausgabesignal, welches dann von der Steuerschaltungsanordnung 5 weiterverarbeitet werden kann.
• 1 zeigt ferner eine Batterie 7, welche der Versorgung der Schaltungen der Schlüsselfernbedienung 1 dient. Nicht in 1 dargestellt sind die Spannungsversorgungsanschlüsse der LF-Verstärkerschaltungen und der Steuerschaltung 5. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Spannungsversorgungsanschlüsse der LF-Verstärkerschaltungen 3A-3C nicht direkt, sondern über in der Steuerschaltungsanordnung 5 enthaltene Schalteinrichtungen, beispielsweise Schaltgatter, mit der Spannungsversorgung, das heißt der Batterie 7, verbunden sind. Beispielsweise handelt es sich bei der Steuerschaltung 5 um einen Mikrocontroller, der über Ausgabeports die Spannungsversorgung der drei LF-Verstärkerschaltungen 3A-3C steuert. Bei einer alternativen Ausführungsform, bei der sich sämtliche in 1 gezeigten Schaltungsanordnungen in einem integrierten Schaltkreis befinden, können die Spannungsversorgungen der drei LF-Verstärkerschaltungen auch über Register ein- bzw. ausgeschaltet werden. Die Register werden programmgesteuert mit dem den Einschaltzustand bzw. Ausschaltzustand bestimmenden Wert geladen.
• Wenn kein Signalaustausch zwischen einer kraftfahrzeugseitigen Sende- oder Empfangseinrichtung und der Schlüsselfernbedienung stattfinden soll, kann die Schaltungsanordnung der Schlüsselfernbedienung in einen Ruhezustand (Energiesparmodus) versetzt werden, in dem möglichst wenig Energie der Batterie 7 verbraucht wird. Insbesondere können sämtliche Schaltungsbestandteile abgeschaltet werden, die nicht für eine Wiederaufnahme der Kommunikation mit der kraftfahrzeugseitigen Steuereinrichtung erforderlich sind. Die Kommunikation mit der kraftfahrzeugseitigen Steuereinrichtung beginnt üblicherweise mit einem von der kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung abgestrahlten Wecksignal. Dieses Wecksignal wird üblicherweise im LF-Frequenzbereich abgestrahlt. Wenn sich beispielsweise ein Bediener dem Kraftfahrzeug annähert und beispielsweise einen mit einem kapazitiven Sensor ausgerüsteten Türgriff hintergreift, so erfasst das kraftfahrzeugseitige Steuergerät diese Annäherung, woraufhin die Kommunikation mit der Schlüsselfernbedienung durch Abstrahlen eines Wecksignals im LF-Frequenzbereich begonnen wird. Sämtliche Schaltungen der Schlüsselfernbedienung, die nicht zum Empfangen und Erfassen dieses Wecksignals benötigt werden, können im Energiesparmodus abgeschaltet sein. Benötigt werden allerdings die LF-Empfangseinrichtungen mit ihren LF-Verstärkerschaltungen 3A-3C und die Komparatorschaltungen 6A-6C, die das interne Wecksignal erzeugen sollen. Die anderen erforderlichen Bauelemente, wie die Empfangsspulen 2A-2C oder die Gleichrichter 4A-4C benötigen selbst keine eigene Spannungsversorgung.
• Allerdings verbrauchen die nicht abgeschalteten LF-Verstärkerschaltungen 3A-3C und auch die Komparatorschaltungen 6A-6C aufgrund des fließenden Ruhestroms Energie. Beispielsweise fließt durch jeder Verstärkerschaltung ein Ruhestrom von etwa 1,5 mA, was bei drei eingeschalteten Verstärkerschaltungen zu einem Ruhestrom in der Größenordnung von etwa 5 mA führt.
• Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die LF-Verstärkerschaltungen 3A-3C nur periodisch eingeschaltet zu lassen. Durch das periodische Abschalten kann Energie eingespart werden. Voraussetzung für die Energieeinsparung ist selbstverständlich, dass die Vorgänge des Ein- und Ausschaltens, das heißt das Steuern des Ein- und Ausschaltens durch die Steuerschaltungsanordnung 5 zu einem deutlich geringeren Mehrverbrauch an Energie führt als durch das Abschalten eingespart werden kann.
• Das periodische Ein- und Ausschalten der LF-Verstärkerschaltungen geht einher mit einer entsprechenden Anpassung des von der kraftfahrzeugseitigen Steuereinrichtung abgestrahlten Wecksignals. Das abgestrahlte Wecksignal, ein amplitudenmoduliertes 125 kHz-Signal, umfasst einen „Prepattern“ genannten Vorspann von einer vorgegebenen Dauer. Während der Abstrahlung des Prepattern-Signals wird die Trägerfrequenz von beispielsweise 125 kHz derart amplitudenmoduliert, dass die Modulation bei einer Baudrate von 4 kBaud periodisch ein- und ausgeschaltet wird, das heißt zwischen vollständiger Modulation und Trägerunterdrückung hin- und herschaltet. Diese Modulation erfolgt beispielsweise mit einem Tastverhältnis von 50 %, so dass sich bei Empfang des modulierten Trägersignals durch eine Empfangsspule 2A-2C, anschließender Verstärkung durch eine Verstärkerschaltung 3A-3C und anschließender Gleichrichtung durch einen Gleichrichter 4A-4C ein mittlerer Pegel am Eingang eines der Komparatoren 6A-6C ergibt, wobei der Pegel von der Empfangsfeldstärke, das heißt von der Orientierung der Empfangsspule und dem Abstand zum Sender abhängt. Nachdem dieser mittlere Pegel für eine vorgegebene Mindestdauer empfangen worden ist, kann die Komparatorschaltung 6A-6C daraus einen Referenzwert ableiten, mit dem die nachfolgend empfangenen amplitudenmodulierten Datensignale verglichen werden können. Bevor somit Daten empfangen und ausgewertet werden können, ist es erforderlich, dass die Empfangseinrichtungen das Prepattern-Signal für eine Mindestdauer T_min empfangen haben, damit die zugehörigen Komparatorschaltungen einen Referenzpegel bilden können.
• Wenn jedoch die Verstärkerschaltungen 3A-3C periodisch ein- und ausgeschaltet werden, so kann der Fall eintreten, dass das von der kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung abgestrahlte Prepattern-Signal die Lücke überlagert, in der die Empfangseinrichtung aufgrund der Abschaltung der Verstärkerschaltung deaktiviert ist. Um dennoch einen sicheren Empfang des Prepattern-Signals für die Mindestsendedauer T_min zu gewährleisten, müssen einerseits die Einschaltzeiten der Verstärkerschaltungen 3A-3C mindestens die Länge dieser Mindestsendedauer aufweisen und andererseits das Prepattern-Signal über das Doppelte einer Mindestsendedauer hinaus verlängert werden. Dies ist anhand von 2 veranschaulicht. Gemäß 2 erstreckt sich das Prepattern-Signal über eine Sendedauer T_P , wobei es so angeordnet ist, dass es für die Zeitdauer t_a eine erste Einschaltperiode der LF-Verstärkerschaltungen überlagert und für die Zeitdauer t_b eine zweite Einschaltperiode. In der ersten Einschaltperiode des Verstärkers, welche nur mit der geringen Zeit t_a überlagert ist, welche geringer als die Mindestsendedauer T_min ist, kann noch kein Wecksignal erzeugt werden, weil die Zeit zum Bilden des Referenzpegels nicht ausreicht. Erst während des zweiten Überlagerns für die Zeit t_b , welche länger als die Mindestsendedauer T_min ist, findet ein Aufwecken der Schaltungen der Schlüsselfernbedienung 1 statt, was unter anderem zu einem Eingeschaltet-Lassen der LF-Verstärkerschaltungen führt. Dieses Eingeschaltet-Lassen ist am Ende der Zeitachse in 2 dargestellt.
• Bei dem in 2 gezeigten Beispiel sind die Zeiten des periodischen Einschaltens und Ausschaltens T_Ein und T_Aus etwa gleich und entsprechen etwa der Länge der Mindestsendedauer T_min . Bei dem Beispiel gemäß 2 werden alle drei LF-Verstärkerschaltungen synchron ein- bzw. ausgeschaltet. Die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit betragen beispielsweise jeweils 2,5 ms, während beispielsweise die Länge des Prepattern-Signals 8 ms beträgt.
• 3A und 3B zeigen zwei Beispiele für ein synchrones Ein- und Abschalten der drei LF-Empfängerschaltungen, die hier mit (A) bis (C) gekennzeichnet sind. Bei dem Beispiel gemäß 3A wird eine minimale Einschaltzeit T_Ein gewählt, die etwa der Mindestsendedauer T_min entspricht. Damit gewährleistet wird, dass unabhängig von der zufälligen zeitlichen Lage des Prepattern-Signals die LF-Verstärkerschaltungen innerhalb dieses Prepattern-Signal-Fensters für die Mindestsendedauer eingeschaltet sind, muss die Sendedauer T_P des Prepattern-Signals die Länge der Ausschaltzeit der LF-Verstärkerschaltungen mindestens um das Zweifache der Mindestsendedauer T_min überschreiten. Anders ausgedrückt: Bei vorgegebener Sendedauer T_P des Prepattern-Signals darf die Ausschaltzeit der LF-Verstärkerschaltungen nicht größer als diejenige Zeit sein, die die Sendedauer T_P das Doppelte der Mindestsendedauer T_min übersteigt. Dadurch wird gewährleistet, dass dann, wenn sich das Prepattern-Signal zeitlich gegenüber der in 3A gezeigten Darstellung nach rechts verschiebt, in jedem Fall ein Einschalt-Fenster der Dauer T_min von dem Prepattern-Signal erfasst wird.
• 3B zeigt eine Ausführungsform, bei der die Einschaltdauer der LF-Verstärkerschaltungen gegenüber der Mindestsendedauer T_min erhöht ist. Auch hier gilt, wie man der 3B entnehmen kann, dass die Sendedauer T_P des Prepattern-Signals die Ausschaltzeit der LF-Verstärkerschaltungen mindestens um das Doppelte der Mindestsendedauer T_min überschreiten sollte.
• Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Sendedauer T_P gegenüber der Darstellung gemäß den 3A und 3B geringfügig verkürzt ist. Allerdings gibt es dann eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Fall eintreten kann, dass das Prepattern-Signal nicht korrekt erfasst wird.
• 4A und 4B zeigen eine alternative Folge des Einschaltens und Abschaltens der drei LF-Verstärkerschaltungen 3A-3C. Hierbei werden die drei Verstärkerschaltungen zeitlich versetzt eingeschaltet, wobei der Zeitversatz T_V bei den in den 4A und 4B dargestellten Ausführungsformen jeweils ein Drittel der gesamten Periodendauer des Einschaltens und Ausschaltens (T_Ein + T_Aus) beträgt. Durch das zeitliche Versetzen des Einschaltens der LF-Verstärkerschaltungen ist eine weitere Verringerung des Stromverbrauchs möglich. Allerdings erhöht sich hierdurch auch der Energieverbrauch der Schaltsteuerung, wobei diese Schalteinrichtungen und Steuerschaltungen so ausgewählt sein sollten, dass deren Energieverbrauch deutlich geringer ist als der Energieverbrauch der eingeschalteten Verstärkerschaltungen.
• 4A zeigt eine Ausführungsform, bei der die Einschaltzeit der Verstärkerschaltungen etwa der Mindestsendedauer T_min entspricht, während die Ausschaltzeit T_Aus etwa dem Doppelten der Einschaltzeit T_Ein entspricht. Die Versatzzeit T_V entspricht ebenfalls der Einschaltzeit T_Ein , so dass dann, wenn eine LF-Verstärkerschaltung abgeschaltet wird, sogleich die nächste LF-Verstärkerschaltung eingeschaltet wird. Wenn in diesem Fall die Sendedauer T_P des Prepattern-Signals der in 4A dargestellten Dauer entspricht, so ist gewährleistet, dass stets zumindest zwei der drei LF-Verstärkerschaltungen für die Mindestsendedauer T_min während des Zeitfensters des Prepattern-Signals eingeschaltet sind.
• 4B zeigt eine Darstellung, bei der noch weniger Energie von den LF-Verstärkerschaltungen verbraucht wird, da der Versatz T_V größer ist als die Einschaltdauer T_Ein , die wiederum etwa der Mindestsendedauer T_min entspricht.
• Für sämtliche in den 3A bis 4B dargestellten Ausführungsbeispiele gilt, dass die Ausschaltdauer T_Aus gleich oder kleiner ist als die Summe aus dem zeitlichen Versatz T_V und der Zeit, mit der die Sendedauer T_P des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer T_min übersteigt: $${\text{T}}_{\text{Aus}}\le {\text{T}}_{\text{V}}+\left({\text{T}}_{\text{P}}-2{\text{T}}_{\text{min}}\right).$$

  
• Für den Fall, dass die drei LF-Verstärkerschaltungen synchron geschaltet werden, ist die Zeit T_V gleich Null. Dann gilt (wie oben bereits ausgeführt), dass die Ausschaltdauer kleiner oder gleich derjenigen Zeitdauer sein muss, mit der die Sendedauer T_P des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer T_min übersteigt. Für den Fall eines versetzten Einschaltens bei einem konstanten Versatz zwischen sämtlichen drei LF-Verstärkerschaltungen ergibt sich, dass die Versatzzeit T_V einem Drittel der Summe aus Einschaltzeit T_Ein und Ausschaltzeit T_Aus ist. $${\text{T}}_{\text{V}}=\text{1/3}*\left({\text{T}}_{\text{Aus}}+{\text{T}}_{\text{Ein}}\right).$$

  
• Berücksichtigt man diese Relation in der oben genannten Bedingung für die Ausschaltzeit T_Aus , so ergibt sich folgende Gleichung: $${\text{T}}_{\text{Aus}}\le \text{1/2}+\text{3/2}*\left({\text{T}}_{\text{P}}-2{\text{T}}_{\text{min}}\right).$$

  
• Das heißt, die Ausschaltzeit sollte kleiner sein als die Hälfte der Einschaltzeit T_Ein zuzüglich dem 1,5-fachen derjenigen Zeit, die die Sendedauer T_P das Doppelte der Mindestsendedauer T_min übersteigt.
• Um eine minimale Einschaltzeit zu erreichen, wird die Einschaltzeit vorzugsweise gleich der Mindestsendedauer T_min gesetzt, woraus sich ergibt, dass die Ausschaltzeit T_Aus kleiner gleich der Summe aus der halben Mindestsendedauer T_min und dem 1,5-fachen derjenigen Zeitdauer sein sollte, die die Sendedauer T_P des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer T_min überschreitet.
• Werden diese Bedingungen beachtet, so ergibt sich eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit einer korrekten Erfassung des Prepattern-Signals bei gleichzeitigem periodischem Abschalten der Empfängerschaltungen und der damit einhergehenden Energieeinsparung.
• Aus einer Umstellung der oben genannten Formeln ergibt sich auch, dass man zunächst eine Ausschaltdauer vorgeben und daraus die erforderliche Mindestdauer des Abstrahlens des Prepattern-Signals ermitteln kann. Eine Obergrenze für die Dauer des Prepattern-Signals ergibt sich aus dem Umstand, dass ein längeres Prepattern-Signal die Dauer der Gesamtkommunikation und somit die Verzögerung zwischen dem Beginn der Kommunikation und der Freigabe des Türschlosses (Entriegelung) verzögert.

Claims (11)

1. Verfahren zum Betreiben einer Schlüsselfernbedienung (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Schlüsselfernbedienung (1) eine Steuerschaltungsanordnung (5) und drei LF-Empfangseinrichtungen mit jeweils einer Empfangsspule (2A-2C) und einer LF-Verstärkerschaltung (3A-3C) enthält, wobei die LF-Verstärkerschaltungen über jeweils einen Gleichrichter (4A-4C) mit den Eingängen von Komparatorschaltungen (6A-6C) der Steuerschaltungsanordnung (5) gekoppelt sind, wobei in einem Energiesparmodus alle Schaltungsanordnungen der Schlüsselfernbedienung (1) mit Ausnahme der drei LF-Empfangseinrichtungen und der Komparatorschaltungen in einen abgeschalteten Zustand versetzt werden, wobei ein zum Wecken vorgesehenes Prepattern-Signal von einer kraftfahrzeugseitigen Sendeeinrichtung für eine vorgegebene Sendedauer (T_P) abgestrahlt wird, wobei dann, wenn in dem Energiesparmodus das Prepattern-Signal durch wenigstens eine der drei LF-Empfangseinrichtungen empfangen wird, durch die zugehörige Komparatorschaltung (6A-6C) ein Wecksignal erzeugt wird, in dessen Folge die in den abgeschalteten Zustand versetzten Schaltungen wieder aktiviert werden, und während des Empfangs des Prepattern-Signals ein Referenzpegel für eine Auswertung nachfolgend zu empfangender Datensignale auf der Grundlage des Ausgangssignals des zugehörigen Gleichrichters (4A-4C) gebildet wird, wobei die vorgegebene Sendedauer (T_P) des Prepattern-Signals über das Doppelte einer Mindestsendedauer (T_min), welche zum Bilden des Referenzpegels erforderlich ist, hinaus verlängert wird, wobei in dem Energiesparmodus die drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) jeweils wiederholt derart aktiviert und abgeschaltet werden, dass innerhalb jedes beliebigen Zeitfensters der Dauer (T_P) des Prepattern-Signals zumindest zwei der drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) für eine der Mindestsendedauer (T_min) entsprechende erste Zeitdauer ununterbrochen aktiviert sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer (T_Ein), in der die LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) aktiviert sind, jeweils etwa der Mindestsendedauer (T_min) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) nicht länger als eine zweite Zeitdauer abgeschaltet wird, wobei die zweite Zeitdauer gleich der Zeitdauer ist, mit der die Sendedauer (T_P) des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer (T_min) übersteigt, zuzüglich einem etwaigen zeitlichen Versatz (T_V) zwischen dem Einschalten der drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) .
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass niemals zwei der drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) zusammen länger als eine dritte Zeitdauer abgeschaltet sind, wobei die dritte Zeitdauer (T_P-2T_min) etwa derjenigen Zeitdauer entspricht, die die vorgegebene Sendedauer (T_P) des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer (T_min) überschreitet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) periodisch synchron aktiviert und abgeschaltet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendedauer (T_P) des Prepattern-Signals mindestens dem Dreifachen der Mindestsendedauer (T_min) entspricht und sowohl die Zeiten, in denen die drei LF-Verstärkerschaltungen abgeschaltet sind, als auch die Zeiten, in denen die drei LF-Verstärkerschaltungen aktiviert sind, der Mindestsendedauer (T_min) entsprechen.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) periodisch mit gleicher Periodendauer und mit gleichen Abschaltzeiten abgeschaltet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass alle drei LF-Verstärkerschaltungen (3A-3C) periodisch zeitversetzt abgeschaltet werden, wobei der zeitliche Versatz (T_V) einem Drittel der Periodendauer (T_Aus+T_Ein) entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zeitdauer gleich der Hälfte einer Einschaltdauer (T_Ein), in der die LF-Verstärkerschaltungen aktiviert sind, zuzüglich dem 1,5-fachen der Zeitdauer, mit der die Sendedauer des Prepattern-Signals das Doppelte der Mindestsendedauer (T_min) übersteigt, ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Sendedauer (T_P) des Prepattern-Signals mindestens dem Dreifachen der Mindestsendedauer (T_min) entspricht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiesparmodus aktiviert wird, wenn festgestellt worden ist, dass sich die Schlüsselfernbedienung (1) außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet, nachdem mit der Schlüsselfernbedienung ein Verriegeln des Kraftfahrzeugs ausgelöst wurde.

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