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Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetoresistiven Sensor, der insbesondere für einen Identifikationsgeber einer Zugangs- und/oder Startanordnung für ein Fahrzeug ausgelegt ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Identifikationsgeber für eine Zugangs- und/oder Startanordnung mit dem besagten magnetoresistiver Sensor, sowie eine Zugangs- und/oder Startanordnung für ein Fahrzeug mit einem besagten Identifikationsgeber.
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In heutigen Fahrzeugen gehören Wegfahrsperren bzw. Einrichtungen zur Motorstartfreigabe zur Standardausrüstung. Dabei wird mittels Nahfeldkommunikation, insbesondere durch eine Transponderkommunikation, bei der ein Identifikationsgeber eines Benutzers sich im Innenraum des Fahrzeugs in einem bestimmten Abstand von einer fahrzeugseitigen Leseeinrichtung entfernt befindet, auf ein Anfragesignal hin, ein Code des Identifikationsgebers an das fahrzeugseitige Lesegerät übertragen, wobei eine fahrzeugseitige Auswerteeinrichtung dann eine Wegfahrsperre freigibt bzw. eine Motorstartfreigabe erteilt, wenn der von dem Identifikationsgeber übertragene Code gleich einem Sollcode ist.
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Neben derartigen, gerade beschriebenen Startsystemen für Fahrzeuge, gibt es auch Zugangssysteme, um einen unbefugten Zutritt zu einem Fahrzeug zu verhindern. Insbesondere verwenden moderne Zugangsberechtigungssysteme bzw. Zugangsanordnungen in Fahrzeugen elektronische Sicherungssysteme, bei denen zur Authentifizierung eines Benutzers eine Datenkommunikation zwischen einer ersten Kommunikationseinrichtung des Fahrzeugs mit einer zweiten Kommunikationseinrichtung in einem mobilen Identifikationsgeber des Benutzers, wie einem Schlüssel oder Schlüsselanhänger, erfolgt. Dabei werden bei einer aktiven Zugangsanordnung von dem mobilen Identifikationsgeber Steuersignale sowie ein Identifikationscode beispielsweise durch Drücken einer entsprechenden Taste durch den Benutzer des mobilen Identifikationsgebers an das Fahrzeug gesendet, woraufhin dieses bei korrektem Identifikationscode entriegelt bzw. verriegelt wird. Bei einer sogenannten passiven Zugangsanordnung werden zunächst von einer ersten Kommunikationseinrichtung des Fahrzeugs in regelmäßigen Zeitabständen Anfragesignale einer bestimmten Stärke ausgesendet, um zu Überprüfen, ob sich ein mobiler Identifikationsgeber in einem Annäherungsbereich bzw. Erfassungsbereich um das Fahrzeug befindet. Nähert sich ein mobiler Identifikationsgeber dem Fahrzeug und kann schließlich dessen Anfragesignale empfangen, so wird er auf den Empfang eines Anfragesignals antworten, um einen Authentifizierungsvorgang bzw. Vor-Authentifizierungsvorgang einzuleiten. Das Anfragesignal kann überdies noch zur Ortung bzw. Lokalisierung des Identifikationsgebers gegenüber dem Fahrzeug verwendet werden. Dazu misst der Identifikationsgeber die Empfangsfeldstärke des Anfragesignals an seinem Ort, und kann daraus auf die Entfernung zum Fahrzeug schließen, wenn davon ausgegangen wird, dass das Anfragesignal mit einer vorbestimmten Sendefeldstärke ausgesendet wurde.
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Bei einem Authentifizierungsvorgang werden dabei Daten ausgetauscht, in denen letztlich der mobile Identifikationsgeber seinen Authentifizierungscode dem Fahrzeug übermittelt. Bei erfolgreichem Überprüfen des Authentifizierungscodes ist es dann möglich, dass ein Benutzer, der sich direkt am Fahrzeug befindet, durch Betätigen eines Türgriffs ein Entriegeln der entsprechenden Fahrzeugtür oder aller Fahrzeugtüren erzielt. Da hier kein aktives Betätigen eines mechanischen oder elektrischen Identifikationsgebers bzw. Schlüssels durch einen Benutzer vorgenommen werden muss, wird diese Art der Zugangsberechtigung auch als passive Zugangsberechtigungsprüfung, und die entsprechenden Zugangsberechtigungssysteme als passive elektronische Zugangsberechtigungssysteme bezeichnet.
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Nun verwenden heutige moderne Fahrzeuge Sicherheitsanordnungen, bei denen die Funktion einer elektronischen Wegfahrsperre sowie eines passiven Zugangssystems zusammengefasst sind. Wie oben beschrieben, basieren derartige Sicherungssysteme bzw. Sicherungsanordnungen auf einem „Frage-Antwort-Dialog”, bei dem als Anfragesignal ein niederfrequentes Signal mit einem entsprechenden Anfragetelegramm an den tragbaren Identifikationsgeber ausgesendet wird, das dieser insbesondere bei der Wegfahrsperre mit einem niederfrequenten Antwortsignal oder bei einem Zugangssystem insbesondere mit einem hochfrequenten Antwortsignal beantwortet. Nun ist es insbesondere für die Abwehr von Angriffen auf die elektronische Wegfahrsperre, aber vor allem auf das Zugangssystem wichtig, die Empfangsfeldstärken eines oder mehrerer Anfragesignale möglichst genau zu messen, insbesondere die Empfangsfeldstärken von Anfragesignalen, die von verschiedenen fahrzeugseitigen Antennen ausgesendet wurden. Zu diesem Zweck werden in herkömmlichen Identifikationsgebern induktive Sensoren, wie Spulen, verwendet, in denen durch den Empfang eines Anfragesignals eine entsprechende Spannung induziert wird. Nachteilig daran ist, dass zum Erfassen einer gut messbaren induzierten Spannung die Spulen eine gewisse Größe bzw. Abmessung haben müssen, was auch Einfluss auf die Abmessungen des Identifikationsgebers hat.
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Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der eine genaue und sichere Erfassung eines Anfragesignals bei minimierten Abmessungen erreichbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Dabei umfasst gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein magnetoresistiver Sensor, insbesondere für den Einsatz in einem mobilen Identifikationsgeber einer Zugangs- und/oder Startanordnung eines Fahrzeugs, folgende Merkmale. Er hat eine erste magnetoresistive Schicht bzw. eine Schicht aus einem magnetoresistiven Material, deren elektrischer Widerstand durch Anliegen eines äußeren Magnetfelds (gezielt) veränderbar ist. Ferner hat der magnetoresistive Sensor eine erste hartmagnetische Schicht mit einer ersten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung in der Schichtebene, die auf einer ersten Seite der ersten magnetoresistiven Schicht angeordnet ist, um die erste magnetoresistive Schicht mit einem ersten Magnetfeld in der ersten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung zu beaufschlagen. Anders ausgedrückt handelt es sich bei der ersten hartmagnetischen Schicht um eine Permanentmagnetschicht, die die Aufgabe hat, die erste magnetoresistive Schicht (quasi in der Funktion einer Bias-Schicht) in der ersten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung vorzumagnetisieren. Desweiteren weist der magnetoresistive Sensor eine erste weichmagnetische Schicht auf, die auf einer zweiten Seite der ersten magnetoresistiven Schicht angeordnet ist, um durch den Einfluss eines äußeren Magnetfeldes, dass auf den magnetoresistiven Sensor wirkt, in einer externen Magnetisierungsrichtung ausgerichtet zu werden, um so die erste magnetoresistive Schicht mit einem zweiten Magnetfeld in der externen Magnetisierungsrichtung zu beaufschlagen. Der elektrische Widerstand der ersten magnetoresistiven Schicht ist dabei abhängig von dem Betrag der Differenz der angrenzenden Magnetfelder (bzw. deren jeweilige Komponenten in der Schichtebene), d. h. der Differenz zwischen dem ersten Magnetfeld der ersten hartmagnetischen Schicht und dem zweiten Magnetfeld der ersten weichmagnetischen Schicht. Genauer gesagt, setzt sich im Fall des Vorhandenseins eines externen Magnetfelds das von Seiten der hartmagnetischen Schicht auf die angrenzende erste magnetoresistive Schicht wirkende Magnetfeld aus der Summe des in der hartmagnetischen Schicht vormagnetisierten und des durch das externe Magnetfeld induzierten Magnetfelds zusammen. Je höher der Betrag der Differenz ist, umso höher ist der elektrische Widerstand der ersten magnetoresistiven Schicht.
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Mittels eines derartigen Sensors kann eine sehr genaue Magnetfeldmessung durch Auswertung des elektrischen Widerstands der ersten magnetoresistiven Schicht bei minimierten Abmessungen erreicht werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung umfasst der magnetoresistive Sensor ferner eine zweite magnetoresistive Schicht (beziehungsweise eine zweite auf einem magnetoresistiven Effekt beruhende Schicht, wobei für eine Erläuterung des Begriffs „magnetoresistive Schicht” bzw. „magnetoresistiver Effekt” auf die Erläuterung zu der ersten magnetoresistiven Schicht verwiesen wird. Ferner umfasst der magnetoresistive Sensor gemäß der Ausgestaltung eine zweite hartmageetische Schicht (bzw. zweite Permanentmagnetschicht) mit einer der ersten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung entgegengesetzten dritten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung in der Schichtebene, die auf einer ersten Seite der zweiten magnetoresistiven Schicht angeordnet ist, um die zweite magnetoresistive Schicht mit einem dritten Magnetfeld in der dritten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung zu beaufschlagen. Außerdem umfasst der magnetoresistive Sensor gemäß der Ausgestaltung eine zweite weichmagnetische Schicht, die auf einer zweiten Seite der zweiten magnetoresistiven Schicht angeordnet ist, um durch den Einfluss des äußeren Magnetfelds in der zweiten Magnetisierungsrichtung ausgerichtet zu werden, um die zweite magnetoresistive Schicht mit dem zweiten Magnetfeld in der externen Magnetisierungsrichtung zu beaufschlagen. Auch hierbei ist der elektrische Widerstand der zweiten magnetoresistiven Schicht abhängig von den angrenzenden Magnetfeldern. Wie oben zur ersten magnetoresistiven Schicht erläutert, ist der elektrische Widerstand der zweiten magnetoresistiven Schicht abhängig von dem Betrag der Differenz der angrenzenden Magnetfelder, wobei der elektrische Widerstand umso größer ist, je größer der Betrag der Differenz der angrenzenden Magnetfelder ist. Durch diese Kombination zweier magnetoresistiver Schichten, die durch jeweilige hartmagnetische Schichten bzw. Permanentmagnetschichten in entgegengesetzte Richtungen vormagnetisiert sind, kann ein differenzieller magnetoresistiver Sensor geschaffen werden. Der Vorteil dieses differenziellen magnetoresistiven Sensors besteht darin, dass mit ihm nicht nur die Feldstärke eines externen Magnetfelds bestimmt werden kann, sondern auch noch die Richtung bzw. der Richtungsvektor eines externen Magnetfelds. Trifft ein externes Magnetfeld auf den differenziellen magnetoresistiven Sensor, so werden sich entsprechend der Richtung des Magnetfelds in den jeweiligen magnetoresistiven Schichten unterschiedliche elektrische Widerstände einstellen, da die Beträge der Differenzen der angrenzenden Magnetfelder (aufgrund der entgegengesetzt magnetisierten angrenzenden hartmagnetischen Schichten) in jedem Fall unterschiedlich sind. Somit kann anhand der Erfassung der unterschiedlichen elektrischen Widerstände der magnetoresistiven Schichten auf die Richtung des externen Magnetfelds geschlossen werden, das auf den differenziellen magnetoresistiven Sensor wirkt. Ein Vorteil eines derartigen richtungsauflösenden Sensors besteht dabei in dem Einsatz einer passiven Start-/oder Zugangsanordnung in einem Fahrzeug, da ein mobiler Identifikationsgeber mit einem derartigen Sensor in der Lage ist, nicht nur den Betrag, sondern auch die Richtung von einem oder mehreren Anfragesignalen zu erfassen, die von einer, aber vorteilhafterweise mehreren Antennen des Fahrzeugs ausgesendet werden. Auf diese Weise kann der mobile Identifikationsgeber schnell erkennen, ob das Anfragesignal direkt von einem Fahrzeug, oder einer Weiterleitungseinrichtung (Relay-Einrichtung) im Rahmen eines Angriffs auf die Start-/oder Zugangsanordnung ausgesendet wurde.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind bei dem magnetoresistiven Sensor die erste weichmagnetische Schicht und die zweite weichmagnetische Schicht aufeinander angeordnet. Dabei ist es auch möglich, dass die erste weichmagnetische Schicht und die zweite weichmagnetische Schicht einstückig ausgebildet sind. Auf diese Weise können die Abmessungen des magnetoresistiven Sensors weiter minimiert werden. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass der magnetoresistive Sensor ferner ein Trägerelement bzw. ein Substrat aufweist, auf dem in einem ersten Block die erste weichmagnetische Schicht, die erste magnetoresistive Schicht und die erste hartmagnetische Schicht und daneben in einem zweiten Block die zweite weichmagnetische Schicht, die zweite magnetoresistive Schicht und die zweite hartmagnetische Schicht angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht einen sehr flachen Aufbau des magnetoresistiven Sensors.
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Wie bereits oben erwähnt, verändert sich der elektrische Widerstand der ersten magnetoresistiven Schicht in Abhängigkeit eines äußeren Magnetfelds. Zum Messen des elektrischen Widerstands hat der magnetoresistive Sensor gemäß einer Ausgestaltung einen ersten Meßkontakt, der die erste magnetoresistive Schicht, insbesondere an einem ersten Außenumfangsabschnitt des Sensors bzw. der ersten magnetoresistiven Schicht kontaktiert. Ferner ist ein zweiter Meßkontakt in der Ebene der ersten magnetoresistiven Schicht vorgesehen, der die erste magnetoresistive Schicht, insbesondere an einem zweiten Außenumfangsabschnitt des Sensors bzw. der ersten magnetoresistiven Schicht elektrisch kontaktiert, um so ein Widerstandssignal der ersten magnetoresistiven Schicht als ein Maß für das anliegende externe Magnetfeld zu erfassen. Insbesondere sind die beiden Meßkontakte an gegenüberliegenden Seiten des Sensors bzw. der ersten magnetoresistiven Schicht angeordnet, um eine möglichst große Strecke bzw. Widerstandsstrecke der ersten magnetoresistiven Schicht zu erfassen, auf die das externe Magnetfeld wirkt. Die Erfassung des elektrischen Widerstands erfolgt so in der Schichtebene der ersten magnetoresistiven Schicht. In diesem Zusammenhang ist es ferner denkbar, dass bei einer Anordnung des magnetoresistiven Sensors in der Form eines differenziellen magnetoresistiven Sensors (wie oben beschrieben) ein dritter Meßkontakt vorgesehen ist, der die zweite magnetoresistive Schicht, insbesondere an einem ersten Außenumfangsabschnitt des Sensors bzw. der zweiten magnetoresistiven Schicht elektrisch kontaktiert. Ferner kann ein vierter Meßkontakt in der Ebene der zweiten magnetoresistiven Schicht vorgesehen sein, der die zweite magnetoresistive Schicht, insbesondere an einem zweiten Außenumfangabschnitt des Sensors bzw. der zweiten magnetoresistiven Schicht elektrisch kontaktiert, um ein (zweites) Widerstandssignal der zweiten magnetoresistiven Schicht als ein Maß für das anliegende externe Magnetfeld zu erfassen. Die elektrischen Widerstände der jeweiligen ersten und zweiten magnetoresistiven Schicht können dann beispielsweise mittels einer Wheatstoneschen Meßbrücke bestimmt werden. Eine vorteilhafte Gestaltung der Meßbrücke erlaubt, dass der Betrag der Ausgangspannung proportional zum Verhältnis der beiden Widerständen ist und das Vorzeichen der Richtung des externen Magnetfeldes entspricht.
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Gemäß einer alternativen elektrischen Kontaktierung und Bestimmung der jeweiligen elektrischen Widerstände der ersten und der zweiten magnetoresistiven Schicht kann der magnetoresistive Sensor in seiner differenziellen Ausgestaltung einen fünften Meßkontakt aufweisen, der an einer Oberfläche der ersten hartmagnetischen Schicht angeordnet ist. Genauer gesagt wird der erste Meßkontakt an einer Oberfläche der ersten hartmagnetischen Schicht angeordnet, die sich entgegengesetzt zu der Seite befindet, in der die erste magnetoresistive Schicht angeordnet ist. Ferner kann ein sechster Meßkontakt vorgesehen sein, der an einer Oberfläche der zweiten hartmagnetischen Schicht angeordnet ist. Genauer ausgedrückt, kann der sechste Meßkontakt an einer Oberfläche der zweiten hartmagnetischen Schicht angeordnet sein, die sich entgegengesetzt zu der Seite befindet, an der die zweite magnetoresistive Schicht angeordnet ist. Schließlich ist ein siebter Meßkontakt vorgesehen, der an der einstückig ausgebildeten ersten bzw. zweiten weichmagnetischen Schicht angeordnet ist, um zwischen dem fünften und dem siebten Meßkontakt ein elektrisches Widerstandssignal der ersten magnetoresistiven Schicht als ein Maß für das anliegende externe Magnetfeld zu erfassen, und um zwischen dem sechsten und siebten Meßkontakt ein Widerstandssignal der zweiten magnetoresistiven Schicht als Maß für das anliegende externe Magnetfeld zu erfassen. In diesem Fall erfolgt eine elektrische Widerstandsmessung im Wesentlichen senkrecht zur Schichtebene der jeweiligen magnetoresistiven Schichten.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und die zweite magnetoresistive Schicht bezüglich ihrer Eigenschaften und Abmessungen gleich ausgebildet. Insbesondere können bei einem differentiellen Sensor alle jeweiligen korrespondieren Schichten in ihren Abmessungen und Eigenschaften gleich ausgebildet sein. Dies ermöglicht einerseits einen einfachen Herstellungsprozess und ein vereinfachtes Verfahren bei der differenziellen Widerstandsmessung.
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Um nicht nur Magnetfelder in einer Richtung zu erfassen, wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung eine dreidimensionale Magnetsensoranordnung geschaffen, die drei magnetoresistive Sensoren gemäß obiger Beschreibung bzw. einer Ausgestaltung umfasst, wobei die drei magnetoresistiven Sensoren insbesondere senkrecht zueinander angeordnet sind, um die Komponente eines externen Magnetfeldes in den drei Raumrichtungen zu erfassen. Auf diese Weise kann ein Sicherungssystem für ein Fahrzeug mit einer derartigen dreidimensionalen Magnetsensoranordnung weiter verbessert werden, da nun auch eine verbesserte bzw. detailliertere Richtungserfassung von Anfragesignalen ermöglicht wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Identifikationsgeber für eine Zugangs- und/oder Startanordnung für ein Fahrzeug mit einem magnetoresistiven Sensor (oder einer dreidimensionalen Magnetsensoranordnung) zum Erfassen von niederfrequenten elektromagnetischen Signalen geschaffen. Wie bereits erwähnt, kann ein derartiger Identifikationsgeber in seinen Abmessungen minimiert werden, wobei die Sensitivität bei der Erfassung eines Magnetfelds bzw. eines ein Magnetfeld erzeugenden Anfragesignals verbessert ist.
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Schließlich wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung eine Zugangs- und/oder Startanordnung für ein Fahrzeug mit folgenden Merkmalen geschaffen. Diese hat eine fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtung zum Übertragen eines niederfrequenten Anfragesignals und zum Empfangen eines Antwortsignals. Ferner hat sie eine fahrzeugseitige Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Antwortsignals zum Vergleichen einer in dem Antwortsignal enthaltenen Codeinformation mit einer erwarteten Sollcodeinformation, sowie zum Ansteuern einer Sicherheitseinrichtung in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs. Überdies ist ein tragbarer Identifikationsgeber zum Empfangen des niederfrequenten Anfragesignals und zum Zurücksenden eines Antwortsignals vorgesehen, wobei der tragbare Identifikationsgeber einen magnetoresistiven Sensor gemäß obiger Beschreibung bzw. einer Ausgestaltung hiervon oder einer dreidimensionale Magnetsensoranordnung zum Empfangen des niederfrequenten Anfragesignals aufweist. Ein derartiger tragbarer Identifikationsgeber mit einem magnetoresistiven Sensor bzw. einer dreidimensionalen Magnetsensoranordnung mit drei magnetoresistiven Sensoren ist insbesondere geeignet, niederfrequente Anfragesignale mit sehr tiefen Frequenzen, insbesondere niederfrequente Anfragesignale zu empfangen, die im Basisband von der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung übertragen werden. Sollten bei herkömmlichen Sensoren Magnetspulen zur Erfassung von niederfrequenten Signalen mit sehr tiefen Frequenzen verwendet werden, so müssten diese Spulen in ihren Abmessungen sehr groß ausgelegt werden, damit die in den Spulen induzierte Spannung einen ausreichenden Wert für eine ordnungsgemäße Erfassung bereitstellt. Mittels magnetoresistiver Sensoren gemäß obiger Ausgestaltung ist es jedoch denkbar, schwache Magnetfelder mit niedrigen Frequenzen zuverlässig zu empfangen, ohne die Abmessungen des Identifikationsgebers zu vergrößern.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des magnetoresistiven Sensors sind, soweit auf die dreidimensionale Magnetsensoranordnung, den Identifikationsgeber und die Zugangs- und/oder Startanordnung übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der dreidimensionalen Magnetsensoranordnung des Identifikationsgebers sowie der Zugangs- und/oder Startanordnung anzusehen, und umgekehrt.
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Im Folgenden sollen nun beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Zugangs- und/oder Startanordnung;
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2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen magnetoresistiven Sensors gemäß der Erfindung, insbesondere zur Verwendung in einer Zugangs- und/oder Startanordnung von 1;
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3 eine zweite Ausführungsform eines magnetoresistiven Sensors zur Verwendung in einer Zugangs- und/oder Startanordnung von 1;
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4 eine schematische Darstellung einer Messbrücke zum Erfassen von elektrischen Widerstandswerten der magnetoresistiven Schichten eines Sensors nach 2;
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5 eine erste Ausführungsform der elektrischen Kontaktierung des Sensors von 2;
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6 eine zweite Ausführungsform der elektrischen Kontaktierung eines magnetoresistiven Sensors nach 2;
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7 eine zeitliche Darstellung der Abfragerate eines Identifikationsgebers in Abhängigkeit seines Bewegungszustands.
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Es sei dabei zunächst auf 1 verwiesen, in der auf der linken Seite der Figur ein Fahrzeug FZ, insbesondere in der Form eines Kraftfahrzeugs, gezeigt ist. Das Fahrzeug weist Fahrzeugtüren FZT1 und FZT2 auf, durch die ein Fahrer bzw. Nutzer Zugang zu einem Fahrzeuginnenraum FZI, der von einer Fahrzeugkarosserie FK umgeben ist, erlangt. Dabei ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Fahrzeugtüre FZT1 ausführlich dargestellt, nämlich dass sie Komponenten einer Zugangs- und/oder Startanordnung ZSA aufweist. Entsprechende Komponenten können jedoch auch in der weiteren Fahrzeugtür FZT2 enthalten sein.
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Der fahrzeugseitige Teil der Zugangs- und/oder Startanordnung umfasst dabei eine fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtung FSE, die mit einer Antenne bzw. einer fahrzeugseitigen Spule FSP verbunden ist, um ein niederfrequentes Anfragesignal AMF mit einem Anfragetelegramm AT auszusenden bzw. an einen in der Nähe befindlichen Identifikationsgeber IDG zu übertragen. Dabei ist das niederfrequente Anfragesignal in Form von in der Spule (periodisch) erzeugten Magnetfeldern skizziert, welche noch am Ort des tragbaren Identifikationsgebers IDG erfassbar sind. Die Übertragung der niederfrequenten Magnetfelder findet gemäß dieser Ausführungsform insbesondere im Basisband, d. h. in dem Frequenzbereich statt, in dem sich das Anfragesignal ANF als Nutzsignal befindet. Insbesondere wird hier ein Frequenzbereich von 200 Hz bis 5 kHz verwendet. Es ist jedoch auch denkbar, Anfragesignale zu verwenden, die auf eine Trägerfrequenz, beispielsweise von 125 kHz, aufmoduliert sind.
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Das niederfrequente Anfragesignal, das im Basisband übertragen wird, wird von einem tragbaren Identifikationsgeber IDG, der sich in einem Abstand bis zu 5 Meter in der Nähe des Fahrzeugs befindet, empfangen. Der Identifikationsgeber IDG weist dazu eine identifikationsgeberseitige Sende-/Empfangseinrichtung ISE auf, die mit einem magnetoresistiven Sensor IMR verbunden ist. Dieser magnetoresistiver Sensor IMR kann dabei entsprechend einer der unten dargestellten Ausführungsformen (insbesondere gemäß den 2 und 3 in Form der magnetoresistiven Sensoren MR1 bzw. MR11 sowie MR12, und MR2) ausgestaltet sein. Die identifikationsgeberseitige Sende-/Empfangseinrichtung ISE misst dabei mittels des magnetoresistiven Senders IMR insbesondere die Empfangsfeldstärke des Anfragesignals ANF als sogenannten RSSI(Received Signal Strength Indication)-Wert. Dieser RSSI-Wert kann dann zusammen mit dem noch später beschriebenen Code CO in dem Antwortsignal AWS zurück zum Fahrzeug gesendet werden. Da die Empfangsfeldstärke des Anfragesignals eine Funktion des Abstands zwischen Fahrzeug FZ und Identifikationsgeber IDG ist, kann das Fahrzeug somit (bei bekannter Sendefeldstärke des Anfragesignals) die Entfernung zum Identifikationsgeber IDG bestimmen. Folglich kann der RSSI-Wert zur Ortung des Identifikationsgebers IDG verwendet werden.
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Der magnetoresistive Sensor IMR, der ein Material aufweist, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit eines äußeren Magnetfelds verändert (beispielsweise basierend auf einem AMR(Anisotroper magnetoresistiver)-Effekt) ist somit in der Lage, Änderungen eines äußeren Magnetfelds, die durch das Aussenden des niederfrequenten Anfragesignals ANF bewirkt werden, zu erfassen. Insbesondere bei diesen niedrigen Frequenzen des Anfragesignals ANF ist es vorteilhaft, einen derartigen magnetoresistiven Sensor zu verwenden, da seine Abmessungen sehr gering gehalten werden können, sodass auch der entsprechende tragbare Identifikationsgeber IDG klein gehalten werden kann.
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Aufgrund des Empfangs des Anfragesignals ANF mit dem Anfragetelegramm AT wird die identifikationsgeberseitige Sende-/Empfangseinrichtung ISE eine damit verbundene identifikationsgeberseitige Steuereinrichtung IST veranlassen, einen entsprechenden Code aus einem Speicher (nicht dargestellt) auszulesen und/oder einen Code zu generieren, der dann über einen Hochfrequenzpfad genauer gesagt über eine identifikationsgeberseitige Antenne IHA mittels eines hochfrequenten Antwortsignals AWS zum Fahrzeug FZ übertragen wird. Am Fahrzeug FZ wird das Antwortsignal ebenfalls von einem Hochfrequenzpfad der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung FSE zunächst über die fahrzeugseitige Antenne FHA empfangen und dann verarbeitet. Der empfangene Code CO wird dann in einer fahrzeugseitigen Steuereinrichtung bzw. fahrzeugseitigen Auswerteeinrichtung FST mit einem dort bereitgestellten Sollcode SC verglichen, wobei bei Übereinstimmung der beiden Codes eine Sicherheitseinrichtung des Fahrzeugs angesteuert wird. In dem in 1 gezeigten Fall, bei dem sich ein Identifikationsgeber bzw. ein Benutzer außerhalb des Fahrzeugs befindet, und somit gerade die Funktion einer Zugangsanordnung realisiert ist, wird bei übereinstimmendem Sollcode SC und empfangenen Code CO eine Türschließeinrichtung bzw. ein Türschloss TS durch die fahrzeugseitige Steuereinrichtung FST angesteuert. Dabei kann durch die Ansteuerung das Türschloss entriegelt werden, sodass ein Fahrer bzw. Benutzer die Fahrzeugtüre FZT1 öffnen und den Innenraum FZI des Fahrzeugs betreten kann.
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Wird hingegen der Identifikationsgeber bzw. dessen Benutzer sich im Innenraum des Fahrzeugs befinden, und beispielsweise einen Zündschlüssel (insbesondere mit Identifikationsgeber) in einem Zündschloss umdrehen oder eine Start/Stopp-Taste am Armaturenbrett (nicht dargestellt) betätigen, um den Wunsch zum Starten des Antriebsmotors kund zu tun, so findet in diesem Rahmen einer Startanordnung wieder das Aussenden eines Anfragesignals ANF statt, das von dem Identifikationsgeber IDG empfangen und mittels eines einem Code CO umfassenden Antwortsignals AWS beantwortet wird. Stimmt auch in diesem Fall eine Startanordnung der vom Fahrzeug empfangene Code CO mit einem vorbestimmten Sollcode SC überein, so wird in diesem Fall eine Sicherheitseinrichtung in Form einer Wegfahrsperre WFS freigegeben, um ein Starten des Antriebsmotors (nicht dargestellt) des Fahrzeugs FZ zu ermöglichen.
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Wie es in 1 gezeigt ist, befindet sich die fahrzeugseitige Spule FSP zum Aussenden des niederfrequenten Anfragesignals in der Türe FZT1 im Fahrzeuginneren FZI. Aufgrund der Verwendung einer Basisbandübertragung (der Nutzung des Frequenzbereichs des Anfragesignals ANF ohne Aufmodulation auf eine Trägerfrequenz für die Übertragung) ist es möglich dass dieses Anfragesignal ANF Metallteile der Karosserie FK in großem Maße durchdringen und einen außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Identifikationsgeber IDG erreichen kann. Somit ist eine zuverlässige Funktion sowohl als Startanordnung als auch als Zugangsanordnung gewährleistet.
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Obwohl für eine Messung eines niederfrequenten Anfragesignals ANF gemäß 1 ein beliebiger identifikationsgeberseitiger magnetoresistiver Sensor IMR verwendet werden kann, sollen nun in der 2 und 3 zwei vorteilhafte Ausführungsformen von magnetoresistiven Sensoren MR1 und MR2 in Form von differenziellen magnetoresistiven Sensoren beschrieben werden, die zur Messung von niederfrequenten Anfragesignalen ANF in einem Identifikationsgeber IDG von 1 verwendet werden können.
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Es sei dabei zunächst auf 2 verwiesen, in der ein erster differenzieller magnetoresistiver Sensor MR1 dargestellt ist.
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Dieser magnetoresistiver Sensor umfasst dabei eine erste magnetoresistive Schicht MRM1, die beispielsweise aus einem Permalloy-Material oder einem Magnesiumoxid bzw. einem Aluminiumoxid ausgebildet sein kann. Diese Schicht MRM1 beruht dabei auf einem magnetoresistiven Effekt, was bedeutet, dass der elektrische Widerstand dieser Schicht durch Anlegen eines äußeren Magnetfelds veränderbar ist. Auf einer ersten Seite der ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 (in der Figur oberhalb der Schicht MRM1) ist eine erste hartmagnetische Schicht PM1 (quasi als eine erste Permanentmagnetschicht) mit einer ersten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung MRI1 in der Schichtebene PSE1 vorgesehen, um die erste magnetoresistive Schicht MRM1 mit einem ersten Magnetfeld H1 in der ersten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung MRI1 zu beaufschlagen. Auf einer zweiten Seite der ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 (in der Figur unterhalb dieser Schicht MRM1) ist eine weichmagnetische Schicht WM12 angeordnet, um durch den Einfluss eines äußeren Magnetfelds HE in einer externen Magnetisierungsrichtung MRIE ausgerichtet zu werden, und um somit die erste magnetoresistive Schicht MRM1 mit einem zweiten Magnetfeld H2 in der externen Magnetisierungsrichtung zu beaufschlagen. Dabei ist der elektrische Widerstand der ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 von der Differenz des ersten und des zweiten Magnetfelds (H1 – H2) abhängig, nämlich derart, dass vorzugsweise der elektrische Widerstand der magnetoresistiven Schicht MRM1 um so größer ist, je größer der Betrag der Differenz der angrenzenden Magnetfelder H1 und H2 (bzw. deren Magnetfeldvektoren in der Schichtebene in der Darstellung) ist.
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Desweiteren umfasst der magnetoresistive Sensor MR1 eine zweite magnetoresistive Schicht MRM2, die ebenso auf einem magnetoresistiven Effekt beruht, und in den Abmessungen bzw. Eigenschaften zu der ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 analog ausgebildet ist. Auf einer ersten Seite der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2 ist eine zweite hartmagnetische Schicht PM2 als zweite Permanentmagnetschicht mit einer der ersten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung MRI1 entgegengesetzten dritten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung MRI3 in der Schichtebene PSE2 vorgesehen, um die zweite magnetoresistive Schicht MRM2 mit einem dritten Magnetfeld H3 in der dritten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung MRI3 zu beaufschlagen. In der Darstellung von 2 befindet sich die zweite hartmagnetische Schicht PM2 unterhalb der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2. Auf einer zweiten Seite der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2 ist die weichmagnetische Schicht WM12 (oberhalb der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2) angeordnet, um durch den Einfluss des äußeren Magnetfelds HE in der externen Magnetisierungsrichtung MRIE ausgerichtet zu werden, um die zweite magnetoresistive Schicht MRM2 mit dem zweiten Magnetfeld H2 in der externen Magnetisierungsrichtung zu beaufschlagen. Auch hier ist der elektrische Widerstand der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2 wieder von der Differenz der an diese angrenzenden Magnetfelder abhängig, nämlich derart, dass der elektrische Widerstand vorzugsweise umso größer ist, je größer der Betrag der Differenz der angrenzenden Magnetfelder (H1 – H3) ist.
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Als Materialien für die erste und zweite hartmagnetische Schicht PM1 und PM2 können beispielsweise Legierungen aus Aluminium, Nickel, Kobalt, sowie Legierungen aus Kupfer, Nickel, Eisen, Verbindungen aus Kobalt und Samarium, Verbindungen aus Neodym, Eisen und Bor, usw. verwendet werden. Als Materialien für die weichmagnetische Schicht können Weichferrite bestehend aus Nickel und Zink oder Mangan und Zink, Legierungen auf Basis von Eisen, Nickel und Kobalt, usw. verwendet werden.
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Wie es in 2 (in der Mitte der Darstellung) zu sehen ist, ist die Richtung des äußeren Magnetfelds HE in der Darstellung von links nach rechts gerichtet. Entsprechend stellt sich die Magnetisierung MRIE der weichmagnetischen Schicht WM12 ein, und erzeugt dadurch ein Magnetfeld H2 in Richtung des äußeren Magnetfelds HE. Die Richtung der ersten vorbestimmten Magnetisierungsrichtung MRI1 der ersten hartmagnetischen Schicht PM1 ist genau entgegengesetzt zum äußeren Magnetfeld HE bzw. zum Magnetfeld der weichmagnetischen Schicht WM12 ausgerichtet. Hingegen entspricht die dritte vorbestimmte Magnetisierungsrichtung MRI3 und entsprechend die Richtung des Magnetfelds H3 der Richtung des äußeren Magnetfelds HE. Somit ergibt sich, dass die Differenz der an die erste magnetoresistive Schicht MRM1 angrenzenden Magnetfelder in jedem Fall einen größeren Betrag aufweist als die Differenz der an die zweite magnetoresistive Schicht MRM2 angrenzenden Magnetfelder (diese sind ja parallel zueinander ausgerichtet). Somit wird der elektrische Widerstand der ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 einen höheren Wert aufweisen, als der elektrische Widerstand der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2. Diese beiden elektrischen Widerstände können in einer in 4 schematisch dargestellten Messbrücke ausgewertet werden. Dabei wird eine zu einem geschlossenen Ring angeordnete Anordnung aus vier Widerständen mit einer Spannung U0 versorgt. In dieser Widerstandsanordnung bilden jeweils zwei Widerstände einen Spannungsteiler, wobei ein Spannungsmessgerät MU eine Querbeziehung zwischen den beiden Spannungsteilern herstellt. Die unmittelbar gemessene Größe durch das Spannungsmessgerät ist der Spannungsunterschied zwischen den Spannungsteilern. Ausgehend von der in 2 dargestellten Situation sei der elektrische Widerstand der ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 mit R1 bezeichnet, während der elektrische Widerstand der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2 mit R2 bezeichnet wird. Durch die in 4 dargestellte Messbrücke ist es somit möglich, die an den Eingängen E1 und E2 angelegte Querspannung der beiden Spannungsteiler bezüglich Vorzeichen und Betrag zu messen und somit die Feldstärke und Richtung eines externen Magnetfelds zu messen.
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Anders ausgedrückt wird durch ein äußeres Magnetfeld HE, wie es in 2 gezeigt ist, im Spannungsmessgerät ein anderes Vorzeichen erzeugt, als durch ein externes Magnetfeld, das in entgegengesetzter Richtung auf den Sensor MR1 trifft, da die jeweiligen an die magnetoresistiven Schichten MRM1 und MRM2 angrenzenden Magnetfelder unterschiedliche Differenzbeträge annehmen. Somit wird für ein von der Bildebene von links nach rechts ausgerichtetes externes Magnetfeld HE ein höherer Widerstand R1 zu R2 erzeugt, während bei einem Magnetfeld mit einer Richtung von rechts nach links in der Bildebene ein höherer Widerstand R2 zu R1 zu erwarten ist. Eine derartige Möglichkeit, nicht nur den Betrag der Feldstärke eines externen Magnetfelds (durch eine Differenz der beiden Widerstände R1–R2 messen zu können), sondern auch darüber hinaus noch die Richtung des externen Magnetfelds zu erfassen, bringt eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten eines derartigen differenziellen magnetoresistiven Sensors MR1. Insbesondere kann er in einem tragbaren Identifikationsgeber für eine oben dargestellte Start- und/oder Zugangsanordnung verwendet werden, bei der zur Erhöhung des Schutzes vor Angriffen auf die Anordnung vorteilhafterweise neben der Abfrage eines korrekten Zugangscodes vom Identifikationsgeber IDG auch noch im Identifikationsgeber eine Auswertung der Richtung eines aber vorteilhafterweise mehrerer Anfragesignale ANF, die vorteilhafterweise von mehreren Antennen des Fahrzeugs ausgesendet werden, erfasst werden kann.
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Es sei nun auf 3 verwiesen in der eine zweite Ausführungsform eines magnetoresistiven Sensors MR2 in der Form eines differenziellen magnetoresistiven Sensors gezeigt ist. Auch dieser Sensor kann beispielsweise zur Erfassung von niederfrequenten Anfragesignalen in einem Identifikationsgeber IDG eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Der Sensor MR2 entspricht dabei bezüglich seiner Komponenten im Wesentlichen dem Sensor MR1, mit dem Unterschied, dass er aus zwei getrennten Erfassungselementen besteht, während der Sensor MR1 lediglich aus einem kombinierten Erfassungselement aufgebaut ist. Anders ausgedrückt kann man sich den Sensor MR2 so vorstellen, dass er aus einem Sensor MR1 hervorgegangen ist, der in der Mitte der weichmagnetischen Schicht WM12 getrennt wurde, sodass nun auf einem Träger bzw. auf einem Substrat TS ein erster Erfassungsabschnitt bzw. ein erster Block bestehend aus der ersten weichmagnetischen Schicht WM1, der darauf angeordneten ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 und einer darauf angeordneten ersten hartmagnetischen Schicht PM1 vorgesehen ist. Ferner ist auf dem Substrat TS ein zweiter Erfassungsabschnitt bzw. zweiter Block bestehend aus der zweiten hartmagnetischen Schicht PM2, der darauf angeordneten zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2 und einer darauf angeordneten zweiten weichmagnetischen Schicht WM2 vorgesehen. Zur Ausbildung eines differenziellen magnetoresistiven Sensors ist die erste vorbestimmte Magnetisierungsrichtung MRI1 (in der Darstellung von rechts nach links) entgegengesetzt zur dritten vorbestimmten Magnetisierung MRI3 ausgerichtet, sodass durch die erste magnetoresistive Schicht MRM1 in einer entgegengesetzten Richtung vormagnetisiert wird, wie die zweite magnetoresistive Schicht MRM2. Auf diese Weise ergibt sich wieder, dass bei Anliegen eines äußeren Magnetfeldes HE der Betrag der Differenz der an die erste magnetoresistive Schicht MRM1 angrenzenden Magnetfelder H1 und H2 einen anderen (höheren) Wert hat, als die Differenz der an die zweite magnetoresistive Schicht MRM2 angrenzenden Magnetfelder H2 und H3, da letztere ja parallel zueinander ausgerichtet sind, während das Magnetfeld H1 entgegengesetzt zum Magnetfeld H2 ausgerichtet ist.
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Für eine detailliertere Darstellung der Komponenten des Sensors MR2 bezüglich Aufbau und Eigenschaften sei auf die Erläuterung des Sensors MR1 verwiesen. Gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Nachdem nun der Aufbau und die Funktionsweise der in 2 und 3 dargestellten magnetoresistiven Sensoren erläutert worden ist, sei nun auf die elektrische Kontaktierung von Meßkontakten zum Erfassen der jeweiligen elektrischen Widerstände der ersten und der zweiten magnetoresistiven Schicht eingegangen.
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Dabei sei zunächst auf 5 verwiesen, in der eine erste Ausführungsform für eine elektrische Kontaktierung der magnetoresistiven Schichten zur Erfassung eines Widerstandssignals gezeigt ist. Hierbei sei auch wieder darauf verwiesen, dass für eine ausführliche Erläuterung von bestimmten in 5 bezeichneten Komponenten auf die Erläuterung der Komponenten in 2 verwiesen wird. Wie es in 5 zu sehen ist, ist ein erster Meßkontakt Al1 vorgesehen, der an einem ersten Endabschnitt, hier einem Außenumfangsabschnitt EA1 des magnetoresistiven Sensors (der zur Kenntlichmachung der ersten elektrischen Kontaktierung mit MR11 bezeichnet wird) die erste magnetoresistive Schicht MRM1 elektrisch kontaktiert. Ferner ist ein zweiter Meßkontakt A12 in der Ebene MSE1 der ersten magnetoresistiven Schicht vorgesehen, der an einem zweiten Endabschnitt bzw. Außenumfangsabschnitt EA2 des magnetoresistiven Sensors die erste magnetoresistiven Schicht MRM1 elektrisch kontaktiert, um ein Widerstandssignal (ein Signal für den elektrischen Widerstand R1) der ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 als ein Maß für das anliegende externe Magnetfeld (HE) zu erfassen. Mit dem Pfeil I1 (und analog dazu mit den Pfeilen I2, I13 und I23) sei angedeutet, dass bei einer derartigen elektrischen Kontaktierung ein Strom I1 durch die erste magnetoresistive Schicht MRM1 für die Messung in der Schichtebene MSE1 fließt. Vorteilhafterweise sind die beiden Meßkontakte A11 und A12 an entgegengesetzten Seiten (mit möglichst großer Entfernung zueinander) an dem Sensor MR11 angebracht, um einen großen Effekt des äußeren Magnetfelds auf die erste magnetoresistive Schicht MRM1 ausnutzen zu können.
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Entsprechend werden für die zweite magnetoresistive Schicht ein dritter Meßkontakt A21 und ein in der Ebene MSE2 der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2 liegend ein vierter Meßkontakt A22 vorgesehen, um die zweite magnetoresistive Schicht MRM2 elektrisch zu kontaktieren und um ein Widerstandsignal der weiteren magnetoresistiven Schicht als ein Maß für das anliegende externe Magnetfeld zu erfassen. Insbesondere sind die beiden Meßkontakte A21 und A22 wieder an einem ersten und an einem zweiten Endabschnitt EA1 bzw. EA2 des Sensors MR11 vorgesehen. Auf diese Weise kann der elektrische Widerstand R1 der ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 und der zweite Widerstand R2 der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2 mittels einer in 4 dargestellten Messbrücke bestimmt werden.
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Eine entsprechende Kontaktierung der jeweiligen ersten und zweiten magnetoresistiven Schicht kann auch auf den in 3 dargestellten differentiellen magnetoresistiven Sensor MR2 angewendet werden.
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In 6 ist nun eine zweite Ausführungsform der elektrischen Kontaktierung für eine Widerstandsmessung dargestellt, wobei zur Kenntlichmachung dieser zweiten Ausführungsform der Sensor dieses Mal mit MR12 bezeichnet wird. Für eine Erläuterung von entsprechenden Komponenten des Sensors MR12 sei auf eine Erläuterung der gleichbezeichneten Komponenten des Sensors MR1 in 2 verwiesen.
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Bei dem in 6 dargestellten Sensor MR12 ist nun ein fünfter Meßkontakt A13 an einer Oberfläche O1 der ersten hartmagnetischen Schicht PM1 angeordnet, die sich entgegengesetzt zu der Seite befindet, an der die erste magnetoresistive Schicht MRM1 angeordnet ist. Ferner ist ein sechster Meßkontakt A23 an einer Oberfläche O2 der zweiten hartmagentischen Schicht PM2 angeordnet, die sich entgegengesetzt zu der Seite befindet, an der die zweite magnetoresistive Schicht MRM2 angeordnet ist. Überdies ist ein siebter Meßkontakt A3 vorgesehen, der an der einstückig ausgebildeten weichmagnetischen Schicht WM12 angeordnet ist, um zwischen dem fünften und dem siebten Meßkontakt A13 bzw. A3 ein Widerstandssignal bezüglich des Widerstands R1 der ersten magnetoresistiven Schicht MRM1 als ein Maß für das anliegende externe Magnetfeld zu erfassen, und um zwischen dem sechsten und dem siebten Meßkontakt A23 bzw. A3 ein Widerstandssignal bezüglich des Widerstands R2 der zweiten magnetoresistiven Schicht MRM2 als ein Maß für das anliegende externe Magnetfeld zu erfassen.
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Während in 5 eine Erfassung des elektrischen Widerstands der jeweiligen magnetoresistiven Schichten in der Schichtebene MSE1 bzw. MSE2 erfolgt, wird in 6 eine Erfassung der jeweiligen elektrischen Widerstände im Wesentlichen senkrecht zur Schichtstruktur durchgeführt.
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Aufgrund der Tatsache, dass magnetoresistive Sensoren (allgemein oder in einer oben dargestellten Ausführungsform der 2, 3, 5 und 6) eine hohe Empfindlichkeit bei der Erfassung von Magnetfeldern haben, können diese auch zur Erfassung von Magnetfeldern mit geringer Feldstärke, wie beispielsweise des Erdmagnetfeldes, verwendet werden. Ein Anwendungsfall hiervon liegt in der Nutzung der Erfassung des Erdmagnetfeldes in einem Identifikationsgeber in der Funktion eines Bewegungssensors. Anders ausgedrückt, kann ein magnetoresistiver Sensor IMR in dem Identifikationsgeber IDG dazu verwendet werden, zu verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten das jeweilige Erdmagnetfeld zu messen, wobei der Identifikationsgeber erkennt, dass er sich bewegt hat, wenn zu den verschiedenen Zeitpunkten eine unterschiedliche Feldstärke und/oder Richtung des Magnetfelds gemessen wurde. Diese Bewegungserfassung kann dazu genutzt werden, eine oben in 1 erwähnte Zugangs- und/oder Startanordnung ZSA weiterzuentwickeln und beispielsweise die Abfragerate (Polling-Rate) des Identifikationsgebers zur Erfassung eines niederfrequenten Anfragesignals des Fahrzeugs an seine jeweilige Situation bzw. seinen aktuellen Zustand anzupassen, d. h. daran anzupassen, ob er irgendwo abgelegt wurde oder ob er bewegt wird, weil ihn sein Benutzer zum Fahrzeug bewegt, um damit Zugang zum Fahrzeug zu erhalten.
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Es sei nun auf 7 verwiesen, in der ein zeitlicher Verlauf der Abfragerate eines Identifikationsgebers IDG gemäß der gerade erwähnten Ausgestaltung dargestellt ist. In der Regel wird davon auszugehen sein, dass der Identifikationsgeber IDG irgendwo von seinem Benutzer abgelegt ist und in Ruhe ist, wenn sich der Benutzer zu Hause oder im Büro bei der Arbeit befindet. Aus diesem Grund wird die identifikationsgeberseitige Steuereinrichtung IST die identifikationsgeberseitige Sende-/Empfangseinrichtung ISE mit einer Ruherate RR (beispielsweise in Intervallen TI1 von jeweils 5 Sekunden) aktivieren, um mittels des magnetoresistiven Sensors IMR das Erdmagnetfeld zu messen zu Zeitpunkten TM1, TM2 und TM3 (und auch nach Anfragesignalen ANF zu suchen). Durch den Betrieb in dieser Ruherate RR (mit relativ langen Zeitintervallen der Pause) kann der Stromverbrauch im Identifikationsgeber IDG minimiert werden. Diese Ruherate RR wird beibehalten, solange die Differenz (zweier) aufeinanderfolgender Messungen (zu den Zeitpunkten TM1 und TM2 bzw. TM2 und TM3) des Erdmagnetfelds einen jeweiligen Schwellwert bzgl. Feldstärke und/oder Richtung nicht überschreitet.
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Wird je nach Ausgestaltung zumindest ein jeweiliger Schwellwert oder beide Schwellwerte bzgl. Feldstärke und/oder Richtung überschritten (wie es zum Zeitpunkt TM3 aufgrund der Bewegung des Identifikationsgebers stattfindet), so kann dies die identifikationsgeberseitige Steuereinrichtung als ein Indiz für eine Bewegung des Identifikationsgebers erkennen. Sie kann ansprechend darauf die Abfragerate von der Ruherate auf eine (zur Ruherate höheren) Erfassungsrate ER (beispielsweise in Intervallen TI2 von jeweils 20 Millisekunden) umstellen, um auf die Erfassung von Anfragesignalen gefasst zu sein, und daraufhin schnell eine Aktion auslösen zu können. Anders ausgedrückt beträgt die Reaktionszeit für die Entriegelung 20 Millisekunden.
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Befindet sich der Identifikationsgeber dann in der Nähe des Fahrzeugs (beispielsweise in einer Entfernung von ca. 5 Meter), so empfängt der Identifikationsgeber ein Anfragesignal des Fahrzeugs und wird (wie oben beschrieben) darauf mit einem einen Code enthaltenden Antwortsignal antworten. Die fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtung, die bereits die Anfragesignale ausgesendet hat, wird dann das Antwortsignal empfangen. Daraufhin wird die fahrzeugseitige Auswerteeinrichtung das Antwortsignal auswerten und die in dem Antwortsignal enthaltene Codeinformation mit einer erwarteten Sollcodeinformation vergleichen. Ist der Vergleich positiv (d. h. stimmen die beiden Codes überein), so wird die fahrzeugseitige Auswerteeinrichtung eine Sicherheitseinrichtung, z. B. in Form eines Türschlosses anzusteuern, um zumindest eine Fahrzeugtüre zu entriegeln.
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Nach einer vorbestimmten Zeit TI3 nach dem Aussenden des Antwortsignals (beispielsweise nach ca. 60 Sekunden) wird die identifikationsgeberseitige Sende-/Empfangseinrichtung die Erfassungsrate zum Zeitpunkt TM11 wieder zurück auf die Ruherate RR setzen, um wieder in den ”Stromsparmodus” zurück zu kehren. Ab dem Zeitpunkt TM11 erfolgt dann (analog ab dem Zeitpunkt TM1) wieder die Erfassung des Erdmagnetfelds in Zeitintervallen TI1.
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Es ist dabei denkbar, dass das Zurückkehren seitens der identifikationsgeberseitigen Sende-/Empfangseinrichtung zur Ruherate RR auch zusätzlich oder alternativ dann durchgeführt werden kann, wenn die identifikationsgeberseitige Sende-/Empfangseinrichtung für eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise von 2 Minuten) keine Veränderung des Erdmagnetfelds über einen jeweiligen Schwellwert hinaus bzgl. Feldstärke und/oder Richtung mehr erkennt. Eine derartige Situation kann auftreten, wenn der Identifikationsgeber nur kurz bewegt wird, um ihn aufzuräumen oder an einen anderen Platz zu bringen, ohne die Absicht, Zugang zum Fahrzeug erlangen zu wollen. Folglich ist hierbei bei der Rückkehr zur Ruherate nicht das Aussenden eines Antwortsignals das auslösende Ereignis.
