-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein schlüsselloses System, das eine Fahrzeugsteuerung, so wie ein Verriegeln/Entriegeln einer Fahrzeugtür und ein Starten/Stoppen eines Motors, mittels Kommunikationen zwischen einer mobilen Vorrichtung und einer Im-Fahrzeug-(An-Bord-) Vorrichtung durchführt, und eine in diesem schlüssellosen System eingesetzte mobile Vorrichtung.
-
2. Beschreibung der verwandten Technik
-
Bislang ist als ein Fahrzeugkommunikationssystem zum Verbessern einer Bequemlichkeit für ein Automobil etc. ein schlüsselloses System in dem Fachgebiet bekannt, das ausgebildet ist zum Kommunizieren eines LF- (Low Frequency bzw. Niederfrequenz) Aufforderungssignals und eines UHF-(Ultra High Frequency bzw. Ultrahochfrequenz) Antwortsignals zwischen einer Im-Fahrzeug-Vorrichtung und einer mobilen Vorrichtung, um die wechselseitige Identifizierung/Authentifikation und die Verarbeitung der Kommunikationsdaten durchzuführen, um Türentriegelungs- /Verriegelungs- oder Motorstart-/Stopp-Operationen durchzuführen, mittels Betätigen eines in einem Fahrzeug bereitgestellten Schalters oder mittels manuellem Berühren eines Sensors.
-
Dieses bekannte schlüssellose System hat eine gewöhnliche eingebaute Batterie, die Kommunikationen ermöglicht. Um solche Türverriegelungs-/Entriegelungs- oder Motorstart-/Stopp-Operationen zu ermöglichen, selbst wenn die Batterie schwach oder tot bzw. spannungslos wird, ist die mobile Vorrichtung mit einem mechanischen Schlüssel verknüpft, während die Im-Fahrzeug-Vorrichtung mit einem LF-Transceiver (Sende-/Empfangsvorrichtung) und einer dedizierten LF-Antenne zum Kommunizieren mit einem in der mobilen Vorrichtung eingebauten Transponder versehen ist.
-
Das Türentriegeln/Verriegeln eines Fahrzeugs wird durch den mechanischen Schlüssel ausgeführt. Der Transponder und der oben erwähnte LF-Transceiver sind mit Spulenantennen zum Durchführen von Kommunikationen versehen, d.h. Senden/Empfangen eines LF-Aufforderungsdatensignals und eines LF-Antwortdatensignals durch Nutzen der Leistung einer elektromagnetischen Induktion von dem LF-Transceiver.
-
Damit solch ein konventionelles System eine Gelegenheit handhaben kann, wo die Batterie tot ist, muss somit die mobile Vorrichtung mit einem mechanischen Schlüssel oder einem Transponder versehen sein, und die Im-Fahrzeug-Vorrichtung muss mit einem LF-Sender versehen sein, was in einem Anstieg der Systemkosten resultiert.
-
Andererseits hat eine frühere mobile Vorrichtung eine LF-Empfangsantenne zum Empfangen einer von einer Im-Fahrzeug-Vorrichtung übertragenen LF-Leistungsträgerwelle und eine Ladeeinrichtung, die eine Induktionsspannung, die durch einen Resonanzschaltkreis aus der LF-Leistungsträgerwelle erzeugt worden ist, gleichrichtet und lädt. Mit der geladenen Leistung gibt die mobile Vorrichtung ein LF-Antwortdatensignal durch dieselbe Spulenantenne wie die LF-Empfangsantenne zurück, während die Im-Fahrzeug-Vorrichtung eine LF-Empfangseinrichtung zum Empfangen des LF-Antwortdatensignals hat und Bidrektionalkommunikationen des LF-Aufforderungsdatensignals und des LF-Antwortdatensignals durchführt, wodurch Fälle gehandhabt werden, wo die Batterie der mobilen Vorrichtung tot ist (siehe beispielsweise die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr.
2004-3161 und Nr.
2010-127036 , die als Patentdokument 1 bzw. 2 bezeichnet sind).
-
In den in den obigen Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten früheren schlüssellosen Systemen wird jedoch die LF-Antenne in der mobilen Vorrichtung gemeinsam für die Kommunikationen bei dem Fall genutzt, wo die Batteriespannung lebendig ist, und für die Transponder-Kommunikationen bei dem Fall, wo die Batterie tot ist, wohingegen es für die Im-Fahrzeug-Vorrichtung erforderlich ist, mit einer separaten Einrichtung zum Empfangen des durch den Transponder zurückgegebenen LF-Antwortdatensignals versehen zu sein.
-
Außerdem ist das durch den Transponder der mobilen Vorrichtung zurückgegebene LF-Antwortdatensignal sehr schwach im Pegel, so dass die LF-Antenne und die LF-Empfangseinrichtung der Im-Fahrzeug-Vorrichtung in der Nähe voneinander angeordnet sein müssen, so dass LF-Sende-/Empfangsabschnitte für die Transponder-Kommunikationen separat von einer LF-Antenne zum Übertragen eines Signals mit Bezug zu einem Türverriegeln/Entriegeln und LF-Antennen zum Senden eines Signals mit Bezug zu einem Motorstarten/Stoppen erforderlich sind, was mit dem Problem erhöhter Systemkosten einhergeht.
-
Ferner werden in den früheren mobilen Vorrichtungen, die in den obigen Patentdokumenten 1 und 2 offenbart sind, das LF-Aufforderungsdatensignal und die LF-Leistungsträgerwelle durch die LF-Antenne durch einen einzelnen LCR-Resonanzschaltkreis empfangen, so dass der Resonanzschaltkreis, der das LF-Aufforderungsdatensignal empfängt, nicht eine ausreichende Leistung aus der LF-Leistungsträgerwelle erzeugen kann, was nachteilig die Ladezeit verlängert.
-
Weiterhin werden in den früheren mobilen Vorrichtungen, die in den obigen Patentdokumenten 1 und 2 offenbart sind, nur Fälle berücksichtigt, wo eine Batterie vollständig tot ist oder fehlt, so dass sie nachteilig in der Hinsicht sind, dass eine Batterierestmenge nicht wirkungsvoll verwendet werden kann, selbst wenn sie vorhanden ist.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung solcher Situationen entwickelt und ist demgemäß gerichtet auf ein Bereitstellen eines schlüssellosen Systems und einer mobilen Vorrichtung, die einen Fall handhaben können, wo eine Batterie einer mobilen Vorrichtung ausgelaugt oder tot ist, ohne Verwendung eines mechanischen Schlüssels und ohne Erhöhen der Systemkosten
-
Zum Erreichen der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein schlüsselloses System bereit, das Kommunikationen für eine Fahrzeugsteuerung zwischen einer Im-Fahrzeug-Vorrichtung (1) und einer mobilen Vorrichtung (3) durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Im-Fahrzeug-Vorrichtung (1) einen UHF-Bidirektionalkommunikationsabschnitt (11, 20) und einen LF-Übertragungsabschnitt (12-19) umfasst, der ein LF-Aufforderungssignal und eine LF-Leistungsträgerwelle separat überträgt; die mobile Vorrichtung (3) einen UHF-Bidirektionalkommunikationsabschnitt (31, 40), einen LF-Resonanzabschnitt (38), der das LF-Aufforderungssignal und die LF-Leistungsträgerwelle separat empfängt, einen LF-Empfänger (32), der das LF-Aufforderungssignal demoduliert, einen Leistungsgleichrichtungsempfänger (33), der eine Leistung aus der LF-Leistungsträgerwelle erzeugt, und einen Energiequelle-Verwaltungsabschnitt (34) umfasst, der die erzeugte Leistung an einen Kondensator (36) lädt und umschaltet, um wenigstens einen von dem Kondensator (36) und einer eingebauten Batterie (37) als eine Schaltkreisenergiequelle innerhalb der mobilen Vorrichtung (3) auszuwählen, wobei die Im-Fahrzeug-Vorrichtung (1) bestimmt, dass die eingebaute Batterie (37) gestorben ist, in Abwesenheit einer Antwort auf das LF-Aufforderungssignal, und die LF-Leistungsträgerwelle überträgt, und der Energiequelle-Verwaltungsabschnitt (34) das Umschalten durchführt, um den Kondensator (36) auszuwählen, wenn die geladene Spannung des Kondensators (36) einen vorbestimmten Wert erreicht hat durch die Leistung von der LF-Leistungsträgerwelle, und eine UHF-Bidirektionalkommunikation eines UHF-Aufforderungssignals und eines UHF-Antwortsignals mit der Im-Fahrzeug-Vorrichtung (1) durchführt.
-
Außerdem stellt die vorliegende Erfindung eine mobile Vorrichtung bereit, die ein schlüsselloses System mit einer Im-Fahrzeug-Vorrichtung durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen LF-Resonanzabschnitt (38), der ein LF-Aufforderungssignal und eine LF-Leistungsträgerwelle von der Im-Fahrzeug-Vorrichtung separat empfängt, einen LF-Empfänger (32), der das LF-Aufforderungssignal demoduliert, einen Leistungsgleichrichtungsempfänger (33), der eine Leistung aus der LF-Leistungsträgerwelle erzeugt, und einen Energiequelle-Verwaltungsabschnitt (34) umfasst, der die erzeugte Leistung an einen Kondensator (36) lädt und umschaltet, um wenigstens einen von dem Kondensator (36) und einer eingebauten Batterie (37) als eine Schaltkreisenergiequelle innerhalb der mobilen Vorrichtung (3) auszuwählen, wobei, wenn die Im-Fahrzeug-Vorrichtung (1) bestimmt, dass die eingebaute Batterie (37) gestorben ist, in Abwesenheit einer Antwort auf das LF-Aufforderungssignal, und eine LF-Leistungsträgerwelle überträgt, der Energiequelle-Verwaltungsabschnitt (34) das Umschalten durchführt, um den Kondensator (36) auszuwählen, wenn die geladene Spannung des Kondensators (36) einen vorbestimmten Wert erreicht hat durch die Leistung von der LF-Leistungsträgerwelle, und eine UHF-Bidirektionalkommunikation eines UHF-Aufforderungssignals und eines UHF-Antwortsignals mit der Im-Fahrzeug-Vorrichtung (1) durchführt.
-
Zum Realisieren eines Türverriegelns/Entriegelns und eines Motorstartens/Stoppens, wenn die Batterie tot ist, müssen in den früheren schlüssellosen Systemen die LF-Antenne zum Durchführen von Kommunikationen für das Türverriegeln/Entriegeln und die LF-Antenne zum Durchführen von Kommunikationen für das Motorstarten/Stoppen individuell mit einem LF-Sende-/Empfangsabschnitt für die Transponder-Kommunikation auf der Fahrzeugseite versehen sein, was das System kompliziert.
-
Im Gegensatz dazu umfasst die vorliegende Erfindung einen UHF-Bidirektionalkommunikationsabschnitt (Sende-/Empfangsabschnitt) in der Im-Fahrzeug-Vorrichtung und der mobilen Vorrichtung und umfasst einen Energiequelle-Verwaltungsabschnitt zum Laden oder Speichern einer LF-Leistungsträgerwelle in der mobilen Vorrichtung, wodurch die LF-Kommunikation für die Transponder-Kommunikation nur die LF-Leistungsträgerwelle erfordert, so dass die LF-Trägerwellenantenne für den Transponder und die LF-Antenne für das Übertragen des LF-Aufforderungssignals gemeinsam genutzt werden. Deshalb kann ein Anstieg in den Systemkosten zum Realisieren der Transponder-Kommunikation mit dem UHF-Aufforderungssignal und dem UHF-Antwortsignal stark unterdrückt werden.
-
Figurenliste
-
Die begleitenden Zeichnungen zeigen Folgendes:
- 1 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Kommunikationsstatus zwischen einer Im-Fahrzeug-Vorrichtung und einer mobilen Vorrichtung in einer Ausführungsform eines schlüssellosen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der Im-Fahrzeug-Vorrichtung in einer Ausführungsform des schlüssellosen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der mobilen Vorrichtung in einer Ausführungsform des schlüssellosen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 4 ist ein Blockdiagramm, das spezifisch einen Resonanzabschnitt der mobilen Vorrichtung in einer Ausführungsform des schlüssellosen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 5A und 5B sind Flussdiagramme, die ein Beispiel einer Transponder-Kommunikation in einer Ausführungsform des schlüssellosen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
- 6 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Kommunikation-Timings zwischen der Im-Fahrzeug-Vorrichtung und der mobilen Vorrichtung während der Transponder-Kommunikation in einer Ausführungsform des schlüssellosen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen eines schlüssellosen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben werden.
-
Erste Ausführungsform
-
1 zeigt eine Ausführungsform eines schlüssellosen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Status, wo eine an einem Fahrzeug montierte Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 mit einer außerhalb des Fahrzeugs positionierten mobilen Vorrichtung 3 kommuniziert.
-
Die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 ist mit LF-Antennen 16-19 zum Übertragen eines LF-Aufforderungsdatensignals und eines LF-Leistungsträgerwellensignals und einer UHF-Antenne 20 zum Senden/Empfangen eines UHF-Signals zwischen der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 und der mobilen Vorrichtung 3 versehen. Die LF-Antennen 16-18 stellen LF-Kommunikationsgebiete A-C bereit, die es ermöglichen, dass das LF-Aufforderungsdatensignal mit der mobilen Vorrichtung 3 besonders innerhalb des Gebietes von ungefähr 1 m außerhalb des Fahrzeugs kommuniziert wird. Die LF-Antenne 19 stellt ein LF-Kommunikationsgebiet D bereit, das es ermöglicht, dass das LF-Aufforderungsdatensignal mit der mobilen Vorrichtung 3 über das gesamte Gebiet innerhalb des Fahrzeugs kommuniziert wird.
-
In dieser Ausführungsform ist die LF-Leistungsträgerwelle, die von der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 an die mobile Vorrichtung 3 übertragen wird, eine Trägerwelle eines LF-Aufforderungsdatensignals, d.h. eine unmodulierte kontinuierliche Welle (CW, Continuous Wave), was es ermöglicht, dass ein LF-Kommunikationsschaltkreis zum Übertragen des Aufforderungssignals ohne Änderungen verwendet wird, das von den LF-Antennen 16-19 übertragen wird. Ein leistungsspeisbares Gebiet durch dieses LF-Leistungsträgerwellensignal hat eine Distanz in der Größenordnung weniger Zentimeter von jeder LF-Antenne.
-
Während es nicht gezeigt ist, ist eine Tür oder ein Türgriff außerhalb des Fahrzeugs oder die Innenseite des Fahrzeugs mit einem Schalter oder einem elektrostatischen Sensor zum Erfassen, dass ein Benutzer das Starten der Kommunikation zwischen der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 und der mobilen Vorrichtung 3 angewiesen hat, versehen. Durch Betätigen eines in der Nähe der LF-Antennen 16-18 angeordneten Schalters wird deshalb die Kommunikation zwischen der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 und der mobilen Vorrichtung 3 in dem LF-Kommunikationsgebiet außerhalb des Fahrzeugs initiiert und etabliert, wodurch Türverriegelungs-/Entriegelungsoperationen durchgeführt werden.
-
Wenn der Schalter innerhalb des Fahrzeugs betätigt wird, um die Kommunikation zwischen der LF-Antenne 19 und der mobilen Vorrichtung 3 in dem Im-Fahrzeug-LF-Kommunikationsgebiet D zu initiieren und zu etablieren, kann das Motorstarten/Stoppen durchgeführt werden. Wenn die Batterie der mobilen Vorrichtung 3 tot ist, und die mobile Vorrichtung 3 zu den LF-Antennen 16-19 hochgehalten wird, kann eine Leistung von der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 erhalten werden. Durch Hochhalten der mobilen Vorrichtung 3 zu irgendeiner der LF-Antennen 16-18 wird nämlich eine Leistung von der LF-Leistungsträgerwelle erhalten, und wenn die Kommunikation mittels UHF etabliert wird, kann das Türverriegeln/Entriegeln getätigt werden.
-
Durch Hochhalten der mobilen Vorrichtung 3 zu der LF-Antenne 19 wird außerdem eine Leistung von der LF-Leistungsträgerwelle empfangen. Wenn die Kommunikation mittels UHF etabliert ist, kann das Motorstarten/Stoppen getätigt werden. Selbst wenn die Batterie tot ist, können somit Operationen von dem Türverriegeln/Entriegeln bis zu dem Motorstarten/Stoppen durchgeführt werden.
-
Es sollte beachtet werden, dass, während die Ausführungsform von 1 veranschaulicht, dass vier LF-Antennen auf der Seite des Fahrzeugs eingesetzt werden, diese Anzahl nicht beschränkt ist und erhöht/verringert werden kann in Abhängigkeit von der Größe des Fahrzeugs oder der Gestaltung der Antennen.
-
Hier werden im Nachfolgenden die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 und die mobile Vorrichtung 3 mit Bezug zu dem kennzeichnenden Teil dieser Ausführungsform im Detail beschrieben werden.
-
2 zeigt eine detaillierte Anordnung der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1, in der die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 einen UHF-Transceiver 11, der die Modulation/Verstärkung eines mittels UHF übertragenen Signals und die Detektion/Demodulation eines mittels UHF empfangenen Signals durchführt, eine UHF-Antenne 20, die das UHF-Signal überträgt/empfängt, einen LF-Sender 12, der das LF-Aufforderungssignal moduliert, einen Treiber 13, der das modulierte Signal verstärkt, um die LF-Antennen 16-19 zu treiben, einen LF-Antennenumschaltabschnitt 15, der eine der zu treibenden LF-Antennen 16-19 auswählt, eine Steuereinrichtung 14, die aus einer CPU oder dergleichen zum allgemeinen Steuern der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 zusammengesetzt ist, und eine Körpersteuereinrichtung 21 umfasst, die die Fahrzeugoperationen, so wie Türverriegelungs-/Entriegelungs- oder Motorstart-/Stopp-Operationen des Fahrzeugs, in Ansprechen auf das empfangene Signal steuert.
-
Es sollte beachtet werden, dass, während diese Ausführungsform den Fall von vier Antennen 16-19 zum Übertragen des LF-Signals veranschaulicht, diese Anzahl vorzugsweise abhängig von dem Fahrzeug modifiziert wird.
-
Auf ein Erfassen eines Eingabeereignisses durch Schaltersignale (Schalter-1-Signal - Schalter-n-Signal) mit Bezug zu der LF-Übertragung hin überträgt die Steuereinrichtung 14 das entsprechende LF-Aufforderungsdatensignal oder die LF-Leistungsträgerwelle durch den LF-Sender 12, den Treiber 13, den LF-Antennenumschaltabschnitt 15 und eine der LF-Antennen 16-19.
-
Da die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung somit den LF-Übertragungsteil (System) der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 befähigt hat, das LF-Aufforderungsdatensignal und die LF-Leistungsträgerwelle an die mobile Vorrichtung 3 von denselben LF-Antennen 16-19 auszugeben, kann exakt dasselbe Übertragungssystem wie in dem Fall eines Übertragens des LF-Aufforderungsdatensignals auch auf die LF-Leistungsträgerwelle zum Handhaben einer toten Batterie angewendet werden, so dass die Transponder-Kommunikation für Türverriegelungs-/Entriegelungs- als auch Motorstart-/Stopp-Operationen ohne Hinzufügen eines speziellen Schaltkreises oder ohne Modifizierungen der Anordnung des schlüssellosen Systems durchgeführt werden kann.
-
3 zeigt eine detaillierte Anordnung der mobilen Vorrichtung 3, in der die mobile Vorrichtung 3 einen UHF-Transceiver 31, der die Modulation/Verstärkung eines mittels UHF zu übertragenden Signals und die Detektion/Demodulation eines mittels UHF empfangenen Signals durchführt, eine UHF-Antenne 40, die das UHF-Signal überträgt/empfängt, eine LF-Antenne 39, die das LF-Aufforderungsdatensignal und die LF-Leistungsträgerwelle empfängt, einen LF-Resonanzabschnitt 38, der effektiv bzw. wirkungsvoll ein Signal oder eine Leistung aus der Abgabe der LF-Antennen 39 extrahiert, und einen LF-Empfänger 32, der das von dem LF-Resonanzabschnitt 38 ausgegebene LF-Aufforderungsdatensignal detektiert/demoduliert, einen Leistungsgleichrichtungsempfänger 33, der eine Leistung extrahiert, die von der LF-Leistungsträgerwelle abgeleitet ist, die von dem LF-Resonanzabschnitt 38 ausgegeben worden ist, einen Energiequelle- (PS, Power Source) Verwaltungsabschnitt 34, der die durch den Leistungsgleichrichtungsempfänger 33 empfangene Leistung speichert oder lädt in einem Kondensator 36, veränderbar entweder die in dem Kondensator 36 oder in einer in der mobilen Vorrichtung 3 eingebauten Batterie 37 geladene Energie als eine Energiequelle in Abhängigkeit von dem gespeicherten Spannungspegel des Kondensators 36 auswählt und sie an das Innere der mobilen Vorrichtung 3 liefert, und eine Steuereinrichtung 35 umfasst, die aus einer CPU oder dergleichen zusammengesetzt ist, die die gesamte Steuerung der mobilen Vorrichtung 3 verwaltet und das LF-Datensignal und das UHF-Datensignal, das/die zu senden/empfangen sind, verarbeitet.
-
Der Energiequelle-Verwaltungsabschnitt 34 umfasst spezifisch einen Spannungsverstärker 303, der den durch den Leistungsgleichrichtungsempfänger 33 ausgegebenen Spannungspegel auf das Ausmaß von 3V anhebt, das in dem Kondensator 36 gespeichert oder geladen werden soll, einen Geladene-Energiequelle- (PS) Bestimmungsabschnitt 305, der die geladene Spannung des Kondensators 36 überwacht, um zu bestimmen, ob oder ob nicht sie einen festen Schwellenwert erreicht hat, wodurch das folgerichtige PS-Schaltsignal CNT ausgegeben wird, eine Energiequelle- (PS) Schalteinrichtung 304, die umgeschaltet wird, um entweder den Kondensator 36 oder die Batterie 37 auszuwählen, auf Grundlage des Ausgabesignals CNT von dem Geladene-PS-Bestimmungsabschnitt 305, und einen Energiequelle- (PS) Verteiler 306, der die Ausgabe der PS-Schalteinrichtung 304 an Schaltkreise innerhalb der mobilen Vorrichtung 3 verteilt, die die Energiequelle benötigen.
-
Ein Geladene-PS-Bestimmungsabschnitt 305 überwacht die Spannung CVDD des Kondensators 36 und setzt ein Ladungsvollendungssignal PG, wenn sie einen festen Schwellenwert erreicht hat, der an die Steuereinrichtung 35 gemeldet werden soll. Außerdem setzt er das PS-Schaltsignal CNT zum Steuern der PS-Schalteinrichtung 304 und schaltet die Energiequelle an den PS-Verteiler 306 entweder von der Batterie 37 oder dem Kondensator 36 um.
-
Hier wird der Schwellenwert zum Setzen des Ladungsvollendungssignals PG als ein Spannungspegel gesetzt, der angibt, dass der gespeicherte Pegel erreicht wird, was die/den UHF-Übertragung/Empfang wenigstens eines einzelnen Hin- und Rücklaufs zwischen der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 und der mobilen Vorrichtung 3 unter der elektrischen Ladung ermöglicht, die in dem Kondensator 36 gespeichert ist, die dem UHF-Transceiver und der Steuereinrichtung 35 bereitgestellt ist.
-
Und zwar bestimmt dieser Geladene-PS-Bestimmungsabschnitt 305, ob oder ob nicht die gesamte Leistung bzw. Energie, die für die Übertragung des UHF-Aufforderungsdatensignals und den Empfang des folgenden UHF-Antwortdatensignals, die eine einzelne UHF-Transponder-Kommunikation bilden, erforderlich ist, bei dem Kondensator 36 gespeichert worden ist. Zum Reduzieren der Größe der mobilen Vorrichtung 3 ist es vorzuziehen, eine für eine einzelne Transponder-Kommunikation erforderliche minimale Energie bzw. Leistung für die Kapazität des Kondensators 36 auszuwählen.
-
Es ist auch wünschenswert, einen Schwellenwert der Spannung CVDD des Kondensators 36 zum Zurücksetzen des Ladungsvollendungssignals PG bei einem Spannungspegel niedriger als dem gesetzten Pegel des Ladungsvollendungssignals PG innerhalb einer gewissen Hysterese zu setzen.
-
Das PS-Schaltsignal CNT zum Steuern der PS-Schalteinrichtung 304 wird wie oben beschrieben zu der Zeit gesetzt, wenn der Kondensator 36 auf den festen Schwellenwert geladen ist/wird, d.h. normalerweise zu derselben Zeit wie das Ladungsvollendungssignal PG gesetzt ist/wird. Auf ein Setzen des PS-Schaltsignals CNT hin wird die Energiequellenroute zu dem PS-Verteiler 306 von der Batterie 37 zu dem Kondensator 36 umgeschaltet, was die Energieversorgung zu den Schaltkreisen der mobilen Vorrichtung 3 von dem Kondensator 36 initiiert. Eine Schwellenspannung der Spannung CVDD des Kondensators 36 zum Zurücksetzen des PS-Schaltsignals CNT wird auf eine Spannung niedriger als die Kondensatorspannung bei dem Ende der/des UHF-Übertragung/Empfangs zum Aufrechterhalten des Schaltungszustandes gesetzt, bis die/der UHF-Übertragung/Empfang vollendet ist.
-
In dieser Ausführungsform ist die PS-Schalteinrichtung 304 veranschaulicht, als aus einem Schalter 3041 mit Kontakten 1, 2 und einem Schalter 3042 mit Kontakten 3, 4 zusammengesetzt zu sein. Zum Umschalten der Energiequellenroute zu dem PS-Verteiler 306 zu dem Kondensator 36, wird der Schalter 3041 geschlossen, während der Schaltert 3042 geöffnet wird. Zum Umschalten der Energiequellenroute zu dem PS-Verteiler 306 von der Batterie 37 wird im Gegenteil der Schalter 3041 geöffnet, während der Schalter 3042 geschlossen wird.
-
Es sollte beachtet werden, dass unter dem Zustand, wo die PS-Schalteinrichtung 304 die Route von dem Kondensator 36 auswählt, und der Spannungsverstärker 303, der die LF-Leistungsträgerwelle empfangen hat, die geladene Spannung erzeugt, die Energieversorgung an die Schaltkreise der mobilen Vorrichtung 3 und das Laden an den Kondensator 36 zu derselben Zeit durchgeführt werden. Aufgrund dieser parallelen Verarbeitung der Kommunikation und des Ladens wird demgemäß die Gesamtkommunikationszeit wirkungsvoll verkürzt.
-
Sogar während der Transponder-Kommunikation kann nämlich die Energieversorgung von der LF-Leistungsträgerwelle empfangen werden, was es ermöglicht, dass die Kondensatorladezeit und die Transponder-Kommunikationszeit reduziert werden.
-
Durch Steuern zum Schließen der Schalter 3041 und 3042, die die PS-Schalteinrichtung 304 bilden, zu derselben Zeit, ist es möglich, eine Restladung der Batterie 37 an den Kondensator 36 zu laden. Da eine zum Laden des Kondensators 36 fähige Ladung zu einem Ausmaß in der Batterie 37 als Rest vorhanden sein kann, obwohl die Spannungs-/Leistungsmenge für die/den UHF-Übertragung/Empfang mit der Batterie 37 allein unzureichend ist, wird nämliche diese Restenergie an den Kondensator 36 mittels Steuern zum Schließen der Schalter 3041 und 3042 zu derselben Zeit vorgeladen, so dass die Ladezeit zu der Zeit der Transponder-Kommunikation stark reduziert wird.
-
Es kann mit anderen Worten eine Route mit den Schaltern 3041 und 3042 gebildet werden, um die Batterie 37 direkt mit dem Ladekondensator 36 zu verbinden, so dass, sogar obwohl der Empfang der LF-Aufforderungsdaten und die Übertragung der UHF-Antwortdaten in der mobilen Vorrichtung 3 aufgrund der Verringerung der Batteriespannung unmöglich werden, eine Restspannung häufig innerhalb der Batterie existieren kann, so dass die PS-Schalteinrichtung 304 den Kondensator 36 mit der Restspannung der Batterie 37 vorladen kann.
-
Dies ermöglicht es, dass die Kondensatorladezeit zu der Zeit einer Transponder-Kommunikation überaus reduziert wird, d.h. dass die Transponder-Kommunikationszeit reduziert wird.
-
Der Spannungsverstärker 303 ist ausgebildet zum Anheben der Spannung der an/in der mobilen Vorrichtung 3 montierten Batterie 37 zusätzlich zu der Spannung, die von der LF-Leistungsträgerwelle gleichgerichtet worden ist, zu der Zeit einer Transponder-Kommunikation, wodurch, selbst wenn die Batteriespannung verringert ist, die Batteriespannung bei dem Vorhandensein solch einer Restspannung angehoben wird, was den LF-Empfang und die/den UHF-Übertragung/Empfang mit einer stabilen Leistungsfähigkeit realisiert.
-
Andererseits bildet der LF-Resonanzabschnitt 38 dieser Ausführungsform einen Resonanzschaltkreis, wie in der Ausführungsform von 4 abgebildet, in dem der Spannungsextraktor 301 wirkungsvoll die Spannung aus dem LF-Aufforderungssignal extrahiert, und der Leistungsextraktor 302 wirkungsvoll die Leistung aus der LF-Leistungsträgerwelle extrahiert.
-
Und zwar ist der Spannungsextraktor 301 ein Parallelresonanzschaltkreis, der zusammengesetzt ist aus einer Induktivität L einer Spule 307 der LF-Antenne 39, einer Kapazität C eines Kondensators 3011 und einem Widerstand(swert) R eines Widerstandes 3010. Der Leistungsextraktor 302 ist ein Reihenresonanzschaltkreis, der zusammengesetzt ist aus einer Induktivität L der Spule 307 der LF-Antenne 39, einer Kapazität C eines Kondensators 3021 und einem Widerstand(swert) R eines Widerstandes 3020.
-
Es sollte beachtet werden, dass die Kapazität C des Kondensators auf den konjugierten Wert (C=1/,ω̅2L) der Induktivität der Spule gesetzt ist. Der Widerstand(swert) R ist auf einen Wert gesetzt, der in Beziehung zu Q=-ω̅L/R in Abhängigkeit von einem erwünschten Gütefaktor bzw. Q-Faktor bestimmt worden ist.
-
Das Frequenzband der LF-Leistungsträgerwelle ist sehr schmal im Vergleich mit dem Frequenzband des LF-Aufforderungssignals, so dass der Gütefaktor des Leistungsextraktors 302 wünschenswerterweise auf einen höheren Wert im Vergleich mit dem Gütefaktor des Spannungsextraktors 301 gesetzt sein soll, um die Leistungseffizienz zu verbessern.
-
Es sollte beachtet werden, dass ein Schalter 310 dazu dient, die LF-Signalroute entweder an den Spannungsextraktor 301 oder an den Leistungsextraktor 302 umzuschalten. Solch eine Anordnung ermöglicht es, dass ein optimaler Resonanzparameter sowohl für die Spannungsextraktion aus dem LF-Aufforderungssignal als auch für die Leistungsextraktion aus der LF-Leistungsträgerwelle gesetzt wird. Unter der Steuerung der Steuereinrichtung 35 wird der Schalter 310 zu der Seite des Leistungsextraktors 302 umgeschaltet, wenn die Batterie tot ist, während der Schalter 310 zu dem Spannungsextraktor 301 umgeschaltet wird, wenn die Batterie 317 eine Restladung hat.
-
Und zwar umfasst der LF-Resonanzabschnitt 38 den für die Spannungsextraktion optimierten Spannungsextraktor 301 und den Leistungsextraktor 302, der für die Leistungsextraktion optimiert ist, hinsichtlich der Resonanzfrequenz, besonders den Gütefaktor, so dass die Leistung sehr wirkungsvoll aus der LF-Leistungsträgerwelle ohne eine Verschlechterung in der Empfangsempfindlichkeit des LF-Aufforderungsdatensignals abgeleitet werden kann, was zu der Reduzierung der Transponder-Kommunikationszeit führt. Während in dieser Ausführungsform der Schalter 310 mit dem LF-Resonanzabschnitt 33 versehen ist mit der Annahme, dass die Trägerfrequenz des LF-Aufforderungssignals und die Frequenz der LF-Leistungsträgerwelle dieselben oder nahe zueinander sind, falls die Trägerwellenfrequenz des LF-Aufforderungssignals und die Frequenz der LF-Leistungsträgerwelle ausreichend voneinander getrennt sind, kann eine gewisse Leistungsfähigkeit sogar mit der gemeinsamen Verbindung zwischen dem Spannungsextraktor 301 und dem Leistungsextraktor 302 erzielt werden, so dass eine Anordnung mit einem davon ausgeschlossenen Schalter 310 möglich gemacht wird, falls eine ausreichende Leistungsfähigkeit erzielt wird.
-
Als Nächstes wird mit Verweis auf 5A, 5B und 6 eine detaillierte Operation der Transponder-Kommunikation in dem Fall von „Batterie tot“ beschrieben werden, wo 5A und 5B Operationsflussdiagramme zeigen, die den Kommunikationsablauf der Transponder-Kommunikation angeben, und 6 ein Zeitdiagramm zeigt, das die Beziehung zwischen dem Signalkommunikation-Timing zu der Zeit einer Transponder-Kommunikation und der Ladespannung des Kondensators 36 zeigt.
-
In 5A, wenn eine Schaltereingabe, die mit einem Türverriegeln/Entriegeln oder einem Motorstarten/Stoppen des Fahrzeugs verknüpft ist, in die Steuereinrichtung 14 der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 eingegeben wird (Schritt Sl), überträgt die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 das LF-Aufforderungssignal (Schritt S2). Die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 bestimmt das Vorliegen oder Fehlen einer Antwort auf das LF-Aufforderungssignal von der mobilen Vorrichtung 3 (Schritt S3). Bei dem Fehlen der Antwort bestimmt die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1, dass die Spannung der Batterie 37 der mobilen Vorrichtung 3 lebendig bzw. frisch ist, führt die Sequenz einer intelligenten Kommunikation der gewöhnlichen LF-Aufforderungsdatenkommunikation und der UHF-Antwortdatenkommunikation aus, und beendet die Routine (Schritt S4).
-
Zu dieser Zeit ist/wird der Schalter 310 zu der Seite des Spannungsextrators 301 geschaltet. In dem Fall, dass die Batterie 37 tot ist, ist/wird der Schalter 310 zu der Seite des Leistungsextraktors 302 umgeschaltet, wie oben erwähnt, so dass die mobile Vorrichtung 3 nicht antwortet. Bei dem Fehlen einer Antwort wird somit bestimmt, dass die Batterie 37 der mobilen Vorrichtung 3 tot ist, und die Routine schreitet zu der Transponder-Kommunikationssequenz (5B) (Schritt S5).
-
Mit Eintritt in die Transponder-Kommunikationssequenz startet die Steuereinrichtung 14 der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1, die LF-Leistungsträgerwelle von den LF-Antennen 16-19 auszugeben, die mit der Schalteingabe verknüpft sind (Schalter-1-Signal - Schalter-n-Signal), wie in 6 abgebildet. Zum Aufbauen der Transponder-Kommunikation muss zu dieser Zeit die mobile Vorrichtung 3 nahe zu einer der LF-Antennen 16-19 positioniert sein.
-
Nachdem die mobile Vorrichtung 3 die LF-Leistungsträgerwelle empfangen hat, startet sie, den Kondensator 36 durch die Route von LF-Antennen 39 -> Leistungsextraktor 302 -> Leistungsgleichrichtungsempfänger 33 -> Spannungsverstärker 303 zu laden.
-
Von diesem Punkt nimmt die Kondensatorspannung CVDD zu, wie in 6 abgebildet. Der Geladene-PS-Bestimmungsabschnitt 305 überwacht die Kondensatorspannung CVDD und setzt das Ladungsvollendungssignal PG auf „1“, wenn die Ladespannung den Schwellenwert erreicht hat. Bis dann wartet die Steuereinrichtung 35 auf PG=1 (Schritt S7).
-
Wenn das Laden vollendet ist und PG=1 gesetzt ist, wird die Transponder-Kommunikation der Aufforderungssignalübertragung und des Antwortsignalempfangs mittels UHF zwischen der mobilen Vorrichtung 3 und der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 ausgeführt (Schritte S8-S10).
-
Wie in 6 gezeigt, wird nämlich ein Aufforderungssignal I von der mobilen Vorrichtung 3 zu der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 übertragen. Nachdem sie dieses Aufforderungssignal I empfangen hat, überträgt die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 reagierend ein Antwortsignal I und überträgt ein Aufforderungssignal II an die mobile Vorrichtung 3 (Schritt S8). Nachdem sie das Antwortsignal I und das Aufforderungssignal II empfangen hat, führt die mobile Vorrichtung 3 die geforderte Signalverarbeitung durch. In der Zwischenzeit ist der Verbrauchsstrom des Kondensators 36 größer als dessen Ladestrom, so dass die Kondensatorspannung CVDD sich verringert und das Ladungsvollendungssignal PG dann auf „0“ zurückgesetzt wird. Bis die Kondensatorspannung CVDD den Schwellenwert erreicht (bis PG=1), tritt die mobile Vorrichtung 3 in den Bereitschaftszustand, der ein Zustand zum Beurteilen ist, ob oder ob nicht PG gesetzt ist (Schritt S9).
-
Wenn das Ladungsvollendungssignal PG=1 erneut gesetzt ist, überträgt die mobile Vorrichtung 3 ein Antwortsignal II mittels UHF zu der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 in Ansprechen auf das Aufforderungssignal II (Schritt S10). Nachdem sie das UHF-Antwortsignal empfangen hat, bestimmt die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1, dass die gegenseitige Authentifikation aufgebaut ist, stoppt die LF-Leistungsträgerwelle (Schritt S11), sendet den entsprechenden Fahrzeugsteuerungsbefehl an die Körpersteuereinrichtung 21 und führt die entsprechenden Fahrzeugsteuerungsoperationen aus.
-
Zu der Zeit der Transponder-Kommunikation überträgt nämlich die mobile Vorrichtung 3 das UHF-Aufforderungssignal I an die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1, wenn das Laden vollendet ist, d.h. dass die geladene Spannung den vorbestimmten Wert erreicht hat, die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1, die das UHF-Aufforderungssignal I empfangen hat, überträgt das UHF-Antwortsignal I und das UHF-Aufforderungssignal II, und die mobile Vorrichtung 3, die das UHF-Antwortsignal I und das UHF-Aufforderungssignal II empfangen hat, überträgt das UHF-Antwortsignal II.
-
Während der Operationsfluss dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung bislang beschrieben worden ist, sind die Kommunikationssequenz zwischen der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 und der mobilen Vorrichtung 3 als auch die Kommunikationsfrequenz nicht auf dieses Betriebsflussdiagramm beschränkt, sondern können in Abhängigkeit von der Kapazität des Kondensators 36 oder der Ziel-Transponder-Kommunikationszeit modifiziert sein.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit die LF-Leistungsträgerwelle von der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 durch die mobile Vorrichtung 3 empfangen, die Leistung wird an den Kondensator geladen, und mit der geladenen Leistung können die Schaltkreise innerhalb der mobilen Vorrichtung 3 getrieben werden. Bei dem Vorliegen einer ausreichenden Batterierestmenge empfängt deshalb die mobile Vorrichtung 3 das LF-Aufforderungsdatensignal und überträgt das UHF-Antwortsignal für die UHF-Richtungskommunikation mit der Batterie auf dieselbe Weise wie der Stand der Technik, während in dem Fall, dass die Batterierestmenge sich verringert hat oder tot ist, die mobile Vorrichtung 3 die von der Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 übertragene LF-Leistungsträgerwelle empfängt und den UHF-Bidirektionalkommunikationsabschnitt mit der aus der LF-Leistungsträgerwelle erzeugten Leistung treibt, wodurch zwischen der mobilen Vorrichtung und der Im-Fahrzeug-Vorrichtung die bidirektionale Kommunikation durch die UHF-Aufforderungsdatensignalübertragung und den UHF-Antwortdatensignalempfang möglich gemacht wird. Da die Datenkommunikation eines Transponders somit mittels UHF getätigt wird, wird außerdem ein LF-Transceiver für die Transponderkommunikation für die Im-Fahrzeug-Vorrichtung 1 unnötig.
-
Und zwar wird gemäß dem schlüssellosen System der vorliegenden Erfindung die Transponder-Kommunikation mittels Hochgeschwindigkeits-UHF möglich gemacht selbst in einem Fall, wo eine Restbatteriemenge geringfügig oder tot ist, so dass ein LF-Transceiver für die Transponder-Kommunikation nicht für jede LF-Antenne in der Im-Fahrzeug-Vorrichtung bereitgestellt sein muss, was das Problem der toten Batterie mit niedrigen Kosten erledigt.
