DE102015205038B4

DE102015205038B4 - Empfangsschaltung, insbesondere zum Einbau in ein Fahrzeug-Zugangs- und Startsystem (PASE)

Info

Publication number: DE102015205038B4
Application number: DE102015205038.6A
Authority: DE
Inventors: Dieter Sass; Herbert Froitzheim; Norbert van der Heyd
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2035-03-20
Also published as: DE102015205038A1; US10192374B2; US20160275736A1

Abstract

Empfangsschaltung (EMP), in Form einer zum Einbau in ein Fahrzeug (PASE) vorgesehenen Sende-und-Empfangsschaltung (EMP) zum Empfang eines Signals (AW) eines Transponders (TRANS), dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist:-mehrere Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) mit jeweils einer Antenne (Ant1, Ant2, Antn),-einen Multiplexer (Mux) mit mehreren durch Steuersignale (S1, S2, S3) steuerbaren (Ste) Schaltern (M-S1a; M-S2a; M-Sna; M-S1a + M-S1-b, M-S2a + M-S2-b, M-Sna + M-Snb) zum wahlweisen Verbinden mindestens eines der Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) mit mindestens einer weiteren Einrichtung (Dis, Det, Amp) in Form eines Dischargers (Dis) und/oder Detuners (Det) und/oder Verstärkers (Amp), und dass die Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) jeweils zum Empfang eines Funksignals (AW) eines Transponders (TRANS) ausgebildet sind, und zwar jeweils hinsichtlich des Induktivitätswertes der Antenne (L1; L2; Ln) und des Kapazitätswertes einer dazu parallel geschaltet zur Bildung eines Schwingkreises angeordneten Kapazität (C1; C2; Cn), zur Festlegung einer Frequenz des Schwingkreises entsprechend der Sendefrequenz eines Transponders (TRANS).

Description

Die Erfindung betrifft eine Empfangsschaltung und eine Empfangseinrichtung mit einer Empfangsschaltung, insbesondere für ein Fahrzeug-Zugangs-und-Startsystem ohne aktive Benutzung des Fahrzeugschlüssels wie beispielsweise ein PassiveStartEntry (PASE) System, und ein Verfahren.
US 2006 / 0 164 210 A1 beschreibt einen on board receiver mit einer Antenne zum Empfang eines „keyless-entry“-Zugangs-Signals und einer Antenne zum Empfang eines Reifendruckkontrollsystems, deren Signale unterschiedliche Frequenzen verwenden.
Ein Ziel von Zugangssystemen kann eine effiziente und kostengünstige Erzeugung und Übermittlung eines niederfrequenten magnetischen Feldes mit großer Reichweite, aber unter Einhaltung der Funkzulassungsvorschriften sowie der EMV-Richtlinien der Automobilhersteller, sein.
Ein Empfang einer Antwort eines Wegfahrsperren-Transponders erfolgt z.B. mit sehr kleinem Kopplungsfaktor mit den Antennen, die vorher ein vergleichsweise großes (starkes) Trägersignal (mit modulierten Daten) abgestrahlt haben und damit den Transponder (TRANS) mit Energie versorgt haben. Der Transponder ist dabei z.B. vom Typ „Charge and Talk“, d.h. er wird zunächst mit Energie aus einem niederfrequenten magnetischen Feld geladen, erhält Daten aus diesem Feld (durch Demodulation), berechnet eine Antwort und sendet die Antwort unter Verwendung der gespeicherten Energie zurück.
Zumindest intern bekannte schlüssellose Fahrzeug-Zugangs- und Startsysteme wie beispielsweise das Passive Start Entry (PASE) System können z.B. automatische Systeme sein, die ein Fahrzeug ohne aktive Benutzung eines Autoschlüssels entriegeln und durch das bloße Betätigen des Startknopfes starten. Ermöglicht wird dies z.B. durch einen elektronischen Schlüssel, den der Fahrzeuglenker mit sich führt. Periodisch wird vom Fahrzeug über mindestens eine am Fahrzeug befindliche Antenne ein mittels einer ersten Codiertabelle codiertes Anfragesignal auf einer LF-Frequenz (LF steht für „Low Frequency“ mit Frequenzen zwischen beispielsweise 20kHz und 200kHz) ausgesendet. Das System geht darauf in einen Empfangsmodus im UHF-Bereich (UHF steht für „Ultra High Frequency“ mit Frequenzen beispielsweise im dreistelligen MHz-Bereich) und wartet auf Bestätigung. Ist ein Schlüssel in Reichweite, empfängt dieser das LF-Signal, decodiert es und sendet es unter Verwendung einer zweiten Codiertabelle mit einer neuen Codierung als UHF-Signal wieder aus. Das UHF-Signal wird im Fahrzeug decodiert. Da das Fahrzeug beide Codiertabellen kennt, kann es die eigene ursprüngliche Aussendung mit dem gerade empfangenen Signal vergleichen und bei Übereinstimmung den Zugang gewähren. Gibt es innerhalb einer definierten Zeit keine korrekte Antwort, passiert nichts und das System schaltet wieder auf Standby. Der Motorstartvorgang entspricht z.B. im Wesentlichen dem der Zugangskontrolle, nur dass hier ein Motorstartknopf zu betätigten wäre.
Es gibt Fehlerfälle, in denen der Motorstartvorgang nicht funktionsgemäß abläuft, z.B. bei Störung des UHF-Signals oder bei nicht vorhandener oder entladener Batterie im Schlüssel. Dann kann die Motorstartfreigabe über die im PASE-System enthaltene Wegfahrsperrenfunktion erfolgen. Auf Fahrzeugseite wird über mindestens eine am Fahrzeug befindliche Antenne ein mittels einer ersten Codiertabelle codiertes Anfragesignal auf einer LF-Frequenz ausgesendet. Das System geht darauf in einen Empfangsmodus zum Empfang der Antwort des Schlüssels im LF-Frequenzbereich. Der Schlüssel enthält einen Transponder (TRANS), der ohne Batterie betrieben ist, weil er seine Energie zur Versorgung aus dem niederfrequenten magnetischen Feld bezieht und speichert, und der im Fall des Typs „Charge and Talk“ seine Antwort mittels niederfrequenten magnetischen Feldes unter Verwendung der gespeicherten Energie zurücksendet, also auf die Verwendung der UHF-Übertragung verzichtet.
Als Antenne zum Aussenden des LF-Signals findet dabei überwiegend eine induktive Antenne Verwendung, die beispielsweise als ein mit einer Wicklung versehener Ferritkern (auch als Magnetantenne oder Ferritantenne bekannt) ausgeführt ist. Die Induktivität der induktiven Antenne wird dabei häufig zusammen mit einem Kondensator in einem Schwingkreis betrieben. Der Energieverbrauch eines solchen Schwingkreises wird üblicherweise durch eine möglichst hohe Güte und eine exakte Frequenzabstimmung niedrig gehalten, um die Gesamtstromaufnahme des Zugangs- und Startsystems möglichst gering zu halten. Eine geringe Stromaufnahme ist beispielsweise auch deshalb wünschenswert, weil bei längerer Standzeit des Fahrzeuges ansonsten die Fahrzeugbatterie schnell entladen werden würde. Eine hohe Güte schränkt jedoch die Übertragungsdatenrate ein und eine bei hoher Güte exakte Abstimmung erfordert einigen Aufwand. Gängige Anordnungen stellen daher oft einen unbefriedigenden Kompromiss zwischen Datenrate, Aufwand und Energieverbrauch dar.
Es sind daher quasi-resonante Schwingkreistreiber zumindest intern bekannt, mit welchen eine hohe Güte (und somit eine geringe Stromaufnahme) bei gleichzeitig ausreichend hoher Datenrate erreicht werden kann. Diese Treiberschaltungen können den Nachteil haben, dass nicht notwendigerweise generell alle die Funkzulassungsvorschriften einhalten. Durch die Funkzulassungsvorschriften soll sichergestellt werden, dass andere Funkdienste wie z.B. Rundfunk (Radio und Fernsehen), mobile Funkdienste (Polizei und Sicherheitsdienste) oder mobile Telefone in ihrem Betrieb nicht beeinträchtigt werden. Ein weiterer Nachteil solcher quasi-resonanter Treiberschaltungen kann darin liegen, dass die Richtlinien der Automobilhersteller in Bezug auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) nicht notwendigerweise generell von allen eingehalten werden.
Weiterhin sind quasi-resonante Schwingkreistreiber zumindest intern bekannt, welche dahingehend verbessert sind, dass sie nicht nur bei geringem Schaltungs- und Justieraufwand einen geringen Stromverbrauch und eine geringe Störsignalabgabe ermöglichen, sondern zudem auch die Einhaltung der Funkzulassungsvorschriften ermöglichen.
DE 10 2013 220 596 A1 vom 11.10.2013 betrifft einen quasi-resonanten Schwingkreistreiber. DE 10 2014 222 603 B3 vom 05.11.2014 betrifft eine Unterdrückung einer Gleichtaktabstrahlung durch eine Schaltungsanordnung. DE 10 2014 220 406 A1 vom 08.10.2014 beschreibt einen quasi-resonanten Schwingkreistreiber, wobei deren 13 einen Treiberkanal mit anti-seriell (=back-to-back) aneinander geschalteten Source-Anschlüssen von Transistoren zeigt. DE19541855A1 betrifft eine Methode zur Absenkung der Empfangsgüte und der Resonanzfrequenz des Antennenschwingkreises.
Allerdings ist noch kein Verfahren bekannt, mit dem die selbst generierte Antwort eines Charge&Talk-Transponders auf mehreren Antennen, die jeweils in einem Parallelresonanzkreis betrieben würden, effizient und kostengünstig empfangen werden kann. Bei herkömmlichen Schwingkreistreibern kann eine Verstimmung der Resonanzfrequenz des Antennenschwingkreises gegenüber der Trägerfrequenz des Charge&Talk-Transponders das Problem bereiten, dass das vom Transponder abgestrahlte Signal nur mit verringerter Resonanzüberhöhung und mit überlagerter Differenzfrequenz empfangen wird.
Bei sehr kleinen Kopplungsfaktoren sollte die Amplitude des Trägersignals erhöht werden, damit der Transponder über das Feld mit Energie versorgt werden kann. Ein Spannungsteiler mit hohem Teilungsfaktor wäre nötig, um die Schwingspannung dem Demodulator zuführen können. Dieser Spannungsteiler kann auch den Modulationshub verringern. Bei begrenzter Empfangsempfindlichkeit des Demodulators ist damit ein bestimmter Kopplungsfaktor erforderlich, damit die Reichweite (Entfernung zwischen Schwingkreisantenne und Transponder-Spule) begrenzt ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Empfangsschaltung bzw. eine Sendeeinrichtung mit einer Empfangsschaltung insbesondere für ein schlüsselloses Fahrzeug-Zugangs-und/oder-Start-System wie beispielsweise ein PAssiveStartEntry (PASE) System bzw. ein Verfahren zu optimieren. Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Ausgestaltungen der Erfindung können eine vorteilhafte, effiziente und kostengünstige Nutzung eines (Sende-und-)Empfangssystems mit mehreren (LF-)Antennen (z.B. an Türen eines Kraftfahrzeugs mit z.B. einem PASE-System) erlauben.
Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung der Erfindung können z.B. Folgende sein:
Nach Ausgestaltungen der Erfindung kann eine insbesondere bidirektionale Kommunikation zwischen einem Antennentreiber mit einem Wegfahrsperrenempfänger sowie Multiplexer und einem Schlüssel mit einem Transponder effizient zum (gegenseitigen) Kennenlernen (=„Anlernen“) des Transponders und des Kraftfahrzeug verwendet werden. In einer Fahrzeugfertigung kann dazu z.B. jede (PASE-)Antenne eines Kraftfahrzeugs an einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines (Sende-und-)Empfangssystems dienen, auch eine der (verglichen mit einer Antenne an einer Motorsteuerung leicht zugänglichen) Außenantennen z.B. an Personen-Türen oder am Kofferraum.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung mit einer Integration von Komponenten wie insbesondere steuerbaren Schaltern des Multiplexers in einem IC können z.B. nur geringe Zusatzkosten für die integrierte Schaltung IC entstehen, und es wird ggf. kein zusätzlicher Leiterplattenplatz benötigt (wobei ein Detuner auch bei herkömmlich nur einem (Wegfahrsperren-)Kanal benötigt würde) .
Eine Ausgestaltung der Erfindung mit einer Integration eines Entladeschalters (bzw. Paares von Schaltern) seriell hinter dem Multiplexer kann die Entladung aller Antennenresonanzkreise mit nur einem steuerbaren Schalter (oder nur einem Paar steuerbarer Schalter) erlauben, anstatt für jeden Resonanzkreis einen eigenen Schalter vorzusehen.
Ansteuerbare Schalter der Schaltung können einfach jeweils einzelne Schalter sein, oder alternative jeweils ein Paar von Schalter-Elementen, z.B. antiseriell angeordneten MOSFETs, die im nicht-durchgeschalteten oder ausgeschalteten Zustand für beide Stromrichtungen hochohmig sein können.
Vorzugsweise sind eine Kapazität und/oder ein ohmscher Widerstand des Detuners der Empfangsschaltung externe Komponenten und/oder außerhalb einer integrierten Schaltung mit steuerbaren Schaltern der Empfangsschaltung und/oder in Ihrer Kapazität bzw. ihrem Widerstand einstellbar, was Flexibilität beim Einbau ermöglichen kann.
Weitere mögliche Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigt:

1 eine Antennentreiberschaltung einer Antenne eines Kraftfahrzeugs und einen per Funk von dort empfangenden und dorthin sendenden Transponder,
2 eine erfindungsgemäße (Sende- und) Empfangsschaltung,
3 eine weitere erfindungsgemäße (Sende- und) Empfangsschaltung.

Die Erfindung betrifft einen Empfang einer (per niederfrequentem magnetischen Feld gesendeten) Antwort AW eines Transponders TRANS (z.B. eines Schlüssels für ein Kfz) an mehreren oder allen Antennenkanälen eines PASE-Systems (PASE = Passive Start and Entry), z. B. also auch über Antennen an Türen oder am Kofferraum etc. eines Kraftfahrzeugs. Eine Antenne kann im Folgenden und anspruchsgemäß insbesondere eine sogenannte induktive Antenne sein, die insbesondere niederfrequent (=NF) zur Erzeugung eines Magnetfelds betrieben werden kann.
1 zeigt eine (Sende- und-) Empfangsschaltung EMP mit einem (für erfindungsgemäße Ausgestaltungen mit einem Multiplexer in 2 oder 3 einsetzbaren) Parallelschwingkreis (hier einem quasi-resonanten Schwingkreistreiber) sowie die Kopplung k0 zu einem Wegfahrsperren-Transponder TRANS (z.B. einer Art Kraftfahrzeugschlüssel), der (z.B. auf eine Anfrage AN mit vergleichsweise großem Trägersignal mit modulierten Daten) sein Antwortsignal AW (an EMP) z.B. nach dem Charge&Talk-Prinzip (= Aufladen-und-Antworten-Prinzip, Bezugszeichen Ch&Tlk) selbst abstrahlen kann. Die Bezugszeichen L0 + R0 stellen zusammen eine Ersatzschaltung (für eine Induktivität L0 und einen ohmschen Widerstand R0) für eine vom hier quasi- resonanten Schwingkreistreiber betriebene LF-Antenne Ant0 dar. Diese LF-Antenne Ant0 ist mit der Transponderspule Ants (dargestellt durch die Ersatzschaltung aus Ls und Rs) eines (mobilen / z.B. als Autoschlüssel verwendbaren) Transponders TRANS magnetisch (mit dem Kopplungsfaktor k0) gekoppelt.
Die Transponderspule Ants des Transponders TRANS bildet mit dem Kondensator Cs des Transponders TRANS einen gedämpften Parallelschwingkreis. Wenn der Transponder TRANS auf eine Anfrage AN (der (Sende- und-)Empfangsschaltung EMP in z.B. einem Kraftfahrzeug) mit einer Antwort AW (an die (Sende-und-)Empfangseinrichtung EMP) antwortet, dann erzeugt er ein Trägersignal mittels seiner gespeicherten Energie und moduliert es z.B. je nach abzusendendem Bitmuster und/oder Antwortsignal in der Amplitude (ASK - Amplitude Shift Keying) oder in der Phase (BPSK - Binary Phase Shift Keying).
Über die magnetische Kopplung k0 induziert das von der Transponderspule Ants des Transponders TRANS abgestrahlte magnetische Feld mit moduliertem Trägersignal an der LF-Antenne Ant0 der (Sende- und-)Empfangsschaltung EMP eine Spannung. Die durch Steuersignale Sa1 Sa2 von einer Steuerung (Ste) steuerbaren Schalter M-Sa1, M-Sa2 sind dabei geschlossen, sodass L0 mit C0 einen Parallelschwingkreis bildet. Das (per Funk k0) induzierte Signal wird durch die Resonanzüberhöhung des Parallelschwingkreises verstärkt (wenn die Resonanzfrequenz nicht zu weit von der Trägerfrequenz entfernt ist) und kann als Spannung Vc1 am Kondensator CO abgegriffen werden. Da dieser Anschluss von CO einen Schaltungsknoten mit dem Source- Anschluss des steuerbaren Schalters M-Sq1, dem Drain-Anschluss des steuerbaren Schalters M-Sa1 sowie der Strommessschaltung CurrMeas (zur Messung eines Stroms Iant bzw. einer Spannung Vc1 einer Antenne) oder Spannungsmessschaltung für Vc1 bildet, ist er z.B. an einer integrierten Schaltung (IC) bereits an einem IC-Pin verfügbar.
Der Gleichspannungspegel Vdcm für die Unterdrückung einer Gleichtaktabstrahlung kann hier (z.B. über einen ohmschen Widerstand Rcm) am Anschluss Ant2 einer Antenne anliegen. Der Spannungspegel Vdcm kann z.B. Vc1/2 beim dargestellten Halbbrückenbetrieb oder z.B. Masse etc. in einem nicht dargestellten Vollbrückenbetrieb sein.
2 zeigt eine erfindungsgemäße (Sende-und) Empfangsanordnung EMP mit n (n>=2, n = natürliche Zahl) Antennen Ant12, Ant22, Antn2 in Parallelresonanzschaltung mit n Antennentreibern (jeweils links der Antennen in 2, mit Kapazitäten C1, C2, ... Cn).
Eine (Sende-und) Empfangsanordnung EMP kann beispielsweise eine Treiberschaltung sein und/oder an einer ElectronicControlUnit (ECU) z.B. eines (z.B. CAN-) Fahrzeugbusses eines Kraftfahrzeugs etc. angeordnet sein.
Die Anschlüsse der Resonanzkondensatoren C1 bis Cn sind über einen N-nach-1-Multiplexer (N>=2, N = natürliche Zahl, N = Zahl der multiplexbaren MUX- Eingänge) mit einem durch ein Signal Sda (von einer Steuerung Ste) ansteuerbaren Entladeschalter M-Sda und einem Detuner Det z.B. an einen Ausgang, z.B. an den Eingang einer Wegfahrsperren-Steuerung (z.B. eines Kraftfahrzeugs), durchschaltbar.
Der Multiplexer Mux umfasst hier die durch jeweils ein Signal S1, S2, Sn von einer Steuerung Ste ansteuerbaren (einzelnen) Schalter M-S1a, M-S2a, M-Sna in 2 bzw. die Paare durch ein (für ein Paar) gemeinsames Signal S1, S2, Sn steuerbarer Schalter M-S1a & MSlb bzw. M-S2a & MS2b bzw. M-Sna & M-Snb in 3.
Über den Multiplexer Mux wird ein Antennenkanal, also eine der Antennen Ant1, Ant2, Antn, für den Empfang einer Transponderantwort AW eines Transponders TRANS ausgewählt.
Mit dem Entladeschalter M-Sd in 2 (bzw. mit dem Paar von Entladeschalter M-Sda & M-Sdb in 3) wird der (mit dem Multiplexer Mux durch einen seiner Schalter ausgewählte) Parallelresonanzkreis C1/L1 oder C2/L2 oder Cn/Ln vor Empfang (mit Empfang gemeint ist hier z.B. vor einer Auswertung mit Amp, Filt, Dem usw. zur Generierung von Data) einer Transponderantwort AW des Transponders TRANS entladen.
Zum Empfang selbst ist der Schalter M-Sd in 2 (bzw. das Paar von Entladeschaltern M-Sda & M-Sdb in 3) hochohmig und/oder geöffnet.
Der Detuner Det wird durch einen der (durch jeweils ein Signal S1, S2, Sn von einer Steuerung Ste ansteuerbaren (einzelnen) Schalter M-S1a, M-S2a, M-Sna in 2 bzw. der Paare der durch ein (für ein Paar) gemeinsames Signal S1, S2, Sn steuerbaren Schalter M-S1a & MSlb bzw. M-S2a & MS2b bzw. M-Sna & MSnb in 3 des Multiplexer MUX, also z.B.) zu einem Resonanzkondensator (= einer Kapazität) Cx (x=1 oder 2 oder n) parallel geschaltet, also z.B. durch den Schalter M-S1a des Multiplexers MUX zur Kapazität C1 parallel geschaltet.
Dabei verringert der Kondensator Ci die Resonanzfrequenz des (mit dem Multiplexer MUX) mit ihm verbundenen geschalteten Parallelschwingkreises (Cx, Lx mit x= 1oder 2 oder n), während der Widerstand Ri des Detuners Det insbesondere die Betriebsgüte des Parallelschwingkreises reduzieren kann.
Vorteile und Details dieser Anordnung können z.B. nachfolgende sein:
Ein Empfang (z.B. an einer Antenne mit einer Auswertung mit Det, Amp, Filt, Dem zur Erzeugung von Data) der Transponder-Antwort AW kann an verschiedenen oder allen Antennenkanälen (also Eingängen Ein 1, Ein2, Einn mit jeweils einer Antenne Ant12, Ant22m Antn2) z.B. eines Kraftfahrzeugs möglich sein, also z.B. auch über Antennenkanäle / Eingänge Ein 1, Ein2, Einn an Türen oder am Kofferraum etc. eines Kraftfahrzeugs etc..
Ansteuerbare Schalter (M-S1a, M-S2a, M-Sna bzw. M-S1a & MSlb bzw. M-S2a & MS2b bzw. M-Sna & MSnb), die zum Betrieb (z.B. inklusive Auswahl mit einem Multiplexer und/oder zum Decharging Dis) eines Parallelresonanzkreises vorgesehen sind, können in einem integrierten Schaltkreis bzw. IC integriert sein, sodass für die Implementierung des Multiplexers MULT keine zusätzlichen IC-Pins benötigt würden.
Z.B. bis auf den Detuner Det und/oder Antennen können alle Teile des Wegfahrsperren-Empfängers (z.B. in einem Modul und/oder integrierten Schaltkreis und/oder IC) integriert werden. Damit können Kosten und Platzbedarf der Anordnung optimiert werden. Der Multiplexer MULT kann für andere Wegfahrsperren-Empfänger ebenfalls verwendbar sein. Hinter dem Multiplexer MULT können also verschiedene Wegfahrsperren-Empfänger angeschlossen sein, sodass ein IC für verschiedene Arten von Transpondern TRANS kompatibel gemacht werden kann.
Durch die Entladeschaltung (Discharger Dis) kann der Wegfahrsperren-Empfänger schnell empfangsbereit (z.B. in deutlich weniger als 1 ms im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen mit mehreren ms) sein.
Der Detuner Det kann die Resonanzfrequenz und die Betriebsgüte (mindestens) eines der Parallelschwingkreise auf Werte ziehen, die für den Empfang einer Transponder-Antwort Aw eines Transponders TRANS die beste Signalgüte ermöglichen.
Eine (Sende-und-)Empfangseinrichtung EMP weist z.B. steuerbare Schalter M-Sqla, M-Sq2a, M-Sqna in Form z.B. mindestens eines MOSFETs zur Nachlade-Steuerung auf, also zur Steuerung des Zuführens von Energie aus einer Spannungsquelle Vdcp mit gegenüber Masse positiver Spannung in mindestens einen (bzw. in 2-3 mindestens zwei oder mindestens drei) jeweils aus einer Antenne Ant 1, Ant12, Ant22, Antn2 und mindestens einer Kapazität C1, C2, Cn gebildeten) Schwingkreis.
3 zeigt ebenfalls eine Ausgestaltung der Erfindung, mit der Möglichkeit einer Integration vieler oder aller Komponenten einer (Sende- und) Empfangsschaltung EMP (z.B. mit Ausnahme des Detuners Det und/oder der Antennen) in einer integrierte Schaltung, z.B. in einem IC.
Mehrere oder alle ansteuerbaren Schalter M-S1a & MS1b, M-S2a & MS2b, M-Sna & MSnb, MSda & M-Sdb des Multiplexers und/oder Dischargers sollen nach einer Ausgestaltung der Erfindung im ausgeschalteten Zustand hochohmig sein, insbesondere unabhängig vom Vorzeichen der Spannung über einem Schalter.
Dafür werden im Ausführungsbeispiel in 3 anti-serielle („back-to- back“) MOSFETs M-S1a & MS1b, M-S2a & MS2b, M-Sna & MSnb, MSda & M-Sdb eingesetzt, die in Reihe geschaltet sind und deren parasitäre Bulk-Drain-Dioden entgegengesetzte Sperrrichtungen haben.
Die in 2 vereinfachend zusammengefasst dargestellten Komponenten Amp, Filt, Dem sind in 3 teils einzeln als Verstärker Amp mit einer Versorgungsspannung Vdd und einer Ansteuerung VRef, und als Demodulator mit einer Versorgungsspannung Vdd schematisch dargestellt.
Die Komponenten Ci und Ri des Detuners Det sollen (in einer Applikation) an die Bauteilwerte der Antennenresonanzkreise (mit Antennen Ant12, Ant22, Antn2 und Kapazitäten C1, C2, .. Cn) der (Sende-und-) Empfangsanordnung EMP angepasst werden, daher ist es besonders vorteilhaft, genau eine integrierte Schaltung IC zu entwickeln und Ci und Ri als externe Komponenten einstellbar zu halten.

Claims

Empfangsschaltung (EMP), in Form einer zum Einbau in ein Fahrzeug (PASE) vorgesehenen Sende-und-Empfangsschaltung (EMP) zum Empfang eines Signals (AW) eines Transponders (TRANS), dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist: -mehrere Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) mit jeweils einer Antenne (Ant1, Ant2, Antn), -einen Multiplexer (Mux) mit mehreren durch Steuersignale (S1, S2, S3) steuerbaren (Ste) Schaltern (M-S1a; M-S2a; M-Sna; M-S1a + M-S1-b, M-S2a + M-S2-b, M-Sna + M-Snb) zum wahlweisen Verbinden mindestens eines der Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) mit mindestens einer weiteren Einrichtung (Dis, Det, Amp) in Form eines Dischargers (Dis) und/oder Detuners (Det) und/oder Verstärkers (Amp), und dass die Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) jeweils zum Empfang eines Funksignals (AW) eines Transponders (TRANS) ausgebildet sind, und zwar jeweils hinsichtlich des Induktivitätswertes der Antenne (L1; L2; Ln) und des Kapazitätswertes einer dazu parallel geschaltet zur Bildung eines Schwingkreises angeordneten Kapazität (C1; C2; Cn), zur Festlegung einer Frequenz des Schwingkreises entsprechend der Sendefrequenz eines Transponders (TRANS).
Empfangsschaltung (EMP) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsschaltung (EMP) für die Anordnung in einem Kraftfahrzeug ausgebildet oder in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie (EMP) mindestens drei Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) mit jeweils einer Antenne (Ant1, Ant2, Antn) aufweist.
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) der Empfangsschaltung (EMP) an einer oder mehreren Türen eines Kraftfahrzeugs und/oder als Außenantenne eines Kraftfahrzeugs eingebaut sind.
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ausgang (Aus-Data) für ein Ausgangssignal (Data) der Empfangsschaltung (EMP) mit einer Motorsteuerung und/oder Wegfahrsperrensteuerung eines Kraftfahrzeugs und/oder mit einem Fahrzeug-Zugangs-und/oder-Startsystem (PASE) eines Kraftfahrzeugs und/oder mit einem Kraftfahrzeug-seitigen System (Ste) zum Kennenlernen eines Transponders (Trans) verbunden ist.
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) jeweils eine insbesondere induktive Antenne (L1; L2; Ln) und mindestens eine dazu parallel geschaltet angeordnete Kapazität (C1; C2; Cn) aufweisen, zur Bildung eines Parallelschwingkreises und/oder quasiresonanten Schwingkreises.
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass angesteuert durch eine Steuerung (Ste) und mindestens einen steuerbaren Schalter (M-S1a; M-S2a; M-Sna; M-S1a + M-S1-b, M-S2a + M-S2-b M-Sna + M-S3-b) mindestens oder genau eine der zu einer Antenne (L1; L2; Ln) parallel geschalteten Kapazitäten (C1; C2; Cn) über einen Multiplexer (Mux) mit einem durch ein Steuersignal (Sd) steuerbaren Discharger (Dis) verbindbar ist, um den mit dieser Kapazität (C1; C2; Cn) und einer Antenne (L1; L2; Ln) gebildeten Schwingkreis vor dessen Verbindung mit einem Detuner (Det) und/oder Amplifier (Amp) und/oder Demodulator (Dem) zu entladen.
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein Detuner (Det) in ihr (EMP) durch einen mit einem Steuersignal (S1, S2, Sn) steuerbaren Schalter (M-S1a; M-S2a; M-Sna; M-S1a + M-S1b, M-S2a + M-S2b, M-Sna + M-Snb) mit mindestens oder genau einem ausgewählten (Mux) der Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) geschaltet ist, eine Kapazität (Ci) des Detuners (Det) mit der Kapazität (C1; C2; Cn) des verbundenen Eingangspfads (Ein1, Ein2, Einn) parallel geschaltet ist, zur Verringerung der Resonanzfrequenz des verbundenen Eingangspfads (Ein1, Ein2, Einn).
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein Detuner (Det) in ihr (EMP) durch einen mit einem Steuersignal (S1, S2, SN) steuerbaren Schalter (M-S1a; M-S2a; M-Sna; M-S1a + M-S1-b, M-S2a + M-S2-b M-Sna + M-S3-b) mit einem der Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) verbunden ist, ein Ohmscher Widerstand (Ri) des Detuners (Det) mit dem verbundenen Eingangspfad (Ein1, Ein2, Einn) verbunden ist, zur Verringerung der Betriebsgüte des verbundenen Eingangspfads (Ein1, Ein2, Einn).
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige oder alle der durch Signale (S1, S2, Sn) steuerbaren Schalter (M-S1a; M-S2a; M-Sna; M-S1a + M-S1-b, M-S2a + M-S2-b M-Sna + M-Snb) im Multiplexer (Mux) oder im Discharger (Dis) oder in den Eingangspfaden (Ein1, Ein2, Einn) der Empfangsschaltung (EMP) im selben Modul oder im selben integrierten Schaltkreis (IC) angeordnet sind.
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Signale (S1, S2, Sn) steuerbare Schalter (M-S1a, M-S1b; M-S2a, M-S2b; M-Sna, M-Snb; M-Sda, M-Sdb) in einem Multiplexer (Mux) oder in einem Discharger oder in den Eingangspfaden (Ein1, Ein2, Einn) der Empfangsschaltung (EMP) jeweils Paare (M-S1a, M-S1b; M-S2a, M-S2b; M-Sna, M-Snb; M-Sda, M-Sdb) zueinander antiseriell angeordnete MOSFETs sind, mit an Paaren (M-S1a, M-S1b; M-S2a, M-S2b; M-Sna, M-Snb; M-Sda, M-Sdb) zueinander antiseriell angeordnete MOSFETs gemeinsam anliegendem selbem Steuersignal (S1; S2; Sn; Sd), um Schalter (M-S1a, M-S1b; M-S2a, M-S2b; M-Sna, M-Snb; M-Sda, M-Sdb) im ausgeschalteten Zustand hochohmig zu setzen.
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige durch Signale (S1, S2, SN) steuerbare Schalter (M-S1a, M-S1b; M-S2a, M-S2b; M-Sna, M-Snb; M-Sda, M-Sdb; S1, S2, Sn) in einem Multiplexer (Mux) oder in einem Discharger oder in den Eingangspfaden (Ein1, Ein2, Einn) der Empfangsschaltung (EMP) einzelne Schalter sind.
Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kapazität (Ci) und/oder ein ohmscher Widerstand (Ri) eines Detuners (Det) der Empfangsschaltung (EMP) externe Komponenten und/oder außerhalb einer integrierten Schaltung (IC) mit steuerbaren Schaltern (M-S1a, M-S2a, M-Sna, M-S1a & MS1b, M-S2a & MS2b, M-Sna & MSnb) der Empfangsschaltung (EMP) angeordnet sind, und/oder in ihrer Kapazität bzw. ihrem Widerstand einstellbar sind.
Empfangseinrichtung (EME), für ein schlüsselloses Fahrzeug-Zugangs-und/oder- Startsystem (PASE), -mit einer Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, -mit mehreren Antennen (Ant12, Ant22, Antn2) zum Empfang eines Funk-Signals (AW) eines Transponders (TRANS), -mit einer Steuerung (Ste) zum Erzeugen von Steuersignalen (Sq1, Sq2, Sqn, S1, S2, Sn, Sd, Ri) zum Ansteuern steuerbarer Schalter (M-S1a; M-S2a; M-Sna; M-S1a + M-S1-b, M-S2a + M-S2-b M-Sna + M-S3-b) der Empfangsschaltung (EMP).
Verfahren zum Ansteuern einer Empfangsschaltung (EMP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ausgang (Aus-Data) der Empfangsschaltung (EMP) mit einer Motorsteuerung und/oder Wegfahrsperre eines Kraftfahrzeugs und/oder mit einem Fahrzeug-Zugangs-und/oder-Startsystem (PASE) eines Kraftfahrzeugs zum Lösen einer Wegfahrsperre und/oder Öffnen einer Fahrzeugtüre und/oder Anlernen einer Steuerung eines Kraftfahrzeugs an einen Schlüssel verbunden wird, wobei durch einen Multiplexer (Mux) mit mehreren durch Steuersignale (S1, S2, S3) steuerbaren (Ste) Schaltern (M-S1a; M-S2a; M-Sna; M-S1a + M-S1-b, M-S2a + M-S2-b, M-Sna + M-Snb) mindestens einer der Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) mit mindestens einer weiteren Einrichtung (Dis, Det, Amp) in Form eines Dischargers (Dis) und/oder Detuners (Det) und/oder Verstärkers (Amp) wahlweise verbunden wird, welche Eingangspfade (Ein1, Ein2, Einn) jeweils zum Empfang eines Funksignals (AW) eines Transponders (TRANS) ausgebildet sind, und zwar jeweils hinsichtlich des Induktivitätswertes der Antenne (L1; L2; Ln) und des Kapazitätswertes einer dazu parallel geschaltet zur Bildung eines Schwingkreises angeordneten Kapazität (C1; C2; Cn), zur Festlegung einer Frequenz des Schwingkreises entsprechend der Sendefrequenz eines Transponders (TRANS).