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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Steuervorrichtung zum Steuern mindestens
zweier Antennengruppen, insbesondere für eine Fernsteueranlage eines
Kraftfahrzeuges, sowie eine Fernsteueranlage für den ferngesteuerten Zugang
eines Fahrzeuges mit einer derartigen Steuervorrichtung.
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Eine Fernsteueranlage erlaubt den
Zugang zu einem Fahrzeug und den Start desselben ohne die Verwendung
eines mechanischen Schlüssels.
Der Benutzer des Fahrzeuges ist dann einfach mit einer elektronischen
Karte (die im folgenden auch „Badge" genannt
wird) ausgerüstet,
welche von einer Steuervorrichtung, die den an Bord des Fahrzeuges
angeordneten Antennen zugeordnet ist, detektiert und erkannt wird.
Wenn die Karte von der Steuervorrichtung als für das Fahrzeug autorisierte
Karte identifiziert worden ist, kann der Träger dieser Karte ins Fahrzeuginnere
gelangen, indem er einfach einen Türgriff erfasst, und dann unter
bestimmten Konfigurationen den Fahrzeugmotor durch einfache Betätigung eines
Knopfes startet.
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Bei einem derartigen Fernsteuersystem dient
im allgemeinen eine An tennengruppe dazu, das Vorhandensein des
Badge außerhalb
des Fahrzeuges zu detektieren, während
eine andere Antennengruppe dazu dient, das Vorhandensein des Badge
im Fahrzeuginneren zu detektieren. Wenn ein autorisiertes Badge
außerhalb
des Fahrzeuges detektiert wird, erlaubt die Steuervorrichtung den
Zugang ins Fahrzeuginnere, ohne in jedem Fall einen Start zu ermöglichen,
während
ein Start des Motors erfolgen kann, wenn sich dieses Badge im Fahrzeuginneren
befindet. Bei bestimmten Fernsteueranlagen ist außerdem die
Möglichkeit
vorhanden zu detektieren, ob sich das Badge auf der Fahrerseite
oder der Beifahrerseite des Fahrzeuges befindet.
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Um das Badge zu lokalisieren, wird
ein Signal an eine Antennengruppe (ggfs. einer einzigen Antenne)
abgegeben, die es dann abstrahlt, während kein anderes Signal an
die anderen Antennen abgegeben wird, so dass diese stumm bleiben.
Die verwendeten Antennen sind LF-Antennen (LF = low fre quency bzw.
Niederfrequenz) beschränkter
Reichweite, was somit eine einwandfreie Lokalisierung des entsprechenden
Badge ermöglicht.
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Die Steuervorrichtung enthält eine
Elektronik mit insbesondere Verstärkerschaltungen, um Signale starker
Leistung den Antennen zuzuführen.
Diese Steuerelektronik der Antennen erlaubt es nicht, mit vertretbaren
Kosten einer Antennengruppe ein Signal starker Leistung zuzuführen, ohne
ein entsprechendes schwaches Signal auch denjenigen Antennen zuzuführen, die
stumm bleiben sollen. Die Ursache hierfür ist das dem Fachmann bekannte
Nebensprechproblem, wie es zwischen verschiedenen Verstärkerschaltungen
auftritt.
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Dieses Nebensprechproblem kann zu
Fehlern bei der Lokalisierung des Badge des Fahrzeuges in einer
Fernsteueranlage des Kraftfahrzeuges führen. Wenn beispielsweise die
inneren Antennen ein Signal starker Leistung in Richtung des Badge
abstrahlen, um es zu detektieren, strahlen die äußeren Antennen ebenfalls ein
Signal ab, das zwar eine geringe Leistung hat, jedoch von dem Badge
detektiert werden kann. Wenn sich dann das Badge in unmittelbarer
Nähe einer äußeren Antenne
befindet, wird es identifiziert und lokalisiert, als ob es sich
im Fahrzeuginneren befinden würde.
Wenn sich der Fahrer außerhalb
des Fahrzeugs befindet und das Badge in der Rücktasche seiner Hose nahe dem
Türgriff,
der die Antenne im allgemeinen enthält, angeordnet ist, so wird
das Badge als im Fahrzeuginneren befindlich angesehen, und bei einem
Startversuch, beispielsweise durch ein im Fahrzeuginneren spielendes Kind,
wird der Motor dann in Gang gesetzt.
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Die Lösung des Standes der Technik
für dieses
Nebensprechproblem besteht darin, die Antenne, die stumm bleiben
soll, von dem Rest der Schaltung, beispielsweise mittels eines Schalters,
vollständig
abzutrennen. Diese Lösung
ist zwar wirksam, jedoch kostspielig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Steuervorrichtung
der angegebenen Gattung eine kostengünstigere Lösung für das vorstehend beschriebene
Nebensprechproblem zu schaffen.
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Die Erfindung sowie vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.
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Gemäß der Erfindung wird ein parasitäres Signal
während
einer Totzeit des an die erste Antennengruppe abgegebenen kodierten
Signals über
die zweite Antennengruppe abgegeben. Auf diese Weise wird das an
die zweite Antennengruppe abgegebene Signal aus einer Überlagerung
eines Restsignals und eines parasitären Signals gebildet. Diese
Modifizierung des Restsignals macht dieses Signal unverständlich für ein das
Signal empfangendes Badge. Für
die Fernsteueranlage entsteht somit der Eindruck, dass die Antennen
der zweiten Antennengruppe absolut stumm sind.
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Um die Antennen, die vorzugsweise
stumm bleiben sollen, besser zu „täuschen" und um den Energieverbrauch
zu begrenzen, entspricht die Amplitude des parasitären Signals
vorzugsweise im wesentlichen der Amplitude des Restsignals. Zu diesem Zweck
kann eine Verstärkungssteuervorrichtung,
die die Leistung des abgegebenen parasitären Signals begrenzt, vorgesehen
werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist beispielsweise
für den
Fall geeignet, dass das von der ersten Antennengruppe abgegebene
Signal ein Sig nal ist, das durch Amplitudenmodulation kodiert ist.
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Bei einem Steuerungsverfahren gemäß der Erfindung
wird die Zuführung
des parasitären
Signals zu den Antennen der zweiten Antennengruppe beispielsweise
durch einen analogen Multiplexer realisiert, der die zweite Antennengruppe
während
einer Totzeit des für
die erste Antennengruppe bestimmten kodierten Signals auswählt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ferner eine Steuervorrichtung mit einer Einrichtung zum abwechselnden
Abgeben eines kodierten Signals an
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mehrere Antennengruppen, wobei die
verwendete Kodierung so ist, dass das kodierte Signal Totzeiten
hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung so ausgebildet
ist, dass sie ein parasitäres Signal
an eine zweite Antennengruppe abgibt, wenn ein kodiertes Signal
an eine erste Antennengruppe abgegeben wird, wobei das parasitäre Signal über die
zweite Antennengruppe während
ei ner Totzeit des an die erste Antennengruppe abgegebenen Signals
abgegeben wird.
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Eine derartige Steuerungsvorrichtung
erlaubt die Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Sie enthält
vorteilhafterweise einen analogen Multiplexer, der die Antennengruppe,
der ein Signal zugeführt
werden soll, auswählt.
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Vorzugsweise enthält die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung
ferner eine Verstärkungssteuervorrichtung,
die die Leistung der abgegebenen parasitären Signale begrenzt. Sie kann
ferner mindestens einen linearen Verstärker pro Antennengruppe aufweisen,
um das kodierte Signal zu verstärken,
bevor es den entsprechenden Antennen zugeführt wird.
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Schließlich betrifft die vorliegende
Erfindung eine Fernsteueranlage für den ferngesteuerten Zugang
zu einem Fahrzeug mit mindestens zwei Antennengruppen und einer
elektronischen Erkennungskarte. Sie enthält außerdem eine Steuervorrichtung, wie
sie oben beschrieben wurde.
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Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit zwei Anten nen zum
Detektieren eines Badge;
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2 ein
Diagramm mit mehreren Signalkurven, die für die Steuerung der Antennen
verwendet werden;
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3 ein
Schema einer elektronischen Schaltung zum Steuern der Antennen des
Fahrzeuges in 1.
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Die 1 zeigt
sehr schematisch eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 2 oder
Fahrzeug 2, das mit LF-Antennen ausgerüstet ist. Der Einfachheit halber sind
nur zwei Antennen dargestellt. Eine dieser Antennen ist in die linke
Vordertür
des Fahrzeuges 2 eingebaut und trägt das Bezugszeichen 4,
während die
andere Antenne in die rechte Vordertür eingebaut ist und das Bezugszeichen 6 trägt. Die
Antennen 4 und 6 sind beispielsweise in die äußeren Türgriffe
der beiden Vordertüren
des Fahrzeuges 2 integriert.
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Die Antennen 4 und 6 dienen
dazu, ein Signal abzustrahlen, das hinsichtlich einer Amplitude vorgegebener
Leistung moduliert ist, damit es eine Reichweite in der Größenordnung
eines Meters haben kann.
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Das von den Antennen abgestrahlte
Signal soll von einer elektronischen Karte aufgefangen werden, die
im folgenden auch Badge genannt wird. Wenn das Badge in das Abstrahlfeld
der Antennen gelangt, erkennt es das von den Antennen abgestrahlte
modulierte Signal und strahlt dann seinerseits ein kodiertes Signal
ab. Dieses neue Signal ist typischerweise ein RF-Signal (Radiofrequenz)
einer Frequenz von 433 MHz. Es wird von einer zu diesem Zweck vorgesehenen
RF-Antenne aufgefangen und analysiert, um festzustellen, ob der
von dem Badge abgegebene Code dem Code entspricht, der erforderlich
ist, um den Zugang zum Fahrzeug 2 und ggfs. auch einen
Start des Motors zu ermöglichen.
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Die vorliegende Erfindung und die
folgende Beschreibung befassen sich im wesentlichen mit dem Signal,
das von den Antennen 4 und 6 in Richtung auf das
Badge abgestrahlt wird.
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Die Antennen 4 und 6 werden
dazu benutzt, einen Dialog mit dem Badge zu führen, aber auch um das Badge
zu lokalisieren. Die 3 zeigt
in schematischer Weise eine Steuervorrichtung zum Steuern von Antennen,
die eine Lokalisierung eines Badge erlauben, um auf zuverlässige Weise
festzustellen, ob sich das Badge links vom Fahrzeug 2 (auf der
Fahrerseite) oder rechts vom Fahrzeug (Beifahrerseite) befindet.
Diese Steuervorrichtung umfasst einen Modulator 8, einen
analogen Multiplexer 10 und zwei Linearverstärker 12.
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Der Modulator 8 wird mit
einem Trägersignal 14 sowie
einem zu modulierenden Signal 16 gespeist und gibt ein
moduliertes Signal 18 ab, das in einen Eingang des analogen
Multiplexers 10 eingegeben wird. Der Multiplexer hat außerdem einen
zweiten Eingang, durch den er ein Signal 20 empfängt, das anzeigt, welcher Antenne
bzw. welchen Antennen das modulierte Signal 18 zugeführt werden
soll.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Antennen in zwei Antennengruppen, und zwar eine rechte
Antennengruppe 6 und eine linke Antennengruppe 4,
unterteilt. Der Einfachheit halber wird hier der Spezialfall betrachtet,
bei dem eine Antennengruppe auf eine einzige Antenne reduziert ist.
Der Multiplexer 10 hat zwei Ausgänge 22, einen für jede Antenne.
Das Ausgangssignal des Multiplexers wird jedes Mal von einer Verstärkerschaltung
verstärkt, die
einen Linearverstärker 12 aufweist.
Die beiden Verstärker
werden von derselben Spannungsquelle 24 gespeist. Das durch
jede Schaltung verstärkte
Signal wird dann den entsprechenden Antenne zugeführt, um
in Richtung auf ein Badge abgestrahlt zu werden.
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Die Vorrichtung ist an sich bekannt
und wird bereits zur Steuerung von Antennen benutzt.
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Im folgenden wird angenommen, dass
das Antennenwählsignal
20 die Abgabe eines Signals allein durch die linke Antenne 4 steuert.
Mit der oben beschriebenen und an sich bekannten Vorrichtung hat
das die linke Antenne 4 speisende Signal beispielsweise
eine Form, wie sie in dem ersten Diagramm der 2 durch die Kurve 26 wiedergegeben wird.
Die Amplitude dieses Signals ist beispielsweise in der Größenordnung
von 20 V. Es sei hier angenom men, dass das von einer Antenne abgestrahlte
Signal im wesentlichen die Form des die Antenne speisenden Signals
annimmt.
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Die beschriebene Vorrichtung hat
das in der Beschreibungseinleitung geschilderte Nebensprechproblem:
Ein von Null verschiedenes moduliertes Signal, das in dem zweiten
Diagramm der 2 durch die
Kurve 28 wiedergegeben wird, speist dann die rechte Antenne 6.
Die Amplitude dieses modulierten Signals, das ein Restsignal ist,
liegt in der Größenordnung
von 100 mV.
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Die 1 zeigt
durch eine gestrichelte Linie 30 die Reichweite der Antenne 4,
die mit dem durch die Kurve 26 dargestellten Signal gespeist
wird. Die Reichweite der Antenne 6, die mit einem parasitären Signal
(Kurve 28) gespeist wird, wird durch eine gestrichelte
Linie 32 dargestellt. Um eine Vorstellung von der Größenordnung
zu vermitteln, liegt die Reichweite dieser Anten ne 6 bei
ungefähr
10 cm, während
für die
Antenne 4 diese Reichweite außerhalb des Fahrzeuges 2 größer als
ein Meter ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird dem Restsignal ein parasitäres
Signal in der Weise überlagert,
dass das Signal, das sich aus dem Restsignal und dem parasitären Signal
zusammensetzt, von einem Badge nicht interpretiert werden kann.
Wie sich an der Kurve 26 erkennen lässt, ist das die Antenne 4 speisende
Signal ein Signal, das durch eine Amplitudenmodulation kodiert ist,
welche Totzeiten umfasst. Tatsächlich
stellt dieses Signal eine Folge von Übertragungen und fehlenden Übertragungen
eines Trägersignals
dar. Es handelt sich hierbei beispielsweise um ein LF-Signal einer
Frequenz in der Größenordnung
von 125 kHz. Das parasitäre
Signal speist die Antenne 6, die Idealerweise stumm bleiben soll,
während
einer Totzeit, d. h. bei fehlender Übertragung des Trägersignals.
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Die 2 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, für
die drei Antennengruppen in Betracht gezogen werden. Dies kann in
einem Kraftfahrzeug der Fall sein. Es gibt dann eine äußere Antenne
zum Lokalisieren eines Badge, das außerhalb des Fahrzeuges auf
der Fahrerseite angeordnet ist, Antennen zum Detektieren eines Badge,
das außerhalb
des Fahrzeuges auf der Beifahrerseite angeordnet ist, und eine Antennengruppe
zum Detektieren des Vorhandenseins eines Badge im Fahrzeuginneren.
Diese verschiedenen Antennengruppen tragen die Nummern 0, 1 und 2.
Die Kurve 34 in 2 stellt
das parasitäre
Signal dar, das dem Restsignal überlagert werden
soll, welches von den Antennen abgestrahlt wurde, die stumm bleiben
sollen. Die Kurve 36 in 2 stellt
das Antennenwählsignal
dar, das in den Multiplexer 10 eingegeben wird. Wenn dieses
Signal Null ist, leitet der Multiplexer l0 das den Modulator verlassende
modulierte Signal 18 zu dem der linken Antenne 4 entsprechenden
Verstärker.
Es sei hier angenommen, dass diese Antenne das der Kurve 26 der 2 entsprechende Signal abstrahlen
soll. Wenn das Antennenwählsignal
20 den Wert 1 annimmt, gibt der Multiplexer 10 das modulierte
Signal 18 an den der Antenne 6 entsprechenden
Verstärker 12 ab.
Wenn das Antennenwählsignal
den Wert 2 annimmt, wird das modulierte Signal 18 von dem
Multiplexer
10 dem den inneren Antennen entsprechenden
Verstärker
zugeführt.
In 3 sind der Einfachheit
halber nur zwei Verstärker
dargestellt. Der Fachmann kann sich jedoch ohne Schwierigkeiten
ein entsprechendes Schema für
drei, vier oder noch mehr Antennengruppen vorstellen.
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Am Ausgang der Antenne 4 erscheint
ein Signal, das den Verlauf des in der Kurve 26 der 2 dargestellten Signals
hat. Die Kurven 38 und 40 entsprechen dem Verlauf
des Signals, das man am Ausgang der Antenne 6 und der inneren
Antennen erhält. Jedes
dieser beiden Signale ist die Überlagerung
des Restsignals 28 und eines Teils des parasitären Signals 34.
Diese Signale können
nicht von einem Badge interpretiert werden, das sich in der Nähe der rechten
Antenne 6 oder einer inneren Antenne befindet. Somit könnte allein
ein Badge, das sich in der Nähe
der linken äußeren Antenne 4 befindet,
das von ihm empfangene Signal erkennen. Vorzugsweise hat am Ausgang
der Antenne das parasitäre
Signal eine Amplitude, die im wesentlichen gleich der Amplitude des
Restsignals ist. Auf diese Weise gräbt sich gewissermaßen das
parasitäre
Signal in das Herz des Restsignals und wird wie dieses demoduliert.
Um das abgegebene parasitäre
Signal zu begrenzen, ist der Modulator 8 vorteilhafterweise
mit einer Verstärkungsteuervorrichtung 42 versehen,
die in 3 durch einen
Pfeil symbolisiert ist. Wenn somit das zu modulierende Signal 16 dem
von der sendenden Antennengruppe abgestrahlten Signal entspricht,
wird die Verstärkung
auf den maximalen Wert gesetzt, während die Verstärkung, wenn
das zu modulierende Signal 16 dem parasitären Signal
entspricht, einen vorgegebenen Wert annimmt, der es ermöglicht,
am Ausgang der Antenne, die stumm bleiben soll, ein parasitäres Signal
zu empfangen, das im wesentlichen von gleicher Größenordnung
wie das Restsignal aufgrund des Nebensprechproblems ist.
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Durch Begrenzung des abgegebenen
parasitären
Signals wird die Leistung des Signals am Ausgang der Antennen, die
stumm bleiben sollen, ebenfalls begrenzt. Auf diese Weise wird die
vom System verbrauchte Energie besser gesteuert, und es wird außerdem die
Störung
einer größeren Zone
um die Antennen herum, die stumm bleiben sollen, vermieden. Wenn
diese Antennen, die stumm bleiben sollen, ein leistungsstarkes Signal
abstrahlen, ist die Reichweite dieses Signals in der Tat sehr groß, und jedes
Badge, das sich in dem Bereich befindet, welcher von der Antenne überdeckt
wird, die stumm bleiben soll, wird dann beaufschlagt, als ob es
einen echten Steuerbefehl empfangen würde.
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Die von der Erfindung vorgeschlagene
Lösung
für das
Nebensprechproblem besteht somit nicht darin, das Betriebsverhalten
der Elektronik zu verbessern, um das Restsignal für die Antennen,
die stumm bleiben sollen, zu dämpfen,
sondern darin, über
diese Antennen ein parasitäres
Signal abzustrahlen. Diese Lösung
kann gewissermaßen
ohne Mehrkosten der Elektronik mit ausgezeichneten Ergebnissen realisiert
werden, da das von den „stummen"
Antennen abgestrahlte Signal nicht von den entsprechenden Badges
interpretiert werden kann. Gegenüber
dieses Badges sind die Antennen somit absolut stumm. Außerdem stört das parasitäre Signal nicht
eine normale Abstrahlung der Antennen, insbesondere wenn die Leistung
des parasitären
Signals begrenzt ist, beispielsweise mit Hilfe eines leistungssteuernden
Systems.
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In dem oben erläuterten Fall, in dem der Fahrer
des Fahrzeugs 2 sein Badge in einer Rücktasche seiner Hose aufbewahrt
und einen eine äußere Antenne
enthaltenden Türgriff
erfasst hat, wird das Badge von der Fernsteueranlage des Fahrzeuges nicht
als im Fahrzeug befindlich lokalisiert, denn das vom Badge empfangene
Signal kann von diesem nicht interpretiert werden. Jeder Versuch,
den Motor zu starten, bleibt daher fruchtlos.
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Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf
die Ausführungsform
beschränkt,
die weiter oben lediglich beispielhaft beschrieben wurde. Sie betrifft ferner
alle im Zugriffsbereich des Fachmanns liegenden Varianten im Schutzbereich
der beigefügten
Patentansprüche.
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So ist die Erfindung nicht auf die
Steuerung von Antennen beschränkt,
die in zwei getrennte Gruppen unterteilt sind. Sie kann auch auf
drei (oder mehr) Antennengruppen angewendet werden, wenn eine oder
mehrere dieser Antennengruppen unter vorgegebenen Bedingungen stumm
bleiben.
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Der Einfachheit halber sieht die
obige Beschreibung vor, dass ein parasitäres Signal nur während einer
Totzeit für
jede Antennengruppe, die stumm bleiben soll, abgestrahlt wird. Es
ist jedoch auch möglich,
parasitäre
Signale während
mehrerer Totzeiten, insbesondere während aller Totzeiten, abzustrahlen.
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- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- Antenne
auf Fahrerseite
- 6
- Antenne
auf Beifahrerseite
- 8
- Modulator
- 10
- analoger
Multiplexer
- 12
- Linearverstärker
- 14
- Trägersignal
- 16
- zu
modulierendes Signal
- 18
- moduliertes
Signal
- 20
- Antennenwählsignal
- 22
- Ausgang
- 24
- Spannungsquelle
- 26
- Kurve,
die das Signal darstellt, das einer Antenne zur Abstrahlung
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- zugeführt wird
- 28
- Kurve,
die das Restsignal an den stummen Antennen darstellt
- 30
- gestrichelte
Linie (Antenne 4) – Reichweite
- 32
- gestrichelte
Linie (Antenne 6) – Reichweite
- 34
- parasitäres Signal,
das dem Signal 28 überlagert
werden soll
- 36
- Kurve,
die das Antennenwählsignal
darstellt
- 38
- Kurve,
die das Signal am Ausgang der Antenne 6 darstellt
- 40
- Kurve,
die das Signal am Ausgang der äußeren Antennen
darstellt
- 42
- Verstärkungssteuervorrichtung