DE3627194A1 - Tragbarer hochfrequenzsender fuer schluessellose zugangssysteme, insbesondere an fahrzeugen - Google Patents
Tragbarer hochfrequenzsender fuer schluessellose zugangssysteme, insbesondere an fahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen tragbaren Hochfrequenzsender
mit einem dünnen Gehäuse, das einen flachen Innenraum umschließt.
Derartige Sender weisen Abmessungen in etwa von der Größe
einer Kreditkarte auf. Sie dienen insbesondere als Sender
zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignales mit einem vorgegebenen
Kode, der dazu dient, Fahrzeugeinrichtungen, wie eine
Türverriegelung, einen Kofferraumöffner oder dergleichen zu
betätigen.
Vor kurzem vorgeschlagene schlüssellose Zugangssysteme für
Fahrzeuge erfordern keine mechanische Schlüsselbetätigung
mehr oder die Eingabe von Hand eines vorgegebenen Kodes zum
Betätigen einer Türverriegelung zum Verriegeln oder Entriegeln
der Tür, eines Kofferraumöffners zum Öffnen des
Kofferraumdeckels, oder degleichen. Für ein derartiges
System wird ein Hochfrequenzsender von Kreditkartengröße
zum Erzeugen des Signales mit dem vorgegebenen Kode verwendet.
Das Signal wird an ein Steuergerät gesendet, das an
einem Fahrzeug befestigt ist und die Türverriegelung, den
Kofferraumöffner oder dergleichen betätigt, wenn der Kode
im Hochfrequenzsignal mit einem vorgegebenen Kode im Steuergerät
übereinstimmt. Ein derartiger Sender kann also
in Kleidungstaschen getragen werden. Durch
die Bewegungen des Benutzers ist der Sender Biegebelastungen
ausgesetzt. Da der Sender mehrere Schaltungselemente
aufweist, die in einem kleinen, flachen Sendergehäuse auf
einer verhältnismäßig biegsamen Leiterplatte angeordnet
sind, können derartige Biegebelastungen die Leiterplatte
oder die Schaltungselemente leicht zerstören.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sender insbesondere
für ein schlüsselloses Zugangssystem an Fahrzeugen
anzugeben, der durch Verbiegungskräfte nur wenig
beschädigungsgefährdet ist.
Die Erfindung ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs
gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßer Sender weist ein dünnes Gehäuse mit
einem flachen Innenraum auf, in dem ein Substrat für eine
Senderschaltung untergebracht ist. Auf dem Substrat sind
mehrere Schaltungskomponenten angeordnet, die die Senderschaltung
bilden. Die Komponenten sind so verteilt, daß
verhältnismäßig große Komponenten nahe den Kanten des
Substrates verlaufen und relativ kleine Komponenten dem
Zentrum des Substrates näher liegen.
Es ist offensichtlich, daß beim Verbiegen des Senders die
Verformung nahe dem Zentrum größer ist als entlang der
Kanten. Dadurch, daß die verhältnismäßig großen Komponenten
nahe den Kanten des Substrates angeordnet sind, werden sie
kaum Biegekräften unterworfen. Dies verringert die Gefahr
von Beschädigungen oder einem Lockern der verhältnismäßig
großen Komponenten. Andererseits ist ersichtlich, daß verhältnismäßig
kleine Komponenten weniger anfällig auf Verbiegungen
des Gehäuses und des Substrates sind, daß insbesondere
die Möglichkeit einer Beschädigung oder eines Lockerns
durch Verbiegung des Substrates gering ist. Daher können
die kleinen Komponenten ohne nachteilige Effekte nahe dem
Zentrum des Substrates angeordnet werden.
Wenn das Sendegehäuse rechtwinklig ist, werden die kleinen
Komponenten vorzugsweise mit ihrer Achse rechtwinklig zur
Längsachse des Gehäuses, also parallel zur Achse größter
Verbiegung angeorndet. Dadurch wird die Beschädigungsgefahr
durch Verbiegung weiter verringert.
Ein Verbiegen des Sendergehäuses ist dadurch möglich, daß
es vorzugsweise aus Kunstharz besteht.
Bei einem tatsächlich gebauten Sender sind die großen
Komponenten durch eine Batterie, eine CPU und einen integrierten
Schaltkreis gebildet. Diese Bauteile werden nahe
Ecken des Substrates angeordnet. Die restlichen Komponenten,
insbesondere Widerstände und Transistoren sind klein
und werden an anderen Stellen angeordnet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuges
mit einem schlüssellosen Zugangssystem;
Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm des grundsätzlichen
Aufbaus eines schlüssellosen
Zugangssystems für Fahrzeuge;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Hochfrequenzsenders
im System gemäß Fig. 2;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Steuergerätes im
System gemäß Fig. 2;
Fig. 5a und 5b
Flußdiagramme betreffend die Funktion des
Senders gemäß Fig. 3 bzw. des Steuergerätes
gemäß Fig. 4;
Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung
einer bevorzugten Ausführungsform eines
Hochfrequenzsenders; und
Fig. 7 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Leiterplatte
im Sender gemäß Fig. 6.
Anhand von Fig. 1 wird zunächst die bevorzugte Ausführungsform
eines schlüssellosen Zugangssystems für ein Fahrzeug
erläutert. Danach wird auf die Konstruktion eines Senders
und eines Empfängers für das System eingegangen.
Das schlüssellose Zugangssystem weist einen Hochfrequenz-
Kodesender 100 und ein Steuergerät 200 auf. Der Sender 100
weist in etwa die Abmessungen einer Scheckkarte o. dgl.
auf. Er wird von einem Benutzer getragen. Das Steuererät
200 ist dagegen an geeigneter Stelle am Fahrzeug montiert.
Wie in Fig. 1 schematisch und in Fig. 2 deutlicher dargestellt,
ist das Steuergerät 200 über einen Treibersignalgenerator
204 mit Stellgliedern 202 für Fahrzeugeinrichtungen
verbunden, wie z. B. mit einer Türverriegelung, einer
Kofferraumverriegelung, einer Handschuhfachverriegelung
oder einer Lenkverriegelung. Das Steuergerät 200 ist weiterhin
mit einem Sperrsignalgenerator 300 verbunden, der wahlweise
ein Sperrsignal zum Sperren des Steuergerätes abgeben
kann. Das Sperrsignal wird auf vorgegebene Zustände hin vom
Sperrsignalgenerator 300 abgegeben.
Bei der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform ermittelt
der Sperrsignalgenerator 300 die Stellung eines
Zündschlüssels, die von der AUS-Position abweicht. Der
Generator 300 gibt das Sperrsignal z. B. dann ab, wenn der
Zündschlüssel in Bereitschaftsposition ist, bei der elektrische
Leistung an Bauteile im Fahrzeug abgegeben wird,
oder wenn der Schlüssel in Zündstellung ist, in der elektrische
Spannung an das Zündsystem und elektrische Bauteile
gegeben wird, oder wenn die Anlaßstellung vorliegt, in der
elektrische Spannung an den (nicht dargestellten) Anlasser
gegeben wird.
Das Steuergerät 200 beinhaltet einen Anforderungssignalgenerator
208, der ein Hochfrequenz-Anforderungssignal SD
an den Sender 100 zum Aktivieren des letzteren abgibt. Der
Anforderungssignalgenerator 208 ist an einen oder mehrere
handbetätigbare Schalter 210 angeschlossen, die von außen
zugänglich sind. Der Generator 208 erzeugt das Anforderungssignal
SD, wenn einer der Schalter 210 betätigt wird.
Wie in Fig. 3 dargestellt, beinhaltet der Sender 100 einen
Empfänger 102, der das Anforderungssignal SD empfängt und
daraufhin ein Kodesignal SC mit einem vorgegebenen besonderen
Kode sendet. Das Kodesignal des Senders 100 unterscheidet
sich vom Anforderungssignal SD, so daß das Steuergerät
200 es erkennen kann, wenn der Sender 100 sein Kodesignal
sendet.
Der Sender 100 sendet sein Kodesignal SC so lange an das
Steuergerät, wie er aktiv geschaltet ist. Das Kodesignal SC
wird von einem Empfänger 212 im Steuergerät 200 empfangen
und dort durch einen Komparator 213 mit einem vorgegebenen
Kode verglichen. Wenn der empfangene Kode mit dem vorgegebenen
Kode 213 übereinstimmt, sendet das Steuergerät 200
ein Steuersignal SL an einen Treibersignalgenerator 204.
Dieser gibt ein Treibersignal an eines der Stellglieder
202, je nachdem, welcher handbetätigbare Schalter 210 betätigt
wurde. Das Stellglied 202 betätigt daraufhin die
zugehörige Fahrzeugeinrichtung.
Die Stellglieder verstellen die angesteuerte Fahrzeugeinrichtung
von einer Stellung in die andere. Es handelt sich
also jeweils um Einrichtungen mit zwei Stellungen, wie z. B.
die Verriegelungseinrichtung für Türen, für den Kofferraumdeckel,
ein Handschuhfach, die Längssäule, usw. Die Einrichtungen
werden von der gerade vorliegenden Stellung in die
entgegengesetzte Stellung überführt. Wenn z. B. eine Einrichtung
verriegelt ist, wird sie auf das Treibersignal hin entriegelt.
Umgekehrt wird eine entriegelte Einrichtung auf
das Signal hin verriegelt.
Im Sender 100 ist eine Sende/Empfangs-Antenne 104 angeordnet.
Eine andere Antenne, nämlich eine Schleifenantenne 214
ist an geeigneter Stelle am Fahrzeug angeordnet, z. B. an
einem der Fenster 216 oder in einem Außenspiegel. Die Ringantenne
214 sendet das Anforderungssignal SD zum Sender 100
und empfängt von diesem das Kodesignal SC.
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die handbetätigbaren Schalter
210 am Schlüsselloch 218 eines Außentürgriffes
angebracht.
Der Sender 100 weist gemäß der Schaltung von Fig. 3 einen
Mikrocomputer 106 auf, der über einen Demodulator 108, der
das empfangene Anforderungssignal SD demoduliert, mit der
Antenne 104 verbunden ist. Der Mikrocomputer 106 beinhaltet
einen Speicher 110, der den vorgegebenen Kode speichert.
Auf das Anforderungssignal SD hin, gibt der Computer 106
den vorgegebenen Kode an einen Modulator 112. Dieser
empfängt von einem Trägerwellengenerator 114 eine Trägerwelle,
die er mit dem Kodesignal moduliert, wodurch das
dann gesendete Kodesignal SC gebildet ist.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Antenne 104 des
Senders 100 auf eine Leitungsplatte oder auf die Oberfläche
eines Sendergehäuses 116 (siehe Fig. 6) montiert. Das Gehäuse
116 weist in etwa die Größe einer Scheckkarte auf, so
daß es bequem z. B. in einer Hemdentasche getragen werden
kann. Der Sender 100 verfügt über eine langlebende Kompaktbatterie
als Spannungsquelle, z. B. über ein Quecksilberbatterie.
Das Steuergerät 200 weist gemäß der Schaltung von Fig. 4
einen Mikrocomputer 236 auf, der mit der Antenne 214 über
einden Demodulator 238 verbunden ist. Diese Bauteile bilden
einen Empfänger 232, der das Kodesignal SC vom Sender 100
empfängt. Der Computer 236 ist auch zum Senden mit der
Antenne 214 verbunden, und zwar über einen Modulator 242.
Dieser empfängt außerdem ein Trägerwellensignal vorgegebener
Frequenz von einem Trägerwellengenerator 244 und moduliert
diese Trägerwelle mit dem vom Mikrocomputer 236 zur
Verfügung gestellten Anforderungssignal. Das resultierende
Anforderungssignal SD wird über die Antenne 214
abgestrahlt.
Der Mikrocomputer 236 verfügt über einen internen oder
einen externen Speicher 240, wie einen programmierbaren ROM
oder dgl. Vorgegebene Kodes, nämlich einer für das Anforderungssignal
zum Aktivieren des Senders 100, und ein
anderes, das dem vorgegebenen Kode im Sender entspricht,
sind im Speicher 240 gespeichert.
Wie bereits oben erwähnt, ist der Mikrocomputer 236 mit
einem Sperrsignalgenerator 300 verbunden, wie z. B. dem
Zündschalter. Der Mikrocomputer 236 wird daher gesperrt,
sobald eine vorgegebene Sperrgröße ermittelt wird. So lange
der Computer 236 nicht gesperrt ist, empfängt er das
Hochfrequenzsignal vom Sender 100, vergleicht den empfangenen
Kode mit dem im Speicher 240 gespeicherten Kode und gibt
ein Steuersignal an einen Treibersignalgenerator 204 zum
Bedienen eines Stellgliedes 220.
Der Funktionsablauf bei einem wie vorstehend aufgebauten
schlüssellosen Zugangssystem wird nun anhand der Fig. 5a
und 5b näher erläutert. Der Mikrocomputer 106 des Senders
100 führt wiederholt das in Fig. 5a dargestellte erste
Steuerprogramm aus. Er überprüft in einem Schritt 1002 den
Empfang des Anforderungssignals SD vom Steuergerät. Der
Schritt 1002 wird so lange wiederholt, bis das Anforderungssignal
SD empfangen wird. Der Sender 100 bleibt also normalerweise
so lange in Wartestellung, bis er das Anforderungssignal
SD empfängt. Erst dann sendet er sein
Kodesignal SC.
Wenn das Anforderungssignal SD im Schritt 1002 festgestellt
wird, wird der vorgegebene Kode in einem Schritt 1004 aus
dem Speicher 110 gelesen. Der Mikrocomputer 106 gibt dann
das dem Kode zugeordnete Signal an den Modulator 112, der
daraufhin in einem Schritt 1006 das Kodesignal SC abgibt.
Die Steuerung kehrt dann wieder in den Wartestellungsschritt
1002 zurück.
Das Kodesignal SC wird für eine vorgegebene Zeitspanne vom
Modulator an das Steuergerät 200 gegeben. Nach Ablauf der
Zeitspanne endet das Signal. Die Zeitspanne während der das
Kodesignal SC gesendet wird, ist so gewählt, daß das Steuergerä
200 vor Ablauf der Zeit dasjenige Stellglied 202 betreiben
kann, das einem betätigten Schalter 210 zugeordnet
ist.
Der im Speicher 110 gespeicherte Kode ist vorzugsweise ein
Binärkode, wie z. B. ein serieller Acht-Bit-Datenwert.
Dieser Kode wird von der durch den Modulator modulierten
Trägerwelle als Kodesignal SC abgegeben.
Der Funktionsablauf im Steuergerät 200 ist in Fig. 5b
dargestellt. In einem Anfangsschritt 2002 überprüft der
Mikrocomputer 232, ob das Sperrsignal SI abgegeben wird
oder nicht. Liegt das Sperrsignal SI nicht vor, wird in
einem Schritt 2004 der Modulator 242 aktiviert, woraufhin
er das Anforderungssignal SD an den Sender 100 absendet und
diesen damit aktiviert. Das Steuergerät 200 gelangt dadurch
in einen zweiten Wartezustand, in dem es das Kodesignal SC
erwartet. Der Wartestellungsschritt 2006 wird demgemäß für
eine vorgegebene Zeitspanne durchgeführt, wenn nicht das
Kodesignal SC zuvor empfangen wird. Ist dieses Kodesignal
SC über die Antenne 214 und den Demodulator 230 empfangen,
wird es in einem Schritt 2008 ausgelesen. In einem nachfolgenden
Schritt 2010 wird der im Speicher 236 des Steuergerätes
200 gespeicherte Kode ausgelesen. In einem Schritt
2012 werden die beiden Kodes miteinander verglichen und es
wird in einem Schritt 2012 eine Übereinstimmungsflagge FM
gesetzt, falls die beiden Kodes übereinstimmen. In einem
Schritt 2014 wird überprüft, ob diese Übereinstimmungsflagge
FM gesetzt ist. Ist dies nicht der Fall, endet das
Programm. Ist die Flagge FM dagegen gesetzt, wird in einem
Schritt 2016 das Steuersignal SL an einen Treibersignalgenerator
gegeben.
Da bei der beschriebenen Ausführungsform das Kodesignal SC
nur dann abgegeben wird, wenn das Anforderungssignal SD vo
Steuergerät abgegeben wird, ist der Verbrauch von elektrischer
Leistung aus der Batterie im Sender sehr gering gegenüber
dem Verbrauch bei einem System, bei dem das Kodesignal
SC dauernd gesendet wird. Die Batterie des Senders weist
daher eine sehr lange Lebensdauer auf. Dies rührt daher,
daß die elektrische Energie zum Halten des Mikrocomputers
in Wartestellung erheblich geringer ist als die Energie,
die beim Senden des Kodesignals SC umgewandelt wird. Die
dauernde Energiezufuhr zum Mikrocomputer beeinflußt daher
die Lebensdauer der Batterie kaum.
Wie bereits erwähnt, dient das Steuersignal SL zum Betätigen
einer Fahrzeugeinrichtung von einer Stellung in die
andere, z. B. vom verriegelten in den unverriegelten Zustand
oder umgekehrt. Das im Schritt 2016 abgegebenen Steuersignal
SL wird zum Umkehren z. B. der Türverriegelungsposition
abgegeben, wenn der der Türverriegelungseinrichtung zugeordnete
handbetätigbare Schalter 210 betätigt wird.
Die Fig. 6 und 7 zeigen die bevorzugte Ausführungsform
eines Senders zum Senden kodierter Hochfrequenzsignale. Wie
bereits erläutert, weist der Sender 100 in etwa die Größe
einer Scheckkarte auf, so daß er in eine Kleidungstasche
paßt.
Der Sender 100 verfügt über ein Gehäuse in Form einer
dünnen Schachtel mit einem nach oben geöffneten Gehäusekörper
122 und einem Deckel 120, die beide aus Kunstharz
bestehen. Der Deckel 120 dient zum Verschließen der oberen
Öffnung des Gehäusekörpers 122. In zusammengesetztem Zustand
wird ein dünner Innenraum umschlossen, in dem eine
Leiterplatte 400 und die Ringantenne 104 untergebracht
sind.
Die Leiterplatte 400 weist ein flexibles Substrat 403 auf,
dessen Außenabmessungen im wesentlichen mit den Abmessungen
des Innenraums des Sendergehäuse übereinstimmen. Wie in
Fig. 7 dargestellt, sind auf dem Substrat 403 verschiedene
Komponenten aufgebracht, wie eine Batterie 410, z. B. eine
langlebende Liciumbatterie, eine CPU 409 (entsprechend dem
Mikrocomputer 106), integrierte Schaltkreise 411, Widerstände
407, Transistoren 408, Dioden 412, ein Kristalloszillator
414 und andere Schaltungskomponenten. Wie ebenfalls
aus Fig. 7 erkennbar, sind die verhältnismäßig großen Komponenten,
wie die Batterie 410, die CPU 409, die integrierten
Schaltkreise 411 und Dioden 412 nahe den Längskanten
des Substrates 403 angeordnet. Die verhältnismäßig kleinen
Komponenten, wie die Widerstände 407 und die Transistoren
408 sind dagegen nahe der Längsachse des Substrates 403
angeordnet. Dabei sind die kleinen Komponenten so orientiert,
daß ihre Längsachsen im wesentlichen rechtwinklig
zur Längsachse des Substrates liegen.
Von besonderem Vorteil ist es, daß, wie dargestellt, die
besonders großen Komponenten, also die CPU 409, die Batterie
410 und die integrierten Schaltungen 411 nahe den Ecken
des Substrates 403 liegen.
Die großen Komponenten, die empfindlich auf Verbiegungen des
Sendergehäuses reagieren, sind somit an Stellen auf dem
Substrat angeordnet, an denen die Verbiegung minimal ist.
Die kleinen Komponenten, die wenig empfindlich auf Verbiegungen
sind, sind dagegen nahe dem Mittelbereich des Substrates
angeordnet, der am meisten verbogen wird.
Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, erstreckt sich die Ringantenne
104 entlang dem Innenrand des Sendergehäuses und
ist mit diesem durch einen Kleber, doppelseitiges Klebeband
oder dergleichen verbunden.
Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß der beschriebene
Sender 100 für kodierte Hochfrequenzsignale in bezug auf
Verbiegungskräfte kaum beschädigungsgefährdet ist und dadurch
für zuverlässige langdauernde Benutzung brauchbar
ist, selbst wenn er in der Gesäßtasche von Hosen getragen
wird.
Claims (7)
- 01) Tragbarer Hochfrequenzsender mit dünnem Gehäuse und flachem Innenraum, gekennzeichnet durch ein elastisch deformierbares Substrat (403), das innerhalb des flachen Innenraums im Sendergehäuse (120,122) untergebracht ist und auf dem relativ große Schaltungskomponenten (409 bis 412) nahe den Kanten fest montiert sind und zwei verhältnismäßig kleine Schaltungskomponenten (407, 408, 412, 413, 414) im wesentlichen von den Kanten entfernt montiert sind.
- 02) Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (403) rechteckig ist und die zweiten Komponenten (407, 408, 412, 413, 414) im wesentlichen nahe den Mittellinien des Substrates angeordnet sind.
- 03) Sender nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sendergehäuse (120, 122) aus Kunstharz besteht und durch Biegekräfte elastisch deformierbar ist.
- 04) Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Komponenten (409 bis 412) an benachbarten Ecken des Substrats angeordnet sind.
- 05) Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Komponenten (407, 408, 412, 413, 414) so auf dem Substrat ausgerichtet sind, daß ihre Längsachsen im wesentlichen parallel zu der Achse liegen, um die maximales Verbiegen des Substrates (403) auftritt.
- 06) Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu den ersten Komponenten eine Batterie, eine CPU und ein integrierter Schaltkreis gehören.
- 07) Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu den zweiten Komponenten Widerstände und Transistoren gehören.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
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