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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Identifikationsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
insbesondere vom Typ "Freihandvorrichtung".
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Um
die Erfindung der Anmelderin besser zu veranschaulichen, sei eine
bekannte Identifikationseinrichtung mit deren Nachteilen aufgezeigt.
Diese Identifikationseinrichtung offenbart die Merkmale des Oberbegriffs
aus Anspruch 1. 1 zeigt ein vereinfachtes Schema
dieser Identifikationsvorrichtung, die einerseits eine elektrische
Zentralkonsole 1, die im allgemeinen im Fahrgastraum des
Fahrzeugs angeordnet ist, und andererseits ein Unterstützungsmodul 10 aufweist,
um elektronische Bauteile 11 und 12 abzustützen, die
zur Kommunikation der Zentralkonsole 1 mit einer nicht
dargestellten Identifikationseinheit beitragen, wie etwa eine Kennmarke,
die von einem Benutzter mitgeführt
wird. Das Unterstützungsmodul 10 ist
im Bereich eines Türgriffs
bzw. des Kofferraums des Fahrzeugs angeordnet und wird nachfolgend
näher beschrieben.
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Der Übersicht
halber ist nur ein Unterstützungsmodul 10 mit
seinen elektrischen Bauteilen 11 und 12 dargestellt,
jedoch versteht sich, dass jeder Türgriff des Fahrzeugs mit einem
solchen Modul 10 ausgestattet sein kann, das mit der einzigen
elektrischen Zentralkonsole 1 verbunden ist.
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Wie
in 1 ersichtlich ist, sind die Zentralkonsole 1 und
die elektrischen Bauteile 11 und 12 über Verbindungsmittel 20, 22, 23, 24 verbunden,
die im allgemeinen an den Wänden
des Fahrgastraums des Fahrzeugs anliegen.
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Gewöhnlich bestehen
die elektronischen Bauteile 11 und 12, die von
dem Unterstützungsmodul 10 getragen
werden, aus einem Annäherungssensor 11 und
einer Sende-/Empfangsspule 12.
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In
der Zentralkonsole 1 sind ein Mikrokontroller 3,
eine Verstärkerstufe 5,
ein Widerstand 2, eine Abstimmkapazität 13, ein Masseanschluss 4 und
ein Batterieanschluss 6 angeordnet.
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Der
Mikrokontroller 3 erzeugt Identifikationsdaten und überprüft die Echtheit
der von der Kennmarke ausgegebenen Identifikationsdaten. Nachfolgend
wird er mit Überprüfungsmikrokontroller
bezeichnet.
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Der
Widerstand 2, die Abstimmkapazität 13 und die Sende-/Empfangsspule 12 bilden
einen Resonanzkreis.
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Gewöhnlich sind
der Widerstand 2 und die Abstimmkapazität 13 des Resonanzkreises
in der Zentralkonsole 1 angeordnet. Die Sende-/Empfangsspule ist
ihrerseits in dem Unterstützungsmodul 10 so angeordnet,
dass ihr Sende-/Empfangsfeld im Bereich der Fahrzeugtürgriffe
liegt.
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Die
Kapazität 13 wird
gewöhnlich
mit Abstimmkapazität
bezeichnet, weil ihr Kapazitanzwert so bestimmt wird, dass die Resonanzfrequenz
der Sende-/Empfangsspule 12 gleich
der Resonanzfrequenz der Spule ist, die in der von dem Benutzer
mitgeführten
Kennmarke angeordnet ist.
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Diese
Abstimmkapazität 13 ermöglicht es, einen
guten Qualitätsfaktor
für den
Resonanzkreis zu erreichen, so dass die Sende-/Empfangsreichweite der
Spule 12 erhöht
wird.
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Die
Abstimmkapazität
hat eine Kapazitanz von etwa zehn Nanofarad, so dass die Spannung
an ihren Anschlussklemmen bei der Arbeitsfrequenz hoch ist und oftmals
in der Größenordnung
von etwa 100 Volt liegt.
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Aufgrund
der hohen Spannung, die von der Stromverbindung zwischen Konsole 1 und
Modul 10 geführt
wird, und der Länge
derselben, wird eine Störstrahlung
induziert, die das von der Spule 12 ausgegebene Feld und
die weiteren Fahrzeugteile beeinträchtigt.
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Ferner
müssen
die Resonanzfrequenz der Kennmarke und die der Sende-/Empfangsspule 12 korrespondieren,
damit die Kennmarke die von der Spule 12 gesendeten Daten
empfangen kann. Dabei induziert die Stromverbindung 20 eine
zusätzliche Störkapazität, welche
die Betriebsfrequenz der Spule 12 verändert. Zudem hat diese Störkapazität eine Kapazitanz,
die in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeometrie variiert und damit schwer beherrschbar
ist.
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Um
diesen Nachteilen abzuhelfen, ist es bekannt, die Verbindung zwischen
Unterstützungsmodul 10 und
Zentralkonsole 1 über
ein Kabel 20 vom Typ Drill- und Abschirmkabel auszubilden.
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Diese
Art von Kabel 20 ist jedoch platzaufwendig, was bei dem
verminderten Montageraum der Tür
nachteilig ist. Bei einem Fahrzeug werden zahlreiche Funktionen über elektrische
Betätigungsorgane
ausgeführt
und die elektrischen Drahtleitungen haben einen beschränkten Durchmesser,
um den Fahrgastraum zu bewahren.
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Ferner
sind die Kosten eines Kabels 20 vom Typ Drill- und Abschirmkabel
gegenüber
den Kosten eines einfachen Drillkabels sehr hoch.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Identifikationsvorrichtung
auszubilden, die zwischen Zentralkonsole 1 und Unterstützungsmodul 10 Stromverbindungen
mit geringem Durchmesser in verminderter Anzahl und kostengünstig vorsieht.
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Dazu
ist Gegenstand der Erfindung eine Identifikationsvorrichtung, wie
sie in Anspruch 1 definiert ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann ferner eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale aufweisen,
wonach:
- – der
Resonanzkreis eine Einstellkapazität enthält, die im Bereich der Zentralkonsole
angeordnet ist, um die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises in Abhängigkeit
von der Geometrie eines jeden Fahrzeugtyps fein einzustellen,
- – die
Zentralkonsole einen Mikrokontroller zum Überprüfen der Identifikationsdaten
enthält
und das Unterstützungsmodul
einen Annäherungssensor
und eine Verstärkerstufe
enthält,
die mit dem Resonanzkreis verbunden sind, wobei der Annäherungssensor
zumindest eine Elektrode und einen Mikrokontroller zum Verarbeiten
und Übertragen
eines Auslösesignals
an den Überprüfungsmikrokontroller
enthält,
wobei der Verarbeitungs- und Übertragungsmikrokontroller
mit dem Überprüfungsmikrokontroller
so verbunden ist, dass auch das Übertragen
von Identifikationsdaten durch Multiplex auf einer gemeinsamen seriellen
Verbindung erfolgt, um die Anzahl von Verbindungen zwischen dem
Unterstützungsmodul
und der Zentralkonsole zu begrenzen,
- – die
Zentralkonsole einen Mikrokontroller zum Überprüfen der Identifikationsdaten
enthält
und das Unterstützungsmodul
einen zusätzlichen
Mikrokontroller, eine Verstärkerstufe
und den Resonanzkreis enthält,
die in Reihe verbunden sind, wobei der zusätzliche Mikrokontroller mit
dem Überprüfungsmikrokontroller
so verbunden ist, dass das Übertragen
von Identifikationsdaten durch Multiplex auf einer gemeinsamen seriellen Verbindung
erfolgt, um die Anzahl von Verbindungen zwischen dem Unterstützungsmodul
und der Zentralkonsole zu begrenzen,
- – die
Vorrichtung zumindest ein Mittel zum Steuern des Schließvorgangs
einer Fahrzeugtür
enthält,
wobei das Steuermittel am Unterstützungsmodul angeordnet ist
und wobei das Steuermittel zumindest eine Elektrode und den Verarbeitungs- und Übertragungsmikrokontroller
enthält,
welcher ein Signal zum Steuern der Verriegelung der Tür verarbeitet
und überträgt,
- – der
Mikrokontroller zum Verarbeiten und Übertragen eines Auslösesignals
mit der Elektrode so verbunden ist, das auch das Übertragen
des Verriegelungssteuersignals durch Multiplex auf der gemeinsamen
seriellen Verbindung erfolgt, um die Anzahl von Anschlussverbindungen
zwischen dem Unterstützungsmodul
und der Zentralkonsole zu begrenzen,
- – das
Schließsteuermittel
ein Tastsensor ist,
- – das
Schließsteuermittel
einen manuell betätigbaren
Schalter enthält,
- – das
Unterstützungsmodul
und die Zentralkonsole über
eine einzige Masseverbindung verbunden sind, die als Masseverbindung
für jedes
der von dem Modul getragenen elektronischen Bauteile dient, so dass
die Anzahl von Verbindungen zwischen dem Unterstützungsmodul und der Zentralkonsole
begrenzt wird,
- – das
Unterstützungsmodul
und die Zentralkonsole über
eine einzige Versorgungsverbindung verbunden sind, die als Versorgungsverbindung
für jedes
der von dem Unterstützungsmodul
getragenen elektronischen Bauteile dient, so dass die Anzahl von
Verbindungen zwischen dem Unterstützungsmodul und der Zentralkonsole
begrenzt wird.
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Die
Erfindung wird im Laufe der nachfolgenden näheren, erläuternden Beschreibung besser
verständlich,
die anhand der beigefügten
Zeichnungen erfolgt, worin zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht einer Identifikationsvorrichtung aus dem Stand
der Technik (im Oberbegriff beschrieben),
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2 eine
schematische Ansicht einer Identifikationsvorrichtung nach einer
ersten Ausführungsform,
und
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3 eine
schematische Ansicht einer Identifikationsvorrichtung nach einer
zweiten Ausführungsform.
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2 zeigt
eine Identifikationsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Identische Teile wie die in 1 dargestellten
sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist jedoch die Abstimmkapazität 13 nicht mehr in
der Zentralkonsole 1 angeordnet, sondern auf das Unterstützungsmodul 10 verlagert.
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Folglich
liegt die von der Stromverbindung 21 geführte Spannung
in der Größenordnung
von etwa 10 Volt. Somit ist die Spannung an der Stromleitung 21 zwischen
Zentralkonsole 1 und Unterstützungsmodul 10 gering,
so dass diese bedeutend weniger Störstrahlung erzeugt.
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Die
Spannung ist nur an der Verbindung zwischen Abstimmkapazität 13 und
Spule 12 hoch. Dabei sind die Abstimmkapazität 13 und
die Spule 12 an der elektronischen Karte des Unterstützungsmoduls so
nebeneinander geordnet, dass das erzeugte Feld vernachlässigbar
ist.
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Damit
ist es aufgrund der Erfindung möglich, einen
kostengünstigen,
nicht abgeschirmten, verdrillten Draht 21 zu verwenden,
der die Zentralkonsole 1 und das Unterstützungsmodul 10 verbindet,
woraus sich eine Kosten- und Raumersparnis bei den elektrischen
Verbindungen des Fahrzeugs ergibt.
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Vorteilhaft
ist eine Einstellkapazität 4' mit einem Wert
von mehreren 10 Picofarad dem Widerstand 2 nachgeschaltet.
Diese Einstellkapazität 4' ermöglicht es,
den Wert der Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der Geometrie
des Fahrzeugs, an welchem die Identifikationsvorrichtung installiert
ist, fein einzustellen. Das erzeugte Magnetfeld wird nämlich durch
das Metall der Karosserie bzw. des Fahrzeugtürgriffs gestört und schwankt
insbesondere je nach Ausmaß und
Nähe desselben.
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Diese
Einstellkapazität
hat eine geringe Kapazitanz, so dass die Spannung an ihrem Ausgang
in der Größenordnung
von etwa 10 Volt bleibt. Somit braucht trotz Vorhandenseins dieser
Einstellkapazität 4' der verdrillte
Draht 21 nicht abgeschirmt zu werden.
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Folglich
ist die Montage der Identifikationsvorrichtung vereinfacht, da die
Einstellung der Resonanzfrequenz einmalig im Bereich der Zentralkonsole
für sämtliche
Türen erfolgt.
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Ferner
kann eine gegebene Identifikationsvorrichtung einfach an verschiedene
Fahrzeugtypen montiert werden. Die Betriebsfrequenz der Vorrichtung
wird für
jeden Fahrzeugtyp in Abhängigkeit
von seiner Geometrie und von der gewünschten Resonanzfrequenz eingestellt.
Somit wird aufgrund der Verwendung dieser Einstellkapazität 4' die Standardisierung
von Identifikationsvorrichtungen beträchtlich erhöht.
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Ferner
hat die Einstellkapazität 4' die Aufgabe,
vor Kurzschlüssen
zu schützen.
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Wie
im übrigen
in 1 ersichtlich ist, besteht der in dem Unterstützungsmodul
angeordnete Annäherungssensor 11 aus
einer oder mehreren Elektroden 15 und einem Mikrokontroller 14 zum
Verarbeiten und Ausgeben eines Auslösesignals.
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Dieser
Verarbeitungsmikrokontroller 14 ist mit der Zentralkonsole 1 über drei
elektrische Verbindungen verbunden, nämlich über eine Verbindung 24 zur
Masse 4, über
eine Verbindung 23 zur Stromversorgung 6 und über eine
Verbindung 22 zum Übertragen
eines Auslösesignals
zum Mikrokontroller zum Überprüfen 3 der
Identifikationsdaten.
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Vorteilhaft
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung die Masse des Verarbeitungsmikrokontrollers 14 über einen
Draht 25 mit der Verbindung zur Masse des verdrillten Drahts 21 verbunden.
Somit verwenden der Annäherungssensor 11 und
die Sende-/Empfangsspule 12 die gleiche Verbindung zur Masse,
so dass die Anzahl an Verbindungen zwischen Zentralkonsole 1 und
Unterstützungsmodul 10 vermindert
wird.
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Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 3 dargestellt.
Gemäß dieser Ausführungsform
sind die Verstärkerstufe 5 und
der Widerstand 2 in dem Unterstützungsmodul 10 in
Reihe mit der Abstimmkapazität 13 und
der Sende-/Empfangsspule 12 angeordnet.
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Ferner
leitet der zusätzliche
Mikrokontroller 16 das Verarbeiten und Übertragen und/oder das Empfangen
der ausgegebenen und/oder von der Spule 12 empfangenen
Identifikationsdaten.
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Folglich
wird die elektrische Verbindung 21 zum Übertragen der Identifikationsdaten
zwischen Konsole 1 und Unterstützungsmodul 10 weggelassen,
woraus sich eine Platz- und Kostenersparnis ergibt.
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Ferner
gibt die Datenübertragungsverbindung 32,
welche den zusätzlichen
Mikrokontroller 16 mit dem Überprüfungskontroller 3 verbindet,
kein Wechselstromsignal aus. Somit braucht sie keine Verbindung
verdrillter Art zu sein. Es erfolgt damit eine erneute Platz- und
Kostenersparnis.
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Dabei
leitet der zusätzliche
Mikrokontroller 16 die Übertragung
der Identifikationsdaten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass
der zusätzliche Mikrokontroller 16 die
Identifikationsdaten erstellt und sie zugleich zur Verstärkerstufe 5 und
zum Überprüfungsmikrokontroller 3 überträgt. Dabei
werden die von der Kennmarke ausgegebenen Identifikationsdaten jedoch
von dem Überprüfungsmikrokontroller 3 authentifiziert,
der die Berechtigung zum Entriegeln der Tür erteilt.
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Gemäß einer
Variante wird der zusätzliche Mikrokontroller
durch den Verarbeitungsmikrokontroller 14 des Annäherungssensors
ersetzt.
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Somit
verarbeitet vorteilhaft gemäß dieser Variante
der Verarbeitungsmikrokontroller 14 das Auslösesignal
und leitet zugleich durch Multiplex das Senden und/oder Empfangen
des Auslösesignals und
der Identifikationsdaten über
eine einzige Übertragungsverbindung 32.
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Vorteilhaft
enthält
das Unterstützungsmodul 10 auch
ein Mittel zum Steuern des Schließens einer Tür, wie etwa
einen Tastsensor oder einen manuell zu betätigenden Schalter.
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Ein
Tastsensor besteht im allgemeinen aus einer Elektrode 40 und
einem Mikrokontroller zum Verarbeiten und Aussenden eines Türverriegelungssignals.
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Vorteilhaft
leitet gemäß der vorliegenden
Erfindung der Verarbeitungsmikrokontroller 14 des Annäherungssensors 11 auch
das Verarbeiten und das Aussenden und/oder Empfangen eines Verriegelungssignals über die Übertragungsverbindung 32.
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Ferner
verbindet gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Versorgungsverbindung 33 die Zentralkonsole 1 mit
dem Verarbeitungsmikrokontroller 14. Diese Versorgungsverbindung 33 versorgt
das Schließsteuermittel
sowie den Annäherungssensor 11.
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Auch
verbindet vorteilhaft eine Masseverbindung 34 die Zentralkonsole 1 mit
dem Verarbeitungsmikrokontroller 14. Diese Masseverbindung 34 dient als
Masseverbindung mit der Sende-/Empfangsspule 12, dem Annäherungssensor 11 und
dem Schließsteuermittel.
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Somit
verbinden eine einzige Versorgungsverbindung 33, eine einzige
Masseverbindung 34 und eine einzige Datenübertragungsverbindung 32 die
Zentralkonsole 1 und jedes Unterstützungsmodul 10.
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Die
Anschlüsse
an die Masse und an die Batterie können auch über einen Kabelstrang des Fahrzeugs
erfolgen und jedes der elektronischen Bauteile des Fahrzeugs einzeln
verbinden. Dabei können auch
die oben beschriebenen Varianten der vorliegenden Erfindung vorgesehen
sein.
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Folglich
kann aufgrund der vorliegenden Erfindung der Platzbedarf der elektrischen
Verbindungen beträchtlich
vermindert werden.
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Ferner
wird die Anzahl an elektrischen Anschlüssen vermindert, wodurch die
Zuverlässigkeit der
Identifikationsvorrichtung erhöht
wird, da die elektrischen Anschlüsse
oftmals Ursache von Störungen
sind.
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Zudem
kann das Unterstützungsmodul
leicht äußerst benutzerfreundlich
montiert werden.