EP0153498A2 - Einrichtung zur berührungslosen fernbedienbaren Türverriegelung, insbesondere einer Zentralverriegelung von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Einrichtung zur berührungslosen fernbedienbaren Türverriegelung, insbesondere einer Zentralverriegelung von Kraftfahrzeugen Download PDF

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EP0153498A2
EP0153498A2 EP84116364A EP84116364A EP0153498A2 EP 0153498 A2 EP0153498 A2 EP 0153498A2 EP 84116364 A EP84116364 A EP 84116364A EP 84116364 A EP84116364 A EP 84116364A EP 0153498 A2 EP0153498 A2 EP 0153498A2
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EP
European Patent Office
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pulse
code
pulses
modulator
modulated
Prior art date
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Withdrawn
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EP84116364A
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Andreas-Assis Timur
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Mannesmann VDO AG
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Mannesmann VDO AG
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Publication date
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    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00182—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with unidirectional data transmission between data carrier and locks
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    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C2009/00753—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys
    • G07C2009/00769—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means
    • G07C2009/00785—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means by light

Definitions

  • the invention relates to a device for contactless, remote-controlled door locking, in particular central locking of motor vehicles, according to the preamble of claim 1.
  • the modulation of the electromagnetic carrier has a significant influence on the properties of the device for contactless, remote-controlled door locking. So you can think of modulating the carrier with the coded word pulse duration by assigning the different logical meaning of each bit (high or low) to a pulse of different lengths. This creates a pulse train or a pulse of permanently modulated pulses.
  • a disadvantage of this type of modulation is the relatively large power consumption of the transmitter, in particular of the transmitter stage, which generates the electromagnetic radiation. This causes a relatively rapid consumption of the batteries, which should be as small and compact as possible, and a corresponding power loss in the transmission stage, which in turn requires the use of correspondingly powerful components.
  • the transmitter requires, among other things, switchable oscillators, the frequencies of which must be kept sufficiently stable. In particular, frequencies of 28 and 35 kHz have been chosen for the operation of an ultrasonic oscillator as a transmitter, instead of a transmitter of electromagnetic radiation.
  • the oscillator is controlled by a switch, which in turn is operated by a clock generator.
  • the switch switches the serial output of a parallel series converter (shift register), which is fed with a hard-wired word at its parallel inputs.
  • a parallel series converter shift register
  • the signal received by an ultrasound microphone is first amplified and then fed to a phase-locked loop circuit and decoded with a control logic.
  • the decoded code levels are in turn fed into a converter which acts as a series parallel converter. It compares the content of the converter at parallel outputs with a code, which is in turn stored, and actuates an actuator of the locking device when the comparison is made.
  • a relatively large amount of energy is still required for the wireless transmission of the code word, albeit less than in the case of pulse duration modulation.
  • the present invention has for its object to develop a device for non-contact remote-controlled door locking, in particular a central locking of motor vehicles, according to the preamble of claim 1, that the disadvantages of the corresponding known devices are avoided, that is, with the device a coded wireless Pulse can be generated with low circuit complexity and, above all, low energy consumption.
  • the coded pulse should be able to be transmitted wirelessly with a high level of interference immunity and in turn should be precisely decodable in the receiver without great circuitry complexity. With low energy requirements, the focus is on a good ratio of the wirelessly transmitted useful signal to possible interference signals. As a result of the low energy consumption of the transmitter, it should be able to be compact and require little maintenance.
  • the coded word which is transmitted by the electromagnetic radiation, preferably infrared radiation, is modulated on the carriers by pulse position modulation (PPM).
  • PPM pulse position modulation
  • Each bit of the word is thus transmitted by a unit pulse of relatively short duration, which is more or less distant in time from another predetermined pulse according to the logic level of the bit.
  • These two standard pulses practically mark the beginning and end of a permanently modulated pulse, which, however, is not transmitted between the pulse edges.
  • the contact-free transmission of the modulated electromagnetic radiation in the case of infrared radiation takes place by means of short flashes of light, which represent the unit symbols.
  • short means a substantially shorter period of time than the lengths of a pulse duration modulated pulse from which the unit pulses at the beginning and end are derived.
  • the transmission method results in considerable current savings, since the current required to form the electromagnetic radiation can be up to a factor of 100 lower than in the case of burst modulation. Due to the pulse position modulation instead of the pulse duration modulation, the transmission stage, in particular a transmission diode for emitting infrared radiation, is also loaded with less power loss. With the same power requirement of the transmitter, the useful signal can be increased compared to the noise signal. There is more accurate pulse demodulation in the receiver than in the case of pulse duration modulation Pulse possible because the decoding can be triggered each time by the same pulse edge (rising or falling) and not by alternately rising and falling pulse edges as in the case of pulse duration modulation
  • Claim 2 contains little complex means in the transmitter to form a time sequence corresponding to the code word to be transmitted pulse duration modulated pulses, a corresponding sequence of pulse position modulated, short unit pulses.
  • Claim 3 specifies how a sequence of 2n pulse duration modulated pulses can be formed with an encoder which has n parallel inputs which are connected to n powers of a code memory. This significantly increases the variety of possible code words and thus significantly increases security against unauthorized unlocking with little additional effort.
  • a safety circuit is particularly advantageously provided in the receiver, which detects the unit pulse assigned to the beginning or the end of a pulse duration modulated pulse of a bit and helps to prevent unlocking due to incorrect pulses occurring in the transmission path.
  • the transmitter further comprises measures which also supply the first received unit pulse of a pulse for comparison with the code stored in the receiver. The first unit pulse is therefore not lost to the evaluation of the transmitted code word despite the safety circuit.
  • Claim 7 specifies the arrangement of a delay element in the signal flow direction of the received unit pulses before a D flip-flop, which carries out the conversion of two successive unit pulses into a pulse-duration-modulated pulse.
  • an evaluable, permanently modulated pulse can also be obtained from the first short unit pulse by an art circuit at the output of the D flip-flop and at the output of the mon flop provided according to claim 6. - The evaluation is therefore never supplied with a short needle pulse which could falsify the recognition of the transmitted coded word.
  • An additional monostable multivibrator according to claim 8 is used for pulse formation from the received unit pulses in such a way that by an edge (the trailing edge) These unit pulses generate particularly short needle pulses which trigger the monostable multivibrator to set the D flip-flop.
  • the latter monostable multivibrator and the D flip-flop form the fuse circuit.
  • Fig. 1 denotes an encoder, to the parallel inputs 2 of which a diode matrix 3 is connected.
  • a series output of the encoder is labeled 4.
  • the encoder comprises twelve parallel inputs 2, which are connected to a corresponding number of lines, for example five of the diode matrix.
  • the diode matrix comprises a left branch of any insertable diodes 6 and a right one Branch of diodes which can also be inserted as desired.
  • the left branch and the right branch can be activated alternately by a multivibrator 8.
  • the En.coder generates a sequence of pulses, which for each of the two possible switching states of the multivibrator comprises twelve bits or permanently modulated pulses.
  • the pulse duration depends on the logic level, with logic 1 being assigned a short pulse duration and logic 0 being assigned a long pulse duration.
  • the pulse duration is in turn determined in that a diode in the left or right branch is assigned to a corresponding parallel input of the parallel inputs 2 or not.
  • This sequence of pulses is shown with the pulse a in a first time interval for the left branch of the diode matrix and the pulse b during a subsequent second time interval for the right branch of the diode matrix.
  • the entire word thus consists of 24 bits corresponding to a sequence of 24 permanently modulated pulses.
  • the one branch e.g. 6, the diode matrix in Fig. 2 is completely covered with diodes, while the other branch, e.g. 7, has no diodes.
  • the pulse permanently modulated with the coded word during the first and second time interval is converted with the edge modulator into a pulse position-modulated pulse, which is thus also modulated in accordance with the coded word.
  • a pulse is thus generated in the edge modulator 9, in which relatively short unit pulses at the beginning and end of a permanently modulated pulse on the series output 4 mark the logic level of this permanently modulated pulse.
  • the individual impluses occur on an output line 10.
  • Pulse c is assigned the pulse d consisting of short unit pulses on the output line 10 in FIG. 1.
  • the edge modulator 9 comprises two exclusive NOR gates 11 and 12, of which the exclusive NOR gate is only connected as a negation point.
  • the exclusive NOR gate 12 receives a pulse duration modulated pulse from the series output 4, which is designated as Y 1 in FIG. 4.
  • a second input of the exclusive NOR gate 12 receives an inverted - exclusive NOR gate 11 - and delayed - delay element 13 - pulse Y 2 .
  • the exclusive NOR gate 12 then only forms a short pulse Y 3 on the output line 10 if either the pulse Y 1 or the pulse Y 2 is present.
  • an IR diode 15 is activated via a TMOS transistor 14, so that this emits short infrared light flashes corresponding to the unit pulses Y 3 .
  • the TMOS transistor 14 essentially forms the transmission stage 16 in FIG. 1.
  • Fig. 1 the transmitter and the infrared diode itself belong to the modulator which modulates the emitted infrared light.
  • the circuit arrangement of the small transmitter discussed so far is fed by a power supply part 17 with a voltage converter 18.
  • a circuit implementation of the power supply and the voltage converter is shown in Fig. 2 within the broken lines.
  • the voltage converter supplies two button cells, which form the power supply 17. a voltage of approximately 9 volts for the encoder and the exclusive NOR gates.
  • the IR diode 15 can also be supplied with the relatively low voltage, since the TMOS transistor is selected for its activation. This also forms a current limiting resistor, so that no additional means for limiting current when heat is required.
  • FIG. 5 shows an essential part of the receiver. It is assumed that in a receiving part, not shown, which is connected to an input line 19, the received infrared light impulses are converted into appropriately shaped electrical impulses and amplified. Pulses therefore occur on the input line 19, the shape and course of which essentially correspond to the pulse d in FIG. 3.
  • a demodulator designed as a safety circuit with a monostable multivibrator 20, which has a dynamic input, and a D flip-flop 21 are provided to demodulate this sequence of unit pulses.
  • the monoflop time of the monostable multivibrator 20 is set so that it is at least twice as long as the pulse length for two bits.
  • An output of this monostable multivibrator is connected to a set input S of the D flip-flop.
  • the reset input R is grounded.
  • a negated output of the D flip-flop Q is fed back to a static input D in the usual way.
  • the D flip-flop practically acts as a frequency divider.
  • a further monostable multivibrator 23 is connected upstream of the monstable multivibrator 20.
  • a timer 24 on the further monostable multivibrator generates a needle pulse, which is even shorter than the unit pulse, at the output Q of the further monostable multivibrator 23.
  • This monostable multivibrator generates a needle pulse each time the negative edge of a standard pulse occurs on its. dynamic input.
  • the monostable multivibrator 20 is triggered with the needle pulses, which cannot normally fall back due to the dimensioning of the timing element 22, since it is triggered again each time beforehand.
  • the input pulse at the dynamic input of the D flip-flop can be viewed as pulse y3 in FIG. 4 and the output pulse at output Q as y 1 in FIG. 4.
  • the received light pulse is demodulated.
  • the standard pulses Through a delay element 25, which is connected upstream of the dynamic input of the D flip-flop, the standard pulses only reach the input when the set input S is prepared. This means that no standard pulse for switching the permanently modulated rectangular pulse at output ⁇ can be lost.
  • the output Q is coupled to a series parallel converter 26, the parallel outputs 27 of which are led to a comparator 28.
  • the permanently modulated rectangular pulse generated in the D flip-flop is thus compared in the comparator with a code word which is stored in a code memory 29. If the comparison is successful, an actuator 31 is made via a pulse shaper 30. Unlocking or locking triggered and the converter 26 reset via a line 32 at the same time.
  • the circuit of the receiver can be designed in such a way that two to three matching pulses must first be received before the actuator 31 is activated.

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Abstract

Bei einer Einrichtung zur berührungslosen fernbedienbaren Türverriegung insbesondere einerZentralverriegelung von Kraftfahrzeugen ist ein durch den Fahrer transportierbarer und betätigbarer, eine elektromagnetische Strahlung aussendender Kleinsender vorgesehen. In dem Kraftfahrzeug ist mindestens ein Empfänger angeordnet, der die ausgesendete elektromagnetische Strahlung empfängt und die Betätigung der Türverriegelung auslöst. Der Kleinsender umfaßt einen Speicher (Diodenmatrix 3) für einen Code sowie einen Modulator (Encoder 1, Flankenmodulator 9, Sendestufe 16) zur Modulation der elektromagnetischen Strahlung mit dem Code. In dem Empfänger sind ein die modulierte Strahlung empfangendes Empfangsteil, ein Demodulator (monostabile Kippstufe 20, D-Flip-Flop 21) und ein den demodulierten Code mit einem in einem Codespeicher gespeicherten Code vergleichenden Vergleicher (28) vorgesehen. Mit dem Vergleicher (28) steht ein Stellglied (31) für das Schloß in Wirkverbindung. In dem Sender ist der Modulator zur Modulation der Strahlung mit einer Pulscode-Pulslage-Modulation (PCM/PPM) ausgebildet. Dem steht in dem Empfänger ein Demodulator zur Demodulation der PCM/PPM modulierten Strahlung gegenüber.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungslosen fernbedienbaren Türverriegelung, insbesondere einer Zentralverriegelung von Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige bekannte Einrichtungen werden zunehmend in der Praxis eingesetzt, da sie gegenüber fein mechanischen Mitteln zur Türverriegelung mit einem Schlüssel und auch gegenüber herkömmlichen elektromotorischen, pneumatischen oder hydraulischen Zentralverriegelungen erhebliche Vorteile haben. Umständliche Manipulationen zum Einführen des Schlüssels in ein unbeleuchtetes Schloß entfallen. Vielmehr kann ein Fahrzeug bei annähernder Ausrichtung des Senders auf den Empfänger bequem entriegelt werden. Darüber hinaus ermöglichen solche drahtlos fernbedienbare Türverriegelungen eine noch größere Sicherheit gegen unbefugte Entriegelung mit "Nachschlüsseln, aa bei vertretbarem Aufwand eine sehr große Anzahl von Codiermöglichkeiten realisiert werden können. - Die berührungslose Übertragung des Codes zum Entriegeln, aber auch zum Verriegeln von Türen, genauer eines codierten Wortes, welches aus einer Vielzahl von Bits besteht, kann mit elektromagnetischer Schwingung im Megahertz-oder Gigahertzbereich, besonders vorteilhaft auch durch Infrarotstrahlung erfolgen (DE-OS 29 11 828).
  • Einen wesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften der Einrichtung zur berührungslosen fernbedienbaren Türverriegelung hat die Modulation des elektromagnetischen Trägers. So kann man daran denken, den Träger mit dem codierten Wort pulsdauer zu modulieren, indem der unterschiedlichen logischen Bedeutung jedes Bits (high oder low) ein Impuls unterschiedlicher Länge zugeordnet wird. Damit entsteht eine Impulsfolge bzw. ein Impuls dauermodulierter Impulse. Nachteilig bei dieser Modulationsart ist der verhältnismäßig große Stromverbrauch des Senders, insbesondere der Sendestufe, welche die elektromagnetische Strahlung erzeugt. Dies verursacht ein verhältnismäßig raschen Verbrauch der Batterien, die möglichst klein und kompakt sein sollen, sowie eine entsprechende Verlustleistung in der Sendestufe, die wiederum den Einsatz ensprechend leistungsfähiger Bauelemente voraussetzt.
  • Es ist auch möglich, die elektromagnetische Strahlung mit dem codierten Wort in reiner Pulscodemodulation zu modulieren. (Eventuell ähnlich DE-OS 29 09 134). Bei diesem Codeverfahren wird das Wort mit Impusen gleicher Amplitude, Form und zeitlicher Stellung dargestellt. Signifikant ist bei dieser Codierung, ob ein Impuls an einer bestimmten Stelle des Pulses bzw. zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhanden ist oder nicht. Um diese Bedingung im Empfänger zu erfassen, wird die Erkennungsschaltung relativ aufwendig sein.
  • Weiterhin gehört es zum Stand der Technik (DE-OS 26 04 188), das codierte Wort und einen Sendertakt durch Impulse zwei verschiedener Frequenzen zu übertragen. Dabei beinhaltet der Abstand der Impulse das Taktsignal, während die Frequenz der Schwingung während der Impulsdauer den Logikpegel des jeweiligen Bits kennzeichnet. Die nach diesem Prinzip arbeitende Einrichtung ist verhältnismäßig aufwendig. So erfordert der Sender unter anderem umschaltbare Oszillatoren, deren Frequenzen ausreichend stabil eingehalten werden müssen. Im einzelnen sind zu dem Betrieb eines Ultraschallschwingers als Sender - anstelle eines Senders elektromagnetischer Strahlung - Frequenzen von 28 und 35 kHz gewählt worden. Der Oszillator wird über einen Umschalter gesteuert, der wiederum durch einen Taktgenerator betätigt wird. Der Umschalter schaltet den seriellen Ausgang eines Parallelserienwandlers (Schieberegister) um, welches an seinen Paralleleingängen mit einem festverdrahteten Wort gespeist wird. - Im-Empfänger wird das von einem Ultraschallmikrofon empfangene Signal zunächst verstärkt und dann einer Phase-Locked-Loop-Schaltung zugeführt und mit einer Steuerlogik decodiert. Die decodierten Codepegel werden wiederum in einen Wandler, der als Serienparallelwandler wirkt, eingespeist. Er vergleicht den Inhalt des Wandlers an Parallelausgängen mit einem wiederum festgespeicherten Code und betätigt bei aufgehendem Vergleich ein Stellglied der Verriegelungseinrichtung. - Abgesehen von der auch hier verhältnismäßig aufwendigen Signalverarbeitung, insbesondere bei der Decodierung, wird zur drahtlosen Übertragung des Codewortes immer noch verhältnismäßig viel Energie benötigt, wenn auch weniger als im Falle der Pulsdauer-modulation.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur berührungslosen fernbedienbaren Türverriegelung, insbesondere einer Zentralverriegelung von Kraftfahrzeugen,nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß die Nachteile der entsprechenden bekannten Einrichtungen vermieden werden, das heißt, mit der Einrichtung soll drahtlos ein codierter Puls mit geringem schaltungstechnischen Aufwand und vor allem niedrigem Energiebedarf erzeugt werden. Der codierte Puls soll mit großer Störsicherheit drahtlos übertragbar sein und wiederum ohne großen schaltungstechnischen Aufwand in dem Empfänger exakt decodierbar sein. Im Vordergrund steht bei beringem Energiebedarf ein gutes Verhältnis des drahtlos übertragenen Nutzsignals zu möglichen Störsignalen. Infolge des geringen Energiebedarfs des Senders soll dieser wartungsarm und kompakt ausgeführt werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird das codierte Wort, welches durch die elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise eine Infrarotstrahlung, übertragen wird, auf den Trägern durch Pulslage-Modulation (PPM) moduliert. Jedes Bit des Wortes wird also durch einen Einheitsimpuls verhältnismäßig kurzer Dauer übertragen, der zu einem anderen vorgegebenen Impuls entsprechend dem Logikpegel des Bits zeitlich mehr oder weniger entfernt ist. Diese beiden Einheitsimpulse markieren praktisch Anfang und Ende eines dauermodulierten Impulses, der jedoch zwischen den Impulsflanken nicht übertragen wird. Demgemäß erfolgt also die berührungsfreie Übertragung der modulierten elektromagne- tischen Strahlung im Falle einer Infrarotstrahlung durch kurze Lichtblitze, die die Einheitssymbole darstellen. Kurz bedeutet dabei eine wesentlich geringere Zeitdauer als die Längen eines pulsdauermodulierten Impulses, aus dem die Einheitsimpulse an dessen Anfang und Ende abgeleitet sind.
  • Durch das Übertragungsverfahren ergibt sich eine erhebliche Stromersparnis, da der zur Bildung der elektromagnetischen Strahlung benötigte Strom bis um den Faktor 100 geringer als im Falle einer Burst-Modulation sein kann. Durch die Pulslage-Modulation anstelle der Pulsdauer-Modulation wird ferner die Sendestufe, insbesondere eine Sendediode zur Aussendung einer Infrarotstrahlung,mit geringerer Verlustleistung belastet. Bei gleichem Strombedarf des Senders kann das Nutzsignal gegenüber dem Rauschsignal erhöht werden. In dem Empfänger ist eine genauere Impulsdemodulation als im Falle eines pulsdauermodulierten Impulses möglich, da die Decodierung jedesmal von derselben Impulsflanke (ansteigend oder abfallend)ausgelöst werden kann und nicht durch abwechselnd ansteigende und abfallende Pulsflanken wie im Falle der Pulsdauer-Modulation
  • Insbesondere werden bei Vorderflankentriggerung in dem Empfänger keine schnellen Empfängerdioden und Operationsverstärker benötigt.
  • Besonders zweckmäßige Ausbildungen des Senders und des Empfängers zur Modulation bzw. Demodulation der Strahlung mit der Pulscode-Pulslage-Modulation sind in den Ansprüchen 2 bis 8 angegeben.
  • Anspruch 2 beinhaltet wenig aufwendige Mittel in dem Sender, um eine zeitliche Folge entsprechend dem zu übertragenden Codewort pulsdauermodulierter Impulse eine entsprechende Folge pulslagemodulierter, kurzer Einheitsimpulse zu bilden.
  • Mit Anspruch 3 ist angegeben, wie mit einem Encoder, der n Parallel-Eingänge aufweist, die mit n Leistungen eines Code-Speichers verbunden sind, eine Folge von 2n pulsdauermodulierter Impulse gebildet werden kann. Damit_wird die Vielfalt der möglichen Codewörter beträchtlich gesteigert und damit die Sicherheit gegen unbefugtes Entriegeln bei nur geringem Mehraufwand bedeutend erhöht.
  • Einzelheiten, wie in wenig aufwendiger Weise aus der Folge pulsdauermodulierte Impulse eine entsprechende Folge pulslagemodulierter kurzer Einheitsimpulse exakt gebildet werden kann, sind in Anspruch 4 angegeben.
  • Eine Alternative zu dem Flankenmodulator nach Anspruch 4 stellt Anspruch 5 dar.
  • In dem Empfänger ist nach Anspruch 6 besonders vorteilhaft eine Sicherungsschaltung vorgesehen, welche die den dem Anfang oder dem Ende eines pulsdauermodulierten Impulses eines Bits zugeordneten Einheitsimpuls erkennt und verhindern hilft, daß wegen im Übertragungsweg auftretender Fehlimpulse nicht mehr entriegelt werden kann. Der Sender umfaßt nach Anspruch 6 weiterhin Maßnahmen, die auch den ersten empfangenen Einheitsimpuls eines Pulses dem Vergleich mit dem in dem Empfänger gespeicherten Code zuführt. Der erste Einheitsimpuls geht also trotz der Sicherheitsschaltung nicht zur Auswertung des übertragenen Codewortes verloren.
  • Anspruch 7 gibt die Anordnung eines Verzögerungsglieds in Signalflußrichtung der empfangenen Einheitsimpulse vor einem D-Flip-Flop an, welches die Rückwandlung von je zwei aufeinanderfolgenden Einheitsimpulsen in einen pulsdauer- modulierten Impuls vornimmt.
  • Statt dieses Verzögerungsglieds im Vorwärtszweig.kann auch durch eineKunstschaltung am Ausgang des D-Flip-Flops und an dem Ausgang des nach Anspruchs 6 vorgesehenen Mon - Flops aus dem ersten kurzen Einheitsimpuls ein auswertbarer dauermodulierter Impuls gewonnen werden. - Der Auswertung wird also in keinem Fall ein kurzer Nadelimpuls zugeführt, der die Erkennung des übertragenen codierten Wortes verfälschen könnte.
  • Eine zusätzliche monostabile Kippstufe nach Anspruch 8 dient zur Impulsformung aus den empfangenen Einheitsimpulsen in der Weise, daß durch eine Flanke (die Rückflanke) dieser Einheitsimpulse besonders kurze Nadelimpulse generiert werden, welche die monostabile Kippstufe zum Setzen des D-Flip-Flop triggern. Die letztgenannte monostabile Kippstufe und das D-Flip-Flop bilden die Sicherungsschaltung.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit fünf Figuren erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 - ein Blockschaltbild des Senders zur Aussendung einer Infrarotstrahlung;
    • Fig. 2 - eine schaltungstechnische Realisierung des Senders nach Fig. 1;
    • Fig. 3 - Zeitverläufe der in dem Sender erzeugten Pulse:
    • Fig. 4 - Zeitverläufe der Pulse in einem Abschnitt des Senders, nämlich dem Flankenmodulator und
    • Fig. 5 ein vereinfachtes Schaltbild des Empfängers.
  • In Fig. 1 ist mit 1 ein Encoder bezeichnet, an dessen Paralleleingänge 2 eine Diodenmatrix 3 angeschlossen ist. Ein Serienausgang des Encoders ist mit 4 bezeichnet.
  • Wie im einzelnen aus Fig. 2 hervorgeht, umfaßt der Encoder zwölf Paralleleingänge 2, die an eine entsprechende Anzahl Leitungen, zum Beispiel fünf der Diodenmatrix, angeschlossen sind. Die Diodenmatrix umfaßt einen linken Zweig beliebig einfügbarer Dioden 6 und einen rechten Zweig ebenso beliebig einfügbarer Dioden 7. Der linke Zweig und der rechte Zweig'stellen je einen Code=Teilspeicher dar. In jedem Teilspeicher können zwölf Bits programmiert werden. Der Logikpegel jedes Bits - 0 oder 1- hängt davon ab, ob in die dem Bit zugeordnete Leitung, zum Beipiel 5, eine Diodeeingeordent ist oder aber nicht.
  • Der linke Zweig und der rechte Zweig sind alternierend durch einen Multivibrator 8 aktivierbar.
  • In der vorangehenden Schaltungsanordnung erzeugt der En.coder eine Folge von Impulsen, die für jeden der beiden möglichen Schaltzustände des Multivibrators seriell zwölf Bit bzw. dauermodulierte Impulse umfaßt. Die Impulsdauer hängt dabei von dem Logikpegel ab, wobei der logischen 1 eine kurze Pulsdauer und der logischen 0 eine lange Pulsdauer zugeordnet ist. Die Pulsdauer wird wiederum dadurch bestimmt, daß einem entsprechenden Paralleleingang der Paralleleingänge 2 eine Diode in dem linken oder rechten Zweig zugeordnet ist oder nicht.
  • Diese Folge von Impulse ist mit dem Puls a in einem ersten Zeitintervall für den linken Zweig der Diodenmatrix und dem Puls b während eines darauf folgenden zweiten Zeitintervalls für den rechten Zweig der Diodenmatrix dargestellt. Das gesamte Wort besteht somit aus 24 Bits entsprechend einer Folge von 24 dauermodulierten Impulsen. In der.Darstellung der Pulse a und b in Fig. 3 ist dabei angenommen, daß der eine Zweig,z.B. 6,der Diodenmatrix in Fig. 2 vollständig mit Dioden belegt ist, während der andere Zweig,z.B. 7, keine Dioden aufweist.
  • Der mit dem codierten Wort dauermodulierte Puls während des ersten und zweiten Zeitintervalls wird mit dem Flankenmodulator in einen pulslage-modulierten Puls umgewandelt, der damit ebenfalls entsprechend dem codierten Wort moduliert ist. In dem Flankenmodulator 9 wird somit ein Puls erzeugt, in dem relativ kurze EinheitsImpulse zu Beginn und zum Ende je eines dauermodulierten Impulses auf dem Serienausgang 4 den Logikpegel dieses dauermodulierten Impulses markieren. Die Einzelimpluse treten auf einer Ausgangsleitung 10 auf.
  • Zur Veranschaulichung des in dem Flankenmodulator erzeugten Pulses dient der Puls c in Fig. 3, der einen zeitlich gedehnten Ausschnitt des Pulses b darstellt. Dem Puls c ist der aus kurzen Einheitsimpulsen bestehende Puls d auf der Ausgangsleitung 10 in Fig. 1 zugeordnet.
  • Wie aus Fig. 2 entnommen werden kann, umfaßt der Flankenmodulator 9 zwei Exklusiv-NOR-Gatter 11 und 12, von denen das Exklusiv-NOR-Gatter lediglich als Negationsstelle geschaltet ist. Das EXklusiv-NOR-Gatter 12 erhält einen pulsdauer-modulierten Puls von dem Serienausgang 4, der in Fig. 4 als Y1 bezeichnet ist. Ein zweiter Eingang des Exklusiv-NOR-Gatters 12 erhält einen hierzu invertierten - Exklusiv-NOR-Gatter 11 - und verzögerten - Verzögerungsglied 13 - Puls Y2. Das Exklusiv-NOR-Gatter 12 bildet danach nur dann einen kurzen Impuls Y3 auf der Ausgangsleitung 10, wenn entweder der Impuls Y1 oder der Impuls Y2 vorliegt.
  • Mit diesen Einheitsimpulsen Y3 wird über einen TMOS-Transistor 14 eine IR-Diode 15 aktiviert, so daß diese kurze Infrarotlichtblitze entsprechend den Einheitsimpulsen Y3 aussendet.
  • Der TMOS-Transistor 14 bildet in Fig. 1 im wesentlichen die Sendestufe 16.
  • Es wird bemerkt, daß in Fig. 1 zu dem Modulator, der das ausgesendete Infrarotlicht moduliert, die Sendestufe und die Infrarot-Diode selbst gehören.
  • Die bisher besprochene Schaltungsanordnung des kleinen Senders wird durch einen Stromversorgungsteil 17 mit einem Spannungswandler 18 gespeist. Eine schaltungstechnische Realisierung der Stromversorgung und des Spannungswandlers ist in Fig. 2 innerhalb der unterbrochenen Linien dargestellt. Der Spannungswandler liefert aus zwei Knopfzellen, welche die Stromversorgung 17 bilden, . eine Spannung von etwa 9 Volt für den Encoder und die Exklusiv-NOR-Gatter. Die IR-Diode 15 kann mit der verhältmäßig kleinen Spannung ebenfalls gespeist werden, da zu ihrer Aktivierung der TMOS-Transistor ausgewählt ist. Diese bildet zugleich einen Strombegrenzungswiderstand, so daß keine zusätzlichen Mittel zur Strombegrenzung bei Wärmeeinfluß notwendig sind.
  • Zur Besprechung des Empfängers, der zur berührungslosen Türverriegelung und Entriegelung in einem Fahrzeug angeordnet werden kann, wird auf Fig. 5 Bezug genommen. In Fig. 5 ist ein wesentlicher Teil des Empfängers dargestellt. Es wird davon ausgegangen, daß in einem nicht dargestellten Empfangsteil, welches an eine Eingangsleitung 19 angeschlossen ist, die empfangenen Infrarotlichtimpulse in entsprechend geformte elektrische Impulse umgewandelt und verstärkt werden. Auf der Eingangsleitung 19 treten daher Impulse auf, deren Form und Verlauf im wesentlichen dem Puls d in Fig. 3 entspricht.
  • Zur Demodulation dieser Folge von Einheitsimpulsen ist ein als Sicherheitsschaltung ausgebildeter Demodulator mit einer monostabilen Kippstufe 20, die einen dynamischen Eingang aufweist, sowie ein D-Flip-Flop 21 vorgesehen. Mit einem Zeitglied 22 ist die Monoflopzeit der monostabilen Kippstufe 20 so eingestellt, daß sie mindestens doppelt so groß wie die Impulslänge für zwei Bits ist. Ein Ausgang dieser monostabilen Kippstufe ist an einen Setzeingang S des D-Flip-Flops angeschlossen. Der Rücksetzeingang R ist geerdet. Ein negierter Ausgang des D-Flip-Flops Q ist in üblicher Weise zu einem statischen Eingang D rückgekoppelt. Das D-Flip-Flop wirkt praktisch als Frequenzteiler.
  • Zum sicheren Betrieb der Schaltungsanordnung ist noch eine weitere monostabile Kippstufe 23 der monstabilen Kippstufe 20 vorgeschaltet. Ein Zeitglied 24 an der weiteren monostabilen Kippstufe erzeugt jedoch einen gegenüber dem Einheitsimpuls noch kürzeren Nadelimpuls am Ausgang Q der weiteren monostabilen Kippstufe 23. Diese monostabile Kippstufe erzeugt einen Nadelimpuls jedesmal beim Auftreten der negativen Flanke eines Einheitsimpulses an seinem . dynamischen Eingang. Mit den Nadelimpulsen wird die monostabile Kippstufe 20 getriggert, die infolge der Dimensionierung des Zeitglieds 22 normalerweilse nicht zurückfallen kann, da sie jedesmal vorher erneut getriggert wird. An dem Setzeingang S des D-Flip-Flops steht demnach bei ordnungsgemäßer Impulsfolge an der Eingangsleitung 19 ein Signal an, welches das D-Flip-Flop vorbereitend setzt. Jedesmal wenn im Verlauf eines Impulses,bestehend aus den Einheitsimpulsen an der Einganglseitung 19, ein Impuls an dem dynamischen Eingang des D-Flip-Flop auftritt, wird dieses umgeschaltet mit der Folge, daß an dem Ausgang Q wieder ein pulsdauermodulierter Rechteckpuls auftritt. Es kann demnach der Eingangspuls am dynamischen Eingang des D-Flip-Flop als Puls y3 in Fig. 4 betrachtet werden und der Ausgangspuls am Ausgang Q als y 1 in Fig. 4. Somit wird der empfangene Lichtpuls demoduliert.
  • Durch ein Verzögerungsglied 25, welches dem dynamischen Eingang des D-Flip-Flop vorgeschaltet ist, gelangen die Einheitsimpulse erst dann auf den Eingang, wenn der Setzeingang S vorbereitet ist. Somit kann kein Einheitsimpuls zur Umschaltung des dauermodulierten Rechteckimpulses am Ausgang Ö verlorengehen.
  • Der Ausgang Q ist an einen Serienparallelwandler 26 gekoppelt, dessen Parallelausgänge 27 zu einem Vergleicher 28 geführt sind. In dem Vergleicher wird somit der in dem D-Flip-Flop erzeugte dauermodulierte Rechteckpüls verglichen mit einem Codewort, welches in einem CodeSpeicher 29 gespeichert ist. Wenn der Vergleich aufgeht, wird über einen Pulsformer 30 ein Stellglied 31 zur . Entriegelung oder Verriegelung ausgelöst und der Wandler 26 über eine Leitung 32 gleichzeitig zurückgesetzt.
  • Es wird noch bemerkt, daß die Schaltung des Empfängers aus Sicherheitsgründen so ausgestaltet werden kann, daß erst zwei bis drei übereinstimmende Impulse empfangen werden müssen, bevor das Stellglied 31 aktiviert wird.

Claims (8)

1. Einrichtung zur berührungslosen fernbedienbaren Türverriegelung, insbesondere einer Zentralverriegelung von Kraftfahrzeugen, mit einem durch den Fahrer transportierbaren und betätigbaren, einvelektromagnetische Strahlung aussendenden Kleinsender, der einen Speicher für einen Code sowie einen Modulator zur Modulation der elektromagnetischen Strahlung mit dem Code aufweist, sowie mit mindestens einem in dem Kraftfahrzeug angeordneten Empfänger, der ein die modulierte Strahlung empfangendes Empfangsteil, einen Demodulator, einen den demodulierten Code mit einem in dem Empfänger gespeicherten Code vergleichenden Vergleicher umfaßt, der mit einem Stellelement des Schlosses in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Modulator (Encoder 1, Flankenmodulator 9, Sendestufe 16) zur Modulation der Strahlung mit einer Pulscode-Pulslage-Modulation (PCM/PPM) und der Demodulator (monostabile Kippstufe 20, D-Flip-Flop 21) zur Demodulation der PCM/PPM modulierten Strahlung eingerichtet sind.
2. Einrichtung, in der der Kleinsender einen elektronischen Encoder aufweist, dessen Paralleleingänge mit dem Speicher des Codes verbunden sind und dessen Serienausgang mit dem Modulator in Verbindung steht nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Encoder (1) zur Generierung einer dem Code an den Paralleleingängen entsprechenden Folge pulsdauermodulierter Impulse ausgebildet ist, daß an dessen Serienausgang (4) ein Flankenmodulator (9) angeschlossen ist, der zur Erzeugung je eines kurzen Einheitsimpulses an mindestens einer'Flanke des pulsdauermodulierten Impulses, deren Lage moduliert ist, eingerichtet ist und daß mit dem Ausgang (Leitung 10) des Flankenmodulators (9) eine Sendestufe (16) gekoppelt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit den Paralleleingängen (2) des Encoders (1) zwei Code-Teilspeicher (linker Zweig 6 und rechter Zweig 7 der Diodenmatrix 3) durch einen Multivibrator (8) gesteuert alternierend umschaltbar sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Flankenmodulator (9) mindestens ein Exklusiv-NOR-Gatter (12) mit zwei Eingängen aufweist, dessen einer Eingang unmittelbar mit dem Serienaugang (4) des Encoders (1) verbunden ist und dessen anderer Eingang über ein Negationsglied (Exklusiv-NOR-Gatter 11) und ein Verzögerungsglied (13) mit dem Serienausgang (4) in Verbindung steht.
5. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Flankenmodulator aus einem Schmitt-Trigger besteht, dessen Triggereingang an den Serienausgang des Encoders gekoppelt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Demodulator des Empfängers mindestens eine monostabile Kippstufe (20) mit einem dynamischen Eingang umfaßt, der mit kurzen Einheitsimpulsen einer ausge- sendeten Impulsfolge oder mit aus ihnen geformten Nadelimpulsen gespeist wird, daß die monstabile Kippstufe auf eine Monoflopzeit dimensioniert ist (Zeitglied 22), die mindestens zweimal so groß wie die maximale Periodendauer der Einheitsimpulse ist, daß der Ausgang Q der monostabilen Kippstufe an einen Setzeingang (S) eines D-Flip-Flop (21) angeschlossen ist, dessen dynamischer Eingang mit den Einheitsimpulsen beaufschlagbar ist und dessen einen pulsdauermodulierten Puls abgebender Ausgang (Q) mit einem an den Vergleicher (28) angeschlossenen Wandler (26) in Verbindung steht und daß Verzögerungsmittel (Verzögerungsglied 25)zur Bildung des ersten Impulses des pulsdauermodulierten Pulses vorgesehen sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Verzögerungsmittel ein Verzögerungsglied (25) dem dynamischen Eingang des D-Flip-Flop (21) vorgeschaltet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der monostabilen Kippstufe (20) eine weitere monostabile Kippstufe (23) vorgeschaltet ist, deren dynamischer Eingang durch negative Flanken der kurzen Einheitsimpulse zur Bildung der Nadelimpulse ansteuerbar ist.
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