EP4670281A1 - Anordnung für ein fahrzeug zur kontaktlosen kommunikation zwischen dem fahrzeug und einem mobilen kommunikationsmittel - Google Patents

Anordnung für ein fahrzeug zur kontaktlosen kommunikation zwischen dem fahrzeug und einem mobilen kommunikationsmittel

Info

Publication number
EP4670281A1
EP4670281A1 EP24706027.0A EP24706027A EP4670281A1 EP 4670281 A1 EP4670281 A1 EP 4670281A1 EP 24706027 A EP24706027 A EP 24706027A EP 4670281 A1 EP4670281 A1 EP 4670281A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arrangement
processing device
designed
tap
filter arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24706027.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Pascal WICKERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Original Assignee
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG filed Critical Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Publication of EP4670281A1 publication Critical patent/EP4670281A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/40—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
    • H04B5/43—Antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H04B5/26—Inductive coupling using coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes

Definitions

  • a first aspect of the invention relates in particular to an arrangement, preferably electronic arrangement and/or circuit arrangement, for a vehicle for contactless Communication between the vehicle and a mobile communication means, preferably for NFC communication of the vehicle with a mobile device such as an identification transmitter and/or smartphone and/or an NFC card.
  • the mobile communication means can thus be designed as a mobile device such as a smartphone or as a card.
  • the communication means can also have security information such as a secret key or the like.
  • the communication can be provided to initiate, in particular on the basis of the authentication on the vehicle, an unlocking of the vehicle and/or an opening of a vehicle door and/or the like.
  • the arrangement according to the invention can also be part of a security and/or opening and/or unlocking system of the vehicle, which can also be protected as such.
  • the communication can serve for the data transfer required for the applications mentioned.
  • information to be transmitted such as the security information
  • a system which comprises the means of communication and the arrangement according to the invention can also be protected.
  • the arrangement according to the invention can comprise an electronic processing device which is designed to generate and/or transmit and/or receive a communication signal via an antenna.
  • the arrangement according to the invention can have a filter arrangement for filtering, preferably bandpass filtering, signals outside a frequency range for contactless communication.
  • the filter arrangement can have a first resonant circuit for this purpose, which is preferably electrically connected to the processing device.
  • the filter arrangement can also have a second resonant circuit, in which the antenna is preferably integrated.
  • the resonant circuits can electrically couple the processing device to the antenna.
  • At least one electrical tap is provided in the first resonant circuit in order to transmit the communication signal from this tap to at least one receiving connection of the processing device for reception and preferably to decouple it for reception in this way.
  • the processing device and the antenna are provided on different circuit boards of the arrangement.
  • the arrangement according to the invention can be designed in several parts and preferably have at least or exactly two circuit boards that are structurally separate from one another. It is also possible for each of the circuit boards to be housed in its own housing and/or to be surrounded by electrical and/or moisture insulation and/or a potting compound.
  • a transmission means can be provided, in particular for transmitting the communication signal.
  • the transmission means can be designed to electrically connect the circuit boards to one another.
  • the transmission means can be designed to arrange the antenna on the vehicle in a spatially flexible manner and at a distance from the processing device.
  • the transmission means can be designed to arrange the antenna on the vehicle at a flexible and/or variable distance from the processing device. This enables a significant improvement in flexibility when attaching it to the vehicle, so that the positioning of the antenna is no longer limited to the door handle. Rather, it can be provided that the vehicle does not have a door handle and/or that the door can be opened using communication.
  • the contactless communication is provided as reserve communication and thus as secondary communication in addition to a primary communication of the vehicle.
  • the primary communication can be implemented, for example, as a UWB (ultra-wideband) or Bluetooth communication.
  • the primary communication can differ from the reserve communication in terms of the communication technology.
  • the reserve and primary communication can redundantly provide the same function, e.g. authentication and/or unlocking and/or door opening on the vehicle.
  • the processing device and the antenna of the arrangement according to the invention can be provided exclusively for reserve communication.
  • the primary and reserve communication can use different antennas.
  • the vehicle is designed, for example, as a motor vehicle, preferably as a passenger car and/or a truck. Furthermore, the vehicle can be designed as an autonomous and/or door-handle-free vehicle. It is possible that the The arrangement according to the invention is designed for attachment to a driver and/or passenger door of the vehicle.
  • the transmission medium is optionally possible for the transmission medium to be designed as a cable with twisted wire pairs, preferably as a twisted pair cable, preferably as an unshielded twisted pair cable.
  • the cable can also be designed as a coaxial cable.
  • the transmission medium has a length of between 0.1 m and 2 m, preferably between 0.5 m and 1.5 m, preferably between 0.75 m and 1 m. This enables a flexible arrangement of the antenna, e.g. on a vehicle door.
  • the electrical tap is electrically connected to at least one coupling capacitor.
  • the first resonant circuit and the second resonant circuit can be coupled to one another via the at least one coupling capacitor in order to convert the communication signal from a first signal form in the first resonant circuit to a second signal form in the second resonant circuit and/or to transform the communication signal from a first voltage level to a second voltage level, in particular an antenna voltage which is applied to the antenna.
  • the tap can be designed to tap the communication signal for reception in the first signal form and/or in the first voltage level. It is preferably possible for the first voltage level to be lower than the second voltage level, and preferably the second voltage level is at least twice the first voltage level.
  • the invention can provide that the first voltage level has a peak-to-peak value in the range from 5 V to 35 V, preferably in the range from 7 V to 22 V, and the second voltage level has a peak-to-peak value in the range from 20 V to 100 V, preferably 40 V to 60 V.
  • the first voltage level can optionally be provided or measured in the first oscillating circuit and/or the second voltage level in the second oscillating circuit.
  • a division arrangement preferably in the form of a voltage divider, is provided at the respective receiving terminal in order to reduce the electrical voltage tapped at the electrical tap and to provide it in reduced form at the receiving terminal.
  • the respective voltage divider can be designed to divide the electrical voltage at the receiving terminal to a maximum of 5 V, in particular a maximum of 3 V, preferably in height of essentially 2.8 V.
  • the respective voltage divider can, for example, have two resistors or two capacitors.
  • the arrangement according to the invention is designed to transmit and receive the communication signal differentially between the processing device and the antenna, preferably by an at least partially symmetrical design of the arrangement according to the invention or the filter arrangement.
  • the electrical tap can be provided symmetrically in the first resonant circuit, preferably in order to decouple the communication signal symmetrically.
  • two taps can be provided in order to decouple the communication signal in pairs on the symmetrical strands of the arrangement.
  • Differential transmission refers in particular to a method of signal transmission in which a signal is divided into a positive and negative component, which are transmitted via separate lines (the symmetrical strands). This method is robust against disturbances and interference and improves the transmission quality of the signal.
  • At least or exactly one first and one second receiving connection of the processing device are provided as the at least one receiving connection.
  • at least or exactly one first and one second tap can be provided as the at least one electrical tap in the first resonant circuit.
  • the first tap can be electrically connected to the first receiving connection via a first voltage divider and the second tap can be electrically connected to the second receiving connection via a second voltage divider in order to transmit the communication signal differentially for reception to the receiving connections of the processing device.
  • the respective tap is additionally electrically connected to a respective transmission connection of the processing device via a respective low-pass filter, preferably an RLC low-pass filter, and/or that the respective tap is additionally electrically connected to the second resonant circuit via a respective coupling capacitor.
  • the coupling capacitor can also act as part of the second resonant circuit and can also possibly contribute to converting the signal shape and/or the voltage level of the communication signal.
  • the processing device has at least two transmitting ports and at least two receiving ports, which are electrically connected to the antenna via at least one transmission path in order to transmit the communication signal differentially between the processing device and the antenna. Furthermore, within the scope of the invention, it can be advantageous for the processing device to be designed to evaluate an amplitude and/or phase change of the communication signal received at the receiving connection in order to determine data transmitted by the communication. In particular, this provides the advantage that the communication signal is tapped at a point where the amplitude and/or phase change can be detected particularly sensitively.
  • the electrical tap may also be designed simultaneously as a measuring and/or calibration point for designing the filter arrangement in order to parameterize the filter arrangement at least partially on the basis of a physical or simulated current measurement at the measuring and/or calibration point, preferably in order to set a frequency response of the filter arrangement with regard to an amplitude and/or a current consumption of the filter arrangement, preferably in order to set a local minimum (in particular a current notch) in the frequency response of the measured current and/or the current consumption (in particular power consumption) around a center frequency of the filter arrangement.
  • the current measurement can be carried out, for example, as a measurement of an electrical current through a resistance element of the low-pass filter of the first resonant circuit.
  • the filter arrangement may also be designed in such a way that in the frequency response of the filter arrangement, a current consumption has a local minimum essentially around a center frequency of the filter arrangement. This has the advantage that the power consumption can be significantly reduced in the relevant frequency range for the communication signal.
  • the filter arrangement is designed such that a magnitude frequency response of the filter arrangement in the passband is designed with a substantially symmetrical curve around a center frequency of the filter arrangement. It is also possible that the magnitude frequency response of the filter arrangement in the passband is set with a curve such that the bandwidth of the filter arrangement is at least 1 MHz, preferably at least 2 MHz, preferably at least 3 MHz, particularly preferably at least 4 MHz. Furthermore, it is conceivable that a coupling factor is substantially equal to an attenuation of the filter arrangement, preferably a standardized coupling factor is set to substantially 1.
  • the resonant circuits are each designed as a low-pass filter, and preferably at least one or both of the resonant circuits each have a resistance element and/or a coil element and/or a capacitor element.
  • the resistance element can be designed as an electrical
  • the resistor and/or the coil element may be designed as an inductance, each of which may be implemented as discrete electronic components.
  • a further advantage can be achieved within the scope of the invention if the processing device is designed to be connected to an authentication and/or door opening device for the vehicle in order to initiate an automatic movement of a vehicle door from a closed position to an open position on the basis of the received communication signal in order to thereby open a gap for further manual opening of the vehicle door, wherein the arrangement is preferably arranged at least partially on the vehicle door.
  • the movement can be made possible, for example, by a motor which is operatively connected to the vehicle door.
  • the connection of the processing device to the authentication and/or door opening device can be made possible, for example, via a corresponding interface of the processing device, preferably wired or wirelessly.
  • the authentication and/or door opening device can be triggered by the processing device on the basis of the received communication signal to control the movement of the vehicle door. This may require authentication, in which the received communication signal may be cryptographically evaluated by the authentication and/or door opening device.
  • the invention also relates to a method for producing an arrangement according to the invention, comprising the following steps:
  • the method according to the invention therefore brings with it the same advantages as have been described in detail with reference to an arrangement according to the invention.
  • the measurement can be carried out, for example, using known measurement technology methods for determining an electric current and/or a voltage and/or a power.
  • a result of the measurement or simulation can then be used in the design of the electronic components of the filter arrangement.
  • a simulation or measurement of the frequency response of the filter arrangement can be carried out with different parameterization of the components in order to achieve the desired frequency response.
  • Fig. 1 is a schematic side view of a vehicle and a vehicle door with an arrangement according to embodiments of the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of an arrangement according to embodiments of the invention in a plan view
  • Fig. 3 shows an exemplary frequency response of an arrangement according to embodiments of the invention
  • Fig. 4 is a schematic representation of a method according to embodiments of the invention.
  • Fig. 5 is a schematic and simplified circuit diagram of an arrangement according to embodiments of the invention.
  • FIG. 1 and 2 as well as Fig. 5 show, according to embodiments of the invention, an arrangement 200 for a vehicle 10 for contactless communication between the vehicle 10 and a mobile communication means 20.
  • An electronic processing device 210 of the arrangement 200 can also be provided, which is designed to transmit and receive a communication signal via an antenna 220. This can mean that the processing device 210 is able to generate (and receive) an electrical signal by which the antenna is controlled in order to output an electromagnetic field. The electromagnetic field can then be influenced by the mobile communication means 20 for communication and in particular for data transmission.
  • the processing device 210 is designed, for example, as an integrated circuit. For this purpose, a so-called “NFC reader” can be used, for example, as the processing device 210.
  • the communication can be implemented as a near field communication (NFC).
  • the communication signal can be an NFC signal.
  • the communication can be based on the generation of an electromagnetic field and in particular its use to transmit data by means of the To transmit communication.
  • the mobile communication device 20 can be an NFC-capable communication device and can use inductive coupling to influence (i.e. detune) at least one oscillating circuit of the arrangement 200 and thereby carry out the data transmission.
  • the processing device 210 can detect this influence and evaluate it, for example, with regard to the detuning and a modulation of the electrical properties such as the amplitude and/or phase of the communication signal.
  • the transmitted data can be determined on the basis of this evaluation. For example, load modulation and/or amplitude shift keying (ASK) and/or modulation of the amplitude and phase of an electrical voltage at the antenna 220 can be used to influence and/or modulate the communication signal.
  • ASK amplitude shift keying
  • the arrangement 200 can be arranged at least partially on a vehicle door 11. It can be seen that the processing device 210 and the antenna 220 can also be arranged spatially separated at different positions on the vehicle 10. It is therefore also possible for the antenna 220 to be mounted outside the vehicle door 11, e.g. on a B-pillar 12, and the processing device 210 to be mounted inside the vehicle door. In this case, a connection for electrical signal transmission is still possible via a transmission means 240, which is designed, for example, as an electrical cable.
  • the processing device 210 and the antenna 220 can be provided on different circuit boards 251, 252, which can be electrically connected to one another by the transmission means 240.
  • the antenna 220 can be arranged on the B-pillar 12 of the vehicle 10 and the processing device 210 can be arranged spatially separated therefrom inside the vehicle door 11 or alternatively on another vehicle component.
  • the antenna 220 can be designed on the second circuit board 252 as a PCB antenna, i.e. in particular as a printed antenna or as an antenna in the form of conductor tracks on the circuit board.
  • the mobile communication means 20 can be designed as an identification transmitter 20 and thus be able to carry out an identification and/or authentication on the vehicle 10.
  • “Mobile” can refer to the fact that the communication means 20 is designed to be portable and can thus be carried by a user, for example.
  • the mobile communication means 20 can be specifically designed as a mobile identification device 20 such as an NFC card and/or a smartphone.
  • the mobile communication means 20 can have security information, e.g. stored in a non-volatile manner, which is transmitted to the vehicle 10 via the communication and evaluated there based on the communication signal.
  • security information e.g. stored in a non-volatile manner
  • the processing device 210 of the arrangement 200 is connected to an authentication and/or door opening device 30 shown schematically in Fig. 1 for signal and/or data transmission. This enables authentication on the basis of the received communication signal and/or, if authentication is successful, unlocking of the vehicle 10 and/or movement of the vehicle door 11 from a closed position 41 to an open position 42 (the latter is visualized by the door 11 in this position as a dashed line). The movement can take place to the extent that a gap 45 is released for further manual opening of the vehicle door 11.
  • the gap 45 can be understood in particular as a door gap into which a hand can be inserted to grip and move the door 11.
  • a gripping device of the vehicle door 11 can also be provided in the released gap 45, which, for example, replaces a door handle and/or enables comfortable gripping of the door 11.
  • the gripping device can be designed in such a way that a rounded surface is provided for gripping.
  • the transmission means 240 can be designed as a cable with twisted wire pairs, preferably as a twisted pair cable, preferably as an unshielded twisted pair cable. Another alternative is to design the transmission means 240 as a coaxial cable. However, a twisted pair cable has a particularly positive electrical assignment configuration for the intended application, as shown in Fig. 5 with further details.
  • a filter arrangement 300 is provided for filtering and preferably bandpass filtering the communication signal.
  • the filter arrangement 300 is shown in Fig. 2 and in Fig. 5 with further details.
  • the transmission means 240 and preferably at least partially the antenna 220 can be part of the filter arrangement 300.
  • this relates to electrical properties such as an inductance and/or a capacitance of the transmission means 240 and preferably the Antenna 220, which can thus be viewed as parameters of the filter arrangement 300. It is thus possible to parameterize the filter arrangement 300 using these electrical properties and/or to influence a center frequency and/or cutoff frequencies and/or a bandwidth of the filter arrangement 300.
  • the filter arrangement 300 can be designed for filtering, i.e.
  • the center frequency can particularly preferably be substantially 13.56 MHz and/or the bandwidth can be at least 1.8 MHz, in particular at least 2 MHz.
  • the filter arrangement 300 can also be designed as a bandpass filter in that it has a first resonant circuit 310 and a second resonant circuit 320.
  • the resonant circuits 310, 320 can be connected to one another via at least one coupling capacitor. This can also mean that the at least one coupling capacitor is part of the second resonant circuit 320 and electrically couples the second resonant circuit 320 to the first resonant circuit 310.
  • one of the resonant circuits 310, 320, in particular the second resonant circuit 320, preferably at least partially the at least one coupling capacitor can be designed to convert a square-wave signal into a sine signal. Accordingly, the communication signal can first be generated by the processing device 210 as a square-wave signal and then, due to the signal conversion, the antenna 220 can be controlled by a sine signal.
  • the first resonant circuit 310 is formed by way of example in a differential structure by the inductors LR1.LR2 and the resistors RR1.RR2 (the symbols are shown uniformly, regardless of whether the components represented thereby are resistors, capacitors or coils; coils can also be referred to as inductance).
  • the inductors LR1.LR2 and the resistors RR1.RR2 as well as the coupling capacitors CK1.CK2 or CK1',CK2' can be provided as discrete components.
  • the second resonant circuit 320 can be formed by the capacitor C and possibly the resistor R and/or the inductor L, wherein the resistor R and the inductor L can possibly not be provided as discrete components, but as electrical properties of the antenna 220. It is also possible for the electrical properties of the transmission medium 240 to be used to form the second resonant circuit 320. Furthermore, it is conceivable that at least a part of the second resonant circuit 320 is also provided on the first circuit board, in particular as discrete components. Various variants are conceivable for the arrangement of the at least one coupling capacitor CK1.CK2 or CK1',CK2'. The following assumes, for example, differential signal transmission and, accordingly, two coupling capacitors. For this purpose, the processing device 210 can have at least two transmit connections 255 and at least two receive connections 254 (see Fig. 2), which are electrically connected to the antenna 220 via at least one transmission path 256.
  • the first resonant circuit 310 can be provided on a first 251 of the circuit boards 251, 252 and the second resonant circuit 320 and the coupling capacitors CK1', CK2' on a second 252 of the circuit boards 251, 252.
  • This variant is shown in Fig. 5 such that instead of the capacitors CK1.CK2 in solid line on the first circuit board 251, the capacitors CK1', CK2' in dashed line on the second circuit board 252 are used (the capacitors CK1.CK2 are thus not required in this variant).
  • This has the advantage that a lower voltage is applied to the transmission medium 240 and the voltage and signal conversion only takes place at the antenna 220 after the communication signal has been transmitted via the transmission medium 240.
  • the first resonant circuit 310 can be formed on a first 251 of the circuit boards 251, 252 and the second resonant circuit 320 can be formed at least partially by the transmission means 240.
  • the coupling capacitors CK1, CK2 can be provided on the first 251 of the circuit boards 251, 252 (in this case the capacitors CK1', CK2' in the dashed line are not required). This has the advantage that the attachment of the coupling capacitors CK1', CK2' and possibly even of discrete components on the second circuit board 252 can be dispensed with entirely. This enables a structurally simpler and more generic design of the second circuit board 252.
  • Fig. 3 shows an example frequency response G of the filter arrangement 300 for an amplitude A and a current consumption I (i.e. the power consumption).
  • the amplitude A can be determined, for example, by a voltage measurement of the electrical voltage at the terminals 253 (e.g. at the points P1 and P2 in Fig. 5) and/or the current consumption I by a current measurement of the electrical current I through the resistor RR1 (e.g. at the point PT in Fig. 5) for different frequencies f.
  • the filter arrangement 300 can be designed such that the magnitude frequency response G of the filter arrangement 300, ie the illustrated curve V of the amplitude A: in the passband D is designed with a substantially symmetrical curve V around a center frequency FO of the filter arrangement 300, and/or in the passband D is set with a curve V such that the bandwidth B of the filter arrangement 300 is at least 1 MHz, preferably at least 2 MHz, preferably at least 3 MHz, particularly preferably at least 4 MHz, and/or has a substantially constantly falling or constantly rising curve V around a center frequency FO of the filter arrangement 300.
  • the described properties of the filter arrangement 300 have the advantage that the set passband D and/or the bandwidth B has a tolerance for frequency deviations. It is also possible for a coupling factor of the filter arrangement 300 to be substantially equal to an attenuation of the filter arrangement 300, preferably a standardized coupling factor is set to substantially 1.
  • the standardized coupling factor is defined in particular as the ratio of the coupling factor to the attenuation. This enables a particularly advantageous frequency response and thus filtering that is robust with respect to component tolerances.
  • a current notch can be provided in the region of the center frequency F0 of the filter arrangement 300.
  • the current notch can be designed as a local minimum in the frequency response of the current I.
  • the filter arrangement 300 can be designed such that in the frequency response of the filter arrangement 300, a current consumption I has a local minimum substantially around a center frequency F0 of the filter arrangement 300.
  • the local minimum can, for example, be a minimum for the frequency range between the lower limit frequency G1 and the upper limit frequency G2.
  • the lower and upper limit frequencies each have, for example, a difference of at least 500 kHz or at least 1 MHz or at least 2 MHz or at least 5 MHz from the center frequency F0.
  • the measured current consumption I at the center frequency F0 is, for example, below 0.5 A, preferably below 0.1 A or below 0.06 A.
  • the described design of the filter arrangement 300 has the advantage that the power consumption of the arrangement 200 according to embodiments of the invention is very low. This also allows the transmission means 240 to be made longer without the performance and/or quality and/or reliability of the arrangement 200 being impaired too much.
  • the transmission means 240 can, for example, have a length of 0.1 m to 2 m, preferably from 0.5 m to 1.5 m, preferably from 0.75 m to 1 m.
  • the filter arrangement 300 can be parameterized using a current measurement at the measuring and/or calibration point.
  • the current measurement can preferably be carried out while simultaneously varying the frequency f in order to record a frequency response with regard to an amplitude and/or a current consumption of the filter arrangement 300 and to set it by changing the parameters for the filter arrangement 300.
  • the amplitude A shown in Fig. 3 can be determined by a voltage measurement of the electrical voltage at the connections 253 (e.g. at the points P1 and P2 in Fig.
  • the tap 265 can be provided for receiving the communication signal, the measurement described has the advantage that it is measured or calibrated directly at the point at which the communication signal is tapped for reception. This can improve the sensitivity when evaluating the communication signal.
  • Fig. 5 shows that different variants are also possible for the reception of the communication signal by the processing device 210.
  • At least one reception connection 254 and at least one transmission connection 255 of the processing device 210 can be provided.
  • the connections Rx1 and Rx2 of the processing device 210 can be used as reception connections 254, analogous to the transmission connections Tx1, Tx2.
  • At least one electrical tap 265 - in particular in the first resonant circuit 310 - is provided in order to transmit the communication signal from it for reception to the at least one receiving connection 254 of the processing device 210.
  • the respective tap 265 can be designed, for example, as a conductor track and/or a contact point and/or as an electrical connection which represents a node in the circuit structure.
  • At least one and, in the case of a differential structure, at least two voltage dividers 260 can be provided for the tap 265 of the communication signal, which are provided in Fig. 5 by the components C1, C3 and C2, C4 respectively.
  • the components can be, for example, resistors in order to form an ohmic voltage divider 260, or can be designed as capacitors in order to form a capacitive voltage divider 260.
  • the communication signal can be set and preferably reduced so that it can be evaluated at the processing device 210 with regard to the electrical properties such as amplitude and phase.
  • the position of the tap 265 of the communication signal by the respective voltage divider 260 can have a decisive influence.
  • the points P1 and P2 are shown, which are possible voltage taps (dashed line, whereby the connection of PT and P2' with the corresponding voltage divider 260 via the solid line is then omitted).
  • the tap 265 is thus made at the same point or the same potential at which the current measurement for setting the filter arrangement 300 is carried out and the current notch in the frequency response is provided. It has been found that this enables a particularly sensitive detection of the communication signal at the processing device 210, in particular with regard to detecting phase changes.
  • the antenna 220 preferably the entire circuit board 252 of the antenna 220, can be designed to be floating with respect to an electrical reference potential, in particular ground.
  • an electrical reference potential in particular ground.
  • the at least one receiving connection 254 can comprise at least or exactly a first Rx1 and a second Rx2 receiving connection 254 of the processing device 210. Accordingly, at least or exactly a first PT and a second P2' tap 265 can be provided in the first resonant circuit 310 as the at least one electrical tap 265.
  • the two electrical taps 265 can be electrically connected to different coupling capacitors CK1.CK2.
  • the first tap PT can also be connected to the first receiving terminal Rx1 via a first voltage divider C1, C3 and the second tap P2' can be connected to the second receiving terminal Rx2 via a second voltage divider C2, C4. be electrically connected to transmit the communication signal differentially for reception to the receiving terminals 254 of the processing device 210.
  • the respective tap 265 can additionally be electrically connected to a respective transmit terminal Tx1, Tx2 of the processing device 210 via a respective low-pass filter LR1, RR1, LR2, RR2, preferably RLC low-pass filter.
  • first resonant circuit 310 and the second resonant circuit 320 can be coupled to one another via the at least one coupling capacitor CK1.CK2 in order to convert the communication signal from a first signal form in the first resonant circuit 310 into a second signal form in the second resonant circuit 320, and/or to transform the communication signal from a first voltage level to a second voltage level.
  • the respective tap 265 can be designed to tap the communication signal for reception in the first signal form and/or in the first voltage level.
  • the first signal form can essentially correspond to a square wave signal and the second signal form essentially to a sinusoidal signal, and/or the first voltage level can have a peak-to-peak value in the range from 5 V to 15 V, preferably in the range from 7 V to 12 V, and the second voltage level can have a peak-to-peak value in the range from 20 V to 80 V, preferably 40 V to 60 V.
  • Fig. 5 also shows the arrangement of the components, preferably capacitors, CP3 and CP4 on the first circuit board 251. These can also be part of the filter arrangement 300.
  • An alternative positioning on the second circuit board 252 of these components for the same function is shown in dashed lines with CP3' and CP4'. In both cases, the connection to a ground or reference potential is optional, also shown with a dashed line.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (200) für ein Fahrzeug (10) zur kontaktlosen Kommunikation zwischen dem Fahrzeug (10) und einem mobilen Kommunikationsmittel (20), vorzugsweise zur NFC-Kommunikation des Fahrzeuges (10) mit einem mobilen Identifikationsgeber (20), aufweisend: - eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung (210), welche zum Übertragen und zum Empfangen eines Kommunikationssignals über eine Antenne (220) ausgeführt ist, - eine Filteranordnung (300) zur Filterung von Signalen außerhalb eines Frequenzbereichs für die kontaktlose Kommunikation, wobei die Filteranordnung (300) einen ersten Schwingkreis (310) aufweist, welcher mit der Verarbeitungsvorrichtung (210) elektrisch verbunden ist, und einen zweiten Schwingkreis (320) aufweist, in welchen die Antenne (220) integriert ist.

Description

Beschreibung
Anordnung für ein Fahrzeug zur kontaktlosen Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem mobilen Kommunikationsmittel
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung.
Stand der Technik
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass eine kontaktlose Kommunikation bei Fahrzeugen bspw. zur Authentifizierung und Entriegelung des Fahrzeuges eingesetzt werden kann. Hierzu wird üblicherweise ein mobiles Kommunikationsmittel wie ein Smartphone oder eine NFC-Karte an eine in einen Türgriff des Fahrzeuges integrierte Antenne gehalten, damit die erforderlichen Daten übertragen werden können.
Allerdings stellt es bei der Herstellung einer Elektronik für die Kommunikation oft eine Herausforderung dar, eine ausreichende Zuverlässigkeit und Sensitivität zu gewährleisten.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Zuverlässigkeit und/oder Sensitivität bei der Kommunikation zu ermöglichen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung, vorzugsweise elektronische Anordnung und/oder Schaltungsanordnung, für ein Fahrzeug zur kontaktlosen Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem mobilen Kommunikationsmittel, vorzugsweise zur NFC-Kommunikation des Fahrzeuges mit einem mobilen Gerät wie einem Identifikationsgeber und/oder Smartphone und/oder einer NFC-Karte. Das mobile Kommunikationsmittel kann somit als ein Mobilfunkgerät wie ein Smartphone oder als eine Karte ausgebildet sein. Um eine Authentifizierung am Fahrzeug zu ermöglichen, kann das Kommunikationsmittel ferner eine Sicherheitsinformation wie einen geheimen Schlüssel oder dergleichen aufweisen. Die Kommunikation kann dazu vorgesehen sein, insbesondere auf Basis der Authentifizierung am Fahrzeug, eine Entriegelung des Fahrzeuges und/oder eine Öffnung einer Fahrzeugtür und/oder dergleichen zu initiieren. Entsprechend kann die erfindungsgemäße Anordnung auch Teil eines Sicherheits- und/oder Öffnungs- und/oder Entriegelungssystems des Fahrzeuges sein, welches ebenfalls als solches unter Schutz gestellt sein kann. Ferner kann die Kommunikation zum für die genannten Anwendungen erforderlichen Datentransfer dienen. Hierzu kann eine zu übertragene Information wie die Sicherheitsinformation in einem Datenspeicher des Kommunikationsmittels hinterlegt sein und durch einen elektronischen Chip des Kommunikationsmittels ausgelesen und - ggf. aktiv - an die erfindungsgemäße Anordnung übertragen werden. Ebenfalls unter Schutz gestellt sein kann ein System, welches das Kommunikationsmittel und die erfindungsgemäße Anordnung umfasst.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung aufweisen, welche zum Erzeugen und/oder zum Übertragen und/oder zum Empfangen eines Kommunikationssignals über eine Antenne ausgeführt ist.
Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Anordnung eine Filteranordnung zur Filterung, vorzugsweise Bandpassfilterung, von Signalen außerhalb eines Frequenzbereichs für die kontaktlose Kommunikation aufweisen. Die Filteranordnung kann hierzu einen ersten Schwingkreis aufweisen, welcher vorzugsweise mit der Verarbeitungsvorrichtung elektrisch verbunden ist. Auch kann die Filteranordnung einen zweiten Schwingkreis aufweisen, in welchen vorzugsweise die Antenne integriert ist. Dabei können die Schwingkreise die Verarbeitungsvorrichtung mit der Antenne elektrisch koppeln.
Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass wenigstens ein elektrischer Abgriff im ersten Schwingkreis vorgesehen ist, um von diesem Abgriff das Kommunikationssignal zum Empfangen an wenigstens einen Empfangsanschluss der Verarbeitungsvorrichtung zu übertragen und vorzugsweise auf diese Weise für den Empfang auszukoppeln. Dies kann den Vorteil haben, dass durch den Abgriff im ersten Schwingkreis, insbesondere vor einem Kopplungskondensator, die Sensitivität und Zuverlässigkeit des Empfangens und einer Auswertung des Kommunikationssignals durch die Verarbeitungsvorrichtung deutlich verbessert wird.
Es ist denkbar, dass die Verarbeitungsvorrichtung und die Antenne an unterschiedlichen Leiterplatten der Anordnung vorgesehen sind. In anderen Worten kann die erfindungsgemäße Anordnung mehrteilig ausgebildet sein und vorzugsweise mindestens oder genau zwei baulich voneinander getrennte Leiterplatten aufweisen. Ebenfalls ist es möglich, dass jede der Leiterplatten in einem eigenen Gehäuse untergebracht ist und/oder von einer elektrischen und/oder Feuchtigkeits-Isolierung und/oder von einer Vergussmasse umgeben ist. Um dennoch eine elektrische Verbindung zwischen der Antenne und der Verarbeitungsvorrichtung zu ermöglichen, kann ein Übertragungsmittel vorgesehen sein, insbesondere zur Übertragung des Kommunikationssignals. Das Übertragungsmittel kann dazu ausgeführt sein, die Leiterplatten elektrisch miteinander zu verbinden. Dabei kann das Übertragungsmittel dazu ausgeführt sein, die Antenne räumlich flexibel und beabstandet von der Verarbeitungsvorrichtung am Fahrzeug anzuordnen. In anderen Worten kann das Übertragungsmittel dazu ausgeführt sein, die Antenne mit einem flexiblen und/oder variablen Abstand von der Verarbeitungsvorrichtung am Fahrzeug anzuordnen. Dies ermöglicht eine deutliche Verbesserung der Flexibilität bei der Anbringung am Fahrzeug, sodass die Positionierung der Antenne nicht mehr auf den Türgriff beschränkt ist. Vielmehr kann es vorgesehen sein, dass das Fahrzeug ohne Türgriff auskommt, und/oder die Öffnung der Tür mittels der Kommunikation ermöglicht wird.
Es ist weiter denkbar, dass die kontaktlose Kommunikation als Reservekommunikation und somit als Sekundärkommunikation zusätzlich zu einer Primärkommunikation des Fahrzeuges vorgesehen ist. Die Primärkommunikation kann z. B. als eine UWB (Ultrabreitband) oder Bluetooth-Kommunikation ausgeführt sein. Ferner kann sich die Primärkommunikation hinsichtlich der Kommunikationstechnologie von der Reservekommunikation unterscheiden. Insbesondere kann die Reserve- und die Primärkommunikation redundant die gleiche Funktion bereitstellen, z. B. eine Authentifizierung und/oder Entriegelung und/oder Türöffnung am Fahrzeug. Die Verarbeitungsvorrichtung und die Antenne der erfindungsgemäßen Anordnung kann ausschließlich zur Reservekommunikation vorgesehen sein. Die Primär- und Reservekommunikation können dabei unterschiedliche Antennen nutzen.
Das Fahrzeug ist z. B. als ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise als ein Personenkraftfahrzeug und/oder Lastkraftfahrzeug, ausgebildet. Ferner kann das Fahrzeug als ein autonomes und/oder ein türgriffloses Fahrzeug ausgebildet sein. Es ist möglich, dass die erfindungsgemäße Anordnung zur Anbringung an einer Fahrer- und/oder Beifahrertür des Fahrzeuges ausgeführt ist.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass das Übertragungsmittel als ein Kabel mit verdrillten Adernpaaren, vorzugsweise als ein Twisted-Pair-Kabel, bevorzugt als Unshielded Twisted Pair Kabel, ausgebildet ist. Damit ist eine besonders vorteilhafte Übertragung des Kommunikationssignals hinsichtlich der Güte und EMV- Eigenschaften durch das Übertragungsmittel möglich. Alternativ kann das Kabel ggf. auch als Koaxialkabel ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn das Übertragungsmittel eine Länge zwischen 0,1 m bis 2 m, vorzugsweise zwischen 0,5 m bis 1 ,5 m, bevorzugt zwischen 0,75 m bis 1 m hat. Dies ermöglicht eine flexible Anordnung der Antenne, z. B. an einer Fahrzeugtür.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der elektrische Abgriff mit wenigstens einem Kopplungskondensator elektrisch verbunden ist. Dabei kann der erste Schwingkreis und der zweite Schwingkreis über den wenigstens einen Kopplungskondensator miteinander gekoppelt sein, um das Kommunikationssignal von einer ersten Signalform im ersten Schwingkreis in eine zweite Signalform im zweiten Schwingkreis umzuwandeln, und/oder um das Kommunikationssignal von einer ersten Spannungshöhe zu einer zweiten Spannungshöhe, insbesondere einer Antennenspannung, welche an der Antenne anliegt, zu transformieren. Der Abgriff kann dazu ausgeführt sein, das Kommunikationssignal zum Empfangen in der ersten Signalform und/oder in der ersten Spannungshöhe abzugreifen. Bevorzugt ist es möglich, dass die erste Spannungshöhe geringer ist als die zweite Spannungshöhe, und vorzugsweise die zweite Spannungshöhe mindestens dem zweifachen der ersten Spannungshöhe entspricht. Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Spannungshöhe einen Spitze-Spitze-Wert im Bereich von 5 V bis 35 V, vorzugsweise im Bereich von 7 V bis 22 V, aufweist, und die zweite Spannungshöhe einen Spitze-Spitze-Wert im Bereich von 20 V bis 100 V, vorzugsweise 40 V bis 60 V aufweist. Die erste Spannungshöhe kann ggf. im ersten Schwingkreis und/oder die zweite Spannungshöhe im zweiten Schwingkreis vorgesehen bzw. gemessen werden.
Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass am jeweiligen Empfangsanschluss eine Teilungsanordnung, vorzugsweise in der Form eines Spannungsteilers, vorgesehen ist, um die am elektrischen Abgriff abgegriffene elektrische Spannung zu reduzieren und reduziert am Empfangsanschluss bereitzustellen. Dabei kann der jeweilige Spannungsteiler dazu ausgeführt sein, die elektrische Spannung am Empfangsanschluss in Höhe von maximal 5 V, insbesondere maximal 3 V, vorzugsweise in Höhe von im Wesentlichen 2,8 V bereitzustellen. Der jeweilige Spannungsteiler kann z. B. zwei Widerstände oder zwei Kondensatoren aufweisen.
Optional kann es vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Anordnung dazu ausgeführt ist, das Kommunikationssignal differentiell zwischen der Verarbeitungsvorrichtung und der Antenne zu übertragen und zu empfangen, vorzugsweise durch eine schaltungstechnisch zumindest teilweise symmetrische Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. der Filteranordnung. Der elektrische Abgriff kann hierzu symmetrisch im ersten Schwingkreis vorgesehen sein, bevorzugt, um das Kommunikationssignal symmetrisch auszukoppeln. In anderen Worten können zwei Abgriffe vorgesehen sein, um das Kommunikationssignal paarweise an den symmetrischen Strängen der Anordnung abzukoppeln. Differentielle Übertragung bezieht sich dabei insbesondere auf eine Methode der Signalübertragung, bei der ein Signal in eine positive und negative Komponente geteilt wird, die über separate Leitungen (die symmetrischen Stränge) übertragen werden. Diese Methode ist gegenüber Störungen und Interferenzen robust und verbessert die Übertragungsqualität des Signals.
Auch ist es optional denkbar, dass als der wenigstens eine Empfangsanschluss mindestens oder genau ein erster und ein zweiter Empfangsanschluss der Verarbeitungsvorrichtung vorgesehen sind. Dabei kann als der wenigstens eine elektrische Abgriff mindestens oder genau ein erster und ein zweiter Abgriff im ersten Schwingkreis vorgesehen sein. Weiter kann der erste Abgriff über einen ersten Spannungsteiler mit dem ersten Empfangsanschluss und der zweite Abgriff über einen zweiten Spannungsteiler mit dem zweiten Empfangsanschluss elektrisch verbunden sein, um das Kommunikationssignal differentiell zum Empfangen an die Empfangsanschlüsse der Verarbeitungsvorrichtung zu übertragen.
Zudem ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass der jeweilige Abgriff zusätzlich über einen jeweiligen Tiefpass, vorzugsweise RLC-Tiefpass, mit einem jeweiligen Sendeanschluss der Verarbeitungsvorrichtung elektrisch verbunden ist, und/oder dass der jeweilige Abgriff zusätzlich über einen jeweiligen Kopplungskondensator mit dem zweiten Schwingkreis elektrisch verbunden ist. Der Kopplungskondensator kann dabei auch als Teil des zweiten Schwingkreises wirken und zudem ggf. zur Umwandlung der Signalform und/oder der Spannungshöhe des Kommunikationssignals beitragen.
Gemäß einem weiteren Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung mindestens zwei Sendeanschlüsse und mindestens zwei Empfangsanschlüsse aufweist, welche über wenigstens einen Übertragungspfad mit der Antenne elektrisch verbunden sind, um das Kommunikationssignal differentiell zwischen der Verarbeitungsvorrichtung und der Antenne zu übertragen. Außerdem kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt ist, eine Amplituden- und/oder Phasenveränderung des am Empfangsanschluss empfangenen Kommunikationssignals auszuwerten, um durch die Kommunikation übertragene Daten zu ermitteln. Insbesondere wird hierbei der Vorteil erzielt, dass der Abgriff des Kommunikationssignals an einer Stelle erfolgt, in welcher die Amplituden- und/oder Phasenveränderung besonders sensitiv erfasst werden kann.
Es kann ferner möglich sein, dass der elektrische Abgriff gleichzeitig als Mess- und/oder Kalibrierungspunkt zur Auslegung der Filteranordnung ausgeführt ist, um zumindest teilweise auf Basis einer physikalischen oder simulierten Strommessung am Mess- und/oder Kalibrierungspunkt die Filteranordnung zu parametrisieren, vorzugsweise, um einen Frequenzgang der Filteranordnung hinsichtlich einer Amplitude und/oder einer Stromaufnahme der Filteranordnung einzustellen, bevorzugt, um ein lokales Minimum (insbesondere eine Stromkerbe) im Frequenzgang des gemessenen Stroms und/oder der Stromaufnahme (insbesondere Stromverbrauchs) um eine Mittenfrequenz der Filteranordnung einzustellen. Die Strommessung kann z. B. als Messung eines elektrischen Stromes durch ein Widerstandselement des Tiefpasses des ersten Schwingkreises erfolgen.
Es kann weiter möglich sein, dass die Filteranordnung derart ausgelegt ist, dass im Frequenzgang der Filteranordnung eine Stromaufnahme im Wesentlichen um eine Mittenfrequenz der Filteranordnung ein lokales Minimum aufweist. Dies hat den Vorteil, dass im relevanten Frequenzbereich für das Kommunikationssignal der Stromverbrauch deutlich reduziert werden kann.
Zudem ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Filteranordnung derart ausgelegt ist, dass ein Betragsfrequenzgang der Filteranordnung im Durchlassbereich mit einem im Wesentlichen symmetrischen Verlauf um eine Mittenfrequenz der Filteranordnung ausgeführt ist. Auch ist es möglich, dass der Betragsfrequenzgang der Filteranordnung im Durchlassbereich mit einem derartigen Verlauf eingestellt ist, dass die Bandbreite der Filteranordnung mindestens 1 MHz, vorzugsweise mindestens 2 MHz, bevorzugt mindestens 3 MHz, besonders bevorzugt mindestens 4 MHz beträgt. Ferner ist es denkbar, dass ein Kopplungsfaktor im Wesentlichen gleich einer Dämpfung der Filteranordnung ist, vorzugsweise ein normierter Kopplungsfaktor auf im Wesentlichen 1 eingestellt ist.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Schwingkreise jeweils als ein Tiefpassfilter ausgeführt sind, und vorzugsweise wenigstens einer oder beide der Schwingkreise jeweils ein Widerstandselement und/oder ein Spulenelement und/oder ein Kondensatorelement aufweisen. Das Widerstandselement kann als ein elektrischer Widerstand und/oder das Spulenelement als eine Induktivität ausgebildet sein, welche jeweils ggf. als diskrete elektronische Bauelemente ausgeführt sind.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn die Verarbeitungsvorrichtung zur Verbindung mit einer Authentifizierungs- und/oder Türöffnungsvorrichtung für das Fahrzeug ausgeführt ist, um auf Basis des empfangenen Kommunikationssignals eine automatische Bewegung einer Fahrzeugtür von einer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung zu initiieren, um dadurch einen Spalt für ein manuelles weiteres Öffnen der Fahrzeugtür freizugeben, wobei vorzugsweise die Anordnung zumindest teilweise an der Fahrzeugtür angeordnet ist. Die Bewegung kann bspw. durch einen Motor ermöglicht werden, welcher mit der Fahrzeugtür in Wirkverbindung steht. Die Verbindung der Verarbeitungsvorrichtung zur Authentifizierungs- und/oder Türöffnungsvorrichtung kann z. B. über eine entsprechende Schnittstelle der Verarbeitungsvorrichtung, vorzugsweise kabelgebunden oder über Funk, ermöglicht werden. Es ist denkbar, dass die Authentifizierungs- und/oder Türöffnungsvorrichtung auf Basis des empfangenen Kommunikationssignals durch die Verarbeitungsvorrichtung getriggert werden kann, die Bewegung der Fahrzeugtür zu steuern. Dies kann ggf. eine Authentifizierung voraussetzen, bei welcher ggf. das empfangene Kommunikationssignal durch die Authentifizierungs- und/oder Türöffnungsvorrichtung kryptografisch ausgewertet wird.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, aufweisend die nachfolgenden Schritte:
Bereitstellen zumindest eines Teils der Anordnung,
Vermessen und/oder Simulieren zumindest eines Teils der Anordnung, um einen Frequenzgang der Filteranordnung zu ermitteln,
Auslegen der Filteranordnung zur Filterung des Kommunikationssignals auf Basis der Vermessung und/oder Simulation.
Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Anordnung beschrieben worden sind. Die Vermessung kann z. B. mittels bekannter Methoden der Messtechnik zur Ermittlung eines elektrischen Stroms und/oder einer Spannung und/oder einer Leistung erfolgen. Ein Ergebnis der Vermessung bzw. Simulation kann anschließend bei der Auslegung der elektronischen Bauelemente der Filteranordnung verwendet werden. Hierzu kann z. B. eine Simulation oder Messung des Frequenzgangs der Filteranordnung bei unterschiedlicher Parametrisierung der Bauelemente erfolgen, um zum gewünschten Frequenzgang zu gelangen. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf ein Fahrzeug und einer Fahrzeugtür mit einer Anordnung gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anordnung gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung in einer Draufsicht,
Fig. 3 ein beispielhafter Frequenzgang einer Anordnung gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung,
Fig. 5 ein schematisches und vereinfachtes Schaltbild einer Anordnung gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
Fig. 1 und 2 sowie Fig. 5 zeigen gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung eine Anordnung 200 für ein Fahrzeug 10 zur kontaktlosen Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 10 und einem mobilen Kommunikationsmittel 20. Es kann ferner eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung 210 der Anordnung 200 vorgesehen sein, welche zum Übertragen und zum Empfangen eines Kommunikationssignals über eine Antenne 220 ausgeführt ist. Dies kann bedeuten, dass die Verarbeitungsvorrichtung 210 in der Lage ist, ein elektrisches Signal zu erzeugen (und zu empfangen), durch welches die Antenne angesteuert wird, um ein elektromagnetisches Feld auszugeben. Das elektromagnetische Feld kann dann durch das mobile Kommunikationsmittel 20 zur Kommunikation und insbesondere zur Datenübertragung beeinflusst werden. Die Verarbeitungsvorrichtung 210 ist z. B. als ein integrierter Schaltkreis ausgebildet. Hierzu kann bspw. ein sogenannter „NFC-Reader“ als Verarbeitungsvorrichtung 210 zum Einsatz kommen.
Die Kommunikation kann als eine Nahfeld-Kommunikation (engl. Near Field Communication oder kurz NFC) ausgeführt sein. Entsprechend kann das Kommunikationssignal ein NFC- Signal sein. In diesem Fall kann die Kommunikation darauf basieren, dass ein elektromagnetisches Feld erzeugt und insbesondere genutzt wird, um Daten mittels der Kommunikation zu übertragen. Das mobile Kommunikationsmittel 20 kann dabei als NFC- fähiges Kommunikationsmittel mittels induktiver Kopplung in der Lage sein, wenigstens einen Schwingkreis der Anordnung 200 zu beeinflussen (d. h. zu verstimmen) und dadurch die Datenübertragung durchzuführen. Die Verarbeitungsvorrichtung 210 kann diese Beeinflussung detektieren und z. B. hinsichtlich der Verstimmung und einer Modulation der elektrischen Eigenschaften wie der Amplitude und/oder Phase des Kommunikationssignals auswerten. Auf Basis dieser Auswertung können die übertragenen Daten ermittelt werden. Zur Beeinflussung und/oder zur Modulation des Kommunikationssignals kann bspw. eine Lastmodulation und/oder eine Amplitudenumtastung (ASK) und/oder eine Modulation der Amplitude und Phase einer elektrischen Spannung an der Antenne 220 zum Einsatz kommen.
In Fig. 1 ist beispielhaft dargestellt, dass die Anordnung 200 zumindest teilweise an einer Fahrzeugtür 11 angeordnet sein kann. Es ist erkennbar, dass die Verarbeitungsvorrichtung 210 und die Antenne 220 an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug 10 auch räumlich getrennt angeordnet sein können. Somit ist es auch möglich, dass die Antenne 220 außerhalb der Fahrzeugtür 11 , z. B. an einer B-Säule 12, und die Verarbeitungsvorrichtung 210 innerhalb der Fahrzeugtür angebracht wird. Eine Verbindung zur elektrischen Signalübertragung ist in diesem Fall dennoch über ein Übertragungsmittel 240 möglich, welches z. B. als ein elektrisches Kabel ausgebildet ist.
In Fig. 2 ist erkennbar, dass die Verarbeitungsvorrichtung 210 und die Antenne 220 an unterschiedlichen Leiterplatten 251 ,252 vorgesehen sein können, welche durch das Übertragungsmittel 240 elektrisch miteinander verbindbar bzw. verbunden sind. Dies ermöglicht es, dass die Antenne 220 räumlich flexibel und beabstandet, d. h. insbesondere mit einem flexiblen Abstand, von der Verarbeitungsvorrichtung 210 am Fahrzeug 10 angeordnet werden kann. Bspw. kann, entsprechend Fig. 1 , die Antenne 220 an der B-Säule 12 des Fahrzeuges 10 und die Verarbeitungsvorrichtung 210 räumlich getrennt davon im Inneren der Fahrzeugtür 11 oder alternativ an einer anderen Fahrzeugkomponente angeordnet sein. Die Antenne 220 kann auf der zweiten Leiterplatte 252 als PCB-Antenne, d.h. insbesondere als gedruckte Antenne bzw. als Antenne in der Form von Leiterbahnen auf der Leiterplatte, ausgebildet sein.
Das mobile Kommunikationsmittel 20 kann als ein Identifikationsgeber 20 ausgebildet sein und damit in der Lage sein, eine Identifizierung und/oder Authentifizierung am Fahrzeug 10 durchzuführen. „Mobil“ kann sich darauf beziehen, dass das Kommunikationsmittel 20 tragbar ausgeführt ist und somit z. B. durch einen Benutzer mit sich geführt werden kann. Das mobile Kommunikationsmittel 20 kann konkret als ein mobiler Identifikationsgeber 20 wie eine NFC-Karte und/oder ein Smartphone ausgebildet sein.
Das mobile Kommunikationsmittel 20 kann eine Sicherheitsinformation aufweisen, bspw. nicht-flüchtig gespeichert, welche über die Kommunikation an das Fahrzeug 10 übertragen und dort anhand des Kommunikationssignals ausgewertet wird. Bspw. ist hierzu die Verarbeitungsvorrichtung 210 der Anordnung 200 mit einer in Fig. 1 schematisch dargestellten Authentifizierungs- und/oder Türöffnungsvorrichtung 30 zur Signal- und/oder Datenübertragung verbunden. Dies ermöglicht auf Basis des empfangenen Kommunikationssignals eine Authentifizierung und/oder bei erfolgreicher Authentifizierung eine Entriegelung des Fahrzeuges 10 und/oder eine Bewegung der Fahrzeugtür 11 von einer geschlossenen Stellung 41 in eine geöffnete Stellung 42 (letztere wird durch die Tür 11 in dieser Stellung als gestrichelte Linie visualisiert). Die Bewegung kann in dem Ausmaße erfolgen, dass ein Spalt 45 für ein manuelles weiteres Öffnen der Fahrzeugtür 11 freigegeben wird. Dies hat den weiteren Vorteil, dass auf einen Türgriff für die Fahrzeugtür 11 verzichtet werden kann. Der Spalt 45 kann insbesondere als ein Türspalt verstanden werden, in welchen eine Hand zum Greifen und Bewegen der Tür 11 eingeführt werden kann. Hierzu kann im freigegebenen Spalt 45 auch eine Greifeinrichtung der Fahrzeugtür 11 vorgesehen sein, welche z. B. einen Türgriff ersetzt und/oder ein komfortables Greifen der Tür 11 ermöglicht. Insbesondere kann die Greifeinrichtung so ausgestaltet sein, dass eine abgerundete Fläche zum Greifen bereitgestellt wird.
Um eine in Bezug auf die Anordnung der Verarbeitungsvorrichtung 210 flexible Anordnung der Antenne 220 zu ermöglichen, und gleichzeitig günstige EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit, d. h. insbesondere eine möglichst geringe Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes) Eigenschaften zu erhalten, kann das Übertragungsmittel 240 als ein Kabel mit verdrillten Adernpaaren, vorzugsweise als ein Twisted-Pair-Kabel, bevorzugt als Unshielded Twisted Pair Kabel, ausgebildet sein. Eine weitere Alternative ist die Ausbildung des Übertragungsmittels 240 als ein Koaxialkabel. Allerdings besitzt ein Twisted-Pair-Kabel eine für die vorgesehene Anwendung besonders positive elektrische Belegungskonfiguration, wie in Fig. 5 mit weiteren Einzelheiten gezeigt ist.
Ferner ist es möglich, dass eine Filteranordnung 300 zur Filterung und vorzugsweise Bandpassfilterung des Kommunikationssignals vorgesehen ist. Die Filteranordnung 300 ist in Fig. 2 sowie in Fig. 5 mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Dabei können das Übertragungsmittel 240 und vorzugsweise zumindest teilweise die Antenne 220 Teil der Filteranordnung 300 sein. Insbesondere bezieht sich dies auf elektrische Eigenschaften wie eine Induktivität und/oder eine Kapazität des Übertragungsmittels 240 und vorzugsweise der Antenne 220, welche damit als Parameter der Filteranordnung 300 angesehen werden können. Somit ist es möglich, mittels dieser elektrischen Eigenschaften die Filteranordnung 300 zu parametrisieren, und/oder eine Mittenfrequenz und/oder Grenzfrequenzen und/oder eine Bandbreite der Filteranordnung 300 beeinflussen. Dabei kann die Filteranordnung 300 zur Filterung, also insbesondere Abschwächung und/oder Unterdrückung, von Signalen außerhalb eines Frequenzbereichs für die kontaktlose Kommunikation ausgelegt sein, z. B. als ein Bandpassfilter. Hierzu kann besonders bevorzugt die Mittenfrequenz im Wesentlichen 13,56 MHz betragen und/oder die Bandbreite mindestens 1 ,8 MHz, insbesondere mindestens 2 MHz betragen.
Die Filteranordnung 300 kann ferner dadurch als Bandpass-Filter ausgebildet sein, dass sie einen ersten Schwingkreis 310 und einen zweiten Schwingkreis 320 aufweist. Die Schwingkreise 310, 320 können über wenigstens einen Kopplungskondensator miteinander verbunden sein. Dies kann auch bedeuteten, dass der wenigstens eine Kopplungskondensator Teil des zweiten Schwingkreises 320 ist und den zweiten Schwingkreis 320 mit dem ersten Schwingkreis 310 elektrisch koppelt. Ferner kann einer der Schwingkreise 310,320, insbesondere der zweite Schwingkreis 320, vorzugsweise zumindest teilweise der wenigstens eine Kopplungskondensator, zur Signalwandlung eines Rechtecksignals in ein Sinussignal ausgeführt sein. Entsprechend kann das Kommunikationssignal zunächst durch die Verarbeitungsvorrichtung 210 als ein Rechtecksignal erzeugt werden und dann aufgrund der Signalwandlung die Antenne 220 durch ein Sinussignal angesteuert werden.
In Fig. 5 ist der erste Schwingkreis 310 beispielhaft in einem differentiellen Aufbau durch die Induktivitäten LR1.LR2 und die Widerstände RR1.RR2 gebildet (die Symbole sind dabei einheitlich dargestellt, unabhängig davon, ob die dadurch repräsentierte Bauelemente Widerstände, Kondensatoren oder Spulen sind, Spulen können ferner auch als Induktivität bezeichnet werden). Die Induktivitäten LR1.LR2 und die Widerstände RR1.RR2 sowie die Kopplungskondensatoren CK1.CK2 bzw. CK1‘,CK2‘ können dabei als diskrete Bauelemente vorgesehen sein. Der zweite Schwingkreis 320 kann durch den Kondensator C und ggf. den Widerstand R und/oder die Induktivität L gebildet sein, wobei der Widerstand R und die Induktivität L ggf. nicht als diskrete Bauelemente, sondern als elektrische Eigenschaften der Antenne 220 vorgesehen sein können. Ebenfalls ist es möglich, dass die elektrischen Eigenschaften des Übertragungsmittel 240 zur Ausbildung des zweiten Schwingkreises 320 genutzt werden. Weiter ist es denkbar, dass zumindest ein Teil des zweiten Schwingkreises 320 auch auf der ersten Leiterplatte vorgesehen ist, insbesondere als diskrete Bauelemente. Für die Anordnung des wenigstens einen Kopplungskondensators CK1.CK2 bzw. CK1‘,CK2‘ sind verschiedene Varianten denkbar. Nachfolgend wird dabei beispielhaft von einer differentiellen Signalübertragung und entsprechend von zwei Kopplungskondensatoren ausgegangen. Hierzu kann die Verarbeitungsvorrichtung 210 mindestens zwei Sendeanschlüsse 255 und mindestens zwei Empfangsanschlüsse 254 aufweisen (s. Fig. 2), welche über wenigstens einen Übertragungspfad 256 mit der Antenne 220 elektrisch verbunden sind.
Gemäß einer ersten Variante kann der erste Schwingkreis 310 an einer ersten 251 der Leiterplatten 251,252 und der zweite Schwingkreis 320 und die Kopplungskondensatoren CK1‘,CK2‘ an einer zweiten 252 der Leiterplatten 251 ,252 vorgesehen sein. Diese Variante ist in Fig. 5 so dargestellt, dass anstelle der Kondensatoren CK1.CK2 in durchgezogener Linie auf der ersten Leiterplatte 251 die Kondensatoren CK1‘,CK2‘ in gestrichelter Linie auf der zweiten Leiterplatte 252 verwendet werden (die Kondensatoren CK1.CK2 werden somit in dieser Variante nicht benötigt). Dies hat den Vorteil, dass eine niedrigere Spannung am Übertragungsmittel 240 anliegt und die Spannungs- und Signalwandlung erst an der Antenne 220 nach der Übertragung des Kommunikationssignals über das Übertragungsmittel 240 erfolgt.
Gemäß einer weiteren Variante kann der erste Schwingkreis 310 an einer ersten 251 der Leiterplatten 251,252 und der zweite Schwingkreis 320 zumindest teilweise durch das Übertragungsmittel 240 ausgebildet sein. Die Kopplungskondensatoren CK1.CK2 können an der ersten 251 der Leiterplatten 251 ,252 vorgesehen sein (in diesem Fall werden die Kondensatoren CK1‘,CK2‘ in gestrichelter Linie nicht benötigt). Dies hat den Vorteil, dass auf eine Anbringung der Kopplungskondensatoren CK1‘,CK2‘ und ggf. sogar gänzlich von diskreten Bauelementen an der zweiten Leiterplatte 252 verzichtet werden kann. Dies ermöglicht eine konstruktiv einfachere und generischere Ausbildung der zweiten Leiterplatte 252.
In Fig. 3 ist ein beispielhafter Frequenzgang G der Filteranordnung 300 für eine Amplitude A und eine Stromaufnahme I (d. h. dem Stromverbrauch) gezeigt. Die Amplitude A kann bspw. durch eine Spannungsmessung der elektrischen Spannung an den Anschlüssen 253 (z. B. an den Punkten P1 und P2 in Fig. 5) und/oder die Stromaufnahme I durch eine Strommessung des elektrischen Stroms I durch den Widerstand RR1 (z. B. am Punkt PT in Fig. 5) für verschiedene Frequenzen f ermittelt worden sein. Es ist erkennbar, dass die Filteranordnung 300 derart ausgelegt sein kann, dass der Betragsfrequenzgang G der Filteranordnung 300, d. h. der dargestellte Verlauf V der Amplitude A: im Durchlassbereich D mit einem im Wesentlichen symmetrischen Verlauf V um eine Mittenfrequenz FO der Filteranordnung 300 ausgeführt ist, und/oder im Durchlassbereich D mit einem derartigen Verlauf V eingestellt ist, dass die Bandbreite B der Filteranordnung 300 mindestens 1 MHz, vorzugsweise mindestens 2 MHz, bevorzugt mindestens 3 MHz, besonders bevorzugt mindestens 4 MHz beträgt, und/oder einen im Wesentlichen konstant abfallenden oder konstant ansteigenden Verlauf V um eine Mittenfrequenz FO der Filteranordnung 300 aufweist.
Die beschriebenen Eigenschaften der Filteranordnung 300 haben den Vorteil, dass der eingestellte Durchlassbereich D und/oder die Bandbreite B eine Toleranz für Frequenzabweichungen aufweist. Ebenfalls ist es möglich, dass ein Kopplungsfaktor der Filteranordnung 300 im Wesentlichen gleich einer Dämpfung der Filteranordnung 300 ist, vorzugsweise ein normierter Kopplungsfaktor auf im Wesentlichen 1 eingestellt ist. Der normierte Kopplungsfaktor ist hierbei insbesondere als das Verhältnis des Kopplungsfaktors zur Dämpfung definiert. Hierdurch wird ein besonders vorteilhafter Frequenzgang und damit eine gegenüber Bauteiltoleranzen robuste Filterung ermöglicht.
Darüber hinaus ist im Frequenzgang des Stromes I in Fig. 3 erkennbar, dass eine Stromkerbe im Bereich der Mittenfrequenz F0 der Filteranordnung 300 vorgesehen sein kann. Die Stromkerbe kann als ein lokales Minimum im Frequenzgang des Stromes I ausgeführt sein. In anderen Worten kann die Filteranordnung 300 derart ausgelegt werden, dass im Frequenzgang der Filteranordnung 300 eine Stromaufnahme I im Wesentlichen um eine Mittenfrequenz F0 der Filteranordnung 300 ein lokales Minimum aufweist. Das lokale Minimum kann z. B. ein Minimum für den Frequenzbereich zwischen der unteren Grenzfrequenz G1 und der oberen Grenzfrequenz G2 sein. Die untere und obere Grenzfrequenz haben jeweils z. B. eine Differenz von mindestens 500 kHz oder mindestens 1 MHz oder mindestens 2 MHz oder mindestens 5 MHz von der Mittenfrequenz F0. Die gemessene Stromaufnahme I an der Mittenfrequenz F0 liegt bspw. unterhalb von 0,5 A, vorzugsweise unterhalb von 0,1 A oder unterhalb von 0,06 A. Die beschriebene Auslegung der Filteranordnung 300 hat den Vorteil, dass der Stromverbrauch der Anordnung 200 gemäß Ausführungsvarianten der Erfindung sehr niedrig ist. Dies ermöglicht es ferner, dass das Übertragungsmittel 240 länger ausgebildet sein kann, ohne dass eine Leistung und/oder Güte und/oder Zuverlässigkeit der Anordnung 200 zu sehr beeinträchtigt wird. Das Übertragungsmittel 240 kann bspw. eine Länge von 0,1 m bis 2 m, vorzugsweise von 0,5 m bis 1 ,5 m, bevorzugt von 0,75 m bis 1 m aufweisen. Für die voranstehend beschriebene Auslegung der Filteranordnung 300 kann z. B. ein in Fig. 5 dargestellter elektrischer Abgriff 265 und damit insbesondere der Punkt PT oder P2‘ gleichzeitig als Mess- und/oder Kalibrierungspunkt genutzt werden. Hierzu kann anhand einer Strommessung am Mess- und/oder Kalibrierungspunkt die Filteranordnung 300 parametrisiert werden. Vorzugsweise kann die Strommessung bei gleichzeitiger Variation der Frequenz f durchgeführt werden, um einen Frequenzgang hinsichtlich einer Amplitude und/oder einer Stromaufnahme der Filteranordnung 300 zu erfassen und durch eine Veränderung der Parameter für die Filteranordnung 300 einzustellen. Hierfür kann bspw. die in Fig. 3 dargestellte Amplitude A durch eine Spannungsmessung der elektrischen Spannung an den Anschlüssen 253 (z. B. an den Punkten P1 und P2 in Fig. 5) und/oder die Stromaufnahme I durch eine Strommessung des elektrischen Stroms I durch den Widerstand RR1 (z. B. am Punkt PT in Fig. 5) ermittelt werden. Da der Abgriff 265, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, zum Empfangen des Kommunikationssignals vorgesehen sein kann, hat die beschriebene Vermessung den Vorteil, dass direkt an dem Punkt gemessen bzw. kalibriert wird, an welchem auch das Kommunikationssignal zum Empfangen abgegriffen wird. Damit kann die Sensitivität bei der Auswertung des Kommunikationssignals verbessert werden.
In Fig. 5 ist dargestellt, dass für den Empfang des Kommunikationssignals durch die Verarbeitungsvorrichtung 210 ebenfalls verschiedene Varianten möglich sind. Es kann wenigstens ein Empfangsanschluss 254 und wenigstens ein Sendeanschluss 255 der Verarbeitungsvorrichtung 210 vorgesehen sein. Bei einem differentiellen Empfangen des Kommunikationssignals können als Empfangsanschlüsse 254, analog zu den Sendeanschlüssen Tx1 ,Tx2, die Anschlüsse Rx1 und Rx2 der Verarbeitungsvorrichtung 210 genutzt werden.
Ferner ist es möglich, dass wenigstens ein elektrischer Abgriff 265 - insbesondere im ersten Schwingkreis 310 - vorgesehen ist, um von diesem das Kommunikationssignal zum Empfangen an den wenigstens einen Empfangsanschluss 254 der Verarbeitungsvorrichtung 210 zu übertragen. Der jeweilige Abgriff 265 kann bspw. als eine Leiterbahn und/oder eine Kontaktstelle und/oder als ein elektrischer Anschluss ausgebildet sein, welcher einen Knotenpunkt im Schaltungsaufbau darstellt. Für den Abgriff 265 des Kommunikationssignals können mindestens ein und bei einem differentiellen Aufbau mindestens zwei Spannungsteiler 260 vorgesehen sein, welche in Fig. 5 durch die Bauelemente C1,C3 bzw. C2,C4 vorgesehen sind. Die Bauelemente können bspw. Widerstände sein, um einen ohmschen Spannungsteiler 260 auszubilden, oder als Kondensatoren ausgebildet sein, um einen kapazitiven Spannungsteiler 260 auszubilden. Auf diese Weise kann das Kommunikationssignal hinsichtlich der Spannung und/oder des Stroms so eingestellt und vorzugsweise reduziert werden, dass es an der Verarbeitungsvorrichtung 210 hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften wie Amplitude und Phase ausgewertet werden kann. Einen entscheidenden Einfluss kann dabei die Position des Abgriffs 265 des Kommunikationssignals durch den jeweiligen Spannungsteiler 260 haben. In Fig. 5 sind die Punkte P1 und P2 dargestellt, welche als möglicher Spannungsabgriff in Frage kommen (gestrichelte Linie, wobei dann auf die Verbindung von PT und P2‘ mit dem entsprechenden Spannungsteiler 260 über die durchgezogene Linie verzichtet wird). Dies entspricht einem Abgriff (aus Sicht der Verarbeitungsvorrichtung 210) nach den Kopplungskondensatoren CK1.CK2, also antennenseitig bzw. im zweiten Schwingkreis 320. Allerdings hat es sich überraschenderweise als vorteilhaft erwiesen, den Abgriff 265 bereits an den Punkten PT und P2‘ durchzuführen, also vor den Kopplungskondensatoren CK1.CK2 bzw. im ersten Schwingkreis 310 (in diesem Fall wird auf die Verbindung der Punkte P1,P2 mit dem entsprechenden Spannungsteiler 260 gemäß den gestrichelten Linien verzichtet). Optional erfolgt damit der Abgriff 265 an der gleichen Stelle bzw. dem gleichen Potential, an welcher bzw. welchem auch die Strommessung zur Einstellung der Filteranordnung 300 durchgeführt und die Stromkerbe im Frequenzgang vorgesehen ist. Es hat sich herausgestellt, dass dies eine besonders sensitive Erfassung des Kommunikationssignals an der Verarbeitungsvorrichtung 210 ermöglicht, insbesondere hinsichtlich einer Erkennung von Phasenveränderungen.
Ferner ist in Fig. 5 erkennbar, dass die Antenne 220, vorzugsweise die gesamte Leiterplatte 252 der Antenne 220, hinsichtlich eines elektrischen Referenzpotentials, insbesondere Masse, schwebend ausgeführt sein kann. Dies hat den Vorteil, dass auf die Zuführung einer Masseleitung an die zweite Leiterplatte 252 verzichtet werden kann und somit der Aufbau konstruktiv vereinfacht wird.
Eine weitere Besonderheit der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsvariante ist die mögliche Integration des wenigstens einen Abgriffs 265 in den ersten Schwingkreis 310. Die im dargestellten Beispiel vorgesehene differentielle Signalübertragung wird durch die schaltungstechnische Symmetrie der Anordnung 200 ermöglicht. Daher kann der wenigstens eine Empfangsanschluss 254 mindestens oder genau einen ersten Rx1 und einen zweiten Rx2 Empfangsanschluss 254 der Verarbeitungsvorrichtung 210 umfassen. Entsprechend kann als der wenigstens eine elektrische Abgriff 265 mindestens oder genau ein erster PT und ein zweiter P2‘ Abgriff 265 im ersten Schwingkreis 310 vorgesehen sein. Die beiden elektrischen Abgriffe 265 können mit unterschiedlichen der Kopplungskondensatoren CK1.CK2 elektrisch verbunden sein. Der erste Abgriff PT kann ferner über einen ersten Spannungsteiler C1 ,C3 mit dem ersten Empfangsanschluss Rx1 und der zweite Abgriff P2‘ über einen zweiten Spannungsteiler C2,C4 mit dem zweiten Empfangsanschluss Rx2 elektrisch verbunden sein, um das Kommunikationssignal differentiell zum Empfangen an die Empfangsanschlüsse 254 der Verarbeitungsvorrichtung 210 zu übertragen. Der jeweilige Abgriff 265 kann zusätzlich über einen jeweiligen Tiefpass LR1 ,RR1,LR2,RR2, vorzugsweise RLC-Tiefpass, mit einem jeweiligen Sendeanschluss Tx1 ,Tx2 der Verarbeitungsvorrichtung 210 elektrisch verbunden sein.
Weiter kann der erste Schwingkreis 310 und der zweite Schwingkreis 320 über den wenigstens einen Kopplungskondensator CK1.CK2 miteinander gekoppelt sein, um das Kommunikationssignal von einer ersten Signalform im ersten Schwingkreis 310 in eine zweite Signalform im zweiten Schwingkreis 320 umzuwandeln, und/oder um das Kommunikationssignal von einer ersten Spannungshöhe zu einer zweiten Spannungshöhe zu transformieren. Der jeweilige Abgriff 265 kann dazu ausgeführt sein, das Kommunikationssignal zum Empfangen in der ersten Signalform und/oder in der ersten Spannungshöhe abzugreifen. Die erste Signalform kann dabei im Wesentlichen einem Rechtecksignal und die zweite Signalform im Wesentlichen einem Sinussignal entsprechen, und/oder es kann die erste Spannungshöhe einen Spitze-Spitze-Wert im Bereich von 5 V bis 15 V, vorzugsweise im Bereich von 7 V bis 12 V, und die zweite Spannungshöhe einen Spitze-Spitze-Wert im Bereich von 20 V bis 80 V, vorzugsweise 40 V bis 60 V aufweisen.
In Fig. 5 ist ferner die Anordnung der Bauelemente, vorzugsweise Kondensatoren, CP3 und CP4 auf der ersten Leiterplatte 251 gezeigt. Diese können ebenfalls Teil der Filteranordnung 300 sein. Eine alternative Positionierung auf der zweiten Leiterplatte 252 dieser Bauelemente für die gleiche Funktion ist in gestrichelter Linie mit CP3‘ und CP4‘ dargestellt. Optional ist in beiden Fällen die Verbindung zu einem Masse- oder Referenzpotential, ebenfalls dargestellt mit gestrichelter Linie.
In Fig. 4 ist ein Verfahren 100 zur Herstellung einer Anordnung 200 nach Ausführungsvarianten der Erfindung visualisiert. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt 101 kann dabei zumindest ein Teil der Anordnung 200, z. B. eine Filteranordnung 300, bereitgestellt werden. Anschließend kann gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 102 zumindest ein bzw. der Teil der Anordnung 200 vermessen und/oder simuliert werden, um einen Frequenzgang der Filteranordnung 300 zu ermitteln. Sodann ermöglicht ein dritter Verfahrensschritt 103 ein Auslegen der Filteranordnung 300 zur Filterung des Kommunikationssignals auf Basis der Vermessung und/oder Simulation.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste
Fahrzeug
Tür
B-Säule
Kommunikationsmittel, Identifikationsgeber
Authentifizierungsvorrichtung geschlossene Stellung geöffnete Stellung
Spalt
Herstellungsverfahren
Montageverfahren
Anordnung
Verarbeitungsvorrichtung
Antenne
Übertragungsmittel erste Leiterplatte zweite Leiterplatte
Anschluss
Empfangsanschlüsse
Sendeanschlüsse
Übertragungspfad
Spannungsteiler
Abgriff
Filteranordnung 310 erster Schwingkreis
320 zweiter Schwingkreis
251 ,252 Leiterplatten f Frequenz
A Amplitude
B Bandbreite
D Durchlassbereich
F0 Mittenfrequenz
G Betragsfrequenzgang
G1 untere Grenzfrequenz
G2 obere Grenzfrequenz
I Strom
CK1.CK2 Kopplungskondensator
S Strom kerbe
V Verlauf

Claims

Ansprüche
1. Anordnung (200) für ein Fahrzeug (10) zur kontaktlosen Kommunikation zwischen dem Fahrzeug (10) und einem mobilen Kommunikationsmittel (20), vorzugsweise zur NFC-Kommunikation des Fahrzeuges (10) mit einem mobilen Identifikationsgeber (20), aufweisend: eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung (210), welche zum Übertragen und zum Empfangen eines Kommunikationssignals über eine Antenne (220) ausgeführt ist, eine Filteranordnung (300) zur Filterung von Signalen außerhalb eines Frequenzbereichs für die kontaktlose Kommunikation, wobei die Filteranordnung (300) einen ersten Schwingkreis (310) aufweist, welcher mit der Verarbeitungsvorrichtung (210) elektrisch verbunden ist, und einen zweiten Schwingkreis (320) aufweist, in welchen die Antenne (220) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrischer Abgriff (265) im ersten Schwingkreis (310) vorgesehen ist, um von diesem das Kommunikationssignal zum Empfangen an wenigstens einen Empfangsanschluss (254) der Verarbeitungsvorrichtung (210) zu übertragen.
2. Anordnung (200) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Abgriff (265) mit wenigstens einem Kopplungskondensator (CK1.CK2) elektrisch verbunden ist, wobei der erste Schwingkreis (310) und der zweite Schwingkreis (320) über den wenigstens einen Kopplungskondensator (CK1.CK2) miteinander gekoppelt sind, um das Kommunikationssignal von einer ersten Signalform im ersten Schwingkreis (310) in eine zweite Signalform im zweiten Schwingkreis (320) umzuwandeln, und/oder um das Kommunikationssignal von einer ersten Spannungshöhe zu einer zweiten Spannungshöhe zu transformieren, wobei der Abgriff (265) dazu ausgeführt ist, das Kommunikationssignal zum Empfangen in der ersten Signalform und/oder in der ersten Spannungshöhe abzugreifen.
3. Anordnung (200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, die erste Signalform im Wesentlichen einem Rechtecksignal entspricht und die zweite Signalform im Wesentlichen einem Sinussignal entspricht, und/oder dass die erste Spannungshöhe geringer ist als die zweite Spannungshöhe, vorzugsweise die zweite Spannungshöhe mindestens dem zweifachen der ersten Spannungshöhe entspricht, und/oder dass die erste Spannungshöhe einen Spitze-Spitze-Wert im Bereich von 5 V bis 35 V, vorzugsweise im Bereich von 7 V bis 22 V, aufweist, und die zweite Spannungshöhe einen Spitze-Spitze-Wert im Bereich von 20 V bis 100 V, vorzugsweise 40 V bis 60 V aufweist.
4. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am jeweiligen Empfangsanschluss (254) eine Teilungsanordnung (260), vorzugsweise in der Form eines Spannungsteilers (260), vorgesehen ist, um die am elektrischen Abgriff (265) abgegriffene elektrische Spannung zu reduzieren und reduziert am Empfangsanschluss (254) bereitzustellen, wobei vorzugsweise der Spannungsteiler (260) dazu ausgeführt ist, die elektrische Spannung am Empfangsanschluss (254) in Höhe von maximal 5 V, insbesondere maximal 3 V, vorzugsweise in Höhe von im Wesentlichen 2,8 V bereitzustellen.
5. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (200) dazu ausgeführt ist, das Kommunikationssignal differentiell zwischen der Verarbeitungsvorrichtung (210) und der Antenne (220) zu übertragen und zu empfangen, vorzugsweise durch eine schaltungstechnisch zumindest teilweise symmetrische Ausbildung, wobei der elektrische Abgriff (265) hierzu symmetrisch im ersten Schwingkreis (310) vorgesehen ist, um das Kommunikationssignal symmetrisch auszukoppeln.
6. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der wenigstens eine Empfangsanschluss (254) mindestens oder genau ein erster (Rx1) und ein zweiter (Rx2) Empfangsanschluss (254) der Verarbeitungsvorrichtung (210) vorgesehen sind, wobei als der wenigstens eine elektrische Abgriff (265) mindestens oder genau ein erster (PT) und ein zweiter (P2‘) Abgriff (265) im ersten Schwingkreis (310) vorgesehen sind, wobei der erste Abgriff (PT) über einen ersten Spannungsteiler (C1 ,C3) mit dem ersten Empfangsanschluss (Rx1) und der zweite Abgriff (P2‘) über einen zweiten Spannungsteiler (C2,C4) mit dem zweiten Empfangsanschluss (Rx2) elektrisch verbunden sind, um das Kommunikationssignal differentiell zum Empfangen an die Empfangsanschlüsse (254) der Verarbeitungsvorrichtung (210) zu übertragen.
7. Anordnung (200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Abgriff (265) zusätzlich über einen jeweiligen Tiefpass (LR1,RR1,LR2,RR2), vorzugsweise RLC-Tiefpass, mit einem jeweiligen Sendeanschluss (Tx1 ,Tx2) der Verarbeitungsvorrichtung (210) elektrisch verbunden ist, und dass der jeweilige Abgriff (265) zusätzlich über einen jeweiligen Kopplungskondensator (CK1.CK2) mit dem zweiten Schwingkreis (320) elektrisch verbunden ist.
8. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (210) mindestens zwei Sendeanschlüsse (255) und mindestens zwei Empfangsanschlüsse (254) aufweist, welche über wenigstens einen Übertragungspfad (256) mit der Antenne (220) elektrisch verbunden sind, um das Kommunikationssignal differentiell zwischen der Verarbeitungsvorrichtung (210) und der Antenne (220) zu übertragen.
9. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (210) dazu ausgeführt ist, eine Amplituden- und/oder Phasenveränderung des am Empfangsanschluss (254) empfangenen Kommunikationssignals auszuwerten, um durch die Kommunikation übertragene Daten zu ermitteln.
10. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Abgriff (265) gleichzeitig als Mess- und/oder Kalibrierungspunkt zur Auslegung der Filteranordnung (300) ausgeführt ist, um zumindest teilweise auf Basis einer physikalischen oder simulierten Strommessung am Mess- und/oder Kalibrierungspunkt die Filteranordnung (300) zu parametrisieren, vorzugsweise um einen Frequenzgang hinsichtlich einer Amplitude (A) und/oder einer Stromaufnahme (I) der Filteranordnung (300) einzustellen, bevorzugt, um ein lokales Minimum im Frequenzgang des gemessenen Stroms um eine Mittenfrequenz (F0) der Filteranordnung (300) einzustellen.
11. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (300) derart ausgelegt ist, dass im Frequenzgang der Filteranordnung (300) eine Stromaufnahme (I) im Wesentlichen um eine Mittenfrequenz (F0) der Filteranordnung (300) ein lokales Minimum aufweist.
12. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (300) derart ausgelegt ist, dass ein Betragsfrequenzgang (G) der Filteranordnung (300) im Durchlassbereich (D) mit einem im Wesentlichen symmetrischen Verlauf (V) um eine Mittenfrequenz (F0) der Filteranordnung (300) ausgeführt ist, und/oder dass der Betragsfrequenzgang (G) der Filteranordnung (300) im Durchlassbereich (D) mit einem derartigen Verlauf (V) eingestellt ist, dass die Bandbreite (B) der Filteranordnung (300) mindestens 1 MHz, vorzugsweise mindestens 2 MHz, bevorzugt mindestens 3 MHz, besonders bevorzugt mindestens 4 MHz beträgt.
13. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingkreise (310,320) jeweils als ein Tiefpassfilter ausgeführt sind, und vorzugsweise wenigstens einer oder beide der Schwingkreise (310,320) jeweils ein Widerstandselement (RR1.RR2) und/oder ein Spulenelement (LR1.LR2) und/oder ein Kondensatorelement aufweisen.
14. Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (210) zur Verbindung mit einer Authentifizierungs- und/oder Türöffnungsvorrichtung (30) für das Fahrzeug (10) ausgeführt ist, um auf Basis des empfangenen Kommunikationssignals eine automatische Bewegung einer Fahrzeugtür (11) von einer geschlossenen Stellung (41) in eine geöffnete Stellung (42) zu initiieren, um dadurch einen Spalt (45) für ein manuelles weiteres Öffnen der Fahrzeugtür (11) freizugeben, wobei vorzugsweise die Anordnung (200) zumindest teilweise an der Fahrzeugtür (11) angeordnet ist.
15. Verfahren (100) zur Herstellung einer Anordnung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die nachfolgenden Schritte:
Bereitstellen (101) zumindest eines Teils der Anordnung (200),
Vermessen und/oder Simulieren (102) zumindest eines Teils der Anordnung (200), um einen Frequenzgang der Filteranordnung (300) zu ermitteln,
Auslegen (103) der Filteranordnung (300) zur Filterung des Kommunikationssignals auf Basis der Vermessung und/oder Simulation.
EP24706027.0A 2023-02-22 2024-02-15 Anordnung für ein fahrzeug zur kontaktlosen kommunikation zwischen dem fahrzeug und einem mobilen kommunikationsmittel Pending EP4670281A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023104285.8A DE102023104285A1 (de) 2023-02-22 2023-02-22 Anordnung für ein Fahrzeug zur kontaktlosen Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem mobilen Kommunikationsmittel
PCT/EP2024/053838 WO2024175460A1 (de) 2023-02-22 2024-02-15 Anordnung für ein fahrzeug zur kontaktlosen kommunikation zwischen dem fahrzeug und einem mobilen kommunikationsmittel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4670281A1 true EP4670281A1 (de) 2025-12-31

Family

ID=89983201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24706027.0A Pending EP4670281A1 (de) 2023-02-22 2024-02-15 Anordnung für ein fahrzeug zur kontaktlosen kommunikation zwischen dem fahrzeug und einem mobilen kommunikationsmittel

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4670281A1 (de)
CN (1) CN120677643A (de)
DE (1) DE102023104285A1 (de)
WO (1) WO2024175460A1 (de)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2076868B1 (de) * 2006-10-19 2013-06-26 Nxp B.V. Sende-/empfangsschaltung für kontaktlose kommunikation
US9384373B2 (en) * 2011-10-26 2016-07-05 Qualcomm Incorporated Adaptive signal scaling in NFC transceivers
US9292782B2 (en) * 2011-10-26 2016-03-22 Qualcomm Incorporated Adaptive NFC transceivers
DE102013015736A1 (de) * 2013-09-20 2014-04-10 Daimler Ag Antennenanpassungsschaltung
US20160292560A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 Mitsumi Electric Co., Ltd. Antenna apparatus and wireless communication system

Also Published As

Publication number Publication date
CN120677643A (zh) 2025-09-19
WO2024175460A1 (de) 2024-08-29
DE102023104285A1 (de) 2024-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009003846A1 (de) System zur berührungslosen Energie- und Datenversorgung von Busteilnehmermodulen
DE102018106771A1 (de) Sensoranordnung
DE10305741A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Prüfen mindestens einer Antenne
DE102008034001A1 (de) Spulenpaar mit Trägerunterdrückung
WO2021105406A1 (de) Vorrichtung für ein fahrzeug zur detektion einer aktivierungshandlung in mindestens zwei unterschiedlichen detektionsbereichen
DE102007004814B4 (de) Güteanpassung eines Empfangsschaltkreises
EP3824561B1 (de) Vorrichtung für ein fahrzeug zur kontaktlosen datenübertragung
EP4670281A1 (de) Anordnung für ein fahrzeug zur kontaktlosen kommunikation zwischen dem fahrzeug und einem mobilen kommunikationsmittel
EP4670283A1 (de) Anordnung für ein fahrzeug zur kontaktlosen kommunikation zwischen dem fahrzeug und einem mobilen kommunikationsmittel
EP3640896A1 (de) Fahrzeugtürgriff mit nahfeld-kommunikationselektronik
EP3544197B1 (de) Vorrichtung zur kontaktlosen datenübertragung
DE10234605A1 (de) Diagnosevorrichtung für eine Antenne
DE19928216C2 (de) Telemetrie-Spulenanordnung zum Empfang von Datensignalen insbesondere von kardiologischen Implantaten
EP3598652A1 (de) Montagebauteil
WO2022002935A2 (de) Verfahren zur übertragung von daten zwischen einem benutzerendgerät und einem anderen gerät
DE102004036837B4 (de) Selbstreinigende Abluftkammer und Reinigungssystem für eine Abluftkammer
EP3563144B1 (de) Verfahren zum betreiben eines kapazitiven regensensors eines kraftfahrzeugs
DE102015214175B4 (de) Anordnung zur Objekterfassung an einem Fahrzeug
DE102004038837A1 (de) Elektronisches Diebstahlschutzsystem mit korrelierten Sende-/Empfangsantennen
EP4409239B1 (de) Messeinheit und messsystem
DE102005000829B4 (de) Verfahren und Anordnung zur Daten- und/oder Energieübertragung mit Störunterdrückung zwischen Antennen
EP2192009B1 (de) Identifikationsgeber für ein elektronisches Zugangssystem und eine elektronische Wegfahrsperre
DE10032866A1 (de) System, insbesondere Automatisierungssystem, mit software-implementierter Steuerung und Basisstation hierzu
WO2025082657A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überprüfung der konformität einer positioniervorrichtung für induktive ladesysteme
WO2016015962A1 (de) Antenne für einen empfänger oder sender in einem kraftfahrzeug, insbesondere für ein reifenzustandsüberwachungssystem

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250812

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR