ES2347717T3 - Dispositivo de acoplamiento entre un identificador-transpondedor y una estacion base de un vehiculo automovil. - Google Patents

Dispositivo de acoplamiento entre un identificador-transpondedor y una estacion base de un vehiculo automovil. Download PDF

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Abstract

Dispositivo de acoplamiento entre un identificadortranspondedor (2) y un calculador instalado a bordo de un vehículo automóvil, que incluye un circuito resonante (RA, LA, CA) de impedancia variable bajo el efecto del identificador-transpondedor (2), que es alimentado a partir de dos tensiones alternativas (TD1, TD2) en oposición de fase, y un circuito demodulador (5) que asegura una demodulación de la señal que sale del circuito resonante, caracterizado porque incluye medios (Rsup) para suprimir, en la señal que sale del circuito resonante, una componente correspondiente a una primera tensión alternativa (TD2) de entre dichas tensiones alternativas (TD1,TD2).

Description

El invento concierne el acoplamiento entre un identificador-transpondedor y una estación base, igualmente llamada anillo, montada a bordo de un vehículo automóvil.
En particular, el invento concierne a un dispositivo 5 que permite transferir las señales entre un identificador-transpondedor y el calculador de a bordo de un vehículo automóvil con el fin de autentificar el identificador.
Dicho dispositivo de acoplamiento está generalmente integrado en una estación base, que se comunica mediante 10 acoplamiento magnético con el identificador con el fin de autorizar o no el arranque del vehículo mediante el tratamiento de las señales provenientes del identificador.
Se ha representado en la figura 1 la arquitectura general de un dispositivo de acoplamiento convencional, 15 designado mediante la referencia numérica general 1, que se comunica mediante acoplamiento magnético con un identificador-transpondedor 2.
En esta figura 1, el identificador-transpondedor se ha modelizado mediante un circuito RL, constituido por la 20 asociación de dos resistencias RL y RC dispuestas en paralelo y una inductancia LC conectada en paralelo sobre las dos resistencias RL y RC. Un interruptor I permite hacer variar la carga global del identificador, conectando selectivamente la resistencia RL en paralelo con la 25 resistencia RC.
En lo que concierne el dispositivo de acoplamiento 1, este incluye esencialmente, en el ejemplo de realización ilustrado en la figura 1, un circuito resonante, constituido por la asociación de una resistencia RA, una 30 inductancia LA y un condensador CA dispuestos en serie, y un generador de señales cuadradas 3, que entrega dos tensiones alternativas, a saber una primera tensión alternativa TD1 y una segunda tensión alternativa TD2 en oposición de fase con TD1.
Como se ha concebido, la presencia del identificador-transpondedor 2 provoca una modificación de la impedancia de carga del circuito resonante y una modulación de 5 amplitud de señal en los bornes de la impedancia LA. Por el hecho del factor de acoplamiento muy bajo entre la estación de base L, en la que están situadas la inductancia LA y el condensador CA, y la bobina LC del identificador, la variación de amplitud es del orden de 0,5% de la señal 10 sinusoidal Vsin engendrada por el circuito resonante.
Un demodulador 5 asegura una demodulación de la señal saliente del circuito resonante con el fin de recuperar la información obtenida del identificador-transpondedor 2 con el objetivo de verificar que el código del identificador-15 transpondedor corresponde con el del identificador autorizado para arrancar el vehículo.
El demodulador está, por ejemplo, constituido por un comparador de alta sensibilidad capaz de detectar una variación de amplitud típica del orden de 5 mV sobre una 20 señal comprendida entre 3 y 5 voltios.
Con el fin de adaptar el nivel de señal sinusoidal proveniente del circuito resonante al del demodulador, un puente divisor, constituido por la asociación en serie de dos resistencias R1 y R2 toma la tensión en el punto L/C 25 entre la inductancia LA y el condensador CA del circuito resonante y atenúa esta señal en una relación K (K=R2/(R1+R2)) de manera que sea compatible con el margen de tensión de entrada Vmax en el punto RD del demodulador 5. 30
El demodulador 5 incluye por ejemplo un comparador 6 cuyo borne no inversor recibe la señal que sale del puente divisor y cuyo borne inversor recibe el valor medio de la señal modulada, elaborada a partir de un filtro constituido por la asociación de una resistencia RF y de un condensador CF.
Gracias a esta situación, el comparador cambia de estado al ritmo de la modulación. 5
Pero la resistencia interna RF del filtro tiene un valor típico del orden de 100 kΩ. Teniendo en cuenta la tan pequeña variación de amplitud de la señal presente en el borne no inversor del comparador 6, del orden de una decena de mV, cualquier resistencia de fuga creada por la 10 presencia del condensador CF, a causa por ejemplo de humedad o de impurezas depositadas sobre un circuito impreso utilizado para la realización del circuito, puede provocar un desplazamiento del umbral de comparación de la señal RD. Por otra parte, cualquier irregularidad de 15 tensión a nivel del generador de cresta del generador de señales cuadradas se propaga, por medio del circuito resonante y del puente divisor, sobre la entrada del circuito demodulador. Así, este ruido se suma a la señal modulada, lo que engendra una pérdida de sensibilidad del 20 dispositivo de acoplamiento.
En vista de lo anterior, el objetivo del invento es paliar los inconvenientes de los dispositivos de acoplamiento tradicionales que aseguran una conexión entre un identificador-transpondedor y un calculador situado a 25 bordo de un vehículo automóvil.
El invento tiene pues como objeto un dispositivo de acoplamiento entre un identificador-transpondedor y un calculador situado a bordo de un vehículo automóvil, incluyendo un circuito resonante de impedancia variable 30 bajo el efecto del identificador- transpondedor, que está alimentado a partir de dos tensiones alternativas en oposición de fase, y un circuito demodulador que asegura una de modulación de señal obtenida del circuito resonante.
Según una característica general del dispositivo de acoplamiento, éste incluye medios para suprimir, en la señal proveniente del circuito resonante, una componente 5 correspondiente a una primera tensión alternativa, de entre dichas tensiones alternativas.
Según otra característica del invento, los medios para suprimir dicha componente incluyen medios para añadir a dicha señal obtenida del circuito resonante una segunda 10 tensión alternativa correspondiente a la otra tensión de alimentación.
Por ejemplo, los medios para añadir a dicha señal obtenida del circuito resonante dicha otra tensión alternativa incluyen una resistencia conectada entre uno de 15 los bornes del circuito resonante al que está aplicada la dicha segunda tensión y el circuito demodulador.
Según también otra característica del invento, el dispositivo incluye medios de filtración aptos para suprimir una componente continua engendrada por la adición 20 de dicha tensión alternativa.
Por ejemplo, estos medios de filtrado incluyen un condensador conectado en serie entre el circuito resonante y el circuito demodulador.
En un modo de realización, el dispositivo puede además 25 incluir dos segundos medios de filtrado para filtrar los ruidos de sumado.
Por ejemplo, estos medios de filtrado incluyen un condensador dispuesto entre la entrada del circuito demodulador y la masa. 30
En también otro modo de realización, el circuito resonante incluye una resistencia, una inductancia y un condensador dispuesto en serie, el dispositivo de acoplamiento puede además incluir unos terceros medios de filtración para filtrar la tensión entregada a la inductancia.
Por ejemplo, los terceros medios de filtración incluyen unos condensadores de filtrado unidos, uno entre 5 la masa y el borne de la inductancia que recibe la tensión alternativa correspondiente y el otro, entre la masa y el borne del condensador del circuito resonante que recibe la tensión alternativa correspondiente.
El dispositivo puede además incluir una resistencia de 10 limitación de carga conectada en serie en el nudo común entre el condensador del circuito resonante y dicho condensador de filtrado.
Por otra parte, el dispositivo de acoplamiento puede incluir un circuito detector de cresta en la señal obtenida 15 del circuito resonante dispuesto entre el circuito demodulador y los segundos medios de filtración.
Otros objetivos, características y ventajas del invento aparecerán con la lectura de la descripción siguiente, dada únicamente a modo de ejemplo no limitativo, 20 y realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los que:
-la figura 1, de la que ya se ha hablado, ilustra la arquitectura general de un conjunto identificador-transpondedor-dispositivo de acoplamiento según el estado 25 de la técnica;
-la figura 2 ilustra la evolución en función del tiempo de la señal suministrada al demodulador del dispositivo de la figura 1;
-la figura 3 ilustra un primer modo de realización de 30 un dispositivo de acoplamiento conforme al invento;
-la figura 4 ilustra otro modo de realización de un dispositivo de acoplamiento conforme al invento;
-la figura 5 ilustra la evolución en función del tiempo de la señal suministrada al demodulador del circuito de la figura número 4;
-la figura 6 ilustra también otro modo de realización de un dispositivo de acoplamiento conforme al invento; 5
-la figura 7 muestra un cuarto ejemplo de realización de un dispositivo de acoplamiento según el invento; y
-las figuras 8 y 9 son unos oscilogramas que muestran la evolución en función del tiempo de la señal suministrada al demodulador después de añadir una resistencia a uno de 10 los bornes del circuito resonante por una parte, y añadir un canalizador entre esta resistencia y el demodulador, por otra parte.
En referencia a la figura 2, la señal RD suministrada al demodulador 5 tiene una forma globalmente sinusoidal 15 pero incluye irregularidades con la forma de un desplazamiento D causado por la tensión alternativa TD2.
En otros términos, la señal RD suministrada al comparador 6 del demodulador incluye, en cada periodo, una fase P1 durante la cual la señal RD está constituida por 20 una componente útil C1 y una fase P2 durante la cual la señal RD está constituida por la suma de la señal útil C1 y del desplazamiento D engendrado por la segunda tensión alternativa TD2.
Así, la señal suministrada en la entrada del 25 comparador del demodulador presenta una componente de perturbación no despreciable.
En referencia a la figura 3, se va a describir un primer ejemplo de realización de un dispositivo de acoplamiento según el invento que permite suprimir la 30 componente de perturbación en la señal obtenida del circuito resonante, que es suministrada al demodulador.
En esta figura 3, elementos idénticos a los de la figura 1 son designados por las mismas referencias.
Se reconoce así el dispositivo de acoplamiento 1 que comunica mediante acoplamiento magnético con el identificador-transpondedor. 5
De forma en si conocida, el identificador 2 incluye un circuito RL constituido por la asociación de una resistencia de carga RC, de una inductancia de carga LC, y de una resistencia RL de modulación selectivamente conectada en paralelo sobre la resistencia de carga RC por 10 medio de un interruptor I.
En lo que concierne el dispositivo de acoplamiento 1, éste incluye igualmente, como en el estado de la técnica, un circuito resonante constituido por la asociación de una resistencia RA, de una inductancia LA acoplada 15 magnéticamente con la inductancia LC del identificador- transpondedor 2 y un condensador CA, estando integrados la inductancia LA y el condensador CA, por ejemplo, en una columna de dirección del vehículo automóvil en el que el dispositivo de acoplamiento está ubicado para recuperar las 20 señales obtenidas del identificador 2.
El dispositivo incluye además un generador de señales cuadradas 3 que entrega señales alternativas TD1 y TD2 de amplitud de 5 voltios y en oposición de fase, suministradas respectivamente sobre dos bornes del circuito resonante. 25 Así, la primera señal TD1 está suministrada en la resistencia RA, mientras que la otra señal TD2 es entregada al condensador CA del circuito resonante.
Un puente divisor, constituido por la asociación en serie de dos resistencias R1 y R2 asegura la toma de la 30 señal sinusoidal presente en el nudo L/C entre la inductancia LA y el condensador CA para disminuir la tensión suministrada al demodulador 5 y, en particular, al comparador 6.
Como en el estado de la técnica, el comparador 6 asegura una comparación entre la señal RD proveniente del nudo común entre las resistencias R1 y R2 y el valor medio 5 de la señal modulada elaborada por ejemplo a partir de un filtro constituido por la asociación de una resistencia RF y de un condensador de filtrado CF.
Con el objetivo de suprimir lo esencial de la componente de perturbación, constituida por la tensión 10 alternativa TD2 suministrada a uno de los bornes del circuito resonante, el dispositivo visible en la figura 1 incluye una resistencia Rsup conectada, por uno de sus bornes, al otro borne del circuito resonante y, por su otro borne, al nudo común entre las resistencias R1 y R2 del 15 puente divisor.
En otros términos, en la medida donde la primera tensión alternativa TD1 y la segunda tensión alternativa TD2 están en oposición de fase, con el objetivo de suprimir la componente de perturbación que corresponde a la segunda 20 tensión alternativa TD2, la resistencia Rsup es utilizada para añadir, en la señal entregada al demodulador 5, la primera tensión alternativa TD1.
A este efecto, la resistencia Rsup tiene el mismo valor que la resistencia R1 del puente divisor. 25
Por el hecho de la disminución de amplitud en el nudo RD1 común entre las resistencias R1 y R2 del puente divisor, la resistencia R2 es aumentada de forma que se obtenga en el punto RD de entrada del demodulador, una tensión igual a la tensión Vmax del montaje inicial. 30
La mejora de la sensibilidad del circuito así obtenida es debida a la atenuación del puente divisor en una relación K´ inferior a la relación K del montaje inicial.
Como lo muestra el oscilograma de la figura 8, la señal en el punto RD1 es entonces, según el ejemplo de realización ilustrado en la figura 3, una señal sinusoidal superpuesta a una tensión continua igual a (TD1+TD2/2), de amplitud C1 + D. 5
Pero añadir la resistencia Rsup crea una componente continúa en el punto RD1.
En referencia al oscilograma de la figura 9, para suprimir esta componente continúa, se coloca entre la resistencia Rsup y el demodulador RD un condensador Csup, 10 como se ha ilustrado en la figura 4.
Como anteriormente, por el hecho de la disminución de amplitud en el punto RD1, el valor de la resistencia R2 del punto divisor es aumentado de forma que se obtenga una tensión en el punto RD igual a la tensión máxima Vmax del 15 montaje inicial.
La mejora de la sensibilidad del circuito es también debida a la atenuación del puente divisor, que presenta una relación de atenuación K´´<K´<K.
Se adapta así el valor de las resistencias R1 y Rsup 20 para obtener una sensibilidad máxima.
Refiriéndose ahora a la figura 5, la señal RD resultante de la supresión, en la señal obtenida del circuito resonante, de la componente TD2, presenta una forma esencialmente sinusoidal. 25
Unas puntas de tensión P subsisten a nivel de los valores de cresta de la señal RD. Estas puntas de tensión, de muy poca duración, corresponden al desplazamiento de fase entre las señales TD1 y TD2.
En referencia a la figura 6, estas puntas de tensión 30 son suprimidas insertando un condensador de filtrado Cp entre la entrada del demodulador 5 y la masa, o, en otros términos, entre el borne no inversor del comparador 6 y la masa.
Como anteriormente, por el hecho de la disminución de amplitud en el punto RD1, engendrada por la presencia de este condensador Cp, el valor de la resistencia R2 es 5 aumentado de manera que se obtenga la tensión en el punto RD igual a la tensión Vmax del montaje inicial.
La mejora de sensibilidad se debe a la atenuación del puente divisor en un factor de atenuación K´´´<K´´<K´<K.
Como se concibe, en los diferentes modos de 10 realización descritos anteriormente, se obtiene una mejora de la sensibilidad del circuito suprimiendo la componente causada por la segunda tensión alternativa TD2. Esta supresión se obtiene añadiendo, a la señal suministrada al demodulador, la primera tensión alternativa TD1, utilizando 15 una resistencia Rsup. Por ejemplo, el valor de esta resistencia es del orden de 46 kΩ. Esta suma suprime los saltos de tensión que existían en los circuitos convencionales pero añade una componente continúa del orden de 2,5 voltios. Esta componente puede ser suprimida 20 utilizando un condensador Csup en serie con el conjunto constituido por las resistencias R1 y Rsup.
El valor del condensador Csup debe ser suficientemente elevado para presentar una pequeña impedancia a 125 KHz y suficientemente pequeño para ser 25 cargado antes de la secuencia de precarga del condensador del circuito de elaboración del valor medio de señal modulado, que llega generalmente, en la aplicación prevista, 256 µs después de la conmutación de las señales TD1 y TD2. 30
A modo de ejemplo, la resistencia Rsup es igual a 22 kΩ, la resistencia R2 es igual a 33 kΩ y el condensador Csup es igual a 1 nF.
Se ha constatado que añadir la resistencia Rsup y el condensador Csup permite obtener un aumento de la profundidad de modulación de un 40% respecto al montaje inicial y una reducción entre 3 del ruido de alimentación del generador de señales cuadradas. 5
Según también otro modo de realización, ilustrado en la figura 7, las tensiones alternativas TD1 y TD2 suministradas al circuito resonante son filtradas utilizando dos condensadores CF1 y CF2 de filtrado.
En particular, como se ha representado en la figura 7, 10 un primer condensador CF1 es conectado entre la masa y el nudo común entre la inductancia LA y la resistencia del circuito resonante.
El segundo condensador CF2 está conectado de forma similar. Está en efecto conectado entre, por una parte, la 15 masa, y por otra parte, un condensador CA.
El primer condensador de filtrado CF1 se carga y descarga a través de la resistencia RA del circuito resonante, dando así una corriente de cresta del orden de 50 mA. 20
En cambio, el condensador CF2 se carga y descarga a través de la capacidad CA. La corriente está limitada a un valor comprendido entre 200 y 400 microamperios. Esta punta de corriente de pequeña duración, del orden de algunas decenas de nanosegundos, provoca un ruido de alimentación. 25 Como se ha representado, con el objetivo de suprimir este ruido parasito se añade una resistencia RA2 en serie sobre el condensador CA. Se divide entonces el valor de la resistencia RA inicial en dos partes iguales entre las resistencias RA1 y RA2. 30

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1- Dispositivo de acoplamiento entre un identificador-transpondedor (2) y un calculador instalado a bordo de un vehículo automóvil, que incluye un circuito 5 resonante (RA, LA, CA) de impedancia variable bajo el efecto del identificador-transpondedor (2), que es alimentado a partir de dos tensiones alternativas (TD1, TD2) en oposición de fase, y un circuito demodulador (5) que asegura una 10 demodulación de la señal que sale del circuito resonante, caracterizado porque incluye medios (Rsup) para suprimir, en la señal que sale del circuito resonante, una componente correspondiente a una primera tensión alternativa (TD2) de entre 15 dichas tensiones alternativas (TD1,TD2).
    2- Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para suprimir dicha componente incluyen medios para añadir a dicha señal que sale del circuito resonante (RA, LA, CA) 20 una segunda tensión alternativa TD1 correspondiente a la otra tensión alternativa.
    3- Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios para añadir a dicha señal que sale del circuito resonante dicha otra 25 tensión alternativa incluyen una resistencia (Rsup) conectada entre uno de los bornes del circuito resonante al que es aplicada dicha segunda tensión (TD1) y el circuito demodulador (5).
    4- Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 y 30 3, caracterizado porque incluye medios de filtrado (Csup) aptos para suprimir una componente continúa engendrada por la adición de dicha tensión alternativa.
    5- Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque los medios de filtrado incluyen un condensador (Csup) conectado entre el 5 circuito demodulador y el circuito resonante.
    6- Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5 caracterizado porque incluye unos segundos medios de filtrado (Cp) para filtrar los ruidos de la suma. 10
    7- Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios de filtrado adicionales incluyen un condensador (Cp) dispuesto entre la entrada del circuito demodulador y la masa. 15
    8- Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque incluye además un circuito detector de cresta en la señal que sale del circuito resonante dispuesto entre el circuito demodulador y los segundos medio de filtrado. 20
    9- Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el circuito resonante incluye una resistencia (RA), una inductancia (LA) y un condensador (CA) dispuesto en serie, incluye unos terceros medios de 25 filtrado para filtrar la tensión suministrada a la inductancia.
    10- Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque los terceros medios de filtrado incluyen unas capacidades de filtrado 30 (CF1, CF2) conectadas una (CF1) entre la masa y el borne de la inductancia que recibe la tensión alternativa (TD1) correspondiente y la otra entre la masa y el borne del condensador del circuito resonante que recibe la tensión alternativa (TD2) correspondiente.
    11- Dispositivo según la reivindicación 10, 5 caracterizado porque incluye además una resistencia de limitación de carga (RA2) conectada en serie sobre un nudo común entre el condensador(CA) del circuito resonante y dicho condensador (CF2) de filtrado. 10
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