WO2005024159A2 - Vorrichting zum empfangen von signalen zur steuerung einer funktion in einem fahrzeug - Google Patents

Vorrichting zum empfangen von signalen zur steuerung einer funktion in einem fahrzeug Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device for receiving signals for controlling a function in a vehicle, in particular for actuating the central locking of the vehicle, according to the features of the preamble of patent claim 1.
  • Radio waves work.
  • other functions in the vehicle such as. B. the radio reception, telephone and the like, work with radio waves in corresponding frequency ranges.
  • an antenna or an antenna structure in or on the vehicle is therefore required, which is tuned to the frequency or a narrow frequency range for the remote control of the central locking.
  • This requires a very high and precise effort for tuning the antenna and the downstream evaluation unit.
  • This coordination is absolutely necessary, as otherwise malfunctions can occur.
  • an antenna as a multi-band antenna for several functions. For example, it is known to integrate an antenna structure for radio reception and for receiving signals to control a further function in a window (in particular the rear window) of a vehicle.
  • the invention is therefore based on the object of providing a device for receiving signals for controlling a function in a vehicle, in particular for actuating the central locking of the vehicle, with which the disadvantages described at the outset are avoided.
  • an adaptation unit is connected between the antenna and the evaluation unit, which adapts the actual impedance of the antenna to the input impedance of the evaluation unit.
  • the adaptation unit is designed to be passive or active, a passive adaptation unit being equipped with passive electronic components (such as in particular coils and capacitors) depending on the actual impedance of the antenna and the input impedance of the evaluation unit.
  • the design and use of an active matching unit has the advantage that it detects the actual impedance of the antenna and automatically and automatically adjusts this detected actual impedance to the input impedance of the evaluation unit. With such an active adaptation unit, disturbance variables such as z. B. arise from production tolerances, balanced.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for receiving signals for controlling the central locking of a vehicle
  • Figure 2 Representation of the adaptation in the Smith chart using the adaptation unit according to the invention.
  • FIG. 1 shows the exemplary structure of a device 1 for receiving signals for controlling a function in a vehicle, which is supposed to be the actuation of the central locking of the vehicle.
  • the elements of the central locking system itself and the operator, who is equipped with a transmitter for transmitting signals (radio waves), are not shown.
  • the signals emitted by this control unit (transmitter) are received via an antenna 2 which is present on or in the vehicle.
  • the exemplary embodiment is a rear window antenna in which an antenna conductor structure is arranged in or on the rear window of the vehicle. This rear window antenna is only an example, so that other installation locations or other types of antennas can also be considered.
  • the antenna 2 is followed by an adaptation unit 3 (adaptation network) to which the signals received by the antenna 2 are fed.
  • adaptation unit 3 adaptation network
  • a filter 4 is connected downstream of the adaptation unit 3, which has the advantage of only allowing the frequency range of the received signals to pass through that is required for controlling the function. This means that other signals (such as radio signals or but also interference signals) not passed through the filter 4.
  • the signals that have passed the filter 4 arrive at a downstream evaluation unit 5, which evaluates the received signals and generates corresponding control signals that are fed to the functional elements of the central locking system. This is known per se and is not the subject of the invention, so that a further description of the function of the central locking system is dispensed with.
  • the adaptation unit 3 according to the invention, the actual impedance of the antenna 2 is transformed in such a way that it matches the input impedance of the evaluation unit 5, so that there is an optimal match between the antenna 2 and the evaluation unit 5.
  • the actual impedance of antenna 2 is at point A, which is transformed with passive elements (capacitor, coil) via point B to point C, point C being the input impedance corresponds to the evaluation unit 5.
  • the passive components of the adaptation unit 3 can be selected and the adaptation unit 3 can be equipped so that the actual impedance of the antenna 2 (point A) to the input impedance of the evaluation unit 5 (Point C) is transformed.
  • the actual impedance of the antenna 2 is measured automatically and the independent transformation from point A to point C takes place depending on the measured value.
  • the adaptation unit 3, the filter 4 and / or the evaluation unit 5 are independent modules or to integrate them in a single module.

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Abstract

Vorrichtung (1) zum Empfangen von Signalen zur Steuerung einer Funktion in einem Fahrzeug, insbesondere zur Betätigung der Zentralverriegelung des Fahrzeuges, mit einer Antenne (2), die die Signale empfängt, und einer nachgeschalteten Auswerteeinheit (5), die die empfangenen Signale auswertet und in deren Abhängigkeit eine Steuerung is der Funktion erfolgt, wobei erfindungsgemäss vorgesehen ist, dass zwischen der Antenne (2) und der Auswerteeinheit (5) eine Anpassungseinheit (3) geschaltet ist, die die Istimpedanz der Antenne (2) an die Eingangsimpedanz der Auswerteeinheit (5) anpasst.

Description

B E S C H R E I B U N G
Vorrichtung zum Empfangen von Signalen zur Steuerung einer Funktion in einem Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Empfangen von Signalen zur Steuerung einer Funktion in einem Fahrzeug, insbesondere zur Betätigung der Zentralverriegelung des Fahrzeuges, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Bei Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, ist es bekannt, Funktionen über eine Fernbedienung zu steuern. Hierzu hat beispielsweise der Fahrer des Fahrzeuges eine Bedieneinheit zur Verfügung, die beispielsweise in dem Schlüsse! des Fahrzeuges integriert ist. Durch Betätigung dieser Bedieneinheit werden bestimmte Funktionen im Fahrzeug gesteuert, insbesondere wird die Zentralverriegelung des Fahrzeuges derart angesteuert, daß eine Verriegelung oder Freigabe des Fahrzeuges er olgt. Zu diesem Zweck sind schon Vorrichtungen bekannt, die mit Infrarotstrahlen arbeiten. In der Bedieneinheit ist ein Infrarotsender angeordnet, der auf den in dem Fahrzeug angeordneten Infrarotempfänger gerichtet werden muß, um die gewünschte Funktion steuern zu können. Dies hat aber den Nachteil, daß Sender und Empfänger nahezu exakt aufeinan- der ausgerichtet werden müssen, damit die ausgesendeten Infrarotstrahlen den
Empfänger treffen. Dies ist aber hinderlich für den Komfort im Fahrzeug, da die Funktion nicht gesteuert werden kann, wenn der Sender nicht nahezu exakt auf den Empfänger ausgerichtet ist.
Zur Umgehung dieses Probiemes sind schon Vorrichtungen bekannt geworden, die mit
Funkwellen arbeiten. Hier besteht aber das Problem, daß auch andere Funktionen im Fahrzeug, wie z. B. der Rundfunkempfang, Telefon und dergleichen, mit Funkwellen in entsprechenden Frequenzbereichen arbeiten. Zur Trennung benachbarter Frequenzbänder ist daher eine Antenne oder eine Antennenstruktur in oder an dem Fahrzeug erforderlich, die auf die Frequenz bzw. einen engen Frequenzbereich für die Fernbedienung der Zentralverriegelung abgestimmt ist. Dies erfordert einen sehr hohen und präzisen Aufwand für die Abstimmung der Antenne und der nachgeschalteten Auswerteeinheit. Diese Abstimmung ist unbedingt erforderlich, da es sonst zu Fehlfunktionen kommen kann. In modernen Fahrzeugen besteht gleichzeitig die Forderung, eine Antenne als Multibandantenne für mehrere Funktionen zu nutzen. So ist beispielsweise bekannt, eine Antennenstruktur für den Rundfunkempfang und für den Empfang von Signalen zur Steuerung einer weiteren Funktion in einer Scheibe (insbesondere Heckscheibe) eines Fahrzeuges zu integrieren. Derzeit werden beispielsweise abgesetzte, separate Leiterstrukturen auf der Heckscheibe ausgenutzt, die auf die Auswerteeinheit abgestimmt werden müssen. Dies hat allerdings den Nachteil, daß die Anpassung äußerst aufwendig ist, da sie sich schon bei geringfügigen Änderungen des Antennenleiters (z. B. Länge), aber auch bei sonstigen Änderungen der Geometrie (z. B. der Dicke der Heckscheibe, Art des Scheibenmaterials, Dicke der Kleberaupe) ändert. Außerdem ist von Nachteil, daß unterschiedliche Fahrzeuge mit unterschiedlichen Antennenstrukturen ausgerüstet werden, so daß mit jeder unterschiedlichen Geometrie auch eine aufwändige Anpassung erfolgen muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Empfang von Signalen zur Steuerung einer Funktion in einem Fahrzeug, insbesondere zur Betätigung der Zentralverriegelung des Fahrzeuges, bereitzustellen, mit der die eingangs geschil- derten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß zwischen der Antenne und der Auswerteeinheit eine Anpassungeinheit geschaltet ist, die die Istimpedanz der Antenne an die Eingangsimpedanz der Auswerteeinheit anpaßt. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß eine beliebige Art von Antenne oder Antennenstruktur verwendet werden kann, deren unterschiedlichen Impedanzen durch die Anpassungseinheit derart veränderbar sind, daß sie ein und derselben Auswerteeinheit, d. h. einer Standard-Auswerteeinheit zugeführt werden können. Dadurch wirken sich Änderungen im Bereich der Antenne bzw. der
Antennenstruktur, wie sie durch Toleranzen bei der Produktion entstehen können, nicht mehr nachteilig auf die Steuerung der Funktion aus. Ebenso besteht beim Design der Antenne oder der Antennenstruktur, gerade auf einer Scheibe oder einer sonstigen Fläche des Fahrzeuges, eine große Freiheit, die nicht mehr den Zwängen der Anpassung an die Eingangsimpedanz der Auswerteeinheit unterworfen ist. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Anpassungseinheit passiv oder aktiv ausgebildet, wobei eine passive Anpassungseinheit in Abhängigkeit der Istimpedanz der Antenne und der Eingangsimpedanz der Auswerteeinheit mit passiven elektronischen Bauelementen (wie insbesondere Spulen und Kondensatoren) bestückt wird. Die Ausgestaltung und der Einsatz einer aktiven Anpassungseinheit hat den Vorteil, daß diese die Istimpedanz der Antenne erfaßt und diese erfaßte Istimpedanz automatisch und selbständig an die Eingangsimpedanz der Auswerteeinheit anpaßt. Mit einer solchen aktiven Anpassungseinheit werden selbsttätig Störgrößen, wie sie z. B. durch Produktionstoleranzen entstehen, ausgeglichen.
Ein Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist im folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Empfang von Signalen zur Steuerung der Zentralverriegelung eines Fahrzeuges,
Figur 2 Darstellung der Anpassung im Smithchart mittels der erfindungsgemäßen Anpassungseinheit.
Figur 1 zeigt den beispielhaften Aufbau einer Vorrichtung 1 zum Empfang von Signalen zur Steuerung einer Funktion in einem Fahrzeug, bei der es sich um die Betätigung der Zentralverriegelung des Fahrzeuges handeln soll. Nicht dargestellt sind die Elemente der Zentralverriegelung selber sowie die Bedienperson, die mit einem Sender zum Austrahien von Signalen (Funkwellen) ausgestattet ist. Die von dieser Bedieneinheit (Sender) abgestrahlten Signale werden über eine Antenne 2 empfangen, die an oder in dem Fahrzeug vorhanden ist. Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Heckscheibenantenne, bei der eine Antennenleiterstruktur in oder auf der Heckscheibe des Fahrzeuges angeordnet ist. Diese Heckscheibenantenne ist nur beispielhaft, so daß auch andere Einbauorte oder andere Arten von Antennen in Betracht kommen. Erfindungsgemäß ist der Antenne 2 eine Anpassungseinheit 3 (Anpassungsnetzwerk) nachgeschaltet, der die von der Antenne 2 empfangenen Signale zugeführt werden. Der Anpassungseinheit 3 ist ein Filter 4 nachgeschaltet, welcher den Vorteil hat, nur denjenigen Frequenzbe- reich der empfangenen Signale durchzulassen, der für die Steuerung der Funktion erforderlich ist. Damit werden andere Signale (wie beispielsweise Rundfunksignale oder aber auch Störsignale) nicht durch den Filter 4 durchgelassen. Die Signale, die den Filter 4 passiert haben, gelangen zu einer nachgeschalteten Auswerteeinheit 5, die die empfangenen Signale auswertet und entsprechende Steuersignale generiert, die den Funktionselementen der Zentralverriegelung zugeführt werden. Dies ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung, so daß auf eine weitere Beschreibung der Funktion der Zentralverriegelung verzichtet wird. Mit der Anpassungseinheit 3 wird nun erfindungsgemäß bewirkt, daß die Istimpedanz der Antenne 2 so transformiert wird, daß sie mit der Eingangsimpedanz der Auswerteeinheit 5 übereinstimmt, so daß eine optimale Abstimmung zwischen der Antenne 2 und der Auswerteeinheit 5 gegeben ist. Bezüglich der Anpassung wird auf das Smithchart in Figur 2 verwiesen, in dem die Istimpedanz der Antenne 2 im Punkt A liegt, der mit passiven Elementen (Kondensator, Spule) über den Punkt B zu dem Punkt C transformiert wird, wobei der Punkt C der Eingangsimpedanz der Auswerteeinheit 5 entspricht. Bei einer passiv arbeitenden Anpassungseinheit 3 können somit, nachdem die Istimpedanz der Antenne 2 festgestellt wurde, die passiven Bauteile der Anpassungseinheit 3 so gewählt und damit die Anpassungseinheit 3 bestückt werden, daß die Istimpedanz der Antenne 2 (Punkt A) zu der Eingangsimpedanz der Auswerteeinheit 5 (Punkt C) transformiert wird. Bei einer aktiv arbeitenden Anpassungseinheit 3 wird die Istimpedanz der Antenne 2 automatisch gemessen und in Abhängigkeit des Meßwertes erfolgt die eigenständige Transformation von Punkt A zu Punkt C.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es durchaus denkbar, die Anpassungseinheit 3, den Filter 4 und/oder die Auswerteeinheit 5 als eigenständige Module auszuführen oder in einem einzigen Modul zu integrieren.
BEZUGSZEICHENLISTE
Vorrichtung zum Empfang von Signalen Antenne Anpassungseinheit Filter Auswerteeinheit

Claims

P AT E N T A N S P R Ü C H E
1.
Vorrichtung (1) zum Empfangen von Signalen zur Steuerung einer Funktion in einem Fahrzeug, insbesondere zur Betätigung der Zentralverriegelung des Fahrzeuges, mit einer Antenne (2), die die Signale empfängt, und einer nachgeschalteten Auswerteeinheit (5), die die empfangenen Signale auswertet und in deren Abhängigkeit eine Steuerung der Funktion erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Antenne (2) und der Auswerteeinheit (5) eine Anpassungseinheit (3) geschaltet ist, die die Istimpedanz der Antenne (2) an die Eingangsimpedanz der Auswerteeinheit (5) anpaßt.
2.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Antenne (2) und der Auswerteeinheit (5) ein Filter (4) geschaltet ist.
3.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpas- sungseinheit (3) passiv ausgebildet ist.
4.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungseinheit (3) aktiv ausgebildet ist und die Istimpedanz der Antenne (2) erfaßt und die Anpassung automatisch erfolgt.
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