DE3627194C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen tragbaren Hochfrequenzsender für ein gegen unbefugtes Benutzen gesichertes elektronisches Zugangssystem mit dünnem Gehäuse und flachem Innenraum. Derartige Sender werden vor allem bei schlüssellosen Zugangssystemen an Fahrzeugen verwendet.

Ein tragbarer Hochfrequenzsender, wie eben genannt, ist aus DE-OS 26 34 303 bekannt. Der Sender ist so klein, daß er auch in Kleidungstaschen getragen werden kann, wodurch er mechanischen Beanspruchungen, insbesondere Biegespannungen unterliegt, die die Schaltungselemente und -verbindungen leicht zerstören können. Dieses Problem ist jedoch in der genannten Offenlegungsschrift nicht angesprochen, weswegen sich dort auch keine Angaben über die Anbringung von Schaltungselementen befinden.

In einem Buch von Günter Wahl unter dem Titel "Microspione", Frech-Verlag, Stuttgart 1984, Seite 17 ist ein UKW-Microspion angegeben, der schmaler und geringfügig länger ist als ein Pfennigstück. Mehrere Schaltungskomponenten sind auf einem Substrat angebracht, von denen ein Mikrophon und eine Batterie-Halterung in etwa so breit sind wie das Substrat, d. h. sie sind etwa halb so breit wie ein Pfennig. Weitere Schaltungskomponenten sind bezogen auf ihre Größe wahllos auf dem Substrat verteilt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sender insbesondere einen solchen für ein schlüsselloses Zugangssystem an Fahrzeugen anzugeben, der durch Verbiegungskräfte nur wenig beschädigungsgefährdet ist.

Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Verbiegekräfte von den Kanten zur Mitte eines Substrates hin zunehmen und daß weiterhin auf verhältnismäßig große Komponenten Verbiegekräfte stärker wirken als auf verhältnismäßig kleine Komponenten. Da beim erfindungsgemäßen Sender die relativ großen Schaltungskomponenten nahe den Kanten und die relativ kleinen Schaltungskomponenten nahe den Mittellinien des Substrates angeordnet sind, ist die Beschädigungsgefahr des Senders durch Verbiegung verringert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuges mit einem schlüssellosen Zugangssystem;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm des grundsätzlichen Aufbaus eines schlüssellosen Zugangssystems für Fahrzeuge;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Hochfrequenzsenders im System gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Steuergerätes im System gemäß Fig. 2;

Fig. 5a und 5b Flußdiagramme betreffend die Funktion des Senders gemäß Fig. 3 bzw. des Steuergerätes gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Hochfrequenzsenders; und

Fig. 7 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Leiterplatte im Sender gemäß Fig. 6.

Anhand von Fig. 1 wird zunächst die bevorzugte Ausführungsform eines schlüssellosen Zugangssystems für ein Fahrzeug erläutert. Danach wird auf die Konstruktion eines Senders und eines Empfängers für das System eingegangen.

Das schlüssellose Zugangssystem weist einen Hochfrequenz- Kodesender 100 und ein Steuergerät 200 auf. Der Sender 100 weist in etwa die Abmessungen einer Scheckkarte o. dgl. auf. Er wird von einem Benutzer getragen. Das Steuergerät 200 ist dagegen an geeigneter Stelle am Fahrzeug montiert.

Wie in Fig. 1 schematisch und in Fig. 2 deutlicher dargestellt, ist das Steuergerät 200 über einen Treibersignalgenerator 204 mit Stellgliedern 202 für Fahrzeugeinrichtungen verbunden, wie z. B. mit einer Türverriegelung, einer Kofferraumverriegelung, einer Handschuhfachverriegelung oder einer Lenkverriegelung. Das Steuergerät 200 ist weiterhin mit einem Sperrsignalgenerator 300 verbunden, der wahlweise ein Sperrsignal zum Sperren des Steuergerätes abgeben kann. Das Sperrsignal wird auf vorgegebene Zustände hin vom Sperrsignalgenerator 300 abgegeben.

Bei der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform ermittelt der Sperrsignalgenerator 300 die Stellung eines Zündschlüssels, die von der AUS-Position abweicht. Der Generator 300 gibt das Sperrsignal z. B. dann ab, wenn der Zündschlüssel in Bereitschaftsposition ist, bei der elektrische Leistung an Bauteile im Fahrzeug abgegeben wird, oder wenn der Schlüssel in Zündstellung ist, in der elektrische Spannung an das Zündsystem und elektrische Bauteile gegeben wird, oder wenn die Anlaßstellung vorliegt, in der elektrische Spannung an den (nicht dargestellten) Anlasser gegeben wird.

Das Steuergerät 200 beinhaltet einen Anforderungssignalgenerator 208, der ein Hochfrequenz-Anforderungssignal SD an den Sender 100 zum Aktivieren des letzteren abgibt. Der Anforderungssignalgenerator 208 ist an einen oder mehrere handbetätigbare Schalter 210 angeschlossen, die von außen zugänglich sind. Der Generator 208 erzeugt das Anforderungssignal SD, wenn einer der Schalter 210 betätigt wird.

Wie in Fig. 3 dargestellt, beinhaltet der Sender 100 einen Empfänger 102, der das Anforderungssignal SD empfängt und daraufhin ein Kodesignal SC mit einem vorgegebenen besonderen Kode sendet. Das Kodesignal des Senders 100 unterscheidet sich vom Anforderungssignal SD, so daß das Steuergerät 200 es erkennen kann, wenn der Sender 100 sein Kodesignal sendet.

Der Sender 100 sendet sein Kodesignal SC so lange an das Steuergerät, wie er aktiv geschaltet ist. Das Kodesignal SC wird von einem Empfänger 212 im Steuergerät 200 empfangen und dort durch einen Komparator 213 mit einem vorgegebenen Kode verglichen. Wenn der empfangene Kode mit dem vorgegebenen Kode 213 übereinstimmt, sendet das Steuergerät 200 ein Steuersignal SL an einen Treibersignalgenerator 204. Dieser gibt ein Treibersignal an eines der Stellglieder 202, je nachdem, welcher handbetätigbare Schalter 210 betätigt wurde. Das Stellglied 202 betätigt daraufhin die zugehörige Fahrzeugeinrichtung.

Die Stellglieder verstellen die angesteuerte Fahrzeugeinrichtung von einer Stellung in die andere. Es handelt sich also jeweils um Einrichtungen mit zwei Stellungen, wie z. B. die Verriegelungseinrichtung für Türen, für den Kofferraumdeckel, ein Handschuhfach, die Lenksäule, usw. Die Einrichtungen werden von der gerade vorliegenden Stellung in die entgegengesetzte Stellung überführt. Wenn z. B. eine Einrichtung verriegelt ist, wird sie auf das Treibersignal hin entriegelt. Umgekehrt wird eine entriegelte Einrichtung auf das Signal hin verriegelt.

Im Sender 100 ist eine Sende/Empfangs-Antenne 104 angeordnet. Eine andere Antenne, nämlich eine Schleifenantenne 214 ist an geeigneter Stelle am Fahrzeug angeordnet, z. B. an einem der Fenster 216 oder in einem Außenspiegel. Die Ringantenne 214 sendet das Anforderungssignal SD zum Sender 100 und empfängt von diesem das Kodesignal SC.

Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die handbetätigbaren Schalter 210 am Schlüsselloch 218 eines Außentürgriffes angebracht.

Der Sender 100 weist gemäß der Schaltung von Fig. 3 einen Mikrocomputer 106 auf, der über einen Demodulator 108, der das empfangene Anforderungssignal SD demoduliert, mit der Antenne 104 verbunden ist. Der Mikrocomputer 106 beinhaltet einen Speicher 110, der den vorgegebenen Kode speichert. Auf das Anforderungssignal SD hin, gibt der Computer 106 den vorgegebenen Kode an einen Modulator 112. Dieser empfängt von einem Trägerwellengenerator 114 eine Trägerwelle, die er mit dem Kodesignal moduliert, wodurch das dann gesendete Kodesignal SC gebildet ist.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die Antenne 104 des Senders 100 auf eine Leitungsplatte oder auf die Oberfläche eines Sendergehäuses 116 (siehe Fig. 6) montiert. Das Gehäuse 116 weist in etwa die Größe einer Scheckkarte auf, so daß es bequem z. B. in einer Hemdentasche getragen werden kann. Der Sender 100 verfügt über eine langlebende Kompaktbatterie als Spannungsquelle, z. B. über eine Quecksilberbatterie.

Das Steuergerät 200 weist gemäß der Schaltung von Fig. 4 einen Mikrocomputer 236 auf, der mit der Antenne 214 über einen Demodulator 238 verbunden ist. Diese Bauteile bilden einen Empfänger 232, der das Kodesignal SC vom Sender 100 empfängt. Der Computer 236 ist auch zum Senden mit der Antenne 214 verbunden, und zwar über einen Modulator 242. Dieser empfängt außerdem ein Trägerwellensignal vorgegebener Frequenz von einem Trägerwellengenerator 244 und moduliert diese Trägerwelle mit dem vom Mikrocomputer 236 zur Verfügung gestellten Anforderungssignal. Das resultierende Anforderungssignal SD wird über die Antenne 214 abgestrahlt.

Der Mikrocomputer 236 verfügt über einen internen oder einen externen Speicher 240, wie einen programmierbaren ROM oder dgl. Vorgegebene Kodes, nämlich einer für das Anforderungssignal zum Aktivieren des Senders 100, und ein anderes, das dem vorgegebenen Kode im Sender entspricht, sind im Speicher 240 gespeichert.

Wie bereits oben erwähnt, ist der Mikrocomputer 236 mit einem Sperrsignalgenerator 300 verbunden, wie z. B. dem Zündschalter. Der Mikrocomputer 236 wird daher gesperrt, sobald eine vorgegebene Sperrgröße ermittelt wird. So lange der Computer 236 nicht gesperrt ist, empfängt er das Hochfrequenzsignal vom Sender 100, vergleicht den empfangenen Kode mit dem im Speicher 240 gespeicherten Kode und gibt ein Steuersignal an einen Treibersignalgenerator 204 zum Bedienen eines Stellgliedes 220.

Der Funktionsablauf bei einem wie vorstehend aufgebauten schlüssellosen Zugangssystem wird nun anhand der Fig. 5a und 5b näher erläutert. Der Mikrocomputer 106 des Senders 100 führt wiederholt das in Fig. 5a dargestellte erste Steuerprogramm aus. Er überprüft in einem Schritt 1002 den Empfang des Anforderungssignals SD vom Steuergerät. Der Schritt 1002 wird so lange wiederholt, bis das Anforderungssignal SD empfangen wird. Der Sender 100 bleibt also normalerweise so lange in Wartestellung, bis er das Anforderungssignal SD empfängt. Erst dann sendet er sein Kodesignal SC.

Wenn das Anforderungssignal SD im Schritt 1002 festgestellt wird, wird der vorgegebene Kode in einem Schritt 1004 aus dem Speicher 110 gelesen. Der Mikrocomputer 106 gibt dann das dem Kode zugeordnete Signal an den Modulator 112, der daraufhin in einem Schritt 1006 das Kodesignal SC abgibt. Die Steuerung kehrt dann wieder in den Wartestellungsschritt 1002 zurück.

Das Kodesignal SC wird für eine vorgegebene Zeitspanne vom Modulator an das Steuergerät 200 gegeben. Nach Ablauf der Zeitspanne endet das Signal. Die Zeitspanne während der das Kodesignal SC gesendet wird, ist so gewählt, daß das Steuergerät 200 vor Ablauf der Zeit dasjenige Stellglied 202 betreiben kann, das einem betätigten Schalter 210 zugeordnet ist.

Der im Speicher 110 gespeicherte Kode ist vorzugsweise ein Binärkode, wie z. B. ein serieller Acht-Bit-Datenwert. Dieser Kode wird von der durch den Modulator modulierten Trägerwelle als Kodesignal SC abgegeben.

Der Funktionsablauf im Steuergerät 200 ist in Fig. 5b dargestellt. In einem Anfangsschritt 2002 überprüft der Mikrocomputer 232, ob das Sperrsignal SI abgegeben wird oder nicht. Liegt das Sperrsignal SI nicht vor, wird in einem Schritt 2004 der Modulator 242 aktiviert, woraufhin er das Anforderungssignal SD an den Sender 100 absendet und diesen damit aktiviert. Das Steuergerät 200 gelangt dadurch in einen zweiten Wartezustand, in dem es das Kodesignal SC erwartet. Der Wartestellungsschritt 2006 wird demgemäß für eine vorgegebene Zeitspanne durchgeführt, wenn nicht das Kodesignal SC zuvor empfangen wird. Ist dieses Kodesignal SC über die Antenne 214 und den Demodulator 230 empfangen, wird es in einem Schritt 2008 ausgelesen. In einem nachfolgenden Schritt 2010 wird der im Speicher 236 des Steuergerätes 200 gespeicherte Kode ausgelesen. In einem Schritt 2012 werden die beiden Kodes miteinander verglichen und es wird in einem Schritt 2012 eine Übereinstimmungsflagge FM gesetzt, falls die beiden Kodes übereinstimmen. In einem Schritt 2014 wird überprüft, ob diese Übereinstimmungsflagge FM gesetzt ist. Ist dies nicht der Fall, endet das Programm. Ist die Flagge FM dagegen gesetzt, wird in einem Schritt 2016 das Steuersignal SL an einen Treibersignalgenerator gegeben.

Da bei der beschriebenen Ausführungsform das Kodesignal SC nur dann abgegeben wird, wenn das Anforderungssignal SD vom Steuergerät abgegeben wird, ist der Verbrauch von elektrischer Leistung aus der Batterie im Sender sehr gering gegenüber dem Verbrauch bei einem System, bei dem das Kodesignal SC dauernd gesendet wird. Die Batterie des Senders weist daher eine sehr lange Lebensdauer auf. Dies rührt daher, daß die elektrische Energie zum Halten des Mikrocomputers in Wartestellung erheblich geringer ist als die Energie, die beim Senden des Kodesignals SC umgewandelt wird. Die dauernde Energiezufuhr zum Mikrocomputer beeinflußt daher die Lebensdauer der Batterie kaum.

Wie bereits erwähnt, dient das Steuersignal SL zum Betätigen einer Fahrzeugeinrichtung von einer Stellung in die andere, z. B. vom verriegelten in den unverriegelten Zustand oder umgekehrt. Das im Schritt 2016 abgegebene Steuersignal SL wird zum Umkehren z. B. der Türverriegelungsposition abgegeben, wenn der der Türverriegelungseinrichtung zugeordnete handbetätigbare Schalter 210 betätigt wird.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die bevorzugte Ausführungsform eines Senders zum Senden kodierter Hochfrequenzsignale. Wie bereits erläutert, weist der Sender 100 in etwa die Größe einer Scheckkarte auf, so daß er in eine Kleidungstasche paßt.

Der Sender 100 verfügt über ein Gehäuse in Form einer dünnen Schachtel mit einem nach oben geöffneten Gehäusekörper 122 und einem Deckel 120, die beide aus Kunstharz bestehen. Der Deckel 120 dient zum Verschließen der oberen Öffnung des Gehäusekörpers 122. In zusammengesetztem Zustand wird ein dünner Innenraum umschlossen, in dem eine Leiterplatte 400 und die Ringantenne 104 untergebracht sind.

Die Leiterplatte 400 weist ein flexibles Substrat 403 auf, dessen Außenabmessungen im wesentlichen mit den Abmessungen des Innenraums des Sendergehäuses übereinstimmen. Wie in Fig. 7 dargestellt, sind auf dem Substrat 403 verschiedene Komponenten aufgebracht, wie eine Batterie 410, z. B. eine langlebende Liciumbatterie, eine CPU 409 (entsprechend dem Mikrocomputer 106), integrierte Schaltkreise 411, Widerstände 407, Transistoren 408, Dioden 412, ein Kristalloszillator 414 und andere Schaltungskomponenten. Wie ebenfalls aus Fig. 7 erkennbar, sind die verhältnismäßig großen Komponenten, wie die Batterie 410, die CPU 409, die integrierten Schaltkreise 411 und Dioden 412 nahe den Längskanten des Substrates 403 angeordnet. Die verhältnismäßig kleinen Komponenten, wie die Widerstände 407 und die Transistoren 408 sind dagegen nahe der Längsachse des Substrates 403 angeordnet. Dabei sind die kleinen Komponenten so orientiert, daß ihre Längsachsen im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Substrates liegen.

Von besonderem Vorteil ist es, daß, wie dargestellt, die besonders großen Komponenten, also die CPU 409, die Batterie 410 und die integrierten Schaltungen 411 nahe den Ecken des Substrates 403 liegen.

Die großen Komponenten, die empfindlich auf Verbiegungen des Sendergehäuses reagieren, sind somit an Stellen auf dem Substrat angeordnet, an denen die Verbiegung minimal ist. Die kleinen Komponenten, die wenig empfindlich auf Verbiegungen sind, sind dagegen nahe dem Mittelbereich des Substrates angeordnet, der am meisten verbogen wird.

Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, erstreckt sich die Ringantenne 104 entlang dem Innenrand des Sendergehäuses und ist mit diesem durch einen Kleber, doppelseitiges Klebeband oder dergleichen verbunden.

Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß der beschriebene Sender 100 für kodierte Hochfrequenzsignale in bezug auf Verbiegungskräfte kaum beschädigungsgefährdet ist und dadurch für zuverlässige langdauernde Benutzung brauchbar ist, selbst wenn er in der Gesäßtasche von Hosen getragen wird.

Claims (6)

1. Tragbarer Hochfrequenzsender für ein gegen unbefugtes Benutzen gesichertes elektronisches Zugangssystem, mit dünnem Gehäuse und flachem Innenraum, gekennzeichnet durch ein elastisch deformierbares rechteckiges Substrat (403), das innerhalb des flachen Innenraums im Sendergehäuse (120, 122) untergebracht ist, und auf dem erste, relativ große Schaltungskomponenten (409 bis 412) nahe den Kanten und zweite relativ kleine Schaltungskomponenten (407, 408, 413, 414) im wesentlichen von den Kanten entfernt nahe den Mittellinien des Substrats (403) angeordnet sind.

2. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sendergehäuse (120, 122) aus durch Biegekräfte elastisch deformierbarem Kunstharz besteht.

3. Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Komponenten (409 bis 412) an benachbarten Ecken des Substrats angeordnet sind.

4. Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Komponenten (407, 408, 413, 414) so auf dem Substrat ausgerichtet sind, daß ihre Längsachsen im wesentlichen parallel zu der Achse liegen, um die maximales Verbiegen des Substrates (403) auftritt.

5. Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu den ersten Komponenten eine Batterie, eine CPU und ein integrierter Schaltkreis gehören.

6. Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu den zweiten Komponenten Widerstände und Transistoren gehören.