DE19712911A1 - Magnetfeldsensor für schlüsselloses Zugangssystem, insbesondere bei Kraftfahrzeugen - Google Patents
Magnetfeldsensor für schlüsselloses Zugangssystem, insbesondere bei KraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Magnetfeldsensor (Antenne) für ein schlüsselloses
Zugangssystem insbesondere bei Kraftfahrzeugen, mit dem die Einfallsrichtung einer
von einem Sender im Nahfeld ausgestrahlten elektromagnetischen Strahlung detektiert
werden kann.
Schlüssellose Zugangssysteme sind z. B. aus DE 38 20 248 A1 bekannt. Dieses System
besteht aus einem tragbaren Funksender, einem am Fahrzeug angeordneten manuell
betätigbaren Triggerschalter, einer Steuereinrichtung die auch mit
Betätigungseinrichtungen verbunden ist und einer weiteren im oder am Fahrzeug
angeordneten Antenne die aus einer ersten Rahmenantenne mit im wesentlichen parallel
zur Längsachse des Fahrzeuges ausgebildetem Magnetfeld und einer zweiten
Rahmenantenne mit im wesentlichen quer zur Längsachse des Fahrzeuges
ausgebildetem Magnetfeld besteht. Die Zweite Rahmenantenne soll zwischen einer
Außenfläche und einer Innenfläche des Fahrzeuges nahe des Triggerschalters angeordnet
sein.
Eine Erkennung der Einfallsrichtung der von dem tragbaren Sender ausgestrahlten
elektromagnetischen Strahlung ist weder vorgesehen noch erscheint sie mit dem
beschriebenen Antennenaufbau mit der für die hier vorgesehene Anwendung
gewünschten Genauigkeit möglich.
Gestiegene Sicherheitsanforderungen lassen es wünschenswert erscheinen, am Fahrzeug
ein schlüsselloses Zugangssystem zu installieren, welches in der Lage ist nur die dem
tragbaren Sender nächstliegende Tür zu öffnen. Hierzu ist es notwendig im Fahrzeug
eine Antenne zu installieren, die im Nahfeld die Position des tragbaren Senders relativ
zum Fahrzeugmittelpunkt bzw. zu dessen Längsachse einer Messung zugänglich macht.
Der vorgeschlagene Magnetfeldsensor besteht aus wenigstens einer ersten und
wenigstens einer zweiten Leiterschleife. Die erste Leiterschleife ist länglich ausgebildet
(z. B. rechteckig oder ellipsoid mit einem Seitenverhältnis welches wesentlich größer als
1 ist). Die zweite Leiterschleife ist konzentrisch zur ersten angeordnet und ist ebenfalls
symmetrisch aufgebaut.
Insbesondere weist die zweite Leiterschleife einen zum Zentrum im wesentlichen
konstanten Abstand auf (z. B. kreisförmig oder quadratisch). Die zweite Leiterschleife
bildet eine Referenz, so daß aus dem Verhältnis der in den Leiterschleifen induzierten
Spannungen die Richtung bestimmt werden kann. Der Magnetsensor ist zur Auswertung
mit einer Verarbeitungseinheit verbunden. Die Leiterschleifen sind bevorzugt
entsprechend einer gedruckten Schaltung im wesentlichen eben ausgeführt.
Bevorzugt sind die Leiterschleifen so dimensioniert, daß die in der zweiten
Leiterschleife induzierte Spannung annähernd die gleiche Größenordnung wie die
resultierende Spannung in der gekreuzten Schleife hat.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführung weist die erste Leiterschleife einen
insbesondere mittigen Abschnitt auf, in dem die Leiterschleife gekreuzt verläuft. Diese
Leiterschleife mit etwa 8-förmiger Kontur führt zu einer Phasendifferenz so daß die
Ausgangsspannung zu Null wird, wenn in den der Kreuzung benachbarten Abschnitten
der Leiterschleife die gleiche Spannung induziert wird. Durch die Kreuzung wird eine
Addition mit unterschiedlicher Polarität durchgeführt.
Bevorzugt weist die erste Leiterschleife zwei im wesentlichen symmetrische Abschnitte
größerer Fläche auf, welche auch symmetrisch angeordnet sind. Damit wird die
Genauigkeit der Richtungsbestimmung verbessert. Es kommt also nicht so sehr auf die
Form der einzelne Abschnitte an (z. B. rund, eckig, ellipsoid) sondern auf deren
Symmetrie zum Kreuzungspunkt.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführung ist eine dritte Leiterschleife vorgesehen, die
in Form und Funktion der ersten Leiterschleife entspricht, jedoch in deren Ebene
senkrecht zu dieser angeordnet ist. Hierdurch wird in Verbindung mit einer
Verarbeitungseinrichtung die Bestimmung aller vier in der Ebene des Magnetsensors
liegenden Raumrichtungen ermöglicht. Hierdurch können auch an Front und Heck des
Fahrzeuges angeordnete Verriegelungseinrichtungen in das schlüssellose
Zugangssystem einbezogen werden.
Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor in einem Schaltkreis eines
Kraftfahrzeuges verwendet, welcher wenigstens eine Verarbeitungs- und
Steuereinrichtung aufweist, die außerdem noch mit Stelleinrichtungen zur Betätigung
der Türverriegelungen und/oder weiteren Einrichtungen (z. B. Zündkreis) verbunden ist.
Der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor wird anhand der beigefügten schematischen
Abbildung veranschaulicht.
Im Kraftfahrzeug 1 ist, insbesondere im Bereich des Armaturenbretts, senkrecht zur
Fahrzeuglängsachse der Magnetfeldsensor 2 bestehend aus erster Leiterschleife 3 und
zweiter Leiterschleife 4 angeordnet. In einem mittleren Bereich der ersten Leiterschleife
3 sind deren Leiterbahnen gekreuzt. Alternativ zu der 8-förmigen Ausführung sind auch
paddelförmige Ausführungen mit oder ohne gekreuzten Leiterbahnen möglich bei denen
zwischen den Abschnitten 31, 32 größerer Fläche ein schmalerer länglicher Abschnitt
kleinerer Fläche mittig angeordnet ist. Bei der Ausführung ohne gekreuzte Leiterbahnen
wird die Differenz der induzierten Spannungen auf elektronischem Weg gebildet. Der
Magnetfeldsensor wird bevorzugt auf eine Wellenlänge abgestimmt die ein mehrfaches
eines praktikablen Abstandes zum tragbaren Sender beträgt. Hierdurch wird erreicht,
daß innerhalb diese Abstandes die Antenne im Nahfeld des tragbaren Senders liegt
wodurch die Intensität mit der 3. Potenz abfällt und die Differenz der induzierten
Spannungen zunimmt. Der Magnetfeldsensor 2 ist mit einer Verarbeitungs- und
Steuereinrichtung 5 versehen, an die Betätigungseinrichtungen 6 zum Entriegeln und
Verriegeln der Schlösser angeschlossen sind.
Claims (8)
1. Magnetfeldsensor mit wenigstens einer ersten und wenigstens einer zweiten
Leiterschleife wobei die erste Leiterschleife länglich ausgebildet ist und die zweite
Leiterschleife im wesentlichen konzentrisch zur ersten angeordnet ist und zum Zentrum
im wesentlichen symmetrisch aufgebaut ist.
2. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Leiterschleife einen zum Zentrum im wesentlichen konstanten Abstand aufweist.
3. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Leiterschleife einen insbesondere mittigen Abschnitt aufweist, in dem die Leiterschleife
gekreuzt verläuft.
4. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Leiterschleife aus zwei räumlich nicht benachbarten Abschnitten besteht, die mit einer
Auswerteeinheit verbunden sind, welche die Phasendifferenz zwischen den induzierten
Spannungen ermittelt.
5. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Leiterschleife zwei im wesentlichen symmetrische Abschnitte größerer Fläche
aufweist, welche auch symmetrisch angeordnet sind.
6. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fläche der zweiten Leiterschleife so gewählt ist das die induzierte Spannung etwa
die gleiche Größenordnung aufweist wie die resultierende Spannung in der ersten
Leiterschleife.
7. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine weitere Leiterschleife vorgesehen, die in Form und Funktion der ersten
Leiterschleife entspricht, jedoch in deren Ebene senkrecht zu dieser angeordnet ist.
8. Verwendung eines Magnetfeldsensors nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem
Schaltkreis eines Kraftfahrzeuges, welcher wenigstens eine Verarbeitungs- und
Steuereinrichtung aufweist, die mit einer oder mehreren Stelleinrichtungen,
insbesondere zur Betätigung von Verriegelungen, verbunden ist.
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