DE19934708A1 - Stromversorgung für eine tragbare Fernbedieneinheit - Google Patents

Abstract

Eine Stromversorgung für eine tragbare Fernbedieneinheit weist zwei galvanische Elemente, eine Schalteinrichtung, die mit den zwei galvanischen Elementen verbunden ist, um diese Elemente wechselweise mit elektrischen Verbrauchern der tragbaren Fernbedieneinheit zu verbinden und eine Überwachungseinrichtung, die laufend den Ladezustand des ersten galvanischen Elements, das mit den elektrischen Verbrauchern der tragbaren Fernbedieneinheit verbunden ist, bestimmt, mit einem unteren Betriebsschwellenwert vergleicht und beim Unterschreiten des unteren Betriebsschwellenwerts die Schalteinrichtung so ansteuert, daß vom ersten galvanischen Element auf das zweite galvanische Element umgeschaltet wird, auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgung für eine tragbare Fernbedienung, die mit einer Funktionseinheit über eine Da­ tenkommunikationsstrecke in Verbindung steht, und ein Fernbe­ diensystem mit einer solchen Stromversorgung.

Derartige Fernbediensysteme werden vor allem bei Kraftfahr­ zeugen eingesetzt und dienen zum Ver- und Entriegeln von Tü­ ren und Klappen, wie z. B. Heckklappe, Tankklappe usw., eines Kraftfahrzeugs über eine Zentralverriegelungsanlage sowie zur Komfortöffnung und -schließung von sonstigen Fahrzeugöffnun­ gen, wie z. B. Fenster, Schiebedach usw. Weiterhin kann mit Hilfe solcher Fernbediensysteme auch das Zündschloß bzw. eine Wegfahrsperre und/oder eine Diebstahlswarnanlage aktiviert bzw. deaktiviert werden. Darüber hinaus werden Fernbediensy­ steme auch als Identifikationseinheiten, die die Zugangsbe­ rechtigung zum Kraftfahrzeug überprüfen und den Zutritt er­ möglichen, eingesetzt.

Die Fernbediensysteme arbeiten im allgemeinen so, daß, wenn ein Benutzer z. B. in sein Kraftfahrzeug einsteigen möchte, zwischen einer Fernbedieneinheit, die der Benutzer bei sich trägt, und einer Funktionseinheit im Kraftfahrzeug ein Frage- Antwort-Dialog ausgelöst. Dieser Frage-Antwort-Dialog wird üblicherweise vom Benutzer über einen Tastschalter auf der tragbaren Fernbedieneinheit ausgelöst. Bei "Hands-free"- Fernbediensystemen sendet dagegen die Funktionseinheit ein Anforderungssignal an die tragbare Fernbedieneinheit. Der Empfang dieses Anforderungssignals löst in der tragbaren Fernbedieneinheit ein Antwortsignal aus, das wiederum von der Funktionseinheit empfangen und mit einem erwarteten Antwort­ signal verglichen wird. Bei einer Übereinstimmung wird von der Funktionseinheit ein Freigabesignal erzeugt, so daß der Benutzer dann in sein Fahrzeug einsteigen kann.

Um den Frage-Antwort-Dialog mit der Funktionseinheit im Kraftfahrzeug durchführen zu können, ist in der tragbaren Fernbedieneinheit eine Stromversorgung vorgesehen, mit der die den Frage-Antwort-Dialog ausführenden elektrischen Ver­ braucher in der Fernbedieneinheit, insbesondere die Sende­ elektronik, mit elektrischer Energie versorgt werden. Hierbei soll sich die Stromversorgung in der tragbaren Fernbedienein­ heit durch eine lange Lebensdauer, ein günstiges Gewicht so­ wie ein kleines Volumen auszeichnen.

Zur Stromversorgung bei tragbaren Fernbedieneinheiten werden im allgemeinen Batterieanordnungen verwendet, wobei als gal­ vanisches Elemente meistens Primärzellen dienen, deren elek­ trochemische Reaktion irreversibel verläuft, so daß sie, wenn sie einmal verbraucht ist, nicht wieder verwendet werden kön­ nen. Als Primärzellen werden dabei vor allem Lithium- Knopfzellenbatterien eingesetzt, die sich durch eine lange Lebensdauer auszeichnen. Alternativ zu Primärzellen werden als Batterieanordnungen auch Sekundärzellen, d. h. Akkumulato­ ren verwendet, deren elektrochemische Reaktion reversibel verläuft, so daß sich die Sekundärzellen wieder aufladen las­ sen. Sekundärzellen haben jedoch im Vergleich zu Primärzellen eine wesentlich geringere Kapazität und müssen deshalb regel­ mäßig an ein Ladegerät angeschlossen werden.

Ein Problem bei den herkömmlicherweise in tragbaren Fernbe­ dieneinheiten eingesetzten Batterieanordnungen besteht darin, daß der Ladezustand der verwendeten Batterieanordnung nicht oder nur unzureichend überwacht wird und sich so die Gefahr ergibt, daß die Energieversorgung der elektrischen Verbrau­ cher in der tragbaren Fernbedieneinheit zusammenbricht, bevor die Batterieanordung ersetzt bzw. wieder aufgeladen ist. Als Konsequenz eines solchen überraschenden Ausfalls der tragba­ ren Fernbedieneinheit kann dann der Benutzer z. B. sein Fahr­ zeug nicht mehr öffnen bzw. starten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Stromversorgung für eine tragbare Fernbedieneinheit und ein Fernbediensystem mit einer solchen tragbaren Fernbedienein­ heit bereitzustellen, die sich durch einen kompakten Aufbau der Stromversorgung und eine hohe Zuverlässigkeit bei der Si­ cherung der Betriebsbereitschaft der tragbaren Fernbedienein­ heit auszeichnen.

Diese Aufgabe wird durch eine Stromversorgung gemäß Anspruch 1 und ein Fernbediensystem gemäß Anspruch 6 gelöst. Bevorzug­ te Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen ange­ geben.

Gemäß der Erfindung weist eine tragbare Fernbedieneinheit, die mit einer Funktionseinheit über eine Datenkommunikations­ strecke in Verbindung steht, wenigstens zwei galvanische Ele­ mente, eine Schalteinrichtung, die mit den zwei galvanischen Elementen verbunden ist, um diese Elemente wechselweise mit den elektrischen Verbrauchern der tragbaren Fernbedieneinheit zu verbinden, und eine Überwachungseinrichtung, die laufend den Ladezustand des galvanischen Elements, das mit den elek­ trischen Verbrauchern der tragbaren Fernbedieneinheit verbun­ den ist, bestimmt, mit einem unteren Betriebsschwellenwert vergleicht und beim Unterschreiten dieses unteren Betriebs­ schwellenwerts die Schalteinrichtung so ansteuert, daß auf das verbleibende galvanische Element umgeschaltet wird, auf.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stromversorgung ist es möglich, zuverlässig die Betriebsbereitschaft der tragbaren Fernbedieneinheit zu gewährleisten. Durch den Ein­ satz zweier parallel angeordneten Batteriezellen, die wech­ selweise über die Schalteinrichtung mit den elektrischen Ver­ brauchern der tragbaren Fernbedieneinheit verbunden werden, wird nämlich, rechtzeitig, bevor eine Batteriezelle erschöpft ist, auf die zweite frische Batteriezelle umgeschaltet. Durch die Verwendung mehrerer galvanischer Elemente kann weiterhin die Gesamtkapazität der Stromversorgung der tragbaren Fernbe­ dieneinheit erhöht werden, wobei gleichzeitig als galvanische Elemente kleine Batteriezellen z. B. Lithium- Knopfzellenbatterie eingesetzt werden können, wodurch sich eine kompakte Bauform der tragbaren Fernbedieneinheit erzie­ len läßt.

Weiterhin besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Stromversorgung die Möglichkeit, als eine der zwei galvani­ schen Elemente eine Sekundärzelle, deren elektrochemische Re­ aktion reversibel ist, einzusetzen. Die Überwachungseinrich­ tung steuert die Schalteinrichtung dann so, daß grundsätzlich die wiederaufladbare Sekundärzelle an die elektrischen Ver­ braucher der tragbaren Fernbedieneinheit angeschlossen wird, und das zweite galvanische Element, im allgemeinen eine Pri­ märzelle, nur als Notbatterie zur Überbrückung der Zeit dient, bis die Sekundärzelle wieder aufgeladen ist. Hierdurch läßt sich die Kapazität der Stromversorgung und damit die Be­ triebsbereitschaft der tragbaren Fernbedieneinheit beliebig verlängern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Strom­ versorgung gibt die Überwachungseinrichtung beim Unterschrei­ ten des Betriebsschwellenwerts ein optisches und/oder akusti­ sches Warnsignal aus, das auf der tragbaren Fernbedieneinheit und/oder auf der Funktionseinheit dargestellt bzw. von dieser ausgegeben wird und den Benutzer darauf hinweist, daß eine der galvanischen Zellen der Stromversorgung erschöpft ist und ausgewechselt werden muß. Beim Einsatz einer Sekundärzelle kann alternativ beim Unterschreiten des unteren Betriebs­ schwellenwerts dieser Sekundärzelle von der Überwachungsein­ richtung auch ein Signal ausgegeben werden, das anzeigt, daß die Sekundärzelle aufzuladen ist.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der einzigen Figur näher beschrieben. Diese zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer tragbaren Fernbedieneinheit in Ver­ bindung mit einer Funktionseinheit für ein Kraftfahrzeug.

Wie in der Zeichnung ersichtlich, umfaßt die tragbare Fernbe­ dieneinheit 1 eine Stromversorgung 11 und elektrische Ver­ braucher 12. Der wesentliche elektrische Verbraucher der tragbaren Fernbedieneinheit 1 ist dabei die Sendeelektronik 121, die in der gezeigten Ausführungsform mit einem Tast­ schalter 122 verbunden ist. Bei einer Betätigung des Tast­ schalters 122 erzeugt die Sendeelektronik 121 ein Signal, das über eine drahtlose Datenkommunikationsstrecke 3 an eine Kom­ munikationseinrichtung 21 in einer Funktionseinheit 2, die in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, übertragen wird. Die Kom­ munikationseinrichtung 21 leitet das empfangene Signal an ei­ ne Steuereinrichtung 22 weiter, die dann in Abhängigkeit vom Inhalt des übertragenen Signals, verschiedene Funktionen in dem Kraftfahrzeug auslösen kann, so z. B. eine Ver- bzw. Ent­ riegeln eines Zentralverriegelungsanlage 23 für die Türen bzw. für den Kofferraumdeckel, eine Aktivierung und/oder De­ aktivierung einer Wegfahrsperre 24, eine Schärfung und/oder Entschärfung einer Diebstahlswarnanlage 25 oder eine Freigabe eines Zündschlosses 26. Die Kommunikation zwischen der trag­ baren Fernbedieneinheit 1 und der Funktionseinheit 2 kann al­ ternativ statt vom Tastschalter 122 auch von der Funktions­ einheit 2 im Kraftfahrzeug selbst ausgelöst werden. Weiterhin kann neben der Übertragung von Signalen zur Fernbedienung auch ein Datenaustausch zur Benutzeridentifikation unidirek­ tional oder bidirektional zwischen der tragbaren Fernbedien­ einheit 1 und der Funktionseinheit 2 erfolgen. Die zur Kommu­ nikation benutzten Trägerfrequenzen können im Lichtfrequenz­ bereich z. B. im Infrarot-, Niederfrequenz- und/oder im Hoch­ frequenzbereich liegen.

Die Stromversorgung 11 der elektrischen Verbraucher 12 in der tragbaren Fernbedieneinheit 1 weist erfindungsgemäß zwei gal­ vanische Zellen 111, 112 auf. Diese galvanischen Zellen 111, 112 erzeugen auf elektrochemischen Wege eine elektrische Spannung und geben eine elektrische Leistung an die elektri­ schen Verbraucher 12 ab. Als galvanische Zellen können dabei sowohl Primärzellen, deren elektrochemische Reaktion irrever­ sibel verläuft, so daß sie, nachdem sie einmal verbraucht sind, nicht wieder verwendet werden können, oder auch Se­ kundärzellen, bei denen eine reversible und damit umkehrbare elektrochemische Reaktion stattfindet, so daß sich die Se­ kundärzellen nach dem Entladevorgang wieder aufladen lassen, eingesetzt werden. Als Primärzellen werden dabei vorzugsweise Lithium-Knopfzellenbatterien verwendet. Die Kapazität, d. h. die entnehmbare Strommenge solcher Lithium- Knopfzellenbatterien reicht bei tragbaren Fernbedieneinheiten aus, die Fernbedieneinheit ca. ein Jahr zu betreiben. Die als Sekundärzellen eingesetzten Akkumulatoren haben dagegen im allgemeinen eine Kapazität, die für einen Betrieb der tragba­ ren Fernbedieneinheit von ca. 30 Tagen ausreicht.

Von den beiden galvanischen Zellen 111, 112 der Stromversor­ gung 11 ist jeweils immer eine Zelle über eine zwischen den beiden galvanischen Zellen umschaltbare Schalteinrichtung 113 mit den elektrischen Verbrauchern 12 der tragbaren Fernbe­ dieneinheit 1 verbunden. Die Schalteinrichtung 113 wird wei­ terhin über eine Signalleitung 115 von einer Überwachungsein­ richtung 114 angesteuert. Die Überwachungseinrichtung 114 steht außerdem mit den beiden galvanischen Zellen 111, 112 in Verbindung und bestimmt laufend den Ladezustand der gerade mit den elektrischen Verbrauchern 12 der tragbaren Fernbe­ dieneinheit 1 verbundenen galvanischen Zelle. Der festge­ stellte. Ladezustand wird in der Überwachungseinrichtung 114 dann weiter mit einem vorbestimmten unteren Betriebsschwel­ lenwert, der der Mindestkapazität entspricht, die für den Be­ trieb der elektrischen Verbraucher 12 der tragbaren Funkti­ onseinheit 1 notwendig ist, verglichen. Wenn der festgestell­ te Ladezustand der mit den elektrischen Verbraucher 12 ver­ bundenen galvanischen Zelle diesen vorbestimmten unteren Be­ triebsschwellenwert unterschreitet, steuert die Überwachungs­ einrichtung 114 über die Signalleitung 115 die Schalteinrich­ tung 113 so an, daß von der gerade angeschlossenen galvani­ schen Zelle auf die verbleibende galvanische Zelle umgeschal­ tet wird, so daß die weitere Stromversorgung der elektrischen Verbraucher 12 der tragbaren Fernbedieneinheit 1 dann durch diese frische galvanische Zelle erfolgt. Der dargestellte Überwachungsvorgang gewährleistet somit eine rechtzeitige au­ tomatische Bereitstellung einer weiteren galvanischen Zelle, wenn die erste galvanische Zelle der Stromversorgung 11 ver­ braucht ist.

Gleichzeitig mit dem Umschalten von der verbrauchten galvani­ schen Zelle auf die frische galvanische Zelle mit Hilfe der Schalteinrichtung 113 gibt die Überwachungseinrichtung 114 auch über die Signalleitung 116 ein Betriebssignal an die Sendeelektronik 121 aus. Dieses Betriebssignal veranlaßt die Sendeelektronik 121 ein Signal zu kodieren und zur Kommunika­ tionseinrichtung 21 der Funktionseinheit 2 zu übertragen, die das kodierte Signal dann an die Steuereinrichtung 22 weiter­ leitet. Die Steuereinrichtung 22 aktiviert in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal eine Anzeigeeinheit 27, an der dann angezeigt wird, daß eine galvanische Zelle der Stromver­ sorgung 11 der tragbaren Fernbedieneinheit 1 erschöpft ist, und, wenn es sich um eine Primärzelle handelt, ausgewechselt werden muß, bzw. wenn es sich um eine Sekundärzelle handelt, aufgeladen werden soll. Alternativ zu einer Anzeige in der Funktionseinheit 2 kann die Überwachungseinrichtung 114 auch ein optisches und/oder akustisches Signal mit Hilfe einer An­ zeigeeinrichtung auf der tragbaren Fernbedieneinheit 1 ausge­ ben.

Im Falle, daß eine der galvanischen Zellen der Stromversor­ gung 11 eine Sekundärzelle ist, die wieder aufgeladen werden kann, besteht auch die Möglichkeit, daß die Überwachungsein­ richtung 114 den Ladezustand dieser Sekundärzelle laufend be­ stimmt und mit einem oberen Betriebsschwellenwert vergleicht, der angibt, daß die Sekundärzelle im wesentlichen voll aufge­ laden ist. Wenn der Ladezustand der Sekundärzelle diesen obe­ ren Betriebsschwellenwert erreicht, steuert die Überwachungs­ einrichtung 114 dann die Schalteinrichtung 113 so an, daß im­ mer die voll aufgeladene Sekundärzelle mit den elektrischen Verbrauchern 12 der tragbaren Fernbedieneinheit 1 verbunden wird. Hierdurch wird eine lange Betriebsdauer der tragbaren Fernbedieneinheit 1 gewährleistet, da im wesentlichen die aufladbare Sekundärzelle zur Energieversorgung der elektri­ schen Verbraucher eingesetzt wird und die nicht wieder auf­ ladbare Primärzelle der Stromversorgung nur als Notbatterie dient.

Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, daß die Überwachungs­ einrichtung 114 laufend den Gesamtladezustand beider galvani­ scher Zellen 111, 112 der Stromversorgung 11 bestimmt und mit einem festgelegten unteren Gesamtbetriebsschwellenwert, der größer ist als der untere Betriebsschwellenwert der einzelnen galvanischen Zellen, vergleicht. Wenn dieser untere Gesamtbe­ triebsschwellenwert dann unterschritten wird, gibt die Über­ wachungseinrichtung 114 entweder, wie dargestellt, mit Hilfe der Sendeelektronik 121 oder auch direkt auf der tragbaren Fernbedieneinheit 1 selbst ein optisches und/oder akustisches Warnsignal aus, das darauf hinweist, daß die Batterieanord­ nung der Stromversorgung 11 der tragbaren Fernbedieneinheit 1 im wesentlichen verbraucht ist und zumindest die in der Stromversorgung 11 enthaltene Primärzelle ersetzt werden muß.

Durch die erfindungsgemäße Überwachung der Stromversorgung 11 der tragbaren Fernbedieneinheit 1 kann die Betriebssicherheit dieser batteriebetriebenen Einrichtung zuverlässig gewährlei­ stet werden. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet durch einen kleinen Raumbedarf und darüber hinaus einen einfachen Aufbau aus. Sie läßt sich im Prinzip in vorteilhafter Weise in jede Art von tragbarem Fernbediensystem integrieren.

Claims (6)

1. Stromversorgung (11) für eine tragbaren Fernbedienein­ heit (1), die mit einer Funktionseinheit (2) über eine Daten­ kommunikationsstrecke (3) in Verbindung steht, mit
wenigstens zwei galvanischen Elementen (111, 112),
einer Schalteinrichtung (113), die mit den zwei galvani­ schen Elementen verbunden ist, um diese Elemente wechselweise mit elektrischen Verbrauchern (12) der tragbaren Fernbedien­ einheit (1) zu verbinden, und
einer Überwachungseinrichtung (114), die laufend den La­ dezustand des ersten galvanischen Elements, das mit den elek­ trischen Verbrauchern (12) der tragbaren Fernbedieneinheit (1) verbunden ist, bestimmt, mit einem unteren Betriebs­ schwellenwert vergleicht und beim Unterschreiten des unteren Betriebsschwellenwerts die Schalteinrichtung (113) so ansteu­ ert, daß vom ersten galvanischen Element auf das zweite gal­ vanische Element umgeschaltet wird.

2. Stromversorgung gemäß Anspruch 1, wobei die Überwa­ chungseinrichtung (114) beim Unterschreiten des unteren Be­ triebsschwellenwerts bei dem galvanischen Element, das mit den elektrischen Verbrauchern (12) der tragbaren Fernbedien­ einheit (1) verbunden ist, ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgibt.

3. Stromversorgung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das eine galvanische Element eine Primärzelle und das andere galvani­ sche Element eine Sekundärzelle ist und die Überwachungsein­ richtung (114) laufend den Ladezustand der Sekundärzelle be­ stimmt, mit einem oberen Betriebsschwellenwert der Sekundär­ zelle vergleicht und beim Überschreiten des oberen Betriebs­ schwellenwerts die Schalteinrichtung (113) so ansteuert, daß die elektrischen Verbraucher (12) der Fernbedieneinheit (1) mit der Sekundärzelle verbunden werden.

4. Stromversorgung nach Anspruch 3, wobei die Überwachungs­ einrichtung (114) beim Unterschreiten des unteren Betriebs­ schwellenwerts für den Ladezustand der Sekundärzelle, ein Si­ gnal ausgibt, das anzeigt, daß die Sekundärzelle aufzuladen ist.

5. Stromversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Überwachungseinrichtung (114) weiter laufend den Gesamt­ ladezustand beider galvanischen Elemente (111, 112) bestimmt, mit einem unteren Gesamtbetriebsschwellenwert, der größer ist als der untere Betriebsschwellenwert der einzelnen galvani­ schen Elemente, vergleicht und beim Unterschreiten des unte­ ren Gesamtbetriebsschwellenwerts ein optisches und/oder aku­ stisches Warnsignal ausgeht.

6. Fernbediensystem mit einer tragbaren Fernbedieneinheit (1) und einer Funktionseinheit (2), die miteinander über eine Datenkommunikationsstrecke (3) in Verbindung stehen,
wobei die tragbaren Fernbedieneinheit (1) eine Stromver­ sorgung (11) mit wenigstens zwei galvanischen Elementen (111, 112), einer Schalteinrichtung (113), die mit den zwei galva­ nischen Elementen verbunden ist, um diese Elemente wechsel­ weise mit elektrischen Verbrauchern (12) der tragbaren Fern­ bedieneinheit zu verbinden, und einer Überwachungseinrichtung (114), die laufenden den Ladezustand des ersten galvanischen Elements, das mit den elektrischen Verbrauchern der tragbaren Fernbedieneinheit verbunden ist, bestimmt, mit einem unteren Betriebsschwellenwert vergleicht und beim Unterschreiten des unteren Betriebsschwellenwerts die Schalteinrichtung so an­ steuert, daß vom ersten galvanischen Element auf das zweite galvanische Element umgeschaltet wird, und eine Sendeelektro­ nik (121), die von der Überwachungseinrichtung (114) so ange­ steuert wird, daß ein Signal über die Datenkommunikations­ strecke (3) zur Funktionseinheit (2) übertragen wird, wenn die Überwachungseinrichtung (114) feststellt, daß der untere Betriebsschwellenwert des ersten galvanischen Elements, das mit dem elektrischen Verbrauchern (12) verbunden ist, unter­ schritten wird, aufweist, und
wobei die Funktionseinheit (2) eine Anzeigeeinrichtung (27) aufweist, die bei Empfang des Signals von der tragbaren Fernbedieneinheit (1) anzeigt, daß das erste galvanische Ele­ ment entladen ist.