DE68914503T2

DE68914503T2 - Passives schlüsselloses Eingangssystem.

Info

Publication number: DE68914503T2
Application number: DE68914503T
Authority: DE
Inventors: Daniel George Douglas; Keith Douglas Fraley; Lee Herman Gilbert; Richard Edgar Kiefer; Thomas Joseph Waraksa
Original assignee: Lectron Products Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: US5319364A; DE68914503D1; EP0343619A2; US4942393A; EP0343619B1; CA1336722C; EP0343619A3; US5515036A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische, schlüssellose Zugangssysteme und insbesondere ein passives, schlüsselloses Zugangssystem, das insbesondere dazu angepaßt ist, bei selbstfahrenden Fahrzeugen verwendet zu werden.
Als sie zuerst eingeführt wurden, umfaßten schlüssellose Zugangssysteme für Autos typischerweise ein auf dem äußeren Türpanel des Fahrzeuges angeordnetes numerisches Tastenfeld. Der Bediener gab auf dem Tastenfeld einen eindeutigen, mehrstelligen Code ein, um das Fahrzeug automatisch aufzuschließen oder abzuschließen. Kürzlich wurden verfeinerte schlüssellose Zugangssysteme für Fahrzeuge vorgeschlagen, die einen von dem Bediener getragenen, tragbaren Fernsteuersender sowie einen in dem Fahrzeug angeordneten Empfänger verwenden, der dazu ausgelegt ist, das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Detektion eines von dem Sender empfangenen codierten Hochfrequenzsignales oder codierten optischen Signales aufzuschließen. Derartige Systeme erfordern es, daß der Bediener einen Knopf oder Schalter auf dem Sender betätigt, um die Übertragung auszulösen, was dem Betrieb eines üblichen, automatischen Garagentoröffners entspricht, um die Batterielebensdauer zu erhalten und unbeabsichtigte Betätigung zu verhindern.
Obwohl sie leichter zu bedienen sind als die schlüssellosen Zugangssysteme vom Tastenfeld-Typ, erfordern es die letzteren Systeme vom Sender/Empfänger-Typ nichtsdestoweniger, daß der Bediener den Sender physisch ausfindig macht und einen Knopf betätigt, um das Fahrzeug aufzuschließen. Dementsprechend ist der von einem derartigen System bereitgestellte Vorteil gegenüber einer üblichen Schlüssel- und Schloß-Anordnung nicht merklich vergrößert worden.
Obwohl andere Arten von "schlüssellosen" Zugangssystemen bekannt sind und gegenwärtig bei anderen Anwendungen eingesetzt werden, sind diese Systeme darüber hinaus aus verschiedenen Gründen ganz allgemein nicht zur Verwendung bei Autos geeignet. Dies umfaßt Systeme, die magnetische Kartenleser verwenden, Systeme vom Typ Abfrage-/Antwortsender sowie übliche automatische Garagentoröffner. Ein System vom Magnetkartentyp ist möglicherweise zur Verwendung bei Autos anpaßbar, liefert jedoch nur einen geringen zusätzlichen Vorteil, um die Ausgabe zu rechtfertigen. Obwohl sie dazu anpaßbar sind, daß sie auf völlig passive Weise arbeiten, sind Systeme vom Typ Abfrage-/Antwort- Sender komplexer und daher kostspieliger, außerdem weisen sie ein Problem hinsichtlich des Leistungsverbrauches auf, da der Abfragesender dafür zu jeder Zeit eingeschaltet sein und abfragen muß. Darüber hinaus muß der Antwortsender in derartigen Systemen dazu in der Lage sein, Daten sowohl zu empfangen als auch auszusenden, was die Kosten erhöht. Obwohl es so scheint, daß sie eine ähnliche Technologie verwenden, haben automatische Garagentorsysteme schließlich merklich verschiedene Betriebsanforderungen, die zu merklich unterschiedlichen Schaltungsentwurfen führen. Ein schlüsselloses Zugangssystem für Autos muß insbesondere ein Maß an Rauschunempfindlichkeit und Signalunterscheidung aufweisen, das merklich größer ist als das für einen automatischen Garagentoröffner erforderliche. Dies folgt aus mehreren Faktoren, zu denen die vielen verschiedenen Umgebungen, in denen sich die Fahrzeuge befinden können, die größere Anzahl von Fahrzeugen, die mit vergleichbaren Systemen ausgerüstet sein können, sowie die Tatsache zählen, daß große Mengen an Fahrzeugen häufig sehr dicht beieinander abgestellt werden, wie es z. B. auf Parkplätzen der Fall ist. Darüber hinaus erfordern es automatische Garagentorsysteme, daß der Bediener einen Sender betätigt, sie sind daher nicht völlig passiv. Außerdem haben Systeme vom Typ Gargentoröffner einen merklichen Betriebsbereich und können daher möglicherweise eine Funktion aktivieren, wie z. B. den Kofferraum des Fahrzeuges aufschließen, wenn der Bediener sich in einer bestimmten Entfernung zu dem Fahrzeug befindet und es nicht bemerkt, daß der Kofferraum geöffnet wurde.
Ein für ein Fahrzeug vorgesehenes schlüsselloses Zugangssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der EP-A-0 214 745 bekannt. Das bekannte System verwendet einen Schalter auf der Bake, um eine vorbestimmte Funktion des Fahrzeuges zu aktivieren.
Ein weiteres schlüsselloses Zugangssystem für ein Fahrzeug ist in der US-A-4 719 460 offenbart. Dieses bekannte System umfaßt einen Sender, der ein Hochfrequenzsignal erzeugt, das für einen voreingestellten, eindeutigen Code kennzeichnend ist, sowie ein Steuergerät, das das Hochfrequenzsignal empfängt und eine gewünschte Aufschließ- oder Abschließoperation durchführt, wenn der Code von dem Sender zu dem voreingestellten Code paßt. Ein manueller Schalter ist vorgesehen, um den Sender zu veranlassen, das den Code kennzeichnende Hochfrequenzsignal zu dem Steuergerät auszusenden.
Dementsprechend ist es die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein völlig passives, schlüsselloses Zugangssystem zu schaffen, das insbesondere dazu angepaßt ist, bei selbstfahrenden Fahrzeugen verwendet zu werden.
Es ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein schlüsselloses Autozugangssystem zu schaffen, das dazu angepaßt ist, das Fahrzeug automatisch aufzuschließen, wenn sich der Bediener dem Fahrzeug nähert.
Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein passives, schlüsselloses Zugangssystem mit einer Bake/einem Sender zu schaffen, wobei das System von extrem geringer Größe ist und einen Bewegungsssensorschalter umfaßt, der den Sender in der Bake automatisch aktiviert, wann immer eine Bewegung der Bake gemessen wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein passives, schlüsselloses Zugangssystem zu schaffen, das eine elektronische Schaltung verwendet, die es dem System erlaubt, im Mikroleistungsbereich zu arbeiten, wenn es in seinem ruhenden Zustand ist.
Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein passives, schlüsselloses Zugangssystem mit einem akzeptablen Betriebsbereich zwischen der Bake und dem Empfänger zu schaffen, während für eine projektierte Batterielebensdauer der Bake von über einem Jahr gesorgt wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein passives, schlüsselloses Zugangssystem zu schaffen, das Techniken für die Signalübertragung und -codierung verwendet, die für ein hohes Maß an Rauschunempfindlichkeit und Signalunterscheidung sorgen.
Es ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein passives, schlüsselloses Zugangssystem zu schaffen, das zuverlässig und dennoch relativ preiswert zu fertigen ist.
Das passive, schlüssellose Zugangssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt allgemein drei grundlegende Komponenten: Einen Sender oder eine Bake, einen Empfänger/ein Steuergerät sowie eine Empfangsantenne. Die Bake, die klein genug ist, um an einer Schlüsselkette befestigt zu werden, wird von dem Bediener getragen und beinhaltet einen Bewegungssensor, der dazu verwendet wird, den Sendeteil der Bake mit Energie zu versorgen. Der Sender in der Bake ist dazu angepaßt, ein codiertes Hochfrequenzsignal auszusenden, das sowohl Identifikations- und Funktionsinformationen als auch einen Fehlerkorrekturcode enthält. Die Bake ist so ausgelegt, daß sie solange fortfährt, ihr codiertes Signal wiederholt auszusenden, bis für eine bestimmte Zeitdauer keine Bewegung detektiert wird. Der Bewegungssensor dient folglich dazu, die Batterielebensdauer der Bake zu verlängern, er ermöglicht es dem vorliegenden System, auf völlig passive Weise zu funktionieren.
Die Empfangsantenne umfaßt eine einfache Drahtspule, die so aufgewickelt ist, daß sie bei der ausgesendeten Frequenz der Bake empfindlich ist. Die Antenne ist so an einer Stelle an dem Fahrzeug angeordnet, daß die Wirksamkeit des Systemes optimiert wird. Es wurde gefunden, daß es wünschenswert ist, das System so anzupassen, daß der Empfänger/das Steuergerät auf das Signal von der Bake anspricht, wenn die Bake in einen Bereich von 3 - 6 Fuß zu dem Fahrzeug gelangt.
Der Empfänger/das Steuergerät ist innerhalb des Fahrzeuges montiert und dazu angepaßt, mit der negativ geerdeten 12 Volt Batterie des Fahrzeuges zu arbeiten. Der Empfänger/das Steuergerät ist dazu ausgelegt, bei Empfang eines Hochfrequenzsignales von der Antenne das codierte Hochfrequenzsignal zu verarbeiten und die darin enthaltenen seriellen Daten zu bewerten. Wenn das Signal als gültig erkannt wird, öffnet der Empfänger/das Steuergerät automatisch die Fahrzeugtür auf der Fahrerseite.
Wahlweise kann die Bake mit Funktionsschaltern ausgerüstet werden, die den in dem Hochfrequenzsignal enthaltenen Funktionscode verändern, wenn sie von dem Bediener gedrückt werden, und so den Empfänger/das Steuergerät anweisen, den Kofferraum des Fahrzeuges zu öffnen und/oder anderen Funktionen auszuführen. Darüber hinaus ist der Empfänger/das Steuergerät in dem vorliegenden System dazu ausgelegt, die Fahrzeugtüren automatisch abzuschließen, wenn der Bediener das Fahrzeug verläßt und die Bake aus dem Bereich des Empfängers/Steuergerätes herausträgt, wobei der richtige Zustand der Zündung und der Türzargenschalter vorausgesetzt ist.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung, die sich auf die Zeichnung bezieht, in der:
Fig. 1 eine diagrammartige Ansicht ist, die die bevorzugte Anwendung der vorliegenden Erfindung illustriert;
Fig. 2 eine teilweise weggeschnittene Ansicht der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Empfangsantenne ist;
Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Miller-Codiertechnik illustriert;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Bake/des Empfängers der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 ein Schaltdiagramm der in Fig. 4 gezeigten Bake bzw. des Empfängers ist;
Fig. 6 ein Blockdiagramm der in Fig. 5 gezeigten Bake bzw. des Empfängers ist;
Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die durch das in Fig. 6 gezeigte Zeitablaufsteuergerät 54 erzeugten verschiedenen Signale illustriert;
Fig. 8 ein Blockdiagramm eines linearen Schieberegisters mit Np Stufen ist, das verwendet wird, um das in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Fehlerkorrekturcode-Polynom zu erzeugen;
Fig. 9 eine diagrammartige Ansicht der Schritte ist, die verwendet werden, um den ausgesendeten Bakencode zu erzeugen;
Fig. 10 ein detailliertes Schaltdiagramm der Antennentreiberschaltung 66 aus Fig. 6 ist;
Fig. 11 ein kombiniertes Zeitablauf- und Schaltungsdiagramm ist, das die Art und Weise illustriert, wie das bipolare Treibersignal erzeugt wird;
Fig. 12 ein Signaldiagramm ist, das die Wellenform des resultierenden bipolaren Treibersignales illustriert, das der Bakenantenne zugeführt wird;
Figuren 13a - 13c Schaltungsdiagramme des Empfängers/Steuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
Fig. 14 ein Blockdiagramm der bipolaren Eingangsschaltung sowie der kundenspezifischen, digitalen integrierten Schaltungen zur Datendetektion ist, die in dem Empfänger/Steuergerät verwendet werden;
Fig. 15 ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 14 gezeigten Taktgeneratorschaltung ist;
Fig. 16 ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 14 gezeigten Trägersynchronisierschaltung ist;
Fig. 17 ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 14 gezeigten Verriegelungsdetektorschaltung ist;
Fig. 18 ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 14 gezeigten Datenextraktionsschaltung ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine diagrammartige Ansicht gezeigt, die die Anwendung der vorliegenden Erfindung als Zugangssystem für ein Automobil 10 illustriert. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Bake (verborgen) dazu angepaßt, von dem Fahrer 12 getragen zu werden, außerdem spricht sie auf die Bewegung an, die erzeugt wird, wenn der Fahrer läuft, um den Sendeteil der Bake mit Energie zu versorgen. Wenn er mit Energie versorgt ist, sendet der Sendeteil der Bake kontinuierlich ein codiertes Hochfrequenzsignal aus, das Identifikations- und Funktionsdaten sowie einen Fehlerkorrekturcode umfaßt. Wenn der Fahrer in den Bereich des Fahrzeuges gelangt - in dem bevorzugten Ausführungsbeiepiel in den Bereich von ungefähr 3 Fuß - koppelt die an dem Fahrzeug angeordnete Empfangsantenne (ebenfalls verborgen) die ausgesendete Bakenergie magnetisch in den Empfänger/das Steuergerät. Die Antenne 14 (Fig. 2) ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in der B-Säule 16 des Fahrzeuges angeordnet, da experimentell bestimmt wurde, daß diese Anordnung die günstigsten Ergebnisse erzeugt. Es wurde jedoch gefunden, daß andere Stellen auf dem Fahrzeug akzeptabel sind. Darüber hinaus ist es im Hinblick auf die magnetische Kopplung zwischen der Bake und dem Empfänger möglich, das Feld der Antenne durch geeignete Plazierung, Orientierung und Konfiguration der Antenne zu steuern, und auf diese Weise eine Bedeckung in ausgewählten Bereichen zu schaffen, wie z. B. in der Nähe des Kofferraumdeckels oder des Türgriffs auf der Fahrerseite.
Der Empfänger/das Steuergerät, der bzw. das in dem Fahrzeug angeordnet ist, ist dazu angepaßt, das von der Antenne empfangene codierte Hochfrequenzsignal zu verarbeiten und die geforderte Funktion auszuführen, falls der Identifikations-Code als "gültig" bestimmt wurde, wobei ein "gültiger" Code dem Code entspricht, der zuvor in dem Empfänger/Steuergerät gespeichert wurde. Wahlweise kann die Bake mit einem oder mehreren Eingabeschaltern versehen werden, die dazu verwendet werden können, bis zu sechzehn verschiedene Funktionscodes zu übertragen, um zusätzlich zu dem Aufschließen der Fahrerseitentür verschiedene Funktionen zu steuern, wie z. B. das Aufschließen des Kofferraumes, das Einschalten der Innenlichter etc. Wenn keiner der Funktionsschalter gedrückt ist, ist der Empfänger/das Steuergerät jedoch vorzugsweise dazu ausgelegt, den Standardfunktionscode als ein Kommando zum Aufschließen der Fahrerseitentür des Fahrzeuges zu interpretieren. Alternativ kann die "standardmäßig eingestellte" Funktion des Systemes so ausgewählt werden, daß alle Türen des Fahrzeuges aufgeschlossen werden oder daß jede beliebige andere Funktion ausgeführt wird, die von dem Automobilhersteller gewünscht wird. Darüber hinaus ist das System dazu angepaßt, auf die Bedingung zu reagieren, bei der der Fahrer das Fahrzeug verläßt, indem automatisch alle Türen des Fahrzeuges verschlossen werden, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist, seitdem das Bakensignal zu schwach zum Empfang wurde.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist eine teilweise weggeschnittene Ansicht der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendeten Empfangsantenne 14 gezeigt. Die Antenne 14 umfaßt lediglich einen einzigen Draht, wie z. B. einen Magnetdraht der Stärke 34, der mit der Anzahl von Windungen aufgewickelt ist, wie es bei 18 gezeigt ist, die erforderlich ist, um für die gewünschte Induktivität zu sorgen. Vorzugsweise ist der Magnetdraht um eine stabile Form gewickelt, um die Gestalt der Antenne steif zu halten, so daß die Induktivität der Antenne nicht variiert. Ein Plastikschild 20 kann zum Schutz über der Drahtspule 18 angeordnet werden. Obwohl die Zeichnung die Antenne mit kreisförmiger Gestalt zeigt, können andere Konfigurationen (z. B. rechtwinklig) verwendet werden, um Platzbeschränkungen an dem gewünschten Montageort Rechnung zu tragen. Darüber hinaus kann es wünschenswert sein, zu elektrischen Abschirmungszwecken einen zweiten, geerdeten Draht zu der Spule hinzuzufügen, um die Wirksamkeit der Antenne zu verbessern. Dies erhöht jedoch auch die Kosten der Antenne.

Kommunikationskanal

Um die Batterieleistung der Bake und der Fahrzeugbatterie zu erhalten, ist die Sendefrequenz in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel so ausgewählt, daß sie bei relativ niedrigen 98,3 kHz liegt. Die Frequenz des Sendesignales befindet sich daher merklich oberhalb des meisten des niederfrequenten Rauschens, das von einem Automobil ausgeht, und die fünfte Harmonische der Sendefrequenz befindet sich immer noch unterhalb des AM- Radiobandes. Dementsprechend wird Interferenz mit AM-Hochfrequenzsignalen vermieden. Wie beschrieben umfaßt die Bakenantenne eine Drahtspule, die auf die ausgewählte Trägerfrequenz abgestimmt ist. Die Antenne erzeugt ein magnetisches Feld, das an die Drahtspule koppelt, die als Empfangsantenne verwendet wird. Die durch den Empfang eines Signales bei der Trägerfrequenz erzeugte Veränderung im Fluß generiert eine Spannung über den Anschlüssen der Empfangsantenne. Wenn die Bake in der Mitte der Empfangsantenne angeordnet ist, kann die sich ergebende Spannung so hoch sein, daß sie 2 Volt von Spitze zu Spitze beträgt. Wenn sich die Bake jedoch wenige Fuß von der Mitte der Empfangsantenne wegbewegt, kann die Spannung auf weniger als 15 Mikrovolt von Spitze zu Spitze abfallen. Diese große Veränderung im Signalpegel zählt zu einer der wichtigsten Randbedingungen bei der Auswahl einer geeigneten Kommunikationskanalarchitektur.
Obwohl viele verschiedene Typen von Trägermodulationsarten verwendet werden können, zu denen Frequenzumtastung, Amplitudenumtastung, etc. zählen, wurde für das bevorzugte Ausführungsbeispiel die Phasenumtastung ("PSK") ausgewählt. Bei der PSK- Codierung bleibt die Frequenz dieselbe, aber die Phase wird um exakt 180º verschoben, um eine logische "1" von einer logischen "0" zu unterscheiden. Diese Methode verwendet eine minimale Bandbreite und ist in dem Sender sehr leicht zu implementieren. PSK-Codierung kann insbesondere erreicht werden, wenn ein Exklusiv-Oder-Gatter verwendet wird, wobei die Trägerfrequenz einem Eingang zugeführt und das Datensignal an den anderen angelegt wird. Ein zusätzlicher Vorteil von PSK-Codierung ist die Wirksamkeit bezüglich der Energie. Genauer gesagt verwendet PSK-Codierung die gesamte übertragene Energie für die Information, wobei keine Energie gesondert aufgewandt wird, um einen Träger zu erzeugen. Darüber hinaus kann die im Eingangskreis stattfindende Signalverarbeitung bei PSK-Codierung in dem Empfänger unter Verwendung eines Begrenzers anstatt einer Schaltung zur automatischen Verstärkungssteuerung bewirkt werden. Da die PSK-Codierung bezüglich der Phase definiert ist, wird das empfangene Signal folglich nicht leiden, wenn es durch einen Begrenzer hindurchgeht. Der primäre Nachteil von PSK-Codierung liegt auf der anderen Seite darin, daß der Träger in dem Empfänger erzeugt und folglich der Empfänger mit dem codierten übertragenen Signal geeignet synchronisiert werden muß.

Fehlerkorrekturcode

Obwohl die Verwendung von vielen verschiedenen Codierverfahren möglich ist, verwendet das bevorzugte Ausführungsbeispiel des vorliegenden schlüssellosen Zugangssystemes ein Codierverfahren, das einen Fehlerkorrekturcode einsetzt, um die Systemwirksamkeit zu verbessern. Die Verwendung eines Fehlerkorrekturcodes erlaubt es dem System insbesondere, eine codierte Übertragung zu empfangen, die teilweise durch Rauschen verändert sein kann. Dies verbessert die Wirksamkeit beim Empfang und die Antwortzeit des Systemes. Darüber hinaus führt die Verwendung von Fehlerkorrekturcodes zu einer Reduzierung von falschen Detektionen. Eine falsche Detektion geschieht immer dann, wenn der Empfänger/das Steuergerät die Detektion eines gültigen Baken- Schlüsselcodes anzeigt, obwohl der gültige Code nicht übertragen wurde. Dies kann infolge von statistischem Rauschen oder der Anwesenheit einer anderen Bake mit einem gleichen Code geschehen, der unrichtigerweise in einen gültigen Code decodiert wurde.
Das in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Codierverfahren umfaßt einen 48-Bit-Code mit zwei Wiederholungen. Die ersten vier Bits in der codierten Übertragung umfassen vorausgewählte Synchronisationsbits, die acht Übergänge erzeugen, die unter dem Miller-Code nicht zulässig sind. Den vier SYNC-Bits folgt ein FUNKTIONS-Code von 4 Bits und ein IDENTIFIKATIONS-Code von 20 Bits. Ein Fehlerkorrekturcode ("ECC") von 24 Bits wird dann zu den 24 Bits von FUNKTIONS- und IDENTIFIKATIONS-Code hinzugefügt. Wie es vorher erwähnt wurde, sorgt der 4-Bit- FUNKTIONS-Code für bis zu sechzehn verschiedene FUNTIONS-Codes, um wahlweise je nach Wunsch die Aktivierung von zusätzlichen Funktionen zu steuern, wie z. B. das Aufschließen des Kofferraumes, das Aufschließen aller Türen, das Einschalten von Innenlichtern, etc. Darüber hinaus ist zu erkennen, daß der 20-Bit-IDENTIFIKATIONS-Code mehr als eine Million verschiedene ID-Codes bereitstellt, wodurch die Wahrscheinlichkeit, daß zwei Baken mit demselben ID-Code in derselben Umgebung zur selben Zeit vorhanden sind, merklich reduziert wird.
Weil das SYNC-Bit-Muster der einzige Mechanismus ist, den der Empfänger/das Steuergerät für die Zwecke der Miller-Decodierung und Extraktion der Datenbits auf die Daten zu synchronisieren hat, ist es möglich, daß Rauschen ein Muster erzeugt, das den Empfänger/das Steuergerät veranlaßt, an der falschen Stelle mit dem Lesen eines Codeworts zu beginnen. Darüber hinaus liegt es in der Natur von zyklischen Codes, daß jede verschobene Version eines zulässigen Codewortes selbst ein zulässiges Codewort ist. Das unzulässig synchronisierte Codewort könnte daher ein gültiges Codewort für ein anderes Fahrzeug werden und folglich ein unzulässiges Aufschließen einer Tür oder eine unzulässige Aktivierung einer anderen Funktion bewirken. Um dieses Problem zu überwinden, verwendet das Codierungsverfahren in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Anti-Slip-Muster, das dem 48-Bit-Codewort überlagert wird, wodurch ein unzulässiges synchronisiertes Codewort auf anderen Fahrzeugen ungültig gemacht wird. Genauer gesagt wird das FUNKTIONS-, IDENTIFIKATIONS- und ECC-Codewort von 48 Bits über eine Exklusiv-Oder-Verbindung mit einem vorbestimmten Anti-Slip-Muster von 48 Bits verknüpft. Die resultierende Ausgabe aus dem Exklusiv-Oder-Gatter wird dann einem Miller-Codierer zugeführt, der das endgültige, codierte übertragene Wort erzeugt.
Der Grund für die Verwendung der Miller-Codiertechnik ist der folgende. Eine der Charakteristiken von PSK-Codierung ist die Mehrdeutigkeit an dem Empfänger. Dies ergibt sich aus der exakten Phasenverschiebung um 180 Grad. Da das für eine digitale "1" empfangene Signal im wesentlichen das Negativ des für eine digitale "0" übertragenen Signales ist, ist es unmöglich, das eine von dem anderen ohne einige Vorkenntnisse zu unterscheiden. Dieses Problem wird effektiv durch Verwendung eines flankenempfindlichen Datencodierverfahrens beseitigt, wie z. B. der Miller-Codierung, die für das vorliegende schlüssellose Zugangssystem ausgewählt wurde. Wenn eine logische "1" übertragen wird, erfolgt bei der Miller-Codierung jeweils in der Mitte der Bitzelle ein Übergang. Wenn eine logische "0" übertragen wird, erfolgt ein Übergang zu Beginn der Bitzelle nur dann, wenn das zuvor übertragene Bit ebenfalls eine logische "0" war. Anderenfalls erfolgt kein Übergang. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Miller-Codierung verwendet, weil sie sowohl bei dem Sender als auch bei dem Empfänger/Steuergerät relativ einfach zu implementieren ist.
Die Miller-Codierung wird durch die folgende Tabelle definiert:
wobei:
n eine ganze Zahl von 0.. letztes n ist.
Dn-1 das zuvor übertragene Datenbit ist.
Wenn n = 0 ist, ist Dn-1 definitionsgemäß 1.
Dn das aktuelle Datenbit ist.
TD2n das erste von zwei Übergangsbits für jedes Datenbit ist.
wobei
1 eine Änderung in dem Zustand des codierten Datensignales anzeigt und
0 anzeigt, daß keine Änderung vorliegt.
TD2n+1 das zweite von zwei Übergangsbits für jedes Datenbit ist.
wobei
1 eine Änderung in dem Zustand des codierten Datensignales anzeigt und
0 anzeigt, daß keine Änderung stattgefunden hat.
Die Miller-Codiertabelle ist für leichte Bezugnahme in Fig. 3 dargestellt.
Wie es vorstehend bemerkt wurde, ist es erforderlich, daß der Empfänger den Beginn des codierten Übertragungswortes identifiziert, wobei zu diesem Zweck an den Anfang des Codewortes ein SYNC-Muster von 4 Bits angefügt wurde, das ein unzulässiges Muster für Miller-Codierung darstellt. Wegen dieser unzulässigen Natur des SYNC-Musters kann es durch den Empfänger zu jeder Zeit von einem Codewort unterschieden werden. Das in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete SYNC-Muster ist durch die Übergangsreihe 01000001 definiert, wobei "1" eine Veränderung in dem Zustand des codierten Datensignales und "0" keine Veränderung anzeigt.
Darüber hinaus ist zu erkennen, daß der Empfänger/das Kontrollgerät das durch den Datenkanal kommende Signal in einzelne Bits auftrennen muß. Da die Bits über der Zeit voneinander getrennt sind, erfordert dies einen Takt. Die bevorzugte Lösung für dieses Problem ist ein selbst-taktender Code. Ein selbst-taktender Code ist durch eine vernünftige Anzahl von Übergängen gekennzeichnet, die bezogen auf die Datenbits gut definiert sind. Es ist daher zu erkennen, daß die Verwendung der Miller-Codierung ebenfalls die Forderung nach einem selbst-taktenden Code erfüllt, da die Miller-Codierung das Vorhandensein einer vernünftigen Anzahl von Übergängen in dem übertragenen codierten Wort sicherstellt.

Bake/Sender

Unter nunmehriger Bezugnahme auf Fig. 4 ist dort eine perspektivische Ansicht der Bake/des Senders 24 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Bake in ein relativ kleines, im wesentlichen rechtwinkliges Gehäuse 26 von ungefähr 2 Zoll mal 1,5 Zoll mal 0,5 Zoll Größe und mit einer Öffnung 28 gepackt, um die Bake einfach an einer Schlüsselkette befestigen zu können. Die in Fig. 4 dargestellte Bake 24 umfaßt zwei manuell betätigbare Schalter 30 und 32, die so wirken, daß sie den Kofferraum des Fahrzeuges und die Passagiertüren aufschließen bzw. entriegeln. Wie es vorher angedeutet wurde, kann die Bake alternativ mit zusätzlichen Funktionsschaltern ausgerüstet sein, um die selektive Betätigung von zusätzlichen Funktionen zu steuern, wie z. B. das Einschalten der Innenlichter des Fahrzeuges. Wie es vorher ebenfalls erwähnt wurde, ist die Bake in dem standardmäßigen Betriebszustand, in dem keiner der Funktionsschalter gedrückt ist, dazu eingerichtet, den Funktionscode "entriegle Tür auf der Fahrerseite" zu übertragen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf Fig. 5 ist ein Schaltdiagramm der Bake/des Senders 24 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Bakenschaltung eine einzige, kundenspezifische integrierte Schaltung 40, eine Batterie 42, eine als Sendeantenne L1 wirkende Drahtspule, einen Bewegungsdetektor 44, einen Quarzkristall 46 sowie die beiden Funktionsschalter 30 und 32, wobei alles auf einer gedruckten Schaltungskarte montiert ist. Die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Batterie 42 ist eine übliche 3 Volt Litium- Mangan-Dioxid-Uhrenbatterie. Gleichfalls umfaßt der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Quarzkristall 46 einen üblichen 32,768 kHz Uhrenkristall, der verwendet wird, um die Betriebsfrequenz der Bake zu steuern. Insbesondere wird die in der dritten Harmonischen des Kristallfrequenzsignales enthaltene Energie in dem Antennentreiber verwendet. Die Bakenantenne L1 besteht aus einer Drahtspule und einem Abstimmkondensator C1, deren Werte auf die dritte Harmonische von 98,304 kHz abgestimmt sind. Der Bewegungsdetektor 44 ist eine Vorrichtung, die auf sehr geringe Bewegungen anspricht und dazu ausgelegt ist, kontinuierlich und periodisch wiederholend an- und auszugehen, wenn Bewegung gemessen wird. Darüber hinaus ist der bevorzugte Bewegungsdetektor gleichmäßig empfindlich für Bewegung in jeder beliebigen Ausrichtung der Bake. Ein zur Verwendung in der vorliegenden Anmeldung geeigneter Bewegungsdetektor ist in der parallel anhängigen europäischen Patentanmeldung mit dem Titel "Motion Sensing Switch" und der Serien-Nr. 89 104 241.8 offenbart, die am 10. März 1989 eingereicht, am 29.11.1989 als EP-A-0 343 328 veröffentlicht und auf den Inhaber der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde.
Ein Blockdiagramm der Bake/des Senders 24 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Das Signal von dem Bewegungsmeßschalter 44 wird einer Bewegungsdetektor- und Oszillatorfreigabe-Schaltung 50 zugeführt. Diese Interface-Schaltung 50 ist immer aktiv und dazu ausgelegt, den Zustand des Bewegungsmeßschalters 44 zu überwachen und an seinem Ausgang 51 ein zeitlich eingeteiltes Oszillatorfreigabesignal zu erzeugen, wann immer eine Veränderung in dem Zustand des Bewegungsmeßschalters 44 detektiert wird. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt das zeitlich eingeteilte Oszillatorfreigabesignal einen Puls von 26 Sekunden. Wenn weiterhin Bewegung detektiert wird, werden aufeinanderfolgende Freigabesignale erzeugt werden, so daß das Oszillatorfreigabesignal auf Leitung 51 26 Sekunden nachdem sämtliche Bewegung der Bake aufgehört hat endet. Um Batterielebensdauer zu sparen, ist die Bewegungsdetektor- und Oszillatorfreigabe-Schaltung 50 die einzige Schaltung, die zu jeder Zeit aktiv bleibt.
In Abhängigkeit von dem Oszillatorfreigabesignal auf Leitung 51 wird die Oszillatorschaltung 52 aktiviert, um an ihrem Ausgang das 32,768 kHz Kristalltaktsignal ("XTAL") zu erzeugen. Das 32,768 kHz Kristalltaktsignal wird einer Zeitablaufsteuerschaltung 54 zugeführt, die dazu angepaßt ist, die verschiedenen Zeitablaufsignale zu erzeugen, die für die Erzeugung des Codewortes, das Initialisieren der verschiedenen Schaltungen sowie die Ablaufsteuerung verwendet werden. Die an dem Ausgang der Zeitablaufsteuerung 54 erzeugten verschiedenen Zeitablaufsignale sind in dem in Fig. 7 gezeigten Zeitablaufdiagramm illustriert. Insbesondere werden an den Ausgabeleitungen für die Takte [0 - 2] die Taktsignale XTAL geteilt durch 16 und XTAL geteilt durch 32 erzeugt; die dem Codewort von 48 Bits plus den vier SYNC-Bits entsprechende Zustandszählung 0 - 51 wird auf den Ausgangsleitungen für die Zustandszählung [0 - 5] erzeugt; und die Signale Parität, Miller, FUNKTION und IDENTIFIKATION werden an den Ausgangsleitungen für die Steuerung [0 - 3] erzeugt. Die Ausgangsleitung für den Zustand [0 - 1] wird dem Generator 64 für codierte Daten zugeführt und liefert einen SYNC-Puls oder einen Ende-der-Nachricht-Puls an dem Ende eines jeden kompletten Zyklus.
Es ist gezeigt, daß eine Entprellschaltung 56 mit vier Funktionsschaltern verbunden ist, obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel hier nur zwei Funktionsschalter 32 und 33 verwendet, wie es vorstehend erwähnt wurde. Die vier Ausgänge von der Entprellschaltung 56 sind mit der Nachrichtengeneratorschaltung 58 verbunden, die den Inhalt der IDENTIFIKATIONS- und FUNKTIONS- Information steuert, die an dem Ausgang NACHRICHT erzeugt wird. Der Status der vier Funktionseingänge bestimmt den Inhalt des FUNKTIONS-Codes von 4 Bits. Der IDENTIFIKATIONS-Code von 20 Bits wird auf der anderen Seite während des Fertigungsschrittes eingestellt, indem die 20 Eingangsleitungen (ID0 - ID19) in den Nachrichtengenerator 58 mit vorverdrahteten Drahtbrücken mit Schmelzsicherung oder einem vorprogrammierten EEPROM-Speicher verbunden werden. Der NACHRICHTEN-Ausgang des Nachrichtengenerators 58 umfaßt ein serielles Ausgangssignal, das dem Fehlerkorrekturcode (ECC)-Codierer 60 zugeführt wird. Der ECC- Codierer 60 ist dazu angepaßt, basierend auf dem Inhalt des von dem Nachrichtengenerator 58 empfangenen NACHRICHTEN-Codes einen Fehlerkorrekturcode von 24 Bits zu erzeugen.
Die Paritätsbits oder der Fehlerkorrekturcode werden unter Verwendung eines linearen Schieberegisters mit Np Stufen erzeugt, das wie in Fig. 8 dargestellt verschaltet ist, wobei:
gi der i-te Koeffizient des Generatorpolynoms
g(X) = 1 + g&sub1;X + g&sub2;X² + ... + gn-k-1Xn-k-1 + gn-kXn-k ist,
n die gesamte Anzahl von Bits in dem Codewort ist, in diesem Falle 48,
k die Anzahl von Nachrichtenbits in dem Codewort ist, in diesem Falle 24,
bi der in dem i-ten Register gespeicherte Wert ist,
+ ein Exklusiv-Oder-Gatter anzeigt,
UND ein UND-Gatter anzeigt,
Schalter ein Multiplexer ist, und
"Nachricht" das Bit-Muster ist, das aus dem FUNKTIONS-Code gefolgt von dem ID-Code besteht.
Das in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Generatorpolynom lautet wie folgt:
g(X) = 1 + X = X² + X&sup4; + X&sup5; + X&sup6; + X&sup8; + X&sup9; + X¹&sup0; + X¹³ + X¹&sup6; + X¹&sup7; + X¹&sup9; + X²&sup0; + X²² + X²³ + X²&sup4;.
Der Generator 62 für das Anti-Slip-Muster erzeugt ein festes 48-Bit-Muster mit derselben Taktrate wie die serielle Ausgabe aus dem ECC-Codierer 60 erfolgt. Wie es vorstehend erwähnt wurde, wird das Anti-Slip-Muster dem Codewort überlagert, um den Empfänger daran zu hindern, einen gültigen Code von einer anderen Bake mit einem ähnlichen Code zu detektieren, der in der Position relativ zu dem gültigen Bakencode verschoben ist. Dies dient dazu, die Möglichkeit der Falschdetektion von anderen Baken zu reduzieren. Das in Bit-Position 0 beginnende, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Anti-Slip-Muster lautet wie folgt:
1100 1100 1011 0101 1111 0000
0000 1111 1010 1101 0011 0011.
Die beiden seriellen Ausgaben aus dem Generator 62 für das Anti- Slip-Muster und dem ECC-Codierer 60 werden dem Generator 64 für codierte Daten zugeführt. Der Generator 64 für codierte Daten ist dazu angepaßt, das Anti-Slip-48-Bit-Muster mit der 24-Bit-NACHRICHT und dem 24-Bit-ECC-Codewort über eine Exklusiv- Oder-Funktion miteinander zu verknüpfen und die Daten dann nach der Miller-Technik zu codieren. Darüber hinaus fügt der Generator 64 für codierte Daten an den Beginn des nach der Miller-Technik codierten Datenwortes den SYNC-Code von 4 Bits an. Das resultierende codierte Datenwort wird der Antennentreiberschaltung 66 seriell dargeboten, die mit der abgestimmten Antennenschaltung 68 verbunden ist.
Die verschiedenen Schritte für die Erzeugung des ausgesendeten Baken-Codes sind zusammenfassend in Fig. 9 diagrammartig dargestellt. Zunächst wird in Übereinstimmung mit dem Status der verschiedenen FUNKTIONS-Schalter der 4-Bit-FUNKTIONS-Code bestimmt. Der in dem Baken-Chip gespeicherte 20-Bit-IDENTIFIKATIONS-Code wird mit dem 4-Bit-FUNKTIONS-Code kombiniert, um eine NACHRICHT zu bilden. Basierend auf dem Inhalt der NACHRICHT werden unter Verwendung des ECC-Polynoms 24 Paritätsbits erzeugt. Die Paritätsbits werden dann an die NACHRICHT angehängt, was zu einem Codewort von 48 Bits führt. Jedes der 48 Bits in dem Codewort wird dann gemäß einer Exklusiv-Oder- Funktion mit jedem Bit eines vorbestimmten Anti-Slip-Musters von 48 Bits verknüpft. Das resultierende Codewort von 48 Bits wird dann nach der Miller-Technik codiert und ein unter dem Miller-Code unzulässiges 4-Bit-SYNC-Muster wird an den Anfang des nach der Miller-Technik codierten Wortes angefügt.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf Fig. 10 ist dort ein detailliertes Schaltungsdiagramm der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendeten Antennentreiberschaltung gezeigt. Die Antennentreiberschaltung ist so ausgelegt, daß sie die folgenden Anforderungen erfüllt: (1) hoher Ausgangswirkungsgrad; (2) mittlere Batterieentnanme von weniger als 40 Mikroampere während normaler Betriebsbedingungen; (3) Frequenzverdreifachung, um die Verwendung eines preiswerten 32,768 kHz Kristalloszillators zu erlauben; (4) ein vernünftig sauberes Signalspektrum; (5) Freiheit von unerwünschtem Sperren während des üblichen Betriebes; und (6) geringe Anzahl von externen Komponenten. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Bake/des gegenwärtigen Senders verwendet eine bipolare Antennentreiberschaltung 66, die dazu dient, soviel Energie wie möglich in die Antenne zu injizieren, um den Wirkungsgrad der Bake zu verbessern. Die bipolare Treiberschaltung 68 erzeugt schmale Treiberpulse, die der Antennenschaltung alle 1,5 Zyklen zugeführt werden, wobei die Antennenschaltung abwechselnd auf die Batteriespannung und auf Masse getrieben wird. Bei diesem Ansatz ist ein Ausgangskondensator C2 erforderlich und das Signal nimmt nur für 1,5 Zyklen zwischen der Pulsinjektion ab. Ein zusätzlicher Vorteil der bipolaren Treiberschaltung liegt darin, daß die Antenne mit einer Spitze-Zu-Spitze-Spannung oszilliert, die gleich der Batteriespannung ist.
Um das bipolare Treibersignal zu erzeugen, wird das XTAL- Taktsignal durch eine Zeitverzögerungsschaltung 70 bereitgestellt, um ein Taktsignal VERZÖGERTE XTAL zu erzeugen. Die Taktsignale XTAL und VERZÖGERTE XTAL werden dann zu den Eingängen eines Und-Gatter-Äquivalentes 72 sowie eines NOR-Gatters 74 geführt, um eine erste Folge schmaler Pulse auf Leitung 76 und eine zweite Folge schmaler Pulse auf Leitung 78 zu erzeugen, die bezogen auf das Signal auf Leitung 76 um 180 Grad verschoben sind. Die oberhalb der Wellenformen der Folge schmaler Pulse gezeigte Wellenform zeigt die phasenverschobene Differenz zwischen den Taktsignalen XTAL und VERZÖGERTE XTAL. Das Signal CODIERTE DATEN auf Leitung 80 wird mittels des Taktsignales XTAL durch ein D-Flip-Flop 82 getaktet, um auf Ausgangsleitungen 84 und 86 nicht-inverterte bzw. invertierte Signale CODIERTE DATEN bereitzustellen.
Die nicht-invertierten und invertierten Signale CODIERTE DATEN auf den Leitungen 84 und 86 sowie die Signale der ersten und zweiten Folge schmaler Pulse auf Leitungen 76 und 78 werden einem Logikgatternetzwerk 90 zugeführt, das zwei Ausgangsleitungen 92 und 94 aufweist. Das Logikgatternetzwerk 90 funktioniert auf die folgende Weise. Wenn auf Leitung 76 ein Taktpuls vorhanden ist, dann führt die Anwesenheit einer logischen "1" in dem Wort CODIERTE DATEN zu einem HI-Signalpuls, der auf der Ausgangsleitung 94 erzeugt wird, und die Anwesenheit einer logischen "0" in dem Wort CODIERTE DATEN führt zu einem LO-Signalpuls, der auf der Ausgangsleitung 92 erzeugt wird. Im gegengesetzten Falle, wenn ein Taktpuls auf Leitung 78 vorhanden ist, führt die Anwesenheit einer logischen "1" in dem Wort CODIERTE DATEN dann zu einem HI-Signalpuls, der auf der Ausgangsleitung 92 erzeugt wird, und die Anwesenheit einer logischen "0" in dem Wort CODIERTE DATEN führt zu einem LO- Signalpuls, der auf der Ausgangsleitung 94 erzeugt wird. Das Ausgangssignal auf Leitung 92 wird durch einen Inverter 96 invertiert und die beiden sich ergebenden parallelen Datensignale werden dann zu den Gate-Anschlüssen von zwei N-Typ und P-Typ FET-Transistoren Q1 und Q2 geführt, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Es ist zu bemerken, daß die Periode der beiden sich ergebenden Signale, die den FETs Q1 und Q2 zugeführt werden, gleich 1/32,768 kHz oder 30,52 Mikrosekunden ist. Das resultierende bipolare Treibersignal, das der Antennenschaltung 68 zugeführt wird, ist in Fig. 12 dargestellt. Wie es aus der in Fig. 12 illustrierten Wellenform entnommen werden kann, injiziert die bipolare Treiberschaltung 66 alle eineinhalb Zyklen Energie in die abgestimmte Antennenschaltung 68, wodurch das Maß an in die Antenne L1 injizierter Energie optimiert und der Wirkungsgrad der Bake verbessert wird.

Empfänger/Steuergerät

Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Figuren 13a - 13c ist dort ein Schaltungsdiagramm des Empfängers/der Steuerschaltung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Empfänger/die Steuerschaltung 100 ist dazu angepaßt, das von der Antenne empfangene Hochfrequenzsignal zu empfangen, das Vorhandensein eines Bakensignales zu detektieren, das Signal zu demodulieren und den Inhalt der übertragenen seriellen Information zu bestimmen. Wenn die Übertragung als gültiger Bakencode bestimmt wird, dann führt der Empfänger/das Steuergerät 100 weiter die dem Funktions-Code in der empfangenen Übertragung entsprechende befohlene Funktion aus.
Allgemein umfaßt der Empfänger/das Steuergerät 100 einen Mikrocomputer 102 zur Durchführung logischer und mathematischer Berechnungen, eine Empfängerschaltung zum Empfangen und Detektieren des Vorhandenseins einer Bakenübertragung, eine nicht- flüchtige Speichervorrichtung 120 zum Speichern gültiger Identifikations-Codes, sowie eine Ausgangsschaltung zum Steuern verschiedener Fahrzeugmerkmale, wie z. B. der Tür- und Kofferraumverriegelungen. Die beiden Eingänge 116 und 118 von der Empfangsantenne werden einer analogen Empfängerschaltung zugeführt, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer kundenspezifischen integrierten Schaltung 104 implementiert ist. Die analoge, bipolare Empfängerschaltung 104 umfaßt einen einstufigen Überlagerungsempfänger mit einer Zwischenfrequenz von 4,274 kHz. Das von der abgestimmten Antennenspule empfangene Signal umfaßt eine Spannung, die proportional zu dem von der Bake empfangenen magnetischen Feld ist. Dieses Signal wird durch einen Vorverstärker verstärkt, gefiltert und mit einem Frequenzsignal eines spannungsgesteuerten Oszillators ("VCO") gemischt, um eine Zwischenfrequenz ("ZF") zu erzeugen. Das Zwischenfrequenzsignal wird weiter verstärkt, gefiltert und zur Verarbeitung durch die Digitaldaten-Detektorschaltung 106 auf CMOS- Signalpegel begrenzt.
Die Digitaldaten-Detektorschaltung 106, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ebenfalls in einer kundenspezifischen integrierten Schaltung implementiert ist, ist dazu angepaßt, das Vorhandensein eines Bakensignales zu detektieren und ein Ausgangssignal zu erzeugen, um den Mikrocomputer 102 "aufzuwecken". Die Digitaldaten-Detektionsschaltung 106 demoduliert ebenfalls das PSK-codierte Signal von der Bake. Eine Datensynchronisierschaltung extrahiert den Takt aus dem resultierenden, nach der Miller-Technik codierten Signal und taktet die Daten in den Mikrocomputer. Um den mittleren Leistungsverbrauch des Empfängers/Steuergerätes 100 zu minimieren, signalisiert die Digitaldaten-Detektionschaltung 106 dem Mikrocomputer 102 ebenfalls, in einen Stand-By-Modus zu gehen, wenn sich die Bake außerhalb des Bereiches befindet.
In dieser Hinsicht sind die bipolare Eingangskreis-Empfangsschaltung 104, die Digitaldaten-Detektionsschaltung 106 und der Spannungsregler 112 die einzigen Schaltungen, die immer aktiv bleiben. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die gesamte Ruhestromaufnahme für den Empfänger/das Steuergerät 100 geringer als ein Milliampere. Auf diese Weise bleibt die Fahrzeugbatterieleistung erhalten.
Der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Mikrocomputer 102 umfaßt einen 8-Bit Mikrocomputer der Serie 840, der von National Semiconductor gefertigt wird. Der Mikrocomputer ist so programmiert, daß er das nach der Miller-Technik codierte Signal decodiert, das von der Digitaldaten-Detektionsschaltung 106 empfangen wird, und die sich ergebenden Bit-Muster mit den zuvor in einem nicht flüchtigen Speicher 120 gespeicherten Daten vergleicht. Basierend auf den Ergebnissen dieses Vergleiches ist der Mikrocomputer 102 weiter so programmiert, daß er die Aktivierung verschiedener Funktionen, wie z. B. der Tür- und Kofferverriegelungen, steuert. Ein in dem Mikrocomputer gespeicherter gesonderter Algorithmus ist vorgesehen, um neue Identifikations-Codes in den nicht-flüchtigen Speicher 120 zu programmieren. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist von Bedeutung, daß der EEPROM 120 die Kapazität hat und der Mikrocomputer 102 so programmiert ist, daß mehr als ein gültiger Bakencode akzeptiert und gecheckt wird. Auf diese Weise können mehrere verschiedene Baken für gültig erklärt und im Zusammenhang mit einem einzigen Empfänger/Steuergerät 100 verwendet werden.
Darüber hinaus umfaßt der Empfänger/das Kontrollgerät 100 eine Interface-Schaltung 112 mit einem Spannungsregler und einem Transientenentstörer, um die Empfänger-/Steuergerätschaltung von Rauschen auf den 12 Volt Batterieleitungen zu isolieren. Die Interface-Schaltung 112 stellt ebenfalls verschiedene geregelte Versorgungsspannungen bereit.
Die verschiedenen zusätzlichen Eingänge in die Empfänger-/Steuergerätschaltung 100 erfüllen die folgenden Funktionen. Der Schlüsselschaltereingang ist geerdet, wenn der Schlüssel in der Zündung ist, und dient dazu, das schlüssellose Zugangssystem dadurch zu sperren, daß die verschiedenen Ausgangsleitungen von dem Mikrocomputer 102 zu den Relais-Treiberschaltungen geerdet werden, die die Verriegelungsmechanismen für die Türen und den Kofferraum aktivieren. Der Türzargeneingang wird von dem Mikrocomputer 102 zusammen mit dem Schlüsselschaltereingang verwendet, um automatisch alle Fahrzeugtüren zu verriegeln, wenn die Bake außerhalb des Empfangsbereiches ist. Der Mikrocomputer 102 ist insbesondere so programmiert, daß er automatisch alle Fahrzeugtüren verriegelt, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, nachdem die Bake den Bereich verlassen hat und alle Fahrzeugtüren geschlossen wurden, sofern der Schlüssel nicht in der Zündung ist. Das Eingangssignal für den Laderaum- oder Kofferraumdeckel wird dem Mikrocomputer 102 als Rückkopplungssignal zugeführt, um eine wiederholte Betätigung der Entriegelungsspule für den Kofferraum oder Laderaum zu verhindern. Der Programmeingang wird verwendet, um den Programmiermodus des Empfängers/Steuergerätes zu aktivieren. Dann kann ein neuer Identifikations-Code in den nicht-flüchtigen Speicher 120 des Empfängers/Steuergerätes 100 programmiert werden. Im konkreten Falle wird die Programmeingangsleitung geerdet und eine Bake in den Bereich der Empfangsantenne gebracht, um einen neuen Baken-ID-Code in das Steuergerät zu programmieren. Der ID-Code von der Bake wird daraufhin von dem Mikrocomputer 102 in den EEPROM 120 eingelesen. Falls eine Bake verlorengegangen ist, kann auf diese Weise eine neue Bake mit einem anderen Identifikations-Code beschafft und der neue Baken-ID-Code auf einfache Weise in den Empfänger/das Steuergerät 100 durch autorisiertes Servicepersonal programmiert werden. Die Eingänge HANDVERRIEGELUNG und HANDENTRIEGELUNG werden dem Empfänger/Steuergerät 100 zugeführt, um das System unabhängig von dem Zustand des Mikrocomputers 102 vorrangig überlagern zu können. Insbesondere setzt ein Betätigen der Knöpfe für Handverriegelung und/oder -entriegelung an dem Fahrzeug den Mikrocomputer 102 außer Kraft und aktiviert unabhängig von dem Zustand der Steuerausgänge des Mikrocomputers 102 die geeigneten Verriegelungs- und/oder Entriegelungsspulen.
Die Ausgangsanschlüsse des Mikrocomputers 102 sind zu verschiedenen Relais-Treiberschaltungen geführt, die dazu dienen, die verschiedenen Ver- und Entriegelungsmechanismen für die Türen und den Kofferraum zu aktivieren. Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die mit externen Relais oder Spulen in Verbindung stehenden Relais-Treiberschaltungen Kurzschlußschutzschaltungen umfassen, um den Mikrocomputer 102 und die Relais-Treiberschaltungen für den Fall zu schützen, daß ein Kurzschluß in den externen Relais oder Spulen auftritt.
Die verschiedenen Relais-Treiberschaltungen funktionieren im wesentlichen auf die gleiche Weise. Aus diesem Grunde kann die folgende Beschreibung der Relais-Treiberschaltung für die Fahrertürentriegelung als genauso gut auf die verbleibenden Relais-Treiberschaltungen anwendbar angesehen werden.
Wenn der Mikrocomputer 102 aus dem Decodieren des Funktionscodes von einer gültigen Bakenübertragung bestimmt, daß die Fahrertür zu verriegeln ist, erzeugt der Mikrocomputer 102 ein logisches HI-Signal am Ausgangstor LS an Steckstift 16. Das HI-Signal auf Leitung 124 dient dazu, den Darlington-Transistor Q4 auf volle Leitung vorzuspannen, wodurch die Relaisspule des Relais RX1 mit Energie versorgt wird. Eine Anregung der Relaisspule RX1 wiederum dient dazu, einem Motor (nicht gezeigt) Energie zuzuführen, der betriebsmäßig mit dem Verriegelungsmechanismus der Fahrertür verbunden ist und derart wirkt, daß er die Tür entriegelt. Es wurde bereits vorher erwähnt, daß der Empfänger/das Steuergerät 100 unabhängig von dem Zustand des Mikrocomputers 102 übersteuert werden, wenn die Knöpfe für Handverriegelung oder -entriegelung an dem Fahrzeug betätigt werden. Wenn der Knopf für Handentriegelung betätigt wird, wird im speziellen Falle ein positiver Signalpuls auf Leitung 126 erzeugt, was zu einem entsprechenden positiven Signalpuls führt, der am Knoten 128 bereitgestellt wird, der in dem Schaltungsdiagramm mit "Punkt A" bezeichnet ist. Der positive Signalpuls am Knoten 128 wirkt derart, daß er unverzüglich den Darlington- Transistor Q4 sowie einen Darlington-Transistor Q5 einschaltet, um dadurch beiden Relais RX1 und RX2 Energie zuzuführen und die Fahrerseiten- und Passagiertüren zu entriegeln. Wenn der Knopf für Handverriegelung betätigt wird, wird dementsprechend ein positiver Signalpuls auf Leitung 130 bereitgestellt, der zu einem positiven Signalpuls führt, der am Knoten 132 bereitgestellt wird, der in dem Schaltungsdiagramm als "Punkt B" bezeichnet ist. Der positive Signalpuls am Knoten 132 wirkt derart, daß er einen Darlington-Transistor Q6 einschaltet, der wiederum eine Relaisspule RX3 mit Energie versorgt und alle Fahrzeugtüren verriegelt.
Es wurde bereits erwähnt, daß der Empfänger/das Steuergerät 100 in dem vorliegenden schlüssellosen Zugangssystem dazu angepaßt ist, den Betrieb des Systems zu sperren, wann immer der Zündschlüssel in der Zündung ist. Konkret wird nach dem Einstecken des Schlüssels in die Zündung ein LO-Signalpuls auf Leitung 134 erzeugt, die in dem Schaltungsdiagramm mit "Punkt C" bezeichnet ist, was dazu führt, daß ein entsprechendes LO- Signal auf Leitung 136 zu dem positiven Eingang eines Komparators 138 geführt wird. Dies wiederum bewirkt, daß der Ausgang des Komparators 138 auf LO geht, wodurch Knoten 140 und 142 auf Massepotential gezogen und die Ausgangstore L5 - L7 sowie GO des Mikrocomputers 102 gesperrt werden. Es ist also zu erkennen, daß dann, wenn der Schlüssel in der Zündung ist, der Mikrocomputer 102 daran gehindert ist, die Schaltsteuertransistoren Q4 - Q6 sowie Q9 in den verschiedenen Relais-Treiberschaltungen zu aktivieren, wodurch der Betrieb des Systemes effektiv gesperrt wird.
Die in der Treiberschaltung für "Laderaumentriegelung" gezeigte zusätzliche Schaltung 144 ist vorgesehen, um einen Kurzschluß in der entfernt angeordneten Spule (nicht gezeigt) für Laderaumentriegelung zu detektieren, und in einem solchen Falle den Darlington-Transistor Q9 mit Pulsbreitenmodulation anzusteuern. Nach Wunsch kann eine zusätzliche Schaltung 114 an dem Antenneneingang 118 vorgesehen sein, um für einen Durchgangstest für die Antennenanschlüsse zu sorgen.
Nunmehr wird auf Fig. 14 Bezug genommen, wo Blockdiagramme der kundenspezifischen integrierten Schaltungen 104 und 106 gezeigt sind, die verwendet werden, um die von der Antenne einkommenden Signale zu verarbeiten und zu demodulieren. Das analoge Empfänger-IC 104 umfaßt einen Verstärker mit sehr geringer Leistung, ein Filter und eine Konverterschaltung. Die Schaltung akzeptiert ein schmalbandiges PSK-Signal bei 98,304 kHz von der abgestimmten Antennenschaltung. Das Signal wird verstärkt und in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf eine Zwischenfrequenz ("ZF") von 4,274 kHz heruntergemischt. Das resultierende ZF-Signal wird gefiltert und verstärkt, wobei die letzte Stufe eine Begrenzerfunktion ausführt. Das resultierende Ausgangssignal ist ein 0 - 5 Volt Rechtecksignal mit einem Tastverhältnis von ungefähr 50 Prozent.
Unter besonderer Bezugnahme auf die Zeichnung sind die beiden Ausgangsleitungen 116 und 118 von der Antenne zu einem Differenzverstärker 150 geführt, der die Gleichtaktstörung minimiert und das Antennensignal verstärkt. Die Ausgabe des Differenzverstärkers 150 wird einem sehr schmalbandigen Bandpaßfilter mit hohem Q zugeführt, der eine Mittenfrequenz von 98,304 kHz aufweist, also von der Frequenz der Bakenübertragung. Der Ausgang des Bandpaßfilters 152 wiederum ist zu einem Mischer 154 geführt, der das einkommende Signal in dem bevorzugten Beispiel auf ein Zwischenfrequenzsignal von 4,274 kHz heruntermischt. Genauer gesagt ist der Mischer 154 dazu angepaßt, die Differenz in der Frequenz zwischen dem einkommenden Signal von dem Bandpaßfilter 152 und dem Ausgangssignal von der spannungskontrollierten Oszillatorschaltung (VCO) 160 zu erfassen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der spannungsgesteuerte Oszillator 160 so ausgelegt, daß er mit einem Frequenzsignal vom 102,578 kHz verriegelt und so eine 4,742 kHz Differenzzwischenfrequenz zwischen dem VCO-Frequenzsignal und dem Bakenfrequenzsignal bereitstellt. Das ZF-Signal auf Leitung 155 wird durch eine Verstärkerschaltung 156 verstärkt und danach einer Begrenzerschaltung 158 zugeführt, die das Signal in ein Rechtecksignal mit einem Tastverhältnis von ungefähr 50 Prozent konvertiert. Das resultierende Ausgangssignal der Begrenzerschaltung 158 auf Leitung 159 wird dann der Digitaldaten-Detektionsschaltung 106 zugeführt.
Der Digitaldaten-Detektor 106 führt die folgenden Funktionen aus. Eine Taktgeneratorschaltung 162, die im größeren Detail in Fig. 15 gezeigt ist, umfaßt eine Oszillatorschaltung 184, die den 32,768 kHz Kristall 110 (Fig. 13a) verwendet, um ein 32,768 kHz Kristalltaktsignal (XTAL CLK) zu erzeugen. Die Taktgeneratorschaltung 162 empfängt weiter das VCO-Taktsignal und enthält Teilerschaltungen 163 und 165, die das VCO-Taktsignal herunterteilen. Diese Signale werden in den anderen Blöcken als Zeitablaufsteuersignale verwendet. Der Trägersynchronisierer 164 kommt zu dem spannungsgesteuerten Oszillator 160 in dem bipolaren Eingangskreischip 104 hinzu, um eine Phasenregelkreis- Schaltung (PLL) zu bilden. Die PLL-Schaltung stellt die Trägerfrequenz wieder her, die erforderlich ist, um das PSK-Signal zu decodieren. Eine schnelle Frequenzerfassung und Phasensynchronisation mit dem detektierten Bakensignal werden durch eine Frequenzkippschaltung verbessert, die von einer Zählerschaltung gesteuert wird, die die VCO-Frequenz mit der Kristalloszillatorfrequenz vergleicht, wenn keine Bake in dem Bereich ist. Auf diese Weise wird bewirkt, daß die Frequenz der VCO- Schaltung nach und nach um die Frequenz von 102,578 kHz hin- und herläuft, um so die Frequenz des VCO-Signales in der Nähe der erwarteten Frequenz einer Bakenübertragung zu halten. Die Verriegelungsdetektorschaltung 166 ist dazu angepaßt, ein "uP- Wecksignal" zu erzeugen, wenn ein Bakensignal detektiert wurde und der Empfänger richtig mit dem Bakensignal synchronisiert ist. Mit anderen Worten, die Verriegelungsdetektorschaltung 166 ist dazu angepaßt, den Mikrocomputer 102 zu aktivieren, wenn bestimmt wurde, daß eine Bake vorhanden ist und daß mit dem Bakensignal "verriegelt" wurde. Der Mikrocomputer 102 ist programmiert, danach zu bestimmen, ob das empfangene Bakensignal einen gültigen Bakencode enthält. Die Verriegelungsdetektorschaltung 166 umfaßt im wesentlichen einen Verriegelungs- Quadraturdetektor sowie ein digitales Filter. Wenn die Phasenregelschleifenschaltung sowohl die Phase als auch die Frequenz erreicht hat, geht die Verriegelungsdetektorausgabe der Verriegelungsdetektorschaltung 166 auf HI. Das Wecksignal für den up umfaßt gleichfalls einen Puls, der den Mikrocomputer 102 veranlaßt, in seinen aktiven Zustand überzugehen. Die Datenextraktionsschaltung dient dazu, das empfangene Signal zu modulieren, um den Datenbitstrom zurückzugewinnen. Ein angepaßtes Filter ist vorgesehen, um Rauschen von dem Signal zu entfernen, und zusätzliche Schaltungen decodieren den nach der Miller- Technik codierten, zurückgewonnenen Übergangsbitstrom. Die decodierende Schaltung umfaßt einen Taktsynchronisierer, um den Datenabtasttakt zu regenerieren und zu synchronisieren, der erforderlich ist, um das nach der Miller-Technik codierte Signal zu demodulieren.
Bei nunmehriger Bezugnahme auf Fig. 16 ist dort ein detaillierteres Blockdiagramm der Trägersynchronisierschaltung 164 gezeigt. Wie es vorstehend erwähnt wurde, besteht der Zweck des Trägersynchronisierers 164 darin, das Trägerfrequenzsignal in geeigneter Phase zu der empfangenen Bakenübertragung zurückzugewinnen. Das regenerierte Trägersignal ist erforderlich, um die PSK-codierte Bakenübertragung zu demodulieren. Der Trägersynchronisierer 164 umfaßt die Schaltungskomponenten, die zusammen mit der VCO-Schaltung 160 in dem bipolaren Eingangskreis-IC 104 eine großschleifige Phasenregelschleifenschaltung mit Frequenzverdopplung ausmachen. Im speziellen wird das Ausgangssignal von dem bipolaren Eingangskreis-IC 104 auf Leitung 150 einem Schieberegister 170 zugeführt, das die Phase des einkommenden Signales um ungefähr 90 Grad verschiebt. Das einkommende Signal auf Leitung 159 wird dann zusammen mit dem phasenverschobenen Signal auf Leitung 171 einem Frequenzverdoppler 172 zugeführt, der die beiden Signale mischt, um ein resultierendes Ausgangssignal auf Leitung 174 mit einer Frequenz zu erzeugen, die das Doppelte von der Eingangssignalfrequenz auf Leitung 159 ist. Das Ausgangssignal mit verdoppelter Frequenz (DBL OUT) auf Leitung 174 wird dann einem Eingang einer Phasenfehlerschaltung 176 zugeführt, deren anderer Eingang mit dem Ausgang einer 90-Grad-Verzögerungsschaltung 173 verbunden ist. Die 90-Grad-Verzögerungsschaltung 173 verzögert das VCO DIV 12 Signal aus der Taktgeneratorschaltung 162 um 90 Grad. Der Phasenfehlerblock 176 umfaßt in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Exklusiv-Oder-Gatter, das in einem digitalen System eine sehr gute Annäherung an den in analogen Phasenregelkreisschaltungen verwendeten Mischer darstellt. Das Tastverhältnis des Ausgangssignales von der Phasenfehlerschaltung 176 reflektiert das Maß eines Phasenfehlers zwischen dem VCO DIV 12 Signal und dem verdoppelten ZF-Signal auf Leitung 174. Ein Tastverhältnis von exakt 50 Prozent entspricht einem Phasenfilter von Null. Jedes andere Tastverhältnis bewirkt es, daß die Ladungspumpenschaltung 178 ein Spannungssignal auf Ausgangsleitung 188 erzeugt, das zu der VCO-Schaltung 160 zurückgekoppelt wird, um die VCO-Frequenz zu korrigieren und den Phasenfehler zu reduzieren. Wenn die Phasenregelschleifenschaltung sowohl die Frequenz als auch die Phase des Bakensignales angenommen hat, wird das Signal VERRIEGELUNGSDETEKTION der Ladungspumpenschaltung 178 zugeführt, um die Frequenzkippfunktion abzuschalten.
Um die Zeit zu minimieren, die der Empfänger/das Steuergerät benötigen, um mit der Bakenübertragung zu verriegeln, ist in der Empfängerschaltung ein mit dem Uhrenkristall 46 in der Bake vergleichbarer Uhrenkristall 110 (Fig. 13a) für 32,768 kHz vorgesehen, um ein festes Frequenzsignal bereitzustellen, das die erwartete Frequenz der Bakenübertragung gut annähert. Zurückkehrend zu Fig. 15 umfaßt die Taktgeneratorschaltung 162 eine 32,768 kHz Oszillatorschaltung 184, die mit dem Uhrenkristall 110 verbunden und dazu angepaßt ist, ein Ausgangssignal fester Frequenz auf Leitung 185 (XTAL CLK) zu erzeugen, das im wesentlichen gleich der Kristallfrequenz des Bakensignales ist. Das XTAL CLK Signal auf Leitung 185 wird durch einen Pulsgenerator 186 erzeugt, der die Frequenz des XTAL Taktsignales durch einen Faktor 3 dividiert. Das resultierende Pulsgeneratorausgangssignal auf Leitung 182 wird der Trägersynchronisierschaltung 164 zugeführt und dazu verwendet, die Frequenz des Ausgangssignales von dem spannungsgesteuerten Oszillator 160 in der Nähe von 102,578 kHz zu halten. Insbesondere wird das Pulsgeneratorausgangssignal auf Leitung 182 zusammen mit dem VCO DIV 3 Signal einem VCO-Frequenzzähler 178 und einem VCO-Frequenzzähldecoder 179 zugeführt, die im wesentlichen die Frequenz des VCO-Signales mit der Frequenz des XTAL Taktsignales vergleichen. Die Ausgabe wird dann einer Kippsteuerungszwischenspeicherschaltung 180 zugeführt, die wiederum die Ladungspumpenschaltung 178 anweist, die Frequenz des Ausgangssignales des spannungsgesteuerten Oszillators 160 langsam innerhalb von einigen hundert Hertz um 102,578 kHz hin- und herlaufen zu lassen. Mit anderen Worten, der VCO-Frequenzzähler, der Decoder und die Kippsteuerungszwischenspeicherschaltung 178 - 180 dienen dazu, eine Rückkopplungsschleife für die Ladungspumpenschaltung 178 bereitzustellen, wenn sich keine Bake innerhalb des Bereiches der Empfangsantenne befindet, um dadurch die Frequenz des VCO- Signales in der Nähe von 102,578 kHz langsam zittern zu lassen. Auf diese Weise kann der Empfänger/das Steuergerät 100 schnell auf die Phase des Bakenfrequenzsignales verriegeln, wenn ein gültiges Bakensignal detektiert wird. Sobald eine Bake in den Bereich der Empfangsantenne gelangt, wird die Ladungspumpenschaltung 178 primär durch die Phasenfehlerschaltung 176 beeinflußt und funktioniert folglich wie eine konventionelle Phasenregelschleifenschaltung. Demgemäß haben die Schaltungen 178 - 180 keine Auswirkung auf den Betrieb der Phasenregelschleifenschaltung, sobald sich eine Bake innerhalb des Bereiches befindet. Dies wird durch die Verriegelungsdetektorschaltung 166 bewirkt, die auf Leitung 190 ein VERRIEGELUNG DETEKTIERT Ausgangssignal erzeugt, wenn ein Bakensignal detektiert ist, das der Ladungspumpenschaltung 178 zugeführt wird und derart wirkt, das es die Frequenzkippfunktion abschaltet.
Nunmehr wird auf Fig. 17 Bezug genommen, wo ein ausführliches Blockdiagramm der Verriegelungsdetektorschaltung 166 gezeigt ist. Wie es vorstehend erwähnt wurde, bestimmt die Verriegelungsdetektorschaltung 166, wann der Empfänger ein Bakensignal detektiert und damit richtig synchronisiert hat, und erzeugt ein Wecksignal für den uP, um den Mikrocomputer 102 einzuschalten. Der Mikrocomputer 102 bestimmt daraufhin, ob das empfangene Signal von einer gültigen Bake stammt. Die Verriegelungsdetektorschaltung 166 umfaßt eine Exklusiv-Oder-Quadraturschaltung 192, einen Verriegelungsdetektorintervallzähler 194, einen Verriegelungsdetektortiefpaßfilter und -komparator 196, eine Halteschaltung 198 und eine uP-Weckschaltung 200. Insbesondere werden das DBL OUT Signal auf Leitung 174 von der Trägersynchronisierschaltung 164 und das VCO DIV 12 von der Taktgeneratorschaltung 162 zu den Eingängen der Exklusiv-Oder-Quadraturschaltung 192 geführt. Es ist zu erinnern, daß das DBL OUT Signal auf Leitung 174, das eine Frequenz doppelt so groß wie die Frequenz des ZF-Signales auf Leitung 159 aufweist, in der Phase relativ zu dem ZF-Signal um 90 Grad verschoben wurde. Auf diese Weise ist das VCO DIV 12 Signal um 90 Grad außer Phase zu dem DBL OUT Signal auf Leitung 174, wodurch die Schaltung ein echter Quadraturdetektor wird. Wenn ein Bakensignal vorhanden ist und die PLL-Schaltung sowohl die richtige Frequenz als auch die richtige Phase angenommen hat, dann liefert die Exklusiv-Oder- Quadraturschaltung 192 für die meiste Zeit ein HI-Ausgangssignal auf Leitung 193. Wenn die PLL-Schaltung nicht verriegelt ist, wird das Ausgangssignal auf Leitung 193 mit einer mittleren HI-Zeit von ungefähr 50 Prozent hoch- und runterspringen. Die Verriegelungsdetektorschaltungen 194 und 196 sind dazu angepaßt, die Quadraturausgangsleitung 193 über eine feste Zeitperiode abzutasten und die Anzahl von Abtastungen zu zählen, die sich in 90-Grad-Verschiebung befinden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Verriegelung angezeigt, wenn 384 oder mehr von möglichen 511 Abtastungen in Quadratur sind. Im speziellen werden der Verriegelungsdetektorzähler 196 und der Intervallzähler 194 zur selben Zeit zurückgesetzt und durch dasselbe VCO DIV 6 Taktsignal getaktet. Der Intervallzähler 194 wird bei jedem Taktpuls inkrementiert, während der Verriegelungsdetektorzähler 196 bei einem Taktpuls nur dann inkrementiert wird, wenn das Ausgangssignal auf Leitung 193 auf HI ist. Wenn die gesamte Zählung in dem Verriegelungsdetektorzähler 196 zum Zeitpunkt des nächsten Rücksetzpulses gleich oder größer als 384 ist, wird die Halteschaltung 198 aktiviert. Die Halteschaltung 198 umfaßt eine Einzelschrittschaltung, die dazu angepaßt ist, die Verriegelungsbedingung für den Mikrocomputer 102 für ungefähr 50 Millisekunden aufrechtzuerhalten, nachdem diese nicht länger durch die Zähler 194 und 196 angezeigt wird. Auf diese Weise ignoriert die Verriegelungsdetektorschaltung 166 Ausfälle in dem Bakensignal oder kurzzeitige Rauschbursts. Die uP-Weckschaltung 200 umfaßt ein D-Flip-Flop, das auf Leitung 202 einen 7,8 Millisekunden Ausgangspuls erzeugt, der dem Mikrocomputer 102 in Antwort auf die Erzeugung des Ausgangssignales VERRIEGELUNG DETEKTIERT von der Halteschaltung 108 zugeführt wird.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf Fig. 18 ist dort ein detailliertes Blockdiagramm der Datenextraktionsschaltung 168 gezeigt. Wie es vorstehend erwähnt wurde, demoduliert die Datenextraktionsschaltung 168 das einkommende PSK-codierte Signal und gibt den sich ergebenden Datenbitstrom durch ein angepaßtes Filter, um Rauschen zu beseitigen. Um den Miller-Code zu decodieren und den Datenbitstrom in den Mikrocomputer 102 zu takten, werden die nach der Miller-Technik codierten Daten anfänglich decodiert und der synchronisierende Datentakt erzeugt. Die Datenextraktionsschaltung 168 umfaßt genauer eine Datenextraktionsschaltung 204, die ein Exklusiv-Oder-Gatter umfaßt, dessen einem Eingang das PSK-codierte Signal auf Leitung 159 und dessen anderem Eingang das synchronisierte VCO DIV 24 Signal zugeführt wird. Es ist offensichtlich, daß die Frequenz des VCO-Signales (102,578 kHz) geteilt durch 24 demselben 4,274 kHz Signal entspricht wie das Zwischenfrequenz(ZF-)-Signal auf Leitung 159, sobald mit dem Bakensignal verriegelt wurde. Es ist ferner zu erkennen, daß daher das synchronisierte VCO DIV 24 Taktsignal die mit dem Zwischenfrequenzsignal auf Leitung 159 verriegelte, neu erzeugte Trägerphase enthält. Das Datenextraktions-Exklusiv-Oder-Gatter 204 demoduliert das PSK-codierte Signal und die Ausgabe wird über eine angepaßte, digitale Filterschaltung 206 gefiltert. Die Früh-Spät-Gatter-Datensynchronisierschaltung 208 erzeugt das Taktsignal, das verwendet wird, um die nach der Miller-Technik codierten Daten zu decodieren, und taktet den Datenbitstrom in den Mikrocomputer 102. Dann erfolgt ein anfängliches Decodieren des nach der Miller-Technik codierten Übergangsbitstromes durch den Übergangsdatenbitstromgenerator 210. Der serielle Datenbitstrom wird dann auf Ausgangsleitung 214 dem Mikrocomputer 102 zugeführt. Die uP- Daten-Handshake-Schaltung 212 bildet eine Schnittstelle mit dem Mikrocomputer, um das serielle Eingeben des Datenbitstromes in den Mikrocomputer 102 zu steuern. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt das abschließende Decodieren des Datenbitstromes in dem Mikrocomputer 102 mittels Software.
Während die obige Beschreibung das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung angibt, ist doch zu verstehen, daß die Erfindung Modifikationen, Variationen und Änderungen zugänglich ist, ohne von dem geeigneten Bereich oder der ehrlichen Bedeutung der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Schlüsselloses Zugangssystem für ein Fahrzeug (10) mit einem elektrischen Türverriegelungsmechanismus, mit einer tragbaren Bake (24), die dazu angepaßt ist, von einem Bediener (12) des Fahrzeuges (10) mit sich geführt zu werden, und das Sendemittel (64-68) zur Übertragung eines codierten Bakensignales und dem Fahrzeug (10) zugeordnete Empfangsmittel (100) umfaßt, wobei Antennenmittel (14) zum Empfangen des Bakensignales und Steuermittel (102) zum Decodieren des Bakensignales vorgesehen sind, die in Antwort auf das Bakensignal eine dem Fahrzeug (10) zugeordnete, vorbestimmte Funktion aktivieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (102) weiter dazu angepaßt sind, den elektrischen Türverriegelungsmechanismus automatisch zum Verriegeln der Türen des Fahrzeuges (10) zu aktivieren, nachdem der Bediener (12) das Fahrzeug (10) verlassen und die Bake (24) von dem Fahrzeug (10) weggetragen hat.

2. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Sendemittel (64-68) der tragbaren Bake dazu angepaßt sind, ein phasencodiertes Hochfrequenz- Bakensignal zu übertragen, das eine Vielzahl von die Bake identifizierenden Datenbits umfaßt, wobei das Bakensignal bei einer einzigen, vorbestimmten Trägerfrequenz übertragen wird und die Phase des Bakensignales verschoben ist, um zwischen einer logischen "1" und einer logischen "0" zu unterscheiden, und daß

- die Empfangsmittel (100) Signalverarbeitungsmittel (104, 106) zum Decodieren des Bakensignales umfassen, um die Vielzahl an Datenbits durch Erzeugen eines Signales zurückzugewinnen, das eine der Trägerfrequenz zugeordnete Frequenz aufweist und bezogen auf das Bakensignal in der Phase richtig gesteuert ist, und daß die Steuermittel (102) dazu angepaßt sind, aus der Vielzahl an zurückgewonnenen Datenbits zu bestimmen, ob das Bakensignal einer gültigen Bake entspricht, und in Antwort darauf eine dem Fahrzeug (10) zugeordnete, vorbestimmte Funktion aktiviert.

3. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsmittel (104, 106) Phasenregelschleifen-Schaltmittel (164) zum Verriegeln mit der Frequenz und der Phase des Bakensignales umfassen, wenn eine Bake (24) innerhalb des Bereiches der Antennenmittel (14) ist, und wirkend mit den Phasenregelschleifen- Schaltmitteln (164) verbundene Kippgeneratormittel (178, 160) aufweisen, um die Frequenz der Phasenregelschleifen- Schaltmittel (164) nach und nach um eine der vorbestimmten Trägerfrequenz zugeordnete Frequenz hin- und herlaufen zu lassen, wenn keine Bake (24) innerhalb des Bereiches der Antennenmittel (14) ist.

4. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsmittel (104, 106) weiter Mittel (166) umfassen, um die Kippgeneratormittel (178, 160) abzuschalten, wenn die Phasenregelschleifen-Schaltmittel (164) sich mit einem Bakensignal verriegelt haben.

5. Schlüsselloses Zugangssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenmittel (14) auf die vorbestimmte Trägerfrequenz abgestimmt sind, um die Energie des Bakensignales magnetisch in die Empfangsmittel (100) zu koppeln.

6. Schlüsselloses Zugangssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (102) einen aktiven Zustand und einen inaktiven Zustand aufweisen, und daß die Steuermittel (102) in den inaktiven Zustand versetzt werden, wann immer keine Bake (204) innerhalb des Bereiches der Antennenmittel (14) ist.

7. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsmittel (104, 106) weiter dazu angepaßt sind, ein Signal zu erzeugen, das den Steuermitteln (102) zugeführt wird und dahingehend wirkt, daß es die Steuermittel (102) aktiviert, wenn auf ein Bakensignal verriegelt wurde.

8. Schlüsselloses Zugangssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakensignal die Bake (24) identifizierende Identifikationsinformationen und die von den Empfangsmitteln (102) auszuführende, vorbestimmte Funktion identifizierende Funktionsinformationen enthält.

9. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakensignal einen digitalen Code umfaßt, der eine vorbestimmte Anzahl von Identifikations- und Funktionsbits aufweist.

10. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakensignal weiter einen Fehlerkorrekturcode umfaßt, der eine Anzahl von Bits aufweist, die gleich der vorbestimmten Anzahl von Identifikations- und Funktionsbits ist.

11. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakensignal nach der Miller-Technik codiert ist.

12. Schlüsselloses Zugangssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch Mittel (134, 136, 138) zum Erzeugen eines ersten Ausgangssignales, wenn ein Zündschlüssel des Fahrzeuges (10) in der Zündung ist, wobei das erste Ausgangssignal vorzugsweise zu den Steuermitteln (102) geführt wird, um die Steuermittel (102) abzuschalten.

13. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (102) dazu angepaßt sind, nur dann, wenn das erste Ausgangssignal nicht vorliegt, einen elektrischen Türverriegelungsmechanismus des Fahrzeuges (10) automatisch zu aktivieren, um die Türen des Fahrzeuges (10) zu verriegeln, nachdem der Bediener das Fahrzeug (10) verlassen hat und die Bake (24) von dem Fahrzeug (10) weg trägt.

14. Schlüsselloses Zugangssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (102) dazu angepaßt sind, eine vorbestimmte Zeitspanne nachdem das Bakensignal aus dem Bereich der Antennenmittel (14) gelangt ist, den Türverriegelungsmechanismus automatisch zu aktivieren, um die Türen des Fahrzeuges (10) zu verriegeln.

15. Schlüsselloses Zugangssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bake (24) weiter eine tragbare Spannungsquelle (24, 112), Bewegungssensormittel (44) zum Erfassen physikalischer Bewegung der Bake (24) sowie Schaltmittel (50) umfaßt, die auf die Bewegungssensormittel (44) ansprechen, um die Sendemittel (64- 68) dahingehend zu aktivieren, daß sie das Bakensignal aussenden.

16. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung der Bake (24) der tragbaren Spannungsquelle (24, 112) einen Strom im Mikroampere-Bereich entnimmt, wenn die Bake (24) ortsfest ist.

17. Schlüsselloses Zugangssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 16, gekennzeichnet durch Mittel zum Erzeugen eines zweiten Ausgangssignales, wenn die Türen des Fahrzeuges (10) offen sind.

18. Schlüsselloses Zugangssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (102) dazu angepaßt sind, nur dann, wenn sowohl das erste als auch das zweite Ausgangssignal nicht vorliegen, den elektrischen Türverriegelungsmechnismus automatisch zu betätigen, um die Türen des Fahrzeuges (10) zu verriegeln, nachdem der Bediener (12) das Fahrzeug (10) verlassen hat und die Bake (24) von dem Fahrzeug (10) weg trägt.