[0001] Die Erfindung betrifft einen Magnetfeldsensor (Antenne) für ein schlüsselloses Zugangssytem
insbesondere bei Kraftfahrzeugen, mit dem die Einfallsrichtung einer von einem Sender
im Nahfeld ausgestrahlten elektromagnetischen Strahlung detektiert werden kann.
[0002] Schlüssellose Zugangssysteme sind z.B. aus DE 38 20 248 A1 bekannt. Dieses System
besteht aus einem tragbaren Funksender, einem am Fahrzeug angeordneten manuell betätigbaren
Triggerschalter, einer Steuereinrichtung die auch mit Betätigungseinrichtungen verbunden
ist und einer weiteren im oder am Fahrzeug angeordneten Antenne die aus einer ersten
Rahmenantenne mit im wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeuges ausgebildetem
Magnetfeld und einer zweiten Rahmenantenne mit in, wesentlichen quer zur Längsachse
des Fahrzeuges ausgebildetem Magnetfeld besteht. Die Zweite Rahmenantenne soll zwischen
einer Außenfläche und einer Innenfäche des Fahrzeuges nahe des Triggerschalters angeordnet
sein.
Eine Erkennung der Einfallsrichtung der von dem tragbaren Sender ausgestrahlten elektromagnetischen
Strahlung ist weder vorgesehen noch erscheint sie mit dem beschriebenen Antennenaufbau
mit der für die hier vorgesehene Anwendung gewünschten Genauigkeit möglich.
[0003] Gestiegene Sicherheitsanforderungen lassen es wünschenswert erscheinen, am Fahrzeug
ein schlüsselloses Zugangssystem zu installieren, welches in der Lage ist nur die
dem tragbaren Sender nächstliegende Tür zu öffnen. Hierzu ist es notwendig im Fahrzeug
eine Antenne zu installieren, die im Nahfeld die Position des tragbaren Senders relativ
zum Fahrzeugmittelpunkt bzw. zu dessen Längsachse einer Messung zugänglich macht.
[0004] Der vorgeschlagene Magnetfeldsensor besteht aus wenigstens einer ersten und Wenigstens
einer zweiten Leiterschleife. Die erste Leiterschleife ist länglich ausgebildet (z.B.
rechteckig oder ellipsoid mit einem Seitenverhältnis welches wesentlich größer als
1 ist). Die zweite Leiterschleife ist konzentrisch zur ersten angeordnet und ist ebenfalls
symmetrisch aufgebaut.
[0005] Insbesondere weist die zweite Leiterschleife einen zum Zentrum im wesentlichen konstanten
Abstand auf (z.B. kreisförmig oder quadratisch). Die zweite Leiterschleife bildet
eine Referenz, so daß aus dem Verhältnis der in den Leiterschleifen induzierten Spannungen
die Richtung bestimmt werden kann. Der Magnetsensor ist zur Auswertung mit einer Verarbeitungseinheit
verbunden. Die Leiterschleifen sind bevorzugt entsprechend einer gedruckten Schaltung
im wesentlichen eben ausgeführt.
[0006] Bevorzugt sind die Leiterschleifen so dimensioniert, daß die in der zweiten Leiterschleife
induzierte Spannung annähernd die gleiche Größenordnung wie die resultierende Spannung
in der gekreuzten Schleife hat.
[0007] Nach einer weiter bevorzugten Ausführung weist die erste Leiterschleife einen insbesondere
mittigen Abschnitt auf, in dem die Leiterschleife gekreuzt verläuft. Diese Leiterschleife
mit etwa 8-förmiger Kontur führt zu einer Phasendifferenz so daß die Ausgangsspannung
zu Null wird, wenn in den der Kreuzung benachbarten Abschnitten der Leiterschleife
die gleiche Spannug induziert wird. Durch die Kreuzung wird eine Addition mit unterschiedlicher
Polarität durchgeführt.
[0008] Bevorzugt weist die erste Leiterschleife zwei im wesentlichen symmetrische Abschnitte
größerer Fläche auf, welche auch symmetrisch angeordnet sind. Damit wird die Genauigkeit
der Richtungsbestimmung verbessert. Es kommt also nicht so sehr auf die Form der einzelne
Abschnitte an (z.B. rund, eckig, ellipsoid) sondern auf deren Symmetrie zum Kreuzungspunkt.
[0009] Nach einer weiter bevorzugten Ausführung ist eine dritte Leiterschleife vorgesehen,
die in Form und Funktion der ersten Leiterschleife entspricht, jedoch in deren Ebene
senkrecht zu dieser angeordnet ist. Hierdurch wird in Verbindung mit einer Verarbeitungseinrichtung
die Bestimmung aller vier in der Ebene des Magnetsensors liegenden Raumrichtungen
ermöglicht. Hierdurch können auch an Front und Heck des Fahrzeuges angeordnete Verriegelungseinrichtungen
in das schlüssellose Zugangssystem einbezogen werden.
[0010] Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor in einem Schaltkreis eines Kraftfahrzeuges
verwendet, welcher wenigstens eine Verarbeitungs- und Steuereinrichtung aufweist,
die außerdem noch mit Stelleinrichtungen zur Betätigung der Türverriegelungen und/oder
weiteren Einrichtungen (z.B. Zündkreis) verbunden ist.
[0011] Der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor wird anhand der beigefügten schematischen Abbildung
veranschaulicht.
[0012] Im Kraftfahrzeug 1 ist, insbesondere im Bereich des Armaturenbretts, senkrecht zur
Fahrzeuglängsachse der Magnetfeldsensor 2 bestehend aus erster Leiterschleife 3 und
zweiter Leiterschleife 4 angeordnet. In einem mittleren Bereich der ersten Leiterschleife
3 sind deren Leiterbahnen gekreuzt. Alternativ zu der 8-förmigen Ausführung sind auch
paddelförmige Ausführungen mit oder ohne gekreuzten Leiterbahnen möglich bei denen
zwischen den Abschnitten 31,32 größerer Fläche ein schmalerer länglicher Abschnitt
kleinerer Fläche mittig angeordnet ist. Bei der Ausführung ohne gekreuzte Leiterbahnen
wird die Differenz der induzierten Spannungen auf elektronischem Weg gebildet. Der
Magnetfeldsensor wird bevorzugt auf eine Wellenlänge abgestimmt die ein mehrfaches
eines praktikablen Abstandes zum tragbaren Sender beträgt. Hierdurch wird erreicht,
daß innerhalb diese Abstandes die Antenne im Nahfeld des tragbaren Senders liegt wodurch
die Intensität mit der 3. Potenz abfällt und die Differenz der induzierten Spannungen
zunimmt. Der Magnetfeldsensor 2 ist mit einer Verarbeitungs- und Steuereinrichtung
5 versehen, an die Betätigungseinrichtungen 6 zum Entriegeln und Verriegeln der Schlösser
angeschlossen sind.
1. Magnetfeldsensor mit wenigstens einer ersten und wenigstens einer zweiten Leiterschleife
wobei die erste Leiterschleife länglich ausgebildet ist und die zweite Leiterschleife
im wesentlichen konzentrisch zur ersten angeordnet ist und zum Zentrum im wesentlichen
symmetrisch aufgebaut ist.
2. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leiterschleife
einen zum Zentrum im wesentlichen konstanten Abstand aufweist.
3. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leiterschleife
einen insbesondere mittigen Abschnitt aufweist, in dem die Leiterschleife gekreuzt
verläuft.
4. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leiterschleife
aus zwei räumlich nicht benachbarten Abschnitten besteht, die mit einer Auswerteeinheit
verbunden sind, welche die Phasendifferenz zwischen den induzierten Spannungen ermittelt.
5. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Leiterschleife zwei im wesentlichen symmetrische Abschnitte größerer Fläche
aufweist, welche auch symmetrisch angeordnet sind.
6. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fläche der zweiten Leiterschleife so gewählt ist das die induzierte Spannung etwa
die gleiche Größenordnung aufweist wie die resultierende Spannung in der ersten Leiterschleife.
7. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine
weitere Leiterschleife vorgesehen, die in Form und Funktion der ersten Leiterschleife
entspricht, jedoch in deren Ebene senkrecht zu dieser angeordnet ist.
8. Verwendung eines Magnetfeldsensors nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Schaltkreis
eines Kraftfahrzeuges, welcher wenigstens eine Verarbeitungs- und Steuereinrichtung
aufweist, die mit einer oder mehreren Stelleinrichtungen, insbesondere zur Betätigung
von Verriegelungen, verbunden ist.