DE69726824T2

DE69726824T2 - Verfahren zum Laden für einen Transponder

Info

Publication number: DE69726824T2
Application number: DE69726824T
Authority: DE
Inventors: William David Farmington Hills Treharne
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2017-11-01
Also published as: US5696485A; CA2220200A1; EP0841448B1; JP3806501B2; DE69726824D1; EP0841448A1; JPH10215204A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufladen eines Transponders und insbesondere ein Verfahren zur Verringerung der Zeit, die zum Aufladen eines Transponders benötigt wird.
Ein Transponder ist ein Gerät, das Energie von einem Hochenergiesignal empfängt und nach dem Aufladen ein zweites Signal aussendet. Ein Sender oder Sender-Empfänger sendet die Energie, wenn festgestellt worden ist, dass die Bedingungen, d. h. Standort, Orientierung, so sind, dass der Transponder in der Lage ist, die davon ausgesendete Energie zu empfangen und zu speichern.
Transponder arbeiten auf einem hohen Q Resonanzkreis. Die Resonanz der Transponder liegt zwischen 125–135 kHz. Die Transponder werden gespeist, indem sie ein Hochenergiesignal auf der Resonanzfrequenz des Transponders von einem externen Sender oder Sender-Empfänger empfangen.
Ein Problem bei Transpondern besteht darin, dass die Resonanzfrequenz des Transponders variiert, und zwar je nach der Umgebung, in derer sich befindet, und der Temperatur, bei der er arbeitet. Insbesondere variiert die Resonanzfrequenz des Transponders aufgrund der konstruktiven Umgebung, in der er angeordnet ist. Das Ergebnis dieser Unterschiede ist eine Verringerung beim Energiewirkungsgrad zwischen dem Transponder und dem Sender-Empfänger. Diese Verringerung kann ein volles Aufladen des Transponders mit dem Ergebnis verhindern, dass der Transponder nicht in der Lage ist, das zweite Signal zu senden. Zu den Lösungen dieses Problems gehört das Senden eines Signals mit höherer Leistung an den Transponder, um die Verringerung des Wirkungsgrads wettzumachen. Diese Lösung ist aufgrund der hohen Kosten und Leistungsanforderungen nicht wünschenswert. Zu einem zusätzlichen Nachteil dieser Lösung gehören mögliche Störungen durch das Senden eines zweiten Signals von einem zweiten Transponder, der sich wegen des Signals höherer Leistung unbeabsichtigt aufladen kann.
Bei einer zweiten Lösung dieses Problems wird ein erstes Ladesignal gesendet, um die Resonanzfrequenz des Transponders zu erkennen. Nachdem die Frequenz erkannt worden ist, sendet der Sender-Empfänger ein zweites Ladesignal mit der richtigen Frequenz, um den Energiewirkungsgrad zu maximieren. Diese Lösung ist deswegen unzulänglich, weil für den Betrieb des Transponders die doppelte Zeit benötigt wird. Dieser Zeitverbrauch ist nicht wünschenswert.
Daher gibt es beim Stand der Technik einen Bedarf, ein Signal effektiv mit der richtigen Resonanzfrequenz an einen Transponder zu senden, um den Wirkungsgrad der übertragenen Energie zu maximieren, ohne dabei den Einsatz von Kosten, Energie oder Zeit für das System zu erhöhen.
DE 44 30 360 beschreibt ein Diebstahl-Sicherungssystem für ein Kraftfahrzeug, wobei das System einen tragbaren Transponder enthält, in dem eine Kode-Information abgelegt ist. Der Sender überträgt eine Schwingung mit einer Erregerfrequenz an den Transponder, der seinerseits kodierte Informationen zurück an den Sender überträgt. Die Kode-Information von dem Transponder moduliert die Amplitude einer Schwingung in einem Resonanzkreis des Senders und ein Demodulator gewinnt die Kode-Information von der modulierten Schwingung wieder. Falls zunächst keine Kode-Information erkannt wird, wird die Erregerfrequenz oder die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises variiert, um den Betriebspunkt des Systems in eine Position zu bringen, wo die Kode-Information erkannt werden kann.
EP-A-0 537 378 beschreibt ein Verfahren zum Lesen der Daten, die in einem passiven Antwortgerät abgelegt sind, mittels eines Abfragegeräts, das einen Empfangsteil enthält. Um einen Lesetakt einzuleiten, überträgt das Abfragegerät einen HF-Abfrageimpuls, der beim Empfang durch den Transponder dazu verwendet wird, eine Versorgungsspannung zu erzeugen, und leitet die Übertragung eines HF-Signals ein, das mit den gespeicherten Daten kodiert ist. Die Frequenz des Abfrageimpulses wird während seiner Übertragung über einen vorbestimmten Bereich variiert, der die Nennfrequenz des Antwortgeräts enthält. Der Empfangsabschnitt des Abfragegeräts beinhaltet einen Abstimmkreis, der die Empfangsfrequenz des Empfangsabteils an die Frequenz des HF-Signals anpasst, das von dem Transponder übertragen wurde.
Gemäß der vorliegenden Endung ist jetzt ein Verfahren zum Aufladen eines Transponders bereitgestellt, bei dem ein Sender-Empfänger eingesetzt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Versorgung des Sender-Empfängers mit Energie; Aussenden eines Übertragungsimpulses von dem Sender-Empfänger; Versorgung des Transponders mit Energie unter Einsatz des Übertragungsimpulses; Erzeugen eines Kalibriersignals mit dem Transponder; Übertragen des Kalibriersignals an den Sender-Empfänger; und Kalibrieren des Sender-Empfängers aufgrund des vom Transponder empfangenen Kalibriersignals; dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Versorgung des Transponders mit Energie unter Einsatz des Übertragungsimpulses dabei wirkungsvoll ist, eine erste Teilladung des Transponders bereitzustellen, bevor das Kalibriersignal übertragen wird, und das Verfahren beinhaltet die weiteren Schritte: Aussenden eines Ladeimpulses von dem Sender-Empfänger an den Transponder; und Veranlassen einer zweiten Aufladung des Transponders mit dem Ladeimpuls.
Ein Vorteil, der mit der vorliegenden Erfindung zu verbinden ist, ist die Möglichkeit, einen Transponder unter Einsatz eines Sender-Empfängers aufzuladen. Ein anderer Vorteil, der mit der vorliegenden Erfindung zu verbinden ist, ist die Möglichkeit, einen Transponder mit einem maximalen Energiewirkungsgrad aufzuladen. Ein weiterer Vorteil, der mit der vorliegenden Erfindung zu verbinden ist, ist die Möglichkeit, einen Sender-Empfänger dahingehend zu kalibrieren, das Hochenergiesignal mit einer relativen Frequenz zu übertragen, die derjenigen des Transponders entspricht. Ein weiterer Vorteil, der mit der vorliegenden Erfindung zu verbinden ist, ist die Möglichkeit, den Energiewirkungsgrad zwischen einem Sender-Empfänger und einem Transponder zu maximieren, ohne dabei zusätzliche Materialien, Energie oder Bauteile einzusetzen. Ein weiterer Vorteil, der mit der vorliegenden Erfindung zu verbinden ist, ist die Möglichkeit, einen Transponder bei einem maximalen Energiewirkungsgrad innerhalb einer reduzierten Zeitspanne aufzuladen.
Die Erfindung wird jetzt anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Aufrissansicht als Querschnitt einer Ausführungsform eines Transponders gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Mit Bezug auf 1 ist ein passives Diebstahl-Sicherungssystem allgemein bei 10 angezeigt. Das passive Diebstahl-Sicherungssystem beinhaltet einen Zündschlüssel 12, der einen Transponder 14 beinhaltet, der am besten in 2 dargestellt ist. Das passive Diebstahl-Sicherungssystem 10 beinhaltet auch einen Sender-Empfänger 16 und eine Antenne 18. Die Wellenformen 20, 22 stellen die Signale graphisch dar, die zwischen dem Transponder 14, der sich im Inneren des Zündschlüssels 12 befindet, und der Antenne 18 gesendet werden. Der Sender-Empfänger 16 wird durch ein Steuermodul 24 gesteuert. Das Steuermodul 24 steht mit dem elektronischen Motorsteuermodul 26 in Verbindung. Das elektronische Motorsteuermodul 26 steht mit dem Motor in Verbindung und steuert den Motor aufgrund von verschiedenen Eingaben, die von den Steuermodulen wie beispielsweise dem Steuermodul 24 empfangen werden.
Wenn der Sender-Empfänger 16 die Nachricht erhält, dass ein Zündschlüssel 12 in die Lenksäule eingesteckt wird, um das Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) zu starten, sendet der Sender-Empfänger 16 über die Antenne 18 ein Energiesignal, um den Transponder 14 aufzuladen, damit der Transponder 14 den Zündschlüssel 12 als den richtigen Zündschlüssel für dieses bestimmte Kraftfahrzeug identifizieren kann. Falls das vom Transponder 14 gesendete Signal 20 nicht mit dem übereinstimmt, was in dem Steuermodul 24 gespeichert ist, sendet das Steuermodul 24 keinen Startbefehl an das elektronische Motorsteuermodul 26. Das Fehlen eines Startbefehls verhindert, dass das Kraftfahrzeug betrieben wird.
Mit Bezug auf 2 ist zu ersehen, dass der Transponder 14 eine Antennenwicklung 28 beinhaltet, die um einen Eisenkern 30 gewickelt ist. Antennenwicklung 28 ist über die Leitungen 32 mit einer gedruckten Leiterplatte 34 elektrisch verbunden. Die gedruckte Leiterplatte 34 beinhaltet eine integrierte Schaltung 36, einen Resonanzkondensator 38 und einen Ladekondensator 40. Der Ladekondensator 40 speichert die vom Sender-Empfänger-Signal 22 empfangene Energie. Der Resonanzkondensator 38 schwingt mit einer vorbestimmten Frequenz, die vom zweiten Signal 20 verwendet wird, das dem Transponder 14 über die Antennenwicklung 28 auszusenden ist. Der Transponder beinhaltet eine Kapsel 42, die den gesamten Transponder 14 überdeckt.
Wie schon oben ausgesagt, kann der Resonanzkreis, der aus einem Resonanzkondensator 38 und einer Antenne 28, 30 besteht, aufgrund des bestimmten Zündschlüssels 12 und seiner Temperatur mit einer Frequenz schwingen, die von der Sollfrequenz der Konstruktion abweicht. Wenn das eintritt, sendet der Transponder 14 über die Antennenwicklung 28 das zweite Signal 20 aus, das eventuell nicht mit der Frequenz übereinstimmt, die vom Sender-Empfänger 16 erwartet wurde. Daher erkennt das Verfahren der vorliegenden Erfindung solche Situationen und korrigiert die Frequenz des Sender-Empfängers 16, um sie der Frequenz des Transponders 14 anzupassen.
Insbesondere ist mit Bezug auf 3 bei 44 ein Verfahren zum Aufladen eines Transponders 14 allgemein angezeigt. Das Verfahren beinhaltet den Schritt der Energieversorgung des Sender-Empfängers 16 bei 46. Bei 48 sendet der Sender-Empfänger 16 einen Übertragungsimpuls aus. In einer Ausführungsform erstreckt sich der Übertragungsimpuls über eine Zeitspanne im Bereich von fünf Millisekunden und zehn Millisekunden. Der Transponder 14 empfängt einen Übertragungsimpuls bei 50. Der Übertragungsimpuls lädt den Ladekondensator 40 teilweise auf. Aus der Teilaufladung wird ein Kalibriersignal von dem Resonanzkondensator 38 bei 52 erzeugt. Dieses Kalibriersignal wird an den Sender-Empfänger 16 über die Antennenwicklung 28 bei 54 übertragen. In einer Ausführungsform wird das Kalibriersignal durch Entladung des Ladekondensators 40 des Transponders 14 erzeugt. Dann wird bei 56 bestimmt, ob die Frequenz des Sender-Empfängers 16 mit der des Transponders 14 übereinstimmt. Wenn nicht, wird die Frequenz des Sender-Empfängers 16 kalibriert. Insbesondere wird die Frequenz des Sender-Empfängers 16 verschoben, um mit der des Transponders bei 58 übereinzustimmen. Wenn ja, wird ein Ladeimpuls vom, Sender-Empfänger 16 aus bei 60 ausgesendet. Das Aussenden des Ladeimpulses findet nach dem Verschieben der Frequenz des Sender-Empfängers 16 statt, wenn sie ursprünglich nicht übereinstimmten. Der Ladeimpuls erstreckt sich über eine Zeitspanne zwischen vierzig Millisekunden und fünfzig Millisekunden und ist in der Lage, den Ladekondensator 40 im Transponder 14 voll aufzuladen. Wenn der Transponder 14 bei 62 voll aufgeladen ist, sendet der Transponder bei 64 ein kodiertes Signal aus. Das kodierte Signal schwingt mit einer Frequenz, die durch den Resonanzkondensator 38 festgelegt ist, und identifiziert den Transponder 14, woraus das Steuermodul 24 feststellen kann, ob der Zündschlüssel 12 der richtige Zündschlüssel und keine unbefugte Kopie ist. Das Verfahren wird bei 66 beendet.

Claims

Verfahren zum Laden eines Transponder (12, 14), wobei ein Sender-Empfänger (16) eingesetzt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Versorgung des Sender-Empfängers (16) mit Energie; Aussenden eines Übertragungsimpulses von dem Sender-Empfänger (16); Versorgung des Transponders (12, 14) mit Energie unter Einsatz des Übertragungsimpulses; Erzeugen eines Kalibriersignals mit dem Transponder (12, 14); Übertragen des Kalibriersignals an den Sender-Empfänger (16); und Kalibrieren des Sender-Empfängers (16) aufgrund des vom Transponder (12, 14) empfangenen Kalibriersignals, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Versorgung des Transponders (12, 14) mit Energie unter Einsatz des Übertragungsimpulses dabei wirkungsvoll ist, eine erste Teilladung des Transponders bereitzustellen, bevor das Kalibriersignal übertragen wird, und das Verfahren beinhaltet die weiteren Schritte: Aussenden eines Ladeimpulses von dem Sender-Empfänger (16) an den Transponder (12, 14); und Veranlassen einer zweiten Aufladung des Transponders (12, 14) mit dem Ladeimpuls.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ladeimpuls eine Pulsperiode aufweist, die länger ist als der Übertragungsimpuls.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das den Schritt des Erzeugens eines kodierten Signals beinhaltet, wobei der Transponder (12, 14) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, das den Schritt des Übertragens des kodierten Signals an den Sender-Empfänger (16) beinhaltet, um zu bestimmen, ob der Transponder (12, 14) für den Sender-Empfänger kodiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erzeugens eines Kalibriersignals den Schritt des Entladens des Transponders (12, 14) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Übertragungsimpuls sich über eine Zeitspanne im Bereich zwischen fünf Millisekunden und zehn Millisekunden erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ladeimpuls sich über eine Zeitspanne im Bereich zwischen vierzig Millisekunden und fünfzig Millisekunden erstreckt.