专利名称：汽车防盗系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车防盗系统，特别是一种利用汽车的自动停车信号进行释放的闭合系统。
已有的一种防盗系统(美国专利US5,053,774)配置有一个便携式应答机，它接收由一个固定式无线电收发两用机发出的询问编码信号，随后，向该无线电收发两用机发回一个应答编码信号。在询问编码信号中传输的能量将被应答编码信号释放。这个能量暂时地存贮在一个储能器内。当储能器中积存有足够的能量时，则释放该编码信号。
如果应答机和无线电收发两用机相互间不能很好地匹配时，将导致这一充电时间很长，直到储能器充足能量。
本发明的目的在于，提供一种汽车防盗系统，它的应答机所配的储能器能够可靠和快速地充电，从而当接收一个询问编码信号时可以无延迟地发出应答编码信号(以下称为编码信号)。
本发明的目的是通过权利要求1的特征实现的。具体地说，通过改变询问编码信号的励磁频率，实现应答机和无线电收发两用机之间的可靠耦合。
本发明的进一步的优选的实施方案体现在从属权利要求的特征中。
下面参照附图详细说明本发明的实施例。附图为
图1本发明的防盗系统的电路连接方框示意图，图2a-2e该防盗器的应答机和无线电收发两用机的脉冲信号图，图3一个振荡回路的谐振曲线，图4产生一个振荡的第一实施例的电路方框图，图5第二实施例的电路方框图。
本发明的汽车防盗系统具有一个装在汽车内的无线电收发两用机1(图1)，在其附近装有便携的应答机2，无线电收发两用机1与应答机2通过变压器的耦合实现适配。无线电收发两用机1产生一个交变场，这个场能被传输给应答机2，于是使应答机2内的电容器(充电电容器3)或储能器充电。当充电电容器3中的能量充足后，激励应答机2向无线电收发两用机，回送编码信号。
无线电收发两用机1包括一个振荡回路(以下称为天线振荡回路)，它采用一个振荡器4激发振荡，从而实现能量传送和数据回送。这里天线振荡回路至少包括一个天线电容器5和一个线圈(天线6)。天线6例如可以围绕启动锁缠绕。
应答机2具有一个振荡回路(下面称应答机振荡回路)，包括线圈7和应答机电容器8。当天线6和线圈7相互离得很近时，产生感性耦合，开始数据传输或能量传递。例如，当应答机2安装在一个启动钥匙上时，就是这种情况。只要启动钥匙插装在启动锁内并且旋转，天线6和线圈7即实现电耦合。
天线振荡回路5、6的振荡是由应答机2按编码信息的节拍进行调制的。应答机2包括一个开关9，它根据编码信息的节拍接通辅助电容器10和应答机振荡回路7、8的电容器8。只有当充电电容器3被充足地充电后，开关9根据编码信息的节拍闭合，才开始调制过程。
开关9由一个应答控制装置(应答机-IC12)控制，它是一种集成式开关电路。
如果启动钥匙在启动锁中旋转，无线电收发两用机1产生一具有大磁场强度的交变磁场(能量信号)(图2a)。在预定的时间周期(充电阶段)内产生能量信号，本例中周期为50毫秒，其幅值为100伏特。根据在应答机2和无线电收发两用机1之间的耦合质量，也即根据所接收的场强，充入充电电容器3的能量信号的充电快慢是有差别的(图2b)。
当能量信号发送结束时，充电电容器3应当继续充电，应答机2确认该能量信号中止，无线电收发两用机1于是产生一个具有较小场强(数量上为几个毫伏)的交变磁场。开关9在又一个预定时间周期(读取阶段)内根据编码信息的节拍闭合，产生编码信号(图2c)。这个信号是一个幅值较小的信号，例如1毫伏，保持大约20毫秒长。编码信号的幅值持续减小，充电电容器3提供闭合开关的能量，之后持续进行充电。
编码信号又回送到天线振荡回路5、6，这是因为天线6和线圈7相互感应耦合的结果。因此天线振荡回路5、6的振荡得到调制(图2d)。由于辅助电容器10与应答机电容器8相互接通和断开，则天线振荡回路5、6被不同地加载，天线振荡回路5、6的振荡频率得到调制。
假定天线振荡回路5、6的平均励磁频率fE为129KHz，则天线振荡回路5、6的振荡频率根据编码信号的频率调制在123KHz～134KHz之间变化。
天线振荡回路5、6的振荡调制受一个解调器13控制，并且采用一个控制和分析装置14进行评估。对调制后的振荡周期长度或频率进行检测。当调制后的振荡频率低于一个极限值时，例如低于129KHz，则测出一个高电平的调制信号，当该频率高于129KHz时，测出一个低电平信号(图2e)。以此方式，应答机2的编码信息根据调制的振荡状态被解调。
这个编码信息在控制或分析装置14中被与预定的额定编码信息进行比较，当二者一致时，向汽车上的安全设备发出一释放信号。
这种安全设备例如是一种门锁或一个自动停车信号器。在解答和修正编码信号时，门锁打开或自动停车信号器去激活，于是允许汽车马达启动操作。
天线振荡回路5、6由具有励磁变量的振荡器4激励振荡，振荡的励磁频率为fE。振荡器4的励磁变量可以是输出电压或输出电流。振荡器4的振荡频率是fO。在振荡器4和天线振荡回路5、6之间可以加装一个分频器15，它将振荡频率fO分频为所要求的励磁频率fE。
通过励磁变量产生一个天线振荡回路5、6的固定的振荡，其励磁频率为fE。每个振荡回路拥有一个固有频率，或称为谐振频率fR，它由该振荡回路的元件，即主要由天线6和天线电容器5所决定。如果振荡回路的励磁频率fE等于谐振频率fR，所产生的振荡强度(场强/幅值)最大(振荡回路的工作点Pi位于谐振点Po处，见图3)。在这种情况下，大部分能量传输至应答机2中，于是充电电容器3可以很快实现充电。
从谐振曲线(图3)可清楚看出功率平衡情况，其中频率f为横轴(x-轴)，振荡强度I随励磁变量即励磁电压或电流幅值在纵座标(y轴)上变化。当励磁频率fE(工作点Pi)从谐振频率fR偏离时，振荡强度I较小，于是传输到应答机2的能量也较少。当励磁频率fE＝谐振频率fR时，形成工作点Po。根据两个频率之间的差，工作点对应较小的强度(见工作点P1或P2)。
如果工作点位于一个预定的工率极限16之下，则传输到应答机2的场能极小。由于传递能量太少，充电电容器3不可能快速或足够地充电。应答机2不再调制天线振荡回路5、6，或者停止相互间的调制。
在这种汽车防盗系统中，应当指出，励磁频率fE应继续与谐振频率fR相一致。考虑到无线电收发两用机1或应答机2的部件本身存在容差，谐振频率fR和励磁频率fE可能相互偏离，因此不可能实现向应答机2的最佳能量传递。当两个频率相互间偏离小时，如果该振荡回路具有高品质(图3虚线所示的较细长的曲线)，则可以显著减小传输的交变磁场的强度(磁场强度)。
如果该振荡回路和振荡器4的组件这样选择，即它们与额定值仅有极小的偏移，并且始终具有相同的性能，则能够实现最优化的功率平衡。但是要满足这些要求，则必须作很高的投入。而且外部影响例如温度的波动也对电路元件产生影响，使其性能迅速变化。因此可以说，不能实现最大能量的传输。
根据本发明，励磁频率fE至少在充电阶段是变化的，因此充电电容器3总是被可靠地和完全地充电的。一旦带有启动钥匙的应答机2在启动锁内扭转，振荡器4的能量被接通。振荡器4开始以预定的频率fO振荡。励磁频率fE可以与振荡频率fO相同，它在充电阶段内在一预定的频率范围内变化。以此方式，工作点能够至少一次达到最大能量传递(见图3)的近似值，使充电电容器3实现足够的充电。
励磁频率fE可以预定的间距在预定的频率范围内变化。例如，励磁频率fE可以在129KHz±3％(预定的频率范围为129KHz±3％)内变化，按500Hz逐级变化。
励磁频率fE也可持续地在预定的频率范围内变化。
天线振荡回路5、6的谐振频率fR相对每个励磁频率fE可以以预定间距改变。在每个励磁频率fE，天线振荡回路5、6在不同的阻抗来回变换，使谐振频率fR根据这个励磁频率fE变化。
图4表示一个以预定步骤改变励磁频率fE的电路。其中一个激励器17由一个节拍频率CLK激励工作。频率顺序控制器18预先给定频率间距，可编程激励器18应以该频率间距运行。一旦启动钥匙在启动锁中被扭转，也就是能流供给一旦接通(在图4和5中通过与门20提供的ON/OFF信号)，天线振荡回路5、6将通过一个放大器19以预定的频率fE被激励。
励磁频率fE也可以持续地借助于受电压控制的振荡器4(VCO)变化(见图15)。为此振荡器4的输入端上将施加一个适当的控制信号(锯齿发生器21的锯齿电压)。
在该实施例中，天线振荡回路5、6受其组件的约束，使其谐振频率fR大约为129KHz。振荡频率fO例如可以大约为4MHz。为使振荡器4能用于激励振荡回路，在振荡器4和天线振荡回路5、6之间应安装一个1/32分频器15，从而获得一个大约为129KHz的励磁频率fE。
通过将振荡频率fO改变到一个预定值，可使励磁频率fE改变，从而至少实现一个工作点，在该工作点上近似传输最大能量。接着，将向应答机2传输足够的能量，并且使充电电容器3能可靠和快速地实现充电。
可以采用一个数字式分频器来取代一个固定式分频器15，它将振荡频率fO分离出励磁频率fE。这个数字式分频器具有一个无级可调的分频比。
控制或评估装置14可以采用一个微处理器或一个具有等效功能的开关电路来实现。解调器13的功能也可采用微处理器来完成。将额定编码信息与由应答机2传送的编码信息相比较，这个额定值存储在一个图中未示出的存储器(ROM，EEPROM)中。
这个应答机2中的编码信息可以存入这种存储器中。
还可以预先确定励磁频率fE在充电阶段内固定变化，但频率范围没有预先给定，励磁频率fE在充电阶段的预定时间长度结束前始终变化。也可以没有固定的频率范围，该频率只在一个时间长度内变化。
在本实施例中，这个充电阶段的长度大约为50毫秒，在这个时间长度内，本发明的励磁频率fE在变化，并且在这个时间长度内，充电电容器3由无线电收发两用机1感应充电。
励磁频率fE也可以具有多倍于预定的频率范围，从而可多次达到一个具有最大振荡强度I的工作点。所述预定的频率范围和时间长度、向应答机2发送能量信号多久，这些都与充电电容器3的大小和应答机2要求的能量多少有关。
开关9可采用一个集成化的开关电路实现，其中包括辅助电容器10。这个开关9和辅助电容器10也可以安装在所述应答机-IC12中。也可用一个电感取代辅助电容器10。对本发明重要的是，应答机振荡回路7、8根据编码信息变化，使天线振荡回路5、6的振荡得到调制，从而可实现一个频率、幅值或脉冲宽度的调制。
权利要求
1.尤其用于汽车的防盗系统，包括—一个具有天线(6)的固定安装的装置(1)，它构成第一振荡回路(5，6)的一部分，—一个便携式装置(2)，具有一个线圈(7)，它构成第二振荡回路(7，8)的一部分，与一个能量存储器(3)相连接，—一个以振荡频率(fO)振荡的振荡器(4)，其输出参数是具有励磁频率(fE)的励磁参数，用于激励第一振荡回路(5，6)振荡，这个励磁频率(fE)在一个预定的频率范围内变化，这种变化持续一预定的第一时间长度，一旦固定安装的装置(1)提供能量，能量信号从天线(6)感应传递到线圈(7)，从而使便携式装置(2)的能量存储器(3)进行至少部分充电操作。
2.根据权利要求1的防盗系统，其特征在于—固定安装的装置是指装在汽车内的无线电收发两用机(1)，—便携式装置是指可便携的应答机(2)，它承载编码信息，这个应答机(2)在一预定的第二时间长度内根据其编码信息调制振荡回路(5、6)的振荡，一旦能量存储器至少部分完成充电，它可以为应答机(2)提供能量，—一个分析评估装置(14)，它接收振荡回路(5、6)的振荡信号，—调制后的振荡由分析评估装置(14)接收后，对编码信息加以解调，在一个比较器(14)中，将预存的额定编码信息与解调的编码信息相比较，当二者相一致时，向汽车安全装置发出释放信号。
3.根据权利要求1的防盗系统，其特征在于，励磁频率(fE)以预定间距在预定频率范围内变化。
4.根据权利要求1的防盗系统，其特征在于，励磁频率(fE)在预定的频率范围内连接不断地变化。
5.根据权利要求2的防盗系统，其特征在于，无线电收发两用机(1)的振荡回路(5，6)的谐振频率(fR)在每个励磁频率(fE)时以预定间距变化。
6.根据权利要求1的防盗系统，其特征在于，励磁频率(fE)通过一个可调节的分频器(15)改变。
7.根据权利要求3的防盗系统，其特征在于，励磁频率(fE)通过振荡器(4)改变，其输出参数取决于发电机(21)的变化的控制参数。
8.根据权利要求1的防盗系统，其特征在于，应答机(2)安装在一个启动钥匙上，这个启动钥匙通过在启动锁内扭转实现无线电收发两用机(1)的能量输入。
9.根据权利要求1的防盗系统，其特征在于，励磁频率(fE)在开始能量输送之后只在一预定的时间长度内变化。
10.根据权利要求1的防盗系统，其特征在于，应答机(2)通过一线圈(7)与天线(6)实现感应耦合。
11.根据权利要求1的防盗系统，其特征在于，该安全装置是一个门锁或一个自动停车信号机。
全文摘要
一个应答机(2)的充电电容器(3)以无线方式通过一个来自无线电收发两用机(1)的能量信号充电。这个传输的能量信号的电平取决于在应答机和收发两用机之间感应传输的品质。如果由于元件容差导致收发两用机的振荡电路(6,7)的励磁频率(f
文档编号E05B49/00GK1188523SQ96194983
公开日1998年7月22日 申请日期1996年6月21日 优先权日1996年6月21日
发明者H·齐默尔 申请人:西门子公司