本發(fā)明屬于汽車行業(yè)的特殊應(yīng)用中的無鑰匙開門或進(jìn)入系統(tǒng)的領(lǐng)域中，其中這些系統(tǒng)還應(yīng)用在控制用于啟動(dòng)引擎的電子防盜器。這種“無鑰匙”系統(tǒng)(kes或者無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)，或者還被稱為pke：被動(dòng)無鑰匙進(jìn)入)是基于遠(yuǎn)程控制裝置或發(fā)射無線信號的裝置的使用，以及基于車輛自身的3個(gè)或更多的天線的設(shè)置，這種設(shè)置的功能是在圍繞車輛的大約1.5m或更大的周界內(nèi)檢測由用戶攜帶的上述遠(yuǎn)程控制裝置的存在(俘獲上述無線信號)?；谒鰴z測，門被打開或鎖上，并且其它可能的功能還能夠包括發(fā)動(dòng)機(jī)開/關(guān)、后視鏡的舒適調(diào)節(jié)、機(jī)動(dòng)化座椅、打開車內(nèi)照明燈的選擇。

本發(fā)明提供一種具有單個(gè)天線的無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)。

為此目的，本發(fā)明提出使用柔性加長型感應(yīng)器，其包括由兩個(gè)或更多個(gè)剛性的鐵磁芯或元件形成的(磁)芯(core，芯部)，它們的端部以鉸接的方式彼此連接，形成能夠彎曲且同時(shí)不損害對感應(yīng)器的完整性的長方形組件(oblongassembly)，并具有由圍繞所述復(fù)合磁芯的導(dǎo)電元件所構(gòu)成的線圈。

通過提供多個(gè)電子元件和最終的連接元件，很容易從上述柔性感應(yīng)器得到加長的柔性低頻天線，這些連接元件用于以內(nèi)部或外部方式連接到電容器以配置諧振室(resonanttank)。

背景技術(shù)：

工程師和技術(shù)人員多年來在尋求一種具有單天線的無鑰匙打開系統(tǒng)。多種系統(tǒng)在理論上被描述，但所有這些系統(tǒng)都缺乏提供克服易碎的鐵氧體磁芯問題的天線的實(shí)際可能性。

用于汽車產(chǎn)業(yè)的無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)通常以低頻工作，舉例來說，如marquardt的專利文獻(xiàn)ep1723615b1和wo2013135381a1所描述的20khz、或者conti的專利文獻(xiàn)wo2011120501a1或us9184506b2所述的125khz和134khz。

為了覆蓋車輛的最小讀數(shù)距離(捕捉遠(yuǎn)程控制裝置的無線信號)，現(xiàn)有的系統(tǒng)通常使用設(shè)置在門把手和行李箱(trunk)中的短鐵氧體天線。這些天線通常使用由軟鐵氧體磁性材料，znmn構(gòu)成的芯。由于鐵氧體為脆而易碎的材料，因此天線的最大長度被限制于鐵氧體能夠抵抗最小扭矩或變形的長度。這就將鐵氧體芯的實(shí)際長度限制為一般小于180mm且通常從80到120mm。這些極為易碎的芯接納由二次成型的或由塑性的殼體保護(hù)的線圈，并且由所得的導(dǎo)線線圈制成的天線通常被埋入樹脂中，或者借助低壓或通過高壓聚合物二次成型。

所有這些塑性涂料和層被用于在外力、扭矩、打擊和彎曲的情況中保護(hù)易碎鐵氧體芯。

premo的專利申請pct/ib2015/001238描述了柔性磁芯及其生產(chǎn)的過程，其基于由高導(dǎo)磁率軟磁性合金構(gòu)成的微導(dǎo)線和在圍繞所述微導(dǎo)線的聚合物基體中分散的聚合物納米粒子。

對于連續(xù)的鐵氧體芯，天線的長度被限制，并且現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)描述了每一車輛設(shè)置3至5根天線以便覆蓋繞整個(gè)車輛的最小讀數(shù)距離。

同時(shí)，車輛中使用的現(xiàn)有天線通常具有小于180mm的長度，將其替換為單天線需要具有300mm到500mm之間的長度，以便生成具有足夠強(qiáng)度的磁場來覆蓋由現(xiàn)有短天線所產(chǎn)生的磁場。但是，如此長的天線不能使用單固體鐵氧體芯，因?yàn)樵谒銮闆r中它可能容易在很小的彎曲力作用下破損，即便其被涂覆、借助殼體成型或二次成型或者被硬塑性殼體圍繞也是如此。

解決上述技術(shù)問題的一種可能性將是“無鑰匙”系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用加長的、完全柔性的低頻lf天線，如premo的專利申請pct/ib2015/001238中提供的天線。

這種創(chuàng)新將允許實(shí)施“kes”系統(tǒng)，該系統(tǒng)借助單個(gè)天線提供與現(xiàn)有技術(shù)的具有3、4或5根天線的系統(tǒng)所提供的性能相同或更高的性能。這種創(chuàng)新導(dǎo)致了具有很多技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)的“kes”系統(tǒng)：

·導(dǎo)線和連接器分別減少1/3、1/5或1/4。

·oem組裝時(shí)間分別降低1/3、1/5或1/4。

·總能量消耗和實(shí)際電池?fù)p耗(尤其在電動(dòng)車中為很重要的參數(shù))成比例降低。

·較長的天線需要較小的電流來生成相同或更強(qiáng)的磁場，從而降低必需的能量并允許減小天線線圈中的導(dǎo)線的橫截面。

通過以上所述方面來實(shí)現(xiàn)車輛中所必需的電力輸出的減少；mosfet晶體管，允許減少放大器的數(shù)量并且功率級特性減少1/3、1/4或1/5，并且還允許簡化所需的最終模擬功率元件，這些元件可以更為簡單和廉價(jià)，這是因?yàn)橄噍^于現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)而言，使用較小的電流生成了相同的磁場?？傮w而言，通過減少通道(可從5、4或3減少到1)以及通過重要的降低剩余的通道的功率的，簡化了電子控制裝置(ecu)中的閱讀器的前端或模擬接口。

車輛的可靠性與其所包含的部件的數(shù)量成比例，所以僅ecu中的通道和天線的數(shù)量的減少即提供了固有可靠性，使介于系統(tǒng)故障或mtbf之間的平均時(shí)間增長。

同樣，通過使用單個(gè)天線，使其安全元件被簡化。

包括鐵氧體芯的加長型感應(yīng)器已被廣泛用于調(diào)頻廣播系統(tǒng)。專利申請wo2009123432a2描述了一種方案，其由線圈內(nèi)的圓柱形桿狀的多個(gè)芯組成。qualcom在專利申請us2013249303a1中提出了一種無線充電系統(tǒng)中較新的應(yīng)用，其公開了多個(gè)對齊的鐵磁元件。

sumida的專利申請us20150295315a1描述了剛性的固體鐵氧體芯，這些芯以特定形狀被引入線圈成型機(jī)中，用以設(shè)置電容器和波導(dǎo)管。

所述的premo的專利申請pct/ib2015/001238描述了除鐵氧體之外的多種材料，如納米晶體片材，但是這些材料尚未在實(shí)踐中使用，因?yàn)樗霾牧暇哂泻苊黠@的缺陷：磁致伸縮，其為軟磁材料的性質(zhì)，在壓力或變形的情況下導(dǎo)致透磁率(magneticpermeability)的大的變化。因此，盡管這些片材(雖然很昂貴)可在理論上用于長型天線中，在實(shí)踐中盡管這些天線沒有破損，但如此大幅改變片材的透磁率使得其形成的串聯(lián)的調(diào)諧室或并聯(lián)的電容器的典型的諧振頻率對于一可靠系統(tǒng)而言缺乏所需的最小選擇性。另一方面，片材的變形僅可能發(fā)生在垂直于寬側(cè)的軸線中，而在另兩個(gè)正交軸線上，芯是不可變形的。

premo的專利申請pct/ib2015/001238提供了一種加長型天線，其在三維空間中沿著x軸和正交的y軸均能彎曲。

在sumida的專利申請us2015123761a1中描述了另一種方案，其基于由彼此聯(lián)接的多個(gè)圓柱形鐵氧體芯(見圖2)構(gòu)成的復(fù)合芯，在該復(fù)合芯的頭端和尾端具有球形的凹端部或凸端部，并且還公開了以疊放型構(gòu)造彼此聯(lián)接的芯(見其圖3)。

在專利文獻(xiàn)us2015123761a1中已公開了通過加入彼此聯(lián)接的縱向較小元件構(gòu)成的加長型的芯結(jié)構(gòu)。

其它公開了復(fù)合型感應(yīng)器的文獻(xiàn)包括：專利文獻(xiàn)us6417665b1，其描述了一種具有由彼此聯(lián)接的多個(gè)芯構(gòu)成的柔性磁芯的長型磁強(qiáng)計(jì)；以及專利文獻(xiàn)ep0848577a2，其描述了一種通過端部聯(lián)接的多個(gè)鐵氧體桿構(gòu)成的長型柔性磁芯的結(jié)構(gòu)。而且，在磁芯的端部處借助球形或柱形接觸表面之間的物理間隙或物理分離(間隔)聯(lián)接是磁性旋轉(zhuǎn)機(jī)械的慣用做法，因?yàn)槠鋵τ诩俣ǖ墓潭ㄇ易钚〉拈g隔以及自由移動(dòng)是必需的。例如，參見brucedepalma所著的“thegenerationofaunidirectionalforce”中于1974年公布的內(nèi)容(http://depalma.pair.com/generationofunidirectionalforce.html)。

在硬磁性材料中，這也是用于移動(dòng)磁性部件以使用球形的間隙(間隔)與用于改進(jìn)的支承的鐵磁流體結(jié)合的慣用做法。

專利文獻(xiàn)us7138896描述了由多個(gè)獨(dú)立元件制成的鐵氧體芯，這些元件借助用于扁平電纜中的emi(電磁干擾)屏蔽的圓柱形間隔以頭-尾-頭的方式彼此聯(lián)接，上述扁平電纜起到以電磁輻射形式輻射能量的天線的作用。

本發(fā)明避免了在采用多個(gè)彼此聯(lián)接的磁芯的感應(yīng)器的物理實(shí)施中存在的問題，并且避免在感應(yīng)器應(yīng)用于構(gòu)造kes系統(tǒng)的lf天線時(shí)(由于伴隨性的豎直或水平間隔造成的)對其性能的影響的問題，特別地：

-這些離散的(discrete，分離的)圓柱形元件或者球形芯元件在其接觸的鉸接端處不具有粘性附接，并且當(dāng)在方向x上發(fā)生加長時(shí)，無法想象由芯元件之間的空氣或非鐵磁材料的距離界定的間隔不會(huì)變得更大。因此，當(dāng)在方向x上發(fā)生加長時(shí)，元件之間的距離增大，所以磁通量的損失增大，導(dǎo)致由于低透磁率而產(chǎn)生的磁阻的增大，引發(fā)諧振頻率的偏差和天線故障。

-芯的這些呈圓柱形或具有矩形橫截面的離散元件可能相對于彼此滑動(dòng)，而在這些離散元件之間并無保持元件，從而導(dǎo)致在水平方向上分離，造成彼此聯(lián)接的磁芯不對齊(misalignment)，使得總磁阻以與元件的數(shù)量成比例的方式增大。這種水平方向的分離或間隙使得能供磁場線橫穿的固定截面積減小，從而導(dǎo)致有效透磁率降低。另一方面，在該間隔中損失的漏磁通量并不被低磁阻的磁路重新導(dǎo)向，使線圈中的感應(yīng)能力損失。

這兩種影響，即三維空間的y軸方向上的不對齊及x軸方向上的間隔變大，決定了上述復(fù)合感應(yīng)器的低效性能。

本發(fā)明提出了解決上述問題的方案，并允許構(gòu)造長度大于300mm的柔性天線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種柔性加長型感應(yīng)器，其包括線圈，該線圈由繞通過兩個(gè)或更多個(gè)剛性的磁性元件或磁芯形成的芯設(shè)置的導(dǎo)電元件(金屬導(dǎo)線或?qū)щ姴?制成，所述磁芯由鐵磁材料制成并且在其端部處以鉸接的方式彼此連接，形成例如像專利文獻(xiàn)us7138896中所述的長方形組件，其中每個(gè)磁芯包括：

-頭端a，相對于頭部的橫軸設(shè)有圓形凸曲面；

-尾端b，相對于與頭部的橫軸平行的尾部的橫軸設(shè)有圓形凹曲構(gòu)造，

并且所述圓形凹曲構(gòu)造為與所述圓形凸曲構(gòu)造互補(bǔ)，

這些磁芯被聯(lián)接為使得磁芯的頭端a通過接觸表面聯(lián)接到相鄰的磁芯的尾端b，形成鉸接式附接，且彼此聯(lián)接的兩個(gè)磁芯的頭部和尾部的所述橫軸在聯(lián)接區(qū)域中重合，提供具有可變及可調(diào)節(jié)的角度的接合部(joint，關(guān)節(jié)部)，類似于扁平鏈(flatchain)的鏈接。

根據(jù)本發(fā)明提出的方案，所述兩個(gè)或更多個(gè)剛性的磁芯的組件被柔性聚合物殼體圍繞，該柔性聚合物殼體包括多個(gè)磁荷，這些磁荷共同作用以防止在所述磁芯之間的聯(lián)接區(qū)域或間隙(間隔)中磁通量分散，所述柔性聚合物殼體在所述聚合物殼體的聚合物基體內(nèi)部包括單獨(dú)存在的或者以其任何組合方式存在的軟鐵磁材料的微纖維、微粒和/或納米粒子。

本發(fā)明描述了一種用于汽車的無鑰匙打開系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于單個(gè)加長型的柔性或半柔性的lf天線(主要從20khz到300khz)。

在一個(gè)實(shí)施例中，軟鐵磁材料的微纖維、微粒和/或納米粒子占聚合物殼體的總重量的大約至少50％。

而且，所述鉸接附接包括至少一個(gè)橫向保持構(gòu)造，該橫向保持構(gòu)造由分別限定在所述頭端a和尾端b中的彼此互補(bǔ)的突出部和凹入部形成，并且由上述磁芯的所述鐵磁材料形成，防止所述保持構(gòu)造在彼此聯(lián)接的磁芯的橫向方向上不對齊。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，以鉸接方式連接的每個(gè)磁芯具有矩形橫截面，且更特別地為矩形棱柱狀構(gòu)造，所述保持突出部和凹入部被限定在磁芯的兩端a、b各自的相對的且較小的矩形面上。

借助磁芯之間的這種聯(lián)接設(shè)置，柔性加長型感應(yīng)器具有大于15cm且優(yōu)選大于30cm的長度以及約60cm的最大長度(對于kes系統(tǒng)的應(yīng)用而言足夠的長度，如前所述，盡管將能夠很好地獲得更大長度的感應(yīng)器、很好地進(jìn)行操作并具有最少的磁通量損失)。

本發(fā)明還提出一種加長型柔性天線，其由根據(jù)前文的描述而構(gòu)造的柔性感應(yīng)器形成，導(dǎo)線線圈或金屬導(dǎo)電電纜(或?qū)щ姴?圍繞該天線延伸。

在以下對實(shí)施例的詳細(xì)說明中描述了本發(fā)明的其它特征。

附圖說明

基于下文參照隨附的附圖對一實(shí)施例的具體說明，將會(huì)更好地理解前述以及其它的優(yōu)點(diǎn)和特征，這些附圖必須以說明性和非限制性的方式來解釋，在附圖中：

圖1a示出根據(jù)本發(fā)明的磁芯的第一實(shí)施例，而圖1b示出具有如下不同的設(shè)置的第二實(shí)施例：保持凹入部或突出部、以及用于與其它感應(yīng)器鏈接的對應(yīng)的接觸聯(lián)接表面的設(shè)置，以形成柔性加長型感應(yīng)器，如上文所述。

圖1c示出與圖1a的實(shí)施例對應(yīng)的芯之間的聯(lián)接的細(xì)節(jié)剖視圖。

圖2a和圖2b示出根據(jù)本發(fā)明的磁芯的兩個(gè)實(shí)施例，這些實(shí)施例除了突出部和凹入部恰好相反之外，等同于圖1a和圖1b所示的實(shí)施例。

圖2c示出根據(jù)圖2b的兩個(gè)磁芯之間的聯(lián)接部的剖視圖。

圖3a和圖3b示出具有本發(fā)明的特征的磁芯的其它兩個(gè)可能的實(shí)施例。圖3c是具有根據(jù)圖3b的構(gòu)造的芯之間的聯(lián)接的剖視圖。

圖4a和圖4b示出根據(jù)本發(fā)明原理的磁芯的另一實(shí)施例，而圖4c示出通過圖4b所示的截平面截取的元件(剖視圖)。

圖5a和圖5b是根據(jù)本發(fā)明的磁芯的又一些實(shí)施例，圖5c示出根據(jù)圖5b所示截平面截取的所述磁芯的剖視圖。

圖6a和圖6b表示由7個(gè)磁芯聯(lián)接所形成的加長型磁性感應(yīng)器的示例，組件被柔性聚合物殼體圍繞，并包括多個(gè)磁荷，這些磁荷共同作用以防止在所述磁芯之間的聯(lián)接區(qū)域或間隙(間隔)中的磁通量分散。從所述圖6a和圖6b的柔性感應(yīng)器將會(huì)得到加長型柔性天線，導(dǎo)電線或?qū)щ娖线m地卷繞該天線的本體。

圖7示出這種lf天線的可能實(shí)施例的立體圖。

具體實(shí)施方式

如圖1a至圖5c的不同實(shí)施例所示，本發(fā)明涉及一種柔性加長型感應(yīng)器，該感應(yīng)器是由多個(gè)鐵磁材料制成且端部以鉸接方式彼此連接的剛性磁芯10、11形成，形成現(xiàn)有技術(shù)中已知及所稱的長方形組件，其中每個(gè)磁芯10、11包括：

-頭端a，相對于頭部橫軸設(shè)有圓形凸曲面；以及

-尾端b，相對于平行于頭部橫軸的尾部橫軸設(shè)有圓形凹曲構(gòu)造，并且

為與所述圓形凸曲構(gòu)造互補(bǔ)的所述圓形凹曲構(gòu)造。

執(zhí)行磁芯之間的所述鉸接連接或聯(lián)接，使得一磁芯的頭端a通過接觸表面20a、20b聯(lián)接到鄰近磁芯的尾端b，形成繞上述橫軸的鉸接式附接，且兩個(gè)彼此聯(lián)接的磁芯10、11的頭部和尾部的橫軸在聯(lián)接區(qū)域(特別地，見附圖的剖視圖)中重合，提供了具有可變、可調(diào)節(jié)角度的接合部。

如圖6a和圖6b中明確示出的，本發(fā)明的特征在于，所述剛性磁芯11、12、13、14、15、16(在此實(shí)施例中為6個(gè))的組件被柔性聚合物殼體50圍繞，該柔性聚合物殼體包括共同作用以防止在彼此聯(lián)接的所述多個(gè)磁芯10、11之間的聯(lián)接區(qū)域或間隙(間隔)中的磁通量分散的磁荷。

如所示，在一優(yōu)選實(shí)施例中，上述柔性聚合物殼體在所述聚合物殼體的聚合物基體內(nèi)部包括單獨(dú)存在的或者以其任何組合的方式存在的軟鐵磁材料的微纖維、微粒和/或納米粒子。同樣，上述軟鐵磁材料的微纖維、微粒和/或納米粒子能夠占芯的總重量的大約至少50％。這種殼體保證了在磁芯的接合區(qū)域或接觸表面20a、20b中沒有磁通量損失。

上述附圖示出多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中彼此聯(lián)接或以鉸接方式連接的磁芯10、11、12、13、14、15、16均具有矩形橫截面，使得它們形成一扁平柔性加長型感應(yīng)器。

本發(fā)明的第二個(gè)相關(guān)特征在于：磁芯10、11的所述鉸接附接部包括至少一個(gè)橫向保持構(gòu)造，該橫向保持構(gòu)造由分別限定在所述頭端a和尾端b中的彼此互補(bǔ)的突出部30和凹入部40形成，并且由上述磁芯的所述鐵磁材料形成，防止所述保持構(gòu)造在彼此聯(lián)接的磁芯10、11的橫向方向上不對齊。

與磁芯之間的聯(lián)接的所述設(shè)定和設(shè)置相關(guān)的特征使得允許得到長度大于15cm且優(yōu)選大于30cm的柔性加長型感應(yīng)器。

為了使用柔性加長型感應(yīng)器作為天線(其加長段繞有線圈)，可以考慮到的是，約60cm的最大長度是足夠的，盡管本發(fā)明的原理絕不能被理解為局限于所述最大值，但被認(rèn)為對于汽車領(lǐng)域中期望功能性和性能來說是足夠的。

所提出的磁芯具有矩形棱柱狀構(gòu)造，所述突出部30和凹入部40被限定在磁芯10、11的兩端a和b的各自的相對的、較小的矩形面上。在這些不同實(shí)施例中，其差異在于(是否)已配置了所述突出部30和凹入部40以及不同磁芯之間的對應(yīng)接觸表面20a和20b。

特別地，在已示出的方案中，在保持和抗滑功能方面，突出部30和凹入部40凹入采用相對于在其端部a、b處彼此聯(lián)接的剛性磁芯10、11的組件的中心位置，而在其它示例中，所述突出部30和所述凹入部40采用相對于在其端部a、b處彼此聯(lián)接的剛性磁芯10、11的組件的側(cè)位置。

在適用于所述的功能性的實(shí)施例中，已設(shè)想到的是，所述突出部30和所述凹入部40具有這樣一范圍(span)：其寬度為矩形棱柱狀本體的最大寬度的10％，或者其寬度為矩形棱柱狀本體的最大寬度的60％。

在圖6a和圖6b的實(shí)施例中，感應(yīng)器包括彼此聯(lián)接的7個(gè)磁芯，且總延伸度確定為：對于30cm的長度，當(dāng)握持一端時(shí)自由端將最多彎曲2cm。

如所示，借助繞如所述的那些加長型柔性感應(yīng)器設(shè)置的導(dǎo)電金屬導(dǎo)線51(或者為導(dǎo)電箔)的合適線圈，將獲得柔性lf天線。

圖7示出使用所提出的柔性感應(yīng)器的lf天線的一個(gè)可行的實(shí)施例，其中能夠看到：聚合物殼體50和線圈51，其形成上述柔性感應(yīng)器；多個(gè)盒體，其例如由pbt熱塑性聚合物制成；前部52，其集成連接器和終端；以及后部53和封閉墊圈54，通過同樣由pbt塑料構(gòu)成的管55附接的所述盒體52、53提供合適的柔性。