[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gegenseitigen Informationsübertragung
zwischen elektrischem Schloß und Schlüssel in Verbindung mit einer elektronischen
Schließeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Aus der DE-OS 26 34 303 ist eine elektronische Schließeinrichtung dieser Art bekannt,
wobei über die im Schloß bzw. Schlüssel jeweils vorhandene Spule ein Energieaustausch
und wechselseitiger Informationsaustausch berührungslos möglich ist. Übertragen werden
codierte Signale und ein "Freigabesignal" der Signalauswerteeinheit erfolgt dann,
wenn die codierten Signale mit einer in der Signalauswerteeinheit gespeicherten Impulsfolge
übereinstimmen.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung der eingangs genannten Art mit preiswerten
und einfach testbaren Bauelementen so auszubilden, daß sichergestellt ist, daß nur
während der Zeit der Bedämpfung der schloßseitigen Spule durch die schlüsselseitige
Spule ein Ausgangssignal auftritt und Temperatureinflüsse sowie sonstige Störungen
auf die Decodierung keinen Einfluß haben.
[0004] Die Erfindung besteht in ihren Grundzügen darin, daß das vom Schloßteil abgenommene
Kurzschluß- bzw. Dämpfungswellen aufweisende Signal auf zwei Führungszweigen weitergeleitet
wird, die an je einen der Differenz-Eingänge eines ersten Komparators angeschlossen
sind, wobei von dem einen Zweig an den Eingang des Komparators das durch einen fest
eingestellten Spannungsteiler abgegriffene Signal herangeführt ist, während vom anderen
Zweig an den + Eingang des Komparators ein gleichgerichtetes Signal angelegt ist,
das eine Schwelle gegenüber dem am - Eingang liegenden Signal setzt, wodurch am Ausgang
des ersten Operationsverstärkers nur dann ein positives Signal erscheint, wenn die
llöhe des gleichgerichteten Signals des + Eingangs über der Signalhöhe des - Eingangs
liegt und daß das vom Schloßteil abgenommene Signal einem zweiten Komparator zugeleitet
ist und daß sowohl dessen Ausgangssignal als auch das Ausgangssignal des ersten Komparators
zwei Flip-Flop-Einrichtungen aufgeschaltet sind, die in der Art kombiniert sind, daß
ein Ausgangssignal nur dann geliefert wird, wenn eine nedämpfung der Schloßspule über
mehrere llalbwellen vorgelegen hat.
[0005] Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in einem Führungszweig für das vom Schloßteil
abgenommene Signal (A) ein Spannungsteiler (R 2/R 3) vorgesehen ist, von dessen Abgriff
das untersetzte Signal (C) dem - Eingang des ersten Komparators zugeleitet wird.
[0006] Ein weiteres Merkmal wird darin gesehen, daß in dem zweiten Führungszweig zwecks
Gleichrichtung des vom Schloßteil abgenommenen Signalteils (H) eine Diode (D 3) zum
Obertragen der positiven Halbwellen und ein Kondensator (C 3) zur Glättung der Halbwellen
und ein Potentiometer (P 4) zum Abgriff der Höhe der Gleichspannung vorgesehen sind
und daß diese Gleichspannung (P) als Schwelle gegenüber dem Teilsignal (C) des ersten
Führungszweiges dem + Eingang des ersten Komparators zugeleitet ist.
[0007] Ein noch weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das vom Schloßteil (Teil
1) abgenommene Signal (A) bzw. Teilsignal einem zweiten Komparator (K 2) gegen Masse
angeschaltet ist und_daß das Ausgangssignal des ersten Komparators (K 1) wie auch
dasjenige des zweiten Komparators (K 2) einer Flip-Flop-Einrichtung (D-FF 1) aufgeschaltet
ist, an deren Clear-Eingang das Ausgangssignal des ersten Komparators (K 1) liegt
und an dessen D-Eingang eine positive Versorgungsspannung liegt.
[0008] Schließlich gehört es zur Erfindung, daß der Q-Ausgang der vorerwähnten Flip-Flop-Einrichtung
auf den D-Eingang eines nachfolgenden weiteren Flip-Flop (D-FF 2) geschaltet ist,
mittels dieser Schaltungsanordnung wird am Q-Ausgang des zweiten Flip-Flops ein dem
Kurzschlußsignal entsprechendes Signal erzeugt.
[0009] Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die dem ersten Komparator zugeführte
Gleichspannung durch einen Digital-Analog-Wandler in Verbindung mit einer Ansteuerelektronik
genau in der Höhe erzeugt wird, und an den zweiten + Eingang des ersten Komparators
gelegt wird, so daß dieser erste Komparator eindeutig Ausgangssignale für den Kurzschluß
liefert, wenn die Kurzschlußsignale an seinem ersten Eingang (- Eingang) auftreten.
Die Erfindung wird anhand der zwei Ausführungsbeispiele darstellenden Schaltungen
der Fig. 1 und Fig. 2 in Verbindung mit den Signalfolgen der Fig. 3 und Fig. 4 näher
erläutert.
[0010] In Fig. 1 stellt Teil 1 den Schloßteil und Teil 2 den Schlüsselteil dar. Teil 1 weist
einen ein periodisches Hochfrequenzsignal erzeugenden Generator G auf, welches Signal
über einen Widerstand R 1 und eine Antennenspule L 1 geführt ist. Auf Seiten des Schlüsselteils
2 ist eine mit der Schloßspule gekoppelte Antennenspule L 2 vorgesehen, die mithilfe
der Bauelemente DIODEN D 1, D 2 und der Kondensatoren C 1, C 2 eine Gleichrichterschaltung
nach Delon darstellt und die Elektronik E 1 mit Gleichspannung versorgt.
[0011] Die Elektronik E 1 dient dazu, über den Punkt B die positiven Halbwellen des Schlüsselkreises
abzufragen und zu zählen. Die Elektronik E 1 enthält eine Codierung, mit der bestimmt
wird, wann der Schalter S 1 kurzgeschlossen wird. Von den beiden Signalverläufen ist
jetzt nicht mehr der des Schloßkreises bestimmend, sondern der des Schlüsselkreises.
Zu einem bestimmten Zeitpunkt (nach n positiven Halbwellen des Signals) erfolgt ein
Kurzschluß,der um Δ t verspätet an A nachgewiesen werden kann. Mit diesem Prinzip
sind die auf der Schlüsselseite aufgetretenen Signale vonkommensynchronisiert'an A
nachweisbar und damit erkennbar.
[0012] Aufgrund der bestehenden Kopplung der Spulen L 1 und L 2 ist verständlich, daß sich
bei Kurzschluß der Spule L 2 nicht nur an dieser, sondern auch an der Spule L 1 des
Schußkreises ein geänderter Signalverlauf ergibt. Eine entsprechende Wirkungkann auch
dadurch hervorgerufen werden, daß an der Spule L 2 anstelle einer Signalherabminderung
mittels eines mehr oder weniger vollständigen Kurzschlusses eine Signalerhöhung mittels
einer Energieaufprägung hervorgerufen wird. Auch diese würde auf L 1 übertragen werden
und Synchronisationszeitpunkte herstellen können.
[0013] Bei Durchführung des mehrere Schwingungszeiten übergreifenden Kurzschlusses oder
einer einem teilweisen Kurzschluß gleichkommenden Bedämpfung von L 2 ergibt sich schloßseitig
an dem Verbindungspunkt A zwischen R 1 und L 1 ein Spannungsverlauf, der über einen
Spannungsteiler abgegriffen in Fig. 3 mit C bezeichnet dargestellt ist. Man erkennt
linksseitig den durch Kurzschließung (Bedämpfung) von L 2 hervorgerufenen Wellenzug
geringerer Amplitude, an dem sich rechts der unbedämpfte anschließt.
[0014] Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Signalverlauf von A kommend in zwei Zweige aufgespalten,
die beide an einen Komparator K 1 führen. Ober einen Spannungsteiler, bestehend aus
R 2, R 3 wird das Signal an den negativen Eingang des K 1 geleitet, während an den
positiven Eingang ein gleichgerichtetes Signal P herangeführt ist, das durch die Schaltelemente
des zweiten Zweigs erzeugt worden ist. Diese bestehen aus einer Diode D 3 zum Obertragen
der positiven Halbwellen und zum Abblocken der Gleichspannung, aus einem Kondensator
C 3 zur Ladungsspeicherung und aus einem einstellbaren Potentiometers P 4, wo'sie
zum Abgriff der Höhe der Gleichspannung dient.
[0015] Mit dem durch eine waagerechte unterbrochene Linie in Fig. 3 dargestellten gleichgerichteten
Signal P ist eine Schwelle gesetzt, die den Schaltpunkt des Komparators K 1 bestimmt.
Mit dem Spannungs-. wert von P am + Eingang des K 1 wird das am - Eingang liegende
Signal verglichen mit dem Ergebnis, daß der Komparator K 1 eine positive Signalspannung
I ergibt, wenn der Spannungswert von C kleiner als der von P ist, und der K 1 abschaltet,
wenn der Spannungswert von C größer als der von P ist, wie die Darstellung I in Fig.
3 erkennen läßt.
[0016] Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist das Signal A bzw. Teilsignal C an den + Eingang eines
weiteren Komparators K 2 angelegt, dessen zweiter Eingang an Masse liegt. Sobald ein
positiver Signaleingang von A an K 2 anliegt, schaltet dieser durch und erzeugt ein
Signal W, dessen Rechteckkurve Fig. 3 zu entnehmen ist. Das über einen Invertierer
geführte Signal W, das demzufolge eine Inversion gegenüber W darstellt, ist in Fig.
3 ebenfalls dargestellt.
[0017] Das Signal W wird an den Clock-Eingang des Flip-Flops D-FF-1 gelegt.
[0018] Der Data-Eingang von D-FF-1 liegt auf der positiven Versorgungsspannung von beispielsweise
5 V. An den vorberechtigten Clear-Eingang CLR des Flip-Flops D-FF-1 ist das Ausgangssignal
I des K 1 angeschaltet. Wenn das Signal I nun positiv am Clear-Eingang des D-FF-1
liegt, schaltet die ansteigende Flanke eines W-Impulses den Ausgang Q 1 des D-FF-1
ein, was zu dem Signal H führt. Der vorberechtigte Clear-Eingang CLR des D-FF-1 bewirkt
ein sofortiges Ausschalten des D-FF-1, sobald das I-Signal auf 0 geht, wobei darauf
hinzuweisen ist, daß diese unabhäbgig vom W-Signal geschieht. Der 01-Ausgang des D-FF-1
ist auf den Eingang eines nachfolgenden Flip-Flops D-FF-2 geschaltet. Mit diesem weiteren
Flip-Flop werden die nicht gewünschten und gegenüber dem Kurzschlußsignal kurzzeitigen
Impulse der Impulsfolge H eliminiert, so daß sich das dem Kurzschluß entsprechend
gewünschte Signal V ergibt. Das bereits erwähnte invertierte . W-Signal wird auf den
Clock-Eingang von D-FF-2 gelegt. Wie aus den Kurvenzügen W, H und W hervorgeht, bestimmen
die ansteigenden Flanken des W-Signals die Zeitpunkte, in denen das H-Signal um D-FF-2
abgefragt wird und an den Ausgang Q2 als V-Signal übertragen wird. Die kurzzeitigen
Impulse des H-Signals erscheinen nicht, da sie genau zwischen den Abfragezeitpunkten
liegen. Auf diese Weise ist erreicht, daß das Ausgangssignal V den Kurzschlußzeiten
entspricht und daß die kurzzeitigen, zeitlich in den Kurzschluß fallenden Impulse
eliminiert sind.
[0019] Die vorbeschriebene Anordnung enthält den Nachteil der Einstellung der gleichgerichteten
Spannung am Potentiometer P 4. Da alle Bauelemente technisch nicht vollkommen gleich
sind, ist die absolute Höhe des Kurzschlußsignals und der Abstand Kurzschlußsignal
zu gleichgerichtem Signal Fig. 3,c nicht bei jeder realen Anordnung gleich, das heißt
das Potentiometer P 4 muß manuell bei jeder Schaltung justiert werden. Erfolgen später
Änderungen der technischen Parameter einer derartigen Schaltung, die einmal während
der Herstellung justiert wurde, muß diese auch im betrieblichen Einsatz nachjustiert
werden. Es wäre also nicht gewährleistet, daß eine solche Schaltung im Einsatz die
Kurzschlußsignale eindeutig indiziert. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist eine Lösung
gemäß Fig. 2 aufgebaut.
[0020] Der Analog-Digitalwandler D/A wird über die Elektronik so angesteuert, daß ein analoges
Ausgangssignal P an den + Eingang des Komparators K 1 gelegt wird. Der A/D-Nandler
legt zunächst so hohe Werte an den + Eingang des Komparators K 1, daß der Ausgang
I immer positiv ist.
[0021] In Fig. 4, Kurve P, ist die stufenweise Änderung des Ausgangswertes des Digital-Analogwandlers
dargestellt.Stufenweise werden diese Ausgangswerte des Digital-Analogwandlers herabgesetzt,
bis auch die Spitzenwerte des Komparators K 1 unterschritten werden. Damit ergeben
sich Pulse am Ausgang des Komparators 1. Kurve I in Fig. 4, rechter Teil, Diese Zustandsänderung
des Signals I wertet die Elektronik E 2 aus und bestimmt die Anzahl von weiteren Stufen,
die der Digital-Analog-Wandler mit seinem Ausgang P noch herabgesetzt gesetzt wird.
Die Anzahl der Stufen ist genau so festgelegt, daß die Gleichspannung P im Bereich
zwischen den Kurzschlußspitzen und den Maximunsspitzen der Signale am -Eingang des
Komparators K 1 liegt. Fig. 3, Kurven P und C.
[0022] Liegt genau diese Spannungshöhe am -Ausgang des Komparators vor, ergibt sich am Ausgang
des D-FF-2 der gewünschte eindeutige Signalverlauf V für den Kurzschlußfall. Damit
ist ein automatischer, sich selbst einstellender Kurzschlußnachweis aufgebaut.
[0023] Hinzu kommt als weiterer Vorteil dieser Schaltung, daß sich keine Aufteilung des
Signals in zwei Pfade ergibt, über die dasselbe Signal aufgeteilt auf die beiden Eingänge
des K 1 geführt werden. Mit dieser Schaltung wird nur einmal das vom Teil 2 abgenommene
Signal über den Spannungsteiler R 2, R 3 an den - Eingang des Komparators geführt.
Der Ausgang dieses Komparators K 1 wird direkt in die Elektronik E2 eingespeist, die
dann über den D/A-Wandler die Höhe des Signals am + Eingang des Komparators bestimmt.
Wird also das Verhältnis des Spannungswandlers R2, R3 geändert, folgt diese Schaltung
automatisch der Änderung.
[0024] Mit der erfindungsgemäßen Schaltung ist es möglich gemacht, auch durch Kurzschlüsse
der Schloßspule Informationen vom Schloß zum Schlüssel zu übertragen, wobei auf der
Schlüsselseite dieselbe Signalerkennung wie auf der Schloßseite aufgebaut ist.
[0025] Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung liegt zum einen in der Benutzung einfachster
marktgängiger Bauelemente und zum anderen in der Unabhängigkeit von Sign'aländerungen
bei A, da diese sich auf beide Zweige des Eingangs des Komparators K 1 auswirken und
somit eine Erhöhung des Wechselspannungseingangs auch gleichzeitig eine Erhöhung des
Gleichspannungseinganges ergibt. Der Komparator stellt die Differenz zwischen beiden
Signalen her und eliminiert somit Temperatureinflüsse und sonstige Störungen.
1. Vorrichtung zur gegenseitigen Informationsübertragung zwischen elektronischem Schloß
und Schlüssel in Verbindung mit einer elektronischen Schließeinrichtung, bei der schloßseitig
und schlüaselseitig jeweils eine Antennenspule zur kontaktlosen Übertragung des Energieaustausches
vom Schloß zum Schlüssel und wechselseitigem Informationsaustausch, von denen die
schloßseitige von einem Generator gespeist ist, der ein periodisches Signal aussendet,
das von der schlüsselseitigen Spule empfangen wird und zugleich mit einer hierdurch
bewirkten Aktivierung der Schlüsselelektronik diese über Be- bzw. Entdämpfung der
schlüsselseitigen Antennenspule zur Abgabe eines codierten Informationssignals veranlaßt,
das von einer schloßseitigen Elektronik empfangen wird und durch Vergleich des periodischen
Signals mit dem tiefpaßgefilterten Wechselsignal an der Sendespule ausgewertet wird,
dadurch gekennzeichnet , daß das von dem Schloßteil (Teil 1) angenommene, Kurzschluß-
bzw. Dämpfungswellen aufweisende Signal A auf zwei Führungszweigen weitergeleitet
wird, die an je einem der Eingänge eines ersten Komparators (K 1) angeschlossen sind,
wobei der eine Zweig zum Zweck der Gleichrichtung des Signals A über die Elemente
DIODE (D 3), Kondensator (C 3) und Potentiometer (I' 4) zum nichtinvertierenden (+)
Eingang des Komparators (K 1) herangeführt ist und derart an diesem Eingang eine Gleichspannung
anliegt, deren Höhe durch das Potentiometer (P 4) bestimmbar ist, wobei der andere
Zweig zum Zwecke der Spannungsherabsetzung über einen Spannungsteiler, bestehend aus
zwei Widerständen (R 2, R 3) an den invertierenden (-) Eingang des Komparators (K
1) herangeführt ist, so daß der Komparator (K 1) an seinem Ausgang nur dann ein Signal
(I) erzeugt, wenn das an seinem invertierenden (-) Eingang liegende Signal (C) in
seiner positiven Spannungshöhe kleiner als die an seinen nichtinvertierenden (+) Eingang
liegende Gleichspannung (P) ist und daß das vom Schloßteil (1) abgenommene Signal
(A) bzw. vom Spannungsteiler (R 2, R 3) abgenommene Signal dem nichtinvertierenden
Eingang (+) eines zweiten Komparators (K 2) zugeleitet wird, dessen invertierender
(-) Eingang auf Masse liegt und daß dessen Ausgangssignal (W) dem Clock Eingang (CK)
einer ersten Flip-Flop-Einrichtung (D-FF 1) zugeführt wird, dem auch das Ausgangssignal
(I) des ersten Komparators (K 1) an den Clear-Eingang (CLR) dieser Flip-Flop-Einrichtung
(D-FF 1) aufgeschaltet und daß das Signal (W) über einen Inverter (NICIIT) an dem
Clock-Eingang (CK) einer zweiten Flip-Flop-Einrichtung (D-FF 2) zugeführt ist, dessen
Data-Eingang (D) das Ausgangssignal (II) des Ausgangs Q 1 des ersten Flip-Flops (D-FF
1) zugeführt ist, so daß sich am Auagang (Q 2) des zweiten Flip-Flops (D-FF 2) ein
Signal (V) ergibt, welches dem Signal (1) folgt, und das derart genau dem Kurzschluß-
bzw. Dämpfungswellen aufweisenden Signalteils entspricht, der im vom Schloßteil (Teil
1) abgenommenen Signal (A) enthalten ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwecks Erzeugung der
Vergleichsspannung (I'), welche am nichtinvertierenden Eingang des ersten Komparators
(K 1) liegt, das Ausgangssignal dieses Komparators (I) über eine Elektronik (E 2)
einem Digital-Analogwandler (D/A) zugeführt wird und daß die Elektronik den Digital-Analogwandler
(D/A) so steuert, daß dessen Ausgangsspannung (P) zunächst größer als die vom Spannungsteiler
(R2/R3) kommende Spannung (C) ist und derart der Komparator (K 1) ein konstantes positives
Signal (I) abgibt und daß die Elektronik (E 2) den Analog-Digitalwandler (D/A) dann
veranlaßt, seine Ausgangsspannung (P) stufenweise so lange herabzusetzen, bis der
Komparator (K 1) an seinem Ausgang (I) genau dann 0 Volt am Ausgang zeigt, wenn die
an nicht invertierenden (+) Eingang anliegende Spannung (P) kleiner als die am invertierenden
(-) Eingang anliegende Spannung (C) ist.