DE3941086A1 - Kontaktlose tuerkontrolle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Türschloßschalters, insbesondere in Fahrzeugen.

Zur Erfassung von Winkelstellungen einer Türschloßnuß werden überlicherweise Mikroschalter eingesetzt. Diese werden durch Nocken betätigt, die in verschiedenen Positionen der Schloß­ nuß angebracht sind. Dadurch ist eine elektrische Erfassung der Winkelstellung der Schloßnuß möglich. Die für die An­ wendung in Fahrzeugen in Frage kommenden Mikroschalter sind aufwendig und damit teuer, da sie spritzwasserresistent sein müssen.

Aus der DE-OS 33 18 393 ist eine Schalteinrichtung zur Tür­ kontrolle bei Kraftfahrzeugen bekannt. Dabei wird durch An­ näherung eines magnetischen Feldes, beispielsweise eines Permanentmagneten ein Relais geschlossen. Permanentmagneten sind empfindlich gegen Verschmutzungen, beispielsweise durch Eisenspäne.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Kontrolle von Türschlössern unter Vermeidung von Mikroschaltern und Permanentmagneten anzugeben.

Die Aufgabe wird durch die den Anspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst. Ausgestaltungen sind Gegenstände von Unteransprüchen.

Auf die Schloßnuß eines Schloßzylinders werden Streifen aus einem einen magnetischen Kreis beeinflussenden Material auf­ getragen. Diese Streifen codieren eine bestimmte Winkel­ stellung der Schloßnuß. Zur Erfassung der Winkelstellung ist ein induktiver Sensor vorgesehen. Dabei erweist sich ein ferromagnetischer E-Kern als optimale Bauform, wobei eine Basislänge von 10 bis 20 mm die besten Ergebnisse er­ zielen läßt. Auf den Schenkeln des E-Kerns werden gewickelte oder gedruckte Spulen vorgesehen, wobei eine Version nur auf den äußeren beiden Schenkeln Spulen vorsieht und die Induk­ tivität durch die Codierelemente verändert wird, und eine zweite Version, bei der auf dem mittleren Schenkel eine Sendespule angeordnet ist und die beiden äußeren Spulen als Empfangsspulen dienen. Beide Spulenarten eignen sich gleichermaßen zur Realisierung des Induktivsensors.

Auf der Schloßnuß sind passive Codiersegmente vorgesehen, die beispielsweise in Form zweier Streifen angebracht sind. Die Streifen bestehen aus einem einen magnetischen Kreis beeinflussenden Material.

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze der Kontrolleinrichtung,

Fig. 2 die abgewickelten Codierstreifen,

Fig. 3 das Funktionsprinzip des Sensors,

Fig. 4 eine mögliche Schaltungsrealisierung zur Induktivsensorauswertung,

Fig. 5 die Antwort der Auswerteschaltung bei periodischer Anregung des Sensors,

Fig. 6 Messungen bei analoger Winkelcodierung,

Fig. 7 die Codespur bei analoger Winkelcodierung.

Fig. 1 zeigt die Schloßnuß 2 eines Türschloßzylinders, auf der zwei Codierstreifen 4 und 6 aufgebracht sind. Die bei­ den Codierstreifen 4 und 6 verlaufen parallel mit einem Ab­ stand und beginnen jeweils an verschiedenen Punkten auf dem Umfang der Schloßnuß 2. Seitlich von der Schloßnuß 2 ist eine Platte 8 mit eingelassenem E-Kern 10 vorgesehen. Eben­ falls auf der Platte 8 ist die Auswerteschaltung unterge­ bracht, die hier andeutungsweise durch die Bauteile 12 und 14 dargestellt ist. Auf den beiden äußeren Schenkeln 16 und 18 des E-Kerns 10 sind Spulen 20 vorgesehen.

Die Aufteilung der Codierstreifen 4 und 6 auf der Schloßnuß 2 ist im abgewickelten Zustand aus der Fig. 2 zu erkennen.

Der jeweilige Schaltungszustand, den der E-Kern 10 durch Überstreifen entsprechend der jeweiligen Verdrehung der Schloßnuß 2 auslöst, ist neben den Codierstreifen 4 und 6 dargestellt.

Überstreift der E-Kern 10 nur den linken Streifen 4, so entspricht dies dem Zustand 1 der Fig. 3. Zum Meßzeitpunkt liegt eine große Spannung U1 und eine kleine Spannung U2 an. Die Auswerteschaltung interpretiert daraus beispiels­ weise den Schaltzustand "Schließen". Bei einer weiteren Verdrehung der Schloßnuß 2 kommen beide Codierstreifen 4 und 6 in den Bereich vor den E-Kern 10 und entsprechend Zustand 2 in Fig. 3 liegen eine hohe Spannung U1 und eine hohe Spannung U2 vor, woraus die Auswerteschaltung bei­ spielsweise den Zustand "Blockieren" interpretiert. Ein weiteres Verdrehen führt zum Zustand 3 in Fig. 3, wo­ raus sich ein Schaltzustand "Öffnen" interpretieren ließe. Der vierte und letzte Schaltzustand entspricht der Grund­ stellung, bei der kein Codierstreifen 4 oder 6 vor dem E-Kern 10 liegt.

Die Fig. 4 zeigt eine mögliche Realisierung einer Auswerte­ schaltung, wie sie in einem Fahrzeug zur Erkennung der Co­ dierung benutzbar ist.

Die Antwortsignale der Auswerteschaltung nach Fig. 4 ist in Fig. 5 dargestellt. Dabei geben die drei Teile a, b und c die Verstellung der Schloßnuß in alle möglichen Positionen wieder.

Der Sensor wird durch ein periodisches, dreieckförmiges Stromsignal stetig angeregt. Die Spannungsamplitude als Empfangssignal enthält die Information über den Zustand des Sensors. Das Empfangssignal reagiert bei jedem periodischen Peek des Sendesignals, überschreitet in der Schloßnußgrund­ stellung eine vorgegebene Referenzmarke jedoch nicht. Wird die Schloßnuß um einen Winkel von beispielsweise -20° ver­ dreht, übersteigt das Empfangssignal die Referenzmarke und bewirkt die Auslösung eines bestimmten Vorganges, beispiels­ weise das Öffnen der Tür.

Entsprechende Reaktionen des Empfangssignals ergeben sich auch bei den anderen Winkelstellungen.

Anstelle der digitalen Codierung auf einer oder mehreren Spuren kann der Drehwinkel der Schloßnuß auch analog auf einer Spur codiert werden. Die Auswertung erfolgt dann nicht mit einer Ja-/Nein-Beurteilung, sondern durch Bewertung des Amplitudenverhältnisses der beiden Sensorspulensignale.

Fig. 6 zeigt die Ausgangsspannungen von zwei Sensorspulen bei verschiedenen Drehwinkeln. In der Nullstellung liegt an beiden Sensorspulen die gleiche Spannung U1. Bei Verdrehen der Schloßnuß nach links zu negativen Werten der x-Achse, erhöht sich die Spannung am Sensor 1 und erniedrigt sich die Spannung am Sensor 2. Das umgekehrte Verhalten ergibt sich bei einer Drehung der Schloßnuß nach rechts. Dabei bildet das Amplitudenverhältnis der Sensorsignale die Information über die Stellung der Schloßnuß, die aufgrund der Quotien­ tenbildung weitestgehend unabhängig von Materialeigenschaf­ ten und geometrischen Verhältnissen ist. Die Auswertung ge­ schieht durch einen Halbwellen-Integrator.

Die Fig. 7 zeigt die Abwicklung der Codespur auf der Schloßnuß bei analoger Winkelcodierung. Die Codespur ist dabei in Nullposition gezeigt. Die drei Sensoren 30, 32 und 36, die Spule 1 und Spule 2 bilden, überstreichen die Codespur in einem Abstand von beispielsweise 0.3 mm. Die beiden Spulen besitzen gleiche Kopplung und gleiche Induk­ tivität.

Möglich ist auch eine Ausgestaltung der Erfindung mit auf jedem der Schenkel des E-Kerns angebrachten Spulen, wobei die mittlere Spule als Sendespule dient und die äußeren Spulen als Empfangsspulen vorgesehen sind. Durch die Codier­ segmente wird die Kopplung zwischen den beiden äußeren und der mittleren Spule verändert und zur Auswertung der Schloß­ nußstellung genutzt.

Zur Reduzierung des Leistungsverbrauchs der Auswerteschal­ tung erfolgt die Auswertung des induktiven Sensors nur in kurzen Zeitintervallen, wobei die Zeitintervalldauer klein gegenüber der Wiederholrate ist.

Die Schloßnußstellung "Blockieren" läßt sich bei Fahrzeugen, die über elektrisch betriebene Vorrichtungen wie Schiebe­ dach, Verdeck oder Scheibenheber verfügen, dazu verwenden, diese bei Bedarf von der Tür aus zentral zu schließen. Die für die Decodierung erforderliche Auswerteschaltung kann jeweils an der Schloßnuß oder aber auch als zentrale Einheit für verschiedene auszuwertende Sensoren vorgesehen sein.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Feststellung des Absolutwinkels einer Türschloßnuß, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß Codiersegmenten (4, 6) auf der Schloßnuß (2) vorgesehen sind, die aus einem einen magnetischen Kreis beeinflus­ senden Material bestehen und den Winkel codieren, und daß ein Induktivsensor mit Auswerteschaltung vorgesehen ist, der die Stellung der Codiersegmente (4, 6) kontakt­ los feststellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung auf der Schloßnuß digital auf einer oder mehreren Spuren erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung auf einer Spur erfolgt und die Aus­ wertung des Winkels analog geschieht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktivsensor aus zwei auf den äußeren Schenkeln (16, 18) eines E-Kerns (10) befind­ lichen Spulen (20) besteht, deren Induktivität durch die Codiersegmente verändert wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktivsensor zur Erfassung der Codespur aus drei auf den Schenkeln eines E-Kerns befindlichen Spulen besteht, wobei die mittlere Spule als Sende- und die äußeren Spulen als Empfangselemente dienen und durch die Codiersegmente die Kopplung zwi­ schen den beiden äußeren und der mittleren Spule ver­ ändert wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung des Sensors in einer konstruktiv mit dem Sensorelement verbundenen Einheit realisiert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, daß die Auswertung des Sensors sowie die Erfassung weiterer Sensorelemente durch eine zentrale Steuer­ einheit vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung des Sensors zur Reduzierung des Leistungsverbrauchs nur in kurzen Zeitintervallen erfolgt, wobei die Zeitintervalldauer klein gegenüber der Wiederholrate ist.