DE3941086A1 - Kontaktlose tuerkontrolle - Google Patents
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- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B17/00—Accessories in connection with locks
- E05B17/22—Means for operating or controlling lock or fastening device accessories, i.e. other than the fastening members, e.g. switches, indicators
-
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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.
Priority Applications (1)
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DE19893941086 DE3941086A1 (de) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Kontaktlose tuerkontrolle |
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ID=6395341
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