CH658735A5

CH658735A5 - Vorrichtung zur identifizierung einer information.

Info

Publication number: CH658735A5
Application number: CH6933/82A
Authority: CH
Inventors: Hans-Dietrich Kreft
Original assignee: Angewandte Digital Elektronik
Priority date: 1981-12-16
Filing date: 1982-11-30
Publication date: 1986-11-28
Also published as: FR2518285B1; SE463993B; DE3149789C1; SE8207153D0; FR2518285A1; SE8207153L; CA1183927A; NL8204801A

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Identifizierung einer Information, die einem Schlüsselteil (2) zugeordnet ist, mit Hilfe von Ablesemitteln, die an einem Schlossteil ( 1 ) angeordnet sind, wobei die Information in einem ersten Informationsträger (E2) im Schlüsselteil (2) codiert enthalten ist, der Schlüsselteil (2) ausserdem ein Empfangsglied (L2) und einen vom ersten Informationsträger (E2) beeinflussbaren Signalgeber (S2) aufweist und der Schlossteil (1) ebenfalls ein Empfangsglied (LI)

sowie eine einen zweiten Informationsträger enthaltende Auswerteschaltung aufweist und eine Energiequelle (G) enthält, die in eine energetische Kopplung mit dem Empfangsglied (L2) des Schlüsselteils (2) bringbar ist, zwecks Übertragung der Energie zur Aktivierung der Bauteile des Schlüsselteils (2) und Ansteuerung des ersten Informationsträgers (E2) derart, dass der Signalgeber (S2) ein von der Information des ersten Informationsträgers (E2) geprägtes Informationssignal abgibt, das von dem Empfangsglied (LI) im Schlossteil (1) empfangen und in der Auswerteschaltung mit der Bezugsinformation des zweiten Informationsträgers verglichen wird, und wobei die Auswerteschaltung ein charakteristisches Ausgangssignal abgibt, wenn erste und zweite Information eine vorbestimmte Beziehung zueinander haben, in welcher Vorrichtung der Schlossteil ( 1 ) einen Oszillator (G) enthält, an dessen Ausgang eine erste Spule (LI) liegt, und der Schlüsselteil (2) eine mit der ersten Spule (LI) koppelbare zweite Spule (L2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spule (LI) das Empfangsglied des Schlossteils (1) bildet und die zweite Spule (L2) das Empfangsglied des Schlüsselteils (2) bildet und dass Elemente des Schlüsselteils (2) und des Schlossteils (1) zusammen einen induktiv gekoppelten Schalter bilden, wobei der Signalgeber (S2) dazu eingerichtet ist, einen mehr oder weniger vollständigen Kurzschluss der zweiten Spule (L2) oder eine Energieaufprägung auf das Signal der zweiten Spule (L2) zu bewirken, so dass sich zu Zeitpunkten, die durch eine Koinzidenz von Zählereignissen bestimmt werden, sowohl auf Seiten der zweiten Spule (L2) als auch an der ersten Spule (LI) ein geänderter Signalverlauf ergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Spule (L2) ein Kurzschluss über eine Diode (Dl) herstellbar ist.

3. Vorrichtung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass schlüsselseitig eine Elektronik (E2) eingebaut ist, die die von der Diode (Dl) durchgelassenen Halbwellen des Signals abfragt und zählt, wobei diese Elektronik den ersten Informationsträger enthält, mit dessen Information bestimmt wird, zu welchen Zeitpunkten ein die zweite Spule (L2) kurzschliessender Schalter (S2) wirksam wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kurzschliessen der zweiten Spule (L2) dieser über einen Kurzschlussschalter (S2) ein ungeladener Kondensator (Cl) nebengeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Schlossteil eine dritte Spule (L3) räumlich getrennt von der ersten Spule(Ll) so angeordnet ist, dass der elektromagnetische Einfluss der zweiten Spule (L2) auf die dritte Spule (L3) verschwindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivitäten der ersten und der dritten Spule (LI, L3) über veränderbare Widerstände (RI, R3) so abgestimmt sind, dass diese Spulen (LI, L3) an vergleichbaren Messpunkten (A, B) keine Phasenverschiebung in ihren Signalen aufweisen, und dass diese phasengleichen Signale einem Operationsverstärker (OP1) mit Differenzeingängen zugeleitet sind, der als Ausgangssignal (C) die Differenz der beiden Signale abgibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderbaren Widerstände (RI, R3) als spannungsregulierbare Widerstände ausgeführt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die zweite Spule (L2) über einen von einer s Elektronik (E3) gesteuerten Kurzschlussschalter (S2) ein eine Ladung tragender Kondensator (Cl) anschaltbar ist (Fig. 7).

io

Aus der DE-A 2 657 182 ist eine Vorrichtung zur Identifizierung einer Information bekannt, die einem ersten Trägerbauteil (Schlüsselteil) zugeordnet ist, mit Hilfe von Ablesemitteln, die an einem zweiten Trägerbauteil (Schlossteil) is angeordnet sind, wobei die Information in einem ersten Informationsträger im ersten Trägerbauteil codiert enthalten ist, der erste Trägerbauteil ausserdem ein Empfangsglied und einen vom ersten Informationsträger beeinflussbaren Signalgeber aufweist, und der zweite Trägerbauteil ebenfalls ein 20 Empfangsglied sowie eine einen zweiten Informationsträger enthaltende Auswerteschaltung aufweist und mit einer Energiequelle verbunden ist, die in eine energetische Kopplung mit dem Empfangsglied des ersten Trägerbauteils bringbar ist, zwecks Übertragung der Energie zur Aktivierung der 25 Bauteile des ersten Trägerbauteils und Ansteuerung des ersten Informationsträgers derart, dass der Signalgeber ein von der Information des ersten Informationsträgers geprägtes Informationssignal abgibt, das von dem Empfangsglied im zweiten Trägerbauteil empfangen und in der Aus-30 werteschaltung mit der Bezugsinformation des zweiten Informationsträgers verglichen wird, und wobei die Auswertschaltung ein charakteristisches Ausgangssignal abgibt, wenn erste und zweite Information eine gewünschte Beziehung zueinander haben.

35 Wesentliche Merkmale der vorbesagten Vorrichtung werden u.a. darin gesehen, dass a) dem Empfangsglied im ersten Trägerbauteil eine Energieauswertstufe zugeordnet ist, die eine Ansteuerung des ersten Informationsträgers nur dann einleitet, wenn die empfangene Energie einen Mindestwert überschreitet,

b) im ersten und zweiten Trägerbauteil ergänzende Teile eines elektronischen Signalgenerators vorgesehen sind,

c) die elektronischen Bauteile des ersten Trägerbauteils frequenz- und/oder amplitudenbestimmender Schaltungsteil des Signalgenerators sind,

d) der erste Trägerbauteil einen Oszillator enthält, an dessen Eingang eine Impedanz (Spule) liegt und der zweite Trägerbauteil eine mit der ersten Impedanz koppelbare zweite Impedanz (Spule) aufweist, und e) die Impedanzen (Spulen) Ferrite enthalten und als Ferritantennen ausgebildet sind.

Bei dieser bekannten, in einer Schloss-Schlüsselkombina-tion verwirklichten Identifizierungseinrichtung bleiben die 55 folgenden Probleme zwischen Schloss und Schlüssel offen, nämlich dass

1) eine Signalaufprägung auf der Schlüsselseite auf der Schlosseite erkannt werden muss,

2) die Signalaufprägung auf der Schlüsselseite zu genau 60 vorbestimmten Zeitpunkten erfolgen muss, damit sich die

Schlosseite ausschliesslich auf diese Zeitpunkte konzentrieren kann und die Schlosseite in der Signalerkennung auf die Signalerscheinungszeitpunkte synchronisiert ist und

3) eine codierte Signalaufprägung auf der Schlüsselseite 65 erfolgen muss.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung, mit der diese Probleme gelöst werden, ist im Patentanspruch 1 definiert.

Vorzugsweise kann an der zweiten Spule ein Kurzschluss

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über eine Diode herstellbar sein, was den Vorteil gewährt,

dass je nach Schaltung der Diode jeweils eine Halbwelle. z.B. die positive, nicht kurzgeschlossen wird, sondern zu einer Zählung der Impulse zur Verfügung steht, was ermöglicht, einen schlüsselseitigen Schalter exakt zu einem Zeitpunkt zu schliessen, der durch die Signalgeneration auf seifen der schlosseitigen Spule vorgegeben ist.

Dabei kann schlüsselseitig eine Elektronik eingebaut sein, die die von der vorbesagten Diode durchgelassenen Halbwellen abfragt und zählt, wobei diese Elektronik den ersten Informationsträger enthält, mit dessen Information bestimmt wird, zu welchen Zeitpunkten der die zweite Spule kurzschliessende Schalter wirksam wird.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen je einen induktiv gekoppelten Schalter, der in der Vorrichtung verwendet werden kann.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen als Ausführungsbeispiele der Vorrichtung je eine Schloss-Schlüsselschaltung, die jeweils einen induktiv gekoppelten Schalter eingebaut enthält und mit den \ orstehend bereits erwähnten elektronischen Elementen ver-vollständigt ist.

Fig. 5 und 6 zeigen Signalkurvenverläufe, und

Fig. 7 veranschaulicht eine Schaltung zur Energieaufprä-gung.

In der Schaltung gemäss Fig. 1 wird durch einen Generator G ei n periodisches Signal über einen Widerstand R1 und eine Spule LI geführt. Diese Bauelemente G, R1 und LI gehören, hei der Verwendung der Schaltung in einer elektronischen Schloss-Schlüsselkombination, der Schlosseite an. Eine der Schlüsselseite zugeordnete Spule L2 ist mit der schlosseitigen Spule LI gekoppelt, so dass sich an beiden Spulen der entsprechende Signalverlauf U1 bzw. U2 mit einer Phasenverschiebung ergibt. Wird nun die Spule L2 über den Schalter S2 kurzgeschlossen, ergibt sich nicht nur auf Seiten der Spule L2 ein geänderter Signalverlauf, dieser Kurzschluss wird auch an der Spule LI am Punkt S1 festgestellt. Die zugehörigen .Signalverläufe sind den der Fig. 1 beigegebenen Zeichnungen zu entnehmen. Die Schaltung ist also ein induktiv gekoppelter Schalter, indem sich die Betätigung des Schalters S2 über die induktive Koppelung auch an der Spule LI auswirkt.

Eine andere Art dieses Schalters ergibt sich, wenn zwischen den Spulen LI und L2 eine Änderung des Kopplungs-\ erhältnisses stattfindet, indem die Spulen auseinander bewegt werden oder indem zwischen die Spulen ein entsprechendes Material M geschoben wird. Auf diese Art könnte die Funktion des Schalters S2 aktiviert bzw. desaktiviert werden. Der Schalter wäre also abhängig von dem Kopplungsverhältnis. Es würde sich dann um einen induktiven Kopplungsschalter handeln.

Wie aus dem Signalverlauf der Fig. 1 zu ersehen ist, verschwindet das Signal U2 für die Zeit, in der der Schalter S2 kurzgeschlossen ist. Gelingt es irgendwie, das Signal am Schalter S2 so kurzzuschliessen, dass gleichzeitig eine Zählung der Signale an S2 nicht unterbrochen wird, so gelingt es, /wischen den Signalen eine Synchronisation herzustellen. Es ist derart möglich, nach genau der n-maligen Wiederkehr des Signals Li 1 auf seiten der Spule LI den Schalter S2 auf seiten der Spule L2 zu schliessen.

Wird der Kurzschluss an der Spule L2, wie in Fig. 2 dargestellt, über eine Diode Dl durchgeführt, lässtsich dieses Ziel erreichen. In diesem Falle werden beispielsweise die positiven Halbwellen des Signals nicht kurzgeschlossen, so dass sie zur Zählung zur Verfügung stehen. Wird eine Zählung der positiven Signalwellen auf seiten der Spule L2 durchgeführt, kann also der Schalter S2 exakt zu einein Zeitpunkt schliessen, der durch die Signalgeneration auf seiten der Spule LI vorgegeben ist.

Wird also auf seiten des Signalgenerators G die Frequenz 5 geändert, so ändert sich auch die Frequenz auf der Seite des Schalters S2, die Zählung der positiven Halbwellen bleibt jedoch unverändert, so dass immer noch exakt zum gleichen Wellendurchgang, aber bei unterschiedlicher Zeitdifferenz zwischen den Schaltereignissen, geschaltet wird.

io Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in der Fig. 3 dargestellt, die die Hinzunahme der Elektronik E2 zu der Schaltung der Fig. 2 erkennen lässt.

Diese Elektronik dient dazu, über den Punkt S3 die beispielsweise positiven Halbwellen des Schlüsselkreises abzu-i5 fragen und zu zählen. Die Elektronik E2 enthält in einem Informationsträger eine codierte Information, mit der bestimmt wird, wann der Schalter S2 kurzgeschlossen wird. Von den beiden Signalverläufen ist jetzt nicht mehr der des Schlosskreises bestimmend, sondern der des Schlüsselkreises. 20 Zu einem bestimmten Zeitpunkt (nach n positiven Halbwellen des Signals) erfolgt ein Kurzschluss. der um A t verspätet anSl nachgewiesen werden kann. Mitdiesem Prinzip sind die auf der Schlüsselseite aufgetretenen Signale vollkommen synchronisiert an S1 nachweisbar und damit 25 erkennbar. Die schlosseitige Schaltung enthält eine in Fig. 3 nicht dargestellte, einen zweiten Informationsträger enthaltende Auswerteschaltung, welche die vom Schliesszeitpunkt des Schalters S2 dargestellte Information mit der Bezugsinformation des zweiten Informationsträgers vergleicht und 30 ein charakteristisches Ausgangssignal abgibt, wenn die beiden Informationen eine vorbestimmte Beziehung zueinander haben.

Hinzu kommt noch das Bauteil El, welches aus dem Wechselsignal ein Gleichspannungssignal macht. Mit diesem Bau-35 teil wird die Versorgungsleistung auf seiten des Schlüssels erzeugt. Auch hier macht sich vorteilhaft bemerkbar, dass nur die eine Halbwelle kurzzeitig abgeschnitten wird, so dass keine nachhaltigen Einbrüche in der Energieversorgung bemerkbar sind.

40 Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung kann noch eine Verbesserung erfahren, mit dem Ziel, das Signal in noch prägnanterer Weise als Träger von Information benutzen zu können. Der Schaltung der Fig. 3 zufolge ist dem durch Kurzschliessung erzeugten Signal dasjenige des Signalgenerators überla-45 gert, und es besteht nun die Aufgabe, dieses Signal in noch eindeutigerer Weise aus dem Grundsignal des Signalgenerators herauszuheben.

Grundsätzlich wären hierzu zwei Wege denkbar. Es können sowohl entsprechende Signalmanipulationen an dem 50 Teil 2 wie auch an dem Teil 1 vorgenommen werden. Problematisch ist jeder zusätzliche Aufwand, der an dem beweg! en Teil (hier dem Schlüsselteil 2) getrieben werden muss. Alle zusätzlichen Manipulationen an diesem Teil zur besseren Signalübertragung erhöhen die Bauteilanzahl, damit den 55 Energieverbrauch und den Raumbedarf. Zusätzlicher Aufwand sollte also nur an dem Teil getrieben werden, der dies auf Grund seiner räumlichen Struktur gestattet. G rund-sätzlich lassen sich aber die nachfolgenden Ausführungen sowohl auf Teil 1 wie auch auf Teil 2 beziehen. 60 Die hiermit vorgelegte Problemlösung geht davon aus,

dass im Teil 1 eine zweite Spule L3 räumlich getrennt von der Spule LI so angebracht w ird, dass der elektromagnetische Einfluss der Spule L2 an der Spule L3 nicht zum Tragen kommt. Wird nun die Spule L3 in geeigneter Weise so schal-65 tungstechnisch mit der Spule LI verbunden, dass die an ihnen anstehenden Grundsignale vollkommen gleich sind, so können alle Abweichungen von dieser Gleichheit über einen Differenzverstärker eindeutig erfasst werden.

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In Fig. 4 ist die Problemlösung skizziert. In Fig. 5 sind die Signale an den Punkten A, B, C dargestellt, wie sie sich ergeben, wenn Teil 2 nicht in der Nähe von Teil 1 ist. Über die Widerstände RI, R3 sind die Induktivitäten LI, L3 so abgestimmt, dass sie eine Phasenverschiebung in ihren Signalen an den Punkten A und B aufweisen. Infolge der Differenz zwischen den Signalen A und B, welche am Eingang des Operationsverstärkers OP1 liegt, ergibt sich als Ausgangssignal des Operationsverstärkers der Signalverlauf C.

Nähert sich nun Teil 2 dem Teil I, wird die Gesamtinduktivität durch die nun in Nähe befindlichen Induktivitäten LI und L2 den Signalverlauf A so ändern, dass bei richtiger Abstimmung der Widerstände R1 und R3 die Signale A und B sich genau überlagern bzw. - falls die Spulen LI, L3 gegensätzlich gewickelt sind, um 180° phasenverschoben sind. Am Ausgang des Operationsverstärkers wird infolge der verschwundenen Differenz zwischen den Signalen A und B an seinem Eingang kein Signal mehr auftauchen. Die C-Linie wird mit der O-Linie identisch sein (bzw. konstanten Wert haben). Dies ändert sich für den Augenblick, in dem der Schalter S1 geschlossen wird. Die Spule L2, welche bei geöffnetem Schalter ihre Energie von der Spule LI bekommt und dementsprechend am Widerstand R2 eine Spannung aufbaut, wird kurzgeschlossen, es erfolgt ein Feldzusammenbruch, der sofort die Spule LI beeinflusst, und es ergibt sich der Signalverlauf, wie er an der Stelle ts in der Fig. 6 dargestellt ist. Unbeeinflusst von dieser Änderung infolge der Schalteränderung in Teil 2 bleibt die Spule L3 im Teil 1, da sie räumlich weit genug von der Spule LI entfernt ist.

In Fig. 6 ist der Vorgang entsprechend dargestellt. Die beiden Verläufe der Kurven A und B aus Fig. 5 sind in Fig. 6 zu einer Kurve verschmolzen. Lediglich an der Stelle ts (der Zeitpunkt, zu dem der Schalter S1 geschlossen wird) ergibt sich zwischen beiden Signalen eine kurzzeitige Differenz. Damit ändert sich das Eingangssignal des Operationsverstärkers, der an seinem Ausgang das Signal entsprechend verstärkt in Form des Kurvenverlaufes C ausgibt. Dieses Signal ist eine so deutliche Abbildung der Schalteränderung von S1, dass es elektronisch ohne grössere Schwierigkeiten weiterverarbeitet werden kann.

Die Abstimmung der Kreise in den Teilen 1 und 2, bzw. deren Anpassung zueinander, kann auch selbsttätigerfolgen, indem die Widerstände RI, R3 als spannungsregulierende Widerstände ausgeführt sind. Das Ausgangssignal des Opera-5 tionsverstärkers wird in diesem Falle benutzt, um einen der Widerstände so lange zu verändern, bis das Ausgangssignal einen Minimalwert erreicht hat.

Anstelle der Kurzschliessung der schlüsselseitigen Spule L2 durch den Schalter S1 kann ein Synchronschalter auch io durch eine zusätzliche Belastung von L2 durch einen mittels eines Schalters an die Spule gelegten, ungeladenen Kondensators bewirkt werden, wobei jedoch zu bedenken ist, dass der kapazitive Kurzschluss der durch einen Schalterschluss bewirkten grössten denkbaren Belastung nicht gleichzu-ls setzen ist und dass die bekannte, zeitlich exponentiale Abnahme der Wirkung des kapazitiven Kurzschlusses in Zusammenhang mit der Herstellung eines Synchronschalters nicht ausnutzbar ist.

Dagegen stellt eine Zufuhr von Energie, welche in einem io geladenen Kondensator gespeichert ist, eine weitere Möglichkeit für eine über die Spulenbeeinflussung zu bewirkende Synchronisationsmassnahme dar. Der Kondensator wird mittels eines Schalters an die Spule angeschlossen, wobei die Anschaltzeitpunkte durch die bekannten Massnahmen der is Synchronisation, beispielsweise eine Zählung der Halbwellen, bestimmt werden können.

In Fig. 7 ist das Prinzip des auf Energiezufuhr ausgerichteten Synchronschalters in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Danach ist in den Schlüsselstromkreis zusätzlich 30 eine Kapazität aufgenommen, welche über den Kurzschlussschalter S2 an die Induktivität L2 gelegt wird. Die Betätigung des Kurzschlussschalters S2 wird über die Elektronik E3 gesteuert, so dass in einem geeigneten Zeitpunkt die Ladungsmenge, welche sich auf C1 befindet, über die Induk-35 tivität L2 schliessen und durch den damit erfolgten Strom-fluss eine Wirkung auf die Schlossspule L1 hervorgerufen wird. Es ist einleuchtend, dass durch diese Art von Kurzschluss Energie nicht vernichtet, sondern diejenige Energie, die in Cl vorhanden ist, kurzzeitig zugeführt wird. Diese im « Zeitpunkt 11 erfolgende Energiezufuhr ist an der resultierenden Spitze im Kurvenverlauf der Fig. 7a erkennbar.

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5 Blatt Zeichnungen