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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen
der Spannung einer Batterie eines elektronischen Schlosses oder Schließsystems,
bei welchen nach einem Schließvorgang,
der die Energieversorgung belastet, die Spannung gemessen und der
Spannungswert mit einem Schwellenwert verglichen wird, um bei Unterschreiten
des Schwellenwerts ein Alarmsignal zu erzeugen.
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Elektronische
und elektromechanische Schlösser
sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt.
In der Regel weisen solche Schlösser
eine mechanische Verriegelung und eine elektronische Codierung auf
derart, dass das Schloss nur bei mechanisch passendem Schlüssel und
bei übereinstimmenden
Codes betätigt
werden kann. Die
DE
199 30 054 A1 beschreibt ein elektromechanisches Schloss, bei
welchem nach dem Einsetzen eines mechanischen und elektronisch passenden
Schlüssels
eine Kupplung die Drehverbindung zwischen Schlüssel und Riegelnase herstellt.
Es ist eine netzunabhängige
Batterie vorgesehen, die die Elektronik und auch die Kupplung mit
Strom versorgt. Es liegt auf der Hand, dass ein Spannungsabfall
und ein Stromausfall der Batterie erkannt und gemeldet werden muss, damit
diese rechtzeitig gewechselt werden kann, um ein Versagen des Schlosses
zu vermeiden.
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Die
DE 100 45, 631 A1 ,
von der die Erfindung ausgeht, beschreibt ein Schloss, bei welchem der
Spannung der Batterie nach jeder Betätigung oder in vorbestimmten
Zeitintervallen gemessen und mit einem Schwellenwert verglichen
wird. Bei Unterschreiten des Schwellenwerts wird das Schloss in
die Sperr- oder Freigabestellung bewegt.
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Die
DE 692 26 319 T2 betrifft
einen Spannungswächter,
bei welchem die Spannung der Batterie taktweise erfasst wird. Die
erfassten Spannungswerte werden unmittelbar mit einem Schwellenwert verglichen
und das Ergebnis in einen Speicher geschrieben. Es sind mehrere
Speicherplätze
vorhanden, und die Werte im Speicher werden als akkumulierter Wert
taktweise ausgelesen. Unter- oder Überschreitet der akkumulierte
Wert einen diesem zugeordneten Schwellenwert, wird ein Alarmsignal
ausgelöst.
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Die
US 5,867,107 A beschreibt
eine Maßnahme
nach einer detektierten Batterieermüdung bei einem Schloss. Es
ist vorgesehen, dass die Öffnungsprozedur
bei erschöpfter
Batterie mehrmals durchgeführt
werden muss. Dadurch soll auf die Batterieermüdung aufmerksam gemacht werden.
Die
JP 2001 228 221
A (abstracht aus PAJ) offenbart das drahtlose Übermitteln
eines Alarmsignals bei entladener Batterie.
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Aus
der nachveröffentlichten
EP 1 202 457 A1 ist
es bekannt, die Spannungswerte periodisch zu erfassen und einen
Mittelwert zu bilden. Der Mittelwert wird mit. einem Schwellenwert
verglichen. Bei Unterschreiten des Mittelwerts wird ein Alarmsignal erzeugt.
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Der
Ladezustand einer Batterie und deren Spannung hängen zum einen ab von der Häufigkeit der
Stromentnahme. Zum anderen ist insbesondere die Spannung abhängig von
der Umgebungstemperatur. Ein Schloss ist im Laufe der Nutzung relativ starken
Temperaturschwankungen ausgesetzt. Dies ist insbesondere bei Türen und
Schlössern
im Außenbereich
der Fall. Bei geringer Außentemperatur, beispielsweise
nachts oder morgens, wird bei einem Schließvorgang ein relativ hoher
Spannungsabfall der Batterie bewirkt. Der Schließvorgang kann aber noch durchgeführt werden.
Es besteht hier die Gefahr, dass bei vorbekannten Spannungsüberwachungen
jedoch einen Spannungswert unterhalb des Schwellenwerts erfasst
und beispielsweise ein Aufforderungssignal zum Wechseln der Batterie
erzeugt wird. Bei höheren
Temperaturen im Laufe des Tages erholt sich die Batterie, und die
Schließungen
können normal
erfolgen. Dennoch bleibt das Aufforderungssignal zum Wechseln der
Batterie gesetzt. Die Batterie wird daher aus Sicherheitsgründen frühzeitig
ausgewechselt, ohne dass dies erforderlich wäre.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannungsüberwachung
der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass die Ladekapazität einer
Batterie besser und vollständig
ausgenutzt werden kann.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch gelöst,
dass jeweils die gemessenen Spannungswerte wenigstens zweier Schließvorgänge gespeichert
und nach einer vorgebbaren Anzahl von Schließvorgängen oder nach einer vorgebbaren
Zeit aus den gespeicherten Spannungswerten ein Mittelwert gebildet
wird, der mit dem Schwellenwert verglichen wird, und dass erst bei
Unterschreitung des Schwellenwerts durch den Mittelwert ein Alarmsignal erzeugt
wird. Dies hat den Vorteil, dass das Alarmsignal und insbesondere
das Aufforderungssignal zum Auswechseln der Batterie nicht bereits
bei einem einmaligen Spannungsabfall unter den Schwellenwert, beispielsweise
durch eine Schließung
bei geringerer Umgebungstemperatur, erzeugt werden. Erst wenn durch
eine Vielzahl von zu niedrigen Spannungswerten über eine vorbestimmte Zeit
oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Schließvorgängen die Entladung der Batterie
erkannt wird, wird das Alarmsignal erzeugt. Die Ladekapazität wird somit
besser ausgenutzt.
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Bei
häufig
frequentierten Türen
kann die Ermittlung des Mittelwerts und den Vergleich mit dem Schwellenwert
nach 100, 200 oder 500 Schließungen
zweckmäßig sein.
Damit ist zum einen sichergestellt, dass der Mittelwert den Ladezustand
richtig widerspiegelt. Zum anderen wird durch eine nicht zu hohe
Anzahl der erforderlichen Schließvorgänge gewährleistet, dass auch bei einer
schwachen Batterie die verbleibende Ladekapazität ausreicht, um die Anzahl
der Schließungen
bis zur nächsten
Mittelwertbildung und zum nächsten
Vergleich mit einem anschließenden
Alarmsignal zu ermöglichen.
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Die
Mittelwertbildung nach einer vorgebbaren Zeit ist insbesondere bei
selten frequentierten Türen
zweckmäßig. Die
Mittelwertbildung und der Vergleich kann hier durch den ersten Schließvorgang nach
dem Zeitintervall aktiviert werden. Die Mittelwertbildung kann beispielsweise
alle 24 Stunden erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass der Temperaturverlauf
eines ganzen Tages den Mittelwert beeinflusst. Innerhalb dieses
Zeitraums können
die Spannungswerte bei oder nach Schließungen oder aber auch selbsttätig erfasst
werden. Letzteres wird dann zweckmäßig sein, wenn eine Tür auch über Tage
hinaus nicht benutzt wird. Allerdings wird dann ein längeres Zeitintervall,
beispielsweise 7 oder 10 Tage, günstiger
sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird bei einem ersten Unterschreiten des Schwellenwerts
durch den Mittelwert durch das Alarmsignal eine erhöhte Alarmstufe
generiert. Dabei ist es zweckmäßig, wenn
für wenigstens
zwei und vorzugsweise für
jede Alarmstufe unterschiedliche Schwellenwerte vorgebbar sind und/oder
unterschiedliche Alarmsignale erzeugt werden. Dadurch wird mit einfachen
Mitteln erreicht, dass der Ladezustand der Batterie durch die Art
des Alarmsignals erkannt werden kann.
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Grundsätzlich kann
das Alarmsignal eine optische, akustische und/oder elektronische
Alarmmeldung bewirken. Dies kann den Nachteil haben, dass das optische
oder akustische Signal nicht als Warnsignal sondern als Bestätigungssignal
der erfolgten Schließung
gewertet wird. Häufig
wird das optische Signal auch nicht wahrgenommen werden können, wenn
beispielsweise die Hand zum Betätigen
des Schlosses dieses verdeckt. Das akustische Signal wird bei lauten
Umgebungsgeräuschen
ebenfalls nicht immer wahrgenommen. Hinzu kommt, dass ein solches
Signal eine weitere Entladung der Batterie zur Folge hat.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist daher vorgesehen, dass das Alarmsignal eine Sperre
für einen
nachfolgenden erstmaligen Schließvorgang bewirkt, welche Sperre
durch einen einmalig oder mehrfach wiederholten gleichen Schließvorgang
nach einer vorgebbaren Zeit und/oder innerhalb einer vorgebbaren
Zeitspanne nach dem erstmaligen Schließvorgang aufgehoben wird. Diese
Sperre ist vollkommen unabhängig
von der Umgebung und wird in jedem Fall wahrgenommen, da der Nutzer
den Schließvorgang
nicht vollenden kann. Bei einem elektromechanischen Schloss wird
der Zugang durch die Tür
oder die Betätigung des
Schlosses zunächst
verweigert, was unmittelbar auffällt.
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Es
ist zweckmäßig, wenn
die vorgebbare Zeit oder Zeitspanne mit höher werdender Alarmstufe länger wird.
Dadurch wird bei fortschreitender Entladung beispielsweise die Wartezeit
bis zur nächsten Schließung immer
länger,
so dass der Fehler, nämlich
die Entladung, auch von einem nicht versierten Nutzer erkannt wird.
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Es
kann vorgesehen werden, dass das Rücksetzen der Alarmstufe auf
die nächst
niedrigere Alarmstufe oder die Normalstufe nach dem Einlegen einer
neuen Batterie nach einer vorgebbaren Anzahl von aufeinanderfolgenden
gleichen Schließvorgängen erfolgt.
Das Herausnehmen der Batterie und das Einsetzen einer neuen Batterie
kann von der Elektronik als kompletter Spannungsabfall beziehungsweise als
Spannungsanstieg erkannt werden, so dass der gewünschte Modus zum Rücksetzen
der Alarmstufen aktiviert werden kann. Auch kann vorgesehen werden,
wenn das Rücksetzen
ohne Austauschen der Batterie so erfolgt, dass bei mehrmaligem Überschreiten
des Schwellenwerts, der der nächstniedrigen
Alarmstufe zugeordnet ist, diese nächstniedrigere Alarmstufe gesetzt
wird.
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Die
Vorrichtung zum Überwachen
der Spannung einer Batterie eines elektronischen Schlosses oder
Schließsystems
umfasst eine Spannungserfassungseinheit, die nach wenigstens einem
Schließvorgang,
der die Energieversorgung belastet, den Spannungswert der Energieversorgung
erfasst, und eine Vergleichseinheit, die den Spannungswert mit einem Schwellenwert
vergleicht, sowie eine Alarmgebereinheit, die bei Unterschreiten
des Schwellenwerts ein Alarmsignal erzeugt. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen,
dass wenigstens eine Speichereinheit, in der jeweils die gemessenen
Spannungswerte wenigstens zweier Schließvorgänge gespeichert werden, und
wenigstens eine Auswerteinheit vorhanden sind, die aus den gespeicherten
Spannungswerten einen Mittelwert bildet, der mit dem Schwellenwert
verglichen wird, so dass erst bei Unterschreitung des Schwellenwerts
durch den Mittelwert ein Alarmsignal erzeugt wird, wobei eine Zeitgebereinheit
oder eine Zähleinheit
vorhanden sind, um die Auswerteinheit und die Vergleichseinheit
zur Mittelwertbildung und zum Vergleich nach einer vorbestimmten
Zeitdauer oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Schließvorgängen zu
aktivieren. Hierdurch wird ein zu frühes Erzeugen des Alarmsignals
nur nach einem einmaligen Unterschreiten des Schwellenwerts vermieden.
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Zweckmäßig ist
es, wenn die Alarmgebereinheit eine Sperrschaltung umfasst, die
von dem Alarmsignal aktiviert wird, um ein anschließendes erstmaliges
Ereignis wenigstens einmal zu sperren derart, dass ein einmaliges
oder mehrfaches Wiederholen des gleichen Ereignisses nur nach einer
vorgebbaren Zeit und/oder innerhalb einer vorgebbaren Zeitdauer
nach dem erstmaligen Ereignis erforderlich wird, um das Ereignis
zu vollenden. Insbesondere bei einer solchen Behinderung des Schließvorgangs, wird
der Fehler und somit das bevorstehende Versagen der Batterie sicher
erkannt werden.
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Grundsätzlich kann
eine zweite Speichereinheit vorhanden ist, welche die Anzahl der
Alarmsignal als Alarmstufe speichert. Hier ist es zweckmäßig, wenn
eine Zuordnungseinheit vorhanden ist, die jeder Alarmstufe einen
Schwellenwert und/oder ein Alarmsignal zuordnet und die von der
Auswerteeinheit abgerufen wird. So können bei höheren Alarmstufen lautere,
länger
andauernde oder aber insbesondere länger andauernde Sperrungen
zur Vollendung des Ereignisses vorgesehen werden, die mit Sicherheit
erkannt werden.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert.
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Ein
elektromechanisches Schloss weist ein elektronische Dekodierungseinheit
und ein elektromagnetisch arbeitende Verriegelung oder Kupplung auf.
Die Elektronik und auch die Verriegelung oder Kupplung werden durch
eine Batterie mit Energie versorgt. Nach jedem Schließvorgang
wird die Spannung der Batterie erfasst, und der Wert wird in einen Speicher
abgelegt. Nach 200 Schließungen
oder spätestens nach
24 Stunden wird aus den gespeicherten Spannungswerten ein Mittelwert
gebildet, der mit einem Schwellenwert verglichen wird. Liegt der
Mittelwert über
dem Schwellenwert, erfolgt kein Alarmsignal und die gespeicherten
Werte werden gelöscht
beziehungsweise die Speicherplätze
werden freigegeben.
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Liegt
der Mittelwert unterhalb des Schwellenwerts, wird zum einen ein
Alarmsignal erzeugt. Zum anderen wird die Alarmstufe von 0, also
der Normalstufe, auf 1 erhöht.
Auch hier werden die gespeicherten Werte gelöscht beziehungsweise die Speicherplätze freigegeben.
Das Alarmsignal bewirkt eine Sperre derart, dass das Schloss bei
einem nachfolgenden erstmaligen Schließversuch nicht betätigt werden
kann, auch wenn der Schlüssel
mechanisch und elektronisch passt. Die Schlüsselkodierung und der Zeitpunkt
werden erfasst und gegebenenfalls gespeichert. Sofern der Versuch
nach einer Zeit von 10 Sekunden mit demselben Schlüssel wiederholt
wird, kann das Schloss betätigt
werden. Der Nutzer wird diesen Fehler erkennen und den alsbaldigen
Austausch der Batterie veranlassen. Bei einer zwischenzeitlichen
Nutzung durch einen anderen Nutzer wird dessen Schlüssel erfasst
und die Sperre wirkt für
diesen Schlüssel.
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Erfolgt
kein Austausch der Batterie und der Mittelwert liegt wieder unter
einem Schwellenwert, der für
die Alarmstufe 1 anders sein kann, wird wiederum ein Alarmsignal
erzeugt und die Alarmstufe wird auf 2 gesetzt. Hier ist beispielsweise
vorgesehen, dass die erstmalige Schließung erst nach 1 min Wartezeit
erfolgreich wiederholt werden kann. Während der Wartezeit durchgeführte Schließungen können zu
einem Rücksetzen
der Zeit führen
oder ohne Auswirkungen auf diese bleiben.
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Bei
einem nochmaligen Unterschreiten des Mittelwertes unter einen noch
niedrigeren Schwellenwert kann die Wartedauer weiter verlängert werden. Auch
wird die Alarmstufe auf 3 erhöht.
Schließlich kann
vorgesehen werden, dass bei Erreichen eines Endschwellenwerts die
Betätigung
des Schlosses nur noch durch einen Masterschlüssel erfolgen kann.
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Die
Spannungsüberwachung,
die erforderlichen Speicher-, Auswerte- und Vergleichseinheiten können in
einem Mikroprozessor oder einer elektronischen Schaltung integriert
sein. Für
die Speicherung der Alarmstufen oder der Spannungswerte können überschreibbare,
nichtflüchtige
Speicherelemente vorgesehen werden. So bleiben vor allem die Alarmstufen
nach dem Austausch der Batterie zunächst gesetzt. Nach dem Austausch
der Batterie ist vorgesehen, dass erst nach mehrmaligen, beispielsweise fünfmaligen
Schließen
hintereinander mit den Sperren der entsprechenden Alarmstufe eine
Rücksetzung
der Alarmstufe bis zur Normalstufe erfolgt. Das Erreichen der Normalstufe
kann durch ein entsprechendes Signal quittiert werden.