-
Beschreibung
-
Die Erfindung betrifft eine Magnetschlüsselanordnung mit einem Magnetschlüssel,
der eine Vielzahl in einem vorbestimmten Raster angeordnete, permanentmagnetische
Magnetbereiche aufweist, die binäre Schlüsselcodedaten festlegen, mit einer die
Schlüsselcodedaten des Magnetschlüssels lesenden Leseeinrichtung, die mehrere in
dem Raster der Magnetbereiche angeordnete, auf die Magnetbereiche ansprechende Magnetfeldsensoren
aufweist und mit einer Steuerschaltung, die die gelesenen Schlüsselcodedaten mit
vorgegebenen, binären Schlüsselcodedaten vergleicht und ein die Übereinstimmung
oder die Unterschiedlichkeit der Daten repräsentierendes Signal erzeugt.
-
Eine Magnetschlüsselanordnung dieser Art ist aus der DE-OS 27 53
381 bekannt. Die Leseeinrichtung umfaßt für jede der Positionen des Rasters einen
gesonderten Magnetfeldsensor und liest die Schlüsselcodedaten des Magnetschlüssels
in Parallelform. Um eine möglichst große Zahl von Schließkombinationen zu erreichen,
müssen die Rasterpositionen verhältnismäßig eng benachbart sein. Dies macht eine
genaue Positionierung der Magnetfeldsensoren relativ zu den permanentmagnetischen
Bereichen des Magnetschlüssels erforderlich und es müssen empfindliche, hysteresearme
und damit teure Halleffektschalter als Magnetfeldsensoren benutzt werden. Die Magnetfeldsensoren
sind jeweils über gesonderte Leitungen an die Steuerschaltung angeschlossen, was
einen erheblichen Verdrahtungsaufwand bedingt.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Magnetschlüsselanordnung der bekannten
Art so zu verbessern, daß auch vergleichsweise einfache toleranz- und driftbehaftete
Sensoren eingesetzt werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Magnetfeldsensoren analoge Signale abgeben, deren Amplitudenwert der Magnetfeldstärke
entspricht, daß die Steuerschaltung einen Speicher aufweist, in welchem für jeden
der Magnetfeldsensoren der Amplitudenwert seines bei der Magnetfeldstärke Null erzeugten
Signals gespeichert ist, daß die Steuerschaltung die gespeicherten Amplitudenwerte
aktualisiert, wenn der momentane Amplitudenwert des bei der Magnetfeldstärke Null
erzeugten Signals von dem gespeicherten Amplitudenwert abweicht und daß die Steuerschaltung
die Amplitudenwerte
der beim Lesen des Magnetschlüssels von den
Magnetfeldsensoren erzeugten Signale abhängig von auf die gespeicherten Amplitudenwerte
bezogenen Schwellwerten in die mit den vorgegebenen binären Schlüsselcodedaten zu
vergleichenden binären Schlüsselcodedaten umwandelt.
-
Der Speicher speichert für jeden der Magnetfeldsensoren der Leseeinrichtung
den Amplitudenwert eines Offsetsignals, welches der Magnetfeldsensor aufgrund von
Bautoleranzen und dergleichen auch bei nicht in die Leseeinrichtung eingestecktem
Magnetfeldschlüssel erzeugt. Der gespeicherte Amplitudenwert wird bei einer Änderung
des Offsetsignals, beispielsweise aufgrund einer Temperaturdrift oder dergleichen
aktualisiert, das heißt durch den momentanen Amplitudenwert des bei der Feldstärke
Null erzeugten Signals ersetzt. Die Aktualisierung erfolgt bevorzugt periodisch
in Zeitabständen von z.B. mehreren Minuten, vorzugsweise von einer halben Stunde
bis einer Stunde. Um festzustellen, ob bei der Aktualisierung der gespeicherten
Amplitudenwerte der Magnetschlüssel in die Leseeinrichtung eingesteckt ist oder
nicht, ist die Leseeinrichtung mit einem herkömmlichen Einschubmelder ausgestattet.
-
Bei eingestecktem Magnetschlüssel erzeugt die Steuerschaltung die
mit den vorbestimmten, binären Schlüsselcodedaten zu vergleichenden Schlüsselcodedaten
aus den Signalen der Magnetfeldsensoren abhängig von Schwellenwerten, die auf die
gespeicherten Amplitudenwerte bezogen sind, also mit diesen Amplitudenwerten schwanken.
Auf diese Weise wird erreicht, daß sich die Magnetschlüsselanordnung selbst eicht
und von Bauteiltoleranzen und Temperaturdrift, insbesondere der Magnetfeldsensoren
unabhängig ist.
-
Die erfindungsgemäße Magnetschlüsselanordnung läßt sich bei seriell
lesenden Leseeinrichtungen, vorzugsweise aber bei parallel lesenden Leseeinrichtungen
einsetzen. Bei parallel lesenden Leseeinrichtungen ist die Leseeinrichtung in einer
bevorzugten Ausführungsform über eine von Taktsignalen der Steuerschaltung weiterschaltbare
Multiplexeranordnung über einen Analog-Digital-Wandler an einen die Amplitudenwerte
in digitaler Form speichernden Digitalspeicher angeschlossen. Die Multiplexeranordnung
überführt die parallel abgegebenen Amplitudenwerte in serielle Form und der Analog-Digital-Wandler
erzeugt für jeden der Amplitudenwerte ein in dem Digitalspeicher zu speicherndes
Datenwort. Die Multiplexeranordnung ist zweckmäßigerweise räumlich der Leseeinrichtung
zugeordnet, während der Analog-Digital-Wandler räumlich der Steuerschaltung zugeordnet
wird. Auf diese Weise kann die Anzahl der Verbindungsleitungen zwischen der Leseeinrichtung
und der Steuerschaltung erheblich vermindert werden, was insbesondere bei Anwendung
in Kraftfahrzeugen von Vorteil ist Die Leseeinrichtung und die Multiplexeranordnung
werden im Ruhezustand, das heißt bei nicht in die Leseeinrichtung eingestecktem
Magnetschlüssel aus einer im Takt der die Multiplexeranordnung weiterschaltenden
Taktsignale gepulsten Betriebsspannungsquelle mit Strom versorgt. Auf diese Weise
kann der Stromverbrauch der Magnetschlüsselanordnung erheblich vermindert werden.
Eine weitere Minderung des Stromverbrauchs ergibt sich, wenn die Multiplexeranordnung
lediglich bei eingestecktem Magnetschlüssel bzw. bei nicht eingestecktem Magnetschlüssel
während der Aktualisierung der gespeicherten Amplitudenwerte zyklisch fortgeschaltet
wird. Der zyklische Betrieb kann insbesondere durch einen Einschubmelder der Leseein-
richtung
ausgelöst werden.
-
Bei dem Einschubmelder handelt es sich bevorzugt ebenfalls um einen
Magnetfeldsensor, dessen der Feldstärke Null entsprechender Amplitudenwert in dem
Speicher gespeichert wird. Die Steuerschaltung vergleicht den gespeicherten Amplitudenwert
des Einschubmelders mit den gespeicherten Amplitudenwerten der übrigen Magnetfeldsensoren
und kann auf diese Weise den Ausfall eines der Magnetfeldsensoren erfassen, insbesondere
dann, wenn dessen Signaldrift im Vergleich zu den anderen Sensoren bei fehlendem
Magnetschlüssel ungewöhnliche Werte annimmt.
-
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher erläutert werden.
-
Es zeigt: Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Magnetschlüsselanordnung
und Fig. 2a und b Zeitdiagramme zur Erläuterung der Schaltung.
-
Die Magnetschlüsselanordnung umfaßt einen Magnetschlüssel 1, dessen
Schaft 3 eine Vielzahl in einem vorbestimmten Raster entsprechend einer Schließcodeinformation
angeordnete Magnete 5 trägt. In dem Raster oder gegebenenfalls dagegen versetzt
trägt der Schlüssel 1 einen zusätzlichen Einschubmeldemagnet 7.
-
Der Schlüssel list in eine Leseeinrichtung 9 einsteckbar, die für
jede abzutastende Rasterposition einen Magnetfeldsensor 11 und zusätzlich für den
Einschubmeldemagnet 7 einen bei vollständig eingestecktem Schlüssel 1 den Einschubmeldemagnet
7 erfassenden Magnetfeldsensor 13 aufweist Jeder der Magnetfeldsensoren 11, 13 ist
über einen Eingangsverstärker 15 an einen steuerbaren Schalter 17 einer Multiplexerschaltung
19 angeschlossen, die die in paralleler Form von den Magnetfeldsensoren 11, 13 gelieferten
Signale seriell, das heißt zeitlich nacheinander über einen Ausgangsverstärker 21
an einen Analog-Digital-Wandler 23 abgeben. Die Schalter 17 werden von einem Zähler
25 gesteuert, welcher auf einer Leitung 27 zugeführte Taktimpulse zählt und von
auf einer Leitung 29 zugeführten Rücksetzimpulsen in eine Anfangszählstellung rücksetzbar
ist.
-
An den Analog-Digital-Wandler 23 ist eine als Mikroprozessor ausgebildete
Steuerschaltung 31 angeschlossen, die die an dem Magnetschlüssel 1 gelesenen und
über den Analog-Digital-Wandler 23 zugeführten binären Schlüsselcodedaten mit in
der Steuerschaltung 31 gespeicherten, vorbestimmten binären Schlüsselcodedaten vergleicht
und an einem Steuerausgang 33 bei Übereinstimmung der Schlüsselcodedaten ein Steuersignal
abgibt. Die Steuerschaltung 31 umfaßt in herkömmlicher Weise eine von einem Taktgeber
35 und einem Festwertspeicher bzw. ROM 37gesteuerte Zentraleinheit 39 sowie einen
Datenspeicher mit wahlfreiem Zugriff bzw. RAM 41, in den über einen Eingabebaustein
43 die von dem Analog-Digital-Wandler 23 gelieferten Datenwörter einschreibbar sind.
Die Datenwörter des RAM's 41 sind über einen Ausgabebaustein 45 auslesbar. Der Ausgabebaustein
45 liefert auch das Signal des Ausgangs 33 sowie über eine Leitung 47 Taktsignale
für den Analog-Digital-Wandler 23. Der Ausgabebaustein 45 liefert ferner über die
Leitungen 27, 29 die Taktimpulse und Rücksetzimpulse für den Zähler 25.
-
Die Steuerschaltung 31 erfaßt über den als Einschubmelder dienenden
Magnetfeldsensor 13, ob ein Magnetschlüssel 1 in die Leseeinrichtung eingesteckt
ist oder nicht. Bei nicht eingestecktem Magnetschlüssel 1 liefern die Magnetfeldsensoren
11, 13 über die Multiplexerschaltung 19 und den Analog-Digital-Wandler 23 nacheinander
Digitaldaten,
die die Magnetfeldstärke Null repräsentieren. Die Digitaldaten können sich für jeden
der Magnetfeldsensoren 11, 13 aufgrund von Bautoleranzen und unterschiedlicher Temperaturdrift
unterscheiden. Die Digitaldaten jedes Magnetfeldsensors 11, 13 werden in dem RAM
41 gespeichert.
-
Bei eingestecktem Magnetschlüssel 1 erzeugen die Magnetfeldsensoren
11, 13 abhängig davon, ob sie einen der Magnete 5 bzw. 7 erfassen oder nicht, ein
Ausgangssignal, dessen digitalisierter Amplitudenwert sich deutlich von dem im RAM
41 gespeicherten digitalisierten Amplitudenwert der Feldstärke Null unterscheidet.
Die Steuerschaltung 31 ist so programmiert, daß sie abhängig von einem auf den gespeicherten
Amplitudenwert bezogenen Schwellwert entscheidet, ob das Signal des Magnetfeldsensors
einen Magnet repräsentiert oder nicht.
-
Die in dem RAM 41 gespeicherten Amplitudenwerte werden bei nicht
eingestecktem Magnetschlüssel in vorbestimmten Zeitabständen dTvon z.B. einer Stunde
aktualisiert, das heißt durch neue Amplitudenwerte ersetzt. Der Schwellenwert folgt
damit langsamen Änderungen, wie sie z.B. durch Temperaturdrift oder dergleichen
hervorgerufen werden.
-
Die Steuerschaltung 31 überwacht ferner die in dem RAM 41 gespeicherten
Amplitudenwerte daraufhin, ob sie sich in signifikanter Weise voneinander unterscheiden.
Auf diese Weise läßt sich der Ausfall eines der Magnetfeldsensoren 11, 13 erfassen
und gegebenenfalls anzeigen.
-
Der Zähler 25 wird von der Steuerschaltung 31 so gesteuert, daß die
Multiplexerschaltung 19 lediglich in vorbestimmten Zeitabschnitten zlt von etwa
100 Millisekunden den als Einschubmelder dienenden Magnetfeldsensor 13 abfrägt.
Die Zeitspannte At ist so bemessen, daß sie kürzer als die für das Einstecken des
Magnetschlüssels 1 in die Leseeinrichtung 9 erforderlichen Zeitspanne ist. Der Magnetfeldsensor
13 wird innerhalb des Multiplexzyklus als erster Sensor abgefragt. Hierzu wird der
Zähler 25 durch die in Fig. 2a dargestellten Rücksetzimpulse in seine Anfangszahlstellung
gesetzt, aus der er durch die in Fig. 2b dargestellten Taktimpulse fortgezählt wird.
Wird in der dem Magnetfeldsensor 13 zugeordneten Zählstellung der Steuerschaltung
31 kein den eingesteckten Magnetschlüssel 1 repräsentierendes Signal zugeführt,
so erhält der Zähler 25 keine weiteren Taktimpulse und der Zeitmultiplexzyklus wird
unterbrochen. Wird ein eingesteckter Magnetschlüssel 1 gemeldet, so wird der Zeitmultiplexzyklus
fortgesetzt.
-
Wie Fig. 2b durch Taktimpulsfolgen 49 zeigt, wird nach Ablauf der
Zeitintervalle ATwenigstens ein Zeitmultiplexzyklus auch bei nicht eingestecktem
Magnetschlüssel 1 durchlaufen, der der Aktualisierung der Amplitudenwerte im RAM
41 dient. Vorzugsweise wird der Multiplexzyklus sowohl bei nicht eingestecktem als
auch bei eingestecktem Magnetschlüssel 1 mehrfach durchlaufen, um Lesefehler der
Schlüsselcodedaten innerhalb der Steuerschaltung 31 korrigieren zu können.
-
Die periodische Abfrage des Magnetfeldsensors 13 und die Unterbrechung
des Zeitmultiplexzyklus bei fehlendem Magnetschlüssel 1 verringert den Stromverbrauch.
Eine weitere Verringerung läßt sich dadurch erreichen, daß die Multiplexerschaltung
19 und zumindest die Magnetfeldsensoren 11 der Leseeinrichtung 9 an eine Betriebsspannungsquelle
51 angeschlossen sind, die über einen abhängig von den Taktimpulsen der Leitung
27 steuerbaren Schalter 53 gepulst wird.
-
Bei der vorstehend erläuterten Magnetschlüsselan-
ordnung können relativ
einfache, nicht abgeglichene, analoge Magnetfeldsensoren eingesetzt werden. Aufgrund
des Multiplexers 19 sind vergleichsweise wenige Verbindungsleitungen zwischen der
Leseeinrichtung 9 und der Steuerschaltung 31 erforderlich, wenn die Multiplexerschaltung
19 räumlich der Leseeinrichtung benachbart und der Analog-Digital-Wandler 23 räumlich
der Steuerschaltung 31 benachbart angeordnet wird.
-
Dies ist insbesondere für Anwendungen in Kraftfahrzeugen von Vorteil.
Ferner hat die Magnetschlüsselanordnung vergleichsweise geringen Stromverbrauch.
-
- Leerseite -