CONTROL DEVICE ACCORDING TO THE SYNCHRONIZATION SWITCH SYSTEM

Abstract: The activation of a circuit on the synchronous switching principle takes place only when a movable inductance is brought into the vicinity of the first inductance, only brief changes causing the activation, whereas long-lasting changes lead to the deactivation of the circuit, provided that no code with a predetermined pattern for each synchronous switch is transmitted. <IMAGE>

Description: Beschreibung Werden in der Automobilbranche Schüssel elrgsesetzt, welche nach dem Prinzip des Synchronschalters (Patent-Nr. P31S9789) arbeiten. so tritt das Problem der andauernden Stromversor gung der Schlossspule auf. Bekanntlich wird nach diesem Prinzip eine im Schlüssel befindliche Spule zur Übertragung von elektrischer Energie vom Schloss als stationärem Teil zum Schlüssel als beweglichem Teil benutzt. Eine im Schlüssel befindliche Elektronik wird durch diese Energieübertragung aktiviert und kann die Schlüsselspule zu genau definierten Zählereignissen. welche durch die Anzahl von Halbwellen der Übertragung frequenzbestimmt sind. kurzschliessen. Diese Kurzrchlüsse können auf Seiten der Schlossspule nachgewiesen werden und dienen zur Übertragung von Codierungen, welche auf dem Schlüssel abgespeichert sind. Bei dieser Lösung muss ein Autoschloss andauernd mit Leistung versorgt werden. womit eine Autobatterie vor allem bei geparktem Auto - also nicht laufendem Motor - übermässig stark belastet wurde. Es wurde in der Praxis eine Lösung dieses Problems angestrebt, bei der die Schlossspule erst aktiviert wird. wenn ein Schlus- sel in die Nähe des Schlosses gebracht wird. Die einfachste Lösung wäre durch Betätigung eines elektromechanischen Schalters gegeben, welcher zum Beispiel als Mikroschalter ausgeformt beim Einschieben des Schlüssels die Elektronik aktiviert und die Spule mit Oszillator an die Stromversorgung anschliesst. Eine solche Lösung macht jedoch die Vorteile der berührungslosen Energie- und Signalübertragung nach dem Prinzip des Synchronschalters zunichte, da ein mechanischer Kontakt mit allen bekannten technischen Nachteilen wieder im Schloss enthalten ist. Auch optische Systeme (Fotoeffekt), magnetosensitive Schalter (z.B. Sensoren nach dem Halleffekt. Reed-Relais) sind jeweils nur mit zusätzlichem technischem Aufwand am Schloss oder am Schlüssel zu benutzen. Nachteilig bei all diesen Systernen ist neben dem zusätzlichen Aufwand die ungehinderte sseeinflussung von aussen. Ein Ktakt kann sehr einfach durch einen schlusselähnlichen Gegenstand von aussen am Schloss hetätigt werden und die Datterie kann derart von Unbefugten leicht entladen werden. Am günstigsten sollte eine technische Lösung sein. welche bereits vorliegende Eigenschaften einer Schaltung nach dem Prinzip des Synchronschalters benutzt. Es wurde nach einer technischen Lösung gesucht, welche mit geringst möglichem Energieaufwand (Leistungsverbrauch) andauernd aktiv ist und die räumliche Annäherung eines Schlüssels rechtzeitig erkennt, wodurch die Aktivierung einer Elektronik erreicht wird welche Schlossspule und gekoppelte Schlüsselspule mit Leistung nach dem Prinzip des Synchronschalters versorgt. Die zu suchende Lösung durfte keinesfalls das in der Praxis äusserst bewährte und tragende Prinzip des Synchronschalters nachteilig beeinflussen. Auch soll eine Drehbewegung des Schlussels im Schloss nicht nötig sein, um im Winter vereiste Schlösser allein durch Einstecken des Schlüssels betätigen zu können. Ferner sollten Bauteileeigenschaften (langfristiges Driften von Parametern) sowie Temperatureinflüsse und sonstige Umwelteinflüsse die Lösung nicht beeinflussen. Ein schlüsselähnlicher Gegenstand sollte andererseits keinesfalls die dauerhafte Aktivierung des Schloss bewirken und damit wieder zu den oben geschilderten bekannten Problemen führen. Neben den verschiedenen oben erwähnten Problemlösungen, welche alle einen irgendwie gearteten Schalter enthalten, fielen auch Lösungen nach dem Prinzip verstimmter Oszillatorschaltungen aus. da ein dauerhaft arbeitender Schwingkreis Leistung abstrahlt. womit die oben geschilderten Probleme wieder vorhanden sind; zum anderen sind Schwingkreise äusserst abhängig von den Parametereigenschaften ihrer Bauteile. Gelöst wurde diese Aufgabe mit den erfindungsgemassen Vorrichtung, wie sie im Patentanspruch 1 beschrieben ist. Eine vorzugsweise Ausgestaltung ergibt sich aus dem Anspruch 2. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Bild 1 zeigt die prinzipielle Problemlosung. In einem Pulsgenerator Steil 1) werden Impulse erzeugt deren Pulsdauer sehr kurz im Verhältnis zur Zeit bis zum nächsten Puls ist. Diese Pulse kommen zur Schlossspule im Teil 2. welche mit Kondensatoren beschaltet wie ein Schwingkreis wirkt und den ankommenden Puls verformt. Die Pulsverformung (Pulsantwort des Teiles 2) wird einer Signalauswertung in Teil 4 zugeführt. 3e nachdem ob ein Schlüssel mit Spule (Teil 3) Teil 2 zugeführt wurde. gibt die Signalauswertung (Teil 4) ein unterschiedliches Signal an die Schlosselektronik (Teil 5). Bild 2 zeigt das Blockschaltbild von Teil 4. Zunächst wird in Teil 6 die Pulsantwort des Teiles 2 einer Spitzenwertgleichrichtung zugeführt. Damit wird in Abhängig- keit von der Puls antwort eine Gleichspannung von der Höhe erzeugt, wie sie durch die Dimensionierung des Spitzenwertgleichrichters vorgegeben ist. Diese Spannung gelangt einmal unmittelbar zum Komparator (Teil 8). Gleichzeitig wird die per Spitzenwertgleichrichtung gewonnene Gleichspannung genutzt. um im Analogwertspeicher (Teil 7) eine Spannung zu speichern. Xndert sich nun die Spannung am Spitzenwertgleichrichter schneller als die am Ausgang des Analogspannungsspeichers. so wird der nachgeschalteter Komparator (Teil 8) je nach Dimensionierung von Teil 6 und Teil 7 andere Ein gangsverhaltnisse vorfinden, sofern die Pulsantwort im Spitzenwertgleichrichter zur Änderung seiner Spannung führt. Durch die Xnderung dieser Verhältnisse kann der Komparator zum Umschalten veranlasst werden. wobei dieses Umschalten die Ursache hat, dass ein Schlüssel in Schlossnähe gebracht wurde und eine geänderte Pulsantwort an der Schlossspule erzeugt wurde. Eine detailierte Ausgestaltung der Schaltungsanordnung ist in ssild 3 gegeben. Ein Pulsgenerator (Teil 1) erzeugt (z.l1. als CMOS-Schaltkreis aufgebaut) Pulse mit geringem Taktverhaltnis so, dass ein geringer mittlerer Energieaufwand vorliegt. Diese Pulse gelangen über die Basis des Transistors Tt, welcher somit das System Kondensator C1 und Spule L1 mit einer Sprungfunktion belegt, da sich durch das Durchschalten von T1 über R1 und D1 ein Stromfluss ergibt. Dieses Signal am Punkt P1 als Systemantwort auf eine Eingangsänderung ist aber abhängig von der Induktivität L1 welche mit L2 bei räumlicher Nähe gekoppelt ist. Somit werden die Pulsantworten am Punkt P1 von der Anwesenheit einer zweiten Spule L2 abhängen. wie sie bei diesem System auf einem Schlüssel mit Schlüsselelektronik (Teil 9) als Träger in Teil 3 enthalten ist. Das Signal von Punkt Pl wird an die Diode D2 gegeben. welche als Spitzenwertgleichrichter wirkt und am Kondensator C2 für eine;bestimmte Spannung sorgt. Gleichzeitig wird über den Widerstand R? und über die Diode D3 ein weiterer Kondensator C3 mit einer Analogspannung geladen. deren Höhe von der Auslegung der Widerstande abhängt. Die Schaltung kann nun so dimensioniert sein. dass ohne magnetische Koppelung von L1 und L2 der Komparator COMP1 je nach Beschaltung Plus- oder Minus spannung am Ausgang liegen hat. Ändert sich nun das Spannungsverhältnis von C2 zu C3 kurzfristig, kann der Komparator COMPI zum Umschalten gebracht werden., Wesentlich für das Schalten des Komparators COMPl sind die unterschiedlichen Zeitkonstanten für die Entladung der Kondensatoren C2 bzw. C3. Während C2 sich über die Widerstände R2, R3/R4 entlädt. ist dies für C3 über den hochohmigeren Widerstand R4 möglich. Somit ist die Entladungszeit für C3 grösser als die für C2. Damit kann C3 als Analogspannungsspeicher angesehen werden und kurzfristige Änderungen, welche sich über die Spitzenwertgleichrichtung von D2 auf den Spannungswert von C2 auswirken, können den Komparator zum Umschalten bringen. Wie ersichtlich erfüllt diese Schaltung präzise die wesentlichen und eingangs dargestellten Anforderungen. Insbesondere wird jede langfristige Änderung von L1 lz.B. durch in der Nähe befindliche magnetische Materialien) immer zu demselben Zustand tons führen, und nur kurzfristige Änderungen werden ein Signal erzeugen. Somit sind Haterialänderungen der Bauteile bei langfristigem Einsatz in einer Elektronik ebenso bedeutungslos wie unterschiedliche Temperatureinflüsse infolge ihrer langsamen Änderung keinen Einfluss haben. Ein weiterer Gedanke besteht darin im Teil S gleichzeitig die Signalauswertung der übertragenden Pulse nach dem Prinzip des Synchronschalters unterzubringen und derartige Schaltungen dann fur längere Zeit zu deaktivieren wenn COMl seinen Ausgangszu,stand ändert. ohne dass über die Koppelung von L1 und L2 gleichzeitig Signale nach dem Prinzip des Synchronschalters gesendet werden Nach dem hier beschriebenen Prinzip ist es möglich. Schaltungen zur Aktivierung eines Autoschlosses nach dem Prinzip des Synchronschaiters zu bauen. die erst.aktiviert werden und damit einen höheren Strom verbrauchen. wenn ein Schlüssel mit passender elektronischer Codierung sich im Schloss befindet.

Claims: Device for the initialization of a circuit which is designed according to the principles of a synchronous switch, with a lock coil (L1) and a key coil (L2) which are designed in such a manner that short voltage signals are sent to the lock coil (L1) and that this lock coil (L1) is used for the transmission of energy to the key coil (L2) and for the reception of short-circuits which act on the key coil (L2), characterized by the fact that the lock coil (L1) is connected to a capacitor (C1) with which it constitutes an oscillating system, and that this oscillating system, according to the specific dimensioning of the oscillating system, forwards the received signals of the lock coil (L1) to a peak-value detector which generates a voltage which depends on the shape of the signals forwarded; that a second capacitor (C2) with short storage time is provided for the storage of this voltage; that this voltage can at the same time be passed on via a voltage divider (R2, R3) to a third capacitor (C3) whose storage time is shorter than that of the second capacitor (C2); that a comparator exists to whose inputs the two voltages from the second capacitor (C2) and from the third capacitor (C3) can be applied, which comparator generates, due to the difference between the voltages of the second and third capacitor (C2, C3) as a consequence of a temporary change in the coupled inductances of the lock coil and of the key coil, a corresponding signal at its output. Device as described in claim 1, characterized by the fact that an electronic circuit on synchronous switch principles is connected to the output of the comparator which electronic circuit can in each case be activated as a consequence of a change in inductance of the coupled lock and key coils (L1, L2) in such a manner that this electronic circuit checks whether a certain code is transmitted on synchronous switch principles, and that this electronic circuit reactivates the lock coil (L1) within a given time if the code received is in conformity with a given pattern.

Inventors: KREFT, HANS-DIEDRICH, SCHWEIM, RONALD
Applicants: ANGEWANDTE DIGITAL ELEKTRONIK GMBH
Application year: 1986
Main classification: E05B49
IPC codes: G07C9, E05B47, E05B49, E05B65, H03K17