DD299689A5

DD299689A5 - Schaltungsanordnung zur aussteuerung eines sicherheitsrelais

Info

Publication number: DD299689A5
Application number: DD90343089A
Authority: DD
Inventors: Heinz Loreck; Michael Zydek; Hermann Esselbruegge
Original assignee: Alfred Teves Gmbh,De
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1992-04-30
Also published as: HUT58427A; HU904659D0; SK280364B6; FR2650236B1; DE3924988C2; GB9014355D0; JP3167709B2; CS288890A3; GB2235099B; HU210857B; FR2650236A1; GB2235099A; US5309314A; JPH0382661A; DE3924988A1; CZ284166B6

Abstract

Eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Sicherheitsrelais * z. B. des Hauptrelais einer elektronisch geregelten Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs besitzt mindestens zwei in Serie geschaltete Transistoren (T 1, T 2) und eine Pruefschaltung * die beim Auftreten eines Fehlers oder einer Stoerung die Transistoren sperrt. Die Funktionsfaehigkeit der Transistoren (T 1, T 2) und der Pruefschaltung (5) wird in regelmaeszigen Zeitabstaenden, z. B. bei jedem Einschalten der Motorzuendung des Kraftfahrzeugs, ueberprueft. Der Ausfall eines Transistors (T 1 oder T 2) oder der Pruefschaltung (5) fuehrt zur Abschaltung des Sicherheitsrelais * Fig. 1{Schaltungsanordnung; Sicherheitsrelais; Hauptrelais; Bremsanlage; Kraftfahrzeuge; Pruefschaltung; Transistoren; Motorzuendung}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Sicherheitsrelais, z. B. des sogenannten Hauptrelais bzw. Stromversorgungsrelais einer elektronisch geregelten Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens zwei

in Serie geschalteten, elektronisch betätigbaren Schaltern, insbesondere Transistoren, und mit einer Prüfschaltung, die beim

Auftreten eines Fehlers oder einer Störung durch Betätigung der Schalter die Stromversorgung des Sicherheitsrelais unterbricht. Eine blockiergeschützte Bremsanlage mit einer derartigen Schaltungsanordnung ist bereits in der DE-PS 2612366 und in der DE-OS 3234637 {Fig. 3) beschrieben. Die zugehörigen Bremsanlagen sind derart ausgelegt, daß nach dem Ausschalten bzw.

nach dem Abfall des Sicherheitsrelais alle Bremsdruckregelventile ihre Ruhelage, in der ein ungeregeltes Bremsen jederzeit uneingeschränkt möglich ist, einnehmen oder beibehalten. Störungen oder Fehler in der Elektronik können daher die Bremse nicht außer Funktion setzen. E¹S muß daher gewährleistet sein, daß dieses für die Bremsenfunktion und damit für die Sicherheit des Fahrzeugs wichtige Hauptrelais bei Bedarf abgeschaltet werden kann. Es werden deshalb mindestens zwei in Serie geschaltete Transistoren in den Stromversorgungsweg des Sicherheits- bzw. Hauptrelais eingefügt, damit auch bei falscher

Ansteuerung oder beim Durchschlagen eines Transistors mit Hilfe des zweiten Transistors die Sicherheitsfunktion

aufrechterhalten werden kann.

Durch die beiden oder mehreren hintereinandergeschalteten Transistoren wird erreicht, daß auch dann das Sicherheitsrelais

noch abgeschaltet werden kann, wenn einer der beiden Schalter dauernd geschlossen bleibt. Ein solcher Defekt ist jedoch nicht erkennbar, obwohl die durch die redundante Anordnung der Schalter beabsichtigte Sicherheitsreserve nicht mehr besteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung

eines Sicherheitsrelais vorzuschlagen, die auch den Ausfall eines redundanten Schalters erkennen läßt.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe mit einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst werden kann,

deren Besonderheit darin besteht, daß die Funktionsfähigkeit der Schalter und der Prüfschaltung in regelmäßigen Zeitabständen oder bei regelmäßig wiederkehrenden Ereignissen, z. B. bei jedem Einschalten der Motorzündung eines Kraftfahrzeugs, überprüfbar ist.

Erfindungsgemäß wird also die durch die Hintereinanderschaltung mehrerer Schalter, von denen jeder allein im Störfall das Sicherheitsrelais abschalten kann, geschaffene Verläßlichkeit der Überwachung auch dann aufrechterhalten, wenn eines der

redundanten Bauteile defekt wird. Der Fehler wird angezeigt und führt bei einem Antiblockiersystem zum Ausschalten der

Regelung und zur Sicherstellung der Bremsenfunktion. Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung sind bei jedem Prüfvorgang die Schalter unabhängig voneinander auf Durchlaß und auf Unterbrechung überprüfbar. Nur wenn beide Schalter funktionsfähig sind, wird das Sicherheitsrelais

eingeschaltet.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Prüfschaltung einen Spannungsteiler auf, der derart an die in Serie

geschalteten Schalter angeschlossen ist, daß sich während des Prüfvorganges an einem Meßpunkt des Spannungsteilers bei ordnungsgemäßer Funktion der Schalter ein Mittelwert, bei Kurzschluß eines Schalters ein oberer oder unterer Grenzwert einstellt.

Die Einhaltung des Mittelwertes ist mit einem an dem Meßpunkt angeschlossenen Fensterdiskriminator feststellbar, dessen Ausgangssignal über eine Auswertelogik, wenn kein Fehler vorliegt, die Schalter betätigt und dadurch das Sicherheitsrelais

einschaltet.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungemöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Schaltung und des Signalverlaufs In verschiedenen Situationen horvor. Es zeigen

Fig. 1: in vereinfachter Darstellung eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung und Flg. 2: den Signalverlauf bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, und zwar Fig.2a: bei Intaktem System, Fig.2b: bei Kurzschluß des Transistors T1 inFig.1, Fig. 2c: bei Kurzschluß des anderen Transistors nach Flg. 1 und Fig. 2d: bei defektem Fensterdiskriminator. Die dargestellte Schaltungsanordnung ist für das Ein- und Ausschalten des sogenannten Hauptrelais 1 eines elektronisch

geregelten Antiblockiersystems vorgesehen. Das Hauptrelais 11st über zwei in Serie geschaltete Transistoren T1, T2 angeschlossen. Ue symbolisiert die Versorgungsspannung, nämlich die Batteriespannung eines Fahrzeugs. Mit einem

Arbeitskontakt a 1 dieses Sicherheits- bzw. Hauptrelais wird die Versorgungsspannung für den elektronischen Regler 2 des Antiblockiersystemo, einschließlich der von dem Regler angesteuerten elektromagnetisch betatigbaren Bremsdruckregelventilen 3, an- und ausgeschaltet. 4 symbolisiert die elektronischen Schaltkreise des Regler s 2. Die Schalter bzw. Schalttransistoren T1, T2, öle hler als Feldeffekttransistoren ausgebildet sind, werden mit Hilfe einer Prüfschaltung 5 regelmäßig auf ihre Funktior.sfähigkeit geprüft und auf Durchlaß geschaltet, wenn kein Fehler und keine Störung

vorliegt.

Die Prüfschaltung 5 umfaßt einen Fensterdiskriminator 6, einen logischen Schaltkreis 7 und zwei Verstärkerstufen 8,9, über die

die Gate-Anschlüsse G1, G2 von den Ausgangssignalen der Logik 7 angesteuert werden. Die Stromversorgung der

Prüfschaltung 5 erfolgt über eine Hilfsspannung U_H von z. B. 6 Volt, die mit Hilfe eines Spannungswf idlers 10 aus der Vorsorgungsspannung Ue, (die in vielen Fällen etwa 12V beträgt), abgeleitet wird. Zu der Prüfschaltung 5 gehört auch ein aus zwei in Serie geschalteten Widerständen R1, R 2 bestehender Spannungsteiler, der

einerseits an die Hilfsspannung Uh, an Masse und an den sogenannten Monitor-Anschluß Mon angeschlossen ist, Der

Fensterdiskriminator 6 mißt das an dem Monitoranschluß Mon herrschende Potential, dessen Höho bzw. dessen Änderung in Abhängigkeit von dor Ansteuerung der Transistoren T1, T2, wie anschließend anhand der Fig. 2 erläutert wird, Aufschluß über

die Funktionsfähigkeit der Transistoren T1, T2 gibt.

Das Sicherheitsrelais 1 ist an die Fahrzeugbatterie bzw. Spannungsquelle U₈ über einen Arbeitskontakt Zdg anschaltbar, der zu

dem Zündschloß eines Kraftfahrzeuges gehört.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Bei einem normalen Einschaltvorgang-siehe Fig. 2a-sind nach dem Einschalten der Zündung zum Zeitpunkt t₍ zunächst beide Transistoren Ti, T₂ hochohmig bzw. gesperrt. Auf der Anschlußleitung Mon läßt sich, da die beiden Widerstände R1, R2 gleich

sind, (etwa) die halbe Hilfsspannung U_H messen. Der Fensterdiskriminator 6 signalisiert der^-ogik 7, ob die Spannung auf der

Leitung Mon zwischen z. B. 2 Volt und 3 Volt liegt - dann sind beide Transistoren gesperrt- oder ob diese Bedingung nicht erfüllt

ist. Nichterfüllung dieser Bedingung wird mit .L" bzw. »0", Erfüllung der Bedingung mit ,H" oder „ 1" signalisiert. Erscheint „1" am Ausgang F. D. des Fenstei diskriminators 6, werden zum Zeitpunkt t₂, d. h. nach tinor vorgegebenen Zeitspanne delta t, von der Logik 7 die Transistoren T1, T2 angesteuert und auf Durchlaß geschaltet. Am Monitoranschluß Mon sinkt dadurch das

Potential auf „0", da der nun niederohmige Transistor T2 den parallelliegenden Widerstand R2 des Spannngsteilers überbrückt. Diose Potentialänderung auf der Anschlußleitung Mon hat wiederum die Umschaltung des Ausgangssignals F. D. des Fensterdiskriminators 6 von 1 auf 0 zur Folge. Ist ein Transistor defekt, ändert sich der eben beschriebene Signalablauf. Ist z. B. der Transistor T1 kurzgeschlossen, so daß er

auch ohne Ansteuersignal „geschlossen" bzw. niederohmig ist, - siohe Fig. 2b- wird nach dem Schließen des

Zündschalterkontaktes Zdg das Potential auf dsr Anschlußleitung Mon „zu hoch". Der Ausgang F. D. des Fensterdiskriminators 6

bleibt folglich 0, weshalb eine Ansteuerung der Gate-Elektroden G1, G2 der Transistoren T1, T2 durch die Logik 7 untorbleibt.

Ein Einschalten des Sicherheitsrelais 1 und dimit der Stromversorgung über den Kontakt a 1 des elektronischen Reglers 2 wird

verhindert.

Bei einem Kurzschluß des Transistors T2 bleibt auch nach dein Einschalten der Zündung das Potential auf der Monitorleitung so

gering, daß wiederum am Ausgang F.D. des Fensterdiskriminators 6 kein Signalwechsel stattfinden kann. Fig.2c zeigt den

Signalverlauf bei diesem fehlerhaften Zustand. Eine Stbrung des Fensterdiskriminators 6 ist ebenfalls mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erkennbar. Fig. 2d bezieht sich auf eine mögliche fehlerhafte Reaktion dos Fensterdiskriminators. In diesem Beispiel herrscht am Ausgang F. D. des Fensterdiskriminators 6- nach dem Einschalten der Versorgungsspannung Uh- ständig das Ausgangssignal „1". Zum Zeitpunkt t₂ werden daher von der Logik 7 zunächst beide Transistoren T1, T2 angesteuert und eingeschaltet. Da nach diesem Einschalten zum Zeitpunkt t₂ die zu erwartende Potentialänderung am Ausgang F. D. des Fensterdiskriminators 6 jedoch

unterbleibt, wird zum Zeitpunkt t₃, also nach der Zeitspanne delta t₂, die Ansteuerung der Transistoren T1, T2 wieder beendet und dadurch das Sicherheitsrelais 1 abgeschaltet.

Herrscht am Ausgang F.D. aufgrund eines Defektes des Diskriminators 6 ständig das Ausgangssignal 0, unterbleibt eine Ansteuerung der Transistoren T1, T2. Das Relais wird nicht eingeschaltet. Somit wird also nicht nur ein Defekt der Schalter oder Transistoren T1, T2, sondern auch ein Defekt oder eine Störung der Prüfschaltung 5 angezeigt und führt zum Abschalten des Sicherheitsrelais.

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Sicherheitsrelais, ζ. B. des Stromversorgungsrelais einer elektronisch geregelten Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens zwei in Serie geschalteten, elektronisch betätigbaren Schaltern, insbesondere Transistoren, und miteiner Prüfschaltung, die beim Auftreten eines Fehlers oder einer Störung durch Betätigung der Schalter die Stromversorgung des Sicherheitsrelais unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsfähigkeit der Schalter (T1, T2) und der Prüfschaltung (5) in regelmäßigen Zeitabständen oder bei regelmäßig wiederkehrenden Ereignissen, z. B. bei jedem Einschalten der Motorzündung eines Kraftfahrzeugs, überprüfbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Prüfvorgang die Schalter (T 1, T2) unabhängig voneinander auf Durchlaß und Unterbrechung überprüfbar sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (5) einen Spannungsteiler (R 1, R2) aufweist, der derart an die in Serie geschalteten Schalter (T 1, T2) angeschlossen ist, daß sich während des Prüfvorganges an einem Meßpunkt (Mon) des Spannungsteilers (R 1, R2) bei ordnungsgemäßer Funktion der Schalter (T 1, T2) ein Mittelwert, bei Kurzschluß eines Schalters ein oberer oder unterer Grenzwert einstellt, und daß die Einhaltung des Mittelwertes mit einem an dem Meßpunkt (Mon) angeschlossenen Fensterdiskriminator (6) feststellbar ist, dessen Ausgangssignal (F. D.) über eine Auswertelogik (7) bei ordnungsgemäßem Ablauf des Prüfvorganges die Schalter (T1, T2) betätigt und dadurch das Sicherheitsrelais (1) einschaltet.