(57) Anotace:
Zapojení pro buzení bezpečnostního relé (1), například hlavního relé pro napájení elektronicky řízeného brzdového zařízení motorového vozidla elektrickým proudem, Je provedeno se dvěma v sérii zapojenými, elektronicky ovládanými spínači, zejména tranzistory (TI, T2), a se zkušebním obvodem (5) pro přerušení napájení bezpečnostního relé (1) elektrickým proudem ovládáním spínačů při výskytu chyby nebo poruchy. Zkušební obvod (5) obsahuje dělič napětí, k němuž Je připojeno pomocné napětí (Uh), a který Je připojen ke spínačům, zapojeným v sérii, a k okénkovému diskriminátoru (6), Jehož výstup je spojen přes logický obvod (7) s oběma spínači.
Zapojení pro buzení bezpečnostního relé
Oblast techniky
Vynález se týká zapojení pro buzení bezpečnostního relé, například hlavního relé pro napájeni elektronicky řízeného brzdového zařízení motorového vozidla elektrickým proudem, se dvěma v sérii zapojenými, elektronicky ovládanými spínači, zejména tranzistory, a se zkušebním obvodem pro přerušení napájení bezpečnostního relé elektrickým proudem ovládáním spínačů 10 při výskytu chyby nebo poruchy.
Dosavadní stav techniky
Protiblokovací brzdové zařízení se zapojením tohoto druhu je již popsáno v patentu DEPS 26 12 356 a DE-OS 32 34 637 (obr. 3). Příslušná brzdová zařízení jsou konstruována tak, že po vypnutí nebo odpadnutí bezpečnostního relé zaujmou všechny ventily pro regulaci brzdového tlaku klidovou polohu, jež umožňuje neomezené brzdění bez regulace blokování, nebo v ní setrvají. Poruchy nebo chyby v elektronice nemohou proto brzdu vyřadit z funkce. Musí být proto zajištěno, aby bylo možno toto hlavní relé, které je důležité pro brzdění a tím pro bezpečnost vozidla, v případě potřeby vypnout. Proto se do dráhy napájení bezpečnostního nebo hlavního relé elektrickým proudem zapojí alespoň dva tranzistory v sérii, aby se i při chybném buzení nebo průrazu jednoho tranzistoru zachovala bezpečnostní funkce pomocí tranzistoru druhého.
Oběma nebo více za sebou zapojenými tranzistory se dosáhne toho, že bezpečnostní relé lze vypnout i tehdy, jestliže jeden ze spínačů zůstane trvale uzavřen. Takovou poruchu nelze však zjistit, i když redundantním uspořádáním spínačů úmyslně zajištěná bezpečnostní rezerva již neexistuje.
Úkolem vynálezu proto je odstranit tuto nevýhodu a navrhnout zapojení pro buzení bezpečnostního relé, jež umožní zjistit i výpad redundantního spínače.
Podstata vy nálezu
Uvedený úkol splňuje zapojení pro buzení bezpečnostního relé, například hlavního relé pro napájení elektronicky řízeného brzdového zařízení motorového vozidla elektrickým proudem, se dvěma v sérii zapojenými, elektronicky ovládanými spínači, zejména tranzistory, a se zkušebním 40 obvodem pro přerušení napájení bezpečnostního relé elektrickým proudem ovládáním spínačů při výskytu chyby nebo poruchy, podle vynálezu, jehož podstatou je, že zkušební obvod obsahuje dělič napětí, k němuž je připojeno pomocné napětí, a který je připojen ke spínačům, zapojeným v sérii, a k okénkovému diskriminátoru, jehož výstup je spojen přes logický obvod s oběma spínači.
Ukázalo se, že uvedený úkol lze vyřešit zapojením podle vynálezu, jež má tu zvláštnost, že funkceschopnost spínačů a zkušebního obvodu lze kontrolovat v pravidelných intervalech nebo při pravidelně se opakujících činnostech, například při zapnutí zapalování motoru motorového vozidla.
Podle vynálezu se tedy zachová více spínačů za sebou, z nichž každý sám o sobě může v případě poruchy vypnout bezpečnostní relé, spolehlivost kontroly i tehdy, jestliže se jeden z redundantních dílů porouchá. Chyba je indikována a vede u protiblokovacího brzdového zařízení k vypnutí regulace a k zajištění brzdové funkce.
- 1 CZ 284166 B6
U řešení vynálezu lze při každém přezkoušení spínače kontrolovat, propouští nebo nepropouští-li proud. Bezpečnostní relé se zapojí jen tehdy, jsou-li oba spínače funkceschopné.
Zkušební obvod obsahuje dělič napětí, jenž je připojen ke spínačům, zapojeným v sérii tak, že se během přezkoušení na měřicím bodu děliče napětí nastaví při řádné funkci spínačů střední hodnota, zatímco při zkratu jednoho spínače se nastaví horní nebo dolní mezní hodnota.
Dodržování střední hodnoty lze zjistit pomocí okénkového diskriminátoru, připojeného k měřicímu bodu, jehož výstupní signál uvede přes vyhodnocovací logiku při bezchybné funkci v činnost spínače a zapne tím i bezpečnostní relé.
Přehled obrázků na výkresech
Další znaky, výhody a možnosti použití vynálezu vyplývají z následujícího znázornění příkladu provedení vynálezu podle přiloženého zapojení a průběhu signálů v různých situacích, přičemž obr. 1 znázorňuje zapojení podle vynálezu v zjednodušeném znázornění a obr. 2 průběh signálů při zapojení podle obr. 1, a sice obr. 2a u intaktního systému obr. 2b při zkratu tranzistoru T1 v obr. 1 obr. 2c při zkratu druhého tranzistoru podle obr. la obr. 2d při poruše okénkového diskriminátoru.
Příklady provedení vynálezu
Znázorněné zapojení je navrhnuto pro zapínání a vypínání takzvaného hlavního relé 1 elektronicky řízeného protiblokovacího brzdového zařízení. Hlavní relé 1 je připojeno přes dva v sérii zapojené tranzistory TI, T2. UR symbolizuje napájecí napětí, a sice napětí baterie vozidla. Pracovním kontaktem al tohoto bezpečnostního resp. hlavního relé se zapíná a vypíná napájecí napětí elektronického regulátoru 2 protiblokovacího brzdového zařízení, včetně regulátorem buzených, elektromagneticky ovladatelných ventilů 3 pro regulací brzdového tlaku. Vztahová značka 4 označuje elektronický spojovací obvod regulátoru 2.
Funkceschopnost spínačů resp. spínacích tranzistorů TI, T2, které jsou zde vytvořeny jako tranzistory, řízené polem, je kontrolována pomocí zkušebního obvodu 5, a pokud není zjištěna žádná chyba nebo porucha, jsou spínačem uváděny do vodivého stavu.
Zkušební obvod 5 obsahuje okénkový diskriminátor 6, logický obvod 7 a dva zesilovací stupně 8, 9, přes které jsou buzeny výstupními signály logiky 7 Gate-přípoje Gl, G2. Napájení zkušebního obvodu elektrickým proudem je prováděno pomocným napětím Uh, např. 5 V, které je pomocí měniče 10 napětí odvozováno z napájecího napětí UB (jež je v mnoha případech 12 V).
Ke zkušebnímu obvodu 5 patří také jeden ze dvou v sérii zapojených odporů Rl, R2 existujících děličů napětí, který je jednak připojen k pomocnému napětí Uh, ke kostře a k takzvanému připojí monitoru Mon. Okénkový diskriminátor 6 měří potenciál, panující na přípoji monitoru Mon, jehož výše resp. změna v závislosti na buzení tranzistorů TI. T2, poskytuje informací o funkceschopností tranzistorů TI. T2. jak bude dále vysvětleno v souvislosti s obr. 2.
Bezpečnostní relé 1 lze připojit na baterií vozidla resp. napěťový zdroj Ur přes kontakt zapalování Zdg, který' náleží k zámku zapalování motorového vozidla.
-2CZ 284166 B6
Zapojení podle vynálezu pracuje následovně:
Při normálním průběhu zapnutí - viz obr. 2a - vykazují nejprve oba tranzistory TI, T2 po zapnutí zapalování v okamžiku tb vysoký odpor resp. jsou nepropustné. Na přípojném vedení Mon lze měřit přibližně polovinu pomocného napětí Uh , neboť oba odpory Rl, R2 jsou stejné. Okénkový diskriminátor 6 signalisuje logice 7. je-li napětí na vedení Mon mezi např. 2 a 3 V - v tom případě jsou oba tranzistory zavřené - nebo není-li tato podmínka splněná. Není-li tato podmínka splněna, signalizuje se tento stav jako L resp. 0, při splnění této podmínky jako o H nebo 1. Objeví-li se na výstupu F.D. okénkového diskriminátoru 6 1, jsou tranzistory TI, T2 buzeny logickým obvodem 7 v okamžiku b, tj. po uplynutí předem stanoveného časového intervalu ti a uvedeny do vodivého stavu. Na přípoji monitoru Mon tím klesne potenciál na 0, protože nyní tranzistor T2 s nízkým odporem přemosti paralelně zapojený odpor R2 děliče napětí. Tato změna potenciálu na přípojném vedení Mon má za následek změnu výstupu F.D. okénkového diskriminátoru 6 z 1 na 0.
Je-li jeden tranzistor defektní, změní se právě popsaný průběh signálu. Vznikne-li např. na tranzistoru TI zkrat, takže je tento i bez budicího signálu uzavřen resp. vykazuje-li nízký odpor, - viz obr. 2b - bude potenciál na přípojném vedeni - po uzavření kontaktu zapalování Zdgpříliš vysoký. Výstup F.D. okénkového diskriminátoru 6 zůstane v důsledku na 0, čímž nedojde k vybuzení elektrod Gl, G2 tranzistorů TI. T2 logickým obvodem 7. Tím je zabráněno zapnutí bezpečnostního relé 1 a tím i napájení elektrickým proudem přes kontakt al elektronického regulátoru 2.
Při zkratu tranzistoru zůstává potenciál na vedení Mon monitoru i po zapojení zapalování tak nízký, že na výstupu F.D. okénkového diskriminátoru 6 nemůže dojít k výměně signálů. Obr. 2 znázorňuje průběh signálů v tomto chybném stavu.
Pomocí zapojení podle vynálezu lze rozpoznat taktéž poruchu okénkového diskriminátoru 6. Obr. 2d se vztahuje na možnou chybnou reakcí okénkového diskriminátoru. V tomto případě panuje na výstupu okénkového diskriminátoru 6 - po zapnutí napájecího napětí Uh - stále výstupní signál 1. V okamžiku h jsou proto logickým obvodem 7 nejprve buzeny a spínány tranzistory TI, T2. Jelikož však po tomto sepnutí v okamžiku b nenastane očekávaná změna potenciálu na výstupu F.D. okénkového diskriminátoru, je v okamžiku (3, tedy po intervalu delta b buzení tranzistorů TI, T2 opět ukončeno, čímž se vypne bezpečnostní relé 1.
Panuje-li na výstupu F.D. v důsledku závady na diskriminátoru 6 stále výstupní signál 0, nedojde k vybuzení tranzistorů TI. T2. Relé 1 se nezapne.
Tím se oznámí nejen defekt spínačů nebo tranzistorů TI, T2, nýbrž i defekt nebo porucha zkušebního obvodu 5, které mají za následek vypnutí bezpečnostního relé.