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Die
Erfindung betrifft ein Stromversorgungsgerät der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen
Art.
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Ein
solches Stromversorgungsgerät
für ein Kraftfahrzeug
zählt zu
dem betriebsinternen Stand der Technik der Anmelderin und ist in 1 gezeigt. Ein
Aufprallsensor 22 und ein Verriegelungsschalter 21 schalten
ein Verriegelungsrelais 23 von EIN auf AUS. Wenn es von
EIN nach AUS geschaltet wird, schaltet das Verriegelungsrelais 23 ein
Schütz 24, das
mit einem Ausgangskreis eines Stromversorgungsgerätes verbunden
ist, von EIN auf AUS. Der Zusammenstoßsensor 22 erkennt
einen Aufprall, wenn ein Kraftfahrzeug kollidiert, und schaltet
das Verriegelungsrelais 23 von EIN auf AUS. Der Ausgangskreis
einer Stromquelle wird durch Erkennen eines Aufpralls eines Kraftfahrzeuges
unterbrochen, um die Sicherheit bei einem Zusammenstoß zu verbessern.
Da das Stromversorgungsgerät
für ein Kraftfahrzeug
viele Sekundärbatterien
hat, die in Reihe geschaltet sind, um eine hohe Energie durch eine hohe
Spannung abzugeben, fließt
ein extrem starker Strom, wenn das Kurzschließen des Ausgangskreises der
Stromversorgung bei einem Zusammenstoß erfolgt. Der extrem starke
Strom erzeugt eine große Menge
an Joulescher Wärme
in einer kurzen Zeit. Es ist deshalb wichtig, einen solchen Strom
bei einem Zusammenstoß für die Sicherheit
eines Kraftfahrzeuges schnell zu unterbrechen.
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Wenn
das Stromversorgungsgerät
zum Beispiel repariert wird, unterbricht der Verriegelungsschalter 21,
der in dem Stromversorgungsgerät
nach 1 vorgesehen ist, den Ausgangskreis, um die Sicherheit
zu verbessern. In dem Stromversorgungsgerät, bei dem die Ausgangsspannung
eine extrem hohe Gleichspannung ist, unterbricht der Verriegelungsschalter 21 den
Ausgangskreis, um einen elektrischen Stoß bei der Wartung usw. zu verhindern. Dem gemäß wird der
Verriegelungsschalter 21 von EIN auf AUS geschaltet, wenn
er für
eine Reparatur des Stromversorgungsgerätes manuell betätigt wird oder
wenn beispielsweise erkannt wird, dass ein Gehäuse geöffnet wird. In dem Stromversorgungsgerät mit dem
Verriegelungsschalter 21 wird der Ausgangskreis unterbrochen,
so dass es möglich
ist, eine Arbeit sicher auszuführen.
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Darüber hinaus
ist eine Verzögerungsschaltung 27 in
dem Stromversorgungsgerät
nach 1 vorgesehen, um eine Fehlfunktion des Verriegelungsrelais 23 zu
verhindern. Die Verzögerungsschaltung 27 ist
zwischen dem Verriegelungsschalter 21 und dem Verriegelungsrelais 23 vorgesehen,
so dass durch ein momentanes Unterbrechungssignal, das von dem Verriegelungsschalter 21 abgegeben wird,
das Verriegelungsrelais 23 nicht von EIN auf AUS geschaltet
wird. Der Verriegelungsschalter 21 kann kurzzeitig ein
Unterbrechungssignal abgeben, wenn ein Rütteln folgt, das durch Vibrationen
eines Kraftfahrzeuges usw. verursacht wird. Wenn das Verriegelungsrelais 23 in
diesem Zustand von EIN auf AUS geschaltet wird, wird das Schütz 24 auf
AUS geschaltet, obgleich es unnötig
ist, es auf AUS zu schalten. Wenn das Schütz 24 auf AUS geschaltet
wird, wird der Ausgangskreis des Stromversorgungsgerätes unterbrochen,
so dass ein Kraftfahrzeug nicht normal fahren kann. Für einen
Sicherheitsbetrieb ist es wichtig, das Verriegelungsrelais 23 am
Schalten von EIN auf AUS zu hindern, wenn es unnötig ist. Um das zu erreichen,
ist die Verzögerungsschaltung 27 vorgesehen.
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Das
Stromversorgungsgerät,
das in 1 gezeigt ist, hat jedoch den Nachteil, dass ein
Schütz nicht
schnell von EIN auf AUS geschaltet werden kann, wenn ein Zusammenstoßsensor
einen Aufprall erkennt. Der Grund ist, dass ein Zusammenstoßsensor
das Verriegelungsrelais über
eine Verzögerungsschaltung
auf AUS schaltet und dass das auf AUS geschaltete Verriegelungsrelais
das Schütz
von EIN auf AUS schaltet. Um eine Fehlfunktion eines Verriegelungsrelais
zu verhindern, wird das Unterbrechungssignal, das von einem Verriegelungsschalter abgegeben
wird, durch eine Verzögerungsschaltung verzögert, und
dann wird ein Verriegelungsrelais auf AUS geschaltet. Wenn ein Zusammenstoßsensor
einen Aufprall erkennt, ist es jedoch notwendig, einen Ausgangskreis
eines Stromversorgungsgerätes
so bald wie möglich
zu unterbrechen. Trotzdem ist bei dem Stromversorgungsgerät nach 1 die
Zeit von dem Erkennen eines Aufpralls durch einen Zusammenstoßsensor
bis zum Schalten des Schützes
auf AUS nicht die Betätigungszeit
(T1) des Schützes, sondern
eine lange Zeit durch Hinzuaddieren der Verzögerungszeit (T2) der Verzögerungsschaltung und
der Betätigungszeit
(T3) des Verriegelungsrelais. Es braucht demgemäß eine Zeit, die ähnlich der
Zeit zum Unterbrechen der Ausgangsschaltung durch den Verriegelungsschalter
ist. Aus diesem Grund kann, wenn der Zusammenstoßsensor einen Aufprall erkennt,
der Ausgangskreis nicht schnell unterbrochen werden.
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Aus
der
DE 696 15 718
T2 ist ein Stromversorgungsgerät für ein Kraftfahrzeug der eingangs
genannten Art ebenfalls bekannt. Ein Teil der o.g. Probleme tritt
bei diesem bekannten Stromversorgungsgerät allerdings nicht auf, weil
ein verzögertes
Ansprechen des Verriegelungsschalters, das ein unnötiges Ansprechen
des Verriegelungsrelais bei momentanen Stromunterbrechungen verhindern
soll, nicht vorgesehen ist.
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Teile
des Stromversorgungsgerätes
der eingangs genannten Art sind aus weiteren Druckschriften bekannt.
So betrifft z.B. die
EP
1 052 149 A2 ein Verfahren zum Betrieb einer Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuge,
bei dem eine Abtrennung der Batterie vom Bordnetz durch Fahrzeugbetriebssignale gesperrt
wird. Zur Wiederinbetriebnahme des Fahrzeugs werden Türkontaktschalter
betätigt
und einer einen Batterietrennschalter motorisch betätigenden Schaltlogik
wird Batteriestrom zugeführt,
derart, dass diese den Batterietrennschalter in eine das Bordnetz mit
der Batterie verbindende Standardposition überführt.
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Die
DE 44 30 284 A1 betrifft
eine Sicherheitseinrichtung für
Kraftfahrzeuge mit einer von wenigstens einem Unfallsensor beaufschlagbaren
Abschalteinrichtung, durch die die Batterie von dem Bordnetz des
Kraftfahrzeuges abtrennbar ist. Die Abschalteinrichtung bewirkt,
dass während
des normalen Betriebes des Kraftfahrzeuges kein Spannungsabfall
verursacht wird. Erst bei unfallbedingter Aktivierung der Abschalteinrichtung
erfolgt eine Trennung der Batterie von dem Bordnetz.
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Die
DE 698 20 408 T2 betrifft
ein Batterietrennsystem, das eine Fahrzeugbatterie von einer elektrischen
Last bei manueller Betätigung
oder bei Detektion ei nes nachteiligen Zustandes trennt wie beispielsweise
einer überhohen
Temperatur, einem Fahrzeugzusammenprall, einem Überlaststrom, einer Diebstahlsicherungsvorrichtung
oder einem anderen nachteiligen Zustand.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Stromversorgungsgerät der eingangs genannten Art
so auszubilden, dass dessen Ausgangskreis durch den Zusammenstoßsensor
bei einem Aufprall schnell unterbrochen werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Stromversorgungsgerät
mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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In
dem Stromversorgungsgerät
nach der Erfindung wird, wenn das Unterbrechungssignal zum Unterbrechen
des Ausgangskreises von dem Zusammenstoßsensor abgegeben wird oder
wenn der Verriegelungsschalter von EIN auf AUS geschaltet wird,
das Schütz
auf AUS geschaltet, um den Ausgangskreis schnell zu unterbrechen.
Das Schaltelement, das mit der Erregerspule des Schützes in
Reihe geschaltet ist, wird durch das Unterbrechungssignal des Zusammenstoßsensors
auf AUS geschaltet, so dass das Schütz durch Unterbrechen des Stroms in
der Erregerspule des Schützes
schnell auf AUS geschaltet wird.
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Das
Stromversorgungsgerät
nach der Erfindung kann aber nicht nur den Ausgangskreis entsprechend
dem Unterbrechungssignal des Zusammenstoßsensors schnell unterbrechen,
sondern kann entsprechend dem Unterbrechungssignal des Verriegelungsschalters
den Ausgangskreis auch langsam unterbrechen, ist also in der Lage,
den Ausgangskreis in einer idealen Zeit zu unterbrechen, die sowohl
dem Zusammenstoßsensor
als auch dem Verriegelungsschalter entspricht. Der Grund dafür ist, dass,
wenn der Zusammenstoßsensor
das Unterbrechungssignal abgibt, das Schütz schnell auf AUS geschaltet
wird, indem das Schaltelement, das mit der Erregerspule des Schützes verbunden
ist, von EIN auf AUS geschaltet wird. Hingegen wird, wenn der Verriegelungsschalter
das Unterbrechungssignal abgibt, das Schütz nicht über das Schaltelement auf AUS
geschaltet, das schnell arbeitet, sondern über das Verriegelungsrelais.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
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Das
Schaltelement, das mit der Erregerspule des Schützes in Reihe geschaltet ist,
kann in einer Ausgestaltung der Erfindung ein FET oder ein Transistor
sein. Eine Erregerspule des Verriegelungsrelais, die mit dem Verriegelungsschalter über eine
Verzögerungsschaltung
verbunden ist, kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
das Verriegelungsrelais nach einer vorbestimmten Zeit von EIN auf
AUS schalten, die durch die Verzögerungsschaltung
bestimmt wird, wenn der Verriegelungsschalter auf AUS geschaltet
wird.
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Ein
Plus-Schütz
zum Unterbrechen eines positiven Ausgangs des Ausgangskreises und
ein Minus-Schütz
zum Unterbrechen eines negativen Ausgangs des Ausgangskreises können in
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als das Schütz vorgesehen
werden. In dem Stromversorgungsgerät ist jede der Erregerspulen
des Plus-Schützes
und des Minus-Schützes
mit dem Kontakt des Verriegelungsrelais verbunden und ist mit dem
Schaltelement verbunden, das durch den Zusammenstoßsensor
gesteuert und auf EIN und AUS geschaltet wird. In dem Stromversorgungsgerät werden,
wenn der Zusammenstoßsensor
das Unterbrechungssignal abgibt, beide Schaltelemente auf AUS geschaltet
und das Plus-Schütz
und das Minus-Schütz
von EIN auf AUS geschaltet.
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Die
Verzögerungsschaltung
kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung einen FET enthalten,
dessen Gate mit dem Verriegelungsschalter verbunden ist, der mit
der Erregerspule des Verriegelungsrelais verbunden ist, und einen
Verzögerungskondensator,
der dazwischen geschaltet ist. In der Verzögerungsschaltung kann, wenn
der Verriegelungsschalter auf AUS geschaltet wird und die Gate-Spannung
des FET abzusinken beginnt, der Verzögerungskondensator das Absinken
der Gate-Spannung verzögern,
um so das Schalten des FET von EIN auf AUS zu verzögern.
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Der
Zusammenstoßsensor
kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung einen Schalter enthalten,
der von EIN auf AUS geschaltet wird, wenn ein Auf prall erkannt wird.
Die Erregerspule des Verriegelungsrelais kann in einer weitren Ausgestaltung
der Erfindung mit einer Stromversorgungsschaltung über den
Zusammenstoßsensor
verbunden sein.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher beschrieben.
Es zeigt
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1 ein
Blockschaltbild, das ein zu dem betriebsinternen Stand der Technik
der Anmelderin zählendes
Stromversorgungsgerät
für ein
Kraftfahrzeug zeigt,
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2 ein
Impulsdiagramm, das zeigt, dass ein Zusammenstoßsensor des Stromversorgungsgerätes nach 1 ein
Schütz
schaltet,
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3 ein
Blockschaltbild, das ein Stromversorgungsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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4 ein
Impulsdiagramm, das zeigt, dass ein Zusammenstoßsensor des Stromversorgungsgerätes nach 3 das
Schütz
schaltet, und
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5 ein
Impulsdiagramm, das zeigt, dass ein Verriegelungsschalter des Stromversorgungsgerätes nach 3 das
Schütz
schaltet.
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Ein
Stromversorgungsgerät
für ein
Kraftfahrzeug, das in 3 gezeigt ist, besteht aus einem Verriegelungsschalter 1;
einem Zusammenstoßsensor 2 zum
Erkennen eines Aufpralls eines Kraftfahrzeuges; einem Verriegelungsrelais 3,
das durch den Verriegelungsschalter 1 gesteuert und auf
EIN und AUS geschaltet wird; und ein Schütz 4, das aus zwei einzelnen
Schützen 4A, 4B aufgebaut
ist, die auf AUS schalten, wenn das Verriegelungsrelais 3 auf AUS
geschaltet wird. In jedem einzelnen Schütz 4A, 4B ist
eine Erregerspule 4a mit dem Kontakt des Verriegelungsrelais 3 verbunden.
Wenn das Verriegelungsrelais 3 auf AUS geschaltet wird,
wird der Erregerspule 4a kein Strom zugeführt, und
das Schütz 4 wird
auf AUS geschaltet. In jedem Schütz 4A, 4B ist dessen
Kontakt mit der Ausgangsseite einer Batterie 5 verbunden,
und es unterbricht einen Ausgangskreis 11 der Batterie 5 in
dem Aus-Zustand.
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Darüber hinaus
ist in dem Stromversorgungsgerät
nach 3 jedes der Schaltelemente 6, die durch
ein Signal des Zusammenstoßsensors 2 auf
EIN und AUS geschaltet werden, jeweils mit der Erregerspule 4a des
Schützes 4 in
Reihe geschaltet. Das Schaltelement 6 wird von EIN auf
AUS geschaltet und unterbricht einen Strom für die Erregerspule 4a des
Schützes 4,
um das Schütz 4 auf
AUS zu schalten, wenn der Zusammenstoßsensor 2 ein Unterbrechungssignal
abgibt. In diesem Zustand wird, wenn das Schütz 4 auf AUS geschaltet
wird, die Ausgangsschaltung 11 der Batterie 5 sehr
schnell unterbrochen.
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Der
Verriegelungsschalter 1 hält den Ausgangskreis 11 in
einem normalen Gebrauchszustand des Stromversorgungsgerätes auf
EIN. Hingegen schaltet der Verriegelungsschalter 1 den
Ausgangskreis 11 auf AUS, wenn es notwendig ist, den Ausgangskreis 11 zu
unterbrechen, um Arbeiten sicher ausführen zu können, z. B. bei der Wartung
des Stromversorgungsgerätes
oder wenn ein Gehäuse des
Stromversorgungsgerätes
geöffnet
wird oder wenn das Stromversorgungsgerät aus einem Kraftfahrzeug entfernt
wird. Das Stromversorgungsgerät nach 3 hat
einen ersten Schalter 1A, der von EIN auf AUS geschaltet
wird, wenn er manuell von EIN auf AUS geschaltet wird oder wenn
erkannt wird, dass ein Teil des Gehäuses des Stromversorgungsgerätes geöffnet wird,
und einen zweiten Schalter 1B, der von EIN auf AUS geschaltet
wird, wenn erkannt wird, dass das Stromversorgungsgerät aus einem Kraftfahrzeug
entfernt wird oder dass das Stromversorgungsgerät von einem Stromversorgungskreis
eines Kraftfahrzeuges getrennt wird. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich
jedoch nicht auf den Verriegelungsschalter 1, der in 3 gezeigt
ist, denn der Verriegelungsschalter kann nur aus dem ersten Schalter 1A oder
nur aus dem zweiten Schalter 1B bestehen. Darüber hinaus
kann jeder Schalter zum Unterbrechen des Ausgangskreises 11,
um Arbeiten sicher ausführen
zu können,
benutzt werden, obgleich der detaillierte Aufbau in den Zeichnungen nicht
gezeigt ist.
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Der
Verriegelungsschalter 1 nach 3 ist ein
Schalter, der normalerweise eingeschaltet ist. Der Verriegelungsschalter 1 schaltet
mit mehreren normalerweise eingeschalteten Schaltern die Schalter
in Reihe. Der Grund dafür
ist, dass der Verriegelungsschalter 1 auf AUS geschaltet
wird, wenn irgendeiner der Schalter auf AUS geschaltet wird. Der
Verriegelungsschalter 1 kann ein Schaltelement 8 einer
Verzögerungsschaltung 7 mit
einem einfachen Schaltungsaufbau steuern. Der Grund dafür ist, dass
die Eingangsseite des Schaltelements 8 mit einer Stromversorgungsschaltung 10 über den
Verriegelungsschalter 1 verbunden ist, so dass die EIN/AUS-Steuerung
des Verriegelungsrelais 3 über einen FET oder einen Transistor
der Verzögerungsschaltung 7 erfolgen
kann. Das heißt,
in dem EIN-Zustand des Verriegelungsrelais 3 wird das Schaltelement 8 auf
EIN geschaltet, indem eine Vorspannung zum Schalten auf EIN an die
Basis des FET oder des Transistors angelegt wird, und das Schaltelement 8 in
dem EIN-Zustand hält
das Verriegelungsrelais 3 auf EIN. Wenn der Verriegelungsschalter 1 auf
AUS geschaltet wird, wird das Schaltelement 8 auf AUS geschaltet
und schaltet das Verriegelungsrelais 3 auf AUS.
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Darüber hinaus
kann auch ein normalerweise ausgeschalteter Schalter als Verriegelungsschalter
benutzt werden. Dieser Verriegelungsschalter bewirkt die EIN/AUS-Steuerung
des FET oder des Transistors der Verzögerungsschaltung 7 über eine invertierende
Schaltung. In dem Verriegelungsschalter mit einem normalerweise
ausgeschalteten Schalter sind alle Schalter parallel geschaltet,
und der Verriegelungsschalter erkennt, dass irgendeiner der Schalter
auf AUS geschaltet wird.
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Der
Zusammenstoßsensor 2 erkennt
einen Zusammenstoß eines
Kraftfahrzeuges usw. und kann ein Trägheitssensor sein, der eine
Trägheitskraft
erkennt, ein Aufprallsensor oder ein G-Sensor. Darüber hinaus
kann auch ein Sensor, der erkennt, dass ein Kraftfahrzeug verformt
wird, als Zusammenstoßsensor 2 benutzt
werden. Der Zusammenstoßsensor 2 ist
ein normalerweise eingeschalteter Schalter. Der Zusammenstoßsensor 2 wird
von EIN auf AUS geschaltet und gibt das Unterbrechungssignal ab,
wenn in einem Notfall ein Aufprall od. dgl. bekannt wird. Gemäß der Darstellung
in 3 schaltet der Zusammenstoßsensor 2 das Verriegelungsrelais 3 direkt
auf EIN und AUS. Demgemäß kann sein Schaltungsaufbau
einfach sein. Darüber
hinaus beschränkt
sich der Zusammenstoßsensor
nicht auf einen normalerweise eingeschalteten Schalter. Ein normalerweise
ausgeschalteter Schalter kann auch als Zusammenstoßsensor
benutzt werden. Ein normalerweise ausgeschalteter Schalter steuert
das Schaltelement, das mit dem Verriegelungsrelais und der Erregerspule
des Schützes über einen
invertierende Schaltung verbunden ist, die EIN/AUS invertiert. Darüber hinaus
beschränkt
sich der Zusammenstoßsensor
nicht auf einen Typ, der ein EIN/AUS-Signal abgibt. Ein Sensor,
der ein Impulssignal als das Unterbrechungssignal in einem Notfall
abgibt, in welchem ein Aufprall od. dgl. erkannt wird, kann als
Zusammenstoßsensor
benutzt werden.
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Der
Zusammenstoßsensor 2 nach 3 ist ein
normalerweise eingeschalteter Schalter. Der Zusammenstoßsensor 3 steuert
das Verriegelungsrelais 3 EIN/AUS und steuert die Schaltelemente 6,
die mit den Erregerspulen 4a der Schütze 4 verbunden sind,
EIN/AUS. Gemäß der Darstellung
in 3 ist der Zusammenstoßsensor 2, der in
einem Notfall von EIN auf AUS geschaltet wird, zwischen die Stromversorgungsschaltung 10 und
die Erregerspule 3a des Verriegelungsrelais 3 geschaltet
und kann das Verriegelungsrelais 3 EIN/AUS-steuern. Darüber hinaus ist
die Ausgangsseite des Zusammenstoßsensors 2 mit dem
Gate oder der Basis, das bzw. die die Eingangsseite des Schaltelements 6 ist,
verbunden. Der Zusammenstoßsensor 2 kann
die Schaltelemente 6 in einem Notfall von EIN auf AUS schalten.
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Der
Zusammenstoßsensor,
der ein Impulssignal als das Unterbrechungssignal abgibt, enthält eine
Halteschaltung, die auf der Basis des Impulssignals als dem Unterbrechungssignal
ihr Ausgangssignal von H („High") auf L („Low") schaltet. Die Halteschaltung
gibt normalerweise ein H-Signal ab, um die Schaltelemente, die mit
dem Verriegelungsrelais und den Erregerspulen verbunden sind, auf
EIN zu halten, so dass ein Gleichstrom in einem normalen Zustand
abgegeben werden kann. In diesem Zustand schaltet, wenn ein Impulssignal
als das Unterbrechungssignal von dem Zusammenstoßsensor abgegeben wird, die
Halteschaltung ihr Ausgangssignal von H auf L und behält L bei.
Das L-Signal schaltet das Verriegelungsrelais auf AUS und hält es auf AUS.
Während
dessen schaltet das L-Signal die Eingangsseiten der Schaltelemente,
die mit den Erregerspulen der Schütze verbunden sind, von H auf
L und schaltet sie von EIN auf AUS und hält sie auf AUS. Deshalb werden
die Erregerspulen der Schütze in
dem Zustand gehalten, in welchem ein Strom nicht zugeführt wird.
Die Schütze
halten den AUS-Zustand und unterbrechen den Ausgangskreis 11 der
Batterie.
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Zwei
Zusammenstoßsensoren 2 nach 3 sind
vorn bzw. hinten an einem Kraftfahrzeug positioniert oder der Zusammenstoßsensor 2 ist
vorn oder hinten an ihm positioniert. Wenn mehrere Zusammenstoßsensoren 2 in
einem Kraftfahrzeug vorgesehen sind, schalten das Verriegelungsrelais 3 und
die Schütze 4 auf
AUS, wenn irgendeiner der Zusammenstoßsensoren 2 einen
Aufprall erkennt.
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Das
Verriegelungsrelais 3 wird sowohl durch den Zusammenstoßsensor 2 als
auch durch den Verriegelungsschalter 1 gesteuert. Das Verriegelungsrelais 3 wird
von EIN auf AUS geschaltet, wenn das Unterbrechungssignal zum Unterbrechen
des Ausgangskreises 11 von dem Zusammenstoßsensor 2 oder
von dem Verriegelungsschalter 1 her eingegeben wird. Das
Verriegelungsrelais 3 steuert die Schütze 4 und unterbricht
in dem AUS-Zustand den Ausgangskreis 11 der Batterie 5.
In dem Verriegelungsrelais 3 nach 3 ist ein
Ende der Erregerspule 3a mit der Stromversorgungsschaltung 10 über den
Zusammenstoßsensor 2 verbunden,
und das andere Ende der Erregerspule 3a ist mit dem FET
der Verzögerungsschaltung 7 verbunden.
In einem normalen Gebrauchszustand, mit anderen Worten in einem
Zustand, in welchem ein Kraftfahrzeug fährt, wird das Verriegelungsrelais 3 in
dem EIN-Zustand gehalten. Der Grund ist, dass ein Strom der Erregerspule 3a aus
der Stromversorgungsschaltung 10 zugeführt wird, wenn sowohl der Zusammenstoßsensor 2 als
auch der Verriegelungsschalter 1 in dem EIN-Zustand sind
und der FET der Verzögerungsschaltung 7 ebenfalls
in dem EIN-Zustand ist. In einem Zustand, in welchem der Zusammenstoßsensor 2 oder
der Verriegelungsschalter 1 das Unterbrechungssignal abgibt
oder wenn irgendeiner von ihnen von EIN auf AUS geschaltet wird,
wird ein Strom für
die Erregerspule unterbrochen, und das Verriegelungsrelais 3 wird
von EIN auf AUS geschaltet.
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Die
Verzögerungsschaltung 7 enthält den FET,
dessen Source und Drain zwischen der Erregerspule 3a des
Verriegelungsrelais 3 und Masse in Reihe geschaltet sind.
Der Verzögerungskondensator 9 ist
zwischen das Gate des FET und Masse geschaltet. Der Verzögerungskondensator 9 verzögert einen Abfall
der Gate-Spannung. Die Verzögerungsschaltung 7 verzögert einen
Abfall der Gate-Spannung durch den Verzögerungskondensator 9,
wenn der Verriegelungsschalter 1 von EIN auf AUS geschaltet wird
und das Ausgangssignal des Verriegelungsschalters 1 von
H auf L geschaltet wird. Aus diesem Grund wird, selbst wenn das
L-Signal, welches das Unterbrechungssignal ist, aus dem Verriegelungsschalter 1 eingegeben
wird, der FET nicht unmittelbar von EIN auf AUS geschaltet, sondern
erst auf AUS geschaltet, nachdem die Gate-Spannung auf einen Wert abgesunken ist,
der niedriger ist als eine Abschaltspannung des FET. Durch Erhöhen der
Kapazität
des Verzögerungskondensators 9 kann
die Verzögerungszeit
der Verzögerungsschaltung 7 so
eingestellt werden, dass sie länger
ist. Der Verzögerungskondensator 9 wird
auf eine Kapazität
so eingestellt, dass die Verzögerungszeit
etwa 100 ms – 3
s beträgt.
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Das
Stromversorgungsgerät
nach 3 hat ein Plus-Schütz 4A und ein Minus-Schütz 4B,
welche den positiven bzw. den negativen Ausgang des Ausgangskreises 11 unterbrechen.
Das Plus-Schütz 4A und
das Minus-Schütz 4B werden
gleichzeitig gesteuert und auf EIN und AUS geschaltet, woraufhin sie
dann den positiven bzw. den negativen Ausgang des Ausgangskreises 11 unterbrechen.
Das Plus-Schütz 4A hat
einen Kontakt, der zwischen die Plus- oder positive Seite der Batterie 5 und
den Plus- oder positiven Ausgang 12 geschaltet ist. Das
Minus-Schütz 4B hat
einen Kontakt, der zwischen die Minus- oder negative Seite der Batterie 5 und
dem Minus- oder negativen Ausgang 13 geschaltet ist.
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Ein
Ende von jeder der Erregerspulen 4a des Plus-Schützes 4A und
des Minus-Schützes 4B ist
mit dem Kontakt des Verriegelungsrelais 3 verbunden, so
dass das Plus-Schütz 4A und
das Minus-Schütz 4B gleichzeitig
gesteuert und auf EIN und AUS geschaltet werden. Jedes zweite Ende
der Erregerspule 4a von jedem der Schütze 4 ist mit jedem
der Schaltelemente 6 verbunden, die durch den Zusammenstoßsensor 2 gesteuert
und auf EIN und AUS geschaltet werden. Jedes Schaltelement 6 ist
zwischen jede Erregerspule 4a und Masse geschaltet. Das Schaltelement 6 ist
ein FET, es kann aber auch ein Transistor benutzt werden.
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Das
Gate von jedem der FETs, welche die Schaltelemente 6 sind,
ist mit dem Zusammenstoßsensor 2 verbunden.
Wenn ein Transistor als das Schaltelement 6 verwendet wird,
ist die Basis des Transistors mit dem Zusammenstoßsensor über einen
Vorwiderstand verbunden. Das Schaltelement 6 wird von EIN
auf AUS geschaltet, wenn das Unterbrechungssignal aus dem Zusammenstoßsen sor 2 eingegeben
wird. Das Schaltelement 6 hat kein mechanisches bewegliches
Teil wie ein Relais, welches seinen Kontakt bewegt, um auf AUS oder
EIN zu schalten, und kann elektrisch auf EIN und AUS schalten. Deshalb
wird das Schaltelement 6 im Vergleich zu einem Relais schnell
von EIN auf AUS geschaltet. Obgleich die Zeit, die das Schaltelement 6 auf
EIN und AUS geschaltet wird, von dem Typ des Schaltelements 6 abhängig ist,
liegt im allgemeinen die Zeit in der Größenordnung von weniger als
einer Mikrosekunde. Die Zeit ist demgemäß sehr kurz und ist fast eine
vernachlässigbare
Zeitspanne im Vergleich mit der Einschaltzeit eines Relais.
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In
dem Stromversorgungsgerät
nach 3 werden, wenn der Zusammenstoßsensor 2 das Unterbrechungssignal
abgibt und der Ausgang von EIN auf AUS geschaltet wird, sowohl das
Verriegelungsrelais 3 als auch das Schaltelement 6 von
EIN auf AUS geschaltet. Demgemäß ist die
Zeit, während
der das Schaltelement 6 auf AUS geschaltet wird, sehr kurz,
verglichen mit dem Verriegelungsrelais 3. Demgemäß wird jedes
Schütz 4 nicht
dadurch von EIN auf AUS geschaltet, dass das Verriegelungsrelais 3 auf AUS
geschaltet wird, sondern dadurch, dass jedes Schaltelement 6 auf
AUS geschaltet wird. Aus diesem Grund wird das Schütz 4 durch
das Schaltelement 6 schnell von EIN auf AUS geschaltet,
ohne dass die Zeit benötigt
wird, in der das Verriegelungsrelais 3 auf AUS geschaltet
wird.
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Das
Schaltelement 6 wird nur durch den Zusammenstoßsensor 2 gesteuert,
es wird nicht durch den Verriegelungsschalter 1 gesteuert.
Aus diesem Grund wird, selbst wenn der Verriegelungsschalter 1 das
Unterbrechungssignal abgibt und von EIN auf AUS geschaltet wird,
das Schaltelement 6 nicht von EIN auf AUS geschaltet. Deshalb,
selbst wenn der Verriegelungsschalter 1 das Unterbrechungssignal abgibt,
schaltet das Schaltelement 6 ein Schütz 4 nicht von EIN
auf AUS.
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4 ist
ein Impulsdiagramm, das zeigt, dass der Zusammenstoßsensor 2 ein
Schütz 4 schaltet.
Gemäß der Darstellung
in 4 werden, wenn der Zusammenstoßsensor 2 das Unterbrechungssignal
abgibt und von EIN auf AUS geschaltet wird, das Verriegelungsrelais 3 und
das Schütz 4 mit
folgendem zeitlichen Ablauf von EIN auf AUS geschaltet. In dem Impulsdiagramm
ist die Betä tigungszeit
des Schaltelements 6 im Vergleich zu der Betätigungszeit eines
Relais eine vernachlässigbar
kurze Zeit und deshalb nicht gezeigt.
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1. Verriegelungsrelais
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Nach
der Betätigungszeit
(T3) des Verriegelungsrelais 3 ist das Verriegelungsrelais
von EIN auf AUS geschaltet.
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2. Schütz
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Das
Schütz 4 ist
nach der Betätigungszeit (T1)
des Schützes 4 durch
das Schaltelement 6 unmittelbar von EIN auf AUS geschaltet,
wogegen das Schaltelement durch das Unterbrechungssignal des Zusammenstoßsensors 2 von
EIN auf AUS geschaltet wird, ohne die Zeit in Anspruch zu nehmen,
in der das Verriegelungsrelais 3 auf AUS geschaltet wird.
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5 ist
ein Impulsdiagramm, welches zeigt, dass der Verriegelungsschalter 1 das
Schütz 4 schaltet.
Gemäß der Darstellung
in 5 werden, wenn der Verriegelungsschalter 1 das
Unterbrechungssignal abgibt und von EIN auf AUS geschaltet wird,
das Verriegelungsrelais 3 und das Schütz 4 in folgendem
zeitlichen Ablauf von EIN auf AUS geschaltet. In diesem Impulsdiagramm
ist die Betätigungszeit
des Schaltelements 6 eine vernachlässigbar kurze Zeit und deshalb
ebenfalls nicht gezeigt.
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1. Verriegelungsrelais
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Nach
der Verzögerungszeit
der Verzögerungsschaltung 7 und
der Betätigungszeit
(T3) des Verriegelungsrelais 3 ist das Verriegelungsrelais
von EIN auf AUS geschaltet. Der Grund ist, dass das Unterbrechungssignal
des Verriegelungsschalters 1 durch die Verzögerungsschaltung 7 verzögert wird und
dass dann das Verriegelungsrelais 3 von EIN auf AUS geschaltet
wird. Aus diesem Grund ist das Verriegelungsrelais 3 von
EIN auf AUS nach der Zeit geschaltet, welche die Summe aus der Verzögerungszeit
(T2) einer Verzögerungsschaltung 7 und
der Betätigungszeit
(T3) des Verriegelungsrelais 3 ist.
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2. Schütz
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Nachdem
der Verriegelungsschalter 1 von EIN auf AUS geschaltet
worden ist, wird das Verriegelungsrelais 3 von EIN auf
AUS geschaltet, d.h. nach der Zeit, welche die Summe der Betätigungszeit (T1)
eines Schützes 4,
der Verzögerungszeit
(T2) einer Verzögerungsschaltung 7 und
der Betätigungszeit
(T3) des Verriegelungsrelais 3 ist, wird das Schütz von EIN
auf AUS geschaltet.
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In
dem Stromversorgungsgerät
nach 3 wird, wie oben erwähnt, wenn der Zusammenstoßsensor 2 das
Unterbrechungssignal abgibt, das Schütz 4 erst nach der
Betätigungszeit
eines Schützes 4 von
EIN auf AUS geschaltet, ungeachtet der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 7 und der
Betätigungszeit
des Verriegelungsrelais 3. Deshalb kann das Schütz 4 sehr
schnell von EIN auf AUS geschaltet werden. Andererseits, wenn der
Verriegelungsschalter 1 das Ausgangssignal abgibt, wird
das Schütz 4 von
EIN auf AUS geschaltet, und zwar nach der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 7, der
Betätigungszeit
des Verriegelungsrelais 3 und der Betätigungszeit des Schützes 4.
Deshalb kann das Schütz 4 nach
der verzögerten
Zeit, die durch die Verzögerungsschaltung 7 bestimmt
wird, von EIN auf AUS geschaltet werden. Die Verzögerungszeit
der Verzögerungsschaltung 7 wird
so eingestellt, dass eine Fehlfunktion, die durch Rütteln des
Verriegelungsschalters 1 usw. verursacht wird, nicht auftritt. Demgemäß, selbst
wenn die Fehlfunktion in dem Verriegelungsschalter 1 in
einem Augenblick auftritt, unterbricht das Schütz 4 nicht die Ausgangsschaltung 11.
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Weiter
kann, obgleich in den Zeichnungen nicht dargestellt, das Stromversorgungsgerät nach der
vorliegenden Erfindung auch das Schütz durch ein Signal aus einer
ECU steuern, welche das Stromversorgungsgerät EIN/AUS-steuert. In diesem Stromversorgungsgerät gibt,
wenn abnormale Zustände
der Batterie erkannt werden, die ECU ein Abnormal-Signal ab und
schaltet das Schütz
auf AUS, um die Ausgangsschaltung zu unterbrechen. Das Abnormal-Signal
aus der ECU kann an das Schaltelement angelegt werden, das mit dem
Schütz
verbunden ist, und kann das Schütz
auf AUS schalten. Jedoch kann eine weitere Schaltung, die das Schütz durch
das Abnormal-Signal aus der ECU auf AUS schaltet, zum Steuern des
Schützes
vorgesehen sein.