DE1780348A1

DE1780348A1 - Bistabile Kippschaltung fur ein Anti blockierregelsystem

Info

Publication number: DE1780348A1
Application number: DE19681780348
Authority: DE
Inventors: Anton 7500 Karlsruhe Rodi
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1968-09-04
Filing date: 1968-09-04
Publication date: 1972-02-03
Also published as: US3630579A

Description

TELDIX GmbH

6900 Heidelberg
Grenzhöfer Weg 3&

Heidelberg, den 26.8.68 E/Pt-Ei/Sw - E-130

Bistabile Kippschaltung für ein Antiblockierregelsystem

Die Erfindung betrifft eine bistabile Kippschaltung für ein Antiblockierregelsystem mit über die Drehverzögerungsphase hinaus bis zum Erreichen einer bestimmten Drehbeschleunigung verlängerter Druckabsenkung· Ein solches Antiblockierregelsystem wurde in unserer Patentanmeldung P 16 55 4-32.3 schon früher vorgeschlagen. Auch unsere Patentanmeldung P 1? 55 808.6 beruht auf einem solchen Antiblockierregelsystem, hier werden jedoch besondere Echaltungsmittel angegeben, mit denen es gelingt, anstelle der bisherigen vier elektrischen Yerbindungsleitungen zwischen dem sogenannten Sensor und der Steuerschaltung für die Magnetventile mit zwei Leitungen auszukommen.

Die SchaltanOrdnung nach dieser letztgenannten Patentanmeldung enthält mehrere Schaltstrecken, die in Abhängig-

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keit vom Drehbewegungsverhalten des Rades, das sich in den Schaltstellungskombinationen der Sensorkontakte kundtut, für den Stroindurchgang geöffnet oder geschlossen

j werden. .Unter Schaltstrecken sind in diesem Zusammenhang ι vorzugsweise Transistoren zu verstehen. Bei der vorliegenden Erfindung interessieren nur zwei der vorhandenen Schaltetrecken, die bezogen auf das Drehbewegungsverhalten des Fahrzeugrades folgendermaßen arbeiten: bei Stillstand, bei normal beschleunigter Fahrt sowie bei dem im normalen Verkehr vorkommenden Bremsungen sind beide Schaltstrecken geöffnet· Übersteigt bei einer starken Bremsung die Drehverzögerung einen bestimmten Grenzwert, dann schaltet die eine der beiden Schaltstrecken durch und bleibt in diesem Zustand, bis der Verzögerungsgrenzwert wieder unterschritten wird· Tritt, z.B. im Anschluß an eine selbsttätige Druckabsenkung im Rahmen eines Regelvorganges, eine Drehbeschleunigung auf, die einen bestimmten Beschleunigungegrenzwert übersteigt, dann sind beide Schaltstrecken geschlossen. Es ergeben sich also drei mögliche Schaltstellungskombinationon, die in der folgenden Tabelle dargestellt sind. Mit a und b seien die Schaltstrecken bezeichnet. Ist eine Schaltstrecke leitend, dann wird dies mit einer ^N1ⁿ und ist eine Schaltstrecke gesperrt, dann wird das mit einer "0" angezeigt.

' b

normal

stark verzögert stark beschleunigt

0 0

1 1

Vie sich aus den einleitend genannten früheren Patentanmeldungen ergibt, soll die bistabile Kippschaltung das #xyg(ku&o&Q Auslaßventil des Antiblockierregelsystems steuern» Dieses ist ein im nicht erregten Zustand geschlossenes Ventil; es soll beim Obersteigen der Drehverzögerungsgrenze geöffnet und bei Obersteigen der Drehbeschleunigungsgrenze

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wieder geschlossen werden.

Daraus ergibt sich nun die Aufgabe für die vorliegende Erfindung, nämlich eine bistabile Kippschaltung anzugeben, die einfach ist, die zum Ansteuern der Ventile erforderliche Stromverstärkung ergibt und die gesteuert von den Schaltstrecken a und b folgendermaßen arbeitet: Ia Zustand O/O (Nornalfall) soll das Ventil nicht erregt sein, Ib Zustand 1/0 (Dr^verzögerung) soll das Ventil exrregt sein und auch beim danach von n9uem auftretenden Zustand O/O erregt bleiben. Sobald der Zustand 1/1 auftritt, soll es dagegen nicht mehr erregt sein und auch bein danach folgenden Zustand 0/0 nicht erregt bleiben· Die folgende Tabelle seigt dies noch einmal:.

Auslaßventil

su

auf ·

auf .

zu •

zu

zu ■

zu .

a	b '
O	ö.""
1	O
0	0
1	1
0	O
1	1
0	0

Erfindungsgemäß erreicht man eine solche bistabile Kippschaltung unter Verwendung eines Transistors und eines Relais dadurch, daß im Ausgangskreis des Transistors, der mittels der einen Schaltstrecke leitend gemacht und mittels der anderen Schaltstrecke bevorrechtigt gesperrt werden kann, die Wicklung des Relais eingeschaltet ist, das seinerseits das Auslaßventil des Antiblockierregelsystems steuert, und daß die Verbindungsleitung zwischen dem Relaiskontakt und der Wicklung des Au3laßventiles über eine Diode sowie gegebenenfalls über einen Widerstand mit dem StBuer-

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eingang des Transistors verbunden ist. Es ergibt sich somit eine Selbsthaltschaltung. Bei geschlossenem Relaiskontakt wird die Basis des Transistors auf positivem Potential gehalten und der Transistor bleibt dadurch auch nach dem öffnen der Schaltstrecke a leitend. Ist dagegen die Schaltstrecke b geschlossen , wobei es belanglos ist, ob die Schaltstredo a geöffnet oder geschlossen ist, dann liegt an der Basis des Transistors negatives Potential, der Transistor ist dadurch gesperrt und der Relaiskontakt geöffnet. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt die bistabile Kippschaltung allein mit schematisch angedeuteten Schaltstrecken a und b,

Fig. 2 zeigt eine solche erfindungsgemäße Kippschaltung im Zusammenhang mit der ganzen elektrischen Schaltanordnung eines Airüiblockierregelsystems.

In Figur 1 sind die beiden Schaltstreckon mit den üblichen Symbolen für Schaltkontakte dargestellt und mit a und b bezeichnet. Es kann sich Jedoch bei diesen Schaltetrecken auch um andere Schalter, Halbleiter oder insbesondere Transistoren handeln. Ein npn-Transistor 1 ist mit seinem Emitter an den negativen Pol der Schaltung und mit seinem Kollektor über die Wicklung 2 eines Relais an den positiven Pol angeschlossen. Die Basis dieses Kollektors ist über die Schaltstrecke b mit dem negativen Pol und über einen Widerstand 5 und die Scbaltstrecke a in Reihe mit dem positiven Pol verbunden. Der normalerweise geöffnete Schaltkontakt 4 des Relais ist einerseits mit dem Pluspol und andererseits mit der Erreu:erwick?,ung 5 des Auslaßventils verbunden, dessen anderer'Anschluß am negativen Pol liegt. Die Verbindungsleitung zwischen Erregerwicklung 5 und Kontakt 4 ist über eine Diode 6 mit der Verbindungsleitung zwischen dem Widerstand 3 und der Schaltstrecke a verbunden, wobei die Diode ßo gepolt ist, daß bei ~->schlossener Schaltstrecke a die Auslaßventilwicklung 5 nicht erregt ist, es sei denn, wenn

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der Relaiskontakt 4 geschlossen ist. ί

Die Wirkungsweise der Schaltung entspricht der gestellten V Aufgabe und läßt sich kurz so zusammenfassen: Im Ruhezu- ■·.;

stand der Schaltung und damit bei normalem Fahrbetrieb !

des Fahrzeuges sind a und b geöffnet. Der Transistor ist i

nichtleitend und damit das Auslaßventil nicht erregt, das heißt geschlossen. Dies ist die dargestellte Situation. Beim übersteigen der Drehverzögerungsgrenze schließt a, '

womit die Basis des Transistors auf positives Potential ν

engehoben wird. Der Transistor leitet, die Relaiswicklung 2 ' wird erregt und der Kontakt 4 schließt. Damit wird das τ

Auslaßventil erregt und öffnet. Das hat zur Folge, daß nun V der Bremsdruck sehr schnell absinkt und damit die Drehbe- , ί wegung des Rades weniger stark verzögert wird. Sowie.die P

Drehverzögerung unterhalb des Grenzwertes sinkt, öffnet a wieder, die Relaiswicklung 2 jedoch bleibt erregt, da über den geschlossenen Kontakt 4 die Basis des Transistors in- ^!

folge der Diode 6 auf positivem Potential gehalten wird. ]

Das Auslaßventil bleibt also weiter geöffnet und der Brems- ! druck sinkt weiter ab, bis das Rad als Folge davon wieder beschleunigt wird. Sobald jedoch die Drebbeschleunigung den ■> eingestellten Grenzwert überschreitet,schließen b und a. t

Entscheidend ist hierbei jedoch allein die Wirkung von b, ; ' denn jetzt ist die Basis des Transistors direkt mit dem negativen Pol verbunden und damit der Transistor gesperrt. Das Relais wird stromlos, sein Kontakt ist geöffnet, die Auslaßventilwicklung 5 wird entregt und schließt. Damit ist die Druckabsenkung beendet. Wenn b wieder öffnet ändert sich nichts, vielmehr ist jetzt der Ruhezustand wiedsr erreicht und die Schaltung bereit für den nächsten Arbeitszyklus.

Die Schaltanordnung nach Figur 2 ist räumlich getrennt in einen strichpunktiert umrahmton Toil 7» der sich im Sensor vorzugsweise also am Fahrzeugrad selbst befindet,

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und in den übrigen Teil, der in Form einer Steuereinheit konzentriert und an der Karosserie des Fahrzeugs befestig ist. Die beiden SchaltungstGile s:\nd über nur zwei Leitungen 8 und 9 miteinander verbunden, von denen die eine auch durch den leitenden Fahrzeugwerkstoff (Masseverbindung) ersetzt sein kann.

Der im Sensor befindliche Schaltungsteil besteht aus drei parallelgeschalteten und von einer Drehmasse betätigten Kontakten 10 bis 12. Der Kontakt 11 liegt mir. einem kleineren Widerstand 1* und der Kontakt 12 mit einem größeren Widerstand 13 in Reihe. Die Kontakte, von denen 11 und 12 als Drehverzögerungskontakte und 10 als Beschleunigungskontakt bezeichnet werden können, arbeiten wie folgt: Sobald die Drehverzögerung einen relativ kleinen Grenzwert übersteigt schließt Kontakt 12, übersteigt die Drehvereögerung außerdem einen höheren Grenzwert, dann schließt auch noch der Kontakt 11. Der Kontakt 10 schließt, wenn die Drehbeschleunigung des Hades einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

Die Leitung 9 ist über Widerstände 15 bis 17 mit den Basen dreier pnp-Transistoren 18.bie 20 verbunden. Außerdem ist sie über einen Widerstand 21 mit dem Pluspol der Schaltung verbunden. Die Emitter der Transistoren 18, 19 und 20 liegen auf verschieden hohem Potential. Der Emitter des Transistors 18 ist direkt am Pluspol angeschlossen, während die Emitter der Transistoren 19 und 20 an Spannungsteilern liegen, die durch Widerstände 22 und 23 sowie 24 und 25 gebildet 'werden. Das Potential des Emitters von Transistor 20 liegt am niedrigsten. Dadurch sind die Schaltschwellen der Transistoren so eingestellt, daß beim Schließen des Kontaktes 12 nur der Transistor 18 leitend ist. Schließen die Kontakte 11 und 12, so leiten die Transistoren 18 und 19 (Kontakt 11 kann nach diesem Ausführungsbeispiel allein nicht geschlossen sein). Schließt endlich der Kontakt 10,

wobei es gleichgültig ist, ob einer oder ob beide anderen Kontakte ebenfalls geschlossen sind, dann sinkt das Poten-

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tial der Leitung 9 auf das Potential des Minuspols ab und damit sind alle drei Transistoren leitend. Dein Transistor ist ein weiterer Transistor 27 nachgeschaltet, indem sein KoI? "or über einen Widerstand 26 mit der Basis dieses nacht, schalteten Transistors verbunden ist. Beide werden zusamman leitend oder nichtleitend.

Die Schaltung nach Figur 1 ist nun sogleich in der Figur zu erkennen, dann in Figur 2 sind die Schaltstrecken a und "b in dieser Reihenfolge durch die Emitter-Kollektor-Schaltstrecken der Transistoren 19 und 27 ersetzt. Die übrigen Bezeichnungen aus Figur 1 sind beibehalten. Der Transistor 27 verbindet den Minuspol mit der Basis des Transistors 1 und der Transistor 19 verbindet den Knotenpunkt zwischen 3 und 6 zwar nicht direkt mit dem Pluspol, aber doch mit einem relativ hohen positiven Potential, welches genügt,den Transistor durchzuschalten.

Mit dem Transistor 18 wird das normalerweise geöffnete Einlaßventil des Antiblockierregelsystems gesteuert, dessen Erregerwicklung mit 28 bezeichnet ist. Der Kollektor des Transistors 18 ist dazu über die Wicklung eines weiteren Relais mit dem negativen Pol verbunden. Der Relaiskontakt 30 steuert die Erregerwicklung 28 des Einlaßventiles. Endlich ist die Verbindungsleitung zwischen dem Relaiskontakt 4- und der Erregerwicklung 5 des Auslaßventiles über eine Diode 31 mit dem Relais 29 verbunden, so daß dieses bei geschlossenem Kontakt 4 auch erregt ist, wenn der Transistor 18 nichtleitend ist. Die Diode 31 entspricht früheren Vorschlägen und verhindert demnach, daß das Einlaßventil bei geöffnetem Auslaßventil öffnet. Dieser Fall .würde ohne die Diode 31 z.B. in der kurzen Zeitspanne zwischen der Drehverzögerung und der darauffolgenden Drehbeschleunigung des Rades eintreten.

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Der Vollständigkeit halber sind noch zwei zu den Transistoren 18 und 1 parallelgeschaltete Zenerdiode 32 und gezeigt, die zum Schutz dieser Transistoren vor Zerstörung bei Überspannungen vorgesehen sind. Parallel au den Relaiskontakten 30 und & liegen Funkenschutzkondensatoren 3^ und 35, die üblicherweise sur Verringerung der Öffnungsfunken bei den Kontakten dienen.

Die Wirkungsweise der Anordnung stellt sich im Zusammenhang wie folgt dar. Solange nicht übermäßig stark gebremst wird, verharrt die geinze Schaltung in der gezeichneten Ruhestellung. Die Kontakte sind geöffnet,die Transistoren sind nichtleitend, beide Ventile sind nicht erregt» (jedoch ist infolge der verschiedenen Bauart der Ventile das Auslaßventil geschlossen und das Einlaßventil geöffnet. Wird nun gebremst und erreicht die Drehverzögerung des Rades den ersten niedrigeren Grenzwert, dann schließt der Sensorkontakt 12, womit der Transistor 18 leitend wird und im Gefolge davon das Einlaßventil schließt. Der Bremsdruck wird damit zunächst auf seiner Höhe festgehalten und wenn die Drehverzögerung nicht über den zweiten Grenzwert anwächst,öffnet später der Kontakt 12 wieder und das System fällt in den Ruhezustand zurück.

Wächst die Drehverzögerung dagegen stärker an, dann schließt auch der Sensorkontakt 11 und damit leitet zusätzlich der Transistor 19. Positives Potential gelangt damit über den Widerstand 3 an die Basis des Transistors 1, so daß auch dieser leitet, das Relais 2/4 zieht an, das Auslaßventil wird erregt, öffnet und der Druck sinkt ab. Dieser Zustand bleibt bestehen, auch wem. infolge der nunmehr abnehmenden Drehverzögerung die Sensorkontakte 11 und 12 öffnen und damit die Transistoren 18 und 19 nichtleitend werden. Jetzt erhält nämlich die Basis des Transistors'' positives Potential von dem untenliegenden Pluspol über den Kontakt 4,

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die Diode 6 und den Widerstand J. Außerdem bleiht das Relais 29/30 infolge der Diode 31 erregt. Das Einlaßventil bleibt also geschlossen.

Erst wenn die Drehbeschleunigung so groß v/ird, daß der Sensorkontakt 10 schlisBt, werden die Transistoren 18 und 19 wiederum und zusätzlich die Transistoren 20 und 27 leitend, über 27 gelangt negatives Potential an die Basis des Transistors 1, so daß jetzt zwar das Relais 2/4 abfällt und das Auslaßventil demzufolge wieder schließt, das Einlaßventil bleibt dagegen unbeeinflußt weiterhin geschlossen« öffnet der Sensorkontakt 10 wieder, was entsprechend den erwähnten früheren Vorschlägen auch bei einer besonders hohen, über einer zweiten Drehbeschleunigungsgrenze liegenden Drehbeschleunigung vorkommen kann, dann fällt auch das Relair 29/30 ab, das Einlaßventil öffnet und die Schaltung befindet sich damit wieder im Ausgangszustand.

Zu erwähnen bleibt noch, daß die Relais vorzugsweise als sogenannte Schatzgas-Relais ausgeführt sind, die in außerordentlich kleinen Bauformen im Handel erhältlich sind. Die Stromaufnahme dieser Relais lot so gering, daß sich die Ausführung der übrigen Schaltung in sogenannter integrierter Schaltungstechnik anbietet. Damit läßt sich die ganze Schaltanordnung nach Figur 2 auf außerordentlich kleinem Raum von der Größe einer Zündholzschachtel oder kleiner realisieren.

- Patentanspruch -

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Claims

178Ö3A8 /70

Patentanspruch /

Bistabile Kippschaltung für ein Antiblockierregelsyatem mit über die Drehverzögorungsphase hinaus bis zun Erreichen einer bestimmten Drehbeschleunigung verlängerter Druckabsenkung, wobei eine einen bestimmten Grenzwert übersteigende Drehverzögerung die Durchschaltung der einen von zwei Schaltstrecken und eine einen Grenzwert übersteigende Drehbeschleunigung die Durchschaltung beider Schaltstrecken bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreia eines Transistors (1), der mittels der einen Schaltstrecke (a) leitend gemacht und mittels der anderen Schaltstrecke (b) bevorrechtigt gesperrt werden kann, die Wicklung (2) eines Relais eingeschaltet ist, das seinerseits das Auslaßventil des Antiblockierregelsystems steuert, und daß die Verbindungsleitung zwischen dem Relaiskontakt und der Wicklung (J?) des Auslaßventiles über eine Diode (6) sowie gegebenenfalls über einen Widerstand (3) mit dem Steyereingang des Transistors (1) verbunden ist.

Heidelberg, den 26.8.1968
E/Pt-Ei/Sw - E-130

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