DE2244581A1 - ELECTRONIC SWITCHING DEVICE INTENDED FOR THE OPERATION OF MOTOR VEHICLES - Google Patents
ELECTRONIC SWITCHING DEVICE INTENDED FOR THE OPERATION OF MOTOR VEHICLESInfo
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- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
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- H03K3/26—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/28—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
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- H03K3/286—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable
- H03K3/2893—Bistables with hysteresis, e.g. Schmitt trigger
Description
Anlage zur
PatentanmeldungAttachment to
Patent application
Me Erfindung betrifft eine elektronische, zum Betrieb von Kraftfahrzeugen bestimmte Schalteinrichtung, die in Abhängigkeit von einer Eingangsspannung bei einem festgelegten ersten Schwellwert für steigende Eingangsspannung ihren Betriebszustand ändert und bei einem festgelegten zweiten Schwellwert für fallendeMe invention relates to an electronic, for the operation of Motor vehicles specific switching device that depends on an input voltage at a fixed first threshold value for rising input voltage changes its operating state and at a specified second threshold value for falling
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Eingangsspannung in ihren ursprünglichen Betriebszustand zurückkehrt, insbesondere zur Verwendung als Drehzahlschalter für eine Wandlerschaltkupplung.Input voltage returns to its original operating state, especially for use as a speed switch for a converter clutch.
Bein Betrieb von Brennkraftmaschinen, die nit Frendzündung arbeiten, kann man auf verhältnismässig einfache V/eise eine mit der Drehzahl ansteigende Spannung dadurch gewinnen, dass nan 'beispielsweise bei Jedem Zündvorgang einen monostabilen Multivibrator triggert, der dann jeweils einen Inpuls konstanter Dauer liefert. Diese elektrischen Impulse können dann auf einen Speicherkondensator gegeben v/erden, an welchem die drehzahlabhängige Spannung entsteht.When operating internal combustion engines that do not work with spark ignition, a voltage that increases with speed can be obtained in a relatively simple way by nan 'For example, a monostable multivibrator triggers each ignition process, which then triggers an impulse of constant duration supplies. These electrical impulses can then be given to a storage capacitor on which the speed-dependent Tension arises.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schalteinrichtung zu schaffen, die möglichst'einfach in ihren* AufbauitjL uuc bei den festgelegten Schwellwerten sicher schaltet. Wenn daher die Eingangsspannung der Schalteinrichtung eine in der oben beschriebenen Weise erzeugte, drehzahlabhängige Spannung ist, soll die Schalteinrichtung bei den durch die Schwellwerte festgelegten Drehzahlen ihren Betriebszustand ändern.The invention is based on the object of creating an electronic switching device which is as simple as possible in its construction uuc switches safely at the specified threshold values. Therefore, when the input voltage of the switching device is one in the is the speed-dependent voltage generated in the manner described above, the switching device should be activated by the threshold values specified speeds change their operating status.
Diese Aufgabe kann dadurch gelöst werden, dass erfindungsgenäss ein erster, als Impedanzwandler geschalteter Transistor mit seiner Basis an die Eingangsspannung angeschlossen und an seinem Emitter mit einen zu einer ersten Betriebsstronleitung führenden Emitterwiderstand und mit dem Emitter eines zweiten Transistors vom gleichen Leitungstyp verbunden ist, dessen Kollektor über einen Arbeitswiderstand an der zweiten, entgegengesetztes Potential führenden Betriebsstrcnleitung liegt und mit der Basis eines zum entgegengesetzten Leitungstyp gehörenden dritten Transistors Verbunden ist, der mit seinem Emitter an der zweiten Betriebsstror leitung liegt und mit seinem Kollektor über zwei Serien-Wider-This object can be achieved in that according to the invention a first transistor, connected as an impedance converter, has its base connected to the input voltage and connected to its Emitter with one leading to a first operational management line Emitter resistor and is connected to the emitter of a second transistor of the same conductivity type, the collector of which is via a working resistance at the second, opposite potential leading operating line and to the base of a third transistor belonging to the opposite conductivity type Is connected, which is connected to the second operating current line with its emitter and with its collector via two series resistors
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stände an die erste Betriebsstromleitung angeschlossen ist, wobei die Basis des zweiten Transistors über einen Widerstand mit dem Verbindungspunkt der beiden Serien-Widerstände und über einen weiteren Widerstand mit der zweiten Betriebsstromleitung verbunden ist.stands connected to the first operating power line, wherein the base of the second transistor via a resistor to the connection point of the two series resistors and via one another resistor is connected to the second operating power line.
V/enn die an der Basis des zweiten Transistors entstehende Spannung .hinsichtlich ihres Absolutwertes wesentlich kleiner als die Eingangsspannung isty besteht die Gefahr- eines Durchbruchs an der Emitter-Basis-Strecke des zweiten Transistors. Zum Schutz gegen einen solchen Durchbruch kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung parallel zur Emitter-Basis-Strecke des zweiten Transistors eine Diode liegen, deren Durchlassrichtung entgegengesetzt zu derjenigen dieser Emitter-Basis-Strecke ist.V / enn is the voltage developing at the base of the second transistor . With regard to its absolute value, there is a risk of a breakdown being much smaller than the input voltage isty at the emitter-base junction of the second transistor. To protect against such a breakthrough, in a further embodiment According to the invention, a diode is parallel to the emitter-base path of the second transistor and its forward direction is opposite to that of this emitter-base path.
Dxt; Erfii:.üung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung in seinem Schaltbild wiedergegebenen Ausführungsbeispieles, einer elektronischen Drehzahl-Schalteinrichtung näher beschrieben und erläutert.Dxt; Fulfillment is below based on one in the drawing in its circuit diagram reproduced embodiment, an electronic speed switching device described in more detail and explained.
Der dargestellte Drehzahlschalter wird mit einer Eingangsspannung U1 betrieben, die mit der Drehzahl einer nicht dargestellten, zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs dienenden Brennkraftmaschine ansteigt. Der Schalter enthält einen ersten Transistor T1, der mit seinem Kollektor an eine gemeinsame Plusleitung 10 angeschlossen ist. Diese ist mit dem Pluspol einer nicht näher dargestellten, zum Betrieb der Brennkraftmaschine dienenden Starterbatterie verbunden und führt daher das vom Jeweiligen Ladezustand der Batterie abhängige Batteriepotential +Ub. Der erste Transistor ist als Impedanzwandler geschaltet und liegt dabei mit seinem Emitter über einen Emittervorwiderstand R1 an einer gemeinsamen Minusleitung 11, welche zum Mnußpol derThe speed switch shown is with an input voltage U1 operated at the speed of an internal combustion engine, not shown, used to operate a motor vehicle increases. The switch contains a first transistor T1, which is connected to a common positive line 10 with its collector is. This is connected to the positive pole of a not shown, which is used to operate the internal combustion engine Starter battery connected and therefore performs the respective charge status the battery dependent battery potential + Ub. The first transistor is connected as an impedance converter and is located with its emitter via an emitter series resistor R1 to a common negative line 11, which is connected to the Mnußpol
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nicht dargestellten Batterie führt. An dem gleichen Emitter-Vorwiderstand R1 liegt auch der Emitter eines zweiten Transistorsnot shown battery leads. On the same emitter series resistor R1 is also the emitter of a second transistor
T2, der ebenso wie der Transistor T1 zum npn-Typ gehört. Der Kollektor des zweiten Transistors T2 ist über einen Arbeitswiderstand R6 mit der Plusleitung 10 verbunden. Die Basis des zweiten Transistors T2 ist über einen Widerstand R2 ebenfalls an die Plusleitung 10 angeschlossen und liegt über einen weiteren Widerstand RJ am Verbindungspunkt zweier Serienwiderstände R4- und R5, welche den Kollektor eines dritten Transistors TJ mit der Minusleitung 11 verbinden. Dieser dritte Transistor gehört im Gegensatz zu den beiden anderen Transistoren zum pnp-Typ und ist mit seinem Emitter unmittelbar an. die PlusleitungT2, which, like transistor T1, is of the npn type. Of the The collector of the second transistor T2 is connected to the positive line 10 via a load resistor R6. The basis of the The second transistor T2 is also connected to the positive line 10 via a resistor R2 and is connected via a further one Resistor RJ at the connection point of two series resistors R4- and R5, which are the collector of a third transistor TJ Connect to negative line 11. In contrast to the other two transistors, this third transistor belongs to the pnp type and its emitter is immediately on. the plus line
10 angeschlossen. Seine Basis liegt direkt am Kollektor des zweiten Transistors T2.10 connected. Its base is directly on the collector of the second transistor T2.
Die beiden Transistoren T2 und T*» bilden eine bistabile Kippstufe, da sie gegenseitig über den Arbeitswiderstand R6 des zweiten Transistors T2 und über den gemeinsamen Widerstand R4· miteinander rückgekoppelt sind. Sie sind entweder beide in stromleitendem Zustand oder beide in gesperrtem Zustand. In welchem ihrer beiden Betriebszustände sie sich befinden, hängt von der jeweiligen Grosse der Eingangs spannung U1 ab. Die zwischen der Basis des ersten Transistors T1 und der MinusleitungThe two transistors T2 and T * »form a bistable multivibrator, since they are mutually via the load resistance R6 of the second transistor T2 and via the common resistor R4 are fed back to one another. They are either both in the current-conducting state or both in the blocked state. In Which of your two operating states you are in depends on the respective size of the input voltage U1. the between the base of the first transistor T1 and the negative line
11 liegende Eingangsspannung UI wird - vermindert um die Emitter-Basis-Spannung des Transistors T1 - mit der zwischen der Basis des zweiten Transistors T2 und der Minusleitung 11 liegenden, um die Emitter-Basis-Spannung des zweiten Transistors T2 verminderte Spannung U2 verglichen. Der Transistor T2 ist in stromleitendem Zustand^wenn und solange die Spannung U1 kleiner als die Spannung U2 ist,. Dann befindet sich auch der dritte Transistor T3 in stromleitendem Zustand. Der zweite Transistor T2 und mit ihm der Transistor TJ gehen in den Sperr-11 lying input voltage UI is - reduced by the Emitter-base voltage of the transistor T1 - with that lying between the base of the second transistor T2 and the negative line 11, the emitter-base voltage of the second transistor T2 reduced voltage U2 compared. The transistor T2 is in the current-conducting state if and for as long as the voltage U1 is less than the voltage U2. The third transistor T3 is then also in a current-conducting state. The second Transistor T2 and with it the transistor TJ go into the blocking
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zustand über, wenn die Eingangsspannung IFl grosser als die Vergleichsspannung U2 wird. - 'state over when the input voltage IFl is greater than the comparison voltage U2 becomes. - '
Das heisst, dass der Kollektor des Transistors TJ die Spannung ^4 '"■■■' U-D 4.4. bzw. 0 annimmt, wenn Ux. kleiner bzw. grosser als· Up ist. ■ ·This means that the collector of the transistor TJ assumes the voltage ^ 4 '"■■■' UD 4.4. Or 0 if U x . Is smaller or larger than · Up. ■ ·
Diese Schaltschweile wird durch die Widerstände R2, RJ, R4- und 5 festgelegt. ; ■ .This switching threshold is determined by the resistors R2, RJ, R4- and 5 established. ; ■.
Es gilt: U2 = R3 (U. t. - U,) + U, . (1)The following applies: U 2 = R3 (U. t . - U,) + U,. (1)
Die, Spannung U^ hängt von dem Zustand des Transistors TJ at> Es fo The voltage U ^ depends on the state of the transistor TJ at> Es fo
T5 leitend: U3 - (1^^ - U^ ^3) (2)T 5 conductive: U 3 - (1 ^^ - U ^ ^ 3 ) (2)
TJ gesperrt: U3 = O (R4^R2 + Rj) (J)TJ blocked: U 3 = O (R 4 ^ R 2 + Rj) (J)
Aus den Gleichungen (1), (2) und (J) kann man die Einschalt-(0-L) und Ausschaltschwelle (L-O) ausdrücken (Übergang am Kollektor, von TJ): - ' ■From equations (1), (2) and (J) one can calculate the switch-on (0-L) and express the switch-off threshold (L-O) (transition at the collector, from TJ): - '■
U2 ein = Ubatt U 2 on = U batt
Up aus ' = R3 Ubatt + R2 R^R5 ^Ubatt " UCE sat J^ (5)Up off '= R3 U batt + R2 R ^ R5 ^ U batt " U CE sat J ^ (5)
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Für die Hysterese gilt also näherungsweise (Vm +. χ vernachFor the hysteresis, the following applies approximately (Vm +. Χ neglect
vx# SB u ^/ vx # SB u ^ /
lässigt)jcasual) j
TJ TT TT R2 · R4 γ.TJ TT TT R2 * R4 γ.
a U2 aus " U2 ein * R2+R3 R4 + R5 ubatt so dass man z.B. festlegen kann: R5 ■ 20 R4. a U 2 off " U 2 on * R2 + R3 R4 + R5 u batt so that you can define, for example: R5 ■ 20 R4.
Diese Gleichung zeigt den Vorteil dieser Schaltung, wenn die Spannung Ux. zur Batteriespannung proportional ist. Man kann dann Batteriespannungsänderungen für die Hysterese und die Schaltschwelle kompensieren.This equation shows the advantage of this circuit when the voltage U x . is proportional to the battery voltage. You can then compensate for changes in battery voltage for the hysteresis and the switching threshold.
Die Diode D1 verhindert den .Durchbruch der Emitter-Basis-Strecke von T2, solange die Spannung IL· \veit positiver als die Spannung U9 ist.The diode D1 prevents the emitter-base path from breaking down as long as the voltage IL is much more positive than the voltage U 9 .
Die Spannung U^ am Kollektor des Transistors T3 stellt das gewünschte Schaltsignal in Abhängigkeit der Drehzahl dar.The voltage U ^ at the collector of the transistor T3 represents the desired Switching signal depending on the speed.
Wenn man das umgekehrte Signal braucht, genügt es selbstverständlich, die Schaltung durch einen zusätzlichen Transistor zu erweitern. Die erfindungsgemässe Anordnung zur Gewinnung einer Schaltschwelle mit kleiner Hysterese ist sehr einfach aufgebaut und billig herzustellen.If you need the reverse signal, it is of course sufficient to expand the circuit with an additional transistor. The inventive arrangement for extraction a switching threshold with a small hysteresis is very simple and inexpensive to manufacture.
- 7 -409812/1053- 7 -409812/1053
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- 1972-12-28 IT IT3373472A patent/IT973045B/en active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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