DE2064264A1

DE2064264A1 - Elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2064264A1
Application number: DE19702064264
Authority: DE
Inventors: Andrew Peter Sohhull War wickshire Ives (Großbritannien)
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1969-12-30
Filing date: 1970-12-29
Publication date: 1971-07-01
Also published as: DE2064264B2; ES387386A1; US3683197A; FR2075888A1; FR2075888B1; GB1329413A

Description

Slektrische Anlage für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge.

Sine elektrische Anlage gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

(a) Eine Anzahl von elektrischen Lasten, die im Kraftfahrzeug verteilt sind;

(b) eine Anzahl von zentral angeordneten Schaltern, jeweils einen für jede Last;

(c) eine durch das Fahrzeug durchgeführte Energieleitungj

(d) eine durch das Fahrzeug geführte Yersorungsleitungsanordnung;

(e) nignalerzeugende Mittel, die zum sukzessiven Abtasten der Schalter und zur Aufgabe eines Signals an die Versorgungsleitungsanordnung bei Schalten eines Schalters zyklisch arbeiten, wobei das Signal nur dann an die Versorgungsleitungsanordnung aufgebbar ist, wenn der Schalter abgetastet wird, wobei die den jeweiligen Schaltern zugeordneten Signale unverwechselbar aind;

(f) eine Anzahl von fit euer einrichtungen, eine für jede Last, die an den jeweiligen Lasten angeordnet sind und jeweils mit der Versorgungsleitungsanordnung verbunden sind}

tfa/l'i - 2 -

109827/1073

-Z-

(g) die einer jeweiligen Last zugeordnete Steuereinrichtung nur durch ein Signal der Tersorgungsleitungsanordnung einschaltbar ist, das durch Schließen des Schalters entsteht, der der jeweiligen Last zugeordnet ist} und

(h) die jeweilige Steuereinrichtung im eingeschalteten Zustand ihre Last mit der Energieleitung verbindet, derart, daß die Last für eine Zeitdauer eingeschaltet wird, die größer als die Zykluszeit der signalerzeugenden Mittel ist.

\ Die Erfindung ist im nachfolgenden an Eand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 ein Schaltbild teilweise in Blockform einer elektrischen Anlage für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 ein Schaltbild als Einzelheit des Blocks 27 in Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltbild eines Spannungsdiskriminators, der in Fig. 2 verwendet wird, und

Fig. 4 ein Schaltbild eines Binär/Tertiärwandlers, der in.der Anlage Verwendung findet.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 liefert die Kraftfahrzeugbatterie " 11 Energie an eine Energieleitung 12, die durch das Fahrzeug nahe bei drei Versorgungsleitungen I5,14,15 geführt ist. An verschiedenen Stellen des Fahrzeugs befinden sich eine Anzahl elektrischer Lasten, beispielsweise die Scheinwerfer 16.und I7 des Kraftfahrzeugs, die Hupe 18, der Wischermotor 19 und die Rücklichter 21 und 22. Die jeweilige Last hat eine Masseverbindung, und sie ist jeweils mit der Leitung 12 über eine Steuereinrichtung verbunden, wobei die Steuereinrichtungen mit den gleichen Bezugezahlen angezogen sind, die die zugehörigen Lasten haben, an die jedoch der Buchstabe a angefügt ist. Alle Steuereinrichtungen sind mit den Leitungen 13,14t15 verbunden.

Die Anlage weist ferner Schalter 25 und 24 auf, die zum Betätigen

— ^Ö¥B27/1O73 - 3 -

der Hupe 18 und den Motors 19 dienen, ferner einen Schalter 25» der zur Betätigung der Scheinwerfer 16 und 17 dient, und einen behälter 26, der zur Betätigung der Standlichter bzw. Rücklichter 21 und 22 dient.

Die Schalter 2p bis 26 sind zwischen die Batterie 11 und eine signalerzeugende !Hinrichtung 27 geschaltet, die einen Ausgang an die Leitungen 13,14» 15 gibt. Me jeweilige Leitung 13,14,15 erhält entweder keine Spannung oder einenvon drei Spannungswerten, so daß beim Arbeiten mit den drei Spannungswerten die Leitungen 13,14,15 alle 27 verschiedene Signale leiten können, obgleich in der in I\ig. 1 gezeigten Anordnung nur vier erforderlich sind. Die Einrichtung 27 arbeitet in einem Zyklus festgelegter Bauer, und sie tasbet nacheinander die Schalter 23 bis 26 ab. Während einer der Schalter abgetastet wird,.geht ein für diesen Schalter charakteristisches Signal zu den Leitungen 13»14»15> vorausgesetzt natürlich, daß der Schalter geschlossen ist. Jede der Steuereinrichtungen wird durch ein Signal an den Leitungen 13,14*15 eingeschaltet, das dem zugehörigen Schalter entspricht, so daß bei geschlossenem Schalter 23 die Steuereinrichtung 18a eingeschaltet wird, wenn der Schalter 23 abgetastet wird. Bie Einrichtung 18a verbindet dann die Hupe 18 mit der Leitung 12 für eine Zeitdauer, die etwas größer als die Arbeitsperiode der Einrichtung 27 ist. Obgleich also das Signal an der Leitung 15»14j15 verschwindet, wenn der Schalter 23 abgetastet worden ist, bleibt die Hupe betätigt. Wenn der Schalter 23 immer noch geschlossen ist, wenn er beim nächsten Hai abgetastet wird, wird die Einrichtung 18a erneut eingeschaltet, um die Hupe weiter eingeschaltet zu halten. v,^renn der Schalter 23 nun offen ist, bleibt die ilupe nur die kurze Zeitdauer eingeschaltet, während der die Hinrichtung 18a arbeitet. Bie Zykluszeiten sind natürlich so kurz, daß ein Fahrer niemals merkt, daß eine Verzögerung zwischen dem Öffnen eines Schalterc und der Ausschaltung der zugehörigen Lant auftritt.

Die Anlage arbeitet in der gleichen ",/eine für Jeden Schalter 1~j

109827/1073 " ⁴ "

BAD OFUGINAi.

bis 26, außer daß natürlich das bei geschlossenem Schalter 25 erzeugte Signal beide Einrichtungen 16a und 17a einschaltet, und entsprechend werden auch die Einrichtungen 21a und 22'a beide durch das Signal eingeschaltet, das entsteht, wenn der Schalter 26 geschlossen ist.

Die Verwendung von Steuereinrichtungen, die jeweils durch drei Cpannungsdiskriminatoren gebildet sind, an die sich eine UiTJ)- ■ Steuerschaltung und eine monostabile Schaltung anschließen, gestattet die Herstellung einer Anlage, die für jedes beliebige Fahrzeug verwendet werden kann, abgesehen von der Beschränkung im beschriebenen Beispiel auf 27 getrennt geschaltete Lasten, obgleich diese Anzahl natürlich gegebenenfalls erhöht werden kann, indem man einen dritten Spannungswert oder eine vierte Versorgungsleitung oder beides vorsieht. Wenn eine weitere Last zugesetzt wird, braucht lediglich ein weiterer Schalter vorgecehen zu werden, so daß während des Zyklus ein weiteres Signal an den Leitungen 13,14» 15 erscheint.' Die neue Last wird dann mit einer Steuereinrichtung, versehen, die auf dieses Signal anspricht.

In Fig. 2 ist eine ins einzelne gehende Anordnung .gezeigt, bei der neun der möglichen 27 Schalter verwendet werden, die bei >1-39 gezeigt sind. Diese Schalter dienen im geschlossenen Zustand zur Verbindung des Pluspols der Batterie über Widerstände mit den neun Eingangsleitungen 41-49 einer Diodenmatrix, die sechs Ausgangsleitungen 51-56 hat. Ein Spannungsgenerator 57 ist mit der Batterie 11 verbunden, der bei einem 12-Volt-System einen Acht-Volt-Eingang über eine Energieleitung 58 ^an neun Spannungsdiskriminatoren 6I-69 legt. Der Generator 57 legt auch eine Auflaufspannung an eine Leitung 59» die mit den Diskriminatoren 61-69 verbunden ist, denen jeweils Transistoren 71-79 zugeordnet sind. Diese Transistoren schließen im leitenden Sustand die jeweilige Leitung 41-49 kurz.

Um die Arbeitsweise der Diskriminatoren 6I-69 zu verstehen, wird

. 10,9827/1073 - 5 -

auf Fig. 3 verwiesen, in der der Diskriminator 61 gezeigt ist. Dieser Diskriminator weist einen Widerstand 101 und eine Zenerdiode 102 auf, die in Reihe zwischen die Leitung 58 und Hasse gelegt sind. Die Verbindung zvrischen dem Widerstand 101 und der Zenerdiode 102 ist an die Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 105 gelegt, dessen Emissionselektrode mit Hasse verbunden und dessen Kollektor mit dem Emissionselektroden zweier n-p-n-Transistören 104 und 105 verbunden ist. Die Steuerelektrode des Transistors 104 ist mit der Leitung 59 verbunden, während die Steuerelektrode des Transistors 105 mit einem Regelpunkt an einem Widerstand 106 verbunden ist, der zwischen die Leitung 58 und Hasse gelegt ist. Die Kollektoren der !Transistoren 104 und 105 sind mit der Leitung 58 über zwei Widerstände 107 und 108 verbunden, die in ihrem Widerstandswert gleich sind, ferner ist der Kollektor des Transistors 10A mit der l'missionselektrodc eines p-n-p-Tranistors 109 verbunden, dessen Kollektor mit der Anode der Diode 111 und dessen steuerelektrode nit dem Kollektor des Transistors 105 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 105 ißt mit der Emissionselektrode einen p-n-p-Tranistore 110 verbunden, dessen Kollektor mit der Anode der Diode 112 und dessen Steuerelektrode mit dem Kollektor des Transistors 104 verbunden ist. Die Kathoden da? Dioden 111 und 11 £ sind mit Kasse über zwei ¥iderstände 113 und 114 in Reihe verbunden, und die Verbindung zwischen den Widerständen und 114 ist mit der Steuerelektrode des p-n-p-Trand-stors JI verbunden, dessen Kollektor mit der Leitung 4I und dessen Emissionselektrode mit Ilasse verbunden iat.

Die Uteuerelektrodenrspannung des Transistors 105 ist vorbestimmt, die fJteuerelektrodenspannung den Transistors 104 ändert sich aber unter dem Einfluß des Cpannungsgeiicratorr: 57» der, wie zuvor erwähnt, eine Auflaufspannung an die Leitung 59 legt. Wenn für den Augenblick angenommen wird, daß der Transistor 105 im höheren I«iaße leitet als der Trnnriicbor 104» steht die ;.beuerclokbrode de;i Transirbor;".: \('O untar einer nc cn U. ν en i^pannun^ gogcnübor nuinor lumir;-aionneletctrodtj, or Jrann also LnLb¹U. '.brom L'lieüb durch don Trnm;-

BAD ORIGINAL 1 Q ? ß J 7 / 1 0 7 3

istor 109 iind die Diode 111, um den Transistor 71 einzuschalten, was zu einem Kurzschließen der Leitung 41 führt. An diesem Punkt ist der !Transistor 110 ausgeschaltet. Wenn nun angenommen wird, daß der !Transistor 104 im höheren Haße leitet als der Transistor 105, ist zu sehen, daß der !Transistor 109 ausgeschaltet ist, der Transistor 110 ist jedoch eingeschaltet, so daß durch die Diode 112 fließender Strom den Transistor 71 einschaltet, was zu einem Kurzschließen der Leitung 41 führt. Wenn der Transistor 104 also mehr oder weniger als der Transistor 105 leitet, bleibt der Teransistor 71 eingeschaltet. Während die Auflaufspannung jedoch an die · Steuerelektrode des Transistors 104 angelegt wird, gibt es einen Punkt in dem jeweiligen Zyklus, bei dem der Transistor 104 den gleichen Strom wie der Transidor 105 leitet, und an diesem Punkt sind beide Transistoren 109 und 110 ausgeschaltet, und der Transistor 71 schaltet sich aus.

Gemäß Fig. 2 haben die Spannungsdiskriminatoren 61-69 jeweils einen Transistor, der dem Transistor 105 entspricht, die Steuerelektrodenspannungen dieser Transistoren sind jedoch alle so eingerichtet, daß sie sich unterscheiden, und sie nehmen von einem Mininum für den Transistor 105 im Diskriminator 61 bis zu einem Maximum für den entsprechenden Transistor im Diskriminator 69 zu. Es ist deshalb zu erkennen, daß mit der Erhöhung der Auflaufspannung in der Leitung 59 die Leitungen 41 his 49 nacheinander abgetastet werden, indem die an diese angelegten Kurzschlüsse abgenommen werden, und zwar als Folge davon, daß nacheinander der jeweilige Diskriminator 61-69 den Steuerelektrodenstrom vom zugehörigen Transistor 71-79 wegnimmt.

Mit der nacheinander vonstattengehenden Abtastung der Leitungen 41-49 erscheint, vorausgesetzt, daß der entsprechende Schalter 31-39 geschlossen ist, ein binärer Ausgang an den Leitungen 51-56, die unter dem Einfluß einer Diodenmatrix stehen. In dem Beispiel mib 27 Schaltern irrt es zweckmäßiger, drei Blöcke Diskriminatoren jeweils mil; einer eigenen Diodenmatrix zu verseilen, wobei die drei

■^; -^itff 8 27/1073 - 7 -

BAD ORIGINAL

Hatrixen gemeinsame Leitungen 51-57 versorgen und alle 27 Diskriminatoren einen Eingang von der Quelle 57 erhalten. Der Grund für die Verwendung von drei Sätzen aus jeweils neun Diskriminatoren und drei Hatrixen "besteht darin, daß die neun Diskriiainatoren und deren Eatrix ohne weiteres in integrierter j?onn hergecteilt werden können.

Die sechs Leitungen 51-56 könnten natürlich als Versorgungsleitungen verwendet werden, die durch das fahrzeug geführt werden, vorzugsweise werden jedoch nur drei Leitungen 15,14»15 vorgesehen, und folglich werden die Sechs-Bit-Binärdaten in Drei-Bit-Tertjöcdaten durch die in Fig. 3 gezeigte Schaltung umgewandelt. Die Ausgänge der Leitungen 13»14»15 werden durch die Eingänge von den Leitungspaaren 51»52, 53»54 iuid 55»56 gesteuert. Da die drei Seile der Schaltung gleich sind, wird nur ein Teil beschrieben. Die Leitungen 51 imd 52 sind über Widerstände 81 und 82 mit Hasse verbunden, und sie sind auch mit den Steuerelektroden von n-p-n-Transistoren 96, 97 verbunden, deren Kollektoren über Widerstände 94f 95 mit den Steuerelektroden von p-n-p-Transistoren 83, 84 verbunden sind, deren Emissionselektroden mit der Acht-Volt-Energieleitung 58 verbunden sind. Die Emissionselektroden der n-p-n-Transistoren 96 und 97 sind mit Masse verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 83 und 84 sind über ungleiche Widerstände 85 und

86 mit der Emissionselektrode eines p-n-p-Tranistors 89 verbunden, dessen Kollektor mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Tranistors

87 verbunden ist. Dessen Kollektor ist mit der Emissionselektrode des Transistors 89 verbunden. Außerdem ist seine Emissionselektrode über den Widerstand 88 mit Kasse und ferner mit der Leitung 13 verbunden. Der Transistor 89 und die entsprechenden Transistoren in den anderen beiden Teilen der Schaltung erhalten ihren Gteuerelektrodenstrom von der Verbindung zwischen zwei Widerständen 91» 92, die in Reihe mit einem n-p-n-Tranistor 93 geschaltet sind, der eine Steuerelektrode/Kollektor-Kopplung hat.

■Ein OO-Signal an den Leitungen 51, 52 erzeugt ein liull-Gignal an

109827/1073 BAD ORIGjnAl - ο -

der Leitung 13. Sin 01-Signal erzeugt einen ersten Spannungsvert an der Leitung 15, und ein 10-Signal erzeugt einen zweiten und höheren Spannungswert an der Leitung 13· Ein 11-Signal erzeugt einen driften Spannungswert, der gleich der Kombination der beiden vorhergehenden Spannungen ist und bei dem es sich um den höchsten Spannungswert an der Leitung 1J handelt. Entsprechende Signale werden für die Leitungen 1-4 und 15 erzeugt.

Patentanspruch

1 09827/ 1 073

Claims

Pat ent an spruch

Elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

(a) Eine Anzahl von elektrischen Lasten (16,17.18,19,21,22), die im Kraftfahrzeug verteilt sind;

(b) eine Anzahl von zentral angeordneten Schaltern (25»24»25»26), jeweils einen für jede Last (16,17,18,19,21,22);

(c) eine durch das !Fahrzeug durchgeführte Energieleitung (12);

(d) eine durch das Fahrzeug geführte Versorgungsleitungsanordnung

(15,14,15)?

(e) signalerzeugende Mittel (27)» die zum sukzessiven Abtasten der Schalter (23,24,25,26) und zur Aufgabe eines Signals an die Versorgungsleitungsanordnung (13,14,15) bei Schalten eines Schalters (23,24,25,26) zyklisch arbeiten, wobei das Signal nur dann an die Versorgungsleitungsanordnung (13,14,15) aufgebbar ist, wenn der Schalter (23,24>25»26) abgetastet wird, wobei die den jeweiligen Lchaltern zugeordneten Signale unverwechselbar sind;

(f) eine Anzahl von Steuereinrichtungen (16a,17a,18a,19a,21a,22a), eine für jede Last (16,17,18,19,21,22), die an den jeweiligen Lasten angeordnet sind und jeweils mit der Versorgungsleitungsanordnung (13,14,15) verbunden sind;

(g) die einer jeweiligen Last (16,17,18,19,21,22) zugeordnete Steuereinrichtung (I6a,17a,18a,19a,21a,22a) nur durch ein Signal der Versorgungoleitungsanordnung (13»14,15) einschaltbar ist, dad durch Schließen den Schalters (23,24,25,26) entsteht, der der jeweiligen Last (16,17,18,19,21,22) zugeordnet ist; und

(h) die jeweilige Steuereinrichtung (16a,17a,18a,19a,21a,22a) im eingeschalteten Zustand ihre Last (16,17,18a,19,21,22) mit der Energieleitung (12) verbindet, derart, daß die Last (16,17,18, 19,21,22) für eine Zeitdauer eingeschaltet wird, die größer als die Zykluszeit der signalerzeugenden Mittel (27) ist.

_¥a/T1 BAD ORIGINAL

1098 2 7/1073

L e e r*s e i t e