DE2148770A1

DE2148770A1 - Schaltungsanordnung zur betriebsueberwachung von messondenschaltungen

Info

Publication number: DE2148770A1
Application number: DE19712148770
Authority: DE
Inventors: Ulf Bayha
Original assignee: LESTRA AG
Current assignee: LESTRA AG
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1971-09-30
Publication date: 1973-04-12
Also published as: SE387442B; DE2148770C3; BE781333A; NL7213213A; FR2155426A5; DE2148770B2

Description

2U8770

DR-INQ. DIPL.-ING. M. EC. Dl PL.-PHYS. O R. DIPL. -PHVS.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

Ά 39 059 m
a - 149
24.9.1971

LESTRA AG
Glarus / Schweiz

Schaltungsanordnung zur Betriebsüberwachung von Meßsondenschaltungen

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Betriebsüberwachung von Meßsondenschaltungen, insbesondere bei der Kontrolle von Kuhlerv/asserständen bei Kraftfahrzeugen, v/o bei die Meßsonde in Basiskreis eines Transistors liegt, der gegebenenfalls über weitere nachgeschaltete Transistoren eine Anzeigevorrichtung steuert.

Es ist bekannt, Flüpsigkeitsstände auf elektrolytischem Wege zu überwachen, beispielsweise die Flüssigkeitshöhe des Kühlwassers bei einem Kraftfahrzeug, und zwar dadurch, daß man an geeigneter. Stelle eine aus passendem Material bestehende i-'eflsonde anbringt, die in das Kühlerwasser eintaucht, so daß sich infolge der lonenströmung von der Elektrode über die Flüssigkeit zu den Wandungen des Sondenrohres ein Meßstrom ausbildet, der in geigneter Weise zur Steuerung einer der Flüssigkeitsstand anzeigenden Schaltung verwendet wird*. Dabei v?ir<i die Meßsonde so in Basisstror.ikreis eines Transistors angeordnet, daß bei fließenden MeCsondenstrom, d.h. bei ausreichendem

309815/0406 -2-

BAD ORIGINAL

2U8770

Λ 39 059 m ·

a - 149 ^

24.9.1971 --A -

Kühlwasserstand der.Transistor gesperrt ist. Fällt das Kühlwasser unter einen vorgegebenen Pegel ab, dann unterbricht die Meßsonde einen Strompfad zur v/eiterführenden Schaltung, so daß nunmehr an die Basis des Transistors ein zur Aufsteuerung desselben geeignetes Signal gelangt, so daß, gegebenenfalls über nachgeschaltete Verstärkerstufen eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise ein Lämpchen betätigt wird.

Bei solchen Schaltungsanordnungen hat es sich als wichtig herausgestellt, daß eine Möglichkeit gegeben ist, die Schaltungsanordnung auf ihre einwandfreie Funktion zu überprüfen, auch dann, wenn der Kühlwasserstand den vorgeschriebenen Pegel erreicht. Das ist deshalb wichtig, damit nicht durch ein Versagen der Schaltung bzw. der /Anzeigevorrichtung ein fehlerhaftes Nichtanzeigen des Kühlwasserstandes gerade dann erfolgt, wenn dieser stark abgesunken ist, was beträchtliche Schaden verursachen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Funktionskontrolle von Meßsondenschaltungen bzw. von diesen angeordneten Anzeigevorrichtungen (Lämpchen) anzugeben, bei welcher ohne zusätzliche Hilfsmittel eine überprüfung jedesmal dann möglich ist, wenn eine Inbetriebsetzung der Anlage, beispielsv/eise des Kraftfahrzeuges, das mit der Meßsonde ausgestattet ist, erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art und besteht darin, daß im Basiskreis des ersten Transistors ein Kondensator angeordnet ist, dar beim Einschalten der Gesaintanordnung einen Ladestrom durch die Basis zieht, dadurch den (die) Transistor(en)

aufste'Jert bei gleichzeitiger Betätigung der Anzeigevorrichtung und anschließendem Verlöschen nach erfolgter Aufladung.

- 3 BAD ORIGINAL

309815/0406

2U877Q

Λ 39 059 m

a - 149 3

24.9.1971 - «3 -

Gemäß einer weiteren vorteilhaften /Ausgestaltung der Erfindung erfüllt dieser Kondensator dann noch die weitere Aufgabe, daß er während des Betriebs für eine Verzögerung der von der Meßsonde an die Schaltungsanordnung gelangenden Signalen insofern sorgt, als eine kurzzeitige Freilegung der Meßsonde, etwa bei starken Schütteln des Aufbaues, nicht zu einer sofortigen Anzeige führt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Fortbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Im folgenden wird anhand der Zeichnung Aufbau und Wirkungsweise eines Aus~ führungsbeispiels der Erfindung im einzelnen näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt dabei in schematischer Darstellung die elektrische Schaltungsanordnung. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Meßsonde ist am Punkt S der Schaltung angeschlossen und bildet je nach Stand des Kühlwassers einen bestimmten Widerstand R aus. Beim Ausführungsbeispiel kann dieser Widerstand aufgrund der starken Toleranzen der Meßsondenabtastung im wesentlichen beliebige Werte abnehmen, die Schaltung ist jedocl· so dimensioniert, daß bei Werten des Meßsondenwiderstandes R unter 90 KOhm keine Anzeige erfolgt, da dann mit ausreichender Sicherheit angenommen werden kann, daß die Meßsonde in das Kühlwasser eintaucht, während bei Werten von R„ größer als 170 KOhm die Schaltung in Betrieb genoramen wird, da dann offensichtlich eine Unterbrechung vorliegt. Der Punkt S und damit die Meßsonde ist über drei in Reihe geschaltete Widerstände R-_, R,, und R mit der Basis des ersten Transistors T, verbunden, parallel zum Widerstand R, ~ igt eine Diode D-, geschaltet, während der Punkt S weiterhin noch über einen Widerstand R, mit dem positiven Pol der Schaltung, der beim Ausführungsbeispiel über eine Zenerdiode Z, auf eine Spannung von 6,8 Volt stabilisiert ist, verbunden ist. Am Verbindungspunkt

— 4 —

309815/0406

BAD ORIGINAL

7U8770

A 39 059 m
a ~ 149
24.9.1971

der Widerstände R,, und R,₂ ist ein Kondensator C-, ebenfalls gegen den positiven Pol geschaltet.

Der Emitterwiderstand R₃ des Transistors T, liegt in Reihe mit zv/ei weiteren Widerständen R₂ und R,- ebenfalls an der positiven Anschlußleitung, wobei der Widerstand Rr gleichzeitig noch als Emitterwiderstand des dem Transistor T^ nachgeschalteten Transistors T~ dient, der in diesem Fall vom anderen Leitungstyp ist; im Ausführungsbeispiel ist der Transistor T, ein npn-Transistor, während der Transistor T₃ ein pnp-Transistor ist. Im Basiskreis des Transistors T₂ liegt die Reihenschaltung zweier Widerstände R_fi und R., die gleichzeitig den Kollektorwiderstand von T, bilden, so daß das Signal von T, den Transistor T₂ ansteuern kann.

Schließlich ist den Transistor T- noch ein weiterer Transistor T₃ nachgeschaltet, in dessen Kollektorkreis über einen weiteren Widerstand R-, _Q die Anzeigevorrichtung, beispielsweise eine Lampe L angeordnet ist. Der Emitter von T₃ liegt direkt an Hasse, v/ährend die Easisteilerwiderstände Rg und R_q von T_ gleichzeitig die Kollektorwidei-stände des Transistors T₉ darstellen. Die gesamte Schaltung ist also galvanisch gekoppelt.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist so, daß bei Einschalten der Speisespannung zunächst über den Kondensator C-, , den Widerstand R-, 2 / über die Basisemitterstrecke des Transistors T, und den Widerstand R₃ sowie über C-, P. .. , R₁₃ und R ein Strompfad gebildet wird. Dies bewirkt eine Aufladung des Kondensators C, auf eine Spannung, die ca. 0,1 Volt unterhalb des Emitterpotentials des Transistors T, liegt, hervorgerufen durch die Diode D, Diese Aufladung auf eine solche Spannung erfolgt unabhängig von dem jeweiligen Wert von R . Während dieser Ladezeit ist der Transistor T^, wie leicht einzusehen ist leitend, was bedeutet, daß auch die ihm nachgeschalte-ten Transistoren T₀ und T., leitend sind, so daß die an den Transistor T₃ angeschlossene Kontrolleuchte L mit Spannung versorgt wird und brennt. Beim .Ausführung?

3 0 9 Tl 5 / 0 U 0 6 . _ ₅ _

BAD ORIGINAL

A 39 059 m
a - 149
24.9.1971

beispiel beträgt- diese Brenndauer etwa zwischen 2 und 7 Bekunden, wonach die Lampe nach vollendeter Ladung des Kondensators C^ wieder erlöscht und die Schaltung stromlos wird, d.h. die Transistoren in ihren Sperrzustand zurückkehren.

Der Sperrzustand der Transistoren wird dadurch aufrechterhalten, daß bei entsprechend korrektem Kühlwasserstand über die aus dem Widerstand R₁ und dem Meßsondenwiderstand R gebildete Spannungsteilerschaltung am Punkte S eine Spannung abfällt, die unterhalb des Einschaltpunktes von T, liegt, da der Emitter von T, über die Spannungsteilerschaltung R₃, R₃ und R₅ hochgelegt ist.

Steigt jedoch dar Meßsondenwiderstand R über einen vorgegebenen Wert an bzw. geht bei entsprechendem Abfall des Kühlwasserstandes gegen unendlich, dann überwiegt die von R, herrührende positive Spannung am Punkte S, die direkt über die Diode D₃ und über die Widerstände R,, und R.„ an die Basis von T, gelangt. Dies geschieht jedoch nicht sofort, da sich zunächst der Kondensator C,, der, wie weiter vorn schon ausgeführt, bei Einschalten auf die volle zur Verfugung stehende Spannung aufgeladen worden ist, wieder entladen muß. Das bedeutet, daß sich die Einschaltung von T, auch bei Vorliegen eines geeigneten, einen Fehler anzeigenden Meßsondenwiderstandes um einen bestimmten Zeitraum aufgrund des Vorhandenseins des Kondensators C-, verzögert. Diese Wirkung ist durchaus erwünscht und beabsichtigt, da zeitweilige Schwankungen des Meßsondenwiderstandes möglich sind, etwa aufgrund bestimmter Einsatzbedingungen, beispielsweise bei Einsatz von Fahrzeugen auf schlechten Straßen, was infolge starken Schwankens des Aufbaues zu einer gelegentlichen Freilegung der Meßsonde führen kann. Da in diesem Falle der Kühlwasserstand im Grunde einwandfrei ist, ist es nicht erwünscht, daß eine Anzeige erfolgt. Erst wenn der Meßsondenwiderstand sein Signal für einen vorgegebenen Zeitraum durchhält, erfolgt die Anzeige, da dann eine entsprechende Umladung des Kondensators C, ermöglicht wird.

15/0406

BAD ORIGINAL

A 39 059 m · 6

a - 149

24.9.1971 - Jir -

Schließlich v/ird durch den Widerstnd R₅ im Emitterkreis des
Transistors T- noch ein Hysterese-bzw. Kippverhalten der'Schaltung erreicht. Steuert nämlich der Transistor T, bei Vorliegen entsprechender Bedingungen den Transistor T2 leitend, dann erfolgt über den Widerstand R_r ein zusätzlicher Stromfluß, der auf die beiden Widerstände im Kollektorkreis von T-/ Rg und R« .zurückzuführen ist. Dies führt dazu, daß der Spannungsabfall an R₅ größer und damit auch der Emitteranschluß des Transistors T, stärker gegen Masse gedrückt wird. Dies bewirkt ein sicheres Einschalten von T- sowie ein Halten seines durchgesteuerten
Zustandes, auch wenn an seiner Basis wieder geringfügige Spannungsschwankungen auftreten. Hat also die Schaltungsanordnung einmal angesprochen, dann verbleibt die Schaltung zunächst für einen bestimmten Zeitraum in diesem Zustand. Dies stellt sicher, daß umgekehrt etwa durch ein nur gelegentliches Eintauchen der Meßsonde nicht ein korrekter Flüssigkeitsstand vorgetäuscht wird.

BAD ORIGINAL

309 8 15/0406

Claims

P a t e η t a η s ρ r U c h e

Schaltungsanordnung zur Betriebsüberwachung von Meßsondenschaltungen, insbesondere bei der Kontrolle von Kühlerwasserständen bei Kraftfahrzeugen, wobei die Meßsonde im Basiskreis eines Transistors liegt, der gegebenenfalls über v/eitere nachgeschaltete Transistoren eine Anzeigevorrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß in Basiskreis des ersten Transistors (T-,) ein Kondensator (C-,) angeordnet ist, der beim Einschalten der Gesamtanordnung einen Ladestrom durch die Basis zieht, dadurch den (die) Transistor(en) aufsteuert bei gleichzeitiger Betätigung der Anzeigevorrichtung (L) und anschließendem Verlöschen nach erfolgter Aufladung.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des ersten Transistors (T,) über einen Widerstand (EJ an Masse liegt, der mit zwei weiteren Widerständen (1*2, R₁-) in Reihe geschaltet ist, wobei der Emitter des dem ersten Transistor (T-,) nachgeschalteten Transistor (T₂) an den Verbindungspunkt der bei den Widerständen (R₉, R_r) angeschlossen ist, derart, daß die Schaltung ein Kippverhalten auf v/ei st.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors (T,) über die Reihenschaltung dreier Widerstände (Rj₂' ^Rn' ^Ri^ ^m^ ^öep Meßsondenwiderstand (R₀) verbunden ist, daß der Verbindungspunkt des letzten Reihnnwiderstandes (P., J nit dem !-leßsondenwiderstand (R₅.) über einen weiteren Widerntand (R,) an den

— 2 —

3 0 9 f< 15/0406

BAD ORlGtNAL

A 39 059 m &

24.9.1971 -Ir-

positiven Pol der Schaltung gelegt ist und daß an dem Verbindungspunkt der Widerstände (R₁₁/ ^R12* ^{der Kondensator} (C-. ) angeschlossen und mit seinem anderen Anschluß ebenfalls an dem positiven Pol der Schaltung gelegt ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d^VM^cflm Ersten, an der Basis des ersten Transistors (T, ) angeschlossenen Widerstandes (R,,) eine Diode (D,) geschaltet ist, derart, daß das Potential am Verbindungspunkt der Widerstände (R₁₁/ R-i?) um 0,7 Volt geringer ist als am Emitteranschluß .
5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den letzten Widerstand (R₁O) ^im Basiskreis des ersten Transistors (T₁) eine vom Sondenanschlußpunkt (S) in positiver Flußrichtung gepolte Diode (D₂) geschaltet ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorkreis des ersten Transistors. (T,) die Reihenschaltung zweier Widerstände (R^, Rg) angeordnet ist/ deren Verbindungspunkt mit der Basis des zweiten Transistors T₂ verbunden ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorkreis des zweiten Transistors (T„) die Reihenschaltung zweier Widerstände (Ro/ Rq) angeordnet ist, an deren Verbindungspunkt die Basis eines dritten Transistors (T₃) angeschlossen ist, dessen Emitter direkt an Masse liegt und in dessen Kollektorkreis über einen Widerstand die Anzeigevorrichtung (Lampe L) liegt.

30981 S/CUQ6