DE2757158A1

DE2757158A1 - Elektrische fahrzeuganlage

Info

Publication number: DE2757158A1
Application number: DE19772757158
Authority: DE
Inventors: Robert S Enabnit
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1978-07-06
Also published as: SE7714517L; JPS53102514A; SE415554B; DE2757158C2; US4099157A; FR2375671B1; JPS6124202B2; FR2375671A1; GB1560029A; BR7708446A; IT1089785B; CA1100589A

Description

Elektrische Fahrzeuganlage

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Signalanlagen im allgemeinen und auf ein Eindraht-iuignalschema für Einrichtungen zum Überwachen des Zustandes eineu Fahrzeugs, bei denen für die einrichtung Energie auf uie entfernt angeordnete Einrichtung übei'tragen wird und Feutstellsignale von dort aufgenommen werden, wobei ein einziger Draht mit Lasserückführung über das Fahrzeuggestell verwendet wird, im besonderen.

In den vergangenen Jahren hat die Zahl von auf dem Larkt befindlichen elektrischen Einrichtungen für Fahrzeuge drastisch zugenommen. Unter diesen befinden sich elektronische Geräte zum überwachen aller ih&sen beim Betrieb des Fahrzeugs. Es wurde über die Praxis eine Vorrichtung entworfen, die nachträglich an einem Fahrzeug angebracht werden kann und somit als Zusatzeinrichtung im Handel ist. Gegenwärtig hoben jedoch die Fahrzeughersteller die Zahl der Gefahrwarn- oder Zustandüberwachungsgeräte, die zur ütandardausrüstung gehören, erhöht. Ob nun ursprüngliches oder zusätzliches Gerät, der Einbau stellt ein Problem dar, indem die Verdrahtung so erfolgen muß, daß die Energie für den Betrieb dieser Einrichtung verfügbar gemacht werden kann und die einen jeweiligen Zustand anzeigende Signale zur Bedienungsperson zurückübertragen werden und rechtzeitig wirksam werden können. Es ist somit Aufgabe der Erfindung, die Installation der Zusatzeinrichtungen zu vereinfachen und die Kosten hierfür zu verringern, indem eine Vorrichtung für eine Eindraht— übertragung von energie und für die Festatellsignale zu den entfernt angeordneten Einrichtungen vorgesehen wird.

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Die Lerkniale und Vorteile uer Erfindung werden mit ililfe der Zeichnungen erläutert. In diesen ist:

Figur Ί ein Blockdia^rumm des irinzips der Erfindung bei einer ^nlage zur überwachung des Zustandes eines Fahrzeugs;

Figur 2 ein Jchaltbild eines -»-usfÜhrungsbeijpiol3 uer Erfindung, du α für oignale konstanter Höhe c.ngewtndet wird;

Figur 3 ein Jchultbild zum x-nzei^en sowohl normaler nie auch anormaler Zustande der anlage;

Figur 4 ein ochaltbild eines anderen -usfiihrun^sbeispiels und anderer Arbeitsweisen; und

Figur 5 ein Schaltbild eines iiusführungsbeiapiels nach der Erfindung mit Impulssignalen.

In Figur 1, die das Prinzip der Erfindung zeigt, enthält die Fahrzeugzustandsiiberwachungsanluge eine Gleichspannungsquelle 10, einen üensor 12 zum Überwachen des Auftretens eines bestimmten Zustandes, einen auf den Zustand des oensors '12 ansprechenden Detektor 14, einen elektrischen Ladekreis 16, der auf den Zustand des Detektors 14 anspricht und ein anzeigegerät 18, das eine sichtbare anzeige des überwachten Zustands und/oder des Zustandes der Schaltung liefert.

Die Erfindung ist besonders auf die Lieferung von Energie aus einer Batterie 10 für den entfernten Detektor Wl- über eine Eindrahtverbindung 20 mit Rückführung über das Fahry.euggestell 22 gerichtet, wahrend auch an die Anzeigeeinrichtung

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18 ein Liignal gegeben wird, das die festgestellte Zustandsänderung anzeigt, wobei hierfür dieselbe Verbindung 20 verwendet wird. Die Erfindung wird in einer ochaltungsanordnung ausgeführt, die in Verbindung mit den Zustandsüberwachungsschaltungen 14 beschrieben wird, die aus den UL)A-I atentschrif ten 3.665.387 und 3·831·161 entnommen werden können, wobei das Vorliegen oder das Fehlen von Impulsen in der Detektorschaltung einen festgestellten Zustand an?, ei (ζ t.

Nach Figur 2 liefert ein Detektor 13 nach einer der genannten 1 atontschriften von dem nur ein Teil seiner Ausgangsschaltung zu sehen ist, ein ^usgangssignal, das einen Kondensator C-1 so lange geladen hält, wie der vom iiensor 12 überwachte Zustand normal ist. Die Energie für den Detektor wird über die Leitung 20 von der Batterie mit iJasserückführung über das Fahrzeuggestell 22 geliefert. Ohne die üchaltung nach der Erfindung liefert die Anlage einen Gtrom i^ (gewöhnlich die dargestellte ütromrichtung), um den Detektor 14 zu speisen. Nach den Lehren der Erfindung ist ein geschalteter Ladekreis 24 am Knoten 26 mit dem Detektorausgang verbunden und spricht auf den geladenen Zustand des Kondensators C-1 an. Die Schaltung 24 enthält in einer ^nlage einen mit der negativen Seite an Masse liegenden, gemeinsamen als Emitter geschalteten HTN-Transistor -t-1, dessen Basis über einen widerstand H-1 bei 26 am Detektorausgang liegt, dessen Emitter- mit Masse 22 verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand R-2 mit der Leitung 20 verbunden ist. Ferner enthält die Schaltung 24 einen zv/eiten Transistor ^-2, dessen Basis am Ausgang des Transistors «i-1, dessen Emitter an Masse 22 und dessen Kollektor über einem Widerstand R-3 an der Leitung 20 liegt.

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An der Leitung 20 liegt ferner ein Anzeigekreis 18, der vom Detektor entfernt angeordnet und zwischen diesen und der Batterie 10 geschaltet ist. Der Anzeigekreis enthält eine lichtemittierende Diode LED 1, die parallel zu einem Widerstand R-4- liegt.

Bei Kormalbetrieb, d.h. wenn kein anormaler Zustand eintritt, wird die Ladung am Kondensator C-1 so gehalten, daß der Transistor Q-1 leitet und ein Strom ±2„ fließt. Dieser Strom spannt den Transistor Q-2 so vor, daß er durch den Spannungsabfall am widerstand R-2 abschaltet und ein Strom an der Leitung 20 über den Anzeigekreis 18 fließt. Der Strom i, auf der Leitung ergibt am Widerstand R-4- eine Spannung, die ausreicht, um den Umkehrabbruchpegel der Diode LED-1 zu überschreiten, die rot aufleuchtet. Die .ubbrechspannung der Diode LED ist vom Strom und bei Normalzustand des Sensors 12 verhältnismäßig unabhängig und es wird keine Lichtenergie emittiert. Es kann aber auch,wenn die Ladung am Kondensator C-1 vom Detektorausgang nicht gehalten wird, d.h. vom Sensor 12 ein anormaler Zustand festgestellt wird, die Vorspannung am Transistor Q-1 so weit gesenkt werden, daß der Strom ip unterbrochen wird und die Basisspannung am Transistor Q-2 auf ihren Einschaltwert ansteigt. Der Transistor Q-2 leitet somit und in der Leitung 20 fließt ein viel größerer Strom. Ein Strom i,, = 1* + ip fließt durch den Anzeigekreis 18 und die Spannung am Widerstand R-4 steigt über den Abbrechwert der Diode LED an. Die Diode LED 1 emittiert deshalb rotes Licht und es wird das Auftreten eines anormalen Zustandes erkannt.

In bezug auf die Ladeschaltung nach Figur 2 kann ferner eine ein optimales rotes Licht ausstrahlende Diode LFD-2 in den

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Emitterkreis des Transistors Q-2 geschaltet werden. In diesem Fall wirkt die Diode LED-2 als Zustansanzeiger an der Detektorseite mit derselben Anzeigerichtung wie der entfernt liegende Anzeiger mit der Diode LED-1. Diese anordnung gewährleistet eine leichte Störungssuche, wenn Mehrfachdetektoren verwendet werden, z.B. bei einer besonderen Fahrzeugreifenüberwachung, wie es in den angegebenen Patentschriften beschrieben wird.

Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anzeigeschaltung 18' die wiederum als Anlage mit negativer Mas se verbindung einen !Transistor <i-3 enthält, dessen Basis über eine rot emittierende Diode LED-4 an der Leitung 20, dessen Kollektor über einem Widerstand R-6 an Masse und dessen Emitter an der positiven Seite der Gleichstromquelle 10 liegt. An der Emitter-Kollektor-Verbindung von Q-3 befindet sich eine grün emittierende Diode LED-3, während am Emitter von Q-3 und an der Diode LED-4 ein Widerstand R-5 liegt. Der überwachte Zustand und der Detektorausgang sind wiederum normal, wenn der Strom auf der Leitung 20 in Vergleich zum anormalen Zustand niedrig und der Strom verhältnismäßig groß ist. Deshalb fließt jetzt ein kleiner Strom durch den Widerstand R-5» als wenn der Zustand anormal ist, und der resultierende Spannungsabfall an R-5 und der Emitter-Basis-Verbindung von Q-3 zum Zünden der roten LED-4 reicht nicht aus und wird abgeschaltet. Die Spannung an der Emitter-Kollektor-Verbindung von Q-3 überschreitet den Zündwert für die grünleuchtende Diode LED-3 und ihr "Ein" zeigt den normalen Zustand an. Beim Feststellen eines anormalen Zustandes und einer Ausgangsanzeige dieses anormalen Zustandes durch den Detektor 14 kann aber auch ein höherer Strom auf der Leitung 20 durch den Widerstand R-5 fließen, was eine Einschaltspannung für die rot leuchtende Diode LED-4 ergibt, während der Strom

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durch Q-3 ebenfalls ansteigt, was die Spannung an der grün leuchtenden Diode LED-3 unter ihren Zündwert bringt und diese abgeschaltet wird. Es werden somit sowohl der normale als auch der anormale Zustand von der Anzeigeschaltung 18' infolge der Größe des Stromes auf der Leitung 20 erkannt.

Figur 3 zeigt weiter einen NPN-Transistor Q-4-, dessen Basis an der Gleichstromquelle 10 und dessen Kollektor über einem Widerstand R-6 an Masse liegt. Wenn beispielsweise die Leitung 20 offen werden soll, so daß kein Strom fließt, wird die Basis des Transistors i^-A über die Diode D-1 positiv vorgespannt und der verringerte Spannungsabfall am Widerstand R-5 und der sich ergebende Spannungsabfall am Emitter-Kollektor von Q-4 reichen zum Halten der grün leuchtenden Diode LED-3 in einem Leuchtzustand nicht aus. Die Fehlfunktion des offenen Kreises wird somit abhängig von entweder dem überwachten Normalzustand oder dem Anormalzustand erkannt.

Figur 4- zeigt einen Ladekreis 24', der einen größeren Strom 1-, fließen läßt, wenn ein normaler Zustand festgestellt wird, während ein kleinerer Strom fließt, wenn ein anormaler Zustand festgestellt worden ist. In diesem Fall ist ein FNP-Transistor Q-5 vorgesehen, der basisverbunden ist und auf die Ladung am Detektorkondensator C-1 anspricht, so daß ein zweiter Transistor Q-6 leitend ist und in der Leitung 20 ein größerer Strom fließt. Um den Normalzustand anzuzeigen, wird eine grün leuchtende Diode LED-5 in der Leitung 20 zu einem Widerstand R-9 parallel geschaltet, der an der Diode LED einen Spannungsabfall erzeugt, der den

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Zündwert überschreitet. Die Diode LED ist eingeschaltet, was den normalen Zustand anzeigt. Es kann auch ein anormaler Zustand von einem Anfall des Leitungsstromes angezeigt werden, der einen entsprechenden Abfall der Spannung am Widerstand R-9 ergibt, der unter dem Zündwert des LED-5 liegt und abgeschaltet ist. Die Nicht-Licht-Anzeige gibt somit der Bedienung; die Information in bezug auf einen vom Sensor 12 festgestellten anormalen Zustand.

Wahrend die beschriebenen Kreise an den Detektor 14 gelegt werden können, der infolge eines parktisch auf der Leitung 20 gehaltenen konstanten Signalwertes eine Information übermittelt,zeigt Figur 5· Ein Schaltungsbeispiel 30 für diejenige Situation, in der ein Impulssignal 32 auf der Leitung 20 liegt. In diesem Fall befindet sich der Kondensator C—1 in der Schaltung des Detektors 14 auf einem so niedrigem Wert, daß der Strom i, sich mit den im Detektor erzeugten Impulsen verändern kann. Dieser pulsierende Strom erzeugt an einem Widerstand B-10 einen so hohen Spannungsabfall, daß ein PNP-Transistor Q-7 während derselben Impulsperiode leitend wird und am Widerstand ß-11 ein entsprechender Spannungsabfall auftritt. Diese Impulse sind von einem gleichmäßigen Strom durch einen Kondensator C-2 isoliert und die sich ergebenden Impulse 34 dienen zum Betrieb eines Haltekreises 28, der dem nach Figur 2 ähnlich ist und dessen Kondensator C-1 einen geschalteten Ladekreis 16 und einen Anzeigekreis 18" besitzt, der dem beschriebenen ähnlich ist.

Die beschriebenen elektrischen Fahrzeuganlagen sind negativ an Masse gelegt, die Erfindung ist jedoch in gleicher-

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weise auch für Anlagen verwendbar, bei denen die positiven Seite an Masse liegt. Die Änderungen, die hierfür notwendig sind, sind dem Elektroniker geläufig. Die Erfindung ist somit auf die beschriebene Ausführung beschränkt.

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Leerseite

Claims

- PATENTANWALTSBÜRO

ERLlN - MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL.-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPLING. H.-J. PRESTING (BLN)

HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unsere Zeichen Berlin, den 19. DEZ. 1977

76356 A-GK-

The Goodyear Tire i Rubber Company
Akron, Ohio 44316, USA

Patentansprüche

Elektrische Fahrzeuganlage mit einer Gleichspannungsquelle, einer überwachungseinrichtung zum Liefern eines üusgangssignals, das einen überwachten Zustand anzeigt, und eine Eindrahtleitung zwischen der quelle und der überwachungseinrichtung, so daß der ütrom in der Leitung eine ständige Energie an die Überwachungseinrichtung liefert, wobei die Stromrückführung durch das Fahrzeuggestell erfolgt und die Vorrichtung eine Information liefert, die den überwachten Zustand unter Verwendung der Eindrahtleitung anzeigt, gekennzeichnet durch

A. einen Ladekreis (16) der an der überwachungseinrichtung, die auf dessen ^usgangssignal anspricht, und an der -indrahtleitung (20) liegt und in der Leitung einen iitrom von einer ersten Hohe fließen läßt, wenn der überwachte Zustand und der bignulzustand normal sind,

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BÜRO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: ST. ANNASTR. 11 t -856 44 INVENTION BERL(N BERLIN 31 W. MEISSNER, BLN-W 8000 MÖNCHEN 22 INVEN d BERLIN 030/89160 37 BERLINER BANK AQ. 122 82-109 TEL.: 089/22 35 44 030/192 2312 3695718000

und einen Strom in der Leitung von einer zweiten Höhe fließen läßt, wenn der überwachte Zustend und der oignalzustand annormal sind, und

B. eine Anzeigeschaltung ;(1S) in der Leitung (20), die entfernt von der Lberwachungseinrichtung und auf die Größe des Leitungsstromes anspricht, so daß eine Änderung der Größe die anzeigeeinrichtung in einen anderen Zustand schaltet, in dem aer andere Zustand einen überwachten unnormalen Zustand anzeigt.

Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

A. einen ersten Ladekreis (16), der an den uberwachungs· einrichtungsausgang liegt und auf diese anspricht, um einen Strom eines erbten wertes fließen zu lassen, wenn die Lberwachungseinrichtungsausgänge einen normalen überwachten Zustand anzeigen, und

B. einen zweiten Ladekreis, der am ersten Ladekreis liegt und auf diesen anspricht, so daß eine änderung des ausgangs der Lberwachungseinrichtung, die eine annormalen Zustand anzeigt, in der Leitung (20) wegen des zweiten Ladekreises einen höheren Strom als der wegen des ersten Ladekreises fließen läßt.

Anaige nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anzeigeschaltung (18) eine spannungsempfindliche, rotes Licht ausstrahlende Diode (iäiiiJ - 1) enthält, die zu einem V/iderstand (U - 4-) parallel lie^t, so daß ein ansteigen des Leitungssti'OEies infolge des anorualen überwachten Zustand die uiode we_fc;en einer opannunyszunahiae am Jiderstand, die den Schwellwurt der Jiode überschreitet, aufleuchtet.

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4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladekreis (16) enthält:

A. einen ersten Ladekreis der am .,.usgang der überwachungseinrichtung liegt und auf diesen anspricht, um einen Strom einer ersten Höhe Hießen zu lassen, wenn der ausgang der überwachungseinrichtung einen normalen überwachten Zustand anzeigt, und

B. einen zweiten Ladekreis, der am ersten Ladekreis liegt und auf diesen anspricht, so daß eine änderung des ^berwachungseinrichtungsausgangs, der einen annormalen Zustand anzeigt, wegen det zweiten Ladekreises einen geringeren Strom in der Leitung (20) fließen läßt, als der wegen des ersten Ladekreises fließt.

5. Anlage nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die ..anzeigeschaltung (18) eine spannungs empfindliche, grünes Licht ausstrahlende Diode (LED-5) enthält, die zu einem Widerstand (H-9) parallel liegt, so daß eine Abnahme des Stroms in der Leitung wegen eines anormalen überwachten Zustandes die Diode wegen einer Spannungsabnähme am Widerstand, die unter dem Schwellwert der Diode liegt, in den nicht-leuchtenden Zustand schaltet.

6. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die .inzeigeschaltung (18) ein grünes Licht ausstrahlende Diode (Lii)D-5) besitzt, die an der Leitung (20) liegt, und auf den im ersten Ladekreis fließenden Strom anspricht, um eine -jjizeige des normalen überwachten Zustandes zu erhalten, und ein rotes Licht ausstrahlende Diode (LEü-4-) besitzt, die an der Leitung (20) liegt und auf den zweiten Ladekreis gezogenen Strom anspricht, so daß eine .änderung des überwachten Zustandes die Rotlichtdiode (LED-4-) einschal-

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tet, was einen anormalen Zustand anzeigt, wahrend die grün leuchtende Diode (LKU-^) abgeschaltet ist.

7. imlage nach ^niipruch G, d. durch gekennzeichnet, daß die .anzeigeschaltung (18) ferner eine oclialtuny besitzt, axe im Lreis der ^rUn leuchtenden jJiode (Ltiu-^!j) liejrt und auf den btroiii in der Leitung (i-ü) aiiG] rieht, so dal: eine offene Leitung die; ^rün leuchtende Uiode abschaltet.

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