DE2944211A1 - Widerstands-steuerschaltung - Google Patents

Widerstands-steuerschaltung

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DE2944211A1 DE19792944211 DE2944211A DE2944211A1 DE 2944211 A1 DE2944211 A1 DE 2944211A1 DE 19792944211 DE19792944211 DE 19792944211 DE 2944211 A DE2944211 A DE 2944211A DE 2944211 A1 DE2944211 A1 DE 2944211A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei den bekannten Schaltungen dieser Art ist der Widerstand zum Enteisen der Fahrzeugheckscheibe über einen Anlasserschalter des Fahrzeugs und einen Steuerschalter hinter dem Anlasserschalter direkt mit der Spannungsqufelle des Fahrzeugs verbunden.
Derartige Steuerschaltungen können am Ende der Enteisung der Fahrzeugheckscheibe unnützerweise Leistung verbrauchen, wenn der Steuerschalter nicht betätigt wird, um den Widei— stand auszuschalten.
Außerdem kann die Leistung, die zum wirksamen und schnellen Enteisen der Scheibe notwendig ist, viel größer sein als die, die normalerweise für einen derartigen Verwendungszweck im Fahrzeug verfügbar ist, so daß unter bestimmter atmosphärischen Bedingungen die Zeit zum Enteisen zu lange ist, unter Berücksichtigung der Notwendigkeit, einen Widerstand zu verwenden, der eine Leistungsaufnahme hat, die geringer als die erwünschte ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsweise einer derartigen Schaltung im Hinblick auf die Leistungsaufnahme des Widerstandes zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch diese Schaltung werden die Nachteile der bekannten Schaltungen vermieden, bei denen die vom Widerstand aufgenommene Leistung niedriger als die erforderliche ist, insbesondere unter kritischen Bedingungen z.B. beim Anlassen des Motors, bei Stillstand und beim Zuschalten weiterer Lasten.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:
Figur 1 ein Schaltbild der Steuerschaltung,
Figur 2 ein Diagramm, aus dem eine zyklische Ein- und Ausschaltfolge des Widerstandes der Schaltung der Fig. 1 hervorgeht,
Figur 3 eine Abwandlung der Schaltung der Fig. 1,
Figur 4 ein Diagramm entsprechend Fig. 2 für die
Schaltung der Fig. 3,
Figur 5 ein Diagramm, aus dem die zeitweilige Einschaltung des Widerstandes bei den Schaltungen der Fig. 1 und 3 hervorgeht, und
Figur 6 eine Abwandlung der Fig. 3.
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Die in Fig. 1 gezeigte Steuerschaltung 10 besteht aus einem Arbeitskontakt 12 und drei Festkontakten 14, 16 und 18. Der Arbeitskontakt 12 ist zwischen einer gezeigten stabilen Öffnungsstellung, in der er mit Festkontakten 14 und 18 verbunden ist, und einer instabilen Schließstellung, in der er mit den Kontakten 16 und 18 verbunden ist und in der er in die stabile Schließstellung unter der Wirkung einer nicht gezeigten Rückholfeder zurückkehrt, beweglich.
Die Festkontakte 14 und 16 sind mit einer Spannungsquelle 20 eines Fahrzeugs verbunden. Die Spannungsquelle 20 ist außerdem über den Anlasserschalter 22 des Fahrzeugs mit dem einen Ende einer Erregerwicklung 24 eines Relais verbunden.
Das Relais 25 hat außerdem einen normalerweise offenen Arbeitskontakt 26 zur Verbindung der Spannungsquelle mit einem Widerstand 28 zum Enteisen der Heckscheibe des Fahrzeugs. Der Widerstand 28 ist parallel zu einer Anzeigelampe 30 im Fahrzeuginneren geschaltet.
Die Schaltung der Fig. 1 hat außerdem ein digitales Zeitglied, das mit dem einen Ende mit dem Festkontakt 18 des Schalters 10 und am anderen Ende, mit dem Ende der Erregerwicklung 24 verbunden ist, das zu dem Ende der Erregerwicklung 24 entgegengesetzt ist, das mit der Spannungsquelle 20 des Relais 2 5 verbunden ist. Das Zeitglied hat einen Versorgungskreis 32, dessen Eingang mit den Festkontakt 18 verbunden ist. Der Versorgungskreis 32 kann den übrigen Teilen des Zeitglieds nach Absolutwert und Filterung evtl. Störspannungen geeignete Spannungen liefern.
Der Speisekreis 32 ist mit dem Eingang eines Teiler-Zählers 34, den Eingängen eines digitalen Oszillators 36 und eines Null-Einstellkreises 38 verbunden, die beide mit dem Zähler 34 verbunden sind.
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Der Oszillator 36 kann ein Signal mit einer Frequenz abgeben, die als Bezugswert für den Zähler 34 dient. Der Zähler 34 teilt durch 256 und kann die Anzahl der Impulse des Oszillators 36 zählen.
Der letzte, höchstwertige Ausgang 40 des Zählers 34 ist mit den parallelgeschalteten Eingängen 42 eines logischer Glieds 44 verbunden. Der Ausgang 46 des logischen Glieds 44 ist über einen Widerstand 48 mit der Basis eines Transistors 50 verbunden, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor mit dem Ende der Erregerwicklung 24 verbunden ist, das zur Spannungsquelle 20 entgegengesetzt ist.
Der Null-Einstellkreis 38 hat einen Widerstand 52, einen Kondensator 54 und ein logisches Glied 56, die zum Versorgungskreis 52 in Reihe geschaltet sind. Die Eingänge 58 des logischen Glieds 56 sind zwischen den Widerstand 52 und den Kondensator 54 geschaltet, und sein Ausgang 60 ist mit dem Zähler 34 verbunden.
Die Arbeitsweise der Schaltung in Fig. 1 ist folgende: Ausgehend von einem Anfangszustand, in dem der Schalter 22 des Fahrzeugs geschlossen ist, entspricht der Anlaufstellung des Motors bzw. der Fahrtstellung, in der der Schalter 10 von der stabilen Öffnungsstellung in Fig. 1 in seine stabile Schließstellung gebracht wird, in der der Arbeitskontakt 12 mit den festen Kontakten 14, 18 verbunden ist. Beim Schließen werden der Speisekreis 32, der Oszillator 36, der Zähler 34 und der Null-Einstellkreis 38 von der Spannungsquelle 20 erregt. Dabei stellt der Nulleinstellkreis 38 den Zähler 34 über den Widerstand 52, den Kondensator 54 und das logische Glied 56 auf Null zurück, an dessen Eingängen 58 ein Signal "0" und an dessen Ausgang 60 ein Signal "1" erzeugt wird.
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Gleichzeitig beginnt der Oszillator 36 zu schwingen und der Zähler 34 die seinem Eingang vom Oszillator 36 zuge~ führten Impulse zu zählen. Im Anfangszustand ist der Ausgang des Zählers 34 auf "O" und damit der Ausgang 46 des logischen Glieds 44 auf "1". Der Transistor 50 ist gesättigt, d.h., sein Kollektor, der mit. der Erregerwicklung 24 verbunden ist, liegt auf Masse, so daß die Wicklung 24 erregt wird. Aufgrund dieser Erregung ist der Arbeitskontakt 26 des Relais 25 geschlossen, so daß der Widerstand 28 der Anzeigelampe 30 eingeschaltet ist.
Da der Zähler 34 durch 256 teilt, geht sein Ausgang 34 nach 128 Impulsen auf "1", der Ausgang 46 des logischen Glieds 44 auf "0" und die Wicklung 24 wird entregt, so daß der Arbeitskontakt 26 geöffnet und der Widerstand und die Anzeigelampe 30 ausgeschaltet vrerden. Nach weiteren 128 Impulsen kehrt der Ausgang 40 des Zählers 34 auf "0" zurück und das Relais 25 wird wieder erregt, so daß eine zyklische Ein- und Ausschaltfolge des Widerstands erzeugt wird, die der 128-fachen Bezugsperiode des Oszillators 36 entspricht. Dieser Zyklus dauert an, bis der Unterbrecher 10 in der stabilen, zuvor beschriebenen Schließstellung bliebt.
Wenn dagegen der Schalter 10 momentan in seine instabile Schließstellung gebracht wird, in der der bewegliche Kontakt 12 mit den Festkontakten 16 und 18 verbunden ist, wird das Zeitglied momentan gespeist und erregt die Wicklung 25. Nach der Rückkehr des Schalters 10 in die Öffnungsstellung erregt sich die Schaltung über eine mit dem Speisekreis 32 verbundene Diode 61 selbst. Am Ende der ersten Einschaltperiode des VJiderstands 28, deren Dauer der 128-fachen Bezugsperiode entspricht, wird das Relais 25 entregt und der Widerstand 28 ausgeschaltet.
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Die Ein- und Ausschaltzustände des Widerstands 28 in den beiden zuvor beschriebenen Fällen sind in den Fig. 2 und 5 gezeigt, in denen der obere Teil den Schließzustand des Schalters 10 in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, während der untere Teil den entsprechenden Ein- und Ausschaltzustand des Widerstands ebenfalls in Abhängigkeit von der Zeit darstellt. Im ersten Falle wird eine zyklische Ein- und Ausschaltfolge des Widerstands 28 mit gleicher Dauer erzeugt, während im zweiten Falle eine einzige Erregungsperiode des Widerstand 28 mit einer Dauer gleich der einer der Perioden der zyklischen Folge erzeugt wird.
Die Ausführungsform der Fig. 3 ist allgemein der Schaltung der Fig. 1 gleich und es werden nun unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen für gleiche und ähnliche Teile die Unterschiede beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform hat das Zeitglied außerdem einen logischen Speicher 62, der aus einem bistabilen Multivibrator besteht, dessen Ausgang 60 mit den Null-Einstellkreis 38 und mit dem Ausgang 40 des Zählers 34 verbunden ist. Der Ausgang 64 des Speichers 62 ist mit dem einen Eingang 66 eines logischen Glieds 68 verbunden, dessen zweiter Eingang 70 mit dem Ausgang 72 eines logischen Inverters 7 4 verbunden ist, dessen Eingang 76 mit dem letzten, höchstwertigen Ausgang 78 des Zählers 34 verbunden ist. Der Ausgang 80 des logischen Glieds 68 ist mit dem einen Eingang des logischen Glieds 74 verbunden, dessen zweiter Eingang wie in Fig. 1 mit dem Ausgang 40 des Zählers 34 verbunden ist.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung ist folgende: Der Anfangszustand, bei dem der Arbeitskontakt 12 des Schalters 10 mit den Festkontakten 14, 18 verbunden ist, der Zähler 34 auf Null zurückgestellt wird und der
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Oszillator 36 zu schwingen beginnt, ist dem der FIq. 1 gleich. Im Anfangszustand bewirkt die Null-Rückstellung des Kreises 38 das Signal "1" am Ausgang 64 des Speichers 62. Man erhält daher am Ausgang 80 des logischen Glieds 44 das Signal "1", so daß der Transistor 50 gesättigt und damit die Wicklung 24 des Relais 25 erregt, der Arbeitskontakt 26 geschlossen und der Widerstand 28 eingeschaltet wird. In dieser Phase bewirkt die Tatsache, daß nach 64, vom Zähler 34 gezählten Impulsen der Ausgang 78 des Kreises 34 auf "1" übergeht, keine Änderung am Ausgang 46 des logischen Glieds 44, da das logische Glied 68 durch das Signal "1" an seinem Eingang 66 gesperrt ist.
Nach 128 vom Zähler 34 gezählten Impulsen geht dessen Ausgang auf "1" über, so daß der Ausgang 46 des logischer Glieds 44 auf "0" übergeht und das Relais 25 entregt wird.
Das Signal "1" am Ausgang 40 des Zählers 34 bewirkt die Umschaltung des Zählers 62, der am Eingang 66 des logischen Glieds 68 das Signal "0" hervorruft. Auf diese Weise werden die Umschaltungen des Ausgangs 78 des Zählers 34 über das logische Glied 68 übertragen.
Bis der Ausgang 40 des Zählers 34 auf "1" ist, d.h. während 128 Impulsen, die der ersten Erregungsperiode des Relais 25 folgen, ist der Ausgang 46 des logischen Glieds 44 auf "0" und das Relais 35 wird daher nicht erregt.
Wenn der Zähler 34 256 Impulse gezählt hat, wird er auf Null zurückgestellt. Dies bedeutet, daß die an den beiden Eingängen des logischen Glieds 44 vorhandene Spannung "0" und die des Ausgangs 46 "1" ist, so daß das Relais 25 erregt wird.
Nach 64 Impulsen geht der Ausgang 78 des Zählers 34 auf "1" über und der Ausgang 80 des logischen Glieds 68 ebenfalls, der Ausgang 46 des logischen Glieds 44 auf "0" und
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das Relais 25 wird entregt. Man erhält auf diese Weise eine zweite Einschaltperiode des Widerstands 28, die dem 64-fachen der Grundpericde gleich ist.
Nach weiteren 64 Impulsen geht der Ausgang 40 des Zählers 34 auf "1" über, so daß das Rtlais 25 für die verbleihenden 128 Impulse des Oszillators 36 entregt bleibt. Auf diese Weise erhält man die zweite Einschaltperiode des Widerstands 28, die dem 192-fachen der Grundperiode gleich ist. Die zyklische Ein- und Ausschaltperiodenfolge des Widerstands 28 wiederholt sich , bis der Schalter 10 wieder geöffnet wird.
Die zyklische Ein- und Ausschaltperiodenfolge 28 ist im Diagramm der Fig. 4 gezeigt. In diesem Diagramm zeigt entsprechend Fig. 2 der obere Teil den geschlossenen Zustand des Schalters 10 ir Abhängigkeit von der Zeit, während der untere Teil die Ein- und Ausschaltperioden des Widerstands 28 ebenfalls in Abhängigkeit von der Zeit zeigt. Die erste Ein- und die erste Ausschaltperiode haben, wie zuvor beschrieben, eine Dauer gleich der der Perioden in Fig. 1 und 2, während die Dauer der der ersten Periode folgenden Einschaltperioden der halben ersten Periode und die Dauer der Ausschaltperioden nach der erster, gleich der 1,5-fachen Dauer der ersten Periode ist.
Wenn der Schalter 10 von seiner geöffneten Stellung in seine instabile geschlossene Stellung gebracht wird, in der der bewegliche Kontakt 12 mit den Kontakten 16 und 18 verbunden wird, wird eine sofortige Erregung der Wicklung 24 des Relais 25 bewirkt, und bei der Freigabe des Schalters 10 speist sich der Steuerkreis über die Diode selbst. Entsprechend Fig. 1 wird damit der Widerstand für eine Periode gleich 128 Impulsen des Oszillators 36 eingeschaltet und danach kontinuierlich ausgeschaltet.
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Die Ausführungsform der Fig. 6 unterscheidet sich von der der Fig. 3 dadurch, daß im Null-Einstellkreis 38a die Lage des Widerstands 52 und des Kondensators 54 umgekehrt ist, so daß das logische Glied 56 weggelassen v/erder kann.
Bei dieser Ausführungsform hat das Zeitglied außerdem einen Unterbrechungskreis 82 zur momentanen Unterbrechung der Erregung der Wicklung 24 des Relais 25 während der Einschaltung des Steuerkreises, wenn die Ausgangsspannung des Fahrzeuggenerators unter einem eingestellten Schwellwert liegt, d.h. beim Anlassen des Fahrzeugmotors. Her Unterbrechungskreis 82 kann dem Steuerkreis der Fig. 1 oder 3 zugeordnet sein.
Der Unterbrecherkreis 82 ist mit einer Kontrollampe 84 des Fahrzeuggenerators verbunden und hat zwei Widerstände 86, 88 und einen Kondensator 90, die über ein logisches Glied 92 und eine Diode 94 mit dem Eingang des logischen Glieds 44 verbunden sind.
Die Widerstände 86 und 88 bilden einen Teiler, durch den die Ausgangsspannung des Fahrzeuggenerators auf einen Wert unter dem eingestellten Schwellwert geteilt wird und das logische Glied 92 umschaltet, um den Eingang des logischen Glieds 44 auf "1" zu bringen, so daß die Wicklung 24 des Relais 2 5 entregt wird. Die Betätigung des Zeitglieds 82 unterbindet die zyklische Ein- und Ausschaltfolge des Widerstands 28, so daß, wenn die Größe der Spannunq des Generators über den vorbestimmten Schwellwert steigt, die Schaltung normal weiterarbeiten kann.
Die Entregung der Wicklung 24 tritt beim Anlassen des Motors auf, wenn der Generator nicht arbeitet und damit die erzeugte Spannung Null ist, d.h. im Falle einer anormalen Funktion des Generators, die einen Abfall der Spannung unter den eingestellten Schwellwert bewirkt.
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Der Kondensator 9 dient dazu, die jeweiligen Umschaltungen des Relais 2 5 zu vermeiden, wenn der Generator an seiner Kapazitätsgrenze arbeitet.
Die Diode 94 und der Widerstand 96 zwischen dem Ausgang des logischen Glieds 64 und dem entsprechenden Eingang des logischen Glieds 44 dienen dazu, Kurzschlüsse an den Ausgängen der logischen Glieder 68 und 92 zu vermeiden.
Es können auch zwei nicht gezeigte Prüfanschlüsse vorhanden sein, um die Genauigkeit der Grundperiode des Oszillators 36 und die richtige Arbeitsweise des Zählers 34 zu kontrollieren.
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Claims (9)

Freiligralhstraße 19 MJnI Ir·»« D Ll Buk·· " Postfach 11« Uipi.-ing. Π. Π. ΟαΠΓ PaL-Anw. Batzlw P.I,An· H«™.nn-Tr.„t^oh. Dlpl.-PhyS. Eduard BetZler Fernsprecher: 36 3011 51014 Dipl.-!ng. W. Herrmann-Trentepohl " " Telegrammanschrift: Telegrammanschrift: Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetopat München Telex 08229853 Telex 5215360 "I Bankkonten: Bayerische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AG Herne 7-520499 Postscheckkonto Dortmund 55868-467 "et.: MO 6734 In der Antwort bitte angeben Zuschritt bitte nach: München Abholfach Widerstands-Steuerschaltung Ansprüche
1. Schaltung zur Steuerung eines über einen Steuerschalter betätigbaren Widerstandes zum Enteisen der Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch ein Zeitglied zur Erzeugung einer zyklischen Folge von Ein- und Ausschaltvorgängen des Widerstandes (28) durch Schließen des Steuerschalters (10).
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltperiode des Widerstands (28) der zyklischen Folge gleich den Ausschaltperioden sind.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Einschaltperiode und die folgende Ausschaltperiode gleiche Dauer haben, während die folgenden Einschaltperioden eine geringere Dauer als die erste und die folgenden Ausschaltperioden eine größere als die erste Periode haben.
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4. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Relais (25) mit einer Erregerwicklung (24), deren eines Ende über einen Schalter (22) mit einer Spannungsquelle (20) verbunden ist, einen normalerweise offenen Kontakt (26) zur direkten Verbindung des Widerstands (28) durch Erregung der Wicklung (24) des Relais (25) mit der Spannungsquelle, und dadurch, daß das Zeitglied mit dem anderen Ende der Erregerwicklung
(24) verbunden ist, und daß der Steuerchalter (10) wenigstens eine stabile öffnungs- und eine stabile Schließstellung hat, in der das Zeitglied mit der Spannungsquelle (20) verbunden ist, um einen abwechselnden Erregungs- und Ehtregungszyklus der Relaiswicklung (24) zu bewirken.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied digital ausgebildet ist und einen Speisekreis (32) aufweist, der mit dem Steuerschalter (10) verbunden ist, einen digitalen Oszillator (36) , der mit dem Speisekreis (32) verbunden ist und ein Bezugsfreguenzsigral abgibt, einen Teiler/Zähler (34), der mit dem Ausgang des Oszillators (36) und des Speisekreises (32) verbunden ist und die Bezugsfrequenz teilt, wobei der Zähler (34) mehrere Ausgänge aufweist, einen logischen Inverter (44), der mit dem letzten, höchstwertigen Ausgang (40) des Zählers (34) verbunden ist und zyklisch die Erregung und Entregung der Relaiswicklung (25) in gleichen Zeitperioden steuert, und einen Null-Einstellkreis (38), der mit dem Zähler (34) verbunden ist und ihn am Beginn jeder zyklischen Erregungs- und Entregungsfolge der RelaiswiGkung (24) auf Null stellt.
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6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Zeitglied einen Rpeisekreis (32) aufweist, der mit dem Steuerschalter (10) verbunden ist, einer digitalen Oszillator (36) , der mit dem Speisekreis (32) verbunden ist und ein Bezugsfrequenzsignal erzeugt, einen Teiler/Zähler (34) , der mit dem Ausgang des Oszillators (36) und des Speisekreises (32) verbunden ist und die Bezugsfrequenz teilt, wobei der Zähler (34) mit mehreren Ausgängen versehen ist, einen logischen Speicher (62), der mit den letzten, höchstwertigen Ausgang (40) des Zählers (34) verbunden ist, logische Glieder (68, 74), die mit dem vorletzten Ausgang (78) des Zählers (34) und dem Ausgang (64) des Speichers (62) verbunden sind, einen logischen Inverter (44), der mit dem letzten Ausgang (40) des Zählers (34) und dem Ausgang (80) der logischen Glieder (68, 74) verbunden ist und den Erregungs- und Entregungszyklus der Relaiswicklung (24) steuert, wobei die erste Erregungs- und Entregungsperiode gleiche Dauer hat und die folgenden Erregungsperioden eine kleinere r>auer als die erste und die Entregungsperioden eine größere Dauer als die erste Periode haben, und einen Null-Einstellkreis (38), der mit dem Speicher (62) und dem Zähler (3 4) verbunden ist und diese beim Beginn jeder zyklischen Erregungs- und Entregungsfolge der Relaiswicklung auf Null stellt.
7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Dauer der Erregungsperioden nach der ersten Periode halb so groß wie deren Dauer und die Dauer der Entregungsperioden nach der ersten Periode das 1,5-fache der Dauer der ersten Periode beträgt.
8. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Steuerschalter eine instabile Schließstellung aufweist, und daß das Zeitglied mit den Schaltkontakt (26) des Relais (25) verbunden ist, um durch momentanes Schließen des Steuerschalters (10) in der
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instabilen Stellung die Relaiswicklung (24) für eine bestimmte Zeitperiode zu erregen und danach zu entregen.
9. Schaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Unterbrecherkreis (82) zur Erregung der Relaiswicklung (24), wenn die Ausgangsspannung des Fahrzeuggenerators einen bestimmten Schwellwert unterschreitet.
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