DE4129786C2 - Schaltungsanordnung zur batteriebetriebenen Anhängerschmierung für Nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur batteriebetriebenen Anhängerschmierung für Nutzfahrzeu­ ge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Schmierung von Anhängern von Nutzfahrzeugen soll während der Fahrt des Fahrzeuges durchgeführt werden, wobei die Spannungsversorgung für die Schmierung von der Batterie des Nutzfahrzeuges geliefert wird. Die Batterie des Nutzfahrzeuges ist jedoch nur bei bestimm­ ten Vorgängen, beispielsweise beim Betätigen der Brem­ se, beim Einschalten des Lichts und beim Betätigen des Blinkers mit dem Anhänger verbunden. Nach dem Stand der Technik erfolgt die Schmierung über eine Steuerung, die mit Spannung versorgt wird, wenn die Bremse betätigt wird. Dabei wird üblicherweise ein Kondensator verwen­ det, der die Spannung über einen bestimmten Zeitraum speichert. Es hat sich aber gezeigt, daß für lange Zeiträume, in denen die Bremse nicht betätigt wird, der Kondensator als Speicher nicht ausreicht, da er über die Steuerschaltung entladen wird.

Um diesen Nachteil zu begegnen, kann eine Batterie vor­ gesehen werden, die die Steuerschaltung ständig mit Spannung versorgt. In der Praxis haben sich aber auch hier Schwierigkeiten gezeigt, da bei der Verwendung einer Batterie in einem Anhänger verlangt wird, daß ihre Lebensdauer möglichst lang, nämlich länger als zwei Jahre ist, damit ihr Auswechseln in bestimmten Intervallen stattfinden kann, in denen der Anhänger zur allgemeinen Inspektion gebracht wird. Die lange Lebens­ dauer ist außerdem sehr wichtig, da die Überprüfung der Batteriespannung in der Praxis schwierig ist. Darüber hinaus muß die Kapazität der Batterie aus Kostengründen so klein wie möglich sein.

Diese Forderungen an die Batterie einer Schaltungsan­ ordnung zur Anhängerschmierung konnten aber im Stand der Technik bisher nicht ausreichend befriedigt wer­ den.

Aus der DE 37 11 673 A1 ist eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Schmierung von Nutzfahrzeugen bekannt, bei der die gesamte Schaltung, d. h. sowohl die zeit­ bildende Schaltung als auch die Steuerschaltung bei einem Bremsimpuls mit Spannung versorgt wird. Weiterhin ist aus "Seifart, Manfred, Digitale Schaltungen, VEB Verlag Technik, Berlin, 1988, S. 415-418", eine Treiber­ schaltung für den Schlafzustand von Mikroprozessoren bekannt, bei dem auf eine Batteriepufferung umgeschal­ tet wird, wenn die Betriebsspannung absinkt oder aus­ fällt. Dabei werden jedoch bestimmte Funktionen abge­ schaltet bzw. außer Kraft gesetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur batteriebetriebenen Anhänger­ schmierung für Nutzfahrzeuge zu schaffen, bei der die Batterie eine lange Lebensdauer bei kleiner Kapazität aufweist, wobei die Schaltungsanordnung kostengünstig sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Hauptanspruchs in Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.

Die Schaltungsanordnung weist eine zeitbildende Schal­ tung zur Vorgabe der kleinsten Pausenzeit zwischen zwei Vorgängen auf, wobei lediglich die zeitbildende Schal­ tung unabhängig von der Spannungsversorgung der Steuer­ schaltung durch die Batterie gespeist wird. Die restli­ che Steuerschaltung wird jedesmal, wenn die Bremse der Zugmaschine betätigt wird, an Spannung gelegt und akti­ viert. Es fließt kein Strom von der Batterie zur übri­ gen Steuerschaltung.

Die zeitbildende Schaltung ist in der C-MOS-Technik aufgebaut und ist als monostabiler Multivibrator ausge­ bildet, so daß der Zustand der abgelaufenen kleinsten Pausenzeit solange gespeichert bleibt, bis durch Betä­ tigung der Bremse eine Schmierung stattfindet. Durch die Speicherung des Zustandes nach Ablauf der Pausen­ zeit kann die sonst übliche und teuere Verwendung eines bistabilen Relais entfallen.

Bei der Dimensionierung der zeitgebenden Schaltung wur­ de besonderer Wert auf einen geringen Stromverbrauch gelegt. Der ihr zugeordnete Oszillator wird daher so aufgebaut, daß seine Widerstände hochohmig sind. Dar­ über hinaus wird nach Ablauf der kleinsten Pausenzeit der Oszillator der zeitbildenden Schaltung gestoppt, wodurch der Stromverbrauch weiter sinkt. Der Ausgang der zeitbildenden Schaltung wird durch einen MOS-FET Transistor an die übrige Steuerschaltung angeschlossen. Der zur Steuerung des Gates des MOS-FETs notwendige Strom kann vernachlässigt werden, da er nur einige Na­ noampere beträgt. Anstelle des MOS-FETs kann auch ein bipolarer Transistor verwendet werden. Auch in diesem Fall wird der Batterie kein Strom entnommen, sondern der zur Steuerung des Tran­ sistors notwendige Strom wird von der Spannungsver­ sorgung der übrigen Steuerschaltung geliefert.

Der Reset-Impuls für die zeitbildende Schaltung wird durch die übrige Steuerschaltung ausgelöst, wenn eine Schmierung eingeleitet wird. Der hierzu notwendige Strom wird dieser Steuerschaltung entnommen und bela­ stet nicht die Batterie.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaltungsgemäße Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltung und

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist die Schaltungsanordnung zur batteriebe­ triebenen Anhängerschmierung 1 über einen Eingang X1 mit dem Bremsschalter S1 und über einen Eingang X2 mit Masse verbunden. Die Eingänge X1, X2 sind an eine Spannungsversorgungsschaltung 2 angeschlossen, die, wie in Fig. 1 gezeigt, aus den Dioden V1, V2 den Kon­ densatoren C1, C2, C3, C11, den Widerständen R1, R2, R3, R4 und dem Power-On-Baustein D1 besteht. Der Po­ wer-On-Baustein D1 ist über einen Widerstand R5 mit einer als monostabilen Multivibrator ausgebildeten Zeitschaltung D2A zur Vorgabe der Länge des Schmier­ vorganges und mit einem Eingang einer Logikschaltung 3 verbunden. Die Logikschaltung besteht, wie aus der Zeichnung zur erkennen ist, aus vier NAND-Gattern D4A, D4B, D4C, D4D. Der Ausgang der Logikschaltung 3 ist an den Setzeingang der Zeitschaltung D2A ange­ schlossen, dessen Ausgang über eine Relais-Steuer­ schaltung 4 mit einem Relais K1 verbunden, das ein Schmierventil ansteuert.

Ein zweiter Eingang der Logikschaltung 3 ist über einen als MOS-FET Transistor V7 ausgebildeten elek­ tronischen Schalter und einen Widerstand R7 mit dem Ausgang X8 einer zeitgebenden Schaltung 5 für die Vorgabe der kleinsten Pausenzeit zwischen zwei Schmiervorgängen verbunden. Die zeitgebende Schaltung 5 weist einen monostabilen Multivibrator D3 mit einem zugeordneten Oszillator 6 auf, wobei der Oszillator 6 über eine Diode V10 mit dem Ausgang X8 der zeitgeben­ den Schaltung 5 verbunden ist. Die Spannungsversor­ gung für die zeitgebende Schaltung 5 erfolgt über eine Batterie G1, die als Lithium-Batterie ausgebil­ det ist. Die Widerstände R20, R21, R22 und R23 des Oszillators 6 sind hochohmig, damit der Stromver­ brauch der zeitbildenden Schaltung klein gehalten wird. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators D2A zur Bildung der Länge der Schmierzeit steuert über den Spannungsteiler R16, R17 einen Transistor V9, der wiederum über die Widerstände R14, R15 den Transistor V8 steuert, der mit dem Reset-Eingang der zeitgeben­ den Schaltung 5 verbunden ist.

Die übrigen Schaltelemente aus Fig. 1 werden nicht im einzelnen erläutert, da sie dem Fachmann geläufig sind. Es wird aber ausdrücklich auf die Zeichnung Bezug genommen.

Die Funktionsweise der Schaltung ist wie folgt. Die zeitbildende Schaltung 5 wird mit der Lithium-Batte­ rie G1 betrieben, deren Spannung 3,6 V beträgt. Die Batterie G1 speist nur die zeitbildende Schaltung, die somit ständig an Spannung liegt. Die übrigen Be­ standteile der Schaltung, d. h. die Logikschaltung 3, die Zeitschaltung für den Schmiervorgang D2A, die Steuerschaltung 4 und das Relais, werden nur dann an Spannung gelegt, wenn der Bremsschalter S1 betätigt wird und solange die Bremse betätigt bleibt, ist die Schaltung betriebsfähig.

In Fig. 1 ist der elektronische Schalter V7 ein MOS- FET Transistor, dessen Gate über den Widerstand R7 an den Ausgang X8 des Timers D3 angeschlossen ist. Die Batterie wird mit einem vernachlässigbaren Strom, der im Nanoamperebereich liegt, belastet. Nach Anschlie­ ßen der Batterie G1 beginnt der Timer D3 mit der Bil­ dung der Pausenzeit, wobei als Pausenzeit die Zeit bezeichnet wird, die mindestens zwischen zwei Schmiervorgängen vergeht. Während die Pause läuft, liegt am Ausgang X8 des Timers D3 High-Potential. Die Drain-Source-Strecke des MOS-FETs bleibt leitend, so daß der eine Eingang des Gatters D4A auf Low liegt.

Wenn die Bremse betätigt wird, wird über die Wider­ stände R2, R3 und die Diode V2 die für den Betrieb der Steuerschaltung notwendige Spannung von 5,6 V erzeugt. An diese Spannung ist der Power-On-Baustein D1 angeschlossen. Dieser erzeugt einen Reset-Impuls, der über den Widerstand R5 auf den Low-aktiven Ein­ gang der als monostabilen Multivibrator ausgebildeten Zeitschaltung D2A wirkt, solange, bis die Betriebs­ spannung erreicht wird. Damit wird das Monoflop D2A sicher zurückgesetzt und das Relais K1 bleibt abge­ fallen. Solange der Power-On-Reset auf Low liegt, ist das NAND-Gatter D4A der Logikschaltung 3, das mit dem nachfolgenden NAND-Gatter D4B eine logische UND-Ver­ knüpfung bildet, gesperrt. Dadurch kann vor dem Ende des Einschaltvorgangs kein Impuls durch diese UND- Verknüpfung gelangen. Am Ende des Einschaltvorgangs geht der Power-On-Impuls auf High, wobei dieses Po­ tential auch auf dem Eingang des Gatters D4A liegt. Dadurch wird der Weg für das Einleiten einer Schmie­ rung freigegeben. Dieser Vorgang der Freigabe wird jedesmal durchgeführt, wenn die Bremse betätigt wird.

Ob eine Schmierung wirklich durchgeführt wird oder nicht, hängt, nachdem die Freigabe durch den Power- On-Baustein erfolgt ist, von der zeitbildenden Schal­ tung 5 ab. Ist die Mindestpausenzeit noch nicht abge­ laufen, so ist der Transistor V7 leitend und der zw­ eite Eingang der Logikschaltung 3 liegt auf Low. Da­ her werden die an dem anderen Eingang liegenden Im­ pulse gesperrt. Ist aber die Pause beendet, so liegen beide Eingänge des Gatters D4A auf High. Dieses High- Potential erscheint auch am Ausgang von D4B und nach einer kleinen Verzögerung durch den Widerstand R8 und den Kondensator C5 gelangt es über die Gatter D4C und D4D an den Setzeingang des monostabilen Multivibrat­ ors D2A. Dieser wird gesetzt und sein Ausgang geht auf High, wodurch über die Diode V4 und den Wider­ stand R9 der Transistor V5 schaltet und das Relais K1 zum Anziehen bringt. Die von dem Monoflop D2A vorge­ gebene Zeit stellt die Schmierzeit dar und beträgt 100 ms.

Gleichzeitig mit dem Anziehen des Relais K1 wird durch das High-Potential am Ausgang des Monoflops D2A ein Reset-Impuls für die zeitbildende Schaltung 5 erzeugt. Über den Widerstand R16, den Transistors V9, die Widerstände R15, R14 wird der Transistors V8 lei­ tend gesteuert, wodurch die am Emitter des Transistors liegende Spannung von 5,6 V durchgeschal­ tet wird und über den Eingang X9 und die Widerstände R18 und R19 gelangt ein Reset-Impuls an den Master- Reset-Eingang des Timers D3. Der Timer wird zurückge­ setzt, wodurch der Ausgang X8 auf High geht und in diesem Zustand verbleibt, bis die Pausenzeit wieder abgelaufen ist. Die Pausenzeitzählung beginnt nach dem Ende des 100 ms langen Schmierimpulses.

Der Timer D3 ist als monostabiler Multivibrator ge­ schaltet, wodurch der Ausgang X8 am Ende der Pause auf Low bleibt, bis dieser Zustand von der übrigen Steuerschaltung beim Betätigen der Bremse ausgewertet wird, d. h. der Zustand des Endes der Pause bleibt gespeichert.

Am Ende der Pausenzeit wird über die Diode V10 der Oszillator 6 angehalten, wodurch der Stromverbrauch reduziert wird. In Fig. 2 ist der elektronische Schalter als bipolarer Transistor ausgebildet, der seinen Basisstrom nicht von der Batterie G1, sondern aus der übrigen Steuerschaltung zieht. Auch in diesem Fall liegt der Ausgang X8 des Timers D3 während der Pause auf High-Potential. Die Diode V11 verhindert einen Strom von der Batterie G1 zur Basis des Transi­ stors V7. Der bipolare Transistor wird jedesmal über den Widerstand R7 leitend, wenn die Bremse betätigt wird und schaltet den Eingang des Gatters D4A an Low- Potential. Am Ende der Pause wechselt der Ausgang X8 des Timers D3 auf Low und über die Diode V11 sperrt der bipolare Transistor. Damit kann wieder eine Schmierung stattfinden. Die Diode V12 dient zur si­ cheren Sperrung des Transistors V7.

Claims (11)

1. Schaltungsanordnung zur batteriebetriebenen An­ hängerschmierung für Nutzfahrzeuge, bei der die Schmierung abhängig von dem Betätigen der Bremse durchgeführt wird, mit einer Steuerschaltung für den Schmiervorgang, die eine Zeitschaltung zur Bestimmung der Länge des Schmiervorganges auf­ weist, und mit einer zeitbildenden Schaltung zur Vorgabe der kleinsten Pausenzeiten zwischen zwei Schmiervorgängen, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitbildende Schaltung (5) unabhängig von der Spannungsversorgung der Steuerschaltung (2, 3, 4) mit einer Batterie (G1) versorgt wird, während die Steuerschaltung (2, 3, 4) an Span­ nung gelegt wird, wenn die Bremse (S1) der Zug­ maschine betätigt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitbildende Schaltung (5) einen Oszillator (6) aufweist, der nach Ab­ lauf der von der zeitbildenden Schaltung vorge­ gebenen kleinsten Pausenzeit angehalten wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R20 bis R23) des Oszillators (6) der zeitgebenden Schal­ tung (5) hochohmig sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitge­ bende Schaltung (5) als monostabiler Multivi­ brator ausgebildet ist, der nach Ablauf der Pau­ senzeit seinen Ausgangszustand ändert und diesen beibehält, bis ein Reset-Impuls kommt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (G1) als Lithium-Batterie ausgebildet ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektro­ nischer Schalter (V7) vorgesehen ist, der mit der zeitgebenden Schaltung (5) verbunden ist und von dieser derart gesteuert wird, daß sich sein Schaltzustand ändert, wenn die kleinste Pausen­ zeit abgelaufen ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (V7) mit einer Logikschaltung (3) verbunden ist, an der außerdem ein Impulsgenerator (D1) liegt, der einen Impuls liefert, wenn die Bremse betä­ tigt wird und die Spannungsversorgung für die übrige Steuerschaltung den notwendigen Spannungswert erreicht.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Logikschal­ tung mit dem Setzeingang der Zeitschaltung (D2A) für die Länge der Schmierung verbunden ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Zeitschaltung (D2A) den Reset-Impuls für die zeitgebende Schaltung (5) auslöst, durch den der Beginn der kleinsten Pausenzeit bestimmt wird.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektro­ nische Schalter als MOS-FET ausgebildet ist.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektro­ nische Schalter (V7) als bipolarer Transistor ausgebildet ist, wobei zwischen Basis des Tran­ sistors (V7) und Ausgang (X8) der zeitbildenden Schaltung (5) eine Diode (V11) geschaltet ist.