HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Lenkungssysteme mit elektrischer
Hilfskraft.
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Zu bisher bekannten Lenkungssystemen mit elektrischer Hilfskraft gehört
das in Figur 8 gezeigte (siehe beispielsweise ungeprüfte japanische
Gebrauchsmusterveröffentlichungen SHO 63-69671 und SHO 63-69672).
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Im Hinblick auf den für den Einbau verfügbaren Raum ist das gezeigte
elektrische Hilfskraftlenkungssystem aufgeteilt in eine Leistungseinhelt 10 mit
einer Treiberschaltung 11 für einen Elektromotor 1 (Motor-Treiberschaltung),
einer Treiberschaltung 12 für eine elektrische Kupplung 2
(Kupplungs-Treiberschaltung), einem Ausfallschutzrelais 13, etc., und eine Steuereinheit 20
mit einer Steuerschaltung 21, die eine CPU (Zentraleinheit) zum Empfangen
von Meßsignalen von einem Drehmomentsensor 3, einem
Geschwindigkeitssensor 4, etc. einschließt.
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Bei einem solchen elektrischen Hilfskraftlenkungssystem ist die
Steuereinheit 20 mit jeder Treiberschaltung der Leistungseinheit 10 durch eine
Übertragungsleitung L verbunden, über die zwei Arten von logischen
Steuersignalen, nämlich Ein- und Aussignale, von der Steuereinheit 20 an die
Leistungseinheit 10 gesendet werden, wodurch die Treiberschaltung der
Leistungseinheit 10 angesteuert wird.
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Das Hilfskraftlenkungssystem hat jedoch den Nachteil, daß, wenn ein
Leitungsbruch, Masseschluß, Fehlkontakt oder dergleichen in einer der
Übertragungsleitungen L auftritt, die entsprechende Treiberschaltung in der
Leistungseinheit 10 eine Fehlfunktion aufweist, was möglicherweise zu einer
gefährlichen Situation führt. Wenn beispielsweise die Übertragungsleitung L
für die Treiberschaltung 11 des Motors 1 unterbrochen ist und ein logisches
Steuersignal liefert, das ständig im "EIN"-Zustand festliegt, wird zu der
Lenkkraft des Fahrers eine unerwartete Hilfslenkkraft hinzugefügt, so daß eine
Gefahr entsteht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Lenkungssystem mit elektrischer Hilfskraft zu schaffen, das eine hohe Sicherheit
aufweist, um Gefahren auszuschließen, wenn eine Unterbrechung, ein
Masseschluß, ein Fehlkontakt oder dergleichen in der Übertragungsleitung auftritt.
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Das erfindungsgemäße Lenkungssystem mit elektrischer Hilfskraft umfaßt
eine im wesentlichen aus Treiberschaltungen für einen Elektromotor und
dergleichen bestehende Leistungseinheit und eine von der Leistungseinheit
getrennte und im wesentlichen aus einer Steuerschaltung zur Steuerung der
Treiberschaltungen bestehende Steuereinheit, welche Steuereinheit mit
jeder der Treiberschaltungen der Leistungseinheit durch eine
Übertragungsleitung verbunden ist, über die die Steuereinheit "EIN" oder "AUS"
repräsentierende logische Steuersignale an die Treiberschaltung übermitteln kann, um
dadurch die Treiberschaltung zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß das
System in der Steuereinheit vorgesehene erste Signalwandlermittel zum
Umwandeln eines "EIN" repräsentierenden logischen Steuersignals in ein
Impulssignal sowie in der Leistungseinheit vorgesehene zweite
Signalwandlermittel aufweist, die durch die Übertragungsleitung mit den ersten
Signalwandlermitteln verbunden sind, um ein logisches Steuersignal "EIN" zu
erzeugen, wenn das über die Übertragungsleitung eingegebene Signal das
Impulssignal ist, oder um ein logisches Steuersignal "AUS" zu erzeugen, wenn
das eingegebene Signal nicht das Impulssignal ist.
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Logische Steuersignale zur Ansteuerung der Treiberschaltungen werden
durch die ersten Signalwandlermittel der Steuereinheit so umgewandelt, daß
das Steuersignal, wenn es "EIN" repräsentiert, in ein Impulssignal
umgewandelt wird, das dann über die Übertragungsleitung an die zweiten
Signalwandlermittel der Leistungseinheit gesendet wird.
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Wenn das in die zweiten Signalwandlermittel eingegebene Signal ein
Impulssignal ist, so erzeugen die zweiten Signalwandlermittel ein logisches
Steuersignal "EIN". Wenn das in die zweiten Signalwandiermittel eingegebene
Signal nicht ein Impulssignal ist, erzeugen die zweiten Signalwandlermittel
ein logisches Steuersignal "AUS". Wenn ein Fehler wie etwa eine
Unterbrechung in der Übertragungsleitung auftritt, so ist das in die zweiten
Signalwandlermittel eingegebene Signal stets von dem Impulssignal
unterscheidbar, ungeachtet der Wellenform des Ausgangssignals der ersten
Signalwandlermittel, so daß die zweiten Signalwandlermittel ein logisches Steuersignal
"AUS" erzeugen. Dieses Ausgangssignal der zweiten Signalwandlermittel wird
an die vorgesehene Treiberschaltung übermittelt.
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Das erfindungsgemäße elektrische Hilfskraftlenkungssystem ist so ausgelegt,
daß, wenn eine Unterbrechung, ein Masseschluß, ein Fehlkontakt oder eine
ähnliche Abnormalität in der Übertragungsleitung auftritt, die die
Steuereinheit mit der Leistungseinheit verbindet, das entsprechende Ausgangssignal
der zweiten Signalwandlermittel ein logisches Steuersignal "AUS" wird, um
die betreffende Treiberschaltung der Leistungseinheit zu entregen. Dies
beseitigt die Gefahr, die aus dem Fehler in der Übertragungsleitung entstehen
könnte.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das schematisch den Aufbau einer
Übertragungsschaltung in einem erfindungsgemäßen
Lenkungssystem mit elektrischer Hilfskraft zeigt;
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Fig. 2 ist ein Schaltbild eines Beispiels der Übertragungsschaltung:
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Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm und zeigt Signale, die in der Schaltung
gemäß Figur 2 erzeugt werden;
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Fig. 4 ist ein Schaltbild eines weiteren Beispiels der
Übertragungsschaltung;
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Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm und zeigt Signale, die in der Schaltung
nach Figur 4 erzeugt werden;
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Fig. 6 ist ein Schaltbild eines Beispiels einer in der Leistungseinheit
vorgesehenen Ausfallschutzschaltung;
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Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm und zeigt Signale, die in der Schaltung
nach Figur 6 erzeugt werden, sowie die Arbeitsweise eines
Leistungstransistors und eines Ausfallschutzrelais;
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Fig. 8 ist ein Blockschaltbild des Gesamtaufbaus eines herkömmlichen
Lenkungssystems mit elektrischer Hilfskraft.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme
auf Figuren 1 bis 7 erläutert.
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Figur 1 zeigt eine Übertragungsschaltung zur Übertragung von Steuersignalen
von einer Steuereinheit 20 an Treiberschaltungen in einer Leistungseinheit
10. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf ein Beispiel, bei dem
Steuersignale an eine Leistungstransistor-Treiberschaltung übermittelt
werden, die in der Motor-Treiberschaltung 11 enthalten ist. Ein von einer
Steuerschaltung 21 erzeugtes Steuersignal a hat zwei logische Werte, nämlich
1 oder 0, von denen einer ein "ElN"-Befehl ist, um einen Leistungstransistor
leitend zu machen. Der andere logische Wert ist ein "AUS"-Befehl zum
Ausschalten des Leistungstransistors.
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Das Steuersignal a wird an eine erste Signalwandlerschaltung 22 übermittelt,
die in der Steuereinheit 20 vorgesehen ist und ein Bezugsimpulssignal b
empfängt. Wenn das Steuersignal a "EIN" repräsentiert, wird es durch die
Schaltung 22 auf der Basis des Bezugsimpulssignals b in ein Impulssignal
umgewandelt.
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Das durch die erste Signalwandlerschaltung 22 umgewandelte Signal c wird
über eine Übertragungsleitung L an eine zweite Signalwandlerschaltung 14 in
der Leistungseinheit 10 übermittelt. Die Schaltung 14 erzeugt ein "EIN"-
Steuersignal, wenn das Ausgangssignal das Impulssignal ist, oder ein "AUS"-
Steuerstgnal, wenn das Eingangssignal nicht das Impulssignal ist.
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Figur 2 zeigt ein detailliertes Beispiel der Übertragungsschaltung zur
Verwendung in dem Fall, daß das Steuersignal a einen "AUS"-Befehl zum Ausschalten
des Leistungstransistors bildet, wenn es einen logischen Wert 0 hat, und
einen "EIN"-Befehl zum Einschalten des Leistungstransistors bildet, wenn es
einen logischen Wert 1 hat.
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In der Steuereinheit 20 wird das Steuersignal a an eine der
Eingangsklemmen einer NAND-Schaltung 31 angelegt, und das Bezugsimpulssignal b liegt
an der anderen Eingangsklemme der Schaltung 31 an. Das Ausgangssignal c
der NAND-Schaltung 31 wird über einen Widerstand 32, eine Dioden-
Klemmschaltung 33, einen Widerstand 34 und die Ausgangsklemme PO der
Steuereinheit 20 an die Übertragungsleitung L übermittelt, durch die das
Signal an die Eingangsklemme PI der Leistungseinheit 10 weitergeleitet
wird.
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Das der Eingangsklemme PI der Leistungseinheit 10 zugeführte Signal c wird
über einen Widerstand 41 und eine Dioden-Klemmschaltung 42 an einen
ersten Inverter 43 übermittelt, durch den das Signal c invertiert wird. Das
Ausgangssignal d (= ) des ersten Inverters 43 wird einer Differenzierschaltung
44 zugeführt, die ihrerseits bei der ansteigenden Flanke des Signals d einen
positiven Triggerimpuls und bei der abfallenden Flanke des Signals d einen
negativen Triggerimpuls erzeugt. Das Ausgangssignal e der
Differenzierschaltung 44 wird an eine Gleichrichterdiode 45 übermittelt, die nur die positiven
Triggerimpulse ausgibt, die in dem Signal e enthalten sind.
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Das Ausgangssignal f der Gleichrichterdiode 45 liegt an einer
Lade-Entladeschaltung 46 an. Diese Schaltung 46 umfaßt einen Kondensator 48, dessen
eines Ende über einen Ladewiderstand 47 mit einer Spannungsversorgung
Vc verbunden ist und dessen anderes Ende geerdet ist, und einen
Schalttransistor 50, dessen Kollektor über einen Entladewiderstand 49 mit dem oben
erwähnten einen Ende des Kondensators 48 verbunden ist und dessen
Emitter geerdet ist. Das Signal f wird der Basis des Schalttransistors 50 zugeführt.
Wenn das Signal f den Pegel L hat, ist der Schalttransistor 50 gesperrt, so
daß der Kondensator 48 durch die Spannungsversorgung Vc aufgeladen wird.
Wenn das Signal f den Pegel H hat, ist der Transistor 50 leitend, mit dem
Ergebnis, daß der Kondensator 48 über den Entladewiderstand 49 und den
Transistor 50 entladen wird.
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Das Ausgangssignal g der Lade-Entlade-Schaltung 46 gelangt über einen
Widerstand 51 an einen zweiten Inverter 52 und wird dort invertiert. Das
Ausgangssignal
h (= ) des Inverters 52 wird der
Leistungstransistor-Treiberschaltung (nicht gezeigt) der Motor-Treiberschaltung 11 zugeführt.
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Figur 3 zeigt die in der Schaltung gemäß Figur 2 erzeugten Signale. Wenn das
Steuersignal a den logischen Wert 0 ("AUS"-Befehlssignal) hat, d.h., wenn das
Steuersignal a den Pegel L hat (Zeit t0 - t1), so hat das Ausgangssignal c der
NAND-Schaltung 31 den Pegel H. Folglich liegt der Ausgang d des ersten
Invertere 43 niedrig, und der Ausgang e der Differenzierschaltung 44 und der
Ausgang f der Gleichrichterdiode 55 bleiben auf Null. Da das Ausgangssignal f
der Diode 45 Null ist, ist der Schalttransistor 50 gesperrt, wobei der
Kondensator 48 der Lade-Entladeschaltung 46 aufgeladen wird, und die
Ausgangsspannung g der Lade-Entladeschaltung 46 wird gleich der
Versorgungsspannung Vc. Die Spannung Vc ist höher als die Schwellenspannung Vs des
zweiten Inverters 52, so daß das Ausgangssignal des zweiten Inverters 52
sich auf dem Pegel L befindet und somit einen "AUS"-Befehl liefert, wie das
Steuersignal a. Folglich wird der zu der Motor-Treiberschaltung 11
gehörende Leistungstransistor ausgeschaltet.
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Wenn das Steuersignal a zur Zeit t1 auf den Pegel H wechselt ("EIN"-Befehl),
so wird das Ausgangssignal c der NAND-Schaltung 31 ein Impulssignal, das
sich auf dem Pegel L befindet, wenn das Bezugsimpulssignal b den Pegel H
hat, und das sich auf dem Pegel H befindet, wenn das Bezugsimpulssignal b
den Pegel L hat. Der erste Inverter 43 liefert ein Ausgangs-Impulssignal d,
das dem invertierten Ausgangssignal c der NAND-Schaltung 31 entspricht.
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Die Differenzierschaltung 44 erzeugt beim Anstieg des von dem ersten
Inverter 43 ausgegebenen Impulssignals d einen positiven Triggerimpuls und beim
Abfall des Signals d einen negativen Triggerimpuls. Die Gleichrichterdiode 45
beseitigt die so erzeugten negativen Triggerimpulse.
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Bei Erzeugung des positiven Triggerimpulses durch die Gleichrichterdiode
45 ist der Schalttransistor 50 der Lade-Entladeschaltung 46 leitend, so daß
der Kondensator 48 entladen wird und die Ausgangsspannung g der
Schaltung 46 vorübergehend auf Null absinkt. Wenn die Ausgangsspannung
der Lade-Entladeschaltung 46 auf einen Wert unterhalb der
Schwellenspannung Vs des zweiten Inverters 52 absinkt (Zeitpunkt t2), so wechselt das
Ausgangssignal h des zweiten Inverters 52 auf den Pegel H. Wenn das
Ausgangssignal
f der Gleichrichterdiode 45 auf Null abfällt, so wird der
Schalttransistor 50 gesperrt, so daß sich der Kondensator 48 aufladen kann und die
Ausgangsspannung g der Lade-Entladeschaltung 46 allmählich ansteigt. Wenn
die Gleichrichterdiode 45 einen weiteren positiven Triggerimpuls liefert,
wird der Kondensator 48 entladen, und die Ausgangsspannung g der Lade-
Entladeschaltung 46 nimmt wieder auf Null ab. Mit dem Abfall des
Ausgangssignals f der Diode 45 auf Null wird der Kondensator 48 aufgeladen, so daß er
die Ausgangsspannung g der Schaltung 46 allmählich erhöht.
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Somit wird der Kondensator 48 der Lade-Entladeschaltung 46 wiederholt
entladen und aufgeladen, jedes Mal, wenn die Gleichrichterdiode 45 einen
positiven Triggerimpuls liefert, so daß das Ausgangssignal g der Lade-
Entladeschaltung 46 wiederholt verringert und erhöht wird. Die Periode des
Bezugsimpulssignals b und die Zeitkonstante der Lade-Entladeschaltung 46
sind so bestimmt, daß die Ausgangsspannung g der Schaltung 46 während
der Lade-Entladevorgänge nicht über die Schwellenspannung Vs des zweiten
Inverters 52 hinausgeht. Wenn das Steuersignal a auf den Pegel H ansteigt,
nimmt folglich auch das Ausgangssignal h des zweiten Inverters 52 den
hohen Pegel an, so daß der Leistungstransistor eingeschaltet wird.
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Wenn in der Übertragungsleitung L zur Zeit t3 eine Unterbrechung auftritt,
während das Steuersignal a den Pegel H hat ("EIN"-Befehl), so wechselt
unabhängig vom Spannungspegel des Bezugsimpulssignals b das Eingangssignal
des ersten Inverters 43 auf den Pegel L, mit dem Ergebnis, daß das
Ausgangssignal d des ersten Inverters 43 auf den Pegel H wechselt und auf
diesem Pegel bleibt.
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Falls eine Unterbrechung in der Übertragungsleitung L auftritt, wenn das
Ausgangssignal d des ersten Inverters 43 auf dem Pegel L ist, so ändert sich das
Ausgangssignal d des ersten Inverters 43 auf den Pegel H und bleibt auf
diesem Pegel. Beim Wechsel des Ausgangssignals d des ersten Inverters auf den
Pegel H (Zeitpunkt t3) erzeugt die Differenzierschaltung 44 einen positiven
Triggerimpuls, und die Gleichrichterdiode 45 gibt den positiven
Triggerimpuls aus. Nichtsdestoweniger bleibt das Ausgangssignal d des ersten
Inverters 43 nach dem Zeitpunkt t3 auf dem Pegel H, wenn die Unterbrechung in
der Übertragungsleitung L aufgetreten ist, so daß die Differenzierschaltung 44
und die Diode 45 danach keine Triggerimpulse liefern.
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Wenn die Gleichrichterdiode 45 zur Zeit t3 den positiven Triggerimpuls
liefert, so wird der Schalttransistor 50 leitend, und er entlädt den Kondensator
48 der Lade-Entladeschaltung 46, so daß die Ausgangsspannung g der Lade-
Entladeschaltung 46 vorübergehend auf Null abnimmt. Das Ausgangssignal der
Gleichrichterdiode 45 bleibt jedoch Null, da kein positiver Triggerimpuls
erzeugt wird, so daß der Transistor 50 danach ausgeschaltet wird, um den
Kondensator 48 aufzuladen. Folglich steigt die Ausgangsspannung g der Schaltung
46 auf den Pegel der Spannungsversorgung Vc, d.h., auf den stationären
Zustand an. Wenn die ansteigende Ausgangsspannung g der Schaltung 46 die
Schwellenspannung Vs des zweiten Inverters 52 überschreitet (Zeitpunkt
t4), so wechselt das Ausgangsstgnal h des zweiten Inverters 52 auf den Pegel
L ("AUS"-Befehl), so daß der Leistungstranslstor ausgeschaltet wird.
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Wenn eine Unterbrechung in der Übertragungsleitung L auftritt, während das
Steuersignal a den Pegel 0 hat ("AUS"-Befehl), so bleibt das Ausgangssignal d
des ersten Inverters 43 auf dem Pegel H. Das Ausgangssignal h des zweiten
Inverters 52 wechselt auf den Pegel L, so daß der Leistungstransistor
ausgeschaltet bleiben kann.
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Kurz gefaßt, wenn die Übertragungsleitung L der beschriebenen
Übertragungsschaltung keinen Fehler wie eine Unterbrechung, Masseschluß oder
Fehlkontakt aufweist, kann das Steuersignal a korrekt von der Steuereinheit
an die Leistungstransistor-Treiberschaltung der Motor-Treiberschaltung
11 in der Leistungseinheit 10 übermittelt werden, während, wenn ein
solcher Fehler in der Übertragungsleitung L auftritt, ein "AUS"-Befehl selbst
dann an die Leistungstransistor-Treiberschaltung ausgegeben werden kann,
wenn das Steuersignal a ein "EIN"-Befehl ist, ebenso wie wenn es ein "AUS"-
Befehl ist.
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Figur 4 zeigt eine Übertragungsschaltung, in der das Steuersignal a einen
"EIN"-Befehl zum Einschalten des Leistungstransistors bildet, wenn es einen
logischen Wert 0 hat, und einen "AUS"-Befehl zum Ausschalten des
Leistungstransistors bildet, wenn es einen logischen Wert 1 hat. Figur 5 zeigt die in
der Schaltung nach Figur 4 erzeugten Signale. In Figuren 2 und 4 sind
gleiche Bauteile, gleiche Signale oder Ausgänge mit gleichen Bezugszeichen oder
Symbolen bezeichnet. Die Übertragungsschaltung unterscheidet sich von der
Schaltung nach Figur 2 dadurch, daß anstelle der NAND-Schaltung 31 eine
NOR-Schaltung 31A verwendet wird.
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Wenn das Steuersignal a den logischen Wert 1 hat ("AUS"-Befehlssignal), d.h.,
wenn das Steuersignal a den Pegel H hat (Zeit t0 - t1), so hat das
Ausgangssignal c der NOR-Schaltung 31A den Pegel L. Folglich liegt der Ausgang des
ersten Inverters 43 hoch, und der Ausgang e der Differenzierschaltung 44
und der Ausgang f der Gleichrichterdiode 45 bleiben auf Null. Da das
Ausgangssignal f der Diode 45 Null ist, ist der Schalttransistor 50 gesperrt, und
der Kondensator 48 der Lade-Entladeschaltung 46 wird aufgeladen, und die
Ausgangsspannung g der Lade-Entladeschaltung 46 wird gleich der
Versorgungsspannung Vc. Die Spannung Vc ist höher als die Schwellenspannung Vs
des zweiten Inverters 52, so daß das Ausgangssignal h des zweiten Inverters
52 den Pegel L hat und somit einen "AUS"-Befehl in Übereinstimmung mit
dem Steuersignal a bildet. Folglich wird der zu der Motor-Treiberschaltung
11 gehörende Leistungstransistor ausgeschaltet.
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Wenn das Steuersignal a zur Zeit t1 auf den Pegel L geschaltet wird ("EIN"-
Befehl), so wird das Ausgangssignal c der NOR-Schaltung 31A ein
Impulssignal, das sich auf dem Pegel L befindet, wenn das Bezugsimpulssignal b den
Pegel H hat, und das sich auf dem Pegel H befindet, wenn das
Bezugsimpulssignal b den Pegel L hat. Der erste Inverter 43 liefert ein
Ausgangs-Impulssignal d, das dem invertierten Ausgangssignal c der NOR-Schaltung 31A
entspricht.
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Die Differenzierschaltung 44 liefert positive Triggerimpulse beim Anstieg des
von dem ersten Inverter 43 ausgegebenen Pulssignals d und einen negativen
Triggerimpuls beim Abfall des Signals d. Die Gleichrichterdiode 45 beseitigt
die so erzeugten negativen Triggerimpulse.
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Bei Erzeugung des positiven Triggerimpulses durch die Gleichrichterdiode
45 ist der Schalttransistor 50 der Lade-Entladeschaltung 46 leitend, so daß
der Kondensator 48 entladen wird und die Ausgangsspannung g der
Schaltung 46 vorübergehend auf Null absinkt. Wenn die Ausgangsspannung g der
Lade-Entladeschaltung 46 auf einen Wert unter der Schwellenspannung Vs
des zweiten Inverters 52 absinkt (Zeit t2,) so wechselt das Ausgangssignal h
des zweiten Inverters 52 auf den Pegel H. Wenn das Ausgangssignal f der
Gleichrichterdiode 45 auf Null abfällt, wird der Schalttransistor 50 gesperrt,
so daß sich der Kondensator 48 aufladen kann und die Ausgangsspannung g
der Lade-Entladeschaltung 46 allmählich ansteigt. Wenn die
Gleichrichterdiode 45 einen weiteren positiven Triggerimpuls liefert, wird der
Kondensator 48 entladen, und die Ausgangsspannung g der Lade-Entladeschaltung 46
nimmt wieder auf Null ab. Beim Abfall des Ausgangssignals f der Diode 45 auf
Null wird der Kondensator 48 aufgeladen, so daß die Ausgangsspannung g der
Schaltung 46 allmählich erhöht wird.
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Die Periode des Bezugsimpulssignals b und die Zeitkonstante der
Lade-Entladeschaltung 46 sind so bestimmt, daß die Ausgangsspannung g der Schaltung
46 während der Lade- und Entladevorgänge nicht über die
Schwellenspannung Vs des zweiten Inverters 52 hinausgeht. Wenn sich das Steuersignal a
auf dem Pegel L befindet, liegt folglich der Ausgang des zweiten Inverters 52
hoch, um den Leistungstransistor einzuschalten.
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Wenn zur Zeit t3 eine Unterbrechung in der Übertragungsleitung L auftritt,
während das Steuersignal a den Pegel L hat ("EIN"-Befehl), so wechselt das
Eingangssignal des ersten Inverters 43 ungeachtet des Spannungspegels des
Bezugsimpulssignals b auf den Pegel L, mit dem Ergebnis, daß sich das
Ausgangssignal d des ersten Inverters 43 auf den Pegel H ändert und auf diesem
Pegel bleibt.
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Falls eine Unterbrechung in der Übertragungsleitung L auftritt, wenn das
Ausgangssignal d des ersten Inverters 43 auf dem Pegel L ist, so ändert sich das
Ausgangssignal d des ersten Inverters 43 auf den Pegel H und bleibt auf
diesem Pegel. Bei der Änderung des Ausgangssignals d des ersten Inverters von
dem Pegel H (Zeitpunkt t3) erzeugt die Differenzierschaltung 34 einen
positiven Triggerimpuls, und die Gleichrichterdiode 45 gibt den positiven
Triggerimpuls aus. Nach der Zelt t3 bleibt jedoch das Ausgangssignal d des
ersten Inverters 43 auf dem Pegel H, wenn die Unterbrechung in der
Übertragungsleitung L aufgetreten ist, so daß die Differenzierschaltung 44 und die
Diode 45 danach keine Triggerimpulse ausgeben.
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Wenn die Gleichrichterdiode 45 zur Zeit t3 den positiven Triggerimpuls
ausgibt, ist der Schalttransistor 50 leitend, der Kondensator 48 der
Lade-Entladeschaltung 46 wird entladen, und die Ausgangsspannung g der
Lade-Entladeschaltung 46 sinkt vorübergehend auf Null ab. Das Ausgangssignal der
Gleichrichterdiode 45 bleibt jedoch Null, seit der positive Triggerimpuls
erzeugt wurde, so daß der Transistor 50 danach gesperrt wird, um den
Kondensator 48 aufzuladen. Folglich steigt die Ausgangsspannung g der Schaltung
46 auf den Pegel der Versorgungsspannung Vc, d.h., auf den stationären
Zustand an. Wenn die ansteigende Ausgangsspannung g der Schaltung 46 die
Schwellenspannung Vs des zweiten Inverters 52 überschreitet (Zeitpunkt
t4), wechselt das Ausgangssignal h des zweiten Inverters 52 auf den Pegel L,
so daß der Leistungstransistor ausgeschaltet wird.
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Wenn in der Übertragungsleitung L eine Unterbrechung auftritt, während das
Steuersignal a den Pegel H hat ("AUS"-Befehl), so bleibt das Ausgangssignal d
des ersten Inverters auf dem Pegel H, so daß das Ausgangssignal H des
zweiten Inverters 52 sich auf den Pegel L ändert und der Leistungstransistor
ausgeschaltet bleiben kann.
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Obgleich die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
Übertragungsschaltungen zur Übertragung von Steuersignaien von der Steuereinheit 20 zu der
Motor-Treiberschaltung 11 der Leistungseinheit 10 sind, ist die vorliegende
Erfindung selbstverständlich auch auf die Übertragungsschaltung zur
Übermittlung von Steuersignalen von der Steuereinheit 20 zu einer Kupplungs-
Treiberschaltung 12, einem Ausfallschutzrelais 13 oder dergleichen in der
Leistungseinheit 10 anwendbar.
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Das Ausfallschutzsignal wird üblicherweise von der Steuereinheit 20 an das
Ausfallschutzrelais 13 oder dergleichen in der Leistungseinheit 10
übermittelt. Um jedoch eine Fehlfunktion infolge eines Fehlers wie etwa einer
Unterbrechung in der Übertragungsleitung vollständig auszuschließen, ist es
wünschenswert, daß die Leistungseinheit mit einer Fehlerdiagnoseschaltung für
die Bauteile der Leistungseinheit 10 und einer Ausfallschutz-Steuerschaltung
versehen ist, so daß eine Ausfallschutz-Steuerung auch von der
Leistungseinheit allein durchgeführt werden kann.
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Figur 6 zeigt ein Beispiel einer Ausfallschutz-Steuerschaltung, die so
ausgelegt ist, daß eine Ausfallschutz-Steuerung auch von der Leistungseinheit allein
ausgeführt werden kann. Figur 7 zeigt die in der Schaltung nach Figur 6
erzeugten Signale. Eine Motor-Treiberschaltung 11 hat die Form einer
Brückenschaltung mit vier Leistungstransistoren 61,62,63 und 64. Die
Leistungstransistoren
61,64 werden für die Vorwärtsdrehung und die
Leistungstransistoren 62,63 für die Rückwärtsdrehung verwendet.
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Eine Fehlerdiagnosesteuerschaltung 72 für die Motor-Treiberschaltung 11,
die Kupplungs-Treiberschaltung 12 und dergleichen, liefert
Fehlererfassungssignale j1 - j4 an eine NAND-Schaltung 65. Die Fehlerdiagnoseschaltung
72 ist in der Leistungseinheit vorgesehen. Die Fehlererfassungssignale j&sub1; bis
j&sub4; haben normalerweise den Pegel H, wohingegen, wenn eines der
überprüften Bauteile ausfällt, sich das entsprechende Signal auf den Pegel L ändert.
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Wenn wenigstens eines der Fehlererfassungssignale j1 bis j4 abfällt, ändert
sich das Ausgangssignal k der NAND-Schaltung 65 auf den Pegel H, woraufhin
ein Ausfallschutz-Schalttransistor 66, der mit der Basis des stromabwärtigen
Vorwärtsdrehungs-Leistungstransistors 64 verbunden ist, und ein
Ausfallschutz-Schalttransistor 67, der mit der Basis des stromabwärtigen
Rockwärtsdrehungs-Leistungstransistors 63 verbunden ist, leitend gemacht
werden. Folglich werden die Leistungstransistoren 64 und 63 zwangsweise
gesperrt.
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Außerdem kehrt sich mit dem Wechsel des Ausgangssignals k der NAND-
Schaltung 65 auf den Pegel H das Ausgangssignal eines mit der
NAND-Schaltung 65 verbundenen Inverters 68 auf den Pegel L um, so daß die Ladung
eines Kondensators 70 in einer Lade-Entladeschaltung 69 abgeleitet wird.
Wenn das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 65 mindestens für ein
bestimmtes Zeitintervall Ta auf dem Pegel H bleibt, so wird die
Ausgangsspannung 1 der Lade-Entladeschaltung 69 kleiner als die Betriebsspannung Va
eines Schalttransistors 71 (Zeitpunkt t1), woraufhin der Transistor 71 gesperrt
wird, so daß das Ausfallschutzrelais 13 entregt und dessen Kontakt 13a
geöffnet wird. Folglich wird die Spannungszufuhr zu dem Motor 1 unterbrochen.
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Das Ausfallschutzrelais 13 wird nicht sofort entregt, wenn das Ausgangssignal
der NAND-Schaltung 65 sich auf den Pegel H ändert, sondern wird entregt,
nachdem der Ausgang der NAND-Schaltung mindestens für das bestimmte
Zeitintervall auf dem Pegel H geblieben ist, um eine Entregung des
Ausfallschutzrelais 13 infolge einer Fehlfunktion der Fehlerdiagnoseschaltung 72 zu
vermeiden.