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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Steuervorrichtung aus der DT-OS 2 350
958 bekannt, bei der ebenfalls das Steuersignal über zwei Schwellwertstufen zur
Lenkungsstellvorrichtung geführt ist. Die Betätigung der Lenkungsstellvorrichtung
erfolgt jedoch dadurch, daß sie im Brückenquerzweig einer aus vier elektronischen
Schaltern bestehenden Brückenschaltung geschaltet ist. Diese bekannte Anordnung
hat jedoch den Nachteil, daß bei großen Fahrzeugen ein erheblicher Strom für die
Lenkungsstellvorrichtung nötig ist und dadurch sehr teure Leistungstransistoren
benötigt werden. Darüber hinaus besteht der Nachteil, daß bei der Transistor-Brückenschaltung
die Stellvorrichtung beim Halt-Befehl mit einem Gegenstrom abgebremst wird. Dabei
muß in Kauf genommen werden, daß bei veränderlichem Widerstands- und Reibungsmoment
(z.B. Lenkmoment durch den Fahrer) der Motor entweder nicht vollständig abgebremst
wird oder aber in der Gegenrichtung anzulaufen beginnt, was sich regelungstechnisch
ungünstig auswirkt. Eine Kurzschlußbremsung würde einen zu großen Elektronikaufwand
erfordern.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchshat demgegenüber den Vorteil, daß
vier teure Leistungstransistoren durch zwei Relais ersetzt werden können. Dieser
Kostenvorteil tritt natürlich nur bei größeren Strömen ein. Darüber hinaus kann
durch die erfindungsgemäße Steuervorrichtung eine Kurzschlußbremsung der Lenkungsstellvorrichtung
ohne Zusatzaufwand erfoliesn
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten
Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Steuervorrichtung möglich.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 den Schaltungsaufbau eines Ausführungsbeispiels der Steuervorrichtung -und Fig.
2 ein Diagramm zur-Erläuterung der Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung.
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Beschreibung der Erfindung In dem in'Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist eine das Steuersignal führende Klemme 10 sowohl über eine erste Diode il mit
der Basis eines NPN-Transistors 12, wie auch über eine zweite Didde 13 mit der Basis
eines PNP-Transistors 14 verbunden. Die Basis des Transistors 12 ist über einen
Basisvorwiderstand 15 mit einer die Versorgungsspannung führenden Klemme 16 und
die Basis des Transistors 14 über einen Basisvorwiderstand 17 mit Masse verbunden.
Drei Widerstände 18, 19, 20 bilden einen Spannungsteiler zwischen der Klemme 16
und Masse, wobei der Verknüpfungspunkt zwischen den Widerständen 18, 19 mit dem
Emitter des Transistors 12 und der Verknüpfungspunkt zwischen den Widerständen 19,
20 mit dem Emitter des Transistors 14 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors
12 ist über einen aus zwei Widerständen 21, 36 bestehenden Spannungsteiler mit der
Klemme 16 verbunden. Der Abgriff des Spannungsteilers 21, 36 ist an die Basis eines
PNP-Transistors 24 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 14 ist über einen
aus zwei Widerständen 25, 26 bestehenden Spannungsteiler mit Masse verbunden. Der
Abgriff des Spannungsteilers 25, 26 ist an die Basis eines NPN-Transistors 27 angeschlossen.
Der Kollektor des Transistors 24 ist über die Magnetwicklung eines Relais 22 mit
Masse und
der Kollektor des Transistors 27 über die Magnetwicklung
eines Relais 23 mit der Klemme 16 verbunden. Dabei ist die Magnetwicklung des Relais
22 durch eine Freilaufdiode 28 und die Magnetwicklung des Relais 23 durch eine Freilaufdiode
29 überbrückt. Weiterhin sind die Kollektoren der Transistoren 24. und 27 über je
einen Rückkopplungswiderstand 30 und 31 mit jeweils der Basis der Transistoren 12
und 14 rückgekoppelt. Der Emitter des Transistors 27 ist mit Masse und der Emitter
des Transistors 24 mit der Klemme 16 verbunden. Zwischen die Stellglieder der beiden
Relais 22, 23 ist ein Stellmotor 32 geschaltet. Die Relais 22, 23 sind als Relais
mit Wechslerkontakt ausgebildet und können jeweils durch ihre Stellglieder den Stellmotor
32 sowohl mit Masse, wie auch mit der Klemme 16 verbinden. In ihrer Ruhestellung
verbinden beide Relais 22, 23 den Stellmotor 32 mit Masse. Beide Anschlüsse des
Stellmotors 32 sind über Freilaufdioden 33, 34 mit Masse verbunden. Ein Kondensator
35 überbrückt die positive Klemme 16 und Masse.
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Die Wirkungsweise des in Fig 1 dargestellten Ausführungsbeispiels
soll im Folgenden unter Zuhilfenahme des in Fig. 2 dargestellten Diagramms beschrieben
werden.
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Die Klemme 10 ist mit dem Ausgang eines bekannten, in der Zeichnung
nicht näher dargestellten Lenkreglers verbunden. Ein solcher Lenkregler addiert
die an seinen Eingängen liegenden Spannungen und bildet somit eine einer Regelabweichung
entsprechenden Spannung. Diesen Eingängen liegt z.B. der eingestellte Sollwert für
die Fahrzeugsteuerung an, der von einem Lenkrad erzeugt werden kann, und der Istwert,
der ein dem Lenkungsausschlag der Lenkung proportionales Signal dargestellt. Diesem
Lenkregler können in weiteren Eingängen von beliebigen weiteren Parametern abhängige
Signale zugeführt sein. Solche Parameter sind der Seitenwind, Fahrbahnunebenheiten
usw. Bei einer Seitenwindkompensation wird z.B. durch einen Meßwertaufnehmer die
Seitenwindkraft gemessen und ein dazu proportionales Signal dem Lenkregt \z$hr.+
b«ch wird z.B. bei Auftreten eines starken Seitenwinds. das Fahrzeug automatisch
gegengelenkt.
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Die Transistoren 12 und 14 sind als Schwelwertsture geschaltet. Überschreitet
das an der Klemme 10 anliegende Steuersignal eine bestimmte Spannung U1, so wird
der Transistor 12 stromleitend, und unterschreitet das an der Klemme 10 anliegende
Steuersignal eine bestimmte Spannung U2, so wird der Transistor 14 stromleitend.
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Durch den stromleitend gewordenen Transistor 12 wird der als Steuerschalter
eingesetzte Transistor 24 stromleitend. Dieser wiederum betätigt das Relais 22,
so daß dessen Stellglied den Stellmotor 32 mit der Klemme 16 verbindet. Es fließt
nun ein Steuerstrom durch den Stellmotor 32. Wird dagegen der Transistor 14 stromleitend,
so wird entsprechend das Relais 23 betätigt, und der Steuerstrom durch den Stellmotor
32 fließt in umgekehrter Richtung, so daß der Stellmotor'seine Drehrichtung ändert.
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Bewegt sich das Steuersignal an der Klemme 10 zwischen den Spannungen
U1 und U2, so dreht sich der Stellmotor nicht. Erst bei Überschreiten bzw. Unterschreiten
der Schwellspannungen Ul bzw. U2 dreht sich der Stellmotor 32 in die eine bzw. in
die andere Richtung.
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Die Rückkopplungswiderstände 30, 31 dienen der Mitkopplung, d.h.,
das Leitendwerden z.B. der Transistoren 12 und 24 erfolgt nicht allmählich, sondern
sehr rasch, so daß die Transistoren nur im Schaltbetrieb arbeiten und damit leistungsmäßig
möglichst wenig beansprucht werden. Durch die Mittkopplung entsteht eine Hysterese,
wie sie im Diagramm in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Hysterese hilft Regelschwingungen
zu vermeiden.
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Mit Hilfe der öffnerkontakte der Relais 22, 23 ist auf einfache Art
eine Kurzschlußbremsung des Stellmotors 32 möglich. Wenn die Steuerspannung an der
Klemme 10 zunächst größer als U1 ist, so dreht der Stellmotor 32 in eine bestimmte
Richtung. Sinkt das Steuersignal unter U1, so
verbinden beide Relais
22, 23 den Stellmotor 32 mit Masse.
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Der Stellmotor 32 ist somit kurzgeschlossen. Sind die Kontakte der
Relais 22, 33 unterschiedlich strombelastbar, wie es bei vielen handelsüblichen
Relais der Fall ist, dann werden zweckmäßigerweise die höher belastbaren Kontakte
mit Klemme 16 verbunden, weil beim Abschalten des Motors die höchste Belastung entsteht.
Die Freilaufdioden 33, 34 übernehmen den Motorstrom während der Kontakt-Umschaltphase.
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Die Zuleitung der Klemme 16 zu der Batterie kann, im Gegensatz zu
den übrigen Leitungen, nicht genügend kurz und damit induktivitätsarm ausgeführt
werden. Die Wirkung dieser Leitungsinduktivität kann zur Schonung der Relaiskontakte
mit der Kapazität des Kondensators 35 ungefähr kompensiert werden.
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Zur exakteren Schaltung kann vorzugsweise der transistorisierte Teil
der Schaltung mit einer stabilisierten Spannung versorgt werden, während der Leistungsteil
direkt, wie dargestellt, mit der die Versorgungsspannung führenden Klemme 16 verbunden
ist.