DE10042903A1 - Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe - Google Patents

Abstract

Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Fahrzeuglampe, aufweisend DOLLAR A eine Lampenansteuerungseinrichtung zum Ansteuern der Lampe, einen Steuerungssignal-Generator zum Erzeugen eines gepulsten Steuerungssignals, welches Pulse mit einem derartigen Tastverhältnis aufweist, dass der Leistungsverbrauch der Lampe mit dem Sollwert der Lampe übereinstimmt, und eine Ansteuerungssteuereinrichtung, um die Lampenansteuerungseinrichtung entsprechend dem gepulsten Steuerungssignal ein-/auszuschalten, DOLLAR A wobei der Steuerungssignal-Generator ein zusätzliches Steuerungssignal erzeugt, welches bewirkt, dass die Ansteuerungssteuereinrichtung die Lampenansteuerungseinrichtung derart steuert, dass ein zu der Lampe fließender Strom durch die Lampenansteuerungseinrichtung für eine bestimmte Zeitdauer begrenzt wird, bis ein Spitzenstrom zu einem Zeitpunkt des Anschaltens der Lampenansteuerungseinrichtung gleich oder kleiner wird als ein erlaubter Wert vor dem gepulsten Steuerungssignal bei Beginn des Einschaltens der Lampe.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Fahrzeuglampe, insbesondere eine solche Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe, bei der die Lampe durch die Verwendung einer Batterie-Spannungsquelle leuchtet, welche eine Spannung aufweist, die höher ist als die von der Lampe benötigte Spannung.

Eine Batterie mit einer Spannung von 12 Volt ("V") wird üblicherweise als vom Fahrzeug mitgeführte Batterie- Spannungsquelle verwendet. Da es jedoch eine Mehrzahl von in Fahrzeugen verwendeten Vorrichtungen gibt, welche für einen effektiven Betrieb eine Spannung höher als 12 V benötigen, und da außerdem eine höhere Spannung dünnere Stromzuleitungen erlaubt, wurde in jüngster Zeit damit begonnen, eine Hochspannungsregelung einer Spannungsquelle zu entwickeln.

Es gibt jedoch elektrische Lasten, welche schwer mit einer höheren Spannung betrieben werden können. Eine dieser elektrischen Lasten ist eine Lampe. Im Falle einer Lampe vergrößert sich die Leistungsaufnahme aufgrund eines Stromanstiegs, wenn eine Batterie-Spannungsquelle mit einer höheren Spannung verwendet wird. Außerdem würde, hervorgerufen durch die Erzeugung von Hitze, eine Zerstörung oder ein Zerschmelzen eines Glühfadens der Lampen erfolgen.

So steigt z. B. der Energieverbrauch an, wenn die Spannung einer Batterie-Spannungsquelle für eine Lampe um einen Faktor 3 erhöht wird und der Widerstandwert der Lampe weniger als 9mal so groß ist. Ein Glühfaden sollte verlängert werden, um den Widerstandswert um einen Faktor 9 zu vergrößern, was wiederum eine bestimmte Form des Glühfadens erfordert, so dass die Form des Reflektors verändert werden muss. Somit ist es nicht einfach, eine Lampe herzustellen, die für eine höhere Spannung geeignet ist.

Deshalb wurde auch schon darüber nachgedacht, eine Mehrzahl von Batterie-Spannungsquellen einschließlich einer üblicherweise verwendeten 12 V Batterie-Spannungsquelle mitzuführen, um so eine üblicherweise verwendete 12 V Lampe einzusetzen. In einem solchen Fall ist jedoch ebenso eine Spannungserhöhungs- Einrichtung oder eine Spannungserniedrigungs-Einrichtung für eine mit einem Wechselstromgenerator erzeugte Wechselspannung erforderlich. Daher wird ein Ansteuern einer üblicherweise verwendeten 12 V Lampe mittels einer Batterie-Spannungsquelle entwickelt, die eine höhere Spannung aufweist.

Die japanische Patentoffenlegung Nr. 5-168164 offenbart eine Steuerungsvorrichtung für eine Lampe (Fig. 5), bei der eine Batterie-Spannungsquelle mit einer effektiven Spannung von 42 V an eine Lampe angeschlossen wird, die eine erforderliche Spannung von 12 V aufweist.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird eine Batterie-Spannungsquelle (nicht dargestellt) mit der effektiven Spannung von 42 V über einen Feldeffekttransistor (FET) 28 an die Lampe 27 angeschlossen. Das Ansteuern des FET 28 erfolgt über einen Widerstand R2, einen Transistor 29-1, und einen Widerstand R3, der an ein gepulstes Steuerungssignal angeschlossen ist, welches von einem Steuerungssignal-Generator 25(a) erzeugt wurde. Die Periode der Pulse, die das gepulste Steuerungssignal bilden, ist auf eine zeitliche Periode eingestellt, welche ein Erkennen des Ein- und Ausschaltens der Lampe 27 nicht erlaubt.

Der Steuerungssignal-Generator 25(a) beobachtet den Zustand eines Schalters 26, welcher mit einem Eingangsanschluss 21 zum Einschalten der an einem Fahrzeugschaltpult eingerichteten Lampe angeschlossen ist, und erzeugt und gibt das gepulste Steuerungssignal von einem Ausgabeanschluss 22(a) aus, wenn der Schalter 26 geschlossen ist.

Das oben beschriebene gepulste Steuerungssignal wird derart ausgegeben, dass das Tastverhältnis (duty factor) das gleiche ist, wie wenn die Lampe 27 mit gewöhnlichen 12 V betrieben wird. Die Batterie-Spannungsquelle mit einer effektiven Spannung von 42 V legt an die Lampe 27 eine Spannung von 36 V an. Damit wird eine 3mal so große Spannung wie die gewöhnlichen 12 V an die Lampe angelegt.

In diesem Fall wird der Energieverbrauch der Lampe 27 9mal so groß. Dann wird, wie aus Fig. 6 ersichtlich, ein Tastverhältnis t1/t2 auf 1/9 gestellt, um die Zeitdauer eines Stromes durch die Lampe 27 zu verkürzen und um den Energieverbrauch genauso einzustellen, wie wenn die Lampe 27 mit 12 V betrieben wird.

Zu den Zeiten, wenn das Ausgabesignal von dem Ausgabeanschluss 22(a) logisch hoch (High) ist, fließt ein Strom durch den Widerstand R4 und es wird eine Spannung zwischen Basis und Kollektor des Transistors 29-1 erzeugt. Dementsprechend gerät der Transistor 29-1 in einen durchgeschaltenen Zustand, weil der Widerstandswert zwischen Basis und Emitter des Transistors 29-1 kleiner wird im Vergleich mit einem Widerstandswert zu Zeiten, wenn das Ausgabesignal von dem Ausgabeanschluss 22(a) logisch niedrig (Low) ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der FET 28 durchgeschalten, weil über einen Spannungsabfall wegen eines durch den Widerstand R1 fließenden Stromes eine Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 erzeugt wird. Damit fließt ein Strom durch die Lampe 27, welche mit dem Drain des FET 28 verbunden ist.

Zu Zeiten, wenn das Ausgabesignal von dem Ausgabeanschluss 22(a) logisch niedrig ist, gerät der Transistor 29-1 in einen gesperrten Zustand, weil der Widerstandswert zwischen Basis und Emitter des Transistors 29-1 derart groß wird, dass der Widerstand R1 vernachlässigt werden kann. Zu diesen Zeiten wird kein Spannungsabfall erzeugt, weil kein Strom durch den Widerstand R1 fließt. Weil keine Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 erzeugt wird, gerät der FET 28 demzufolge in einen gesperrten Zustand und es fließt kein Strom durch die Lampe 27.

Mit der oben beschriebenen Vorrichtung ist der Energieverbrauch der Lampe 27 der gleiche wie bei dem Fall einer 12 V Batterie- Spannungsquelle, weil die Lampe 27 nur elektrischen Strom verbraucht, wenn der FET 28 durchgeschalten ist. Der Effektivwert des Stroms, welcher durch eine Leitung fließt, um die Spannung an den FET 28 anzulegen, kann reduziert werden.

Wie aus der in Fig. 5 dargestellte Kurve ersichtlich, fließt jedoch, unmittelbar nachdem die Spannung an die Lampe 27 angelegt ist, plötzlich ein Strom, der den Sollstrom der Lampe 27 übersteigt, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Lampe 27 führt. Der Strom, der den Sollstrom übersteigt, wird Spitzenstrom genannt.

Bei niedriger Temperatur ist der Widerstandswert der Lampe 27 sehr klein, und daher fließt der Spitzenstrom unmittelbar nachdem die Spannung an die Lampe 27 angelegt wurde. Mit der Erzeugung der Hitze durch die Lampe 27 steigt der Widerstandwert der Lampe 27 an, welcher den durch die Lampe 27 fließenden Strom verringert.

Mit dem Abschalten des Stroms durch die Lampe 27, hört die Lampe 27 auf, Hitze zu erzeugen, und die Temperatur sinkt, was wiederum den Widerstandswert der Lampe 27 senkt. Wenn die Spannung wieder in der oben beschriebenen Abfolge an die Lampe 27 angelegt wird, fließt wieder der Spitzenstrom durch die Lampe 27. Da jedoch die Temperatur der Lampe 27 insgesamt ansteigt, sinkt der Wert des Spitzenstromes.

Fig. 6 ist ein Verlaufsdiagramm, das die Einzelheiten des Betriebs der Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe gemäß dem Stand der Technik zeigt. Beim Schließen des Schalters 26 erkennt der Steuerungssignal-Generator 25(a) eine Spannung an dem Eingabeanschluss 21 und gibt am Ausgabeanschluss 22(a) das gepulste Steuerungssignal aus. Das gepulste Steuerungssignal wird solange ausgegeben, bis die Spannung an dem Eingabeanschluss 21 nicht mehr erkannt wird.

Bei Beginn des Stromflusses durch die Lampe 27 fließt der Spitzenstrom 31 wie in Fig. 6 dargestellt. Der Spitzenstrom 31 fließt wiederholt zu den Zeiten durch die Lampe 27, zu denen das gepulste Steuerungssignal von dem Steuerungssignal- Generator 25(a) mit einem logisch hohen Pegel ausgegeben wird, bis die Temperatur des Glühfadens der Lampe 27 genug ansteigt.

Weil der Spitzenstrom 31 proportional zu der an die Lampe 27 angelegten Spannung ist, ist der Spitzenstrom um so größer, je höher die Spannung der Batterie-Spannungsquelle ist. Die Lebensdauer der Lampe 27 wird durch den wiederholten großen Spitzenstrom 31 verkürzt.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fahrzeuglampen- Steuerungsvorrichtung zu schaffen, bei der die Lampe aus einer Batterie-Spannungsquelle gespeist wird, die eine höhere Spannung als die Sollspannung der Lampe aufweist. Die Lampe wird mit einem gepulsten Signal mit einem derartigen Tastverhältnis angesteuert, dass der Energieverbrauch der Lampe einen Sollwert erreicht und eine Zerstörung der Lampe verhindert wird, indem das Auftreten des durch die Lampe fließenden Spitzenstroms gesteuert wird.

Gemäß der Erfindung ist eine in Fig. 1 dargestellte Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe vorgesehen, welche aufweist:
eine Lampenansteuerungseinrichtung 3, um eine Lampe 27 anzusteuern;
einen Steuerungssignal-Generator 5, um ein gepulstes Steuerungssignal zu erzeugen, welches ein gepulstes Signal mit einem derartigen Tastverhältnis aufweist, dass der Energieverbrauch der Lampe 27 an den Sollwert der Lampe angepasst wird; und
eine Ansteuerungssteuereinrichtung 4 zum Ein-/Ausschalten der Lampenansteuerungseinrichtung 3 entsprechend dem gepulsten Steuerungssignal, wobei der Steuerungssignal-Generator 5 ein zusätzliches Steuerungssignal erzeugt, durch dass die Lampenansteuerungseinrichtung 3 mittels der Ansteuerungssteuereinrichtung 4 gesteuert wird, dass der zu der Lampe 27 fließende Strom durch die Lampenansteuerungseinrichtung 3 für eine bestimmte Zeitdauer derart begrenzt wird, bis vor dem gepulsten Steuerungssignal beim Beginn des Einschaltens der Lampe 27 ein Spitzenstrom zu einem Zeitpunkt des Durchschaltens der Lampenansteuerungseinrichtung 3 kleiner/gleich dem erlaubten Wert wird.

Mit der oben beschriebenen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe kann die Lampe 27 unter Verwendung einer Batterie-Spannungsquelle 2 ohne Zerstörung der Lampe eingeschalten werden, wobei die Batterie-Spannungsquelle 2 eine höhere Spannung als die von der Lampe verlangte Spannung aufweist. Da der durch die Lampe 27 fließende Strom durch die Ansteuerungseinheit für eine bestimmte Zeitdauer mittels des von dem Steuerungssignal-Generator 5 erzeugten zusätzlichen Steuerungssignal begrenzt wird, kann vor dem gepulsten Steuerungssignal zu Beginn des Einschaltens der Lampe 27 der durch die Lampe fließende Spitzenstrom bei Beginn des Einschaltens begrenzt werden, wodurch eine Zerstörung der Lampe verhindert wird.

Vorzugsweise ist das zusätzliche Steuerungssignal aus einem gepulsten Signal, welches bei Beginn des Einschaltens der Lampe 27 vor der Erzeugung des gepulsten Steuerungssignals erzeugt wird, wobei das gepulste Signal bewirkt, dass die Ansteuerungssteuereinrichtung 4 die Lampenansteuerungseinrichtung 3 steuert, und der durch die Lampe 27 fließende Strom durch die Lampenansteuerungseinrichtung 3 während der Dauer des gepulsten Signals ständig begrenzt wird.

Mittels der oben beschriebenen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe kann der zu Beginn des Ansteuerns fließende Spitzenstrom mittels des einfachen zusätzlichen Steuersignals begrenzt werden, weil ein durch die Lampe 27 fließender Strom durch die Lampenansteuerungseinrichtung 3 mittels des zusätzlichen Steuerungssignals, welches vor dem Auftreten des gepulsten Steuerungssignals bei Beginn des Einschaltens der Lampe 27 erzeugt wird und für eine bestimmte Zeitdauer anhält, ständig für die bestimmte Zeitdauer begrenzt wird, wodurch ohne eine große Kostensteigerung zu verursachen eine Zerstörung der Lampe verhindert werden kann.

Die Ansteuerungssteuereinrichtung kann eine erste Spannungssteuereinrichtung zum Erzeugen einer ersten Steuerspannung, welche die Lampenansteuerungseinrichtung durch das gepulste Steuerungssignal ein-/ausschaltet und eine zweite Spannungssteuerungseinrichtung zum Erzeugen einer zweiten Steuerspannung aufweisen, welche entsprechend dem zusätzlichen Steuersignal einen durch die Lampe fließenden Strom durch die Lampenansteuerungseinrichtung begrenzt.

Gemäß der oben beschriebenen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe wird, weil das Durchschalten/Sperren der Lampenansteuerungseinrichtung 3 und das Lampensteuern, um den Stromwert der Lampe 27 durch die Lampenansteuerungseinrichtung 3 zu steuern, mittels der ersten und der zweiten von dem gepulsten Steuerungssignal und dem zusätzlichen Steuerungssignal erzeugten Steuerspannungen, die zur Steuerung der Spannung fähigen Lampenansteuerungseinrichtung vorgesehen sind, ausgeführt werden, wodurch ohne eine große Kostensteigerung zu verursachen eine Zerstörung der Lampe verhindert wird.

Die Lampenansteuerungseinrichtung kann weiter ein einzelnes Halbleiterschaltelement aufweisen, welches über die erste Steuerspannung ein-/ausgeschalten wird und dessen Leitfähigkeit über die zweite Steuerspannung gesteuert werden kann.

Mit der oben beschriebenen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe ist es nicht notwendig, einen Aufbau der Lampenansteuerungseinrichtung speziell zu modifizieren, weil ein Halbleiterschaltelement 8 der Lampenansteuerungseinrichtung 3 durch die erste Steuerspannung ein-/ausgeschalten wird und die Leitfähigkeit durch die zweite Steuerspannung gesteuert wird, wodurch ohne eine große Kostensteigerung zu verursachen eine Zerstörung der Lampe verhindert wird.

Bevorzugt weist die zweite Spannungssteuerungseinrichtung eine Aufladungseinrichtung auf, um einen Aufladestrom gemäß dem zusätzlichen Steuerungssignal für die Zeitdauer des zusätzlichen Steuersignals fließen zu lassen und basierend auf dem Aufladestrom die zweite Steuerspannung zu erzeugen.

Mit der oben beschriebenen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe fließt der Aufladestrom nicht länger als die Zeitdauer des zusätzlichen Steuerungssignals und ebenso wird die zweite Steuerspannung nicht länger als die Zeitdauer des zusätzlichen Steuersignals erzeugt, weil die zweite Steuerspannung auf der Basis eines an die Aufladungseinrichtung 9 fließenden Aufladestroms der zweiten Spannungssteuerungseinrichtung 7 für eine der Zeitdauer des zusätzlichen Steuerungssignals entsprechende Zeitspanne fließt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im weiteren näher erläutern.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches den grundlegenden Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe zeigt;

Fig. 2 einen Schaltplan, der die Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe zeigt;

Fig. 3 ein Verlaufsdiagramm, das die Einzelheiten des Betriebes eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe zeigt;

Fig. 4 einen Schaltplan, der die Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe zeigt, die eine Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen aufweist;

Fig. 5 ein Schaltplan, der die Einzelheiten einer Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe gemäß dem Stand der Technik zeigt; und

Fig. 6 ein Verlaufsdiagramm, das die Einzelheiten des Betriebes der Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe gemäß dem Stand der Technik zeigt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 2 ist ein Schaltplan einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe erhöht durch Erhöhen der Temperatur der Lampe 27 im Voraus den Widerstandswert der Lampe 27. Ferner wird, nachdem die Temperatur der Lampe 27 ausreichend erhöht wurde, durch Durchschalten/Sperren eines FET 28 ein in die Lampe 27 fließender Spitzenstrom verhindert.

Eine Batterie-Spannungsquelle mit einer effektiven Spannung von 42 V ist mit der in Fig. 2 mit 42 V bezeichneten Stelle verbunden. Die Batterie-Spannungsquelle ist mit der Source-Elektrode des FET 28, mit der Katode von jeder der Zenerdioden ZD1, ZD2 und über einen Widerstand R1 mit dem Kollektor des Transistors 29-1 verbunden.

Der Kollektor des Transistors 29-1 ist mit dem Gate des FET 28 und über den Widerstand R2 mit der Anode der Zehnerdiode ZD1 verbunden. Die Gate-Elektrode des FET 28 ist über einen Widerstand R7 mit der Anode der Zenerdiode ZD2 verbunden.

Ferner ist die Anode der Zenerdiode ZD2 über einen Widerstand R5 mit dem Kollektor eines Transistors 29-2 verbunden.

Die Drehelektrode des FET 28 ist über die Lampe 27 mit der Masse (Erde) verbunden. Ferner ist die Basis des Transistors 29-1 über den Widerstand R3 mit einem Ausgabeanschluss 22(b) eines Steuerungssignal-Generators 25(b) verbunden und die Basis des Transistors 29-2 ist über den Widerstand R3 und einem Kondensator 30 mit dem Ausgabeanschluss 24 des Steuerungssignal-Generators verbunden.

Ferner ist ein Widerstand R4 zwischen Basis und Emitter von jedem der Transistoren 29-1, 29-2 geschaltet, wobei die Basisspannung, welche den Transistor in einen durchgeschaltenen Zustand bringt, auf Grund eines Spannungsabfalls entsteht, der durch einen Strom verursacht wird, welcher fließt, wenn der Ausgabeanschluss 22(b) oder der Ausgabeanschluss 24 ein logisch hohes Signal ausgibt.

Ähnlich wie beim Stand der Technik wird die Batterie- Spannungsquelle mit einer effektiven Spannung 42 V über einen FET 28 an die Lampe 27 angeschlossen. Durchschalten/Sperren des FET 28 erfolgt durch den Steuerungssignal-Generator 25(b), der eine Funktion aufweist, bei der über den Widerstand R3 und den Transistor 29-1 ein aufeinanderfolgende Pulse aufweisendes gepulstes Steuerungssignal ausgegeben wird. Ferner beobachtet der Steuerungssignal-Generator 25(b) ständig den Zustand eines Schalters 26 zum Einschalten einer Lampe, welcher Schalter an einem Schaltpult eines Fahrzeugs vorgesehen ist.

Zusätzlich steuert der Steuerungssignal-Generator 25(b) über den Widerstand R3, den Transistor 29-2 und den Widerstand R5 den FET 28. Ferner weist der Steuerungssignal-Generator 25(b) einen Ausgabeanschluss 24 auf, welcher über einen Kondensator 30 und den Widerstand R3 mit dem Transistor 29-2 verbunden ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, gibt der erfindungsgemäße Steuerungssignal-Generator 25(b) von dem Ausgabeanschluss 24 unmittelbar nachdem der Schalter 26 geschlossen wurde und eine Spannung an den Eingabeanschluss 21 angelegt wurde ein zusätzliches Steuerungssignal 33-1 aus, welches ein andauernder logisch hoher Puls ist. Ferner ist, solange der Ausgabeanschluss 24 das zusätzliche Steuerungssignal 33-1 ausgibt, der Ausgabeanschluss 22(b) auf einem logisch niedrigen Pegel festgehalten.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird das vom Ausgabeanschluss 24 ausgegebene Signal über den Kondensator 30 in den Transistor 29-2 eingespeist, für welchen die Widerstände R3, R4 vorgesehen sind. Die Widerstande R3, R4 sind ebenso für den Transistor 29- 1 vorgesehen, welcher mit dem Ausgabeanschluss 22(b) auf die gleiche Weise verbunden ist, wobei ein Strom durch den Widerstand R4 fließt, wenn der Ausgabeanschluss 24 ein logisch hohes Signal ausgibt, wenn eine Spannung zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 29-1 verursacht wird und wenn der Transistor 29-1 in einen durchgeschaltenen Zustand gerät.

Wenn die Spannung zwischen Gate und Source der FET 28 eine bestimmte Höchstspannung für einen sicheren Betrieb des FET 28 überschritten hat, wird eine Zerstörung oder eine Zerstörung des FET 28 verursacht. Deshalb ist die Zenerspannung der Zenerdiode ZD1 niedriger als die Höchstspannung, aber ausreichend groß, um den FET 28 in den durchgeschaltenen Zustand zu bringen.

Ferner ist die Zenerspannung der Zenerdiode ZD2 geringer als die Zenerspannung der Zenerdiode ZD1. Der Durchschaltwiderstand, der zwischen Source und Drain erzeugt werden muss, wenn die Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 eine von der Zenerspannung der Zenerdiode ZD2 aufgrund der Widerstande R1, R2 und dem Widerstand R7 abhängig geworden ist, wird derart gesteuert, dass der durch die Lampe 27 fließende Spitzenstrom die Lampe nicht zerstört.

Wenn der Ausgabeanschluss 24 anfängt, das in Fig. 3 dargestellte zusätzliche Steuerungssignal 33-1 auszugeben, steigt die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors 29-2 an und der Transistor 29-2 gerät in den durchgeschaltenen Zustand. Demzufolge fließt ein Strom von der Batterie-Spannungsquelle über die Widerstände R1, R2, R7, R5 und den Transistor 29-2 nach Masse.

Wenn der Spannungsabfall aufgrund der Widerstände R1, R2, R7 gleich wie die Zenerspannung der Zenerdiode ZD2 geworden ist, gerät die Zenerdiode ZD2 in den durchgeschaltenen Zustand, wird an der Zenerdiode ZD2 ein Zener-Durchbruchseffekt verursacht, und die Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 wird von der oben beschriebenen Zenerspannung aufgrund der Widerstände R1, R2 und dem Widerstand R7 bestimmt, wobei darin ein derartiger Spitzenstrom fließt, der die Lampe 27 nicht zerstört.

Wenn der Zener-Durchbruchseffekt in der Zenerdiode ZD2 verursacht worden ist, wird ein Zener-Durchbruchseffekt in der Zenerdiode ZD1 nicht verursacht, weil die Spannung zwischen Anode und Katode der Zenerdiode ZD1 geringer ist als die Zenerspannung der Zenerdiode ZD1.

Wenn die Zenerdiode ZD2 nicht vorgesehen ist, wird die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors 29-2 geringer und ein Widerstandswert zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 29-2 steigt mit der Aufladung des Kondensators 30 an, wodurch die Spannung zwischen Gate und Source des FET 28 instabil wird. Die in Fig. 2 dargestellte Zenerdiode ZD2 stabilisiert die Spannung zwischen Source und Gate des FET 28.

Ferner bleibt in dem Fall, dass Fluktuationen der Spannung der Batterie-Spannungsquelle oder elektromagnetische Schwingungen auftreten, die Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 unverändert, indem die Zenerdiode ZD2 bei der in Fig. 2 dargestellten Position vorgesehen wird.

Während der Ausgabeanschluss 24 das zusätzliche Steuerungssignal 33-1 ausgibt, fließt ein Strom in einem Ausmaß, dass die Lampe nicht zerstört wird, weiterhin zu der Lampe 27 und die Temperatur der Lampe 27 steigt weiterhin an.

Weil ferner der Ausgabeanschluss 24 ein logisch niedriges Signal ausgibt, nachdem er für eine bestimmte Zeitdauer das zusätzliche Steuerungssignal 33-1 ausgegeben hat, geht der Transistor 29-1 in den gesperrten Zustand über. Dementsprechend gerät der FET 28 in den gesperrten Zustand und es fließt demzufolge kein Strom durch die Lampe 27.

Sogar wenn der Ausgabeanschluss 24 länger als die vorbestimmte Zeitdauer das zusätzliche Steuerungssignal 33-1 ausgibt, weil die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors 29-2 mit der Aufladung des Kondensators 30 und einem Widerstandswert zwischen Kollektor und Emitter ansteigt, geht der Transistor 29-1 nach der vorbestimmten Zeitdauer in einen gesperrten Zustand über, wodurch der FET 28 ebenfalls in einen gesperrten Zustand gebracht wird, so dass kein Strom durch die Lampe 27 fließt.

Die Spannung, die zwischen Gate und Source des FET 28 erzeugt werden muss, wenn der Transistor 29-2 in den durchgeschaltenen Zustand kommen soll, ist kleiner als die Spannung, die zwischen Gate und Source des FET 28 erzeugt werden muss, wenn der Transistor 29-1 in den durchgeschaltenen Zustand gerät.

Bei einem Leistungs-MOSFET, wenn die Spannung zwischen Gate und Source ansteigt, sinkt der Durchschaltwiderstandswert, der zwischen Source und Drain erzeugt werden muss, und wenn die Spannung zwischen Gate und Source sinkt, steigt der Durchschaltwiderstandswert, der zwischen Source und Drain erzeugt werden muss.

Demzufolge ist der Durchschaltwiderstandswert, der zwischen Source und Drain des FET 28 erzeugt werden muss, wenn der Transistor 29-2 in einen durchgeschaltenen Zustand gerät, größer als der Widerstandswert zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 29-1, der sich in dem durchgeschaltenen Zustand befindet.

Daher fließt, wie in Fig. 3 dargestellt, wenn der Ausgabeanschluss 24 das zusätzliche Steuerungssignal 33-1 ausgibt und sich der Transistor 29-2 in einem durchgeschaltenen Zustand befindet, ein Strom 33-2 unterhalb des Sollstromwertes durch den FET 28 zu der Lampe 27, die, wie mit einem Pfeil in Fig. 2 dargestellt, mit der Drainelektrode des FET 28 verbunden ist.

Der Steuerungssignal-Generator 25(b) gibt über den Ausgabeanschluss 24 das zusätzliche Steuerungssignal 33-1 aus, welches wie in Fig. 3 dargestellt, für eine bestimmte Zeitdauer den logisch hohen Pegel hält. Während der Ausgabeanschluss 24 das zusätzliche Steuerungssignal 33-1 ausgibt, entwickelt der FET 28 aufgrund seines Durchschaltwiderstandes Wärme. Der FET 28 ist jedoch nicht zerstört, weil die vorbestimmte Zeitdauer ungefähr 20 msec beträgt, d. h. die vorbestimmte Zeitdauer ist sehr kurz.

Weil der Ausgabeanschluss 24 das zusätzliche Steuerungssignal ausgibt, welches für eine vorbestimmte Zeitdauer den logisch hohen Pegel hält, kann das zusätzliche Steuerungssignal sogar gebildet werden, wenn der Steuerungssignal-Generator 25(b) nicht speziell konstruiert ist.

Nachdem für die vorbestimmte Zeitdauer der logisch hohe Pegel von dem Ausgabeanschluss 24 fortdauernd ausgegeben worden ist, ändert der Steuerungssignal-Generator 25(b) seinen Ausgang von dem Ausgabeanschluss 22(b) auf den logisch niedrigen Pegel und beginnt gleichzeitig das gepulste Steurungssignal 34-1 von dem Ausgabeanschluss 22(b) auszugeben.

Zu den Zeiten, wenn der Ausgang des Ausgabeanschlusses 22(b) logisch hoch ist, befindet sich der Transistor 29-1 in einem durchgeschaltenen Zustand. Wenn ferner der Spannungsabfall aufgrund des durch den Widerstand R1 fließenden Stroms gleich groß wie die Zenerspannung der Zenerdiode ZD1 geworden ist, gerät die Zenerdiode ZD1 in den durchgeschaltenen Zustand und der Zener-Durchbruchseffekt tritt in der Zenerdiode ZD1 auf. In diesem Zustand wird die Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 gleich der oben beschriebenen Zenerspannung, der FET 28 gerät in den durchgeschaltenen Zustand und ein Strom fließt durch die Lampe 27. Ferner wird die Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 durch den Zener-Durchbruchseffekt der Zenerdiode ZD1 stabilisiert.

Obwohl der Zener-Durchbruchseffekt in der Zenerdiode ZD2 verursacht wird, wenn der Zener-Durchbruchseffekt in der Zenerdiode ZD1 verursacht wird, wird aufgrund des Spannungsabfalls am Widerstand R7 die Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 ebenso gleich der Zenerspannung der Zenerdiode ZD1.

Im Gegensatz dazu gerät zu der Zeit, wenn der Ausgang des Ausgabeanschlusses 22(b) logisch niedrig ist, der Transistor 29-1 in den gesperrten Zustand. Weil zu dieser Zeit, da kein Strom durch den Widerstand R1 fließt, kein Spannungsabfall an dem Widerstand R1 auftritt, wird keine Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 erzeugt. Demzufolge fließt kein Strom durch die Lampe 27, weil sich der FET 28 im gesperrten Zustand befindet.

Wenn sich der Transistor 29-1 in dem durchgeschaltenen Zustand befindet, ist der Durchschaltwiderstandswert, der zwischen Source und Drain des FET 28 erzeugt werden muss, kleiner als der Durchschaltwiderstandswert, der zwischen Source und Drain des FET 28 erzeugt werden muss, wenn sich der Transistor 29-2 in dem durchgeschaltenen Zustand befindet.

Daher fließt im durchgeschaltenen Zustand des Transistors 29-1 ein Strom in die Lampe 27, der größer ist als der Strom, wenn sich der Transistor 29-2 im durchgeschaltenen Zustand befindet. Die Temperatur der Lampe 27 hat sich jedoch erhöht, während der Ausgang des Ausgabeanschlusses 24 einen logisch hohen Pegel aufweist, ein Strom 34-2 fließt zu der Lampe 27 und ein in dem Strom 34-2 enthaltene Spitzenstrom 32 überschreitet nicht den Sollstromwert.

Beim Öffnen des Schalters 26, schaltet der Steuerungssignal- Generator 25(b) beide der Ausgänge von den jeweiligen Ausgabeanschlüssen 22(b), 24 auf logisch niedrig, wodurch die Transistoren 29-1, 29-2 in den gesperrten Zustand geraten. Weil keine Spannung zwischen Source und Gate des FET 28 erzeugt wird und der FET 28 in den gesperrten Zustand gerät, fließt kein Strom zu der Lampe 27, wodurch die Lampe 27 ausgeht.

In der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung für eine Fahrzeuglampe kann, weil der gemeinsame FET 28 durch die Transistoren 29-1, 29-2 gesteuert wird, sowohl die Steuerung des Aufwärmens der Lampe 27 als auch die Steuerung des Ein- und Ausschaltens mit einem einzelnen Halbleiterschaltelement 8 durchgeführt werden.

Inzwischen wird eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung in Fig. 4 gezeigt, bei der ein FET 34 durch den Transistor 29-2 durchgeschalten wird, um dadurch die Lampe aufzuwärmen und bei dem ein zur Lampe fließender Strom durch einen Widerstand R6 und einen FET 28 begrenzt wird, der durch den Transistor 29-1 durchgeschalten/gesperrt wird, um dadurch die Lampe ein- und auszuschalten.

Ebenso wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, fällt, da der Kondensator 30 und die Widerstände R3, R4 in Serie geschalten sind, wenn der Ausgabeanschluss 24 verursacht durch den Fehlbetrieb des Steuerungssignal-Generators 25(b) fest den logisch hohen Pegel ausgibt, ein durch die Widerstände R3, R4 fließender Strom ab, wodurch die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors 29-2 letztendlich auf 0 V fällt. Während dem oben beschriebenen Vorgang gerät zunächst der Transistor 29-2 in den gesperrten Zustand. Daraufhin gerät der FET 28 in den gesperrten Zustand, wodurch letztendlich kein Strom durch die Lampe 27 fließt.

Das heißt, wenn der Ausgabeanschluss 24, verursacht durch den Fehlbetrieb des Steuerungssignal-Generators 25(b), fest einen logisch hohen Pegel ausgibt, wird nach einer bestimmten Zeitdauer der durch die Lampe 27 fließende Strom wieder normal.

Ferner wird gemäß der Erfindung, für den Fall, dass eine 3mal so große Spannung an die Lampe angelegt wird, der Leistungsverbrauch 9mal so groß. Daher wird das in Fig. 3 dargestellte Tastverhältnis von t1/t2 auf 1/9 gestellt, um die Zeit zu verkürzen, in der ein Strom zu der Lampe 27 fließt, so dass der Leistungsverbrauch gleich wie bei 12 V ist.

Hier kann in Abhängigkeit von der Spannung der Batterie- Spannungsquelle Pulsbreitmodulation (Pulse Width Modulation, PWM) an dem gepulsten Steuerungssignal 34-1 durchgeführt werden, welches ohne Unterbrechung von dem Ausgabeanschluss 22(b) ausgegeben wird. Das heißt, wenn die Spannung der Batterie-Spannungsquelle fällt, wird das Tastverhältnis der Pulse erhöht, die das gepulste Steuerungssignal 34-1 formen, und wenn die Spannung der Batterie-Spannungsquelle steigt, wird das Tastverhältnis der Pulse reduziert, die das gepulste Steuerungssignal 34-1 formen, wodurch sogar wenn die Spannung der Batterie-Spannungsquelle schwankt, die Schwankungen des Leistungsverbrauchs der Lampe 27 verhindert werden können oder die Helligkeit der Lampe 27 gesteuert werden kann.

Im Anschluss an das oben Erläuterte, wird die Beziehung zwischen den in Fig. 1 dargestellten Elementen, den in den Ansprüchen wiedergegebenen Elementen und den Bestandteilen der oben erläuterten Ausführungsform beschrieben.

Die Batterie-Spannungsquelle 2 entspricht der Batterie- Spannungsquelle mit einer effektiven Spannung von 42 V.

Der FET 28 entspricht dem Halbleiterschaltelement 8 und bildet die Lampenansteuerungseinrichtung 3.

Der Steuerungssignal-Generator 5 entspricht dem Steuerungssignal-Generator 25(b), der das gepulste Steuerungssignal 34-1 an dem Ausgabeanschluss 22(b) ausgibt, und der das zusätzliche Steuerungssignal 33-1 an dem Ausgabeanschluss 24 ausgibt.

Der Transistor 29-1, die Widerstände R1, R2, R3, R4, die alle mit dem Transistor 29-1 verbunden sind, und die Zenerdiode ZD1 entsprechen der ersten Spannungssteuerungseinrichtung 6, welche mit der Lampenansteuerungseinrichtung 3 verbunden ist, um die erste Steuerspannung zu erzeugen.

Ferner entsprichen der Kondensator 30 und die Widerstände R3, R4, die mit dem Transistor 29-2 verbunden sind, der Aufladungseinrichtung 9. Der Transistor 29-2, die Widerstände R3, R4, R5, R7 und die Zenerdiode ZD2 entsprechen der zweiten Spannungssteuerungseinrichtung 7, welche zweite mit der Lampenansteuerungseinrichtung 3 verbunden ist, um die zweite Steuerspannung zu erzeugen.

Die Ansteuerungssteuereinrichtung 4 weist die erste Spannungssteuerungseinrichtung 6 und die zweite Spannungssteuerungseinrichtung 7 auf.

Claims (5)

1. Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Fahrzeuglampe, mit
einer Lampenansteuerungseinrichtung zum Ansteuern der Lampe,
einem Steuerungssignal-Generator zum Erzeugen eines gepulsten Steuerungssignals, welches Pulse mit einem derartigen Tastverhältnis aufweist, dass der Leistungsverbrauch der Lampe mit dem Sollwert der Lampe übereinstimmt, und
einer Ansteuerungssteuereinrichtung zum Ein-/Ausschalten der Lampenansteuerungseinrichtung entsprechend dem gepulsten Steuerungssignal,
wobei der Steuerungssignal-Generator ein zusätzliches Steuerungssignal erzeugt, welches bewirkt, dass die Ansteuerungssteuereinrichtung die Lampenansteuerungseinrichtung derart steuert, dass ein zu der Lampe fließender Strom durch die Lampenansteuerungseinrichtung für eine bestimmte Zeitdauer begrenzt wird, bis ein Spitzenstrom zu einem Zeitpunkt des Anschaltens der Lampenansteuerungseinrichtung gleich oder kleiner wird als ein erlaubter Wert vor dem gepulsten Steuerungssignal bei Beginn des Einschaltens der Lampe.

2. Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das zusätzliche Steuerungssignal Pulse aufweist, die bei Beginn des Einschaltens der Lampe vor dem Erzeugen des gepulsten Steuerungssignals erzeugbar sind, wobei die Pulse die Ansteuerungssteuereinrichtung veranlassen, die Lampenansteuerungseinrichtung zu steuern und einen zu der Lampe fließenden Strom durch die Lampenansteuerungseinrichtung während der Zeitdauer des Pulses andauernd zu begrenzen.

3. Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Ansteuerungssteuereinrichtung eine erste Spannungssteuereinrichtung zum Erzeugen einer ersten Steuerspannung, von welcher die Lampenansteuerungseinrichtung mittels des gepulsten Steuerungssignals gesteuert wird, und eine zweite Spannungssteuerungseinrichtung zum Erzeugen einer zweiten Steuerspannung aufweist, über die entsprechend dem zusätzlichen Steuerungssignal der Strom begrenzt wird, der über die Lampenansteuerungseinrichtung zu der Lampe fließt.

4. Steuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Lampenansteuerungseinrichtung ein einzelnes Halbleiterschaltelement aufweist, welches über die erste Steuerspannung ein-/ausgeschalten wird und dessen Leitfähigkeit über die zweite Steuerspannung steuerbar ist.

5. Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der die zweite Spannungssteuerungseinrichtung eine Aufladungseinrichtung aufweist und entsprechend dem zusätzlichen Steuerungssignal für die Zeitdauer des zusätzlichen Steuerungssignals einen Aufladestrom fließen lässt, und, basierend auf dem Aufladestrom, die zweite Steuerspannung erzeugt.