DE102004027655B4

DE102004027655B4 - Steuerungsvorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102004027655B4
Application number: DE200410027655
Authority: DE
Inventors: Falk Eichmann; Dr. Titze Andreas
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2024-06-08
Also published as: DE102004027655A1

Abstract

Steuerungsvorrichtung (1; 1'), insbesondere für ein Bremslicht eines Fahrzeugs, mit – einem Eingang (2) für ein Eingangssignal (D), das einen EIN-Zustand und einen AUS-Zustand annimmt, – einem Impulssignalgeber (3; 3'), der ein Taktimpulssignal (A) ausgibt, das zwischen einem ersten und einem zweiten Signalpegel wechselt, und – einem Ausgang (8) zum Ausgeben eines Steuersignals (E) für ein anzusteuerndes Element (10, 11), dadurch gekennzeichnet, – dass eine Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) für das Taktimpulssignal (A) vorgesehen ist, die das Taktimpulssignal (A) so verarbeitet, dass sie ein Signal (C) für einen inaktiven Zustand ausgibt, falls das Taktimpulssignal (A) nicht innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls (τ) zwischen dem ersten und zweiten Signalpegel wechselt, und – dass die Steuerungsvorrichtung (1; 1') das Eingangssignal (D) und das Ausgangssignal (C) der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) logisch so verknüpft, dass bei einem EIN-Zustand des Eingangssignals (D) und einem Signal (C) für einen inaktiven Zustand des Taktimpulssignals am Ausgang (8) ein aktivierender Signalpegel für das anzusteuernde Element (10, 11) anliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung, insbesondere für ein Bremslicht eines Fahrzeugs. Die Steuerungsvorrichtung weist einen Eingang für ein Eingangssignal, das einen EIN-Zustand und einen AUS-Zustand annimmt, einen Impulssignalgeber, der ein Taktimpulssignal ausgibt, das zwischen einem ersten und einem zweiten Signalpegel wechselt, und einen Ausgang zum Ausgeben eines Steuersignals für das anzusteuernde Element auf. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern einer Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs, bei dem ein Eingangssignal für die Beleuchtungseinrichtung auf einen EIN-Zustand oder einen AUS-Zustand gesetzt wird, ein Taktimpulssignal ausgegeben wird, das zwischen einem ersten und einem zweiten Signalpegel wechselt, und ein Steuersignal für das anzusteuernde Element ausgegeben wird. Das anzusteuernde Element ist insbesondere eine Bremsleuchte. Schließlich betrifft die Erfindung eine Bremsleuchteneinheit für ein Fahrzug, welche die Steuerungsvorrichtung umfasst.
Es ist bekannt Beleuchtungseinrichtungen eines Fahrzeugs über ein Taktimpulssignal, z. B. über ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal, anzusteuern. Hierdurch kann die Lichtquelle zum einen ein- und ausgeschaltet werden und zum anderen kann die Helligkeit der Lichtquelle verändert werden. Das Taktimpulssignal wird beispielsweise über einen Rechner, insbesondere einen Mikroprozessor erzeugt. Bei herkömmlichen Steuerungsvorrichtungen ergibt sich jedoch der Nachteil, dass bei einem Ausfall des Mikroprozessors das Signal in einem nicht definierten Zustand stehen bleibt. Eine Zustandsänderung ist dann nicht mehr möglich. Dies ist insbesondere bei sicherheitskritischen Signalen, wie z. B. der Ansteuerung des Bremslichts eines Kraftfahrzeugs, nachteilhaft.
Es besteht daher das Bedürfnis, eine Steuerungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die trotz eines Ausfalls des Mikroprozessors die Minimalfunktion der Beleuchtungseinrichtung bereitstellen kann.
Aus der DE 196 10 871 C1 ist eine Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeugbremslicht bekannt. Bei der dort beschriebenen Steuerungsvorrichtung wird das Signal des Bremslichtschalters einem Rechner zugeführt. Wenn der Bremslichtschalter geschlossen ist, wird dem Rechner ein aktivierender Signalpegel übertragen. Der Rechner erzeugt daraufhin z. B. ein pulsweitenmoduliertes Taktimpulssignal zur Ansteuerung der Bremsleuchte. Um die Aktivierung der Bremsleuchten bei geschlossenem Bremslichtschalter auch dann zu gewährleisten, wenn der Rechner ausfällt, ist eine Redundanzlogikeinheit vorgesehen. Die Redundanzlogikeinheit bewirkt, dass bei auf aktivierendem Signalpegel liegenden Steuerbefehlsignal immer dann, wenn das Rechnerausgangssignal kontinuierlich oder in Form eines Taktimpulssignals wenigstens zeitweise periodisch auf dem aktivierenden Signalpegel liegt, das Ansteuersignal für die Bremsleuchten diesem Rechnerausgangssignal entspricht, während es ansonsten, d. h. bei ausgefallenem Rechner und daher kontinuierlich auf deaktivierendem Signalpegel liegenden Rechnerausgangssignal, dem aktivierenden bzw. deaktivierenden Zustand des vom Bremslichtschalter erzeugten Steuerbefehlsignals entspricht.
Die in der DE 196 10 871 C1 beschriebene Steuerungsvorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass die Redundanzlogikeinheit nicht wirksam wird, wenn der Rechner auf einem kontinuierlich aktivierendem Signalpegel ausfällt. Unabhängig vom Zustand des Bremslichtschalters wird in diesem Fall den Bremsleuchten ein aktivierender Signalpegel zugeführt. Ferner weist die in der DE 196 10 871 C1 beschriebene Steuerungsvorrichtung den Nachteil auf, dass sie eine relativ lange Ansprechzeit besitzt. Da das Signal des Bremslichtschalters von dem Rechner verarbeitet wird, ist die Zeit, bis das Steuersignal für die Bremsleuchten ausgegeben wird, relativ lang.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung und ein Verfahren der Eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen bei jeder Art eines Ausfalls des Taktimpulssignals sichergestellt ist, dass dem anzusteuernden Element ein dem Eingangssignal zugeordnetes Steuersignal ausgegeben wird. Ferner soll die Ansprechgeschwindigkeit des Steuersignals bei einem Wechsel des Eingangssignals vom EIN-Zustand zum AUS-Zustand und umgekehrt hoch sein.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung für das Taktimpulssignal vorgesehen ist, die das Taktimpulssignal so verarbeitet, dass sie ein Signal für einen inaktiven Zustand ausgibt, falls das Taktimpulssignal nicht innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls zwischen dem ersten und zweiten Signalpegel wechselt, und die Steuerungsvorrichtung das Eingangssignal und das Ausgangssignal der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung logisch so verknüpft, dass bei einem EIN-Zustand des Eingangssignals und einem Signal für einen inaktiven Zustand des Taktimpulssignals am Ausgang ein aktivierender Signalpegel für das anzusteuernde Element anliegt.
Bei der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung wird somit detektiert, ob ein fehlerfreies Taktimpulssignal vorliegt, das zwischen den beiden Signalpegeln wechselt, oder ob das Taktimpulssignal ausgefallen ist, so dass es innerhalb der Periode des Taktimpulssignals nicht einen Wechsel von z. B. dem ersten zu dem zweiten Signalpegel vollzieht. Bei einem solchen Ausfall des Taktimpulssignals signalisiert die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung den inaktiven Zustand. Dieses Signal wird dann mit dem Eingangssignal der Steuerungsvorrichtung verknüpft, so dass sichergestellt werden kann, dass auch bei einem Ausfall des Taktimpulssignals ein aktivierender Signalpegel für das anzusteuernde Element vorliegt, wenn sich das Eingangssignal im EIN-Zustand befindet.
Des Weiteren wird das Eingangssignal bei der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung vorteilhafterweise nicht von der selben Einrichtung verarbeitet, die das Taktimpulssignal ausgibt. Vielmehr findet nur eine logische Verknüpfung mit dem verarbeiteten Taktimpulssignal statt. Dies führt zu einer sehr hohen Ansprechgeschwindigkeit des Steuersignals bei einem Wechsel des Eingangssignals von einem EIN-Zustand zu einem AUS-Zustand und umgekehrt. Dies ist insbesondere dann von großem Vorteil, wenn die Steuerungsvorrichtung bei sicherheitskritischen Beleuchtungseinheiten, wie z. B. den Bremsleuchten eines Fahrzeugs eingesetzt wird.
Falls das Taktimpulssignal innerhalb des bestimmten Zeitintervalls zwischen dem ersten und zweiten Signalpegel wechselt, d. h. ordnungsgemäß funktioniert, gibt die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung das Taktimpulssignal aus. Bei einer korrekten Funktion des Impulssignalgebers wird das Steuersignal somit nicht verändert. So dass die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung eine herkömmliche Steuerungsvorrichtung mit einem Taktimpulssignal ohne Probleme ersetzen kann.
Die Steuerungsvorrichtung verknüpft das Ausgangssignal der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung und das Eingangssignal der Steuerungsvorrichtung logisch so, dass beim Ausgang der Steuerungsvorrichtung ein Taktimpulssignal anliegt, wenn das Eingangssignal im EIN-Zustand ist und ein Taktimpulssignal beim Ausgang der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung anliegt. Das Taktimpulssignal, welches beim Ausgang der Steuerungsvorrichtung vorliegt, kann dabei dasselbe Taktimpulssignal sein, welches von dem Impulssignalgeber ausgegeben wird oder welches beim Ausgang der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung anliegt, es kann jedoch auch verändert worden sein. Beispielsweise kann das Taktimpulssignal, welches beim Ausgang der Steuerungsvorrichtung anliegt, das invertierte Taktimpulssignal sein, welches von dem Impulssignalgeber ausgegeben wird.
Der aktivierende Signalpegel kann beispielsweise dem EIN-Zustand des Eingangssignals entsprechen. Somit wird im Ergebnis bei einem Ausfall des Taktimpulssignals das Eingangssignal als Steuersignal für das anzusteuernde Element ausgegeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung weist die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung ein flankengetriggertes Monoflop auf, wobei dem Eingang des Monoflops das Taktimpulssignal zugeführt wird. Ein solches Monoflop erzeugt mit einer steigenden Flanke des Eingangssignals einen positiven Ausgangspuls für ein bestimmtes Zeitintervall. Wird während dieses Pulses eine weitere steigende Flanke erkannt, bleibt der positive Ausgangspuls weiter für das Zeitintervall bestehen. Das Zeitintervall verlängert sich somit. Das Monoflop ist somit retriggerbar. Das Zeitintervall des Monoflops wird vorteilhafterweise so auf das von dem Impulssignalgeber ausgegebene Taktimpulssignal abgestimmt, dass die Periode des Taktimpulssignals kleiner ist als das Zeitintervall des Monoflops.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung weist die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung ein erstes UND-Gatter und ein flankengetriggertes Monoflop auf, wobei den Eingängen des ersten UND-Gatters das Ausgangssignal des Monoflops und das Taktimpulssignal zugeführt wird. Diese Schaltung führt vorteilhafterweise dazu, dass bei einem normalen Betrieb des Taktimpulsgebers die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung keine Wirkung auf das Signal hat und das Taktimpulssignal somit ohne Änderung ausgegeben wird. Fällt jedoch der Impulssignalgeber aus – egal in welchem Zustand – detektiert die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung diesen Ausfall und gibt ein entsprechendes Signal für den inaktiven Zustand aus. Das Signal für den inaktiven Zustand wird insbesondere auch dann ausgegeben, wenn der Impulssignalgeber ein kontinuierliches Signal ausgibt, unabhängig davon, auf welchem Signalpegel dieses Signal ist. Ein Ausfall des Taktimpulssignals wird somit auch dann detektiert, wenn ein kontinuierlich hoher Signalpegel ausgegeben wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung weist diese ein zweites UND-Gatter auf, wobei dem ersten Eingang des zweiten UND-Gatters das invertierte Ausgangssignal der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung zugeführt wird und dem zweiten Eingang das Eingangssignal der Steuerungsvorrichtung zugeführt wird. Das Eingangssignal wird somit bei der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung nicht von einem Rechner, der z. B. auch das Taktimpulssignal erzeugt, verarbeitet, sondern nur von dem UND-Gatter. Die logische Verknüpfung mit dem UND-Gatter geschieht sehr viel schneller als die Verarbeitung eines Signals in einem Rechner, so dass die Ansprechgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung sehr hoch ist. Wechselt das Signal am Eingang von einem EIN-Zustand zu einem AUS-Zustand oder umgekehrt, ändert sich das Steuersignal für das anzusteuernde Element sehr schnell.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung gibt der Impulssignalgeber kontinuierlich den zweiten aktivierenden Signalpegel aus, wenn das Eingangssignal in einem AUS-Zustand ist. Wenn das Eingangssignal in einem EIN-Zustand ist, gibt der Impulssignalgeber das Taktimpulssignal aus. Bei einem Wechsel des Eingangssignals von einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand liegt beim Ausgang somit im Wesentlichen ohne Zeitverzögerung das Taktimpulssignal an. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Ansprechgeschwindigkeit der Steuerungsvorrichtung weiter erhöht wird, da ansonsten bei einem Wechsel des Eingangssignals von einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand eine kurze Zeitverzögerung auftreten kann, bis das Steuersignal seinen Zustand wechselt, je nachdem, wann das Eingangssignal relativ zu dem Taktimpulssignal seinen Zustand wechselt.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung gibt der Impulssignalgeber das Taktimpulssignal unabhängig vom Eingangssignal aus. In diesem Fall kann zwar in bestimmten Fallen eine Zeitverzögerung für das Ansprechen des Steuersignals auftreten, jedoch ist eine Verbindung des Eingangssignals mit dem Impulssignalgeber bei dieser Ausgestaltung nicht erforderlich. Der Impulssignalgeber kann vollkommen unabhängig von dem Eingangssignal arbeiten. Er kann insbesondere fortwährend das Taktimpulssignal ausgeben, ohne andere Signale verarbeiten zu müssen.
Bei dem Taktimpulssignal handelt es sich insbesondere um ein pulsweitenmoduliertes Signal. Die Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 80 und 120 Hz, bevorzugt in einem Bereich zwischen 90 und 110 Hz, und besonders bevorzugt bei 100 Hz liegen. Bei einer solchen Frequenz ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung vernachlässigbare Aktivierungszeiten.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Bremsleuchteneinheit für ein Fahrzeug, welche die vorstehend beschriebene Steuerungsvorrichtung aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern der Beleuchtungseinrichtung des Fahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Taktimpulssignal so verarbeitet wird, dass ein Signal für einen inaktiven Zustand ausgegeben wird, falls das Taktimpulssignal nicht innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls zwischen dem ersten und zweiten Signalpegel wechselt, und dass das Eingangssignal und das verarbeitete Taktimpulssignal logisch so verknüpft werden, dass bei einem EIN-Zustand des Eingangssignals und einem Signal für einen inaktiven Zustand des Taktimpulssignals als Steuersignal ein aktivierender Signalpegel für das anzusteuernde Element ausgegeben wird.
Falls das Taktimpulssignal innerhalb des bestimmten Zeitintervalls zwischen dem ersten und zweiten Signalpegel wechselt, wird ein Taktimpulssignal als Steuersignal ausgegeben. Das ursprünglich erzeugte Taktimpulssignal kann dabei unverändert bleiben. In diesem Fall hat somit die Verarbeitung des Taktimpulssignals keine Wirkung. Ferner kann die Verarbeitung des Taktimpulssignals beispielsweise nur dazu führen, dass es zeitlich verschoben oder invertiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anstatt des Taktimpulssignals kontinuierlich der zweite aktivierende Signalpegel erzeugt, wenn das Eingangssignal in einem AUS-Zustand ist, und das Taktimpulssignal erzeugt, wenn das Eingangssignal in einem EIN-Zustand ist. Dies hat zur Folge, dass bei einem Wechsel des Eingangssignals von einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand als Steuersignal das Taktimpulssignal im Wesentlichen ohne Zeitverzögerung ausgegeben wird.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung in Verbindung mit der Ansteuerung einer Bremsleuchte,
2 zeigt die Signalpegel in dem Ausführungsbeispiel der Steuerungsvorrichtung bei einem normalen Betrieb des Impulssignalgebers,
3 zeigt die Signalpegel bei einem Ausfall des Impulssignalgebers bei einem niedrigen Signalpegel,
4 zeigt die Signalpegel bei einem Ausfall des Impulssignalgebers bei einem hohen Signalpegel,
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung und
6 zeigt die Signalpegel des weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung.
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen eine Steuerungsvorrichtung 1 für eine Bremsleuchte eines Kraftfahrzeugs. Gleichermaßen kann die Steuerungsvorrichtung 1 auch für andere Beleuchtungseinrichtungen eines Fahrzeugs verwendet werden, insbesondere für alle Leuchten, die über ein pulsweitenmoduliertes Taktimpulssignal angesteuert werden, und für die es bei einem Ausfall dieses Taktimpulssignals wichtig ist, dass sie weiterhin in einem Notbetrieb betrieben werden.
Die Bremsleuchte erhält vom Ausgang 8 der Steuerungsvorrichtung 1 ein Steuersignal E. Dieses Steuersignal E wird mit einem Leistungsschalter 9 gekoppelt, über den die Lichtquellen 10, 11 betrieben werden.
Im Folgenden wird das Ausführungsbeispiel für die Steuerungsvorrichtung 1 mit Bezug zu 1 im Detail erläutert:
Die Steuerungsvorrichtung 1 weist einen Eingang 2 auf. Diesem Eingang 2 wird das Eingangssignal D zugeführt. Das Eingangssignal D wird von dem Bremslichtschalter übertragen. Ist der Bremslichtschalter geschlossen, nimmt das Eingangssignal D einen EIN-Zustand, z. B. logisch 1, an, ist der Bremslichtschalter geöffnet, nimmt das Eingangssignal D einen AUS-Zustand, z. B. logisch 0, an.
Des Weiteren weist die Steuerungsvorrichtung 1 einen Impulssignalgeber 3 auf. Dieser kann beispielsweise ein Mikrocontroller sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt der Impulssignalgeber 3 ein invertiertes pulsweitenmoduliertes Taktimpulssignal A. Dieses Taktimpulssignal A wechselt zwischen einem ersten und einem zweiten Signalpegel. Der erste Signalpegel ist logisch 0, der zweite Signalpegel logisch 1. Die für die spätere Ansteuerung des Bremslichts notwendige aktive Phase (Duty-Cycle) befindet sich in der Nullphase des Signals.
Das invertierte pulsweitenmodulierte Taktimpulssignal A wird einer Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung 4 zugeführt. Die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung 4 weist ein retriggerbares, flankengetriggertes Monoflop 5 und ein UND-Gatter 6 auf. Das Monoflop 5 erzeugt mit einer steigenden Flanke des Eingangssignals A einen positiven Ausgangspuls der Länge τ. Das Monoflop 5 wird auf die Periode T des Taktimpulssignals A abgestimmt. Die Länge des Ausgangspulses τ ist größer als die Periode T des Taktimpulssignals A. Wird während des Ausgangspulses des Monoflops 5 eine weitere steigende Flanke von dem Monoflop 5 erkannt, wird erneut ein Ausgangspuls der Länge τ erzeugt. Der Ausgangspuls verlängert sich somit jeweils mit jeder steigenden Flanke. Im normalen Betrieb des Impulssignalgebers 3, bei dem das Taktimpulssignal A nach jeder Periode T eine steigende Flanke besitzt, bei dem das Signal von 0 auf 1 ansteigt, verbleibt das Ausgangsignal B des Monoflops 5 somit auf dem hohen Signalpegel logisch 1.
Das Taktimpulssignal A und das Ausgangssignal B des Monoflops 5 werden den Eingängen des UND-Gatters 6 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 6 bildet das Ausgangssignal der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung 4. Dieses Ausgangssignal C wird invertiert und einem Eingang des zweiten UND-Gatters 7 zugeführt. Dem anderen Eingang des UND-Gatters 7 wird das Eingangssignal D von dem Bremslichtschalter zugeführt. Das Ausgangssignal E des UND-Gatters 7 ist das Steuersignal E, das beim Ausgang 8 der Steuerungsvorrichtung 1 anliegt.
Im Folgenden wird die Funktion der Steuerungsvorrichtung 1 und das Steuerungsverfahren bei verschiedenen Situationen erläutert:
2 zeigt die Signale A bis E im Normalbetrieb. Das invertierte pulsweitenmodulierte Taktimpulssignal A wechselt zwischen den Zuständen 0 und 1 mit der Periode T. Es wird somit ein herkömmliches pulsweitenmoduliertes Signal zum Betrieb der Bremsleuchte geliefert. Mit der ersten ansteigenden Flanke des Taktimpulssignals A wechselt das Ausgangssignal B des retriggerbaren Monoflops 5 auf einen aktiven Zustand, d. h. von logisch 0 auf logisch 1. Bei diesem aktiven Zustand verbleibt es auf Grund der regelmäßigen ansteigenden Flanken des Taktimpulssignals A innerhalb des Zeitintervalls τ des Monoflops 5. Somit entspricht das Ausgangssignal C des ersten UND-Gatters 6 dem Taktimpulssignal A das von dem Impulssignalgeber 3 ausgegeben wird.
Solange das Eingangssignal D des Bremslichtschalters im AUS-Zustand, d. h. bei logisch 0 ist, ist auch das Ausgangssignal E der Steuerungsvorrichtung 1 bei logisch 0, d. h. bei einem deaktivierendem Signalpegel. Dies bedeutet, dass die Lichtquellen 10 und 11 des Bremslichts nicht leuchten.
Sobald der Bremslichtschalter geschlossen wird, wechselt das Eingangssignal D von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand, d. h. von logisch 0 auf logisch 1. In dem in 2 gezeigten Beispiel befindet sich zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal C der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung 4 in einem aktiven Zustand, d. h. bei logisch 1. Da letzteres Signal invertiert wird, ergibt die logische Verknüpfung dieses Signals mit dem Eingangssignal D logisch 0, d. h. einen deaktivierenden Signalpegel.
Sobald jedoch das Signal C von logisch 1 auf logisch 0 wechselt, wechselt das Ausgangssignal E von logisch 0 auf logisch 1, d. h. zu einem aktivierenden Signalpegel. Das Ausgangssignal E folgt nun dem invertierten Signal C solange, wie sich das Eingangssignal in dem EIN-Zustand, d. h. bei logisch 1, befindet. Das Bremslicht wird hierdurch auf herkömmliche Weise durch ein pulsweitenmoduliertes Impulssignal betrieben. Sobald das Eingangssignal D von dem EIN-Zustand zu dem AUS-Zustand wechselt, wird auch das Ausgangssignal E auf einen deaktivierenden Signalpegel, d. h. logisch 0, gesetzt bzw. verbleibt dort.
Bei Wahl einer zweckmäßigen Frequenz für die Pulsweitenmodulation von z. B. 100 Hz ergeben sich vernachlässigbare Aktivierungszeiten, da von der eigentlichen Zykluszeit noch die Aktivierungszeit der Pulsweitenmodulation abgezogen werden kann.
Mit Bezug zu 3 wird nun die Funktionsweise der Steuerungsvorrichtung 1 und das Steuerungsverfahren bei einem Ausfall des Taktimpulssignals A bei niedrigem Signalpegel, d. h. bei logisch 0, beschrieben.
Die Signale beim Start des Taktimpulssignals A entsprechen denen des Normalbetriebs, wie sie in 2 dargestellt sind. Das Ausgangssignal des Monoflops wechselt von logisch 0 auf logisch 1, so dass das Ausgangssignal der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung 4 dem Taktimpulssignal A entspricht. Nach dem Wechsel des Eingangssignals D von einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand liegt beim Ausgang 8 das invertierte Taktimpulssignal A an.
Nun fällt zum Zeitpunkt S1 der Impulssignalgeber 3 aus und liefert ein kontinuierliches Signal mit niedrigem Signalpegel, d. h. bei logisch 0. Das Ausgangssignal des Monoflops B wechselt nach dem Zeitintervall τ seit der letzten steigenden Flanke des Taktimpulssignals A in einen inaktiven Zustand, d. h. auf logisch 0, und verharrt dort solange wie auch das Taktimpulssignal A auf dem niedrigen Signalpegel verbleibt. Das Ausgangssignal des ersten UND-Gatters 6 entspricht weiterhin dem Signal A, d. h. es befindet sich seit dem Ausfall des Taktimpulssignals A im inaktiven Zustand logisch 0. Da dieses Signal C jedoch invertierend dem zweiten UND-Gatter 7 zugeführt wird, wird das eingeschaltete Eingangssignal D durchgeschaltet. Das Ausgangssignal E ist somit bei dem Ausfall des Impulssignalgebers 3 auf niedrigem Signalpegel dauerhaft auf einem aktivierenden Signalpegel logisch 1, so dass das Bremslicht leuchtet, falls sich das Eingangssignal im EIN-Zustand befindet. Eine unter Umständen betriebene Helligkeitsregelung des Bremslichts über die Pulsweitenmodulation wird bei dieser Notlauffunktion nicht mehr betrieben. Das Bremslicht leuchtet mit voller Leuchtstärke. Wechselt das Eingangssignal von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand, wechselt auch das Ausgangssignal E auf den deaktivierenden Signalpegel, d. h. auf logisch 0.
Mit Bezug zu 4 wird nun die Situation beschrieben, bei der der Impulssignalgeber 3 ausfällt und dauerhaft einen hohen Signalpegel logisch 1 ausgibt.
Der Ausfall des Impulssignalgebers 3 geschieht z. B. beim Zeitpunkt S2. Erneut wechselt das Ausgangssignal B des Monoflops 5 nach dem Zeitintervall τ, gerechnet von der letzten ansteigenden Flanke des Taktimpulssignals A in den inaktiven Zustand logisch 0. Das Ausgangssignal C der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung 4 wechselt in diesem Fall erst mit dem Ausgangssignal B des Monoflops 5 in den inaktiven Zustand logisch 0. Der letzte Zyklus des Signals C verlängert sich somit auf die Dauer des Zeitintervalls τ des Monoflops 5. Nach dem Ausfall des Impulssignalgebers 3 auf hohen Signalpegel wird das Ausgangssignal E für die maximale Dauer τ deaktiviert. Anschließend entspricht es dem Eingangssignal D, d. h. bei einem EIN-Zustand des Eingangssignals D wird dieses voll durchgeschaltet und schaltet das Bremslicht dauerhaft ohne Pulsweitenmodulation ein. Wechselt das Eingangssignal D in den AUS-Zustand logisch 0, wird auch das Ausgangssignal E auf einen deaktivierenden Zustand logisch 0 geschaltet.
Mit Bezug zu den 5 und 6 wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steuerungsvorrichtung und des Steuerungsverfahrens beschrieben:
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ergibt sich das Problem, dass das Ausgangssignal E nach dem Wechsel des Eingangssignals D von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand nur mit einer gewissen Verzögerung in den aktivierenden Signalpegel logisch 1 wechselt, wenn das Eingangssignal D in der aktiven Phase des Signals C eingeschaltet wird. Um diese Verzögerung x (vgl. 2) zu vermeiden, wird das Taktimpulssignal A auf einen hohen Signalpegel logisch 1 gesetzt, bis der Impulssignalgeber 3 eine Zustandsänderung des Eingangssignals D erkennt. Solange das Signal A des Impulssignalgebers 3 bei logisch 1 verharrt, liefert das Monoflop als Ausgangssignal B logisch 0. Die Signale B und C sind entsprechend inaktiv. Da das Signal C invertierend dem UND-Gatter 7 zugeführt wird, wird der Wechsel des Eingangssignals D in den EIN-Zustand ohne Zeitverzögerung umgesetzt, d. h. das Ausgangssignal E wechselt unmittelbar in einen aktivierenden Signalpegel logisch 1. Solange das Eingangssignal D im EIN-Zustand verbleibt, folgt das Ausgangssignal E nun dem invertierten Taktimpulssignal C, da der Impulssignalgeber 3 mit der Ausgabe des Taktimpulssignals beginnt, sobald sich das Eingangssignal D im EIN-Zustand befindet. Mit der ersten steigenden Flanke des Taktimpulssignals A wechselt der Ausgang des Monoflops 5 seinen Zustand und das Taktimpulssignal A entspricht dem Ausgangssignal C der Impulsverarbeitungsschaltung 4. Somit beginnt die Pulsweitenmodulation auch sofort beim Steuersignal E am Ausgang 8 der Steuerungsvorrichtung 1.
Wechselt das Eingangssignal D wieder von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand, verbleibt das Ausgangssignal E bei dem deaktivierenden Signalpegel logisch 0. Der Impulssignalgeber 3 setzt das Signal A nun wieder auf den hohen Signalpegel logisch 1, bis erneut eine Zustandsänderung des Eingangssignals D festgestellt wird.
In 5 ist die Schaltung der Steuerungsvorrichtung 1' dieses zweiten Ausführungsbeispiels gezeigt. Das Eingangssignal D wird in diesem Fall auch dem Impulssignalgeber 3' zugeführt, der dieses Signal, wie vorstehend beschrieben, verarbeitet.
Bezugszeichenliste

1: Steuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
1': Steuerungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
2: Eingang der Steuerungsvorrichtung
3: Impulssignalgeber des ersten Ausführungsbeispiels
3': Impulssignalgeber des zweiten Ausführungsbeispiels
4: Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung
5: Monoflop
6: erstes UND-Gatter
7: zweites UND-Gatter
8: Ausgang der Steuerungsvorrichtung
9: Leistungsschalter
10: Lichtquelle
11: Lichtquelle

Claims

Steuerungsvorrichtung (1; 1'), insbesondere für ein Bremslicht eines Fahrzeugs, mit – einem Eingang (2) für ein Eingangssignal (D), das einen EIN-Zustand und einen AUS-Zustand annimmt, – einem Impulssignalgeber (3; 3'), der ein Taktimpulssignal (A) ausgibt, das zwischen einem ersten und einem zweiten Signalpegel wechselt, und – einem Ausgang (8) zum Ausgeben eines Steuersignals (E) für ein anzusteuerndes Element (10, 11), dadurch gekennzeichnet, – dass eine Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) für das Taktimpulssignal (A) vorgesehen ist, die das Taktimpulssignal (A) so verarbeitet, dass sie ein Signal (C) für einen inaktiven Zustand ausgibt, falls das Taktimpulssignal (A) nicht innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls (τ) zwischen dem ersten und zweiten Signalpegel wechselt, und – dass die Steuerungsvorrichtung (1; 1') das Eingangssignal (D) und das Ausgangssignal (C) der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) logisch so verknüpft, dass bei einem EIN-Zustand des Eingangssignals (D) und einem Signal (C) für einen inaktiven Zustand des Taktimpulssignals am Ausgang (8) ein aktivierender Signalpegel für das anzusteuernde Element (10, 11) anliegt.
Steuerungsvorrichtung (1; 1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) das Taktimpulssignal ausgibt, falls das Taktimpulssignal innerhalb des bestimmten Zeitintervalls (τ) zwischen dem ersten und zweiten Signalpegel wechselt.
Steuerungsvorrichtung (1; 1') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (1; 1') das Ausgangssignal (C) der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) und das Eingangssignal (D) der Steuerungsvorrichtung logisch so verknüpft, dass beim Ausgang der Steuerungsvorrichtung (1; 1') ein Taktimpulssignal anliegt, wenn das Eingangssignal (D) im EIN-Zustand ist und ein Taktimpulssignal beim Ausgang der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) anliegt.
Steuerungsvorrichtung (1; 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aktivierende Signalpegel dem EIN-Zustand des Eingangssignals (D) entspricht.
Steuerungsvorrichtung (1; 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) ein flankengetriggertes Monoflop (5) aufweist, wobei dem Eingang des Monoflops (5) das Taktimpulssignal (A) des Impulssignalgebers (3) zugeführt wird.
Steuerungsvorrichtung (1; 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) ein erstes UND-Gatter (6) und ein flankengetriggertes Monoflop (5) aufweist, wobei den Eingängen des ersten UND-Gatters (6) das Ausgangssignal (B) des Monoflops (5) und das Taktimpulssignal (A) des Impulssignalgebers (3) zugeführt wird.
Steuerungsvorrichtung (1; 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal für den inaktiven Zustand insbesondere dann ausgegeben wird, wenn der Impulssignalgeber (3; 3') ein kontinuierliches Signal ausgibt, unabhängig davon, auf welchem Signalpegel das Signal ist.
Steuerungsvorrichtung (1; 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (1; 1') ein zweites UND-Gatter (7) aufweist, wobei dem ersten Eingang des zweiten UND-Gatters (7) das invertierte Ausgangssignal (C) der Taktimpuls-Verarbeitungsschaltung (4) zugeführt wird und dem zweiten Eingang das Eingangssignal (D) zugeführt wird.
Steuerungsvorrichtung (1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulssignalgeber (3') kontinuierlich den zweiten, aktivierenden Signalpegel ausgibt, wenn das Eingangssignal (D) in einem AUS-Zustand ist und das Taktimpulssignal ausgibt, wenn das Eingangssignal (D) in einem EIN-Zustand ist.
Steuerungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulssignalgeber (3) das Taktimpulssignal unabhängig vom Eingangssignal (D) ausgibt.
Steuerungsvorrichtung (1; 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Taktimpulssignal pulsweitenmoduliert ist.
Bremsleuchteneinheit für ein Fahrzeug umfassend eine Steuerungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Verfahren zum Steuern einer Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs, bei dem – ein Eingangssignal (D) für die Beleuchtungseinrichtung auf einen EIN-Zustand oder einen AUS-Zustand gesetzt wird, – ein Taktimpulssignal (A) ausgegeben wird, das zwischen einem ersten und einem zweiten Signalpegel wechselt und – ein Steuersignal (E) für ein anzusteuerndes Element (10, 11) der Beleuchtungseinrichtung ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, – dass das Taktimpulssignal (A) so verarbeitet wird, dass ein Signal für einen inaktiven Zustand ausgegeben wird, falls das Taktimpulssignal (A) nicht innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls (τ) zwischen dem ersten und zweiten Signalpegel wechselt und – dass das Eingangssignal (D) und das verarbeitete Taktimpulssignal (C) logisch so verknüpft werden, dass bei einem EIN-Zustand des Eingangssignal (D) und einem Signal für einen inaktiven Zustand des Taktimpulssignals als Steuersignal (E) ein aktivierender Signalpegel für das anzusteuernde Element ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass, falls das Taktimpulssignal (A) innerhalb des bestimmten Zeitintervalls (τ) zwischen dem ersten und zweiten Signalpegel wechselt, ein Taktimpulssignal als Steuersignal ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt des Taktimpulssignals (A) kontinuierlich der zweite aktivierende Signalpegel erzeugt wird, wenn das Eingangssignal (D) in einem AUS-Zustand ist und das Taktimpulssignal (A) erzeugt wird, wenn das Eingangssignal (D) in einem EIN-Zustand ist.