DE1613909C - Einrichtung zur Kontrolle von parallelgeschalteten elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kontrolle von parallelgeschalteten elektrischen Verbrauchem in Kraftfahrzeugen, z. B. zur Kontrolle von Signallampen. Alle Signallampen eines Kraftfahrzeuge sind paarweise angeordnet, so daß im allgemeinen eine Parallelschaltung der Signallampen vorliegt. Beim Ausfall einer Signallampe kann das Signalbild zu Irrtümern Anlaß geben. Es ist deshalb erwünscht, daß Störungen in der Parallelschaltung dem Kraftfahrzeugführer durch eine Kontrolleinrichtung, z.B. eine Kontrollampe oder ein akustisches Warnsignal, gemeldet werden.

Für die vorgeschriebene Kontrolle der Blinklampen eines Kraftfahrzeugs ist bereits die Verwendung von elektronischen Überwachungseinrichtungen bekanntgeworden. Eine bekannte Einrichtung weist einen Vorwiderstand auf, der in Reihe mit den Blinklampen liegt und an dem sich ein der Anzahl der vorhandenen Blinklampen proportionaler Spannungsabfall einstellt. Dieser Spannungsabfall dient zur Aussteuerung eines · Transistors, der unmittelbar oder über Zwischenglieder eine Kontrollampe ansteuert.

Die Erfindung betrifft die Lösung der Aufgabe, andere paralielgeschaltete Verbraucher in Kraftfahrzeugen, z. B. Schlußlampeu und Bremslampen, einer Kontrolle zu unterwerfen, und dabei einen einfachen stromsparenden Aufbau vorzusehen, der die besonderen Anforderungen im Kraftfahrzeug erfüllt, nämlich insbesondere die Störungsfreiheit gegenüber Erschütterungen, Spannungsschwankungen und Temperaturschwankungen.

Die Erfindung bezieht sich deshalb auf eine Ein-

. richtung zur Kontrolle von parallelgeschalteten elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen, mit s einem in Reihe mit den Verbrauchern liegenden ^ Vorwiderstand und mit einem in Abhängigkeit vom Spannungsabfall an diesem Vorwiderstand ausgesteuerten Transistor, der eine Kontrollampe steuert. Erfindungsgemäß ist diese Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor mit seiner Steuerstrecke einerseits an den Vorwiderstand und andererseits an eine mit einem Widerstand in Reihe liegende Diode angeschlossen ist und daß der Vorwiderstand derart bemessen ist, daß sein Spannungsabfall bei Betrieb mit allen parallelgeschalteten Verbrauchern dem Spannungsabfall an der Diode zumindest nahezu gleich ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung werden die zuvor genannten Forderungen erfüllt.

In den Fig. 1 bis 3 sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele der Einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Kontrolleinrichtung unter Verwendung von zwei pnp-Transistoren;

F i g. 2 zeigt eine Kontrolleinrichtung unter Verwendung eines pnp- und eines npn-Transistors; in ■ F i g. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der eine gemeinsame Kontrollampe zur Überwachung mehrerer Parallelschaltungen von Verbrauchern dient.

Bei der Leuchtenkontrollschaltung gemäß Fig. 1 brennt die Kontrollampe, wenn die zu überwachenden Glühlampen eingeschaltet sind. Durch das Auf- ■ leuchten der Kontrollampe hat der Fahrer eines Kraftfahrzeugs sogleich die Gewißheit, daß z. B. beide Schlußleuchten in Ordnung sind.

In Reihe mit zwei parallelgeschalteten Verbrauchern Ll und L2, die z.B. die Glühlampen in den Schlußleuchten eines Kraftfahrzeugs sein können, liegt ein Vorwiderstand Rv, an dem sich ein der Anzahl der eingeschalteten Lampen proportionaler

So Spannungsabfall einstellt. Ein Schalter Sl ist so gelegt, daß die Kontrollschaltung gleichzeitig mit den Verbrauchern L1 und L 2 an Spannung gelegt ist.

Ein aus einer Diode D1 und einem Widerstand R1 bestehender Spannungsteiler eines Transistors T1 ist so bemessen, daß der Spannungsabfall an der Diode D 1 etwa 0,3 V beträgt. Über den Vorwiderstand Rv der beiden Verbraucher L1 und L 2 fällt bei maximal anliegender Batteriespannung und beim Betrieb bei-

Widerstand R1 zu. Auch über die Diode würde der Spannungsabfall zunehmen, wenn der Diodenwiderstand nicht mit steigendem Spannungsabfall kleiner würde. Durch die Änderung des Widerstandswertes 5 wird somit erreicht, daß die Steuerspannung UBEl des Transistors Tl annähernd konstant bleibt, wodurch sich eine Unempfindlichkeit gegen Spannungsschwankungen ergibt.

In Fig. 2 sind gleiche Teile mit den gleichen Be-

der Verbraucher eine Spannung von 0,3 V ab. Dadurch ist die Steuerspannung UBEl etwa Null, so daß der Transistor Tl gesperrt ist. Gleichzeitig fließt über Widerstände R 2, R 3 und R 4 ein Strom, der die Steuerspannung für einen zweiten Transistor Γ 2 liefert. Durch diese Steuerspannung UBE 2 öffnet der Transistor T 2, so daß eine an dessen Kollektor angeschlossene Kontrollampe K aufleuchtet.

Beim Ausfall eines Verbrauchers L1 oder L 2 wird

der Spannungsabfall über den Vorwiderstand Rv ge- ίο zugszeichen versehen. Bei der Kontrollschaltung geringer und beträgt ungefähr 0,15 V. Die Steuer- maß Fig. 2 brennt die Kontrolleuchte nicht, wenn spannung des ersten Transistors Γ1 ist jetzt groß die zu überwachenden Verbraucher eingeschaltet genug, um diesen zu öffnen, so daß ein Kollektor- sind. Erst beim Ausfall eines Verbrauchers gibt die strom über den Widerstand R 4 fließt. Gleichzeitig Kontrolleuchte dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs kann über die Widerstände R 2 und R 3 kein Strom 15 durch ihr Aufleuchten das Signal, daß etwas nicht in mehr fließen, so daß die Steuerspannung des zweiten Ordnung ist.

Transistors Γ 2 gleich Null ist. Der Transistor Γ 2 Der Spannungsteiler des ersten Transistors Tl

sperrt, so daß die KontrollampeK erlischt. entspricht dem in Fig. 1. Über den Vorwider-

Die Aufgabe eines Kondensators Cl ist es, das stand Rv der beiden Verbraucher Ll und L2 fällt unerwünschte Aufleuchten der Kontrollampe beim 20 bei maximal anliegender Batteriesparmung wiederum Einschalten von nur einem Verbraucher zu ver- ein Spannungsabfall von 0,3 V ab, so daß die meiden. Zum Beispiel ist der Kaltwiderstand des Steuerspannung UBEl etwa Null ist und der Tran-Glühfadens nur einer Schlußleuchte so gering, daß sistor T1 sperrt. Gleichzeitig kann über Widerstände Einschaltstromstöße in der Größenordnung des fünf- R 5 und R 6 bei gesperrtem Transistor T 1 kein bis zehnfachen Betriebsstromes auftreten. Durch 25 Strom mehr fließen, so daß die Steuerspannung diesen hohen Einschaltstromstoß ist der Spannungs- eines npn-Transistors Γ 3 gleich Null ist und dieser abfall über den Vorwiderstand Rv des Transistors ebenfalls sperrt. Somit ist das Aufleuchten der Kon- Tl ebenfalls sehr hoch, so daß dieser kurzzeitig trolleuchte nicht möglich.

sperrt. Zur gleichen Zeit würde über die Wider- Beim Ausfall eines Verbrauchers wird der Spanstände R 2, R 3 und R 4 ebenfalls ein kurzer Strom- 30 nungsabfall über den Vorwiderstand Rv geringer stoß fließen, der die Steuerspannung UBE 2 liefert und beträgt jetzt ungefähr 0,15 V. Die Steuerspan- und die Kontrollampe augenblicklich aufleuchten nung des Transistors Tl ist jetzt groß genug, um läßt. Diesen unerwünschten Effekt vermeidet der diesen zu öffnen, so daß ein Kollektorstrom über die Kondensator C1, der im Einschaltmoment praktisch Widerstände R 5 und R 6 und einen Widerstand R 7 einen Kurzschluß darstellt und den Stromstoß auf- 35 fließt. Gleichzeitig öffnet der Transistor Γ 3, da nimmt. Über die kurzgeschlossenen WiderständeR2 durch den Spannungsabfall über den Widerstand Rl \xndR3 kann somit kein Strom mehr fließen, so daß die Steuerspannung UBE 3 erzeugt wird. Der KoI-die Steuerspannung des zweiten Transistors Null lektorstrom des Transistors Tl teilt sich jetzt auf bleibt und die Kontrollampe nicht aufleuchten kann. in den Strom über die Widerstände R 5 und R 6, wo-Den bei Temperaturschwankungen störend in 40 bei sich der zuletzt genannte Strom wiederum über Erscheinung tretenden Änderungen der Transistor- den Widerstand Rl und die Basis-Emitter-Strecke daten begegnet man in dieser Schaltung durch Stabilisation bzw. Kompensation des Arbeitspunktes. Dieses geschieht durch die im Basisteiler des ersten
Transistors in Durchlaßrichtung geschaltete 45
Diode D 1, die als NTC-Widerstand wirkt. Mit steigender Temperatur nimmt der Widerstand der Diode
ab. Dadurch geht die Spannung an dieser Strecke,
nämlich die Steuerspannung UBE 1, zurück. Die

Folge davon ist, daß der Kollektorstrom nicht so so möglich, daß der Kalteinschaltstrom z. B. einer stark anwachsen kann, wie er es ohne Temperatur- Schlußleuchte die Kontrollampe kurzzeitig aufleuchkompensation getan hätte. Bei sinkender Temperatur ten läßt. Die Kalteinschaltstromspitze der Kontrollwird der Widerstand der Diode größer, so daß der lampe ist durch optimale Auslegung der Schaltung umgekehrte Vorgang abläuft. Durch diese Anord- nur etwa dreimal so groß wie der normale Betriebsnung der Diode im Basisteiler des Transistors T1 ist 55 strom. Der Einschaltstromstoß belastet den Trandie Schaltung gegen Temperaturschwankungen von sistor T 3 aber keineswegs, da dieser noch erheblich — 25° C bis + 60° C unempfindlich, also gerade in unter dem maximal zulässigen Kollektorstrom liegt, dem im Kraftfahrzeug erforderlichen Bereich. Bei der Schaltung gemäß F i g. 3 ist die Über-

Die Diode D1 erfüllt aber noch eine andere wich- wachung mehrerer Parallelschaltungen von Verbrautige Aufgabe. Die beschriebene Anordnung der 60 ehern mit einer einzigen Kontrollampe vorgesehen. Diode ermöglicht die Spannungsstabilität der Schal- Das Schaltbild gemäß Fig. 3 entspricht von links tung, und zwar bei einer Batteriespannung von 12 V bis zur Mitte dem Schaltbild gemäß Fig. 2. Bei den im Bereich von 9 bis 15 Volt dadurch, daß sich die Verbrauchern Ll und L2 kann es sich beispiels-Diode wie ein spannungsabhängiger Widerstand weise wieder um die Glühlampen der Schlußleuchten (VDR-Widerstand) verhält. Wird die außen anlie- 65 handeln.

gende Batteriespannung erhöht, so nimmt ebenfalls, An die Basis des Transistors T 3 ist eine ähnlich

dem Verhältnis der Widerstände des Spannungstei- aufgebaute Kontrolleinrichtung mit einem Tranlers entsprechend, der Spannungsabfall über den sistor Γ 4 angeschlossen, die zur Überwachung der

des Transistors T 3 aufteilt. Die Kontrollampe K leuchtet nun auf, da der Transistor T 3 durch die anliegende Steuerspannung UBE 3 durchgesteuert ist. Die Schaltung gemäß F i g. 2 hat den Vorteil, daß der verhältnismäßig große Kondensator, der das unerwünschte Aufleuchten der Kontrolleuchte beim Einschalten von nur einem Verbraucher vermeidet, fortfallen kann. Bei dieser Schaltung ist es nicht

Parallelschaltung von Verbrauchern L 3 und L 4 dient. Es kann sich hierbei beispielsweise um die Bremsleuchten handeln. Ein dem Schalter 51 entsprechender Schalter 52 wäre in diesem Falle der Bremslichtschalter. Auch hier ist ein Vorwiderstand Rv 2 vorgesehen, der in Reihe mit der Parallelschaltung liegt und dessen Spannungsabfall im Zusammenwirken mit einer Diode D 2 und einem Widerstand RIO zum Aussteuern des Transistors Γ4 dient.

Die Kontrollampe K bleibt bei intakten Verbrauchern dunkel und leuchtet nur bei Ausfall eines der Verbraucher H bis L 4 auf. Der Kraftfahrzeugführer kann leicht durch abwechselndes Einschalten der Schalter 51 und 52 feststellen, in welcher der beiden Parallelschaltungen der Fehler liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Kontrolle von parallelgeschalteten elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen, mit einem in Reihe mit den Verbrauchern liegenden Vorwiderstand und mit einem in Abhängigkeit vom Spannungsabfall an diesem Vorwiderstand ausgesteuerten Transistor, der eine Kontrollampe steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (Tl) mit seiner Steuerstrecke (EB) einerseits an den Vorwiderstand (Rv) und andererseits an eine mit dem Widerstand (R 1) in Reihe liegende Diode (D 1) angeschlossen ist und daß der Vorwiderstand (Rv) derart bemessen ist, daß sein Spannungsabfall bei Betrieb mit allen parallelgeschalteten Verbrauchern (Ll; L 2) dem Spannungsabfall an der Diode (Dl) zumindest nahezu gleich ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (Tl) ein pnp-Transistor ist und mit seiner Basis (B) an die Diode (D 1) und mit seinem Emitter (E) an den Vorwiderstand (Rv) angeschlossen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (Tl) einen zweiten Transistor (T2 bzw. T3) ansteuert, in dessen Kollektorkreis eine Kontrollampe (K) geschaltet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transistor (T 3) ein npn-Transistor ist, dessen Basis an den KoI-lektor (C) des ersten Transistors (Tl) über Widerstände (R 5; R 6; R 7) so angeschlossen ist, daß er nur dann aufgesteuert ist, wenn auch der erste Transistor (Tl) aufgesteuert ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Einschalten der parallelgeschalteten Verbraucher (Ll; L2 bzw. L3; L4) vorgesehener Schalter (Sl bzw. Sl) so angeschlossen ist, daß die Kontrolleinrichtung nur zusammen mit" den Verbrauchern an Spannung gelegt werden kann.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transistor (T3) mehreren Kontrolleinrichtungen gemeinsam zugeordnet ist.