DE1930131B2 - Blinkgebereinrichtung fuer kraftfahrzeuge mit einem stromueberwachungsschaltmittel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Blinkgebereinrichtung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer astabilen Kippschaltung mit das Puls-Pausenverhältnis bestimmenden Schaltelementen, die über ein elektromagnetisches Schaltmittel oder einen Halbleiter-Leistungsschalter zwei oder mehrere parallelgeschaltete Blinklampen steuert, und einem Stromüber-Wachungs-Scha'tmittel im gemeinsamen Lampen-Stromkreis.

Aus der deutschen; Patentschrift 1 210 343 ist eine Blinkgebereinrichtung bekannt, bei der zwei parallelgeschaltete Blinklampen über einen Leistungstransistor angesteuert werden, '.velcher wiederum über den Ausgangstransis.tor einer elektronischen Kippschaltung periodisch leitend und nichtleitend geschaltet wird. Die Schaltfrequenz dieser Kippschaltung wird durch die ÄC-Glieder bestimmt, welche die beiden Transistoren der Kippschaltung in bekannter Weise kreuzweise verkoppeln. Zur Überwachung des Bünkstromkreises wird der Spannungsabfall an dem Leistungstransistor verwendet. Dieser Spannungsabfall wirkt über ciiu- Diode in den Steuerkreis der Kippschaltung, und zwar so, daß bei Ausfall einer Biinklampe durch die Ernöhung des Spannungsabfalles die Kopplungsdiode leitend wird und die Vorspannungsven.^:iltnisse im Stcucrkreis der Kippschaltung so verändert, daß dessen Schaltfrequenz erhöht wird. Diese Überwachungsschaltung ist sehr spannungsabhängig, d. h., daß eine große Spannungsschwankung der Speisespannung die eindeutige Überwachung des Blinkstromkreises unmöglich macht, zumal, wenn der Ausfall einer Blinklampe bei mehr als zwei parallelgeschalteten Blinklampen überwacht weiden soll. Die deutsche Patentschrift 1157 948 zeigt eine Blinkgebereinrichtung mit einer elektronischen Kipp-

schaltung, welche im Ausgangskreis ein Schaltrelais steuert, dessen Kontakt den Blinkstromkreis periodisch ein- und ausschaltet. In den Lampenstromkreis ist cm Meßwiderstand eingeschleift, an dem ein von der Anzahl der angesteuerten Blinklampen abhängiger Spannungsabfall auftiitt. Dieser Spannungsabfall steuert über einen Schalttransistor die Kontrollampe. Die Bemessung des Steuerkreises dieses Schalttransistors ist dabei so vorgenommen, daß bei Ausfall einer Blinklampe der Spannungsabfall an dem Meßwiderstand nicht mehr zui Steuerung des Schalttransistors ausreicht. Es ist leicht einzusehen, daß sich der Spannungsabfall an dem Meßwiderstand beim Ausfall einer Blinklampe bei mehr als zwei parallelgeschalteten Blinklampen nur geringfügig ändert.

Diese Änderung dci Spannungsabfalles kann jedoch auch schon bei großen Schwankungen der Speisespannung erreicht werden. Dies führt dazu, daß bei Überspannung und dem Ausfall einer Blinklampe nach wie vor ein Kontrollsignal abgegeben werden kann oder daß bei Unterspannung schon bei ordnungsgemäßem Blinkstromkreis ein Kontrollsignal unterbleibt. Außerdem ist das Wegfallen des Kontrollsignals bei einer Störung kein eindeutig wahrnehmbares Fehleranzeigesignal, da dies leicht übersehen werden kann.

Es ist bekannt, den gemeinsam:ρ Lampenstromkreis einer Blinkgebereinrichtung mit einem Stromüberwachungs-Schaltmittel, z. B. einem elektromagnetischen Relais, zu überwachen. Umfaßt der Lampen-Stromkreis nur zwei parallelgeschaltete Blinklampen, dann ist es noch verhältnismäßig einfach, das Stromüberwachungs-Schaltmittel so auszulegen, daß es bei den vorkommenden Schwankungen der Be'.iebsspannung bei ordnungsgemäßem Lampenstromkreis anspricht, bei Ausfall einer Blinklampe aber sicher nicht mehr anspricht.

Sind in den Lampenstromkreis jedoch drei oder sog.Tr vier Blinklampen einbezogen, dann kann die Überwachung der Funktionsfähigkeit der Blinklampen über ein einziges Stromüberwachungs-Schaltmittel nicht mehr sicher vorgenommen werden. Der Grund dafür liegt in erster Linie in der Toleranz der Betriebsrpannung und dem uaraus resultierenden schwankenden Lampenstrom. Es läßt sich dabei nicht vermeiden, daß sich z. B. bei zwei parallelgeschalteten Blinklampen und Überspannung ein Strom im gemeinsamen Lampenstromkreis einstellt, der gleich groß oder sogar größer sein kann als bei drei parallelgeschalteten Blinklampen und Unterspannung. Das Stromüberwachungs-Schaltmittel im gemeinsamen Lampenstromkreis kann nicht mehr so ausgelegt werden, daß der Schaltzustand der parallelgeschalteten Blinklampcn eindeutig angezeigt werden kann. Noch schwieriger sind die Verhältnisse, wenn vier Blinklampen z. B. eines Kraftfahrzeuges mit Anhänger parallel geschaltet sind und der Ausfall einer Blinklampe signalisiert werden soll.

Bekannte Blinkgebereinrichtungen sehen daher so-

genannte Mehrkreisschaltungen mit getrennten Strom-Überwaclumgs-Schaltmilteln vor, bei denen in der Regel nur zwei Blinklampen parallel geschaltet sind und die Überwachung auf den Ausfall einer Blinklampe abgestimmt ist. Derartige Blinkgebereinrichtungen erfordern neben dem erhöhten Sehaltungsaufwand auch eine umfangreichere Verdrahtung im Kraftfahrzeug.

Es ist Aufgabe der Windung, eine Blinkgebereinrichtung der eingangs erwähnten Art so auszulegen, daß mit einem einzigen Stromüberwachungs-Schaltmittel auch dann noch eine eindeutige Überwachung des Blinkstromkreises auf den Ausfall einer Blinklampe möglich ist, wenn der Blinkstromkreis mehr als zwei parallelgeschaltete Blinklampen umfaßt. Dabei soli selbstverständlich der Einsatz für zwei parallelgeschaitete Hlinklampen möglich sein und vor allen Dingen die Auswirkungen \on Schwankungen der Speisespannung kompensiert sein.

Die Blinkgebereinrichtung für Krafiiahrzeuge. bestellend aus einer astabilen Kippschaltung mit das Puls-Pausen verhältnis bestimmenden Schaltelementen, die über ein elektromagnetisches Schaltmittel oder einen Halbleiter-Leistungsschalter zwei oder mehrere parallelgeschaltete Blinklampen steuert, und einem Stromübcnvachungs-Schaltmittel im gemeinsamen Lampenstromkreis ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine astabile Kippschaltung verwendet ist, deren Puls-Pausenverhältnis mit ansteigender Betriebsspannung kleiner und nvt abnehmender Betriebsspannung größer wird und deren Periodendauer nahezu unabhängig von der Größe der Betriebsspannung ist. Bei der Ausgestaltung der astabilen Kippschaltung wird davon Gebrauch gemacht, daß der resultierende Strom im gemeinsamen Lampenstromkreis <-'er Blinkgebereinrichtung auch vom PuIs-Pausenverhältnis der steuernden astabilen Kippschaltung abhängig ist, falls die Pausenzeit zwischen zwei Pulsen im Verhältnis zur Abkühlungszeitkonstanten der Blinklampen klein bleibt. Da dies im vorliegenden f-'all zutrifft, wird durch die gewählte Abhängigkeit des Puls-Iausenverhältnisses eine Kompensation der Stromdndeturgen bei schwankender Betriebsspannung erreicht. Es ergeben sich selbst bei \ier Blinklampen und Betriebsspannungsschwankungen bis zu - 20⁰Z₀ eindeutige Strombereichc für ein Stromüberwachungs-Schaltmittel.

Eins: für den Einsatz in einer derartigen Blinkgebereinrichtung geeignete Kippschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine symmetrische Transistor-Kippschaltung verwendet ist, bei der die Pausenzeil des den Lampenstromkreis steuernden Transistors so beeinflußt ist, daß bei ansteigender Betriebsspannung die Pausenzeit zunimmt und bei abnehmender Betriebsspannung abnimmt. Die Kippschaltung ist z. B. mit PNP-Transistoren aufgebaut, bei der der Emitter des den Lampenstromkreis steuernden Transistors auf ein gegenüber dem Bezugspotential negativeres Potential gelegt ist. Dies kann in einfachster Weise dadurch erreicht werden, daß in die Emitterzuleitung eine in Sperr-Richtung betriebene Zenerdiodc eingeschleift ist, die über einen getrennten Speisewiderstand auf eine konstante Emitlcrvcrspannung eingestellt ist. Eine astabile Kippschalung dieser Art kann in gleicher Weise, auch mit NPN-Transistoren aufgebaut werden, wenn die Mtsf rechenden Polaritäten vertauscht werden.

Dit: Erfindung wird an Hand einer in der Zeichnung dargestellten astabilen Kippschaltung näher erläutert, die die geforderte Abhängigkeit des Puls-Pausenverhältnisses von der Betriebsspannung aufweist.

Die astabile Kippschaltung mit den beiden Transistoren 71 und Tl wird durch zeitbestimmende Elemente Cl₁ R4 und C2, Λ3 in periodische Schwingungen versetzt, wobei der Transistor Tl abwechselnd leitend und nichtleitend wird. Der Arbeitswiderstand Rl kann z. B. ein Blinkrelais sein, das den Lampen-Stromkreis mit dem Stromüberwachungsrelais steuert. Die Kondensatoren Cl und Cl sowie die Widerstände R3 und Λ4 können gleich ausgelegt werden. Die astabile Kippschaltung hat dann ein Puls-Pausenverhältnis von 1 : 1.

Läßt man zunächst die Zcnerdiode Z mit dem Speisewiderstand R1 außer acht, dann arbeitet die bistanilc Kippschaltung wie folgt: In der Hellphase ist der Transistor 7 2 leitend. 11:.■). der Kondensator Cl ist auf die Betriebsspannung üb aufgeladen, wobei der rechte Anschluß positi\es und der linke Anschluß negatives Potential führt. Zu Beginn der D'inkclphuse entlädt sich der Kondensator Cl über den leitenden Transistor Tl. den Widerstand R4 und die Batterie Uh. Die Zeitkonstante in diesem Kreis wird durch den Kondensator CI und den Widerstand Λ4 bestimmt. Es gilt daher T Ci- R4. Zu Beginn der Entladung gilt Uc — Uh, und im lEntladekreN ist die treibende Spannung U₀ — 2Ub. da sieh die Ladespannung des Kondensators Cl und die Batteriespannung Ub addieren. Für den Entladevorgang gilt:

Uc = U₁, 1 - e ^T !.

und da Uc ■= Ub und U₁₁ = 2 Ub, gilt

Uh 2 Ub¹ 1 - e
Daraus folgt ι =- 0.7 · T.

Die Entladezeit.', die die Pausenzeit des Transistors Tl darstellt, ist also nur von der Zeitkonstanten T abhängig.

Wird in die Emitterleitung des Transistors Tl die Zenerdiode Z eingeschaltet, dann wird eine konstante Emittervorspannung—Or erzeugt, die über den Speisewiderstand R1 auch bei nichtleitendem Transistor Tl aufrechterhalten wird.

Die Ladespannimg Uc des Kondensators Cl zu Beginn der Dunkelphase ist nunmehr durch Uc - Ub — Uz gegeben. Für die Speisespannung kann wieder annähernd U₀ ^2Ub gesetzt werden. Für die Pausenzeit / des Transistors Tl läßt sich ableiten:

Uc = U₀

-- e

wobei Uc = Ub - Uz und U₀ --= 2 Uh.
Daraus folgt:

Uh - Uz = 2 Uh (, _ - γ ) und

= - 7Mn

Ub

Wie diese Gleichung für die Entladezeit des Kondensators Cl und damit für die Pausenzeit / des Transistors Tl erkennen läßt, ist eine Abhängigkeit

von der Betriebsspannung Ub erreicht, wie sie nach der Erfindung gefordert ist. Da die Spannung Uz an der Zenerdiode Z nur Werte von Null bis Ub annehmen kann, kann sich auch die Pausenzeit / nur von / = 0,7 · T bis / = 0 ändern. Die Klammerausdrücke können nur Werte von 0,5 bis 1 annehmen.

Nimmt die Betriebsspannung zu, dann wird der Klammerausdruck kleiner, d. h., der Wert für die Pausenzeit nimmt zu. Nimmt die Betriebsspannung Ub dagegen ab, dann wird der Klammerausdruck größer, d. h., der Wert für die Pausenzeit nimmt ab.

Betrachtet man die Pulszeit des Transistors Tl, dann ist die Entladezeit des Kondensators C2 zu ermitteln, der zu Beginn der Hellphase auf die Betriebsspannung Ub aufgeladen ist. Die Entladung erfolgt über den Widerstand R 3, den leitenden Transistor 7"2, die Zenerdiode Z und aie Batterie Ub. In diesem Kreis ist die treibende Spannung U₀= 2Ub — Uz, da der Spannungsabfall an der Zenerdiode zu berücksichtigen ist. Bei diesen Voraus-Setzungen läßt sich in gleicher Weise für die Pulszeit /, ableiten:

/, = -r-ln

Ub - Uz 2Ub- Uz

Die Auswertung dieser Gleichung zeigt, daß mit zunehmender Betriebsspannung die Pulszeit geringfügig abnimmt und bei abnehmender Betriebsspannung geringfügig zunimmt. Dies unterstützt die Kompensationswirkung der variablen Pausenzeit und bringt zudem eine Stabilisierung in der Schaltfrequenz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Blinkgebercinrichtung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer astabilen Kippschaltung mit das Puls-Pausenverhältnis bestimmenden Schaltelementen, die über ein elektromagnetisches Schaltmittel oder einen Halbleiter-Leistungsschalter zwei oder mehrere parallelgeschaltete Blinklampen steuert, und einem Stromüberwachungs-Schaltmittel im gemeinsamen Lampenstromkreis, dadurc h gekenn ζ e i c h η e t, daß eine astabile Kippschaltung verwendet ist, deren Puls-Pausenverhältnis mit ansteigende- Betriebsspannung kleiner und mit abnehmender Betriebsspannung größer wird und deren Periodendauer nahezu unabhängig von der Größe der Betriebsspannung ist.

^Λ Blinkgeberci !richtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichiiet, daß eine symmetrische Transistor-Kippschaltung (Tl, T2) verwendet ist, bei der die Pausenzeit des den Lampenstromkreis steuernden Transistors (Tl) so beeinflußt ist, daß bei ansteigender Betriebsspannung die Pausenzeit zunimmt und bei abnehmender Betriebsspannung abnimmt.

3. Blinkgebereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippschaltung mit PNP-Transistorer (71, Tl) aufgebaut ist. bei der der Emitter des den Lampenstromkreis steuernden Transistors (Tl) auf ein gegenüber dem Bezugspotential ( · ) negatives Potential ( - Uz) gelegt ist.

4. Blinkgebereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Emitterzuleitung eine in Sperr-Richtung betriebene Zenerdiode (Z) eingeschaltet ist, die über einen getrennten Speisewiderstand (Rl) auf eine konstante Emittcrvorspannung { — Uz) eingestellt ist.