DE1930131C3

DE1930131C3 - Blinkgebereinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem Stromüberwachungs-Schaltmittel

Info

Publication number: DE1930131C3
Application number: DE19691930131
Authority: DE
Inventors: Willi 7014 Kornwestheim Gansert; Guenther 7126 Sersheim Gille
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1969-06-13
Filing date: 1969-06-13
Publication date: 1973-12-20
Also published as: DE1930131A1; DE1930131B2

Description

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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 Stromüberwachungs-Schaltmittel 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, welcher wiederum über den Aiisgangstransistor einer elektronischen Kippschaltung periodisch leitend und nichtleitend geschaltet wird. Die Schaltfrequenz dieser Kippschaltung wird durch die /?C-Glieder bestimmt, welche die beiden Transistoren der Kippschaltung in bekannter Weise kreuzweise verkoppeln. Zur Überwachung des Blinkstromkreises wird der Spannungsabfall an dem Leistungstransistor verwendet. Dieser Spannungsabfall wirkt über eine Diode in den Steuerkreis der Kippschaltung, und zwar so. daß bei Ausfall einer Blinklampe durch die Erhöhung des Spannungsabfalles die Kopplungsdiode leitend wird und die Vorspannungsverhältnissc im Steuerkreis der Kippschaltung so verändert, daß dessen Schallfrequenz erhöht wird. Diese Überwachungsschaltung ist sehr spannungsabhängig, d. h., daß eine große Spannungsschwankung der Speisespannung die eindeutige Überwachung des Blinkstromkreises unmöjjlich macht, zumal, wenn der Ausfall einer Blinklampe bei mehr als zwei parallelgeschalteten Blinklampen überwacht werden soll.

Die deutsche Patentschrift 1157 94S zeigt eine ülinkgehereinrichtung mit einer elektronischen Kippschaltung, welche im Ausgangskreis ein Schaltrelais steuert, dessen Kontakt den Blinkstromkreis periodisch ein- und ausschaltet. In den Lampenstromkreis ist ein Meßwiderstaiid eingeschleift, an dem ein \on 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 zur 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 des 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 gemeinsamen Lampenstromkreis einer Blinkgebereinrichtunc mit einem Stromüberwachungs-Schaltmittel. z. B. einem elektromagnetischen Relais, zu überwachen. Umfaßt der Lampenstromkreis nur zwei parallelgeschaltete Blinklampen, dann ist es noch verhältnismäßig einfach, das Stromüberwachungs-Schaltmittel so auszulegen, daß es bei den vorkommenden Schwankungen der Betriebsspannung bei ordnungsgemäßem Lampenstromkreis anspricht, bei Ausfall einer Blinklampe aber sicher nicht mehr anspricht.

Sind in den Lampenstromkreis jedoch drei oder sogar 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 Betriebsspannung und dem daraus 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 Blinklampen 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 Mehrkreisschalüingcn mit getrennten Strumühersvaclumgs-Sehaltmitteln vor, hei denen in der Regel nur zwei Winklumpen parallel geschalte! sind und die Überwachung auf den Ausfair einer Blinklanipe abgestimmt ist. Derartige Ulinkgehereinriehtungen erfordern neben dem erhöhten Sclialtungsaufwand auch eine umfangreichere Verdrahtung im Kraftfahrzeug.

Es ¹St Autgabe der Erfindung, eine Blinkgcbereinrichtung der eingangs erwähnten ArI so aufzulegen, daß mit einem einzigen Stromüberwaehungs-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 sol! selbstverständlich der Einsatz für zwei parallelgeschaltete Blinklampen möglich sein und vor alien Dingen die Auswirkungen von Schwankungen der Speiscbpannung kompensiert sein.

Die Blinkgebereinrichtung für Kraftfahrzeuge, besiehend aus einer astabilen Kippschaltung mil das Puls-Pausenverhältnis bestimmende^ Schaltelementen, die über ein elektromagnetisches Schaltmittel oder einen Halbleiter-Leistungsschalter zwei oder mehrere parallelgeschaltete Blinklampen steuert, und einem Siromüberwachungs-Schaltmittel im gemeinsamen Lampenstromkreis ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine astabile Kippschaltung verwendet ist, deren Puls-Pausenverhältnis mit unsteigender Betriebsspannung kleiner und mit 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 der Blinkgebereinrichtung auch vom Puls-Pausenverhältnis der steuernden astabilen Kippschaltung abhängig ist, falls die Pausen/eit zwischen zwei Pulsen im Verhältnis zur Abkühlungszeltkonstanten der Blinklampen klein bleibt. Da dies im vorliegenden Fall zutrifft, wird durch die gewählte Abhängigkeit des Piils-Pausenverhältnisses eine Kompensation der Slromänderungen bei schwankender Betriebsspannung erreicht. Es ergeben sich selbst bei vier Blinklampen und Betriebsspannungsschwankungen bis zu 20° ₀ eindeutige Strombereiche für ein Stromüberwachungs-Schaltmittel.

Eine für der. Einsatz in einer derartigen Blinkgebereinrichtung geeignete Kippschaltung ist dadur?h gekennzeichnet, daß eine symmetrische Transistor-Kippschaltung verwendet ist, bei der die Pausenzeit 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 Zenerdiode eingeschleift ist, die über einen getrennten Speisewiderstand auf eine konstante Emittervorspannung eingestellt ist. Eine astabile Kippschaltung dieser Art kann in gleicher Weise auch mit NPN Transistoren aufgebaut weiden, wenn die entsprechenden Polaritäten vertauscht werden.

Die Erfindung wird an Hand einer in der Zeichnung dargestellten astabilen Kippschaltung näher erläutert, die die gefoiderte Abhängigkeit des Puls-Pausi'iiserhältnisses win der Beiriehsr.pannung aufweist.

Die astabile Kippschaltung mit den beiden Transistoren 7 I und Tl wird durch zeitbestimmende Elementen, RA und Cl, Λ3 in periodische Schwingungen versetzt, wobei der Transistor Tl abwechselnd leitend und nichtleitend wird. Der Arheitswiderstand Rl kann z. B. ein Blinkrelais sein, das den Lampen-Stromkreis mit dem Siroinüherwachungsrelais st uert. Die Kondensatoren Cl und Cl sowie die Widerstände Λ3 und RA können gleich ausgelegt werden. Die astabile Kippschaltung hat dann ein Puls-Paiisenxerhältnis son 1:1.

Läßt man zunächst die Zenerdiode Z mit dem Speisewiderstand Λ1 außer acht, dann arbeitel die bistabile Kippschaltung wie folgt: In der Hellphase ist der Transistor Tl leitend, und der Kondensator Cl ist auf die Betriebsspannung Vh aufgeladen, wobei der rechte Anschluß posi'-^:ves und der linke Anschluß negatives Potential führt. Zu Beginn der Dunkelphase entlädt sich der Kondensator Cl über den leitenden Transistor 7Ί, den Widerstand R4 und die Batterie Lh. Die Zeitkonstante in diesem Kreis wird durch

2: den Kondensator Cl und den Widerstand A4 bestimmt. Es gilt daher 7"- Cl RA. Zu Beginn der Entladung gilt Vc --- Lh. und im Entladekreis ist die treibende Spannung U₀ -- 2Lh, da sich die Ladespannung des Kondensators Cl und die Balleriespannung Lb addieren. Für den Entladevorgang gilt:

Lc

L₁, ^!l-

und da Lc Lh und L„ 2Lh, gilt

Lh 2Lh]-c ¹I.
Daraus folgt / 0.7 · T.

Die Eritladezeit /. die die Pausenzcit des Transistors Tl darstellt, ist also nur son der Zeitkonstanten T abhängig.

Wird in die Emitterleitiing des Transistors Tl die Zenerdiode 7 eingeschaltet, dann wird eine konstante Emittervorspannung - Lz erzeugt, die über den Speisewiderstand RX auch bei nichtleitendem Transistor Tl aufrechterhalten wird.

Die Ladespannung Lc des Kondensators Cl zu Beginn der Dunkelphase ist nunmehr durch Lc = Lh — Vz gegeben. Für die Speisespannung kann wieder annähernd L₁₁ =t IVh gesetzt werden. Für die Pausenzeit 1 des Transistors Tl läßt sich ableiten:

Vc -- V_n 1 - e 'I₁

wobei Lc ---■ Lh - Lz und U_n = IUh.
Daraus folgt:

Lb - Lz =-■ 2 Vb (, _ _e~ r ) und
1

/ = - T- In

Vz Vh

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

\on der Betriebsspannung l'h erreicht, wie sie nach der lirl'iiidung gefordert ist. Da die Spannung ( an der Zenerdiodc / nur Werte sein Null bis ( /> annehmen kann, kann sich auch die Pausenzeit ι nur \on ι 0.7 · T bis / 0 ändern. Die Klammerausdrüekc können nur Werte \on 0.5 his I annehmen.

Nimmt die Betiicbsspunnung /u. dann wird der Klammerausdruck kleiner, d. h.. der Wert für die Pausenzeil nimmt zu. Nimmt die Betriebsspannung Vh dagegen ab. dann wird der Klammcrausdruck größer, d. h., der Wert für die Pausenzeit nimmt ab.

Betrachtet man die Puls/.eit des Transistors Tl. dann ist die fintladczeit des Kondensators Cl zu ermitteln, der zu Beginn der llellphase auf die Betriebsspannung Vh aufgeladen ist. Die Hntladung erfolgt über den Widerstand /?3. den leitenden Transistor II. die /encrdiodc /. und die Batterie l'h. In diesem Kreis ist die treibende Spannung ί ι, 2 l'h- ( :. da der Spannungsabfall an tier /enerdiode /u berücksichtigen ist. Bei diesen VoraiiN-Setzungen läßt sich in gleicherweise für die Pulszeit r, ableiten:

7 In

Vh

Vz

2 Vh - Vz

Die Auswertung dieser Gleichung zeigt, daß mit zunehmender Betriebsspannung die Puls/eil geringfügig abnimmt und bei abnehmender Betriebsspannung geringfügig zunimmt. Dies unterstützt die Kompcnsationswirkung der variablen Pausenzeit und bringt zudem eine Stabilisierung in der Schaltfrcquenz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hliiikgehereinrichtumj: für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer astabilen Kippschaltung mit das PuIs-Pausein erhältnis bestimmenden Schaltelementen, die über ein elektromagnetisches Schaltmittel oder einen Halhleiter-Leistungssehalter zwei oder mehrere parallelgeschaltete Blinklampen steuert, und einem Siromüherwaclumgs-Schaltmittel im gemeinsamen Lampenstromkreis, d a d u r c h g e k e η η / c i c h η e I₁ daß eine astabile Kippschaltung \erwendet ist, deren Puls-Pausenverhültnis mit ansteigender Betriebsspannung kleiner und mit abnehmender Betriebsspannung größer wird und deren Periodendauer nahe/u unabhängig von der Grölk· der Betriebsspannung ist.

2. Blinkgebereinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine symmetrische Transistor-Kippschaltung(Π, Tl) verwendet ist, bei der die Pausenzeit des den Lanipenstromkreis steuernden Transistors (Γ2) 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-Transistoren (Tl, Tl) aufgebaut ist, bei der der Emitter <'es den Lampenstromkreis steuernden Transistors (7 2) auf ein gegenüber dem Bezugspotential ( ) negative? Poten'-al ( — Uz) gelegt ist.

4. Blinkgebereinrichti'ug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in uie Emitterzuleitiing eine in Sperr-Richlung betriebene Zenerdiode (Z) eingeschaltet ist, die über einen getrennten Speisewiderstand (R 1) auf eine konstante Emittervorspannung ( L :) eingestellt ist.