DE3922890A1

DE3922890A1 - Elektronischer taktgeber

Info

Publication number: DE3922890A1
Application number: DE19893922890
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Phys Seiler; Guenter Schirmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1989-07-12
Publication date: 1990-02-15

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Taktgeber zur Ansteu erung eines Relais, insbesondere eines Kfz-Blinkgeberrelais.

Elektronische Blinkgeber für Kraftfahrzeuge sind weitgehend stan dardisierte Bauelemente, die ein Relais enthalten, welches von einem in monolithisch integrierter Technik hergestellten Taktgenerator mit minimaler Außenbeschaltung gesteuert wird. Insbesondere beim Betrieb an gestörten Netzen (Kfz-Bordnetz) darf der Taktgenerator nicht ge stört werden, wobei eine zusätzliche Außenbeschaltung für Entstör zwecke aus Kostengründen zu vermeiden ist.

Bei den bisher verwendeten Taktgeneratoren wurde diese Aufgabe da durch gelöst, daß die Verzögerungszeit zwischen Ansteuerung der Relaiswicklung und Schließen des Relaiskontaktes als Filterzeit (ca. 5 ms) zur Entstörung genutzt wurde, indem die Steuerung des Taktgenerators von einem Komparator aus erfolgte, der über den Shuntwiderstand erkannte, ob Strom über die Glühlampen fließt oder nicht. Diese Schaltung hat den Nachteil, daß bei geringer Last (z.B. nur eine Kontrollampe) der Taktgenerator hochfrequent das Relais (bedingt durch die Einschalt- und Ausschaltverzögerung) ein- und ausschaltet, da der geringe Laststrom nicht genügt, um eine aus reichend hohe Spannung am Shuntwiderstand zu erzeugen, so daß das Schließen des Relaiskontaktes nicht erkannt wird.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, Störimpulse bei einem elektronischen Blinkgeber zuverlässig auszufiltern, ohne daß das Blinkrelais bei geringer Last mit der Frequenz der Einschalt- und Ausschaltverzögerung angesteuert wird.

Der erfindungsgemäße Taktgenerator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs nutzt als Filterzeit zur Störunterdrückung die Relaiszeitkonstante, das heißt, die Zeit, welche benötigt wird, bis nach dem Anlegen einer Spannung an die Relaiswicklung der Strom in ihr einen Wert erreicht hat, der etwas geringer als der Ankeranzugs strom ist. Da eine Abfrage des Relaisstromes unabhängig vom Last strom über den Relaiskontakt ist, ist die volle Funktion des Takt gebers auch ohne Lampenlast gewährleistet.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Taktgene rators und Fig. 2 einen geänderten Schaltungsaufbau einer Halblei terendstufe aus Fig. 1 zur Messung des Relaisstroms.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines Taktgenerators für ein Kfz-Blinkgeberrelais dargestellt. Es bedeuten im einzelnen

1: Relaiswicklung
2: Blinklampen
3: Kontakt des Blinkhebelschalters
4: Relaiskontakt
5: Shuntwiderstand zur Lampenstromabfrage
6: Schutzwiderstand in der negativen Versorgungsleitung
7: Schutzwiderstand in der Leitung zum Triggereingang
8: Zeitkreiswiderstand
9: Zeitkreiskondensator

Die Elemente 1 bis 9 stellen die übliche Außenbeschaltung eines Taktgenerators für Kfz-Warnblinkgeber dar. Ferner bedeuten

20: Taktgenerator
21: Eingangskomparator zur Erkennung des Einschaltsignals
22: Schwellspannungsquelle des Eingangskomparators
23: "pull-up" Widerstand (Stromquelle) zur Festlegung des Eingangs potentials bei geöffnetem Blinkhebelschalter
24: Komparator für Lampenstromabfrage
25: Schwellpotential für Komparator 24
26: Komparator für Zeitkreisabfrage (8, 9) als Multivibrator
27: veränderbares Schwellpotential für 26 (veränderbar durch Kompa rator 24 und Komparator für Relaisstromabfrage 211)
28, 29: Logik zur Steuerung der Relaisendstufe durch Eingangskomparator 21, Zeitkreiskomparator 26 und Komparator für Relaisstromabfrage 211
210: Endstufe mit Schalttransistor 2101 für die Relaiswicklung 1, Freilaufdiode 2102 und Signalausgang 2103 für Relaisstrom
211: Komparator mit Hysterese für Relaisstromabfrage
212: Spannungsquelle für negatives Ladepotential für Zeitkreiskon densator 9
213: Ladeschaltung für Zeitkreiskondensator 9
2131: Schalter zur Entladung und
2132: Schalter zur Aufladung des Zeitkreiskondensators 9 über den Ladewiderstand 8
2133: Steuerlogik für Ladeschalter 2131, 2132
49, 49 a, 31: standardisierte Kfz-Klemmenbezeichnungen.

Bei geöffnetem Blinkheberschalter 3 liegt über dem Widerstand 23 Plus-Potential am Minus-Eingang des Komparators 21, so daß von des sen Ausgang ein L-Signal über die Logik-Bausteine 28, 29 den Schalt transistor 2101 der Endstufe 210 gesperrt hält. Beim Schließen des Blinkhebelschalters 3 schaltet der Komparator 21 um und die Relais wicklung 1 des Blinkrelais wird über dem Schalttransistor 2101 der Endstufe 210 eingeschaltet. Uber den Signalausgang 2103 wird nun ein dem Relaisstrom proportionales Signal dem Komparator 211 zugeführt, wobei der Schwellwert des Komparators so gewählt ist, daß er unmit telbar vor dem Erreichen des Ankeranzugsstromes in der Relaiswick lung 1 umgesteuert wird. Der Komparator 211 arbeitet folglich als vom Strom der Relaiswicklung 1 gesteuerter Schwellwertschalter. Mit dem Ausgangssignal des Komparators 211 wird die Ladeschaltung 213 für den Zeitkreis 8, 9 des Taktgenerators 20 umgesteuert. Der Zeit kreis 8, 9 steuert den Komparator 26 als Multivibrator, der wiederum über die Logik 29 die Endstufe 210 für die Relaiswicklung 1 mit einer durch das Schwellpotential am Punkt 27 vorgegebenen Taktfre quenz umschaltet. Die Taktfrequenz wird bei Ausfall einer Blinklampe 2 durch den dann verringerten Spannungsabfall am Shuntwiderstand 5 erhöht, indem der den Lampenstrom erfassende Komparator 24 das Schwellpotential im Punkt 27 für den Komparator 26 entsprechend ver ändert.

Zur Unterdrückung von Fehlschaltungen des Relais 1 durch kurzzeitige Netzstörungen wird die Umsteuerung des Zeitgliedes 8, 9 des Multivi brators jeweils beim Einschalten der Relaiswicklung 1 verzögert. Dies wird dadurch erreicht, daß der Strom in der Relaiswicklung 1 mit dem Schwellwert des Komparators 211 verglichen wird, der etwas unter dem Anzugstrom der Relaiswicklung 1 liegt, so daß die Zeit zwischen dem Anliegen einer Spannung an die Relaiswicklung 1 und dem Erreichen des Ankeranzugstromes als Filterzeit zur verzögerten Um steuerung des Zeitgliedes 8, 9 dient und damit kurzzeitige, über die Endstufe 210 auf die Relaiswicklung 1 gelangende Netzstörungen ab fängt. Fehlschaltungen des Taktgenerators 20 und des Relais 1, 4 wer den damit unterdrückt.

Die Abfrage des Stromes durch die Relaiswicklung kann auf verschie dene Weise erfolgen, z.B. indem die Spannung über einen Shuntwider stand im Emitter oder Kollektor des Schalttransistors 2101 gemessen bzw. abgegriffen und mit der Schwellspannung des Komparators 211 verglichen wird.

Eine andere Möglichkeit besteht in der Parallelschaltung der Basis-Emitterstrecke eines Transistors zur Basis-Emitterstrecke des Schalttransistors 2101 und Vergleich des Kollektorstromes des paral lel geschalteten Transistors mit einem Referenzstrom. Diese letztere Möglichkeit ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil sie mit ver hältnismäßig geringem Schaltungsaufwand realisierbar ist.

In Fig. 2 ist eine solche Schaltung dargestellt. Dort bedeuten im einzelnen

2101: Endstufentransistor mit n Einzelemittern (Nr. 2101 in Fig. 1)
12: Schaltstufe zur Ansteuerung des Endstufentransistors (Nr. 29 in Fig. 1)
13: Stromabfragetransistor mit m Einzelemittern; der Emitterstrom ist direkt proportional dem Emitterstrom des Endstufentransi stors 11; Proportionalitätsfaktor: m/n
14, 15: Stromverteilungswiderstände zur weiteren proportionalen Verringerungen des Abfragestromes; Proportionalitätsfaktor R₂/R₁
16: Referenzdiode für Stromverteilungswiderstand 14
17: Auskoppeltransistor mit Schaltausgang 116 am Kollektor
18: Transistor zur Erzeugung einer Schalthysterese
19, 110: Transistoren als Stromspiegel geschaltet zur Einkopplung des Referenzstromes, mit dem der um die Proportionalitätsfaktoren m/n×R₂/R₁ reduzierte Strom durch den Endstufentransistor verglichen wird
111: Stromquelle zur Festlegung des Rückschaltstromes
112, 113: Widerstand und Spannungsquelle zur Erzeugung des Vergleichsstromes
114: Kaskodentransistor zur Übertragung der Spannung der Spannungs quelle 113 an den Widerstand 112
115: Endkoppeldiode
116: Schaltausgang (=Ausgang von 211 aus Fig. 1).

Die Schaltstufe 12 wird hier mit dem Ausgsangssignal des als Multi vibrator arbeitenden Komparators 26 aus Fig. 1 angesteuert und über den Endstufentransistor 2101 wird mit entsprechendem Takt die Re laiswicklung 1 ein- und ausgeschaltet. Der Strom in der Relaiswick lung 1 wird hier durch den Spannungsabfall an der Referenzdiode 16 mit dem dazu in Reihe liegenden Widertand 14 gemessen und am Aus koppeltranistor 17 mit einem Referenzstrom verglichen. Die Schal tungselemente aus Fig. 2, mit Ausnahme des Endstufentransistors 2101, der Schaltstufe 12 und der Relaiswicklung 1 bilden hier den Schwellwertschalter 211 aus Fig. 1. Der Referenzstrom ist auch hier so eingestellt, daß der Auskoppeltransistor 17 kurz vor dem Errei chen des Ankeranzugsstromes in der Relaiswicklung 1 in den leitenden Zustand umsteuert. Mit dem Schaltsignal am Kollektor des Transistors 17 wird über den Schaltausgang 116 die Ladeschaltung 213 für den Zeitkreis 8, 9 des Taktgenerators 20 aus Fig. 1 umgesteuert.

Bei beiden Ausführungsbeispielen wird der Strom der Relaiswicklung 1 in einer dazu in Reihe liegenden Halbleiterendstufe 210 gemessen und der Meßwert auf einen Signalausgang 2103 gegeben, der mit dem Schwellwertschalter 211 verbunden ist.

Claims

1. Elektronischer Taktgenerator (20) mit einem von einem Zeitglied (8, 9) gesteuerten Multivibrator (26) zur Ansteuerung eines am Bord netz eines Kraftfahrzeugs angeschlossenen Relais (1) zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Verbrauchern, vorzugsweise von Blink lampen (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in der Relaiswick lung (1) mit einem Schwellwert eines das Zeitglied (8, 9) des Multi vibrators (26) umsteuernden Schwellwertschalters (211) verglichen wird, der etwas unter dem Ankeranzugsstrom der Relaiswicklung (1) liegt, so daß die Zeit zwischen dem Anlegen einer Spannung an die Relaiswicklung (1) und dem Erreichen des Ankeranzugsstromes als Fil terzeit zur Unterdrückung von Fehlschaltungen des Relais durch kurz zeitige Netzstörungen dient.

2. Elektronischer Taktgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils nur beim Einschalten der Relaiswicklung (19 der Schwellwertschalter (211) für das Zeitglied (8, 9) des Multivi brators (26) um die Filterzeit verzögert umsteuert.

3. Elektronischer Taktgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Strom in der Relaiswicklung (1) in einer dazu in Reihe liegenden Halbleiterendstufe (210) gemessen wird, die einen mit dem Schwellwertschalter (211) verbundenen Signalausgang (2103) für den Relaisstrom aufweist.

4. Elektronischer Taktgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalausgang (2103) eine an einem Shuntwiderstand der Halb leiterendstufe (210) abgegriffene Spannung führt.

5. Elektronischer Taktgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Basis-Emitter-Strecke eines Endstufentransistors (2101) die Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors (13) parallel ge schaltet ist, dessen Kollektorstrom proportional zum Kollektorstrom des Endstufentranistors (2101) ist und mit einem Referenzstrom ver glichen wird.