DE4113455C2 - Elektronischer Blinkgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Blinkgeber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Blinkgeber ist aus der EP 408 821 A1 bekannt.

Blinker in Kraftfahrzeugen werden oftmals noch mit mechanischen Blinkgebern realisiert; bei diesen werden beim Betätigen der Blinkschalter (Warnblinkschalter, Richtungsblinkschalter) mechanische Kontakte geschlossen und durch Bi-Metalle die Blinkfunktion ermöglicht. Für jeden Lampenkreis müssen dabei immer zwei getrennte Einheiten - für jede Blinkrichtung eine separate Einheit - vorhanden sein.

Daneben gibt es bereits elektronische Drei-Klemmen-Blinkgeber, die lediglich einen Steuereingang - den Richtungsblinkschalter - aufweisen; die Warnblinkfunktion wird mit einem zusätzlichen mechanischen Schalter realisiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Blinkgeber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, dessen Schaltungskomponenten - in Abhängigkeit der Stellung von Zündschalter und Warnblinkschalter - auf einfache Weise deaktivierbar und aktivierbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Blinkgeber vereinigt mehrere Vor­ teile in sich:

• - Blinkgeber mit mehr als drei Klemmen, das heißt Applikationen mit mindestens einem Steuereingang werden abgedeckt.
• - Der Blinkgeber weist einen integrierten Schalt­ kreis mit vorzugsweise acht Anschlußpins in einem 8poligen Gehäuse - beispielsweise einem DIP-Gehäuse oder SO8-Gehäuse - auf; dies bedingt einerseits einen geringen Platzbedarf und bringt andererseits Kosten-/Preisvorteile mit sich.
• - Bei geschlossenem Warnblinkschalter ist keine - auch nicht bei Lampendefekten - Erhöhung der Blinkfrequenz möglich; die Warnblinkfunktion wird auch bei ausgeschalteter Zündung sichergestellt.
• - Bei offenem Zündschalter (Zündung ausgeschaltet) ist die Ruhestromaufnahme der Schaltung - auch bei geschlossenem Fahrtrichtungsschalter - sehr ge­ ring.

Die Erfindung soll weiterhin anhand eines Ausführungs­ beispiels - einem elektronischen Blinkgeber für vier Blinklampen mit fünf Klemmen und drei Steuereingängen - beschrieben werden.

Dazu ist in der Fig. 1 das Prinzipschaltbild des Blinkgebers dargestellt, die Fig. 2 zeigt die zeitlichen Spannungsverläufe an den Anschlußpins des integrierten Schaltkreises, und die Fig. 3 zeigt ein Detail­ schaltbild mit dem internen Aufbau des integrierten Schaltkreises des Blinkgebers.

Gemäß dem Prinzipschaltbild der Fig. 1 weist der elek­ tronische Blinkgeber BG drei Steuereingänge - Zündung (ZÜND Klemme 15), Richtungsblinkschalter (RBS Klemme 49a), Warnblinkschalter (WBS Klemme WBKl.) - auf; als Klemmen sind neben diesen drei Steuereingängen noch die Batterie (BAT Kl. 30) und Bezugspotential (GND Kl. 31) vorgesehen.

Der integrierte Schaltkreis IC des elektronischen Blinkgebers besitzt acht externe Anschlußpins, das heißt er kann in einem 8poligen DIP-Gehäuse oder SO8-Gehäuse realisiert werden. Als Anschlußpins sind beispielsweise der Relaisausgang 1, ein Anschluß 2 für die Versorgungsspannung, ein Anschluß 3 für das Bezugspotential des ICs, zwei Oszillatoreingänge 4, 5, der Warnblinkeingang 6, ein Meßeingang 7 und der Richtungsblinkeingang 8 bzw. der Eingang für die Klemme 15 vorgesehen. Der Relaisausgang 1 steuert das Relais mit den beiden Relaiskontakten WBR und RBR an, die Oszillatoreingänge 4, 5 dienen zur Festlegung der Blinklampenfrequenz, der Warnblinkeingang 6 zur Steue­ rung des ICs bei geschlossenem Warnblinkschalter WBS, der Meßeingang 7 in Verbindung mit dem Warnblinkein­ gang 6 zur Aktivierung/Deaktivierung des ICs sowie zur Meßsignalerfassung, und der Richtungsblinkeingang 8 zur Steuerung des ICs bei geschlossenem Richtungsblink­ schalter (RBS) sowie zur Aktivierung des ICs bei einge­ schalteter Zündung.

Die Blinklampen BL₁-BL₄ werden über die beiden Relais­ kontakte RBR bzw. WBR bei geschlossenen Blinkschaltern (Richtungsblinkschalter RBS bzw. Warnblinkschalter WBS) aktiviert; mit ZS ist der Zündschalter bezeichnet. Die äußere Beschaltung des ICs wird durch die Wider­ stände R₁ bis R₇ und den Kondensator C₁ realisiert: das RC-Glied R₁, C₁ bestimmt die Blinklampenfrequenz, die Widerstände R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ bzw. die an diesen Widerständen verursachten Spannungsabfälle legen die Eingangsspannungen bzw. die Eingangssignale an den An­ schlußpins 6, 7 und 8 des ICs fest und bestimmen damit den Zustand des ICs, die Widerstände R₄ und R₅ dienen außerdem - neben dem Widerstand R₂ - als Schutzwider­ stände bei Störimpulsen und Verpolung.

Die Betriebszustände des Blinkgebers sollen anhand der Fig. 2 beschrieben werden; dort sind - von oben nach unten - die zeitlichen Verläufe der Spannungen beim Warnblinkvorgang an den Anschlußpins 4, 5 (Oszilla­ toreingänge), 6 (Warnblinkeingang), 7 (Meßeingang), 8 (Richtungsblinkeingang) und 1 (Relaisausgang) darge­ stellt. Folgende Betriebszustände des Blinkgebers kön­ nen unterschieden werden:

a) Stand-by-Betrieb (t t₁)

Bei ausgeschalteter Zündung (Zündschalter ZS of­ fen) und offenem Warnblinkschalter WBS besitzen die Spannungen U₈ am Richtungsblinkeingang 8, U₁ am Relaisausgang 1 und U₃ den Wert des Bezugspotentials, alle anderen Anschlußpins befin­ den sich auf dem Spannungspegel der Batteriespan­ nung U_Bat.

Über den Meßeingang 7 und den Warnblinkeingang 6 wird dabei unabhängig von der Stellung des Richtungsblinkschalters RBS (offen/geschlossen) die Stromaufnahme des ICs sehr gering gehalten - beispielsweise 100 µA bei einer Batteriespannung U_Bat von 13 V.

b) Warnblinken (t t₁)

Beim Schließen des Warnblinkschalters WBS - Zeitpunkt t₁ - wird über den Steuereingang StE₃ (WBKl.) und den Widerstand R₄ der IC aktiviert, durch interne logische Verknüpfungen der Relais­ ausgang 1 des ICs durchgesteuert bzw. leitend ge­ schaltet und die Relaiskontakte WBR und RBR ge­ schlossen; gemäß Fig. 2 - steigt zum Zeitpunkt t₁ (Schließen des Warnblinkschalters WBS) die Span­ nung U₁ am Relaisausgang 1 beispielsweise auf den Wert U_Bat -0,9 V an, gleichzeitig sinkt die Span­ nung U₆ am Warnblinkeingang 6 zum Zeitpunkt t₁ auf ca. 1/3 U_Bat ab und behält diesen Wert bis zum Zeitpunkt t₂ bei - dies ist die Verzögerungszeit bis die Relaiskontakte schließen (typ. ca. 2,5 ms).

Bei geschlossenen Relaiskontakten (Zeitpunkt t₂) fließt ein Strom von der Batterie BAT über den Wi­ derstand R₃, den Relaiskontakt WBR, den Wi­ derstand R₇ und den geschlossenen Warnblinkschal­ ter WBS zu den Lampen BL₁ bis BL₄. Während dieser sogenannte "Hellphase" H - vom Zeitpunkt t₂ bis zum Zeitpunkt t₃ - sind die Relaiskontakte WBR und RBR geschlossen und der Kondensator C₁ wird gela­ den, wodurch die Spannung U₄ am Anschlußpin 4 des ICs kontinuierlich abnimmt. Die Spannungen an den anderen Anschlußpins betragen während der "Hellphase" H beispielsweise: U₅ am Pin 5 ca. U_Bat -5,5 V, U₇ am Pin 7 ca. U_Bat -160 mV, U₆ am Pin 6 = U_Pin7 -8 mV, U₈ am Pin 8 ca. 1/3 U_Bat und U₁ am Pin 1 ca. U_Bat -0,9 V. Wenn die Spannung U₄ am Pin 4 unter einen bestimmten Wert gesunken ist - beispielsweise U_Bat -3,4 V zum Zeitpunkt t₃ - schaltet der Relaisausgang 1 (die Spannung U₁ springt auf Bezugspotential).

Die Relaiskontakte WBR und RBR des vom Relaisaus­ gang 1 angesteuerten Relais werden geöffnet und bleiben bis zum Zeitpunkt t₄ - während der soge­ nannten "Dunkelphase" D - im geöffneten Zustand. Gleichzeitig sinkt zum Zeitpunkt t₃ die Span­ nung U₈ auf Bezugspotential und die Spannung U₆ auf ca. 1/3 U_Bat ab, während die Spannung U₅ am Pin 5 auf ca. U_Bat -0,8 V und die Spannung U₇ am Pin 7 auf U_Bat ansteigt. Der Kondensator C₁ wird während der Dunkelphase D entladen, folglich steigt die Spannung U₄ bis zum Zeitpunkt t₄ an, beispielsweise auf den Wert U_Bat -2 V; hier schaltet der Relaisausgang 1 wieder, die Relais­ kontakte des vom Relaisausgang 1 angesteuerten Re­ lais werden geschlossen und eine neue Hellphase H beginnt.

Auch bei geöffnetem Zündschalter ZS wird der IC über die Widerstände R₇, R₄, R₈, den Meßeingang 7 und den Warnblinkeingang 6 sowohl während der Hellphase als auch während der Dunkelphase akti­ viert gehalten.

c) Richtungsblinken

Beim Schließen des Richtungsblinkschalters RBS wird - bei eingeschalteter Zündung (Zündschal­ ter ZS geschlossen) - über den Steuereingang StE₂ (Kl. 49a), den Widerständen R₅ und R₆ und den Richtungsblinkeingang 8 der Relaisausgang 1 des ICs durchgesteuert bzw. leitend geschaltet und die Relaiskontakte RBR und WBR vom Ausgangssignal des Relaisausgangs 1 des ICs geschlossen (Hellphase H); dadurch fließt ein Strom von der Batterie BAT über den Widerstand R₃, den Relais­ kontakt RBR und den geschlossenen Richtungsblink­ schalter RBS zu den Lampen BL₁, BL₂ bzw. BL₃, BL₄ und ermöglicht somit die Blinkfunktion.

Der IC wird von der Zündung über den Widerstand R₆ und den Richtungsblinkeingang 8 aktiviert.

Anhand der Fig. 3 sollen die interne Beschaltung des ICs und die daraus resultierenden logischen Verknüpfun­ gen für die verschiedenen Betriebszustände des Blinkge­ bers bei der Warnblinkfunktion beschrieben werden:

a) Warnblinkschalter WBS offen; Zündung aus (Stand-by-Betrieb)

Bei offenem Warnblinkschalter WBS (Stellung a in Fig. 3) und offenem Zündschalter ZS - die Span­ nungen U₆ und U₇ betragen U_Bat - liegt am po­ sitiven Eingang (+) des Komparators K₁ und am ne­ gativen Eingang (-) des Komparators K₂ ebenfalls das Potential U_Bat an; an den beiden anderen Kom­ paratoreingangen liegen Referenzspannungen U_Ref1 am negativen (-) Eingang des Komparators K₁ bzw. U_Ref2 am positiven (+) Eingang des Komparators K₂ an, die kleiner als die Spannung U_Bat sind - bei­ spielsweise U_Ref1 = U_Bat/2 und U_Ref2 = U_Pin7 -6 mV. Der Ausgang des Komparators K₁ liegt demnach auf High-Pegel und der Ausgang des Komparators K₂ auf Low-Pegel. Das Gatter G₁ invertiert das Ausgangs­ signal des Komparators K₁, so daß beide Eingänge des Gatters G₂ auf Low-Pegel liegen und folglich auch dessen Ausgang Low-Potential annimmt. Da auch der Richtungsblinkeingang (Pin 8 des ICs) bei of­ fenem Zündschalter ZS über den Widerstand R₆ auf Bezugspotential gezogen wird - bei ausgeschalteter Zündung liegt der Zündschalterkontakt niederohmig an Kl. 31 - ist der Transistor T₁ gesperrt und die restlichen Komponenten des ICs werden nicht mit Strom versorgt. Der IC wird dadurch größtenteils deaktiviert, so daß dessen Stromaufnahme sehr ge­ ring ist (typ. Wert <100 µA); lediglich der Komparator K₁ des ICs wird mit Strom versorgt und aktiv gehalten, da über diesen die Schalterstel­ lung des Warnblinkschalters WBS erkannt werden muß.

b) Einschalten des Warnblinkschalters WBS, Zündung aus (Zündschalter ZS offen)

Beim Schließen des Warnblinkschalters WBS (Stellung b in Fig. 3) unterschreitet die Span­ nung am positiven Eingang (+) des Komparators K₁ - durch den Spannungsabfall am internen Wider­ stand R₈ und externen Widerstand R₄ - die Spannung am negativen Eingang (U_Ref1); der Ausgang des Komparators K₁ geht auf Low-Pegel über. Aufgrund der Invertierung des Signals durch das Gatter G₁ liegt am Ausgang des Gatters G₂ High-Pegel an; der Transistor T₁ schaltet durch.

Damit wird der IC beim Schließen des Warnblink­ schalters WBS über die Widerstände R₄, R₈ den Meßeingang 7 und den ersten Komparator K₁ akti­ viert; d. h. erst beim bzw. durch das Schließen des Warnblinkschalters WBS werden die restlichen Komparatoren, Gatter und Transistoren des ICs mit Strom versorgt.

c) Warnblinkfunktion in Betrieb Hellphase H (Re­ laiskontakte WBR und RBR geschlossen), Zündung aus (Zündschalter ZS offen)

Die Relaiskontakte WBR und RBR werden nach der Ak­ tivierung des ICs über den Relaisausgang 1 des ICs geschlossen (Hellphase H). Durch den dann am Span­ nungsteiler aus den Widerständen R₇, R₄, R₈ verur­ sachten Spannungsabfall liegt der negative Ein­ gang (-) des Komparators K₂ auf einem niedrigeren Potential als der Spannungspegel des positiven Eingangs (+). Der Ausgang des Komparators K₂ liegt damit bei geschlossenen Relaiskontakten immer auf High-Potential, so daß über das Gatter G₂ und den Transistor T₁ der IC während der Hellphase H aktiv gehalten wird unabhängig vom Ausgangssignal des Komparators K₁ nach dem Einschalten des ICs.

Die Frequenzverdoppelung, die über den Kompara­ tor K₄ eingestellt wird, muß beim Warnblinken blockiert werden. Dies wird während der Hell­ phase H dadurch erreicht, daß der Transistor T₂ über die Gatter G₃ und G₄ und die Komparatoren K₂, K₃ und K₄ gesperrt wird.

Durch den zweiten Komparator K₂ wird also einer­ seits sichergestellt, daß der IC aktiviert bleibt, auch wenn der Zündschalter ZS offen ist (der IC könnte sonst in einen Schwingbetrieb übergehen), andererseits wird die Erhöhung der Blinklampenfre­ quenz bei geschlossenem Warnblinkschalter deakti­ viert.

d) Warnblinkfunktion in Betrieb Dunkelphase D (Relaiskontakte WBR und RBR geöffnet) Zündung aus (Zündschalter offen)

Die Relaiskontakte werden über den Relaisausgang 1 des ICs geöffnet; der IC wird über den Kompara­ tor K₁ aktiviert gehalten.

Claims (14)

1. Elektronischer Blinkgeber (BG) für eine oder mehrere, über Blinkschalter (WBS, RBS) aktivierte Blinklampen (BL₁-BL₄), mit:

• a) mindestens drei Steuereingängen (StE₁, StE₂, StE₃),
• b) einem integrierten Schaltkreis (IC) mit Anschlußpins (1-8), von denen einer als Meßeingang (7) und einer als Warnblinkeingang (6) ausgebildet ist,
• c) Widerständen (R₃-R₇), deren Spannungsabfälle mehreren Anschlußpins des integrierten Schaltkreises (IC) als Eingangssignal zugeführt und durch Schaltungsmittel im integrierten Schaltkreis (IC) ausgewertet werden,
• d) einem vom integrierten Schaltkreis (IC) angesteuerten und Relaiskontakte (WBR, RBR) aufweisenden Blinkrelais,
• e) einem Meßwiderstand (R₃), dessen erster Anschluß mit dem Meßeingang (7) und den Relaiskontakten (WBR, RBR) und dessen anderer Anschluß mit der Batterie (Klemme 30) verbunden ist,
  gekennzeichnet durch:
• f) der Meßeingang (7) ist über einen im integrierten Schaltkreis (IC) angeordneten internen Widerstand (R₈) mit dem Warnblinkeingang (6) verbunden,
• g) der integrierte Schaltkreis (IC) weist einen ersten Komparator (K₁) auf, dessen positiver Eingang (+) über den internen Widerstand (R₈) mit dem Meßeingang (7) verbunden ist,
• h) bei offenem Zündschalter (ZS) und offenem Warnblinkschalter (WBS) ist im integrierten Schaltkreis (IC) nur der erste Komparator (K₁) aktiviert.

2. Blinkgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Eingang (-) des ersten Komparators (K₁) an eine erste Referenzspannung (U_Ref1) angeschlossen ist, daß der Ausgang des ersten Komparators (K₁) mit beiden Eingängen eines ersten Gatters (G₁) verbunden ist, daß der Ausgang des ersten Gatters (G₁) mit dem ersten Eingang eines zweiten Gatters (G₂) verbunden ist, und daß am Ausgang des zweiten Gatters (G₂) ein erster Transistor (T₁) angesteuert wird.

3. Blinkgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei offenem Zündschalter (ZS) und offenem Warnblinkschalter (WBS) der erste Transistor (T₁) über den ersten Komparator (K₁), das erste Gatter (G₁) und zweite Gatter (G₂) gesperrt ist, so daß die Stromversorgung der weiteren Komponenten des integrierten Schaltkreises (IC) unterbrochen ist.

4. Blinkgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei offenem Zündschalter (ZS) und offenen Relaiskontakten (RBR, WBR) beim Schließen des Warnblinkschalters (WBS) die weiteren Schaltungskomponenten des integrierten Schaltkreises (IC) mittels des ersten Komparators (K₁) aktiviert werden.

5. Blinkgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schließen des Warnblinkschalters (WBS) der erste Transistor (T₁) über den ersten Komparator (K₁), das erste Gatter (G₁) und zweite Gatter (G₂) leitend wird, wodurch die restlichen Bauteile des integrierten Schaltkreises (IC) mit Strom versorgt werden.

6. Blinkgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Warnblinkeingang (6) über einen Spannungsteiler (R₄, R₇) mit den Relaiskontakten (WBR) und über einen Widerstand (R₄) des Spannungsteilers mit dem Warnblinkschalter (WBS) verbunden ist.

7. Blinkgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal am Warnblinkeingang (6) durch die am Spannungsteiler (R₄, R₇) und am internen Widerstand (R₈) abfallende Spannung gebildet und durch Schaltungsmittel im integrierten Schaltkreis (IC) ausgewertet wird, so daß bei geschlossenem Warnblinkschalter (WBS) eine Frequenzerhöhung der Blinklampenfrequenz gesperrt ist und bei geschlossenem Warnblinkschalter (WBS) und offenem Zündschalter (ZS) der integrierte Schaltkreis (IC) aktiviert gehalten wird.

8. Blinkgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Schaltkreis (IC) einen zweiten Komparator (K₂) aufweist, dessen negativer Eingang (-) mit dem positiven Eingang (+) des ersten Komparators (K₁), mit einem Anschluß des internen Widerstands (R₈) und mit dem Warnblinkeingang (6) des integrierten Schaltkreises (IC) verbunden ist, und dessen positiver Eingang (+) an eine zweite Referenzspannung (U_Ref2) angeschlossen ist.

9. Blinkgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten Komparators (K₂) mit dem zweiten Eingang des zweiten Gatters (G₂) verbunden ist, daß durch das Ausgangssignal des zweiten Komparators (K₂) der integrierte Schaltkreis (IC) bei geschlossenem Warnblinkschalter (WBS) und offenem Zündschalter (ZS) bei geschlossenen Relaiskontakten (RBR, WBR) aktiviert gehalten wird, und daß bei geschlossenen Relaiskontakten (RBR, WBR) eine Frequenzerhöhung der Blinklampenfrequenz (WBS) gesperrt wird.

10. Blinkgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußpin des integrierten Schaltkreises (IC) der Richtungsblinkeingang (8) ausgebildet ist, und daß der Richtungsblinkeingang (8) über einen Widerstand (R₆) an dem Zündschalter (ZS) und über einen weiteren Widerstand (R₅) mit dem Relaiskontakt (RBR) und dem Richtungsblinkschalter (RBS) verbunden ist.

11. Blinkgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er drei Steuereingänge (StE₁, StE₂, StE₃) aufweist.

12. Blinkgeber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuereingänge der Warnblinkschalter (WBS), der Richtungsblinkschalter (RBS) und die Zündung (ZÜND) vorgesehen sind.

13. Blinkgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Schaltkreis (IC) 8 externe Anschlußpins (1-8) aufweist.

14. Blinkgeber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Schaltkreis (IC) ein 8poliges Gehäuse besitzt.