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Schaltungsanordnung zum Prüfen der Betriebsfähigkeit von Teilen der
Lichtanlage eines Fahrzeugs, insbesondere der Brems- undsoder Rücklichter Die Erfindung
betrifft eine Schaltungsanordnung zum Prüfen der Betriebsfbigkeit von eilen der
Lichtanlage eines Fahrzeugs, insbesondere der Brems- und, oder Rücklichter, wobei
der Prüfling mit seinem einen Anschluß an dem negativen Pol einer Gleichspannungsquelle
liegt und mit seinem anderen Anschluß über einen Schalter an den positiven Pol der
Gleichspannungsquelle anschließbar ist.
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Diese Anordnung dient dazu, dem Benutzer eines Fahrzeugs einen Defekt
bestimmter Teile der Lichtanlage, wie z.B.
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der Brems- oder Rücklichter bzw. deren zugehöriger Sicherungen automatisch
kenntlich zu machen. Da die Fahrzeugbenutzer in der Praxis sich vor Fahrtantritt
selten von der ordnungsgemaßen Funktion der Lichtanlage überzeugen, zumal die Überprüfung
der Bremslichter für einen
Einzelfahrer relativ schwierig ist, bildet
eine solche Schaltungsanordnung infolge der durch sie gegebenen Möglichkeit des
rechtzeitigen Erkennens eines defekten Teils der Lichtanlage einen wertvollen Beitrag
zur Sicherung gegen die Gefahr von Unfällen und insbesondere von Auffahrunfällen.
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Es sind kontrollvorrichtungen für die Fahrzeugbeleuchtung bekannt,
welche mit Hilfe von lichtoptischen Ubertragungsvorrichtungen das Licht eines Prüflings,
beispielsweise eines Scheinwerfers, in das Gesichtsfeld des Fahrers übertragen.
Eine solche Kontrollvorrichtung ist jedoch nur für die beiden \forderscheinwerfer
eines Fahrzeugs geeignet, da die Herstellungskosten der lichtoptischen Übertragungsvorrichtung
entsprechend ihrer Längenabmessungen steigen und bei der Übertragung der Fahrzeugs
Rückbeleuchtung in die Fahrgastzelle, z.B. zum Armaturenbrett, unverhältnismäßig
hohe Kosten anfallen.
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Es ist Aufgabe der brfindung,-eine Schaltungsanordnung zum Prüfen
bzw. wontrollieren der Fahrzeugbeleuchtung anzugeben, deren Herstellungskosten nahezu
unabhängig von der Lange der Signalübertragungsstrecke sehr gering sind, so daß
eine ständige Überwachung der Bahrzeugrückbeleuchtung und eine Anzeige beispielsweise
am armaturen brett des Fahrzeugs onne wesentlichen Kostenmehraufwand möglich ist.
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Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs bezeichneten
Art, schlägt die Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß zwischen dem
Prüfling und dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle ein Lastwiderstand eingeschaltet
ist; daß die über den Lastwiderstand abfallende Spannung als Steuerspannung an einen
zum Prüfling
oder zu dessen-Leitungszweig~parallel geschalteten
Transistor-Verstärker gegeben wird; und daß die Verstärkerausgangsstufe durch einen
Schalttransistor gebildet ist, über dessen Emitter-Kollektorstrecke eine Kontrollvorrichtung
an die Spannungsquelle anschließbar ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß
der Schalttransistor bei Unterschreiten einer vorgebenen Lastwiderstandsspannung
durchgeschaltet ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung benötigt nur äußerst billige elektrische
Bauelemente, wie Widerstände und Halbleiterelemente, deren Herstellungskosten wesentlich
unter denjenigen von in der Kra£tfahrzeuglichtanlage häufig verwendeten Relais und
magnetisch gesteuerten Schaltern liegen. Die über den Lastwiderstand abfallende
Verlust spannung liegt nur in der Größenordnung von 1-3% der von der Gleichspannungsquelle
gelieferten Spannung, und zwar abhängig von der absoluten Größe der zur Verfügung
stehenden Spannung, so daß beispielsweise für die den Prüfling bildende Glühbirne
keine wahrnehmbare Helligkeitseinbuße zu befürchten ist. Die Übertragung des Kontrollsignals
an eine beispielsweise im hrmaturenbrett eines Kraftfahrzeugs angeordnete, die Kontrollvorrichtung
bildende Glühlampe erfolgt durch einfache elektrische Leitungen, deren Längenänderungen
kostenmäßig praktisch nicht ins gewicht fallen.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Verstärker zwei kaskadegeschaltete Transistoren in Emitterschaltung aufweist,
die jeweils mit ihren Emitter-Kollektorstrecken parallel zum Leitungszwelg des Prüflings
geschaltet sind; und daß die Basis des ersten Transistors an den mit dem Prüfling
verbundenen Anschluß des Lastwiderstands angeschaltet und die Basis des als Schalttransistor
ausgebildeten zweiten
Transistors an den Kollektor des ersten Transistors
angeschlossen ist. Dabei ist es zweckmäßig, daß als Kollektorwiderstand des ersten
Transistors ein einstell barer Widerstand vorgesehen ist. Wegen der relativ ge ringen
über den Lastwiderstand zur Verfügung stehenden Steuerspannung sollte zumindest
der Eingangstransistor des Verstärkers ein pnp-Transistor sein der den ,chait transistor
bildende Ausgangstransistor des Verstärkers kann bei Verwendung von zwei kaskadegeschalteten
Transi storen auch als nen-Transistor ausgebildet sein , wobei sein Kollektor über
die Kontrollvorrichtung aa den posi° tiven Pol der Gleichspannungsquelle geführt
ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen
dem Emitter des Schalttransistors und dem positiven Pol der Spannungsquelle eine
in Durchlaßrich tung geschaltete FluBdiode eingeschaltet ist0 Durch den Durchlaßwiderstand
der Flußdiode wird der Einfluß der Restspannung des für den Schalttransistor die
Vorverstärkerstufe bildenden ersten Transistors kompensiert.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
da£ der Verstärker einen einzigen, als Schalttransistor ausgebildeten Transistor
aufweist, dessen Basis über eine Spannungsteilerschaltung auf festem Potential gehalten
ist, dessen Emitter über den Lastwiderstand am positiven Pol der Spannungsquelle
liegt und dessen hollektor über die Kontrollvorrichtung an den negativen Pol der
Spannungsquelle angeschlossen ist.
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Bei dieser Ausführungsform werden die Herstellungskosten der Anordnung
durch den Fortfall einer Transistorstufe noch weiter v-rringert.
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Die Uberwachung der in jedem Fahrzeug-Lichtstromkreis vorhandenen
Sicherung kann ebenfalls durch die erfindungsgemäße Anordnung erfolgen, nämlich
dadurch, daß die Sicherung zwischen den Prüfling und den Lastwiderstand eingeschaltet
ist, wobei die Verstärker-Steuerspannung am Anschluß zwischen der Sicherung und
dem Lastwiderstand abgegriffen wird.
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Die Erfindung geht von der bei der Auslegung von Fahrzeug-Lichtanlagen
üblichen Maßnahme aus, daß der negative Pol der durch die Batterie bzw. die Lichtmaschine
gebildeten Spannungsquelle an Masse angeschlosæn ist.
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Da bei solchen Anlagen die Ubertragung der die Nullspannung bildenden
negativen Spannung durch die Earosserieteile erfolgt, ist der eine Anschluß des
Prüflings stets auf den negativen Pol bezogen. Für Anlagen, bei denen der positive
Pol an Masse geschlossen ist, ist die Erfindung bei Umkehrung der im Leitungszweig
des Prüflings befindlichen Bchaltungselemente in gleicher Weise verwendbar.
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Im folgenden wird die Erfindung anlland von zwei in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig.
1 eine Ausführungsform der Anordnung mit zwei kaskadegeschalteten Transistoren,
wobei der mit der Steuerspannung beaufschlagte erste Transistor zur Verstärkung
des dem Schalttransistor zugeführten Steuersignals dient; und Fig. 2 eine andere
Ausführungsform der Anordnung unter Verwendung eines einzigen direkt beaufschlagten
Transistors.
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Der in den Figuren mit 1 bezeichnete Prüfling ist im allgemeinen mindestens
eine der in den Rücklichtere bzw. den Bremslichtern angeordneten Gluhbirnen. Der
Leitungszweig des Prüflings geht vom negativen, an Masse angeschlossenen Pol der
Spannungsquelle über den Prüfling 1, eine Sicherung 6, einen Lastwiderstand 2 und
einen Schalter 5, der je nach Verwendung der Anordnung der Brems- oder Lichtschalter
sein kann, zum positiven Pol der Gieichspannungsquelle. Die Stromzufuhr zu der Gesamtschaltung
erfolgt über den Schalter 5; bei geöffnetem Schalter sind also sowohl der Prüfling
1 als auch die durch den Transistorverstärker anschaltbare, vorzugsweise durch eine
im Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnete Kontrollampe gebildete Kontroilvorrichtung
3 stromlos.
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Im eingeschalteten Zustand des Schalters 5 ist der Stromkreis über
den Lastwiderstand 2 und den Prüfling 1 geschlossen, so daß über den Lastwiderstand
2 eine Spannung abfällt, die als Steuerspannung U5 entweder indirekt über eine Vorverstärkerstufe
oder direkt an einen die lontrollvorrichtung 3 steuernden Schalttransistor gegeben
wird. Die Schaltungsanordnungen sind in beiden Ausführungsbeispielen gemäß den Fig.
1 und 2 so bemessen, daß bei einer bestimmten Spannung über dem Lastwiderstand 2
der den Verstärkerausgang bildende Schalttransistor mit Sicherheit gesperrt ist.
Wenn der Stromzweig durch einen Defekt des Prüflings 1 oder auch der im Leitungszweig
des Prüflings eingeschalteten Sicherung 6 unterbrochen, ist, bricht die ;Steuerspannung
U5 über dem Lastwiderstand 2 zusammen, wodurch der Schalttransistor durchgeschaltet
und die Sontrolivorrichtung 3 über den Schalttransistor an die Speisespannung gelegt
wird.
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Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die über
dem Lastwiderstand 2 abfallende Steuerspannung Us über die Basis eines die Verstärkervorstufe
bildenden Transistors T1 abgenommen. Der Transistor ist mit seinem Emitter direLt
an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen, und sein Kollektor
ist an die Basis des als Schalttransistor vorgesehenen Transistors T2 angeschlossen.
Der Kollektor des Transistors T1 liegt über einem einstellbaren Widerstand 4 und
einen festen Widerstand 7 am negativen Pol der Betriebsspannungsquelle. Die Kontrollvorrichtung
3 ist in die Kollektorstrecke des Schalttransistors T2 eingeschaltet; der Emitter
des Schalttransistors T2 liegt ßer eine Flußdiode 8 am positiven Pol der Betriebsspannungsquelle
Bei Normalbetrieb dieser Schaltung, d.h. bei fehlerfreier Funktion de Prüflings
bzw* der Sicherung 6 ist die Basis des Transistors m &uf ausreichend niedrigem
Potential, um den Transistor T1 leitend zu machen. Dadurch biegt die Basiselektrode
des Schalttransistors T2 - abgesehen von der Restspannung des Transistors T1 - auf
etwa dem Potential des positiven Pols der Spannungsquelle, so daß der Schalttransistor
T2 gesperrt ist und die Kontrollvorrichtung 3 ausgeschaltet ist. Die im allgemeinen
überflüssige Flußdiode 8 dient zur Kompensation der über die Emitter-Kollektorstrecke
des leitenden Transistors T1 auftretenden Rest spannung.
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Ist der Stromkreis des Ieitungszweiges des Prüflings infolge eines
Defekts des Prüflings 1 oder der Sicherung 6 unterbrochen, so wird der Lastwiderstand
2 praktisch stromlos, und die Steuerspannung U5 bricht zusammen. Dadurch wird der
Transistor Ti gesperrt, so daß die
über den einstellbaren Widerstand
4 und den Festwiderstand 7 an der negativen Klemme der Speisepannungsquelle liegende
Basis des Schalttransistors T2 negativ wird und den Transistor T2 durchschaltet.
Dabei wird ein Stromkreis über die Emitter-Kollektorstrecke es Schalttransistors
T2 und die Kontrollampe 3 geschlossen, so daß der Defekt des Prüflings 1 oder der
Siche rung 6 kenntlich gemacht ist.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 bildet der Schalt transistor
T3 die einzige Verstärkerstufe. Die Basis des Transistors T3 ist über einen ans
hochohmigen Widerständen 11 und 12 gebildeten Spannungsteiler auf ein festes Potential
gelegt. Seine Emitterelektrode ist direkt an die Verbindung zwischen dem Lastwiderstand
2 und der Sicherung 6 gelegte Wie in der Ausführungsform gemäß ßigQ 1 ist anch bei
der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 der Widerstandswert des Lastwiderstands 2 im
Vergleich eu demjenigen des Prüflings 1 relativ gering, so daß der Prüfling 1 praktisch
an der gesamten, von der Gleichspannungsquelle zwischen den Polen + und - entwickelten
Spannung liegt.
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Andererseits reicht jedoch die bei Unterbrechung des Stromkreises
des Prüflings 1 am Emitter des Transistors T3 auftretende Potentialänderung aus,
um den Transistor - - bei gleichbleibender Basisspannung - leitend zu machen und
die Kontrollvorrichtung 3 über den durch den Lastwiderstand 2 und die Emitter-Kollektorstrecke
des Transistors 23 gebildeten Leitungspfad an die Spannungsquelle anzuschliessen.
UL den leitenden Zustand des Trarisister T3 beizubehalten, ist es bei dieser 4usführungsform
notwendig, daß der Innenwiderstand der den Verbraucher bildenden Kontrollvorrichtung
3 größer ist
als der Innenwiderstand des Prüflings 1; gegebenenfalls
muß in den Kollektorkreis des Transistors T3 ein zusätzlicher Lastwiderstand eingeschaltet
werden.
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Zur Einstellung des Arbeitspunktes des Schalttransistors ist es zweckmäßig,
beispielsweise den Spannungsteiler-Widerstand 11 als einstellbaren Widerstand auszuführen.
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Wegen der relativ geringen, zur Änderung des Schaltzustandes des Transistors
T3 zur Verfügung stehenden St euerspannungsänderungen ist die Schaltungsanordnung
gemäß Fig. 2 anfälliger gegen evtl. auftretende Betriebsspannungsschwankungen oder
Alterungserscheinungen der verwendeten Bauelemente als die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung.
Andererseits wird bei der Schaltung gemäß Fig. 2 eine Transistorstufe eingespart,
so daß diese Schaltungsanordnung vor allem da sinnvoll ist, wo aufgrund der Art
des Prüflings keine Stabilitatsprobleme der Verstärkerschaltung zu befürchten sind.
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Aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele ergibt sich, daß eine
Vielzahl von usj-tührungsformen des die Kontrollvorrichtung einschaltenden Verstärkers
im Rahmen des vorliegenden Erfindungsgedankens möglich ist, gemäß dem die über einen
in den Leitungszweig des Prüflings eingeschalteten Lastwiderstand abfallende Spannung
zur Steuerung des Schaltzustandes eines Transistors bzw.
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einer Kontrollvorrichtung verwendet wird.