DE2203426A1

DE2203426A1 - Lampenausfalldetektorsystem

Info

Publication number: DE2203426A1
Application number: DE19722203426
Authority: DE
Inventors: Akira Kitano
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1971-01-28
Filing date: 1972-01-25
Publication date: 1972-08-17
Also published as: US3801975A; JPS548990B1; DE2203426B2

Description

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HOMSEN - I IEDTKE - DÜHLING TEL. (0811) 53 0211 TELEX: 5-24 303 top*t

S3 0218

PATENTANWÄLTE München: Frankfurt/M.:

Dlpl.-Chem. Dr. D.Thomsen Dipl.- Ing. W. Welnkauff Dipi.-Ing. H. Tiedtke (Fuchthohl 71)

Dlpl.-Chem. Q. Bühling
Dipl.-Ing. R. Kinne
Dlpl.-Chem. Dr. U. Eggers

8000 München 2

Kalter-Ludwig-Platz 6 25. Januar 1Π72

Nippondenso Co,, Ltd,
Kariya-Bhi / Japan

Lampenausfalldetektorsystem

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Lampenausfalldetektorsysteme und insbesondere auf ein Lampenausfalldetektorsystem zur Ermittlung eines Ausfalls bei verschiedenen in Kraftfahrzeugen vorgesehenen Lampen.

In bekannten Systemen dieser Are wurde gewöhnlich das Auftreten eines Ausfalls bei Lampen durch analoge Technio ken ermittelt. Damit ergab sich der Nachteils daß durch Schwankungen der Energieversorgungsspannung_s Änderungen der •^ Umgebungstemperatur u.s.w. ein Fehlbetrieb verursacht wurde ο und daß die Konstanten der Komponentenelemente sehr g@nau be™ ^oa stimmt werden mußten, wodurch eine ausgedehntere Verwendung

Mundliche Abrtden. Intbisonder* dun* Telafon. btdürlen schriftlicher Bedingung

- 2 von integrierten Schaltungen unnützigerweisa verzögert wurde.

Mit der Erfindung wird ein Lampenausfalldetektorsystem geschaffen, das zur Vermeidung der erwähnten Nachteile der bekannten Systeme derart aufgebaut ist, daß es das Auftreten eines Ausfalls bei Lampen durch eine digitale Technik ermittelt, so daß nicht nur kein Fehlbetrieb durch Schwankungen der Energieversorgungsspannung, Änderung der Umgebungstemperatur usw. verursacht wird, sondern das System auch leicht integrierte Schaltungen verwenden kann, wodurch es kleiner und kompakter und daher extrem nützlich für den Einbau in Kraftfahrzeuge wird, bei denen der verfügbare Montageraum beschränkt ist.

Erfindungsgemäß wird der für die Ausfallermittlung erforderliche Arbeitsgang vollständig digital durchgeführt, d. h. der Schaltungsbetrieb wird mit Signalen 1 oder O durchgeführt, um das Auftreten eines Ausfalls in auf Ausfall überwachten Lampen zu ermitteln, d. h. in Lampen die zur Ausfallüberwachtung überprüft werden. Somit ergibt sich darin eine ausgezeichnete Wirkung, daß das Auftreten eines Ausfalls ohne Einfluß durch Schwankungen der Energieversorgungsspannung, Änderungen der Umgebungstemperatur usw. sehr genau ermittelt werden kann. Ferner führt die Verwendung von digitalen Schaltungen in dem erfindungsgemäßen System zu der weiteren ausgezeichneten Wirkung, daß im Vergleich zu konventionellen Systemen, aie analoge lineare Schaltungen verwenden, eine ausgedehntere Verwendung von integrierten Schaltungen mit einem relativ

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großen Freiheitsgrad bei der Auswahl der Konstanten von Komponentenelementen erreicht werden kann und daß die Verwendung von integrierten Schaltungen das erfindungsgemäße System kleiner und kompakter machen kann und es damit extrem nützlich macht, insbesondere wenn es beispielsweise bei Kraftfahrzeugen eingebaut ist, die bezüglich des Montageraums eingeschränkt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Pig. I zeigt einen elektrischen Schaltplan einer

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lampenaus falldetektorsystems;

Fig. 2 zeigt einen elektrischen Schaltplan einer

anderen Ausführungsform der in dem erfindungsgemäßen System verwendeten exklusiven NICHT-ODER-Schaltungj und

Fig. 3 und 4 zeigen elektrische Schaltpläne des Innenaufbaus der Steuerschaltung in dem erfindungsgemäßen System.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine auf Ausfall überwachte Lampe, die beispielsweise die rechte Scheinwerferlampe eines Kraftfahrzeuges sein kann. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet ein Relais zum Unterbrechen der Zufuhr elektrischen Stromes zur Lampe 1; die Bezugsziffer 2a bezeichnet eine Relais-

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spule, die Bezugsziffer 2b normalerweise offene Kontakte. Die Bezugsziffer 3 bezeichnet einen mit der Relaisspule 2a in Reihe geschalteten Transistor zur Steuerung der Stromzufuhr zur Relaisspule 2a; die Bezugsziffer Ha bezeichnet eine zur Relaisspule 2a parallel geschaltete Diode zur Aufnahme der elektromotorischen Gegenkraft. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet eine Steuerschaltung zum Erzeugen von Signalen zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens der auf Ausfall überwachten Lampe 1; die Steuerschaltung kann beispielsweise einen in Fig. 3 gezeigten Schalter 5b aufweisen, eine Schaltung mit einem Transistor und integrierten Schaltungsanordnungen zum Erzeugen von impulsähnlichen Signalen oder ein Relais mit einer Spule und Kontakten, wobei eine vorbestimmte Beziehung zwischen ihrem Ausgangssignalen und'dem Ein- und Ausschalten der Lampe 1 vorliegt, so daß die Lampe 1 zum Einschalten gebracht wird, wenn ein Signal mit niedrigem Pegel (im folgenden als O-Signal bezeichnet) an einem Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung erzeugt wird, während die Erzeugung eines Signals mit einem hohen Pegel (im folgenden als 1-Signal bezeichnet) an dem Ausgangsanschluß 5a die Lampe 1 ausschalten läßt, wenn sie bereits eingeschaltet war. Die Bezugsziffer 6 bezeichnet einen Inverter (ümkehrer) mit einer NICHT-UND-Schaltung, so daß ein an dem Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 erzeugtes Signal umgekehrt wird und dann über einen Widerstand 6a an der Basis eines Transistors 3 anliegt. Die Bezugsziffern 9 und 10 bezeichnen Widerstände, die zwischen einem Masseende la der Lampe 1 und Masse in Serie geschaltet sind; die Bezugsziffer 11 bezeichnet einen Kondensator, der zur Verhinderung von Kontaktprellen dem Widerstand 10 parallel geschaltet ist; die Bezugsziffer 12

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bezeichnet einen Trenntransistor, dessen Basis mit dem gemein samen Schaltungsknoten a der Widerstände 9 und 10 verbunden ist. Die Bezugsziffern 13 und 14 bezeichnen Schaltungen, die mit der mit der Bezugsziffer 15 bezeichneten Schaltung identisch sind und mit einer strichpunktierten Linie in Fig. 1 eingeschlossen sind. Der Aufbau der Schaltungen 13 und If ist nicht im einzelnen gezeigt; die Schaltung 13 besitzt eine'auf Ausfall überwachte Lampe 16, die beispielsweise eine Lampe für den linken Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges sein kann, so daß die Lampe 16 entsprechend den Ausgangssignalen von der Steuerschaltung 5 in gleicher Weise wie die Lampe 1 in der Schaltung 15 zum Ein- und Ausschalten gesteuert wird. Eine auf Ausfall überwachte Lampe 17 kann beispielsweise eine Bremswarnlampe des Kraftfahrzeuges sein; die Steuerschaltung zum Steuern des Ein- und Ausschaltens der Lampe 17 ist nicht gezeigt. Die Bezugsziffern 18, 19 und 20 bezeichnen exklusive NICHT-ODER-Tore; ein Eingangsanschluß des exklusiven NICHT-ODER-Tores 18 ist mit dem Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 verbunden, und der andere Eingangsanschluß ist mit dem Kollektor des Transistors 12 verbunden. Ein Eingangsanschluß des exklusiven NICHT-ODER-Tors 19 ist mit dem Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 verbunden und der andere Eingangsanschluß mit dem Kollektor des Transistors der Schaltung 13, der dem Transistor 12 äquivalent ist. Ein Eingangsanschluß des exklusiven NICHT-ODER-Tors 20 ist ebenfalls mit dem Ausgangsanschluß der Steuerschaltung für die auf Ausfall überwachte Lampe 17 der nicht gezeigten Schaltung Ii verbunden, und der andere Eingangsanschluß ist mit dem Kollektor des Transistors

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in der Schaltung Ik verbunden, der dem Transistor 12 äquivalent ist. Die Bezugsziffer 21 bezeichnet ein ODER-Tor zur Durchführung der ODER-Operation an den AusgangsSignalen von den exklusiven NICHT-ODER-Toren 18, 19 und 20. Der Ausgangsanschluß des ODER-Tors 21 ist über einen V/iderstand 22 mit der Basis eines Transistors 8 verbunden, und eine Ausfallanzeigelampe 7 ist als Kollektorbelastung des Transistors 8 vorgesehen. Die Bezugsziffer 23 bezeichnet eine Energiezufuhrspeicherbatterie.

Im folgenden wird die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Systems anhand des zuvor beschriebenen Aufbaus beschrieben. Betätigt der Fahrer eines Kraftfahrzeuges die Steuerschaltung 5 zum Einschalten der die Scheinwerferlampen bildenden auf Ausfall überwachten Lampen 1 und 16, so daß ein O-Signal am Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 erzeugt wird, wird dieses O-Signal in dem Inverter 6 zur Erzeugung eines 1-Signals umgekehrt, das dann an der Basis des Transistors 3 anliegt und diesen leitend macht und damit die Relaisspule 2a des Relais 2 zum Schließen der normalerweise offenen Kontakte 2b energiert. Ist dies der Fall, wird den auf Ausfall überwachten Lampen 1 und 16 Strom von der Batterie 23 über die normalerweise offenen Kontakte 2b zugeführt, wodurch die Lampen 1 und 16 eingeschaltet sind. Dabei ist der Transistor 12 gesperrt und erzeugt ein 1-Signal an seinem Kollektor. Sind dagegen die somit eingeschalteten Lampen 1 und 16 auszuschalten oder wurden sie zuvor ausgeschaltet, wird ein 1-Signal, wenn es an dem Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 erzeugt wird, in dem Inverter

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6 umgekehrt, und das umgekehrte O-Signal liegt dann an der Basis des Transistors 3 an und macht diesen nichtleitend. Demzufolge werden die normalerweise offenen Kontakte 2b des Relais 2 geöffnet, so daß die eingeschalteten Lampen 1 und 16 ausgeschaltet werden, während sie im ausgeschalteten Zustand verbleiben, wenn sie bereits zuvor ausgeschaltet worden sind. Dabei wird der Transistors 12 leitend gemacht und erzeugt an seinem Kollektor ein O-Signal.

Die folgende Tabelle I zeigt die Beziehung zwischen dem an dem Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 erzeugten Signal und dem an dem Kollektor des Transistors 12 erzeugten Signal.

Tabelle I

	Lampe 1 im Normal zustand	0	Lampe 1 im Ausfall zustand	0
Ausgangsanschluß 5a der Steuer schaltung 5	1	1	1	1
Kollektor des Transistors 12	O	1

Aus der obigen Tabelle I ist ersichtlich, daß beim Normalzustand der Lampe 1 ein 1-Signal am Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 zu einem O-Signal am Kollektor des Transistors 12 führt, während ein O-Signal am Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 zu einem 1-Signal an dem Kollektor

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des Transistors 12 führt. Ist dagegen die Lampe 1 zusammengebrochen (ausgefallen), ist die Schaltungsverbindung zur Basis des Transistors 12 vollständig unterbrochen, so daß bei der über den Widerstand 10 an Masse liegenden Basis des Transistors

12 am Kollektor des Transistors 12 ständig ein 1-Signal unabhängig vom Vorhandensein oder NichtVorhandensein des Signals am Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 erscheint. Demzufolge erzeugt das exklusive NICHT-ODER-Tor 18, das an seinen Eingängen das an dem Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 erzeugte Signal und das an dem Kollektor des Transistors 12 erzeugte Signal empfängt, ein O-Ausgangssignal, wenn die Lampe 1 normalen Zustand hat, während es ein 1-Signal erzeugt, wenn die Lampe 1 den Ausfallzustand hat und ein 1-Signal am Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 vorliegt. Sind andererseits die auf Ausfall überwachten Lampen 16 und 17 in den Schaltungen

13 und 14 zusammengebrochen (ausgefallen), erscheint ein 1-Signal an dem Ausgang der exklusiven NICHT-ODER-Tore 19 bzw. - durch gleiche Betriebsweise wie mit der Schaltung 15. Ist eine der auf Ausfall überwachten Lampen 1, 16 und 17 ausgefallen, erzeugt demgemäß die entsprechende exklusive NICHT-ODER-Schaltung 18, 19 bzw. 20 ein 1-Signal, so daß das dieses 1-Signal empfangende ODER-Tor 21 an seinem Ausgang ein 1-Signal erzeugt, das den Transistor 8 leitend macht und damit die Ausfallanzeigelampe 7 einschaltet, wodurch dem Fahrer eine Warnung für das Auftreten des Ausfalls gegeben wird.

Betrachtet man nun die Ausfallermittlung der auf Ausfall überwachten Lampen 1 und 16, ist es nötig, daß die den

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Ausfall ermittelnden exklusiven NICHT-ODER-Tore 18 und 19 an ihren Eingängen ein 1-Signal von der Steuerschaltung 5 empfangen. In anderen Worten, das 1-Signal von der Steuerschaltung 5 bedeutet, daß die Lampen 1 und 16 auszuschalten sind oder bereits ausgeschaltet worden sind. Somit wird bei der beschriebenen Ausführungsform die Ausfallermittlung durchgeführt, wenn die Lampen 1 und 16 ausgeschaltet sind, d. h. bevor die Lampen 1 und 16 eingeschaltet sind, und dies macht das erfindungsgemäßge System sehr nützlich.

Selbst wenn die Steuerschaltung 5 ein 1-Signal zur Steuerung des Ausschaltens der Lampen erzeugt, wenn diese sich in einem Normalzustand befinden, wird ferner ein zum Einschalten (d. h. zum Aufleuchten) der Lampen 1, 16 und 17 unzureichender kleiner Strom diesen Lampen über den Widerstand 9» die Basis und den Emitter des Transistors 12 und den Widerstand 10 zugeführt, so daß ein übermäßiger Spitzenstrom, der während des AnfangsZeitraums der Stromzufuhr zu den Lampen 1, 16 und 17 fließt, unterdrückt werden kann, womit das Auftreten von Nachteilen infolge dieses Spitzenstroms, beispielsweise die Zerstörung des Transistors 12, vermieden wird.

Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Vorgängen ergibt sich noch folgendes: Ist der Transistor 12 durchbrochen, was zu einem Leitzustand zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter führt, oder liegt die mit dem Tranistorkollektor verbundene Leitung an Masse, wird unabhängig davon, ob die auf Ausfall überwachte Lampe 1 ausgefallen ist oder nicht, beim Auftreten

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eines O-Signals am Ausgangsanschluß 5a der Steuerschaltung 5 ein 1-Signal an dem Ausgang des exklusiven NICHT-ODER-Tors 18 erzeugt, das die Lampe 7 zum Aufleuchten bringt. Dieser Vorgang kann in gleicher Weise bei den Schaltungen 13 und 14 stattfinden. In anderen Worten, in der soweit beschriebenen Ausführungsform kann zusätzlich zur Ermittlung des Ausfalls der Lampen die Zerstörung des Transistors 12 sowie der Massekurzschluß der mit dem Kollektor des Transistors 12 verbundenen Leitung ebenfalls ermittelt werden.

Wie aus der obigen Tabelle I ersichtlich ist, können die exklusiven NICHT-ODER-Tore 18, 19 und 20 durch nicht speziell ausgebildete UND-Tore zur Durchführung von logischen Exklusiv-Punktionen ersetzt werden oder durch logische Schaltungen, die eine Kombination von NICHT-UND-Toren und Invertern aufweisen. Ferner können anstelle der exklusiven NICHT-ODER-Tore 18, 19 und 20 sechs NICHT-UND-Tore 2*1, 25, 26, 27, 28 und 29 verwendet werden, um gemäß Darstellung in Fig. 2 eine exklusive NICHT-ODER-Schaltung zu bilden, die die logische exklusive NICHT-ODER-Funktion ausübt. Weiterhin kann eine Kombination eines exklusiven ODER-Tors und eines Inverters ebenfalls verwendet werden. Damit ist ersichtlich, daß die zuvor beschriebenen und verschiedene weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems gebildet werden können, d. h. die logische Schaltungsanordnung, die eine Warnung abgibt, wenn eine vorbestimmte Bedingung durch das Ergebnis logischer Operationen erfüllt wird, die an dem Signal durchgeführt werden» das an einem Ende an der Masseseite der auf Ausfall überwachten Lampe 1, 16 bzw. 17 erzeugt wird und durch den Widerstand 10 gegenüber

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dem Massepotential um eine vorbestimmte Spannung im Pegel verschoben ist, und an dem Ausgangssignal der Steuerschaltung, die Signale zum Steuern des Einschaltens der Lampen erzeugt. Die Warnungseinrichtung kann ebenfalls zusätzlich zu der in der dargestellten Ausfuhrungsform verwendeten Lampe 7 ein lichtaussendendes Halbleiterelement, beispielsweise eine Lumineszenzdiode, eine akustische Warnvorrichtung, beispielsweise einen Summer, usw. aufweisen.

Verwendet man ferner als auf Ausfall überwachte Lampen 1 und 16 nach Fig. 1 Blinklampen, wie die Richtungsanzeigelampen auf beiden Seiten des Fahrzeuges, und baut man die Steuerschaltung 5 beispielsweise gemäß Darstellung in Fig. 4 auf, ist es mit dem Schaltungsaufbau nach Fig. 1 möglich, diese Lampen durch das Ausgangssignal von der Steuerschaltung 5 zum Aufleuchten zu bringen und ebenfalls das Vorhandensein eines Ausfalls der Lampen zu ermitteln. Die in Fig. H gezeigte Steuerschaltung hat folgenden Aufbau und Betriebsweise: Soll die Lampe aufleuchten, wird ein Schalter 5c geschlossen, der einen Transistor 5d nichtleitend macht, so daß der Ausgangsimpuls von einem astabilen Multivibrator 5e in einem NICHT-UND-Tor umgekehrt wird und somit den umgekehrten Ausgangsimpuls am Ausgangsanschluß 5a erzeugt. Zum Beenden des Leuchtens der Lampe wird der Schalter 5c geöffnet und macht den Transistor 5d leitend, so daß der Ausgangsimpuls von dem astabilen Multivibrator 5e nicht länger am AusgangsanSchluß 5a erscheint und somit das 1-Signal an dem Ausgangsanschluß 5a kontinuierlich erzeugt wird. Der astabile Multivibrator 5e besitzt

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NICHT-UND-Tore 5g und 5h, Kondensatoren 5e und 5 j und Widerstände -5k und 51.

Mit der Erfindung wird somit ein Lampenausfalldetektorsystem geschaffen, das das Auftreten eines Ausfalls von Lampen vollständig durch eine digitale Technik ermitteln kann, so daß nicht nur kein Pehlbetrieb aufgrund von Schwankungen in der Energieversorgungsspannung, Änderungen in der Umgebungstemperatur usw. auftritt, sondern ebenfalls integrierte Schaltungen leicht verwendet werden können, wodurch ein kleinerer und kompakterer Aufbau ermöglicht ist. Das erfindungsgemäße Lampenausfalldetektorsystem ist somit besonders zur Verwendung in Kraftfahrzeugen geeignet, bei denen der für seine Montage verfügbare Raum beschränkt ist.

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Claims

22Q3426

- 13 Patentansprüche

[I,)Lampenausfalldetektorsystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Operation an einem Signal, das an einem Ende an der Masseseite einer auf Ausfall überwachten Lampe (1, 16, 17) erzeugt wird und das gegenüber dem Massepotential um ein vorbestimmtes Potential im Pegel verschoben ist, und an einem Ausgangssignal von einer Steuerschaltung (5) durchgeführt wird., die Signale zum Steuern des Leuchtens der Lampe (1, 16, 17) er-, zeugt, wodurch eine Warnungseinrichtung (7) betätigt wird, wenn das Ergebnis der logischen Operation eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.
2. System ,nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (5) einen Ein-Aus-Schalter (5c) zur Erzeugung eines Ausgangssignals aufweist.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (5) eine Schaltereinrichtung mit einem Ein-Aus-Schalter (5c) zur Erzeugung eines Ausgangssignals aufweist, einen astabilen Multivibrator (5e) zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer vorbestimmten Periode, und eine Einrichtung, die mit der Schaltereinrichtung und dem astabilen Multivibrator (5e) zusammengeschaltet ist zur Durchführung einer logischen Operation an beiden Ausgangssignalen zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn das Ergebnis der logischen Operation eine vorbestimmte Bedingung erfüllt·

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