DE2548866A1 - Function control circuit for car electric system - with current reduction detecting single chip operational amplifiers and LED indicators - Google Patents

Abstract

The fuses of the car lighting circuit are coupled to a voltage monitoring circuit in which the failure of any lamp is detected by a current sensitive detector. This uses operational amplifiers, with each amplifier tuned to operate on a set current drop, or input voltage drop, corresponding to the particular lamp. The operational amplifier activates the corresponding LED to indicate to the driver which lamp has failed. The system can use several lamps on a single chip, and can operate on a single fuse for the whole lighting circuit, thus reducing the complexity of the control circuit.

Description

Beschreibung description

Lampenkontrollsystem für die Kfz-Beleuchtung Die Erfindung betrifft ein Kontrollsystem für die Funktionsbereitschaft von mit Gleichstrom betriebenen Glühlampen, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Lamp control system for automotive lighting The invention relates to a control system for the operational readiness of those operated with direct current Incandescent lamps, in particular in motor vehicles.

Dieses Kontrollsystem verfolgt den Zweck, den Fahrzeugführer rechtzeitig auf den Ausfall von den wichtigsten Kennzeichnungslampen, welche nicht im Blickfeld des Fahrers liegen, aufmerksam zu machen. Hierzu gehören insbesondere: Rücklicht, Bremslicht, Blinklicht und Nummernschildbeleuchtung. Außerdem wird durch das rechtzeitige Erkennen von Lampenausfällen die Mängelbeseitigung sehr beschleunigt, was sich positiv auf die Sicherheit anderer Verkehrsteilnehmer auswirkt.The purpose of this control system is to provide the vehicle driver in a timely manner on the failure of the main identification lamps, which are not in the field of vision of the driver lying to draw attention. This includes in particular: rear light, Brake light, turn signal and license plate light. Also, through the timely Recognizing lamp failures speeds up the rectification of defects, which is positive affects the safety of other road users.

Für die Ausfallüberwachung von Glühlampen in Gleichstromkreisen allgemein und speziell in Kraftfahrzeugen sind mehrere Verfahren bekannt, die sich folgender Prinzipien bedienen: 1. Ausfallanzeige durch einen elektromagnetischen Schalter, dessen Spule in Serie zur zu überachenden Glühlampe liegt. Siehe Patentschrift P 2319696.5 (H 05 B 37/03).For failure monitoring of incandescent lamps in DC circuits in general and especially in motor vehicles, several methods are known, which are as follows Operate principles: 1. Failure indication by an electromagnetic switch, whose coil is in series with the bulb to be monitored. See patent P 2319696.5 (H 05 B 37/03).

2. Ausfallanzeige durch Abtasten des Lampenlichtstromes mittels Lichtleitfaser oder Fotosensor mit anschließender Auswerteschaltung. Siehe Patentschrift P 2329892.9-31 (B 60 Q 900).2. Failure indication by scanning the lamp luminous flux using an optical fiber or photo sensor with subsequent evaluation circuit. See patent specification P 2329892.9-31 (B 60 Q 900).

3. Ausfallanzeige durch einen in Serie zur Lampe geschalteten Widerstand, dessen Spannungsabfall über eine Diode mit darauffolgendem speziell angepaßten Halbleiterschalter zur Funktionsanzeige herangezogen wird. Siehe Patentschrift P 2460053.1 (H 05 B 37/03).3. Failure indication by a resistor connected in series to the lamp, its voltage drop across a diode with a subsequent specially adapted semiconductor switch is used for the function display. See patent specification P 2460053.1 (H 05 B 37/03).

Das Verfahren 1. präsentiert zwar eine sehr einfache und sichere Lösung, die spezielle Auslegung der >Jickeldaten des elektromagnetischen Schalters begrenzen jedoch den Anwendungsspielraum.Procedure 1. presents a very simple and safe solution, limit the special design of the> Jickeldata of the electromagnetic switch however, the scope of application.

Das Verfahren 2. erlaubt zwar außer der Unterscheidung "Defekt - in Ordnung" eine optimale Beurteilung des jeweils abgegebenen Lichtstromes; die Anbringung der Sensoren und die damit verbundene Leitungsverlegung sind jedoch als sehr aufwendig anzusehen.Method 2. allows apart from the distinction "Defect - in Order "an optimal assessment of the luminous flux emitted in each case; the attachment however, the sensors and the associated wiring are very expensive to watch.

Mit dem Verfahren 3. werden bei vergleichsweise geringem Kostenaufwand gute Ergebnisse erzielt. Das Verfahren selbst ist in seiner grundsätzlichen Wirkungsweise zu bestätigen. Gleichzeitig jedoch müssen hier praxisbezogen erhebliche Einschränkungen gemacht werden. Das Verfahren verwendet zur Ankopplung an den Halbleiterschalter Dioden, welche auch gleichzeitig bei Oberprüfung mehrerer Lampen ein Unterscheidungskriterium bilden. Dioden und Halbleiterschalter müssen, wie der Anmelder selbst hervorhebt, sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Die Schaltung nutzt die bekannten Durchbrucheffekte von Halbleitern im Interesse hoher Empfindlichkeit aus. Jene Effekte jedoch sind stark temperaturabhängig. Falls der unerwünschte Temperaturgang nicht mit geeigneten Maßnahmen kompensiert wird, erweist sich die Schaltung in der praktischen Anwendung als sehr problematisch.With the method 3. are at comparatively low cost achieved good results. The procedure itself is in its basic mode of operation to confirm. At the same time, however, there are considerable practical restrictions be made. The method used for coupling to the semiconductor switch Diodes, which are also a distinguishing criterion when checking several lamps at the same time form. As the applicant himself emphasizes, diodes and semiconductor switches must must be carefully coordinated. The circuit uses the well-known breakthrough effects of semiconductors in the interest of high sensitivity. Those effects, however, are strongly dependent on temperature. If the undesired temperature drift is not compatible with suitable Measures is compensated, the circuit proves in practical use as very problematic.

Zu den derzeit bekannten Verfahren kann man zusammenfassend sagen, daß der geringe Anwendungsspielraum sowie die notwendigen speziellen Anpassungsmaßnahmen dem wirtschaftlichen Nutzen zum Teil entgegenwirken.In summary, one can say about the currently known processes: that the small scope of application as well as the necessary special adaptation measures partially counteract the economic benefit.

Erfindungsgemäß liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein neues Lampenkontrollsystem zu schaffen, welches neben minimalem technischen Aufwand ein breites Anwendungsspektrum bei einer sicheren, unproblematischen Funktionsweise zuläßt.According to the invention, the object is therefore to provide a new lamp control system to create a wide range of applications in addition to minimal technical effort with a safe, unproblematic mode of operation.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Spannungsabfall einer im Stromkreis befindlichen Sicherung zur direkten Steuerung eines empfindlichen monolithisch integrierten Halbleiterschalters herangezogen wird, welcher ausgangsseitig zwecks Lampenausfallanzeige eine lichtemittierende Diode, ein Schauzeichen oder andere übliche Anzeigemittel betreibt. Für jeden zu überwachenden abgesicherten Stromkreis wird je ein Exemplar des obengenannten Verstärkers eingesetzt. Die Fehlerauswertung wirkt der Obersichtlichkeit halber auf z.B. nur eine lichtemittierende Diode.The object is achieved in that the voltage drop im Circuit located fuse for direct control of a sensitive monolithic Integrated semiconductor switch is used, which on the output side for the purpose Lamp failure indication a light emitting diode, indicator or other usual display means operates. For each protected circuit to be monitored one copy of the above mentioned amplifier is used. The error evaluation For the sake of clarity, acts on e.g. only one light-emitting diode.

Die Lösung wäre zu vereinfachen, wenn pro Lampe beim Kfz eine separate Absicherung vorhanden wäre. Die Kfz-Elektrik faßt aus verständlichen Gründen der Übersichtlichkeit jedoch verschiedene Lampen oder Lampengruppen unterschiedlicher Leistung zusammen. Gerade hierin aber liegt die eigentliche Schwierigkeit einer effektiven Lampenüberwachung beim Kraftfahrzeug. Zu einer einwandfreien Fehlererkennung muß deshalb stets derjenige Spannungsabfall an der gemeinsamen Sicherung erkannt werden, der für den Ausfall der kleinsten Lampe in dieser Lampengruppe repräsentativ ist. Da die Spannungsabfälle an den jeweiligen Sicherungen in der Größenordnung von 5 bis 50 mV liegen, kann die Fehlererkennung nur mit einem extrem empfindlichen Verstärker realisiert werden. Im übrigen müssen für eine praktikable Lösung neben geringen Kosten eine sichere Funktionsweise über einen möglichst großen Temperaturbereich vorausgesetzt werden.The solution would be to simplify if there was a separate lamp for each lamp in a vehicle Protection would be in place. The automotive electrics sums up for understandable reasons Clarity, however, different lamps or groups of lamps different Performance together. But this is precisely where the real difficulty lies effective lamp monitoring in motor vehicles. To a flawless error detection therefore the voltage drop at the common fuse must always be recognized that is representative of the failure of the smallest lamp in this lamp group is. Since the voltage drops across the respective fuses are in the order of magnitude from 5 to 50 mV, error detection can only be performed with an extremely sensitive amplifier will be realized. In addition, for a practicable solution, in addition to low Costs a safe functionality over the largest possible temperature range are assumed.

Der zur Anwendung gelangende als Komparator geschaltete Operationsverstärker vom Typ SN 49713 N der Firma Texas Instruments erfüllt die angestrebten Voraussetzungen. Es genügen schon 3 - 4 mV Eingangsspannungsänderung zur sicheren Durchsteuerung des Verstärkers bei einem gleichzeitigen Temperaturarbeitsbereich von -15°C bis 6500.The operational amplifier used as a comparator of the type SN 49713 N from Texas Instruments meets the desired requirements. A change in input voltage of 3 - 4 mV is sufficient for safe control of the amplifier with a simultaneous working temperature range of -15 ° C to 6500.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß abweichend von den bisher bekannten Verfahren die zur Lempenausfallerkennung notwendigen Spannungsabfälle direkt von den in Kraftfahrzeugen vorhandenen Sicherungen gewonnen werden. Hierdurch entfallen die sonst notwendigen speziell zu dimensionierenden zusätzlichen Widerstände pro Stromkreis. Es sind eingangsseitig auch keine temperaturempfindlichen Halbleiter wie Dioden erforderlich. Schließlich findet pro abgesichertem Stromkreis stets die gleiche Standardschaltung Verwendung. Durch Verwendung des genannten Operationsverstärkertyps, der in einem Ship vier Verstärker enthält, können sehr kompakte Lösungen bei minimalem Schaltungs- und Materialaufwand realisiert werden.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that deviating from the previously known methods for Lempen failure detection necessary voltage drops directly from the fuses in motor vehicles be won. This eliminates the need to be specially dimensioned additional resistances per circuit. There are also no temperature-sensitive ones on the input side Semiconductors such as diodes required. Finally takes place per secured circuit always use the same standard circuit. By using the mentioned type of operational amplifier, which contains four amplifiers in a ship, can be very compact solutions with minimal Circuit and material costs can be realized.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: Fig. 1 zeigt die komplette Lampenausfallerkennungsschaltung für beispielsweise Rücklicht und Nummernschi ldbeleuchtung mit anschließender Signalisierung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below: Figure 1 shows the complete lamp failure detection circuit for, for example, taillights and number plate lighting with subsequent signaling.

Der hinter der Sicherung Si1 abzugreifende Spannungsabfall wird auf den invertierenden Eingang des Komparators geführt.The voltage drop to be tapped behind the fuse Si1 is on the inverting input of the comparator.

R1/R2 bilden für den nicht invertierenden Eingang die erforderliche Referenzspannung (Sollwert). R5 greift im Punkt A den Istwert ab und ist so einzustellen, daß er knapp unter dem Sollwert liegt.R1 / R2 form the required for the non-inverting input Reference voltage (setpoint). R5 picks up the actual value at point A and is to be set so that that it is just below the target value.

Bei Ausfall einer Lampe erhöht sich die Spannung im Punkt A.If a lamp fails, the voltage increases in point A.

Dieser Spannungssprung wird somit am invertierenden Eingang wirksam und läßt den Verstärker in seine Arbeitsstellung kippen, d.h. sein Ausgang erreicht nahezu O-Potential, bezogen auf den Minuspol der Fahrzeugbatterie. R3 und R4 bestimmen die Hysteresis des Komparators, welche im Interesse einer hohen Verstärkung der Schaltung klein gehalten wurde. C1 schützt in der üblichen Weise den Eingang vor Spannungsspitzen. Im Punkt B ist der Knotenpunkt für weitere Lampenausfallanzeigen angedeutet. Eine Diode am Ausgang jeden Verstärkers dient zur Entkoppelung desselben. R6 dient in bekannter Weise als Vorwiderstand zur lichtemittierenden Diode und muß, je nach verwendetem Diodentyp, dimensioniert werden.This voltage jump is effective at the inverting input and lets the amplifier tilt to its working position, i.e. it reaches its output almost 0 potential, based on the negative pole of the vehicle battery. Determine R3 and R4 the hysteresis of the comparator, which in the interest of a high gain of the Circuit was kept small. C1 protects the input in the usual way Voltage peaks. Point B is the node for further lamp failure displays indicated. A diode at the output of each amplifier is used to decouple it. R6 is used in a known way as a series resistor for the light-emitting diode and must depending on the type of diode used.

Claims (3)

PatentansprUche 1) Kontrollsystem für die "fz-Beleuchtung geknnzeichnet dadurch, daD die Spannungsabfalländerung an den jeweiligen überstromsicherungen bei Ausfall einer oder mehrerer Glühlampen zur Steuerung einer Auswerteschaltung herangezogen wird.Patent claims 1) Control system for the "vehicle lighting" marked by the fact that the voltage drop change at the respective overcurrent fuses in the event of failure of one or more incandescent lamps to control an evaluation circuit is used. 2. Kontrollsystem für die Kfz-Beleuchtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zur Steuerung der Auswerteschaltung erforderlichen Spannungsabfalländerungen ausschließlich von den im Kraftfahrzeug vorhandenen Sicherungen gewonnen wird.2. Control system for vehicle lighting according to claim 1, characterized in that the voltage drop changes required to control the evaluation circuit is obtained exclusively from the fuses in the vehicle. 3. Kontrollsystem für die Kfz-Beleuchtung nach Anspruch 1. und 2. gekennzeichnet dadurch, daß die Verwendbarkeit der Auswerteschaltung auch bei Parallelschaltung von Lampen unterschiedlicher Leistuny voll gewährleistet ist.3. Control system for vehicle lighting according to claim 1 and 2. characterized in that the evaluation circuit can also be used with parallel connection of lamps of different power is fully guaranteed. H i 1 f 5 w e i s e wird b e a n t r a g t die Einrichtung als Gebrauchsmuster einzutragen.H i 1 f 5 w h e s e s e a n g t the facility is registered as a utility model to be entered.