DE102004045435B4

DE102004045435B4 - Überwachung der Funktion von Glühlampen oder LED-Leuchten in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102004045435B4
Application number: DE102004045435A
Authority: DE
Inventors: Günter Eisermann; Jürgen Dipl.-Ing. Merz (FH)
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2004-09-18
Filing date: 2004-09-18
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2024-09-19
Also published as: DE102004045435A1

Abstract

Vorrichtung zur Überwachung der Funktion von entweder nur Glühlampen oder nur LED-Leuchten in beispielsweise Blinkergehäusen von Kraftfahrzeugen, mit einer Einrichtung, die bei Ausfall einer Glühlampe oder einer LED-Leuchte auf der einen Seite des Fahrzeugs, bei Betätigung des Blinkers für diese Seite, die Blinkfrequenz erhöht, oder durch einen Bordrechner erkannt wird, dass eine Glühlampe oder eine LED-Leuchte in dem einen Stromkreis ausgefallen ist und der Bordrechner dies im Armaturenbrett zur Anzeige bringt, wobei in einem Stromkreis (11, K1, K2) sowohl eine Glühlampe (16) mit einem höheren Leistungsverbrauch wie auch eine LED-Leuchte (15) mit niedrigerem Leistungsverbrauch vorgesehen ist, und der Stromkreis (11, K1, K2) eine elektronische Schaltung (12, 22, 32) enthält, die erkennt, ob eine Glühlampe (16) oder eine LED-Leuchte (15) eingebaut ist und die Funktion oder Nichtfunktion der Glühlampe (16) oder LED-Leuchte (15) durch eine elektronische Schaltung (12) festgestellt wird und beispielsweise ein Bordrechner (20) das Ergebnis erfasst und dass...

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausfallerkennung von beispielsweise Blinkleuchten in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei Kraftfahrzeugen besteht die gesetzliche Verpflichtung, den Ausfall einer oder mehrerer Blinkleuchten dem Fahrzeugführer zur Kenntnis zu bringen. Dies geschieht z. B. am Kraftfahrzeug so, dass beispielsweise die Blinkfrequenz auf derjenigen Fahrzeugseite, auf der eine Blinkleuchte ausgefallen ist, verdoppelt ist. Der Fahrzeugführer hat somit die Sicherheit; dass bei der normalen bzw. üblichen Blinkfrequenz seines Fahrzeugs die Blinker in der geschalteten Richtung funktionieren und, wenn die Blinkfrequenz auf einer Seite des Fahrzeugs oder auf dessen beiden Seiten verdoppelt ist, die Verpflichtung, die entsprechenden Lampen schnellstens gegen neue Lampen auszutauschen.
Es besteht auch die Möglichkeit den Ausfall einer Blinkleuchte im Armaturenbrett bzw. der Instrumententafel zur Anzeige zu bringen.
Weiterhin ist es üblich, den Ausfall einer Blinkleuchte an einem Anhänger oder an einem Sattelauflieger im Armaturenbrett des Zugfahrzeugs mittels einer Kontrollleuchte anzuzeigen. Der Fahrzeugführer muss in diesem Fall die defekte Leuchte suchen.
In den Blinkleuchten sind 21 W Glühlampen im Einsatz. Die Überwachungseinrichtungen sind so ausgelegt, dass n × 21 W Glühlampen überwacht werden.
Bei LED-Leuchten hat der Hersteller dafür zu sorgen dass beim Unterschreiten der gesetzlich geforderten Lichtstärke, die LED-Leuchte abgeschaltet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, sowohl einen Defekt einer Blinkleuchte mit LED-Leuchten als auch den Defekt einer Blinkleuchte mit einer 21 W Glühlampe zu erkennen.
Bei Nutzfahrzeugen bei Sattelzügen und Gliederzügen stellt sich das Problem, dass der Auflieger oder der Anhänger Blinkleuchten in LED-Ausführung haben können, während die Zugmaschine Blinkleuchten in Glühlampenausführung hat oder umgekehrt. Da bei Blinkleuchten die genannte Verpflichtung zur Kenntlichmachung eines Defektes an einer Blinkleuchte gilt, muss auch ein Defekt an LED-Leuchten automatisch erkennbar gemacht sein.
Hier in diesem Beispiel ist eine Blinkleuchte genannt, es kann aber auch bei jeder anderen Beleuchtungseinrichtung mit anderem Verbrauch äquivalent angewandt werden.
Weiterhin ist in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Bordspannung von 24 V angenommen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen genannt.
Dadurch, dass durch eine Logik, die die Höhe des Stromflusses kennt, entschieden wird, ob eine LED-Leuchte oder eine Glühlampe als Verbraucher anliegt kann ein Signal der Funktion oder Nichtfunktion aus der elektronischen Schaltung an die Anzeigeeinheit im Armaturenbrett abgegeben werden. Die Logik erkennt, dass ein Strom fließt, welcher beispielsweise einer Leistung von 5 W entspricht, was einer intakten LED-Leuchte entspricht. Durch die Logik wird nun über einen Schalter ein Ersatzwiderstand hinzugeschaltet, so dass der Widerstand der LED-Leuchte und der Ersatzwiderstand eine Gesamtlast ergeben, die der Gesamtlast einer 21 W Glühbirne bei der Nennspannung von 24 V ergeben. Durch diese Schaltung wird ein Funktionieren der LED-Leuchte erkannt.
Wenn im beschriebenen Fall kein Strom über die LED-Leuchte fließt, entscheidet die Logik dass kein Strom fließt und gibt kein Signal, dass der Schalter für die Schaltung des Ersatzwiderstandes geschaltet wird. Über das Eingangssignal, das vom Bordrechner kommt, er kennt die Logik, dass die Blinkleuchte eingeschaltet ist. Der Bordrechner erkennt, dass von der elektronischen Schaltung kein Strom abgenommen wird und gibt ein Signal an die entsprechende Anzeigeeinheit im Armaturenbrett, dass die LED-Leuchte nicht leuchtet.
Wenn nun anstatt der LED-Leuchte eine Glühlampe mit 21 W installiert ist, erkennt die Logik, dass beispielsweise ein Strom > 18 W (über 18 W) fließt und entscheidet, dass kein Signal an den Schalter für das Zuschalten des Ersatzwiderstandes zu geben ist. Damit wird die Funktion der Glühlampe erkannt.
Wenn kein Strom durch die Glühlampe abgenommen wird, wird vom Bordrechner wie im Falle der LED-Leuchte, ein Defekt der Glühlampe erkannt und ein entsprechendes Signal an die Anzeigeeinheit im Armaturenbrett abgegeben.
Durch die Erfindung besteht weiterhin die Möglichkeit, einen Kurzschluss in der Leuchte zu erkennen. Eine Erkennung eines Kurzschlusses erfolgt dann, wenn der Stromfluss über beispielsweise 50 W liegt. Die Logik erkennt den Kurzschluss und schaltet zum Selbstschutz die Last ab. Es kann auch eine Meldung über den Kurzschluss abgegeben werden.
Die elektronische Schaltung kann als „stand allone Elektronik" ausgeführt sein, sie kann aber auch in einem Steuergerät oder in einem Bordrechner integriert sein, oder sie kann direkt an der LED-Leuchte angebaut sein bzw. mit der LED-Leuchte eine Einheit bilden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigt
1 ein Schaltbild mit einem Verbraucherkreis, erste Ausführung
2 ein Schaltbild mit einem Verbrauchskreis, zweite Ausführung
3 ein Schaltbild mit zwei Verbraucherkreisen
4 ein Diagramm von Verbräuchen
Die 1 zeigt eine Überwachungseinrichtung 10 für eine LED-Leuchte 15 oder eine Glühlampe 16 mit, hier im Beispiel, 21 W Leistung und einer Bordspannung von 24 V. Vom Bordrechner 20 wird ein Signal 11 oder ein Strom 11 in die elektronische Schaltung 12 zum Schalten der Blinkleuchte (15, 16) eingegeben. Über die Leitung 11/1 erfährt die Logik 19, dass eine Spannung vom Bordrechner 20 abgegeben ist. Über den Schalter 13 fließt der Strom durch einen Shunt 14, der eine entsprechende Auswertelogik und eine integrierte Strommessung hat. Wenn Strom durch den Shunt 14 fließt, wird ein entsprechendes Signal an die Logik 19 abgegeben.

a) Im Falle, dass eine LED-Leuchte 15 mit z. B. 5 W Leistung angeschlossen ist, geht ein Signal an die Logik 19 dass 5 W Verbrauch vorhanden sind. Die Logik 19 ordnet den Verbrauch 5W zwischen den möglichen Verbräuchen einer LED-Leuchte bis 10 W, 4 ein und schaltet einen Schalter 18 so, dass ein Ersatzwiderstand 17 in den Stromkreis eingeschaltet wird. Der Ersatzwiderstand 17 hat einen vorgegebenen Wert, der so groß ist, dass er zusammen mit dem Widerstand der LED-Leuchte dem Verbraucherwiderstand von 21 W, das dem Widerstand einer 21 W Glühlampe entspricht, hat. Die LED-Leuchte ist somit intakt. Wenn über den Shunt 14 kein Strom fließt, jedoch eine Spannung an der Leitung 11 ansteht, wird über die Leitung 11/1 an die Logik 19 der Strom gemeldet. Die Logik 19 schaltet den Schalter 18 nicht, weil bei defekter LED-Leuchte über den Shunt 14 kein Strom fließt. Es wird die defekte LED-Leuchte gemeldet. Der Bordrechner 20 erkennt, dass der Verbraucher nichts verbraucht und gibt die Meldung weiter.
b) Im Falle, dass eine Glühlampe 16 angeschlossen ist, fließt über den Shunt 14 ein Strom von 21 W. Das Signal von 21 W Verbrauch geht an die Logik 19, die den Verbrauch über 10 W aber unter 50 W, 4, einordnet und schaltet den Schalter 18 für den Ersatzwiderstand 17 nicht. Dadurch ist der Verbrauch 21 W und damit wird erkannt, dass die Glühlampe 16 in Ordnung ist. Wenn die Glühlampe 16 keinen Strom abnimmt, wird, wie im Stand der Technik, der Defekt der Glühlampe angezeigt.
c) Durch die Erfindung kann weiterhin ein Kurzschluss, der z. B. durch Wasser an der LED-Leuchte 15 oder der Glühlampe 16 vorhanden ist oder durch ein durchgescheuertes Kabel gegeben ist, ermittelt werden. Wenn die abgenommene Leistung über 50 W liegt, meldet der Shunt 14 diese Leistungsabnahme an die Logik 19, die bei einer Leistungsabnahme über 50 W über die Leitung 11/3 den Leistungsfluss durch den Schalter 13 zeitlich begrenzt oder bis zur Behebung des Kurzschlusses dauernd abschaltet. Auch dieses Ergebnis kann dem Bordrechner mitgeteilt werden. Im Kurzschlussfall steuert die Logik 19 den Schalter 18 nicht an und der Ersatzwiderstand 17 wird nicht eingeschaltet.

Die 2 zeigt ein äquivalentes Schaltbild einer elektronischen Überwachungseinrichtung 22 wie die 1, nur dass in der 2 elektronische Bauteile 24, 26 verwendet sind. Durch den Bordrechner 20 wird eine Leistung 11 angeboten und in die elektronische Schaltung 23 eingegeben. Über die Leitung 11/1 erkennt die Logik 25, dass ein Signal, z. B. eine Spannung, anliegt. Der elektronische Schalter 24 meldet der Logik 25 die Höhe des Stromdurchflusses über die Leitung 11/4. Die Logik 25 ist intelligent. Sie ist auf eine variable Leistungsregelung ausgelegt. Aufgrund des gemessenen Stromes über Leitung 11/4 mittels des elektronischen Bauteils 24 steuert die Logik 25 den elektronischen Schalter 26 pulsweitenmoduliert (PWM) an. Der elektrische Schalter 26 wird entsprechend der PWM EIN/AUS geschaltet.
Die Logik 25 hat die PWM Ansteuerung der Ersatzlast 17 entsprechend einer Mittelwertleistungsabgabe zu regeln, so dass die Differenz der Leistungsabnahme der LED-Leuchte 15 und der einzustellenden Sollleistung von 21 W eingestellt wird.
Wenn die abgenommene Last unter 10 W liegt, so wird erkannt, dass eine LED-Leuchte 15 installiert ist und dass der Ersatzwiderstand 17 in den Stromkreis geschaltet werden muss, und wenn die Last über 10 W und unter 50 W ist, z. B. 21 W, dass eine Glühlampe 16 installiert ist und der Ersatzwiderstand 17 nicht in den Stromkreis geschaltet werden muss.
Die weiteren Funktionen der unterschiedlichen Schaltungen sind in der 1 beschrieben.
Die 3. zeigt nur die elektronische Schaltung 32 für zwei Kreisläufe K1, K2 in denen entweder eine oder zwei LED-Leuchten (nicht dargestellt) oder eine oder zwei Glühlampen (nicht dargestellt) angeschlossen sein können. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn eine Zugmaschine eine Ausrüstung der Blinkeranlage mit Glühlampen und der Anhänger oder Auflieger die Blinkanlage in LED-Leuchten hat.
In diesem Fall muss sowohl ein Defekt der LED-Leuchten wie auch der Glühlampen durch beispielsweise den Bordrechner erkennbar sein.
Zur Ergänzung sei hier gesagt, dass eine LED-Leuchte z. B. acht oder zehn einzelne Leuchtelemente hat. Wenn von diesen einzelnen Leuchtelementen ein Leuchtelement oder mehrere Leuchtelemente nicht mehr Leuchten und damit eine bestimmt leuchtstärke der LED-Leuchte unterschritten wird, muss die ganze LED-Leuchte automatisch abgeschaltet werden. Dies ist die Angelegenheit des LED-Leuchtenherstellers. Die automatische Abschaltung der LED-Leuchte ist ein Signal, dass die LED-Leuchte defekt ist und wird dann durch die Erfindung detektiert.
Die 4 zeigt typische Verbrauchsbereiche, die beispielhaft so in der Logik 19, 25 und, entsprechend erweitert, in der Logik 33 abgelegt sein können.
Der Verbrauchsbereich von 0,1 bis 10 W sagt aus, dass dies ein typischer Verbrauchsbereich für eine LED-Leuchte ist. Der Verbrauchsbereich von 10 W bis 50 W sagt aus, dass dies ein typischer Verbrauchsbereich für eine Glühbirne ist. Der Verbrauchsbereich von über 50 W ist typisch für einen Kurzschluss. Wenn mehrere Verbraucher an einem Stromkreis oder wenn mehrere Stromkreise an eine Logik, z. B. bei Logik 33, angeschlossen sind, ist die Logik entsprechend anzupassen.

10: Überwachungseinrichtung
11: Bidirektionaler Signalpfad (Ansteuerung und Rückmeldung)
12: elektronische Schaltung
13: Schalter
14: Shunt
15: LED-Leuchte
16: Glühlampe
17: Ersatzwiderstand
18: Schalter
19: Logik
20: Bordrechner
22: Überwachungseinrichtung
23: elektronische Schaltung
24: elektronischer Schalter
25: Logik
26: elektronischer Schalter
26/1: elektronischer Schalter
26/2: elektronischer Schalter
32: elektronische Schaltung für 2 Kreise
33: Logik
K1: Kreis 1
K2: Kreis 2
PWM: pulsweitenmoduliert

Claims

Vorrichtung zur Überwachung der Funktion von entweder nur Glühlampen oder nur LED-Leuchten in beispielsweise Blinkergehäusen von Kraftfahrzeugen, mit einer Einrichtung, die bei Ausfall einer Glühlampe oder einer LED-Leuchte auf der einen Seite des Fahrzeugs, bei Betätigung des Blinkers für diese Seite, die Blinkfrequenz erhöht, oder durch einen Bordrechner erkannt wird, dass eine Glühlampe oder eine LED-Leuchte in dem einen Stromkreis ausgefallen ist und der Bordrechner dies im Armaturenbrett zur Anzeige bringt, wobei in einem Stromkreis (11, K1, K2) sowohl eine Glühlampe (16) mit einem höheren Leistungsverbrauch wie auch eine LED-Leuchte (15) mit niedrigerem Leistungsverbrauch vorgesehen ist, und der Stromkreis (11, K1, K2) eine elektronische Schaltung (12, 22, 32) enthält, die erkennt, ob eine Glühlampe (16) oder eine LED-Leuchte (15) eingebaut ist und die Funktion oder Nichtfunktion der Glühlampe (16) oder LED-Leuchte (15) durch eine elektronische Schaltung (12) festgestellt wird und beispielsweise ein Bordrechner (20) das Ergebnis erfasst und dass über einen Schalter ein Ersatzwiderstand zugeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektronischen Schaltung (12) eine Logik (19, 25, 33) vorgesehen ist, die in abhängig von dem Leistungsverbrauch im Stromkreis (11, K1, K2) den Ersatzwiderstand bei Verwendung einer LED-Leuchte zuschaltet und bei Verwendung einer Glühlampe den Ersatzwiderstand nicht zuschaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommessung durch einen Shunt (14) mit entsprechender Auswertelogik oder durch einen intelligenten Transistor (24) mit integrierter Strommessung erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Logik (19, 25, 33) Leistungsbereiche abgelegt sind, die eine Zuordnung zu der Art der Verbraucher (15, 16) erlauben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (12, 23, 32) als „stand allone" Bauteil oder als integriertes Bauteil an einer LED-Leuchte oder im Bordrechner integriert sein kann.