DE102016107237A1

DE102016107237A1 - Method for diagnosing the functionality of bulbs

Info

Publication number: DE102016107237A1
Application number: DE102016107237.0A
Authority: DE
Inventors: Frank Scheid
Original assignee: HELBAKO GmbH
Current assignee: HELBAKO GmbH
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2017-10-19

Abstract

Ein Verfahren dient zur Diagnose der Funktionsfähigkeit von Leuchtmitteln in einem Stromkreis. Dazu wird über eine steuerbare Spannungsquelle und/oder einen Vorwiderstand die Spannung an dem jeweiligen Verbraucheranschluss bis zur Messbarkeit eines Stromflusses erhöht und anschließend ausgewertet. Alternativ wird über eine steuerbare Stromquelle ein definierter geringer Strom in die Verbraucherlast eingeprägt, woraufhin die vorhandene Spannung an dem jeweiligen Verbraucher erfasst und ausgewertet wird.A method is used to diagnose the functionality of lamps in a circuit. For this purpose, the voltage at the respective load connection is increased up to the measurability of a current flow via a controllable voltage source and / or a series resistor and subsequently evaluated. Alternatively, a defined low current is impressed into the load load via a controllable current source, whereupon the voltage present at the respective consumer is detected and evaluated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose der Funktionsfähigkeit eines oder mehrerer Verbraucher in einem Stromkreis, insbesondere zur Diagnose der Funktionsfähigkeit eines oder mehrerer Leuchtmittel. The invention relates to a method for diagnosing the functionality of one or more consumers in a circuit, in particular for diagnosing the functionality of one or more lamps.

Bisher sind nur Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins bzw. der Funktionsfähigkeit eines Leuchtmittels in einem Stromkreis bekannt, bei dem speziell die weit verbreiteten Leuchtdioden im Rahmen dieser Überprüfung aufblitzen. Dieses Aufblitzen jenseits des Normalbetriebs gilt es zu vermeiden, denn das Aufblitzen führt bei den Nutzern häufig zu Irritationen und zur Besorgnis. So far, only methods for detecting the presence or operability of a light source in a circuit are known in which flare especially the widely used light-emitting diodes in the context of this review. This flashing beyond normal operation should be avoided, as flashing often causes irritation and concern among users.

Damit stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein die Verbraucher schonendes Verfahren zur Diagnose ihrer Funktionsfähigkeit zu schaffen. Thus, the present invention has the object to provide a consumer-friendly method for diagnosing their functionality.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass über eine steuerbare Stromquelle und/oder einen Vorwiderstand in dem Stromkreis die Spannung an dem jeweiligen Verbraucheranschluss bis zur Messbarkeit eines Stromflusses erhöht und anschließend ausgewertet wird. According to a first embodiment of the invention, this object is achieved in that via a controllable current source and / or a series resistor in the circuit, the voltage at the respective load connection is increased to the measurability of a current flow and then evaluated.

Eine steuerbare Spannungsquelle und ggf. ein Vorwiderstand finden Einsatz, um die Spannung an dem betreffenden Verbraucheranschluss hochzurampen, d. h. es erfolgt gewissermaßen ein Herantasten an das System, indem die Spannung an den Verbraucheranschlüssen, insbesondere an den Leuchtmittelanschlüssen langsam erhöht wird, bis ein Stromfluss messbar ist. Dies ist Voraussetzung dafür, dass der Stromfluss erfasst und ausgewertet werden kann. A controllable voltage source and possibly a series resistor are used to ramp up the voltage at the relevant consumer terminal, d. H. In a sense, the system is approached by slowly increasing the voltage at the load terminals, in particular at the lamp terminals, until a current flow can be measured. This is a prerequisite for the fact that the current flow can be detected and evaluated.

Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt dabei in besonderer Weise die unterschiedlichen Charakteristiken von Verbrauchern und ihr Verhalten bei entsprechendem Stromfluss, speziell bei Glühlampen oder Leuchtdioden. Festgestellt wird bei dieser Variante der Erfindung, wie sich der Strom in Abhängigkeit von der steigenden Spannung verhält, wobei diese Überprüfung, was den Strom betrifft, auf so niedrigem Niveau stattfindet, dass eben etwa in den Stromkreis integrierte Leuchtdioden nicht oder zumindest nicht wahrnehmbar aufblitzen. Damit geht ein maßgeblicher Vorteil der Erfindung einher, dass nämlich das Diagnoseverfahren für den Anwender nicht wahrnehmbar ist.The inventive method takes into account in a special way the different characteristics of consumers and their behavior with a corresponding current flow, especially in incandescent or light emitting diodes. It is found in this variant of the invention, how the current behaves in dependence on the rising voltage, this review, as regards the current, takes place at such a low level that just around the circuit integrated light emitting diodes do not flash or at least not perceptible. This is accompanied by a significant advantage of the invention, namely that the diagnostic method is imperceptible to the user.

Es bieten sich verschiedene Möglichkeiten, den Stromfluss festzustellen. So sieht ein Vorschlag vor, dass der Stromfluss über einen Spannungsabfall an einem Vorwiderstand erfasst wird, was dann zu der entsprechenden Auswertung führt. There are various ways to determine the current flow. Thus, a proposal provides that the current flow is detected by a voltage drop across a series resistor, which then leads to the corresponding evaluation.

Konkret sieht dies etwa so aus, dass eine Abweichung zwischen der gemessenen Spannung und einer vorgegebenen Spannung aufgrund des Spannungsabfalls erfasst wird. Im Moment des beginnenden Stromflusses entsteht über dem Vorwiderstand der Spannungsabfall, der die gemessene Spannung von einer vorgegebenen Spannung abweichen lässt. Diese Abweichung wird erkannt und zur Qualifizierung des Leuchtmittels herangezogen.Specifically, this is such that a deviation between the measured voltage and a predetermined voltage due to the voltage drop is detected. At the moment of incipient current flow, the voltage drop occurs across the series resistor, which causes the measured voltage to deviate from a predetermined voltage. This deviation is recognized and used to qualify the bulb.

Alternativ dazu ist es denkbar, dass der Stromfluss über die Spannungssignatur an dem jeweiligen Leuchtmittelanschluss erfasst wird. Das Messergebnis liefert dann den Schwellwert, ab dem Strom in die Lasten fließt. Bei Glühbirnen führt dies sofort zu einem für diese Leuchtmittel unschädlichen Einschalten ohne die Gefahr eines Aufblitzens. Handelt es sich dagegen um einen einfachen Leuchtdioden-String ohne Vorschaltgerät, wird eine Flussspannung im Bereich des Strings gemessen. Ist schließlich in den Stromkreis eine Leuchtdiode mit Vorschaltgerät integriert, entspricht die Spannung der Eingangsspannung des DC/DC-Wandlers. Der Lastwiderstand R_L ist in diesem Fall so zu dimensionieren, dass kein nennenswerter Strom in den einfachen String fließen kann oder der DC/DC-Wandler keine Energie nachgeliefert bekommt.Alternatively, it is conceivable that the current flow is detected via the voltage signature at the respective lighting means connection. The measurement result then supplies the threshold value at which current flows into the loads. With light bulbs, this leads immediately to a harmless for these bulbs switching without the risk of flashing. If, on the other hand, it is a simple light-emitting diode string without a ballast, a forward voltage is measured in the region of the string. Finally, if a light-emitting diode with a ballast is integrated in the circuit, the voltage corresponds to the input voltage of the DC / DC converter. In this case, the load resistance R _L is to be dimensioned so that no appreciable current can flow into the simple string or the DC / DC converter does not receive any energy.

In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist konkret daran gedacht, die Existenz von Glühlampen und/oder Leuchtdioden mit oder ohne Vorschaltgerät in dem Stromkreis zu erfassen und zu qualifizieren. Ein Anwendungsbeispiel dafür sind Anhänger für Kraftfahrzeuge, deren Verbraucher nach Herstellung der entsprechenden Anschlüsse auf ihre Funktionsfähigkeit zu überprüfen sind – und dies möglichst auch für den Fall, dass der Benutzer gar keine Kenntnis davon hat, wie viele und welche Art von Verbrauchern der jeweilige Anhänger aufweist. In connection with the present invention, it is specifically intended to detect and qualify the existence of incandescent lamps and / or light-emitting diodes with or without a ballast in the circuit. An example of this application are trailers for motor vehicles whose consumers are to be checked for their functionality after the corresponding connections have been made, if possible even in the event that the user has no knowledge of how many and which type of consumers the respective trailer has ,

Es wurde bereits angesprochen, dass die Erfindung auch darauf abzielt, das Aufblitzen von Leuchtdioden im Rahmen solcher Testschaltungen zu vermeiden. Insofern ist es zweckmäßig, wenn maximal ein Strom eingeprägt wird, welche unterhalb der optischen Wahrnehmungsgrenze für ein Aufleuchten des oder der Leuchtmittel liegt. It has already been mentioned that the invention also aims to avoid the flash-up of light-emitting diodes in the context of such test circuits. In this respect, it is expedient if a maximum of one current is impressed, which is below the optical perception limit for a lighting of the one or more bulbs.

Nach einer zweiten Variante der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass über eine steuerbare Stromquelle ein definierter geringer Strom im Bereich weniger µA bis mehrerer mA in die Verbraucherlast eingeprägt wird, woraufhin die vorhandene Spannung erfasst und ausgewertet wird. According to a second variant of the invention, the object is achieved in that a defined low current in the range of less μA to several mA is impressed into the load load via a controllable current source, whereupon the existing voltage is detected and evaluated.

Auch diese Lösung macht sich also das Verhältnis von Stromfluss und Spannung zu Eigen, bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird festgestellt, wie sich die Spannung in Abhängigkeit von einem nur in geringer Stärke fließenden Strom verhält. This solution also makes the ratio of current flow and voltage to own, in this embodiment of the invention, it is determined how the voltage behaves in response to a current flowing only in a small amount of power.

Für diese Variante ist es ebenfalls empfehlenswert, wenn es nicht zum Aufblitzen der Leuchtdioden kommt. In diesem Sinne ist vorgesehen, dass der eingeprägte Strom unterhalb der optischen Wahrnehmungsgrenze für ein Einschalten des oder der Leuchtmittel liegt, d.h. dass auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen eine Ansteuerung der Leuchtmitte vom Anwender nicht oder nur schwer erkennbar ist. For this variant, it is also recommended, if it does not come to the flash of the LEDs. In this sense, it is provided that the impressed current is below the optical perception limit for switching on the lamp or lamps, i. that even in unfavorable lighting conditions a control of the luminous means by the user is difficult or impossible to see.

Für die Auswertung der Spannung empfehlen sich zwei Wege. Einerseits ist es im Rahmen der zweiten Variante der Erfindung denkbar, dass die entstandene Spannungssignatur erfasst und ausgewertet wird. Ist bereits bei einer vergleichsweise geringen Spannung ein geringer Stromfluss zu verzeichnen, spricht dies für die Existenz bzw. Funktionsfähigkeit einer oder mehrerer Glühlampen oder für einen vorhandenen Kurzschluss. Wird eine statische Spannung ohne erkennbare Signatur gemessen, ist von der Existenz einer oder mehrerer Leuchtdioden ohne Vorschaltgerät auszugehen und wird ein nicht linearer Spannungsverlauf erfasst, ist davon auszugehen, dass ein Vorschaltgerät im Stromkreis vorhanden ist. For the evaluation of the voltage two ways are recommended. On the one hand, it is conceivable within the scope of the second variant of the invention that the resulting voltage signature is detected and evaluated. If a low current flow is already recorded at a comparatively low voltage, this indicates the existence or functionality of one or more incandescent lamps or an existing short circuit. If a static voltage is measured without a recognizable signature, it can be assumed that one or more light-emitting diodes have no ballast and if a non-linear voltage characteristic is detected, it can be assumed that a ballast is present in the circuit.

Eine alternative Ausführung zur Auswertung der Spannungssignatur sieht vor, dass die Klemmenspannung an dem jeweiligen Verbraucher erfasst und ausgewertet wird. An alternative embodiment for evaluation of the voltage signature provides that the terminal voltage is detected and evaluated at the respective consumer.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verfahren zur Diagnose der Funktionsfähigkeit eines oder mehrerer Leuchtmittel in einem Stromkreis geschaffen ist, bei dem entweder Spannung oder Strom variiert und der Einfluss des jeweiligen Parameters auf die Verbraucher ausgewertet wird. Beide können dabei in vorteilhafter Weise so niedrig dimensioniert werden, dass ein unerwünschtes bzw. schädliches Aufblitzen der Leuchtdioden wirksam vermieden ist, so dass das Diagnoseverfahren für den Anwender nicht wahrnehmbar ist. Nach einer ersten Variante wird über eine steuerbare Spannungsquelle und/oder einen Vorwiderstand die Spannung an den Leuchtmittelanschlüssen so lange erhöht, bis ein Stromfluss messbar ist und entsprechend ausgewertet werden kann. Der Stromfluss wird dann über einen Spannungsabfall am Vorwiderstand erfasst oder über die Spannungssignatur an den Leuchtmittelanschlüssen. Über den DutyCycle wird also die Spannung hochgerampt, bis die gemessene Spannung von der erwarteten Spannung abweicht. Das Messergebnis ermöglicht Aufschluss über einen Schwellwert, ab dem der Strom in die Last fließt, was sich in Hinblick auf Glühbirnen, einfache Leuchtdioden-Strings oder Leuchtdioden mit Vorschaltgerät unterschiedlich bemerkbar macht. Die zweite Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf einen definierten geringen Strom, welcher in die Verbraucherlast eingeprägt wird. Anschließend wird die vorhandene Spannung erfasst und ausgewertet, die sich wiederum in Hinblick auf die unterschiedliche Art der Verbraucher (Glühlampe, Leuchtdiode mit und ohne Vorschaltgerät) analysieren lässt. The invention is characterized in particular by the fact that a method is provided for diagnosing the functionality of one or more light sources in a circuit in which either voltage or current varies and the influence of the respective parameter on the consumers is evaluated. Both can be dimensioned so low in an advantageous manner that an undesirable or harmful flash of light-emitting diodes is effectively avoided, so that the diagnostic process for the user is imperceptible. According to a first variant, the voltage at the lamp terminals is increased over a controllable voltage source and / or a series resistor until a current flow is measurable and can be evaluated accordingly. The current flow is then detected via a voltage drop across the series resistor or via the voltage signature at the lamp connections. Over the DutyCycle so the voltage is ramped up, until the measured voltage deviates from the expected voltage. The measurement result provides information about a threshold value at which the current flows into the load, which makes itself felt differently in terms of light bulbs, simple light-emitting diode strings or light-emitting diodes with a ballast. The second embodiment of the invention relates to a defined low current, which is impressed in the load load. Subsequently, the existing voltage is detected and evaluated, which in turn can be analyzed with regard to the different types of consumers (incandescent lamp, light emitting diode with and without ballast).

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:Further details and advantages of the subject invention will become apparent from the following description of the accompanying drawings in which a preferred embodiment with the necessary details and individual parts is shown. Show it:

1 ein Schema für das Verfahren nach der ersten Variante und 1 a scheme for the method according to the first variant and

2 ein Schema für das Verfahren nach der zweiten Variante. 2 a scheme for the method according to the second variant.

1 zeigt die Variante der Erfindung, bei der durch beispielsweise ein pulsweitenmoduliertes Rechtecksignal 6 und ein nachgeschaltetes Glättungsfilter 10 eine geringe Spannung mit Unterstützung des Treibers 9 und des Vorwiderstandes 7 in die Anschlüsse der Leuchtmittel 2, 3, 3‘ eingeprägt und anschließend die vorhandene Spannung erfasst wird. Ausgewertet wird die Differenz zwischen der am Treiber 9 erwarteten und der hinter dem Vorwiderstand 7 gemessenen Spannung. Mit 11 ist ein Widerstand bezeichnet, der einen Spannungsteiler bilden soll. 1 shows the variant of the invention, in which, for example, by a pulse width modulated square wave signal 6 and a downstream smoothing filter 10 a low voltage with the support of the driver 9 and the series resistor 7 into the connections of the bulbs 2 . 3 . 3 ' impressed and then the existing voltage is detected. The difference between the values on the driver is evaluated 9 expected and the behind the series resistor 7 measured voltage. With 11 is a resistor referred to form a voltage divider.

2 zeigt die Variante der Erfindung, bei der über eine steuerbare Stromquelle 1 ein kleiner Strom in die Anschlüsse der Leuchtmittel 2, 3, 3‘ eingeprägt wird, so dass ein charakteristischer Spannungsanstieg messbar ist und ausgewertet werden kann. Als beispielhafte Leuchtmittel sind hier eine Glühlampe 2, eine Leuchtdiode 3 und eine Leuchtdiode 3‘ mit einem Vorschaltgerät 4 in Form eines DC/DC-Wandlers vorgesehen. Mit 8 ist der Spannungsteiler zur Messung der Spannung bezeichnet. 2 shows the variant of the invention, in which via a controllable current source 1 a small current into the connections of the bulbs 2 . 3 . 3 ' is impressed, so that a characteristic increase in voltage is measurable and can be evaluated. As an example bulbs here are an incandescent lamp 2 , a light-emitting diode 3 and a light emitting diode 3 ' with a ballast 4 provided in the form of a DC / DC converter. With 8th is called the voltage divider for measuring the voltage.

Claims

Method for diagnosing the functionality of one or more consumers in a circuit, in particular for diagnosing the functionality of one or more lamps, characterized in that via a controllable current source and / or a resistor in the circuit, the voltage at the respective load terminal to the measurability of a current flow is increased and then evaluated.

A method according to claim 1, characterized in that the current flow is detected by a voltage drop across a series resistor.

A method according to claim 1, characterized in that a deviation between the measured voltage and a predetermined voltage due to the voltage drop is detected.

A method according to claim 1, characterized in that the current flow is detected via the voltage signature at the respective lighting means connection.

A method according to claim 1, characterized in that the existence of incandescent lamps and / or light emitting diodes is detected with or without ballast in the circuit.

A method according to claim 1, characterized in that a maximum voltage is applied, which is below the optical perception limit for a lighting of the one or more bulbs.

Method for diagnosing the functionality of one or more consumers in a circuit, in particular for diagnosing the functionality of one or more lamps, characterized in that a defined low current in the range of less μA to several mA is impressed in the load load via a controllable current source, whereupon the existing voltage is detected and evaluated at the respective consumer.

A method according to claim 7, characterized in that the impressed current is below the optical perception limit for switching on the one or more bulbs.

A method according to claim 7, characterized in that the resulting voltage signature is detected and evaluated.

A method according to claim 7, characterized in that the terminal voltage is detected and evaluated at the respective consumer.