DE102020112716B4 - Scheinwerfer-Einschaltautomatik zur Nachrüstung von Motorrädern - Google Patents

Scheinwerfer-Einschaltautomatik zur Nachrüstung von Motorrädern Download PDF

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Abstract

Nachrüst-Vorrichtung (10) zur Steuerung der Stromzufuhr zu mindestens einem Leuchtmittel (12, 14) eines Scheinwerfers (42) eines Motorrads nach dem Einschalten einer Zündung des Motorrads, gekennzeichnet durch eine elektronische Schaltung (20) mit einem programmgesteuerten Mikrocontroller (64) und einem Leistungs-MOSFET (66) zum verdrahtungsfreien Einfügen zwischen das Leuchtmittel (12, 14) und eine Versorgungsleitung (40), wobei der Mikrocontroller (64) eine Netzspannung eines Bordnetzes des Motorrads in einem Strompfad zum Leuchtmittel (12, 14) misst und über den Leistungs-MOSFET (66) die Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel (12, 14) freigibt, sobald die gemessene Netzspannung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Nachrüst-Vorrichtung zur Steuerung der Stromzufuhr zu mindestens einem Leuchtmittel eines Scheinwerfers eines Motorrads nach dem Einschalten einer Zündung des Motorrads. Die Erfindung betrifft weiter ein Motorrad mit einer solchen Vorrichtung.
  • Bei Motorrädern wurde Mitte der 90er-Jahre der Lichtschalter im Scheinwerferstromkreis entfernt, damit es den Fahrern auch tagsüber nicht möglich ist, ohne Scheinwerferlicht zu fahren. Bei den meisten in der Zwischenzeit hergestellten Motorrädern wird seither vor jedem Start beim Einschalten der Zündung auch das Scheinwerferlicht eingeschaltet. Dies verursacht besonders bei Motorrädern mit großem Hubraum beim nachfolgenden Starten Probleme: Wenn der Motor bei eingeschaltetem Scheinwerferlicht gestartet wird, steht dem Anlasser des Motorrads nicht die volle Batterieleistung zur Verfügung. Sofern der Motor nicht gerade besonders startfreudig ist, kann dies zu einer schnellen Entleerung der Fahrzeugbatterie und daraus resultierenden Startproblemen führen.
  • Die Hersteller von einigen Motorrädern haben diese Problematik zwischenzeitlich erkannt und bei der Konstruktion der Motorräder verschiedene Lösungen in die Bordelektronik integriert, bieten jedoch keine Nachrüstung für ältere Motorräder an. Andere Hersteller bauen noch heute Motorräder, bei denen das Scheinwerferlicht während der Startphase eingeschaltet bleibt.
  • Auf Motorrad-Foren im Internet werden ebenfalls verschiedene Lösungen vorgeschlagen. Dazu gehören Vorrichtungen mit einem Zeitverzögerungsrelais, mittels dessen das Scheinwerferlicht erst mit einer festen Zeitverzögerung, zumeist von einigen Sekunden, nach dem Einschalten der Zündung eingeschaltet wird. Wenn jedoch zwischen dem Einschalten der Zündung und dem Starten des Motors mehr Zeit vergeht, dann lassen sich die Probleme mit einer solchen Zeitverzögerungsschaltung nicht beseitigen. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn nach dem Einschalten der Zündung und vor dem Starten des Motors noch Einstellungen an einem Bordcomputer vorgenommen werden sollen, z.B. um einen Tageskilometerzähler zurückzusetzen oder um ein Passwort einzugeben, oder wenn bei einer Wartung oder Reparatur in einer Werkstatt die Zündung zwecks Fehlerdiagnose für längere Zeit eingeschaltet wird. In einem solchen Fall kann es relativ rasch zu einer Entleerung der Fahrzeugbatterie kommen, deren Kapazität deutlich geringer als diejenige von Pkws ist.
  • In einem Forumsbeitrag des Internetforums „Fireblade-Forum“ (https://www.fireblade-forum.de/index.php?thread/72382) mit dem Titel „Einschaltverzögerung für's Licht“ wird unter anderem die Frage gestellt, ob es „ein Bauteil [gibt], das erst bei laufendem Motor Spannung hat“. Hiermit ist eine Aufgabe zum Feststellen einer Spannung beschrieben, jedoch keine konkrete Lösung. Zudem erfolgt kein Messen einer Spannung im Sinne eines Bestimmens einer entsprechenden Messgröße. Weiterhin wird eine Zeitverzögerung zum Einschalten des Lichtes diskutiert. Als konkret offenbarte Lösung für das beschriebene Problem werden unterschiedliche Hyperlinks zu entsprechend anwendbaren Zeitverzögerungsschaltungen präsentiert.
  • In einem weiteren Forumseintrag des Internet-Forums „T5net-forum“ (https://www.t5net-forum.de/forum/index.php?/topic/106479-abblendlicht-erst-anwenn-motor-an) werden Nachrüst-Vorrichtungen zum zeitverzögerten Einschalten eines Abblendlichtes diskutiert. Es wird hierbei eine sehr verdrahtungsaufwändige Nachrüstlösung Beschrieben.
  • Die DE 10 2012 201 320 A1 offenbart ein Steuersystem für ein Tagfahrlicht, wobei das System zwischen Batterie und Leuchtmittel verbaut ist. Trigger-Signale bezüglich eines Betriebszustandes eines Fahrzeugmotors werden genutzt, um eine LED-Lichtleiste zu schalten. Es wird jedoch keine Nachrüstlösung offenbart.
  • Die DE 20 2010 008 478 U1 beschreibt eine automatische Steuervorrichtung für eine elektrischen Last eines Motorfahrzeuges, wobei ein Detektieren eines Laufzustandes des Motors erfolgt, insbesondere mittels eines Messens einer Bordspannung, und wobei anhand des Messergebnisses eine Last angesteuert wird.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Nachrüst-Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die das Scheinwerferlicht erst nach dem Starten des Motors einschaltet und zur Nachrüstung von Motorrädern mit den zuvor genannten Problemen geeignet ist, wobei sie sich vorzugsweise mit wenigen Handgriffen montieren lässt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Nachrüst-Vorrichtung zur Steuerung der Stromzufuhr zu mindestens einem Leuchtmittel eines Scheinwerfers eines Motorrads nach dem Einschalten einer Zündung des Motorrads eine elektronische Schaltung mit einem programmgesteuerten Mikrocontroller und einem Leistungs-MOSFET umfasst, die sich verdrahtungsfrei zwischen das Leuchtmittel und eine Versorgungsleitung einfügen oder einsetzen lässt, und dass der Mikrocontroller eine Netzspannung eines Bordnetzes (Bordspannung) des Motorrads in einem Strompfad zum Leuchtmittel misst und über den Leistungs-MOSFET die Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel freigibt, sobald die gemessene Bordspannung nach dem Anlassen bzw. Starten des Motors einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
  • Der Erfindung liegt die durch Versuche gewonnene Erkenntnis zugrunde, dass die Batteriespannung der Fahrzeugbatterie und damit auch die Netzspannung des Bordnetzes beim Anlassen des Motors sofort auf einen oberhalb von 13,3 V liegenden Wert, die sogenannte Ladespannung, ansteigt, gewöhnlich auf 13,3 V bis 14,4 V, und beim Abstellen des Motors innerhalb weniger Sekunden auf einen unterhalb von 13,3 V liegenden Wert absinkt, gewöhnlich 12 V bis 12,8 V. Bei diesen Werten handelt es sich um Richtwerte, die je nach Zustand und Alter der Fahrzeugbatterie schwanken können.
  • Allerdings gilt das obige nicht für Li-Ionen-Batterien, so dass für Motorräder, die mit einer Li-Ionen-Batterie nachgerüstet worden sind, der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht empfohlen wird.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, zur Steuerung des Scheinwerferlichts bei der Programmierung des Mikrocontrollers als Schwellenwert oder Schaltschwelle für die Freigabe der Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel eine Netzspannung zu wählen, die größer als 13,3 V ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird erreicht, dass das Scheinwerferlicht des Motorrades nach dem Einschalten der Zündung solange ausgeschaltet bleibt, bis der Motor tatsächlich gestartet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Scheinwerferlicht selbst bei längeren Einstellvorgängen des Bordcomputers oder bei längeren Diagnosearbeiten mit eingeschalteter Zündung bis nach dem Anlassen bzw. Starten des Motors ausgeschaltet bleibt und erst eingeschaltet wird, wenn der Motor läuft. Dadurch können Startprobleme durch eine geringe Batteriekapazität vermieden werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung schaltet das Scheinwerferlicht nach dem Anlassen bzw. Starten des Motors selbsttätig ein und stellt danach sicher, dass das Scheinwerferlicht bei laufendem Motor auch bei Schwankungen der Bordspannung stets eingeschaltet bleibt. Dazu erhält die elektronische Schaltung nach dem Starten des Motors die Stromzufuhr zum Leuchtmittel vorteilhaft selbst dann aufrecht, wenn die gemessene Spannung den vorgegebenen Schwellenwert wieder unterschreitet.
  • Anders als ein von Hand bedienbarer Schalter zum Ein- und Ausschalten des Scheinwerferlichts, mit dem das letztere bei laufendem Motor vom Fahrer abgestellt werden kann, stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung infolge der Zwangssteuerung kein Hindernis für eine Zulassung des Motorrads dar.
  • Die elektronische Schaltung mit dem programmgesteuerten Mikrocontroller und dem Leistungs-MOSFET lässt sich als Zubehörteil konfigurieren, das zur Nachrüstung eines Motorrads ohne Verdrahtung im Scheinwerfergehäuse zwischen das Leuchtmittel und dessen Versorgungsleitung eingefügt und bevorzugt mittels Steckverbindern an das Leuchtmittel und die Versorgungsleitung angeschlossen werden kann. Eine Nachrüstung an dieser Stelle ist auch für technisch weniger versierte Personen schnell und einfach zu realisieren.
  • Im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung bedeuten die Begriffe „ohne Verdrahtung“ und „vedrahtungsfrei“, dass zum Nachrüsten des Motorrades keine Verlegung von Kabeln nötig ist, sondern dass sich die Nachrüst-Vorrichtung mittels „plug and play“ montieren lässt.
  • Besonders zweckmäßig ist die elektronische Schaltung in einem Gehäuse angeordnet, dessen Abmessungen eine Unterbringung im Inneren eines Scheinwerfergehäuses des Scheinwerfers zulassen, so dass das Zubehörteil dort montiert werden kann. Damit das Zubehörteil mit wenigen Handgriffen angeschlossen werden kann, umfasst es vorzugsweise zwei an seine elektronische Schaltung angeschlossene Steckverbinder, von denen nach einem Trennen einer Steckverbindung zwischen dem Leuchtmittel und einer Versorgungsleitung der eine mit dem Leuchtmittel und der andere mit der Versorgungsleitung verbindbar ist. Auf diese Weise kann mit einem Handgriff die Steckverbindung zwischen Leuchtmittel und Versorgungsleitung getrennt und dann das Zubehörteil unter Überbrückung der Trennstelle montiert werden, indem mit zwei weiteren Handgriffen zuerst einer der beiden Steckverbinder mit dem Leuchtmittel und dann der andere mit der Versorgungsleitung verbunden wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sorgt der programmgesteuerte Mikrocontroller nach dem Starten des Motors dafür, dass die Helligkeit des Leuchtmittels durch Pulsweitenmodulation bis zur üblichen Helligkeit gesteigert wird. Dies erfolgt zweckmäßig in weniger als 5 s und vorteilhaft in etwa 3 s, wonach die volle Helligkeit erreicht wird. Mit anderen Worten wird das Scheinwerferlicht „soft“ gestartet. Dies schont das Leuchtmittel und erhöht seine Lebensdauer beträchtlich.
  • Der „Soft“-Start erfolgt immer nach dem ersten Motorstart. Bei einem späteren Lichtwechsel zwischen Abblendlicht und Fernlicht ist der „Soft“-Start hingegen inaktiv.
  • Zahlreiche Messergebnisse zeigen, dass z.B. ein H4-Leuchtmittel (55/60 Watt) im Moment des Einschaltens im kalten Zustand in den ersten 150 bis 170 ms etwa 475/510 Watt Leistung aufnimmt. Diese hohe Leistungsaufnahme wird durch die sukzessive Steigerung der Helligkeit durch Verlängerung der Pulsweite im Durchschnitt erheblich reduziert. Die Frequenz der Pulsweitenmodulation ist so gewählt, dass ein Flimmern während der Einschaltphase vom Menschen nicht wahrgenommen werden kann, d.h. über 60 Hz liegt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektronische Schaltung nach dem Starten des Motors die Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel aufrechterhält, wenn der Motor mittels eines für Notfälle vorgesehenen Kill-Schalters abgeschaltet oder infolge eines Fahrfehlers abgewürgt wird. Falls dies während der Dunkelheit passieren sollte, kann so sichergestellt werden, dass der Fahrer nicht völlig im Dunkeln steht.
  • Damit der Fahrer bei Bedarf das Scheinwerferlicht einschalten kann, auch ohne zuvor den Motor zu starten, sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die elektronische Schaltung im Stillstand des Motors und bei eingeschalteter Zündung die Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel freigibt, wenn ein Fernlicht-Schalter oder Fernlicht-Taster (Lichthupe) des Motorrads länger als über einen vorgegeben Zeitraum, zweckmäßig länger als 1 s, betätigt wird. Diese Ausgestaltung ist von Nutzen, wenn der Fahrer bei stehendem Motor zum Beispiel in einer geschlossenen Garage oder bei Dunkelheit Licht benötigt.
  • Zum anderen ist die Betätigung des Fernlicht-Schalters oder Fernlicht-Tasters (Lichthupe) auch dann von Vorteil, wenn ein Motorrad mit einer defekten Lichtmaschine oder einem defekten Lichtmaschinenregler in einer Notsituation eine kurze Strecke gefahren werden soll, zum Beispiel bis zur nächsten Werkstatt. Wenn das Scheinwerferlicht wegen des Defekts nach dem Starten nicht brennt, kann der Fahrer den Fernlicht-Schalter oder Fernlicht-Taster (Lichthupe) zum Einschalten des Fernlichts länger als 1 s betätigen, anschließend zum Abblendlicht zurückschalten und dann losfahren. Der vom Scheinwerfer benötigte Strom kommt in diesem Fall nur aus der Fahrzeugbatterie.
  • Auch in den beiden zuletzt genannten Fällen wird die Helligkeit des Leuchtmittels von der elektronischen Schaltung durch Pulsweitenmodulation zweckmäßig über einen vorgegebenen Zeitraum per „Soft“-Start gesteigert.
  • Wenn das Scheinwerferlicht nach dem Starten des Motors von der elektronischen Schaltung nicht wie erwartet eingeschaltet wird, sich aber durch Betätigung des Fernlichtschalters (Lichthupe) einschalten lässt, ist davon auszugehen, dass entweder die Lichtmaschine oder der Lichtmaschinenregler defekt ist und die richtige Ladespannung über 13,3 Volt nicht erreicht werden kann, obwohl die Bordanzeige keinen Defekt anzeigt. Auf diese Weise kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Defekt der Lichtmaschine oder des Lichtmaschinenreglers sofort nach dem Start des Motors erkannt werden.
  • Das ordnungsgemäße Funktionieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung und von deren zuvor beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen wurde während einer längeren Betriebsdauer von drei verschiedenen, mit der Vorrichtung nachgerüsteten Motorrädern testweise nachgewiesen.
  • Zwei weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Nachrüst-Vorrichtung bestehen darin, dass die elektronische Schaltung weder separate Stromleitungen noch eine eigene Stromversorgung benötigt, da sie über die Versorgungsleitung des Leuchtmittels mit Strom versorgt wird, und dass ihr Leistungsbedarf mit weniger als 140 mWatt sehr gering ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde für die bei Motorrädern am meisten verbreiteten H4-Leuchtmittel entwickelt, kann jedoch unter Verwendung anderer Steckverbinder auch für andere Arten von Leuchtmitteln verwendet werden. Für Scheinwerfer mit Xenon-Leuchtmitteln ist die erfindungsgemäße Vorrichtung allerdings nicht geeignet.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
    • 1 zeigt eine Draufsicht auf eine als Zubehörteil zur Nachrüstung von Motorrädern bestimmte erfindungsgemäße Vorrichtung;
    • 2 zeigt einen Schaltplan der Vorrichtung nach dem Einbau in einem Scheinwerfer eines Motorrads.
  • Das in 1 dargestellte Zubehörteil 10 ist zur Nachrüstung eines Motorrads bestimmt, dessen Scheinwerferlicht von Hand nicht ausgeschaltet werden kann.
  • Ohne das Zubehörteil 10 wird bei vielen derartigen Motorrädern vor jedem Starten des Motors das Scheinwerferlicht bereits beim Einschalten der Zündung eingeschaltet. Dadurch steht dem Anlasser dieser Motorräder beim Starten des Motors nicht die volle Batterieleistung zur Verfügung, was zu Startproblemen führen kann.
  • Um diese Probleme zu vermeiden, steuert das Zubehörteil 10 den Schaltzustand von zwei Leuchtmitteln 12, 14 (2) des Motorrads, wobei das Zubehörteil 10 nach dem Einschalten der Zündung die Stromzufuhr zu den Leuchtmitteln 12, 14 erst bei laufendem Motor freigibt.
  • Das Zubehörteil 10 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 16, einer im Inneren des Gehäuses 16 untergebrachten elektronischen Schaltung 20 (2) und zwei Anschlusskabeln 22, 24 mit jeweils drei Leitern. Jedes Anschlusskabel 22, 24 ist am Ende mit einem Steckverbinder 26, 28 versehen. Der eine Steckverbinder 28 ist ein Stecker mit drei überstehenden flachen Kontaktstiften 30, während der andere Steckverbinder 26 eine Buchse mit drei komplementären Kontaktöffnungen 32 ist. Die beiden Steckverbinder 26, 28 lassen sich mit komplementären Steckverbindern 34, 36 (2) einer Versorgungsleitung 40 bzw. der Leuchtmittel 12, 14 in einem Scheinwerfer 42 verbinden, nachdem zuvor diese zwei Steckverbinder 34, 36 getrennt worden sind.
  • Wie in 2 dargestellt, umfasst die Versorgungsleitung 40 drei Leiter 44, 46, 48, von denen einer 44 mit Masse verbunden ist. Die beiden anderen Leiter 46, 48 sind mit einem Wechselschalter 50 am Lenker des Motorrades verbunden, der jeweils einen der beiden Leiter 46, 48 mit der Fahrzeugbatterie (nicht dargestellt) des Motorrads verbindet.
  • Der Scheinwerfer 42 umfasst in herkömmlicher Weise ein Scheinwerfergehäuse, das die beiden Leuchtmittel, z.B. in Form einer H4-Fernlicht-Leuchte 12 und einer H4-Abblendlicht-Leuchte 14 enthält. Jedes der beiden Leuchtmittel 12, 14 ist mit einem Masseleiter 56 und einem Versorgungsleiter 58 bzw. 60 verbunden. Vor dem Einbau des Zubehörteils 10 ist jeder der beiden Versorgungsleiter 58 bzw. 60 mit einem der Leiter 46, 48 verbunden, so dass je nach Stellung des Wechselschalters 50 stets entweder die Abblendlicht-Leuchte 14 oder die Fernlicht-Leuchte 12 eingeschaltet ist.
  • Das Scheinwerfergehäuse ist groß genug, um das Zubehörteil 10 zu beherbergen, nachdem die Steckverbinder 26, 28 mit den Steckverbindern 34 bzw. 36 verbunden worden sind. Auf diese Weise kann das Zubehörteil 10 schnell und einfach mittels der beiden Steckverbinder 26, 28 ohne eine zusätzliche Verdrahtung montiert und innerhalb des Scheinwerfergehäuses untergebracht werden.
  • Wie am besten in 2 anhand eines vereinfachten Schaltplans dargestellt, umfasst die elektronische Schaltung 20 einen zweistufigen Spannungsregler 62, einen programmgesteuerten Mikrocontroller 64 sowie einen für Kfz-Anwendungen geeigneten n-Kanal Leistungs-MOSFET 66 nebst zugehörigem MOSFET-Treiber 68.
  • Der Mikrocontroller 64 umfasst einen nicht-flüchtigen Flash-Speicher, in dem ein Software-Programm zur Steuerung der Stromzufuhr zu den Leuchtmitteln 12, 14 gespeichert ist.
  • Der MOSFET 66 ist ein n-Kanal Leistungstransistor, dessen Gate-Anschluss 70 mit dem MOSFET-Treiber 68 verbunden ist, während sein Source-Anschluss 72 mit einem Masseleiter 74 des einen Anschlusskabels 24 und sein Drain-Anschluss 76 mit einem Masseleiter 78 in dem anderen Anschlusskabel 22 verbunden ist. Auf diese Weise steuert der MOSFET 66 lediglich den Stromdurchgang durch die Masseleiter 44, 74, 78 und 56.
  • Jeder der beiden anderen Leiter 46, 48 der Versorgungsleitung 40 ist über einen durch die Anschlusskabel 22, 24 durchgehenden Durchgangsleiter 80, 80 direkt mit dem Versorgungsleiter 58, 60 von einem der beiden Leuchtmittel 12, 14 verbunden.
  • Die Stromversorgung der Schaltung 20 erfolgt aus dem jeweils stromführenden Durchgangsleiter 80, 80 über eine von zwei gegensinnig geschalteten Dioden D1, D2 zum Spannungsregler 62. Dadurch wird die Schaltung 20 ungeachtet der Stellung des Wechselschalters 50 immer mit Strom versorgt und benötigt somit keine separate Stromversorgung. Die Dioden D1 und D2 verhindern ein Abfließen des Stroms zu dem jeweils anderen Durchgangsleiter 80, 80.
  • Der Spannungsregler 62, der Mikrocontroller 64 und der MOSFET-Treiber 68 sind über einen weiteren Leiter 82 mit dem Masseleiter 74 des Anschlusskabels 24 verbunden.
  • Der Spannungsregler 62 ist ein zweistufiger Spannungsregler, der einen Filter und einen Spannungspuffer enthält, so dass am Mikrocontroller 64 und am MOSFET-Treiber 68 stets eine Spannung von 5 V anliegt, und zwar auch dann, wenn beim Umschalten des Wechselschalters 50 kurzzeitig durch keinen der beiden Leiter 46, 48 ein Strom fließt. Um die Verlustleistung und damit die Erwärmung des Spannungsreglers 62 zu begrenzen, reduziert dieser die Netzspannung des Bordnetzes in zwei Schritten zuerst auf 9 V und dann auf 5 V.
  • Der MOSFET-Treiber 68 sorgt für eine galvanische Trennung zwischen einem Steuerteil und einem Leistungsteil der elektronischen Schaltung 20 und ist für diese Schaltung ein geeigneter Optokoppler.
  • Zwei Messleiter 84, 86 für Fernlicht bzw. für Abblendlicht, die jeweils mit einem der beiden Durchgangsleiter 80, 80 in den Anschlusskabeln 22, 24 verbunden sind, greifen die Batteriespannung in jedem der beiden Durchgangsleiter 80, 80 ab und führen sie über zwei Paare von Widerständen R1, R2 bzw. R3, R4 zwei A/D-Eingängen 88, 90 des Mikrocontrollers 64 zu. Die beiden Paare von Widerständen R1, R2 bzw. R3, R4 bilden dabei zwei getrennte Spannungsteiler. Der Widerstand R5 sorgt für einen stabilen Sperrzustand des MOSFET 66 bei ausgeschaltetem Licht.
  • Zwei Kondensatoren C1 und C2 filtern aus der zu den beiden A/D Eingängen 88, 90 des Mikrocontrollers 64 zugeführten Netzspannung des Bordnetzes im Scheinwerferstromkreis 38 etwaige Rippel und hochfrequente Störungen heraus. Die gefilterte Bordnetzspannung wird dann vom Mikrocontroller 64 gemessen und ausgewertet, um dann den MOSFET 66 und damit die Stromzufuhr zu den Leuchtmitteln 12, 14 mittels eines im Speicher des Mikrocontrollers 64 gespeicherten Software-Programms zu steuern, wie nachfolgend beschrieben.
  • Nach dem Einschalten der Zündung misst der durch das Software-Programm gesteuerte Mikrocontroller 64 die Netzspannung des Bordnetzes bzw. des Scheinwerferstromkreises 38 zwischen dem stromführenden Messleiter 84 bzw. 86 und Masse. Solange der Motor noch nicht gestartet ist, liegt diese Netzspannung zumeist zwischen 12 bis 12,8 V, in jedem Fall jedoch unterhalb von einem Schwellenwert von 13,3 V. Solange die Netzspannung diesen Schwellenwert nicht überschreitet, sorgt der Mikrocontroller 64 dafür, dass der n-Kanal MOSFET 66 sperrt und somit die Verbindung zwischen dem Masseleiter 44 der Versorgungsleitung 40 und dem Masseleiter 56 der Leuchtmittel 12, 14 unterbrochen ist. Das bedeutet, dass das Scheinwerferlicht bzw. beide Leuchtmittel 12, 14 ausgeschaltet bleiben.
  • Sobald der Anlasser den Motor gestartet hat und die Lichtmaschine Strom erzeugt, steigt die Netzspannung zumeist auf einen Wert von 13,3 bis 14,4 V an, in jedem Fall jedoch über den Schwellenwert von 13,3 V. Sobald die Netzspannung diesen Schwellenwert überschreitet, sorgt das Software-Programm im Mikrocontroller 64 dafür, dass der n-Kanal MOSFET 66 den Masseleiter 44 der Versorgungsleitung 40 mit dem Masseleiter 56 der Leuchtmittel 12, 14 verbindet und somit die Stromzufuhr zu demjenigen Leuchtmittel 12 bzw. 14 freigibt, das über den Wechselschalter 50 mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist. Damit wird das Scheinwerferlicht eingeschaltet.
  • Die Software im Mikrocontroller 64 ist weiter so programmiert, dass der Letztere beim Einschalten des Scheinwerferlichts über einen Zeitraum von etwa 3 s für eine allmähliche Steigerung der Helligkeit des Leuchtmittels 12 bzw. 14 und damit des Scheinwerferlichts sorgt. Dazu wird durch Pulsweitenmodulation die Dauer der Pulsweite eines vom Mikrocontroller 64 zum Gate-Anschluss 70 des n-Kanal MOSFET 66 zugeführten digitalen Steuersignals verlängert, so dass der MOSFET 66 das Licht nicht schlagartig einschaltet.
  • Die Software ist darüber hinaus so programmiert, dass der Mikrocontroller 64 nach dem Starten des Motors die Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel 12, 14 aufrechterhält, wenn der Motor mittels eines Kill-Schalters (nicht dargestellt) abgeschaltet oder infolge eines Fahrfehlers abgewürgt wird, wodurch die vom Mikrocontroller 64 gemessene Netzspannung auf einen Wert von unter 13,3 V absinkt. Die Stromzufuhr zum Leuchtmittel 12, 14 wird in diesem Fall erst durch das Ausschalten der Zündung unterbrochen.
  • Wenn im Stillstand des Motors und bei eingeschalteter Zündung der Wechselschalter 50 (Fernlicht-Schalter oder Fernlicht-Taster (Lichthupe)) am Lenker des Motorrads länger als über einen vorgegeben Zeitraum, z.B. über 1 s, betätigt wird, wird dies vom Mikrocontroller 64 erkannt. Dieser gibt dann die Stromzufuhr zum Leuchtmittel 12 frei, so dass das Fernlicht eingeschaltet wird.
  • Beim Einschalten des Fernlichts wird die Helligkeit des Leuchtmittels 12 von der elektronischen Schaltung 20 durch Pulsweitenmodulation ebenfalls per „Soft“-Start gesteigert. Der Fahrer hat danach die Möglichkeit, mittels des Wechselschalters 50 auf Abblendlicht umzuschalten, zum Beispiel in einer Garage oder bei defekter Lichtmaschine für eine kurze Fahrt zur nächsten Werkstatt.

Claims (13)

  1. Nachrüst-Vorrichtung (10) zur Steuerung der Stromzufuhr zu mindestens einem Leuchtmittel (12, 14) eines Scheinwerfers (42) eines Motorrads nach dem Einschalten einer Zündung des Motorrads, gekennzeichnet durch eine elektronische Schaltung (20) mit einem programmgesteuerten Mikrocontroller (64) und einem Leistungs-MOSFET (66) zum verdrahtungsfreien Einfügen zwischen das Leuchtmittel (12, 14) und eine Versorgungsleitung (40), wobei der Mikrocontroller (64) eine Netzspannung eines Bordnetzes des Motorrads in einem Strompfad zum Leuchtmittel (12, 14) misst und über den Leistungs-MOSFET (66) die Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel (12, 14) freigibt, sobald die gemessene Netzspannung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
  2. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert größer als 13,3 Volt ist.
  3. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (20) in einem Gehäuse (16) angeordnet ist, dessen Abmessungen eine Unterbringung innerhalb von einem Scheinwerfergehäuse des Scheinwerfers (42) gestatten.
  4. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strompfad zum Leuchtmittel (12, 14) eine Steckverbindung (34, 36) zwischen dem Leuchtmittel (12, 14) und der Versorgungsleitung (40) umfasst und dass die Vorrichtung (10) zwei an die elektronische Schaltung (20) angeschlossene Steckverbinder (26, 28) umfasst, von denen nach einem Trennen der Steckverbindung (34, 36) der eine mit dem Leuchtmittel (12, 14) und der andere mit der Versorgungsleitung (40) verbindbar ist.
  5. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (20) nach dem Anlassen bzw. Starten eines Motors des Motorrads die Helligkeit des Leuchtmittels (12, 14) durch Pulsweitenmodulation steigert.
  6. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die volle Helligkeit nach weniger als 5 s und vorteilhaft nach etwa 3 s erreicht ist.
  7. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (20) nach dem Anlassen bzw. Starten eines Motors des Motorrads die Stromzufuhr zum Leuchtmittel (12, 14) aufrechterhält, wenn die gemessene Spannung den vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
  8. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (20) nach dem Anlassen bzw. Starten eines Motors des Motorrads die Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel (12, 14) aufrechterhält, wenn der Motor mittels eines Kill-Schalters abgeschaltet oder infolge eines Fahrfehlers abgewürgt wird.
  9. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (20) bei eingeschalteter Zündung und im Stillstand eines Motors des Motorrads die Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel (12, 14) freigibt, wenn ein Fernlicht-Schalter oder Fernlicht-Taster (Lichthupe) des Motorrads länger als über einen vorgegeben Zeitraum betätigt wird.
  10. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Zeitraum 1 s oder mehr beträgt.
  11. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (20) über die Versorgungsleitung (40) des Leuchtmittels (12, 14) mit Strom versorgt wird.
  12. Nachrüst-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsbedarf der elektronischen Schaltung (20) weniger als 140 mWatt beträgt.
  13. Motorrad mit einem Motor, einer Zündung, einem Bordnetz, einem Scheinwerfer (42) mit mindestens einem Leuchtmittel (12, 14) sowie einer Nachrüst-Vorrichtung (10) zur Steuerung des Schaltzustands des Leuchtmittels (12, 14), die nach dem Einschalten der Zündung eine Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel (12, 14) freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachrüst-Vorrichtung (10) eine ohne Verdrahtung zwischen das Leuchtmittel (12, 14) und eine Versorgungsleitung (40) eingefügte elektronische Schaltung (20) mit einem programmgesteuerten Mikrocontroller (64) und einem Leistungs-MOSFET (66) umfasst, wobei der Mikrocontroller (64) eine Netzspannung des Bordnetzes in einem Strompfad zum Leuchtmittel (12, 14) misst und über den Leistungs-MOSFET (66) die Stromzufuhr zu dem Leuchtmittel (12, 14) freigibt, sobald die gemessene Netzspannung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
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T5net-Forum, Beitrag vom 18. Juli 2017, (Angabe auf Website) URL: https://www.t5net-forum.de/forum/index.php?/topic/106479-abblendlicht-erst-an-wenn-motor-an [abgerufen am 07.01.2021]

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