DE112019006826T5 - Selbstreparierendes Beleuchtungssystem und Verfahren - Google Patents

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Sankalp Pampattiwar
Yogesh Kubal
Cesar Perez-Bolivar
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Grote Industries LLC
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Abstract

Ein selbstreparierendes Beleuchtungssystem wird bereitgestellt, welches umfasst: eine Stromleitung; einen Masseleiter; einen ersten Beleuchtungsschaltkreis, der zwischen der Stromleitung und dem Masseleiter angeordnet ist, wobei der erste Beleuchtungsschaltkreis eine Vielzahl in Reihe zueinander angeordneter erster Leuchten sowie einen mit der Vielzahl erster Leuchten in Reihe angeordneten ersten Schalter aufweist; einen zweiten Beleuchtungsschaltkreis, der zwischen der Stromleitung und der Masse angeordnet ist, wobei der zweite Beleuchtungsschaltkreis eine Vielzahl in Reihe zueinander angeordneter zweiter Leuchten sowie einen mit der Vielzahl zweiter Leuchten in Reihe angeordneten zweiten Schalter aufweist; einen Detektor, welcher zur Detektion eines Betriebsparameters des selbstreparierenden Beleuchtungssystems vorgesehen ist; eine Steuerung, welche dazu vorgesehen ist, die ersten und zweiten Schalter in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter zu betreiben.Der Betriebsparameter ist einer der folgenden Parameter: ein Spannungsabfall an der Stromleitung, dem Masseleiter oder einem der Beleuchtungsschaltkreise oder ein durch die Stromleitung, den Masseleiter oder einen der Beleuchtungsschaltkreise fließender Strom.

Description

  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein eine Vielzahl von Leuchten aufweisendes Beleuchtungssystem. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Beleuchtungssystem mit mindestens zwei parallelen Leuchtensätzen, welches imstande ist, einen aktuell verwendeten Leuchtensatz zu überwachen und auf einen alternativen Leuchtensatz umzuschalten, wenn der aktuelle Leuchtensatz ausfällt.
  • Technischer Hintergrund der Erfindung
  • In vielen Beleuchtungsumfeldern ist es aus Gründen der Sicherheit, der Vorschriftsmäßigkeit und der Zuverlässigkeit wichtig, dass ein Leuchtensatz funktionstüchtig ist. So gibt es in einigen Situationen im Zusammenhang mit Fahrzeugen (beispielsweise bei dem Betrieb von Lkws, in der Schifffahrt oder in der Luftfahrt) Vorschriften, die verlangen, dass Anzeigeleuchten an einem Fahrzeug korrekt arbeiten. Funktionsuntüchtige Leuchten können in derartigen Umfeldern zu Sicherheitsproblemen, zu Geldstrafen oder sogar dazu führen, dass die Fahrzeuge nicht genutzt werden dürfen, bis die Leuchten wieder in einen funktionstüchtigen Zustand versetzt sind.
  • Typischerweise muss ein Nutzer die Funktionstüchtigkeit der von ihm verwendeten Leuchten überwachen und die erforderlichen Schritte unternehmen, wenn er eine funktionsuntüchtige Leuchte erkennt. Beispielsweise kann die Bedienperson eines Lkws dazu verpflichtet sein, in regelmäßigen Abständen alle Leuchten an ihrem Lkw zu überprüfen, um zu ermitteln, ob sie korrekt funktionieren. Wenn die Bedienperson eine funktionsuntüchtige Leuchte erkennt, muss sie selbst dann Schritte unternehmen, um die funktionsuntüchtige Leuchte zu reparieren oder zu ersetzen, wenn dies unpraktisch ist (z. B. wenn es eine Ladung gibt, die sofort auszuliefern ist). Dies kann unnötige Verzögerungen verursachen, weil die Bedienperson des Lkws sich sofort um das Problem mit der funktionsuntüchtigen Leuchte kümmern muss, da die Vorschriften verlangen, dass zum Betreiben des Lkws alle Leuchten betriebsbereit sind.
  • Da die Bedienperson des Lkws nicht ständig die Leuchten an ihrem Lkw überwachen kann, besteht ferner die Möglichkeit, dass zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Bedienperson des Lkws die Leuchten an dem Lkw überprüft, eine Leuchte ausbrennt. Dies kann dazu führen, dass der Lkw durch einen Polizeibeamten wegen Fahrens mit einer funktionsuntüchtigen Leuchte aus dem Verkehr gezogen wird und die Bedienperson des Lkws eine Strafe bezahlen muss.
  • Sogar wenn es der Bedienperson des Lkws gelingt, nicht von den Behörden wegen Fahrens eines Lkws, bei dem nicht alle Leuchten korrekt arbeiten, erwischt zu werden, bleibt das Risiko, dass der Lkw aufgrund des Mangels an korrekter Beleuchtung in einen Unfall gerät. Dies könnte die unerwünschte Wirkung haben, dass Personen verletzt oder Eigentum beschädigt wird. Zusätzlich läuft die Bedienperson des Lkws auch Gefahr, für einen derartigen Unfall verantwortlich gemacht zu werden, da sie einen Lkw gefahren hat, dessen Leuchten nicht korrekt funktionierten.
  • Ähnliche Probleme können in anderen Situationen auftreten, in denen stets ein korrektes Funktionieren von Leuchten erforderlich ist. So müssen zum Beispiel Flugzeuge und Schiffe stets korrekt funktionierende Leuchten aufweisen. Fällt eine der Leuchten an einem Schiff oder Flugzeug aus, muss die Bedienperson des Schiffs oder Flugzeugs das Fahrzeug möglicherweise zu einem ungünstigen Zeitpunkt außer Betrieb setzen, um die funktionsuntüchtige Leuchte zu reparieren oder zu ersetzen. In ähnlicher Weise kann die Bedienperson des Schiffs oder Flugzeugs gezwungen sein, eine Strafe für unkorrekten Betrieb zu zahlen, wenn ihr eine funktionsuntüchtige Leuchte entgeht, oder es kann aufgrund einer funktionsuntüchtigen Leuchte zu einem Unfall kommen.
  • Auch außerhalb des Kontextes von Fahrzeugen gibt es Bereiche, in denen es erforderlich ist, dass Leuchten immer korrekt arbeiten. So kann es zum Beispiel in einer Situation im Zusammenhang mit einer Warnleuchte erforderlich sein, dass eine solche Warnleuchte jederzeit korrekt arbeitet.
  • Es wäre daher wünschenswert, ein System und ein Verfahren bereitzustellen, mittels deren ein Beleuchtungssystem sogar dann seinen voll betriebsfähigen Zustand beibehält, wenn eine Leuchte ausgebrannt ist, und welches fähig ist, der Bedienperson des Beleuchtungssystem die Notwendigkeit einer Reparatur oder eines Ersatzes für die ausgefallene Leuchte zu melden.
  • Überblick über die Erfindung
  • Ein selbstreparierendes Beleuchtungssystem wird bereitgestellt, welches Folgendes aufweist: eine mit einem Stromknoten verbundene Stromleitung; einen mit einem Masseknoten verbundenen Masseleiter; einen ersten Beleuchtungsschaltkreis, der zwischen dem Stromknoten und dem Masseknoten angeordnet ist, wobei der erste Beleuchtungsschaltkreis eine Vielzahl in Reihe zueinander angeordneter erster lichtemittierender Dioden sowie einen mit der Vielzahl erster lichtemittierender Dioden in Reihe angeordneten ersten Schalter aufweist; einen zweiten Beleuchtungsschaltkreis, der zwischen dem Stromknoten und dem Masseknoten angeordnet ist, wobei der zweite Beleuchtungsschaltkreis eine Vielzahl in Reihe zueinander angeordneter zweiter lichtemittierender Dioden sowie einen mit der Vielzahl zweiter lichtemittierender Dioden in Reihe angeordneten zweiten Schalter aufweist; einen Detektor, welcher zur Detektion eines Betriebsparameters des selbstreparierenden Beleuchtungssystems vorgesehen ist; eine lokale Steuerung, welche dazu vorgesehen ist, den ersten und den zweiten Schalter in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter zu betreiben, wobei der Betriebsparameter einer der folgenden Parameter ist: ein Spannungsabfall an der Stromleitung, dem Masseleiter, dem ersten Beleuchtungsschaltkreis oder dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis, oder ein durch die Stromleitung, den Masseleiter, den ersten Beleuchtungsschaltkreis oder den zweiten Beleuchtungsschaltkreis fließender Strom.
  • Der Detektor kann des Weiteren aufweisen: einen entweder an der Stromleitung zwischen dem Stromknoten und einer Energiequelle oder an dem Masseleiter zwischen dem Masseknoten und einer Massespannung ausgebildeten Sensorwiderstand, wobei die lokale Steuerung ferner dazu vorgesehen sein kann, einen Spannungsabfall an dem Sensorwiderstand auf Basis einer ersten Spannung an einem ersten Anschluss des Sensorwiderstands und einer zweiten Spannung an einem zweiten Anschluss des Sensorwiderstands zu bestimmen.
  • Der Detektor kann des Weiteren aufweisen: einen entweder an der Stromleitung zwischen dem Stromknoten und einer Energiequelle oder an dem Masseleiter zwischen dem Masseknoten und einer Massespannung ausgebildeten Stromdetektor, wobei der Stromdetektor im Betrieb einen von der Energiequelle zur Masse fließenden Strom detektiert.
  • Das selbstreparierende Beleuchtungssystem kann ferner aufweisen: einen dritten Beleuchtungsschaltkreis, welcher zwischen dem Stromknoten und dem Masseknoten angeordnet ist, wobei der dritte Beleuchtungsschaltkreis eine Vielzahl zueinander in Reihe geschalteter dritter lichtemittierender Dioden sowie einen mit der Vielzahl dritter lichtemittierender Dioden in Reihe angeordneten dritten Schalter aufweist, wobei die lokale Steuerung des Weiteren dazu vorgesehen ist, den dritten Schalter in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter zu betreiben.
  • Die lokale Steuerung kann ferner dazu vorgesehen sein, den ersten Schalter zu schließen und den zweiten Schalter zu öffnen, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter innerhalb eines Fehlerbereichs von Werten liegt, und den ersten Schalter zu öffnen und den zweiten Schalter zu schließen, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  • Die lokale Steuerung kann des Weiteren dazu vorgesehen sein, eine Fehlermeldung an eine externe Steuerung zu übermitteln, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  • Die lokale Steuerung kann einen Speicher aufweisen, welcher dazu vorgesehen ist, den das selbstreparierende Beleuchtungssystem betreffenden detektierten Betriebsparameter zu speichern.
  • Ein selbstreparierendes Beleuchtungssystem wird bereitgestellt, welches aufweist: eine mit einem Stromknoten verbundene Stromleitung; einen mit einem Masseknoten verbundenen Masseleiter; eine Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen, welche zwischen dem Stromknoten und dem Masseknoten in Reihe zueinander angeordnet sind, wobei jeder Beleuchtungsschaltkreis eine erste lichtemittierende Diode und einen ersten Schalter aufweist, welche in Reihe zueinander zwischen einem Eingangsknoten des Beleuchtungsschaltkreises und einem Ausgangsknoten des Beleuchtungsschaltkreises angeordnet sind, eine zweite lichtemittierende Diode und einen zweiten Schalter aufweist, welche in Reihe zueinander zwischen dem Eingangsknoten und dem Ausgangsknoten angeordnet sind, wobei die zweite lichtemittierende Diode und der zweite Schalter parallel mit der ersten lichtemittierenden Diode und dem ersten Schalter angeordnet sind; sowie einen Spannungsdetektor aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, einen Spannungsabfall an der ersten lichtemittierenden Diode zu detektieren und ein Spannungssignal zu erzeugen; sowie eine lokale Steuerung aufweist, welche dazu vorgesehen ist, den ersten und den zweiten Schalter in einem jeweiligen Beleuchtungsschaltkreis in Abhängigkeit von der Vielzahl von Spannungsabfällen in der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen zu betreiben.
  • Der Spannungsdetektor in jedem Beleuchtungsschaltkreis kann ferner aufweisen: einen ersten Spannungsdetektor, welcher dazu vorgesehen ist, eine erste Spannung an einem ersten Anschluss der ersten lichtemittierenden Diode zu detektieren, sowie einen zweiten Spannungsdetektor, welcher dazu vorgesehen ist, eine zweite Spannung an einem zweiten Anschluss der ersten lichtemittierenden Diode zu detektieren, wobei die lokale Steuerung auch dazu vorgesehen sein kann, anhand der ersten Spannung und der zweiten Spannung einen Spannungsabfall an der ersten lichtemittierenden Diode zu bestimmen.
  • Jeder Beleuchtungsschaltkreis kann des Weiteren eine dritte lichtemittierende Diode und einen dritten Schalter aufweisen, die zwischen dem Eingangsknoten und dem Ausgangsknoten in Reihe angeordnet sind, wobei die dritte lichtemittierende Diode und der dritte Schalter sowohl zu der ersten lichtemittierenden Diode und dem ersten Schalter als auch zu der zweiten lichtemittierenden Diode und dem zweiten Schalter parallel angeordnet sind und wobei die lokale Steuerung des Weiteren dazu vorgesehen sein kann, den dritten Schalter in einem jeweiligen der Beleuchtungsschaltkreise in Abhängigkeit von der Vielzahl von Spannungsabfällen in der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen zu betreiben.
  • Die lokale Steuerung kann einen Speicher aufweisen, welcher dazu vorgesehen ist, das selbstreparierende Beleuchtungssystem betreffende Systemparameter zu speichern.
  • Die lokale Steuerung kann ferner dazu vorgesehen sein, eine Fehlermeldung an eine externe Steuerung zu übermitteln, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  • Ein Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems wird bereitgestellt, mit einem ersten Satz lichtemittierender Dioden, welcher parallel mit einem zweiten Satz lichtemittierender Dioden angeordnet ist, wobei das Verfahren aufweist:
    • - Einstellen eines ersten Schalters derart, dass er bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems geschlossen ist, sodass der erste Satz lichtemittierender Dioden mit Strom aus einer Stromleitung versorgt wird;
    • - Einstellen eines zweiten Schalters derart, dass er bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems geöffnet ist, wodurch der zweite Satz lichtemittierender Dioden nicht mit Strom von der Stromleitung versorgt wird;
    • - Messen eines ersten Betriebsparameters des selbstreparierenden Beleuchtungssystems;
    • - Ermitteln, ob der gemessene erste Betriebsparameter innerhalb eines Fehlerbereichs von Werten liegt;
    • - Einstellen des zweiten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass der gemessene erste Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der zweite Schalter geschlossen wird, wodurch der zweite Satz lichtemittierender Dioden mit Energie von der Stromleitung versorgt wird; und
    • - Einstellen des ersten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass der gemessene erste Parameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der erste Schalter geöffnet wird, sodass dem ersten Satz lichtemittierender Dioden keine Energie von der Stromleitung zur Verfügung gestellt wird,
    wobei der erste Betriebsparameter ein Spannungsabfall zumindest an einem Teil der Stromleitung, des Masseleiters, des ersten Beleuchtungsschaltkreises oder des zweiten Schaltkreises oder ein durch die Stromleitung, den Masseleiter, den ersten Beleuchtungsschaltkreis oder den zweiten Beleuchtungsschaltkreis fließender Strom sein kann.
  • Das Verfahren kann des Weiteren aufweisen:
    • - Übermitteln einer Fehlermeldung an eine externe Steuerung, wenn ermittelt wird, dass der erste Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  • Das Verfahren kann des Weiteren aufweisen:
    • - Festlegen des Fehlerbereichs von Werten als Basiswertebereich bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems;
    • - Bestimmen eines revidierten Wertebereichs auf Basis des Fehlerbereichs von Werten und des gemessenen Betriebsparameters;
    • - Einstellen des Fehlerbereichs von Werten so, dass er dem revidierten Wertebereich entspricht; und
    • - bei jeder Messung des Betriebsparameters: Wiederholen der Vorgänge des Bestimmens eines revidierten Wertebereich und des Einstellens des Fehlerbereichs von Werten derart, dass er dem revidierten Wertebereich entspricht.
  • Das Verfahren kann des Weiteren aufweisen:
    • - Speichern einer Vielzahl von über einen Zeitraum gemessenen Betriebsparametern und Ermitteln des revidierten Wertebereichs auf Basis des Fehlerbereichs von Werten und der Vielzahl gemessener Betriebsparameter.
  • Der Vorgang des Messens des ersten Betriebsparameters kann wiederholt werden.
  • Das Verfahren kann des Weiteren aufweisen:
    • - Ermitteln, ob der gemessene Betriebsparameter innerhalb eines Wartungsbereichs von Werten liegt, wobei der Wartungsbereich von Werten innerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt; und
    • - Übermitteln einer Wartungsbenachrichtigung an eine externe Steuerung, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter außerhalb des Wartungsbereichs von Werten, jedoch innerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  • Das Verfahren kann des Weiteren aufweisen:
    • - Messen von zweiten bis Nten Betriebsparametern des selbstreparierenden Beleuchtungssystems, wobei die ersten bis Nten Betriebsparameter jeweils Spannungsabfälle an ersten bis Nten lichtemittierenden Dioden in dem ersten Beleuchtungsschaltkreis sind;
    • - Ermitteln, ob einer oder mehrere der gemessenen ersten bis Nten Betriebsparameter innerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt/liegen;
    • - Einstellen des zweiten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass einer oder mehrere der gemessenen ersten bis Nten Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt/liegen, der zweite Schalter geschlossen wird, wodurch der zweite Satz lichtemittierender Dioden mit Energie von der Stromleitung versorgt wird; und
    • - Einstellen des ersten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass einer oder mehrere der gemessenen ersten bis Nten Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt/liegen, der erste Schalter geöffnet wird, sodass der erste Satz lichtemittierender Dioden nicht mit Energie von der Stromleitung versorgt wird, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist.
  • Ein Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems mit ersten bis Nten Sätzen von lichtemittierenden Dioden, die jeweils parallel angeordnet sind, wird bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist:
    • - Einstellen eines ersten Schalters derart, dass er bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems geschlossen ist, wodurch ein erster Satz lichtemittierender Dioden mit Energie von einer Stromleitung versorgt wird;
    • - Einstellen von zweiten bis Nten Schaltern derart, dass sie bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems geöffnet sind, wodurch die zweiten bis Nten Sätze lichtemittierender Dioden nicht mit Energie von der Stromleitung versorgt werden;
    • - Setzen eines Beleuchtungszählers J auf 1;
    • - Messen eines Betriebsparameters des selbstreparierenden Beleuchtungssystems;
    • - Ermitteln, ob der gemessene Betriebsparameter innerhalb eines Fehlerbereichs von Werten liegt;
    • - Inkrementieren des Beleuchtungszählers J, wenn der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt;
    • - Einstellen des Jten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der Jte Schalter geschlossen wird, wodurch der zweite Satz lichtemittierender Dioden mit Energie von der Stromleitung versorgt wird; und
  • - Einstellen der ersten bis (J-1)ten Schalter und der (J+1)ten bis Nten Schalter derart, dass, wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der erste bis (J-1)te Schalter und der (J+1)te bis Nte Schalter geöffnet werden, wodurch der erste bis (J-1)te Satz lichtemittierender Dioden und der (J+1)te bis Nte Satz lichtemittierender Dioden nicht mit Energie von der Stromleitung versorgt werden, wobei N eine ganze Zahl größer als 2 ist, wobei der Betriebsparameter ein Spannungsabfall zumindest an einem Teil der Stromleitung, des Masseleiters, des ersten Beleuchtungsschaltkreises oder des zweiten Schaltkreises, oder ein durch die Stromleitung, den Masseleiter, den ersten Beleuchtungsschaltkreis oder den zweiten Beleuchtungsschaltkreis fließender Strom ist
    und wobei die Vorgänge des Messens eines Betriebsparameters, des Ermittelns, ob der gemessene Betriebsparameter innerhalb eines Fehlerbereichs von Werten liegt, des Inkrementierens des Beleuchtungszählers J, wenn der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, des Einstellens des Jten Schalters derart, dass wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der Jte Schalter geschlossen wird, sowie des Einstellens der ersten bis (J-1)ten Schalter und der (J+1)ten bis Nten Schalter derart, dass wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, die ersten bis (J-1)ten Schalter und die (J+1)ten bis Nten Schalter geöffnet werden, während des gesamten Betriebs des Beleuchtungssystems wiederholt werden.
  • Das Verfahren kann des Weiteren aufweisen:
    • - Übermitteln einer Wartungswarnmeldung an eine externe Steuerung, wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt und dass J < N ist.
  • Das Verfahren kann des Weiteren aufweisen:
    • - Übermitteln einer Fehlermeldung an eine externe Steuerung, wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt und dass J = N ist.
  • Das Verfahren kann des Weiteren aufweisen:
    • - Festlegen des Fehlerbereichs von Werten als Basiswertebereich beim Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems;
    • - Bestimmen eines revidierten Wertebereichs auf Basis des Fehlerbereichs von Werten und des gemessenen Betriebsparameters;
    • - Einstellen des Fehlerbereichs von Werten so, dass er dem revidierten Wertebereich entspricht; und
    • - bei jeder Messung des Betriebsparameters: Wiederholen der Vorgänge des Bestimmens eines revidierten Wertebereichs und des Einstellens des Fehlerbereichs von Werten so, dass dieser dem revidierten Wertebereich entspricht.
  • Das Verfahren kann des Weiteren aufweisen:
    • - Speichern einer Vielzahl über einen Zeitraum gemessener Betriebsparameter; und
    • - Bestimmen des revidierten Wertebereichs auf Basis des Fehlerbereichs von Werten und der Vielzahl gemessener Betriebsparameter.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen sich auf identische oder funktionell entsprechende Elemente beziehen und welche zusammen mit der folgenden ausführlichen Beschreibung in die Anmeldung integriert sind und einen Teil derselben darstellen, dienen dazu, ein Ausführungsbeispiel genauer darzustellen, und verschiedene Prinzipien und Vorteilen gemäß der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Diese Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu ausgeführt.
    • 1 ist ein Blockdiagramm eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 2A und 2B sind Blockdiagramme des Betriebsdetektors des selbstreparierenden Beleuchtungssystems von 1, welcher als Spannungsdetektor ausgebildet ist, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 3 ist ein Blockdiagramm des Betriebsdetektors des selbstreparierenden Beleuchtungssystems von 1, welcher als Stromdetektor ausgebildet ist, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 4 ist ein Blockdiagramm eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems, welches jeweils einzelne Spannungsdetektoren für jede Leuchte in einem Array aufweist, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 5 ist ein Blockdiagramm eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems, welches jeweils einzeln steuerbare Sätze paralleler Leuchten aufweist, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 6 ist ein Blockdiagramm eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems, welches zwei oder mehr Arrays mit Reserveleuchten aufweist, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 7 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 8 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Vorgang zur Ermittlung eines Referenzwertes für einen Systemparameter einer ausgewählten Leuchte von 7 beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 9A und 9B stellen ein Ablaufdiagramm dar, welches einen alternativen Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 10 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen weiteren alternativen Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 11 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Vorgang zur Ermittlung einer Lichtkennung für ein ausgewähltes Licht von 10 beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen;
    • 12 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen weiteren alternativen Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen; und
    • 13 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Vorgang zur Gewinnung von Systeminformationen entsprechend 12 beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die vorliegende Offenbarung wird bereitgestellt, um die besten Möglichkeiten zu einer praktischen Implementierung einer Ausgestaltung oder mehrerer Ausgestaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung weiter zu erläutern. Die Offenbarung wird auch bereitgestellt, um für Verständnis und Wertschätzung für die erfinderischen Prinzipien und deren Vorteile zu sorgen, jedoch nicht um die Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken. Die Erfindung wird einzig durch die beigefügten Ansprüche definiert, mit jeglichen während der Anhängigkeit der vorliegenden Anmeldung vorgenommenen Änderungen sowie mit allen Entsprechungen dieser Ansprüche wie veröffentlicht.
  • Es wird ferner zu verstehen gegeben, dass die Verwendung relationaler Begriffe wie erste/r/s, zweite/r/s und dergleichen wenn überhaupt, dann lediglich zu dem Zweck verwendet werden, eine Entität von einer anderen oder ein Objekt von einem anderen oder einen Vorgang von einem anderen zu unterscheiden, ohne dass notwendigerweise eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen diesen Entitäten, Objekten oder Vorgängen erforderlich oder impliziert wäre. Es sei angemerkt, dass manche Ausgestaltungen eine Vielzahl von Vorgängen oder Schritten aufweisen können, welche in beliebiger Reihenfolge ausführbar sind, es sei denn sie wären ausdrücklich und notwendigerweise auf eine bestimmte Reihenfolge beschränkt; d.h. Vorgänge oder Schritte, die nicht derart eingegrenzt sind, können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Des Weiteren stellen Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren und in der gesamten Offenbarung das gleiche Element dar. Die zugehörige Beschreibung wird nicht immer für jede Ausgestaltung wiederholt, sondern ist aus vorhergehenden Beschreibungen erschließbar. Elemente welche das gleiche, jedoch zusätzlich mit dem Buchstaben a versehene Bezugszeichen aufweisen, bezeichnen spezielle Ausgestaltungen eines allgemeineren Elements.
  • Selbstreparierendes Beleuchtungssystem - erstes offenbartes Ausführungsbeispiel
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems 100 gemäß offenbarten Ausgestaltungen. Wie in 1 gezeigt, weist das selbstreparierende Beleuchtungssystem 100 eine Stromleitung 110, einen Masseleiter 115, einen ersten Beleuchtungsschaltkreis 120, einen zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125, einen Betriebsdetektor 130, eine Steuerung 135 und einen Speicher 140 auf. Der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 ist aus einem ersten Schalter 160 und einer Vielzahl von ersten Leuchten 165 ausgebildet. Der zweite Beleuchtungsschaltkreis 125 ist aus einem zweiten Schalter 180 und einer Vielzahl von zweiten Leuchten 185 ausgebildet.
  • Die Stromleitung 110 ist zwischen einer Energiequelle und einem Stromknoten 150 angeordnet und dient dazu, den ersten und den zweiten Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 mit Strom zu versorgen.
  • Der Masseleiter 115 ist zwischen der Masse und einem Masseknoten 155 ausgebildet und dient als Erdung für den ersten und den zweiten Beleuchtungsschaltkreis 120, 125.
  • Der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 ist aus einer ersten Leitungsverbindung 170 zwischen dem Stromknoten 150 und dem Masseknoten 155 ausgebildet. Er ist aus dem ersten Schalter 160 und der Vielzahl von in Reihe geschalteten ersten Leuchten 165 ausgebildet.
  • Der erste Schalter 160 ist an der ersten Leitungsverbindung 170 angeordnet und steuert einen Stromfluss durch die erste Leitungsverbindung 170 zu den an der ersten Leitungsverbindung 170 angeordneten ersten Leuchten 165. Ist der erste Schalter 160 geöffnet, kann durch die erste Leitungsverbindung 170 kein Strom fließen, sodass die ersten Leuchten 165 keine Energie erhalten. Ist der erste Schalter 160 geschlossen, fließt Strom durch die erste Leitungsverbindung 170 und durch die ersten Leuchten 165 von der Stromleitung 110 zu dem Masseleiter 115.
  • In einer offenbarten Ausgestaltung kann der erste Schalter 160 ein einpoliger Einschalter (SPST-Schalter) sein. Alternative Ausgestaltungen können nach Bedarf verschiedene Schaltertypen als ersten Schalter 160 verwenden.
  • Die Vielzahl von ersten Leuchten 165 ist eine Reihe einzelner Beleuchtungselemente, welche zwischen dem Stromknoten 150 und dem Masseknoten 155 in Reihe geschaltet sind. In einer Ausgestaltung sind die ersten Leuchten 165 als lichtemittierende Dioden ausgebildet. Jedoch können alternative Ausgestaltungen verschiedene Typen von ersten Leuchten 165 verwenden.
  • Der zweite Beleuchtungsschaltkreis 125 ist an einer zweiten Leitungsverbindung 190 zwischen dem Stromknoten 150 und dem Masseknoten 155 ausgebildet. Er ist aus einem zweiten Schalter 180 und einer Vielzahl von in Reihe geschalteten zweiten Leuchten 185 ausgebildet.
  • Der zweite Schalter 180 ist an der zweiten Leitungsverbindung 190 ausgebildet und steuert einen Stromfluss durch die erste Leitungsverbindung 180 zu den zweiten Leuchten 185, die an der zweiten Leitungsverbindung 190 angeordnet sind. Ist der zweite Schalter 180 geöffnet, kann durch die zweite Leitungsverbindung 190 kein Strom fließen, sodass die zweiten Leuchten 185 keine Energie erhalten. Ist der zweite Schalter 180 geschlossen, fließt Strom durch die zweite Leitungsverbindung 190 und durch die zweiten Leuchten 185 von der Stromleitung 110 zu dem Masseleiter 115.
  • In einer offenbarten Ausgestaltung kann der zweite Schalter 180 ein einpoliger Einschalter (SPST-Schalter) sein. Alternative Ausgestaltungen können nach Bedarf verschiedene Schaltertypen als zweiten Schalter 180 verwenden.
  • Die Vielzahl von zweiten Leuchten 185 ist eine Reihe einzelner Beleuchtungselemente, welche zwischen dem Stromknoten 150 und dem Masseknoten 155 in Reihe geschaltet sind. In einer Ausgestaltung sind die Leuchten 185 als lichtemittierende Dioden ausgebildet. Jedoch können alternative Ausgestaltungen verschiedene Typen von zweiten Leuchten 185 verwenden.
  • Der Betriebsdetektor 130 ist mit der Stromleitung 110 verbunden oder an die Stromleitung 110 angebunden; seine Funktion ist die Detektion von zumindest einem Betriebsparameter des Systems 100, die den Betrieb des ersten oder des zweiten Beleuchtungsschaltkreises 120, 125 betreffen. In verschiedenen Ausgestaltungen kann der zumindest eine Betriebsparameter ein Spannungsabfall an einem an der Stromleitung 110 ausgebildeten Widerstand, ein durch die Stromleitung 110 fließender Strom oder ein beliebiger den Betrieb des ersten oder des zweiten Beleuchtungsschaltkreises 120, 125 betreffender Systemparameter sein. Der Betriebsdetektor 130 liefert den zumindest einen Betriebsparameter an die Steuerung 135.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen kann der mindestens eine durch den Betriebsdetektor detektierte Betriebsparameter ein direkter Messwert eines bestimmten Aspekts des Betriebs sein (beispielsweise ein Spannungsabfall an einem Referenzwiderstand oder ein durch die Stromleitung 110 fließender Strom) oder er kann ein indirekter Messwert eines bestimmten Aspekts des Betriebs sein (beispielsweise eine erste Spannung an einem ersten Ende eines Referenzwiderstands und eine zweite Spannung an einem zweiten Ende des Referenzwiderstands). Zur Vereinfachung der Offenbarung kann der mindestens eine Betriebsparameter zuweilen einfach als Betriebsparameter bezeichnet sein. Es wird angemerkt, dass dies sich auf einen oder auf mehrere Betriebsparameter beziehen kann.
  • Obwohl der Betriebsdetektor 130 in dieser Ausgestaltung als an der Stromleitung 110 angeordnet offenbart wird, könnte er sich in einer alternativen Ausgestaltung auch an dem Masseleiter 115 befinden. In einigen Ausgestaltungen könnten sogar sowohl an der ersten als auch an der zweiten Leitungsverbindung 170, 190 separate Betriebsdetektoren vorgesehen sein, wobei die Steuerung 135 die Aufgabe hat, einen Betriebsparameter an der einem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 zugeordneten Leitungsverbindung 170, 190 zu überwachen.
  • Die Steuerung 135 stellt ein erstes Schaltersteuerungssignal zur Steuerung des Betriebs des ersten Schalters 160 bereit und stellt ein zweites Schaltersteuerungssignal zur Steuerung des Betriebs des zweiten Schalters 180 bereit.
  • Die Steuerung 135 empfängt den mindestens einen detektierten Betriebsparameter von dem Betriebsdetektor 130 und verwendet ihn um zu ermitteln, ob ein ausgewählter von dem ersten oder dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 korrekt arbeitet, der Wartung bedarf oder nicht korrekt arbeitet. Anhand dieser Ermittlung erzeugt die Steuerung 135 das erste und das zweite Schaltersteuerungssignal, um den ersten und den zweiten Schalter 160, 180 so zu steuern, dass entweder der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 oder der zweite Beleuchtungsschaltkreis 125 ausgewählt wird. Gemäß der offenbarten Ausgestaltung hält die Steuerung 135 entweder den ersten oder den zweiten Schalter 160, 180 in einer geöffneten Stellung und entweder den zweiten oder den ersten Schalter 180, 160 in einer geschlossenen Stellung. Aufgrund dessen ist zu jedem gegebenen Zeitpunkt nur einer von dem ersten oder dem zweiten Schaltkreis 120, 125 aktiv.
  • Wenn insbesondere die Steuerung 135 den ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 auswählt, erzeugt sie ein erstes Schaltersteuerungssignal, welches den ersten Schalter 160 zu einer Schließung anweist, und sie erzeugt ein zweites Schaltersteuerungssignal, welches den zweiten Schalter 180 zu einer Öffnung anweist. Dadurch kann Strom von der Stromleitung 110 durch den ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 zu dem Masseleiter 115 fließen, während ein Stromfluss von der Stromleitung 110 durch den zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125 zu dem Masseleiter 115 verhindert wird.
  • Wenn entsprechend die Steuerung 135 den zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125 auswählt, erzeugt sie ein erstes Schaltersteuerungssignal, welches den ersten Schalter 160 zu einer Öffnung anweist, und sie erzeugt ein zweites Schaltersteuerungssignal, welches den zweiten Schalter 180 zu einer Schließung anweist. Dadurch kann Strom von der Stromleitung 110 durch den zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125 zu dem Masseleiter 115 fließen, während ein Stromfluss von der Stromleitung 110 durch den ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 zu dem Masseleiter 115 verhindert wird.
  • Nach Empfang des mindestens einen detektierten Betriebsparameters vergleicht die Steuerung 135 die detektierten Betriebsparameter mit in dem Speicher 140 hinterlegten Referenzbetriebsparametern. Bei der Durchführung eines solchen Vergleichs kann die Steuerung 135 entweder den mindestens einen detektierten Betriebsparameter direkt mit gespeicherten Referenzbetriebsparametern vergleichen oder sie kann den mindestens einen detektierten Betriebsparameter so modifizieren, dass er in einem zweckmäßigeren Format vorliegt.
  • In einer Ausgestaltung kann der Detektor 130 beispielsweise einen direkten Wert für einen Spannungsabfall an einem in der Stromleitung 110 angeordneten Referenzwiderstand liefern. In diesem Fall vergleicht die Steuerung 135 diesen direkten Wert für den Spannungsabfall mit einem Referenzwert für einen erwarteten Spannungsabfall. In einer anderen Ausgestaltung könnte der Detektor 130 Werte für eine erste Spannung an einem ersten Ende des Referenzwiderstands und für eine zweite Spannung an einem zweiten Ende des Referenzwiderstands liefern. In diesem Fall kann die Steuerung 135 zunächst die zweite Spannung von der ersten Spannung subtrahieren, um einen Wert für einen Spannungsabfall an dem Referenzwiderstand zu erhalten, und dann könnte sie den ermittelten Spannungsabfall mit einem Referenzwert für den Spannungsabfall vergleichen.
  • Die Steuerung 135 ermittelt, ob der detektierte mindestens eine Betriebsparameter innerhalb eines vorgegebenen Bereichs (d.h. eines Toleranzbereichs) der gespeicherten Referenzbetriebsparameter liegt. Dieser vorgegebene Bereich kann ein Fehlerbereich sein, welcher anzeigt, ob ein Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 funktionstüchtig ist oder nicht, oder er könnte ein Wartungsbereich sein, welcher anzeigt, ob ein Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 Wartungsbedarf hat oder nicht. Allgemein ist der Wartungsbereich kleiner als der Fehlerbereich, wodurch für einen detektierten Betriebsparameter drei Positionen möglich sind: (1) innerhalb des Wartungsbereichs und des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass der Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 korrekt arbeitet), (2) außerhalb des Wartungsbereichs, jedoch innerhalb des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass der Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 noch funktionstüchtig ist, jedoch der Wartung bedarf), oder (3) außerhalb sowohl des Wartungsbereichs als auch des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass der Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 nicht voll funktionstüchtig ist).
  • Wie im Folgenden gezeigt, ist die Steuerung 135 dazu vorgesehen, den Betrieb des ersten und des zweiten Schalters 160, 180 in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs des mindestens einen detektierten Parameters mit den gespeicherten Referenzbetriebsparametern zu steuern. Insbesondere ist die Steuerung 135 dazu vorgesehen, zu ermitteln, ob der zumindest eine Betriebsparameter außerhalb des Wartungsbereichs oder außerhalb des Fehlerbereichs liegt, wodurch angezeigt wird, ob ein ausgewählter erster oder zweiter Schaltkreis 120, 125 funktionstüchtig ist, der Wartung bedarf oder defekt ist.
  • Die Steuerung 135 ist dazu vorgesehen, entweder den ersten Schalter 160 zu schließen und den zweiten Schalter 180 zu öffnen, damit der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 Strom empfangen kann, während der zweite Beleuchtungsschaltkreis 125 daran gehindert wird, Strom zu empfangen, oder den zweiten Schalter 180 zu schließen und den ersten Schalter 160 zu öffnen, damit der zweite Beleuchtungsschaltkreis 125 Strom empfängt während der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 daran gehindert wird, Strom zu empfangen.
  • Die Steuerung 135 ist außerdem dazu vorgesehen, die
  • Referenzbetriebsparameter über einen Zeitraum zu aktualisieren, um naturgegebenen Veränderungen der Betriebsparameter Rechnung zu tragen. Wenn beispielsweise der Betriebsdetektor 130 eine Spannung an einem Referenzwiderstand detektiert, wäre zu erwarten, dass ein Erwartungswert dieser Spannung sich über einen Zeitraum hinweg geringfügig verändert, da der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 altert. Um einen genauen Wert für den gespeicherten Referenzbetriebsparameter beizubehalten, wäre es daher wünschenswert, den gespeicherten Referenzbetriebsparameter zu aktualisieren. Eine Möglichkeit hierzu ist eine kontinuierliche Aktualisierung des gespeicherten Referenzbetriebsparameters auf Basis eines Zeitfensters mit zuvor detektierten Werten. Beispielsweise könnte die Steuerung 135 den Referenzbetriebsparameter auf Basis einer Anzahl zuvor detektierter Werte (z.B. 20 - 100) aktualisieren, indem sie den Durchschnitt dieser Werte ermittelt und eine gewichtete Durchschnittsfunktion über diese Werte ausführt, oder mittels einer beliebigen anderen brauchbaren Funktion. Diese zuvor detektierten Werte können in dem Speicher 140 oder in einem flüchtigen Speicher in der Steuerung 135 hinterlegt werden.
  • Gibt es keine zuvor detektierten Werte (beispielsweise, wenn das Beleuchtungssystem erstmals betrieben wird), kann die Steuerung 135 einen Standardwert für den Betriebsparameter aufweisen oder der Speicher 140 kann einen solchen Standardwert enthalten.
  • In einigen Ausgestaltungen kann es sein, dass bevor die Steuerung 135 Entscheidungen bezüglich eines Betriebszustands eines gegebenen Beleuchtungsschaltkreises 120, 125 trifft, das Beleuchtungssystem für eine kurze Zeitdauer betrieben wird, um eine ausreichende Menge von Werten für den mindestens einen detektierten Parameter bereitzustellen, damit die Steuerung 135 einen korrekten Wert zur Speicherung als Referenzbetriebsparameter berechnen kann.
  • Während die obige Beschreibung sich auf die Verwendung sowohl eines Wartungsbereichs als auch eines Fehlerbereichs bezieht, kann in alternativen Ausgestaltungen auch lediglich ein einziger Fehlerbereich verwendet werden.
  • Um den detektierten mindestens einen Betriebsparameter zu verarbeiten, gespeicherte Referenzbetriebsparameter aus dem Speicher 140 abzurufen, den mindestens einen detektierten Betriebsparameter mit den gespeicherten Referenzbetriebsparametern zu vergleichen sowie den ersten und den zweiten Schalter 160, 180 zu steuern, kann die Steuerung 135 ein Mikroprozessor, ein ASIC oder eine beliebige geeignete Schaltung sein.
  • Der Speicher 140 ein nichtflüchtiger Speicher, in welchem von der Steuerung 135 verwendete Informationen hinterlegt sind. In verschiedenen Ausgestaltungen kann der Speicher 140 ein Festplattenlaufwerk, ein Festkörperlaufwerk, ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder ein beliebiger geeigneter nichtflüchtiger Speicher sein.
  • Der Betriebsdetektor
  • Die 2A und 2B sind Blockdiagramme des hier als Spannungsdetektor ausgebildeten Betriebsdetektors 130 des selbstreparierenden Beleuchtungssystems 100 von 1, gemäß offenbarten Ausgestaltungen.
  • Wie in 2A gezeigt, weist eine Ausgestaltung eines eine Spannung detektierenden Betriebsdetektors 130 einen Sensorwiderstand RSENSOR und einen Subtrahierer 230 auf.
  • Der Sensorwiderstand RSENSOR befindet sich an der Stromleitung 110. Ein erster und ein zweiter Spannungsabgriff 210, 220 sind an einem ersten und einem zweiten Anschluss des Sensorwiderstands RSENSOR vorgesehen, um eine erste bzw. zweite Spannung bereitzustellen. Die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung entspricht einem Spannungsabfall an dem Sensorwiderstand RSENSOR.
  • Der Subtrahierer 230 empfängt die erste und die zweite Spannung, subtrahiert die zweite Spannung von der ersten Spannung und erzeugt ein Spannungsabfallsignal, welches den Spannungsabfall an dem Sensorwiderstand RSENSOR als detektierten Betriebsparameter angibt.
  • Wie in 2B gezeigt, weist eine weitere Ausgestaltung eines eine Spannung detektierenden Betriebsdetektors 130 lediglich den Sensorwiderstand RSENSOR auf.
  • Wie in der Ausgestaltung von 2A befindet sich der Sensorwiderstand RSENSOR bei der Ausgestaltung von 2B an der Stromleitung 110. Auch hier sind ein erster und ein zweiter Spannungsabgriff 210, 220 an einem ersten und einem zweiten Anschluss des Sensorwiderstands RSENSOR vorgesehen, um eine erste bzw. eine zweite Spannung bereitzustellen. In dieser Ausgestaltung werden die erste und die zweite Spannung jedoch direkt als detektierte Betriebsparameter bereitgestellt. Die Steuerung 135 empfängt die erste und die zweite Spannung und führt die zur Erzeugung des Spannungsabfallwertes erforderliche Subtraktion aus.
  • 3 ist ein Blockdiagramm des hier als Stromdetektor ausgebildeten Betriebsdetektors 130 des selbstreparierenden Beleuchtungssystems 100 von 1, gemäß offenbarten Ausgestaltungen.
  • Wie in 3 gezeigt, weist ein einen Strom detektierender Betriebsdetektor 130 einen Sensorwiderstand RSENSOR und einen den Strom berechnenden Schaltkreis 330 auf.
  • Der Sensorwiderstand RSENSOR ist an der Stromleitung 110 angeordnet. Ein erster und ein zweiter Spannungsabgriff 210, 220 sind an einem ersten und einem zweiten Anschluss des Sensorwiderstands RSENSOR angeordnet, um eine erste bzw. eine zweite Spannung bereitzustellen. Die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung entspricht einem Spannungsabfall an dem Sensorwiderstand RSENSOR.
  • Der den Strom berechnende Schaltkreis 330 empfängt die erste und die zweite Spannung und subtrahiert die zweite Spannung von der ersten Spannung, um einen Spannungsabfallwert zu erzeugen, der den Spannungsabfall an dem Sensorwiderstand RSENSOR angibt. Der den Strom berechnende Schaltkreis 330 teilt dann den aktuellen Spannungsabfallwert durch den Widerstandswert des Sensorwiderstands RSENSOR, um den durch den Sensorwiderstand RSENSOR - und somit durch die Stromleitung 110 - fließenden Stroms zu ermitteln. Der den Strom berechnende Schaltkreis 330 stellt dann diesen berechneten Strom als Stromsignal dar, welches als Betriebsparameter fungiert.
  • Alternative Ausgestaltungen können einen als Stromdetektor ausgebildeten Betriebsdetektor aufweisen, welcher, wie in 2B gezeigt, der Steuerung 135 einfach eine erste Spannung und eine zweite Spannung bereitstellt, so dass die Steuerung 135 die Berechnungen anstellen kann, die zur Erzeugung eines detektierten Stromwerts als Betriebsparameter erforderlich sind.
  • Die 2A, 2B und 3 sollen lediglich Beispiele darstellen. Andere Typen von Betriebsdetektoren 130 können bereitgestellt werden, welche andere Betriebsparameter des die Stromleitung 110 passierenden Signals messen. Jeder Betriebsparameter, der sich verändert, wenn eine Leuchte 165, 185 in einem zugehörigen Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 der Wartung bedarf oder nicht mehr funktioniert, kann verwendet werden.
  • Selbstreparierendes Beleuchtungssystem - zweites offenbartes Ausführungsbeispiel
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems 400 mit individuellen Spannungsdetektoren für jede Leuchte in einem Beleuchtungsschaltkreis, gemäß offenbarten Ausgestaltungen.
  • Wie in 4 gezeigt, weist das selbstreparierende Beleuchtungssystem 400 eine Stromleitung 110, einen Masseleiter 115, einen ersten Beleuchtungsschaltkreis 120, einen zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125, eine Vielzahl von Spannungsdetektoren 430, eine Steuerung 435 und einen Speicher 140 auf. Der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 ist aus einem ersten Schalter 160 und einer Vielzahl erster Leuchten 165 ausgebildet. Der zweite Beleuchtungsschaltkreis 125 ist aus einem zweiten Schalter 180 und einer Vielzahl zweiter Leuchten 185 ausgebildet.
  • Elemente mit gleichen Bezugszeichen werden betrieben wie oben in Bezug auf das selbstreparierende Beleuchtungssystem 100 von 1 beschrieben wurde. Eine Beschreibung dieser Elemente wird im Folgenden nicht wiederholt.
  • Die Vielzahl von Spannungsdetektoren 430 sind jeweils mit einem ersten und einem zweiten Anschluss jeweiliger erster Leuchten 165 verbunden. Jeder Spannungsdetektor 430 detektiert einen Spannungsabfall an einer entsprechenden ersten Leuchte 165 und übermittelt diesen detektierten Spannungsabfall als erstes Spannungssignal an die Steuerung 435. Jeder detektierte Spannungsabfall kann als detektierter Betriebsparameter dienen.
  • Die Vielzahl von Spannungsdetektoren 430 können ähnlich wie der eine Spannung detektierende Betriebsdetektor 130 der 2A und 2B ausgebildet sein, wobei die erste Leuchte 165 den Platz des Sensorwiderstands RSENSOR einnimmt. Während 4 die Verwendung einer Schaltung offenbart, die eine erste Spannung an einem ersten Anschluss einer ersten Leuchte 165 von einer zweiten Spannung an einem zweiten Anschluss der ersten Leuchte 165 subtrahiert, um ein den Spannungsabfall an der ersten Leuchte 165 anzeigendes erstes Spannungssignal zu erzeugen, ist dies lediglich beispielhaft zu verstehen. Alternative Ausgestaltungen könnten die erste und die zweite Spannung von dem ersten und dem zweiten Anschluss der ersten Leuchte 165 direkt an die Steuerung 435 übermitteln, welche dann die zur Erzeugung eines entsprechenden Spannungsabfalls an der entsprechenden ersten Leuchte 165 erforderliche Subtraktion intern ausführen kann.
  • Die Steuerung 435 ermittelt, ob eines oder mehrere von der detektierten Vielzahl erster Spannungssignale (d.h. Spannungsabfälle) sich innerhalb eines vorgegebenen Fehlerbereichs (d.h. eines vorgegebenen Toleranzbereichs) entsprechender gespeicherter Referenzspannungen befindet. Dieser Fehlerbereich gibt an, ob eine erste Leuchte 165 funktionstüchtig ist oder nicht. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es zwei mögliche Positionen: (1) innerhalb des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass die erste Leuchte 165 korrekt arbeitet) oder (2) außerhalb des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass die Leuchte 165 nicht funktionstüchtig ist).
  • Die Steuerung 435 ist dazu vorgesehen, den Betrieb des ersten und des zweiten Schalters 160, 180 in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Vergleiche der detektierten ersten Spannungen mit den entsprechenden gespeicherten Referenzspannungen zu steuern. Die Steuerung 435 ist dazu vorgesehen, zu ermitteln, ob eine oder mehrere der ersten Leuchten 165 in dem ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 funktionsuntüchtig ist/sind, und in diesem Fall zu dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125 umzuschalten. Die Steuerung 435 könnte beispielsweise dazu vorgesehen sein, von dem ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 zu dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125 umzuschalten, wenn eine einzige erste Leuchte 165 als funktionsuntüchtig ermittelt wurde. Alternativ könnte die Steuerung 435 eine vorgegebene Anzahl funktionsuntüchtiger Leuchten (beispielsweise 5, 10, usw.) aufweisen, bei der ein Umschalten von dem ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 zu dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125 ausgelöst würde.
  • Die Steuerung 435 ist dazu vorgesehen, entweder den ersten Schalter 160 zu schließen und den zweiten Schalter 180 zu öffnen, sodass der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 Strom empfangen kann, während der zweite Beleuchtungsschaltkreis 125 daran gehindert wird, Strom zu empfangen, oder den zweiten Schalter 180 zu schließen und den ersten Schalter 160 zu öffnen, so dass der zweite Beleuchtungsschaltkreis 125 Strom empfangen kann, während der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 daran gehindert wird, Strom zu empfangen.
  • Die Steuerung 435 ist außerdem dazu vorgesehen, die ersten Referenzspannungen über einen Zeitraum zu aktualisieren, um naturgegebenen Veränderungen der an den ersten Leuchten 165 gemessenen Spannungen Rechnung zu tragen. Beispielsweise wäre zu erwarten, dass ein Erwartungswert der Spannung an einer jeweiligen ersten Leuchte 165 sich über einen Zeitraum hinweg etwas verändert, da der Beleuchtungsschaltkreis 120 altert. Um weiterhin einen genauen Wert für die gespeicherten Referenzspannungen zu haben, wäre daher eine Aktualisierung der gespeicherten Referenzspannungen wünschenswert. Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, die gespeicherten Referenzspannungen anhand eines Zeitfensters mit zuvor detektierten Werten kontinuierlich zu aktualisieren. Die Steuerung 435 könnte die Referenzspannungen zum Beispiel anhand einer Anzahl (beispielsweise 20 bis 100) zuvor detektierter Werte aktualisieren, indem sie deren Durchschnitt ermittelt, und zwar indem sie eine gewichtete Durchschnittsfunktion über diese Werte ausführt, oder mit einer beliebigen anderen sinnvollen Funktion. Diese zuvor detektierten Referenzspannungswerte für jede erste Leuchte 165 können in dem Speicher 140 oder in einem flüchtigen Speicher in der Steuerung 435 hinterlegt werden.
  • Wenn es keine zuvor detektierten Werte gibt (z. B. wenn das Beleuchtungssystem 400 erstmals betrieben wird), kann die Steuerung 435 einen Standardwert für den Betriebsparameter aufweisen oder der Speicher 140 kann einen solchen Standardwert enthalten.
  • In einigen Ausgestaltungen kann es sein, dass das Beleuchtungssystem 400 für eine kurze Zeitdauer betrieben wird, bevor die Steuerung 435 Entscheidungen bezüglich eines Betriebszustands der ersten Leuchten 165 in dem ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 trifft, so dass eine ausreichende Menge von Werten für die detektierten ersten Spannungen vorliegt, damit die Steuerung 435 einen korrekten Wert zur Speicherung als Referenzspannung berechnen kann.
  • Um die detektierten ersten Spannungen zu verarbeiten, gespeicherte Referenzspannungen aus dem Speicher 140 abzurufen, die detektierten ersten Spannungen mit den gespeicherten Referenzspannungen zu vergleichen sowie den ersten und den zweiten Schalter 160, 180 zu steuern, kann die Steuerung 435 ein Mikroprozessor, ein ASIC oder eine beliebige geeignete Schaltung sein.
  • Die Ausgestaltung in 4 ist so eingerichtet, dass sie lediglich Fehler in dem ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 detektiert, und weist daher lediglich mit den ersten Leuchten 165 in dem ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 verbundene Spannungsdetektoren 430 auf. Tritt in einer oder mehreren der ersten Leuchten 165 des ersten Beleuchtungsschaltkreises 120 ein Fehler auf, stellt die Steuerung 435 erste und zweite Schalter 160, 180 so ein, dass der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 nicht mehr ausgewählt ist und der zweite Beleuchtungsschaltkreis 125 ausgewählt wird. Da der erste Beleuchtungsschaltkreis 120 funktionsunfähig ist, sobald er nicht mehr ausgewählt ist, kann auf eine Überwachung des Betriebs des zweiten Beleuchtungsschaltkreises 125 verzichtet werden.
  • In alternativen Ausgestaltungen können jedoch auch für jede von den zweiten Leuchten 185 Spannungsdetektoren 430 in ähnlicher Weise vorgesehen sein, wie die Spannungsdetektoren 430 für jede der ersten Leuchten 165 vorgesehen sind. Die Spannungsdetektoren 430 für die zweiten Leuchten 185 können zweite Spannungssignale an die Steuerung 435 übermitteln, ähnlich wie die ersten Spannungssignale von den mit den ersten Leuchten 165 verbundenen Spannungsdetektoren 430 übermittelt werden.
  • Die Steuerung 435 kann diese zweiten Fehlersignale verwenden, um zu ermitteln, ob zweite Leuchten 185 des zweiten Beleuchtungsschaltkreises 125 ausgefallen sind, und kann eine erforderliche Tätigkeit ausführen. Zu einer solchen Tätigkeit kann das Übermitteln einer Fehlermeldung oder ein Wechseln des ersten und des zweiten Schalters 160, 180 gehören, um wiederum den ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 auszuwählen. Im Betrieb kann die Steuerung 435 die Anzahl funktionsuntüchtiger Leuchten in jedem Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 berücksichtigen und den Beleuchtungsschaltkreis mit der geringsten Anzahl funktionsuntüchtiger Leuchten auswählen.
  • Entsprechend kann die Steuerung 435 in alternativen Ausgestaltungen für einen jeweiligen Spannungsvergleich sowohl einen Wartungsbereich als auch einen Fehlerbereich verwenden. Dadurch kann die Steuerung 435 ermitteln, ob eines oder mehrere der detektierten Vielzahl von ersten Spannungssignalen sich entweder innerhalb eines Fehlerbereichs befindet/befinden, der angibt, ob eine Leuchte 165 funktionstüchtig ist oder nicht, oder innerhalb eines Wartungsbereichs befindet/befinden, der angibt, ob eine erste Leuchte 165 der Wartung bedarf oder nicht. Wie beim ersten offenbarten Ausführungsbeispiel ist der Wartungsbereich kleiner als der Fehlerbereich, sodass für einen detektierten Betriebsparameter drei Positionen möglich sind: (1) innerhalb sowohl des Wartungsbereichs als auch des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass die erste Leuchte 165 korrekt arbeitet), (2) außerhalb des Wartungsbereichs, jedoch innerhalb des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass die erste Leuchte 165 noch funktionstüchtig ist, jedoch der Wartung bedarf) oder (3) außerhalb sowohl des Wartungsbereichs als auch des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass die erste Leuchte 165 funktionsuntüchtig ist). Ein entsprechender Vorgang kann angewendet werden, um den Status der zweiten Leuchten 185 in dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125 zu ermitteln.
  • In dieser alternativen Ausgestaltung kann die Steuerung 435 nach Bedarf zwischen dem ersten und dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 umschalten. Beispielsweise kann die Steuerung 435 den ersten und den zweiten Schalter 160, 180 so steuern, dass diese sich von einer Aktivierung des ersten Beleuchtungsschaltkreises 120 und einer Deaktivierung des zweiten Beleuchtungsschaltkreises 125 hin zu einer Aktivierung des zweiten Beleuchtungsschaltkreises 125 und einer Deaktivierung des ersten Beleuchtungsschaltkreises 120 bewegen, wenn ermittelt wurde, dass eine einzelne erste Leuchte 165 in dem ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 der Wartung bedarf oder funktionsuntüchtig geworden ist. Die Steuerung 435 kann dann den ersten und den zweiten Schalter 160, 180 so steuern, dass diese sich von dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis 125 zurück zu dem ersten Beleuchtungsschaltkreis 120 bewegen, wenn ermittelt wurde, dass zwei zweite Leuchten 185 der Wartung bedürfen oder funktionsuntüchtig geworden sind. Dieser Vorgang kann so wiederholt werden, dass die Steuerung 435 jeweils denjenigen Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 auswählt, der als der funktionstüchtigere der beiden Beleuchtungsschaltkreise 120, 125 betrachtet wird.
  • Die Steuerung 435 kann einen Satz von Parametern aufweisen, mittels deren sie von dem ersten und dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 anhand der Spannungsvergleiche zwischen dem ersten und dem zweiten Spannungssignal denjenigen Beleuchtungsschaltkreis 120, 125 auswählen kann, der als der funktionstüchtigere betrachtet wird.
  • Selbstreparierendes Beleuchtungssystem - drittes offenbartes Ausführungsbeispiel
  • 5 ist ein Blockdiagramm eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems 500, welches einzeln steuerbare Sätze von parallelen Leuchten aufweist, gemäß offenbarten Ausgestaltungen. Wie in 5 dargestellt, weist das selbstreparierende Beleuchtungssystem 500 eine Stromleitung 110, einen Masseleiter 115, eine Vielzahl von an einer Hauptleitungsverbindung 580 in Reihe angeordneten parallelen Beleuchtungsschaltkreisen 510, eine Steuerung 535 und einen Speicher 140 auf. Jeder von den parallelen Beleuchtungsschaltkreisen 510 weist eine erste Leuchte 165, eine zweite Leuchte 185, einen ersten Schalter 520, einen zweiten Schalter 530 sowie einen Spannungsdetektor 540 auf.
  • Elemente mit gleichen Bezugszeichen werden betrieben, wie oben bezüglich des selbstreparierenden Beleuchtungssystems 100 von 1 beschrieben wurde. Eine Beschreibung dieser Elemente wird im Folgenden nicht wiederholt.
  • Die parallelen Beleuchtungsschaltkreise 510 sind entlang einer zwischen dem Stromknoten 150 und dem Masseknoten 155 verlaufenden Hauptleitungsverbindung 570 in Reihe angeordnet.
  • Der erste Schalter 520 in einem jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 ist an der Hauptleitungsverbindung 580 zwischen einem ersten Knoten 560 und einem zweiten Knoten 570 in Reihe mit einer entsprechenden ersten Leuchte 165 angeordnet. Der erste Schalter 520 steuert einen durch die Hauptleitungsverbindung 570 zwischen dem ersten Knoten 560 und dem zweiten Knoten 570 fließenden Strom.
  • Der zweite Schalter 530 in einem jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 ist an einer sekundären Leitungsverbindung 550 zwischen dem ersten Knoten 560 und dem zweiten Knoten 570 angeordnet. Der zweite Schalter 530 steuert einen durch die sekundäre Leitungsverbindung 550 zwischen dem ersten Knoten 560 und dem zweiten Knoten 570 fließenden Strom.
  • In einer offenbarten Ausgestaltung können der erste und der zweite Schalter 520, 530 einpolige Einschalter (SPST-Schalter) sein. In alternativen Ausgestaltungen können je nach Bedarf unterschiedliche Schaltertypen als erster und zweiter Schalter 520, 530 verwendet werden.
  • Die Reihenschaltung des ersten Schalters 520 und der ersten Leuchte 165 auf der Hauptleitungsverbindung 580 ist parallel geschaltet mit der Reihenschaltung des zweiten Schalters 530 und der zweiten Leuchte 185 auf der sekundären Leitungsverbindung 550 zwischen dem ersten Knoten 560 und dem zweiten Knoten 570.
  • Wenn der erste Schalter 520 geöffnet ist, kann in einem jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 kein Strom durch die Hauptleitungsverbindung 580 von dem ersten Knoten 560 zu dem zweiten Knoten 570 fließen, sodass die entsprechende erste Leuchte 165 keine Energie empfängt. Ist der erste Schalter 520 geschlossen, kann Strom durch die Hauptleitungsverbindung 580 von dem ersten Knoten 560 zu dem zweiten Knoten 570 fließen, sodass die erste Leuchte 165 Energie empfangen kann.
  • Wenn dementsprechend der zweite Schalter 530 geöffnet ist, kann in einem jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 kein Strom durch die sekundäre Leitungsverbindung 550 von dem ersten Knoten 560 zu dem zweiten Knoten 570 fließen, und die entsprechende zweite Leuchte 185 empfängt somit keine Energie. Ist der zweite Schalter 530 geschlossen, kann Strom durch die sekundäre Leitungsverbindung 550 von dem ersten Knoten 560 zu dem zweiten Knoten 570 fließen, sodass die zweite Leuchte 185 Energie empfangen kann.
  • Jeder Spannungsdetektor 540 wird so betrieben, dass er einen Spannungsabfall zwischen dem ersten Knoten 560 und dem zweiten Knoten 570 in einem entsprechenden Beleuchtungsschaltkreis 510 von den parallelen Beleuchtungsschaltkreisen 510 detektiert. In Abhängigkeit von einer Anordnung des ersten und des zweiten Schalters 520, 530 ist dieser Spannungsabfall entweder der Spannungsabfall an der ersten Leuchte 165 oder der Spannungsabfall an der zweiten Leuchte 185.
  • Die Spannungsdetektoren 540 funktionieren ähnlich wie die Spannungsdetektoren 430 im zweiten offenbarten Ausführungsbeispiel. In anderen Worten, sie können so arbeiten, dass sie den Spannungsabfall zwischen dem ersten Knoten 560 und dem zweiten Knoten 570 direkt ermitteln, indem sie eine an dem zweiten Knoten 570 gemessene Spannung von einer an dem ersten Knoten 560 gemessenen Spannung subtrahieren. Dadurch können die Spannungsdetektoren 540 von jedem parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 ein direktes Spannungssignal als Betriebsparameter an die Steuerung 535 übermitteln. Alternativ kann der Spannungsdetektor für einen jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 einfach eine erste Spannung an dem ersten Knoten 560 und eine zweite Spannung an dem zweiten Knoten 570 messen und die erste und die zweite Spannung in Form eines ersten und zweiten Spannungssignals als Betriebsparameter an die Steuerung 535 übermitteln. In einer solchen Ausgestaltung kann die Steuerung 535 die Operationen ausführen, die erforderlich sind, um für jeden der parallelen Beleuchtungsschaltkreise 510 den Spannungsabfall zwischen dem ersten Knoten 560 und dem zweiten Knoten 570 zu ermitteln.
  • Die Steuerung 535 stellt erste Schaltersteuerungssignale zur Steuerung des Betriebs der jeweiligen ersten Schalter 520 sowie zweite Schaltersteuerungssignale zur Steuerung des Betriebs der jeweiligen zweiten Schalter 530 bereit.
  • Die Steuerung 535 empfängt die Spannungssignale von den Spannungsdetektoren 540 in den jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreisen 510 und verwendet diese um zu ermitteln, ob eine ausgewählte Leuchte 165, 185 in einem jeweiligen Beleuchtungsschaltkreis 510 korrekt funktioniert, der Wartung bedarf oder nicht mehr korrekt funktioniert. Auf Basis dieser Ermittlung erzeugt die Steuerung 535 entsprechende erste und zweite Schaltersteuerungssignale, um die ersten und zweiten Schalter 520, 530 dahingehend zu steuern, dass in dem entsprechenden parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 entweder die erste Leuchte 165 oder die zweite Leuchte 185 ausgewählt wird.
  • In der offenbarten Ausgestaltung hält die Steuerung 535 den einen von dem ersten und dem zweiten Schalter 520, 530 eines jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreises 510 in einer geöffneten Stellung und den anderen von dem ersten und dem zweiten Schalter 520, 530 eines jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreises 510 in einer geschlossenen Stellung. Aufgrund dessen ist zu jedem gegebenen Zeitpunkt in jedem parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 nur eine von den ersten und zweiten Leuchten 165, 185 aktiv.
  • Insbesondere wenn die Steuerung 535 in einem bestimmten parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 die erste Leuchte 165 auswählt, erzeugt sie ein passendes erstes Schaltersteuerungssignal, welches einen entsprechenden ersten Schalter 520 zu einer Schließung anweist, und sie erzeugt ein passendes zweites Schaltersteuerungssignal, welches den entsprechenden zweiten Schalter 530 zu einer Öffnung anweist. Dadurch kann Energie entlang der Hauptleitungsverbindung 580 von dem ersten Knoten 560 durch die erste Leuchte 165 zu dem zweiten Knoten 570 fließen, während die Energie daran gehindert wird, entlang der sekundären Leitungsverbindung 550 von dem ersten Knoten 560 durch die zweite Leuchte 185 zu dem zweiten Knoten 570 zu fließen.
  • Wenn die Steuerung 535 in einem bestimmten parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 die zweite Leuchte 185 auswählt, erzeugt sie dementsprechend ein passendes erstes Schaltersteuerungssignal, welches einen entsprechenden ersten Schalter 520 zu einer Öffnung anweist, und sie erzeugt ein passendes zweites Schaltersteuerungssignal, welches einen entsprechenden zweiten Schalter 530 zu einer Schließung anweist. Dadurch kann Energie entlang der sekundären Leitungsverbindung 550 von dem ersten Knoten 560 durch die zweite Leuchte 185 zu dem zweiten Knoten 570 fließen, während die Energie daran gehindert wird, entlang der Hauptleitungsverbindung 580 von dem ersten Knoten 560 durch die erste Leuchte 165 zu dem zweiten Knoten 570 zu fließen.
  • Nach Empfang des detektierten mindestens einen Spannungssignals vergleicht die Steuerung 535 die detektierten Spannungsabfälle an den ersten und zweiten Knoten 560, 570 in jedem von den parallelen Beleuchtungsschaltkreisen 510 mit in dem Speicher 140 gespeicherten Referenzspannungen. Wenn die Steuerung 535 diesen Vergleich anstellt, kann sie entweder den mindestens einen detektierten Spannungsabfall direkt mit gespeicherten Referenzspannungen vergleichen oder sie kann die detektierten Spannungssignale weiterverarbeiten, um sie für den Vergleich in ein günstigeres Format zu bringen.
  • Wenn beispielsweise jeder jeweilige Spannungsdetektor 540 einen direkten Wert für einen Spannungsabfall zwischen dem ersten Knoten 560 und dem entsprechenden zweiten Knoten 570 bereitstellt, vergleicht die Steuerung 535 diesen direkten Wert für den Spannungsabfall mit einem Referenzwert für einen erwarteten Spannungsabfall. Wenn aber jeder jeweilige Spannungsdetektor 540 für jeden jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 Werte für eine erste Spannung an einem ersten Knoten 560 und für eine zweite Spannung an einem zweiten Knoten 570 bereitstellt, kann die Steuerung 535 zunächst die zweite Spannung von der ersten Spannung subtrahieren, um einen Wert für einen Spannungsabfall zwischen dem ersten Knoten 560 und dem entsprechenden zweiten Knoten 570 zu erhalten, und dann diesen ermittelten Spannungsabfall mit einem Referenzwert für den Spannungsabfall vergleichen.
  • Die Steuerung 535 ermittelt, ob der detektierte Spannungsabfall für jeden parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs (d.h. Toleranzbereichs) des gespeicherten Referenzspannungsabfalls liegt. Dieser vorgegebene Bereich kann ein Fehlerbereich sein, der angibt, ob eine Leuchte 165, 185 funktionstüchtig ist oder nicht, oder er könnte ein Wartungsbereich sein, der angibt, ob eine Leuchte 165, 185 der Wartung bedarf oder nicht. Im Allgemeinen ist der Wartungsbereich kleiner als der Fehlerbereich, so dass für einen detektierten Betriebsparameter drei Positionen möglich sind: (1) innerhalb des Wartungsbereichs und des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass die Leuchte 165, 185 korrekt arbeitet), (2) außerhalb des Wartungsbereichs, jedoch innerhalb des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass die Leuchte 165, 185 noch funktioniert, jedoch der Wartung bedarf), oder (3) außerhalb sowohl des Wartungsbereichs als auch des Fehlerbereichs (was anzeigt, dass die Leuchte 165, 185 nicht voll funktionstüchtig ist).
  • Die Steuerung 535 ist dazu vorgesehen, den Betrieb des ersten und des zweiten Schalters 520, 530 in jedem parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs des entsprechenden detektierten Spannungssignals mit dem gespeicherten Referenzspannungsabfall zu steuern. Insbesondere ist die Steuerung 535 dazu vorgesehen, zu ermitteln, ob der ermittelte Spannungsabfall sich außerhalb des Wartungsbereichs oder außerhalb des Fehlerbereichs befindet, wodurch angezeigt wird, ob eine entsprechende Leuchte 165, 185 funktionstüchtig ist, der Wartung bedarf oder defekt ist.
  • Die Steuerung 535 ist dazu vorgesehen, in einem bestimmten parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 entweder den ersten Schalter 520 zu schließen und den zweiten Schalter 530 zu öffnen, wodurch die erste Leuchte 165 Energie empfangen kann, während die zweite Leuchte 185 daran gehindert wird, Energie zu empfangen, oder in dem parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 den zweiten Schalter 530 zu schließen und den ersten Schalter 520 zu öffnen, wodurch die zweite Leuchte 185 Energie empfangen kann, während die erste Leuchte 165 daran gehindert wird, Energie zu empfangen.
  • Die Steuerung 535 ist ferner dazu vorgesehen, die Referenzspannungsabfälle über einen Zeitraum zu aktualisieren, um naturgegebenen Veränderungen der Spannungsabfälle Rechnung zu tragen. Es ist zu erwarten, dass ein Erwartungswert für einen Spannungsabfall an einer ersten oder zweiten Leuchte 165, 185 sich über einen Zeitraum hinweg geringfügig ändert, da sie ausgewählte Leuchte 165, 185 altert. Um weiterhin einen präzisen Wert für den gespeicherten Referenzspannungsabfall zu haben, wäre daher eine Aktualisierung des gespeicherten Referenzspannungsabfalls wünschenswert. Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, den gespeicherten Referenzspannungsabfall kontinuierlich auf Basis eines Zeitfensters mit zuvor detektierten Werten zu aktualisieren. Beispielsweise könnte die Steuerung 535 den Referenzspannungsabfall auf Basis einer Anzahl (z.B. 20 bis 100) zuvor detektierter Werte aktualisieren, indem sie deren Durchschnitt ermittelt, eine gewichtete Durchschnittsfunktion oder irgendeine andere brauchbare Funktion über diese Werte ausführt. Diese zuvor detektierten Spannungsabfälle können in dem Speicher 140 oder in einem flüchtigen Speicher in der Steuerung 535 hinterlegt werden.
  • Gibt es keine zuvor detektierten Werte (beispielsweise, wenn das Beleuchtungssystem 500 erstmals betrieben wird), kann die Steuerung 535 über einen Standardwert für einen Spannungsabfall in jedem parallelen Beleuchtungsschaltkreis 510 verfügen oder der Speicher 140 kann derartige Standardwerte enthalten.
  • In einigen Ausgestaltungen kann es sein, dass das Beleuchtungssystem 500 für eine kurze Zeitdauer betrieben wird, bevor die Steuerung 535 Entscheidungen bezüglich eines Betriebszustands eines bestimmten parallelen Beleuchtungsschaltkreises 510 trifft, um eine ausreichende Menge von Werten für die detektierten Spannungsabfälle bereitzustellen, damit die Steuerung 535 einen korrekten Wert für den zu speichernden Referenzspannungsabfall berechnen kann.
  • Während die vorhergehende Beschreibung sich auf die Verwendung eines Wartungsbereichs und eines Fehlerbereichs bezieht, können alternative Ausgestaltungen auch lediglich einen Fehlerbereich verwenden.
  • Um die detektierten Spannungssignale zu verarbeiten, gespeicherte Referenzspannungsabfälle aus dem Speicher 140 abzurufen, detektierte Spannungsabfälle mit den gespeicherten Referenzspannungsabfällen zu vergleichen sowie den ersten und den zweiten Schalter 520, 530 in den jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreisen 510 zu steuern, kann die Steuerung 535 ein Mikroprozessor, ein ASIC oder eine beliebige geeignete Schaltung sein.
  • Selbstreparierendes Beleuchtungssystem - viertes offenbartes Ausführungsbeispiel
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems 600, welches zwei oder mehr Anordnungen von Reserveleuchten aufweist, gemäß offenbarten Ausgestaltungen. Wie in 6 gezeigt, weist das selbstreparierende Beleuchtungssystem 600 eine Stromleitung 110, einen Masseleiter 115, eine Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen 610, einen Betriebsdetektor 130, eine Steuerung 135 und einen Speicher 140 auf. Jeder von der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen 610 ist aus einem Schalter 620 und einer Vielzahl von Leuchten 630 ausgebildet, welche zwischen dem Stromknoten 150 und dem Masseknoten 155 in Reihe angeordnet sind. Jeder von der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen 610 ist parallel mit jedem anderen von der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen 610 ausgebildet.
  • Elemente mit gleichen Bezugszeichen werden betrieben, wie oben in Bezug auf das selbstreparierende Beleuchtungssystem 100 von 1 beschrieben wurde. Eine Beschreibung dieser Elemente wird im Folgenden nicht wiederholt.
  • In jedem von der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen 610 befindet sich der Schalter 620 an einer Leitungsverbindung 640 zwischen dem Stromknoten 150 und dem Masseknoten 155 und steuert einen Stromfluss durch die Leitungsverbindung 640 zu den an der Leitungsverbindung 640 angeordneten Leuchten 630. Ist der Schalter 620 geöffnet, kann kein Strom durch die Leitungsverbindung 640 fließen, sodass die Leuchten 630 keine Energie empfangen. Ist der Schalter 620 geschlossen, fließt Strom durch die Leitungsverbindung 640 und die Leuchten 630 von der Stromleitung 110 zu dem Masseleiter 115.
  • In einer offenbarten Ausgestaltung können die Schalter 620 einpolige Einschalter (SPST-Schalter) sein. In alternativen Ausgestaltungen können je nach Bedarf unterschiedliche Schaltertypen als Schalter 620 verwendet werden.
  • Die Vielzahl von Leuchten 630 in jedem Beleuchtungsschaltkreis 610 sind einzelne Beleuchtungselemente, die zwischen dem Stromknoten 150 und dem Masseknoten 155 in Reihe geschaltet sind. In einer Ausgestaltung sind die Leuchten 630 als lichtemittierende Dioden ausgebildet. Jedoch können in alternativen Ausgestaltungen unterschiedliche Typen von Leuchten 630 verwendet werden.
  • Die Steuerung 635 stellt Schaltersteuerungssignale bereit, um in jedem von der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen 610 den Betrieb der Schalter 620 zu steuern.
  • Die Steuerung 635 empfängt den mindestens einen detektierten Betriebsparameter von dem Betriebsdetektor 130 und verwendet diesen um zu ermitteln, ob ein ausgewählter Schaltkreis 610 von der Vielzahl von Schaltkreisen 610 korrekt arbeitet, Wartungsbedarf hat oder ausgefallen ist. Aufgrund dieser Ermittlung erzeugt die Steuerung 635 die Schaltersteuerungssignale zum Steuern der Schalter 620 in jedem von der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen 610, um einen von der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen 610 auszuwählen. Gemäß dem offenbarten Ausführungsbeispiel hält die Steuerung 635 einen der Schalter 620 in einer geschlossenen Stellung und alle anderen Schalter 620 in einer offenen Stellung. Aufgrund dessen ist zu jedem gegebenen Zeitpunkt nur einer von der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen 610 aktiv.
  • Wenn die Steuerung 635 beispielsweise einen ersten Beleuchtungsschaltkreis 610 auswählt, erzeugt sie ein erstes Schaltersteuerungssignal, welches einen Schalter 620 in einem ersten Beleuchtungsschaltkreis 610 zu einer Schließung anweist, und sie erzeugt Schaltersteuerungssignale, welche die Schalter 620 in den übrigen Beleuchtungsschaltkreisen 610 zu einer Öffnung anweisen. Dadurch kann Energie von der Stromleitung 110 durch den ersten Beleuchtungsschaltkreis 610 zu dem Masseleiter 115 fließen, während der Strom daran gehindert wird, von der Stromleitung 110 durch die anderen Beleuchtungsschaltkreise 610 zu dem Masseleiter 115 zu fließen.
  • Wählt die Steuerung 635 einen anderen Beleuchtungsschaltkreis 610 aus, erzeugt sie entsprechend ein Schaltersteuerungssignal, welches den Schalter 620 in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis 610 zu einer Schließung anweist, und sie erzeugt Schaltersteuerungssignale, welche die Schalter 620 in allen übrigen Beleuchtungsschaltkreisen 610 zu einer Öffnung anweisen. Dadurch kann Energie von der Stromleitung 110 durch den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis 610 zu dem Masseleiter fließen, während die Energie daran gehindert wird, von der Stromleitung 110 durch die nicht ausgewählten Beleuchtungsschaltkreise 610 zu dem Masseleiter 115 zu fließen.
  • Nach Empfang des detektierten mindestens einen Betriebsparameters vergleicht die Steuerung 635 die detektierten Betriebsparameter mit in dem Speicher 140 gespeicherten Referenzbetriebsparametern. Wenn die Steuerung 635 diesen Vergleich anstellt, kann sie entweder den mindestens einen detektierten Betriebsparameter direkt mit gespeicherten Referenzbetriebsparametern vergleichen oder sie kann den detektierten mindestens einen Betriebsparameter weiterverarbeiten, um ihn in ein günstigeres Format zu bringen.
  • Wie oben in Bezug auf das erste offenbarte Ausführungsbeispiel ausgeführt, kann der Detektor 130 einen direkten Wert für einen Spannungsabfall an einem Referenzwiderstand in der Stromleitung 110 bereitstellen. In diesem Fall vergleicht die Steuerung 635 diesen direkten Wert für den Spannungsabfall mit einem Referenzwert für einen erwarteten Spannungsabfall. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Detektor 130 Werte für eine erste Spannung an einem ersten Ende des Referenzwiderstands und für eine zweite Spannung an einem zweiten Ende des Referenzwiderstands bereitstellen. In diesem Fall kann die Steuerung 635 zunächst die zweite Spannung von der ersten Spannung subtrahieren, um einen Wert für einen Spannungsabfall an dem Referenzwiderstand zu erhalten, und dann diesen ermittelten Spannungsabfall mit einem Referenzwert für den Spannungsabfall vergleichen.
  • Die Steuerung 635 ermittelt, ob der detektierte mindestens eine Betriebsparameter innerhalb eines vorgegebenen Bereichs (d. h. eines Toleranzbereichs) der gespeicherten Referenzbetriebsparameter liegt. Dieser vorgegebene Bereich kann ein Fehlerbereich sein, der angibt, ob ein entsprechender Beleuchtungsschaltkreis 610 funktionstüchtig ist oder nicht, oder er könnte ein Wartungsbereich sein, der angibt ob bei einem entsprechenden Beleuchtungsschaltkreis 610 Wartungsbedarf besteht oder nicht. Im Allgemeinen ist der Wartungsbereich kleiner als der Fehlerbereich, sodass es für einen detektierten Betriebsparameter drei mögliche Positionen gibt: (1) innerhalb des Wartungsbereichs und des Fehlerbereichs (was bedeutet, dass der Beleuchtungsschaltkreis 610 korrekt funktioniert), (2) außerhalb des Wartungsbereichs, jedoch innerhalb des Fehlerbereichs (was bedeutet, dass der Beleuchtungsschaltkreis 610 noch funktionstüchtig ist, jedoch der Wartung bedarf, oder (3) außerhalb sowohl des Wartungsbereichs als auch des Fehlerbereichs (was bedeutet, dass der Beleuchtungsschaltkreis 610 nicht voll funktionstüchtig ist).
  • Die Steuerung 635 ist dazu vorgesehen, den Betrieb der Schalter 620 in jedem der Beleuchtungsschaltkreise 610 in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs des detektierten mindestens einen Betriebsparameters mit den gespeicherten Referenzbetriebsparametern zu steuern. Insbesondere ist die Steuerung 635 dazu vorgesehen, zu ermitteln, ob der mindestens eine Betriebsparameter entweder außerhalb des Wartungsbereichs oder außerhalb des Fehlerbereichs liegt, was anzeigt, ob ein ausgewählter erster oder zweiter Beleuchtungsschaltkreis 610 funktionstüchtig ist, der Wartung bedarf oder defekt ist.
  • Die Steuerung 635 ist dazu vorgesehen, einen der Schalter 620 zu schließen und die übrigen Schalter 620 zu öffnen, wodurch ein ausgewählter Beleuchtungsschaltkreis 610 in die Lage versetzt wird, Energie zu empfangen, während die nicht ausgewählten Beleuchtungsschaltkreise 610 daran gehindert werden, Energie zu empfangen.
  • Die Steuerung 635 ist auch dazu vorgesehen, die Referenzbetriebsparameter über einen Zeitraum hinweg zu aktualisieren, um naturgegebenen Veränderungen der Betriebsparameter Rechnung zu tragen. Wenn beispielsweise der Betriebsdetektor 130 eine Spannung an einem Referenzwiderstand detektiert, wäre zu erwarten, dass ein Erwartungswert für diese Spannung sich über einen Zeitraum hinweg geringfügig ändert, da der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis 610 altert. Damit weiterhin ein präziser Wert für den gespeicherten Referenzbetriebsparameter zur Verfügung steht, wäre daher eine Aktualisierung des gespeicherten Referenzbetriebsparameters wünschenswert. Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, den gespeicherten Referenzbetriebsparameter auf Basis eines Zeitfensters mit zuvor detektierten Werten kontinuierlich zu aktualisieren. Die Steuerung 635 kann den Referenzbetriebsparameter beispielsweise auf Basis einer Anzahl (z.B. 20 bis 100) zuvor detektierter Werte aktualisieren, indem sie deren Durchschnitt bildet, indem sie eine gewichtete Durchschnittsfunktion oder eine beliebige andere brauchbare Funktion mit diesen Werten ausführt. Diese zuvor detektierten Werte können in dem Speicher 140 oder in einem flüchtigen Speicher der Steuerung 635 gespeichert werden.
  • Wenn es keine zuvor detektierten Werte gibt (beispielsweise, wenn das Beleuchtungssystem erstmals betrieben wird), kann die Steuerung 635 einen Standardwert für den Betriebsparameter aufweisen oder der Speicher 140 kann einen solchen Standardwert enthalten.
  • In einigen Ausgestaltungen kann es sein, dass das Beleuchtungssystem für eine kurze Zeitdauer betrieben wird, bevor die Steuerung 635 Entscheidungen bezüglich eines Betriebszustands eines bestimmten Beleuchtungsschaltkreises 610 trifft, um eine ausreichende Menge von Werten für den detektierten mindestens einen Betriebsparameter bereitzustellen, damit die Steuerung 635 einen korrekten Wert für die zu speichernden Referenzbetriebsparameter berechnen kann.
  • Während die vorhergehende Beschreibung sich auf die Verwendung eines Wartungsbereichs und eines Fehlerbereichs bezieht, können alternative Ausgestaltungen auch lediglich einen Fehlerbereich verwenden.
  • Um den detektierten mindestens einen Betriebsparameter zu verarbeiten, gespeicherte Referenzbetriebsparameter aus dem Speicher 140 abzurufen, den detektierten mindestens einen Betriebsparameter mit den gespeicherten Referenzbetriebsparametern zu vergleichen sowie die Schalter 620 zu steuern, kann die Steuerung 635 ein Mikroprozessor, ein ASIC oder eine beliebige geeignete Schaltung sein.
  • Selbstreparierendes Beleuchtungssystem - alternative Ausgestaltungen
  • Während im Vorhergehenden mehrere spezifische Ausführungsbeispiele eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems offenbart wurden, sind diese lediglich beispielhaft zu verstehen. Alternative Ausgestaltungen können verschiedene Aspekte der jeweiligen oben offenbarten Ausführungsbeispiele kombinieren.
  • Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems - erstes offenbartes Ausführungsbeispiel
  • 7 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb 700 eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems gemäß offenbarten Ausgestaltungen beschreibt. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel wird ein Beleuchtungssystem mit zwei parallelen Anordnungen von Leuchten (z. B. Beleuchtungsschaltkreisen) beschrieben. Jedoch können in alternativen Ausgestaltungen zusätzliche Anordnungen von Leuchten verwendet werden.
  • Wie in 7 gezeigt, beginnt der Betrieb 700 mit dem Einschalten des Beleuchtungssystems (705).
  • Nach Einschalten des Beleuchtungssystems werden erste und zweite Schalter in jedem der beiden Beleuchtungsschaltkreise so eingestellt, dass ein gewünschter Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wird (710). Ein bestimmter Beleuchtungsschaltkreis (z. B. ein erster Beleuchtungsschaltkreis) kann als auszuwählender Standardbeleuchtungsschaltkreis ausgewählt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass das Beleuchtungssystem Informationen über einen aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis hinterlegt hat, sodass beim Start des Systems ein anderer als der Standardbeleuchtungsschaltkreis ausgewählt werden kann.
  • Beim Einstellen der ersten und zweiten Schalter wird der eine von den ersten und zweiten Schaltern geschlossen und der andere von den ersten und zweiten Schaltern wird geöffnet. Dadurch kann Strom durch den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis fließen und kann daran gehindert werden, durch einen nicht ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis zu fließen.
  • Nachdem ein gewünschter Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wurde, ermittelt das System einen Referenzwert für mindestens einen Systemparameter des ausgewählten Beleuchtungsschaltkreises. Dieser mindestens eine Systemparameter kann eine Spannung an einem Referenzwiderstand (beispielsweise einem Sensorwiderstand), ein durch eine den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis mit Energie versorgende Stromleitung fließender Strom oder ein beliebiger anderer Parameter sein, der anzeigt, ob der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis korrekt funktioniert.
  • Dieser Referenzwert kann ein Standardwert sein oder er kann ein gespeicherter Wert sein, der in einem früheren Betrieb des Beleuchtungssystems in einem Speicher hinterlegt wurde. In einigen Ausgestaltungen kann das Beleuchtungssystem eine Zeitlang betrieben werden, sodass das Beleuchtungssystem einen gespeicherten Wert oder einen Standardwert so anpassen kann, dass ein aktueller Betriebszustand des Beleuchtungssystems berücksichtigt werden kann.
  • Sobald der Referenzwert des mindestens einen Systemparameters ermittelt wurde, misst (d. h. detektiert) das Beleuchtungssystem einen aktuellen Wert von mindestens einem Systemparameter für das ausgewählte Beleuchtungssystem (720).
  • Das Beleuchtungssystem vergleicht dann den gemessenen aktuellen Wert des mindestens einen Systemparameters mit dem gespeicherten Wert des mindestens einen Systemparameters, um herauszufinden, ob der aktuelle Wert (die aktuellen Werte) innerhalb eines Fehlerbereichs des Referenzwerts des mindestens einen Systemparameters liegt (725).
  • Typischerweise wird der mindestens eine Systemparameter auf einen einzigen Wert heruntergebrochen (beispielsweise eine Spannung oder einen Strom), der mit einem einzigen Referenzwert verglichen werden kann. Insoweit eine Vielzahl von Systemparametern verwendet wird, kann eine kompliziertere Ermittlung durchgeführt werden, um zu ermitteln, ob der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis korrekt funktioniert oder nicht.
  • In einigen Ausgestaltungen kann der Fehlerbereich punktsymmetrisch relativ zu dem Referenzwert sein, wodurch der gemessene aktuelle Wert innerhalb des Fehlerbereichs liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten Bereichs oberhalb oder unterhalb des Referenzwerts liegt. In anderen Ausgestaltungen kann der Fehlerbereich asymmetrisch sein, sodass der gemessene aktuelle Wert innerhalb des Fehlerbereichs liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten ersten Bereichs oberhalb des Referenzwerts oder innerhalb eines davon verschiedenen zweiten Bereichs unterhalb des Referenzwerts liegt.
  • Der Fehlerbereich wird so ausgewählt, dass er angibt, ob der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet. Beispielsweise kann der Systemparameter eine Spannung an einem mit dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis in Reihe angeordneten Referenzwiderstand sein. In diesem Fall sollte die Spannung an dem Referenzwiderstand relativ stabil (plus oder minus einen bestimmten Betrag) in Bezug auf eine Referenzspannung bleiben, wenn alle Leuchten in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeiten. Weist/weisen jedoch eine oder mehrere von den Leuchten in dem Beleuchtungsschaltkreis eine Funktionsstörung auf, wird dies bei der Spannung an dem Referenzwiderstand einen Peak in eine derartige Richtung verursachen, dass die an dem Referenzwiderstand gemessene Spannung um mehr als den Fehlerbereich von einer Referenzspannung der Spannung an dem Referenzwiderstand abweicht. Eine entsprechende Analyse kann durchgeführt werden, wenn der Systemparameter ein Strom an einer Stromleitung ist, mit dem der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis versorgt wird.
  • Liegt der aktuelle Wert des Systemparameters innerhalb des Fehlerbereichs des Referenzwerts für den Systemparameter, so stellt das Beleuchtungssystem fest, dass der Beleuchtungsschaltkreis korrekt funktioniert. In diesem Fall aktualisiert das Beleuchtungssystem den Referenzwert des Soll-Systemparameters. Diese Aktualisierung wird ausgeführt, da ein Erwartungswert des Soll-Systemparameters sich über einen Zeitraum hinweg geringfügig ändern kann, da das Beleuchtungssystem altert. Wenn der Systemparameter beispielsweise ein durch eine Stromleitung zu dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis fließender Strom ist, wäre zu erwarten, dass ein sogenannter normaler durch die Stromleitung fließender Strom über einen Zeitraum hinweg schwankt, da der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis altert. Um korrekt zu ermitteln, wann der durch die Stromleitung fließende Strom als abnormal zu betrachten ist, muss der erwartete (d. h. gespeicherte) Wert für den Strom aktualisiert werden. Das gleiche trifft zu, wenn der Systemparameter eine Spannung oder irgendein anderer Parameter ist.
  • Das Beleuchtungssystem kann den Referenzwert für den Soll-Systemparameter auf unterschiedliche Art und Weise aktualisieren. Eine Alternative besteht darin, über einen Zeitraum hinweg eine Anzahl von Messwerten für den Soll-Systemparameter zu speichern und für diese Messwerte entweder den Durchschnitt zu berechnen oder eine gewichtete Durchschnittsfunktion auszuführen. Das Beleuchtungssystem kann beispielsweise die letzten 20 Messwerte des Soll-Systemparameters speichern und diese 20 Messwerte verwenden, um einen neuen gespeicherten Referenzwert für den Soll-Systemparameter zu erzeugen. Falls das Beleuchtungssystem erstmals eingeschaltet wird, kann es einen Standardwert oder einen gespeicherten Wert für den Soll-Systemparameter verwenden, wobei es eine Zeitlang betrieben wird, ohne Entscheidungen darüber zu treffen, ob ein Fehler aufgetreten ist (725), bis die für eine Aktualisierung des gespeicherten Wertes erforderliche Anzahl von Messwerten ermittelt ist.
  • Wenn der Referenzwert für den Soll-Systemparameter aktualisiert ist (730), wird der aktualisierte Referenzwert für den Soll-Systemparameter in einer Art Speicher hinterlegt (735). Dieser neu abgespeicherte Wert kann dann in Zukunft verwendet werden, wenn ein Betrieb eines bestimmten Beleuchtungsschaltkreises neu gestartet werden soll. Während der aktualisierte Referenzwert in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wird, kann das Beleuchtungssystem (z.B. eine Steuerung) diesen aktualisierten Referenzwert in einem flüchtigen Speicher behalten, wo er für eine zukünftige Ermittlung verwendbar ist.
  • Nachdem der aktualisierte Referenzwert für den Soll-Systemparameter im Speicher des Beleuchtungssystems gespeichert ist (735), misst das Beleuchtungssystem einen neuen aktuellen Wert des Systemparameters für den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (720) und fährt mit dem Überwachungsvorgang fort. Auf diese Weise wird der Vorgang des Ermittelns, ob ein Fehler aufgetreten ist, ständig wiederholt und der Referenzwert für den Soll-Systemparameter wird kontinuierlich aktualisiert.
  • Wird jedoch ermittelt, dass ein aktueller Messwert für den Soll-Systemparameter außerhalb des Fehlerbereichs des Referenzwertes für den Soll-Systemparameter liegt (725), so stellt das Beleuchtungssystem fest, dass in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler aufgetreten ist (beispielsweise, wenn eine Leuchte oder mehrere Leuchten in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis nicht mehr korrekt arbeitet/arbeiten), und Schritte werden unternommen, um einen anderen Beleuchtungsschaltkreis auszuwählen.
  • Der Beleuchtungsschaltkreis ermittelt zunächst, ob der aktuell ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis ein erster Beleuchtungsschaltkreis (z. B. ein Standardbeleuchtungsschaltkreis) oder ein zweiter Beleuchtungsschaltkreis (z.B. ein Reservebeleuchtungsschaltkreis) ist (740). Wird ein neues Beleuchtungssystem erstmals eingeschaltet, wird es den ersten Beleuchtungsschaltkreis als Standard auswählen und den zweiten Beleuchtungsschaltkreis als Reserve zurückbehalten. Im laufenden Betrieb ist es jedoch möglich, dass das Beleuchtungssystem sich zuvor zu dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis bewegt hat. Daher muss das Beleuchtungssystem in diesem Stadium des Betriebs ermitteln, ob aktuell der erste oder der zweite Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt ist.
  • Wenn aktuell der erste Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt ist (d. h. das Beleuchtungssystem verwendet noch den Standardbeleuchtungsschaltkreis), dann stellt das Beleuchtungssystem die ersten und zweiten Schalter in dem ersten und dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis so ein, dass der zweite Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wird(745). Anders gesagt, das Beleuchtungssystem öffnet den Schalter in dem ersten Beleuchtungsschaltkreis (in dem gerade ein Fehler entdeckt wurde), wodurch ein Stromfluss durch den ersten Beleuchtungsschaltkreis verhindert wird, und schließt den Schalter in dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis, sodass Strom durch den zweiten Beleuchtungsschaltkreis fließen kann. Auf diese Weise wechselt es einen ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis von dem ersten Beleuchtungsschaltkreis zu dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis.
  • Das Beleuchtungssystem kann dann eine erste Fehlermeldung an einen Nutzer senden, welche anzeigt, dass in dem ersten Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler entdeckt wurde (750). Diese Fehlermeldung kann darin bestehen, dass ein Alarmgeräusch ausgelöst wird, dass eine Anzeigeleuchte eingeschaltet wird, dass eine Nachricht per E-Mail, SMS oder ein anderes Meldesystem an einen Nutzer gesendet wird, oder sie kann irgendeine ähnliche Anzeige sein, die einen Nutzer darauf aufmerksam macht, dass einige oder alle ersten Beleuchtungsschaltkreise nicht korrekt arbeiten. In einigen Ausgestaltungen kann die erste Fehlermeldung eine Vielzahl erster Fehlermeldungen in unterschiedlichen Formaten umfassen.
  • Während das Senden einer ersten Fehlermeldung in einigen Ausgestaltungen weggelassen werden kann, bietet es die Möglichkeit einer wertvollen Rückmeldung an einen Nutzer, welche anzeigt, dass das Beleuchtungssystem gewartet oder ersetzt werden muss.
  • Indem das Beleuchtungssystem zu dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis umschaltet und einem Nutzer eine Fehlermeldung sendet, wenn im ersten Beleuchtungsschaltkreis eine Funktionsstörung auftritt, kann es den Betrieb der gewünschten Beleuchtungsfunktion der Beleuchtungsvorrichtung sogar dann vollständig aufrechterhalten, wenn eine Beleuchtungsstörung auftritt. Wird die gesamte Beleuchtungsvorrichtung oder der defekte Beleuchtungsschaltkreis gewartet oder ersetzt, bevor der zweite Beleuchtungsschaltkreis ausfällt, wird es keine Unterbrechung beim Beleuchtungsbedarf des Nutzers geben, nicht einmal wenn eine Beleuchtungsstörung auftritt.
  • Wenn der zweite Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt (745) und eine erste Fehlermeldung versandt wurde (750), kehrt das Beleuchtungssystem zurück zum Ermitteln eines Referenzwertes für einen Soll-Systemparameter für den neu ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (d. h. den zweiten Beleuchtungsschaltkreis) (715). Das Beleuchtungssystem fährt dann fort, indem es einen aktuellen Wert des Systemparameters für den neu ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis misst (720) usw.
  • Allerdings hat sich das Beleuchtungssystem in einigen Fällen bereits zu dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis bewegt. Wenn in einem solchen Fall das Beleuchtungssystem ermittelt, dass der aktuelle Messwert des Soll-Systemparameters außerhalb des Fehlerbereichs des gespeicherten Referenzwerts für den Soll-Systemparameter liegt, kann das Beleuchtungssystem feststellen, dass die zweite Beleuchtungsanordnung bereits ausgewählt wurde (740).
  • Wenn das geschieht, kann das Beleuchtungssystem die ersten und zweiten Schalter so einstellen, dass wieder der erste Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wird (755). Ebenso kann das Beleuchtungssystem dann eine zweite Fehlermeldung an den Nutzer senden, welche anzeigt, dass in dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler entdeckt wurde (760). Da standardmäßig der erste Beleuchtungsschaltkreis verwendet wird, sollte dieser Vorgang nur dann erreicht werden, wenn sowohl im ersten Beleuchtungsschaltkreis als auch im zweiten Beleuchtungsschaltkreis ein Ausfall aufgetreten ist. Aufgrund dessen kann die zweite Fehlermeldung anzeigen, dass beide Beleuchtungselemente defekt sind, was bedeutet, dass das Beleuchtungssystem eventuell nicht mehr gemäß den Systemanforderungen arbeitet.
  • Wie bei der ersten Fehlermeldung kann die zweite Fehlermeldung darin bestehen, dass ein Alarmgeräusch ausgelöst wird, dass eine Anzeigeleuchte eingeschaltet wird, dass eine Nachricht per E-Mail, SMS oder ein anderes Meldesystem an einen Nutzer gesandt wird, oder sie kann als irgendeine ähnliche Anzeige ausgebildet sein, die einen Nutzer darauf aufmerksam macht, dass einige oder alle ersten Beleuchtungsschaltkreise nicht korrekt funktionieren. In manchen Ausgestaltungen kann die zweite Fehlermeldung eine Vielzahl von zweiten Fehlermeldungen in unterschiedlichen Formaten umfassen.
  • Wenn der erste Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt (755) und eine zweite Fehlermeldung versandt worden ist (760), kehrt das Beleuchtungssystem zurück zum Ermitteln eines Referenzwertes eines Soll-Systemparameters für den neu ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (d.h. den ersten Beleuchtungsschaltkreis) (715). Das Beleuchtungssystem fährt dann fort, indem es einen aktuellen Wert des Systemparameters für den neu ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis misst (720) und es setzt die Verarbeitung fort.
  • Um eine Dauerschleife vom Schalten aus der ersten Beleuchtungsanordnung zu der zweiten Beleuchtungsanordnung zu vermeiden, sollte das Beleuchtungssystem ein Mittel aufweisen, um anzuzeigen, dass in dem aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler aufgetreten ist, und entweder den gespeicherten Referenzwert für den Soll-Systemparameter zu ändern und so den zuvor detektierten Fehler zu erfassen oder den Vergleich des aktuellen Messwerts für den Soll-Systemparameter mit dem gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters zu stoppen.
  • In manchen Ausgestaltungen kann es möglich sein, das Ausmaß einer Störung in einem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis zu ermitteln (d. h. wie viele einzelne Leuchten in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis ausgefallen sind). Wenn das der Fall ist, kann möglicherweise zwischen dem ersten und dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis gewechselt werden, um denjenigen Beleuchtungsschaltkreis auszuwählen, der noch die größte Anzahl funktionstüchtiger Leuchten aufweist.
  • Ermitteln eines Referenzwertes für einen Systemparameter
  • 8 ist ein Ablaufdiagramm 715, welches den Betrieb zur Ermittlung eines Referenzwertes für einen Systemparameter für eine ausgewählte Leuchte aus 7 beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen.
  • Wie in 8 gezeigt, beginnt der Prozess 715 mit einer Ermittlung, ob das Beleuchtungssystem einen gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters für den aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis aufweist (810). Das Beleuchtungssystem kann bereits einen gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters für den aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis aufweisen, wenn das Beleuchtungssystem zuvor schon in Betrieb war, jedoch eine Zeitlang abgeschaltet war. Wenn das Beleuchtungssystem sich beispielsweise an einem Fahrzeug befindet, kann dies der Fall sein, wenn das Fahrzeug nach vorhergehendem Betrieb neu gestartet wird.
  • Weist das Beleuchtungssystem keinen gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters für den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis auf (z. B. wenn das Beleuchtungssystem erstmals betrieben wird), dann stellt das Beleuchtungssystem den Referenzwert des Soll-Systemparameters auf einen in einem zugehörigen Speicher hinterlegten Standardbasiswert ein und speichert diesen Wert in einem nichtflüchtigen Speicher (820).
  • Das Beleuchtungssystem liest dann den gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters für den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis aus dem Speicher aus (830). In manchen Ausgestaltungen kann es sein, wenn das Beleuchtungssystem einen Standardwert für den Referenzwert des Soll-Systemparameters neu abgespeichert hat, dass dann das Beleuchtungssystem den Referenzwert des Soll-Systemparameters einfach aus einem flüchtigen Speicher ausliest, in dem dieser soeben eingestellt wurde. In anderen Situationen kann das Beleuchtungssystem den gespeicherten Referenzwert des Sollsystemparameters aus einem nichtflüchtigen Speicher abrufen.
  • Wenn das Beleuchtungssystem jedoch feststellt, dass es tatsächlich einen gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters für den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis in seinem Speicher aufweist (810), dann wird das Beleuchtungssystem fortfahren, indem es den gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters direkt aus dem Speicher (im Allgemeinen einem nichtflüchtigen Speicher) abruft (830).
  • Auf diese Weise kann das Beleuchtungssystem einen Referenzwert für einen Systemparameter sogar dann ermitteln, wenn aktuell kein Referenzwert in dem Speicher hinterlegt ist.
  • Wenn ferner von dem Beleuchtungssystem verlangt wird, dass es den Referenzwert des Soll-Systemparameters als Basiswert einstellt, kann das Beleuchtungssystem derart betrieben werden, dass es auf Basis tatsächlich gemessener Werte des Systemparameters mehrere Aktualisierungen des Referenzwertes für den Systemparameter durchläuft. Da jeder Beleuchtungsschaltkreis einzigartig ist, können tatsächliche Leistungsdaten der Beleuchtungsschaltkreise geringfügig von den Standardbasiswerten abweichen. Können mehrere Aktualisierungsdurchläufe für den gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters absolviert werden, kann ein Referenzwert für den Soll-Systemparameter bereitgestellt werden, der die tatsächliche Leistung des ausgewählten Beleuchtungsschaltkreises mit höherer Präzision wiedergibt.
  • Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems - zweites offenbartes Ausführungsbeispiel
  • Die 9A und 9B stellen ein Ablaufdiagramm dar, welches einen alternativen Betrieb 900A, 900B eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems darstellt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen. Dieser alternative Betrieb 900A, 900B verwendet zur Auswertung gemessener Betriebsparameter sowohl einen Fehlerbereich als auch einen Wartungsbereich.
  • Elemente mit gleichen Bezugszeichen werden betrieben, wie oben in Bezug auf den Betrieb 700 eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems von 7 beschrieben wurde. Eine Beschreibung dieser Elemente wird im Folgenden nicht wiederholt.
  • Wie in den 9A und 9B gezeigt, beginnt ein Betrieb mit dem Einschalten des Beleuchtungssystems (705), dem Einstellen der ersten und zweiten Schalter zum Auswählen des gewünschten Beleuchtungsschaltkreises (710), dem Ermitteln von Referenzwerten der Soll-Systemparameter für den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis und dem Messen eines aktuellen Wertes des Soll-Systemparameters für den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (720). Diese Vorgänge sind vergleichbar mit im Betrieb 700 ausgeführten Vorgängen, die in Bezug auf 7 beschrieben wurden.
  • Das Beleuchtungssystem vergleicht dann den gemessenen aktuellen Wert des mindestens einen Systemparameters mit dem gespeicherten Wert des mindestens einen Systemparameters, um festzustellen, ob der aktuelle Wert (oder die aktuellen Werte) innerhalb eines Wartungsbereichs des Referenzwerts des mindestens einen Systemparameters liegt/liegen (925).
  • Wie bei dem Betrieb 700 von 7 wird der mindestens eine Systemparameter auf einen einzigen Wert heruntergebrochen (beispielsweise eine einzige Spannung oder Stromstärke), der mit einem einzigen Referenzwert verglichen werden kann. Insoweit als eine Vielzahl von Systemparametern verwendet wird, kann eine kompliziertere Ermittlung durchgeführt werden, um zu ermitteln, ob der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet oder nicht.
  • In einigen Ausgestaltungen kann der Wartungsbereich punktsymmetrisch relativ zu dem Referenzwert sein, sodass der gemessene aktuelle Wert im Wartungsbereich liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten Bereichs oberhalb oder unterhalb des Referenzwerts liegt. In anderen Ausgestaltungen kann der Wartungsbereich asymmetrisch sein, sodass der gemessene aktuelle Wert innerhalb des Wartungsbereichs liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten ersten Bereichs oberhalb des Referenzwerts oder innerhalb eines davon verschiedenen zweiten Bereichs unterhalb des Referenzwerts liegt.
  • Der Wartungsbereich wird so ausgewählt, dass er angibt, ob der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet oder ob es Anzeichen gibt, dass der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis bald ausfallen könnte. Der Systemparameter kann z. B. eine Spannung an einem mit dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis in Reihe angeordneten Referenzwiderstand sein. In diesem Fall sollte die Spannung an dem Referenzwiderstand relativ stabil bleiben (plus oder minus einen bestimmten Betrag relativ zu einer Referenzspannung), wenn alle Leuchten in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeiten. Wenn jedoch eine oder mehrere Leuchten in dem Beleuchtungsschaltkreis sich dem Ausfall nähern, kann dies dazu führen, dass die Spannung an dem Referenzwiderstand in einer derartigen Richtung fluktuiert, dass die gemessene Spannung an dem Referenzwiderstand um mehr als den Wartungsbereich von einem Referenzwert der Spannung an dem Referenzwiderstand abweicht. Eine ähnliche Analyse kann durchgeführt werden, wenn der Systemparameter ein Strom an einer Stromleitung ist, mit dem der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis versorgt wird.
  • Liegt der aktuelle Wert des Systemparameters innerhalb des Wartungsbereichs des Referenzwerts des Systemparameters, so stellt das Beleuchtungssystem fest, dass der Beleuchtungsschaltkreis korrekt funktioniert. In diesem Fall aktualisiert das Beleuchtungssystem den Referenzwert des Soll-Systemparameters (730) und speichert den aktualisierten Referenzwert des Soll-Systemparameters im Speicher (735). Diese beiden Vorgänge sind den in Bezug auf 7 beschriebenen Vorgängen ähnlich.
  • Nachdem der aktualisierte Referenzwert des Soll-Systemparameters in dem Speicher des Beleuchtungssystems gespeichert worden ist (735), misst das Beleuchtungssystem einen neuen aktuellen Wert des Systemparameters für den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (720) und setzt den Überwachungsvorgang fort. Auf diese Weise wird der Vorgang des Ermittelns, ob ein Beleuchtungsschaltkreis der Wartung bedarf, immer wieder wiederholt und der Referenzwert für den Soll-Systemparameter wird kontinuierlich aktualisiert.
  • Wird jedoch ermittelt, dass ein gemessener aktueller Wert des Soll-Systemparameters außerhalb des Wartungsbereichs des Referenzwerts für den Soll-Systemparameter liegt (925), so stellt das Beleuchtungssystem fest, dass der aktuell ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis zumindest gewartet werden muss.
  • Das Beleuchtungssystem vergleicht dann den gemessenen aktuellen Wert des mindestens einen Systemparameters mit dem gespeicherten Wert des mindestens einen Systemparameters, um herauszufinden, ob der aktuelle Wert (oder die aktuellen Werte) des Referenzwerts des mindestens einen Systemparameters innerhalb eines Fehlerbereichs des Referenzwerts des mindestens einen Systemparameters liegt/liegen (940). Dies ist dem vergleichbaren Vorgang (725) ähnlich, der oben in Bezug auf 7 beschrieben wurde. Im Allgemeinen ist der Fehlerbereich größer als der Wartungsbereich. In anderen Worten: Es ist möglich, dass ein gemessener Systemparameter außerhalb des Wartungsbereichs, jedoch immer noch innerhalb des Fehlerbereichs liegt.
  • Typischerweise wird der mindestens eine Systemparameter auf einen einzigen Wert heruntergebrochen (beispielsweise eine einzige Spannung oder Stromstärke), der mit einem einzigen Referenzwert verglichen werden kann. Insoweit als eine Vielzahl von Systemparametern verwendet wird, kann eine kompliziertere Ermittlung durchgeführt werden, um festzustellen, ob der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet oder nicht.
  • Wie oben angemerkt, kann der Fehlerbereich in einigen Ausgestaltungen punktsymmetrisch um den Referenzwert herum angeordnet sein, sodass der gemessene aktuelle Wert innerhalb des Fehlerbereichs liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten Bereichs oberhalb oder unterhalb des Referenzwerts liegt. In anderen Ausgestaltungen kann der Fehlerbereich asymmetrisch sein, sodass der gemessene aktuelle Wert innerhalb des Fehlerbereichs liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten ersten Bereichs oberhalb des Referenzwerts oder innerhalb eines davon verschiedenen zweiten Bereichs unterhalb des Referenzwerts liegt.
  • Der Fehlerbereich ist so gewählt, dass er angibt, ob der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet. Der Systemparameter kann beispielsweise eine Spannung an einem mit dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis in Reihe angeordneten Referenzwiderstand sein. In diesem Fall sollte die Spannung an dem Referenzwiderstand relativ stabil sein (plus oder minus einen bestimmten Betrag relativ zu einer Referenzspannung), wenn alle Leuchten in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeiten. Wenn jedoch eine oder mehrere der Leuchten in dem Beleuchtungsschaltkreis eine Funktionsstörung aufweist/aufweisen, wird dies bei der Spannung an dem Referenzwiderstand einen Peak in eine Richtung verursachen, und zwar so, dass die an dem Referenzwiderstand gemessene Spannung um mehr als den Fehlerbereich von einem Referenzwert der Spannung an dem Referenzwiderstand abweicht. Eine entsprechende Analyse kann durchgeführt werden, wenn der Systemparameter ein Strom an einer Stromleitung ist, mit dem der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis versorgt wird.
  • Liegt der aktuelle Wert des Systemparameters innerhalb des Fehlerbereichs des Referenzwerts des Systemparameters, so stellt das Beleuchtungssystem fest, dass der Beleuchtungsschaltkreis funktioniert, jedoch der Wartung bedarf. Dies ergibt sich daraus, dass das Beleuchtungssystem zu diesem Zeitpunkt bereits festgestellt hat, dass der aktuelle Wert des Systemparameters außerhalb des Wartungsbereichs liegt.
  • In diesem Fall kann das Beleuchtungssystem in dem Speicher die Information hinterlegen, dass der aktuelle Beleuchtungsschaltkreis gewartet werden muss, jedoch noch funktionstüchtig ist (945). Auf Basis dieser Information kann das Beleuchtungssystem eine spätere Ermittlung durchführen, ob dieser Beleuchtungsschaltkreis in Zukunft wieder verwendet werden sollte.
  • Das Beleuchtungssystem kann dann eine Wartungsbenachrichtigung an einen Nutzer senden, welche anzeigt, dass der aktuell ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis der Wartung bedarf (950). Zu dieser Wartungsbenachrichtigung kann gehören, dass ein Alarmgeräusch ausgelöst wird, dass eine Anzeigeleuchte sich einschaltet, dass an einen Nutzer eine Meldung per E-Mail, SMS oder über ein anderes Meldesystem gesandt wird, oder eine andere derartige Anzeige, die einen Nutzer darauf aufmerksam macht, dass einige oder alle von den aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreisen der Wartung bedürfen. In manchen Ausgestaltungen kann die Wartungsbenachrichtigung eine Vielzahl von Wartungsbenachrichtigungen in verschiedenen Formaten umfassen.
  • Zwar kann in einigen Ausgestaltungen auf das Senden einer Wartungsbenachrichtigung verzichtet werden; jedoch kann dadurch ein Nutzer eine wertvolle Rückmeldung erhalten, dass das Beleuchtungssystem gewartet oder ersetzt werden muss. Im Unterschied zu dem Fall, dass lediglich eine Fehlermeldung gesendet wird, kann eine Wartungsbenachrichtigung bereits erstmals gesendet werden, während sowohl der erste als auch der zweite Beleuchtungsschaltkreis noch voll funktionstüchtig sind.
  • Wenn jedoch ermittelt wird, dass ein aktueller Messwert des Soll-Systemparameters außerhalb des Fehlerbereichs des Referenzwerts des Soll-Systemparameters liegt (940), dann stellt das Beleuchtungssystem fest, dass in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler aufgetreten ist (d.h., in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis funktioniert mindestens eine Leuchte nicht mehr korrekt), und Schritte zur Entnahme des Beleuchtungsschaltkreises werden unternommen.
  • In diesem Fall kann das Beleuchtungssystem in dem Speicher die Information hinterlegen, dass der aktuelle Beleuchtungsschaltkreis funktionsuntüchtig ist (955). Auf Basis dieser Information kann das Beleuchtungssystem später ermitteln, ob dieser Beleuchtungsschaltkreis in Zukunft wieder verwendet werden sollte.
  • Das Beleuchtungssystem kann dann eine Fehlermeldung an einen Nutzer senden, welche anzeigt, dass einige oder alle von den aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreisen nicht mehr funktionieren (960). Diese Fehlermeldung kann das Auslösen eines Alarmgeräuschs, das Einschalten einer Anzeigeleuchte, eine per E-Mail, SMS oder ein anderes Benachrichtigungssystem an einen Nutzer gesendete Nachricht oder eine ähnliche Anzeige umfassen, die einen Nutzer darauf aufmerksam macht, dass einige oder alle der aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreise nicht mehr korrekt arbeiten. In manchen Ausgestaltungen kann die Fehlermeldung eine Vielzahl von Fehlermeldungen in verschiedenen Formaten umfassen.
  • Zwar kann in einigen Ausgestaltungen auf das Senden einer Fehlermeldung verzichtet werden; jedoch kann dadurch ein Nutzer eine wertvolle Rückmeldung erhalten, dass das Beleuchtungssystem gewartet oder ersetzt werden muss.
  • Nachdem ermittelt wurde, dass der aktuell ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis entweder der Wartung bedarf oder ausgefallen ist, liest das Beleuchtungssystem die Information über die andere Leuchte aus dem Speicher aus (970). Diese Information gibt an, ob die andere Leuchte voll funktionstüchtig, funktionstüchtig mit Wartungsbedarf oder funktionsuntüchtig ist.
  • Das Beleuchtungssystem ermittelt dann, ob der andere Beleuchtungsschaltkreis (d.h. der nicht ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis) in dem Beleuchtungssystem noch funktionstüchtig ist (970). Dies kann bedeuten, dass der nicht ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis voll funktionstüchtig ist oder dass er funktionstüchtig ist, jedoch gewartet werden muss.
  • Ist die andere Leuchte funktionstüchtig, stellt das Beleuchtungssystem die verschiedenen Schalter in dem Beleuchtungssystem so ein, dass der andere Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wird (980), und kehrt zurück zu dem Prozess des Ermittelns eines Referenzwerts des Systemparameters für den neu ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (715).
  • Ist die andere Leuchte jedoch nicht funktionstüchtig, so kann das Beleuchtungssystem einem Nutzer eine Fehlermeldung senden, welche angibt, dass einige oder alle von den beiden Beleuchtungsschaltkreisen aufgehört haben zu funktionieren (975). Diese Fehlermeldung kann das Auslösen eines Alarmgeräuschs, das Einschalten einer Anzeigeleuchte, eine per E-Mail, SMS oder ein anderes Benachrichtigungssystem an einen Nutzer gesendete Nachricht oder eine ähnliche Anzeige umfassen, die einen Nutzer darauf aufmerksam macht, dass einige oder alle der aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreise nicht mehr korrekt arbeiten. In manchen Ausgestaltungen kann die Fehlermeldung eine Vielzahl von Fehlermeldungen in verschiedenen Formaten umfassen.
  • Da beide Beleuchtungsschaltkreise bis zu einem gewissen Grad funktionsuntüchtig sind, wechselt das Beleuchtungssystem in dieser Ausgestaltung das ausgewählte Beleuchtungselement nicht aus. Stattdessen kehrt das Beleuchtungssystem zurück zu dem Prozess des Ermittelns eines Referenzwertes des Systemparameters für den aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (715).
  • Um zu verhindern, dass ständig Fehlermeldungen gesendet werden, sollte das Beleuchtungssystem ein Mittel aufweisen, mittels dessen entweder der gespeicherte Referenzwert für den Soll-Systemparameter so geändert wird, dass der zuvor detektierte Fehler erfasst ist, oder der Vergleich des aktuellen Messwerts des Soll-Systemparameters mit dem gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters gestoppt wird.
  • In manchen Ausgestaltungen kann es möglich sein, das Ausmaß einer Störung in einem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis zu ermitteln (d. h. wie viele einzelne Leuchten in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis ausgefallen sind). Wenn das der Fall ist, kann zwischen dem ersten und dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis gewechselt werden, um denjenigen Beleuchtungsschaltkreis auszuwählen, der noch die größte Anzahl funktionstüchtiger Leuchten aufweist.
  • Während die 9B außerdem offenbart, dass das Beleuchtungssystem nicht umschaltet, um die andere Leuchte auszuwählen, wenn ermittelt wurde, dass die andere Leuchte funktionsuntüchtig ist (970), ist dies lediglich beispielhaft zu verstehen. In alternativen Ausgestaltungen kann das Beleuchtungssystem weiter ermitteln, welcher von den Beleuchtungsschaltkreisen die geringste Anzahl funktionsuntüchtiger Elemente aufweist. Wenn in einem solchen Fall der nicht ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis weniger funktionsuntüchtige Elemente aufweist als der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis, kann das Beleuchtungssystem den ausgewählten und den nicht ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis so schalten, dass der Beleuchtungsschaltkreis mit der geringeren Anzahl funktionsuntüchtiger Elemente ausgewählt wird.
  • Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems - drittes offenbartes Ausführungsbeispiel
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm 1000, welches einen weiteren alternativen Betrieb des selbstreparierenden Beleuchtungssystems beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen. In diesem alternativen Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl N von Beleuchtungsschaltkreisen bereitgestellt, von denen zu jedem gegebenen Zeitpunkt einer aktiviert ist.
  • Wie in 10 gezeigt, startet der Betrieb 1000 mit dem Einschalten des Beleuchtungssystems (1005).
  • Das Beleuchtungssystem ermittelt dann eine Lichtkennung für einen aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (1010). Diese Lichtkennung variiert von 1 bis N, wobei N die gesamte Anzahl von Beleuchtungsschaltkreisen ist. Das Beleuchtungssystem wählt einen ersten Beleuchtungsschaltkreis aus der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen als Standard aus. Dies ereignet sich beim ersten Einschalten des Beleuchtungssystems. In einem späteren Betrieb des Beleuchtungssystems wird dieses jedoch auf eine hinterlegte Lichtkennung zurückgreifen, um den aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis zu identifizieren. Befindet sich das Beleuchtungssystem beispielsweise in einem Fahrzeug, kann es sein, dass das Beleuchtungssystem ausgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug ausgeschaltet wird, und wieder eingeschaltet wird, wenn das Fahrzeug wieder eingeschaltet wird.
  • Das Beleuchtungssystem setzt dann einen Tracking-Wert J gleich der ermittelten Lichtkennung (1015). Dieser Wert J wird verwendet, um den aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis zu steuern.
  • Wenn der Wert J auf die ermittelte Lichtkennung gesetzt ist, stellt das Beleuchtungssystem die Schalter in der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen so ein, dass der Jte Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wird (1020). Das Beleuchtungssystem kann dies tun, indem es einen Schalter in dem Jten Beleuchtungsschaltkreis auf Schließung stellt, wodurch ein Strom von einer Energiequelle durch den Jten Beleuchtungsschaltkreis zur Masse fließen kann, während das Beleuchtungssystem die Schalter in allen anderen Beleuchtungsschaltkreisen auf Öffnung stellt, wodurch Strom daran gehindert wird, von der Energiequelle durch die anderen Beleuchtungsschaltkreise zur Masse zu fließen.
  • Nachdem ein Jter Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt worden ist, ermittelt das Beleuchtungssystem einen Referenzwert mindestens eines Systemparameters für den Jten Beleuchtungsschaltkreis (1025). Dieser mindestens eine Beleuchtungsparameter kann eine Spannung an einem Referenzwiderstand (z. B. einem Sensorwiderstand), ein durch eine den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis mit Energie versorgende Stromleitung fließender Strom oder irgendein anderer Systemparameter sein, der angeben kann, ob der Jte Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet. Dieser Prozess ist vergleichbar mit dem ähnlichen Prozess 715, der oben in Bezug auf 7 beschrieben wurde. Ebenso beschreibt der in 8 gezeigte Prozess den Vorgang 1025.
  • Wie in vorhergehenden Ausführungsbeispielen kann dieser Referenzwert ein Standardwert sein oder er kann ein in einem Speicher hinterlegter gespeicherter Wert aus einem früheren Betrieb des Beleuchtungssystems sein. In manchen Ausgestaltungen kann das Beleuchtungssystem eine Zeitlang betrieben werden, damit das Beleuchtungssystem einen gespeicherten Wert oder einen Standardwert so anpassen kann, dass ein aktueller Betriebszustand des Beleuchtungssystems erfasst werden kann.
  • Ist der Referenzwert des mindestens einen Systemparameters ermittelt, misst (d. h. detektiert) das Beleuchtungssystem einen aktuellen Wert des mindestens einen Systemparameters für den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (1030).
  • Das Beleuchtungssystem vergleicht dann den aktuellen Messwert des mindestens einen Systemparameters mit dem gespeicherten Wert des mindestens einen Systemparameters, um herauszufinden, ob der aktuelle Wert (oder die aktuellen Werte) innerhalb eines Fehlerbereichs des Referenzwerts des mindestens einen Systemparameters liegt/liegen (1035).
  • Typischerweise wird der mindestens eine Systemparameter heruntergebrochen auf einen einzigen Wert (beispielsweise eine einzige Spannung oder Stromstärke), der mit einem einzigen Referenzwert verglichen werden kann. Insoweit als mehrere Systemparameter verwendet werden, kann eine kompliziertere Ermittlung stattfinden, um zu ermitteln, ob der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet oder nicht.
  • In einigen Ausgestaltungen kann der Fehlerbereich punktsymmetrisch zu dem Referenzwert angelegt sein, sodass der aktuelle Messwert innerhalb des Fehlerbereichs liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten Bereichs oberhalb oder unterhalb des Referenzwertes liegt. In anderen Ausgestaltungen kann der Fehlerbereich asymmetrisch sein, sodass der aktuelle Messwert innerhalb des Fehlerbereichs liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten ersten Bereichs oberhalb des Referenzwertes oder innerhalb eines davon verschiedenen zweiten Bereichs unterhalb des Referenzwertes liegt.
  • Der Fehlerbereich wird so gewählt, dass er angibt, ob der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet. Der Systemparameter kann zum Beispiel eine Spannung an einem mit dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis in Reihe angeordneten Referenzwiderstand sein. In diesem Fall sollte die Spannung an dem Referenzwiderstand relativ stabil bleiben (plus oder minus einen bestimmten Betrag relativ zu einer Referenzspannung), wenn alle Leuchten in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeiten. Wenn jedoch eine oder mehrere der Leuchten in dem Beleuchtungsschaltkreis ausfällt/ausfallen, wird die Spannung an dem Referenzwiderstand einen Peak in eine derartige Richtung aufweisen, dass die gemessene Spannung an dem Referenzwiderstand um mehr als den Fehlerbereich von einem Referenzwert der Spannung an dem Referenzwiderstand abweicht. Eine ähnliche Auswertung kann vorgenommen werden, wenn der Systemparameter ein Strom an einer Stromleitung ist, mit dem der ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis versorgt wird.
  • Liegt der aktuelle Wert des Systemparameters innerhalb des Fehlerbereichs des Referenzwertes des Systemparameters, stellt das Beleuchtungssystem fest, dass der Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet. In diesem Fall aktualisiert das Beleuchtungssystem den Referenzwert des Soll-Systemparameters (1040). Diese Aktualisierung wird durchgeführt, da ein Erwartungswert des Soll-Systemparameters sich über einen Zeitraum hinweg geringfügig verändern kann, da das Beleuchtungssystem altert. Wenn der Systemparameter beispielsweise ein durch eine Stromleitung zu dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis fließender Strom ist, wäre zu erwarten, dass ein durch die Stromleitung fließender sogenannter Normalstrom über einen Zeitraum hinweg fluktuiert, da das ausgewählte Beleuchtungssystem altert. Um genau zu ermitteln, wann der durch die Stromleitung fließende Strom als abnormal zu betrachten ist, muss der erwartete (d. h. gespeicherte) Wert für den Strom aktualisiert werden. Das gleiche trifft zu, wenn der Systemparameter eine Spannung oder irgendein anderer Parameter ist.
  • Das Beleuchtungssystem kann den Referenzwert des Soll-Systemparameters auf verschiedene Art und Weise aktualisieren. Eine Alternative besteht darin, über einen Zeitraum hinweg eine Anzahl von Messwerten für den Soll-Systemparameter zu speichern und entweder für diese Messwerte den Durchschnitt zu bilden oder eine gewichtete Durchschnittsfunktion über diese Messwerte auszuführen. Das Beleuchtungssystem kann beispielsweise die letzten 20 Messwerte für den Soll-Systemparameter speichern und diese 20 Messwerte verwenden, um einen neuen gespeicherten Referenzwert für den Soll-Systemparameter zu erzeugen. Falls das Beleuchtungssystem erstmals eingeschaltet wird, kann es einen Standardwert oder einen hinterlegten Wert für den Soll-Systemparameter verwenden und eine Zeitlang in Betrieb sein, ohne Entscheidungen darüber zu treffen, ob ein Fehler aufgetreten ist (1035), bis die für eine Aktualisierung des gespeicherten Wertes erforderliche Anzahl an Messwerten ermittelt ist.
  • Wenn der Referenzwert des Soll-Systemparameters aktualisiert ist (1040), wird der aktualisierte Referenzwert des Soll-Systemparameters in einer Art Speicher gespeichert (1045). Dieser neu abgespeicherte Wert kann dann in Zukunft verwendet werden, wenn der Betrieb für den Jten Beleuchtungsschaltkreis neu gestartet werden muss. Während der aktualisierte Referenzwert in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert ist, kann das Beleuchtungssystem (z. B. eine Steuerung) diesen aktualisierten Referenzwert in einem flüchtigen Speicher behalten, wo er für eine zukünftige Ermittlung verwendbar ist.
  • Nachdem der aktualisierte Referenzwert des Soll-Systemparameters in dem Speicher gespeichert ist (1045), misst das Beleuchtungssystem einen neuen aktuellen Wert des Systemparameters für den Jten Beleuchtungsschaltkreis (1030) und fährt mit dem Überwachungsvorgang fort. Auf diese Weise kann der Vorgang des Ermittelns, ob ein Fehler aufgetreten ist, immer wieder wiederholt werden und der Referenzwert des Soll-Systemparameters wird kontinuierlich aktualisiert.
  • Wenn jedoch ermittelt wird, dass ein aktueller Messwert des Soll-Systemparameters außerhalb des Fehlerbereichs des Referenzwertes des Soll-Systemparameters liegt (1035), dann stellt das Beleuchtungssystem fest, dass in dem Jten Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler aufgetreten ist (beispielsweise, wenn eine oder mehrere Leuchten in dem Jten Beleuchtungsschaltkreis nicht mehr korrekt funktionieren), und Schritte werden unternommen, um ein korrektes Funktionieren des Beleuchtungssystems aufrechtzuerhalten.
  • Das Beleuchtungssystem kann dann einem Nutzer eine Fehlermeldung senden, welche anzeigt, dass in dem Jten Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler entdeckt wurde (1050). Diese Fehlermeldung kann darin bestehen, dass ein Alarmgeräusch ausgelöst wird, dass ein Anzeigelicht eingeschaltet wird, dass eine Nachricht per E-Mail, SMS oder ein anderes Benachrichtigungssystem an einen Nutzer gesendet wird, oder in irgendeiner ähnlichen Anzeige, die einen Nutzer darauf aufmerksam macht, dass einige oder alle von den ersten Beleuchtungsschaltkreisen nicht korrekt arbeiten. In manchen Ausgestaltungen kann die erste Fehlermeldung eine Vielzahl erster Fehlermeldungen in verschiedenen Formaten umfassen.
  • Während in manchen Ausgestaltungen auf das Senden einer Fehlermeldung verzichtet wird, kann dieses eine wertvolle Rückmeldung darstellen, die einem Nutzer anzeigt, dass das Beleuchtungssystem gewartet oder ersetzt werden muss.
  • Das Beleuchtungssystem ermittelt dann, ob J gleich der Gesamtzahl verfügbarer Beleuchtungsschaltkreise N ist (1055). Anders gesagt: Das Beleuchtungssystem ermittelt, ob der aktuell ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis (also der Jte Beleuchtungsschaltkreis) der letzte verfügbare Beleuchtungsschaltkreis ist.
  • Ist J ungleich N (d. h. ist der Jte Beleuchtungsschaltkreis nicht der letzte verfügbare Beleuchtungsschaltkreis), setzt das Beleuchtungssystem J gleich J + 1 (1065). Anders gesagt: das Beleuchtungssystem bestimmt einen ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis von den J Beleuchtungsschaltkreisen als den nächsten verfügbaren Beleuchtungsschaltkreis. Wenn es beispielsweise fünf Beleuchtungsschaltkreise gibt und das Beleuchtungssystem aktuell den zweiten Beleuchtungsschaltkreis verwendet, so würde es den Indexwert J so verändern, dass das Beleuchtungssystem nun den dritten Beleuchtungsschaltkreis auswählt.
  • Das Beleuchtungssystem speichert dann den neuen Wert von J als die neue gespeicherte Lichterkennung (1070) und kehrt danach zurück zum Einstellen der Schalter derart, dass der neue Jte Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wird und alle anderen Beleuchtungsschaltkreise nicht ausgewählt werden (1020). Der Betrieb wird von diesem Abschnitt des Vorgangs an normal fortgesetzt.
  • Wird jedoch festgestellt, dass J gleich N ist (nämlich, wenn der Jte Beleuchtungsschaltkreis der letzte verfügbare Beleuchtungsschaltkreis ist), setzt das Beleuchtungssystem J gleich 1 (1060). In anderen Worten: Das Beleuchtungssystem bestimmt als ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis wieder den ersten Beleuchtungsschaltkreis. Dies hat den Nachteil, dass an diesem Punkt im Ablauf bereits festgestellt wurde, dass der erste Beleuchtungsschaltkreis einen Fehler aufweist. Wenn das Beleuchtungssystem an diesem Punkt jedoch weder repariert noch ersetzt worden ist, bleibt keine andere Wahl als ein Beleuchtungssystem, das bereits eine oder mehrere defekte Leuchten aufweist.
  • Wenn der Wert von J auf 1 gesetzt worden ist, speichert das Beleuchtungssystem den neuen Wert von J in dem Speicher als die neue gespeicherte Lichtkennung (1070) und kehrt dann zurück, um die Schalter so einzustellen, dass der neue Jte Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wird und alle anderen Beleuchtungsschaltkreise nicht ausgewählt werden (1020). Der Betrieb wird von diesem Abschnitt des Vorgangs an normal fortgesetzt.
  • Um eine Dauerrotationsschleife zwischen den N Beleuchtungsschaltkreisen zu verhindern, sollte das Beleuchtungssystem ein Mittel aufweisen, um anzuzeigen, dass in dem aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis (d. h. dem Jten Beleuchtungsschaltkreis) ein Fehler aufgetreten ist, und entweder den gespeicherten Referenzwert für den Soll-Systemparameter so zu verändern, dass der zuvor detektierte Fehler erfasst ist, oder den Vergleich des aktuellen Messwerts des Soll-Systemparameters mit dem gespeicherten Referenzwert des Soll-Systemparameters zu stoppen.
  • In manchen Ausgestaltungen kann es möglich sein, das Ausmaß der Beeinträchtigung in einem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis zu bestimmen (d. h. wie viele einzelne Leuchten in dem ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis ausgefallen sind). Wenn das der Fall ist, kann eventuell zwischen den N Beleuchtungsschaltkreisen rotiert werden, um denjenigen Beleuchtungsschaltkreis auszuwählen, der noch die größte Anzahl funktionstüchtiger Leuchten aufweist.
  • Ermitteln einer Lichtkennung
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm 1010, welches den Prozess des Ermittelns einer Lichtkennung für eine ausgewählte Leuchte aus 10 beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen.
  • Wie in 11 gezeigt, beginnt der Prozess 1010 mit einer Ermittlung, ob das Beleuchtungssystem eine hinterlegte Lichtkennung für das Beleuchtungssystem aufweist (1110). War das Beleuchtungssystem zuvor bereits in Betrieb, war aber eine Zeitlang abgeschaltet, kann es bereits eine hinterlegte Lichtkennung aufweisen, um einen aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis zu identifizieren. Wenn das Beleuchtungssystem sich beispielsweise an einem Fahrzeug befindet, kann dies der Fall sein, wenn das Fahrzeug nach einem vorhergehenden Betrieb neu gestartet wird.
  • Weist das Beleuchtungssystem keine hinterlegte Lichtkennung auf, um einen aktuell ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis zu identifizieren (d. h. wird das Beleuchtungssystem erstmals betrieben), dann setzt das Beleuchtungssystem den Wert der Lichtkennung auf 1 und speichert diesen Wert in einem nichtflüchtigen Speicher (1020).
  • Das Beleuchtungssystem ruft dann die gespeicherte Lichtkennung für den ausgewählten Beleuchtungsschaltkreis aus dem Speicher ab (1030). In manchen Ausgestaltungen, bei denen das Beleuchtungssystem gerade einen Standardwert von 1 für die Lichtkennung neu gespeichert hat (d. h., dass der erste Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wird), kann das Beleuchtungssystem die Lichtkennung einfach aus einem flüchtigen Speicher abrufen, wo sie soeben gespeichert wurde. In anderen Situationen kann das Beleuchtungssystem die gespeicherte Lichtkennung aus einem nichtflüchtigen Speicher abrufen.
  • Wenn das Beleuchtungssystem jedoch feststellt, dass es eine im Speicher hinterlegte Lichtkennung für das Beleuchtungssystem zur Verfügung hat (1010), wird es als nächstes die hinterlegte Lichtkennung direkt aus dem Speicher (meist einem nichtflüchtigen Speicher) abrufen (1030).
  • Auf diese Weise kann das Beleuchtungssystem auch dann eine Lichtkennung bestimmen, wenn aktuell keine existierende Lichtkennung im Speicher hinterlegt ist.
  • Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems - viertes offenbartes Ausführungsbeispiel
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen weiteren alternativen Betrieb 1200 eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen. Bei dem selbstreparierenden Beleuchtungssystem für diesen alternativen Betrieb 1200 weist das Beleuchtungssystem eine Vielzahl paralleler Beleuchtungsschaltkreise auf, welche zwischen einer Energiequelle und einer Masse in Reihe angeordnet sind. (Ein Wert N bezieht sich auf die Anzahl der Vielzahl von Beleuchtungspaaren.) Jeder der parallelen Beleuchtungsschaltkreise weist zwei Leuchten auf, die schließlich durch Betätigung von Schaltern innerhalb des parallelen Beleuchtungsschaltkreises ausgewählt werden können. Auf diese Weise kann jeder parallele Beleuchtungsschaltkreis einzeln gesteuert werden, um eine der zwei möglichen Leuchten auszuwählen.
  • Wie in 12 gezeigt, startet der Betrieb 1200 mit dem Einschalten des Beleuchtungssystems (1205).
  • Das Beleuchtungssystem ermittelt dann Systeminformationen für das Beleuchtungssystem (1210). In diesen Systeminformationen ist auch enthalten, welche Leuchte in jedem von der Vielzahl von parallelen Beleuchtungsschaltkreisen auszuwählen ist. Als Standard kann das Beleuchtungssystem eine erste Leuchte in jedem von der Vielzahl paralleler Beleuchtungsschaltkreise auswählen. Dies ist der Fall, wenn das Beleuchtungssystem erstmals eingeschaltet wird. Während eines späteren Betriebs des Beleuchtungssystems wird das Beleuchtungssystem jedoch auf gespeicherte Systeminformationen zurückgreifen, anhand deren die aktuell ausgewählte Leuchte in jedem von der Vielzahl paralleler Beleuchtungsschaltkreise identifiziert wird. Wenn das Beleuchtungssystem sich beispielsweise in einem Fahrzeug befindet, kann es sein, dass das Beleuchtungssystem ausgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug ausgeschaltet wird, und wieder eingeschaltet wird, wenn das Fahrzeug wieder eingeschaltet wird.
  • Sobald das Beleuchtungssystem die Systeminformationen ermittelt hat, stellt es Schalter in jedem von der Vielzahl N von parallelen Beleuchtungsschaltkreisen entsprechend den Systeminformationen ein (1215). Indem die Schalter den ermittelten Systeminformationen entsprechend eingestellt werden, sorgt das Beleuchtungssystem dafür, dass in einem jeweiligen von den parallelen Beleuchtungsschaltkreisen eine der Leuchten mit Energie versorgt wird, und es verhindert, dass die andere Leuchte in einem jeweiligen parallelen Beleuchtungsschaltkreis mit Energie versorgt wird. Während dieser Vorgang sich darauf bezieht, dass zum Auswählen einzelner Leuchten in jedem von der Vielzahl paralleler Beleuchtungsschaltkreise Schalter verwendet werden, können in anderen Ausgestaltungen andere Möglichkeiten des Auswählens einer Leuchte in jedem von der Vielzahl paralleler Beleuchtungsschaltkreise angewendet werden.
  • Nachdem die parallelen Beleuchtungsschaltkreise so gesteuert worden sind, dass in jedem der parallelen Beleuchtungsschaltkreise eine der Leuchten ausgewählt wurde, setzt das Beleuchtungssystem einen Indexwert K gleich 1 (1220). Dieser Indexwert K wird verwendet, um einen parallelen Beleuchtungsschaltkreis zu identifizieren, der aktuell analysiert wird.
  • Das Beleuchtungssystem ermittelt dann eine Referenzschaltkreisspannung für den Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis (1225). Diese Referenzschaltkreisspannung ist eine Spannung an dem parallelen Beleuchtungsschaltkreis, die einer Spannung an einer ausgewählten Leuchte in dem parallelen Beleuchtungsschaltkreis entspricht. Diese Referenzschaltkreisspannung dient als Referenzwert, anhand dessen ermittelt werden kann, ob der aktuell ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis (d.h. der Kte parallele Beleuchtungsschaltkreis) korrekt arbeitet. Dieser Prozess ist vergleichbar mit dem ähnlichen Prozess 715, der oben in Bezug auf 7 beschrieben wurde. Der in 8 gezeigte Prozess beschreibt in ähnlicher Weise den Prozess 1225.
  • Wie in oben beschriebenen Ausgestaltungen kann dieser Referenzwert ein Standardwert sein oder er kann ein gespeicherter Wert sein, der aus einem früheren Betrieb in einem Speicher hinterlegt ist. In manchen Ausgestaltungen kann das Beleuchtungssystem eine Zeitlang in Betrieb sein, damit das Beleuchtungssystem einen gespeicherten Wert oder einen Standardwert so anpassen kann, dass ein aktueller Betriebszustand des Beleuchtungssystems erfassbar ist.
  • Sobald der Referenzwert des mindestens einen Systemparameters ermittelt ist, misst (d. h. detektiert) das Beleuchtungssystem einen aktuellen Wert einer Schaltkreisspannung für den ausgewählten parallelen Beleuchtungsschaltkreis (d. h. den Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis) (1230).
  • Das Beleuchtungssystem vergleicht dann den aktuellen Messwert der Schaltkreisspannung für den Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis mit dem gespeicherten Wert der Schaltkreisspannung für den Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis, um herauszufinden, ob der aktuelle Wert innerhalb eines Fehlerbereichs des Referenzwerts der Schaltkreisspannung liegt (1235).
  • In einigen Ausgestaltungen kann der Fehlerbereich punktsymmetrisch um den Referenzwert angeordnet sein, sodass der aktuelle Messwert der Schaltkreisspannung innerhalb des Fehlerbereichs liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten Bereichs oberhalb oder unterhalb des Referenzwertes der Schaltkreisspannung liegt. In anderen Ausgestaltungen kann der Fehlerbereich asymmetrisch sein, sodass der aktuelle Messwert der Schaltkreisspannung innerhalb des Fehlerbereichs liegt, wenn er innerhalb eines bestimmten ersten Bereichs oberhalb des Referenzwertes der Schaltkreisspannung oder innerhalb eines davon verschiedenen zweiten Bereichs unterhalb des Referenzwertes der Schaltkreisspannung liegt.
  • Der Fehlerbereich ist so gewählt, dass er angibt, ob der ausgewählte parallele Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet. Die Schaltkreisspannung an dem parallelen Beleuchtungsschaltkreis sollte in Bezug auf eine Referenzschaltkreisspannung relativ stabil bleiben (plus oder minus einen bestimmten Betrag), wenn die ausgewählte Leuchte in dem aktuellen parallelen Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet. Weist die ausgewählte Leuchte in dem aktuellen parallelen Beleuchtungsschaltkreis jedoch eine Funktionsstörung auf, wird dies bei der gemessenen Schaltkreisspannung an dem ausgewählten parallelen Beleuchtungsschaltkreis zu einem Peak in eine derartige Richtung führen, dass die gemessene Schaltkreisspannung an dem parallelen Beleuchtungsschaltkreis um mehr als den Fehlerbereich von einem Referenzwert der Schaltkreisspannung abweicht.
  • Liegt der aktuelle Messwert der Schaltkreisspannung des Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreises innerhalb des Fehlerbereichs des Referenzwertes der Schaltkreisspannung des Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreises, so stellt das Beleuchtungssystem fest, dass der parallele Beleuchtungsschaltkreis korrekt arbeitet. In diesem Fall wird das Beleuchtungssystem den Referenzwert der Soll-Schaltkreisspannung des Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreises aktualisieren (1240). Diese Aktualisierung wird durchgeführt, weil ein Erwartungswert der Schaltkreisspannung über einen Zeitraum hinweg etwas variieren kann, da der parallele Beleuchtungsschaltkreis altert. Insbesondere ist zu erwarten, dass eine sogenannte normale Schaltkreisspannung an dem Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis über einen Zeitraum hinweg fluktuiert, da der ausgewählte parallele Beleuchtungsschaltkreis altert. Um korrekt zu ermitteln, ab wann die Schaltkreisspannung an dem ausgewählten parallelen Beleuchtungsschaltkreis als abnormal gelten sollte, muss der erwartete (d.h. gespeicherte) Wert für die Schaltkreisspannung aktualisiert werden.
  • Das Beleuchtungssystem kann den Referenzwert der Schaltkreisspannung des Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreises auf verschiedene Art und Weise aktualisieren. Eine Alternative besteht darin, eine Anzahl von Messwerten der Schaltkreisspannung über einen Zeitraum hinweg zu speichern und dann entweder einen Durchschnitt dieser Messwerte zu bilden oder eine gewichtete Durchschnittsfunktion über diese Messwerte auszuführen. Das Beleuchtungssystem könnte beispielsweise die letzten 20 Messwerte für die Schaltkreisspannung des Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreises speichern und dann diese 20 Messwerte verwenden, um einen neuen gespeicherten Referenzwert für die Schaltkreisspannung zu erzeugen. Falls das Beleuchtungssystem neu in Betrieb genommen wird, kann es einen Standardwert oder einen gespeicherten Wert für die Schaltkreisspannung verwenden und eine Zeitlang in Betrieb sein, ohne Entscheidungen darüber zu treffen, ob ein Fehler aufgetreten ist (1235), bis die zur Aktualisierung des gespeicherten Wertes der Schaltkreisspannung erforderliche Anzahl von Messwerten ermittelt worden ist.
  • Sobald der Referenzwert der Schaltkreisspannung des Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreises aktualisiert ist (1240), wird der aktualisierte Referenzwert der Schaltkreisspannung des Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreises in einer Art Speicher hinterlegt (1245). Dieser neu hinterlegte Wert kann dann in Zukunft verwendet werden, wenn der Betrieb für das Beleuchtungssystem neu gestartet werden muss. Während der aktualisierte Referenzwert in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wird, kann das Beleuchtungssystem (z. B. eine Steuerung) den aktualisierten Referenzwert in einem flüchtigen Speicher aufbewahren, wo er für eine zukünftige Ermittlung verwendbar ist.
  • Nachdem der aktualisierte Referenzwert der Schaltkreisspannung in dem Speicher hinterlegt worden ist (1245), muss das Beleuchtungssystem als nächstes den nächsten parallelen Beleuchtungsschaltkreis überwachen. Daher ermittelt das Beleuchtungssystem dann, ob K gleich N ist (d. h. die Gesamtzahl paralleler Beleuchtungsschaltkreise in dem Beleuchtungssystem) (1250). Anders gesagt: Das Beleuchtungssystem ermittelt, ob der aktuell ausgewählte parallele Beleuchtungsschaltkreis der letzte verfügbare Beleuchtungsschaltkreis in dem Beleuchtungssystem ist.
  • Ist der Wert von K ungleich N (d. h. kleiner als N), setzt das Beleuchtungssystem K gleich K + 1 (1255). Dadurch wird ein ausgewählter paralleler Beleuchtungsschaltkreis zu dem nächsten parallelen Beleuchtungsschaltkreis in dem Beleuchtungssystem weiterbewegt. Wenn beispielsweise zuvor der dritte parallele Beleuchtungsschaltkreis der aktuell ausgewählte Beleuchtungsschaltkreis war, würde das Beleuchtungssystem K von einem Wert von 3 auf einen Wert von 4 ändern. Dies würde das Beleuchtungssystem dazu veranlassen, den vierten parallelen Beleuchtungsschaltkreis zur Bewertung auszuwählen.
  • Ist der Wert von K gleich N, kehrt das Beleuchtungssystem zurück und setzt K gleich 1 (1220). Dadurch wird die Auswahl eines parallelen Beleuchtungsschaltkreises zu dem ersten parallelen Beleuchtungsschaltkreis zurückbewegt.
  • Nachdem das Beleuchtungssystem K inkrementiert hat (1255) oder K gleich 1 gesetzt hat (1220), ermittelt es einen Referenzwert für die Schaltkreisspannung für den neu ausgewählten Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis (1225), misst einen aktuellen Wert der Schaltkreisspannung für den neu ausgewählten Kten Beleuchtungsschaltkreis (1230) und setzt den Überwachungsprozess fort. Auf diese Weise kann das Beleuchtungssystem immer wieder jeden der N parallelen Beleuchtungsschaltkreise durchgehen, um zu ermitteln, ob in einem von der Vielzahl paralleler Beleuchtungsschaltkreise ein Fehler aufgetreten ist, und die Referenzwerte der Schaltkreisspannungen für jeden der parallelen Beleuchtungsschaltkreise können kontinuierlich aktualisiert werden.
  • Wird jedoch ermittelt, dass ein aktueller Messwert der Schaltkreisspannung für den Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis außerhalb des Fehlerbereichs des Referenzwertes der Schaltkreisspannung für den Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis liegt (1235), dann stellt das Beleuchtungssystem fest, dass in dem Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler aufgetreten ist (beispielsweise, wenn die ausgewählte Leuchte in dem Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis nicht mehr korrekt funktioniert), und Schritte werden unternommen, um einen korrekten Betrieb des Beleuchtungssystems aufrechtzuerhalten.
  • Insbesondere wird das Beleuchtungssystem die Schalter in dem Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis so einstellen, dass die andere Leuchte in dem Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt wird (1260). Wenn beispielsweise die ausgewählte Leuchte die erste Leuchte war, richtet das Beleuchtungssystem die Schalter in dem Kten parallelen Beleuchtungssystem so ein, dass die zweite Leuchte mit Energie versorgt wird und ein Energiefluss zu der defekten ersten Leuchte verhindert wird.
  • Das Beleuchtungssystem kann dann einem Nutzer eine Fehlermeldung senden, um anzuzeigen, dass in dem Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler gefunden wurde (1265). Diese Fehlermeldung kann im Auslösen eines Alarmgeräuschs, im Einschalten einer Anzeigeleuchte, in einer per E-Mail, SMS oder mittels eines anderen Benachrichtigungssystems an einen Nutzer gesendeten Nachricht oder in irgendeiner ähnlichen Benachrichtigung bestehen, die einen Nutzer darauf aufmerksam macht, dass einige oder alle ersten Beleuchtungsschaltkreise nicht mehr korrekt arbeiten. In manchen Ausgestaltungen kann die Fehlermeldung eine Vielzahl von Fehlermeldungen in verschiedenen Formaten umfassen.
  • Zwar kann in einigen Ausgestaltungen auf das Senden von Fehlermeldungen verzichtet werden, dieses kann jedoch eine wertvolle Rückmeldung an einen Nutzer darstellen, welche anzeigt, dass das Beleuchtungssystem gewartet oder ersetzt werden sollte.
  • Das Beleuchtungssystem ermittelt dann als nächstes, ob K gleich N ist (1250) passt den Wert von K entsprechend an und fährt dann fort, indem es den nächsten parallelen Beleuchtungsschaltkreis überwacht.
  • Um eine Dauerrotationsschleife zwischen den beiden Leuchten in einem gegebenen parallelen Beleuchtungsschaltkreis zu vermeiden, sollte das Beleuchtungssystem Mittel aufweisen, um anzuzeigen, dass bei einer der Leuchten in einem gegebenen parallelen Beleuchtungsschaltkreis ein Fehler aufgetreten ist, und entweder den gespeicherten Referenzwert für den Soll-Systemparameter so zu ändern dass der zuvor detektierte Fehler erfasst wird, oder den Vergleich des aktuellen Messwerts der Schaltkreisspannung für den Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis mit dem gespeicherten Referenzwert der Schaltkreisspannung für den Kten parallelen Beleuchtungsschaltkreis zu stoppen.
  • Während in der oben genannten Ausgestaltung jeder von den parallelen Beleuchtungsschaltkreisen zwei Leuchten aufweist, die durch Betätigen von Schaltern in dem parallelen Beleuchtungsschaltkreis ausgewählt werden, können in alternativen Ausgestaltungen parallele Beleuchtungsschaltkreise zum Einsatz kommen, die drei oder mehr auswählbare Leuchten aufweisen. Auf diese Weise kann jeder parallele Beleuchtungsschaltkreis einzeln so gesteuert werden, dass eine von drei oder mehr möglichen Leuchten ausgewählt wird. Dadurch kann das Beleuchtungssystem flexibler werden, da mehr als eine Leuchte in jedem Beleuchtungsschaltkreis ausfallen kann, bevor das gesamte Beleuchtungssystem einen Beleuchtungsausfall erleidet.
  • Gewinnen von Systeminformationen
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Prozess 1210 einer Ermittlung von Systeminformationen aus 12 beschreibt, gemäß offenbarten Ausgestaltungen.
  • Wie in 13 gezeigt, startet der Prozess 1210 mit einer Ermittlung, ob das Beleuchtungssystem eine hinterlegte Systeminformation für das Beleuchtungssystem aufweist (1210). Wie oben angemerkt, kann hierzu die Systeminformation gehören, welche Leuchte bei jedem von einer Vielzahl von Beleuchtungspaaren in dem Beleuchtungssystem ausgewählt ist. Das Beleuchtungssystem kann bereits eine hinterlegte Systeminformation aufweisen, wenn das Beleuchtungssystem zuvor schon betrieben wurde, jedoch eine Zeitlang ausgeschaltet war. Wenn das Beleuchtungssystem sich beispielsweise an einem Fahrzeug befindet, kann dies der Fall sein, wenn das Fahrzeug nach vorherigem Betrieb neugestartet wird.
  • Weist das Beleuchtungssystem keine hinterlegten Systeminformationen auf (beispielsweise, wenn das Beleuchtungssystem erstmals betrieben wird), so wird das Beleuchtungssystem die Beleuchtungsinformationen auf einen Basiswertesatz einstellen und diese Basiswerte in einem nichtflüchtigen Speicher speichern (1220). In einer Ausgestaltung können die Basiswerte für die gespeicherten Systeminformationen anzeigen, dass für jedes von der Vielzahl von Beleuchtungspaaren eine erste Leuchte aus dem Leuchtenpaar ausgewählt ist.
  • Das Beleuchtungssystem ruft dann die gespeicherten Systeminformationen aus dem Speicher ab (1230). In manchen Ausgestaltungen, in denen das Beleuchtungssystem die Systeminformationen gerade als Standardwerte neu abgespeichert hat, kann das Beleuchtungssystem die Systeminformationen einfach von einem flüchtigen Speicher abrufen, wo diese gerade eingestellt wurden. In anderen Situationen kann das Beleuchtungssystem die gespeicherten Systeminformationen von einem nichtflüchtigen Speicher abrufen.
  • Wenn das Beleuchtungssystem jedoch feststellt, dass es gespeicherte Systeminformationen für das Beleuchtungssystem in seinem Speicher zur Verfügung hat (1210), so wird das Beleuchtungssystem als nächstes die gespeicherten Systeminformationen direkt von dem Speicher (im Allgemeinen einem nichtflüchtigen Speicher) abrufen (1230).
  • Auf diese Weise kann das Beleuchtungssystem die korrekten Systeminformationen sogar dann ermitteln, wenn aktuell keine existierenden Systeminformationen in dem Speicher hinterlegt sind.
  • Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems - alternative Ausgestaltungen
  • Während im Vorhergehenden einige spezifische Ausgestaltungen eines Verfahrens zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems offenbart sind, sind diese lediglich beispielhaft zu verstehen. In alternativen Ausgestaltungen können verschiedene Aspekte von jeder der oben offenbarten Ausgestaltungen kombiniert werden.
  • Schlussbemerkung
  • Die vorliegende Offenbarung ist dazu vorgesehen zu erläutern, wie verschiedene Ausgestaltungen gemäß der Erfindung realisiert und verwendet werden können, wodurch weder der korrekte, klare und beabsichtigte Umfang noch der korrekte, klare und beabsichtigte Inhalt der Erfindung beschränkt sein soll. Die vorhergehende Beschreibung soll weder erschöpfend sein, noch soll sie die Erfindung auf die genaue Form begrenzen, die offenbart wird. Im Hinblick auf die obige Lehre sind Abwandlungen und Variationen möglich. Die Ausgestaltungen wurden so ausgewählt und beschrieben, dass eine optimale Illustration der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung gegeben ist und dass ein Fachmann die Erfindung in verschiedenen Ausgestaltungen und mit verschiedenen, auf die beabsichtigte spezifische Verwendung zugeschnittenen Abwandlungen nutzen kann. Alle derartigen Abwandlungen und Variationen durch den durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfang der Erfindung abgedeckt, wobei die Ansprüche während der Anhängigkeit dieser Patentanmeldung - und all ihrer Äquivalente - geändert werden können, indem sie in der ihnen aufgrund von Fairness, Rechtmäßigkeit und Gleichwertigkeit zustehenden Breite interpretiert werden. Die verschiedenen oben beschriebenen Schaltkreise können je nach Bedarf und Ausgestaltung als separate oder integrierte Schaltkreise implementiert sein.

Claims (24)

  1. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem, welches umfasst: eine mit einem Stromknoten verbundene Stromleitung; einen mit einem Masseknoten verbundenen Masseleiter; einen ersten Beleuchtungsschaltkreis, der zwischen dem Stromknoten und dem Masseknoten angeordnet ist, wobei der erste Beleuchtungsschaltkreis eine Vielzahl in Reihe zueinander angeordneter erster lichtemittierender Dioden sowie einen mit der Vielzahl erster lichtemittierender Dioden in Reihe angeordneten ersten Schalter aufweist; einen zweiten Beleuchtungsschaltkreis, der zwischen dem Stromknoten und dem Masseknoten angeordnet ist, wobei der zweite Beleuchtungsschaltkreis eine Vielzahl in Reihe zueinander angeordneter zweiter lichtemittierender Dioden sowie einen mit der Vielzahl zweiter lichtemittierender Dioden in Reihe angeordneten zweiten Schalter aufweist; einen Detektor, welcher zur Detektion eines Betriebsparameters des selbstreparierenden Beleuchtungssystems vorgesehen ist; eine lokale Steuerung, welche dazu vorgesehen ist, den ersten und den zweiten Schalter in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter zu betreiben, wobei der Betriebsparameter einer der folgenden Parameter ist: ein Spannungsabfall an der Stromleitung, dem Masseleiter, dem ersten Beleuchtungsschaltkreis oder dem zweiten Beleuchtungsschaltkreis, oder ein durch die Stromleitung, den Masseleiter, den ersten Beleuchtungsschaltkreis oder den zweiten Beleuchtungsschaltkreis fließender Strom.
  2. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei der Detektor des Weiteren aufweist: einen entweder an der Stromleitung zwischen dem Stromknoten und einer Energiequelle oder an dem Masseleiter zwischen dem Masseknoten und einer Massespannung ausgebildeten Sensorwiderstand, wobei die lokale Steuerung ferner dazu vorgesehen ist, einen Spannungsabfall an dem Sensorwiderstand auf Basis einer ersten Spannung an einem ersten Anschluss des Sensorwiderstands und einer zweiten Spannung an einem zweiten Anschluss des Sensorwiderstands zu bestimmen.
  3. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei der Detektor des Weiteren aufweist: einen entweder an der Stromleitung zwischen dem Stromknoten und einer Energiequelle oder an dem Masseleiter zwischen dem Masseknoten und einer Massespannung ausgebildeten Stromdetektor, wobei der Stromdetektor im Betrieb zur Detektion eines von der Energiequelle zur Masse fließenden Stroms vorgesehen ist.
  4. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, welches ferner aufweist: einen dritten Beleuchtungsschaltkreis, welcher zwischen dem Stromknoten und dem Masseknoten angeordnet ist, wobei der dritte Beleuchtungsschaltkreis eine Vielzahl zueinander in Reihe geschalteter dritter lichtemittierender Dioden sowie einen mit der Vielzahl dritter lichtemittierender Dioden in Reihe angeordneten dritten Schalter aufweist; wobei die lokale Steuerung des Weiteren dazu vorgesehen ist, den dritten Schalter in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter zu betreiben.
  5. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei die lokale Steuerung ferner dazu vorgesehen ist, den ersten Schalter zu schließen und den zweiten Schalter zu öffnen, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter innerhalb eines Fehlerbereichs von Werten liegt; und den ersten Schalter zu öffnen und den zweiten Schalter zu schließen, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  6. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 5, wobei die lokale Steuerung ferner dazu vorgesehen ist, eine Fehlermeldung an eine externe Steuerung zu übermitteln, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  7. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei die lokale Steuerung einen Speicher aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, den das selbstreparierende Beleuchtungssystem betreffenden detektierten Betriebsparameter zu speichern.
  8. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem, welches umfasst: eine mit einem Stromknoten verbundene Stromleitung; einen mit einem Masseknoten verbundenen Masseleiter; eine Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen, welche zwischen dem Stromknoten und dem Masseknoten in Reihe zueinander angeordnet sind, wobei jeder Beleuchtungsschaltkreis eine erste lichtemittierende Diode und einen ersten Schalter aufweist, welche in Reihe zueinander zwischen einem Eingangsknoten des Beleuchtungsschaltkreises und einem Ausgangsknoten des Beleuchtungsschaltkreises angeordnet sind, eine zweite lichtemittierende Diode und einen zweiten Schalter aufweist, welche in Reihe zueinander zwischen dem Eingangsknoten und dem Ausgangsknoten angeordnet sind, wobei die zweite lichtemittierende Diode und der zweite Schalter parallel mit der ersten lichtemittierenden Diode und dem ersten Schalter angeordnet sind, sowie einen Spannungsdetektor aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, einen Spannungsabfall an der ersten lichtemittierenden Diode zu detektieren und ein Spannungssignal zu erzeugen; und eine lokale Steuerung aufweist, welche dazu vorgesehen ist, den ersten und den zweiten Schalter in einem jeweiligen Beleuchtungsschaltkreis in Abhängigkeit von der Vielzahl von Spannungsabfällen in der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen zu betreiben.
  9. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, wobei der Spannungsdetektor in jedem Beleuchtungsschaltkreis ferner aufweist: einen ersten Spannungsdetektor, welcher dazu vorgesehen ist, eine erste Spannung an einem ersten Anschluss der ersten lichtemittierenden Diode zu detektieren, sowie einen zweiten Spannungsdetektor, welcher dazu vorgesehen ist, eine zweite Spannung an einem zweiten Anschluss der ersten lichtemittierenden Diode zu detektieren, wobei die lokale Steuerung auch dazu vorgesehen ist, anhand der ersten Spannung und der zweiten Spannung einen Spannungsabfall an der ersten Leuchte zu bestimmen.
  10. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, wobei jeder Beleuchtungsschaltkreis des Weiteren eine dritte lichtemittierende Diode und einen dritten Schalter aufweist, die zwischen dem Eingangsknoten und dem Ausgangsknoten in Reihe angeordnet sind, wobei die dritte lichtemittierende Diode und der dritte Schalter sowohl zu der ersten lichtemittierenden Diode und dem ersten Schalter als auch zu der zweiten lichtemittierenden Diode und dem zweiten Schalter parallel angeordnet sind und die lokale Steuerung des Weiteren dazu vorgesehen ist, den dritten Schalter in einem jeweiligen der Beleuchtungsschaltkreise in Abhängigkeit von der Vielzahl von Spannungsabfällen in der Vielzahl von Beleuchtungsschaltkreisen zu betreiben.
  11. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, wobei die lokale Steuerung einen Speicher aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, das selbstreparierende Beleuchtungssystem betreffende Systemparameter zu speichern.
  12. Selbstreparierendes Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, wobei die lokale Steuerung ferner dazu vorgesehen ist, eine Fehlermeldung an eine externe Steuerung zu übermitteln, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  13. Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems, mit einem ersten Satz lichtemittierender Dioden, welcher parallel mit einem zweiten Satz lichtemittierender Dioden angeordnet ist, wobei das Verfahren aufweist: - Einstellen eines ersten Schalters derart, dass er bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems geschlossen ist, sodass der erste Satz lichtemittierender Dioden mit Strom aus einer Stromleitung versorgt wird; - Einstellen eines zweiten Schalters derart, dass er bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems geöffnet ist, wodurch der zweite Satz lichtemittierender Dioden nicht mit Energie von der Stromleitung versorgt wird; - Messen eines ersten Betriebsparameters des selbstreparierenden Beleuchtungssystems; - Ermitteln, ob der gemessene erste Betriebsparameter innerhalb eines Fehlerbereichs von Werten liegt; Einstellen des zweiten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass der gemessene erste Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der zweite Schalter geschlossen wird, wodurch der zweite Leuchtensatz mit Energie von der Stromleitung versorgt wird; und Einstellen des ersten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass der gemessene erste Parameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der erste Schalter geöffnet ist, sodass dem ersten Leuchtensatz keine Energie von der Stromleitung zur Verfügung gestellt wird, wobei der erste Betriebsparameter ein Spannungsabfall zumindest an einem Teil der Stromleitung, des Masseleiters, des ersten Beleuchtungsschaltkreises oder des zweiten Beleuchtungsschaltkreises, oder ein durch die Stromleitung, den Masseleiter, den ersten Beleuchtungsschaltkreis oder den zweiten Beleuchtungsschaltkreis fließender Strom ist.
  14. Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 13, welches ferner aufweist: - Übermitteln einer Fehlermeldung an eine externe Steuerung, wenn ermittelt wird, dass der erste Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  15. Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 13, welches ferner aufweist: - Festlegen des Fehlerbereichs von Werten als Basiswertebereich bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems; - Bestimmen eines revidierten Wertebereichs auf Basis des Fehlerbereichs von Werten und des gemessenen Betriebsparameters; Einstellen des Fehlerbereichs von Werten so, dass er dem revidierten Wertebereich entspricht; und bei jeder Messung des Betriebsparameters: Wiederholen der Vorgänge des Bestimmens eines revidierten Wertebereichs und des Einstellens des Fehlerbereichs von Werten derart, dass er dem revidierten Wertebereich entspricht.
  16. Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 15, welches ferner aufweist: Speichern einer Vielzahl von gemessenen Betriebsparametern über einen Zeitraum hinweg; und Bestimmen des revidierten Wertebereichs auf Basis des Fehlerbereichs von Werten und der Vielzahl von gemessenen Betriebsparametern.
  17. Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 13, wobei der Vorgang des Messens des ersten Betriebsparameters wiederholt wird.
  18. Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 13, welches ferner aufweist: - Ermitteln, ob der gemessene Betriebsparameter innerhalb eines Wartungsbereichs von Werten liegt, wobei der Wartungsbereich von Werten innerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt; und - Übermitteln einer Wartungsbenachrichtigung an eine externe Steuerung, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsparameter außerhalb des Wartungsbereichs von Werten, jedoch innerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt.
  19. Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 13, welches ferner aufweist: - Messen von zweiten bis Nten Betriebsparametern des selbstreparierenden Beleuchtungssystems, wobei die ersten bis Nten Betriebsparameter jeweils Spannungsabfälle an ersten bis Nten lichtemittierenden Dioden in dem ersten Beleuchtungsschaltkreis sind; - Ermitteln, ob einer oder mehrere der gemessenen ersten bis Nten Betriebsparameter innerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt/liegen; - Einstellen des zweiten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass einer oder mehrere der gemessenen ersten bis Nten Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt/liegen, der zweite Schalter geschlossen wird, wodurch der zweite Leuchtensatz mit Energie von der Stromleitung versorgt wird; und - Einstellen des ersten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass einer oder mehrere der gemessenen ersten bis Nten Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt/liegen, der erste Schalter geöffnet wird, sodass der erste Satz lichtemittierender Dioden nicht mit Energie von der Stromleitung versorgt wird, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist.
  20. Verfahren zum Betrieb eines selbstreparierenden Beleuchtungssystems mit ersten bis Nten Sätzen von lichtemittierenden Dioden, die jeweils parallel angeordnet sind, wobei das Verfahren aufweist: - Einstellen eines ersten Schalters derart, dass er bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems geschlossen ist, wodurch ein erster Satz lichtemittierender Dioden mit Energie von einer Stromleitung versorgt wird; - Einstellen von zweiten bis Nten Schaltern derart, dass sie bei Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems geöffnet sind, wodurch die zweiten bis Nten Sätze lichtemittierender Dioden nicht mit Energie von der Stromleitung versorgt werden; - Setzen eines Beleuchtungszählers J auf 1; - Messen eines Betriebsparameters des selbstreparierenden Beleuchtungssystems; - Ermitteln, ob der gemessene Betriebsparameter innerhalb eines Fehlerbereichs von Werten liegt; - Inkrementieren des Beleuchtungszählers J, wenn der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt; - Einstellen des Jten Schalters derart, dass, wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der Jte Schalter geschlossen wird, wodurch der zweite Leuchtensatz mit Energie von der Stromleitung versorgt wird; und - Einstellen der ersten bis (J-1)ten Schalter und der (J+1)ten bis Nten Schalter derart, dass, wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der erste bis (J-1)te Schalter und der (J+1)te bis Nte Schalter geöffnet werden, wodurch der erste bis (J-1)te Satz lichtemittierender Dioden und der (J+1)te bis Nte Satz lichtemittierender Dioden nicht mit Energie von der Stromleitung versorgt werden, wobei N eine ganze Zahl größer als 2 ist, wobei der Betriebsparameter ein Spannungsabfall zumindest an einem Teil der Stromleitung, des Masseleiters, des ersten Beleuchtungsschaltkreises oder des zweiten Schaltkreises, oder ein durch die Stromleitung, den Masseleiter, den ersten Beleuchtungsschaltkreis oder den zweiten Beleuchtungsschaltkreis fließender Strom ist und wobei die Vorgänge des Messens eines Betriebsparameters, des Ermittelns, ob der gemessene Betriebsparameter innerhalb eines Fehlerbereichs von Werten liegt, des Inkrementierens des Beleuchtungszählers J, wenn der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, des Einstellens des Jten Schalters derart, dass wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, der Jte Schalter geschlossen wird, sowie des Einstellens der ersten bis (J-1)ten Schalter und der (J+1)ten bis Nten Schalter derart, dass wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt, die ersten bis (J-1)ten Schalter und die (J+1)ten bis Nten Schalter geöffnet werden, während des gesamten Betriebs des Beleuchtungssystems wiederholt werden.
  21. Verfahren zum Betrieb des selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 20, wobei das Verfahren ferner aufweist: - Übermitteln einer Wartungswarnmeldung an eine externe Steuerung, wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt und dass J < N ist.
  22. Verfahren zum Betrieb des selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 20, wobei das Verfahren ferner aufweist: - Übermitteln einer Fehlermeldung an eine externe Steuerung, wenn ermittelt wird, dass der gemessene Betriebsparameter außerhalb des Fehlerbereichs von Werten liegt und dass J = N ist.
  23. Verfahren zum Betrieb des selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 20, wobei das Verfahren ferner aufweist: - Festlegen des Fehlerbereichs von Werten als Basiswertebereich beim Einschalten des selbstreparierenden Beleuchtungssystems; - Bestimmen eines revidierten Wertebereichs auf Basis des Fehlerbereichs von Werten und des gemessenen Betriebsparameters; - Einstellen des Fehlerbereichs von Werten so, dass er dem revidierten Wertebereich entspricht; und - bei jeder Messung des Betriebsparameters: Wiederholen der Vorgänge des Bestimmens eines revidierten Wertebereichs und des Einstellens des Fehlerbereichs von Werten so, dass dieser dem revidierten Wertebereich entspricht.
  24. Verfahren zum Betrieb des selbstreparierenden Beleuchtungssystems nach Anspruch 20, wobei das Verfahren ferner aufweist: - Speichern einer Vielzahl über einen Zeitraum gemessener Betriebsparameter; und - Bestimmen des revidierten Wertebereichs auf Basis des Fehlerbereichs von Werten und der Vielzahl gemessener Betriebsparameter.
DE112019006826.1T 2019-02-06 2019-12-05 Selbstreparierendes Beleuchtungssystem und Verfahren Pending DE112019006826T5 (de)

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US16/268,689 US11178743B2 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Self-repairing lighting system and method
US16/268,689 2019-02-06
PCT/US2019/064604 WO2020163011A1 (en) 2019-02-06 2019-12-05 Self-repairing lighting system and method

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