DE19844749C1 - Verfahren und Einrichtung zur Spannungsversorgung von Leuchtmitteln bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Spannungsversorgung von Leuchtmitteln bei Kraftfahrzeugen, wobei die Leuchtmittel (5, 6, 7, 8) durch die Spannung eines Bordnetzes (3) des Kraftfahrzeuges erregbar sind, wird dadurch, daß mit einem Spannungsbegrenzer (1) eine, der Nennspannung der Leuchtmittel (5, 6, 7, 8) entsprechende konstante Nennspannung, erzeugt wird, die anstelle der Spannung des Bordnetzes (3) zur Erregung der Leuchtmittel (5, 6, 7, 8) verwendet wird, eine Erhöhung der Zuverlässigkeit und der Verfügbarkeit des Kraftfahrzeuges durch eine Vergrößerung der Lebensdauer der Leuchtmittel erreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Spannungsversorgung von Leuchtmitteln bei Kraftfahrzeugen.

Bei Kraftfahrzeugen werden die Leuchtmittel (Standlicht, Fernlicht, Abblendlicht, Schlußlicht, Bremslicht) bedarfswei­ se mit der Hilfe von Schaltern an das Bordnetz angeschaltet, dessen Spannung üblicherweise eine Gleichspannung von 24 V ist.

Kraftfahrzeuge für den Fahrgastbetrieb, beispielsweise Omni­ busse oder dgl., sollen eine möglichst hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit erreichen. Dies bedeutet, daß beispielswei­ se bei neuen Projekten gefordert wird, daß zwischen zwei Aus­ fällen eine Fahrstrecke von 50000 km liegen muß und daß zwi­ schen zwei Herausnahmen des Fahrzeugs aus dem Fahrgastbetrieb 10000 km liegen müssen. Eine Analyse der Ausfallhäufigkeiten der verschiedenen Fahrzeugkomponenten hat ergeben, daß ca. die Hälfte aller Ausfälle von defekten Leuchtmitteln verur­ sacht werden. Üblicherweise werden als Leuchtmittel schon so­ genannte Heavyduty-Leuchten eingesetzt, die höhere Anforde­ rungen an die Rüttelfestigkeit erfüllen. Dies bedeutet, daß eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit und der Verfügbar­ keit durch die Wahl anderer Leuchtmittel nicht mehr möglich ist.

Aus der DE 41 02 898 A1 geht ein gattungsgemäßes Verfahren hervor, bei dem zur Verlängerung der Lebensdauer der Schein­ werfer eines Fahrzeuges das Bordnetz auf eine Spannung gere­ gelt wird, die kleiner als die Durchbrennspannung der Schein­ werfer ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, durch die ei­ ne Erhöhung der Zuverlässigkeit und der Verfügbarkeit des Kraftfahrzeuges durch eine noch weitere Vergrößerung der Le­ bensdauer der Leuchtmittel erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Spannungsversor­ gung von Leuchtmitteln bei Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch eine Einrichtung zur Durch­ führung dieses Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspru­ ches 3 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Lebensdauer der Leuchtmittel eines Kraftfahr­ zeuges durch die Vorliegende spezielle Spannungsversorgung wesentlich erhöht werden kann. Da, wie oben schon ausgeführt, ca. die Hälfte aller Ausfälle von Kraftfahrzeugen auf defekte Leuchtmittel zurückzuführen ist, können die Gesamtzuverläs­ sigkeit und die Verfügbarkeit eines Kraftfahrzeuges wesent­ lich erhöht werden. Genauer gesagt, treten weniger Fälle auf, in denen der Fahrer des Kraftfahrzeuges ein Leuchtmittel aus­ tauschen muß oder in denen das Fahrzeug sogar den Fahrgastbe­ trieb einstellen muß. Da die bislang durch Leuchtmittelaus­ fälle entstehenden Kosten den Wert der Leuchtmittel um Grö­ ßenordnungen übersteigen, können durch die Erfindung erhebli­ che Kosten eingespart werden. Die Fahrzeugverfügbarkeit kann ohne die Entwicklung neuer Leuchten wesentlich erhöht werden. Dies spielt insbesondere auch eine Rolle, weil schon heute und erst recht bei zukünftigen Projekten das Erreichen einer bestimmten Fahrzeugverfügbarkeit pönalisiert wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zu der Erfindung, die im folgenden im Zusammenhang mit der Figur näher erläutert wird, führten die folgenden Überlegun­ gen.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde erstmals erkannt, daß ein Grund für das vorzeitige Ende der Lebensdau­ er der Leuchtmittel eines Kraftfahrzeuges in der schwankenden Betriebsspannung des Bordnetzes, die üblicherweise deutlich über 24 V liegt, zu suchen ist. Die eingesetzten Leuchtmittel reagieren sehr empfindlich auf Abweichungen von ihrer Nenn­ spannung. Es wurde herausgefunden, daß eine Erhöhung der Be­ triebsspannung um nur 5% bereits die Halbierung der Leucht­ mittellebensdauer zur Folge hat. Wenn die Versorgungsspannung um 20% höher als die Nennspannung liegt, fällt die Lebens­ dauer der Leuchtmittel auf 15% der Nennlebensdauer ab.

Die vorliegende Erfindung setzt an der obigen Erkenntnis an und schafft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Spannungs­ versorgung der Leuchtmittel eines Kraftfahrzeuges, durch die die Betriebsspannung für die Leuchtmittel genau auf die Nenn­ spannung der Leuchtmittel (24 V) durch Begrenzen der Spannung des Bordnetzes eingestellt wird. Dabei wird die Bordnetzspan­ nung auch schon dann begrenzt, wenn sie nur geringfügig höher als die Nennspannung ist. Wenn die Bordnetzspannung z. B. we­ gen des Ausfalles des Hilfbetriebeumrichters (HBU) auf Werte unterhalb der Nennspannung fällt, reduziert die erfindungsge­ mäße Einrichtung die Leuchtmittelspannung nicht weiter. Die vorliegende Einrichtung umfaßt einen Spannungsbegrenzer, der bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung "failsave" arbeitet. Dies bedeutet, daß jeder mögliche Aus­ fall des Spannungsbegrenzers automatisch dazu führt, daß die Betriebsspannung für die Leuchtmittel gleich der Bordnetz­ spannung wird. Der Spannungsbegrenzer kann daher die Verfüg­ barkeit des Fahrzeuges keinesfalls negativ beeinflussen.

In der Figur ist der Spannungsbegrenzer der vorliegenden Ein­ richtung mit 1 bezeichnet. Ferner umfaßt die vorliegende Ein­ richtung ein Überbrückungsschütz 2, dessen Ruhekontakt 21 in die Leitung zwischen dem Anschluß 3 für die Bordnetzspannung und einen Punkt 95 geschaltet ist, mit dem die Leuchtmittel 5, 6, 7 und 8 verbindbar sind. Die Bordnetzspannung beträgt vorzugsweise 24 V. Im einzelnen umfassen die Leuchtmittel 5 ein rechtes Standlicht 51, ein rechtes Fernlicht 52 und ein rechtes Abblendlicht 53, die Leuchtmittel 6 ein rechtes Schlußlicht 61 und ein rechtes Bremslicht 62, die Leuchtmit­ tel 7 ein linkes Standlicht 71, ein linkes Fernlicht 72 und ein linkes Abblendlicht 73 und die Leuchtmittel 8 ein linkes Schlußlicht 81 und ein linkes Bremslicht 82.

Zur Verbindung mit der Betriebsspannung ist dem rechten Standlicht 51 und dem linken Standlicht 71 gemeinsam ein Schalter 90 vorgeschaltet, der eine Verbindung zum Punkt 95 herstellt. Entsprechend sind das rechte Fernlicht 52 und das linke Fernlicht 72 über den Schalter 91 gemeinsam mit dem Punkt 95 verbindbar, das rechte Abblendlicht 53 und das linke Abblendlicht 73 über den Schalter 92 mit dem Punkt 95 ver­ bindbar, das rechte Schlußlicht 61 und das linke Schlußlicht 81 über den Schalter 93 mit dem Punkt 95 verbindbar und das rechte Bremslicht 62 und das linke Bremslicht 82 über den Schalter 94 mit dem Punkt 95 verbindbar. Vorzugsweise besit­ zen die Schalter 91 und 92, die die Fernlichter 52, 72 und die Abblendlichter 53, 73 schalten, die vergleichsweise hohe Leistungen erfordern, jeweils einen eigenen Kontakt für das rechte Licht und das linke Licht.

Die genannten Leuchtmittel sind über die Leitung 103 mit Mas­ se verbunden.

Der Ruhekontakt 21 des Überbrückungsschützes 2, ist dann ge­ öffnet, wenn das Überbrückungsschütz 2 erregt ist.

Der Spannungsbegrenzer 1 wird über seine Anschlüsse a und b mit Spannung versorgt, wobei am Anschluß a über die Leitung 100 die Spannung des Bordnetzes (Anschluß 3) und über den An­ schluß b Massepotential anliegen. An seinem Ausgang c erzeugt der Spannungsbegrenzer 1 über die Leitung 101, die mit dem Punkt 95 verbunden ist, die konstante Nennspannung in der Hö­ he von genau 24 V.

Sobald der Spannungsbegrenzer 1 durch die Bordnetzspannung eingeschaltet wird, wird das Überbrückungsschütz 2 erregt (Anschluß d des Spannungsbegrenzers), so daß der Ruhekontakt 21 geöffnet wird und die am Ausgang c des Spannungsbegrenzers 1 und der Leitung 101 erzeugte konstante Nennspannung bei ei­ ner selektiven Betätigung der Schalter 90, 91, 92, 93 und 94 an die Standlichter 51, 71, Fernlichter 52, 72, Abblendlich­ ter 53, 73, Schlußlichter 61, 81 und/oder Bremslichter 62, 82 angelegt wird, wobei sichergestellt ist, daß die jeweils ein­ geschalteten Leuchtmittel immer nur mit der konstanten Nenn­ spannung von genau 24 V erregt werden. Wenn in einem Stö­ rungsfall der Spannungsbegrenzer 1 ausfällt und die Nennspan­ nung daher nicht mehr erzeugt wird, wird besonders bevorzugt entsprechend der geforderten Failsave-Funktion sicherge­ stellt, daß das Überbrückungsschütz 2 automatisch entregt wird und somit der Ruhekontakt 21 abfällt, so daß die Span­ nung des Bordnetzes vom Anschluß 3 zum Punkt 95 geschaltet wird. Auf diese Weise steht beim Ausfall des Spannungsbe­ grenzers 1 die Spannung des Bordnetzes zur Versorgung der verschiedenen Leuchtmittel bei Betätigung der Schalter 90 bis 94 zur Verfügung.

Vorzugsweise weist die vorliegende Einrichtung zur Betätigung des Überbrückungsschützes 2, das die komplette Leistung schalten muß, ein Hilfsrelais auf, das dem Überbrückungs­ schütz 2 vorgeschaltet ist und sich vorzugsweise im Span­ nungsbegrenzer 1 befindet. Das Hilfsschütz weist einen Kon­ takt 11 auf, der in seinem Ruhezustand die Spannung des Bord­ netzes 3 an das Überbrückungsschütz 2 zur Erregung desselben anlegt. Bei einem Versagen bzw. Fehler des Spannungsbe­ grenzers 1 wird der Kontakt 11 des Hilfsrelais derart betä­ tigt, daß das Überbrückungsschütz 2 entregt und der Ruhekon­ takt 21 geschlossen werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Spannungsversorgung von Leuchtmitteln bei Kraftfahrzeugen, wobei die Leuchtmittel (5, 6, 7, 8) durch die Spannung eines Bordnetzes (3) des Kraftfahrzeuges erreg­ bar sind, wobei die Spannung unter einem vorbestimmten Wert gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Span­ nungsbegrenzer (1) eine, der Nennspannung der Leuchtmittel (5, 6, 7, 8) entsprechende konstante Nennspannung erzeugt wird, die anstelle der Spannung des Bordnetzes (3) zur Erre­ gung der Leuchtmittel (5, 6, 7, 8) verwendet wird, und daß bei einem Ausfall des Spannungsbegrenzers (1) automatisch auf die Spannung des Bordnetzes (3) zur Erregung der Leuchtmittel (5, 6, 7, 8) umgeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsbegrenzer (1) durch die Spannung des Bordnetzes (3) betrieben wird.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leuchtmittel (5, 6, 7, 8) wahlweise durch die Spannung des Bordnetzes (3) des Kraftfahrzeuges erregbar sind, wobei die Spannung unter einem vorbestimmten Wert liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsbegrenzer (1) ein Überbrückungsschütz (2) erregt, das einen Kontakt (21) aufweist, der zwischen einen Anschluß (3) für die Spannung des Bordnetzes und einen Punkt (95) geschaltet ist, an dem die konstante Nennspannung vom Spannungsbegrenzer (1) anliegt und der über Schalter (90, 91, 92, 93, 94) wahlweise mit den Leuchtmitteln (5, 6, 7, 8) verbindbar ist, derart, daß bei erregtem Überbrückungsschütz (2) die Verbindung zwischen dem Anschluß (3) und dem Punkt (95) unterbrochen und bei entreg­ tem Überbrückungsschütz (2) im Falle einer Störung des Span­ nungsbegrenzers (1) geschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungsschütz (2) durch ein Hilfsschütz des Span­ nungsbegrenzers (1) betätigbar ist, das einen weiteren Kon­ takt (11) besitzt, der die Spannung des Bordnetzes (3) an das Überbrückungsschütz (2) anlegt, wenn das Hilfsrelais durch den Spannungsbegrenzer (1) erregt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Punkt (95) über einen ersten Schalter (90) mit dem rechten Standlicht (51) und dem linken Standlicht (71), über einen zweiten Schalter (91) mit dem rechten Fernlicht (52) und dem linken Fernlicht (72) über einen dritten Schal­ ter (92) mit dem rechten Abblendlicht (53) und dem linken Ab­ blendlicht (73), über einen vierten Schalter (93) mit dem rechten Schlußlicht und dem linken Schlußlicht und über einen fünften Schalter (94) mit dem rechten Bremslicht (62) und dem linken Bremslicht (82) verbindbar ist.