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KontrDlleinheit für Fahrzeugbeleuchtungen
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Die Erfindung betrifft eine Kontrolleinheit für mit Gleichstrom betriebene
Fahrzeugbeleuchtungen.
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Die Funktion der Beleuchtung eines Fahrzeugs, sei es ein land-, Wasser-
oder Luftfahrzeug, kann für den Fahrzeugbenutzer lebensnotwendig werden, denn ein
schlecht oder gar nicht beleuchtetes Fahrzeug stellt eine akute Gefährdung für alle
Verkehrsteilnehmer dar. Nicht immer kann der Ausfall einer Beleuchtung von dem Fahrzeugführer
bemerkt werden. Besonders bei Beleuchtungskörpern, die nur in bestimmten Situationen
zugeschaltet oder benutzt werden bzw.
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werden müssen, kann es häufig vorkommen, daß der Ausfall dieser Beleuchtung
vorher nicht bemerkt wird oder nicht bemerkt werden kann, auch wenn vor Antritt
der Fahrt alle Beleuchtungssysteme kontrolliert worden sind. Ein solches Beleuchtungssystem,
das nur sehr schwer vor Fahrtantritt kontrolliert und dessen Ausfall praktisch gar
nicht festgestellt werden kann, ist das Bremslicht eines Kraftfahrzeugs. Das Bremslicht
ist in der Regel bei Zweispurfahrzeugen auf beiden Seiten der Fahrzeugrückseite,
also doppelt vorhanden und zeigt auch am Tage die Betätigung der Betriebsbremse
und damit eine zu erwartende Verzögerung des Fahrzeigt an. Der Ausfall auch nur
eines Bremslichts
kann zu erheblicher Gefährdung f'jkiren, dies
besonders im Kolonnenverkehr, wenn sich ein Fahrzeugfahrer nicht nur nach dem direkt
vor ihm fahrenden, sondern auch nach dem nächsten und übernächsten Fahrzeug orientieren
muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontrolleinheit zu schaffen, mit
der die Funktion und der Ausfall von Beleuchtungssystemen angezeigt werden kann
und mit dessen Hilfe eine schnelle Eingrenzung der Fehlerursache möglich ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß ein Zündstrom über den Stromkreis
der zu überwechenden Fahrzeugbeleuchtung in inaktivem Zustand der Fahrzeugbeleuchtung
zur Fahrzeugmasse geführt ist, in dem Stromkreis ein Nebenstromkreis abgegriffen
ist, dieser Nebenstromkreis über einen Transistor eine Kontrollleuchte steuert,
der Zündstrom bei aktivem Zustand der Fahrzeugbeleuchtung auf einen weiteren Nebenstromkreis
ausweicht und dieser weitere Nebenstromkreis über einen weiteren Transistor eine
weitere Kontrollleuchte ansteuert. Bei der Auswahl der Transistoren ist es vorteilhaft,
daß die Transistoren n-p-n-Transistoren sind. Um eine sichere Funktion bei geringer
Belastung zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, daß in dem Stromkreis vor den Nebenstromkreisen
niedrigohmige Widerstände und in den Nebenstromkreisen vor die Transistoren hochohmige
Widerstände gelegt sind.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Kontrolleuchten besteht darin,
daß die verschiedenen Kontrolleuchten in einer Doppelleuchtdiode zusammengefaßt
sind, wobei es vorgesehen sein kann, daß die Do,elleuchtdioden
mit
zwei verschiedenen Parbgebungen versehen sind, von denen jeweils eine Farbgebung
einer Kontrolleuchte zugeordnet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird nachfolgend in seinem Aufbau und seiner Funktion näher beschrieben.
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Die Figuren zeigen: Fig. 1 den Schaltplan einer Kontrolleinheit; Fig.
2 den Aufbau und die Schaltung der Kontrollleuchten.
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Die in Fig. 1 dargestellte Kontrolleinheit 1 ist als Nachrüstbauteil
ausgelegt, das mittels einer Anschlußklemmleiste 9 mit dem Stromsystem jedes beliebigen
Fahrzeugs verbunden werden kann. Fahrzeuge sind üblicherweise mit Gleichstromsystemen
ausgerüstet, d. h., der Strom fließt konstant mit einer gleichbleibenden Spannung
von beispielsweise 12 V von dem Pluspol 3 der Stromquelle durch die Verbraucher
über die Fahrzeugmasse 4 zurück zum Minuspol der Stromquelle; der Anschluß der Fahrzeugmasse
4 ist dadurch vom Verbraucher aus gesehen dem Minuspol gleichzusetzen. Im Ruhezustand
der Stromsysteme ist der Stromfluß am Zündschloß 2 unterbrochen; wird das Ziindschlod
2 geschlossen, so kann ein Zündstrom durch die Sicnerung 38 über die Verbindungsleitung
20 in den Stromkreis 14 für den als rechtes Bremslicht 11 und in den Stromkreis
15 für den als linkes Bremslicht 10 beispielsweise dargestellten Verbraucher fliesen;
als Leitungen zur Fahrzeugmasse 4 dienen
dabei die Glühfäden in
den jeweiligen Beleuchtungsbirnen. Der Stromkreis 14 ist durch eisen niedrig ohmigen
Widerstand 37 und der Stromkreis 15 ist dabei durch einen niedrigohmigen Widerstand
36 gegenüber der Verbindungsleitung 20 abgeteilt. Bei einem Versuchsmodell haben
sich für die niedrigohmigen Widerstände 35 und 37 Widerstandswerte von 470 Ohm als
praktikabel erwiesen. Da ein Zweispurfahrzeug üblicherweise zwei Bremslichter hat,
sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zwei praktisch identische Stromkreise
14 bzw. 15 vorgesehen, der jeder einem Bremslicht 11 bzw. 10 zugeordnet ist.
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Zum Verständnis der Erfindung genügt deshalb die Beschreibung nur
eines Stromkreises.
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In dem Stromkreis 14 bzw. 15 ist hinter dem 'wfiderstand 37 bzw. 36
ein Nebenstromkreis 16 bzw. 17 über eine Zuleitung 39 bzw. 40 abgegriffen. Die Zuleitung
39 bzw. 40 führt auf die Basis (B) eines Transistors 18 bzw. 19 und aktiviert diesen.
Da zur Aktivierung des Transistors 18 bzw. 19 ein relativ geringer Strom ausreicht,
ist ihm ein hochohmiger Widerstand 28 bzw. 29 vorgeschaltet. Bei einem Versuchsmodell
hat sich für den hochohmigen Widerstand 28 bzw. 29 ein Widerstandswert von 10 Kiloohm
als brauchbar erwiesen. Der Transistor 18 bzw. 19 ist ein n-p-n-Transistor, bei
dem die Durchlaßrichtung von der Basis (B) auf den E,mitt,er (E) verläuft; dabei
sind prinzipiell die Funktionen von Eomitter (E) und Kollektor (C) vertauschbar.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der E,mittwer (E) über
eine Masseleitung 41 mit der
Anschlußklemmleiote 9 und diese an
die Fahrzeugmasse 4 gelegt. Der Kollektor (C) setzt den Nebenstromkreis 16 bzw.
17 fort und führt zu der Kontrolleuchte 12 bzw.
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13. Die Kontrolleuchte 12 bzw. 13 ist als eine Leuchtdiode 42 bzw.
43 ausgeführt und mit einer Kennfarbe versehen. Die Leuchthiode 42 bzw. 43 ist,
wie Fig. 2 zeigt, als Doppelleuchtdiode 42 bzw. 43 ausgeführt.
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Eine solche Doppelleuchtdiode 42 bzw. 43, in der Technik als DUOLED
bezeichnet, kann zwei verschiedene, voneinander getrennte Signale geben. Bei dem
Ausführungsbeispiel sind es zwei verschiedene Farbsignale, nämlich grün und rot.
In dem oben beschriebenen Nebenstromkreis 15 bzw. 17 wird über den Kollektor (C)
des Transistors 18 bzw. 19 die grüne Kontrolleuchte 12 bzw. 13 der Doppelleuchtdiode
42 bzw. 43 angesteuert.
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Von der Doppelleuchtdiode 42 bzw. 43 führt eine Masseleitung 44 zu
einem Masseanschluß 27 in der Anschlußbuchse 8, mit der die Doppelleuchtdiode 42
des Nebenstromkreises 16 und die Doppelleuchtdiode 43 des Nebenstromkreises 17 an
die Kontrolleinheit 1 angeschlossen ist. Der Masseanschluß 27 ist über die Masseleitung
41 und die Anschlußklemmleiste 9 mit der Fahrzeugmasse verbunden; auf diese Weise
ist der Nebenstromkreis 16 bzw. 17 als Kontrollkreis für den Stromkreis 14 bzw.
15, der die Betriebsbereitschaft des Bremslichtes 10 bzw. 11 signalisiert, geschlossen.
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Wird das Fahrzeug nun abgebremst, so wird der Bremslichtschalter 5
geschlossen und es kann ein Strom über die Sicherung 45 bzw. 50 in die Bremslichtleitung
46 bzw. 47 fließen. Die Bremslichtleitung 46
bzw. 47 läuft über
eine Leistungsdiode 6 bzw. 7 in den Stromkreis 14 bzw. 15. In der Bremslichtleitung
46 bzw.
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47 ist kein Widerstand vorhanden, so daß der hier fliessende Strom
seine volle Stärke hat und den als Widerstand wirkenden Glühfaden in dem Bremslicht
11 bzw. 10 zum Glühen bringt; von dem Bremslicht 11 bzw. 10 fließt der Strom zur
Fahrzeugmasse 4 ab, so daß der Stromkreis geschlossen ist.
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Da in diesem Betriebszustand in dem Stromkreis 14 bzw.
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15 ein stärkerer Strom fließt als vor Betätigung des Bremslichtschalters
5, trifft der von der Verbindungsleitung 20 durch den Widerstand 37 bzw. 36 kommende
Zündstrom nun auf ein höheres Potential; dies hat zur Folge, daß dieser Strom hierhin
nicht abfließen kann, damit bricht dieser Stromkreis zusammen und mit ihm der Nebenstromkreis
16 bzw. 17; die Kontrolleuchte 12 bzw. 13 erlischt. In der Verbindungsleitung 20
besteht aber immer noch ein Potential. Dieses Potential, bzw. dieser Strom, wird
nun durch einen niedrigohmigen Widerstand 32 bzw. 35 durch die Leuchtdiode 12 bzw.
13 auf die Masseleitung 41 bzw. Fahrzeugmasse 4 abgeleitet. Da die Leuchtdiode 12
bzw. 13 dabei mit einer anderen Stromstärke beaufschlagt wird als es der Stromstärke
des Steuerstroms des ihr zugeordneten Transistors 18 bzw. 19 entspricht, spricht
sich nicht an; sie wirkt jetzt genau wie vorher der Gltihfaden des Bremslichtes
11 bzw. 10 - lediglich als Masseleiter.
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Hinter dem niedrigohmigen Widerstand 32 wird mittels einer Zuleitung
48 bzw. 49 der Steuerstrom für einen
zweiten Nebenstromkreis 23
bzw. 24 abgegriffen. Dieser Steuerstrom gelangt durch einen hochohmigen Widerstand
30 bzw. 31auf die Basis (B) eines weiteren Transistors 25 bzw. 26, der dadurch aktiviert
wird. Von der Basis (B) des Transistors 25 bzw. 26 fließt ein Strom über den E/mitt/er
(E) auf die Masseleitung 41 und von dort über die Anschlußklerninleiste 9 an die
Fahrzeugmasse 4 und ein Steuerstrom durch den Nebenstromkreis 23 bzw.
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24 auf die weitere Kontrolleuchte 21 bzw. 22 der Doppelleuchtdiode
42 bzw. 43; diese Kontrolleuchte 21 bzw. 22 leuchtet jetzt auf und zeigt ein rotes
Farbsignal. Das in der Verbindungsleitung 20 verbleibende Restpotential wird durch
den niedrigohmigen Widerstand 33 bzw. 34 auf die Leuchtdiode 21 bzw. 22 gelegt und
dort über den Masseanschluß 27 abgeleitet.
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ch hier haben sich für die niedrigohmigen Widerstände 32,33,34,35
Widerstandswerte von 470 Ohm und für die hochohmigen Widerstände 30,31 solche von
10 Kiloohm bewährt. Ebenso sind die Transistoren 25 und 26 n-p-n-Transistoren.
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Die Funktion ist folgende: Bei Schließung des Zündkreislaufes am Zündschloß
2 fließt ein Strom vom Pluspol 3 der Fahrzeugstromquelle - sei es eine Batterie
oder eine Lichtmaschine -ueber die Verbindungsleitung 20 durch den Stromkreis 14
und den Gluhfaden der rechten Fahrzeugbeleuchtung 11 zn die Fahrzeugmasse 4. Gleichzeitig
wird über den Nebenstromkreis 16 der Transistor 18 aktiviert, der über einen Steuerstrom
die Kontrolleuchte 12 der Doppelleuchtdiode 42 grün aufleuchten läßt; dieses Leuchtsign>1
zeigt die Funktionsbereitschaft des rechten Bremslichtes 11 an. In gleicher Weise
fließt ein Strom ber die Verbindungsleitung 20 in dem Stromkreis 15
zum
linken Bremslicht 10; dabei wird über den Transistor 19 der Nebenstromkreis 17 aktiviert,
so daß die Kontrollleuchte 13 der Doppelleuchtdiode 43 aufleuchtet; dieses Leuchtsignal
zeigt die Funktionsbereitschaft des linken Bremslichtes 10 an. Sind beide Bremslichter
10 und 11 funktionsbereit, so leuchten folglich die zwei Kontrollleuchten 12 und
13 auf. Als Farbsignal ist bei dem Ausführungsbeispiel grün gewählt. Wird nun die
Betriebsbremse betätigt, so fließen durch die Bremslichtleitungen 46 und 47 zwei
getrennte, entgegengesetzt gerichtete Ströme durch die Leistungsdioden 6 bzw. 7.
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Diese Leistungsdioden 6 und 7 wirken als eine Art Ventile, die den
Strom nur in einer Richtung durchlassen. Damit sich diese Ströme nicht gegenseitig
aufheben und es zu einem Kurzschluß kommt, sind die Leistungsdioden 6 und 7 gegeneinander
gerichtet in den jeweiligen Stromkreisen vorgesehen. Wie oben beschrieben, brechen
durch diese Bremslichtströme die Nebenstromkreise 16 und 17 zusammen, die grünen
Kontrollleuchten 12 und 13 verlöschen und der Rückstrom in der Verbindungsleitung
20 aktiviert die roten Kontrollleuchten 21 und 22. Dadurch wird angezeigt, daß beide
Bremslichter 11 und 10 brennen.
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Tritt nun ein Defekt in der Bremslichtleitung 46 oder 47 vor der Anschlußklemmleiste
9, d. h., zwischen Bremslichtschalter 5 und Kontrolleinheit 1 auf, so kann der jeweilige
Stromkreis 14 bzw. 15 nicht von dem Bremslichtstrom überlagert werden und es fließt
weiter der Zündstrom; ein Farbwechsel der Doppelleuchtdiode 42 bzw. 43 erfolgt daher
nicht. Erfolgt beispielsweise bei der rechten Doppelleuchtdiode 42 ein Farbwechsel
und bei der linken Dopelleuchtdiode 43 kern Farbwechsel, so sitnalisiert dies dem
Fahrzeugführer,
daß die Bremsstromzuführung des linken Bremslichtes
vor der Anschlußklemmleiste 9 defekt ist und sein linkes Bremslicht 10 nicht brennt.
Folgerichtig ist der Defekt zunächst in der als Schwachstelle vorgesehenen zugehörigen
Sicherung 50 zu suchen. Durch diese schnelle Fehlerdiagnose ist solch ein Defekt
schnell und ohne großen Suchaufwand zu beheben.
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Tritt ein Defekt hinter der Anschlußklemmleiste 9, beispielsweise
an der Birne des Bremslichtes 11 bzw.
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10 auf, so kann der Zündstrom in dem jeweiligen Stromkreis 14 bzw.
15 nicht fließen - ebenfalls nicht in dem die grüne Kontrolleuchte 12 bzw. 13 steuernden
Nebenstromkreis 15 ozw. 17. Wie oben bereits beschrieben, fließt der Ziendstrom
im Falle, daß er in dem Stromkreis 14 bzw. 15 nicht fließen kann, in den Nebenstromkreis
23 bzw. 24 und bringt die rote Kontrolleuchte 21 bzw. 22 zum Aufleuchten. Ein Defekt
hinter der Anschlußkleamleiste 9 hat folglich die gleiche Signalwirkung wie die
Beaufschlagung der Bremslichter 11 und 10 mit einem Bremslichtstrom.
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Liegt beispielsweise ein Defekt des linken Bremslichtes 10 vor, so
leuchtet beim Einschalten des Ziindstromes die linke Kontrolleuchte 22 rot auf,
während die rechte Kontrolleuchte 12 grün leuchtet.
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Wird nun die Betriebsbremse betätigt, erfolgt bei der linken Doppelleuchtdiode
43 kein Farbwechsel, während die rechte Doppelleuchtdiode 42 von grün auf rot wechselt.
Da das rote Signal der Kontrolleuchte 22 bereits beim Schließen des Zündstromkreises
auftritt, eiß der Fahrzeugführer, daß sein linkes Bremslicht 10 defekt ist und er
karr vor Fahrtantritt gezielt nach dem Fehler suchen. Dieser muß jetzt zwischen
der
Anschlu@kle, eiste und de jeweils angezeigten Bremslicht li@gen. Da hier die Bremslichtbirne
die Schwachstelle ist, kann 1er Defekt relativ schnell und einfach l@kalisiert und
durch Auswechseln der Bremslichtbirne behoben werden.
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Durch die beschriebenen Maßnahmen lassen sich nicht nur die Bremslichter
eines Fahrzeugs auf ihre Funktionsbereitschaft und ihre Fehlerursache überwachen;
prin-@ipiell kënren alle Releuchtungen wie beispielsweise No mernschildbeleuchtung,
Rückfahrscheinwerfer, Nebelleuchten und Nebelschlußleuchten an Kraftfahrzeugen oder
die Positionslichter bei Booten und Flugzeugen in gleicher Weise über@cht werden.
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Liegt ein Fenler in der Kontrolleinheit 1 selber vor, beispielsweise
durch Versagen oder Ausfall eines Transistors 19, 18, 25 oder 26, so werden die
betreffenden Doppelleuchtdi@de 42 bzw. 43 ohne Farbwecnsel an den Kontrolleuchten
12 und 21 bzw. 13 und 22 konst. angesteuert, dadurch brennen jetzt beide Farben
gleichzeitig. Es kommt zu einer Mischfarbe aus den beiden Farben der Kontrolleuchten;
nier ist es grünlich-orange.