DE2942430C2 - Schaltungsanordnung zur Ausfallsicherung einer Fahrzeuglampe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Ausfallsicherung einer Fahrzeuglampe, insbesondere in Wcchselslromanlagen, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 28 11 286 gekannt.

Ein Ausfall einer Lampe der Lichtanlage eines Kraftfahrzeuges vermindert die Verkehrssicherheit und führt damit zu einer erhöhten Uniallgefahr. Insbesondere steigt die Gefahr von Auffahrunfällen beim Ausfall der Rückleuchten und insbesondere uer Bremsleuchten eines Kraftfahrzeuges, da die arenabeleuchtung den Fahrern nachfolgender Fahrzeuge eine Herabsetzung der Fahrgeschwindigkeit anzeigt und damii einen sonst fehlenden Gefahrenhinweis gibt, und zwar unabhängig von den l.ichiverhältnisscn auch bei Tage. Besonders gefährdet sind dabei Motorräder, die gewöhnlich nur eine Bremsleuchte besitzen, aber auch Fahrräder, die üblicherweise nur ein Rücklicht haben.

Es ist schon eine Schallungsanordnung bekannt, die bei Ausfall cinei Leuchte durch Einschaltung eines Hilfssl romkrcises die Umschaltung auf eine Ersatzleuchtc ermöglicht Diese Anordnung ist jedoch aus einer größeren Anzahl elektrischer und mechanischer Bauelemente aufgebaut, wobei die Umschaltung vom Hauptstromkreis auf den Hilfsstromkreis mit Hilfe von Magppiyhalfprn erfolgt. Diese Magnetschalter bestehen aus im rluupistronikreis liegenden Relaisspulen, die bei Normalbetrieb des Haupisiromkrcises auf Wipphebcln angeordnete Kontakte von Gegenkontakten des Hilfsstromkrciscs entfernt halten, und zwar jeweils gegen die Kraft einer an einem; Hebclarrn,des wip/penarti; 'gen Kontäktträgersjingreifendeirf-eder.f ||

Bei einem Ausfall dcrizü sichernden \Lampe. sorgen diese Federn für eine Umschaltung auf den Hilfsströmi· kreis.

Diese bekannte Schaltung erfordert bei der Dirnen sionicrung der Federn' eine genaue Einhaltung enger Hcrstcllungstoleninzon. Die mechanischen Bauelemcnr te gefährden durch höhere Störanfälligkeit die Betriebs-

Sicherheit dieser bekannten Schaltung, wobei insbesondere Materialermüdungen der Federn und damit verbundene Änderungen der Federkonstanten nicht mit ausreichender Sicherheit auszuschließen sind und zu Funktionsstörungen führen können.

Es ist auch schon eine Schaltungsanordnung zur Ausfallsicherung einer Fahrzeugleuchte bekannt, die mit zwei Schalttransistoren arbeitet, wobei die mit einem Widerstand in Reihe liegende Lampe der zu sichernden Leuchte parallel zu den Emitter-Koliektor-Strecken der beiden Schalttransistoren zwischen den Polen einer Gleichspannungsquelle liegt. Die Basis des ersten Transistors ist dabei an die Verbindung zwischen Lampe und Widerstand und die Basis des zweiten Transistors an die Verbindung von Kollektor und Kollektor, 'derstand des ersten Transistors angeschlossen, und el·*- Kollektorwiderstand des bei Ausfall der zu sichernden Lampe durchgeschalteten zweiten Transistor ist eine Ersatzlampe, die mit der ersten Lampe in ' em gemeinsamen -Leuchtengehäuse angeordnet ^:st
-jz Die Steuerspannung für ö..-n Sicherungsstromkreis ^T:stellt dabei eine Verlustspannung dar, die die Betriebsspannung für die zu sichernde Leuchte herabsetzt. Lichttechnische Einrichtungen an Kraftfahrzeugen sind zulassungspflichtig und erfordern eine amtliche Bauartgenehmigung, die nur dann erteilt wird, wenn Abweichungen der Betriebsspannung aufgrund von Zusatzeinrichtungen einen bestimmten Zulässigkeitsbereich nicht überschreiten. Die Einhaltung der vorgeschriebenen Werte erfordert also eine sehr genaue Dimensionierung und Einsteilung dieser bekannten Schaltung.

Aus der DE-OS 22 35 642 ist eine Schaltungsanordnung zur Kontrolle der Funktion der Beleuchtungsanlage an einem Kraftfahrzeug mit einem Impulsgeber und einem Ferritkern bekannt, die eine Warnlampe am Armaturenbrett aufleuchten läßt, wenn eine Glühlampe der Beleuchtungsanlage ausgefallen ist. Eine automatische Umschaltung von einer ausgefallenen ersten Lampe auf eine zweite Lampe gieicher Funktion erfolgt hier nicht

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine einfache und zuverlässige Schaltungsanordnung zur Ausfallsicherung einer Fahrzeugleuchte zu schaffen, bei welcher Betriebsstörungen durch mechanisch betätigte Schaltglieder und insbesondere durch Ermüdungserscheinungen von Federn ebenso ausgeschlossen sind wie Spannungsverluste im Lampenslromkreis durch die für die Umschaltung vorgesehene Steuerschaltung bzw. die hierfür notwendige Speisespannung.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unte.--ansprüchen bestimmt.

Das bevorzugte Einsatzgebiet der Erfindung betrifft Wechselstromanlagen, wie z. B. bei Motorrädern, Fahrrädern oder Schiffen.

Die trtindung zeichnet sien vor allem auren aie mn der Abtastung des elektromagnetischen Feldes des Betriebsstromkreises der zu sichernden Leuchte erreichte galvanische Trennung der Steuerleitung und des Betnebsstromkreises der zu sichernden Lampe <w% so ά,ώ ¹ eine' hohe Betriebssicherheit gewahrleistet ist, weil durch die erfindungsgemäße Maßnahme ein Abfall oder Drücken der Lampen-Betriebsspannung aufgrund des fur die Umschaltung benötigten Steuersignales ausgeschlossen ist.

Eine bevorzugte Ausfuhrungsfoi m der Erfindung mit einer vorzugsweise aiii einem Transistor aufgebauten Referenzquelle ist auch in der Lage, größere Schwankungen der beispielsweise von der Lichtmaschine eines Autos gelieferten Betriebsspannung auszugleichen. Die Erfindung kann deshalb mit Vorteil auch bei Fahrräder.! eingesetzt werden, bei welchen die Betriebsspannung von einem üblichen Dynamo geliefert wird.

Während die zu sichernde Lampe und die bei deren Ausfall automatisch eingeschaltete Ersatzlampe in bekannter Weise in einem gemeinsamen Leuchtengehäuse ίο untergebracht sind, kann die über Verbindungsleitungen angeschlossene, zur automatischen Umschaltung vorgesehene Steuerschaltung auch an anderer Stelle -des Fahrzeuges untergebracht werden, an der genügend Raum für den Einbau zur Verfügung steht Dabei ist es vorteilhaft, die Steuerschaltung in der Nähe eines Abschnittes der Versorgungsleitung der zu sichernden Lampe vorzusehen, so daß die zur Abtastung vorgesehene Antenne der Steuerschaltung diesem Leitungsabschnitt leicht in der richtigen räumlichen Beziehung zugeordnet werden kann. Dabei kann die Antenne, die aus einem einfachen Stück Draht bestehen kann, beispielsweise die Betriebsstromleitung der <~^rsten Lampe mit einem zu einer offenen Schleife gebognen Ende mit allseitigem Abstand umfassen. Vorzugsweise kann die Betriebsstromleitung an der Koppe'Istelle auch mit einigen Schleifenwicklungen ausgeführt werden, welche dann eine Luftspule bilden und durch ein in diesem Bereich stärkeres elektromagnetisches Feld die Ankopplung verbessern.

Die erfindungsgemäße Schaltung kann vorteilhaft zumindest teilweise aus oder unter Verwendung integrierter Schaltkreise und damit sehr raumsparend aufgebaut sein.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in welchen die Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild des prinzipiellen Aufbaus einer erfindungsgernäßen Sicherungsschaltung und

F i g. 2 eine vorteilhafte Ausführungsform der erfinduf gsgemäßen Schaltung.

Gemäß F i g. 1 liegt eine Lampe L 1, insbesondere die Lampe einer Fahrzeug-Brems- oder Rückleuchte, in einem Leitungszweig 10 zwischen den Polen U und einer Masse einer Spannurigsquelle. Parallel zur Lampe L ί liegt eine zweite Lampe L 2 als Ersatzlampe in e<nem Leitungszwcig 12 an den Polen der Spannungsquelle. Die Lampen L 1 und L 2 sind in einem gemeinsamen, gestrichelt angedeuteten Leuchtengehäuse 14 untergebracht.

Eine erfiüdungsgefnäße Schaltungsanordnung zur Ausfallsicherung der ersten Lampe L1 besteht im wesentlichen aus einem parallel zu den beiden Lampen L1, /- 2 an Hip Stromquelle angeschlossenen Steuerteil 16 mit einem Steuereingang, an welchem ein Sign?,ifüh!er A ggi. über einen verstarker ia angeschlossen ist, und mit einem Steucrausgang. der zu einer elektrischen bzw, elektronischen Schaltvorrichtung 20 führt, die in Reihe bo mit der Ersatzlampe L 2 in deren Betriebsstromzweig ) 2 lieg!.

Nach dem Hauptmerkmal der Erfindung handelt es sich bei dem im folgenden auch als Antenne bezeichneten Signalfuhler um einen Abtaster, der, beispielsweise &5 > >us einem einfachen Drah! bestehen kann, dessen freies Signal-Aufnahmeende so nahe bei der Betriebsstromleitung 10 der ersten Lumpe/, 1 angeordnerisi, daß das bei eingeschalteter Lampe Li vom Betriebsström in der

Leitung 10 erzeugte elektromagnetische Feld abgetastet und als Steuersignal ggf. nach Verstärkung im Verstärker 18 dem Steuercingang des Stcuerlcilcs SO zugcföhrt wird.

Für die Einschaltung der ersten Lampe L1 und die gleichzeitige Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Ausfallsicherungs-Schaltutig ist ein Schalter S Vorgesehen, der beispielsweise in einer gemeinsamen Verbindtingsleitung mit einem FoI der Spannungsquellc liegt Der Schaber S kann dabei als Bestandteil der üblichen Fahrzeugbeleuchtung beispielsweise am Armaturenbrett oder in der Nähe des Armaturenbrettes eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein.

Die gezeigte Schaltungsanordnung dient zur Ausfallsicherung der Lampe L 1 und arbeitet bei geschlossenem Schalter S in der Weise, daß die Antenne Λ das bei eingeschalteter Lampe L 1 vom Betriebsstrom in der Leitung IO erzeugte elektromagnetische Feld abtastet, so daß die in der Antenne indu/icrtc Spannung im Verstärker 18 verstärkt wird und als Steuersignal zum Stcuereingang des Steuertcilcs Ib gelang!.

Solange dieses Steuersignal am Sicucrcingang der Steuereinheit 16 liegt, ist ein in der Leitung 12 der Lampe i. 2 liegender Schalter der Umschaltvorrichtung 20 geöffnet

Wenn jetzt der Glühfaden der Lampe Li durchbrennt, wird der Stromfluß in der Bclriebsstromleitung 10 unterbrochen, so daß kein elektromagnetisches Feld mehr erzeugt wird und daß bis dahin von der Antenne A an den Steuerteil gelieferte Steuersignal wegfällt

Dadurch wird die am Steuerausgang der Steuereinheit 16 liegende Umschaltvorrichtung 20 so umgesteuert, daß er in der Betricbsstromleitung der Lampe L 2 liegende Schalter automatisch geschlossen wird, so daß anstelle der ausgefallenen Lampe L I jetzt die tampc L 2 in Betrieb ist

F ι g. 2 zeigt eine beispielsweise für den Betrieb mit einem 12 V-Netz ausgelegte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung, die einwandfrei funktioniert wie bei einer Erprobung der gemäß Fig.? aufgebauten und dimensionierten Schaltung festgestellt werden konnte.

Die Schaltung, durch die bei einem Ausfall der Lampe L 1 automatisch die Ersatzlampe L 2 eingeschaltet wird, weist einen integrierten Baustein /C 2 Transistoren 7Ί und TI einen Thyristor TTf. ein Relais· Re mit einem in der Betriebsstromleitung 12 der Lampe /. 2 liegenden Kontakt r l.acht Vorspann- bzw. Teilerwiderstände R 1 bis RS. einen einstellbaren Widerstand P und einen Kondensator C vorzugsweise einen Tantal-Kondensator auf. die Zusammenschaltung dieser Elemente ist aus F i g. 2 ersichtlich.

Die Schaltung ist in ihrem eingeschalteten Betriebszustand mit geschlossenem Schalter .Sund eingeschalteter Lampe L t dargestellt Zur Verstärkung des vom Betriebsstrom in der Leitung 10 der Lampe L 1 erzeugten elektromagnetischen Feldes ist in der Leitung tO eine beispielsweise aus einigen Windungen der Leitung 10 gebildete Luftspule 22 vorgesehen.

Die an einem Verstärkercmgang des integrierten Bausteines IC angeschlossene Antenne A ist mit ihrem Abtastende bis nahe an die Luftspule herangeführt und befindet sich deshalb in dem durch einen gestrichelten Kreis 24 angedeuteten Bereich des verstärkten elektromagnetischen Feldes.

Der als Luftspule 22 ausge/nildeic Bereich der Betriebsstromleitung 10 und das Aufnahmeende der Antenne A werden durch Befestigungselemente beispielsweise Haltcbügcl oder dergleichen, tn einer festen, räumlichen Zuordnung gehalten, in welcher das Aufnahmeende der Anleime mil geringem Abstand zur Spule 22 angeordnet Ist ,

Der Transistor TX bildet zusammen mit dem integrierten Schaltkreis IC ein rctriggerbares Monoflop. Diese Kippstufe wird von dem die elektrische Lciterschlcifc 22 umgebenden Magnetfeld und die davon in |dcr angekoppelten Antenne-induzierte Spannung aus-

loVgelöst, wobei der IC eine etwa sagczahnartige Spannung erzeugt Der Transistor TX schaltet durch, so daß der Thyristor Th /findet und das Relais Rc erregt w' -d, dessen Kontakt r i dann in der in F i g. 2 gezeigten, geöffneten Stellung ist.

Vi Wenn bei einem Ausfall der Lampe L1 der Stromfluß in der Bciricbsstromleilung 10 unterbrochen ist. so daß das bei 24 angedeutete IcId nicht mehr vorhanden ist, fällt auch das von dor Antenne /um Vcrslärkereingang 3 des IC gegebene Steuersignal weg, so daß die Kippschaltung in ihre Ruhelage zurückfällt so daß der Transistor T t wieder sperrt der Thyristor Th gelöscht und das Relais stromlos wird, so daß der als öffner ausgebildete Rclaiskonlakl r 1 in seine geschlossene Ruhelage geht und damit die Betricbssiromleitung 12 der Lampe 2 durchschallet, die jetzt anstelle der ausgefallenen Lampe 1 in Betrieb ist.

Der Kondensator Chat in dieser Schaltung eine Puffcrfunkiion und verhindert eine unerwünschte Ansteuerung des Thyristors, ~-..u ~cin vom Betriebsstrom in der Leitung 10 der Lampe 1 erzeugtes elektromagnetisches Feld 24 mehr vorhanden ist.

Der Transistor T2 bildet eine der Stabilisierung dienende Rcfcrenzqucilc. die eine zuverlässige Funktion der crfindungsgemäücn Schallung auch bei größeren

Ά Schwankungen der von der Stromquelle abgenommenen Arbeitsspannungen gewährleistet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

29 Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Ausfallsicherung einer Fahrzeuglampe, insbesondere einer Lampe einer Brems- oder Rückleuchte eines Fahrzeuges, wobei eine erste und eine zweite Lampe, die vorzugsweise in einem gemeinsamen Leuchtengehäuse untergebracht sind, in parallelen Leitungszweigt:n an den Polen einer Spannungsquelle liegen, und wobei die zweite Lampe in Abhängigkeit von einem bei Ausfall der ersten Lampe auftretenden Steuersignal selbsttätig eingeschaltet wird, gekennzeichnet durch einen den beiden Lampen (Li, L2) zugeordneten Steuertet! (16), an welchem eingangsseitig ein Signalfühler zur Abtastung des vom Betriebsstrom in der Leitung (10) der ersten Lampe erzeugten elektromagnetischen Feldes (24), und ausgangsseilig eine in tier Leitung (12) der zweiten Lampe mit "dieser Reft': liegende Umsehaltvorrichtung (20) angeschlossen ist, durch weiche die Betriebsslromleitung der zweiten Lampe in Abhängigkeit vom Vorhandensein des elektromagnetischen Feldes auftretenden, gegebenenfalls verstärkten Steuersignals bei Normalbetrieb der ersten Lampe unterbrochen und

- bei Ausfall der ersten. Lampe durchgeschaltet ist. wobei der Signalfühler eine durch einen Draht gebildete Antenne (A) ist. deren abtastendes Ende in das elektromagnetische Feld reicht und mit geringem Abstand zur Betriebsstromleitung der ersten Lampe angeordnet ur.d festgelegt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß &e Antenne (A) über einen Verstärker (18) an de : Steuerteil (16) angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (16) parallel zu den Schaltungszweigen (10, 12) der beiden

: Lampen (Li, L2) an eine Spannungsquclle angeschlossen ist

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Stcuer-

: teil (16) eine monostabil Kippschaltung (ICi. 71) ist. daß der Stcücr-Signalfiihler eine an einen Steucreingang der Kippschaltung angeschlossene Antenne (A)\su und daß die über die Kippschaltung angesteuerte Umschaltvorrichiung (20) ein über einen elektronischen Schalter (Th 1) angesteuertes, elektromagnetisches Relais (Re 1) mit einem im Leitungszweig der zweiten Lampe liegenden Schalikontakt (ri) aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter ein Thyristor (Th I) ist

G. Schaltungsanordnung r.srh c;nem der Λπί-prüehe 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ncrmalbetrieb der ersten L?mpe (L 1) und Vorhandensein des von deren Betriebsstrom erzeugten elektromagnetischen Feldes die Kippschaltung (ICi, Ti) aus-■-" gelöst wird, den elektronischen Schalter (Th I) M) ,..",durchschaltet, das Relais (Re \) erregt und den als ^r Schalter in der Leitung der zweiten Lampe (1.2) liegenden Relaiskontakt (r I) offenhält, welcher bei "einem Ausfall der ersten Lampe und des durch deren •'.Betriebsstrom erzeugten elektromagnetischen FcI-des und einer dadurch ausgelösten Unterbrechung des Relais-Erregerstromes selbsttätig in seine geschlossene Ruhelage geht.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit von dem erfaßten Steuersignal abgestimmte oder abstimmbare Referenzquelle (T2).

8. Schallungsanordnung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Referenzquelle im wesentlichen aus einem Transistor (T2) besteht

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen zur Abstimmung der Referenzquelle einstellbaren Vorspan η widerstand (P) des Transistors (T2).

10. Schallungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß ein Abschnitt der Betriebsstrom-Leitung der ersten Lampe (L 1) im Bereich der in das vom Betriebsstrom der ersten Lampe erzeugte elektromagnetische Feld reichenden Antenne (A) als Luftspule (20) ausgebildet ist

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß das freie Ende der durch einen Draht gebildeten Antenne (A) als eine die Leitung (10) mit allseitigem Abitand umfassende, offene, im wesentlichen ringförmige Schleife ausgebildet ist