DE9104500U1 - Device for monitoring electrical consumers, in particular bulbs of rear signaling devices on motor vehicle trailers - Google Patents
Device for monitoring electrical consumers, in particular bulbs of rear signaling devices on motor vehicle trailersInfo
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Dipl.-Ing. Gustav Meldau Datum: 12/04.91 Dipl.-Ing. Gustav Meldau Date: 12/04.91
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Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere Glühlampen rückwärtiger Signalmittel an Kraftfahrzeug-AnhängernDevice for monitoring electrical consumers, in particular bulbs of rear signaling devices on motor vehicle trailers
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere Glühlampen rückwärtiger Signalmittel an Kraftfahrzeug-Anhängern, die, ggf. zu Gruppen zusammengefaßt über einzelne, von Leitungen gebildete Strompfade mit der Bordspannungsquelle des Kraftfahrzeuges verbindbar sind.The innovation concerns a device for monitoring electrical consumers, in particular bulbs of rear signaling devices on motor vehicle trailers, which, if necessary grouped together, can be connected to the on-board voltage source of the motor vehicle via individual current paths formed by cables.
Bei an eine Stromquelle angeschlossenen Verbrauchern ist es möglich, den Betriebszustand aufgrund ihrer Stromaufnahme zu ermitteln und einen Rückgang der Stromaufnahme als Ausfall des Verbrauchers zu deuten. Dies gilt insbesondere für Glühlampen, die bei Fadenbruch ausfallen, wobei ihre Stromaufnahme auf "Null" zurückgeht. Sind weitere Verbraucher in einem der Strompfade, sinkt der fließende Strom beiFor consumers connected to a power source, it is possible to determine the operating state based on their current consumption and to interpret a drop in current consumption as a failure of the consumer. This is particularly true for light bulbs, which fail when the filament breaks, whereby their current consumption drops to "zero". If there are other consumers in one of the current paths, the current flowing drops when
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Ausfall eines dieser Verbraucher wegen der verringerten Leistungsund damit auch Stromaufnahme um den Betrag, der durch den ausgefallenen Verbraucher eingeschaltet ist.Failure of one of these consumers due to reduced performance and thus also power consumption by the amount that is switched on by the failed consumer.
In einigen Fällen sind derartige Verbraucher sicherheitsrelevant, wie z.B. die in den Rückleuchten eingesetzten Glühlampen. Ihr Ausfall kann im Straßenverkehr schwerwiegende Folgen haben, wobei der Fahrzeugführer für die Funktion dieser Verbraucher verantwortlich ist. Befinden sich diese Verbraucher nicht in seinem unmittelbaren Gesichtsfeld, wie dies bei den rückwärtigen Beleuchtungen von Kraftfahrzeug-Anhängern der Fall ist, bedarf es entsprechender Überwachungseinrichtungen, um den Kraftfahrzeugführer in die Lage zu versetzen, seiner Verpflichtung zur Überwachung nachzukommen. Dabei liegt die Fehlerursache nicht nur im Fadenbruch der Glühlampe, sondern auch in unsicherer Kontaktgabe des Steckers zum Anhänger, über den die einzelnen Stromflüsse geführt sind.In some cases, such consumers are safety-relevant, such as the light bulbs used in the rear lights. Their failure can have serious consequences in road traffic, and the driver is responsible for the functioning of these consumers. If these consumers are not in the driver's immediate field of vision, as is the case with the rear lights of motor vehicle trailers, appropriate monitoring devices are required to enable the driver to fulfill his obligation to monitor them. The cause of the fault is not only the broken filament of the light bulb, but also the unsafe contact of the plug to the trailer, through which the individual current flows.
Die dieser Entwicklung zugrunde liegende technische Aufgabenstellung läßt sich etwa wie folgt umreißen: Es soll eine Vorrichtung angegeben werden, mit der in einfacher Weise insbesondere sicherheitsrelevante Verbraucher eines Kraftfahrzeug-Anhängers, wie beispielsweise die Glühlampen der rückwärtigen Lichtzeichen und Beleuchtung überwacht werden können, und bei der ein Ausfall eines dieser Verbraucher zuzuordnendes Störungssignal auslöst; in Weiterführung der Aufgabe soll die Vorrichtung so weitergebildet werden, daß ihre Anbringung an einem Kraftfahrzeug in einfacher Weise möglich ist, wobei auch ein Zwischenadaptieren zu einer vorhandenen Kupplung am Kfz und/oder vorhandenem Stecker am Anhänger ermöglich werden soll.The technical task underlying this development can be roughly outlined as follows: A device is to be specified with which safety-relevant consumers of a motor vehicle trailer, such as the bulbs of the rear light signals and lighting, can be monitored in a simple manner, and in which a failure of one of these consumers triggers a fault signal attributable to it; in continuation of the task, the device is to be further developed in such a way that it can be attached to a motor vehicle in a simple manner, whereby intermediate adaptation to an existing coupling on the vehicle and/or existing plug on the trailer should also be possible.
Die Lösung für diese technische Aufgabe wird darin gesehen, daß in mindestens einer der Leitungen eines der Strompfade Mittel zum Überwachen des Stromflusses vorgesehen sind, wobei die den Stromfluß überwachenden Mittel mit den ihnen zugeordneten Leuchtmitteln über Schalteinheiten derart zusammenwirken, daß bei einer Verringerung des Stromflusses in einem der Strompfade das diesem Strompfad zuge-The solution to this technical problem is seen in the fact that in at least one of the lines of one of the current paths, means for monitoring the current flow are provided, whereby the means monitoring the current flow interact with the lighting means assigned to them via switching units in such a way that when the current flow in one of the current paths is reduced, the current assigned to this current path is
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ordnete Leuchtmittel erregt wird. Damit wird eine Anordnung vorgegeben, bei der ein Abfall der Stromstärke, etwa beim Ausfall einer Glühlampe durch Fadenbruch, bei Leitungsbruch oder bei wegen fehlerhafter Ankopplung nicht bestehender Verbindung, die zugeordneten Leuchtmittel erregt und so durch deren Erregung dem Kraftfahrzeugführer Kenntnis über den Zustand der überwachten Verbraucher gibt. Als Überwachungsmittel sind im Grunde alle niederohmigen Schalteinrichtungen geeignet. So können z.B. Schalter eingesetzt sein, die, von dem Magnetfeld des fließenden Stromes erregt, geöffnet sind und bei Verringerung (oder Ausfall) des fließenden Stromes in dem überwachten Strompfad den Strompfad des Leuchtmittels schließen. Es können aber auch durch den in dem Strompfad fließende Strom bedingte, z.B. an in dem Strompfad liegende ohm1sehen Widerständen abfallende Spannungsdifferenzen benutzt werden, um die Schalter derart zu steuern, daß bei vorhandener Spannungsdifferenz der Strompfad des zugeordneten Leuchtmittels geöffnet und bei fehlender (oder hinreichend verringerter) Spannungsdifferenz geschlossen sind.assigned light source is excited. This specifies an arrangement in which a drop in current strength, for example when a light bulb fails due to a broken filament, a broken cable or a connection that does not exist due to faulty coupling, excites the assigned light source and thus gives the driver information about the status of the monitored consumers through their excitation. Basically, all low-resistance switching devices are suitable as monitoring devices. For example, switches can be used which, excited by the magnetic field of the flowing current, are open and which close the current path of the light source when the current flowing in the monitored current path is reduced (or fails). However, voltage differences caused by the current flowing in the current path, e.g. across 1 ohm resistors in the current path, can also be used to control the switches in such a way that the current path of the assigned light source is opened when there is a voltage difference and closed when there is no voltage difference (or the voltage difference is sufficiently reduced).
Eine Ausführungsform nach der ersten Art ist dadurch gegeben, daß als Mittel zur Überwachung der Stromstärke eines Strompfades ein auf das Magnetfeld des in dem zu überwachenden Strompfad fließenden Stromes des Verbrauchers ansprechender Schalter, vorzugsweise ein Reedschalter vorgesehen ist, der bei Verringerung der Stromstärke den Leuchtmittelstromkreis schließt. Alternativ wird für eine weitere Ausführungsform dieser Art ein auf das Magnetfeld des in dem zu überwachenden Strompfad fließenden Stromes des zugeordneten Verbrauchers ansprechender Hall-Generator vorgeschlagen, dessen Ausgangsspannung als Steuerspannung bei durch Verringerung der Stromstärke des Verbrauchers bedingter Abweichung von dem bei Normalbetrieb anstehenden Wert den Leuchtmittel Stromkreis schließt. Bei diesen Ausführungen wird das Magnetfeld eines fließenden Stromes direkt ausgenutzt und die Überwachung bewirkt.An embodiment according to the first type is provided in that a switch, preferably a reed switch, is provided as a means for monitoring the current intensity of a current path, which responds to the magnetic field of the current of the consumer flowing in the current path to be monitored and closes the lighting circuit when the current intensity is reduced. Alternatively, for a further embodiment of this type, a Hall generator is proposed which responds to the magnetic field of the current of the associated consumer flowing in the current path to be monitored, the output voltage of which closes the lighting circuit as a control voltage when the current intensity of the consumer deviates from the value that applies during normal operation. In these embodiments, the magnetic field of a flowing current is used directly and monitoring is carried out.
Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der zweiten Art ist dadurch gegeben, daß in als Mittel zur Überwachung der StromstärkeAn embodiment of the device according to the second type is given by that as a means for monitoring the current
eines Strompfades in die diesem Strompfad zugeordnete Leitung ein Widerstand geschaltet ist, dessen durch den fließenden Strom des zugeordneten Verbrauchers bedingter Spannungsabfall als Steuerspannung bei durch Verringerung der Stromstärke des Verbrauchers bedingter Abweichung von dem bei Normalbetrieb anstehenden Wert den Leuchtmittelstromkreis schließt. Vorteilhaft werden als Widerstände in Durchlaßrichtung in den Strompfad eingeschaltete Dioden vorgesehen. Die an den Widerständen anstehende Spannungsdifferenz wird den Steuereinheiten zugeführt, die diese Spannungen auswerten und bei Abweichungen die entsprechenden Stromkreise der zugeordneten Leuchtmittel durchschalten.of a current path, a resistor is connected to the line assigned to this current path, the voltage drop of which, caused by the current flowing from the assigned consumer, closes the lighting circuit as a control voltage in the event of a deviation from the value that is present during normal operation due to a reduction in the current strength of the consumer. Diodes connected in the forward direction in the current path are advantageously provided as resistors. The voltage difference across the resistors is fed to the control units, which evaluate these voltages and, in the event of deviations, switch through the corresponding circuits of the assigned lighting devices.
Bei diesen Ausführungsformen wird in Kauf genommen, daß die das Magnetfeld erzeugenden Windungen oder der eingeschaltete Widerstand einen geringen Spannungsabfall verursachen, der jedoch -z.B. gemessen an den Spannungsunterschieden zwischen voll geladener Batterie und entladener Batterie- auch unter Berücksichtigung der von der Lichtmaschine abgegebenen Leistung vernachlässigbar klein ist und sich in dem von den Glühlampen ausgehenden Lichtstrom nur unwesentlich niederschlägt. Der von der Steuerspannung anzusteuernde Transistor und seine Beschaltung erlauben einen Betrieb so, daß bei ordnungsgemäßem Stromfluß keines der Leuchtmittel erregt ist oder daß bei ordnungsgemäßem Stromfluß ein zugeordnetes, vorzugsweise grün leuchtendes Leuchtmittel Betriebsbereitschaft anzeigt; bei nicht ordnungsgemäßem Stromfluß ist dabei das dem gestörten Strompfad zugeordnete, vorzugsweise rot leuchtende Leuchtmittel erregt, während die Erregung eines vorgesehenen, den ordnungsgemäßen Betrieb anzeigenden Leuchtmittel unterbrochen sein kann. Es versteht sich von selbst, daß diese Anzeige auch in anderer Weise ausgeführt sein kann: so kann zur Überwachung des Betriebszustandes auch ein Leuchtmittel vorgesehen werden, dessen Lichtabstrahlung bei ordnungsgemäßem Stromfluß verringert ist, und dessen Lichtabstrahlung bei einer Verringerung des Stromflusses ansteigt oder sogar in ein Blinken übergeht, um eine besondere Aufmerksamkeit des Kraftfahrzeugführers zu erreichen. Die Leuchtmittel Stromkreise werden zur Rückleitung bzw. zu der Fahrzeug-In these embodiments, it is accepted that the windings generating the magnetic field or the switched-on resistor cause a small voltage drop, which - e.g. measured against the voltage differences between a fully charged battery and a discharged battery - is negligible even when taking into account the power output by the alternator and is only insignificantly reflected in the light flux emitted by the bulbs. The transistor to be controlled by the control voltage and its circuitry allow operation in such a way that, when the current flows properly, none of the lamps are excited or that, when the current flows properly, an associated lamp, preferably one that glows green, indicates that it is ready for operation; when the current does not flow properly, the lamp associated with the faulty current path, preferably one that glows red, is excited, while the excitation of an intended lamp that indicates proper operation can be interrupted. It goes without saying that this display can also be designed in a different way: for example, to monitor the operating status, a lamp can be provided whose light emission is reduced when the current flow is correct, and whose light emission increases or even flashes when the current flow is reduced in order to attract the driver's attention. The lamp circuits are used for the return line or for the vehicle
Masse hin geschlossen, so daß den Leuchtmitteln die gesamte Versorgungsspannung, die ggf. über eine gesonderte Leitung zugeführt wird, zur Verfugung steht. Es versteht sich von selbst, daß in den Leuchtmitte Istromkreisen die zu deren ungestörten Betrieb notwendigen Schaltmittel wie z.B. Vorwiderstände o.dgl. vorgesehen sind.closed to ground so that the entire supply voltage, which may be supplied via a separate line, is available to the lamps. It goes without saying that the switching devices required for their trouble-free operation, such as series resistors or the like, are provided in the lamp circuits.
In einer vorteilhaften Ausbildung zur Überwachung periodisch betriebener Verbraucher wie z.B. Glühlampen der Blinker oder Bremslichter, ist dem Leuchtmittel-Stromkreis für den periodisch betriebenen Verbraucher eine Selbsthalteschaltung zugeordnet, wobei diese ein Zeitglied aufweist, dessen Haltezeit mindestens gleich der Zeitdauer zweier Perioden des periodisch betriebenen Verbrauchers ist. Mit dieser Halteschaltung werden die stromflußlosen Zwischenperioden überbrückt, so daß der Stromfluß in diesen Perioden aussetzen (oder sich verringern) kann, ohne daß das zugeordnete Leuchtmittel erregt wird und einen nicht gegebenen Ausfall signalisiert.In an advantageous design for monitoring periodically operated consumers, such as light bulbs for indicators or brake lights, a self-holding circuit is assigned to the lighting circuit for the periodically operated consumer, which has a timer whose holding time is at least equal to the duration of two periods of the periodically operated consumer. This holding circuit bridges the intermediate periods without current flow, so that the current flow can stop (or decrease) in these periods without the associated lighting being excited and signaling a failure that does not exist.
In einer Weiterbildung wird den Leuchtmitteln ein akustischer Signalgeber, beispielsweise in Form eines Summers zugeordnet, der bei Aktivierung eines Leuchtmittels ein akustisches Signal in Form eines ggf. in Intervallen abgegebenen Summtones die Aufmerksamkeit des Kraftfahrzeugführers erregt und auf die optische Anzeige richtet. Damit kann sichergestellt werden, daß das Aufleuchten der optischen Anzeige, die z.B. bei Tageslicht leicht übersehen werden kann, durch das akustische Signal hervorgehoben wird.In a further development, an acoustic signal generator is assigned to the lighting devices, for example in the form of a buzzer, which, when a lighting device is activated, emits an acoustic signal in the form of a buzzing tone, possibly emitted at intervals, which attracts the driver's attention and draws it to the optical display. This ensures that the lighting of the optical display, which can easily be overlooked in daylight, for example, is highlighted by the acoustic signal.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Vorrichtung in einer Steckverbindung vorgesehen, und zwar in einer die zu überwachenden Strompfade führende Leitungen aufnehmenden Steckdose, einem mit der Steckdose verbindbaren Adapter-Zwischenstecker oder Stecker. Damit wird eine einfache Nachrüstbarkeit erreicht, die nicht in das Bordnetz eingreift, sondern auf den Austausch der Steckdose oder des Steckers oder auf das Einfügen eines Adapter-Zwischensteckers beschränkt ist. Besonders eine für Kraftfahrzeuge mit einer Anhängerkupplung vorteilhafte Ausbildung geht von davon aus, daß die Vorrich-In an advantageous embodiment, the device is provided in a plug connection, namely in a socket that accommodates the lines carrying the current paths to be monitored, an adapter plug or plug that can be connected to the socket. This allows for easy retrofitting that does not interfere with the vehicle electrical system, but is limited to replacing the socket or plug or inserting an adapter plug. A design that is particularly advantageous for motor vehicles with a trailer coupling assumes that the device
tung in Verbindung mit einem Adapter-Zwischenstecker eingesetzt ist, der mit einem Stecker versehen in die Steckbuchse des Kraftfahrzeuges einsteckbar ist, und der seinerseits eine Steckbuchse aufweist, in die der Anhängerstecker einsteckbar ist, eingesetzt ist. Durch diese Ausführungsform wird ein besonders einfaches Nachrüsten ermöglicht, da der Adapter-Zwischenstecker in die vorhandene, fahrzeugfeste Anschlußbuchse eingeführt (und dort ggf. festgelegt) wird. Diese Ausführungsform erlaubt auch einen interessanten Wechselbetrieb von Anhängern mit unterschiedlichen elektrischen Stecksystemen, wie z.B. mit einem DIN-Stecker oder einem Stecker nach der (neuen) Euro-Norm. Durch einfaches Auswechseln des Adapter-Zwischensteckers läßt sich die fahrzeugfeste Steckbuchse auf das für den Stecker des Anhängers notwendige System bringen.device is used in conjunction with an adapter plug, which is provided with a plug and can be plugged into the socket of the motor vehicle, and which in turn has a socket into which the trailer plug can be plugged. This design enables particularly simple retrofitting, as the adapter plug is inserted into the existing, vehicle-mounted connection socket (and fixed there if necessary). This design also allows interesting alternating operation of trailers with different electrical plug systems, such as with a DIN plug or a plug according to the (new) Euro standard. By simply replacing the adapter plug, the vehicle-mounted socket can be brought to the system required for the trailer plug.
Der Vorteil der eine Steuerspannung abgebenden Ausführungsformen liegt darin, daß alle Bauteile der Miniaturisierung zugängig sind, und daß somit die Überwachungsmittel und die Schalteinheiten in miniaturisierter Form, besonders auch in integrierter Form ausgeführt werden können, so daß deren Einbau in die Steckverbindung ohne Vergrößerung der Gehäuse möglich ist. Dabei wird vorteilhaft ein die anstehende Steuerspannung auswertender Operationsverstärker vorgesehen, der auf einen den Stromkreis des Leuchtmittels schaltenden Transistor arbeitet. Vorteilhaft wird die Vorrichtung in Verbindung mit einem Adapter-Zwischenstecker der mit einem Stecker versehen in die Steckbuchse des Kraftfahrzeuges einsteckbar ist, und der seinerseits eine Steckbuchse aufweist, in die der Anhängerstecker einsteckbar ist, eingesetzt. Damit kann die Vorrichtung beim Betrieb des Kraftfahrzeuges ohne Anhänger abgenommen und an beliebiger Stelle aufbewahrt werden; dies ermöglicht auch einen Wechselbetrieb. Darüber hinaus ist die abgenommene Vorrichtung, die einen mit den genormten Steckbuchsen kompatiblen Stecker als Eingang und eine entsprechende Steckbuchse als Ausgang aufweist, an beliebige, mit einer Anhängerkupplung versehene Kraftfahrzeuge bei Bedarf anschließbar. Auch ist eine Ausbildung derart möglich, daß mit dem Adapter-Zwischensteckern Steckbuchsen einer Norm mit den Anhänger-Steckern ei-The advantage of the embodiments that provide a control voltage is that all components can be miniaturized, and that the monitoring means and the switching units can be designed in a miniaturized form, particularly in an integrated form, so that they can be installed in the plug connection without increasing the size of the housing. An operational amplifier that evaluates the control voltage is advantageously provided, which works on a transistor that switches the circuit of the light source. The device is advantageously used in conjunction with an adapter plug that is provided with a plug that can be plugged into the socket of the motor vehicle and that in turn has a socket into which the trailer plug can be plugged. This means that the device can be removed when the motor vehicle is being operated without a trailer and stored anywhere; this also enables alternating operation. In addition, the approved device, which has a plug compatible with the standardized sockets as an input and a corresponding socket as an output, can be connected to any motor vehicle equipped with a trailer coupling if required. It is also possible to design it in such a way that the adapter plugs can be used to connect sockets of a standard to the trailer plugs of a
ner anderen Norm verbunden werden können ( DIN-, AFNOR-, BS-, ASTM-, EURO-NORM &ogr;.dgl.)· Dies ist insbesondere dann von wirtschaftlicher Bedeutung, wenn der Übergang zu einer anderen Norm in absehbaren Zeiträumen erfolgt, da lediglich der Adapter-Zwischenstecker benötigt wird, um diesen Zeitraum zu überbrücken.another standard (DIN, AFNOR, BS, ASTM, EURO-NORM etc.) This is particularly economically important if the transition to another standard takes place in the foreseeable future, as only the adapter plug is required to bridge this period.
Ein zusätzlicher Verbraucher in einem Verbrauchersystem (z.B. Nummernschildbeleuchtung bei der Rückbeleuchtung) ist in einigen Fällen beidseitig angeschlossen. In anderen erfolgt der Anschluß rechts oder links; daher wird in einer Weiterbildung vorgeschlagen, daß für systemgleiche Strompfade je ein Leuchtmittel vorgesehen ist, wobei die den Stromfluß überwachenden Mittel mit den ihnen zugeordneten Leuchtmittel derart zusammenwirken, daß bei einer Verringerung des Stromflusses in einem der Strompfade zugeordnete Leuchtmittel erregt. Dieses Zusammenlegen gilt beispielsweise für paarweise angeordnete Signallampen, wie Begrenzungsleuchten o.dgl.; bei diesen kommt es nicht darauf an, daß der Kraftfahrzeugführer weiß, welche der beiden ausgefallen ist, sonderen daß ihm angezeigt wird, daß eine von beiden ausgefallen ist (möglicherwiese auch beide). Kommt es jedoch darauf an, daß dem Kraftfahrzeugführer die Information übermittelt wird, welche von beiden ausgefallen ist, kann auch eine AND- und OR-Gatterschaltung incl. Negation vorgesehen werden, mittels der der Ausfall auch seitenrichtig angezeigt wird.An additional consumer in a consumer system (e.g. license plate lighting in the rear lighting) is in some cases connected on both sides. In others, the connection is made on the right or left; therefore, in a further development, it is proposed that one light source is provided for each system-identical current path, whereby the means monitoring the current flow interact with the light sources assigned to them in such a way that if the current flow in one of the current paths is reduced, the light sources assigned to them are energized. This combination applies, for example, to signal lamps arranged in pairs, such as marker lights or the like; in these cases, it is not important that the driver knows which of the two has failed, but that he is shown that one of the two has failed (or possibly both). However, if it is important that the driver is informed of which of the two has failed, an AND and OR gate circuit including negation can also be provided, by means of which the failure is also shown on the correct side.
Als Leuchtmittel werden vorteilhaft Leuchtdioden benutzt, deren Stromaufnahme äußerst gering ist und die extrem zuverlässig arbeiten. Durch unterschiedliche Farbabstrahlung und/oder besondere Anordnungen der Leuchtdioden lassen sich die gewünschten bzw. notwendigen Informationen über sicherheitsrelevante oder nicht-sicherheitsrelevante Ausfälle erkennbar machen.Light-emitting diodes are advantageously used as lighting sources, as they consume very little power and work extremely reliably. The desired or necessary information about safety-relevant or non-safety-relevant failures can be made visible through different color emission and/or special arrangements of the light-emitting diodes.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Leuchtmittel, vorzugsweise die Leuchtdioden in einer Leuchtmitteleinheit zusammengefaßt, bei der wiederum in vorteilhafter Weiterbildung das die Leuchtmittel enthaltendes Gehäuse wasserdicht ausgebildet ist und mit Haft-In an advantageous embodiment, the lighting means, preferably the light-emitting diodes, are combined in a lighting unit, in which, in an advantageous further development, the housing containing the lighting means is designed to be waterproof and provided with adhesive
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mitteln (Saugern) versehen, an der Rückscheibe des ziehenden Kraftfahrzeuges innen oder außen befestigbar ist. Die Leuchtmittel sind im Rückspiegel des Kraftfahrzeuges erkennbar; Ausfälle kann der Kraftfahrzeugführer unmittelbar erkennen.means (suction cups) that can be attached to the rear window of the towing vehicle inside or outside. The lamps are visible in the rear-view mirror of the vehicle; the driver can immediately see any failures.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn für die Verbindung der die Stromstärke überwachenden Mittel bzw. deren Schalteinheiten mit den ihnen zugeordneten, in einer Leuchtmitteleinheit zusammengefaßten Leuchtmitteln ein gesondertes Kabel vorgesehen ist. Über das gesonderte Kabel können die Leuchtmittel in einfacher Weise an einem beliebigen Ort -z.B. innen oder außen an der Heckscheibe zur Beobachtung im Rückspiegel oder an dem Armaturenbrett- angebracht werden. Das gesonderte Kabel macht darüber hinaus die Überwachung unabhängig von der sonstigen Verkabelung des Fahrzeugs, was sowohl bei einem Einbau von vorn herein als auch für die Nachrüstung von Vorteil ist, zumal die in dem gesonderten Kabel fließenden Ströme lediglich die Leuchtmittel mit ihrem sehr geringen Stromverbrauch versorgen.It is also advantageous if a separate cable is provided for connecting the means monitoring the current intensity or their switching units to the lamps assigned to them, which are combined in a lamp unit. Using the separate cable, the lamps can be easily attached anywhere - e.g. inside or outside on the rear window for observation in the rear-view mirror or on the dashboard. The separate cable also makes the monitoring independent of the vehicle's other wiring, which is an advantage both when installing from the start and for retrofitting, especially since the currents flowing in the separate cable only supply the lamps with their very low power consumption.
Eine Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß das die Leuchtmitteleinheit versorgenden Kabel ein- oder beidendig mit Stecker/-n versehen ist, wobei vorzugsweise der Adapter-Zwischenstecker ein Gegenstück zur Aufnahme das steckbare Ende des Kabels aufweist. Die Leuchtmitteleinheit bildet so im nicht gesteckten Zustand eine seperate Einheit die seperat aufbewahrbart werden kann. Dadurch wird eine einfache Anwendung möglich, wobei bei Betrieb des Kraftfahrzeuges mit Anhänger die Vorrichtung in Arbeitsposition gebracht und bei Betrieb des Kraftfahrzeuges ohne Anhänger an beliebiger Stelle verwahrt wird. Damit ist eine Anordnung gegeben, die insbesondere im Zusammenwirken mit einem Adapter-Zwischenstecker, der in einfacher Weise mit einer zusätzlichen Buchse für den Anschluß des Leuchtmittelkabels versehen werden kann, und der in einfacher Weise verwendbar ist. Diese Ausführung erlaubt das übliche Anschließen eines SammelSteckers für alle Verbraucher z.B. des Anhängers, wie von der Anhängertechnik bekannt, wobei der Adapter-Zwischenstecker die Überwachungsfunktion übernimmt und als Anschluß für das Leuchtmittelkabel dient.A further development is provided in that the cable supplying the lighting unit is provided with plug(s) at one or both ends, whereby the adapter plug preferably has a counterpart for receiving the pluggable end of the cable. In the unplugged state, the lighting unit thus forms a separate unit that can be stored separately. This enables simple use, whereby when the vehicle is operated with a trailer, the device is brought into the working position and when the vehicle is operated without a trailer, it can be stored anywhere. This provides an arrangement that is particularly easy to use in conjunction with an adapter plug, which can easily be provided with an additional socket for connecting the lighting cable, and which is easy to use. This design allows the usual connection of a collective plug for all consumers, e.g. the trailer, as is known from trailer technology, whereby the adapter plug takes over the monitoring function and serves as a connection for the lighting cable.
Es versteht sich dabei von selbst, daß die Anwendung nicht nur auf die Überwachung von Betriebsstromkreisen beschränkt ist. Auch Hilfsstromkreise lassen sich in gleicher Weise überwachen, wobei, wenn die von ihnen geführte Stromstärke klein ist, als Stromfühler die Diodenausführung vorzuziehen ist. Dabei kann die Überwachung auf die im Normal betrieb geführte Stromstärke abgestellt werden und auf einen Abfall der Stromstärke anspricht. Dies gilt unabhängig von dem Fahrzeugtyp, so daß Lastkraftwagen ebenso wie Personenkraftwagen oder andere Fahrzeuge mit einer derartigen Betriebsüberwachung elektrischer Verbraucher ausgerüstet werden können.It goes without saying that the application is not just limited to monitoring operating circuits. Auxiliary circuits can also be monitored in the same way, although if the current they carry is small, the diode version is preferable as a current sensor. The monitoring can be based on the current carried in normal operation and respond to a drop in the current. This applies regardless of the vehicle type, so that trucks, passenger cars or other vehicles can be equipped with this type of operational monitoring of electrical consumers.
Das Wesen der Neuerung wird an Hand der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsformen beispielhaft gezeigt; dabei zeigenThe essence of the innovation is shown by way of example using the embodiments shown in Figures 1 to 5;
Fig. 1: Gesamt-Schaltplan der als Adapter ausgebildeten Steckvorrichtung mit Diskriminator-Aussteuerung;Fig. 1: Overall circuit diagram of the plug-in device designed as an adapter with discriminator control;
Fig. 2: Schaltplan einer Schalteinrichtung für einen Strompfad mit Operationsverstärker und Transistor;Fig. 2: Circuit diagram of a switching device for a current path with operational amplifier and transistor;
Fig. 3: Schaltplan einer Schalteinrichtung für einen Strompfad mit Operationsverstärker und Transistor sowie mit logischem Glied;Fig. 3: Circuit diagram of a switching device for a current path with operational amplifier and transistor as well as with logic element;
Fig. 4: Gesamt-Schaltplan der als Adapter ausgebildeten Steckvorrichtung mit Spannungsteiler zur Erzeugung der Referenzspannung; Fig. 4: Overall circuit diagram of the plug-in device designed as an adapter with voltage divider for generating the reference voltage;
Fig. 5: Schaltplan einer Schalteinrichtung für einen Strompfades mit Operationsverstärker und Transistor sowie mit Teilerwiderstand. Fig. 5: Circuit diagram of a switching device for a current path with operational amplifier and transistor as well as with divider resistor.
In der Figur 1 ist die an dem (nicht näher dargestellten) Zugfahrzeug vorgesehene, als Steckdose 1 ausgebildete Steckvorrichtung für die elektrische Verbindung zu dem (ebenfalls nicht dargestellten) Anhänger schematisch dargestellt. In ihr laufen die schaltbaren Leitungen 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 und 1.7 sowie die die Bordspannung führende Leitung 1.0 (hinter dem Haupt-(bzw. Zündschalter des Zugfahrzeuges) und die allgemeine Masseleitung 1.8 zusammen und sindFigure 1 shows a schematic representation of the plug-in device designed as a socket 1 on the towing vehicle (not shown in detail) for the electrical connection to the trailer (also not shown). The switchable lines 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 and 1.7 as well as the line 1.0 carrying the on-board voltage (behind the main switch or ignition switch of the towing vehicle) and the general ground line 1.8 converge in it and are
- 10 - ; '""* * I W 1735 ,- 10 - ; '""* * I W 1735 ,
auf die Steckbuchse Bl geführt. Der Anhänger besitzt eine Steckverbindung, die, als Steckerteil 3 ausgebildet, dessen elektrischen Anschluß bildet, wobei die einzelne, zu den schaltbaren Leitungen 1.1 bis 1.7 sowie zur Masseleitung 1.8 korrespondierende Leitungen 3.1 bis 3.7 und 3.8 in dem Stecker S3 zusammengeführt sind; die allgemeine Bordspannungsleitung 1.0 kann, was sich von selbst versteht, auch mit zu dem Stecker 3 durchgeführt sein. Der Stecker S3 kann bei Fahrbetrieb mit Hänger in die Buchse Bl eingesteckt und dort in üblicher Weise gesichert werden. Um die angestrebte Überwachung zu gewährleisten, ist die als zwischenschaltbarer Adapter 2 ausgebildete Steckvorrichtung in den Leitungszug eingeschaltet, die, mit der Steckbuchse 1 verbunden, gegenüber dem Steckerteil 3 die Funktion einer Steckbuchse übernimmt. Es versteht sich dabei von selbst, daß die Adapterausführung dem Steckerteil angeglichen ist, insbesondere im Hinblick auf die zur Sicherung der Verbindung gerichteten Haltemittel. In dem Adapter 2 verlaufen die (der besseren Übersichtlichkeit nicht bezeichneten) Leitungen .1 bis .7 sowie die allgemeine Masseleitung .8. In die schaltbaren Leitungen .1 bis .7 sind Widerstände Rl, R2, R3, R4, R5, R6 und R7 geschaltet, an denen bei Stromfluß eine der Stromstärke entsprechende Spannung abfällt. Die an diesen, in die Strompfade geschalteten Widerständen bei fließendem Strom auftretende Spannungen wird als Spannungsdifferenz der jeweils zugeordneten Schalteinrichtung Sl, S2, S3, S4, S5 und S7 zugeführt. In dem Beispiel wird angenommen, daß die Leitung 1.6-3.6 keiner besonderen Überwachung bedarf. Daher entfällt die Schalteinrichtung S6; aus Gründen der Symmetrie wurde jedoch der Widerstand R6 in diesem Leitungszug vorgesehen, der die Überwachung ermöglichen würde.to the socket Bl. The trailer has a plug connection, which, designed as a plug part 3, forms its electrical connection, whereby the individual lines 3.1 to 3.7 and 3.8 corresponding to the switchable lines 1.1 to 1.7 and to the ground line 1.8 are brought together in the plug S3; the general on-board voltage line 1.0 can, of course, also be led to the plug 3. The plug S3 can be plugged into the socket Bl when driving with a trailer and secured there in the usual way. In order to ensure the desired monitoring, the plug device designed as an interposable adapter 2 is connected to the cable run, which, connected to the socket 1, takes over the function of a socket in relation to the plug part 3. It goes without saying that the adapter design is adapted to the plug part, in particular with regard to the holding means designed to secure the connection. The lines .1 to .7 (not labeled for clarity) and the general ground line .8 run in the adapter 2. Resistors Rl, R2, R3, R4, R5, R6 and R7 are connected to the switchable lines .1 to .7, across which a voltage corresponding to the current strength drops when current flows. The voltages occurring at these resistors connected to the current paths when current flows are fed as a voltage difference to the respective assigned switching devices Sl, S2, S3, S4, S5 and S7. In the example, it is assumed that the line 1.6-3.6 does not require any special monitoring. The switching device S6 is therefore omitted; however, for reasons of symmetry, the resistor R6 was provided in this line section, which would enable monitoring.
Die Figuren 2 und 3 zeigen die Einzelheiten der Schalteinrichtungen Sl bis S7. Jede dieser Schalteinrichtungen weist einen Eingang für die Bordspannung und je einen Eingang für die Referenzspannung und die Schaltspannung auf, wobei an diesen beiden Eingängen die von den die Stromstärke überwachenden Mitteln abgegebene Spannung bzw. Spannungsdifferenz anliegt. Diese Spannungsdifferenz geht entweder di-Figures 2 and 3 show the details of the switching devices S1 to S7. Each of these switching devices has an input for the on-board voltage and an input each for the reference voltage and the switching voltage, with the voltage or voltage difference output by the means monitoring the current intensity being present at these two inputs. This voltage difference is either di-
- 11 - : - W 1735- 11 - : - W 1735
rekt auf einen als Komparator geschalteten Operationsverstärker, der den nachgeschalteten Transistor TR dann durchschaltet, wenn die Spannungsdifferenz unter einen vorgegebenen Grenzwert gesunken ist, wobei dieses Absinken dadurch erfolgt, daß die Stärke des in dem zugeordneten Strompfad fließenden Stromes wegen eines Ausfalls des angeschlossenen Verbrauchers auf Null (oder bei zwei parallel geschalteten Verbrauchern auf die Hälfte) abfällt (Fig. 2). In der Figur 3 ist der Schalteinrichtung noch ein UND-Glied UG zugeordnet, das die Schaltspennung (bzw. den einen Eingang für die Spannungsdifferenz) nur dann auf den Operationsverstärker durchschaltet, wenn sowohl die Bordspannung als auch die etwa gleich große Versorgungsspannung des Verbrauchers anliegen. Damit wird die Überwachung an das Anlegen der Bordspannung gekoppelt.directly to an operational amplifier connected as a comparator, which switches the downstream transistor TR through when the voltage difference has fallen below a predetermined limit value, whereby this drop occurs because the strength of the current flowing in the assigned current path drops to zero (or to half in the case of two parallel-connected consumers) due to a failure of the connected consumer (Fig. 2). In Figure 3, an AND element UG is also assigned to the switching device, which only switches the switching voltage (or the one input for the voltage difference) through to the operational amplifier when both the on-board voltage and the approximately equal supply voltage of the consumer are present. This links the monitoring to the application of the on-board voltage.
Die Figur 4 zeigt einen Schaltplan, der auf die Erzeugung der Normalspannung durch einen Spannungsteiler mit den Widerständen RIO und RIl abgestellt ist. Die so erzeugte Referenzspannung wird mit der Referenzspannung verglichen. Die Figur 5 zeigt die zugehörige, der Figur 2 entsprechenden Prinzipschaltung der Steuereinheit. Dabei können -wie durchgezogen dargestellt- die Teilerwiderstände aufgeteilt sein, so daß in jeder der Schalteinheiten Sl bis S7 ein Teilerwiderstand RIl vorgesehen ist, während der zugehörige Teilerwiderstand RIO in der gemeinsamen Masseleitung liegt. Es versteht sich ohne weiteres von selbst, daß der obere Teilerwiderstand RIl ebenfalls in der gemeinsamen Masseleitung -wie gestrichelt angedeutet-1iegt; die Verbindung über RIl in der Schalteinrichtung entfällt dann (wie durch die Doppelstriche angedeutet). Bei dieser Schaltanordnung wird die Referenzspannung vorgegeben und die Differenz zur Schaltspannung auf "Null" gehalten, wenn der Betriebszustand ordnungsgemäß ist. Bei Ausfall eines Verbrauchers tritt hier eine Spannungsdifferenz auf, die den Operationsverstärker durchschaltet und damit die Signalgabe auslöst.Figure 4 shows a circuit diagram that is based on the generation of the standard voltage by a voltage divider with the resistors RIO and RIl. The reference voltage generated in this way is compared with the reference voltage. Figure 5 shows the associated basic circuit of the control unit, corresponding to Figure 2. In this case, the divider resistors can be divided - as shown in solid lines - so that a divider resistor RIl is provided in each of the switching units S1 to S7, while the associated divider resistor RIO is in the common ground line. It goes without saying that the upper divider resistor RIl is also in the common ground line - as indicated by the dashed line; the connection via RIl in the switching device is then omitted (as indicated by the double lines). In this switching arrangement, the reference voltage is specified and the difference to the switching voltage is kept at "zero" when the operating state is correct. If a consumer fails, a voltage difference occurs here, which switches the operational amplifier through and thus triggers the signal.
Dabei hängt es von der Polung der Versorgungsspannung des Fahrzeuges ab, ob pnp- oder npn-Transistören Verwendung finden, oder ob dieIt depends on the polarity of the vehicle’s supply voltage whether pnp or npn transistors are used, or whether the
- 12 - r * - ^W-035- 12 - r * - ^W-035
Steuerspannung vor oder hinter dem Widerstand abgenommen wird, wesentlich ist, daß die Transistoren bei verschwindender (oder sich verringernder) Steuerspannung durchgeschaltet werden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind npn-Transistören eingezeichnet, deren Steuerspannung von den Operationsverstärkern geliefert werden. Es versteht sich von selbst, daß hier vielfältige Schaltungsmöglichkeiten gegeben sind.Control voltage is taken before or after the resistor, it is important that the transistors are switched on when the control voltage disappears (or decreases). In the example according to Fig. 1, npn transistors are shown, whose control voltage is supplied by the operational amplifiers. It goes without saying that there are a wide variety of circuit options here.
Bei der Aussteuerung wird ein Stromfluß zu den als Leuchtdioden LDl1 LD2, LD3, LD4, LD5 und LD8 ausgebildeten Signalmitteln freigegeben, wobei die Verbindung über ein Kabel 5 geführt ist. Dieses Kabel 5 ist beidseitig mit Steckerteilen 4.1 und 4.2 versehen, die Stecker S4.1 und S4.2 aufweisen, die mit korrespondierenden Steckbuchsen B2.2 des Adapters 2 bzw. B6 einer mit den als Leuchtdioden LDl bis LD7 ausgebildeten Signalmitteln versehenen Überwachungeinheit 6 verbindbar sind, die auch die die Betriebsbereitschaft anzeigende Leuchtdiode DO enthält, die der Überwachung der ordnungsgemäßen Spannungsversorgung dient, wozu neben der allgemeinen Masseleitung 1.8 auch die über die Leitung 1.0 kommende Bordspannung über die Leitung 5 geschleift ist. Durch diese Steckerteile ist die Überwachungseinheit 6 an beliebiger Stelle im Zugfahrzeug anbringbar. Die Leuchtdioden LDO bis LD7 können dabei verschieden ausgebildet sein, z.B. in unterschiedlichen Spektralbereichen arbeiten oder als Blink-Dioden ausgebildet sein. Es versteht sich weiter von selbst, daß auch eine von den schaltbaren Leitungen unabhängige Leuchtdiode vorgesehen sein kann, die anzeigt, ob ein Adapter zwischengeschaltet ist, und ob die Spannung der Spannungsquelle des Zugfahrzeuges ordnungsgemäß anliegt. Die Grundausführung besteht zumindest aus je einem Widerstand mit zugeordnetem Schalter und Leuchtdiode für die Kontrolle der Blink-, Brems- und Rückbeleuchtung mit zusätzlich einer Systemkontroll-LED.When activated, a current flow is released to the signaling devices designed as light-emitting diodes LD1 1 LD2, LD3, LD4, LD5 and LD8, the connection being made via a cable 5. This cable 5 is provided on both sides with plug parts 4.1 and 4.2, which have plugs S4.1 and S4.2, which can be connected to corresponding sockets B2.2 of the adapter 2 or B6 of a monitoring unit 6 provided with the signaling devices designed as light-emitting diodes LD1 to LD7, which also contains the light-emitting diode DO which indicates operational readiness and serves to monitor the correct voltage supply, for which purpose, in addition to the general ground line 1.8, the on-board voltage coming via line 1.0 is also looped via line 5. These plug parts enable the monitoring unit 6 to be attached anywhere in the towing vehicle. The LEDs LDO to LD7 can be designed in different ways, e.g. they can work in different spectral ranges or be designed as flashing diodes. It goes without saying that an LED that is independent of the switchable lines can also be provided, which indicates whether an adapter is connected and whether the voltage of the voltage source of the towing vehicle is correctly applied. The basic design consists of at least one resistor with an associated switch and LED for controlling the indicator, brake and rear lights, with an additional system control LED.
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