EP1337130A2 - Display - Google Patents
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- H05B47/23—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in series
- H05B47/235—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in series with communication between the lamps and a central unit
Definitions
- the invention relates to a display device according to the preamble of claim 1, in particular for use in a Plant for traffic regulation, control or monitoring for vehicles, for example in a traffic light.
- the display circuits are the transmission circuits 6 of several display devices 1 over a line bus system 11 with the central control center 8 connected, the transmission of the monitoring signal Ü takes place by means of the line bus system 11.
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1, insbesondere zur Verwendung in einer
Anlage zur Verkehrs-Regelung, -Steuerung, oder -Überwachung
für Fahrzeuge, beispielsweise in einer Verkehrsampel.The invention relates to a display device according to the preamble
of
Obzwar eine derartige Anzeigevorrichtung für eine höchstmögliche Lebensdauer ausgelegt und geprüft ist, unterliegt sie wie alle andere Leuchten gewissen Ausfällen, die zur Beeinträchtigung oder zur Abschaltung der Anzeigevorrichtung führen können. Gerade in den hier besonders relevanten Fällen, bei denen die Anzeigevorrichtung zur Abwendung von Schäden an Personen oder Fahrzeugen bzw. Gegenständen, also als Sicherheitssignal eingesetzt wird, muss eine der Anzeigevorrichtung zugeordnete Überwachungseinrichtung vorhanden sein, welche einen Gesamtausfall der Anzeigevorrichtung erkennen und entsprechende unverzügliche Maßnahmen aktivieren soll.Although such a display device for the highest possible Designed and tested, it is subject to like all other lights certain failures that impair or switch off the display device can. Especially in the cases that are particularly relevant here, where the indicator to prevent damage to People or vehicles or objects, i.e. as a safety signal is used, one of the display device assigned monitoring device, which recognize an overall failure of the display device and corresponding should activate immediate measures.
Namentlich bei einer gattungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit mehreren auf einem Träger angeordneten Leuchtelementen, wobei die Leuchtelemente durch Halbleiterbauelemente und insbesondere durch Leuchtdioden ausgebildet sind, ist der konstruktive und schaltungstechnische Aufwand für eine solche Überwachungseinrichtung hoch. Bekanntlich hat ein aus Halbleiterbauelementen gegenüber solchen aus Glühlampen ausgebildeten Leuchtfeldern neben einer über die gesamte Fläche homogenere und damit auch aus weiter Entfernung deutlichere Erkennbarkeit vor allem den Vorteil, dass erst sehr viele defekte Leuchtdioden zu einem erkennbaren Informationsverlust führen. Durch eine geeignete Beschaltung der Leuchtdioden und Ausbildung der diese steuernden Schaltung kann selbst bei mehrerer Defekten der Leuchtdioden eine Abnahme der gesamten Lichtstärke verhindert.werden. Durch die dezentrale Anordnung der gruppenweise geschalteten Leuchtdioden-Reihen kann weiterhin vermieden werden, dass Teilflächen des Leuchtfeldes dunkel werden. Es kann beispielsweise jede einzelne Leuchtdioden-Reihe einzeln auf Ausfall überwacht werden, und bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes, beispielsweise bei mehr als 20 % defekten Leuchtdioden die Anzeigevorrichtung über eine Abschaltautomatik vollständig abgeschalten werden.Especially with a generic display device a plurality of lighting elements arranged on a carrier, wherein the lighting elements through semiconductor components and in particular are constructed by LEDs, is the constructive and circuitry complexity for such a monitoring device high. As is known, one made of semiconductor components compared to those formed from incandescent lamps Illuminated fields next to a more homogeneous one over the entire surface and therefore more recognizable from a distance The main advantage is that there are only a lot of defects LEDs lead to a noticeable loss of information. By a suitable wiring of the LEDs and training the circuit controlling this can even with several Defects in the light emitting diodes cause a decrease in the overall light intensity be prevented. Due to the decentralized arrangement of the LED rows connected in groups can continue can be avoided that partial areas of the illuminated field dark become. For example, every single row of light emitting diodes can be used individually monitored for failure and when exceeded a certain limit, for example at more than 20% defective LEDs the display device can be completely switched off via an automatic switch-off.
Demgegenüber ist die Überwachung von Glühlampenanordnungen schaltungstechnisch wesentlich einfacher: Da es bei Glühlampen nur die beiden Betriebszustände intakt (Glühfaden in Ordnung) und defekt (Glühfaden ist durchgebrannt) gibt, jedoch keinerlei Zwischenzustände in der Charakteristik einer auf Glühlampen basierenden Anzeigevorrichtung gibt, sind deren Überwachungseinrichtungen schaltungstechnisch äußerst einfach und beschränken sich im Wesentlichen auf das Feststellen eines binären Ja-Nein-Zustandes. Die bei Verkehrsampeln mit Glühlampensignalen bislang verwendeten, konstruktiv und schaltungstechnisch äußerst einfach aufgebauten Überwachungseinrichtungen sind jedoch bei solchen Anzeigevorrichtungen, bei denen die Leuchtelemente durch Halbleiterbauelemente ausgebildet sind, nicht ohne weiteres verwendbar.In contrast is the monitoring of incandescent lamp arrangements technically much simpler in terms of circuitry: since it is with only the two operating states are intact (filament OK) and defective (filament has blown), however no intermediate states in the characteristics of one Incandescent-based display device are there Monitoring devices extremely simple in terms of circuitry and are essentially limited to finding one binary yes-no state. The with traffic lights with Incandescent lamp signals used so far, constructive and Monitoring devices with extremely simple circuitry however, with such displays, in which the lighting elements are formed by semiconductor components are not easily usable.
Leuchtsignale für den Straßenverkehr werden von Steuergeräten auf Komplettausfall überwacht. In der Regel geschieht dies durch redundante Stromüberwachung. Wenn Strom fließt, leuchtet das Signal, wenn kein Strom fließt, wird ein Komplettausfall detektiert. Dieser Komplettausfall wird über ein Steuergerät an eine Verkehrsleitzentrale weitergeleitet. Ein solcher Komplettausfall ist verkehrsgefährdend, deshalb wird auch die gesamte Ampelschaltung ausgeschaltet. Verkehrsstörungen und Polizeieinsatz sind die Folge.Light signals for road traffic are generated by control units monitored for complete failure. This usually happens through redundant current monitoring. When electricity flows, lights up the signal, when no current flows, becomes a complete failure detected. This complete failure is via a control unit forwarded to a traffic control center. Such a Complete failure is dangerous for traffic, therefore the entire traffic light circuit is also switched off. traffic incidents and police action are the result.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anzeigevorrichtung der gattungsgemäßen Art, bei denen die Leuchtelemente als Halbleiterbauelemente ausgebildet sind, zur Verfügung zu stellen, welche in einer Anlage zur Verkehrsregelung, - steuerung oder -überwachung für Fahrzeuge, insbesondere eine Verkehrsampel verwendet werden kann, bei welcher Anzeigevorrichtung ein Komplettausfall mit den nach sich ziehenden Folgen von Verkehrsstörungen und Polizeieinsätzen gänzlich vermieden werden kann.The invention is based on the object of a display device of the generic type in which the lighting elements are designed as semiconductor components to be put in a system for traffic regulation, control or monitoring for vehicles, in particular a Traffic lights can be used with which display device a complete failure with the consequences that follow from traffic disruptions and police operations completely avoided can be.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruches 1.The problem is solved with the characteristic features
of
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der wenigstens einen oder mehreren Schaltungsgruppen der Halbleiterbauelemente eine Überwachungsschaltung zugeordnet ist, die eine Störung oder einen Ausfall eines Leuchtelementes detektiert und in Abhängigkeit des Zustandes der Leuchtelemente bzw. der einen oder mehreren Schaltungsgruppen ein elektronisches Überwachungssignal liefert.According to the invention it is provided that the at least one or a plurality of circuit groups of the semiconductor components Monitoring circuit is associated with a fault or a failure of a lighting element is detected and dependent the state of the lighting elements or the one or several circuit groups an electronic monitoring signal supplies.
Mit der Erfindung gelingt es, einen noch nicht erfolgten, aber sich bereits abzeichnenden oder beginnenden Ausfall von Leuchtelementen zu erfassen und weiterzumelden, um dadurch Verkehrsstörungen von vorneherein zu vermeiden, und einen präventiven Ersatz von betroffenen Leuchtelementen frühzeitig, d.h. bereits vor deren Totalausfall möglich zu machen, und hierzu frühzeitig auch organisatorisch und logistisch entsprechende Maßnahmen ergreifen zu können. Da Leuchtelemente auf der Basis von Halbleiterbauelementen nicht nur komplett ausfallen, sondern unter Umständen zunächst nur einzelne Leuchtelemente oder auch nur Teile oder Gesamtheiten von Leuchtelementketten oder -gruppen ausfallen können, ohne dass dadurch die Signalwirkung der Anzeigevorrichtung insgesamt bereits beeinträchtigt wäre, ermöglicht die Erfindung, präventive Maßnahmen zu ergreifen, um einen Komplettausfall zu verhindern. Der besondere Vorteil liegt hierbei darin, dass Ausfallankündigungen vorsorglich bereits dann erfasst werden können, wenn die Anzeigevorrichtung insgesamt noch signaltechnisch den Erfordernissen des Straßenverkehrs entspricht, d.h. ein beginnender, sich abzeichnender Ausfall oder Teilausfall oder Defekt auf die optische Signalabgabe noch keine messbare oder sichtbare Wirkung hat. Der Grad der Ausfallankündigung ist hierbei frei einstellbar, beispielsweise kann ein Überwachungssignal bei einem Teilausfall von 10 % bis 30 % der Anzeigegesamtleistung erfolgen. Solche Ausfallankündigungen werden von den Leuchtelementen selbst als Meldungen bzw. Überwachungssignale geliefert.With the invention it succeeds, but not yet already emerging or beginning failure of To register lighting elements and to report them, thereby To avoid traffic disruptions from the outset, and one preventive replacement of affected lighting elements at an early stage, i.e. to make it possible even before their total failure, and early on, organizationally and logistically to be able to take appropriate measures. Because lighting elements not only completely based on semiconductor components fail, but under certain circumstances only individual Luminous elements or only parts or whole of Light element chains or groups can fail without thereby the signal effect of the display device as a whole would already be impaired, the invention enables preventive Take action to prevent a total failure prevent. The particular advantage here is that Failure notices are already recorded as a precaution can, if the display device overall still signal technology meets the requirements of road traffic, i.e. an emerging, emerging failure or partial failure or defect on the optical signal delivery yet has measurable or visible effect. The level of failure notification is freely adjustable, for example can a monitoring signal in the event of a partial failure of 10% to 30 % of the total advertising performance. Such failure announcements are used by the lighting elements themselves as messages or monitoring signals supplied.
Diese Meldungen bzw. Überwachungssignale sind an sich nicht Bestandteil der Ampelsteuerung selbst und können separat an eine Datenstelle, beispielsweise eine im Ampelsteuerkasten integrierte, und von dort erst an eine zentrale Leitstelle übertragen werden, oder auch direkt von der Anzeigevorrichtung an eine zentrale Leitstelle übertragen werden. In der zentralen Leitstelle werden solche Meldungen gesammelt und ausgewertet, wodurch ein geplanter Ersatz von beginnenden bzw. sich abzeichnenden Defekten oder auch Störungen an den Leuchtelementen eingeleitet werden können.These messages or monitoring signals are not in themselves Part of the traffic light control itself and can be added separately a data point, for example one in the traffic light control box integrated, and from there to a central control center are transmitted, or directly from the display device transferred to a central control center. In the Such reports are collected at the central control center evaluated, making a scheduled replacement of starting or emerging defects or malfunctions on the Luminous elements can be initiated.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass der Überwachungsschaltung eine Übertragungsschaltung zugeordnet ist, die das Überwachungssignal oder ein hiervon abgeleitetes Signal an eine zentrale Leitstelle übermittelt.In an advantageous development of the invention, it is therefore provided that that the monitoring circuit is a transmission circuit is assigned to the monitoring signal or a signal derived from this transmitted to a central control center.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments of the invention result from the subclaims.
Weitere Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt:
- Fig. 1
- ein schematisches Schaltbild einer Anzeigevorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Fig. 2B und 2B
- schematische Vorder- und Schnittansichten der Anzeigevorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel;
- Fig. 3
- ein schematisches Schaltbild der Leuchtdiodenmatrix in einer Anzeigevorrichtung nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung von mehreren Anzeigevorrichtungen, die über einen Leitungsbus in Verbindung stehen mit einer zentralen Leitstelle, und
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung von mehreren Anzeigevorrichtungen, die über Funk in Verbindung stehen mit einer zentralen Leitstelle.
- Fig. 1
- a schematic diagram of a display device according to a preferred embodiment of the invention;
- 2B and 2B
- schematic front and sectional views of the display device according to the embodiment;
- Fig. 3
- 2 shows a schematic circuit diagram of the light-emitting diode matrix in a display device according to the preferred exemplary embodiment of the invention,
- Fig. 4
- a schematic representation of several display devices that are connected via a line bus to a central control center, and
- Fig. 5
- is a schematic representation of several display devices that are connected via radio to a central control center.
Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine
erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 für eine sich ändernde
Information, wobei die Information durch Auswahl oder
Kombination von einzelnen, auf einem Träger T angeordneten
Leuchtelementen L dargestellt wird, und die Leuchtelemente L
durch Halbleiterbauelemente Dij ausgebildet sind, insbesondere
aus Leuchtdioden oder anderen integrierten Halbleiterschaltungen
mit Komponenten zur Lichtemission. Die Halbleiterbauelemente
Dij sind in mehreren Schaltungsgruppen, im
dargestellten Fall 24 solcher Gruppen, wobei nur sechs Gruppen
näher dargestellt sind, geschaltet (vgl. Fig.3).The embodiment shown in the figures shows one
Der wenigstens einen oder mehreren Schaltungsgruppen der
Halbleiterbauelemente Dij ist eine Überwachungsschaltung 2
zugeordnet, die eine Störung oder einen Ausfall eines oder
auch mehreren Leuchtelementes L detektiert und in Abhängigkeit
des Zustandes der Leuchtelemente L bzw. der einen oder
mehreren Schaltungsgruppen Dij ein elektronisches Überwachungssignal
Ü liefert. Der Überwachungsschaltung 2 ist eine
Übertragungsschaltung 6 zugeordnet, die das Überwachungssignal
Ü oder ein hiervon abgeleitetes Signal an eine zentrale
Leitstelle 8 übermittelt. The at least one or more circuit groups of the
Semiconductor components Dij is a
Über Gleichstromquellen 9, 10 sind die Schaltungen 2 und 6 an
eine Wechselspannungsversorgung angeschlossen, ein AC/DC-Wandler
7 versorgt die Überwachungsschaltung 2 mit Gleichspannung.
In Fig. 3 ist die Anordnung der Halbleiterelemente Dij näher dargestellt. Diese sind in mehreren Schaltungsgruppen geschaltet, wobei jede Schaltungsgruppe strommäßig einen Nebenzweig N1, N2, ..., N6 eines Hauptzweiges H mit Knoten K bildet. In jedem Nebenzweig Ni ist eine Vielzahl von Leuchtelementen, beispielsweise eine Anzahl von zehn Leuchtelementen Di1 bis Di10 in Reihe geschaltet (i bezeichnet die Nummer der Gruppe bzw. des Nebenzweiges, j die Nummer des Leuchtelementes in dem Nebenzweig). Die aus den Halbleiterbauelementen Dij bestehende Schaltung ist einer Konstantstromeinrichtung 3 dergestalt zugeordnet, dass die Summe der in den Nebenzweigen N1, N2, ... fließenden elektrischen Teilströme einen vorbestimmten konstanten Wert besitzt, und zwar unabhängig von den in den Nebenzweigen jeweils fließenden Teilstromwerten. Es sind weiterhin den Halbleiterbauelementen Dij zugeordnete Sicherüngselemente F1, F2, ... in jedem Nebenzweig N1, N2, ... der aus dem Halbleiterbauelementen Dij gebildeten Schaltung ausgebildet. Diese Sicherungselemente stellen im einfachsten Fall Schmelzsicherungen mit vorbestimmten Durchbruchsstromwerten dar, beispielsweise mit je 125 V/50 mA bei einer Anzahl von 24 unabhängigen Leuchtelement-Gruppen zu je 10 Leuchtdioden, wobei der Gesamtstrom im Hauptzweig (Betriebsstrom der Konstantstromquelle 3) typischerweise 0,5 A beträgt.3, the arrangement of the semiconductor elements Dij is closer shown. These are connected in several circuit groups, each circuit group current-wise a secondary branch N1, N2, ..., N6 forms a main branch H with node K. In each secondary branch Ni there is a multitude of light elements, for example a number of ten lighting elements Di1 to Di10 connected in series (i denotes the number of the Group or branch, j the number of the light element in the secondary branch). The from the semiconductor devices The existing circuit is a constant current device 3 assigned in such a way that the sum of those in the secondary branches N1, N2, ... flowing electrical partial currents a predetermined has a constant value, regardless of the flowing partial current values in the secondary branches. It are also safety elements assigned to the semiconductor components Dij F1, F2, ... in each secondary branch N1, N2, ... the circuit formed from the semiconductor device Dij educated. These securing elements represent the simplest Fall fuses with predetermined breakdown current values represents, for example with 125 V / 50 mA each with a number of 24 independent lighting element groups of 10 each LEDs, the total current in the main branch (operating current the constant current source 3) is typically 0.5 A.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anzeigevorrichtung erfolgt die Übertragung des Überwachungssignals
Ü an die zentrale Leitstelle 8 drahtgebunden.
Hierbei kann die Übertragung des Überwachungssignals mittels
Modulation auf die zwischen der wenigstens einen oder mehreren
Schaltungsgruppen und der zentralen Leitstelle vorhandenen
Zuleitung erfolgen. In a preferred embodiment of the invention
Display device, the transmission of the monitoring signal
Ü wired to the
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anzeigevorrichtung erfolgt die Übertragung des
Überwachungssignals Ü an die zentrale Leitstelle 8 drahtungebunden,
insbesondere durch Funkübertragung, Infrarotübertragung
oder dergleichen.In a further preferred embodiment of the invention
Display device is the transmission of the
Monitoring signal Ü to the
Bei dem in Fig. 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung sind die Übertragungsschaltungen
6 von mehreren Anzeigevorrichtungen 1 über
ein Leitungsbussystem 11 mit der zentralen Leitstelle 8
verbunden, wobei die Übertragung des Überwachungssignals Ü
vermittels des Leitungsbussystems 11 erfolgt.In the preferred embodiment shown in FIG. 4
the display circuits are the
Von Vorteil wird die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in
einer Anlage zur Verkehrs-Regelung, -Steuerung, oder -
Überwachung der Straßenfahrzeuge, insbesondere in einer Verkehrsampel
verwendet. Die Überwachungsschaltung liefert ausgangsseitig
das Überwachungssignal Ü, welches wenigstens drei
unterschiedliche elektrische Zustände besitzt, wobei der eine
Zustand, Betriebs zustand, einem ordnungsgemäßen Betrieb der
Anzeigevorrichtung und ein weiterer Zustand, Defektzustand,
einem Defekt oder einer Störung der Anzeigevorrichtung, und
ein weiterer Zustand, Ausfallzustand, einem Gesamtausfall der
Anzeigevorrichtung entspricht. Hierbei ist insbesondere vorgesehen,
dass der Defektzustand einem beginnenden Ausfall oder
einem Teilausfall der Anzeigevorrichtung 1 bzw. der
Leuchtelemente L entspricht, wobei der Defektzustand im Hinblick
auf die signaltechnischen Erfordernisse des Straßenverkehrs
noch keiner Gesamtabschaltung der Anzeigevorrichtung,
sondern einer Ausfallankündigung entspricht, wobei die Ausfallankündigung
frei einstellbar ist, und insbesondere zwischen
etwa 10 % bis 30 % Teilausfall der Anzeigevorrichtung
entspricht.The display device according to the invention is advantageous in
a system for traffic regulation, control, or -
Monitoring of road vehicles, especially in a traffic light
used. The monitoring circuit delivers on the output side
the monitoring signal Ü, which is at least three
has different electrical states, the one
Condition, operating condition, proper operation of the
Display device and another condition, defect condition,
a defect or malfunction of the display device, and
another condition, failure condition, a total failure of the
Display device corresponds. It is particularly provided that
that the defect condition is an incipient failure or
a partial failure of the
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens einen oder mehreren Schaltungsgruppen der Halbleiterbauelemente eine Überwachungsschaltung (2) zugeordnet ist, die eine Störung oder einen Ausfall eines Leuchtelementes (L) detektiert und in Abhängigkeit des Zustandes der Leuchtelemente bzw. der einen oder mehreren Schaltungsgruppen ein elektronisches Überwachungssignal (Ü) liefert.Display device for changing information, the information being represented by selection or combination of individual light-emitting elements (L) arranged on a carrier (T), the light-emitting elements being formed by semiconductor components (Dij), in particular composed of light-emitting diodes or other integrated semiconductor circuits Components for light emission, and the semiconductor components are connected in one or more circuit groups,
characterized in that
A monitoring circuit (2) is assigned to the at least one or more circuit groups of the semiconductor components, which detects a malfunction or failure of a lighting element (L) and delivers an electronic monitoring signal (Ü) depending on the state of the lighting elements or the one or more circuit groups.
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