DE19708659C1 - Blinklichtsignalanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Blinklichtsignalanlage für Kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung betrifft eine Blinklichtsignalanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Blinklichtsignalanlage ist aus der älteren, jedoch nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung gemäß der DE 196 18 010 C1 vorbekannt. Bei dieser vorbekannten Blinklichtsignalanlage ist jedoch zur Ausfallerkennung einer Leuchtdiode und zur Weiterleitung des entsprechenden Ausfallsignales von der Blinkleuchte an den Blinkgeber eine separate Meldeleitung erforderlich.
Aus der DE 32 30 975 A1 ist eine Kraftfahrzeugleuchte aus Leuchtdioden oder Leuchtdiodenchips bekannt, die in einer Matrix angeordnet sind. Das heißt, die Leuchtdioden sind in mehreren Reihen zusammengeschaltet, wobei diese Reihenschaltungen zueinander parallel geschaltet sind. Bei dieser vorbekannten Kraftfahrzeugleuchte sind zwar allgemein Mittel zur Ausfallerkennung einer Leuchtdiode und zur Überbrückung der defekten Leuchtdiode vorgesehen. Es ist jedoch nicht erläutert, wie der erkannte Leuchtdiodenausfall an ein externes Kontrollgerät, beispielsweise als Teil eines Blinkgebers, weitergeleitet werden könnte.
Der Verwendung von Leuchten mit Leuchtdioden liegt das grundsätzliche Problem zugrunde, daß bei Verwendung mehrerer Leuchtdioden der Ausfall einer Leuchtdiode nur eine geringe Änderung der Stromaufnahme und damit des durch die Leuchte fließenden Stromes bewirkt. Bisher waren keine Lösungen bekannt, die eine Ausfallerkennung einzelner Leuchtdioden bei derartigen Leuchten durch konventionelle interne Kontrollschaltungen ermöglichten.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Blinklichtsignalanlage für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die sowohl die gemischte Verwendung von LED-Blinkleuchten als auch von Glühlampen-Blinkleuchten und zugleich die Ausfallerkennung einzelner Leuchtdioden von LED-Blinkleuchten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blinkleuchte mindestens zwei Leuchtdioden aufweist und daß die externe Kontrollschaltung im Fall eines Defektes einer Leuchtdiode mindestens zwei Leuchtdioden über einen Schalter ausschaltet.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß die Stromänderung der Stromaufnahme einer LED-Blinkleuchte um so größer wird, je mehr Leuchtdioden im Falle eines Defektes einer einzelnen Leuchtdiode ausgeschaltet werden. Das heißt, zusätzlich zu der defekten Leuchtdiode werden erfindungsgemäß weitere Leuchtdioden ausgeschaltet, so daß sich die Stromaufnahme der LED-Blinkleuchte insoweit signifikant ändert, daß diese Änderung der Stromaufnahme mit normalen Kontrollschaltungen als Teil handelsüblicher Blinkgeber, ggf. mit einer geringfügigen Anpassung eines Kontrollwiderstandes, sicher erkannt werden kann.
Dabei kann entweder die gesamte Anzahl der vorhandenen Leuchtdioden einer Blinkleuchte ausgeschaltet werden, um die erfaßbare Stromänderung so groß wie möglich zu gestalten. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, nur so viele Leuchtdioden zusätzlich abzuschalten, daß die erzeugte Stromänderung zur Erkennung des Ausfalls einer einzelnen Leuchtdiode ausreicht. Diese Lösung hat darüber hinaus den Vorteil, daß die mit den Blinkleuchten zu erzeugende Signalwirkung im Falle des Ausfalles einer Leuchtdiode nicht gänzlich durch die gesamte Abschaltung der Blinkleuchte aufgegeben wird.
Dabei ist aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung keine zusätzliche Meldeleitung zwischen der LED-Blinkleuchte und dem Blinkgeber erforderlich. Vielmehr reicht die eine sowieso vorhandene Verbindungsleitung zwischen der Blinkleuchte und dem Blinkgeber, die auch zur Ansteuerung der Blinkleuchte dient. Dies macht die erfindungsgemäße Lösung besonders einfach und kostengünstig, sowohl hinsichtlich des Aufbaus der Blinkleuchte der erfindungsgemäßen Blinklichtsignalanlage als auch hinsichtlich der Montage der Blinklichtsignalanlage im Kraftfahrzeug.
Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der erfindungsgemäßen Blinklichtsignalanlage gehen aus den Unteransprüchen hervor.
So ist es vorteilhaft, wenn die externe Kontrollschaltung im Falle eines Defektes einer Leuchtdiode etwa die Hälfte aller Leuchtdioden abschaltet, weil die damit erzeugte Stromänderung üblicherweise ausreicht, um durch herkömmliche Kontrollschaltungen als Teil von handelsüblichen Blinkgebern detektiert zu werden.
Die Leuchtdioden können auch teilweise in Reihe geschaltet sein, wobei die jeweilige externe Kontrollschaltung die in Reihe geschalteten Leuchtdioden gemeinsam überwacht und schaltet. Die maximal mögliche Zahl der in Reihe geschalteten Leuchtdioden wird dabei durch die vorgegebene Versorgungsspannung durch die Spannungstoleranz und die Spannungstemperaturänderung der einzelnen Leuchtdioden, durch die Schwankungen der Batteriespannung und durch die Umgebungstemperatur bestimmt. Mit dieser Maßnahme wird eine unnötig hohe Zahl von Kontrollstufen in der externen Kontrollschaltung vermieden.
In diesem Zusammenhang können mindestens zwei Reihenschaltungen von Leuchtdioden zueinander parallel geschaltet sein, wobei die externe Kontrollschaltung die Parallelzweige der Reihenschaltungen getrennt überwacht. Mit dieser Maßnahme wird einerseits eine sichere Detektion des Ausfalls einer Leuchtdiode durch die externe Kontrollschaltung gewährleistet. Andererseits kann zum Aufbau der Blinkleuchte eine größere Zahl von Leuchtdioden als die maximal für eine Reihenschaltung zulässige Zahl von Leuchtdioden verwendet werden.
Die externe Kontrollschaltung kann die Parallelzweige der Reihenschaltungen der Leuchtdioden getrennt schalten, um so das unter anderem beanspruchte teilweise Ausschalten der Leuchtdioden einer Blinkleuchte zu ermöglichen. Sind mindestens drei Reihenschaltungen von Leuchtdioden zueinander parallel geschaltet, so kann die externe Kontrollschaltung mindestens zwei Parallelzweige der Reihenschaltungen auch gemeinsam schalten, um die Zahl der insbesondere in der Blinkleuchte angeordneten Schalter zum separaten Schalter der Parallelzweige auf das erforderliche Maß zu reduzieren und den dazu erforderlichen Schaltungsaufwand zu verringern.
Besonders vorteilhaft können vier Reihenschaltungen von beispielsweise sieben oder acht Leuchtdioden zueinander parallel geschaltet sein. Dies ergibt eine Gesamtzahl von etwa 30 Leuchtdioden pro Blinkleuchte. Dabei weist die externe Kontrollschaltung dann besonders vorteilhaft zwei separate Kontrollstufen auf, die jeweils zwei Parallelzweige der Reihenschaltungen getrennt überwachen, jedoch gemeinsam schalten. Mit diesen Maßnahmen kann im Falle eines Defektes einer Leuchtdiode in einer Reihenschaltung dieser Schaltungsanordnung etwa die Hälfte, nämlich entweder 14 oder 16 Leuchtdioden, ausgeschaltet werden, so daß die von der in dem Blinkgeber vorgesehenen Kontrollstufe überwachte Stromänderung zur Erkennung eines Defektes in der jeweiligen Blinkleuchte sicherlich ausreicht.
Die Schalter zum Schalten der Leuchtdioden können besonders vorteilhaft Transistoren sein. Die durch Leuchtdioden fließenden Ströme können problemlos von handelsüblichen Transistoren geschaltet werden.
Die interne Kontrollschaltung des Blinkgebers kann, besonders vorteilhaft für jede Blinkleuchte, eine separate Kontrollstufe, bestehend aus einem Meßwiderstand und einer Auswerteschaltung zur Überwachung des Spannungsabfalls am Meßwiderstand, aufweisen. Damit können sehr einfach und mit guter Kontrollsicherheit auch Mehrkreisblinkgeber und Mehrkreisblinkschaltungen aufgebaut werden.
Die externe Kontrollschaltung kann besonders vorteilhaft in der Blinkleuchte auf einer Leiterplatte angeordnet sein, die auch die Leuchtdioden der jeweiligen Blinkleuchte trägt.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Blinklichtsignalanlage ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Blinklichtsignalanlage und Fig. 2 ein Schaltschema einer LED-Blinkleuchte für die Blinklichtsignalanlage gemäß Fig. 1.
In der Fig. 1 weist die Blinklichtsignalanlage einen Blinkgeber (BG) auf, der über eine Klemme (+30) mit dem positiven Pol einer in den Figuren nicht dargestellten Stromquelle dauernd verbunden ist. Dieser positive Pol der Stromquelle ist über einen Kurzschlußkontrollwiderstand (RK) mit den Schaltkontakten eines linken Blinkrelais (Rel L) und eines rechten Blinkrelais (Rel R) parallel verbunden. Über die Anschlüsse des Kontrollwiderstandes (RK) ist eine Kurzschlußkontrollschaltung (KS) geschaltet, die im Falle eines Kurzschlusses im Blinklampenstromkreis den Multivibrator (MV) im Sinne einer Öffnung der Relaiskontakte der Blinkrelais (Rel L und Rel R) ansteuert. Im übrigen dient die Multivibratorschaltung (MV) in der bekannten Art und Weise zur Ansteuerung der Relaisspulen von Blinkrelais (Rel L und Rel R), sofern eine dieser Spulen über einen Blinkschalter (BS) mit Massepotential verbunden wurde.
Die jeweils anderen Schaltkontakte der Blinkrelais (Rel L und Rel R) sind jeweils parallel mit Blinklampenkontrollwiderständen (R1, R2, R3 bzw. R4, R5, R6) verbunden. Die jeweils anderen Anschlüsse dieser Kontrollwiderstände (R1-R6) sind mit den Blinklampen verbunden, wobei LV die Blinklampe vorne links, LH die Blinklampe hinten links, LA die Blinklampe Anhänger links, RV die Blinklampe vorne rechts, RH die Blinklampe hinten rechts und RA die Blinklampe Anhänger rechts ist. Über die Anschlüsse der Kontrollwiderstände (R1-R6) sind jeweils Kontrollstufen (K1-K6) der internen Kontrollschaltung des Blinkgebers (BG) geschaltet. Die Ausgänge dieser Kontrollstufen (K1-K6) sind mit einer Kontrollampensteuerung Zugfahrzeug (KSZ) bzw. mit einer Kontrollampensteuerung (Anhänger KSA) verbunden die jeweils eine Kontrollampe Zugfahrzeug (KLZ) und eine Kontrollampe Anhänger (KLA) ansteuern.
Die Blinklampen bzw. Blinkleuchten (LV, LH, LA, RV, RH, RA) können sowohl mit Glühlampen bestückte Blinkleuchten als auch mit Leuchtdioden bestückte Blinkleuchten sein. Die Kontrollschaltungen, gebildet aus den Kontrollwiderständen (R1-R6) und den Kontrollstufen (K1-K6) sind so ausgelegt, daß sie aufgrund der gewählten Kontrollwiderstandswerte auf eine Stromänderung vom normalen Glühlampenstrom etwa auf eine Halbierung des Verbrauchsstroms der Blinkleuchten ansprechen. Im folgenden sei angenommen, daß sowohl die linke Anhängerblinkleuchte (LA) als auch die rechte Anhängerblinkleuchte (RA) als mit Leuchtdioden bestückte Blinkleuchten ausgebildet sind, wobei die rechte Anhängerblinkleuchte (RA) im folgenden anhand von Fig. 2 näher betrachtet werden soll. Die rechte Anhängerblinkleuchte (RA) ist über eine Anschlußklemme (KL) mit dem Blinkgeber (BG), der in der Fig. 1 gestrichelt umrissen ist, leitend verbunden.
In der Fig. 2 ist neben dieser Anschlußklemme (KL) der rechten Anhängerblinkleuchte (RA) eine größere Zahl von Leuchtdioden (D1-DP) erkennbar. Diese Leuchtdioden (D1-DP) sind in vier Leuchtdiodengruppen aufgeteilt, die in etwa eine gleiche Zahl von Leuchtdioden aufweisen. Eine erste Leuchtdiodengruppe (D1-DM) ist in Serie geschaltet, wobei M beispielsweise die Zahl 7 aufweisen kann. Eine zweite Leuchtdiodengruppe (DM+1-DN) ist ebenfalls in Serie geschaltet, wobei N die Zahl 14 aufweisen kann. Eine dritte Leuchtdiodengruppe (DN+1-DO) ist ebenfalls in Serie geschaltet, wobei O die Zahl 22 bezeichnen kann, und eine vierte Leuchtdiodengruppe (DO+1-DP) ist ebenfalls in Serie geschaltet, wobei P die Zahl 30 bezeichnen kann, so daß die Gesamtzahl der Leuchtdioden der rechten Anhängerblinklampe (RA) 30 Leuchtdioden beträgt.
Diese vier Serienschaltungen von Leuchtdioden, wobei jede Serienschaltung entweder sieben oder acht Leuchtdioden umfaßt, sind zueinander in zwei verschiedenen Zweigen parallel geschaltet. Jede dieser beiden Parallelschaltungen ist mit einer Schaltelektrode eines Transistors (T1 bzw. T2) leitend verbunden, dessen andere Schaltelektrode mit der Anschlußklemme (KL) und über KL im Falle einer Einschaltung der Blinkleuchte (RA) mit positivem Potential verbunden ist. Die Basis der Transistoren (T1 und T2) ist über einen Spannungsteiler einerseits mit der Anschlußklemme (KL) und andererseits mit jeweils einer Kontrollstufe (K7 bzw. K8) der externen Kontrollschaltung innerhalb der Blinkleuchte (RA) verbunden.
Diese externen Kontrollstufen (K7, K8) messen den Spannungsabfall an den externen Kontrollwiderständen (R7-R10), die in die Serienstromkreise der Leuchtdioden (D1-DP) jeweils geschaltet sind. Die von den Leuchtdioden (D1-DP) abgewandten Anschlüsse der externen Kontrollwiderstände (R7-R10) sind, wie die externen Kontrollstufen (K7, K8), mit dem Masseanschluß der rechten Anhängerblinkleuchte (RA) verbunden.
Im Falle einer Ansteuerung der rechten Anhängerblinkleuchte (RA) wird diese Blinkleuchte über die Anschlußklemme (KL) periodisch mit dem positiven Potential verbunden. Im Falle der einwandfreien Funktion aller Leuchtdioden (D1-DP) sind die Transistoren (T1 und T2) in der Hellphase der Blinkleuchten über die Spannungsteiler (ST1 und ST2) mit dem positiven Potential verbunden und damit durchgeschaltet. In diesem Fall werden also alle Leuchtdioden in den genannten Parallel- und Serienschaltungen mit dem positiven Potential verbunden, so daß alle Leuchtdioden leuchten. Dieser einwandfreien Funktion aller Leuchtdioden entspricht ein vorgegebener Spannungsabfall an den Kontrollwiderständen (R7-R10). Entsprechend ermitteln die externen Kontrollstufen (K7 und K8) keinen Defekt einer Leuchtdiode.
Sobald eine der genannten Leuchtdioden (D1-DP), z. B. die Leuchtdiode D1, defekt wird, führt dies zu einem geänderten Spannungsabfall, beispielsweise an dem Kontrollwiderstand (R7). Dieser geänderte Spannungsabfall an dem Kontrollwiderstand (R7) wird von der externen Kontrollstufe (K7) erfaßt und daraufhin über den Spannungsteiler (ST1) die Basis des Transistors (T1) derart angesteuert, daß der Transistor (T1) sperrt. Daraufhin wird etwa die Hälfte aller Leuchtdioden, nämlich die Leuchtdioden D1-DN, im vorliegenden Ausführungsbeispiel also 14 Leuchtdioden, ausgeschaltet, wogegen die übrigen 16 Leuchtdioden (DN+1-DP) weiterhin mit der vorgegebenen Blinkfrequenz aufleuchten. Diese Wegschaltung der 14 Leuchtdioden D1-DN führt jedoch zu einer so deutlichen Änderung der Stromaufnahme der rechten Anhängerblinkleuchte (RA), daß diese Stromänderung durch den sechsten Kontrollwiderstand (R6) und die sechste Kontrollstufe (K6) innerhalb des Blinkgebers (BG) erfaßt werden kann.
Sobald die sechste Kontrollstufe (K6) innerhalb des Blinkgebers (BG) eine derartige Stromänderung erfaßt, meldet sie diese an die Kontrollampensteuerung Anhänger (KSA), die daraufhin die Kontrollampe Anhänger (KLA) im Sinne einer Anzeige des Anhängerblinklampendefektes ansteuert.
Wie bereits erläutert, ist mit der erfindungsgemäßen Blinklichtsignalanlage einerseits eine sichere Kontrolle und Überwachung auch von Blinkleuchten mit Leuchtdiodenbestückung möglich. Andererseits wird jedoch nur ein Teil der Leuchtdioden im Falle eines einzelnen Leuchtdiodendefektes weggeschaltet, wogegen die übrigen Leuchtdioden weiterhin betrieben werden, so daß die gewünschte Warn- und Signalfunktion der Blinkleuchte zumindest teilweise erhalten bleibt.
Bezugszeichenliste
K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8 Kontrollstufen vorn
LV Blinklampe vorne links
LH Blinklampe hinten links
LA Blinklampe Anhänger links
RV Blinklampe vorne rechts
RH Blinklampe hinten rechts
RA Blinklampe Anhänger rechts
MV Multivibrator
KS Kurzschlußkontrollschalter
BS Blinkerschalter
Rel L Blinkrelais links
Rel R Blinkrelais rechts
KSZ Kontrollampensteuerung Zugfahrzeug
KSA Kontrollampensteuerung Anhänger
KLZ Kontrollampe Zugfahrzeug
KLA Kontrollampe Anhänger
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 Kontrollwiderstände
RK Kurzschlußkontrollwiderstand
BG Blinkgeber
KL Anschlußklemme von RA
D1-DM, DM+1-DN, DN+1-DO, DO+1-DP Leuchtdioden
T1, T2 Transistoren
ST1, ST2 Spannungsteiler

Claims (10)

1. Blinklichtsignalanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Stromquelle, mit einem Blinkschalter (BS), mit einem Blinkgeber (BG), der mindestens eine interne Kontrollschaltung (R1-R6, K1-K6) zur Funktionskontrolle von Blinkleuchten (LV, LH, LA, RV, RH, RA) aufweist, mit mindestens einer Blinkleuchte (RA), die mindestens eine Leuchtdiode (D1-DP) als Leuchtmittel aufweist, und mit einer von dem Blinkgeber (BG) externen Kontrollschaltung (R7-R10, K7, K8) zur Funktionskontrolle der Leuchtdiode (D1-DP), dadurch gekennzeichnet, daß die Blinkleuchte (RA) mindestens zwei Leuchtdioden (D1-DP) aufweist und daß die externe Kontrollschaltung (R7-R10, K7, K8) im Fall eines Defektes einer Leuchtdiode (D1-DP) mindestens zwei Leuchtdioden (D1-DP) über einen Schalter (T1, T2) ausschaltet.
2. Blinklichtsignalanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Kontrollschaltung (R7-R10, K7, K8) im Fall eines Defektes einer Leuchtdiode (D1-DP) etwa die Hälfte aller Leuchtdioden (D1-DN oder DN+1-DP) abschaltet.
3. Blinklichtsignalanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden (D1-DP) teilweise in Reihe geschaltet sind und daß die jeweilige externe Kontrollschaltung (R7-R10, K7, K8) die in Reihe geschalteten Leuchtdioden gemeinsam überwacht und schaltet.
4. Blinklichtsignalanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Reihenschaltungen von Leuchtdioden (D1-DP) zueinander parallel geschaltet sind und daß die jeweilige externe Kontrollschaltung (R7-R10, K7, K8) die Parallelzweige der Reihenschaltungen getrennt überwacht.
5. Blinklichtsignalanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige externe Kontrollschaltung (R7-R10, K7, K8) die Parallelzweige der Reihenschaltungen der Leuchtdioden (D1-DP) getrennt schaltet.
6. Blinklichtsignalanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Reihenschaltungen von Leuchtdioden (D1-DP) zueinander parallel geschaltet sind und daß die jeweilige externe Kontrollschaltung (R7-R10, K7, K8) mindestens zwei Parallelzweige der Reihenschaltungen gemeinsam schaltet.
7. Blinklichtsignalanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vier Reihenschaltungen von Leuchtdioden (D1-DP) zueinander parallel geschaltet sind, daß die jeweilige externe Kontrollschaltung zwei separate Kontrollstufen (R7, R8, K7; R9, R10, K8) aufweist, die jeweils zwei Parallelzweige der Reihenschaltungen getrennt überwachen und gemeinsam schalten.
8. Blinklichtsignalanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Transistor (T1, T2) ist.
9. Blinklichtsignalanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die interne Kontrollschaltung für jede Blinkleuchte (LV, LH, LA, RV, RH, RA) eine separate Kontrollstufe (R1, K1; R2, K2; R3, K3; R4, K4; R5, K5; R6, K6) aufweist.
10. Blinklichtsignalanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Kontrollschaltung (R7-R10, K7, K8) in der Blinkleuchte (RA) angeordnet ist.
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