DE3716251A1 - Lampenueberwachungseinrichtung fuer leuchten, vorzugsweise fuer kfz-leuchten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lampenüberwachungseinrichtung für Leuchten, vorzugsweise für Kfz-Leuchten, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Lampenüberwachungseinrichtungen dienen dazu, den Ausfall von Glühlampen zu überwachten. Bei Kfz-Leuchten ist es bekannt, den Ausfall der jeweiligen Glühlampe durch Überwachung des Stromes anzuzeigen. Um den Ausfall der Leuchtenfunktion aber auch bei Kurzschlüssen oder Kriechströmen in der elektrischen Zuleitung zu erfasen, hat der Gesetzgeber vorgeschrieben, daß bei Stromüberwachungsschaltungen sowohl ein Überschreiten als auch ein Unterschreiten des zugelassenen Nennstrombereiches eine Alarmfunktion auslösen muß. Um das Überschreiten und das Unterschreiten des Nennstrombereiches erfassen zu können, sind für die Schaltungen sogenannte Fensterkomparatoren notwendig, die konstruktiv aufwendig und vor allen Dingen kostspielig sind. Außerdem muß zur Strommessung ein Widerstand in den Lampenstromkreis geschaltet werden, der einen Spannungsabfall und damit eine Verminderung der Leuchtkraft der Glühlampe verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Lampenüberwachungseinrichtung so auszubilden, daß sie bei konstruktiv einfacher Ausbildung und preisgünstiger Herstellung den Ausfall einer Glühlampe zuverlässig anzeigt.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Lampenüberwachungseinrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lampenüberwachungseinrichtung wird nicht der Strom überwacht, sondern der strahlungsempfindliche Sensor verwendet, der Strahlung von der zu überwachenden Glühlampe erhält. Arbeitet die Glühlampe ordnungsgemäß und erhält der Sensor dementsprechend Strahlung von der Glühlampe, dann wird dem Betreiber der Leuchte über die Kontrolleinrichtung mitgeteilt, daß die Glühlampe ordnungsgemäß arbeitet. Hat die Glühlampe jedoch einen Defekt, dann erhält der Sensor keine Strahlung mehr, so daß er an die Kontrolleinrichtung ein entsprechendes Signal abgibt, das dann den Defekt der Glühlampe anzeigt. Bei der erfindungsgemäßen Lampenüberwachungseinrichtung muß somit nicht mehr der Strom im Lampenstromkreis überwacht werden, so daß keine zusätzlichen Maßnahmen mehr notwendig sind, um Kurzschlüsse oder Kriechströme in der elektrischen Zuleitung zu erfassen. Die erfindungsgemäße Lampenüberwachungseinrichtung ist somit konstruktiv einfach ausgebildet und preisgünstig in der Herstellung.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einem Schnitt und in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Lampenüberwachungseinrichtung, die in einer Heckleuchte eines Kraftfahrzeuges untergebracht ist,

Fig. 2 ein Schaltungsbild der erfindungsgemäßen Lampenüberwachungseinrichtung,

Fig. 3 die Abhängigkeit eines Sensors der erfindungsgemäßen Lampenüberwachungseinrichtung von der Wellenlänge.

Die Lampenüberwachungseinrichtung dient dazu, dem Fahrer eines Fahrzeuges zuverlässig den Ausfall einer Glühlampe des Fahrzeuges anzuzeigen. Beim Ausführungsbeispiel ist die Lampenüberwachungseinrichtung in einer Heckleuchte eines Kraftfahrzeuges untergebracht und hierbei der Bremsleuchte zugeordnet. In diesem Falle hat die Bremsleuchte eine rot eingefärbte Lichtscheibe 1, einen Rahmen 2, einen Reflektor 3 und eine Glühlampe 4. Das von der Glühlampe 4 ausgesandte Licht fällt durch die Lichtscheibe 1 nach außen. An den Rahmen 2 ist eine Abdeckung 7 angeschlossen, die zusammen mit dem Reflektor 3 einen Aufnahmeraum 8 für einen wellenlängenselektiven Lichtsensor 5 begrenzt. Er ist auf einer Leiterplatte 6 verlötet, der sich ebenfalls im Aufnahmeraum 8 befindet. Auf der Leiterplatte 6 befinden sich weitere elektronische und/oder elektrische Bauteile, welche eine Auswerteelektronik bilden, die in nicht dargestellter Weise mit einer Anzeige, beispielsweise am Armaturenbrett des Fahrzeuges leitungsverbunden ist. Der Lichtsensor 5 liegt im Strahlbereich der Glühlampe 4. Hierzu ist der Reflektor 3 mit einer Öffnung 9 versehen, durch die das Licht der Glühlampe 4 auf den Lichtsensor 5 fällt.

Der Lichtsensor 5 ist für den Wellenlängenbereich der Signalfarbe der Leuchte unempfindlich. Dies ist notwendig, damit der Lichtsensor 5 nicht auf Fremdlicht reagiert und somit eine funktionierende Glühlampe 4 vortäuschen kann. Dieses Fremdlicht kann z. B. durch die tiefstehende Sonne oder die Scheinwerfer eines anderen Fahrzeuges hervorgerufen werden. Dieses Fremdlicht kann zu gleichen oder sogar zu höheren Leuchtdichten innerhalb der Leuchtkammer führen, als durch die Glühlampe 4 selbst erreicht wird. Wäre der Lichtsensor 5 nicht wellenlängenselektiv, wäre ein einwandreies Funktionieren der Überwachungseinrichtung nicht unter allen Bedingungen gewährleistet.

In Fig. 3 ist die Abhängigkeit der Empfindlichkeit des Lichtsensors 5 von der Wellenlänge dargestellt. Die Kurve a entspricht einen breitbandempfindlichen Lichtsensor in einem gefärbten Gehäuse oder mit einem davor angebrachten Farbfilter in der Komplementärfarbe der Signalleuchtenfarbe. Die Kurve b gilt für einen Lichtsensor mit in der erforderlichen Farbe selektiver Unempfindlichkeit. Im Wellenlängenbereich 10, der im Ausführungsbeispiel dem Wellenlängenbereich einer Bremsleuchte entspricht, sind beide Arten von Lichtsensoren unempfindlich. Tritt also Fremdlicht von außen durch die Lichtscheibe 1 in die Leuchtenkammer ein, dann treten in der Leuchtenkammer durch die Einfärbung der Lichtscheibe 1 nur diejenigen Wellenlängen ein, für die der Lichtsensor unempfindlich ist. Fällt also Fremdlich durch die Lichtscheibe 1 in die Leuchtenkammer, ohne daß die Glühlampe 4 eingeschaltet ist, dann reagiert der Lichtsensor 5 nicht auf dieses Fremdlicht, weil er für den Wellenlängenbereich der Signalfarbe der Leuchte, d. h. für die Signalfarbe der Lichtscheibe 1, unempfindlich ist.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Lichtsensor 5 eine handelsübliche Leuchtdiode, die bei üblicher Betriebsweise Licht in derjenigen Wellenlänge abstrahlt, die der Komplementärfarbe der Signalleuchte entspricht. Da im beschriebenen Ausführungsbeispiel die Lichtscheibe 1 rot eingefärbt ist, wird als Lichtsensor 5 eine grüne Leuchtdiode verwendet. Solche grün eingefärbten Leichtdioden 5 können somit sowohl für das Bremslicht als auch für das Rücklicht eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden, bei denen die Lichtscheibe jeweils rot eingefärbt ist. Bei gelb eingefärbter Lichtscheibe würde entsprechend eine blau eingefärbte Leuchtdiode verwendet werden. Die handelsübliche Leuchtdiode ist bei der Überwachungseinrichtung als Fotoelement zur Ansteuerung der Auswerteelektronik eingesetzt.

Als Lichtsensoren 5 können auch Fotodioden oder Fototransistoren mit in der erforderlichen Farbe selektiver Unempfindlichkeit verwendet werden (vgl. Kurve b in Fig. 3). Ebenso ist es möglich, als Lichtsensoren breitbandempfindliche Fotodioden oder Fototransistoren (vgl. Kurve a in Fig. 3) in einem gefärbten Gehäuse oder mit einem vor dem Lichtsensor angebrachten Farbfilter in der Komplementärfarbe der Signalleuchtfarbe zu verwenden.

Als wellenlängenselektiver Lichtsensor 5 kann auch ein lichtempfindlicher Widerstand (LDR) eingesetzt werden, vor dem ein Farbfilter in der Komplementärfarbe der Signalleuchtfarbe angebracht ist.

Wesentlich bei den Lichtsensoren 5 ist also, daß sie für den Wellenlängenbereich der Signalfarbe der Leuchte unempfindlich sind. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel für den Lichtsensor 5 ist die handelsübliche Leuchtdiode, die als Fotoelement eingesetzt wird.

Der Lichtsensor 5 erhält sein Licht, wie anhand von Fig. 1 dargestellt und beschrieben worden ist, von der zu überwachenden Glühlampe direkt über die Öffnung 9 im Reflektor 3. Der Lichtsensor 5 kann das Licht der zu überwachenden Glühlampe aber auch über ein lichtleitendes Medium, z. B. über Lichtleitkabel, erhalten. Die zu überwachende Glühlampe strahlt weißes Licht und damit auch Spektralanteile der sensorempfindlichen Wellenlänge ab. Dadurch ist sichergestellt, daß der Lichtsensor 5 beim Einschalten der Glühlampe 4 auf deren Licht anspricht und damit eine funktionierende Glühlampe signalisiert. Ist die Glühlampe 4 defekt, dann fällt bei Betätigung des Einschalters der entsprechenden Leuchte kein Licht auf den Lichtsensor 5, so daß in der noch zu beschreibenden Weise eine Alarmfunktion durch den Lichtsensor ausgelöst wird. Da der Lichtsensor 5 auf Fremdlicht nicht reagiert, weil er für den Wellenlängenbereich der Signalfarbe der Leuchte unempfindlich ist, ist sichergestellt, daß der Lichtsensor nicht etwa auf durch die Lichtscheibe 1 einfallendes Fremdlicht reagiert und eine funktionierende Glühlampe vortäuscht.

Fig. 2 zeigt ein Schaltungsbeispiel für die Lampenüberwachungseinrichtung. Die Glühlampe 4 liegt am positiven Potential an. Dieses liegt gleichzeitig dann auch an einer Spannungsstabilisierung 11, mit der die Auswerteelektronik bei Betätigen der Bremse mit positiver Spannung versorgt wird. Der Spannungsstabilisierung 11 sind ein Verstärker 12, ein Verzögerungsglied 13 und ein weiterer Verstärker 14 nachgeschaltet. Der Verstärker 12 hat einen Transistor 15, dessen Kollektor über einen Widerstand 16 mit der Spannungsstabilisierung 11 verbunden ist. An der Basis des Transistors 15 liegt die Anode einer Leuchtdiode als Lichtsensor 5, deren Kathode mit Masse verbunden ist. In der Emitterleitung des Transistors 15 liegt ein weiterer Wiederstand 17.

Das Verzögerungsglied 33 weist zwei Widerstände 18 und 19 sowie einen Kondensator 20 auf. Der Widerstand 18 liegt zwischen dem Kondensator 20 und dem Kollektorausgang des Transistors 15, während der Widerstand 19 ebenso wie der Widerstand 17 des Verstärkers 12 an Masse anliegt.

Der Kondensator 20 ist an die Basis eines Darlington-Transistors 21 des Verstärkers 14 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 21 liegt wiederum an Masse, während der Kollektor des Transistors 21 an eine Kontroll- bzw. Warnlampe 22 im Fahrzeug angeschlossen ist.

Wird die Bremse des Fahrzeuges betätigt, so wird ein positives Potential an die Glühlampe 4 gelegt, so daß sie aufleuchtet. Gleichzeitig wird über die schematisch dargestellte Spannungsstabilisierung 11 die Auswerteelektronik mit positiver Spannung versorgt. Ein Teil des von der Glühlampe 4 ausgesandten Lichtes fällt auf den Lichtsensor 5, an dessen Anode dann eine Spannung entsteht, die im Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von ca. 1 V liegt. Dadurch steuert der Transistor 15 durch, und am Knotenpunkt der beiden Widerstände 16 und 18 wird die Spannung je nach Dimensionierung des Spannungsteilers 16, 17 nach Masse gezogen. Die beiden Widerstände 16 und 18 sind so zu dimensionieren, daß diese Spannung im Ausführungsbeispiel kleiner als 1 V wird. Dadurch sperrt der Darlington-Transistor 21, da über den Spannungsteilern 18 und 19 seine Basisschaltspannung unterschritten wird. Darum bleibt die Warnlampe 22, die vorzugsweise im Sichtfelt des Fahrzeugführers angeordnet ist, dunkel.

Ist die Glühlampe defekt, so sendet sie bei Betätigen der Bremse kein Licht aus. Der Lichtsensor 15 erzeugt dann keine Spannung, so daß der Transistor 15 sperrt. Dadurch wird das Potential am Knotenpunkt der beiden Widerstände 16 und 18 hoch genug, daß über die Widerstände 18 und 19 die Basis des Transistors 21 über die Schaltschwelle gezogen wird. Der Transistor 21 schaltet somit durch, so daß die Warnlampe 22 aufleuchtet. Der Fahrzeugführer weiß dann, daß die Glühlampe 4 defekt ist und ausgetauscht werden muß, oder ein Fehler innerhalb der Heckleuchten-Elektrik vorliegt.

Das Verzögerungsglied 13 sorgt für eine kurze Verzögerung, die beispielsweise in der Größenordnung von etwa 0,1 sec. liegt, damit die Warnlampe 22 nicht schon in der kurzen Aufheizzeit der Glühbirne 4 anspricht, in der die Glühlampe noch kein Licht abgibt.

Anstelle der Transistoren 15 und 21 für die Verstärker 12 und 14 können beispielsweise auch Operationsverstärker, Feldeffekttransistoren, Schmitt-Trigger und dgl. eingesetzt werden.

Die Schaltung ist für eine Bremsleuchte beschrieben worden. Selbstverständlich kann diese Schaltung auch für andere Leuchten eingesetzt werden. Sobald bei diesen Leuchten die jeweilige Glühlampe ausfällt, leuchtet in der beschriebenen Weise die Warnlampe 22 auf. Die Überwachungseinrichtung kann an Fahrzeugen, insbesondere an Kraftfahrzeugen, außer für die Bremsleuchte, auch für die Rückleuchte, für das Rückfahrlicht, für die Blinker und auch für die Scheinwerfer eingesetzt werden. Werden Leuchten mit weißer Lichtabgabe überwacht, dann kann eine Fehlfunktion durch Fremdlicht durch die Verwendung eines infrarotempfindlichen Sensors vermieden werden, der dann auf die Wärmeabgabe der Glühlampe anspricht. Bei Verwendung von anderen Lichtsensoren als einer Leuchtdiode muß die Verstärkerstufe 12 entsprechend der Charakteristik des Sensors gestaltet werden. Die Überwachungseinrichtung kann darüber hinaus auch überall dort eingesetzt werden, wo ein Defekt von Glühlampen festzustellen ist, so beispielsweise im Haushalt, in Haushaltsgeräten, bei Maschinen und dgl. Anstelle der Kontroll- bzw. Warnlampe 22 können auch andere Kontrolleinrichtungen, beispielsweise auch akustische Kontrolleinrichtungen, verwendet werden.

Claims (15)

1. Lampenüberwachungseinrichtung für Leuchten, vorzugsweise für Kfz-Leuchten, die mindestens eine Glühlampe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenüberwachungseinrichtung mindestens einen strahlungsempfindlichen Sensor (5) aufweist, dem Strahlung der Glühlampe (4) zugeführt und der an eine Kontrolleinrichtung angeschlossen ist.

2. Lampenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) ein lichtempfindlicher Sensor ist.

3. Lampenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) ein wellenlängenselektiver Lichtsensor ist, der für den Wellenlängenbereich der Glühlampe (4) empfindlich ist.

4. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Leuchte eine Lichtscheibe hat, hinter der die Glühlampe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) hinter der Lichtscheibe (1) angeordnet ist.

5. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Leuchte eine Signalfarbe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) für den Wellenlängenbereich der Signalfarbe der Leuchte unempfindlich ist.

6. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) direkt im Strahlbereich der Glühlampe (4) liegt.

7. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) das Licht über wenigstens ein lichtleitendes Medium von der zu überwachenden Glühlampe (4) erhält.

8. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) eine Fotodiode oder ein Fototransistor mit für die erforderliche Farbe selektiver Unempfindlichkeit ist.

9. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) eine breitbandempfindliche Fotodiode oder ein breitbandempfindlicher Fototransistor in einem gefärbten Gehäuse (7) ist.

10. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) eine breitbandempfindliche Fotodiode oder ein breitbandempfindlicher Fototransistor ist, vor dem ein in der Komplementärfarbe der Signalleuchtfarbe eingefärbter Farbfilter angeordnet ist.

11. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) ein lichtempfindlicher Widerstand (LDR) mit einem davor angebrachten Farbfilter in der Komplementärfarbe der Signalleuchtfarbe ist.

12. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) eine Leuchtdiode ist, die Licht mit einer Wellenlänge abstrahlt, die der Wellenlänge der Komplementärfarbe der Signalleuchte entspricht.

13. Lampenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode als Fotoelement zur Ansteuerung einer Auswerteeinrichtung eingesetzt ist.

14. Lampenüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die Glühlampe vor einem Reflektor liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) hinter dem Reflektor (3) angeordnet ist.

15. Lampenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) hinter einer Öffnung (9) im Reflektor (3) angeordnet ist.