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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbeleuchtungssystem mit Detektierung einer Störung in einer der Fahrzeugleuchten, mit mindestens einem fahrsituationsabhängig betätigbaren, einer Fahrzeugleuchte zugeordneten Schalter zum Schließen eines mit der Fahrzeug-Versorgungsspannung arbeitenden Stromkreises, mit einer durch den Stromkreis mit elektrischer Energie versorgten prozessorgesteuerten Lichtsteuereinheit, die
- – eine Signalauswertung zum Erkennen aufweist, ob der Stromkreis offen oder geschlossen ist,
- – über eine Daten-BUS-Verbindung signaltechnisch mit den Fahrzeugleuchten verbunden ist,
- – einen Signaleingang für Funktionsdaten der in den Fahrzeugleuchten arbeitenden Leuchtmittel aufweist,
mit einer in dem Stromkreis angeordneten Lastsimulation, einem in dem Stromkreis angeordneten Öffnungsglied, und einem von der Lichtsteuereinheit zu dem Öffnungsglied führenden Signalweg für das Öffnungssignal.
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Auf dem Fahrzeugsektor werden zunehmend LED-Signalleuchten eingesetzt, da diese neben verbesserten lichttechnischen Eigenschaften eine höhere Standzeit im Vergleich zu konventionellen Glühbirnen haben. Die Ansteuerung von LED-Leuchten erfolgt nicht konventionell durch Schließen eines vom Fahrer kommenden Stromkreises, sondern indirekt über mikroprozessorgesteuert arbeitende Lichtsteuereinheiten. Das vom Fahrer ausgelöste Schaltsignal gelangt zu der Lichtsteuereinheit, in der dann in Abhängigkeit vom jeweiligen Schaltsignal ein Steuersignal für die betreffende Leuchteneinheit generiert wird. Diese weitere Signalübertragung erfolgt über einen Daten-BUS in Form eines der Betriebsspannung des Fahrzeuges überlagerten Signals. Diese Betriebsspannung beträgt bei großen Nutzfahrzeugen 24 Volt.
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Ebenso wie konventionelle Glühbirnen können auch LED-Leuchtelemente ausfallen, was dem Fahrer angezeigt werden muss. Zu diesem Zweck ist aus der gattungsgemäßen
DE 10 2009 038 282 A1 eine speziell für Anhängerfahrzeuge konzipierte Beleuchtungsanordnung mit Detektierung und Anzeige eines Ausfalls einer LED-Fahrzeugleuchte bekannt. Die Anordnung arbeitet mit zwei getrennten Stromkreisen. In dem vom Zugfahrzeug zum Anhängerfahrzeug führenden ersten Stromkreis befindet sich ohmscher Widerstand solcher Stärke, dass er eine konventionelle Glühlampe zu simulieren vermag. Die Lichtsteuereinheit erfasst bzw. detektiert den Spannungswert an einzelnen oder an Gruppen der LED-Signalleuchten, und schaltet eine Unterbrechung des ersten Stromkreises immer dann, wenn der Zustand "LED ohne Spannung" detektiert wird. Auf diese Weise ist ein Defekt an den LED-Signalleuchten für den Fahrer anhand der im Zugfahrzeug vorhandenen, konventionellen Anzeigemittel erkennbar. Das Verfahren beruht daher zwar auf einer Lastsimulation, jedoch in Abhängigkeit vom tatsächlichen Funktionsstatus der LED-Leuchten oder Leuchteneinheiten.
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Um den Ausfall einer Glühlampe möglichst genau abzubilden, ist es notwendig, den Defekt durch Unterbrechen des Stromkreises exakt abzubilden. Der Strom muss soweit absinken, dass eine Fehlererkennung im Zugfahrzeug möglich ist. Zugleich muss die Lichtsteuereinheit, damit deren mikroprozessorgesteuertes Signalauswertemodul den Betriebszustand der LED-Leuchten bestimmen kann, weiter mit Strom versorgt werden. Wird die Lichtsteuereinheit aber nur aus den jeweils aktiven Signalleitungen mit elektrischer Energie versorgt, kann es, z. B. beim Betätigen des rechten oder des linken Blinkers, zu einem zufälligen Zusammentreffen mit einem lichttechnischen Defekt in dem angesteuerten Blinkmodul kommen mit der Folge, dass die Lichtsteuereinheit nicht mit der erforderlichen Spannung weiterversorgt wird, und daher auch das Aktivieren oder Deaktivieren der Lastsimulation nicht weiter betrieben werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den ordnungsgemäßen Betrieb einer BUS-gesteuerten Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges und vorzugsweise eines Verbandes aus Zug- und Anhängerfahrzeug jederzeit sicherzustellen, ohne die Notwendigkeit einer permanenten Versorgung der signaltechnischen Elemente und insbesondere der Lichtsteuereinheit mit der Fahrzeug-Betriebsspannung.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Fahrzeugbeleuchtungssystem mit den eingangs angegebenen Merkmalen vorgeschlagen, dass in dem von der Lichtsteuereinheit zu dem Öffnungsglied führenden Signalweg ein Schaltelement mit Haltefunktion angeordnet ist.
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Das erfindungsgemäße Schaltelement dient dazu, die Stromversorgung der Lastsimulation abzutrennen und die Signalleitung von der Stromversorgung der Steuergeräte komplett abzutrennen. Durch die integrierte Haltefunktion, etwa durch Einsatz eines Energiespeichers, wird das Schaltelement für eine definierte Zeit im offenen Zustand gehalten, um so im Zugfahrzeug den Ausfall einer Leuchte oder Leuchteneinheit ausreichend lang zu signalisieren, und nach Ablauf der definierten Zeit die Wiederaufnahme der Stromversorgung der Steuereinheit ermöglicht, damit eine erneute Prüfung der Leuchtfunktion erfolgen kann. Als Energiespeicher kommt vorzugsweise ein Kondensator zum Einsatz.
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Die Haltefunktion des Schaltelements wird durch ein Zeit- oder Verzögerungsglied erreicht. Wenn daher die Schaltfunktion des Schaltelements im Öffnen des Öffnungsgliedes besteht, bestimmt das Zeit- oder Verzögerungsglied die Dauer dieses Öffnens.
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Durch die Erfindung lässt sich das zu der Lichtsteuereinheit gelangende Schaltsignal, welches auf demselben Niveau wie die permanente Fahrzeug-Versorgungsspannung (Dauerplus-Versorgung) liegt, als Versorgungsspannung für die Lichtsteuereinheit verwenden, wenn eine dauerhafte Fahrzeug-Versorgungsspannung nicht oder noch nicht aufgebaut ist. Der geschaltete Stromkreis übernimmt dann zusätzlich die Energieversorgung des zu den Leuchteneinheiten führenden BUS-Systems. Die Signalspannung des unmittelbar durch den Fahrer geschalteten Stromkreises (z. B. für die Bremsleuchten oder Blinkleuchten) dient daher bei Fehlen der allgemeinen Fahrzeug-Versorgungsspannung (Dauerplus-Versorgung) zeitgleich als Energielieferant für sowohl die elektronischen Steuerkomponenten, als auch für den Betrieb des jeweiligen Leuchtmittels, z. B. der LED-Bremsleuchteneinheit.
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Die Vorrichtung eignet sich daher universell zum Einsatz in Fahrzeugen mit, aber auch in Fahrzeugen ohne eine Dauerplus-Versorgung. Mit ihr lassen sich die gesetzlichen Anforderungen an die jederzeitige Betriebsbereitschaft der wichtigsten Fahrzeugleuchten mit einem gesetzlich geforderten Zeitraum zwischen der Signalauslösung seitens des Fahrers und dem Erreichen der Soll-Lichtstärke von weniger als 100 Millisekunden erfüllen.
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Um eine möglichst universelle und zuverlässige Simulation einer Glühlampe sicherzustellen, die sowohl die einwandfreie Ausfallerkennung als auch einen fehlerfreien Betrieb bei korrekter Funktion sicherstellt, sollte eine Simulation sowohl des Kalt- als auch des Warmverhaltens einer Glühlampe erfolgen.
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Alternativ wird das Schaltelement nach einer erfolgreichen Prüfung auf Funktion wieder in den geschlossenen Zustand zurückgeschaltet, wenn andere Signalleitungen zur Stromversorgung des Steuergerätes dienen können, etwa weil diese in der Zwischenzeit aktiviert wurden.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Beleuchtungsvorrichtung können elektrische Kanäle, welche vom Zugfahrzeug aus nicht auf ihren Betriebszustand überwacht werden, gedrosselt werden, sofern gleichzeitig ein simulierender Kanal aktiv ist oder aktiv wird. Auf diese Weise lässt sich die Lastsimulation effizient betreiben, da nur so viel Strom in Wärmeenergie umgesetzt wird, wie für den Sicherheitsbetrieb des Fahrzeugs erforderlich, etwa zu einem gleichzeitigen Betrieb der Fahrzeugbremse, der Bremsleuchten und der Nebelschlussleuchte. In diesem Fall wird durch die Drosselung des Kanals für die Nebelschlussleuchte erreicht, dass diese über den Kanal der Bremse mitversorgt wird. Der zu simulierende Strom wird um den Betriebsstrom der Nebelschlussleuchte gemindert.
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Einige Vorteile der hier beschriebenen Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung sind daher
- – die Kompatibilität mit unterschiedlichen Zugfahrzeugen durch realitätsnahe Nachbildung einer Glühlampencharakteristik, auch und insbesondere bei Verwendung niederohmiger LED-Leuchten,
- – die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften über die verzögerungsfreie Anzeige eines Ausfalls wichtiger Fahrzeugleuchten,
- – die Diagnosefähigkeit des Beleuchtungssystems,
- – eine energieeffiziente Lastsimulation, indem nur wenig Energie ungenutzt zu Wärme umgewandelt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Daten-BUS-Verbindung der Gleichspannungsversorgung des Fahrzeugbordnetzes aufmoduliert (DC-BUS-System). Allerdings ist die Erfindung auch bei einem konventionellen, seriellen Daten-BUS (LIN) anwendbar.
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Die Verwendung von LEDs als Lichtquellen ist bevorzugt, jedoch nicht zwingend. Der Vorteil der LEDs besteht im geringeren Stromverbrauch. Unterschiedlich zu Glühlampen sind die Stromkennlinien, denn während die Stromentnahme einer LED sehr steil und ohne Überschwingen auf den stationären Stromentnahmewert steigt, liegt die Stromentnahme einer Glühbirne zum Einschaltzeitpunkt deutlich über dem stationären Wert, bis sie sich nach ca. 100 ms stabilisiert hat. Bei der Glühbirne ist im Einschaltzeitpunkt der ohmsche Widerstand nahezu null und insoweit einem Kurzschluss ähnlich. Der Glühfaden erwärmt sich rasch und der ohmsche Widerstand steigt somit an. Infolgedessen stellt sich die stationäre Stromentnahme ein. Um die Ausfallerkennung einer LED-Lichtquelle zu gewährleisten und keine irrtümlichen Fehlermeldungen zu generieren, muss eine möglichst detailgetreue Nachbildung der Stromentnahme einer konventionellen Glühbirne erfolgen. Dies wird erreicht, indem sowohl eine Heißsimulation, als auch eine Kaltsimulation erfolgt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung, in der auf die zugehörige Zeichnung Bezug genommen wird. Diese zeigt in stark schematischer Darstellung das fahrzeugelektrische Layout eines aus einem Zugfahrzeug und einem Anhängerfahrzeug bestehenden Fahrzeugverbandes.
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Das Fahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, setzt sich aus dem angetriebenen – Zugfahrzeug Z und dem – gezogenen – Fahrzeuganhänger A, zum Beispiel einem Sattelauflieger, zusammen Die elektrische Verbindung zwischen Anhängerfahrzeug A und Zugfahrzeug Z erfolgt über flexibel verlegte Anschlusskabel 3.
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Nahe der vorderen Bordwand 1 des Anhängerfahrzeuges A ist dieses mit einer elektrischen Anschlussbox 2 versehen. Diese weist, dem Zugfahrzeug Z zugewandt, Steckanschlüsse für die flexible, lösbare elektrische Verbindung mit dem Zugfahrzeug Z auf.
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Die Anschlussbox 2 verfügt über Steckkontakte für die Fahrzeugbeleuchtung und umschließt außerdem eine Steuereinheit des elektronischen Bremssystems des Fahrzeuganhängers. Damit wird die Voraussetzung für eine signaltechnische Verknüpfung der Steuereinheit des elektronischen Bremssystems mit einer im Folgenden näher beschriebenen Lichtsteuereinheit geschaffen. Durch die signaltechnische Verknüpfung der Steuereinheit des elektrischen Bremssystems mit der Lichtsteuereinheit lässt sich ein „intelligentes“ Beleuchtungssystem mit vorteilhaften Funktionen wie z.B. Rückfahrsystemen, einem adaptiven (von der Stärke des Bremsvorgangs abhängigen) Bremslicht und dergleichen weitere Funktionen schaffen.
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Am Heck des Fahrzeuganhängers A befindet sich in üblicher Weise eine linke und eine rechte Rückleuchteneinheit L. Darin sind mehrere Fahrzeugleuchten baulich zusammengefasst, etwa die Bremsleuchte L1, eine rechte bzw. linke Blinkerleuchte L2, das Rücklicht L3 und ggf. ein Rückfahrlicht, eine Nebelschlussleuchte oder die Kennzeichenbeleuchtung. Auf der Zeichnung ist nur eine der zwei vorhandenen Rückleuchteneinheiten L dargestellt.
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Als Leuchtmittel sind die Fahrzeugleuchten L1, L2, L3 mit Leuchtdioden (LED) und entsprechenden Vorschaltwiderständen für die Leuchtdioden bestückt. Die Leuchtdioden sind üblicherweise nach Art einer Matrix geschaltet, bestehend aus parallelen LED-Reihen, die ihrerseits aus mehreren LED bestehen.
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Bestandteil jeder Rückleuchteneinheit L ist außerdem eine BUS-Signalanbindung 11 sowie eine Lichtsteuereinheit 13 eines Daten-BUS-Systems, welches bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel als DC-BUS-System ausgebildet ist. Zur Versorgung der BUS-Signalanbindung 11 und der Steuereinrichtung 13 mit der erforderlichen Betriebsspannung dient ein Netzteil 14. Dieses wird über den von der Anschlussbox 2 zu den beiden Rückleuchteneinheiten L führenden Plusleiter 7A gespeist. Üblicherweise werden die Bordnetze großer Nutzfahrzeuge mit einer Versorgungsspannung von 24 Volt Gleichspannung betrieben.
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Ebenfalls als Bestandteile des BUS-Systems befinden sich in der Anschlussbox 2 des Fahrzeuganhängers A eine mit einem Mikroprozessor versehene, zentrale Lichtsteuereinheit 10 sowie eine BUS-Signalanbindung 6 der Lichtsteuereinheit 10. Die Lichtsteuereinheit 10 kann über weitere, auf der Zeichnung nicht wiedergegebene Signalleitungen mit anderen Steuerkomponenten der Fahrzeugelektrik verknüpft sein, insbesondere mit einem innerhalb oder auch außerhalb der Anschlussbox 2 angeordneten, elektronischen Bremsensteuergerät für die Bremsen des Fahrzeuganhängers.
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Zur Versorgung des Mikroprozessors der Lichtsteuereinheit 10 einschließlich der BUS-Signalanbindung 6 mit der für deren Funktion erforderlichen Betriebsspannung dient ein Netzteil 9. Das Netzteil 9 benötigt, ebenso wie das andere Netzteil 14, die vorzugsweise 24 Volt Versorgungsspannung des Fahrzeug-Bordnetzes. Das Netzteil wird über den vom Zugfahrzeug Z kommenden Stromkreis S mit versorgt, indem es an den Plusleiter 7A angeschlossen ist. Der Anhänger A selbst hingegen verfügt über keine eigene Betriebsspannungsquelle.
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Die BUS-Signalanbindung 6 bildet einen Signalausgang 22 der zentralen Lichtsteuereinheit 10. Dieser Signalausgang 22 ist an den hier als bidirektionaler DC-BUS arbeitenden Plusleiter 7A angeschlossen. Als negatives Potential, also Massepotential 8, dient z. B. das überwiegend aus leitendem Metall bestehende Fahrzeugchassis des Anhängers.
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Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel arbeitet der von der Anschlussbox 2 bis zu den heckseitigen Leuchteneinheiten L führende Plusleiter 7A mit der Gleichspannung des Bordnetzes, wobei allerdings im Rahmen des DC-BUS-Systems dieser Gleichspannung zwecks Übertragung digitaler Informationen BUS-Signale aufmoduliert sind. Zu diesem Zweck ist der DC-BUS-Leiter 7A zum Aufmodulieren bzw. Auslesen der BUS-Signale auf Seiten der zentralen Lichtsteuereinheit 10 mit der BUS-Signalanbindung 6, und auf Seiten jeder Rückleuchteneinheit L mit der BUS-Signalanbindung 11 verbunden.
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Der Daten-BUS ist bidirektional, d.h. es handelt sich bei den Signalanbindungen 6 und 11 jeweils um Transceiver bestehend jeweils aus einem Sendemodul und einem Empfangsmodul.
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Wird durch den Fahrer im Zugfahrzeug Z abhängig von der Fahrsituation einer der Schalter 4.1–4.3 betätigt, z. B. der Blinkerschalter 4.2 für die rechte Blinkleuchte, schließt sich der vom Zugfahrzeug Z zu der Anschlussbox 2 im Anhängerfahrzeug A führende Stromkreis S. Es kommt zu einem entsprechenden Signaleingang an einer diesen Stromkreis S überwachenden Signalauswertung 15, welche Bestandteil der Lichtsteuereinheit 10 ist. Wird mittels der Signalauswertung 15 ein geschlossener Stromkreis S festgestellt, initiiert die Lichtsteuereinheit 10 daraufhin über die BUS-Signalanbindung 6 ein der Gleichspannung im Plusleiter 7A aufmoduliertes BUS-Signal zum Einschalten des Blinklichts L2 der rechten Rückleuchte. In der BUS-Signalanbindung 11 erfolgt die Abtrennung des in dem Leitungsstrang 7A überlagerten BUS-Signals von der Basisspannung. Die BUS-Signalanbindung 11 ist Bestandteil der innerhalb der Rückleuchteneinheit L angeordneten, rückleuchtenseitigen Steuereinrichtung 13, deren Ausgangssignale die Schaltsignale 20.1, 20.2, 20.3 zur Betätigung von Schaltelementen 12 der einzelnen Fahrzeugleuchten bzw. Lichtfunktionen L1, L2, L3 sind. Im hier beschriebenen und illustrierten Beispiel eines Schließens des rechten Blinkerschalters 4.2 kommt es am Signalausgang der Steuereinrichtung 13 zum Schaltsignal 20.2 mit der Folge des Einschaltens der LED-Leuchtmittel des rechten Blinklichts L2.
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Die Versorgung der Lichtsteuereinheiten mit der für ihre Funktion erforderlichen Betriebsspannung kann direkt über eine während des Fahrzeugbetriebs mit Dauerstrom arbeitende Dauerplus-Leitung des allgemeinen Bordnetzes erfolgen, sofern eine solche Dauerplus-Leitung vorhanden ist. Andererseits arbeiten auch die durch die Schalter 4.1, 4.2, 4.3 freigebbaren Stromkreise S mit der Bordnetzspannung von üblicherweise 24 Volt, weshalb zwecks Vereinfachung des elektrischen Bordnetzes die Netzteile der Lichtsteuereinheiten 10, 13 und BUS-Signalanbindungen 6, 11 auch allein über diese schaltbaren Signalwege mit der erforderlichen Betriebsspannung versorgt werden können. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn mindestens einer der Schalter 4.1, 4.2, 4.3 betätigt, und so mindestens ein Stromkreis S geschlossen ist.
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Jede Störung an den Leuchtmitteln der Fahrzeugleuchten L1, L2, L3 wird von der Steuereinrichtung 13 detektiert, die dazu über ein Signalauswertemodul verfügt. Die Störung wird über den bidirektional arbeitenden Daten-BUS 7A der zentralen Lichtsteuereinheit 10 mitgeteilt, die dazu über einen entsprechenden Signaleingang verfügt. Um einen solchen Defekt der Lichtfunktion auch vorne im Zugfahrzeug Z anzeigen zu können, ist eine Lastsimulation vorhanden. Denn LED-Leuchtelemente arbeiten mit sehr geringen Widerständen, weshalb ihr Ausfall über den zum Fahrer führenden 24 Volt-Stromkreis nicht abzubilden ist bzw. nicht sicher detektierbar ist. Durch die Lastsimulation hingegen wird erreicht, dass bei einem Leuchtendefekt die Stromentnahme im Signalweg zum Zugfahrzeug soweit absinkt, dass dort eine sichere Fehlererkennung möglich ist.
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Die Lichtsteuereinheit 10 muss, damit deren mikroprozessorgesteuerte Auswerteeinheit den Betriebszustand der LED-Leuchten bestimmen kann, mit Strom versorgt werden. In der Regel wird das Netzteil der Lichtsteuereinheit aus dem jeweils aktiven, vom Zugfahrzeug kommenden Stromkreis S mit der erforderlichen elektrischen Energie versorgt. Kommt es allerdings, z. B. beim Betätigen des rechten Blinkers, zu einem zufälligen Zusammentreffen mit einem lichttechnischen Defekt in dem so angesteuerten Blinkmodul L2, wird das Netzteil der Lichtsteuereinheit 10 nicht mit elektrischer Energie versorgt, so dass auch die Schaltelemente zum Trennen der Lastsimulation nicht betrieben werden.
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Einer der Signaleingänge an der Lichtsteuereinheit 10 kommt von dem Signalauswertemodul. Über diesen Signaleingang erhält die Lichtsteuereinheit 10 Funktionsdaten der in den Fahrzeugleuchten arbeitenden Leuchtmittel und insbesondere, ob an der jeweils angesteuerten LED-Einheit eine elektrische Spannung anliegt, oder nicht. Wird festgestellt, dass die LED-Einheit funktioniert und spannungsführend ist, gibt die Lichtsteuereinheit 10 über ein Schaltelement 30 ein Schließsignal an ein Öffnungsglied 31, 32, welches z. B. als Transistor ausgebildet ist. Das Schaltelement 30 befindet sich in dem Signalweg S1, der von der Lichtsteuereinheit 10 zu dem Öffner 31, 32 führt. Der Öffner 31, 32 ist Bestandteil des über den jeweiligen Schalter 4.2 im Zugfahrzeug geführten, und daher mit der Fahrzeug-Versorgungsspannung arbeitenden Stromkreises S. In dem Stromkreis S befindet sich außerdem, in Reihe zu dem Öffnungsglied 31, 32, eine elektrische und / oder elektronische Last 41, 42. Die Last ist vorzugsweise ein ohmscher Widerstand 41, 42. Sie simuliert als Verbraucher eine – nicht vorhandene – herkömmliche Glühbirne mit einer Leistung von etwa 21 Watt.
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Wird mittels des Signalauswertemoduls der Zustand "LED ohne Spannung" festgestellt, gibt die Lichtsteuereinheit 10 über den Signalweg S1 ein Öffnungssignal an den Öffner 31, 32, und der vom Zugfahrzeug Z kommende Stromkreis S wird unterbrochen. Dies ist vom Fahrzeuglenker im Zugfahrzeug als eine Störung oder ein Ausfall der entsprechenden Fahrzeugleuchte identifizierbar, etwa über eine entsprechende Warn- oder Kontrollleuchte am Armaturenbrett.
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Der mittels des Schaltelements 30 in Abhängigkeit von einem entsprechenden Ausgangssignal der Lichtsteuereinheit 10 betätigbare Öffner 31, 32 bildet daher zusammen mit dem in Reihe zum Öffner angeordneten Widerstand 41, 42 eine Lastsimulation, welche in Abhängigkeit vom tatsächlichen Funktionsstatus des Leuchtmittels ein intaktes LED-Leuchtmittel vorgibt.
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Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel findet eine Heißsimulation und auch eine Kaltsimulation statt. Hierzu übernehmen der erste Öffner 31 zusammen mit der an Masse 8 liegenden, ersten Last 41 die Heißsimulation, und parallel angeordnet übernimmt der zweite Öffner 32 zusammen mit der an Masse 8 liegenden, zweiten Last 42 die Kaltsimulation des Lampendefekts. Die Durchführung beider Simulationen ist sinnvoll, da moderne Anhängerfahrzeuge die Funktion von Beleuchtungsfunktionen nicht nach einem standardisierten Verfahren überprüfen. Fast alle Verfahren arbeiten jedoch mit einer Überprüfung des Stromflusses bzw. des Widerstands des Leuchtmittels. Die Überprüfung kann im eingeschalteten Zustand oder im ausgeschalteten Zustand über Prüfpulse erfolgen. Im eingeschalteten Zustand kann die Messung mehrerer Referenzpunkte, z. B. zum Einschaltzeitpunkt, erfolgen.
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Um die Ausfallerkennung einer LED-Beleuchtung zu gewährleisten bzw. keine irrtümlichen Fehlermeldungen zu generieren, muss folglich eine möglichst detailgetreue Nachbildung der Stromentnahme einer konventionellen Glühbirne mit Glühfaden erfolgen. Im Fehlerfall muss sichergestellt sein, dass kein Strom fließt, um die Fehlererkennung im Zugfahrzeug sicher auszulösen. Im Falle des regulären Betriebs muss wiederum ein glühlampenähnliches Stromentnahmeverhalten nachgeahmt werden. Daher ist es sinnvoll, die Simulationsschaltung in die beiden getrennten Blöcke 31, 41 und 32, 42 aufzuteilen die einerseits das Warnverhalten, also das stationäre Verhalten, und andererseits das Kaltverhalten simulieren. Überlagert mit der Stromentnahme der LEDs und einem möglichen Steuergerät sollte sich im Idealfall eine gleiche Stromkennlinie wie bei der Verwendung konventioneller Glühlampen ergeben.
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Die Kaltsimulation 32, 42 ist entsprechend niederohmig und in der Lage, kurzzeitig hohe Stromentnahmen, die der Einschaltspitze einer Glühlampe gleichen, nachzubilden. Nach ca. 100 ms wird die Kaltsimulation 32, 42 deaktiviert. Dann verbleibt nur der Simulationsanteil der Heißsimulation 31, 41, deren Durchgangswiderstand deutlich höher und zudem konstant ist.
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Die Kaltsimulation 32, 42 ist im ausgeschalteten Zustand der Leuchte L1, L2, L3 parallel zum Eingang geschaltet und aktiv, um das Kaltverhalten einer Glühbirne durchgängig zu simulieren. Dies dient der Fehlerprüfung im ausgeschalteten Zustand, die moderne Zugfahrzeuge zusätzlich zu den Prüfungen während des aktiven Lampenzustands durchführen.
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Die Aktivierung des Öffners 31, 32 von Heiß- und Kaltsimulation erfolgt durch das im Signalweg S1 angeordnete Schaltelement 30 mit Haltefunktion. Die Schaltfunktion des Schaltelements 30, also bei Vorliegen eines Schaltsignals im Signalweg S1, besteht im Öffnen des Öffners 31, 32. Im normalen Betriebsfall hingegen lässt das Schaltelement 30 den Öffner 31, 32 geschlossen, so dass über den durch Schließen eines der Schalter 4.1, 4.2, 4.3 geschlossenen Stromkreis S die elektrische Versorgung der Lichtsteuereinheit 10, des BUS-Systems und aller Lichtfunktionen sichergestellt ist. Sobald jedoch das Schaltelement 30 über den Signalweg S1 einen Schaltbefehl erhält und die Öffner 31, 32 öffnet, ist die Lichtsteuereinheit 10 ohne elektrische Energie. Dieser Zustand hält nur für einen definierten, kurzen Zeitraum an, der ausreichend ist, dem Fahrer eine Störung des betreffenden Leuchtmittels zu signalisieren. Die Aufrechterhaltung dieses Zeitraums erfolgt durch die in dem Schaltelement 30 integrierte Haltefunktion, die durch ein Zeitglied erreicht wird. Indem nämlich das Schaltelement 30 ein kapazitives Element wie etwa einen Kondensator aufweist, vermag das Schaltelement 30 die Öffner 31, 32 erst nach Ablauf des genannten Zeitraums wieder zu schließen, so dass der Stromkreis S wieder stromführend wird, und der Lichtsteuereinheit 10, dem BUS-System und allen Lichtfunktionen ausreichend Versorgungsspannung zur Verfügung steht.
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Durch diese Anordnung ist für den Fall vorgesorgt, dass zwei Ereignisse gleichzeitig eintreten, nämlich das Schließen des Schalters 4.1, 4.2, 4.3 und eine gleichzeitige Fehlfunktion der diesem Stromkreis S zugewiesenen Leuchteneinheit. Durch die integrierte Haltefunktion des Schaltelements 30 ist auch bei einem solchen Zusammentreffen zweier Ereignisse sichergestellt, dass die Lichtsteuereinheit 10 kurz nach der Unterbrechung des Stromkreises S erneut mit Betriebsspannung versorgt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bordwand
- 2
- Anschlussbox
- 3
- Verbindung
- 4.1
- Schalter
- 4.2
- Schalter
- 4.3
- Schalter
- 6
- Transceiver, BUS-Signalanbindung
- 7
- Plusleiter
- 7A
- Plusleiter mit Daten-BUS
- 8
- Masse
- 9
- Netzteil
- 10
- zentrale Lichtsteuereinheit
- 11
- Transceiver, BUS-Signalanbindung
- 12
- Schaltelement
- 13
- Steuereinrichtung
- 14
- Netzteil
- 15
- Signalauswertung
- 20.1
- Schaltsignal
- 20.2
- Schaltsignal
- 20.3
- Schaltsignal
- 22
- Signalausgang
- 30
- Schaltelement mit Zeitglied
- 31
- Öffnungsglied
- 32
- Öffnungsglied
- 41
- Last, Widerstand
- 42
- Last, Widerstand
- A
- Anhängerfahrzeug
- L
- Rückleuchteneinheit
- L1
- Lichtfunktion, Fahrzeugleuchte
- L2
- Lichtfunktion, Fahrzeugleuchte
- L3
- Lichtfunktion, Fahrzeugleuchte
- S
- Stromkreis
- S1
- Signalweg
- Z
- Zugfahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009038282 A1 [0003]
