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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Feststellen
des Vorhandenseins und der Art eines Anhängers, der mit einem Fahrzeug verbunden
worden sein kann, und weiterhin ein Verfahren zum Durchführen eines
solchen Feststellens gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche
1 und 7.
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Mittels
der Erfindung können
Anhänger
mit verschiedenen Arten von Untersystemen, wie beispielsweise Lichtsystemen,
sowie auch das vollständige
Nichtvorhandensein irgendeines Anhängers erkannt werden.
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STAND DER TECHNIK
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Beim
Verbinden eines Anhängers
mit einem Fahrzeug ist es oft für
verschiedene Arten von Systemen und Komponenten in dem Fahrzeug
wichtig, über
den Anhänger
informiert zu sein, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Fahrzeugs sicherzustellen.
Dies trifft für
solche Systeme, wie beispielsweise Automatikgetriebe, Bremssysteme
und Lichtsysteme, zu, welche verschiedene Arten automatisierter Programme
in Abhängigkeit
von dem Vorhandensein oder dem Nichtvorhandensein eines Anhängers anwenden.
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Die
Erkennung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Anhängers ist
für Lastwagen
und folglich für
Lastwagenfahrer von besonderer Bedeutung, kann aber auch für Fahrer
gewöhnlicher
Fahrzeuge wichtig sein, wenn diese mit Anhängern, Wohnmobilen, Caravans
und Ähnlichen
verbunden werden.
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Herkömmlicherweise
wurde das Erkennen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines
Anhängers
mittels Messen der Stromstärke durchgeführt, welche
in das Lichtsystem des Anhängers
fließt,
wobei der Strom herkömmlicherweise
mittels einer Stromleitung, welche mit dem Fahrzeug verbunden ist,
zugeführt
wird. Nachdem herkömmliche
Anhänger
Lampen der herkömmlichen
Art aufweisen, ist der von dem Lichtsystem des Anhängers verbrauchte
Strom ziemlich hoch gewesen, was es einfach machte, das Vorhandensein
oder Nichtvorhandensein eines Anhängers durch Messen der Stromstärke an einem
Ausgang des Fahrzeugs für eine
Stromleitung zu dem Anhänger
zu messen und die Stromstärke
mit einem bekannten Grenzwert zu vergleichen. Zusätzlich,
nachdem die Stromstärken so
hoch sind wie sie sind, war es möglich,
die Messung mittels Komponenten, welche eine eher niedrige Auflösung aufweisen,
durchzuführen,
was zu preiswerten Komponenten und Messungen führte. Eine solche Einrichtung
ist in der
DE 199 50 851 offenbart.
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In
jüngerer
Zeit jedoch haben Fahrzeuge und Anhänger begonnen, mit Licht emittierenden
Dioden, LEDs, ausgestattete Leuchten zu verwenden. Eine Eigenschaft
solcher Dioden ist, dass sie eine minimale Menge an Energie, im
Vergleich zu herkömmlichen Lampen,
verbrauchen. Dies ist in vielerlei Hinsicht vorteilhaft, macht aber
die Erkennung, wie oben beschrieben, schwierig oder unmöglich, denn
die Menge der aufgenommenen Leistung eines Anhängers, welcher mit LED-Lampen
ausgerüstet
ist, beinhaltet Stromstärken,
welche nicht über
dem Grenzwert für herkömmliche
Lampen liegen, und möglicherweise noch
nicht einmal einen Wert aufweisen, welcher theoretisch mit den verschiedenen
verwendeten Komponenten erkennbar wäre.
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Wenn
ein Fahrzeug mit einem Anhänger
verbunden ist und der Anhänger
mit LED-Lampen ausgerüstet
ist, werden daher die Systeme in dem Fahrzeug, welche Informationen
bezüglich
des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Anhängers verwenden,
fehlerhafte Informationen erhalten.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es
besteht folglich, wie oben dargelegt worden ist, ein Bedarf nach
einer Einrichtung und einem Verfahren, mittels welchem es möglich ist,
das Vorhandensein eines Anhängers
festzustellen, welcher mit dem Fahrzeug verbunden worden sein kann,
und weiterhin die Art des Anhängers
festzustellen, so dass das Vorhandensein eines Anhängers jeder
Art zu einer Erkennung durch das Fahrzeug führt.
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Diesem
Bedarf wird mittels der vorliegenden Erfindung nachgekommen, wobei
es Mittel zum Anlegen einer ersten Spannung an eine erste Anzahl
von Stromleitungen für
ein erstes Untersystem in dem Anhänger und Mittel zum Messen
der einzelnen Stromstärken,
die von den Komponenten in dem ersten Untersystem verbraucht werden,
aufweist, wobei Mittel zum Vergleichen der Höhe der einzelnen Stromstärken mit
einem ersten vorbestimmten Grenzwert vorgesehen sind.
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Zusätzlich weist
die Einrichtung Mittel zum Anlegen einer zweiten Spannung an eine
zweite Anzahl von Stromleitungen in dem ersten Untersystem des Anhängers und
Mittel zum Messen der Gesamtstromstärke in der zweiten Anzahl von
Stromleitungen auf.
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Die
Einrichtung weist ferner Mittel zum Vergleichen der Gesamtstromstärke in der
zweiten Anzahl von Stromleitungen mit einem zweiten Grenzwert und
Entscheidungen treffende Mittel auf, die basierend auf den gemessenen
Stromstärken
zum Entscheiden ausgebildet sind, welche Art von Anhänger, wenn
vorhanden, mit dem Fahrzeug verbunden ist.
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Folglich
wird mittels der Erfindung eine Einrichtung offenbart, welche die
Anbindung eines Anhängers
an einem Fahrzeug unabhängig
von der Art der Lampen, mit welchen der Anhänger ausgestattet ist, erkennt.
Dies ist darin begründet,
dass die Einrichtung zunächst
die Stromstärke
in einer der Stromleitungen, d.h. den Strom zu einer der Lampen,
erkennen kann. Wenn es Lampen der herkömmlichen Art sind, wird die
Stromstärke
ausreichend sein, um eine Erkennung der herkömmlichen Art zu ermöglichen.
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Wenn
kein Anhänger
auf die herkömmliche Art
erkannt wird, kann die erfindungsgemäße Einrichtung eine Spannung
an eine Gruppe (die zweite Anzahl) anlegen, um die Stromstärke, welche
durch die Gruppe fließt,
zu messen. Da die Messung den Strom zu einer Gruppe von Einrichtungen,
beispielsweise Lampen, umfasst, werden die einhergehenden Stromstärken ausreichend
hoch sein, um eine verlässliche
Erkennung zu erlauben.
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Die
Spannung, welche an die zweite Gruppe angelegt wird, kann die gleiche
Spannung, d.h. nicht nur identisch in ihrem Wert, aber der gleiche
Impuls, wie der, welcher zunächst
angelegt wird, um die herkömmlichen
Lichter zu erkennen, sein oder es kann ein getrennter Spannungsimpuls,
nachdem die Einrichtung entschieden hat, dass keine herkömmlichen Lichter
verwendet werden, angelegt werden.
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Ferner
offenbart die Erfindung ein Verfahren zur Verwendung einer Einrichtung
gemäß der Erfindung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird unterhalb mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
detaillierter beschrieben. Es zeigen dabei:
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1 eine
Ausführungsform
gemäß dem Stand
der Technik, und
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2 eine
erste Ausführungsform
einer Einrichtung gemäß der Erfindung,
und
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3 eine
zweite Ausführungsform
einer Einrichtung gemäß der Erfindung,
und
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4 eine
dritte Ausführungsform
einer Einrichtung gemäß der Erfindung.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
eine Anordnung gemäß dem Stand
der Technik: ein Anhänger
ist mit einem Fahrzeug verbunden, und um eine Stromversorgung eines
Untersystems 110 in dem Anhänger sicherzustellen, ist ein
Stromkabel 120 des Anhängers
mit einem entsprechenden Ausgang an dem Fahrzeug verbunden.
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Ab
hier wird das Untersystem 110 in dem Anhänger als
Lichtsystem des Anhängers
beschrieben. Es sollte allerdings selbstverständlich sein, dass dies lediglich
der Klarheit halber und zum einfachen Verständnis gemacht wird. Die Einrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann auf praktisch alle Untersysteme, welche eine Stromzufuhr
von einem Fahrzeug zu einem Anhänger
verwenden, angewendet werden.
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Zurück in 1,
weist das Lichtsystem eine Mehrzahl an – das Beispiel zeigt fünf – Komponenten,
d.h. Lampen, 111–115,
auf. Die Stromzufuhr und folglich die Ströme, i1–i5, von der Hauptstromleitung zu jedem Licht
werden durch Steuerkomponenten 116–120 gesteuert, bevorzugt
ein Leistungs-FET-Transistor.
Jede der Steuerkomponenten ist auch mit einem "Messanschluss" versehen, d.h. ein Anschluss oder eine Verbindungsmöglichkeit, wobei
die Komponente eine Ausgangsspannung V(i) anlegt,
welche proportional zu der Stromstärke ist, welche durch die Steuerkomponente
fließt.
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Folglich
legt eine Steuerkomponente (nicht dargestellt) eine erste Spannung
an der Stromleitung 120, welche zu dem Anhänger führt, an
und steuert jede Steuerkomponente 116–120 derart, dass
diese einen Stromfluss zu den Lichtern 111–115 durch
die einzelnen Stromleitungen 121, 122, 123, 124, 125, welche
zu den einzelnen Lampen führen,
zulassen, wenn ein Bedarf zum Erkennen, ob ein Anhänger mit dem
fraglichen Fahrzeug verbunden ist, besteht. Folglich wird hier eine
Spannung an einer ersten Anzahl von Stromleitungen angelegt, wobei
die erste Anzahl in diesem Beispiel der gesamten Anzahl an Stromleitungen 121–125 entspricht.
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Die
gleiche oder ein andere Steuerkomponente in dem Fahrzeug misst dann
die erwähnte
Ausgangsspannung für
jedes FET 116–120,
und kann somit eine gute und verlässliche Messung der Stromstärke, welche
von jeder Lampe verbraucht wird, erhalten. Wenn die Lampen der herkömmlichen
Art sind, werden die einhergehenden Stromstärken eher groß sein und
folglich die Messung vereinfachen. Typischerweise kann die anfängliche
Stromstärke
für eine
herkömmliche
Lampe bis 10 A sein und in einem eingeschwungenen Zustand kann der
Stromstärkenverbrauch
um 1 A sein. Durch Erkennen, ob die von einer oder mehr Lampen verbrauchte
Stromstärke über einem
vorbestimmten Grenzwert liegt, kann die Steuereinheit des Fahrzeugs
ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Anhängers feststellen.
Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise ist ein Vorhandensein
einer Stromstärke über dem Grenzwert
in wenigstens zwei Lichtern notwendig, um das Risiko eines Fehlers
auf Grund beispielsweise eines Kurzschlusses oder Leckströmen, zu
minimieren.
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Wenn
ein Anhänger
mit dem Fahrzeug verbunden ist, wird das Anlegen einer Testspannung
an den Lampen die Lampen einschalten, was wiederum zu einem Blinken
führen
wird. Um dieses zu minimieren, wird die Testspannung lediglich zu
bestimmten spezifizierten Zeitpunkten angelegt, beispielsweise wenn
die Handbremse gelöst
wird oder das Fahrzeug gestartet wird oder wenn die Lichter von
dem Fahrer eingeschaltet werden, oder jede Kombination dieser oder
anderer definierter Ereignisse.
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Da,
wie im Vorhergehenden festgestellt, die Leistung, welche von herkömmlichen
Lichtern verbraucht wird, eher hoch ist, können die FETs oder Steuerkomponenten 116–120 von
einem preisgünstigen
Typ sein, welcher nur ein Messen hoher Stromstärken ermöglicht, weil beispielsweise
die Steuerkomponenten eine "Offset"-Stromstärke, welche
typischerweise ungefähr
0,5 A ist, aufweisen. Jedoch wird die Leistung eher gering sein,
wenn ein Anhänger,
welcher mit Lampen vom moderneren LED-Typ (Light Emitting Diodes)
ausgestattet ist, verbunden wird, was folglich zur Erkennung eines "Nichtvorhandenseins" des Anhängers führt, obwohl
der Anhänger
tatsächlich
mit dem Fahrzeug verbunden ist.
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Es
versteht sich von selbst, dass die fehlerhafte Erkennung eines Nichtvorhandenseins
eines Anhängers
zu zahlreichen Unannehmlichkeiten und Problemen für den Fahrer
des Fahrzeugs führen wird.
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2 zeigt
sehr schematisch eine erste Ausführungsform
einer Einrichtung 200 gemäß der Erfindung. Da das grundlegende
Problem, welches es mittels der Erfindung zu lösen gilt, in der Tatsache begründet ist,
dass die Lichter vom LED-Typ weniger Leistung aufnehmen als herkömmliche
Lichter, besteht eine Möglichkeit
einer Erkennung eines Vorhandenseins eines Anhängers durch Erkennen des Leistungsverbrauchs
mittels Stromstärkenerkennung darin,
die Gesamtstromstärke
zu messen, welche durch eine Vielzahl von Stromleitungen zu den
verschiedenen Lampen fließt,
wenn eine Spannung an der Mehrzahl von Lampen angelegt wird.
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Die
Einrichtung 200, welche sehr schematisch in 2 dargestellt
ist, erreicht genau das: Wenn eine Spannung, welche in dieser Ausführungsform
die gleiche Spannung, wie die, die zum Erkennen der Lampen der herkömmlichen
Art angelegt wird, oder ein separater Spannungsimpuls sein kann, an
der Stromleitung, welche zu dem Anhänger führt, angelegt wird, wobei die
erfindungsgemäße Einrichtung
mit einem Mittel 210 zum Messen der Gesamtstromstärke in einer
zweiten Anzahl von Stromleitungen ausgestattet ist, in diesem Fall
alle Stromleitungen, welche zu den einzelnen Lampen 111–115 führen. In
Verbindung mit dem angelegten Spannungsimpuls werden die Steuermittel,
die FETs, derart gesteuert, dass sie ein Fließen von Strom zu den Lampen
zulassen. Das Mittel 210 gemäß dieser Ausführungsform
der Erfindung ist dazu geeignet, an dem Stromsystem oder an den
Stromleitungen extern angebracht zu werden, beispielsweise eine
Einrichtung, welche das Induktionsprinzip zum Messen von Stromstärke verwendet.
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Mittels
einer nicht gezeigten Einrichtung wird die durch die Erkennungseinrichtung
erkannte Stromstärke
mit einem zweiten Grenzwert verglichen, wobei der zweite Grenzwert
an einen Wert angepasst wird, der zur Erkennung von LED-Lampen geeignet
ist. Das Ergebnis des Vergleichs wird – nicht dargestellt – in dem
entscheidungstreffenden Mittel in der erfindungsgemäßen Einrichtung
verwendet, um zu entscheiden, was für eine Art von Anhänger, wenn vorhanden,
mit dem Fahrzeug verbunden ist.
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In 3 ist
eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Einrichtung 300 gezeigt: Diese
Einrichtung kann intern in einem Stromsystem des Fahrzeugs oder
Anhängers
verwendet werden, und umfasst getrennte Steuermittel 310,
vorzugsweise einen Leistungs-FET-Transistor, zur Verwendung als
Schalter. Mittels des Schalters 310, welcher durch nicht
dargestellte Steuermittel geeignet gesteuert wird, wird eine Spannung
an den getrennten Leitungen 311 bis 315 von dem
Schalter an den einzelnen Lampen in dem System angelegt, was mittels
einzelner Verbindungen oder Stromleitungen von dem FET zu jeder
Lampe in dem System, also zu einer zweiten Anzahl von Stromleitungen,
wobei jede der Verbindungen von dem FET 310 zu den einzelnen
Lichtern geeignet eine Diode aufweist, durchgeführt wird. Bei dieser Ausführungsform
ist die zweite Anzahl von Stromleitungen gleich der Gesamtanzahl
von Stromleitungen.
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Auf
diese Weise können
die Steuermittel, welche den FET 310 steuern, eine zweite
Spannung an dem FET 310 anlegen und den FET zum "Anschalten" des Stroms zu den
einzelnen Lichtern steuern, wenn die Erkennung auf herkömmliche
Art, wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben,
kein Vorhandensein eines Anhängers
anzeigt. Ähnlich
dem mit Bezug auf 1 beschriebenen FET, weisen
der FET oder die Steuermittel 310 einen Ausgang für eine Ausgangsspannung
auf, welche in Proportion zu der Stromstärke ist, welche durch den FET 310 fließt. Es ist
folglich einfach, die Gesamtstromstärke, welche durch die Lampen
von dem FET fließt,
zu erkennen und es ist weiterhin für ein Steuermittel einfach, diese
Gesamtstromstärke
mit einem zweiten Grenzwert zu vergleichen, wobei der zweite Grenzwert
zur Erkennung von LED-Lichtern angepasst ist.
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Die
Steuermittel oder FET 310, welche in dieser Ausführungsform
zum Anlegen einer zweiten Spannung verwendet werden, brauchen nicht
so tolerant gegenüber
großen
Stromstärken
sein wie die anderen FETs, wie gezeigt in 1, weil
die FETs 310 nur Stromstärken zulassen brauchen, die
von LEDs verwendet werden. Dies macht die Ausführungsform, wie gezeigt in 3,
preiswert.
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Abschließend zeigt 4 eine
dritte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Einrichtung 400:
Um die Auflösung
des Erkennungsprinzips, gezeigt in 3, zu erhöhen, kann
die erfindungsgemäße Einrichtung
mit Mitteln 410, 411 zum Anlegen der zweiten Testspannung
an lediglich eine Gruppe von Komponenten oder Lampen in dem vorliegenden
Anhänger
ausgestattet sein. Um dieses zu erreichen, können die Lampen beispielsweise
in zwei Gruppen angeordnet sein, wobei die Komponenten (Lampen) in
jeder Gruppe einzelne Stromleitungen aufweisen. Jedoch erhalten
die Stromleitungen zu einer oder der gleichen Gruppe ihre Stromzufuhr
von einem einzelnen Steuermittel 410, 411, wobei
für die
Gruppe geeigneterweise ein FET der gleichen Art, wie in der Ausführungsform
aus 3 verwendet wird.
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Die
(nicht dargestellten) Steuermittel, welche die Erkennung steuern,
können
dann eine zweite Spannung an jedem der einzelnen FETs anlegen, wenn
beispielsweise die erste angelegte Spannung nicht das Vorhandensein
herkömmlicher
Lampen anzeigt, wie in Zusammenhang mit 1 beschrieben. Die
Ausführungsform
aus 4 führt
möglicherweise
zu einer geringfügigen
Erhöhung
der Kosten im Vergleich zu 3, aber
sie ermöglicht
auch eine stark gesteigerte Auflösung
und Zuverlässigkeit.
Zusätzlich
brauchen die einzelnen Steuermittel 410, 411 für die verschiedenen
Gruppen nur eine kleinere Leistungsmenge aushalten, wodurch es ermöglicht wird,
kostengünstigere
Komponenten zu verwenden.
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Vorzugsweise
wird die Gruppierung beim Auswählen,
wie die Lampen in verschiedenen Gruppen anzuordnen sind, wie in 4 gezeigt,
gemäß der Empfindlichkeit
der Komponenten durchgeführt, so
dass alle Komponenten (Lampen), welche als am wichtigsten angesehen
werden, nicht in ein und derselben Gruppe angeordnet werden.
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Abschließend kann
eine erfindungsgemäße Ausführungsform
erwähnt
werden, die nicht in den Figuren gezeigt ist: Die Ausführungsform
gezeigt in 2 illustriert die Messung der
Gesamtstromstärke, welche
durch die Lampen in dem vorliegenden Anhänger fließt, mittels Messen der Stromstärke in der Stromleitung,
welche zu dem Anhänger
führt.
Es wäre
genauso möglich,
diese Messung an dem Massekabel des Anhängers vorzunehmen.