[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeugleuchten
mit Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquelle. Der Einsatz von Leuchtdioden bei Fahrzeugheckleuchten
zur Realisierung von verschiedenen Lichtfunktionen (Blink-, Brems-, Schlusslicht)
ist bereits weit verbreitet. Dabei sind zur Erreichung der erforderlichen Lichtwerte
für die jeweiligen Lichtfunktionen oftmals eine Vielzahl von Leuchtdioden notwendig.
[0002] Aus der
DE 697 06 586 T2 ist eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mit einem Leuchtdiodennetz bekannt,
wobei in dem Leuchtdiodennetz eine Vielzahl von Leuchtdioden in kombinierter Parallel-/Reihenschaltung
angeordnet ist. Eine solches Leuchtdiodennetz in kombinierter Parallel-/Reihenschaltung
wird auch LED-Matrixschaltung oder einfach LED-Matrix genannt. Eine LED-Matrix von
N LEDs hat gegenüber einer reinen Reihenschaltung von N LEDs den Vorteil, dass auch
beim Ausfall einer oder einzelner LEDs die Stromversorgung - und damit das Leuchten
- der übrigen, intakten (N-1) LEDs über die Vernetzung der Stromzweige in der Matrix
weiter sichergestellt ist, während bei einer Reihenschaltung der Ausfall einer einzelnen
LED den Ausfall sämtlicher LEDs zur Folge hat. Gegenüber einer reinen Parallelschaltung
sämtlicher LEDs hat eine LED-Matrix den Vorteil, dass der Schaltungs- und Ansteuerungsaufwand
geringer ist.
[0003] Für bestimmte Lichtfunktionen ist es wünschenswert, den Fahrer über den Ausfall dieser
Lichtfunktion bzw. der entsprechenden Leuchte zu informieren. Für das Blinklicht ist
dies sogar gesetzlich vorgeschrieben. Zu diesem Zweck ist es seit langem bekannt,
den Ausfall eines Blinklichts mit einer konventionellen Glühlampe über einen der Glühlampe
zugeordneten Ausfallerkennungsdetektor zu erkennen, der den Strom durch die Glühlampe
überwacht.
[0004] Bei einem Blinklicht, dass nicht mit einer einzigen Glühlampe, sondern mit einer
Vielzahl von Leuchtdioden realisiert wird, ist die Ausfallerkennung problematischer,
da nicht nur eine Lichtquelle vorhanden ist, sondern eine Vielzahl.
[0005] Aus der
DE 197 34 750 A1 ist ein Blinklicht mit einer LED-Matrix bekannt, der ein Ausfallerkennungsdetektor
zugeordnet ist. Dort wird also mit einem Ausfallerkennungsdetektor die LED-Matrix
insgesamt überwacht, indem der Spannungsabfall über der LED-Matrix oder der Strom
durch die LED-Matrix insgesamt gemessen wird. Ein Nachteil dabei ist, dass die Überwachung
einer LED-Matrix mit einem einzigen Ausfallerkennungsdetektor nicht sehr empfindlich
ist, da der Ausfall einzelner LEDs in der LED-Matrix nur zu einer geringen Änderung
der von dem Ausfallerkennungsdetektor registrierten Spannungs- oder Stromwerte führt.
Meist wird der Ausfall der LED-Matrix erst dann erkannt, wenn eine komplette LED-Zeile
der LED-Matrix ausgefallen ist, da dann der Stromfluß durch die LED-Matrix unterbrochen
ist.
[0006] Aufgrund der konstruktiven Anordnung der einzelnen LEDs innerhalb LED-Matrix liefern
die einzelnen LEDs nicht den gleichen Beitrag zur gewünschten (oder sogar gesetzlich
vorgeschriebenen) Lichtverteilung, insbesondere bei Berücksichtigung unterschiedlicher
Betrachtungswinkel. Vielmehr ist es so, dass bestimmte LEDs einen größeren Beitrag
zur Lichtverteilung liefern. In der
DE 197 34 750 A1 finden sich keine Angaben darüber, dass die Beiträge einzelner LEDs der LED-Matrix
zur Lichtverteilung unterschiedlich sein können.
[0007] Fällt nun eine der LEDs aus, deren Beitrag im Vergleich zu den anderen LEDs der LED-Matrix
bedeutender ist, kann es sein, dass die LED-Matrix die Anforderungen an die gewünschte
Lichtverteilung schon nicht mehr erfüllt, obwohl der Ausfallerkennungsdetektor gemäß
DE 197 34 750 A1 noch keinen Ausfall detektieren würde.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es daher, in kostengünstiger Weise eine zuverlässige Ausfallerkennung
für Beleuchtungseinrichtungen von Fahrzeugleuchten zu schaffen, die eine LED-Matrix
umfassen.
[0009] Erfindungsgemäß wird diejenige LED (oder diejenigen LEDs), die einen besonderen (unverzichtbaren)
Beitrag zur gewünschten Lichtverteilung leistet aus der LED-Matrix herausgelöst und
in einem Einzelzweig- unabhängig von der LED-Matrix ― angeordnet. Dieser mindestens
einen LED wird dann ein eigenständiger Ausfallerkennungsdetektor zugeordnet. Auf diese
Weise wird die Ausfallerkennung in kostengünstiger Weise sehr gezielt dort eingesetzt,
wo sie unverzichtbar ist. Gleichzeitig können die LEDs, deren Ausfall einzeln für
sich betrachtet für die Lichtverteilung nicht kritisch ist, weiterhin in vorteilhafter
Weise in einer LED-Matrix angeordnet sein.
[0010] Die mindestens eine kritische LED wird vorzugsweise parallel zur LED-Matrix geschaltet.
Da der Ausfall einzelner LEDs der LED-Matrix unkritisch ist und der Ausfall der LED-Matrix
insgesamt aufgrund der vorteilhaften Matrixverschaltung unwahrscheinlich ist, ist
es in einer ersten Ausführungsform sogar vorgesehen, der LED-Matrix mit den unkritischen
LEDs gar keinen Ausfallerkennungsdetektor zuzuordnen, sondern nur der mindestens einen
kritischen LED. Durch den Verzicht auf den Ausfallerkennungsdetektor für die LED-Matrix
wird die Beleuchtungseinrichtung insgesamt kostengünstiger.
[0011] In einer weiteren Ausführungsform, dort wo die Anforderungen an die Zuverlässigkeit
der Ausfallerkennung besonders hoch sind, ist es vorgesehen, dass sowohl der LED-Matrix
als auch der mindestens einen LED, die nicht Teil der LED-Matrix ist, ein Ausfallerkennungsdetektor
zugeordnet ist. In diesem Fall ist der Ausfall der LED-Matrix insgesamt auch wieder
als kritisch zu betrachten.
[0012] In einer weiteren Ausführungsform ist es zwar ebenfalls vorgesehen, sowohl für die
LED-Matrix als auch der für die mindestens eine LED, die nicht der Teil LED-Matrix
ist, eine Ausfallerkennung vorzunehmen, wobei allerdings nur ein Ausfallerkennungsdetektor
vorgesehen ist, der wahlweise im Umschaltbetrieb der LED-Matrix oder der mindestens
einen kritischen LED zugeordnet werden kann.
[0013] In der Regel weist eine Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeugleuchten mehr als eine
kritische LED auf. In diesem Fall ist es vorgesehen, diese LEDs in einer Reihenschaltung
anzuordnen, die ebenfalls nicht Teil der LED-Matrix ist, und dieser Reihenschaltung
dann einen Ausfallerkennungsdetektor zuzuordnen. Der Ausfall einer einzelnen kritischen
LED würde dann in der Reihenschaltung zu einem einfach zu detektierenden Ausfall der
gesamten Reihe führen. Die Reihenschaltung der kritischen LEDs wird vorzugsweise parallel
zur LED-Matrix geschaltet.
[0014] Falls beispielsweise die Zahl der kritischen LEDs so groß ist, dass eine einzige
Reihenschaltung aller kritischen LEDs wegen der Addition der Flußspannungen und der
begrenzten Höhe der Versorgungsspannung nicht möglich ist, so ist es vorgesehen, die
kritischen LEDs auf zwei oder mehr Reihenschaltungen aufzuteilen, denen jeweils ein
separater Ausfallerkennungsdetektor zugeordnet ist. Die Reihenschaltungen sind vorzugsweise
parallel zur LED-Matrix geschaltet.
[0015] Auch für den Fall der Reihenschaltung(en) der kritischen LEDs ist es vorgesehen,
nur einen einzigen Ausfallerkennungsdetektor einzusetzen, der im Multiplexbetrieb
zwischen der LED-Matrix und der (den) Reihenschaltung(en) geschaltet wird.
[0016] Anhand der beigefügten Figur 1 soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend
näher erläutert werden.
[0017] Figur 1 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeugleuchten, mit einer Parallelschaltung
aus einer LED-Matrix mit unkritischen LEDs und zwei Reihenschaltungen mit kritischen
LEDs. Die LED-Matrix und die Reihenschaltungen werden von der Fahrzeugbordnetzspannung
(VCC) versorgt. Die LED-Matrix besteht aus 3 Zeilen und 4 Spalten.
[0018] In der dargestellten Ausführungsform ist sowohl der LED-Matrix als auch jeder Reihenschaltung
mit kritischen LEDs ein Ausfallerkennungsdetektor zugeordnet. Die Ausfallerkennungsdetektoren
messen den Strom durch die LED-Matrix bzw. durch die jeweilige Reihenschaltung, um
einen Ausfall zu erkennen.
[0019] Die Ausgangssignale der Ausfallerkennungsdetektoren werden einer Auswerteeinheit
zugeführt, die für den Fall, dass einer der Ausfallerkennungsdetektoren einen Ausfall
erkennt ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugt. Dabei ist es in einer
Ausführungsform vorgesehen, dass das Warnsignal unterschiedlich ist, und zwar in Abhängigkeit
davon, welcher Ausfallerkennungsdetektor (LED-Matrix oder Reihenschaltung) einen Ausfall
meldet und/oder in Abhängigkeit davon, ob alle Ausfallerkennungsdetektoren einen Ausfall
melden oder nur einer.
[0020] Dabei bedeutet i.O. in Ordnung und n.i.O. nicht in Ordung.
1. Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeugleuchten umfassend ein Leuchtdiodennetz, in dem
eine Vielzahl von Leuchtdioden in kombinierter Parallel-/Reihenschaltung angeordnet
ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Leuchtdiode vorgesehen ist, die nicht Teil des Leuchtdiodennetzes
ist, wobei dieser Leuchtdiode ein Ausfallerkennungsdetektor zugeordnet ist.
2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Leuchtdiodennetz ein LED-Matrix-Ausfallerkennungsdetektor zugeordnet ist.
3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens eine Leuchtdiode, die nicht Teil des Leuchtdiodennetzes ist, parallel
zum Leuchtdiodennetz geschaltet ist.
4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Reihenschaltung von zwei oder mehr Leuchtdioden vorgesehen ist, die
nicht Teil des Leuchtdiodennetzes sind, wobei der Reihenschaltung dieser Leuchtdioden
ein Ausfallerkennungsdetektor zugeordnet ist.
5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens eine Reihenschaltung der nicht zum Leuchtdiodennetz gehörenden Leuchtdioden
parallel zum Leuchtdiodennetz geschaltet ist.
6. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
nur ein Ausfallerkennungsdetektor vorgesehen ist, der wahlweise dem Leuchtdiodennetz,
der mindestens einen Leuchtdiode und/oder einer Reihenschaltung zugeordnet wird.