CN103129450A - 机动车闪光信号灯和用于运行闪光信号灯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可通过转变光效果强调待指示的行驶方向的机动车闪光信号灯。但并非所有国家都允许借助转变光来指示行驶方向变换。本发明的目的在于，在机动车中改善对行驶方向变换的指示。为此根据本发明通过下述方式运行一种LED闪光信号灯（10），即：在一个闪光周期中从该闪光信号灯的所有LED组（24至32）的切断状态出发首先接通起始组（24），然后从起始组（24）开始按照所述列依次接通其余LED组（26至32），直到所有LED组（24至32）都被接通，随后使所有LED组（24至32）在预定持续时间内一直保持已接通状态，最后再切断所有LED组（24至32）。在此从激活起始组（24）到实现所有LED组（24至32）的激活状态为止的持续时间在100ms到200ms的范围内。

Description

机动车闪光信号灯和用于运行闪光信号灯的方法

技术领域

本发明涉及一种具有多个布置成一列的发光二极管（LED-Lightemitting diode）的机动车闪光信号灯。本发明还涉及一种用于运行闪光信号灯的方法，其中多个各自包括至少一个发光二极管的LED组布置成一列。

背景技术

所述类型的闪光信号灯例如由DE 101 30 259 A1和US 2009/0051523A1已知。

闪光信号灯，或简称为闪光器/转向灯，在机动车中被用作行驶方向指示器。这些闪光信号灯在一个闪光周期内轮流接通并再切断，也就是说，每个闪光周期由一激活时期（闪光信号灯在此期间发光）和一非激活时期（闪光信号灯在此期间保持黑暗）构成。在此，闪光频率在1赫兹至2赫兹之间。对于在道路交通中允许的闪光信号灯而言，在此必须满足一定的法律的框架条件。因此在机动车中必须可看到所有用于指示特定的行驶方向变换的闪光器在相同的阶段中发光，也就是说，不同闪光信号灯的激活周期必须在时间上重合。但是在技术上不可能使所有闪光信号灯正好在相同的时刻闪烁。例如灯泡当被用作闪光信号灯中的发光装置时需要150ms至200ms以在接通之后达到其全亮度。同样地，灯泡需要大约100ms以在切断之后完全变暗。

在这上述两个文献中描述的闪光信号灯这样强调要指示的行驶方向，即：在每个闪光信号灯中依次接通一列发光器件，从而在闪光信号灯内形成转变光/流动光（Lauflicht）效果或动画效果。于是，转变光在闪光信号灯内运动的方向额外为观察者说明即将来临的行驶方向变换。

但是，并不是在所有国家地区都允许借助转变光来指示行驶方向变换。例如由ECE规定（ECE——欧洲经济委员会）得出，对于闪光信号灯，在指示行驶方向期间闪光的区域必须是相对车辆位置固定的。换言之，闪光时的发光区域不能通过闪光信号灯中的转变光效果由一侧迁移到另一侧上。

发明内容

本发明的目的在于，在机动车中改善对行驶方向变换的指示并同时遵守上述标准。

该目的通过根据权利要求1的方法和通过根据权利要求7的用于机动车的闪光信号灯得以实现。根据本发明的方法和根据本发明的闪光信号灯的有利改进方案由从属权利要求给出。

闪光信号灯借助根据本发明的方法运行，其中多个各自包括至少一个发光二极管的LED组布置成一列。为了指示行驶方向，在每个闪光周期中由所有LED组的切断状态出发首先接通起始组。如果在该闪光信号灯中例如三十五个发光二极管布置成一列，则可以设想，首先接通十个或十二个相邻的发光二极管作为起始组，然后从起始组开始按照所述列（的顺序）依次接通其余LED组，直到所有LED组都被接通。在此所述其余LED组可以各自由所述列的三个相邻的发光二极管构成。随后使所有LED组在预定持续时间内一直保持在已接通状态中，然后再切断所有LED组。在根据本发明的方法中，从激活起始组到实现所有LED组的激活状态为止的持续时间在100ms到200ms的范围内，特别是在140ms至160ms的范围内。

根据本发明的方法具有这样的优点，即：在其基础上可以在机动车上产生法定标准意义上的位置固定的闪光的发光区域。但是对观察者而言在每次接通所述LED组的列时都能产生在至少一个方向上持续变宽的发光区域的印象。这种通过LED组的依次接通而产生的动画效果持续100ms至200ms。因此其持续时间不长于灯泡为在接通之后达到其全亮度所需的时间。由此闪光信号灯可以在上述法定标准的框架内运行。本发明的基础在于这种认识，即：当依次接通一列LED组并在此以小于60ms、特别是小于45ms的时间偏移接通两个接续的LED组时，给人类观察者形成一种流动的运动印象。这种效果也用于电影中，在那里在40ms之内切换胶片的单帧图像。因此在100ms至200ms的法律规定的时间范围内可以借助多个LED组产生发光区域连续变宽的印象。

通过所获得的动画效果最终得到这种优点，即：观察者即便在相对较复杂的交通场景中也能较容易地在交通中发现闪光信号灯和识别所指示的行驶方向变化。通过不突然由惰性阶段切换到活性阶段，而是在至多200ms内完成过渡，可以对人类观察者而言提高闪烁光的醒目程度。由此减少了人类所需的用来识别被激活的闪光器的注目时间。根据本发明的闪光信号灯的另一优点在于吸引人的造型，通过其可以提高对相应闪光信号灯的需求。

根据本发明方法的一种改进方案，所有LED组共同保持在接通状态中的持续时间在50ms至400ms、特别是200ms至300ms的范围内。因此结合动画效果的持续，可以产生具有一段持续时间的闪光信号灯激活阶段，该激活阶段也可由观察者在不特别费力的情况下作为清楚的行驶方向改变指示识别出。

根据本发明方法的一种实施形式，起始组位于所述列的一端。换言之，LED组的列在持续100ms至200ms的擦拭效应中从一端向另一端变亮。已经证实，闪光信号灯的这种时间上的和同时地点上的变亮对人类观察者而言引起转变光的印象，而在此无需花费比接通灯泡更多的时间。

当起始组包括至少八个发光二极管并且沿着所述LED组的列的延伸方向至少为4cm宽时，其被证明为特别有利。具有这种构造和尺寸的起始组可以产生这样大小的发光强度和这样宽的发光区域，使得通过接通起始组便已可得到可清楚识别的行驶方向指示。

根据本发明方法的另一实施形式，作为其余的LED组各自同时驱控两个或更多个、优选三个发光二极管。特别是在此驱控少于六个发光二极管。所述二至六个发光二极管的LED组的大小允许显著简化线路设计复杂性/电路费用以提供根据本发明的闪光信号灯。同时可以避免，人类观察者在2m和更远距离外当时间偏移地接通各个LED组时感受到逐级变长的发光区域。当每个LED组使用六个或更少的发光二极管时，观察者正如所期望地那样感受到连续变长的发光区域。

根据本发明方法的另一实施形式，在所述起始组之后接通的LED组在各自接通了预定持续时间的情况下被提供持续上升的电功率。由此还能在不违反上述标准的规定的情况下给人类观察者加强变亮的印象。该方法的这种实施形式也可以用于具有发光二极管的其它发光体/灯。相应地，该方法被看作本发明的独立方面，以之也可以运行其它类型的闪光信号灯，但也可运行制动灯或主前照灯。

本发明的另一方面涉及用于机动车的闪光信号灯。该闪光信号灯具有多个布置成一列的发光二极管，所述发光二极管又彼此连接成多个LED组。这种LED组的每一个在此均包括所述发光二极管至少之一。此外在该闪光信号灯中还有一控制装置被设置用于根据本发明方法的任一种实施形式接通所述LED组。

有利的是，在根据本发明的机动车闪光信号灯中，一个LED组的发光二极管沿着所述LED组的列的延伸方向并排布置。如果接通一个LED组，则发光区域在所述列的延伸方向上变宽一路段，该路段可以通过组合在所述LED组中的发光二极管的数量预先给定。因此相应地可在接通所述LED组时控制所述发光区域以何种速度变宽。

根据本发明的闪光信号灯的一种改进方案，至少两个LED组在所述列的延伸方向上长度不同。由此引起发光区域在变亮时以随时间变化的速度变得更宽的印象。

为了能提供其中电路连接复杂性/电路连接费用特别低的闪光信号灯，根据本发明闪光信号灯的一种实施形式，至少一个LED组、优选每个LED组各自包括两个或更多个、优选三个发光二极管。

本发明也包括本发明机动车闪光信号灯的这样的改进方案，这些改进方案具有与本发明方法的改进方案的特征相应的特征。因此这些改进方案在此不再次特地描述。

附图说明

下面借助一些实施例详细阐述本发明。其中：

图1示出按照本发明闪光信号灯的一种实施形式的闪光信号灯的示意图；

图2示出按照本发明方法的一种实施形式在图1的闪光信号灯中得到的闪光周期的过程的图示；

图3示出本发明的闪光信号灯的另一实施形式的闪光周期的另一过程的图示；和

图4示出随时间的亮度变化过程的图示。

具体实施方式

这些示例是本发明的优选实施形式。

在图1中示出的是闪光信号灯10的内部。闪光信号灯10内置在乘用车的后灯中。印刷电路板14（Printed Circuit Board——PCB）位于闪光信号灯10中，在该印刷电路板上总共焊接有二十三个发光二极管16。为了清楚起见，图1中的发光二极管16中仅一个发光二极管具有附图标记。这里，发光二极管16在印刷电路板14上布置成一直线列。电路板14在闪光信号灯中位于橘色透明玻璃片后面。因此发光二极管16的光从外面看对观察者而言是橘色光。取代单个的电路板14，也可以使发光二极管分布在多个电路板上。

印刷电路板14通过多个导线18与控制单元20连接。控制单元20通过控制输入端22接收表示闪光信号灯10的控制信号U的电压信号。控制信号U由机动车的（未示出的）控制设备产生。控制单元20例如可以是微控制器或信号处理器。取代控制单元20，也可以使导线18直接连接在所述控制设备上。

在电路板14中设置有（未示出的）印制导线，发光二极管16为了工作而通过该印制导线与（未示出的）电压源连接。从电压源到发光二极管16的电流可以通过开关来切断，这些开关可以各自经由导线18中的一根由控制单元20通断。电路板14的印制导线在此这样布置，使得多个发光二极管16分别连接成组24、26、28、30、32。组24在此包括11个发光二极管16，而组26至32各自包括三个发光二极管16。

发光二极管16可以在电路板14上等距离地布置。由LED组24至32构成的列R的总宽度B在此为50cm。该宽度在发光二极管的其它实施形式中可以在40cm和60cm之间。

组24至32内的发光二极管16通过电路板14的印制导线这样相互连接，使得能通过经由导线18中的一根通断被分配给组24至32的开关而同时通断该组24至32的发光二极管16。

在基于图1的示例中，机动车中的人员操作行驶方向指示器。因此由控制设备在控制单元20的控制输入端22处产生矩形电压作为控制信号U。该矩形电压的周期对应于闪光信号灯10为指示行驶方向而闪光的闪光频率。

发光二极管16在控制信号U的各个矩形脉冲的上升沿上并不同时由控制单元20通过导线18接通。取而代之的是，首先接通作为起始组的组24，随后按照所述列R（的顺序）依次接通组26、28、30并且最后接通组32。然后以控制信号U的矩形信号的下降沿再次切断全部的组24至32、即所有发光二极管16。然后以矩形信号的下一个上升沿重复这个闪光周期。

在图2中为此示出两个连续的闪光周期的过程图。在图2的水平轴上示出，电路板14的哪个路段b对于闪光信号灯10的观察者穿过橘色玻璃片在一特定时刻显得被照亮，即发光区域的宽度。

从接通作为起始组的组24到全部的发光二极管16在接通组26至32之后工作为止的过渡阶段持续150ms。通常其可以持续100ms至200ms。因此闪光信号灯10的这种变亮阶段34很短，以至于闪光信号灯10的观察者得到闪光信号灯10如同以灯泡工作的闪光信号灯那样连续变亮的印象。但是在闪光信号灯10中观察者在此得到的额外印象是：同时发光的发光二极管16的路段b在流动的运动中均匀变宽。因此在图1的示例中，观察者由此得到的印象是：闪光信号灯10如同转变光那样向右边或者说向后方变宽并且由此再次强调方向指示。

闪光信号灯10的激活阶段或发光阶段在一个闪光周期36内总共具有0.4秒的持续时间。接着的是非激活阶段或切断阶段38，其在这个示例中同样也持续0.4秒。

通过发光二极管16在闪光信号灯10中等距布置并且组26至32中的每个组各自包括三个发光二极管，当在变亮阶段34中在每两个相邻的组26至28的接通之间的时距相同时，观察者形成已经发光的发光二极管16的列变宽的速度保持相等、即被照亮的路段b变宽的速度保持相等的印象。

而通过在组26至32中分别组合不同数量的发光二极管，或者使发光二极管相互之间的距离发生变化，则可以实现被照亮的路段b的宽度在一个闪光周期内以可变的速度增长。为此在图3中示出一种类似于图2的过程图。图3示出的是闪光周期36′的变亮阶段34′，其中被照亮的路段b′的宽度以这样的速度增加：已经工作的发光二极管越多，该速度越小。在时间t内变化的、被照亮路段b′的宽度在变亮阶段34′期间以之增长的速度由各自包括不同数量的发光二极管的发光二极管组24′至32′来实现。在每个闪光周期36′开始时接通的组24′构成起始组。其在此包括8至12个发光二极管。相邻的组26′可包括6至10个发光二极管。组28′包括又少于组26′的发光二极管。同样地，发光二极管30′的数量也少于组28′。最后，组32′包括的发光二极管的数量最少。因为变亮阶段34′持续的时间又短于200ms，观察者在这种布置中也将闪光信号灯的变亮感知为连续的过程。

在图4中示出发光强度I在时间t内对于不同技术的闪光信号灯而言的变化过程的图示。发光强度I的数值在此为放射出的发光功率的在特定时刻t形成的和。发光功率在此在各个闪光信号灯的总的光出射面上获得。

针对发光强度I的单个变化过程，在图4的最上面的图中示出的是用于驱控闪光信号灯的控制信号U的变化过程。该变化过程例如也可以在控制单元20的控制输入端22处由机动车的控制设备产生。控制信号U是周期可为0.5至1秒的矩形脉冲信号。由此得到相应的闪光周期36″。

针对控制信号U，示出如在具有发光二极管作为发光器件的传统闪光信号灯中得到的那样的强度变化过程I1。发光二极管在此相应于控制信号U而通断。与之相比，强度变化过程I2在具有灯泡作为发光器件的闪光信号灯中得到。如前所述，灯泡需要至多200ms的时间以在接通之后达到其全亮度。强度变化过程I3在使用闪光信号灯10的情况下得到，其中使用了在组中依次接通的发光二极管。

强度变化过程I1直接跟随控制信号U。在一个闪光周期36″内发光二极管在控制信号U的上升沿之后少于1ms的时间内达到其最大亮度。而在强度变化过程I2中，在控制信号U的每个上升沿之后都会产生坡状上升。灯泡的这种不可影响的变亮阶段34″持续100ms至200ms。在控制信号U的下降沿之后，强度变化过程I2从其最大值在大约100ms的变暗阶段40内呈现一个下降变化过程。

在强度变化过程I3中，变亮阶段34的持续时间对应于灯泡的持续时间，即变亮阶段34″的持续时间。最大发光强度的值在强度变化过程I3中保持与在强度变化过程I2中一样长的时间。因此在闪光信号灯10中，行驶方向指示信号的持续时间和清晰度与具有灯泡的闪光信号灯没有区别。但是附加地，在变亮阶段34中通过发光的发光二极管16的路段b的受控的变宽，可以向观察者通知一方向信息。由此使即将来临的行驶方向变化对观察者而言变得可直观识别。

总之，通过上述示例示出了，在闪光器中如何能够时间偏移地驱控/触发光元件并且在此从触发至少一个光元件开始以严格的时间顺序这样接通其它光元件，使得对观察者而言得到光体的充满。替代地，可以以比其余光元件更高的能量触发至少一个第一光元件并且随后持续增高地为其它光元件提供能量。在此同样得到充满的光的印象。这里在闪光器的示例中示出的本发明的运行方式也可以用于制动灯和主前照灯。

Claims (10)

1.一种用于运行闪光信号灯（10）的方法，在该方法中将多个各自包括至少一个发光二极管（16）的LED组（24至32）布置成一列（R），其中，在一个闪光周期（36，36′）中从所有LED组（24至32）的切断状态（38）出发首先接通一起始组（24），然后从起始组（24）开始按照所述列（R）依次接通其余LED组（26至32），直到所有LED组（24至32）都被接通，随后使所有LED组（24至32）在预定持续时间内一直保持已接通状态，最后再切断所有LED组（24至32），在此从激活起始组（24）到实现所有LED组（24至32）的激活状态为止的持续时间（34，34′）在100ms到200ms的范围内，特别是在140ms至160ms的范围内。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所有LED组（24至32）共同保持在接通状态中的持续时间在50ms到400ms的范围内，特别是在200ms至300ms的范围内。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述起始组（24）位于所述列（R）的一端。

4.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述起始组（24）包括至少八个发光二极管并且沿着所述列（R）的延伸方向至少为4cm宽。

5.根据前述权利要求之一的方法，其中，作为其余LED组（24至32）各自同时驱控两个或更多个——优选三个——发光二极管（16）。

6.一种方法，特别是根据前述权利要求之一的方法，其中，给在所述起始组之后接通的LED组（26至32）在预定持续时间内各自接通的情况下提供持续上升的电功率。

7.一种机动车的闪光信号灯（10），具有多个布置成一列（R）的发光二极管（16），所述发光二极管彼此连接成多个LED组，其中每个LED组包括所述发光二极管（16）至少之一，所述闪光信号灯还具有一控制装置（20），该控制装置被设计用于根据前述权利要求之一的方法接通所述LED组（24至32）。

8.根据权利要求7的机动车闪光信号灯（10），其特征在于，至少一个LED组（24至32）的发光二极管（16）在所述列（R）的延伸方向上并排布置。

9.根据权利要求7或8的机动车闪光信号灯（10），其特征在于，至少两个LED组（24至32）在所述列（R）的延伸方向上长度不同。

10.根据权利要求7至9之一的机动车闪光信号灯（10），其特征在于，至少一个LED组（24至32）、优选每个LED组（24至32）各自包括两个或更多个——优选三个——发光二极管（16）。

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