CN113039866A - 用于机动车的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车(100)的照明装置(10)，其包括处理模块(1)，该处理模块构造用于接收机动车(100)的数据总线(6)的信号、将其加工并且发送数据信号。该照明装置(10)还包括LED单元(3)，该LED单元构造用于在符合运行的状态下发射具有可调的亮度和预先给定的色坐标的光，所述LED单元(3)具有微控制器(4)和多个LED(301、302、303、304)，微控制器(4)和LED(301、302、303、304)由LED单元(3)的壳体(7)包围。所述处理模块(1)进一步构造用于将包括用于LED单元(3)的操控信息的数据信号转换成输送给各个LED(301、302、303、304)的电流的经脉冲宽度调制的信号并且检查该经脉冲宽度调制的信号是否包含对应于用于LED单元(3)的操控信息的信息。

Description

用于机动车的照明装置
技术领域
本发明涉及用于机动车的照明装置以及照明系统，其能够实现照明装置的可靠且安全的运行。
背景技术
由现有技术已知在机动车中具有多色LED单元(LED＝“Light Emitting Diode”，发光二极管)的照明装置。这种LED单元通常包括多个单色LED并且通常利用LED驱动器来操控，以便改变所期望的亮度和色坐标(即混合色)。为此使用具有微控制器的模块，该模块一方面承担与机动车数据总线的通信并且另一方面通常通过PWM输出端(PWM＝“Puls-WidthModulation”，脉冲宽度调制)驱动LED单元。作为机动车数据总线，在此通常使用所谓的LIN总线(LIN＝“Local Interconnect Network”，本地互连网络)。
一些多色LED单元具有集成的电路，所述电路与通过数据流控制的单色LED一起被安放在一个壳体中。在此，在具有多色LED单元的照明装置中为了运行各个LED单元所需的参数化被存储在中央处理模块中。
DE102016221772A2公开了一种用于机动车的照明装置，该照明装置具有处理模块，该处理模块构造用于接收、处理和发送机动车的数据总线的信号。所述照明装置还包括LED单元，该LED单元构造用于在符合运行的状态下发射具有可调的亮度和预先给定的色坐标的光，所述LED单元具有微控制器和多个LED，并且微控制器和LED由LED单元的壳体包围。LED单元进一步构造用于与所述处理模块双向地通信，使得借助LED单元和处理模块能够确定所述LED单元的当前状态值，所述当前状态值代表LED单元的功能性。由于照明装置的结构和相应的LED单元的双向通信能力，可以在任何时间收集相应LED单元的数据，这些数据可以有助于预先给定地保持或改进所谓的ASIL标准(ASIL＝“Automotive SafetyIntegrity Level”，汽车安全完整性等级)。其目的在于，确保预先给定的基本安全等级。以这种方式例如可以监控LED的可靠性，该可靠性为了机动车的受控的且安全的运行而可靠地给出关于例如是否设置了确定的功能的情况。
目前可用的LED单元不是根据ISO26262根据安全等级开发的并且通常仅具有质量管理过程的资格，即其仅具有所谓的QM等级。因此，在安全相关的功能、例如机动车的自主驾驶功能中的使用在没有其它措施的情况下是不可能的。LED单元的微控制器通常构造成ASIC(Application Specific Integrated Chip，专用集成芯片)，其中功能逻辑通过集成的开关电路来实现并且不再可改变。用于安全关键的灯光效果(方向盘轮圈照明)的基于ASIC的LED单元(其仅具有QM等级)能够仅通过以下方式实现所要求的ASIL标准，即LED单元不被视为功能语境(所谓的SEooC＝Safety Element of Context，独立安全元件)之外的安全元件，而是从具体的功能语境中被考虑。这意味着，ASIL标准只能通过统计学的完整性证明来实现，其方式为可以证明导致故障的随机故障(例如显示错误的颜色，从而导致损害安全目标)的低故障率。然而在该方法中，由于在批量生产中出现的随机硬件故障是未知的，所以存在一定的残留风险。然而，这对于在安全相关的功能中的使用是不可接受的，例如借助具有LED单元的照明装置使机动车的自主驾驶功能可视化。
发明内容
本发明的任务在于，提供用于机动车的照明装置和照明系统，其可以有助于照明装置的可靠运行。
所述任务通过独立权利要求的特征来解决。有利的设计方案在从属权利要求中给出。
根据本发明的第一方面，用于机动车的照明装置包括处理模块，该处理模块构造用于接收机动车的数据总线的信号、将其加工并且发送数据信号。所述照明装置还包括LED单元，该LED单元构造用于在符合运行的状态下发射具有可调的亮度和预先给定的色坐标的光，所述LED单元具有微控制器和多个LED，并且微控制器和LED由LED单元的壳体包围。处理模块进一步构造用于将包括用于LED单元的操控信息的数据信号转换成输送给各个LED的电流的经脉冲宽度调制的信号并且检查该经脉冲宽度调制的信号是否包含对应于用于LED单元的操控信息的信息。
所述LED单元实现一种半导体元件，该半导体元件在发射运行中在施加电压或电流的情况下发射出预先给定颜色的光。所述LED单元可以是包括微控制器和多个LED的系统级封装(SiP，System-In-Package)。因此，壳体不需要是实际的壳体。
借助所描述的照明装置能够实现节约空间的照明功能，以便例如照明在机动车中或在机动车上的区段，并且所描述的结构此外能够实现检查关于发出的通信和后续的通信部件的故障的硬件故障，使得能够对LED单元在其功能性方面进行监控。
检查通过微控制器生成的经脉冲宽度调制的信号是否包含对应于用于LED单元的操控信息的信息通过如下方式进行，即将包含在由处理模块发送的数据信号中的操控信息与包含在经脉冲宽度调制的信号中的信息进行比较。如果操控信息和包含在经脉冲宽度调制的信号中的信息一致，则操控信息的生成和转换成功，由此确保了处理模块的信号产生和信号转换单元正确地工作。而如果操控信息和包含在经脉冲宽度调制的信号中的信息不一致，则处理模块的信号转换单元存在故障。
处理模块的微控制器适宜地用作信号转换器，其结构对应于LED单元的微控制器。由此，能够以成本有利的且简单的方式提供信号转换，因为能够使用已经用于LED单元的ASIC。
LED单元适宜地构造用于将所接收的操控信息转换成输送给各个LED的电流的经脉冲宽度调制的信号并且将所述经脉冲宽度调制的信号输送给处理模块，以检查由LED单元产生的经脉冲宽度调制的信号是否包含对应于所述操控信息的信息。将操控信息转换成经脉冲宽度调制的信号以已知的方式由LED单元的微控制器实施，以便将多个LED调节到包含在操控信息中的亮度和预先给定的色坐标上。经脉冲宽度调制的信号然后被导回给处理模块以进行评估。这种适宜的设计方案除了检查处理模块的功能性之外还能够实现通过处理模块附加地检查通信链中的LED单元的至少通信部件的功能性。
为了能够评估由LED单元产生的、输送给各个LED的电流的经脉冲宽度调制的信号，输送给各个LED的电流通过相应的连接线路被输送给处理模块。所述连接线路在处理模块侧与微控制器连接，由此该微控制器可以进行所期望的比较。在LED单元侧，连接线路与在LED单元的LED与微控制器之间的相应节点耦合。
在一种适宜的设计方案中，如已经描述的那样，照明装置包括多个LED单元，这些LED单元通过内部数据总线在串联电路中尤其是根据菊花链原理耦合，其中，所述串联电路的LED单元中的恰好一个LED单元构造用于将所接收的操控信息转换成输送给各个LED的电流的经脉冲宽度调制的信号并且将该经脉冲宽度调制的信号输送给处理模块以进行检查。
将操控信息转换成经脉冲宽度调制的信号并且将经脉冲宽度调制的信号输送给处理模块能够由直接与处理模块耦合的LED单元来实施。所述操控信息也可以从所述多个LED单元中的另一个LED单元接收，所述另一个LED单元已经从处理模块或者从又一个LED单元接收操控信息本身。在这种情况下，所描述的经脉冲宽度调制的信号的转换和向处理模块的输送由照明装置的多个LED单元中的任意一个LED单元来实施。由此可以检查包含在通信链中的LED单元的通信部件的功能性。
由以上的描述，对于本领域技术人员明显的是，将经脉冲宽度调制的信号从LED单元中的一个LED单元输送至处理模块需要在处理模块与为各个LED输送电流的线路之间存在相应的连接线路。
为了能够对在通信链中的LED单元上的串联电路的所有LED单元在其通信能力的功能性方面进行检查，适宜的是，所述串联电路的具有距处理模块最大距离的LED单元构造用于将所接收的操控信息转换成输送给各个LED的电流的经脉冲宽度调制的信号并且将所述经脉冲宽度调制的信号输送给处理模块以进行检查。串联电路的具有距处理模块最大距离的LED单元是所谓的最后的LED单元。换句话说则在处理模块与所述线路之间设置有相应的连接线路，通过所述连接线路将电流输送给最后的LED单元的各个LED。
在一种适宜的设计方案中，LED单元进一步构造用于与所述处理模块双向地通信，使得借助LED单元和处理模块能够确定所述LED单元的当前状态值，所述当前状态值代表LED单元的功能性。由于所描述的结构和通信能力，LED单元因此可以用于提供关于状态的信息，其方式为：LED单元连续地、以预先给定的时间间隔或在处理模块侧的询问下向其发送代表功能性的状态信号。例如这种状态信号包括关于电流/电压特性曲线的数据或关于运行小时数的数据，从而可以推断出使用寿命。具有LED单元的照明装置因此能够实现读取当前的运行数据，使得为可靠的和受控的运行做出贡献。
例如由于所调用的或所确定的电压特征曲线(其可以推断出被检查的LED的亮度低于预先给定的阈值)，能够提高该LED的通电，以便将该LED的亮度一直提高到预先给定的公差范围内。此外，例如由于所确定的LED运行持续时间，该运行持续时间在不久的将来超过所述LED的预计的使用寿命，能够输出通知该LED的或所属的LED单元的所述状态并且推荐更换该LED的信息。
由于照明装置的上述的结构，可以识别出处理模块和(一个或多个)LED单元的通信组件中的硬件故障。由此可能的是，遵守预先给定的ASIL标准(ASIL＝“AutomotiveSafety Integrity Level，汽车安全完整性等级”)，由此照明装置也能够在安全关键的汽车应用中使用。由于相应LED单元的可选的双向通信能力，可以在任何时间收集相应LED单元的数据。由此可以遵守或改进更高的ASIL标准。
ASIL标准的目的在于，确保预先给定的基本安全等级。以这种方式例如可以在组合仪表板或操作元件上监控显示车辆的自主驾驶功能的状态的LED的可靠性，该可靠性对于机动车的受控的且安全的运行必须可靠地给出关于自主驾驶功能(例如“激活”或“不激活”或“需要驾驶员接管”)处于哪种状态的消息。
借助管理模块，在存在双向通信能力时在相应的LED中可以询问是否存在发光的运行状态并且因此检查LED的功能性。以这种方式可以有针对性地操控每个单独的LED单元并且调用当前状态值，其中，用于运行和操控LED单元的相同接口也被用于诊断。这通过如下方式实现，即每个LED单元具有本身设置在壳体中的微控制器并且能够数字地操控并且对应地与此相关地不需要借助电流供应的操控。由于双向通信能力，能够用于照明的LED单元可以进一步用于能够实现LED单元的数据的可回读性，该可回读性包括关于LED单元的功能性的信息。
照明装置设置用于机动车、例如轿车并且必要时也用于载重汽车。优选地，照明装置具有多个LED单元，这些LED单元分别包括一个微控制器和多个LED，所述微控制器和多个LED分别集成在相应的LED单元的一个共同的壳体中。因此，一个单独的LED单元实现一个半导体元件或系统级封装，所述半导体元件或系统级封装由于内部的微控制器也可被称作“智能”LED。
优选地，相应LED单元连接在内部数据总线(即照明装置内的数据总线)上，该内部数据总线又与处理模块耦合。借助处理模块可以接收、处理和发送信号。这样的信号例如包括机动车数据总线的外部控制指令，其可以借助处理模块转换成内部控制指令并且可被给定到内部数据总线上，以便调节一个或多个LED单元的亮度和色坐标。内部数据总线例如可以是SPI数据总线(SPI＝Serial Peripheral Interface，串行外设接口)或者必要时也可以是其它数据总线，例如差分数据总线，其通过两条线路之间的电压差对数字数据进行编码。机动车数据总线例如可以是LIN总线(LIN＝“Local Interconnect Network”，本地互连网络)或者CAN总线(CAN＝“Controller Area Network”，控制器局域网络)。
所述一个或多个LED单元分别可以关于其亮度(即光强度)进行调节并且发射具有预先给定的色坐标的光。术语“色坐标”描述发射的光的颜色并且可以单色地或者作为由相应的LED单元产生的混合色来实现。色坐标例如可以作为颜色图中的位置来说明、尤其是在CIE标准颜色图(CIE＝“Commission internationale de l’eclairage”，国际照明委员会)中说明。
例如，LED单元可以包括多个LED，所述多个LED分别发射蓝色光或不同颜色或波长的光。在后一种情况下，LED单元实现具有可调的色坐标的多色LED单元。相应的LED单元具有优选至少三个不同颜色的单色LED作为单独的半导体元件或系统级封装，它们与LED单元的微控制器一起安装在半导体元件的一个共同的壳体中。这种半导体元件的结构能够基于电子半导体特性实现预先给定的光发射并且还可以用于确定可被提供给处理模块和/或微控制器的相应LED单元的状态值。LED或LED单元的状态值的这种确定不仅可以在光发射运行期间而且可以与这种光发射运行无关地实施。
所描述的照明装置因此具有多个功能，这些功能分别集成于一个LED单元的一个半导体壳体中，使得能够减少LED单元与处理模块所需的布线或者接线并且能够将作为操控控制器的处理模块更小地构造。以这种方式可以实现照明装置的节省空间的结构，该结构可以有利地影响机动车内或机动车上的可能的安装位置。这种结构空间优点尤其是存在于具有大量LED单元的照明装置中。
根据照明装置的一种进一步改进方案，微控制器和处理模块构造用于双向地相互通信。处理模块尤其是设计用于与LED单元或与微控制器在信号技术上通信并且确定当前状态值。这种通信包括数据的接收和发送并且可以直接在相应的能够用于通信的部件之间进行。
根据照明装置的一种进一步改进方案，LED单元构造成多色LED单元并且LED分别构造成单色LED。根据照明装置的另一种进一步改进方案，LED单元包括RGB-LED单元和/或RGBW-LED单元。RGB-LED单元以本身已知的方式包括红、绿和蓝的单色LED，并且RGBW-LED单元除了包括红、绿和蓝的LED之外也包括白光LED。
根据本发明的另一个方面，用于机动车的照明系统包括之前所描述的照明装置的至少一个设计方案以及机动车。所述照明装置尤其是设置和安装在机动车中或机动车上并且构成内部空间照明器和/或外部照明器。机动车也可以具有所述照明装置的多种设计方案，其中一个例如设置在机动车中并且另一个设置在机动车上并且实现相应的照明功能。由此，可以生成具有均匀外观的吸引人的光效应。此外，该照明装置还能够与LED的运行状态和必要时激活的照明功能无关地实现可选地调取相应LED单元的当前状态值。因为所述照明系统包括之前所述的照明装置的至少一种设计方案，所以照明装置的所有特征和特性也针对照明系统公开并且反之亦然。
附图说明
下面借助示意性附图详细阐述本发明的各实施例。其中：
图1以示意性俯视图示出用于机动车的照明系统的一种实施例，
图2以示意图示出用于机动车的照明装置的一种实施例，
图3以细节视图示出根据图2的照明装置的LED单元的一种实施例，
图4以示意图示出用于机动车的照明装置的一种实施例，该照明装置能够实现检查处理模块的和所有LED单元的通信部件的功能性，以及
图5示出一种实施例，该实施例说明了将经脉冲宽度调制的信号导回至处理模块以进行进一步评估。
具体实施方式
相同结构或功能的元件在附图中全面地用相同的附图标记表示。出于清楚的原因，在全部附图中必要时不是所有示出的元件都用所属的附图标记来表示。
图1示意性地以俯视图示出照明系统110，该照明系统包括机动车100以及具有多个LED单元3的照明装置10。LED单元3通过内部数据总线2在串联电路中耦合，其中，内部数据总线2又将LED单元3与处理模块1耦合。处理模块1又与机动车数据总线6耦合。
如借助后面的图2和3详细阐述的那样，照明装置10或照明系统110能够实现节省空间的照明功能，以便例如照明机动车100中或该机动车上的区段，并且此外确定在相应LED单元3的位置处的当前亮度值。
图2示意性地示出照明装置10的一种实施方式，该照明装置例如如在图1中所示出的那样在机动车100中构成内部照明器。可替代地，照明装置10可以作为外部照明器设置在机动车100上，或者照明系统110包括多个照明装置10，这些照明装置安装在机动车100中和/或该机动车上。
照明装置10具有多个设置在一个带上并且串联连接的多色LED单元3作为发光器件。这些多色LED单元3(以下也简称为LED单元3)分别实现具有多个单色LED 301-304和一个微控制器4的一个单独的半导体元件，所述微控制器能够实现为可编程状态机。单色LED301-304和微控制器4由相应LED单元3的壳体7包围。
例如，单色LED 301构造成红色LED，单色LED 302构造成绿色LED，单色LED 303构造成蓝色LED，并且单色LED 304构造成白色LED。在此，所述颜色说明涉及由相应LED发射的光的颜色或者说波长或波长范围。利用带状设置的LED单元3可以实现非常高的封装密度(根据例如144至367个LED/m的壳体形状)，使得借助照明装置10可以实现节省空间的结构。
各个LED单元3通过以比特流形式的数字数据流操控，所述比特流借助照明装置10的内部数据总线2输送给各个LED单元3。在该实施例中，内部数据总线2包括用于时钟脉冲的线路CL和用于比特流的线路DL。
内部数据总线2上的信号源自处理模块1，该处理模块耦合在机动车100的机动车数据总线6上。处理模块1包括LIN收发器101以及微控制器102，所述LIN收发器从机动车数据总线6获取用于操控LED单元3的相应数字信号，所述微控制器将所获取的信号转换成内部数据总线2的数据线路DL上的相应数据信号。在此，在机动车数据总线6上传输的信号包括设计用于照明装置10的信号，该信号确定要为照明装置10调节的光图案。
这些信号又源自机动车100的控制装置，该控制装置例如基于驾驶员的输入来确定待生成的光图案并且将其作为相应的信号发送到机动车数据总线6上。通过处理模块1识别出，与当前信号相应的光图案是否设置在用于照明装置的机动车数据总线6上。如果是这种情况，则该信号借助微控制器102被转换成用于内部数据总线2的相应信号。
机动车数据总线6例如是LIN总线(LIN＝“Local Interconnect Network”，本地互连网络)。内部数据总线2例如可以是SPI总线(SPI＝Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，其中，LED单元3级联地连接。选择性地，在此用于内部数据总线2的信号由微控制器102借助SPI软件产生。SPI软件是程序库，利用该程序库可以使用微控制器102的任意的空闲管脚来将信号输出到SPI总线上。但可替代地，也可以使用SPI硬件。在此，设置专用的SPI管脚用于将信号输出到SPI总线上。
作为SPI总线的替代方案，内部数据总线2也可以构造成差分数据总线或任意其它数据总线。差分数据总线的特征在于，其通过两条线路之间的电压差对数字数据进行编码。在此，LED单元3因此能够作为菊花链连接。
在根据图2的实施方式中，除了线路CL和DL之外，设置有连接到直流电压源5上的两个连接线路L1和L2。基于经由数据线路DL接收的比特流，对输送给各个LED301-304的电流进行脉冲宽度调制(PWM)，以便由此根据数据线路DL上的比特流操控LED301-304。
在图3中详细地示出根据图1和图2的一个单独的LED单元3的示例性结构。在此，LED单元3的所示出的部件集成于一个单独的半导体元件中。内部数据总线2的信号经由LED单元3的通信接口COM接收。时钟脉冲线路CL的时钟脉冲信号被传递给进一步在下面描述的微控制器401，而数据线路DL的数据流在通信接口COM中解码之后被给定到8比特移位寄存器SR0-SR4。由移位寄存器SRO输出的值在此显示LED单元3的期望的总亮度，而通过移位寄存器SR1至SR4的值输出各个单色LED301-304的颜色分量以产生期望的混合色。尤其是，通过移位寄存器SR1输出发射红光的LED301的颜色分量，通过移位寄存器SR2输出发射绿光的LED302的颜色分量，通过移位寄存器303输出发射蓝光的LED303的颜色分量，并且通过移位寄存器304输出发射白光的LED304的颜色分量。
各个移位寄存器的值被输送给微控制器4，该微控制器具有逻辑电路或微控制器401以及所分配的非易失性的EEPROM存储器402。在所述存储器402中尤其是可以存储有校准数据，所述校准数据源自LED单元3的校准过程并且针对LED单元3的预先给定的标准温度值来确定如何调节各个单色LED301-304的工作电流，以便根据来自移位寄存器SR1至SR4的值实现源自移位寄存器SR0的总亮度值以及颜色混合(即相关的色坐标)。微控制器401采用存储在存储器402中的值。
基于LED单元3或微控制器4与处理模块1的双向通信能力，能够连续地、以预先给定的时间间隔或在处理模块1侧的询问下来确定LED单元3的当前状态值，所述当前状态值能够给出关于LED单元3的功能性的消息。借助处理模块1可以有针对性地操控相应的LED单元3并且调用当前状态值。
用于各个LED301-304的工作电流通过电压调节器RE提供，所述电压调节器从在图2中示出的电压供应装置5中获得正电压VDD和负电压VSS。微控制器401还为相应的振荡器OS产生时钟脉冲，其被输送给PWM发生器G1-G4。各个LED301-304的工作电流在发生器G1至G4中通过脉冲宽度调制产生。来自预先给定的算法的工作电流值由微控制器401给出到各个发生器G1-G4上。发生器G1借助脉冲宽度调制产生用于发射红光的LED301的电流，发生器G2产生用于发射绿光的LED302的电流，发生器G3产生用于发射蓝光的LED303的电流，并且发生器G4产生用于发射白光的LED304的电流。通过由各个发生器产生的、通过电流输出端CO到达单色LED301-304的PWM信号，然后对于LED单元3根据通过内部数据总线2到达LED单元3的信号调节具有期望的亮度和期望的色坐标的相应的光。
处理模块1的微控制器102以对应的方式(如针对图3中的LED单元所描述的方式)构造用于将包括用于LED单元3的操控信息的数据信号转换成输送给各个LED301-304的电流的经脉冲宽度调制的信号。因此，微控制器102可以在转换方面对应于LED单元的微控制器4来构造。但所述经脉冲宽度调制的信号不是通过内部数据总线2输出，而是被输送给内部比较单元103，该内部比较单元可以是微控制器102的一部分(参见图5)。比较单元103构造用于检查经脉冲宽度调制的信号是否包含对应于用于LED单元3的操控信息的信息。这使得能够检查与处理模块1的通信功能的故障有关的硬件故障。
因此，通过以下方式检查经脉冲宽度调制的信号是否包含对应于用于LED单元的操控信息的信息，即将包括所发送的数据信号的操控信息与包含在经脉冲宽度调制的信号中的信息进行比较。如果操控信息和包含在经脉冲宽度调制的信号中的信息一致，则操控信息的转换成功，由此确保了处理模块的微控制器102的信号转换单元正确地工作。而如果操控信息和包含在经脉冲宽度调制的信号中的信息不一致，则处理模块的信号转换单元存在故障。
处理模块的微控制器适宜地用作信号转换器，其结构对应于LED单元3的微控制器4。由此，能够以成本有利的且简单的方式提供信号转换，因为能够使用已经用于LED单元3的ASIC。
此外，如在图4中根据一种优选的变型方案示出的那样，将由串联电路的最后的LED单元3产生的经脉冲宽度调制的信号导回并且将其输送给处理模块1的比较单元103以便与操控信息进行比较。如果操控信息和包含在经脉冲宽度调制的信号中的信息一致，则不仅操控信息在处理模块中的转换成功，而且设置在处理模块1与最后的LED单元3之间的LED单元3的每个通信接口COM都以正确的方式处理和传递操控信息。而如果操控信息和包含在经脉冲宽度调制的信号中的信息不一致，则在所述LED单元3中的一个LED单元的通信接口COM中存在故障。
为了能够将由串联电路的最后的LED单元3产生的经脉冲宽度调制的信号输送给处理模块1的比较单元103，所述比较单元经由多个线路104相互连接，其中，线路104的数量对应于LED 301-304的数量。
虽然将由串联电路的最后的LED单元3产生的经脉冲宽度调制的信号导回至比较单元是优选的变型方案，但也可以由一个或多个任意的其它LED单元3实现所述导回。
图5示出将由所述LED单元3中的一个LED单元产生的经脉冲宽度调制的信号导回至处理模块1以进行进一步评估的详细视图。仅示例性地示出三个所述LED 301-303，所述LED在电源电位连接端与微控制器4之间连接。如上所述，由经脉冲宽度调制的信号产生的电流在LED 301-303所在的线路的每个线路中流动。相应的经脉冲宽度调制的信号通过线路104输送给处理模块1的比较单元103并且在那里评估包含在其中的信息是否对应于操控信息，该操控信息由处理模块1通过内部数据总线2输出给LED单元3。
结果是，由此可以提供在处理模块1与LED单元3之间受保护的端到端通信。
附图标记列表
1 处理模块
10 照明装置
100 机动车
101 LIN收发器
102 微控制器
103 比较单元
104 线路
110 照明系统
2 内部数据总线
3 多色LED单元
301-304 单色LED
4 微控制器
401 微控制器
402 EEPROM
5 电压供应装置
6 机动车数据总线
7 LED单元的壳体
CL 用于时钟脉冲信号的线路
CO 电流输出端
COM 通信接口
DL 数据线路
G1-G4 PWM发生器
L1-L2 连接线路
OS 振荡器
RE 电压调节器
SR0-SR4 移位寄存器
VDD、VSS 电压。

Claims (13)

1.用于机动车(100)的照明装置(10)，该照明装置包括：
-处理模块(1)，该处理模块构造用于接收机动车(100)的数据总线(6)的信号、将该信号加工并且发送数据信号，和
-LED单元(3)，该LED单元构造用于在符合运行的状态下发射具有可调的亮度和预先给定的色坐标的光，LED单元(3)具有微控制器(4)和多个LED(301、302、303、304)，微控制器(4)和LED(301、302、303、304)由LED单元(3)的壳体(7)包围，
其特征在于，处理模块(1)进一步构造用于将包括用于LED单元(3)的操控信息的数据信号转换成输送给各个LED(301、302、303、304)的电流的经脉冲宽度调制的信号并且检查所述经脉冲宽度调制的信号是否包含对应于所述用于LED单元(3)的操控信息的信息。
2.根据权利要求1所述的照明装置(10)，其特征在于，所述处理模块(1)包括微控制器(102)，该微控制器的结构对应于所述LED单元(3)的微控制器(4)。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置(10)，其特征在于，所述LED单元(3)构造用于将所接收的操控信息转换成输送给各个LED(301、302、303、304)的电流的经脉冲宽度调制的信号并且将所述经脉冲宽度调制的信号输送给所述处理模块(1)，以检查由所述LED单元(3)产生的经脉冲宽度调制的信号是否包含对应于所述操控信息的信息。
4.根据权利要求3所述的照明装置(10)，其特征在于，输送给各个LED(301、302、303、304)的电流的由所述LED单元(3)产生的经脉冲宽度调制的信号通过相应的连接线路输送给所述处理模块。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(10)，其特征在于，该照明装置包括多个LED单元(3)，所述多个LED单元通过内部数据总线(3)在串联电路中尤其是根据菊花链原理耦合，所述串联电路的LED单元(3)中的恰好一个LED单元构造用于将所接收的操控信息转换成输送给各个LED(301、302、303、304)的电流的经脉冲宽度调制的信号并且将该经脉冲宽度调制的信号输送给所述处理模块(1)以进行检查。
6.根据权利要求5所述的照明装置(10)，其特征在于，所述串联电路的具有距所述处理模块(1)最远距离的LED单元(3)构造用于将所接收的操控信息转换成输送给各个LED(301、302、303、304)的电流的经脉冲宽度调制的信号并且将所述经脉冲宽度调制的信号输送给所述处理模块(1)以进行检查。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(10)，其特征在于，所述LED单元(3)进一步构造用于与所述处理模块(1)双向地通信，使得借助所述LED单元(3)和处理模块(1)能够确定所述LED单元(3)的当前状态值，所述当前状态值代表所述LED单元(3)的功能性。
8.根据权利要求7所述的照明装置(10)，其特征在于，所述LED单元(3)的微控制器(4)和所述处理模块(1)构造用于双向地相互通信。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(10)，其特征在于，所述LED单元(3)是多色LED单元并且所述LED(301、302、303、304)分别是单色LED。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(10)，其特征在于，所述LED单元(3)包括RGB-LED单元和/或RGBW-LED单元。
11.用于机动车(100)的照明系统(110)，其包括：
-机动车(100)，和
-至少一个根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(10)。
12.根据权利要求11所述的照明系统(110)，其中，所述照明装置(10)设置在机动车(100)中并且构造成内部空间照明器。
13.根据权利要求11或12所述的照明系统(110)，其中，所述照明装置(10)设置在机动车(100)的外侧上并且构造成外部照明器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117657021A (zh) * 2022-08-30 2024-03-08 市光法雷奥（佛山）汽车照明系统有限公司 具有共享输出的电子电路以及配备该电路的车辆元件

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299095A (ja) * 2001-03-29 2002-10-11 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明制御装置
US20070257869A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Industrial Technology Research Institute Backlight device and method for controlling light source brightness thereof
US20100219758A1 (en) * 2007-09-07 2010-09-02 Erwin Melzner Lighting device comprising a plurality of controllable light-emitting diodes
JP2010205530A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Harison Toshiba Lighting Corp 多色光源照明システムおよびバックライト装置
CN201937907U (zh) * 2010-12-23 2011-08-17 上海荣机控制系统有限公司 列车用led驱动电源
DE102011013777A1 (de) * 2011-03-12 2011-11-03 Daimler Ag Verfahren zum Einstellen der Lichtfarbe von zumindest zwei Leuchtmitteln sowie Kraftwagen
CN103237682A (zh) * 2010-09-13 2013-08-07 万国卡车知识产权有限公司 提供白炽灯和发光二极管灯区分的实时计算机控制系统
CN104054398A (zh) * 2012-01-16 2014-09-17 欧司朗有限公司 照明模块及相应照明系统
WO2017071972A1 (de) * 2015-10-29 2017-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
DE102016221772A1 (de) * 2016-11-07 2018-05-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung und Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Beleuchtungssystems für ein Kraftfahrzeug
FR3062096A1 (fr) * 2017-01-26 2018-07-27 Valeo Vision Dispositif de controle d'une matrice de sources lumineuses pour l'eclairage interieure de l'habitacle d'un vehicule automobile
CN109074973A (zh) * 2016-02-18 2018-12-21 Keba股份公司 用于电气控制的设备的控制系统

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3454757A (en) * 1966-02-02 1969-07-08 Design Progress Inc Automotive side-marker lamps
US3692998A (en) * 1971-01-06 1972-09-19 John F Adams Vehicle marker light
US6276821B1 (en) * 1992-12-16 2001-08-21 Donnelly Corporation Vehicle exterior mirror system with signal light
US6152590A (en) * 1998-02-13 2000-11-28 Donnelly Hohe Gmbh & Co. Kg Lighting device for motor vehicles
WO2000074972A1 (en) * 1999-06-08 2000-12-14 911 Emergency Products, Inc. Led light stick assembly
US7128449B2 (en) * 2003-08-21 2006-10-31 Safe Lites, Llc Safety device for transporting oversized loads
JP2004175252A (ja) * 2002-11-28 2004-06-24 Tokai Rika Co Ltd 車両用点灯制御装置
US20040130903A1 (en) * 2003-01-03 2004-07-08 Kuan-Hsu Chen Auxiliary illuminator for vehicles
US20040080956A1 (en) * 2003-08-21 2004-04-29 Aaron Golle Multi-colored EL safety sign
US7658524B2 (en) * 2004-03-10 2010-02-09 Truck-Lite Co., Inc. Vehicle mini lamp
JP4365253B2 (ja) * 2004-04-02 2009-11-18 株式会社小糸製作所 車両用前照灯および自動車用前照灯
DE102006015332A1 (de) * 2005-04-04 2006-11-16 Denso Corp., Kariya Gastservice-System für Fahrzeugnutzer
US8333492B2 (en) * 2007-05-03 2012-12-18 Donnelly Corporation Illumination module for a vehicle
US7922369B2 (en) * 2007-10-01 2011-04-12 TecNiq, Inc. Complex optical lens apparatus for creating rectangular light output distribution
AT516860B1 (de) * 2015-06-01 2016-09-15 Zizala Lichtsysteme Gmbh LED-Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge
DE102015118497B4 (de) * 2015-10-29 2021-07-08 Lisa Dräxlmaier GmbH Beleuchtungsvorrichtung für ein fahrzeug und verfahren zur beleuchtung eines fahrzeugs
DE102016207734A1 (de) * 2016-05-04 2017-11-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für den Innenraum eines Fahrzeugs
DE102016207723A1 (de) * 2016-05-04 2017-11-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs
DE102016007477A1 (de) * 2016-06-18 2017-02-09 Daimler Ag Kraftfahrzeuginnenraumbeleuchtungssystem und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102016211737A1 (de) * 2016-06-29 2018-01-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
FR3056705B1 (fr) * 2016-09-28 2020-07-24 Valeo Vision Module d'emission lumineuse a commande amelioree notamment pour vehicule automobile
US11840171B2 (en) * 2019-08-30 2023-12-12 Motherson Innovations Company Limited Light assembly, vehicle design element, rear view device and door finisher

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299095A (ja) * 2001-03-29 2002-10-11 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明制御装置
US20070257869A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Industrial Technology Research Institute Backlight device and method for controlling light source brightness thereof
US20100219758A1 (en) * 2007-09-07 2010-09-02 Erwin Melzner Lighting device comprising a plurality of controllable light-emitting diodes
JP2010205530A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Harison Toshiba Lighting Corp 多色光源照明システムおよびバックライト装置
CN103237682A (zh) * 2010-09-13 2013-08-07 万国卡车知识产权有限公司 提供白炽灯和发光二极管灯区分的实时计算机控制系统
CN201937907U (zh) * 2010-12-23 2011-08-17 上海荣机控制系统有限公司 列车用led驱动电源
DE102011013777A1 (de) * 2011-03-12 2011-11-03 Daimler Ag Verfahren zum Einstellen der Lichtfarbe von zumindest zwei Leuchtmitteln sowie Kraftwagen
CN104054398A (zh) * 2012-01-16 2014-09-17 欧司朗有限公司 照明模块及相应照明系统
US20150022115A1 (en) * 2012-01-16 2015-01-22 Osram Gmbh Lighting module and a corresponding lighting system
WO2017071972A1 (de) * 2015-10-29 2017-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
CN109074973A (zh) * 2016-02-18 2018-12-21 Keba股份公司 用于电气控制的设备的控制系统
DE102016221772A1 (de) * 2016-11-07 2018-05-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung und Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Beleuchtungssystems für ein Kraftfahrzeug
FR3062096A1 (fr) * 2017-01-26 2018-07-27 Valeo Vision Dispositif de controle d'une matrice de sources lumineuses pour l'eclairage interieure de l'habitacle d'un vehicule automobile

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. ALEXANDRU AND P. VALENTIN: "Hardware design of a street lighting control system with vehicle and malfunction detection" *
刘蕴: "LED智能照明控制系统的研究与设计" *
王琪,秦晓军: "汽车LED灯光控制系统设计与实现" *

Also Published As

Publication number Publication date
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