CN116711464A - 用于为车辆提供至少两个不同的灯光功能的布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为车辆(1)提供至少一个或多个灯光功能的布置结构(100)，具有：‑用于在第一正常运行(210)中提供第一灯光功能的第一发光器件区段(110)，‑用于在第二正常运行(220)中提供第一或第二灯光功能的第二发光器件区段(120)，第二发光器件区段(120)与第一发光器件区段(110)并联连接，‑用于在第一和第二正常运行(210、220)之间切换的至少一个开关器件(140)，‑监控装置(150)，其与所述发光器件区段(110、120)电连接，以便检测发光器件区段(110、120)上的电压(U)，以区分发光器件区段(110、120)的正常运行(210、220)与故障运行。

Description

用于为车辆提供至少两个不同的灯光功能的布置结构

技术领域

本发明涉及一种根据在权利要求1的前序部分中详细定义的类型的布置结构。此外，本发明涉及一种根据权利要求9的前序部分所述的方法。

背景技术

由现有技术已知车辆的不同灯光功能、如日间行车灯和闪光灯通过发光二极管(也简称为LED)来提供。车辆的控制器(也称为ECU(电子控制单元))可以具有多个通道，以便交替地(wechselseitig)操控一个或多个LED区段。每个LED区段在此可以具有多个LED。

在文献DE102008047731B4、DE102011079473B4、DE102006015053B4和DE102016116219A1中公开了传统的布置结构。

在已知的解决方案中不利的是，诊断在LED区段的控制中的故障在技术上可能很复杂。

发明内容

因此，本发明的任务在于至少部分地消除上述缺点。本发明的任务尤其是在于提供一种更可靠和/或技术上更简单的诊断。

上述任务通过具有权利要求1的特征的布置结构和通过具有权利要求9的特征的方法来解决。本发明的其它特征和细节由相应的从属权利要求、说明书和附图得出。在此结合根据本发明的布置结构描述的特征和细节当然也适用于结合根据本发明的方法描述的特征和细节并且分别反之亦然，从而关于各个发明方面的公开内容始终相互援引或可以相互援引。

该任务尤其是通过一种布置结构、尤其是电子电路布置结构来解决，该布置结构用于为车辆提供至少一个灯光功能或多个不同的灯光功能。车辆例如是轿车和/或载货车。灯光功能例如是车辆的车辆照明装置的功能。

根据本发明的布置结构可以具有以下部件：

-用于在第一正常运行中提供第一灯光功能的第一发光器件区段，

-用于在第二正常运行中提供第一或第二灯光功能的第二发光器件区段，优选第二灯光功能不同于第一灯光功能，优选第二发光器件区段与第一发光器件区段并联连接，特别优选每个发光器件区段具有自身的电流路径，在该电流路径中设置有发光器件，

-用于在第一和第二正常运行之间切换的至少一个开关器件，尤其是通过交替地断开和闭合发光器件区段的电流路径，优选使得第一发光器件区段的第一电流路径从不与第二发光器件区段的第二电流路径同时闭合，从而特别优选电流通过切换而交替地传导通过第一和第二电流路径，

-监控装置，如微控制器和/或ECU，其与所述发光器件区段电连接，以便检测并且尤其是数值地测量发光器件区段上的电压，以区分发光器件区段的正常运行与故障运行。

在此尤其是规定，所述发光器件区段不同地构成，使得在第一和第二正常运行中通过监控装置检测到的电压彼此不同。监控装置优选是具有电压测量功能的控制器。LED优选不对称地布置。

当通过开关器件的切换有故障时，即例如在第一正常运行中有不希望的电流流过第二发光器件区段或者反过来在第二正常运行中有不希望的电流流过第一发光器件区段，则存在故障运行。该故障运行例如可能由开关器件的故障或从监控装置到开关器件的电引线的故障引起。

发光器件区段的不同构成具有如下优点：在正常运行中检测到的电压水平可以明确地表明发光器件区段中的哪个发光器件区段尤其是在检测的时刻有电流流过。由于在第一和第二正常运行中的电压不同，因此可以根据电压水平确定存在哪个正常运行(在实际值的意义上)。该确定然后可以与开关器件的开关位置(在理论值的意义上)进行比较。开关器件的第一开关位置例如应引起电流流过第一发光器件区段，即引起第一正常运行，并且开关器件的第二开关位置例如应引起电流流过第二发光器件区段，即引起第二正常运行。然后可以将该理论值与实际值进行比较，以便在出现偏差时确定故障运行。

根据本发明的布置结构的部件可以至少部分地设置在至少一个印刷电路板上。此外，这些部件可以构成为电子部件。

根据本发明的布置结构可以通过检测电压提供用于确定发光器件区段的正确的电流路径的诊断功能。发光器件区段也可以理解为并联的LED链，所述LED链可以通过开关器件(也称作选择开关)来选择。根据本发明可以规定，所述发光器件区段通过如下方式不同地构成，即，设置发光器件区段的发光器件、即尤其是LED的不对称分配、特别是在数量和/或相应的电压降和/或正向电压方面的不对称分配。由此，在通过开关器件的切换发生故障时可以通过检测电压进行区分并以简单的方式进行诊断。

发光器件区段可以是LED组件的部分，该LED组件用于实现所述至少一个灯光功能，尤其是日间行车灯和闪光灯功能，优选所有灯光功能。LED组件例如可以具有至少4个发光器件区段，例如各2个用于日间行车灯(也简称为DRL)以及2个用于闪光灯(也简称为DI)。在任何时刻可以确保始终只有一种正常运行和/或只有一个灯光功能是激活的。与灯光功能无关地，在此发光器件区段的运行可以通过多路复用进行。这意味着，发光器件区段从不会同时接通。有利的是，发光器件区段可以通过多路复用在200Hz下以大致50％的占空比交替地运行。这例如在ECU不能一次为发光器件区段的所有发光器件提供足够高的电压时是有意义的。

在本发明的范围内可以实现另一优点，如果发光器件区段通过如下方式不同地构成，即，发光器件区段分别具有不同数量的多个发光器件、尤其是发光二极管或简称为LED，因此尤其是发光器件被不对称地分配。不同的数量在此可以引起第一和第二发光器件区段上的不同大小的电压降，即，根据存在哪种正常运行和/或所述至少一个开关器件是通过第一发光器件区段还是通过第二发光器件区段闭合电路。

可选地可以规定，发光器件区段通过如下方式不同地构成，即，发光器件区段提供不同的电压降以用于通过监控装置检测。这例如可以通过发光器件的数量和/或类型选择和/或尺寸设计来实现。可以以此方式这样选择电压降的差别，使得根据检测到的电压、即根据电压降能够可靠区分第一和第二正常运行。

还可以想到，发光器件区段构成为，使得第一发光器件区段的电压降与第二发光器件区段的电压降附加地相差公差窗口。换言之，第一发光器件区段上的电压降可以选择得比第二发光器件区段上的电压降大一个公差窗口。所述公差窗口因此构成为电压降的数值上的间隔。公差窗口例如为8.5V或可以处于6V至10V的范围内或至少相应于发光器件的最大规定公差。

此外，在本发明的范围内可以想到，发光器件区段分别具有多个呈发光二极管形式的发光器件。发光器件区段因此可以通过ECU的一个通道运行，该通道例如构成为LED驱动器。可以设置一个组件，该组件具有第一和第二以及第三和第四发光器件区段并且必要时还具有其它发光器件区段。每个组件可以通过ECU的一个通道运行。此外，ECU的其它通道还可以设置用于其它组件。

还可以想到，第一和/或第二灯光功能分别构成为车辆的车辆照明装置的下列灯光功能中的一个或不同的灯光功能：

-闪光灯，也称为转向灯或行驶方向指示灯，

-日间行车灯，

-远光灯，

-近光灯，

-雾灯，

-驻车灯，

-停车灯，

-刹车灯，

-牌照照明装置，

-散热器格栅照明装置，

-徽标照明装置，

-用于显示动画的照明装置，如回家功能或离家功能。

因此，通过检测电压可以确保车辆照明装置的可靠的功能。

可选地可以规定，第二发光器件区段通过如下方式与第一发光器件区段并联连接，即，第一发光器件区段的发光器件设置在与第二发光器件区段的发光器件并联的电流路径中，优选作为所述至少一个开关器件设置有第一和第二开关器件用于交替地闭合和/或断开电流路径，以便交替地在第一和第二正常运行之间切换。因此，开关器件能使由第一发光器件区段的发光器件和第二发光器件区段的发光器件组成的并联电路的两个并联支路交替地闭合。因此确保在第一正常运行中仅第一发光器件区段运行而不是第二发光器件区段，或者反过来，在第二正常运行中仅第二发光器件区段运行而不是第一发光器件区段。因此，只要不存在故障运行，通过开关器件防止通过第一和第二发光器件区段的同时运行和因此同时发光。

此外，可选地规定，第一和第二发光器件区段的并联电路与至少一个第三发光器件区段和一个第四发光器件区段串联连接，优选第一和第二发光器件区段的并联电路和至少第三发光器件区段和第四发光器件区段通过至少一个开关单元交替地由监控装置操控，以便在相应的正常运行中提供相应的灯光功能。可以设置多个开关单元作为所述至少一个开关单元，开关单元的数量小于根据本发明的布置结构或组件的发光器件区段的数量。尤其可以适用的是，开关单元的数量比发光器件区段的数量少一个。例如可以设置三个开关单元来操控四个发光器件区段。对于第一和第二发光器件区段，附加地还可以使用所述至少一个开关器件来进行切换。因此，通过开关单元和开关器件的彼此协调的切换可以实现发光器件区段的交替运行、尤其是多路复用。

开关单元可以集成在ECU中和/或构成为短路开关。替代或附加地，开关器件可以集成在ECU中或与其分开地设置在印刷电路板上。

本发明的技术方案也涉及一种用于为车辆诊断在至少一个或至少两个不同的灯光功能中的故障运行的方法，其中，尤其是依次以所说明的顺序或以任意顺序执行以下步骤，这些步骤也可以重复地执行：

-通过第一发光器件区段在第一正常运行中提供第一灯光功能，

-通过第二发光器件区段在第二正常运行中提供第一或第二灯光功能，优选第二灯光功能不同于第一灯光功能，优选第二发光器件区段与第一发光器件区段并联连接，

-通过至少一个开关器件在第一和第二正常运行之间进行切换，

-通过监控装置检测所述发光器件区段上的电压，以区分正常运行与故障运行，监控装置为此可以与所述发光器件区段电连接。

在此尤其是规定，如果在第一和第二正常运行中检测到的电压彼此不同，则通过监控装置诊断、即识别正常运行。否则，可以诊断故障运行。因此，根据本发明的方法带来与关于根据本发明的布置结构详细描述的优点相同的优点。此外，该方法可以适合用于运行根据本发明的布置结构。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节由以下说明得出，在该说明中参考附图详细描述了本发明的实施例。在此在权利要求书和说明书中提到的特征可以分别单独地或以任意组合对于本发明是重要的。附图如下：

图1以侧视图示出具有根据本发明的布置结构的车辆；

图2示出一种根据本发明的布置结构，

图3示出一种根据本发明的布置结构；

图4示出第一和第二正常运行；

图5示出根据本发明的方法的方法步骤；

图6示出根据本发明的布置结构。

具体实施方式

在以下附图中，对于不同实施例的相同技术特征也使用相同的附图标记。

在图1中示出根据本发明的布置结构100可以在车辆1中例如用于提供车辆照明装置的功能，如运行前照灯等。在图2和3中示例性地以进一步的细节示出根据本发明的布置结构100。因此，可以设置第一发光器件区段110用于在第一正常运行210中提供第一灯光功能并且设置第二发光器件区段120用于在第二正常运行220中提供第一或第二灯光功能。如在图2、3和6中以进一步的细节示出的，第二发光器件区段120可以与第一发光器件区段110并联连接，并联的电流路径可以通过至少一个开关器件140来切换。具体而言，设置有两个开关器件140，它们用于在第一和第二正常运行210、220之间进行切换。发光器件区段110、120和必要时另外的发光器件区段131、132可以分别具有多个呈发光二极管形式的发光器件111、121。通过虚线说明可以设置多于图中所示数量的发光器件111、121。根据本发明的布置结构100的上述部件可以至少部分地设置在至少一个印刷电路板160上。

此外，设置有监控装置150，如微控制器，该监控装置与发光器件区段110、120电连接，尤其是与LED的阳极和阴极连接，以便检测发光器件区段110、120上的电压U，以区分发光器件区段110、120的正常运行210、220和故障运行。发光器件区段110、120在此可以这样不同地构成，使得在第一和第二正常运行210、220中检测到的电压U彼此不同。在所示示例中，发光器件区段110、120可以通过如下方式不同地构成，即发光器件区段110、120分别具有不同数量的多个发光器件111、121，因此发光器件被不对称地分配。

在图6中示出仅用于第一灯光功能的变型方案，从而在两个发光器件区段110、120中使用用于第一灯光功能的发光器件111。相应地，根据本发明的思想可以用于仅一个或用于至少两个灯光功能，后者在图2和3中说明。在图6所示的示例中，在第一发光器件区段110中优选可以设置12个发光器件111并且在第二发光器件区段120中可以设置6个发光器件111。总共18个发光器件111可以通过监控装置150的仅一个通道来运行。但在此可能存在以下限制，即不是所有18个发光器件111都可以同时运行，因为例如在所述通道上仅提供最大50V的电压。因此，18个发光器件111的串联例如需要63V的电压并且超过该极限。但通过使用两个发光器件区段110、120作为并联支路并且通过开关器件140在发光器件区段110、120之间切换，并联的发光器件区段可以在此期间交替地切换。

为了诊断哪个发光器件区段110、120接通，通常使用另一诊断导线。通过发光器件111的不对称布置可以省却该诊断导线，因为可以根据电压U进行诊断，该电压可以在发光器件区段110、120上测量。

在图2和3所示的变型方案中，在第一发光器件区段110中例如可以设置十个用于第一灯光功能的发光器件111并且在第二发光器件区段120中设置六个用于第二灯光功能的发光器件121。也可以在第三发光器件区段131中设置八个用于第一灯光功能的发光器件111并且在第四发光器件区段132中设置十二个用于第二灯光功能的发光器件121。

因此，在发光器件区段的交替运行中，能够根据第一和/或第二灯光功能实现均匀的照明和亮度。此外，可以通过这种方式来区分发光器件区段110、120上的电压降，以区分正常运行和故障运行。

传统地，可以设置第一灯光功能的具有12个LED的第三发光器件区段，第二灯光功能的具有12个LED的第四发光器件区段以及不同灯光功能的分别具有例如6个LED的第一和第二发光器件区段的并联电路。ECU可以通过电子开关S1至S3交替地在唯一的通道上运行这些区段。但诊断该运行中的故障在技术上很复杂，因为例如第三LED区段的运行不能与第四LED区段的运行区分开。相反，根据本发明的解决方案能够实现可靠的且技术上更简单的诊断。

可以规定，根据图2和图3，第一和第二发光器件区段110、120的并联电路至少与第三发光器件区段131和第四发光器件区段132串联连接，第一和第二发光器件区段110、120的并联电路和至少第三发光器件区段131和第四发光器件区段132通过至少一个开关单元S1、S2、S3交替地由监控装置150操控，以便在相应的正常运行中提供相应的灯光功能。开关单元S1、S2、S3在所示示例中设置为短路开关，它们在图2中集成在监控装置150中并且在图3中示例性地设置在监控装置150之外。所述至少一个开关器件140例如可以包括在监控装置150之外的两个开关器件140，它们分别通过监控装置150的电信号(下面称为选择信号)来操控。

在所示示例中，三个开关单元S1、S2、S3中的两个总是闭合的。因此，在图2中开关单元S1和S2闭合并且开关单元S3断开。而第一发光器件区段110的电流路径中的开关器件140断开并且第二发光器件区段120的电流路径中的开关器件140闭合。因此，电流可以流过第二发光器件区段120，并且提供第二正常运行220。为此可以通过监控装置150的一个通道输出电流。相反，在图3中开关单元S2和S3闭合，而S1断开。因此，电流流过第三发光器件区段131。

例如通过监控装置150对第三和第四发光器件区段131、132进行诊断是否相应正确的发光器件区段被通电。但出于技术原因(电压U测量会提供相同值)，传统上不能在监控装置150中对第一和第二发光器件区段110、120进行诊断，因而为此在传统的解决方案中可能需要至监控装置150的附加电路和诊断导线。但根据本发明，例如可以通过发光器件111、121的不对称布置为第一和第二发光器件区段110、120提供不同的电压降。因此，对发光器件区段110、120的诊断也可以在监控装置150中实现。基于在可能的情况下所使用的不同数量的发光器件，现在可以通过电压U的电压测量识别哪个发光器件区段110、120被通电。

为每个发光元件、尤其是LED规定例如大约3V的正向电压。将每个发光元件的正向电压与发光器件区段中的发光器件的数量相乘，以便得到电压降。然而，如图4所示，可以考虑发光器件的正向电压的公差(例如最小2.85V和最大3.25V)。发光器件区段110、120因此可以构成为，使得第一发光器件区段110的电压降与第二发光器件区段120的电压降附加地相差公差窗口230。

在图4中示出，第一正常运行210中的电压降、即所检测的电压U可以高于第二正常运行220中的电压降。基于发光器件的公差，分别不规定唯一的电压值，而是设置一范围。为了防止重叠，设置公差窗口230。

在图5中示意性示出一种用于诊断在车辆1的至少两个不同灯光功能中的故障运行的方法。根据第一步骤301，在此通过第一发光器件区段110在第一正常运行210中提供第一灯光功能。根据第二步骤302，通过第二发光器件区段120在第二正常运行220中提供第一或第二灯光功能，第二灯光功能与第一灯光功能不同，第二发光器件区段120与第一发光器件区段110并联连接。在第三步骤303中，通过至少一个开关器件140在第一和第二正常运行210、220之间进行切换。在第四步骤304中，通过监控装置150检测发光器件区段110、120上的电压U，以区分正常运行210、220与故障运行，监控装置150为此与发光器件区段110、120电连接。如果在第一和第二正常运行210、220中检测的电压U彼此不同，则可以通过监控装置150诊断正常运行210、220。否则，可以诊断故障运行。ECU 150优选连续测量通道上的电压。在发光器件区段110接通期间进行测量和比较。然后切换到发光器件区段120上并且再次直接测量。

实施方式的上述解释仅在示例的范围内描述了本发明。当然，只要技术上有意义，这些实施方式的各个特征可以自由地相互组合，而不离开本发明的范围。

附图标记列表

1 车辆

100 布置结构

110 第一发光器件区段

111 用于第一灯光功能的发光器件

120 第二发光器件区段

121 用于第一或第二灯光功能的发光器件

131 第三发光器件区段

132 第四发光器件区段

140 开关器件

150 监控装置(控制器/ECU)

160 印刷电路板

210 第一正常运行

220 第二正常运行

230 公差窗口

301-304 方法步骤

t 时间

S1、S2、S3 开关单元

U 电压

Claims (10)

1.一种用于为车辆(1)提供至少一个或多个灯光功能的布置结构(100)，所述布置结构具有：

-用于在第一正常运行(210)中提供第一灯光功能的第一发光器件区段(110)，

-用于在第二正常运行(220)中提供第一或第二灯光功能的第二发光器件区段(120)，第二发光器件区段(120)与第一发光器件区段(110)并联连接，

-用于在第一和第二正常运行(210、220)之间切换的至少一个开关器件(140)，

-监控装置(150)，所述监控装置与所述发光器件区段(110、120)电连接，以便检测发光器件区段(110、120)上的电压(U)，以区分发光器件区段(110、120)的正常运行(210、220)与故障运行，

其特征在于，所述发光器件区段(110、120)不同地构成，使得在第一和第二正常运行(210、220)中检测到的电压(U)彼此不同。

2.根据权利要求1所述的布置结构(100)，其特征在于，所述发光器件区段(110、120)通过如下方式不同地构成，即，发光器件区段(110、120)分别具有不同数量的多个发光器件(111、121)，因此发光器件被不对称地分配。

3.根据权利要求1或2所述的布置结构(100)，其特征在于，所述发光器件区段(110、120)通过如下方式不同地构成，即，发光器件区段(110、120)提供不同的电压降以用于通过监控装置(150)检测。

4.根据权利要求3所述的布置结构，其特征在于，所述发光器件区段(110、120)实施成，使得第一发光器件区段(110)的电压降与第二发光器件区段(120)的电压降附加地相差公差窗口(230)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的布置结构(100)，其特征在于，所述发光器件区段(110、120)分别具有多个呈发光二极管形式的发光器件(111、121)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的布置结构(100)，其特征在于，所述第二发光器件区段(120)实施用于在第二正常运行(220)中提供第二灯光功能，第二灯光功能不同于第一灯光功能，第一和第二灯光功能构成为车辆(1)的车辆照明装置的下列灯光功能中的不同的灯光功能：闪光灯或日间行车灯或远光灯或近光灯或雾灯或驻车灯或停车灯或刹车灯或牌照照明装置或散热器格栅照明装置或徽标照明装置或用于显示动画的照明装置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的布置结构(100)，其特征在于，所述第二发光器件区段(120)通过如下方式与第一发光器件区段(110)并联连接，即，第一发光器件区段(110)的发光器件(111)设置在与第二发光器件区段(120)的发光器件(121)并联的电流路径中，作为所述至少一个开关器件(140)设置有第一和第二开关器件(140)用于交替地闭合电流路径，以便交替地在第一和第二正常运行之间切换。

8.根据前述权利要求中任一项所述的布置结构(100)，其特征在于，所述第一和第二发光器件区段(110、120)的并联电路至少与一个第三发光器件区段(131)和一个第四发光器件区段(132)串联连接，第一和第二发光器件区段(110、120)的并联电路和至少第三发光器件区段(131)和第四发光器件区段(132)通过至少一个开关单元(S1、S2、S3)交替地由监控装置(150)操控，以便在相应的正常运行中提供相应的灯光功能。

9.一种用于为车辆(1)诊断在至少一个灯光功能中的故障运行的方法，其中，执行以下步骤：

-通过第一发光器件区段(110)在第一正常运行(210)中提供第一灯光功能，

-通过第二发光器件区段(120)在第二正常运行(220)中提供第一或第二灯光功能，第二发光器件区段(120)与第一发光器件区段(110)并联连接，

-通过至少一个开关器件(140)在第一和第二正常运行(210、220)之间进行切换，

-通过监控装置(150)检测所述发光器件区段(110、120)上的电压(U)，以区分正常运行(210、220)与故障运行，监控装置(150)为此与所述发光器件区段(110、120)电连接，

其特征在于，如果在第一和第二正常运行(210、220)中检测到的电压(U)彼此不同，则通过监控装置(150)诊断为正常运行(210、220)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法运行根据权利要求1至8中任一项所述的布置结构(100)。