DE102004055884A1 - Lighting device for a motor vehicle comprising one or more LEDs - Google Patents
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Abstract
Leuchteinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine oder mehrere LEDs, wenigstens einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur wenigstens einer LED, ein der Stromversorgung der LEDs dienendes Schaltnetzteil und ein den LED-Betrieb steuerendes Steuergerät, das mit dem Schaltnetzteil und dem Temperatursensor kommuniziert, wobei über das Steuergerät (4) in Abhängigkeit der erfassten Temperatur der wenigstens einen LED (2a) der Ausgangsstrom des Schaltnetzteils (5) innerhalb eines Intervalls zwischen dem LED-Nennstrom (I¶Nenn¶) und einem niedrigen LED-Grenzwertstrom (I¶Grenz¶), bis zu dem die Helligkeit um einen vorbestimmten Wert (DELTAH) im Vergleich zur Helligkeit bei anliegendem LED-Nennstrom (I¶Nenn¶) abnimmt, variierbar ist.Lighting device for a motor vehicle, comprising one or more LEDs, at least one temperature sensor for detecting the temperature of at least one LED, a power supply of the LEDs serving switching power supply and the LED operation controlling control device that communicates with the switching power supply and the temperature sensor, via the Control unit (4) as a function of the detected temperature of the at least one LED (2a), the output current of the switching power supply (5) within an interval between the nominal LED current (I¶N¶¶¶) and a low LED limit current (I¶Less¶), up to which the brightness decreases by a predetermined value (DELTAH) in comparison to the brightness with applied nominal LED current (I¶N¶¶¶) can be varied.
Description
Die Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfassend eine oder mehrere LED's, wenigstens einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur wenigstens einer LED, ein der Stromversorgung der LED's dienendes Schaltnetzteil und ein den LED-Betrieb steuerndes Steuergerät, das mit dem Schaltnetzteil und dem Temperatursensor kommuniziert.The The invention relates to a lighting device for a motor vehicle one or more LEDs, at least one temperature sensor for detecting the temperature at least an LED, a power supply of the LEDs serving switching power supply and the LED operation controlling controller, the communicates with the switching power supply and the temperature sensor.
In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend Leuchteinrichtungen umfassend ein oder mehrere LED's eingesetzt, beispielsweise zum besseren Ausleuchten von zu befahrenden Kurven in Form eines Kurven- oder Abbiegelichts. Auch der Einsatz als Abblendlicht ist beabsichtigt. Problematisch bei Verwendung einzelner LED's oder mehrere diskrete LED's aufweisender Module ist, dass die LED's eine bestimmte Grenztemperatur nicht überschreiten dürfen, da sie ansonsten irreversibel zerstört werden. Um die LED-Temperatur zu erfassen, ist im Stand der Technik ein Temperatursensor vorgesehen, der mit dem Steuergerät kommuniziert. Erreicht die Temperatur einen kritischen Bereich, so wird im Stand der Technik die Stromzufuhr abrupt reduziert, was zwar nachfolgend zu einer Temperaturerniedrigung führt, gleichermaßen aber auch zu einer beachtlichen Helligkeitsabnahme. Eine solche ist jedoch nicht wünschenswert.In Modern motor vehicles are increasingly being equipped with lighting devices one or more LEDs used, for example, for better illumination of to be traveled Curves in the form of a curve or cornering light. Also the use as dipped beam is intended. Problematic in use single LED's or several discrete LEDs exhibiting modules is that the LEDs do not exceed a certain limit temperature allowed to, otherwise they will be irreversibly destroyed. To the LED temperature to detect, a temperature sensor is provided in the prior art, the one with the control unit communicated. If the temperature reaches a critical range, so in the prior art, the power supply is abruptly reduced, which Although subsequently leads to a decrease in temperature, alike also to a considerable decrease in brightness. Such is, however not desirable.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Leuchteinrichtung anzugeben, die in gewissen Grenzen eine temperatursensitive LED-Steuerung ohne gravierende Helligkeitseinbußen ermöglicht.Of the The invention is thus based on the problem, a lighting device to provide, within certain limits, a temperature-sensitive LED control without serious loss of brightness.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Leuchteinrichtung der erfindungsgemäßen Art vorgesehen, dass über das Steuergerät in Abhängigkeit der erfassten Temperatur der wenigstens einem LED der Ausgangsstrom des Schaltnetzteils innerhalb eines Intervalls zwischen dem LED-Nennstrom und einem niedrigeren LED-Grenzwertstrom, bis zu dem die Helligkeit um einen vorbestimmten Wert im Vergleich zur Helligkeit bei anliegendem LED-Nennstrom abnimmt, variierbar ist.to solution This problem is in a lighting device of the type according to the invention provided that over the control unit in dependency of detected temperature of at least one LED of the output current of the switching power supply within an interval between the rated LED current and a lower LED threshold current, up to which the brightness by a predetermined value compared to the brightness when adjacent LED rated current decreases, is variable.
Bei der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung ist ein Stromintervall definiert, innerhalb welchem der Ausgangsstrom des Schaltnetzteils, der den LED's gegeben wird, in Abhängigkeit der Temperatur variiert werden kann, wobei der LED-Grenzwertstrom so bemessen ist, dass die aufgrund der Stromabsenkung gegebenen Helligkeitsabnahme ebenfalls in einem eng begrenzten Intervall zwischen der maximalen Helligkeit bei LED-Nennstrom und der Helligkeit bei Anliegen des LED-Grenzwertstroms abnimmt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Ausgangsstrom und damit der LED-Strom ausgehend vom Nennstrom um ein gewisses Maß reduziert werden kann, ohne dass es überhaupt zu einer für den Betrachter wahrnehmbaren Helligkeitseinbuße kommt, wenngleich die Helligkeit messbar etwas abnimmt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die bei Kraftfahrzeugen eingesetzten LED's beim Nennstrom extrem helles Licht emittieren, das für den Betrachter nicht erkennbar etwas abgedimmt werden kann.at the lighting device according to the invention a current interval is defined within which the output current the switching power supply, the LED's is given, depending the temperature can be varied, the LED limit current such that the given due to the current reduction Brightness decrease also in a narrow interval between the maximum brightness at nominal LED current and brightness when applied of the LED limit current decreases. This is based on the knowledge that the output current and thus the LED current starting from the rated current be reduced by a certain amount can, without it at all to one for the Observers perceived loss of brightness comes, although the brightness measurably decreases something. This is due to the fact that in motor vehicles used LEDs at the rated current emit extremely bright light, for the viewer not noticeable something can be dimmed.
Erfindungsgemäß erfolgt nun die Stromregelung in Abhängigkeit der erfassten Temperatur. Je höher die erfasste Temperatur ist, desto stärker wird der Strom abgeregelt, wobei die Stromuntergrenze eben der LED-Grenzwertstrom ist. Nachdem dieser aber in Bezug auf eine zulässige Helligkeitsabnahme definiert wurde, ergibt sich für den Betrachter kein gravierender erfassbarer Helligkeitsunterschied, wenngleich durch die Stromerniedrigung die LED-Temperatur in beachtlichem Maß reduziert werden kann.According to the invention now the current regulation in dependence the detected temperature. The higher the detected temperature is, the more the current is reduced, where the lower current limit is just the LED limit current. After this but this defined in terms of a permitted reduction in brightness was, arises for the viewer no serious detectable brightness difference, although lowering the current significantly reduces the LED temperature can be.
Der vorbestimmte Wert, um den die Helligkeit reduziert werden kann, ohne dass sie vom Betrachterauge erkannt wird, beträgt erfindungsgemäß maximal 10 %. Innerhalb dieses Intervalls kann natürlich auch jeder andere vorbestimmte Wert, bezüglich welchem der LED-Grenzwertstrom definiert ist, gewählt werden. Für übliche im Kraftfahrzeugbereich verwendete LED-Module, beispielsweise solche der Firma Osram, kann dabei der LED-Grenzwertstrom ca. 60 % des LED-Nennstroms betragen. Das heißt, eine Erniedrigung des Ausgangsstroms auf 60 % des LED-Nennstroms ist möglich, man bewegt sich dann immer noch im zulässigen Helligkeitsintervall. Eine weitere Stromabregelung würde zu einer Überschreitung des vorbestimmten Helligkeitswerts führen, die dann in einer erkennbaren Helligkeitsabnahme resultieren würde. Für die Wärmeentwicklung der LED's bedeutet eine maximale Stromabsenkung um 40 %, dass auch die Wärmeentwicklung um gut ein Drittel abnimmt. Der konkrete Wert, um den die Helligkeit beziehungsweise der Strom reduziert werden kann, hängt vom Hersteller beziehungsweise Typ der LED ab. Die Regelung erfolgt wie ausgeführt in Abhängigkeit der gemessenen Ist-Temperatur. Grundsätzlich wird die LED mit dem Nennstrom betrieben. Mit zunehmender Wärmeentwicklung steigt die Temperatur. Ab einer gewissen Temperatur beginnt die Stromabregelung, wobei als Regelgröße die kontinuierlich gemessene LED-Temperatur dient. Die Stellgröße, also der Ausgangsstrom, wird so verändert, dass ein niedrigeres Temperaturniveau eingeregelt wird, sofern dies durch eine Stromveränderung im angegebenen Stromintervall möglich ist. Für den Fall, dass sich eine Temperaturreduzierung durch diese Regelungsmaßnahme nicht erzielen lässt, ist das Steuergerät zweckmäßigerweise zum automatischen Abschalten der LED's ausgebildet, um eine Zerstörung derselben zu verhindern.The predetermined value by which the brightness can be reduced without being recognized by the viewer's eye is according to the invention a maximum of 10%. Within this interval, of course, any other predetermined value, with respect to which the LED limit current is defined, can be selected. For customary LED modules used in the motor vehicle sector, for example those from Osram, the LED limit current can amount to approximately 60% of the rated LED current. This means that it is possible to lower the output current to 60% of the rated LED current, and then still move within the permitted brightness interval. A further current regulation would lead to an exceeding of the predetermined brightness value, which would then result in a noticeable reduction in brightness. For the heat development of the LEDs, a maximum current reduction of 40% means that the heat development also decreases by a good third. The actual value by which the brightness or the current can be reduced depends on the manufacturer or type of LED. The control is carried out as described in dependence on the measured actual temperature. Basically, the LED is operated with the rated current. As the heat builds up, the temperature rises. From a certain temperature, the Stromabregelung begins, with the continuously measured LED temperature serves as a controlled variable. The manipulated variable, ie the output current, is changed so that a lower temperature level is adjusted, if this is possible by a current change in the specified current interval. In the event that a temperature reduction by this control measure can not be achieved, is the tax device expediently for automatic shutdown of the LED's designed to prevent their destruction.
Die Strombegrenzung oder Stromabregelung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Nach einer ersten Erfindungsausgestaltung können hierzu im Schaltnetzteil mehrere unterschiedliche Widerstände vorgesehen sein, die über das Steuergerät in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur zur Variierung des Ausgangsstroms je nach der erforderlichen Strombegrenzung zugeschaltet werden. Die Widerstände sind dabei so ausgelegt, dass eine stufenweise Stromreduzierung möglich ist, bis bevorzugt auf z.B. maximal 60 % des Nennstroms.The Current limiting or current regulation can be done in different ways respectively. According to a first embodiment of the invention, this can be done in the Switching power supply can be provided a plurality of different resistors, over the control unit dependent on the measured temperature for varying the output current depending on be added to the required current limit. The resistors are designed so that a gradual reduction of current is possible, preferably at e.g. maximum 60% of the rated current.
Alternativ zur Verwendung diskreter zuzuschaltender Widerstände kann im Schaltnetzteil auch ein über das Steuergerät ansteuerbares Regelglied, insbesondere ein Transistor vorgesehen sein, das in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur zur Variierung des Ausgangsstroms entsprechend ansteuerbar ist.alternative to use discrete zuzuschaltende resistors can in the switching power supply also an over the control unit controllable control element, in particular a transistor provided be that dependent the measured temperature for varying the output current accordingly is controllable.
Hierüber ist eine stufenlose Ansteuerung möglich, über den Transistor kann der Ausgangsstrom des Schaltnetzteils, der dem LED-Strom entspricht, ohne weiteres auf einen Soll-Wert geregelt werden.Over here is a continuous control possible over the Transistor can be the output current of the switching power supply, the LED current corresponds to be easily regulated to a desired value.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the embodiment described below and with reference to the Drawings. Showing:
Vorgesehen
ist ferner ein Schaltnetzteil
Um
eine temperaturabhängige
Stromregelung zu ermitteln, ist im gezeigten Beispiel ein Temperatursensor
Zu
diesem Zweck können
im Schaltnetzteil
Im Rahmen der temperaturabhängigen Stromregelung ist eine maximale Stromabsenkung ausgehend von einem maximalen LED-Strom, nämlich dem Nennstrom INenn von 100 %, auf einen vorab definierten LED-Grenzwertstrom IGrenz zulässig.As part of the temperature dependent current scheme, a maximum current reduction is starting from a maximum LED current, namely, the nominal current I nom of 100%, LED-threshold current defined on a pre I limit permitted.
Erfasst
nun der Temperatursensor
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