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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Auslandspriorität der Japanischen
Patentanmeldung Nr. 2005-357495, eingereicht am 12. Dezember 2005,
deren Gesamtinhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung
eingeschlossen wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung,
und spezieller eine Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung, welche das Leuchten
einer Halbleiterlichtquelle steuert, die aus Halbleiter-Lichtemitterelementen
besteht.
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Es
sind bereits Fahrzeugleuchten wohl bekannt, die ein Halbleiter-Lichtemitterelement,
beispielsweise eine LED (Lichtemitterdiode) als Lichtquelle verwenden.
Fahrzeugleuchten dieser Art weisen eine Beleuchtungssteuerschaltung
auf, um das Leuchten der LED zu steuern.
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Eine
Beleuchtungssteuerschaltung, die einen Schaltregler verwendet, der
die Ausgangsspannung für
die LED auf Grundlage des Stroms der LED steuern kann, ist wohl
bekannt. Der Schaltregler kann die Ausgangsspannung so steuern,
dass ein festgelegter Strom durch jede LED fließt, selbst wenn mehrere LEDs
in Reihe oder parallel als Verbraucher geschaltet sind.
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Wenn
am Ausgang des Schaltreglers ein Kurzschluss auftritt, oder ein
Masseschluss, wird jedoch der Schaltregler stärker belastet, und dann kann
auf Grund der zu hohen Leistungsbelastung eine Störung auftreten.
Auch kann beispielsweise, wenn der Ausgang des Schaltreglers unterbrochen ist,
infolge einer Unterbrechung in der LED, die Ausgangsspannung zu
stark ansteigen, beispielsweise in einem Schaltregler des Rücklauftyps.
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Daher
wurde ein Schaltregler vorgeschlagen, bei welchem dann, wenn eine
Störung
des Schaltreglers an der Ausgangsseite festgestellt wird, die Ausgangsspannung
des Schaltreglers verringert wird (vergleiche Patentdokument 1).
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- [Patentdokument 1] JP-A-2004-134147 (Seiten
3 bis 8, 1).
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Bei
dem voranstehend geschilderten Stand der Technik sind mehrere LED-Gruppen
parallel an der Ausgangsseite des Schaltreglers geschaltet, ist ein
Nebenschlusswiderstand in Reihe mit jeder LED-Gruppe geschaltet,
wird die Spannung über
jedem Nebenschlusswiderstand durch ein Störungsdetektorteil überwacht,
wird die Ausgangsspannung des Schaltreglers so gesteuert, dass der
Strom für jede
LED-Gruppe einen vorgegebenen Wert annimmt, und wird die Ausgangsspannung
des Schaltreglers abgesenkt, wenn eine Störung auftritt, wodurch selbst
dann, wenn bei einigen der LEDs eine Störung auftritt, die arbeitenden
LEDs geschützt
werden können.
Allerdings ist keine Vorkehrung für jenen Fall vorgesehen, in
welchem eine Störungsdetektorleitung,
welche den Verbindungspunkt jeder LED-Gruppe und jedes Nebenschlusswiderstands mit
dem Störungsdetektorteil
verbindet, unterbrochen ist.
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Wenn
bei der Erfassung einer Störung
jeder LED-Gruppe ein Verbindungspunkt zwischen jeder LED-Gruppe
und jedem Nebenschlusswiderstand über eine Störungsdetektorleitung mit dem
Störungsdetektorteil
verbunden ist, wird dann, wenn diese Störungsdetektorleitung unterbrochen
ist, kein Signal dem Störungsdetektorteil
zugeführt,
selbst wenn die LED-Gruppen normal arbeiten. Daher stellt das Störungsdetektorteil
fehlerhaft eine Störung
fest, hervorgerufen durch Unterbrechung der LED-Gruppe. Daher wird
die Ausgangsspannung des Schaltreglers so gesteuert, dass sie abgesenkt
wird, selbst wenn die LEDs normal arbeiten.
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Unter
der Annahme, dass die Störungsdetektorleitung,
welche den Verbindungspunkt zwischen jeder LED-Gruppe und jedem
Nebenschlusswiderstand mit dem Störungsdetektorteil verbindet, unterbrochen
ist, so kann dann, wenn kein Signal von dieser Störungsdetektorleitung
dem Störungsdetektorteil
zugeführt
wird (eine hohe Impedanz auftritt), eine spezielle Schaltung in
dem Schaltregler so vorgesehen sein, dass sie eine Spannung innerhalb
des normalen Bereiches aufweist. Allerdings kann in diesem Fall
zum Beispiel dann, wenn die Störungsdetektorleitung
beim Zusammenbauschritt eines Erzeugnisses unterbrochen bleibt,
oder aus irgendeinem anderen Grund die Störungsdetektorleitung unterbrochen
bleibt, die Störung
nicht erfasst werden, selbst wenn die Störung in den LED-Gruppen auftritt.
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Weiterhin
kann eine Unterbrechung der Störungsdetektorleitung
infolge eines menschlichen Fehlers auftreten, oder wenn eine mechanische Spannung
auf die Störungsdetektorleitung
einwirkt. Insbesondere kann in einem Fall, in welchem eine Stütze (Konstruktion
zum Haltern des Halbleiters) der LED verschwenkt wird, um die Lichtverteilung
in Abhängigkeit
von beispielsweise einem Fahrzustand oder dem Zustand eines Fahrzeugs
zu steuern, eine mechanische Belastung auf die Störungsdetektorleitung
einwirken, jedes Mal dann, wenn die Stütze der LED in Seitenrichtung
verschwenkt wird. Insbesondere in einem Fall, in welchem die Stütze der
LED auch in Längsrichtung
zur Ausrichtung oder für
den Niveauausgleich bewegt wird, kann eine mechanische Belastung
in Längsrichtung
sowie in Seitenrichtung auf die Störungsdetektorleitung einwirken. Wenn
die Störungsdetektorleitung
infolge eines menschlichen Fehlers oder einer mechanischen Belastung
unterbrochen wird, kann daher die LED nicht leuchten.
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Eine
oder mehrere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erfassen eine Störung der Halbleiterlichtquelle,
wenn die Störungsdetektorleitung
normal angeschlossen ist, und schalten die Halbleiterlichtquelle
aus, wenn die Störungsdetektorleitung
unterbrochen wird.
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Eine
oder mehrere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung betreffen eine Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung,
die mehrere Halbleiterlichtquellen aufweist, die gegenseitig in
Reihe geschaltet sind, einen Schaltregler zum Zuführen elektrischer Energie
von einer Stromversorgungsquelle an jede der mehreren Halbleiterlichtquellen,
eine Vorwärtsspannungs-Detektorvorrichtung
zur Erfassung einer Vorwärtsspannung
jeder Gruppe, durch Unterteilen der mehreren Halbleiterlichtquellen
in Gruppen, und eine Störungsdetektorvorrichtung
zur Erfassung der Störung
der Halbleiterlichtquellen, die zu jeder Gruppe gehören, auf
Grundlage des erfassten Ausgangssignals jeder Vorwärtsspannungs-Detektorrichtung, wobei
zwischen den Gruppen eine erste Spannungsdetektorklemme und eine
zweite Spannungsdetektorklemme vorgesehen sind, die gegenseitig
verbunden sind, als die Spannungsdetektorklemmen, die an die Vorwärtsspannungs-Detektorvorrichtung
angeschlossen sind, um zumindest eine der Gruppen zu erfassen, sowie
eine erste Störungsdetektorleitung, die
an die Halbleiterlichtquellen angeschlossen ist, die zu einer Gruppe
gehören,
und an die erste Spannungsdetektorklemme, und eine zweite Störungsdetektorleitung,
die an die Halbleiterlichtquellen angeschlossen ist, die zu der
anderen Gruppe gehören, und
an die zweite Spannungsdetektorklemme.
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Beim
gegenseitigen Verbinden der mehreren Halbleiterlichtquellen wird
unter den Halbleiterlichtquellen, die zu jeder Gruppe gehören, jene
Halbleiterlichtquelle, die sich nicht neben den anderen Gruppen
befindet, an die andere Halbleiterlichtquelle in jeder Gruppe oder
den Schaltregler angeschlossen, und wird die Halbleiterlichtquelle
neben den anderen Gruppen über
die erste Störungsdetektorleitung
an die erste Spannungsdetektorklemme oder über die zweite Störungsdetektorleitung
an die zweite Spannungsdetektorklemme angeschlossen. Wenn die erste
Störungsdetektorleitung
und die erste Spannungsdetektorklemme sicher angeschlossen sind, und
die zweite Störungsdetektorleitung
und die zweite Spannungsdetektorklemme sicher angeschlossen sind,
leuchtet jede Halbleiterlichtquelle, wenn jede Halbleiterlichtquelle
normal arbeitet. Danach wird die Vorwärtsspannung jeder Gruppe durch
jede Vorwärtsspannungs-Detektorvorrichtung überwacht, und
wenn eine Störung
in irgendeiner Halbleiterlichtquelle auftritt, kann die Störung der
Halbleiterlichtquelle durch die Störungsdetektorvorrichtung erfasst werden,
auf der Grundlage des erfassten Ausgangssignals jeder Vorwärtsspannungs-Detektorvorrichtung.
Daher kann die Störung
der Halbleiterlichtquelle erfasst werden, die durch eine Unterbrechung
oder eine niedrigere Vorwärtsspannung
hervorgerufen wird, wenn irgendeine Halbleiterlichtquelle unterbrochen
ist, oder die Vorwärtsspannung
niedriger ist, unter der Bedingung, dass jede Halbleiterlichtquelle leuchtet.
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Andererseits
wird, wenn die erste Störungsdetektorleitung
oder die zweite Störungsdetektorleitung,
die zwischen jeweils zwei Gruppen angeordnet ist, sich im unterbrochenen
Zustand befindet, jene Schaltung, welche die Stromversorgungsquelle
und die Halbleiterlichtquellen jeder Gruppe verbindet, durch die
Störungsdetektorleitung
abgeschaltet, wodurch sämtliche
Halbleiterlichtquellen nicht leuchten, sondern abgeschaltet sind,
sodass die Unterbrechung der ersten Störungsdetektorleitung oder der zweiten
Störungsdetektorleitung
und das Abschalten jeder Halbleiterlichtquelle zusammenfallen.
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In
diesem Fall wird, wenn die Störungsdetektorleitungen
zwischen den Gruppen normal angeschlossen sind, die Störung der
Halbleiterlichtquelle unter der Bedingung erfasst, dass jede Halbleiterlichtquelle
leuchtet, wodurch bei einer Unterbrechung der Detektorleitung verhindert
wird, dass sie fehlerhaft als Störung
der Halbleiterlichtquelle erfasst wird, sodass eine Störung der
Halbleiterlichtquelle sicher erfasst werden kann.
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Gemäß einer
oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Halbleiterlichtquellen
unterteilt auf eine bewegliche Gruppe, welche nur die Halbleiterlichtquellen enthält, die
beweglich angeordnet sind, und eine feste Gruppe, welche nur die
festen Halbleiterlichtquellen enthält, und sind die erste Spannungsdetektorklemme
und die zweite Spannungsdetektorklemme, und ebenso die erste Störungsdetektorleitung
und die zweite Störungsdetektorleitung,
zwischen der beweglichen Gruppe und der festen Gruppe angeordnet,
oder entsprechend der festen Gruppe.
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Beim
Anordnen der ersten und zweiten Spannungsdetektorklemmen und der
ersten und zweiten Störungsdetektorleitungen
zwischen den Gruppen, welche die Halbleiterlichtquellen enthalten, wird
jede Spannungsdetektorklemme und jede Störungsdetektorleitung zwischen
der beweglichen Gruppe und der festen Gruppe angeordnet, oder zwischen
den festen Gruppen, jedoch nicht zwischen den beweglichen Gruppen,
wodurch selbst dann, wenn die bewegliche Gruppe durch eine Stütze gehaltert
wird, die in Seitenrichtung oder auf einem Substrat verschwenkt
wird, eine mechanische Belastung nur auf die erste Störungsdetektorleitung
oder die zweite Störungsdetektorleitung
einwirkt, die zwischen der beweglichen Gruppe und der festen Gruppe
angeordnet ist, sodass eine geringere Wahrscheinlichkeit dafür besteht,
dass die Störungsdetektorleitung
unterbrochen wird, die an die bewegliche Gruppe angeschlossen ist,
als dann, wenn die erste und die zweite Spannungsdetektorklemme
und die erste und die zweite Störungsdetektorleitung
zwischen den beweglichen Gruppen angeordnet sind.
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Wie
aus den voranstehenden Ausführungen deutlich
geworden sein sollte, wird bei der Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung
gemäß einer
oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung bei einer Unterbrechung der Störungsdetektorleitung verhindert,
dass diese fehlerhaft als Störung
der Halbleiterlichtquelle erfasst wird, wodurch eine Störung der
Halbleiterlichtquelle sicher erfasst werden kann.
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Gemäß einer
oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist die Wahrscheinlichkeit dafür verringert,
dass die Störungsdetektorleitung,
die an die bewegliche Gruppe angeschlossen ist, unterbrochen wird.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Blockschaltbild eines Schaltreglers;
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3 ein
Blockschaltbild einer Steuerschaltung;
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4(a) bis 4(f) Signalformdiagramme zur
Erläuterung
des Betriebs der Steuerschaltung;
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5 ein
Blockschaltbild einer Steuerstromversorgung; und
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6 ein
Blockschaltbild einer Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung
und einer Störungsdetektorschaltung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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1 ist
ein Blockschaltbild einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. 2 ist ein Blockschaltbild eines
Schaltreglers. 3 Blockschaltbild einer Steuerschaltung. 4(a) bis 4(e) sind
Signalformdiagramme zur Erläuterung
des Betriebs der Steuerschaltung. 5 ist ein Blockschaltbild
einer Steuerstromversorgung. 6 ist ein
Blockschaltbild, das eine Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung
und eine Störungsdetektorschaltung
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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In
diesen Zeichnungen weist eine Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung 10,
welche eine Fahrzeugleuchte bildet, einen Schaltregler 12 auf,
eine Steuerstromversorgung 14, eine Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16,
und eine Störungsdetektorschaltung 18,
als Beleuchtungssteuereinheit, wie in 1 gezeigt.
Die LEDs 20, 22, 24, 26 und 28 sind
als Verbraucher an den Schaltregler 12 angeschlossen. Die LEDs 20 bis 28 sind
gegenseitig in Reihe an die Ausgangsseite des Schaltreglers 12 angeschlossen,
als Halbleiterlichtquellen, die aus Halbleiter-Lichtemitterdioden
bestehen.
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Die
LEDs 20 bis 28 bestehen aus Lichtquellenblöcken, die
parallel geschaltet sind, wobei jeder Lichtquellenblock mehrere,
in Reihe geschaltete LEDs aufweist, oder sind als Multi-Chip-LED
ausgebildet, die mehrere LED-Chips in einem Gehäuse enthält. Weiterhin können die
LEDs 20 bis 28 als Lichtquellen für verschiedene
Arten von Fahrzeugleuchten ausgebildet sein, beispielsweise einen Scheinwerfer,
eine Brems- und Rückleuchte,
eine Nebelleuchte, und eine Abbiegesignalleuchte.
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Der
Schaltregler 12 weist einen Transformator T1 auf, einen
Kondensator C1, einen NMOS-Transistor 30, eine Steuerschaltung 32,
eine Diode D1, einen Kondensator C2, und einen Nebenschlusswiderstand
R1, wie dies in 2 gezeigt ist. Der Kondensator
C1 ist parallel, und der NMOS-Transistor 30 ist in Reihe
mit der Primärseite des
Transformators T1 geschaltet. Ein Ende des Kondensators C1 ist über einen
Leistungsschalter 34 und eine Leistungseingangsklemme 36 an
die positive Klemme eine auf einem Fahrzeug vorgesehenen Batterie 38 (Gleichstromversorgungsquelle)
angeschlossen, und das andere Ende ist über eine Leistungseingangsklemme 40 an
die negative Klemme der im Fahrzeug vorgesehenen Batterie 38 angeschlossen,
und an Masse gelegt. Bei dem NMOS-Transistor 30 ist der
Drain an die Primärseite des
Transformators T1 angeschlossen, liegt die Source an Masse, und
ist das Gate an die Steuerschaltung 32 angeschlossen. Der
Kondensator C2 ist parallel über
die Diode D1 mit der Sekundärseite
des Transformators T1 verbunden, wobei der Verbindungspunkt zwischen
der Diode D1 und dem Kondensator C2 über den Nebenschlusswiderstand
R1 und einer Ausgangsklemme 44 an die Anodenseite der LED 20 angeschlossen
ist. Ein Ende der Sekundärseite
des Transformators T1 ist, zusammen mit einem Ende des Kondensators
C2, über
eine Ausgangsklemme 42 an die Kathodenseite der LED 28 angeschlossen.
Die Ausgangsklemme 42 ist jene Klemme, die eine negative
Spannung (–B)
in Bezug auf das Bezugspotential (Massepotential: 0 Volt) ausgibt.
Die Steuerschaltung 32 ist über eine Stromdetektorklemme 46 an
den Verbindungspunkt zwischen der Diode D1 und dem Kondensator C2
angeschlossen. Der Nebenschlusswiderstand R1 ist eine Stromdetektorvorrichtung
zur Erfassung des durch die LEDs 20 bis 28 fließenden Stroms,
und führt
eine Rückkopplung
der Spannung über
dem Nebenschlusswiderstand R1 als den Strom der LEDs 20 bis 28 zur
Steuerschaltung 32 durch.
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Der
NMOS-Transistor 30 ist ein Schaltelement, das in Reaktion
auf das Ein-/Ausschaltsignal (Schaltsignal), das von der Steuerschaltung 32 ausgegeben
wird, ein- bzw. ausgeschaltet wird. Wenn der NMOS-Transistor 30 eingeschaltet
ist, sammelt sich die Eingangsspannung von der am Fahrzeug vorgesehenen Batterie 38 als
elektromagnetische Energie im Transformator T1 an. Wenn der NMOS-Transistor 30 ausgeschaltet
wird, wird die elektromagnetische Energie, die sich im Transformator
T1 angesammelt hat, als Lumineszenzenergie von der Sekundärseite des
Transformators T1 über die
Diode D1 an die LEDs 20 bis 28 abgegeben.
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Der
Schaltregler 12 ist daher eine Stromzufuhrsteuervorrichtung
zum Steuern der Zufuhr von Strom zu den LEDs 20 bis 28,
durch Empfang der zugeführten
elektrischen Energie von der am Fahrzeug vorgesehenen Batterie 38.
Im vorliegenden Fall steuert der Schaltregler 12 den Ausgangsstrom
auf Grundlage eines Vergleichsergebnisses, durch Vergleichen der
Spannung der Stromdetektorklemme 46 mit einer festgelegten
Spannung.
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Im
Einzelnen weist die Steuerschaltung 32 zum Steuern des
Schaltreglers 12 einen Komparator 48 auf, einen
Fehlerverstärker 50,
einen Sägezahnsignalgenerator 52,
eine Bezugsspannung 54, die Widerstände R2, R3 und R4, und einen
Kondensator C2, wie dies in 3 gezeigt
ist. Eine Ausgangsklemme 56 des Komparators 48 ist
direkt oder über einen
Vorverstärker
zur Stromverstärkung
(nicht gezeigt) an das Gate des NMOS-Transistors 30 angeschlossen,
und eine Eingangsklemme 58, die mit einem Ende des Widerstands
R2 verbunden ist, ist an die Stromdetektorklemme 46 angeschlossen.
Eine Rückkopplungsspannung
von der Stromdetektorklemme 46 wird an die Eingangsklemme 58 angelegt, wobei
die Widerstände
R2 und R3 die an die Eingangsklemme 58 angelegte Spannung
herunterteilen, und eine Teilspannung, die durch Unterteilen der Spannung
erhalten wird, an eine negative Eingangsklemme des Fehlerverstärkers 50 angelegt
wird. Der Fehlerverstärker 50 gibt
die Spannung entsprechend der Differenz zwischen der Spannung, die
an die negative Eingangsklemme angelegt ist, und der Bezugsspannung 54 aus,
als eine Schwelle Vth, an eine positive Eingangsklemme des Komparators 48.
Der Komparator 48 empfängt
ein Sägezahnsignal
Vs von dem Sägezahnsignalgenerator 52 an
der negativen Eingangsklemme, vergleicht dieses Sägezahnsignal Vs
mit der Schwelle Vth, und gibt ein Ein-/Ausschaltsignal entsprechend diesem
Vergleichsergebnis an das Gate des NMOS-Transistors 30 aus.
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Wenn
beispielsweise der Pegel der Schwelle Vth annähernd in der Mitte des Sägezahnsignals
Vs liegt, wird ein Ein-/Ausschaltsignal
mit einem Einschalttastverhältnis
von etwa 50% ausgegeben, wie in den 4(a) und 4(b) gezeigt. Andererseits nimmt, wenn der Pegel
der Spannung, die von der Stromdetektorklemme 46 rückgekoppelt
ist, niedriger ist als die Bezugsspannung 54, wenn der
Ausgangsstrom des Schaltreglers 12 abnimmt, der Pegel der Schwelle
Vth mit dem Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 50 zu, sodass
ein Ein-/Ausschaltsignal mit
einem Einschalttastverhältnis
von mehr als 50% von dem Komparator 48 ausgegeben wird,
wie in den 4(c) und 4(d) gezeigt
ist. Dies führt
dazu, dass der Ausgangsstrom des Schaltreglers 12 zunimmt.
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Im
Gegensatz hierzu wird, wenn der Pegel der Spannung, die von der
Stromdetektorklemme 46 rückgekoppelt wird, höher ist
als die Bezugsspannung 54, und der Pegel der Schwelle Vth
mit dem Ausgangssignal des Federverstärkers 50 abnimmt, wenn
der Ausgangsstrom des Schaltreglers 12 zunimmt, ein Ein-/Ausschaltsignal
mit einem Einschalttastverhältnis
von unterhalb von 50% von dem Komparator 48 ausgegeben,
wie in den 4(e) und 4(f) gezeigt
ist. Dies führt
dazu, dass der Ausgangsstrom des Schaltreglers 12 abnimmt.
Anstelle des Sägezahnsignalgenerators 52 kann
ein Zerhackersignalgenerator zur Erzeugung eines Zerhackersignals
verwendet werden.
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Elektrische
Energie wird von der Steuerstromversorgung 14 der Steuerschaltung 32 zugeführt. Die
Steuerstromversorgung 14 weist einen NPN-Transistor 60 auf,
einen Widerstand R5, eine Zenerdiode ZD1 und einen Kondensator C3,
als einen Hauptstrom-Regelwiderstand, wie in 5 gezeigt
ist. Der Kollektor des NPN-Transistors 60 ist über einen
Stromversorgungsschalter 34 an die Stromversorgungs-Eingangsklemme 36 angeschlossen,
und der Emitter ist über
eine Ausgangsklemme 62 an die Steuerschaltung 32 angeschlossen.
Der NPN-Transistor 60 gibt eine Spannung entsprechend der
Zenerspannung, die über
der Zenerdiode ZD1 abfällt,
von dem Emitter über
die Ausgangsklemme 62 an die Steuerschaltung 32 ab,
wenn eine Stromversorgungsspannung von der Stromversorgungseingangsklemme 36 angelegt
wird.
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Andererseits
weist die Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16 die
Vorwärtsspannungs-Detektorschaltungen 16a, 16b und 16c auf, die
auf einer Leiterplatte 17 angebracht sind, wie in 6 gezeigt
ist. Die Vorwärtsspannungs-Detektorschaltungen 16a, 16b und 16c sind
eine Vorwärtsspannungs-Detektorvorrichtungsgruppe
zur Erfassung der Vorwärtsspannung
Vf jeder Gruppe, durch Aufteilen der LEDs 20 bis 28 auf
mehrere Gruppen, und zur Ausgabe jedes erfassten Ergebnisses an
die Störungsdetektorschaltung 18,
wobei die Vorwärtsspannungs-Detektorschaltungen
an ein Ende der LEDs 22 bis 28 über die
Spannungsdetektorklemmen 64, 66, 68, 70 und
die Ausgangsklemme 62 an der Eingangsseite angeschlossen
sind.
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Im
Einzelnen erfasst jede der Vorwärtsspannungs- Detektorschaltungen 16a bis 16c die
Vorwärtsspannung
Vf (die gesamte Vorwärtsspannung von
zwei LEDs 20, 22 oder 24, 26)
für die
Gruppen G1 und G2, oder die Vorwärtsspannung
Vf (die Vorwärtsspannung
einer LED 28) für
die Gruppe G3 und gibt jedes erfasste Ergebnis an die Störungsdetektorschaltung 18 aus,
durch Aufteilen der LEDs 20 bis 28 in eine bewegliche
Gruppe G1, die nur die LEDs 20, 22 enthält, die
auf einem beweglichen Substrat oder einer beweglichen Stütze angeordnet
sind, in eine feste Gruppe G2, die nur die LEDs 24, 26 enthält, die auf
dem Substrat oder der Stütze
befestigt sind, und in eine feste Gruppe G3, die nur die LED 28 enthält, die
auf dem Substrat oder der Stütze
befestigt ist.
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In
diesem Fall ist die Spannungsdetektorklemme 64 auf der
Leiterplatte 17 als eine erste Spannungsdetektorklemme
befestigt, die zwischen der beweglichen Gruppe G1 und der festen
Gruppe G2 angeordnet ist, und ist die Spannungsdetektorklemme 66 auf
der Leiterplatte 17 als eine zweite Spannungsdetektorklemme
befestigt, die zwischen der beweglichen Gruppe G1 und der festen
Gruppe G2 angeordnet ist, wobei die Spannungsdetektorklemmen miteinander
in der Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16a über die
Schaltungsverdrahtung auf der Leiterplatte 17 verbunden
sind. Die Spannungsdetektorklemme 64 ist die Anschlussklemme zum
Verbinden der Leiterplatte 17 und der LED 22, und
ist an die Kathodenseite der LED 22 über eine Störungsdetektorleitung (erste
Störungsdetektorleitung) 72 angeschlossen.
Die Spannungsdetektorklemme 66 ist die Anschlussklemme
zum Verbinden der Leiterplatte 17 und der LED 24,
und ist an die Anodenseite der LED 24 über eine Störungsdetektorleitung (zweite
Störungsdetektorleitung) 74 angeschlossen.
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Andererseits
ist die Spannungsdetektorklemme 68 auf der Leiterplatte 17 als
eine erste Spannungsdetektorklemme befestigt, die zwischen der festen
Gruppe G2 und der festen Gruppe G3 angeordnet ist, und ist die Spannungsdetektorklemme 70 auf
der Leiterplatte 17 als eine zweite Spannungsdetektorklemme
befestigt, die zwischen der festen Gruppe G2 und der festen Gruppe
G3 angeordnet ist, wobei die Spannungsdetektorklemmen 68 und 70 miteinander
in der Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16b oder 16c über die
Schaltungsverdrahtung auf der Leiterplatte 17 verbunden
sind. Die Spannungsdetektorklemme 68 ist die Anschlussklemme
zum Verbinden der Leiterplatte 17 und der LED 26,
und ist an die Kathodenseite der LED 26 über eine
Störungsdetektorleitung
(erste Störungsdetektorleitung) 76 angeschlossen.
Die Spannungsdetektorklemme 70 ist die Anschlussklemme
zum Verbinden der Leiterplatte 17 und der LED 28,
und ist an die Anodenseite der LED 28 über eine Störungsdetektorleitung (zweite
Störungsdetektorleitung) 78 angeschlossen.
Unter den LEDs 20 bis 28, die zu den Gruppen G1
bis G3 gehören,
sind daher die LEDs 22, 24, 26 und 28 benachbart
zu anderen Gruppen miteinander über
eine Bypassschaltung verbunden, welche die Störungsdetektorleitungen 72, 74, 76 und 78 aufweist,
die Spannungsdetektorklemmen 64, 66, 68 und 70,
und die Vorwärtsspannungs-Detektorschaltungen 16a, 16b und 16c.
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Die
Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16a weist
einen invertierenden Verstärker 80 auf,
die Widerstände
R10, R11 und R12, und eine Diode D10 für die LEDs 20 und 22 des
zu erfassenden Objekts, das zu der beweglichen Gruppe G1 gehört. Bei
dem invertierenden Verstärker 80 ist
seine negative Eingangsklemme über
einen Widerstand R10 an die Spannungsdetektorklemmen 64 und 66 angeschlossen,
und er stellt eine invertierende Verstärkungsvorrichtung zum invertierten
Verstärken
der Klemmenspannung Va der Spannungsdetektorklemme 64 dar. Wenn
man annimmt, dass die Vorwärtsspannungen der
LEDs 20 bis 28 gleich Vf sind (Vorwärtsspannung für einen
LED-Chip), so ist die Klemmenspannung Va gleich –2Vf auf Grundlage des Bezugspotentials (GND)
= 0 Volt. Das Ausmaß der
Verstärkung
des invertierenden Verstärkers 18 ist
gleich –R/r,
wenn der Widerstandswert des Widerstands R10 mit „r" bezeichnet ist,
und der Widerstandswert des Widerstands R11 mit „R". Zur Vereinfachung der Erläuterung
beträgt
die Ausgangsspannung VA des invertierenden
Verstärkers 80 +2Vf,
wenn das Ausmaß der Verstärkung des
invertierenden Verstärkers 80 gleich „1" ist.
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Die
Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16b weist
einen invertierenden Verstärker 82 auf,
die Widerstände
R13, R14, R15 und R16, und eine Diode D11 für die LEDs 24 und 26 als
zu erfassendes Objekt, die zu der festen Gruppe G2 gehören. Bei dem
invertierenden Verstärker 82 ist
seine negative Eingangsklemme über
einen Widerstand R13 an die Spannungsdetektorklemmen 68 und 70 angeschlossen,
und über
einen Widerstand R14 an die Ausgangsseite des invertierenden Verstärkers 80.
Diese Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16b ist
eine invertierende Verstärkungsvorrichtung
zur Differenzverstärkung,
zum invertierten Verstärken
einer Differenz zwischen der Ausgangsspannung VA des
invertierenden Verstärkers 80 und
der Klemmenspannung Vb der Spannungsdetektorklemme 68,
durch Eingabe der Ausgangsspannung VA des
invertierenden Verstärkers 80 als
Betriebsspannung über
den Widerstand R14, und durch Eingabe der Klemmenspannung Vb der
Spannungsdetektorklemme 68. Unter der Annahme, dass die
Vorwärtsspannungen der
LEDs 20 bis 28 gleich Vf sind, beträgt die Klemmenspannung
Vb gleich –4Vf,
auf Grundlage des Bezugspotentials von 0 Volt. Die Ausgangsspannung
VB des invertierenden Verstärkers 82 beträgt –(–4Vf + 2Vf)
= +2Vf, wenn das Ausmaß der
Verstärkung
der invertierenden Verstärker 80 und 82 gleich „1" ist.
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Die
Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16c weist
einen NPN-Transistor 84 auf,
die Widerstände
R17, R18 und R19, und eine Zenerdiode ZD10 für die LED 28 als zu
erfassendes Objekt, die zu der festen Gruppe G3 gehört. Bei
dem NPN-Transistor 84 ist die Basis über den Widerstand R17 an die
Spannungsdetektorklemmen 68 und 70 angeschlossen,
ist der Kollektor über
den Widerstand R19 an die Störungsdetektorschaltung 18 angeschlossen, und
ist der Emitter über
die Zenerdiode ZD10 an die Ausgangsklemme 42 angeschlossen.
Diese Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16c führt keine invertierte
Verstärkung
der Klemmenspannung Vb der Spannungsdetektorklemmen 68 und 70 durch, sondern
erfasst, ob die Klemmenspannung Vb die eingestellte Spannung überschreitet,
oder nicht. Wenn eine Potentialdifferenz zwischen der Klemmenspannung
Vb und der Ausgangsklemme 42 kleiner oder gleich der eingestellten
Spannung ist (der Zenerspannung der Zenerdiode D10 + VBE des NPN-Transistors 84),
befindet sich der NPN-Transistor 84 im Ausschaltzustand,
in welchem er ein Signal mit „hohem
Pegel" an den Widerstand
R19 abgibt. Wenn die Klemmenspannung Vb die eingestellte Spannung überschreitet,
befindet sich der NPN-Transistor im eingeschalteten Zustand, in
welchem er ein Signal auf einem „niedrigen Pegel" über den Widerstand R19 ausgibt.
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Auf
diese Weise erfassen die Vorwärtsspannungs-Detektorschaltungen 16a und 16b die
Vorwärtsspannung
Vf (Vorwärtsspannung
von zwei LEDs) für
die bewegliche Gruppe G1 und die feste Gruppe G2, und geben jedes
erfasste Ergebnis als die Ausgangsspannung VA,
VB = +2Vf an die Störungsdetektorschaltung 18 aus.
Die Vorwärtsspannungs- Detektorschaltung 16c erfasst,
ob die Vorwärtsspannung
Vf (die Vorwärtsspannung
einer LED) für
die feste Gruppe G3 die eingestellte Spannung überschreitet, und gibt das
Ergebnis der Erfassung als das Signal mit „hohem Pegel" oder „niedrigem
Pegel" an die Störungsdetektorschaltung 18 aus.
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Die
Störungsdetektorschaltung 18 weist
einen Thermistor 86 auf, die Komparatoren 88 und 90, einen
NPN-Transistor 92, die Widerstände X20, X21, X22 und X23,
und eine Diode D12, als Störungsdetektorvorrichtung.
Bei den Komparatoren 88 und 90 ist die positive
Eingangsklemme an die Ausgangsseite der invertierenden Verstärker 80 und 82 angeschlossen,
und ist die negative Eingangsklemme an einen Verbindungspunkt (Bezugsspannung
= Vo) zwischen dem Widerstand X20 und dem Thermistor 86 angeschlossen,
wobei ihre Ausgangsklemmen in OR-Schaltung zueinander an eine externe
Verbindungsklemme 94 angeschlossen sind. Bei dem NPN-Transistor 92 liegt
der Emitter an Masse, ist die Basis über dem Widerstand R22 an den
Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand X21 und der Diode D12 und
an dem Widerstand X19 angeschlossen, und ist der Kollektor an die
externe Anschlussklemme 94 angeschlossen. Die externe Anschlussklemme 94 ist über eine
LED 96 und den Widerstand R6 an die positive Klemme der
am Fahrzeug vorgesehenen Batterie 38 angeschlossen.
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Die
Komparatoren 88 und 90 vergleichen die Ausgangsspannung
VA, VB = +2Vf der
invertierenden Verstärker 80 und 82 mit
der Bezugsspannung Vo, wobei ein Störungsdetektorsignal auf „niedrigem
Pegel" an die externe
Anschlussklemme 94 nur dann ausgegeben wird, wenn irgendeine
der Ausgangsspannungen VA, VB unterhalb
der Bezugsspannung Vo liegt, und anderenfalls wird ein Signal auf „hohem Pegel" ausgegeben. Der
NPN-Transistor 92 befindet sich
im ausgeschalteten Zustand, sodass er das Signal auf „hohem
Pegel" an die externe
Anschlussklemme 94 ausgibt, wenn die LED 28 einen
normalen Zustand aufweist, und der Kollektor des NPN-Transistors 84 im
eingeschalteten Zustand auf dem „niedrigen Pegel" liegt. Andererseits
befindet sich der NPN-Transistor 92 im eingeschalteten
Zustand, sodass er ein Störungsdetektorsignal
mit „niedrigem Pegel" an die externe Anschlussklemme 94 ausgibt, wenn
sich die LED 28 im Störungszustand
befindet, und der Kollektor des NPN-Transistors 84 im ausgeschalteten
Zustand sich auf dem „hohen
Pegel" befindet.
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Wenn
die externe Anschlussklemme 94 vom „hohen Pegel" auf „niedrigen
Pegel" umschaltet, dann
leuchtet die LED 96, um den Fahrer zu informieren, dass
eine Störung
in einer der LEDs 20 bis 28 vorhanden ist, die
zu der beweglichen Gruppe G1 und den festen Gruppen G2 und G3 gehören, hervorgerufen
durch die Unterbrechung (Öffnung)
oder die niedrigere Vorwärtsspannung
Vf.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird, wenn die mehreren LEDs 20 bis 28 miteinander
verbunden werden, unter den LEDs 20 bis 28, die
zu der beweglichen Gruppe G1 oder zu den festen Gruppen G2, G3 gehören, die
LED 20, die nicht in der Nähe der anderen Gruppen liegt,
an die andere LED 22 in der beweglichen Gruppe G1 angeschlossen,
und an den Schaltregler 12 angeschlossen, und werden die LEDs 22, 24, 26 und 28 in
der Nähe
der anderen Gruppen über
die Störungsdetektorleitungen 72, 74, 76 und 78 an
die Spannungsdetektorklemmen 64, 66, 68 und 70 angeschlossen.
Wenn die Störungsdetektorleitung 72 und
die Spannungsdetektorklemme 64 sicher verbunden sind, die
Störungsdetektorleitung 76 und
die Spannungsdetektorklemme 68 sicher verbunden sind, die
Störungsdetektorleitung 74 und
die Spannungsdetektorklemme 66 sicher verbunden sind, und
die Störungsdetektorleitung 78 und die
Spannungsdetektorklemme 70 sicher verbunden sind, so beginnen
die LEDs 20 bis 28 zu leuchten, nach Einschalten
des Stromversorgungsschalters 34, wenn die LEDs 20 bis 28 normal
arbeiten. Daraufhin wird die Vorwärtsspannung jeder Gruppe G1
bis G3 durch jede Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16 überwacht.
Wenn eine Störung
in einer LED auftritt, die zu irgendeiner Gruppe gehört, kann
diese Störung
der LED durch die Störungsdetektorschaltung 18 erfasst
werden, auf Grundlage des erfassten Ausgangssignals der Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung 16.
Daher kann unter der Bedingung, dass die LEDs 20 bis 28 leuchten,
wenn irgendeine LED unterbrochen wird, oder die Vorwärtsspannung
absinkt, die Störung
der LED erfasst werden, die durch die Unterbrechung oder die niedrigere
Vorwärtsspannung
hervorgerufen wird.
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Andererseits
ist bei den Störungsdetektorleitungen 72, 74, 76 und 78,
die zwischen den Gruppen G1 bis G3 angeordnet sind (zwischen den
Gruppen G1 und G2, zwischen den Gruppen G2 und G3), es wahrscheinlicher,
dass sie unterbrochen werden, als dies bei der Verdrahtung auf der
Leiterplatte 17 der Fall ist. Wenn irgendeine der Störungsdetektorleitungen 72 bis 78 unterbrochen
ist, wird eine Schaltung, welche den Schaltregler 12 und
die LEDs 20 bis 28 der Gruppen G1, G2 und G3 verbindet,
durch die unterbrochene Störungsdetektorleitung
abgeschaltet, sodass sämtliche
LEDs 20 bis 28 nicht leuchten, sondern ausgeschaltet
sind. Daher kann das Unterbrechen der Störungsdetektorleitungen 72, 74, 76 und 78 und
das Ausschalten der LEDs 20 bis 28 zusammenfallen.
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Auf
diese Art und Weise wird bei dieser Ausführungsform unter der Bedingung,
dass die Störungsdetektorleitungen 72, 74 zwischen
den Gruppen G1 und G2 sowie die Störungsdetektorleitungen 76, 78 zwischen
den Gruppen G2 und G3 normal angeschlossen sind, und die LEDs 20 bis 28 leuchten, die
Störung
jeder LED 20 bis 28 erfasst, wodurch bei der Unterbrechung
der Störungsdetektorleitungen 72, 74, 76 und 78 verhindert
wird, dass diese fehlerhaft als Störung irgendeiner LED erfasst
wird, sodass eine Störung
jeder LED 20 bis 28 exakt erfasst werden kann.
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Weiterhin
sind bei dieser Ausführungsform, in
Bezug auf die Anordnung der Spannungsdetektorklemmen 64 bis 70 und
die Störungsdetektorleitungen 72 bis 78 zwischen
den Gruppen G1 und G2, welche die LEDs 20 bis 26 enthalten,
oder zwischen den Gruppen G2 und G3, welche die LEDs 24 bis 28 enthalten,
die Spannungsdetektorklemmen 64, 66 und die Störungsdetektorleitungen 72, 74 zwischen der
beweglichen Gruppe G1 und der festen Gruppe G2 angeordnet, und sind
die Spannungsdetektorklemmen 68, 70 und die Störungsdetektorleitungen 76, 78 zwischen
den festen Gruppen G2 und G3 angeordnet, aber es ist die Spannungsdetektorklemme oder
die Störungsdetektorleitung
nicht zwischen den beweglichen Gruppen angeordnet, selbst wenn mehrere
bewegliche Gruppen vorhanden sind, wodurch selbst dann, wenn die
bewegliche Gruppe G1 beispielsweise auf einer Stütze oder einem Substrat gehaltert
ist, die bzw. das in Seitenrichtung verschwenkt wird, eine mechanische
Belastung nur auf die Störungsdetektorleitung 72 einwirkt,
die zwischen der beweglichen Gruppe G1 und der festen Gruppe G2 angeordnet
ist, sodass eine geringere Wahrscheinlichkeit dafür vorhanden
ist, dass die Störungsdetektorleitung,
die an die LED angeschlossen ist, die zur beweglichen Gruppe gehört, eine
Unterbrechung erfährt,
im Vergleich zu jenem Fall, in welchem die Spannungsdetektorklemme
oder die Störungsdetektorleitung zwischen
den beweglichen Gruppen angeordnet ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann die Störungsdetektorschaltung 18 so
ausgebildet sein, dass ein Mikrocomputer (Micon) eingesetzt wird,
der die Ausgangsspannung der Vorwärtsspannungs-Detektorschaltungen 16a bis 16c in
ein Digitalsignal umwandelt, das umgewandelte Digitalsignal mit
dem Bezugswert vergleicht, und das Vorhandensein oder die Abwesenheit
einer Störung
auf Grundlage dieses Vergleichsergebnisses feststellt, anstatt der
Verwendung der Komparatoren 88, 90 und des NPN-Transistors 92.
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Zwar
gibt bei der vorliegenden Ausführungsform
der Schaltregler 12 eine negative Spannung (das Bezugspotential
ist negativ in Bezug auf die Gruppe 0 Volt) aus, jedoch kann die
Erfindung auch bei einem Schaltregler 12 eingesetzt werden,
der eine positive Spannung ausgibt (Bezugspotential ist positiv
in Bezug auf die Gruppe 0 Volt).
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Zwar
wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf eine begrenzte Anzahl an
Ausführungsformen
beschrieben, jedoch werden Fachleute nach Kenntnis der Beschreibung
erkennen, dass sich andere Ausführungsformen überlegen
lassen, die nicht vom Umfang der hier geschilderten Erfindung abweichen.
Wesen und Umfang der Erfindung ergeben sich aus der Gesamtheit der
vorliegenden Anmeldeunterlagen, und sollen von den beigefügten Patentansprüchen umfasst
sein.
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- 10
- Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung
- 12
- Schaltrichter
- 14
- Steuerstromversorgung
- 16,
16a bis 16c
- Vorwärtsspannungs-Detektorschaltung
- 18
- Störungsdetektorschaltung
- 20
bis 28
- LED