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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungs-Steuergerät und ein Verfahren einer Beleuchtungssteuerung
für eine
Fahrzeugbeleuchtung und insbesondere betrifft sie ein Beleuchtungs-Steuergerät und ein
Verfahren der Beleuchtungssteuerung für eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung, welche
konfiguriert sind zum Steuern der Beleuchtung einer durch ein Licht
emittierendes Halbleiterelement gebildeten Halbleiterlichtquelle.
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Stand der Technik
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Es
ist eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung bekannt gewesen, die ein
Licht emittierendes Halbleiterelement wie z. B. eine Licht emittierende
Diode (LED) verwendet. In einer solchen Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
ist eine Beleuchtungssteuerschaltung zum Steuern der Beleuchtung
der LED montiert.
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In
einem solchen Fall werden die Beleuchtungssteuerschaltungen aus
einer Konfiguration gebildet, die angeordnet ist in einer Weise,
dass eine Vielzahl von LEDs in Serie gekoppelt sind zum Bilden einer Lichtquelleneinheit,
eine Vielzahl von Lichtquelleneinheiten parallel gekoppelt sind,
die Beleuchtungssteuerschaltung an beiden Enden der Vielzahl von
parallel gekoppelten Lichtquelleneinheiten gekoppelt ist, die Beleuchtungssteuerschaltung
denselben Strom an alle LEDs der Vielzahl von Lichtquelleneinheiten
zuführt
und ein Widerstand in Serie in jeder der Vielzahl von Lichtquelleneinheiten
eingefügt ist.
In dem Fall, in dem eine Spannung über beide Anschlüsse des
Widerstandes abfällt,
wenn der Strom durch den Widerstand beispielsweise bedingt durch eine
Unterbrechung einer der LEDs der Lichtquelleneinheiten zu fließen aufhört und so
die Spannung über
beide Anschlüsse
des Widerstandes 0 Volt wird, wird eine der LEDs der Lichtquelleneinheiten
als zerstört
bestimmt und die Ausgangsspannung eines die Schaltsteuerschaltung
bildenden Schaltreglers wird reduziert (siehe Patentdokument 1).
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In Übereinstimmung
mit einer solchen Beleuchtungssteuerschaltung wird die Ausgangsspannung
des Schaltreglers, wenn eine der LEDs der Lichtquelleneinheit zerstört ist,
reduziert, so dass die Ausgangsspannung des Schaltreglers davon
abgehalten wird, eine Überspannung
oder eine übermäßige Spannung
zu sein.
- [Patentdokument 1] JP-A-2004-134147 (Seiten
3 bis 6, 1)
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US 2005/0062481 A1 beschreibt
ein Strecken LED Signal für
Eisenbahnen, in dem der Betriebszustand einer Mehrzahl von LEDs
jeweils einzeln überprüft bzw.
kontrolliert wird. Hierzu wird jede LED individuell mit unterschiedlichen
Strömen
beaufschlagt und das sich ergebende charakteristische Spannungsprofil
mit einem vorbestimmten Normalprofil verglichen, wobei bei Abweichungen
in den Charakteristika davon ausgegangen wird, dass eine getestete
LED defekt ist oder eine andere Störung an der Zuleitung der LED
vorliegt.
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DE 101 40 331 A1 ist
auf ein Lichtzeichen zur Verkehrssteuerung und ein Verfahren zur
Funktionsüberwachung
des Verkehrszeichens gerichtet. Zum Testen werden die als Leuchtdioden
ausgebildeten Lichtquellen des Lichtzeichens derart begrenzt bestromt,
dass lediglich eine vom Betrachter nicht mehr wahrnehmbare Lichtaussendung
erfolgt. Das charakteristische Stromverhalten bei Beaufschlagung
wird erfasst und der Zustand der jeweiligen Leuchtdioden damit überprüft.
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DE 101 08 132 A1 ist
auf ein Treiber für
LED Leuchten in Kraftfahrzeugen gerichtet, bei denen die Treiberschaltung
selbst zur Aufrechterhaltung eines sicheren Betriebszustands des
Verbrauchers vorgesehen ist. Eine spezielle Schaltung gestattet
es, auch bei ausgeschaltetem Licht die Funktion der verwendeten
LEDs zu prüfen.
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RESÜMEE DER ERFINDUNG
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In
dem Fall des Beobachtens der von dem Schaltregler an die LEDs angelegten
Spannungen zum Erfassen der durch einen sich aus dem Kurzschluss
der LED ergebenden fehlerbedingten Abnormalität kann eine solche Konfiguration
verwendet werden, dass die Ausgangsspannung des Schaltreglers mit
einer Einstellspannung verglichen wird und wenn die Ausgangsspannung
des Schaltreglers kleiner wird als die Einstellspannung, wird erfasst,
dass ein aus dem Kurzschluss der LED resultierender Fehlerauftritt.
Jedoch selbst wenn eine solche Konfiguration verwendet wird, kann
ein aus einem Kurzschluss der LED resultierender Fehler nicht exakt
erfasst werden, ohne Berücksichtigung
der Varianz der Vorwärtsspannung
Vf der LED.
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Beispielsweise
unter der Annahme, dass eine Mehrchip-LED als LED verwendet wird
und fünf Mehrchip-LEDs,
von denen jede einen Spannungsabfall, d. h. eine Vorwärtsspannung
Vf von 16 Volt hat, in Serie gekoppelt sind, wird die Ausgangsspannung
des Schaltreglers 80 Volt, d. h., die Summe der Vorwärtsspannungen
der fünf
Mehrchip-LEDs. Diese Variation wird beispielsweise durch die VI-Kennlinie der
Mehrchip-LED, die Temperaturkennlinie der Mehrchip-LED oder eine
individuelle Differenz zwischen den Mehrchip-LEDs verursacht. Speziell
ist die Varianz der Mehrchip-LED, die bedingt ist durch die individuelle
Differenz davon, größer als
die einer Siliziumdiode und einige der Mehrchip-LEDs haben eine
Varianz, die so groß ist,
dass sie in einem Bereich von +15% bis –15% bei 25 Grad Celsius und
einem Nennstrom liegt.
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In
diesem Fall variiert die Summe der Vorwärtsspannungen Vf der fünf Mehrchip-LEDs
in einem Bereich von 68 Volt bis 92 Volt. Wenn diese Varianz berücksichtigt
wird, ist der als Ausgangsspannung des Schaltreglers zulässige Ausgangsspannungsbereich
in einem Bereich von 68 Volt bis 92 Volt. In dem Fall, in dem die
Summe der Vorwärtsspannungen
Vf der fünf
Mehrchip-LEDs beispielsweise 85 Volt ist, wird die Ausgangsspannung
des Schaltreglers, wenn die Mehrchip-LEDs bedingt durch einen aus
irgendeinem Grund verursachten Kurzschluss ausfallen und so die
Vorwärtsspannung Vf
= 16 Volt der ausgefallenen Mehrchip-LED 0 Volt wird, die Ausgangsspannung
des Schaltreglers 69 Volt, selbst wenn ein durch den Kurzschluss
bedingter Fehler in Bezug auf den Schaltregler auftritt, dessen
Ausgangsspannung im normalen Zustand 85 Volt ist. Weil diese Ausgangsspannung
innerhalb eines Ausgangsspannungsbereichs (von 68 Volt bis 92 Volt)
liegt, der für
den Schaltregler zugelassen ist, kann der durch einen Kurzschluss
bedingte Ausfall nicht erfasst werden durch bloßes Beobachten der Ausgangsspannung
des Schaltreglers.
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Wenn
ein Teil der Vielzahl von LEDs oder Mehrchip-LEDs durch einen Kurzschluss
ausfällt, beispielsweise,
wenn eine LED oder eine Mehrchip-LED bedingt durch ein durch einen
Kurzschluss davon verursachten Fehler abgeschaltet wird, emittiert
eine Lampe als Ganzes abgesehen von der Tatsache, dass die Lichtverteilung
nicht ausreicht, Licht. Demnach kann ein Fahrer die Abnormalität gegebenenfalls
nicht bemerken und kann somit die Fahrt unter diesen Bedingungen
fortsetzen.
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Andererseits
gibt es keine Garantie, dass als die Abnormalität von LEDs (einschließlich einer Mehrchip-LED)
es ausreicht, nur den vollständigen Kurzschluss
(Vorwärtsspannung
Vf = 0 Volt) einer LED anzunehmen. Als ein Beispiel wird ein Ableitungsfehler
oder Streufehler einer LED als andere Abnormalität betrachtet und in diesem
Fall hat die LED eine gewisse Impedanz. Das heißt, wenn der Ableitungsfehler
in einer LED auftritt, wird eine Vorwärtsspannung Vf in Übereinstimmung
mit der Impedanz erzeugt, wenn der LED ein Strom eingeprägt wird.
Die Vorwärtsspannung
Vf ist niedriger als eine Vorwärtsspannung
im normalen Zustand.
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Auch
könnte
als ein eine LED betreffender Fehler ein Fehler einer Zener-Diode
auftreten, die parallel zu einem die LED bildenden Halbleiterchip
gekoppelt ist zum Schützen
vor statischer Elektrizität. Ein
solcher Fehler tritt nicht nur auf, wenn eine übermäßige statische Elektrizität an die
Zener-Diode angelegt wird, sondern kann auch auftreten, wenn eine Spannung,
die größer ist
als eine Zener-Spannung, auf ein Unterbrechen einer die LED kontaktierenden Leitung
hin angelegt wird.
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In
jedem Fall wird, weil eine LED oder eine Zener-Diode eine gewisse
Impedanz hat, eine Vorwärtsspannung
Vf in Übereinstimmung
mit der Impedanz erzeugt. In diesem Fall gibt es, weil die Vorwärtsspannung
Vf niedriger ist als eine Vorwärtsspannung
im Normalzustand, keine Garantie, dass es ausreicht, nur den kompletten
Kurzschluss anzunehmen. Stattdessen ist es erforderlich, zu erfassen, ob
oder nicht eine LED oder eine Zener-Diode abnormal ist durch Berücksichtigen,
dass eine Vorwärtsspannung
gemäß der Impedanz
erzeugt wird.
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Eine
oder mehrere Ausführungsformen
der Erfindung bestimmen mit hoher Genauigkeit ob oder nicht eine
durch die Änderung
der Vorwärtsspannung einer
Halbleiterlichtquelle bedingte Abnormalität auftritt.
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In
einem Aspekt schließen
eine oder mehrere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein:
eine Stromzufuhrsteuerungseinrichtung
zum Steuern der Zufuhr eines Stroms zu einer einzelnen Halbleiterlichtquelle
(oder jeder einer Vielzahl von Halbleiterlichtquellen), die eine
Mehrzahl von Licht emittierenden Halbleiterelementen einschließt;
eine
Stromeinschränkungsdauer-Einstellvorrichtung zum
Einstellen einer Dauer zum Einschränkendes der Halbleiterlichtquelle
zugeführten
Stroms auf einen Wert, der kleiner ist als ein vorbestimmter Strom (ein
im Voraus definierter Strom), für
die Stromzufuhrsteuereinrichtung; und
eine Bestimmungsvorrichtung
zum Vergleichen einer von der Halbleiterlichtquelle während einer
Dauer erzeugten Spannung, die durch die Stromeinschränkungsdauer-Einstelleinrichtung
festgelegt wird mit einem Abnormalitätsbestimmungswert zum Bestimmen,
ob oder nicht eine Abnormalität
bedingt durch eine Änderung
in der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle auftritt.
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Zum
Zeitpunkt des Zuführens
eines Stroms zu einer einzelnen Halbleiterlichtquelle (oder jeder
einer Vielzahl von Halbleiterlichtquellen), die die Licht emittierenden
Halbleiterelement einschließt,
wird eine Dauer des Einschränkens
des der Halbleiterlichtquelle zugeführten Stroms auf einen Wert
kleiner als den vorbestimmten Strom festgelegt, die von der Halbleiterlichtquelle
während
dieser Dauer erzeugte Vorwärtsspannung
wird mit dem Abnormalitätsbestimmungswert
verglichen zum Bestimmen, ob oder nicht eine durch eine Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle bedingte Abnormalität vorliegt. Demnach kann mit
hoher Genauigkeit bestimmt werden, ob oder nicht eine Abnormalität, die durch
eine Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle bedingt ist, vorliegt.
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Das
heißt,
wenn beispielsweise ein Nennstrom zu der Halbleiterlichtquelle als
ein vorbestimmter Strom fließt,
ist die Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle klein unabhängig von dem Vorhandensein
oder Fehlen einer Abnormalität. Demgegenüber, wenn
ein Strom, der kleiner ist als ein vorbestimmter Strom, der Halbleiterlichtquelle
zugeführt
wird, ist die Änderung
der Vorwärtsspannung der
normalen Halbleiterlichtquelle gering. Jedoch in Bezug auf die Halbleiterlichtquelle,
in der eine Abnormalität
auftritt, beispielsweise die Halbleiterlichtquelle, in der ein Ableitungsfehler
auftritt, nimmt die Änderung
der Vorwärtsspannung
davon in Übereinstimmung
mit einer Impedanz davon zu. Demnach kann durch auf den Abnormalitätsbestimmungswert
basierendes Bestimmen, ob oder nicht die Vorwärtsspannung der Halbleiterlichtquelle
sich stark zur Zeit des Zuführens
des Stroms, der kleiner ist als der vorbestimmte Strom, zu der Halbleiterlichtquelle ändert, mit
einer hohen Genauigkeit bestimmt werden, ob oder nicht eine Abnormalität, die durch
eine Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle bedingt ist, auftritt.
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In
einem Aspekt schließen
eine oder mehrere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein:
eine Stromzufuhrsteuereinrichtung
zum Steuern der Zufuhr eines Stroms zu einer einzelnen Halbleiterlichtquelle
(oder jeder einer Vielzahl von Halbleiterlichtquellen), die ein
Licht emittierendes Halbleiterelement einschließt und ein Schutzelement gegenüber statischer
Elektrizität
(nachstehend auch Elektrostatik-Schutzelement genannt) parallel
zu dem Licht emittierenden Halbleiterelement gekoppelt hat;
eine
Stromeinschränkungsdauer-Einstelleinrichtung zum
Einstellen einer Dauer zum Einschränken des der Halbleiterlichtquelle
zugeführten
Stroms auf einen Wert, der kleiner ist als ein vorbestimmter Strom bei
der Stromzufuhrsteuereinrichtung; und
eine Bestimmungseinrichtung
zum Vergleichen einer von der Halbleiterlichtquelle während der
Dauer erzeugten Vorwärtsspannung,
die durch die Stromeinschränkungsdauer-Einstelleinrichtung
eingestellt wird mit einem Abnormalitätsbestimmungswert zum Bestimmen,
ob oder nicht eine durch eine Änderung der
Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle bedingte Abnormalität auftritt.
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Zu
der Zeit des Zuführens
eines Stroms zu einer einzelnen Halbleiterlichtquelle (oder jeder
einer Vielzahl von Halbleiterlichtquellen), die ein Licht emittierendes
Halbleiterelement einschließt
und das Schutzelement in Bezug auf statische Elektrizität parallel
zu dem Licht emittierenden Halbleiterelement gekoppelt hat, wird
eine Dauer zum Einschränken des
der Halbleiterlichtquelle zugeführten
Stroms auf einen Wert, der kleiner ist als der vorbestimmte Strom,
eingestellt, die von der Halbleiterlichtquelle während dieser Dauer erzeugte
Vorwärtsspannung wird
mit dem Abnormalitätsbestimmungswert
verglichen zum Bestimmen, ob oder nicht eine durch eine Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle bedingte Abnormalität auftritt. Demnach kann mit
einer hohen Genauigkeit bestimmt werden, ob oder nicht eine durch
die Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle bedingte Abnormalität auftritt.
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Das
heißt,
wenn beispielsweise ein Nennstrom als vorbestimmter Strom zu der
Halbleiterlichtquelle fließt,
ist die Änderung
der Vorwärtsspannung der
Halbleiterlichtquelle unabhängig
von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Abnormalität gering.
Demgegenüber,
wenn ein Strom, der kleiner ist als der vorbestimmte Strom, der
Halbleiterlichtquelle zugeführt
wird, ist die Änderung
der Vorwärtsspannung
der normalen Halbleiterlichtquelle klein. Jedoch in Bezug auf die
Halbleiterlichtquelle, in der eine Abnormalität auftritt, beispielsweise
die Halbleiterlichtquelle, in der ein Ableitungsfehler auftritt,
nimmt die Änderung
der Vorwärtsspannung
davon in Übereinstimmung
mit einer Impedanz davon zu. Demnach kann durch Bestimmen basierend
auf dem Abnormalitätsbestimmungswert,
ob oder nicht die Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle sich stark zur Zeit des Zuführens des
Stroms, der kleiner ist als der vorbestimmte Strom, zu der Halbleiterlichtquelle ändert, mit
hoher Genauigkeit bestimmt werden, ob oder nicht eine durch die Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle bedingte Abnormalität auftritt. Ferner reduziert
sich, selbst wenn das Licht emittierende Halbleiterelement normal
ist, wenn eine Abnormalität
bei dem parallel zu dem Halbleiterelement gekoppelten Elektrostatik-Schutzelement auftritt,
die Spannung an beiden Anschlüssen
davon. In diesem Fall kann, weil die Spannung an den beiden Anschlüssen (Vorwärtsspannung)
des Elektrostatik-Schutzelementes, in dem eine Abnormalität auftritt,
als Vorwärtsspannung
des Licht emittierenden Halbleiterelementes angesehen wird, selbst
wenn eine durch die Änderung
der Vorwärtsspannung
des Elektrostatik-Schutzelementes auftritt, es als eine Abnormalität bestimmt
werden, die durch eine Änderung
in der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle bedingt ist.
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In
einem Aspekt schließen
eine oder mehrere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein:
eine Stromzufuhrsteuereinrichtung
zum Steuern der Zufuhr eines Stroms zu einer einzelnen Halbleiterlichtquelle
(oder jeder einer Vielzahl von Halbleiterlichtquellen), die ein
Licht emittierendes Halbleiterelement einschließt und ein Elektrostatik-Schutzelement
parallel zu dem Licht emittierenden Halbleiterelement gekoppelt
hat;
eine Einschaltstoppdauer-Einstelleinrichtung zum Einstellen
einer Einschaltstoppdauer, während
der eine Zufuhr eines Stroms zu der Halbleiterlichtquelle gestoppt
wird, bei der Stromzufuhrsteuereinrichtung;
eine Hilfsstromzufuhreinrichtung
zum Zuführen
eines Stroms während
der Einschaltstoppdauer zu der Halbleiterlichtquelle, welcher Strom
durch das Elektrostatik-Schutzelement in Vorwärtsrichtung fließt und durch
das Licht emittierende Halbleiterelement in einer Rückwärtsrichtung
fließt
und kleiner ist als ein vorbestimmter Strom; und
eine Bestimmungseinrichtung
zum Vergleichen einer von der Halbleiterlichtquelle während der
Einschaltstoppdauer erzeugten Vorwärtsspannung mit einem Abnormalitätsbestimmungswert
zum Bestimmen, ob oder nicht eine Abnormalität, die bedingt ist durch eine Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle, auftritt.
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In
Bezug auf eine Stromzufuhrsteuereinrichtung, die die Zufuhr eines
Stroms zu einer einzelnen Halbleiterlichtquelle (oder jeder einer
Vielzahl von Halbleiterlichtquellen), welche ein Licht emittierendes Halbleiterelement
und das Elektrostatik-Schutzelement parallel zu dem Licht emittierenden
Halbleiterelement gekoppelt enthält,
steuert, wird die Einschaltstoppzeitdauer, während der die Zufuhr des Stroms zu
der Halbleiterlichtquelle gestoppt wird, festgelegt. Während der
Einschaltstoppzeitdauer wird der Halbleiterlichtquelle ein Strom
in einer Weise zugeführt, dass
dieser Strom durch das Elektrostatik-Schutzelement in Vorwärtsrichtung
fließt
und durch das Licht emittierende Halbleiterelement in der Rückwärtsrichtung
fließt
und dieser Strom ist kleiner als der vorbestimmte Strom. Die von
der Halbleiterlichtquelle während
dieser Dauer erzeugte Vorwärtsspannung
wird mit dem Abnormalitätsbestimmungswert
verglichen zum Bestimmen, ob oder nicht eine Abnormalität bedingt
durch eine Änderung
der Vorwärtsspannung der
Halbleiterlichtquelle auftritt. Demnach kann mit hoher Exaktheit
bestimmt werden, ob oder nicht eine Abnormalität, die durch eine Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle bedingt ist, auftritt oder nicht.
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Das
heißt,
wenn beispielsweise der Nennstrom in das Elektrostatik-Schutzelement
der Halbleiterlichtquelle als der vorbestimmte Strom (Vorwärtsstrom)
fließt,
ist die Änderung
der Vorwärtsspannung des
Elektrostatik-Schutzelementes klein unabhängig von der Vorhandensein
oder Nichtvorhandensein einer Abnormalität. Demgegenüber, wenn ein Strom, der kleiner
ist als der vorbestimmte Strom, dem Elektrostatik-Schutzelement zugeführt wird,
ist die Änderung
der Vorwärtsspannung
des normalen Elektrostatik-Schutzelementes klein. Jedoch in Bezug
auf das Elektrostatik-Schutzelement, in dem eine Abnormalität auftritt,
beispielsweise das Elektrostatik-Schutzelement, in dem ein Ableitungsfehler
auftritt, nimmt die Änderung
der Vorwärtsspannung
davon in Übereinstimmung
mit einer Impedanz davon zu. Daher kann durch Bestimmen basierend
auf dem Abnormalitätsbestimmungswert,
ob oder nicht die Vorwärtsspannung
des Elektrostatik-Schutzelementes
sich stark zu der Zeit des Zuführens
des Stroms, der kleiner ist als der vorbestimmte Strom, zu dem Elektrostatik-Schutzelement ändert, mit
einer hohen Genauigkeit bestimmt werden, ob oder nicht eine Abnormalität, die durch
die Änderung
der Vorwärtsspannung
des Elektrostatik-Schutzelementes bedingt ist, auftritt oder nicht.
Ferner fließt,
selbst wenn das Elektrostatik-Schutzelementes
normal ist, wenn eine Abnormalität
in dem Licht emittierenden Halbleiterelement, das parallel zu dem
Schutzelement statischer Elektrizität gekoppelt ist, auftritt,
ein Rückwärtsstrom
durch das Licht emittierende Halbleiterelement und so wird die Spannung über beide
Anschlüsse
davon reduziert. In diesem Fall kann, da die Spannung über beide
Anschlüsse
(Vorwärtsspannung)
des Licht emittierenden Halbleiterelementes, in welchem eine Abnormalität auftritt,
als die Vorwärtsspannung
des Elektrostatik-Schutzelementes betrachtet wird, bestimmt werden,
ob oder nicht eine durch die Änderung
der Vorwärtsspannung
des Licht emittierenden Halbleiterelementes bedingte Abnormalität auftritt.
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In
einem Aspekt ist in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung der Abnormalitätsbestimmungswert
ein Wert, der basierend auf einer Vorwärtsspannung festgelegt wird, wenn
ein Vorwärtsstrom
des Licht emittierenden Halbleiterelementes sich in einem Bereich
befindet, der kleiner ist als der vorbestimmte Strom.
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In
dem Fall, in dem eine Abnormalität
in dem Licht emittierenden Halbleiterelement auftritt, wird, wenn
ein Strom, der kleiner ist als der vorbestimmte Strom, dem die Halbleiterlichtquelle
bildenden Licht emittierenden Halbleiterelement zugeführt wird,
die Änderung
der Vorwärtsspannung
dieses Licht emittierenden Halbleiterelementes größer in Übereinstimmung
mit einer Impedanz davon. Demnach kann in dem Fall, in dem ein Strom,
der kleiner ist als der vorbestimmte Strom, dem Licht emittierenden
Halbleiterelement zugeführt
wird, durch Verwenden des Abnormalitätsbestimmungswertes, der basierend
auf der Vorwärtsspannung
des Licht emittierenden Halbleiterelementes in einem abnormalen
Zustand als der Abnormalitätsbestimmungswert
festgelegt worden ist zum Bestimmen, ob oder nicht die Vorwärtsspannung
des Licht emittierenden Halbleiterelementes sich stark ändert, mit
einer hohen Genauigkeit bestimmt werden, ob oder nicht eine Abnormalität, die durch
die Änderung
der Vorwärtsspannung
des Licht emittierenden Halbleiterelementes bedingt ist, auftritt.
Ferner wird, selbst wenn das Licht emittierende Halbleiterelement
normal ist, wenn eine Abnormalität bei
dem parallel zu dem Licht emittierenden Halbleiterelement gekoppelten
Elektrostatik-Schutzelement auftritt, die Spannung über beide
Anschlüsse
davon reduziert werden. In diesem Fall kann, weil die Spannung über beide
Anschlüsse
(Vorwärtsspannung) des
Elektrostatik-Schutzelementes, in dem eine Abnormalität auftritt,
als die Vorwärtsspannung
des Licht emittierenden Halbleiterelementes angesehen wird, bestimmt
werden, ob oder nicht eine Abnormalität, die durch die Änderung
der Vorwärtsspannung des
Elektrostatik-Schutzelementes
auftritt.
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In
einem Aspekt ist in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung der Abnormalitätsbestimmungswert
ein Wert, der festgelegt wird basierend auf einer Vorwärtsspannung, wenn
ein Vorwärtsstrom
dem Elektrostatik-Schutzelement
in einem Bereich zugeführt
wird, der kleiner ist als der vorbestimmte Strom.
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In
dem Fall, in dem eine Abnormalität
in dem Elektrostatik-Schutzelement
auftritt, wird, wenn ein Strom (Vorwärtsstrom), der kleiner ist
als der vorbestimmte Strom, dem die Halbleiterlichtquelle bildenden
Elektrostatik-Schutzelement zugeführt wird, die Änderung
der Vorwärtsspannung
dieses Elektrostatik-Schutzelementes größer in Übereinstimmung mit seiner Impedanz.
Demnach kann in dem Fall, in dem ein Strom (Vorwärtsstrom), der kleiner ist
als der vorbestimmte Strom, dem Elektrostatik-Schutzelement zugeführt wird,
durch Verwenden des Abnormalitätsbestimmungswertes,
der basierend auf der Vorwärtsspannung
des Elektrostatik-Schutzelementes in einem anormalen Zustand als
der Abnormalitätsbestimmungswert
zum Bestimmen, ob oder nicht die Vorwärtsspannung des Elektrostatik-Schutzelementes
sich stark ändert,
festgelegt wird, mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden, ob
oder nicht eine Abnormalität,
die durch die Änderung
der Vorwärtsspannung
des Elektrostatik-Schutzelementes bedingt ist, auftritt. Ferner
wird selbst wenn das Elektrostatik-Schutzelement normal ist, wenn eine
Abnormalität
bei dem parallel zu dem Elektrostatik-Schutzelement gekoppelten
Licht emittierenden Halbleiterelement auftritt, ein Rückwärtsstrom
durch das Licht emittierende Halbleiterelement fließen und
so die Spannung über
beide Anschlüsse
davon reduziert. In diesem Fall kann, da die Spannung über die
beiden Anschlüsse
(Vorwärtsspannung)
des Licht emittierenden Halbleiterelementes, bei dem eine Abnormalität auftritt,
als die Vorwärtsspannung
des Elektrostatik-Schutzelementes betrachtet wird, selbst durch Verwenden
des Abnormalitätsbestimmungswertes, der
festgelegt wird basierend auf den Vorwärtsspannung des Elektrostatik-Schutzelementes
in einem Abnormalitäten
Zustand, bestimmt werden, ob oder nicht eine Abnormalität, die bedingt
ist durch die Änderung
der Vorwärtsspannung
des Licht emittierenden Halbleiterelementes auftritt.
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Vorteile
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
eines oder mehrere der folgenden in irgendeiner Kombination einschließen. In
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann mit hoher Genauigkeit bestimmt werden,
ob oder nicht eine Abnormalität
bedingt durch die Änderung
der Vorwärtsspannung
der Halbleiterlichtquelle auftritt.
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In
einer oder mehreren Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung kann mit einer hohen Genauigkeit bestimmt
werden, ob oder nicht eine Abnormalität bedingt durch die Änderung
der Vorwärtsspannung
des Licht emittierenden Halbleiterelements ist oder des Elektrostatik-Schutzelementes bedingt
ist.
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In
einer oder mehreren Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung kann mit einer hohen Genauigkeit bestimmt
werden, ob oder nicht eine Abnormalität bedingt durch die Änderung
der Vorwärtsspannung
des Elektrostatik-Schutzelementes oder des Licht emittierenden Halbleiterelementes
auftritt.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
und den beiliegenden Ansprüchen
ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt:
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1 ein
Schaltungsdiagramm des Beleuchtungs-Steuergerätes für eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ein
Schaltungsdiagramm eines Schaltreglers;
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3 ein
Schaltungsdiagramm einer Steuerschaltung;
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4 Schwingungsformdiagramme zum Erläutern des
Betriebs der Steuerschaltung;
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5 ein
Schaltungsdiagramm der Steuerungs-Energieversorgung;
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6 ein
Schaltungsdiagramm einer Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltung;
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7(a) ein Kennliniendiagramm zum Erläutern der
Vf-If-Kennlinie
einer LED und einer Mehrchip-LED in dem Fall, in dem eine Abnormalität in einer
LED auftritt, und
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7(b) ein Kennliniendiagramm zum Erläutern der
Vf-If-Kennlinie
einer LED und einer Mehrchip-LED in dem Fall, in dem eine Abnormalität in zwei
LEDs auftritt;
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8 ein
Schaltungsdiagramm zum Erläutern
des Zusammenhangs zwischen einer Stromeinschränkungsdauer-Einstellschaltung
und der Steuerschaltung;
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9 ein
Schaltungsdiagramm des Hauptabschnittes des Beleuchtungs-Steuergerätes für eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
in Übereinstimmung
mit der zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
-
10 ein
Schaltungsdiagramm zum Erläutern
des Zusammenhangs zwischen der Steuerungs-Energieversorgung, des Schaltreglers
und einer Energiezufuhreinschränkschaltung;
und
-
11 ein
Schaltungsdiagramm zum Erläutern
des Zusammenhangs zwischen der Steuerungs-Energieversorgung und der Energiezufuhreinschränkschaltung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Als
Nächstes
werden Ausführungsformen der
Erfindung erläutert. 1 ist
ein Schaltungsdiagramm des Beleuchtungs-Steuergerätes für eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung, 2 ist ein Schaltungsdiagramm
eines Schaltreglers, 3 ist ein Schaltungsdiagramm
einer Steuerschaltung, 4 zeigt Schwingungsformdiagramme zum
Erläutern
des Betriebs der Steuerschaltung, 5 ist ein
Schaltungsdiagramm einer Steuerungs-Energieversorgung, 6 ist
ein Schaltungsdiagramm einer Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltung, 7(a) ist ein Kennliniendiagramm zum Erläutern der
Vf-If-Kennlinie einer LED und einer Mehrchip-LED in einem Fall, in dem eine Abnormalität in einer
LED auftritt, 7(b) ist ein Kennliniendiagramm
zum Erläutern
der Vf-If-Kennlinie einer LED und einer Mehrchip-LED in dem Fall,
in dem eine Abnormalität
in zwei LEDs auftritt, 8 ist ein Schaltungsdiagramm
zum Erläutern
des Zusammenhangs zwischen einer Stromeinschränkungsdauer-Einstellschaltung
und der Steuerschaltung, 9 ist ein Schaltungsdiagramm
des Hauptabschnittes des Beleuchtungs-Steuergerätes für eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
in Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, 10 ist ein Schaltungsdiagramm
zum Erläutern
des Zusammenhangs zwischen der Steuerungs-Energieversorgung, dem
Schaltregler und einer Energiezufuhreinschränkschaltung, und 11 ist
ein Schaltungsdiagramm zum Erläutern
des Zusammenhangs zwischen der Steuerungs-Energieversorgung und
der Energiezufuhreinschränkschaltung.
-
In
diesen Figuren ist das Beleuchtungs-Steuergerät 10 als ein Element
der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung (Licht emittierendes Gerät) für eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
konfiguriert, wie in 1 gezeigt durch einen Schaltregler 12,
eine Steuerungs- Energieversorgung 14,
eine Steuerschaltung 16, einen Mikrocomputer 18,
Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltungen 20, 22, 24, 26, einen
Thermistor 28, eine Stromeinschränkungsdauer-Einstellschaltung 30,
einen Widerstand R1 und einen Widerstand R2. Der Schaltregler 12 ist
an Mehrchip-LEDs 32, 34, 36, 38 gekoppelt,
die als Lasten dienen. Die Mehrchip-LED 32 wird durch vier LED-Chips 32a, 32b, 32c und 32d gebildet,
die in Serie gekoppelt sind und innerhalb eines Gehäuses aufgenommen
sind, die Mehrchip-LED 34 wird durch vier LED-Chips 34a, 34b, 34c und 34d gebildet,
die in Serie gekoppelt sind und innerhalb eines Gehäuses aufgenommen
sind, die Mehrchip-LED 36 wird durch vier LED-Chips 36a, 36b, 36c und 36d gebildet,
die in Serie gekoppelt sind und innerhalb eines Gehäuses aufgenommen,
und die Mehrchip-LED 38 wird durch vier LED-Chips 38a, 38b, 38c und 38d gebildet,
die in Serie gekoppelt sind und innerhalb eines Gehäuses aufgenommen
sind. Jene LEDs sind in Serie an der Ausgangsseite des Schaltreglers 12 als eine
Halbleiterlichtquelle gekoppelt, die durch Licht emittierende Halbleiterelemente
konfiguriert wird.
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Alternativ
können
die Mehrchip-LEDs 32 bis 38 in einer Weise konfiguriert
werden, dass in Serie gekoppelte Mehrchip-LEDs als ein Energiezufuhrblock
ausgebildet sind und die jeweiligen Energiezufuhrblöcke parallel
gekoppelt sind, oder können
konfiguriert werden durch eine Mehrchip-LED. Ferner können alternativ
eine Einzelchip-LED oder eine Vielzahl von Einzelchip-LEDs anstelle
einer Mehrchip-LED oder einer Vielzahl von Mehrchip-LEDs verwendet
werden. Zudem können die
Mehrchip-LEDs 32 bis 38 als eine Lichtquelle für verschiedene
Arten von Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtungen wie eine Brems- und Rückleuchte,
eine Nebelleuchte, eine Fahrtrichtungsanzeigeleuchte konfiguriert
sein.
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Wie
in 2 gezeigt, schließt der Schaltregler 12 einen
Transformator T1 ein, einen Kondensator C1, einen NMOS-Transistor 40,
eine Diode D1 und einen Kondensator C2.
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Auf
der Primärwicklungsseite
des Transformators T1 ist der Kondensator C1 parallel zu dem Transformator
gekoppelt und der NMOS-Transistor 40 ist in Serie dazu
gekoppelt. Die eine Endseite des Kondensators C1 ist an den positiven
Anschluss einer Fahrzeugbatterie (Gleichstromenergieversorgung) 46 über eine
Energiezufuhrschaltung 42 gekoppelt und einen Energiezufuhreingangsanschluss 44,
und das andere Ende dieses Kondensators ist an den negativen Anschluss
der Fahrzeugbatterie 46 über einen Energieversorgungseingangsanschluss 48 gekoppelt
und ist gegen Masse geschaltet. Der NMOS-Transistor 40 ist
in einer Weise angeordnet, dass der Drain-Anschluss davon an die
Primärwicklungsseite
des Transformators T1 gekoppelt ist, der Source-Anschluss davon
gegen Masse geschaltet ist und der Gate-Anschluss davon an die Steuerschaltung 16 gekoppelt
ist.
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Auf
der Sekundärwicklungsseite
des Transformators T1 ist der Kondensator C2 parallel zum Transformator über die
Diode D1 gekoppelt. Der Koppelpunkt zwischen dem Kondensator C2
und der Diode D1 ist an die Anodenseite der Mehrchip-LED 32 über einen
Ausgangsanschluss 50 gekoppelt. Die eine Endseite der Sekundärwicklungsseite
des Transformators T1 ist gemeinsam mit der einen Endseite des Kondensators
C2 gegen Masse geschaltet und ist über den Begrenzungs- bzw. Shunt-Widerstand R1 und
einen Ausgangsanschluss 52 an die Kathodenseite der Mehrchip-LED 38 gekoppelt.
Der Ausgangsanschluss 52 ist über einen Stromerfassungsanschluss 54 an
die Steuerschaltung 16 gekoppelt. Der Shunt-Widerstand
R1 ist als eine Stromerfassungseinrichtung konfiguriert zum Erfassen eines
in die Mehrchip-LEDs 32 bis 38 fließenden Stroms
in einer Weise, dass eine über
den Shunt-Widerstand R1 erzeugte Spannung an die Steuerschaltung 16 als
ein Strom der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 zurückgemeldet
wird.
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Der
NMOS-Transistor 40 ist als ein Schaltelement konfiguriert,
das ansprechend auf ein Ein/Aus-Signal (Schaltsignal), das von der
Steuerschaltung 16 ausgegeben wird, ein- und ausgeschaltet
wird. Wenn der NMOS-Transistor 40 eingeschaltet ist, wird
die Eingangsspannung von der Fahrzeugbatterie 46 in dem
Transformator T1 als elektromagnetische Energie akkumuliert. Wenn
der NMOS-Transistor 40 ausgeschaltet
wird, wird die in dem Transformator T1 akkumulierte elektromagnetische
Energie als Lichtemissionsenergie von der Sekundärwicklungsseite des Transformators
T1 zu den Mehrchip-LEDs 32 bis 38 über die
Diode D1 entladen.
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Das
heißt,
der Schaltregler 12 ist als eine Stromzufuhrsteuereinrichtung
konfiguriert, die von einer Fahrzeugbatterie 46 gemeinsam
mit der Steuerschaltung 16 mit Energie versorgt wird und
die Stromzufuhr zu den Mehrchip-LEDs 32 bis 38 steuert.
In diesem Fall vergleicht der Schaltregler 12 die Spannung
des Stromerfassungsanschlusses 54 mit einer vorbestimmten
Spannung und steuert den Ausgangsstrom in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis.
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Wie
in 3 gezeigt, ist die Steuerschaltung 16 zum
Steuern des Schaltreglers 12 durch einen Komparator 56,
einen Verstärker 58,
einen Sägezahnschwingungsgenerator 60,
eine Referenzspannungszufuhr 62, Widerstände R3,
R4, R5 und einen Kondensator C3 konfiguriert. Der Ausgangsanschluss 64 des
Komparators 56 ist mit dem Gate-Anschluss des NMOS-Transistors 40 direkt
oder über einen
Stromverstärkungsvorverstärker (nicht
dargestellt) gekoppelt. Ein Eingangsanschluss 60, der an das
eine Ende des Widerstandes R3 gekoppelt ist, ist an den Stromerfassungsanschluss 54 gekoppelt.
Die Spannungsrückführung von
dem Stromerfassungsanschluss 54 wird an den Eingangsanschluss 66 angelegt.
Die Widerstände
R3 und R4 teilen die an den Eingangsanschluss 66 angelegte
Spannung und legen eine geteilte Spannung an den negativen Eingangsanschluss
des Fehlerverstärkers 58 an.
Der Fehlerverstärker 58 gibt
eine Spannung in Übereinstimmung
mit einer Differenz zwischen der an den negativen Eingangsanschluss
davon angelegten Spannung und einer Referenzspannung der Referenzspannungszufuhr 62 an
den positiven Eingangsanschluss des Komparators 56 als
ein Schwellwert Vth aus. Der Komparator 56 wird an seinem
negativen Eingangsanschluss mit einer Sägezahnschwingungs-Spannung Vs von dem
Sägezahnschwingungsgenerator 60 versorgt,
vergleicht dann die Sägezahnschwingungsspannung
Vs mit dem Schwellenwert Vth und gibt das Ein/Aus-Signal in Übereinstimmung
mit dem Vergleichsergebnis an den Gate-Anschluss des NMOS-Transistor 40.
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Beispielsweise
wie in 4(a) und (b) gezeigt, gibt der
Komparator, wenn der Pegel des Schwellenwertes Vth sich bei weitgehend
der Mittelposition der Sägezahnschwingungsspannung
Vs befindet, das Ein/Aus-Signal mit einem Tastgrad von etwa 50%
aus. Andererseits, wenn der Pegel der von dem Stromerfassungsanschluss 54 zurückgeführten Spannung
niedriger wird als die Referenzspannung von der Referenzspannungszufuhr 62 bedingt
durch die Reduzierung des Ausgangsstroms des Schaltreglers 12,
nimmt der Pegel des Schwellenwertes Vth, der vom Fehlerverstärker 58 ausgegeben
wird, zu. Demnach, wie in 4(c) und
(d) gezeigt, gibt der Komparator 56 das Ein/Aus-Signal
mit einem Tastgrad von mehr als 50% aus. Als ein Ergebnis nimmt
der Ausgangsstrom des Schaltreglers 12 zu.
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Demgegenüber, wenn
der Pegel der von dem Stromerfassungsanschluss 54 zurückgeführten Spannung
höher wird
als die Referenzspannung von der Referenzspannungszufuhr 62 bedingt
durch die Zunahme des Ausgangsstroms des Schaltreglers 12, wird
der Pegel des Schwellenwertes Vth, der vom Fehlerverstärker 58 ausgegeben
wird, reduziert. Demnach, wie in 4(e) und
(f) gezeigt, gibt den Komparator 56 das Ein/Aus-Signal
mit einem Tastgrad von weniger als 50% aus. Als ein Ergebnis wird der
Ausgangsstrom des Schaltreglers 12 reduziert. Anstelle
des Sägezahnschwingungsgenerators 60 kann ein
Dreiecksschwingungsgenerator zum Erzeugen einer Dreiecksschwingung
(Dreiecksschwingungssignal) verwendet werden.
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Die
Steuerschaltung 16 wird mit einer Energie von der Steuerungs-Energieversorgung 14 versorgt.
Wie in 5 gezeigt, schließt die Steuerungs-Energieversorgung 14 einen
Serienregler, einen NPN Transistor 68, einen Widerstand
R6, eine Zener-Diode ZD1 und einen Kondensator C4 ein. Der Kollektor
des NPN Transistors 68 ist an den Energieversorgungseingangsanschluss 44 über den
Energieversorgungsschalter 42 gekoppelt und der Emitter davon
ist über
einen Ausgangsanschluss 70 an die Steuerschaltung 16 gekoppelt.
Wenn der NPN Transistor 68 mit Energieversorgungs-Spannung von dem
Energieversorgungs-Eingangsanschluss 44 versorgt wird,
gibt dieser Transistor von dem Emitter eine Spannung in Übereinstimmung
mit einer Zener-Spannung aus, die über beide Enden der Zener-Diode
ZD1 erzeugt wird, über
den Ausgangsanschluss 70 an die Steuerschaltung 16.
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Die
Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltungen 20, 22, 24 und 26 sind
parallel an beiden Enden der Mehrchip-LEDs 32, 34, 36 bzw. 38 gekoppelt und
sind als Vorwärtsspannungs-Erfassungseinrichtung
konfiguriert, die Vorwärtsspannungen
Vf (Summe von Vorwärtsspannungen
von vier LED-Chips) erfasst, die über die beiden Enden der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 erzeugt
werden, und geben die Erfassungsergebnisse jeweils an den Mikrocomputer 18 aus.
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Wie
in 6 gezeigt, können
beispielsweise die Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltungen 20 bis 26 Widerstände R10,
R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20, R21, R22, R23,
R24, R25 und Verstärker 72, 74, 76, 78 einschließen.
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Die
Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltung 20 wird
durch den Operationsverstärker 72 und die
Widerstände
R10, R11, R18, R19 konfiguriert. Die Widerstände R10, R11 teilen eine Spannung
zwischen dem Ausgangsanschluss 50 und dem Ausgangsanschluss 52 und
die geteilte Spannung V1 wird an den positiven Eingangsanschluss
des Operationsverstärkers 73 angelegt.
Die Widerstände
R18, R19 teilen die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 72 unter
Bezugnahme auf die Spannung eines Erfassungsanschlusses 80 und
die geteilte Spannung wird dem negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 72 als
eine Spannung für eine
Rückmeldungsoperation
angelegt. Eine eine Differenz zwischen der an den Ausgangsanschluss 50 angelegten
Spannung und der an den Erfassungsanschluss 80 angelegten
Spannung, d. h. eine Spannung V5, die über die beiden Enden der Mehrchip-LED 32 erzeugt
wird, wird von dem Operationsverstärker 72 an den Mikrocomputer 18 als
eine Vorwärtsspannung
Vf ausgegeben.
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Die
Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltung 22 wird
durch den Operationsverstärker 74 und die
Widerstände
R12, R13, R20, R21 konfiguriert. Die Widerstände R12, R13 teilen eine Spannung
zwischen dem Erfassungsanschluss 980 und dem Ausgangsanschluss 52 und
die geteilte Spannung V2 wird an den positiven Eingangsanschluss
des Operationsverstärkers 74 angelegt.
Die Widerstände
R20, R21 teilen die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 74 unter
Bezugnahme auf die Spannung eines Erfassungsanschlusses 82 und
die geteilte Spannung wird an den negativen Eingangsanschluss des
Operationsverstärkers 174 als
eine Spannung für
eine Rückkopplungsoperation
angelegt. Eine, eine Differenz zwischen der an den Erfassungsanschluss 80 angelegten
Spannung und der an den Erfassungsanschluss 82 angelegten
Spannung, d. h., eine über
die beiden Enden der Mehrchip-LED 34 erzeugte Spannung
V6 wird von dem Operationsverstärker 74 an
den Mikrocomputer 18 als eine Vorwärtsspannung Vf ausgegeben.
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Die
Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltung 24 wird
durch den Operationsverstärker 76 und die
Widerstände
R15, R15, R22, R23 konfiguriert. Die Widerstände R14, R15 teilen eine Spannung
zwischen dem Erfassungsanschluss 82 und dem Ausgangsanschluss 52 und
die geteilte Spannung V3 wird an dem positiven Eingangsanschluss
des Operationsverstärkers 76 angelegt.
Die Widerstände R22,
R23 teilen eine Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 76 unter
Bezugnahme auf die Spannung eines Erfassungsanschlusses 84 und
die geteilte Spannung wird an den negativen Eingangsanschluss des
Operationsverstärkers 76 als
eine Spannung für
eine Rückkopplungsoperation
angelegt. Eine eine Differenz zwischen der an den Erfassungsanschluss 82 angelegten
Spannung und der an den Erfassungsanschluss 84 angelegten
Spannung, d. h. eine Spannung V7, die über die beiden Enden der Mehrchip-LED 36 erzeugt
wird, wird von dem Operationsverstärker 76 an den Mikrocomputer 18 als
eine Vorwärtsspannung
Vf ausgegeben.
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Die
Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltung 26 wird
durch den Operationsverstärker 78 und die
Widerstände
R12, R17, R24, R25 konfiguriert. Widerstände R12, R17 teilen eine Spannung
zwischen dem Erfassungsanschluss 84 und dem Ausgangsanschluss 52 und
die geteilte Spannung V4 wird an den positiven Eingangsanschluss
des Operationsverstärkers 78 angelegt.
Die Widerstände
R24, R25 teilen eine Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 78 unter
Bezugnahme auf die Spannung des Ausgangsanschlusses 52 und
die geteilte Spannung wird an den negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 78 als
eine Spannung für
eine Rückkopplungsoperation
angelegt. Eine eine Differenz zwischen der an den Erfassungsanschluss 84 angelegten
Spannung und der an den Ausgangsanschluss 52 angelegten
Spannung, d. h., eine Spannung V8, die über die beiden Enden der Mehrchip-LEDs 38 erzeugt
wird, wird von dem Operationsverstärker 78 an den Mikrocomputer 18 als eine
Vorwärtsspannung
Vf ausgegeben.
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In
diesem Fall unterzieht der Mikrocomputer 18 die Spannungen
V5, V6, V7, V8 der A/D-Umsetzung (Analog-zu-Digital-Wandlung) durch
einen A/D-Umsetzer zum Erhalten der Vorwärtsspannungen Vf, die an den
beiden Enden der Mehrchip-LEDs 32, 34, 36 bzw. 38 erzeugt
werden.
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Der
Mikrocomputer 18 wird durch eine CDU, einen ROM, einen
RAM, eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung, einen A/D-Umsetzer etc. konfiguriert. Der
Mikrocomputer holt sequentiell Analogspannungen, die sich auf die
Spannungen V5, V6, V7, V8 beziehen, von den Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltungen 20, 22, 24, 26,
wandelt dann die Analogspannungen in Digitaldaten um und erhält die Erfassungswerte
der Vorwärtsspannungen
Vf der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 basierend auf den
jeweils derart umgewandelten Digitaldaten. Dann vergleicht der Mikrocomputer
die Erfassungswerte der Vorwärtsspannungen
Vf mit einem Abnormalitätsbestimmungswert
zum Bestimmen der Änderung
der Vorwärtsspannungen
Vf der Mehrchip-LEDs 32 bis 38, d. h. zum Bestimmen,
ob es eine Abnormalität
in irgendeiner der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 aufgrund
der Reduzierung der Vorwärtsspannung
Vf gibt, oder nicht.
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Auf
diese Weise ist der Mikrocomputer als eine Erfassungseinrichtung
zum Bestimmen der Abnormalität
der Mehrchip-LEDs konfiguriert. Ferner agiert der Mikrocomputer 18 auch
als eine Korrektureinrichtung in einer Weise, dass der Mikrocomputer die
Spannung an den beiden Enden des Thermistors 28, der als
Temperaturerfassungseinrichtung für das Erfassen der Umgebungstemperatur
der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 dient, holt, dann
die Erfassungswerte der Vorwärtsspannungen
Vf in Übereinstimmung
mit der geholten Spannung korrigiert und die korrigierten Erfassungswerte
als echte Erfassungswerte einsetzt.
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Der
Mikrocomputer 18 gibt das Erfassungsergebnis an einen Anschluss 86 aus,
wenn die Bestimmung getroffen wird, ob oder nicht die Abnormalität in irgendeiner
der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt. Wenn beispielsweise,
der Mikrocomputer feststellt, dass eine Abnormalität auftritt,
gibt der Mikrocomputer ein Niederimpedanzsignal an den Anschluss 86 aus.
Im Gegensatz hierzu, wenn der Mikrocomputer feststellt, dass keine
Abnormalität
auftritt, gibt der Mikrocomputer ein Hochimpedanzsignal an den Anschluss 86 aus.
Der Anschluss 86 ist an eine LED 88 gekoppelt,
die bei dem Fahrersitz angeordnet ist. Die Anodenseite der der LED 88 ist
an den positiven Anschluss der Fahrzeugbatterie 86 über einen
Widerstand R7 gekoppelt. Die LED 28 emittiert Licht, wenn
der Mikrocomputer 18 feststellt, dass eine Abnormalität auftritt,
um das Auftreten einer Abnormalität an den Fahrer zu melden.
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In
dem Fall, in dem der Mikrocomputer 18 die Erfassungswerte
der Vorwärtsspannungen
Vf mit dem Abnormalitäts-Bestimmungswert vergleicht,
um zu bestimmen, ob eine durch das Reduzieren der Vorwärtsspannung
Vf einer der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 bedingte
Abnormalität
auftritt oder nicht, werden wie in 7(a) und
(b) gezeigt, die Anormalitätsbestimmungswerte
V1, V2 im Hinblick auf die Kennlinien A bis I der Vorwärtsspannungen
Vf und der Vorwärtsströme If der
Mehrchip-LEDs 32 bis 38 festgelegt.
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In
dem Fall, in dem eine Einzel-LED in einem Gehäuse untergebracht ist, variiert
die Vorwärtsspannung
Vf, wenn der Nennstrom als ein vorbestimmter Strom (Vorwärtsstrom)
in die LED fließt,
in einem Bereich von der Kennlinie A bis zur Kennlinie B, wie in 7(a) gezeigt, selbst bei Berücksichtigung der Varianz. In
diesem Fall, wenn ein Ableitungsfehler in der einzelnen LED auftritt, ändert sich die
Vorwärtsspannung
Vf zur Kennlinie C in Übereinstimmung
mit der Impedanz der LED. Das heißt, die Änderung der Vorwärtsspannung
Vf ist gering wie bei den Kennlinien A und B, selbst wenn im Normalzustand
der Nennstrom als vorbestimmter Strom in die Einzel-LED fließt. Wenn
jedoch ein Strom der LED zugeführt
wird, bei der ein Ableitungsfehler auftritt, wird, wie durch die
Kennlinie C gezeigt, die Änderung der
Vorwärtsspannung
Vf größer als
die Änderung der
Vorwärtsspannung
Vf im Normalzustand (Kennlinien A und B) in einem Bereich, in dem
der Vorwärtsstrom
kleiner ist als der Nennstrom.
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Demnach
wird in dem Fall, in dem eine Einzel-LED in einem Gehäuse untergebracht
ist, der Abnormalitätsbestimmungswert
V1 beispielsweise in einer Weise festgelegt, dass zum Zeitpunkt
eines Ableitungsfehlers in der Einzel-LED die Änderung der Vorwärtsspannung
Vf in dem Bereich, in dem der Vorwärtsstrom kleiner ist als der
Nennstrom, erfasst werden, und dieser Abnormalitätsbestimmungswert ist gleich
oder kleiner als der Minimalwert der Vorwärtsspannung Vf im Normalzustand
(Minimalwert der Kennlinie A).
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Andererseits,
wenn im Fall der Verwendung einer LED, die vier LEDs innerhalb eines
Gehäuses aufnimmt,
wie bei den Mehrchip-LEDs 32 bis 38,
als vorbestimmter Strom (Vorwärtsstrom)
Nennstrom in die Mehrchip-LEDs 32 bis 38 fließt, variiert
die Vorwärtsspannung
in einem Bereich von der Kennlinie D bis zur Kennlinie E, wie in 7(a) gezeigt, selbst unter Berücksichtigung der Varianz. Wenn
in diesem Fall ein Ableitungsfehler in einer der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt, ändert sich
die Vorwärtsspannung Vf
der Mehrchip-LED
zu den Kennlinien F, G in Übereinstimmung
mit der Impedanz der Mehrchip-LED. Das heißt, die Änderung der Vorwärtsspannung
Vf ist gering wie bei den Kennlinien D, E, selbst wenn im Normalzustand
der Nennstrom als vorbestimmter Strom in die Mehrchip-LEDs 32 bis 38 fließt.
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Wenn
jedoch ein Ableitungsfehler in einer der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt,
wie durch die Kennlinie F und G gezeigt, wird die Änderung
der Vorwärtsspannung
Vf der Mehrchip-LED, bei der der Ableitungsfehler auftritt, größer als
die Änderung
der Vorwärtsspannung
Vf im Normalzustand (Kennlinien D bis E) in dem Bereich, in dem
der Vorwärtsstrom kleiner
ist als der Nennstrom. Demnach, selbst wenn der Abnormalitätsbestimmungswert
basierend auf der Änderung
der Vorwärtsspannung
Vf zu der Zeit, wenn der Nennstrom in die Mehrchip-LEDs 32 bis 38 fließt, festgelegt
wird, und festgestellt wird, ob eine Abnormalität in irgendeiner der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt
oder nicht, in Übereinstimmung
mit dem derart festgelegten Abnormalitätsbestimmungswert, kann es,
weil die Änderungsbeträge der Vorwärtsspannung
Vf die Mehrchip-LEDs 32 bis 38 gering sind, gegebenenfalls
nicht möglich
sein, in Übereinstimmung
mit der Reduzierung der Vorwärtsspannung
Vf genau festzustellen, ob eine Abnormalität in irgendeiner der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt, oder
nicht.
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Dementsprechend
stellt, bei einer oder mehr Ausführungsformen,
die Stromeinschränkungs-Einstellvorrichtung 30 einen
konstanten Zeitraum zum Zuführen
eines kleineren Stroms als dem Nennstrom zu den Multichip-LEDs 32–38 nach
Einschalten des Stromversorgungsschalters 42 ein. Dann
werden während
dieses Einstellzeitraums die Vorwärtsspannungen Vf der Multichip-LEDs 32–38 erfasst.
Basierend auf dem Erfassungsresultat der Vorwärtsspannung und einem Abnormalitätsbestimmungswerts
V2 (derjenigen Vorwärtsspannung,
die dem Vorwärtsstrom
in einem Bereich, der kleiner als der Nennstrom ist, entspricht),
der gemäß den in 7 gezeigten Kennlinien F und G eingestellt
ist, stellt dann der Mikrocomputer 18, z. B. aufgrund der
Verminderung der Vorwärtsspannung
Vf, fest, ob in einer der Multichip-LEDs 32–38 eine
Abnormalität
auftritt oder nicht, als eine Abnormalität, die durch die Änderung der
Vorwärtsspannung
in der Halbleiterlichtquelle verursacht wurde.
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In
diesem Fall wird der Abnormalitätsbestimmungswert
V2 beispielsweise in einer Weise festgelegt, dass in dem Fall, in
dem der Ableitungsfehler in einer der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt,
die Änderung
der Vorwärtsspannung
Vf in dem Bereich erfasst werden kann, in dem der Vorwärtsstrom
kleiner als der Nennstrom ist, und dieser Abnormalitäts-Bestimmungswert wird
in Entsprechung zu einem Wert gleich oder kleiner dem des Minimalwertes
der Vorwärtsspannung
Vf im Normalzustand festgelegt (dem Minimalwert der Kennlinie D).
Demnach kann erfasst werden, ob oder nicht ein Ableitungsfehler
in einer der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt,
durch Vergleichen der Vorwärtsspannung
Vf der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 mit dem Abnormalitätsbestimmungswert V2.
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Ferner,
wenn der Ableitungsfehler in zwei der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt,
wie durch die Kennlinien H und I in 7(b) gezeigt,
werden die Änderungen
der Vorwärtsspannung
Vf der Mehrchip-LEDs, bei denen der Ableitungsfehler auftritt, größer als
die Änderung
der Vorwärtsspannung Vf
(Kennlinien D bis E) im Normalzustand, und die Änderung der Vorwärtsspannung
Vf in dem Fall, in dem der Ableitungsfehler in einer der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt,
in dem Bereich, in dem der Vorwärtsstrom
kleiner ist als der Nennstrom. In diesem Fall wird der Abnormalitätsbestimmungswert
V2 in einer Weise festgelegt, dass in dem Fall, in dem der Ableitungsfehler
in zwei der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt,
die Änderung
der Vorwärtsspannung
Vf in dem Bereich erfasst werden kann, in dem der Vorwärtsstrom
kleiner ist als der Nennstrom, und dieser Abnormalitätsbestimmungswert
wird in Entsprechung zu einem Wert gleich oder kleiner als der Minimalwert
der Vorwärtsspannung
Vf im Normalzustand festgelegt (der Minimalwert der Kennlinie D).
Daher kann erfasst werden, ob ein Ableitungsfehler in einer der
Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt oder nicht, selbst
wenn ein Ableitungsfehler in zwei der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt.
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Wie
in 8 gezeigt, ist die Stromeinschränkungsdauer-Einstellschaltung 30 durch
einen NMOS-Transistor 90, Widerstände R8, R9, R10 und Kondensatoren
C5, C6 konfiguriert. Die eine Endseite des Widerstandes R8 ist an den
Ausgangsanschluss 52 gekoppelt und der Koppelpunkt zwischen dem
Widerstand R8 und dem Kondensator C5 ist an den Stromerfassungsanschluss 54 gekoppelt.
Der NMOS-Transistor 90 ist in einer Weise konfiguriert, dass
der Source-Anschluss davon gegen Masse geschaltet ist und der Drain-Anschluss
davon an den Stromerfassungsanschluss 54 über den
Widerstand R9 gekoppelt ist und der Gate-Anschluss davon an den
positiven Anschluss der Fahrzeugbatterie 46 über den
Widerstand R10, den Energieversorgungsschalter 42 und den
Energieversorgungs-Eingangsanschluss 44 gekoppelt ist.
Um die Widerstandsspannung des Gates des NMOS-Transistors 90 zu verbessern,
kann ein Widerstand oder eine Zener-Diode zwischen dem Gate-Anschluss
und dem Source-Anschluss davon eingefügt werden, um die Gate-Spannung
zu teilen. Obwohl der Ausgang des Energieversorgungsschalters 42 an
den Gate-Anschluss
des NMOS-Transistors 90 über den Widerstand R10 angelegt
wird, kann der Ausgang der Steuerungs-Energieversorgung 14 an den
Gate-Anschluss des NMOS-Transistors 90 angelegt
werden.
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Die
Stromeinschränkungsdauer-Einstellschaltung 30 ist
in einer Weise angeordnet, dass wenn der NMOS-Transistor 90 eingeschaltet
wird, die Spannung am Ausgangsanschluss 52 durch den Widerstand
R8 und den Widerstand R9 geteilt wird, und die geteilte Spannung
wird an den Stromerfassungsanschluss 54 als eine Spannung
zum Zuführen des
Nennstroms zu den Mehrchip-LEDs 32 bis 38 angelegt.
Demgegenüber,
wenn die Spannung am Ausgangsanschluss 52 nicht durch den
Widerstand R8 und den Widerstand R9 geteilt wird, ist die Stromeinschränkungsdauer-Einstellschaltung
in einer Weise angeordnet, dass die Spannung des Ausgangsanschlusses 52 an
den Stromerfassungsanschluss 54 über den Widerstand R8 angelegt
wird als eine Spannung zum Zuführen
eines Stroms, der kleiner ist als der Nennstrom, zu den Mehrchip-LEDs 32 bis 38.
-
Wenn
der Energieversorgungsschalter 42 eingeschaltet wird, obwohl
jeder von dem Schaltregler 12 und der Steuerungs-Energieversorgung 14 und
der Steuerschaltung 16 unmittelbar einschalten, befindet
sich der NMOS-Transistor 90 für eine konstante Dauer in einem
ausgeschalteten Zustand, d. h., eine konstante Zeitdauer (die durch
eine durch den ein Tiefpassfilter bildenden Widerstand R10 und Kondensator
C6 definierte Zeitkonstante bestimmte konstante Dauer). Wenn der
NMOS-Transistor 90 sich in einem ausgeschalteten Zustand
befindet, wird die Spannung des Ausgangsanschlusses 52 an
den Stromerfassungsanschluss 54 über den Widerstand R8 angelegt
ohne geteilt zu sein. In dem Fall, in dem die durch Teilen der Spannung
des Ausgangsanschlusses 52 durch die Widerstände R8 und
R9 erhaltene geteilte Spannung an den Stromerfassungsanschluss 54 angelegt
wird, führt
der Schaltregler 12, wenn die Steuerschaltung 16 eine
Steuerung ausführt,
um die Spannung bei dem Stromerfassungsanschluss 54 konstant
zu halten, einen Strom, der kleiner ist als der Nennstrom, jeder
der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 zu. In diesem Fall
werden die Vorwärtsspannungen
Vf der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 durch die Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltungen 20 bis 26 jeweils
erfasst, dann vergleicht der Mikrocomputer 18 jedes der
jeweiligen Erfassungsergebnisse mit dem Abnormalitätsbestimmungswert
V2 und gibt die Vergleichsergebnisse aus. In diesem Fall wird, wenn
der Ableitungsfehler in einer der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt,
die Vorwärtsspannung
Vf der LED, in der der Ableitungsfehler auftritt, sich in Übereinstimmung
mit den Kennlinien F oder G ändern
und kleiner werden als der Abnormalitätsbestimmungswert V2. Demnach
kann eine durch die Reduzierung der Vorwärtsspannung Vf bei der LED, in
der der Ableitungsfehler auftritt, bedingte Abnormalität exakt
erfasst werden.
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Andererseits,
in einem Prozess, in dem die Gate-Spannung des NMOS-Transistors 90 graduell zunimmt,
nachdem der Energieversorgungsschalter 42 eingeschaltet
wird, schaltet der NMOS-Transistor 90, wenn die konstante
Dauer, d. h., die konstante Zeitdauer verstreicht und so die Gate-Spannung
einen Schwellwert übersteigt,
ein. Wenn der NMOS-Transistor 90 einschaltet, wird die
Spannung des Ausgangsanschlusses 52 durch die Widerstände R8 und
R9 geteilt und die geteilte Spannung wird an den Stromerfassungsanschluss 54 angelegt.
Die an den Stromerfassungsanschluss 54 in diesem Fall angelegte
Spannung ist niedriger als die in einem Fall, in dem der NMOS-Transistor 90 sich
in einem ausgeschalteten Zustand befindet. Demnach führt der Schaltregler 12,
wenn die Steuerschaltung 16 die Steuerung durchführt, um
die Spannung bei dem Stromerfassungsanschluss 54 konstant
zu halten, den Nennstrom als vorbestimmter Strom (Vorwärtsstrom)
zu den Mehrchip-LEDs 32 bis 38.
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Gemäß einer
oder mehreren Ausführungsformen
wird mit einer Zeitdauer, während
der der Schaltregler 12 den Strom, der kleiner ist als
der Nennstrom, den Mehrchip-LEDs 32 bis 38 für die konstante
Dauer zuführt,
d. h., die Konstantzeitdauer, nachdem der Energieversorgungsschalter 42 eingeschaltet
wird, dann werden die Vorwärtsspannung
Vf der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 während dieser
Zeitdauer erfasst, und der Mikrocomputer 18 vergleicht die
jeweiligen Erfassungsergebnisse mit dem Abnormalitätsbestimmungswert
V2. Daher wird, wenn der Ableitungsfehler in einer der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt,
die Vorwärtsspannung
Vf der LED, in der der Ableitungsfehler auftritt, sich in Übereinstimmung mit
den Kennlinien F oder G ändern
und wird kleiner als der Abnormalitätsbestimmungswert V2. Demgemäss kann
mit einer hohen Genauigkeit bestimmt (erfasst) werden, dass eine
Abnormalität
bedingt durch die Reduzierung der Vorwärtsspannung Vf in den Mehrchip-LEDs 32 bis 38 auftritt.
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Ausführungsformen
können
als Halbleiterlichtquelle eine durch ein Licht emittierendes Halbleiterelement
(LED) und ein Elektrostatik-Schutzelement (Zener-Diode) parallel
zu dem Licht emittierenden Halbleiterelement gekoppelt konfigurierte Anordnung
verwenden. In diesem Fall fällt
die Spannung über
beide Anschlüsse
des Elektrostatik-Schutzelementes selbst wenn das Licht emittierende
Halbleiterelement sich im Normalzustand befindet, wenn eine Abnormalität in dem
Elektrostatik-Schutzelement, das parallel zu dem Licht emittierenden
Halbleiterelement gekoppelt ist, auftritt, ab. Demnach wird die
Spannung (Vorwärtsspannung) über die
beiden Anschlüsse
des Elektrostatik-Schutzelementes, in dem eine Abnormalität auftritt,
als die Vorwärtsspannung
des Licht emittierenden Halbleiterelementes betrachtet.
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Daher
kann selbst wenn eine Abnormalität bedingt
durch die Änderung
der Vorwärtsspannung des
Elektrostatik-Schutzelementes
auftritt, mit hoher Genauigkeit bestimmt (erfasst) werden, dass
eine durch das Reduzieren der Vorwärtsspannung der Halbleiterlichtquelle
bedingte Abnormalität
auftritt.
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Als
Nächstes
werden andere Ausführungsformen
der Erfindung basierend auf 9 bis 11 beschrieben.
Wie in 9 gezeigt, verwenden eine oder mehrere Ausführungsformen
eine Halbleiterlichtquelle, die beispielsweise anstelle der Mehrchip-LEDs 32 bis 38 durch
das Parallelverbinden von als Licht emittierende Halbleiterelemente dienenden
LEDs 92, 94, 96, 98, 100 und
Zener-Dioden ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6 gebildet wird, die als Schutzelemente
gegenüber
statischer Elektrizität (Elektrostatik-Schutzelemente)
dienen. Wenn der Energieversorgungsschalter 42 eingeschaltet
wird, wird das Einschalten des Schaltreglers 12 für eine konstante
Zeitdauer gestoppt, d. h., eine konstante Zeitdauer nach dem Einschalten
des Energieversorgungsschalters. Während dieser Zeitdauer führt eine Hilfsstromversorgungsschaltung
(Hilfsstromversorgungseinrichtung) 102 einen Rückwärtsstrom
zu den LEDs 92, 94, 96, 98, 100 und
einen Vorwärtsstrom
zu den Zener-Dioden ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6, wobei eine Abnormalitätsbestimmungsschaltung
(eine Bestimmungseinrichtung) 104 bestimmt, ob oder nicht eine Abnormalität in den
LEDs 92, 94, 96, 98, 100 oder
den Zener-Dioden
ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6 aufkommt. Die Steuerungs-Energieversorgung 14 ist mit
einer Energieversorgungs-Einschränkungsschaltung
(Einschaltstoppdauer-Einstelleinrichtung) 106 versehen,
um das Einschalten des Schaltreglers 12 für die konstante
Dauer zu stoppen.
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Um
die Anodenseite der LED 92 auf eine Referenzspannung =
0 Volt zu legen und auch den Ausgang des Schaltreglers 12 auf
die negative Polarität (negative
Polarität
in Bezug auf die Referenzspannung = 0 Volt) zu legen wie in 10 gezeigt,
wird ein Begrenzungs- bzw. Shunt-Widerstand R1 zwischen dem Transformator
T1 des Schaltreglers 12 und dem Ausgangsanschluß 50 eingefügt. Ferner
ist die Kathodenseite der Diode D1 mit dem Transformator D1 gekoppelt
und die Anodenseite davon ist mit dem Ausgangsanschluß 52 gekoppelt
und der Ausgang negativer Polarität ist an beide Enden der Serienverbindung
der LEDs 92, 94, 96, 98, 100 angebracht.
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Wie
in 11 gezeigt, ist die Energieversorgungs-Einschränkschaltung 106 durch
einen NMOS-Transistor 108, Kondensatoren C7, C8 und Widerstände R30,
R31 konfiguriert. Die eine Endseite jedes der Kondensatoren C7,
C8 ist an den Energieversorgungsschalter 42 gekoppelt,
der Koppelpunkt zwischen dem Widerstand R30 und dem Widerstand R31
ist an die Basis des NMOS-Transistors 108, der einen Emitterfolger
bildet, gekoppelt, und der Kollektor des NMOS-Transistors 108 ist
an die Kathodenseite der Zener-Diode Z1 der Steuerungs-Energieversorgung 14 gekoppelt.
Wenn der Energieversorgungsschalter 42 eingeschaltet wird, wird
der NMOS-Transistor 108 ansprechend auf einen an den Kondensator
C8 angelegten Impuls eingeschaltet. In diesem Fall befindet sich
der NMOS-Transistor 108 nur in einem eingeschalteten Zustand
während
einer Dauer, die einer Zeitkonstanten entspricht welche durch eine
Serienschaltung des Kondensators C8 und der Widerstände R30,
R31 bestimmt wird, und daraufhin schaltet er zu einem ausgeschalteten
Zustand in Übereinstimmung
mit der Reduzierung der Basisspannung davon. Wenn der NMOS-Transistor 108 ansprechend
auf das Einschalten des Energieversorgungsschalters 42 eingeschaltet
wird, ist die Basis des NPN Transistors 86 über den
NMOS-Transistor 108 gegen Masse verbunden, wodurch die
Steuerungs-Energieversorgung 14 das
Anlegen der Spannung von dem Ausgangsanschluss 70 davon
an die Steuerschaltung 16 für die konstante Dauer stoppt.
Demnach wird das Einschalten des Schaltreglers 12 für eine Zeitdauer
gestoppt, in der der NMOS-Transistor 108 sich in einem
eingeschalteten Zustand befindet.
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Wie
in 9 gezeigt, ist die Hilfsstromversorgungsschaltung 102 durch
Widerstände
R26, R27 und einer Zener-Diode ZD7 konfiguriert. Die Kathode der
Zener-Diode ZD7 ist an den Koppelpunkt zwischen den Widerständen R26
und R27 gekoppelt. Ein Eingangsanschluss 110, der an die
eine Endseite des Widerstandes R26 gekoppelt ist, ist an den Energieversorgungsschalter 42 gekoppelt.
Die andere Endseite des Widerstandes R27 ist an die Kathodenseite
der LED 100 gekoppelt, die Anodenseite der Zener-Diode
ZD6 und den Ausgangsanschluss 52. Wenn der Energieversorgungsschalter 42 eingeschaltet
wird, wird eine an den Eingangsanschluss 110 angelegte
Spannung (+B) durch die Zener-Diode ZD6 geklemmt. Die geklemmte
Spannung wird an die LEDs 92 bis 100 als eine
Rückwärtsspannung
angelegt und auch an die Zener-Dioden ZD2 bis ZD6 als eine Vorwärtsspannung.
In diesem Fall fließt
ein Strom, der kleiner ist als der Nennstrom als vorbestimmter Strom
durch die Zener-Dioden ZD2 bis ZD6, dann vergleicht die Abnormalitätsbestimmungsschaltung 104 die
Vorwärtsspannung
Vf der Gesamtheit der Zener-Dioden ZD2 bis ZD6 (Summe der Vorwärtsspannungen
der Zener-Dioden ZD2 bis ZD6) mit einem Abnormalitätsbestimmungswert.
In diesem Fall sind die LEDs 92 bis 100 jeweils
parallel zu den Zener-Dioden ZD2 bis ZD6 gekoppelt. Wenn daher ein
Ableitungsfehler in der LED auftritt, wenn eine Rückwärtsspannung über die
LEDs 92 bis 100 angelegt wird, reduziert sich,
selbst wenn die Zener- Diode,
die parallel zu der LED bei der der Ableitungsfehler auftritt, gekoppelt
ist, normal ist, die Vorwärtsspannung
Vf dieser normalen Zener-Diode. Demgemäss enthält die Vorwärtsspannung Vf der Gesamtheit
der Zener-Dioden ZD2 bis ZD6 die Vorwärtsspannung Vf der LED, bei
der der Ableitungsfehler auftritt.
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Wie
in 9 gezeigt, ist die Abnormalitäts-Bestimmungsschaltung 104 durch
einen NPN Transistor 112, einen Tiefpassfilter 114,
eine Verriegelungsschaltung 116, eine Zener-Diode ZD8 und Widerstände R28,
R29 konfiguriert. Der NPN Transistor 112 ist in einer Weise
angeordnet, dass der Kollektor davon an das Tiefpassfilter 114 gekoppelt ist
und die Verriegelungsschaltung 116, sein Emitter über die
Zener-Diode ZD8 gegen Masse geschaltet ist und die Basis davon an
die Kathodenseite der LED 100, die Anodenseite der Zener-Diode
ZD6 und den Ausgangsanschluss 52 des Schaltreglers 12 über den
Widerstand R28 gekoppelt ist.
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Die
Abnormalitätsbestimmungsschaltung 104 verwendet:
(die Summe der Zener-Spannung der Zener-Diode ZD8 und der Basis/Emitter-Spannung
VBE des NPN Transistors 112) als Abnormalitätsbestimmungswert.
Der Abnormalitäts-Bestimmungswert wird
im Hinblick auf die Kennlinie C der 7 festgelegt.
Das heißt,
wenn ein Ableitungsfehler in einer der Zener-Dioden ZD2 bis ZD6
auftritt, wird die Vorwärtsspannung
Vf der Zener-Diode, bei der Ableitungsfehler auftritt, sich in Übereinstimmung mit
der Kennlinie C weitgehend wie die LED ändern. Demnach wird der Abnormalitätsbestimmungswert basierend
auf der Summe des Gesamtwertes der Vorwärtsspannung Vf in einem Fall
festgelegt, in dem vier Zener-Dioden der fünf Zener-Dioden ZD2 bis ZD6
sich in einem normalen Zustand befinden und die Vorwärtsspannung
in Entsprechung zu einem Vorwärtsstrom
in einem Bereich liegt, der kleiner ist als der Nennstrom der Kennlinie
C der 7.
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Wenn
das Starten bzw. Einschalten des Schaltreglers 12 während der
konstanten Dauer gestoppt wird, d. h., während der konstanten Zeitdauer nach
dem Einschalten des Energieversorgungsschalters 42, führt eine
Hilfsstromversorgungsschaltung 102 den Rückwärtsstrom
zu den LEDs 92 bis 100 und führt einen Strom, der kleiner
ist als der Nennstrom zu den Zener-Dioden ZD2 bis ZD6 als Vorwärtsstrom.
Dann vergleicht die Abnormalitäts-Bestimmungsschaltung 104 die
gesamte Vorwärtsspannung
Vf der Zener-Dioden ZD2 bis ZD6 (die Summe der Vorwärtsspannungen
der fünf
Zener-Dioden ZD2 bis ZD6) mit dem Abnormalitätsbestimmungswert. Als ein
Ergebnis des Vergleichs bestimmt die Abnormalitätsbestimmungsschaltung 104, wenn
die gesamte Vorwärtsspannung
Vf der Zener-Dioden ZD2 bis ZD6 (die Summe der Vorwärtsspannungen
der fünf
Zener-Dioden ZD2 bis ZD6) den Abnormalitätsbestimmungswert übersteigt,
dass jede der LEDs 92 bis 100 und der Zener-Dioden
ZD2 bis ZD6 sich im normalen Zustand befindet, wobei der NPN Transistor 112 sich
in einem ausgeschalteten Zustand befindet während der Ausgang jedes von dem
Tiefpassfilter 114 und der Verriegelungsschaltung (Latch) 116 sich
auf einem hohen Pegel befindet.
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Andererseits,
wenn die gesamte Vorwärtsspannung
Vf der Zener-Dioden
ZD2 bis ZD6 (die Summen der Vorwärtsspannungen
der fünf
Zener-Dioden ZD2 bis ZD6 und die Vorwärtsspannungen der LEDs 92, 94, 96, 98, 100 einschließen, die
jeweils parallel zu den Zener-Dioden ZD2, ZD2, ZD4, ZD5, ZD6 gekoppelt
sind) kleiner ist als der Abnormalitätsbestimmungswert, bestimmt
die Abnormalitätsbestimmungsschaltung 104,
dass ein Fehler an einer der LEDs 92 bis 100 oder
einer der Zener-Dioden ZD2 bis ZD6 auftritt, um den NPN Transistor 112 einzuschalten.
Wenn der NPN Transistor 112 eingeschaltet ist, ändert sich
der Ausgang von sowohl dem Tiefpassfilter 114 als auch
der Verriegelungsschaltung 116 zu einem niedrigen Pegel
von einem hohen Pegel und derart erhält der Anschluss 86 niedrigen
Pegel. Daher schaltet die LED 8 ein, um einem Fahrer zu melden,
das ein Ableitungsfehler bei einer der Zener-Dioden ZD2 bis ZD6
auftritt.
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Ferner,
wenn die Steuerungs-Energieversorgung 14 auf das Verstreichen
der konstanten Dauer einschaltet, d. h., der konstanten Zeitdauer
nach dem der Energieversorgungsschalter 42 eingeschaltet worden
ist, startet der Schaltregler 12 und gibt die Spannung
negativer Polarität
von dem Ausgangsanschluss 52 davon ab. Demnach wird der
NPN Transistor 112 der Abnormalitätsbestimmungsschaltung 104 zwangsweise
abgeschaltet und hält
den ausgeschalteten Zustand bei. In diesem Fall ist das Tiefpassfilter 114 in
einen Nicht-Betriebszustand versetzt in Übereinstimmung mit dem Einschalten
der Steuerungs-Energieversorgung 14.
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In Übereinstimmung
mit einer oder mehreren Ausführungsformen
wird, wenn der Energieversorgungsschalter 42 eingeschaltet
wird, das Einschalten des Schaltreglers 12 für die konstante
Zeitdauer gestoppt, d. h., für
die konstante Zeitdauer nach dem Einschalten des Energieversorgungsschalters.
Während
dieser Zeitdauer führt
die Hilfsstromversorgungsschaltung 102 den Rückwärtsstrom
zu den LEDs 92, 94, 96, 98, 100 und
führt der
Vorwärtsstrom,
der kleiner ist als der Nennstrom, zu den Zener-Dioden ZD2, ZD3,
ZD4, ZD5, ZD6. Zudem wird während
dieser Zeitdauer die Summe der Vorwärtsspannungen der Zener-Dioden ZD2, ZD3,
ZD4, ZD5, ZD6 (einschließlich
der Vorwärtsspannungen
der LEDs 92, 94, 96, 98 bzw. 100,
die jeweils parallel zu den Zener-Dioden ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6
gekoppelt sind) erfasst und die Abnormalitätsbestimmungsschaltung 104 vergleicht
dieses Erfassungsergebnis mit dem Abnormalitätsbestimmungswert. Demnach ändert sich,
wenn ein Ableitungsfehler bei einer der LEDs 92, 94, 96, 98, 100 oder
eine der Zener-Dioden ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6 auftritt, die Vorwärtsspannung
Vf der LED oder der Zener-Diode, bei der der Ableitungsfehler auftritt,
in Übereinstimmung
mit der Kennlinie C, und so wird die Vorwärtsspannung der Gesamtheit
(der Summe) der Zener-Dioden ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6 (einschließlich der
Vorwärtsspannungen
der jeweils parallel zu den Zener-Dioden ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6
gekoppelten LEDs 92, 94, 96, 98 bzw. 100)
kleiner als der Abnormalitätsbestimmungswert.
Daher kann mit hoher Exaktheit erfasst werden, dass ob oder nicht
eine Abnormalität bedingt
durch die Änderung
der Vorwärtsspannung der
Halbleiterlichtquelle auftritt, eine Abnormalität bedingt durch die Reduzierung
der Vorwärtsspannung Vf
bei einer der LEDs 92, 94, 96, 98, 100 oder
einer der Zener-Diode ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6 der Halbleiterlichtquelle
beispielsweise auftritt.
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In
einer oder mehreren Ausführungsformen wird
die Vorwärtsspannung
der Gesamtheit (die Summe) der Zener-Dioden ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6
mit dem Abnormalitätsbestimmungswert
verglichen. Jedoch können
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung konfiguriert sein, so dass sie eine Vielzahl
von Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltungen
einschließen
zum Erfassen der Vorwärtsspannung
der Zener-Dioden ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6 (einschließlich der
Vorwärtsspannungen
der jeweils parallel zu den Zener-Dioden ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6
gekoppelten LEDs 92, 94, 96, 98, 100)
und eine Vielzahl von Komparatoren zum jeweiligen Vergleichen der
Vorwärtsspannungen
Vf, die durch die Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltungen
erfasst worden sind, mit einem Abnormalitätsbestimmungswert (einem Abnormalitätsbestimmungswert
in Entsprechung zu einer einzelnen Zener-Diode). Wenn eine solche
Konfiguration verwendet wird, kann mit hoher Exaktheit erfasst werden,
ob oder nicht eine Abnormalität
bedingt durch die Reduzierung der Vorwärtsspannung Vf der Zener-Dioden
ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6 oder der LEDs 92, 94, 96, 98, 100 auftritt.
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Während die
Erfindung in Bezug auf eine beschränkte Anzahl von Ausführungsformen
beschrieben worden ist, werden Fachleute, die die Kenntnisse dieser
Offenbarung haben, erkennen, dass andere Ausführungsformen umgesetzt werden
können,
die nicht von dem hier offenbarten Schutzbereich der Erfindung abweichen.
Demgemäss
sollte der Schutzbereich der Erfindung nur durch die beiliegenden
Patentansprüche
eingeschränkt
werden.
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- 10
- Beleuchtungs-Steuergerät für eine Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung
- 12
- Schaltregler
- 14
- Steuerungs-Energieversorgung
- 16
- Steuerschaltung
- 18
- Mikrocomputer
- 20,
22, 24, 26
- Vorwärtsspannungs-Erfassungsschaltungen
- 30
- Stromeinschränkungsdauer-Einstellschaltung
- 32,
34, 36, 38
- Mehrchip-LED
- 92,
94, 96, 98, 100
- LED
- 102
- Hilfsstromversorgungsschaltung
- 104
- Abnormalitäts-Erfassungsschaltung
- 106
- Energieversorgungs-Einschränkschaltung