DE102016207732A1 - lighting device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine oder mehrere Mehrfarb-LED-Einheiten (3) mit jeweils einstellbarem Farbort und einstellbarer Helligkeit. Jede Mehrfarb-LED-Einheit (3) ist ein einzelnes Halbleiterbauelement mit mehreren Einfarb-LEDs (301, 302, 303, 304) unterschiedlicher Farbe und einem Mikrocontroller (4), wobei die Einfarb-LEDs (301, 302, 303, 304) und der Mikrocontroller (4) von einem Gehäuse des Halbleiterbauelements umgeben sind. Der Mikrocontroller (4) ist dazu eingerichtet, jede Einfarb-LED (301, 302, 303, 304) einer jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit (3) durch Einstellen des Betriebsstroms der jeweiligen Einfarb-LED (301, 302, 303, 304) in einem Normalbetriebsmodus und einem Übersteuermodus zu betreiben, wobei im Normalbetriebsmodus der Betriebsstrom der jeweiligen Einfarb-LED (301, 302, 303, 304) durch den Mikrocontroller (4) höchstens auf einen vorgegebenen Maximalstrom (MS) eingestellt wird und wobei im Übersteuermodus der Betriebsstrom der jeweiligen Einfarb-LED (301, 302, 303, 304) durch den Mikrocontroller (4) höher als der vorgegebene Maximalstrom (MS) eingestellt wird. Im Mikrocontroller (4) ist für jede Einfarb-LED (301, 302, 303, 304) ein Abbruchkriterium (AK) hinterlegt, bei dessen Erfüllung ein Betrieb im Übersteuermodus beendet wird.The invention relates to a lighting device, in particular for a motor vehicle, comprising one or more multi-color LED units (3) each having an adjustable color location and adjustable brightness. Each multi-color LED unit (3) is a single semiconductor device having a plurality of single color LEDs (301, 302, 303, 304) of different colors and a microcontroller (4), the single color LEDs (301, 302, 303, 304). and the microcontroller (4) are surrounded by a housing of the semiconductor device. The microcontroller (4) is arranged to adjust each monochromatic LED (301, 302, 303, 304) of each multicolor LED unit (3) by adjusting the operating current of the respective monochromatic LED (301, 302, 303, 304). to operate in a normal operating mode and an override mode, wherein in the normal operating mode, the operating current of the respective single color LED (301, 302, 303, 304) by the microcontroller (4) is set at most to a predetermined maximum current (MS) and wherein in the override mode, the operating current the respective single color LED (301, 302, 303, 304) is set higher than the predetermined maximum current (MS) by the microcontroller (4). In the microcontroller (4) for each single-color LED (301, 302, 303, 304) a termination criterion (AK) is deposited, in the fulfillment of which operation in override mode is terminated.
Description
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. The invention relates to a lighting device, in particular for a motor vehicle.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, für Beleuchtungsvorrichtungen in Kraftfahrzeugen Mehrfarb-LED-Einheiten zu verwenden. Diese LED-Einheiten umfassen mehrere Einfarb-LEDs und werden in der Regel mit LED-Treibern angesteuert, um die Helligkeit und den Farbort (d.h. die Mischfarbe) zu variieren. Hierzu wird ein Modul mit einem Mikroprozessor verwendet, der zum einen eine Kommunikation mit einem Kraftfahrzeug-Datenbus übernimmt und zum anderen die LED-Einheiten treibt, üblicherweise über PWM-Ausgänge. Als Kraftfahrzeug-Datenbus kommt dabei häufig der sog. LIN-Bus (LIN = Local Interconnect Network) zum Einsatz. From the prior art it is known to use multi-color LED units for lighting devices in motor vehicles. These LED units comprise a plurality of single color LEDs and are typically driven by LED drivers to vary the brightness and color location (i.e., the mixed color). For this purpose, a module is used with a microprocessor, which on the one hand assumes communication with a motor vehicle data bus and on the other drives the LED units, usually via PWM outputs. As a motor vehicle data bus is often the so-called. LIN bus (LIN = Local Interconnect Network) is used.
Aus dem Stand der Technik sind ferner neuartige Mehrfarb-LED-Einheiten bekannt, die über eine integrierte Schaltung verfügen. Bei diesen LED-Einheiten sind die Einfarb-LEDs und die integrierte Schaltung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, wodurch eine hohe Packungsdichte erreicht werden kann. Die einzelnen LED-Einheiten werden über einen Datenstrom gesteuert. Also known in the art are novel multi-color LED units having an integrated circuit. In these LED units, the single-color LEDs and the integrated circuit are housed in a common housing, whereby a high packing density can be achieved. The individual LED units are controlled by a data stream.
Um Mehrfarb-LED-Einheiten vor zu hohen Betriebsströmen bzw. Betriebsspannungen zu schützen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Mehrfarb-LED-Einheiten nur mit bestimmten Maximalströmen bzw. Maximalspannungen zu betreiben. Demzufolge ist die Helligkeit von herkömmlichen Mehrfarb-LED-Einheiten aufgrund entsprechender Begrenzungen durch Maximalspannung bzw. Maximalstrom beschränkt. In order to protect multicolor LED units from excessive operating currents or operating voltages, it is known from the prior art to operate the multicolor LED units only with specific maximum currents or maximum voltages. As a result, the brightness of conventional multi-color LED units is limited due to respective limitations of maximum voltage and current.
In der Druckschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung aus zumindest einer Mehrfarb-LED-Einheit zu schaffen, welche im Betrieb mit großer Helligkeit abstrahlen kann. The object of the invention is to provide a lighting device of at least one multi-color LED unit, which can radiate in operation with high brightness.
Diese Aufgabe wird durch die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. This object is achieved by the lighting device according to claim 1. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ist vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wie z.B. einen PKW und gegebenenfalls auch einen LKW. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine oder mehrere Mehrfarb-LED-Einheiten mit jeweils einstellbarem Farbort und einstellbarer Helligkeit (d.h. Lichtintensität). Der Begriff des Farborts ist dem Fachmann hinlänglich bekannt und beschreibt die Mischfarbe, welche durch die jeweilige Mehrfarb-LED-Einheit erzeugt wird. Der Farbort kann beispielsweise als Ort in einem Farbdiagramm, insbesondere in einem Farbdiagramm des CIE-Normenvalenzsystems, angegeben werden. The lighting device according to the invention is preferably provided for a motor vehicle, such as e.g. a car and possibly also a truck. The lighting device comprises one or more multi-color LED units, each with adjustable color location and adjustable brightness (i.e., light intensity). The term color locus is well known to those skilled in the art and describes the blend color produced by the respective multi-color LED unit. The color locus may be indicated, for example, as a location in a color diagram, in particular in a color diagram of the CIE standard valency system.
In der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist jede Mehrfarb-LED-Einheit ein einzelnes Halbleiterbauelement mit mehreren und vorzugsweise mindestens drei Einfarb-LEDs unterschiedlicher Farbe. Das einzelne Halbleiterbauelement umfasst ferner einen Mikrocontroller. Die Einfarb-LEDs und der Mikrocontroller sind von einem Gehäuse des Halbleiterbauelements umgeben, d.h. sie sind in einem gemeinsamen Gehäuse des Halbleiterbauelements untergebracht. In der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist der Mikrocontroller dazu eingerichtet, jede Einfarb-LED einer jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit durch Einstellen des Betriebsstroms der jeweiligen Einfarb-LED in einem Normalbetriebsmodus und einem Übersteuermodus zu betreiben. Der Betriebsstrom wird z.B. über Pulsweitenmodulation eingestellt. In the lighting device according to the invention, each multi-color LED unit is a single semiconductor device having a plurality and preferably at least three single color LEDs of different colors. The single semiconductor device further comprises a microcontroller. The monochrome LEDs and the microcontroller are surrounded by a package of the semiconductor device, i. they are housed in a common housing of the semiconductor device. In the lighting device according to the present invention, the microcontroller is configured to operate each single color LED of a respective multi color LED unit by setting the operating current of the respective single color LED in a normal operation mode and an override mode. The operating current is e.g. adjusted via pulse width modulation.
Im Normalbetriebsmodus wird der Betriebsstrom der jeweiligen Einfarb-LED durch den Mikrocontroller höchstens auf einen vorgegebenen Maximalstrom eingestellt, wobei dieser Maximalstrom für die einzelnen Einfarb-LEDs gegebenenfalls unterschiedlich festgelegt sein kann. Vorzugsweise liegt dieser Maximalstrom im Milliamperebereich, insbesondere bei etwa 10 bis 15 mA. Hierdurch werden Beschädigungen der entsprechenden Einfarb-LED auch bei längeren Betriebsdauern vermieden. In the normal operating mode, the operating current of the respective single-color LED is set by the microcontroller at most to a predetermined maximum current, wherein this maximum current for the individual single-color LEDs may optionally be set differently. Preferably, this maximum current is in the milliampere range, in particular at about 10 to 15 mA. As a result, damage to the corresponding single-color LED are avoided even for longer periods of operation.
Demgegenüber wird bei Betrieb der jeweiligen Einfarb-LED im Übersteuermodus der Betriebsstrom der Einfarb-LED durch den Mikrocontroller höher als der vorgegebene Maximalstrom eingestellt. Dabei ist im Mikrocontroller für jede Einfarb-LED ein Abbruchkriterium hinterlegt, bei dessen Erfüllung ein Betrieb im Übersteuermodus beendet wird. Das Abbruchkriterium kann gegebenenfalls unterschiedlich für die einzelnen Einfarb-LEDs der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit festgelegt sein. In contrast, when operating the respective single color LED in the override mode, the operating current of the single color LED is set higher than the predetermined maximum current by the microcontroller. In this case, a termination criterion is stored in the microcontroller for each single color LED, in the fulfillment of which operation in the override mode is terminated. If necessary, the termination criterion may be set differently for the individual single-color LEDs of the respective multi-color LED unit.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung weist den Vorteil auf, dass mittels eines Mikrocontrollers, der in der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit integriert ist, zumindest temporär auch Betriebsströme über der Norm eingestellt werden können, so dass die entsprechende Mehrfarb-LED-Einheit heller als üblich leuchtet. Gleichzeitig wird eine Beschädigung der Mehrfarb-LED-Einheit über ein im Mikrocontroller hinterlegtes Abbruchkriterium vermieden. The lighting device according to the invention has the advantage that by means of a microcontroller, which is integrated in the respective multi-color LED unit, at least temporarily operating currents above the norm can be set, so that the corresponding multi-color LED unit lights brighter than usual. At the same time damage to the multi-color LED unit is avoided via a stored in the microcontroller termination criterion.
Je nach Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung können durch den Betrieb im Übersteuermodus unterschiedliche Lichteffekte, wie z.B. ein Blitzlicht, realisiert werden. Bei der Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug können durch den Betrieb im Übersteuermodus dem Fahrer Warnhinweise gegeben werden, falls die Beleuchtungsvorrichtung im Innenraum des Fahrzeugs vorgesehen ist. Ferner können durch die Beleuchtungsvorrichtung auch Warnungen an andere Verkehrsteilnehmer abgegeben werden, sofern die Beleuchtungsvorrichtung an der Außenseite des Kraftfahrzeugs angebracht ist. Depending on the configuration of the lighting device according to the invention, operation in the override mode can be different Light effects, such as a flash, be realized. When using the lighting device in a motor vehicle can be given by the operation in the override mode warnings to the driver, if the lighting device is provided in the interior of the vehicle. Furthermore, warnings can also be given to other road users by the lighting device if the lighting device is mounted on the outside of the motor vehicle.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass im Normalbetriebsmodus durch den Mikrocontroller über die Einstellung der Betriebsströme der jeweiligen Einfarb-LEDs ausschließlich solche Farborte und Helligkeiten der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit eingestellt werden können, dass die Abweichung des tatsächlichen Farborts und der tatsächlichen Helligkeit von dem eingestellten Farbort und der eingestellten Helligkeit innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Die Einhaltung dieses Toleranzbereichs kann bei einem Betrieb zumindest einer Einfarb-LED im Übersteuermodus nicht mehr garantiert werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass im Normalbetriebsmodus aller Einfarb-LEDs das Licht der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit dediziert bestimmte Farborte und Helligkeiten einnehmen kann und somit ein vorbestimmtes Farb- und Helligkeitsbild erzeugt werden kann. Dieses Kriterium wird bei Betrieb mit überhöhten Betriebsströmen im Übersteuermodus aufgebrochen, was jedoch unkritisch ist, da der Übersteuermodus nur bis zur Erfüllung eines geeigneten Abbruchkriteriums aktiviert bleibt. In a particularly preferred embodiment, the lighting device according to the invention is configured such that in the normal operating mode by the microcontroller on the setting of the operating currents of the respective single color LEDs only such color locations and brightnesses of the respective multi-color LED unit can be adjusted that the deviation of the actual color location and the actual brightness of the set color location and the adjusted brightness is within a predetermined tolerance range. Compliance with this tolerance range can no longer be guaranteed when operating at least one single-color LED in the override mode. This ensures that in the normal operating mode of all single-color LEDs, the light of the respective multi-color LED unit can dedicate certain color locations and brightnesses and thus a predetermined color and brightness image can be generated. This criterion is broken when operating with excessive operating currents in the override mode, but this is not critical, since the override mode remains activated only until the fulfillment of a suitable termination criterion.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Betriebsstrom einer jeweiligen Einfarb-LED im Übersteuermodus mindestens doppelt so hoch, vorzugsweise dreimal so hoch, wie der vorgegebene Maximalstrom. Hierdurch wird ein besonders helles Leuchten der entsprechenden Einfarb-LED erreicht. In a further, particularly preferred embodiment, the operating current of a respective single color LED in the override mode is at least twice as high, preferably three times as high as the predetermined maximum current. As a result, a particularly bright illumination of the corresponding single color LED is achieved.
In einer bevorzugten Variante ist auch für den Übersteuermodus ein vorgegebener Grenzstrom festgelegt, der durch den Betriebsstrom der jeweiligen Einfarb-LED nicht überschritten werden darf, da es sonst zu unmittelbarer Beschädigung bzw. zu einem Ausfall der Mehrfarb-LED-Einheit kommen kann. In a preferred variant, a predetermined limiting current is also set for the override mode, which must not be exceeded by the operating current of the respective single-color LED, as otherwise direct damage or failure of the multicolor LED unit may occur.
Je nach Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung kann das obige Abbruchkriterium unterschiedlich festgelegt sein. In einer Variante ist das Abbruchkriterium dann erfüllt, wenn die Zeitspanne seit Beginn eines Betriebs im Übersteuermodus länger als eine vorbestimmte Maximalzeitdauer ist, wobei die Maximalzeitdauer z.B. zwischen 10 und 20 Sekunden liegt. Hierbei macht man sich die Tatsache zunutze, dass ein kurzzeitiger Betrieb einer jeweiligen Einfarb-LED mit Überstrom in der Regel nicht zu deren Beschädigung führt. Depending on the embodiment of the lighting device according to the invention, the above termination criterion can be set differently. In a variant, the termination criterion is met if the time span since the start of an operation in the override mode is longer than a predetermined maximum time duration, the maximum time duration being e.g. between 10 and 20 seconds. Here, one makes use of the fact that a short-term operation of a particular single-color LED with overcurrent usually does not lead to their damage.
In einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist das Abbruchkriterium dann erfüllt, wenn die Betriebstemperatur einer jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit eine vorgegebene Maximaltemperatur überschreitet, wobei die Maximaltemperatur vorzugsweise zwischen 100°C und 130°C (z.B. 125°C) liegt. Hierdurch wird berücksichtigt, dass ein Betrieb der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit mit zu hohen Betriebstemperaturen zu deren Beschädigung führt. In a further variant of the illumination device according to the invention, the termination criterion is met when the operating temperature of a respective multi-color LED unit exceeds a predetermined maximum temperature, the maximum temperature preferably being between 100 ° C and 130 ° C (e.g., 125 ° C). This takes into account that an operation of the respective multi-color LED unit with excessive operating temperatures leads to their damage.
Gegebenenfalls können die obigen Bedingungen betreffend die Maximalzeitdauer und die Maximaltemperatur auch in einem Abbruchkriterium kombiniert werden. In diesem Fall ist das Abbruchkriterium dann erfüllt, wenn eine der folgenden zwei Bedingungen vorliegt, wobei im Abbruchkriterium beide Bedingungen enthalten sind:
- – die Zeitspanne seit Beginn eines Betriebs im Übersteuermodus ist länger als eine vorbestimmte Maximalzeitdauer;
- – die Betriebstemperatur der Mehrfarb-LED-Einheit überschreitet eine vorgegebene Maximaltemperatur.
- The period of time since the beginning of an operation in the override mode is longer than a predetermined maximum period of time;
- - The operating temperature of the multi-color LED unit exceeds a predetermined maximum temperature.
Mit anderen Worten ist das Abbruchkriterium immer dann erfüllt, wenn eine beliebige der beiden soeben genannten Bedingungen erfüllt ist. Mit dieser Ausführungsform wird ein sehr guter Schutz der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit vor Beschädigungen im Übersteuermodus erreicht. In other words, the abort criterion is always met if any of the two conditions just mentioned is met. With this embodiment, a very good protection of the respective multi-color LED unit from damage in override mode is achieved.
In einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung können die Zeitspanne des Betriebs im Übersteuermodus sowie die Betriebstemperatur über eine Funktion im Abbruchkriterium berücksichtigt werden. Dies kann mit einer geeigneten Kostenfunktion erreicht werden. Dabei ist das Abbruchkriterium dann erfüllt, wenn die Kosten gemäß der Kostenfunktion, welche von der Zeitspanne seit Start eines Betriebs im Übersteuermodus und der Betriebstemperatur einer jeweiliger Mehrfarb-LED-Einheit abhängt, eine Kostenschwelle überschreiten. Die Kosten gemäß der Kostenfunktion wachsen dabei mit zunehmender Zeitspanne seit Start eines Betriebs im Übersteuermodus und mit zunehmender Betriebstemperatur an. Die Zeitspanne und die Betriebstemperatur stellen in dieser Ausführungsform Eingangsgrößen eines Algorithmus dar, der unter Verwendung einer Kostenfunktion bestimmt, ob das Abbruchkriterium für die Eingangsgrößen erfüllt ist. In a further variant of the lighting device according to the invention, the time span of the operation in the override mode and the operating temperature can be taken into account via a function in the termination criterion. This can be achieved with a suitable cost function. In this case, the termination criterion is met if the cost according to the cost function, which depends on the time since the start of an operation in the override mode and the operating temperature of a respective multi-color LED unit, exceed a cost threshold. The cost according to the cost function grows with increasing time since the start of an operation in the override mode and with increasing operating temperature. The time span and the operating temperature in this embodiment represent input variables of an algorithm which determines, using a cost function, whether the abort criterion for the input variables is fulfilled.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist im Halbleiterbauelement zumindest eines Teils der Mehrfarb-LED-Einheiten ein Temperatursensor integriert, der dazu eingerichtet ist, die Betriebstemperatur der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit zu messen. Hierdurch kann die aktuelle Betriebstemperatur der Mehrfarb-LED-Einheit besonders exakt ermittelt werden und anschließend z.B. in einem entsprechenden Abbruchkriterium berücksichtigt werden. In a particularly preferred embodiment, in the semiconductor device at least a part of the multi-color LED units is a Temperature sensor integrated, which is adapted to measure the operating temperature of the respective multi-color LED unit. As a result, the current operating temperature of the multicolor LED unit can be determined particularly accurately and then taken into account, for example, in a corresponding termination criterion.
In einer weiteren Variante wird auf einen Temperatursensor zur Messung der aktuellen Betriebstemperatur verzichtet. Stattdessen ist der Mikrocontroller zumindest eines Teils der Mehrfarb-LED-Einheiten dazu eingerichtet, die Betriebstemperatur der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit basierend auf zumindest einem Teil der Betriebsspannungen und/oder Betriebsströme der Einfarb-LEDs der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit zu ermitteln. Dieser ermittelte Betriebsstrom kann dann wiederum in ein entsprechendes Abbruchkriterium einfließen. In a further variant, a temperature sensor for measuring the current operating temperature is dispensed with. Instead, the microcontroller of at least a portion of the multi-color LED units is configured to determine the operating temperature of the respective multi-color LED unit based on at least a portion of the operating voltages and / or operating currents of the single-color LEDs of the respective multi-color LED unit. This determined operating current can then in turn be incorporated into a corresponding termination criterion.
In einer weiteren bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist der Mikrocontroller zumindest eines Teils der Mehrfarb-LED-Einheiten derart ausgestaltet, dass er im Falle, dass die Betriebstemperatur einer jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit im Normalbetriebsmodus und/oder im Übersteuermodus eine vorgegebene Schwelle überschreitet, die Helligkeit der jeweiligen Mehrfarb-LED-Einheit verringert. Hierdurch wird verhindert, dass die Mehrfarb-LED-Einheit aufgrund zu hoher Temperaturen beschädigt wird. Vorzugsweise kann dabei ein Zusammenhang vorgegeben sein, gemäß dem die Helligkeit der Mehrfarb-LED-Einheit umso stärker vermindert wird, je mehr die vorgegebene Schwelle überschritten wird. Die vorgegebene Schwelle kann für den Normalbetriebsmodus und den Übersteuermodus gegebenenfalls unterschiedlich festgelegt sein. In a further preferred variant of the lighting device according to the invention, the microcontroller of at least a part of the multicolor LED units is configured such that it exceeds a predetermined threshold in the case where the operating temperature of a respective multicolor LED unit in the normal operating mode and / or in the override mode exceeds reduces the brightness of the respective multi-color LED unit. This will prevent the multi-color LED unit from being damaged due to excessive temperatures. In this case, a relationship can preferably be predetermined according to which the brightness of the multicolor LED unit is reduced the more, the more the predetermined threshold is exceeded. The predetermined threshold may optionally be set differently for the normal operating mode and the override mode.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung mehrere Mehrfarb-LED-Einheiten, welche an einen internen Datenbus (d.h. einen Datenbus innerhalb der Beleuchtungsvorrichtung) angeschlossen sind. Dieser interne Datenbus ist wiederum an ein Verarbeitungsmodul gekoppelt, wobei das Verarbeitungsmodul dazu eingerichtet ist, interne Steuerbefehle zur Einstellung der Helligkeit und des Farborts der einzelnen Mehrfarb-LED-Einheiten auf den internen Datenbus zu geben. Vorzugsweise ist das obige Verarbeitungsmodul dazu eingerichtet, externe Steuerbefehle von einem Kraftfahrzeug-Datenbus zu empfangen und in die obigen internen Steuerbefehle zu wandeln. In a particularly preferred embodiment, the lighting device according to the invention comprises a plurality of multi-color LED units connected to an internal data bus (i.e., a data bus within the lighting device). This internal data bus is in turn coupled to a processing module, the processing module being arranged to provide internal control commands for adjusting the brightness and color location of the individual multi-color LED units on the internal data bus. Preferably, the above processing module is arranged to receive external control commands from a motor vehicle data bus and to convert them to the above internal control commands.
In der soeben beschriebenen Ausführungsform wird eine einfache Ansteuerung der einzelnen Mehrfarb-LED-Einheiten über einen internen Datenbus erreicht. Der interne Datenbus kann z.B. ein SPI-Datenbus (SPI = Serial Protocol Interface) sein oder gegebenenfalls auch ein anderer Datenbus, wie z.B. ein differentieller Datenbus, der digitale Daten über eine Spannungsdifferenz zwischen zwei Leitungen codiert. Der obige Kraftfahrzeug-Datenbus kann beispielsweise ein LIN-Bus (LIN = Local Interconnect Network) oder auch ein CAN-Bus (CAN = Controller Area Network) sein. In the embodiment just described, a simple control of the individual multi-color LED units is achieved via an internal data bus. The internal data bus may e.g. an SPI (Serial Protocol Interface) data bus, or optionally another data bus, such as a data bus. a differential data bus that encodes digital data about a voltage difference between two lines. The above motor vehicle data bus may, for example, be a LIN bus (LIN = Local Interconnect Network) or else a CAN bus (CAN = Controller Area Network).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst zumindest ein Teil der Mehrfarb-LED-Einheiten eine oder mehrere RGB-LED-Einheiten und/oder RGBW-LED-Einheiten. Eine RGB-LED-Einheit umfasst in an sich bekannter Weise eine rote, grüne und blaue Einfarb-LED und eine RGBW-LED-Einheit umfasst zusätzlich zu einer roten, grünen und blauen LED auch eine Weißlicht-LED. In a further preferred embodiment, at least a part of the multicolor LED units comprises one or more RGB LED units and / or RGBW LED units. An RGB LED unit comprises, in a manner known per se, a red, green and blue single-color LED, and an RGBW LED unit also comprises a white-light LED in addition to a red, green and blue LED.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Beleuchtungsvorrichtung eine Innenraumbeleuchtung in einem Kraftfahrzeug oder gegebenenfalls auch eine Außenbeleuchtung an der Außenseite des Kraftfahrzeugs. Hierdurch können ansprechende Lichteffekte mit einem homogenen Erscheinungsbild generiert werden. In a particularly preferred embodiment, the lighting device is an interior lighting in a motor vehicle or possibly also an exterior lighting on the outside of the motor vehicle. As a result, attractive lighting effects can be generated with a homogeneous appearance.
Neben der oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen PKW oder gegebenenfalls auch einen LKW, das eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtungen bzw. von bevorzugten Varianten dieser Beleuchtungsvorrichtungen umfasst. In addition to the lighting device described above, the invention relates to a motor vehicle, in particular a car or possibly also a truck, which comprises one or more of the lighting devices according to the invention or of preferred variants of these lighting devices.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. An embodiment of the invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen: Show it:
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand einer Beleuchtungsvorrichtung beschrieben, welche in einem Kraftfahrzeug als Innenbeleuchtung verbaut ist und als Leuchtmittel eine Vielzahl von auf einem Band angeordneten Mehrfarb-LED-Einheiten
Die einzelnen LED-Einheiten
Die Signale auf dem internen Datenbus
Der interne Datenbus
In der Ausführungsform der
Der Aufbau einer einzelnen LED-Einheit
Die Werte der einzelnen Schieberegister werden dem Mikrocontroller
Neben den Kalibrierungsdaten sind in dem Speicher
Der Mikroprozessor
Der Mikroprozessor
Im Unterschied zum Normalbetriebsmodus wird im Übersteuermodus einer jeweiligen Einfarb-LED deren Betriebsstrom höher als der entsprechende Maximalstrom MS eingestellt. Je nach Ausgestaltung kann der Betriebsstrom z.B. doppelt so groß wie der Maximalstrom MS und gegebenenfalls auch höher eingestellt werden. Hierdurch kann der Betrieb der LED-Einheit mit besonders großer Helligkeit für spezielle Lichteffekte, wie z.B. nach Art eines Blitzlichts, erreicht werden. Durch das Abbruchkriterium AK wird dabei sichergestellt, dass auch bei einer solchen Stromüberhöhung keine Beschädigung der jeweiligen Einfarb-LED auftritt. In contrast to the normal operating mode, in the override mode of a respective single-color LED, its operating current is set higher than the corresponding maximum current MS. Depending on the configuration, the operating current may be e.g. twice as large as the maximum current MS and possibly also be set higher. Thereby, the operation of the LED unit with particularly high brightness for special lighting effects, such. in the manner of a flashlight. By the termination criterion AK is thereby ensured that no damage to the respective single color LED occurs even with such a current increase.
In der hier beschriebenen Ausführungsform ist das Abbruchkriterium AK basierend auf einer Maximalzeitdauer MD sowie einer Maximaltemperatur MT festgelegt. Das Abbruchkriterium AK ist dabei dann erfüllt, wenn die Zeitdauer nach Beginn des Übersteuermodus in einer jeweiligen LED-Einheit länger als die Maximalzeitdauer MD ist, wobei diese Maximalzeitdauer gegebenenfalls auch individuell für die einzelnen Einfarb-LEDs festgelegt sein kann. Das Abbruchkriterium ist ferner auch dann erfüllt, wenn die Betriebstemperatur der LED-Einheit, die über den Temperatursensor TS gemessen wird, höher als die Maximaltemperatur MT ist, wobei diese Maximaltemperatur gegebenenfalls auch wieder spezifisch für die einzelnen Einfarb-LEDs festgelegt sein kann. Mittels eines solchen Abbruchkriteriums wird ein effizienter Schutz der Einfarb-LEDs im Übersteuermodus durch Begrenzung der Zeitdauer dieses Modus bzw. der dabei auftretenden Betriebstemperaturen erreicht. In the embodiment described here, the termination criterion AK is determined based on a maximum time MD and a maximum temperature MT. The abort criterion AK is then fulfilled if the time duration after the beginning of the override mode in a respective LED unit is longer than the maximum time MD, this maximum period of time may also be set individually for the individual single color LEDs. The termination criterion is also satisfied when the operating temperature of the LED unit, which is measured via the temperature sensor TS, is higher than the maximum temperature MT, this maximum temperature may optionally be set specifically for the individual single-color LEDs again. By means of such a termination criterion, an efficient protection of the single-color LEDs in the override mode is achieved by limiting the time duration of this mode or the operating temperatures occurring thereby.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der soeben beschriebenen Ausführungsform kann im Mikroprozessor
Die Betriebsströme für die einzelnen LEDs
In der soeben beschriebenen Ausführungsform wurde der aktuelle Temperaturwert durch einen Temperatursensor TS auf dem Halbleiterbauelement der LED-Einheit
Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird der Betrieb einer Mehrfarb-LED-Einheit mit deutlich größerer Helligkeit in einem Übersteuermodus ermöglicht, um hierdurch spezielle Lichteffekte zu generieren, wie z.B. ein Blitzlicht, eine Warnung für Fahrzeuginsassen oder andere Verkehrsteilnehmer und dergleichen. Gleichzeitig wird jedoch auch eine Beschädigung der Mehrfarb-LED-Einheit in diesem Übersteuermodus vermieden, was durch ein geeignetes Abbruchkriterium erreicht wird, das insbesondere von der Betriebsdauer in einem begonnenen Übersteuermodus und/oder von der Betriebstemperatur in diesem Modus abhängt. The embodiments of the invention described above have a number of advantages. In particular, the operation of a multi-color LED unit with significantly greater brightness is enabled in an override mode to thereby generate special lighting effects, such as e.g. a flashlight, a warning to vehicle occupants or other road users and the like. At the same time, however, damage to the multi-color LED unit is avoided in this override mode, which is achieved by a suitable termination criterion, which depends in particular on the operating time in a started override mode and / or the operating temperature in this mode.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Verarbeitungsmodul processing module
- 101 101
- LIN-Transceiver LIN Transceivers
- 102 102
- Mikroprozessor microprocessor
- 2 2
- interner Datenbus internal data bus
- 3 3
- Mehrfarb-LED-Einheiten Multi-color LED units
- 301, 302, 303, 304 301, 302, 303, 304
- Einfarb-LEDs Single-color LEDs
- 4 4
- Mikrocontroller microcontroller
- 401 401
- Mikroprozessor microprocessor
- 402 402
- EEPROM EEPROM
- 5 5
- Spannungsversorgung power supply
- 6 6
- Kraftfahrzeug-Datenbus Motor vehicle data bus
- CL CL
- Leitung für Taktsignal Line for clock signal
- DL DL
- Datenleitung data line
- L1, L2 L1, L2
- Stromleitungen power lines
- COM COM
- Kommunikationsschnittstelle Communication Interface
- SR0, SR1, SR2, SR3, SR4 SR0, SR1, SR2, SR3, SR4
- Schieberegister shift register
- MS MS
- Maximalstrom maximum current
- AK AK
- Abbruchkriterium termination criterion
- MD MD
- Maximalzeitdauer Maximum duration
- MT MT
- Maximaltemperatur maximum temperature
- TS TS
- Temperatursensor temperature sensor
- G1, G2, G3, G4 G1, G2, G3, G4
- PWM-Generatoren PWM generators
- OS OS
- Oszillator oscillator
- RE RE
- Spannungsregler voltage regulators
- VDD, VSS VDD, VSS
- Spannungen tensions
- CO CO
- Stromausgang current output
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 9107258 B1 [0005] US 9107258 B1 [0005]
- US 2015/0002023 A1 [0048] US 2015/0002023 A1 [0048]
Claims (15)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016207732.5A DE102016207732A1 (en) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | lighting device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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---|---|
DE102016207732A1 true DE102016207732A1 (en) | 2017-11-09 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US20150002023A1 (en) | 2013-06-28 | 2015-01-01 | Bridgelux, Inc. | Using An LED Die To Measure Temperature Inside Silicone That Encapsulates An LED Array |
US9107258B1 (en) | 2010-07-07 | 2015-08-11 | MIKPOWER, Inc. | LED controller |
-
2016
- 2016-05-04 DE DE102016207732.5A patent/DE102016207732A1/en active Pending
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