DE102017123124A1 - Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zur Fehlerdetektion bei einer Lichteinheit, Computerprogrammprodukt und computerlesbares Medium - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Lichtquelle (2), mindestens einen in Lichtausbreitungsrichtung (5) nach der Lichtquelle (2) angeordneten Flüssigkristallbildschirm (8) mit mindestens einem dieser Lichtquelle (2) zugeordneten Lichtdurchlassbereich und eine Lichtsteuerung zur Ansteuerung der Lichtquelle (2) und des Flüssigkristallbildschirms (8), wobei eine Senkrechte S auf eine Ebene E des Lichtdurchlassbereichs des Flüssigkristallbildschirms (8) mit einer Lichtauftreffachse L eines von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts auf den Flüssigkristallbildschirm (8) einen Winkel Φ ungleich 0° einschließt.Um eine verbesserte Lichteinheit und ein verbessertes Verfahren zur Fehlerdetektion bei dieser Lichteinheit anzugeben, wird vorgeschlagen, dass der Winkel Φ zwischen der Senkrechten S auf die Ebene E des Lichtdurchlassbereichs und der Lichtauftreffachse L des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts einen Wert aus dem Wertebereich gleich oder größer 20° und kleiner oder gleich 70° aufweist.Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Medium.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Fehlerdetektion bei einer Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9, ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Medium.
  • Derartige Lichteinheiten für Kraftfahrzeuge, Verfahren zur Fehlerdetektion bei Lichteinheiten für Kraftfahrzeuge, Computerprogrammprodukte und computerlesbare Medien sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsvarianten bereits bekannt.
  • Beispielsweise ist eine Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug bekannt, die mindestens eine Lichtquelle, einen in Lichtausbreitungsrichtung vor der Lichtquelle angeordneten Flüssigkristallbildschirm mit mindestens einem dieser Lichtquelle zugeordneten Lichtdurchlassbereich und eine Lichtsteuerung zur Ansteuerung der Lichtquelle und des Flüssigkristallbildschirms umfasst. Flüssigkristallbildschirme werden auch als Liquid Crystal Displays bezeichnet, da ein Hauptanwendungsgebiet von Flüssigkristallbildschirmen die Anzeige von Daten oder dergleichen ist.
  • Auf dem Anwendungsgebiet der Anzeige von Daten gibt es beispielsweise eine aus der US 5,831,693 A bekannte technische Lösung, bei der in einem eine Anzeige umgebenden Rahmen Lichtsensoren angeordnet sind. Mittels der Lichtsensoren soll die Helligkeit, also die Hintergrundbeleuchtung, der als Flüssigkristallbildschirm ausgebildeten Anzeige in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit gesteuert werden.
  • Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lichteinheit und ein verbessertes Verfahren zur Fehlerdetektion bei dieser Lichteinheit anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Fehlerdetektion bei einer Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 16 und ein computerlesbares Medium mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass mittels der erfindungsgemäßen Schrägstellung der Ebene des mindestens einen Lichtdurchlassbereichs des Flüssigkristallbildschirms relativ zu der Lichtauftreffachse des von der Lichtquelle emittierten Lichts die Temperaturbelastung des Flüssigkristallbildschirms reduziert ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Schrägstellung verteilt sich die von der mindestens einen Lichtquelle emittierte Wärme auf eine größere Fläche. Somit ist eine längere Standzeit, also eine längere Lebenszeit des Flüssigkristallbildschirms, und/oder eine höhere Lichteffizienz, also eine höhere Lichtausbeute der Lichteinheit, ermöglicht. Auch ist der konstruktive und energetische Aufwand für die aktive und/oder passive Kühlung des Flüssigkristallbildschirms reduziert.
  • Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Schrägstellung der Ebene des mindestens einen Lichtdurchlassbereichs des Flüssigkristallbildschirms relativ zu der Lichtauftreffachse des von der Lichtquelle emittierten Lichts in einem Einschaltzustand der Lichtquelle eine Umlenkung zumindest eines Teils des von der Lichtquelle emittierten Lichts mittels des Flüssigkristallbildschirms beispielsweise in Richtung mindestens eines lichtsensitiven Elements der Lichteinheit. Hierdurch ist eine kompakte und auf eine Vielzahl von Anwendungsfällen abstimmbare Anordnung des mindestens einen lichtsensitiven Elements der Lichteinheit ohne zusätzliche Bauteile zur Umlenkung des emittierten Lichts ermöglicht.
  • Grundsätzlich ist der Wert für den Winkel Φ je nach Anwendungsfall in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Zweckmäßigerweise sieht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lichteinheit vor, dass der Winkel Φ zwischen der Senkrechten auf die Ebene des Lichtdurchlassbereichs und der Lichtauftreffachse des von der Lichtquelle emittierten Lichts einen Wert aus dem Wertebereich gleich oder größer 30° und kleiner oder gleich 60° aufweist.
  • Der Flüssigkristallbildschirm ist nach Art, Funktion, Material, Dimensionierung und Anordnung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lichteinheit sieht vor, dass der Flüssigkristallbildschirm als ein im Wesentlichen ebenes Bauteil ausgebildet ist. Hierdurch ist für jeden der mindestens einen Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms ein einheitlicher Wert für den Winkel Φ ermöglicht. Darüber hinaus ist ein derartig ausgebildeter Flüssigkristallbildschirm auf einfache Weise herstellbar und konstruktiv einfach in eine Lichteinheit integrierbar.
  • Im Unterschied zu der vorgenannten Weiterbildung sieht eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lichteinheit vor, dass der Flüssigkristallbildschirm als ein im Wesentlichen gekrümmtes Bauteil ausgebildet ist. Auf diese Weise ist beispielsweise eine komplexe Formgebung der erfindungsgemäßen Lichteinheit leichter realisierbar.
  • Bei einer Mehrzahl von Flüssigkristallbildschirmen in einer erfindungsgemäßen Lichteinheit ist es auch denkbar, dass mindestens einer der Flüssigkristallbildschirme als ein im Wesentlichen ebenes Bauteil und mindestens ein anderer der Flüssigkristallbildschirme als ein im Wesentlichen gekrümmtes Bauteil ausgebildet sind.
  • Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lichteinheit sieht vor, dass der Winkel Φ in Abhängigkeit von dem Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm ausgebildet ist. Hierdurch ist eine sehr flexible Anpassung des Wertes für den Winkel Φ, beispielsweise auf Teilbereiche des Flüssigkristallbildschirms mit voneinander verschiedenen Funktionen, ermöglicht.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichteinheit sieht vor, dass der Winkel Φ in Abhängigkeit von einer Auflösung des Flüssigkristallbildschirms an dem jeweiligen Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der Wert für den Winkel Φ auf den jeweiligen Gard der Auflösung des Flüssigkristallbildschirms angepasst werden.
  • Entsprechend sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichteinheit vor, dass der Winkel Φ an einem ersten Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm mit einer ersten Auflösung des Flüssigkristallbildschirms im Vergleich zu einem zweiten Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm mit einer relativ zu dem ersten Ort höheren zweiten Auflösung des Flüssigkristallbildschirms größer ist.
  • Eine andere besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lichteinheit sieht vor, dass die Lichteinheit mindestens ein lichtsensitives Element zur Fehlerdetektion bei der mindestens einen Lichtquelle aufweist und in Abhängigkeit eines zu der Lichtquelle in einem Einschaltzustand der Lichtquelle korrespondierenden Eingangssignals der Lichtsteuerung von dem lichtsensitiven Element mittels der Lichtsteuerung ein Fehler der Lichtquelle detektierbar ist, wobei der Flüssigkristallbildschirm als ein Reflektor für zumindest einen Teil des von der Lichtquelle emittierten Lichts in Richtung des lichtsensitiven Elements ausgebildet ist. Auf diese Weise ist der konstruktive Aufbau der Lichteinheit mit einem lichtsensitiven Element zur Fehlerdetektion bei der mindestens einen Lichtquelle vereinfacht und damit der Platzbedarf für die Lichteinheit reduziert.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Lichteinheit zur Fehlerdetektion in einen Fehlerdetektionsbetrieb geschaltet wird und in dem Fehlerdetektionsbetrieb die mindestens eine Lichtquelle mittels der Lichtsteuerung angesteuert, insbesondere eingeschaltet, wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, regelmäßig einen Referenzlauf mit der Lichteinheit in dem Fehlerdetektionsbetrieb vorzusehen. Dieser Referenzlauf könnte beispielsweise bei jedem Starten des Kraftfahrzeugs oder bei jedem Einschalten der Lichteinheit des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, dass bei einer Mehrzahl von Lichtquellen in dem Fehlerdetektionsbetrieb der Lichteinheit die einzelnen Lichtquellen mittels der Lichtsteuerung sequentiell angesteuert, insbesondere sequentiell eingeschaltet, werden. Auf diese Weise ist es beispielsweise ermöglicht, dass zu jedem Zeitpunkt jeweils nur eine einzige Lichtquelle eingeschaltet ist. Entsprechend ist die Qualität der Fehlerdetektion verbessert.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer der beiden letztgenannten Ausführungsformen sieht vor, dass in dem Fehlerdetektionsbetrieb der Lichteinheit die mindestens eine Lichtquelle mittels der Lichtsteuerung dann angesteuert wird, wenn der dieser Lichtquelle zugeordnete Lichtdurchlassbereich des Flüssigkristallbildschirms mittels der Lichtsteuerung für Lichtdurchlass gesperrt ist. Hierdurch ist der Fehlerdetektionsbetrieb von einem Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs und von anderen Verkehrsteilnehmern nicht wahrnehmbar. Eine Störung oder eine sonstige ungewünschte Beeinflussung des Fahrzeugführers und anderer Verkehrsteilnehmer durch den Fehlerdetektionsbetrieb der Lichteinheit ist dadurch wirksam verhindert.
  • Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass in Abhängigkeit der Detektion des Fehlers mittels der Lichtsteuerung mindestens eine Fehleraktion ausgelöst wird.
  • Beispielsweise sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform vor, dass die mindestens eine Fehleraktion als eine akustische und/oder visuelle Fehlermeldung ausgebildet ist und/oder die mindestens eine Lichtquelle mittels der Lichtsteuerung in einem Fehlerbetrieb angesteuert wird, wobei sich der Fehlerbetrieb von einem Normalbetrieb der Lichtquelle unterscheidet. Eine akustische und/oder visuelle Fehlermeldung ist schaltungstechnisch besonders einfach umzusetzen und damit mit geringen Kosten realisierbar. Der Fahrzeugführer wird auf den Fehler aufmerksam und kann den Fehler beheben lassen. Eine Ansteuerung der mindestens einen Lichtquelle mittels der Lichtsteuerung in einem Fehlerbetrieb, wobei sich der Fehlerbetrieb von einem Normalbetrieb der Lichtquelle unterscheidet, ist alternativ oder zusätzlich dazu eine Möglichkeit, den Betrieb der Lichteinheit trotz des Fehlers weiter zu gewährleisten. Beispielsweise ist es bei einer Lichteinheit mit einer Mehrzahl von Lichtquellen möglich, dass nicht nur die fehlerhafte Lichtquelle in einem Fehlerbetrieb angesteuert wird, sondern auch andere, nicht fehlerhafte Lichtquellen der Lichteinheit in einem Fehlerbetrieb angesteuert werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass lediglich die nicht fehlerhaften Lichtquellen der Lichteinheit in einem Fehlerbetrieb angesteuert werden.
  • Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform, bezogen auf die Ansteuerung der mindestens einen Lichtquelle mittels der Lichtsteuerung in einem Fehlerbetrieb, wobei sich der Fehlerbetrieb von einem Normalbetrieb der Lichtquelle unterscheidet, sieht vor, dass der Fehlerbetrieb derart ausgebildet ist, dass ungewünschte Auswirkungen des detektierten Fehlers zumindest teilweise ausgeglichen werden. Hierdurch ist eine möglichst geringe Beeinflussung des Fahrzeugführers des Kraftfahrzeugs und anderer Verkehrsteilnehmer durch den Fehler erreicht.
  • Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug in einer teilweisen Seitenansicht und
    • 2 ein Diagramm, dass die Abhängigkeit der hinsichtlich der Temperaturbelastung wirksamen Fläche des Flüssigkristallbildschirms von der Schrägstellung des Flüssigkristallbildschirms zeigt.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug teilweise dargestellt. Die Lichteinheit ist als eine Lichteinheit für einen Hauptscheinwerfer des Kraftfahrzeugs ausgebildet und weist eine Mehrzahl von als LED's ausgebildeten Lichtquellen 2 auf. Die LED's 2 sind in einer LED-Matrix 4 angeordnet und weisen jeweils ein nicht dargestelltes lichtemittierendes Element und eine als Vorsatzlinse ausgebildete, ebenfalls nicht dargestellte, Primäroptik 2.2 auf. In Lichtausbreitungsrichtung 5 nach der LED-Matrix 4 mit den LED's 2 ist ein Strahlteiler 6, ein Spiegel 7, ein Flüssigkristallbildschirm 8, zwei Analysatoren 10 und eine als Linse ausgebildete Sekundäroptik 12 angeordnet.
  • Der Flüssigkristallbildschirm 8 verläuft senkrecht zu der Blattebene von 1 und weist eine Mehrzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten, nicht dargestellten Lichtdurchlassbereichen auf. Jeder der Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms 8 ist auf dem Fachmann bekannte Weise einzeln ansteuerbar, nämlich entweder für den Lichtdurchlass offen oder für den Lichtdurchlass gesperrt. Die Anzahl der Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms 8 ist größer als die Anzahl der LED's 2 der LED-Matrix 4, so dass mittels des Flüssigkristallbildschirms 8 im Vergleich zu der LED-Matrix 4 eine höhere Auflösung, beispielsweise für einen Hauptscheinwerfer des Kraftfahrzeugs, ermöglicht ist.
  • Ferner weist die Lichteinheit noch eine Lichtsteuerung zur Ansteuerung der LED's 2 und des Flüssigkristallbildschirms 8 auf. Jede der LED's 2 der LED-Matrix 4 ist einzeln ansteuerbar und einzeln dimmbar. Der Flüssigkristallbildschirm 8 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein im Wesentlichen ebenes Bauteil ausgebildet, wobei eine Senkrechte S auf eine gemeinsame Ebene E der Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms 8 mit einer Lichtauftreffachse L eines von den LED's 2 emittierten Lichts auf den Flüssigkristallbildschirm 8 einen Winkel Φ von 45° einschließt. Aufgrund der vereinfachten Darstellung in 1 verläuft die Ebene E der Lichtdurchlassbereiche im Wesentlichen identisch zu dem Flüssigkristallbildschirm 8. Der Winkel Φ beträgt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für jeden Lichtdurchlassbereich des Flüssigkristallbildschirms 8 45°.
  • Siehe hierzu auch 2, in der ein Diagramm dargestellt ist, dass die Abhängigkeit der hinsichtlich der Temperaturbelastung wirksamen Fläche des Flüssigkristallbildschirms von der Schrägstellung des Flüssigkristallbildschirms und damit von dem Winkel Φ zeigt. Auf der horizontalen Achse des Diagramms sind die Werte für den Winkel Φ aufgetragen, wobei der Flüssigkristallbildschirm 8 und damit die Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms 8 bei dem Winkel Φ = 0° senkrecht zu der Lichtausbreitungsrichtung 5 aus 1 angeordnet wären. Da die vertikale Achse des Diagramms auf die Fläche des Flüssigkristallbildschirms 8 und damit der Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms 8 bei dem Winkel Φ = 0° normiert ist, ergibt sich bei dem Winkel Φ = 0° hinsichtlich der Temperaturbelastung des Flüssigkristallbildschirms 8 eine wirksame Fläche von 1,0. Wie aus 2 ersichtlich ist, kann der Flüssigkristallbildschirm 8 und damit die Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms 8 in der Bildebene von 1 relativ zu der Lichtauftreffachse L sowohl im Uhrzeigersinn wie auch im Gegenuhrzeigersinn gedreht sein. Dies ist in 2 mit den Vorzeichen +/- symbolisiert. In beiden Fällen ergibt sich die gleiche Wirkung hinsichtlich der für die Temperaturbelastung wirksamen Fläche des Flüssigkristallbildschirms 8.
  • Die Bedingungen bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in 2 durch Pfeile 18 verdeutlicht. Wie aus 2 hervorgeht, ist mit dem Winkel Φ = 45°, also mit der 45°-Schrägstellung des Flüssigkristallbildschirms 8 relativ zu einer senkrechten Ebene zu der Lichtausbreitungsrichtung 5, eine Vergrößerung der in Bezug auf die Temperaturbelastung des Flüssigkristallbildschirms 8 durch die eingeschalteten LED's 2 wirksamen Fläche des Flüssigkristallbildschirms 8 auf das 1,41-fache, also etwa das 1,5-fache, der wirksamen Fläche des Flüssigkristallbildschirms 8 für einen Winkel Φ = 0°, also mit einer 0°-Schrägstellung des Flüssigkristallbildschirms 8 relativ zu einer senkrechten Ebene zu der Lichtausbreitungsrichtung 5, bewirkt.
  • Das Kraftfahrzeug, der Hauptscheinwerfer und die Lichtsteuerung sind nicht dargestellt.
  • Mittels des Strahlteilers 6 wird bei eingeschalteter Lichteinheit ein Teil des von den LED's 2 emittierten Lichts in Richtung des Spiegels 7 durchgelassen und ein anderer Teil des von den LED's 2 emittierten Lichts in Lichtausbreitungsrichtung 5 umgelenkt. Der letztgenannte Teil des Lichts durchläuft einen Lichtweg 14. Der Teil des Lichts, der zunächst in Richtung des Spiegels 7 durchgelassen worden ist, wird mittels des Spiegels 7 ebenfalls in Lichtausbreitungsrichtung 5 umgelenkt. Dieser Teil des Lichts durchläuft einen Lichtweg 16. Beide Lichtwege 14, 16 sind in der 1 durch eine lichtundurchlässige Wand 15 voneinander getrennt. In jedem der Lichtwege 14, 16 sind als Halbleiter-Photodioden, nachfolgend als Photodioden abgekürzt, ausgebildete lichtsensitive Elemente 17 angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeder LED 2 der LED-Matrix 4 eine Photodiode 17 zugeordnet.
  • Im Nachfolgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel anhand der 1 und 2 näher erläutert.
  • Die Lichteinheit des Kraftfahrzeugs wird, beispielsweise zur Erzeugung einer Lichtverteilung auf einer von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrbahn, auf dem Fachmann bekannte Weise eingeschaltet. Die Lichtsteuerung steuert die LED-Matrix 4 mit den LED's 2 und den Flüssigkristallbildschirm 8 derart an, dass die gewünschte Lichtverteilung, beispielsweise ein Abblendlicht, erzeugt wird. Hierfür werden die Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms 8 in vorher festgelegter und in einem nicht dargestellten Speicher der Lichtsteuerung abgespeicherten Art auf dem Fachmann bekannte Weise angesteuert. Ein Teil der Lichtdurchlassbereiche ist für den Lichtdurchlass gesperrt, ein anderer Teil der Lichtdurchlassbereiche ist für den Lichtdurchlass offen. Die Lichteinheit befindet sich in einem Normalbetrieb.
  • Das von den LED's 2 emittierte und mittels des Strahlteilers 6 in den Lichtweg 14 eingespeiste Licht wird mittels des Flüssigkristallbildschirms 8 teilweise in Richtung der in dem Lichtweg 14 angeordneten Photodioden 17 reflektiert, also umgelenkt. Analoges gilt für das von den LED's 2 emittierte und mittels des Strahlteilers 6 und des Spiegels 7 in den Lichtweg 16 eingespeiste Licht, das mittels des Flüssigkristallbildschirms 8 teilweise in Richtung der in dem Lichtweg 16 angeordneten Photodioden 17 reflektiert wird.
  • Aufgrund der Tatsache, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeder LED 2 der LED-Matrix 4 eine Photodiode 17 zugeordnet ist, ist es möglich, die Fehlerdetektion kontinuierlich während des Normalbetriebs durchzuführen. Bei jeweils eingeschalter LED 2 kann mittels der dieser LED 2 zugeordneten Photodiode 17 des Flüssigkristallbildschirms 8 und der Lichtsteuerung, mit der die LED 2 und die Photodiode 17 signalübertragend verbunden sind, detektiert werden, ob diese LED 2 ordnungsgemäß funktioniert oder fehlerhaft ist. In der gewählten Lichtverteilung, beispielsweise das oben genannte Abblendlicht, wird jede eingeschaltete LED 2 mit einem vorher festgelegten Betriebsstrom bestromt. Dabei kann es sein, dass ein Teil der eingeschalteten LED's 2 der LED-Matrix 4 mit deren maximalen Betriebsstrom bestromt werden, andere der eingeschalteten LED's 2 jedoch lediglich mit einem Bruchteil von deren maximalen Betriebsstrom. Andere LED's der LED-Matrix 4 werden in Abhängigkeit der ausgewählten Lichtverteilung beispielsweise gar nicht bestromt.
  • In Abhängigkeit der Bestromung jeder der eingeschalteten LED's 2 ist mittels der dieser LED 2 zugeordneten Photodiode 17 und der Lichtsteuerung detektierbar, ob ein von dieser Photodiode 17 an die Lichtsteuerung übertragenes Ausgangssignal, entspricht einem Eingangssignal der Lichtsteuerung von dieser Photodiode 17, mit der Bestromung dieser LED 2 korreliert. Ist dies der Fall, dann funktioniert diese LED 2 der LED-Matrix 4 ordnungsgemäß. Ist dies nicht der Fall, dann ist diese LED 2 fehlerhaft. Auf diese Weise lassen sich in dem Normalbetrieb der Lichteinheit des Kraftfahrzeugs die jeweils eingeschalteten LED's 2 der LED-Matrix 4 auf deren ordnungsgemäße Funktion hin überprüfen. Bei einer Mehrzahl von auswählbaren Lichtverteilungen, wie beispielsweise Abblendlicht und Fernlicht, ist es möglich, auf diese Weise im Normalbetrieb der Lichteinheit alle LED's 2 der LED-Matrix 4 auf deren ordnungsgemäße Funktion hin zu überprüfen.
  • Anstelle der kontinuierlichen Fehlerdetektion, also der kontinuierlichen Diagnose der LED's 2 der LED-Matrix 4, ist auch eine sequentielle Fehlerdetektion, also eine Diagnose der LED's 2 der LED-Matrix 4 in einer vorher festgelegten und in dem Speicher abgespeicherten Reihenfolge möglich. Beispielsweise ist dies sinnvoll, wenn nicht jeder LED 2 eine Photodiode 17 des Flüssigkristallbildschirms 8 zugeordnet werden kann, sondern eine Photodiode 17 für eine Mehrzahl von LED's 2 der LED-Matrix 4 zur Fehlerdetektion verwendet wird.
  • Eine derartige sequentielle Fehlerdetektion kann beispielsweise während eines von dem Normalbetrieb der Lichteinheit abweichenden Fehlerdetektionsbetrieb der Lichteinheit durchgeführt werden. Hierfür wird die Lichteinheit, beispielsweise während eines Referenzlaufs bei dem Start des Kraftfahrzeugs, in den vorgenannten Fehlerdetektionsbetrieb geschaltet, in dem die LED's der LED-Matrix mittels der Lichtsteuerung sequentiell, also zeitlich nacheinander, für jeweils eine kurze Zeitspanne eingeschaltet werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass während des Referenzlaufs alle Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms für Lichtdurchlass gesperrt sind.
  • Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, dass bei der oben erläuterten kontinuierlichen Fehlerdetektion eine Fehlerdetektion auch oder nur für die LED's der LED-Matrix durchgeführt wird, die den für den Lichtdurchlass gesperrten Lichtdurchlassbereichen des Flüssigkristallbildschirms zugeordnet sind. Entsprechend lassen sich dann auch die im Normalbetrieb der Lichteinheit bei einer ausgewählten Lichtverteilung nicht eingeschalteten LED's der LED-Matrix zum Zwecke der Fehlerdetektion in einem Fehlerdetektionsbetrieb der Lichteinheit einschalten. Aufgrund der gesperrten Lichtdurchlassbereiche ist die Fehlerdetektion dieser LED's der LED-Matrix sowohl für den Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs wie auch für andere Verkehrsteilnehmer in gewünschter Weise nicht wahrnehmbar.
  • Ist auf eine der oben genannten Arten eine fehlerhafte LED 2 der LED-Matrix 4 mittels der dieser LED 2 zugeordneten Photodiode 17 und der Lichtsteuerung detektiert worden, so löst die Lichtsteuerung auf dem Fachmann bekannte Weise eine akustische und visuelle Fehlermeldung in einer nicht dargestellten Fahrzeugkabine des Kraftfahrzeugs aus. Zusätzlich wird die fehlerhafte LED 2 sowie die zu der fehlerhaften LED 2 direkt benachbarten LED's 2 der LED-Matrix 4 mittels der Lichtsteuerung derart angesteuert, dass ungewünschte Auswirkungen des detektierten Fehlers, beispielsweise der Totalausfall der fehlerhaften LED 2, zumindest teilweise ausgeglichen werden. So kann vorgesehen sein, dass die fehlerhafte LED 2 nicht weiter bestromt wird und die zu der fehlerhaften LED 2 direkt benachbarten LED's 2 mit einem höheren Betriebsstrom bestromt werden, um auf diese Weise den Ausfall der fehlerhaften LED 2 zumindest teilweise zu kompensieren.
  • Ferner ist ein auf einem computerlesbaren Medium abgespeichertes Computerprogrammprodukt vorgesehen, dass Befehle umfasst, die bewirken, dass die erfindungsgemäße Lichteinheit das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausführt.
  • Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise sind auch andere dem Fachmann bekannte und geeignete Lichtquellen verwendbar. Auch eine Kombination von nach Art und Funktion voneinander verschiedenen Lichtquellen ist denkbar. Gleiches gilt für das mindestens eine lichtsensitive Element.
  • Darüber hinaus ist auch eine Kombination der oben erläuterten Verfahren zur Fehlerdetektion erfindungsgemäß. Anstelle die mindestens eine Lichtquelle zum Zwecke der Fehlerdetektion mittels der Lichtsteuerung einzuschalten, ist es auch denkbar, dass die mindestens eine Lichtquelle jeweils in einer vorher festgelegten und in dem Speicher der Lichtsteuerung abgespeicherten Reihenfolge eingeschaltet und ausgeschaltet wird oder dass die Lichtquelle anderweitig angesteuert wird. Beispielsweise wäre es bei einer als LED ausgebildeten Lichtquelle möglich, dass der Betriebsstrom der LED zum Zwecke der Fehlerdetektion verändert wird.
  • Abweichend von dem erläuterten Ausführungsbeispiel muss nicht für alle Lichtquellen einer erfindungsgemäßen Lichteinheit eine Fehlerdetektion vorgesehen sein. Beispielsweise ist es denkbar, dass eine Fehlerdetektion lediglich für einen für die Verkehrssicherheit oder dergleichen besonders wichtigen Teil der Lichtquellen der Lichteinheit vorgesehen ist. In einem solchen Anwendungsfall ist dann auch eine geringere Anzahl von lichtsensitiven Elementen ausreichend.
  • Je nach Anwendungsfall ist der Wert für den Winkel Φ in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Beispielsweise ist es möglich, dass der Winkel Φ in Abhängigkeit von dem Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm ausgebildet ist, bevorzugt, dass der Winkel Φ in Abhängigkeit von einer Auflösung des Flüssigkristallbildschirms an dem jeweiligen Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm ausgebildet ist, besonders bevorzugt, dass der Winkel Φ an einem ersten Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm mit einer ersten Auflösung des Flüssigkristallbildschirms im Vergleich zu einem zweiten Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm mit einer relativ zu dem ersten Ort höheren zweiten Auflösung des Flüssigkristallbildschirms größer ist.
  • Darüber hinaus kann der Flüssigkristallbildschirm abweichend von dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein im Wesentlichen gekrümmtes Bauteil ausgebildet sein. Bei einer Mehrzahl von Flüssigkristallbildschirmen ist auch eine Kombination von im Wesentlichen eben und im Wesentlichen gekrümmt ausgebildeten Flüssigkristallbildschirmen denkbar.
  • Auch das Vorhandensein, die Ausbildung und die Anordnung der weiteren Bauteile der erfindungsgemäßen Lichteinheit, beispielsweise des Strahlteilers, des Spiegels, der lichtsensitiven Elemente, oder der Analysatoren des vorliegenden Ausführungsbeispiels, sind je nach Anwendungsfall in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Lichtquelle, als LED der LED-Matrix 4 ausgebildet
    4
    LED-Matrix, umfassend die LED's 2
    5
    Lichtausbreitungsrichtung
    6
    Strahlteiler
    7
    Spiegel
    8
    Flüssigkristallbildschirm, auch als Liquid Crystal Display bezeichnet
    10
    Analysatoren
    12
    Linse
    14
    Lichtweg unterhalb der lichtundurchlässigen Wand 15
    15
    Lichtundurchlässige Wand
    16
    Lichtweg oberhalb der lichtundurchlässigen Wand 16
    17
    Lichtsensitives Element, als Photodiode ausgebildet
    18
    Auswirkung von Φ = 45° auf die hinsichtlich der Temperaturbelastung wirksame Fläche des Flüssigkristallbildschirms 8
    E
    Ebene der Lichtdurchlassbereiche des Flüssigkristallbildschirms 8
    L
    Lichtauftreffachse des von den Lichtquellen 2 emittierten Lichts
    S
    Senkrechte auf die Ebene E
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5831693 A [0004]

Claims (17)

  1. Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Lichtquelle (2), mindestens einen in Lichtausbreitungsrichtung (5) nach der Lichtquelle (2) angeordneten Flüssigkristallbildschirm (8) mit mindestens einem dieser Lichtquelle (2) zugeordneten Lichtdurchlassbereich und eine Lichtsteuerung zur Ansteuerung der Lichtquelle (2) und des Flüssigkristallbildschirms (8), wobei eine Senkrechte S auf eine Ebene E des Lichtdurchlassbereichs des Flüssigkristallbildschirms (8) mit einer Lichtauftreffachse L eines von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts auf den Flüssigkristallbildschirm (8) einen Winkel Φ ungleich 0° einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel Φ zwischen der Senkrechten S auf die Ebene E des Lichtdurchlassbereichs und der Lichtauftreffachse L des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts einen Wert aus dem Wertebereich gleich oder größer 20° und kleiner oder gleich 70° aufweist.
  2. Lichteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel Φ zwischen der Senkrechten S auf die Ebene E des Lichtdurchlassbereichs und der Lichtauftreffachse L des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts einen Wert aus dem Wertebereich gleich oder größer 30° und kleiner oder gleich 60° aufweist.
  3. Lichteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkristallbildschirm (8) als ein im Wesentlichen ebenes Bauteil (8) ausgebildet ist.
  4. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkristallbildschirm als ein im Wesentlichen gekrümmtes Bauteil ausgebildet ist.
  5. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel Φ in Abhängigkeit von dem Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm ausgebildet ist.
  6. Lichteinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel Φ in Abhängigkeit von einer Auflösung des Flüssigkristallbildschirms an dem jeweiligen Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm ausgebildet ist.
  7. Lichteinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel Φ an einem ersten Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm mit einer ersten Auflösung des Flüssigkristallbildschirms im Vergleich zu einem zweiten Ort auf dem Flüssigkristallbildschirm mit einer relativ zu dem ersten Ort höheren zweiten Auflösung des Flüssigkristallbildschirms größer ist.
  8. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinheit mindestens ein lichtsensitives Element (17) zur Fehlerdetektion bei der mindestens einen Lichtquelle (2) aufweist und in Abhängigkeit eines zu der Lichtquelle (2) in einem Einschaltzustand der Lichtquelle (2) korrespondierenden Eingangssignals der Lichtsteuerung von dem lichtsensitiven Element (17) mittels der Lichtsteuerung ein Fehler der Lichtquelle (2) detektierbar ist, wobei der Flüssigkristallbildschirm (8) als ein Reflektor für zumindest einen Teil des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts in Richtung des lichtsensitiven Elements (17) ausgebildet ist.
  9. Verfahren zur Fehlerdetektion bei einer Lichteinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Lichtquelle (2), mindestens einen in Lichtausbreitungsrichtung (5) nach der Lichtquelle (2) angeordneten Flüssigkristallbildschirm (8) mit mindestens einem dieser Lichtquelle (2) zugeordneten Lichtdurchlassbereich und eine Lichtsteuerung zur Ansteuerung der Lichtquelle (2) und des Flüssigkristallbildschirms (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist und mindestens ein lichtsensitives Element (17) aufweist, wobei in einem Einschaltzustand der Lichtquelle (2) zumindest ein Teil des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts mittels des Flüssigkristallbildschirms (8) in Richtung des lichtsensitiven Elements (17) gelenkt wird und in Abhängigkeit eines zu der Lichtquelle (2) in dem Einschaltzustand der Lichtquelle (2) korrespondierenden Eingangssignals der Lichtsteuerung von dem lichtsensitiven Element (17) mittels der Lichtsteuerung ein Fehler der Lichtquelle (2) detektiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinheit zur Fehlerdetektion in einen Fehlerdetektionsbetrieb geschaltet wird und in dem Fehlerdetektionsbetrieb die mindestens eine Lichtquelle (2) mittels der Lichtsteuerung angesteuert, insbesondere eingeschaltet, wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dass bei einer Mehrzahl von Lichtquellen (2) in dem Fehlerdetektionsbetrieb der Lichteinheit die einzelnen Lichtquellen (2) mittels der Lichtsteuerung sequentiell angesteuert, insbesondere sequentiell eingeschaltet, werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fehlerdetektionsbetrieb der Lichteinheit die mindestens eine Lichtquelle (2) mittels der Lichtsteuerung dann angesteuert wird, wenn der dieser Lichtquelle (2) zugeordnete Lichtdurchlassbereich des Flüssigkristallbildschirms (8) mittels der Lichtsteuerung für Lichtdurchlass gesperrt ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Detektion des Fehlers mittels der Lichtsteuerung mindestens eine Fehleraktion ausgelöst wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Fehleraktion als eine akustische und/oder visuelle Fehlermeldung ausgebildet ist und/oder die mindestens eine Lichtquelle (2) mittels der Lichtsteuerung in einem Fehlerbetrieb angesteuert wird, wobei sich der Fehlerbetrieb von einem Normalbetrieb der Lichtquelle (2) unterscheidet.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlerbetrieb derart ausgebildet ist, dass ungewünschte Auswirkungen des detektierten Fehlers zumindest teilweise ausgeglichen werden.
  16. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8 die Verfahrensschritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 15 ausführt.
  17. Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 16 gespeichert ist.
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DE102022210616A1 (de) 2022-10-07 2024-04-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Fahrzeugleuchte und Verfahren zum Erzeugen einer Lichtverteilung einer Fahrzeugleuchte

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