DE102018214168A1 - Method for LED control of a direction indicator - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ansteuerung von in einer Reihe angeordneter LEDsi (Light Emitting Diodes; i=1-12) eines Fahrtrichtungsanzeigers für Heckleuchten, sowie eine entsprechende Heckleuchte, wobei die LEDsi einzeln oder in LED-Gruppen (n, n=1-6) nacheinander von einem ersten Ende beginnend eingeschaltet werden und zumindest so lange eingeschaltet bleiben, bis die letzte LEDsi oder LED-Gruppe (n) am zweiten Ende der in einer Reihe angeordneten LEDsi eingeschaltet ist. Hierbei wird vorgeschlagen, dass die LEDsi einzeln oder in LED-Gruppen (n) prozessorgesteuert nacheinander vom ersten Ende beginnend ausgeschaltet werden und ausgeschaltet bleiben, bis die letzte LEDsi oder LED-Gruppe (n) am zweiten Ende ausgeschaltet ist. Daraus ergibt sich eine geringere Belastung einer jeden LEDi und somit eine längere Lebensdauer der erfindungsgemäßen Heckleuchte, sowie ein optisch überaus ansprechender Blinkeffekt. Method for actuating arranged in a row LEDs i (Light Emitting Diodes; i = 1-12) of a direction indicator for tail lights, and a corresponding rear light, wherein the LEDs i individually or in groups of LEDs (n, n = 1-6) starting sequentially from a first end and staying on until at least the last LEDs i or LED group (s) at the second end of the series arranged LEDs i is turned on. In this case, it is proposed that the LEDs i are switched off individually or in groups of LEDs (processor-controlled) one after the other from the first end and remain switched off until the last LEDs i or LED group (s) at the second end are switched off. This results in a lower load on each LED i and thus a longer life of the rear light according to the invention, as well as a visually extremely appealing Blink effect.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung von in einer Reihe angeordneter LEDs (Light Emitting Diodes) eines Fahrtrichtungsanzeigers für Heckleuchten, wobei die LEDs einzeln oder in Gruppen nacheinander von einem ersten Ende beginnend eingeschaltet werden und zumindest so lange eingeschaltet bleiben, bis die letzte LED oder LED-Gruppe am zweiten Ende der in einer Reihe angeordneten LEDs eingeschaltet ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie eine Heckleuchte mit einem entsprechenden Fahrtrichtungsanzeiger gemäß Anspruch 3.The invention relates to a method for controlling arranged in a row LEDs (Light Emitting Diodes) a direction indicator for rear lights, the LEDs are switched on individually or in groups successively starting from a first end and remain switched on at least until the last LED or LED group is turned on at the second end of the arranged in a row LEDs, according to the preamble of
Fahrtrichtungsanzeiger dienen der Anzeige eines Fahrtrichtungswechsels oder des Fahrzustandes von Fahrzeugen mithilfe eines Blinklichtes. In herkömmlicher Weise wird hierzu eine Glühlampe als Leuchtmittel verwendet, die innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist und von einer Fahrzeugsteuerung angesteuert wird. Bei Aktivierung des Blinklichtes wird die Glühlampe abwechselnd ein- und ausgeschaltet, wobei die Taktfrequenz des Ein- und Ausschaltvorganges variieren kann, in der Regel zwischen 60 und 90 Takte pro Minute. Die Taktfrequenz bestimmt auch die periodische Einschaltdauer des Leuchtmittels, die in der Regel im Bereich von 350-650ms liegt.Direction indicators are used to indicate a change of direction or the driving condition of vehicles by means of a flashing light. In a conventional manner, an incandescent lamp is used as the light source, which is arranged within a housing and is controlled by a vehicle control system. When the flashing light is activated, the incandescent lamp is alternately switched on and off, whereby the switching frequency of the switching on and off process can vary, generally between 60 and 90 cycles per minute. The clock frequency also determines the periodic duty cycle of the lamp, which is usually in the range of 350-650ms.
Zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Fahrtrichtungsanzeigers sind des Weiteren Ausfallskontrollen unterschiedlicher Art bekannt, wobei zumeist der Stromverbrauch des Leuchtmittels während seiner Aktivierung gemessen wird. Falls während der Aktivierung kein oder ein zu geringer Stromverbrauch detektiert wird, geht die Fahrzeugsteuerung von einem Defekt des Leuchtmittels aus, was dem Fahrer mittels akustischer und/oder optischer Signale angezeigt wird.To check the functionality of the direction indicator also failure controls of various types are known, usually the power consumption of the bulb is measured during its activation. If no or too low power consumption is detected during the activation, the vehicle control assumes a defect of the illuminant, which is indicated to the driver by means of acoustic and / or optical signals.
Mit der Entwicklung kostengünstiger, verbrauchsarmer und robuster LEDs (Light Emitting Diodes) haben LEDs auch in Scheinwerfern und Heckleuchten von Fahrzeugen Einsatz gefunden. Sie ermöglichen beispielsweise die Umsetzung von Fahrtrichtungsanzeigern mithilfe einer reihenförmigen Anordnung von LEDs, wobei die LEDs zur Erzielung attraktiver Leuchteffekte bei einer Fahrtrichtungsanzeige nacheinander von einem ersten Ende beginnend eingeschaltet werden und zumindest so lange eingeschaltet bleiben, bis die letzte LED am zweiten Ende der in einer Reihe angeordneten LEDs eingeschaltet ist. Danach werden alle LEDs gleichzeitig ausgeschaltet.With the development of cost-effective, low-consumption and robust LEDs (Light Emitting Diodes), LEDs have also found application in vehicle headlights and rear lights. They allow, for example, the implementation of direction indicators using a series arrangement of LEDs, the LEDs are switched to achieve attractive lighting effects in a direction indicator successively starting from a first end and remain at least until the last LED at the second end in a row arranged LEDs is turned on. After that, all LEDs are turned off at the same time.
Herkömmliche Verfahren zur Ansteuerung der LEDs bringen es aber mit sich, dass die Einschaltdauer der einzelnen LEDs unterschiedlich lang ist. Die zuerst aktivierten LEDs weisen dabei eine längere Einschaltdauer auf als die zuletzt aktivierten LEDs, wodurch sich eine unterschiedliche Belastung der LEDs ergibt. Die Ausfallswahrscheinlichkeit der zuerst eingeschalteten LEDs ist dadurch über die gesamte Betriebszeit der Heckleuchte gesehen größer als jene der jeweils zuletzt aktivierten LEDs. Im Falle eines Defekts der zuerst eingeschalteten LEDs verlängert sich aber die Reaktionszeit des Fahrtrichtungsanzeigers vom Betätigen des Fahrtrichtungsanzeigers durch den Fahrer bis zum Leuchten der ersten LED, was die Fahrsicherheit beeinträchtigen kann und mitunter auch zu einem gesetzeswidrigen Zustand des Fahrtrichtungsanzeigers führen kann.However, conventional methods for driving the LEDs entail that the duty cycle of the individual LEDs is different in length. The first activated LEDs have a longer duty cycle than the last activated LEDs, resulting in a different load on the LEDs. The probability of failure of the LEDs first switched on is thus seen over the entire operating time of the taillight greater than that of the last activated LEDs. In the event of a defect of the LEDs first switched on, however, the response time of the direction indicator extends from the driver pressing the direction indicator until the first LED, which can affect the driving safety and sometimes can lead to an unlawful state of the direction indicator.
Zudem kann es zu Schwierigkeiten bei der Nachrüstung insbesondere von Heckleuchten gezogener Fahrzeuge und Fahrzeugteile wie Anhänger und dergleichen kommen, wenn eine herkömmliche Glühlampen-Heckleuchte durch eine LED-Heckleuchte ersetzt werden soll. Durch die deutlich geringere Leistungsaufnahme der LEDs im Bereich von 2-3W im Vergleich zu Glühlampen mit einer Leistungsaufnahme von 21W kann es vorkommen, dass die Fahrzeugsteuerung des Zugfahrzeuges im Zuge der Ausfallskontrolle einen vermeintlichen Defekt der Heckleuchte erkennt, der dem Fahrer permanent mittels optischer und/oder akustischer Signale angezeigt wird.In addition, there may be difficulties in retrofitting particular of rear lights drawn vehicles and vehicle parts such as trailers and the like, when a conventional incandescent tail lamp to be replaced by an LED tail light. Due to the significantly lower power consumption of the LEDs in the range of 2-3W compared to incandescent lamps with a power consumption of 21W, it may happen that the vehicle control of the towing vehicle in the course of the failure control a perceived defect of the rear light, the driver permanently by means of optical and / or acoustic signals is displayed.
Es ist daher das Ziel der Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung der LEDs eines Fahrtrichtungsanzeigers für Heckleuchten bereit zu stellen, das eine gleichmäßige und geringere Belastung der LEDs ermöglicht und eine Anwendbarkeit mit herkömmlichen Verfahren der Ausfallskontrolle für Heckleuchten sicherstellt.It is therefore the object of the invention to provide a method for driving the LEDs of a taillight direction indicator, which enables a uniform and lower loading of the LEDs and ensures applicability with conventional methods of tail lamp failure control.
Diese Ziele werden durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung von in einer Reihe angeordneter LEDs (Light Emitting Diodes) eines Fahrtrichtungsanzeigers für Heckleuchten, wobei die LEDs einzeln oder in LED-Gruppen nacheinander von einem ersten Ende beginnend eingeschaltet werden und zumindest so lange eingeschaltet bleiben, bis die letzte LED oder LED-Gruppe am zweiten Ende der in einer Reihe angeordneten LEDs eingeschaltet ist, und die LEDs einzeln oder in LED-Gruppen prozessorgesteuert nacheinander vom ersten Ende beginnend ausgeschaltet werden und ausgeschaltet bleiben, bis die letzte LED oder LED-Gruppe am zweiten Ende ausgeschaltet ist, wobei zur Sicherstellung einer vorgegebenen Leistungsaufnahme eine Widerstandsschaltung einem analogen Anschluss der Heckleuchte prozessorgesteuert zugeschalten wird. Erfindungsgemäß wird hierbei vorgeschlagen, dass zur Ausfallskontrolle der an einer LED oder LED-Gruppe anliegende Strom vor dem Einschalten der ersten LED oder LED-Gruppe gemessen wird, und bei Detektion eines fehlenden Stromes bei zumindest der Hälfte der LEDs oder LED-Gruppen die Widerstandsschaltung vom analogen Anschluss der Heckleuchte zur Verringung der Leistungsaufnahme prozessorgesteuert weggeschalten wird.These objects are achieved by the features of
Mithilfe der erfindungsgemäßen Ansteuerung kann zunächst erreicht werden, dass jede LED während einer Aktivierungsperiode beginnend mit dem Einschalten der ersten LED oder LED-Gruppe an einem ersten Ende der in einer Reihe angeordneten LEDs bis zum Ausschalten der letzten LED oder LED-Gruppe am zweiten Ende der in einer Reihe angeordneten LEDs dieselbe Einschaltdauer aufweist und daher gleich belastet wird. Durch die sequentielle Abschaltung der LEDs wird aber auch der Blinkeffekt betont, sodass die Einschaltdauer einer jeden LED im Vergleich zu herkömmlichen Heckleuchten reduziert werden kann, ohne die Funktion des Fahrtrichtungsanzeigers zu beeinträchtigen. Mit der erfindungsgemäßen, prozessorgesteuerten Heckleuchte und deren Ansteuerung kann zudem die Glühbirnenlast simuliert werden, wodurch eine Kompatibilität mit der fahrzeugseitigen Ausfallskontrolle sicher gestellt werden kann, wie in weiterer Folge näher beschrieben wird.Using the inventive control can be achieved first that each LED during an activation period, starting with the switching of the first LED or LED group at a first end of the arranged in a row LEDs to turn off the last LED or LED group at the second end of arranged in a row LEDs has the same duty cycle and therefore charged equally. The sequential shutdown of the LEDs but also the flash effect is emphasized, so that the duty cycle of each LED compared to conventional taillights can be reduced without affecting the function of the direction indicator. In addition, the bulb-load can be simulated with the processor-controlled taillight according to the invention and its control, whereby compatibility with the vehicle-side failure control can be ensured, as will be described in more detail below.
Zur Sicherstellung einer vorgegebenen Leistungsaufnahme wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine Widerstandsschaltung einem analogen Anschluss der Heckleuchte prozessorgesteuert zugeschalten wird. Die vorgegebene Leistungsaufnahme beträgt beispielsweise 21W und vermeidet somit falsche Fehlermeldungen durch die Ausfallskontrolle der Fahrzeugsteuerung.To ensure a predetermined power consumption, it is proposed according to the invention that a resistance circuit is connected in a processor-controlled manner to an analog connection of the tail light. The predetermined power consumption is for example 21W and thus avoids false error messages due to the failure control of the vehicle control system.
Hinsichtlich der Ausfallskontrolle selbst ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Ausfallskontrolle der an einer LED oder LED-Gruppe anliegende Strom vor dem Einschalten der ersten LED oder LED-Gruppe gemessen wird, und bei Detektion eines fehlenden Stromes bei zumindest der Hälfte der LEDs oder LED-Gruppen eine Widerstandsschaltung von einem analogen Anschluss der Heckleuchte zur Vermeidung einer Leistungsaufnahme prozessorgesteuert weggeschalten wird. Die Strommessung wird ermöglicht, indem der vorzugsweise durch einen MOSFET verwirklichte Schalter einer Schaltungsanordnung für das Ein- und Ausschalten einer LED oder LED-Gruppe in Stromflussrichtung gesehen nach der betreffenden LED oder LED-Gruppe angeordnet ist, und jede seriell geschaltete LED oder LED-Gruppe nicht nur mit dem MOSFET, sondern auch mit jeweils einem weiteren Pin des Prozessors verbunden ist. Die Detektion eines fehlenden Stromes bei einer LED oder LED-Gruppe wird dabei als Ausfall der betreffenden LED oder LED-Gruppe gewertet und der Ausfall der entsprechenden LED oder LED-Gruppe im Prozessor gespeichert. Wird bei zumindest der Hälfte der LEDs oder LED-Gruppen ein Ausfall detektiert, so wird die Widerstandsschaltung vom Anschluss weggeschaltet. Die erfindungsgemäße Heckleuchte verursacht somit eine wesentlich geringere Leistungsaufnahme, die im Wesentlichen auf die Leistungsaufnahme durch die noch funktionierenden LEDs beschränkt ist, die aber im Bereich von 2W liegt. Von der Fahrzeugsteuerung wird die reduzierte Leistungsaufnahme nun richtiger Weise als Defekt der Heckleuchte interpretiert und eine optische und/oder akustische Warnung an den Fahrer generiert. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird somit die Funktion der LEDs oder LED-Gruppen punktuell an einem einzigen Zeitpunkt nach der Aktivierung des Prozessors und vor dem Einschalten der LEDs gemessen. Nach dieser Messung wird entsprechend des Ergebnisses die Widerstandsschaltung ausgeschaltet oder bleibt aktiviert. Dies gilt für den Rest des Blinktaktes, eine weitere Messung findet während dieses Blinktaktes nicht mehr statt. Vorzugsweise sind dabei die LEDs oder LED-Gruppen jeweils mit einem eigenen Pin des Prozessors verbunden. Da die Funktion jeder einzelnen LED oder LED-Gruppe dadurch an einem eigenen Pin des Prozessors gemessen wird, lässt sich sehr präzise sagen, ob mehr als die Hälfte der LEDs funktioniert oder nicht.With regard to the failure check itself, the invention provides that for failure control, the current applied to an LED or LED group is measured before switching on the first LED or LED group, and upon detection of a missing current in at least half of the LEDs or LED groups a resistor circuit is switched away from an analog connection of the taillight to avoid power consumption processor controlled. The current measurement is made possible by the preferably implemented by a MOSFET switch of a circuit arrangement for switching on and off of an LED or LED group in the current flow direction after the respective LED or LED group is arranged, and each series-connected LED or LED group not only connected to the MOSFET, but also to each another pin of the processor. The detection of a missing current in an LED or LED group is evaluated as a failure of the relevant LED or LED group and stored the failure of the corresponding LED or LED group in the processor. If a failure is detected in at least half of the LEDs or LED groups, the resistance circuit is disconnected from the terminal. The rear light according to the invention thus causes a significantly lower power consumption, which is essentially limited to the power consumption by the still functioning LEDs, but which is in the range of 2W. From the vehicle control, the reduced power consumption is now properly interpreted as a defect of the tail light and generates a visual and / or audible warning to the driver. In the circuit according to the invention thus the function of the LEDs or LED groups is selectively measured at a single time after the activation of the processor and before turning on the LEDs. After this measurement, the resistance circuit is turned off or remains activated according to the result. This applies to the rest of the flashing cycle, a further measurement does not take place during this flashing cycle. Preferably, the LEDs or LED groups are each connected to a separate pin of the processor. Since the function of each individual LED or LED group is thereby measured on a separate pin of the processor, it can be said very precisely whether more than half of the LEDs are working or not.
Vorzugsweise wird zudem vorgeschlagen, dass die LEDs in Gruppen von jeweils zumindest zwei in Serie geschalteter LEDs ein- und ausgeschaltet werden. Durch die Serienschaltung der zumindest zwei LEDs einer LED-Gruppe werden die LEDs einer Gruppe gleichzeitig ein- und ausgeschaltet. Durch die gruppenweise Ansteuerung reduziert sich der Verkabelungsaufwand sowie die erforderliche Anzahl der Pins eines Prozessors für deren prozessorgesteuerte Ansteuerung, wodurch die Kosten gesenkt werden.Preferably, it is also proposed that the LEDs are switched on and off in groups of at least two LEDs connected in series. By the series connection of the at least two LEDs of an LED group, the LEDs of a group are switched on and off simultaneously. The group-wise control reduces the cabling and the required number of pins of a processor for their processor-controlled control, which reduces costs.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Heckleuchte mit in einer Reihe angeordneter LEDs (Light Emitting Diodes) eines Fahrtrichtungsanzeigers mit einem in einem Gehäuse der Heckleuchte angeordneten Prozessor vorgeschlagen, der zur Ansteuerung der in einer Reihe angeordneten LEDs gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgelegt ist. Der Prozessor, der auch als Mikroprozessor oder Mikrocontroller bezeichnet wird, stellt eine digitale Umsetzung der Ansteuerung bereit, wobei der Prozessor über einen analogen Anschluss der Heckleuchte von der Fahrzeugsteuerung den Aktivierungs- und Deaktivierungsimpuls für den Fahrtrichtungsanzeiger erhält, und die Ansteuerung der LEDs in weiterer Folge autonom sicherstellt.According to the invention, a taillight is also proposed with LEDs arranged in a row (light emitting diodes) of a direction indicator with a processor arranged in a housing of the taillight, which is designed to drive the LEDs arranged in a row according to the method according to the invention. The processor, which is also referred to as a microprocessor or microcontroller, provides a digital implementation of the control, wherein the processor receives the activation and deactivation pulse for the direction indicator via an analog connection of the tail light from the vehicle control, and the control of the LEDs subsequently ensures autonomously.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen hierbei die
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrtrichtungsanzeigers mit in einer Reihe angeordneter LEDs, -
2 eine Ausführungsform einer möglichen schaltungstechnischen Umsetzung der erfindungsgemäßen Ansteuerung für sechs LED-Gruppen zu je zwei LEDs vor Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
3 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die erste LED-Gruppe eingeschaltet wurde, -
4 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die ersten beiden LED-Gruppen eingeschaltet wurden, -
5 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die ersten drei LED-Gruppen eingeschaltet wurden, -
6 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die ersten vier LED-Gruppen eingeschaltet wurden, -
7 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die ersten fünf LED-Gruppen eingeschaltet wurden, -
8 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens alle LED-Gruppen eingeschaltet wurden, -
9 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die erste LED-Gruppe ausgeschaltet wurde, -
10 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die ersten beiden LED-Gruppen ausgeschaltet wurden, -
11 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die ersten drei LED-Gruppen ausgeschaltet wurden, -
12 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die ersten vier LED-Gruppen ausgeschaltet wurden, -
13 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die ersten fünf LED-Gruppen ausgeschaltet wurden, und die -
14 die Schaltung gemäß2 , wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens alle LED-Gruppen ausgeschaltet wurden.
-
1 a schematic representation of a direction indicator with arranged in a row LEDs, -
2 an embodiment of a possible circuit implementation of the inventive control for six LED groups to two LEDs before the start of the inventive method, -
3 the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention the first LED group has been switched on, -
4 the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention the first two LED groups have been switched on, -
5 the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention the first three LED groups have been switched on, -
6 the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention the first four LED groups have been switched on, -
7 the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention the first five LED groups have been switched on, -
8th the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention all LED groups have been switched on, -
9 the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention the first LED group has been switched off, -
10 the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention the first two LED groups have been switched off, -
11 the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention the first three LED groups have been switched off, -
12 the circuit according to2 , wherein in the context of the method according to the invention the first four LED groups have been switched off, -
13 the circuit according to2 , wherein in the context of the inventive method, the first five LED groups have been turned off, and the -
14 the circuit according to2 , wherein all LED groups have been turned off in the context of the method according to the invention.
Zunächst wird auf die
Eine mögliche schaltungstechnische Umsetzung der Ansteuerung der sechs LED-Gruppen n ist in den
Die erfindungsgemäße Ansteuerung der
Wird bei weniger als der Hälfte der
Nunmehr wurden alle
Aus den obigen Ausführungen zeigt sich, dass die Einschaltdauer für jede
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