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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte der
im Begriff von Anspruch 1 genannten Art.
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Bei Fahrzeugleuchten werden in zunehmendem
Maß die
früher
verwendeten Glühlampen
oder Halogenlampen durch Leuchtdioden ersetzt. Dabei waren zur Erfüllung der
gesetzlich erforderten Leuchtstärken
insbesondere bei Blinkleuchten, Heckleuchten und dergleichen immer
mehr Leuchtdioden pro Fahrzeugleuchte erforderlich, die gleichzeitig
ein- bzw. ausgeschaltet wurden. Die zur Ansteuerung notwendigen
elektronischen Komponenten wie Vorwiderstände wurden auf gemeinsamen
Leiterplatten angeordnet. Eine solche Leuchte ist aus der
DE 197 22 958 A1 bekannt.
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In jüngster Zeit stehen aber Leuchtdioden
mit höherer
Lichtausbeute zur Verfügung,
so dass die Anzahl der für
die jeweils zu realisierende Leuchtfunktion erforderlichen Leuchtdioden
innerhalb einer Leuchte verringert werden kann.
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Ein grundsätzliches Problem bei der Verwendung
von Leuchtdioden besteht in der Eigenerwärmung der Leuchtdiode; die
als Einzelleuchtdiode oder als Halbleiterchip mit mehreren Leuchtdiodenelementen
realisiert sein kann. Es ist erforderlich, diese Wärme in geeigneter
Weise abzuführen,
damit die Temperatur der Leuchtdiode die durch die bauteilspezifisch
festgelegte obere Grenztemperatur nicht überschreitet. Wird sie überschritten,
so führt
dies zu einer Verringerung der Lebensdauer oder der Lichtleistung,
zu einer Verschiebung der Lichtfarbe und/oder im ungünstigsten
Fall zu einer Zerstörung der
Leuchtdiode.
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Eine weitere Schwierigkeit besteht
darin, dass zum Betrieb solcher Leuchtdioden in einem Fahrzeug die
vorhandene Bordspannung von typisch 12, 24 oder 42 Volt an die Betriebsspannung
der Leuchtdiode angepasst werden muss. Um dies zu erreichen, wird
die Leuchtdiode mit einem in Reihe geschalteten Vorwiderstand versehen,
an dem die gewünschte
Differenzspannung abfällt.
Da die heute üblichen,
deutlich helleren Leuchtdioden sehr hohe Betriebsströme benötigen, wird
an diesen Vorwiderständen
eine entsprechend hohe Leistung in Wärme umgewandelt. Dies führt nicht
nur zu einer erheblichen Baugröße dieser
Vorwiderstände,
sondern macht auch zusätzliche
Maßnahmen
erforderlich, um die am Vorwiderstand erzeugte Wärme von den temperaturempfindlichen
Halbleiterbauteilen (Leuchtdiode, Halbleiterchip mit Leuchtdiodenelementen)
fernzuhalten.
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Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 201 08 982 U1 ist
bekannt, spezielle flächige
Vorwiderstände
vorzusehen und diese flächig
wärmeleitend
mit einem Fahrzeugteil zu verbinden, so dass die entstandene Wärme großflächig auf
das Fahrzeugteil, beispielsweise auf die Karosserie des Fahrzeugs übertragen
wird. Diese Anordnung erweist sich als sehr kostenintensiv und umständlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Fahrzeugleuchte der eingangs genannten Art so auszubilden, dass
ein einfacher Aufbau bei geringen Zusatzkosten für den Fahrzeugeinbau bei guter
Abführung
der Wärme
des Vorwiderstands der Leuchtdiode von der Leuchtdiode gegeben ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die
Erfindung eine Fahrzeugleuchte mit den in Anspruch 1 genannten Merkmale
vor.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfinderische Fahrzeugleuchte
sieht die Ausbildung eines speziellen Vorwiderstandes vor, der mit
der wenigstens einen Leuchtdiode in Reihe geschalten ist und dabei
nicht als flächiger
Vorwiderstand ausgebildet ist, sondern im Gegenteil als zumindest
teilweise als Draht ausgebildet ist, der in einer Scheibe des Fahrzeugs
integriert verläuft.
Durch diese spezielle Ausbildung des Vorwiderstandes ist es möglich, die
große
Wärmekapazität des Glases effizient
zu nutzen. Dies um so mehr, da die Scheiben des Fahrzeuges regelmäßig eine
Außenfläche, die an
die Umgebung des Fahrzeuges anstößt, aufweisen.
Durch diesen Kontakt zur Umgebung ist eine gute Kühlung insbesondere
durch den Fahrtwind aber auch durch die kalte Umgebungsluft gegeben. Dies
um so mehr, da die Fahrzeugleuchte gerade bei Dunkelheit verwendet
wird und in der Nacht keine allzu hohen Temperaturen zu erwarten
sind. Im übrigen gelingt
es, durch die Verwendung des in einer Scheibe verlaufenden Drahtes
als Vorwiderstand diese Scheibe dahingehend zu temperieren, dass
allzu niedrige Temperaturen, die zu einem Beschlagen oder zu einer
Vereisung der Scheibe führen
können, entgegengewirkt
und ein Beschlag und eine Vereisung behoben wird. Dies führt zu einer
sehr wirkungsvollen Ergänzung
der Funktion der Fahrzeugleuchte mit Vorwiderstand und der Scheibe,
die insbesondere einen möglichst
guten Durchblick oder einen möglichst
guten Lichtdurchlass ermöglichen
soll.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird der in der Scheibe verlaufende Draht aus einem Material
gefertigt, der eine geringe Abhängigkeit
des spezifischen Widerstands von der Temperatur aufweist. Als besonders
vorteilhaft hat sich das Material Konstantan herausgestellt, das
einen nahezu konstanten spezifischen Widerstand bei verschiedenen
Temperaturen aufweist. Dem Fachmann sind verschiedene andere derartig
vorteilhafte Materialien bekannt, die einerseits gut in eine Glasscheibe
integrierbar sind und zum andern diese speziellen Widerstandseigenschaften
aufweisen. Durch diese Wahl der Materialien des Drahtes ist sichergestellt,
dass der Widerstand des Vorwiderstandes bei unterschiedlichen Erwärmungen
und damit Temperaturen des Drahtes weitgehend konstant bleibt, so dass
ein gleichmäßiger einheitlicher
Betrieb der Leuchtdioden als Lichtquelle gegeben ist. Dies führt beispielsweise
zu einer gleichmäßigen Helligkeit
der Lichtquelle der Fahrzeugleuchte. Darüber hinaus gelingt es durch
diese Materialwahl auch den Betriebszustand in einem vorteilhaften,
dauerhaften Maß konstant
zu halten, was zu einer langen Lebenszeit und zu sehr stabilen Lichtverhältnissen
führt.
Diese Eigenschaften führen
zu einer erhöhten
Sicherheit für
das Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte.
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Daneben hat es sich besonders bewährt, den
in der Scheibe verlaufenden Draht als Teil der Scheibenheizung auszubilden.
Durch diese Integration des Vorwiderstands in eine Scheibenheizung
ist in besonderem Maß sichergestellt,
dass die Heizleistung des Drahtes ausreicht, die Scheibe sicher
von einem störenden
Belag oder Feuchtigkeitsbeschlag bzw. von einer Vereisung zu befreien.
Durch diese integrative, erfinderische Nutzung desselben Drahtes einmal
in einer Scheibenheizung, die eine zusätzliche Beaufschlagung mit
Strom beinhaltet, und eine ergänzende
Beaufschlagung des Drahtes mit einer Spannung in Form eines Vorwiderstands
für die
Beleuchtung ist das Vorsehen eines zusätzlichen Drahtes nicht notwendig
und dadurch eine sehr einfache und wirkungsvolle Anordnung aus Fahrzeugleuchte mit
Scheibenheizung gegeben. Eine wechselseitige Beeinflussung der Funktion
im Zusammenhang mit der Scheibenheizung bzw. im Zusammenhang mit der
Funktion als Vorwiderstand ist regelmäßig nicht zu befürchten bzw.
nur in untergeordnetem Maße
gegeben.
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Darüber hinaus hat es sich besonders
bewährt,
den in der Scheibe verlaufenden Draht zusätzlich neben der Funktion als
Vorwiderstand für
die Lichtquelle bzw. zusätzlich
zu der Funktion als Scheibenheizung als Teil einer Fahrzeugantennenanordnung
auszubilden. Da dieser Draht als Teil einer Fahrzeugantennenanordnung
in einer Scheibe verwendet ist, ist er als Teil der Umhüllung des
Faradayschen Käfigs
eines Fahrzeuges für
den Empfang von elektromagnetischer Strahlung besonders geeignet. Diese
beiden Anwendungen die Beaufschlagung mit Gleichstrom zum einen
(Vorwiderstand) und zum anderen die Beaufschlagung mit einem Wechselspannungssignal,
das gesendete oder empfangene Funksignale darstellt (Antennenfunktion),
führen
zu keiner wesentlichen wechselseitigen Beeinträchtigung, da durch das Vorsehen
von entsprechenden Filtern ein wechselseitiges Beeinflussen weitgehend
ausgeschlossen werden kann. Durch diese integrative, synergetische
Nutzung desselben Drahtes in der Scheibe lässt sich eine sehr einfache,
kostengünstige
und wirksame Fahrzeugleuchte mit drahtförmigem Widerstand schaffen,
die mit einer Anordnung zum Senden oder Empfangen von Funksignalen aber
auch ggf. zum Enteisen oder zum Entfernen von Beschlägen auf
Scheiben geeignet ist. Diese Anordnungen ermöglichen einen sehr sicheren
Betrieb des Fahrzeuges mit einer oder mehreren entsprechenden Fahrzeugleuchten,
Scheibenheizungen oder auch entsprechenden Antennenanordnungen und diesen
zugeordneten Funkgeräten.
Diese integrierten, synergetischen Anordnungen erweisen sich als sehr
kostengünstige
und einfache Anordnungen.
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Als besonders vorteilhaft hat es
sich erwiesen, als Scheibe die Frontscheibe der Fahrzeugleuchte
zu verwenden. Hierdurch ist in besonderem Maß sichergestellt, dass die
Fahrzeugleuchte mit dem ihr zugeordneten Vorwiderstand sehr kompakt und
als vorfertigbare Einheit hergestellt werden kann. Darüber hinaus
ist sichergestellt, dass durch die Verwendung eines feinen Drahtes
in der Scheibe der Fahrzeugleuchte die Beleuchtung der Umgebung durch
den Draht einerseits nicht beeinträchtigt ist und andererseits
durch die Heizwirkung des Drahtes des Vorwiderstandes ein Beschlagen
der Scheibe bzw. ein Vereisen der Scheibe verhindert oder wesentlich eingeschränkt ist.
Dadurch ist eine besonders wirkungsvolle und damit sichere Fahrzeugleuchte
gegeben.
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Als besonders vorteilhafte Fahrzeugleuchten haben
sich solche herausgestellt, die als Scheiben zumindest ein Teil
eines Glasschiebedachs, einer Windschutzscheibe, einer Heckscheibe,
einer Seitenscheibe, eines Außenspiegels
oder einer in Glas gefassten Solarzelle aufweisen. Diese Scheiben
ermöglichen
einerseits einen engen thermischen Kontakt mit der Fahrzeugumgebung,
so dass ein thermischer Ausgleich zwischen der Umgebungstemperatur
und dem Vorwiderstandsdraht und damit eine Abkühlung desselben besonders vorteilhaft
möglich
ist. Zum andern sind diese Scheiben oder diese Scheibenteile besonders
gefährdet
für das
Beschlagen bzw. das Vereisen und verhindern somit beispielsweise
den wirksamen Umsetzungsprozess von solarer Energie in elektrische
Energie bzw. sie verhindern oder beeinträchtigen das sichere Führen eines
Fahrzeuges, indem die Sicht auf die Umgebung des Fahrzeugs eingeschränkt ist.
Durch diese besondere Ausbildung der Fahrzeugleuchte gelingt es,
einerseits einen sehr sicheren und dauerhaften Betrieb der Fahrzeugleuchte
zu gewährleisten
und im übrigen
die Scheiben von störenden
Einflüssen
zu befreien oder zumindest teilweise zu befreien, was neben einer
besonderen Beleuchtung der Fahrzeugumgebung durch die Fahrzeugleuchte
zusätzlich
die Sicherheit des Fahrzeuges merklich steigert.
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Daneben hat es sich besonders bewährt, mehrere
Vorwiderstände,
insbesondere unterschiedlicher Widerstandswerte vorzusehen, die
einzeln oder in Gruppen gemeinsam mit Hilfe einer Steuereinheit
selektiv geschaltet werden können.
Durch diese Schaltmöglichkeit
ist es erfindungsgemäß möglich, die
durch die Fahrzeugleuchte abgegebene Lichtmenge, die Farbe und/oder
auch die Lichtverteilung mit Hilfe der Steuereinheit anzupassen.
Dies erfolgt dadurch, dass durch selektives Verändern des Vorwiderstandes die
an der Lichtquelle abfallende Span nung und damit die zur Verfügung stehende
Energie erhöht
oder abgesenkt wird. Hierdurch wird die abgegebene Lichtmenge bedarfsgemäß gesteuert.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, durch ein
selektives Ansteuern eines Teils der ein Array bildenden mehreren
Leuchtdioden, die zusammen die Lichtquelle bilden, die Leuchtcharakteristik
der Fahrzeugleuchte zu verändern,
indem beispielsweise nur die unteren Leuchtdioden zum Leuchten gebracht werden,
was beispielsweise zu einem Weiterleuchten führt (Fernlicht), während bei
einem anderen gesteuerten Zustand die oberen Leuchtdioden des Arrays aktiviert
sind, was zu einem wenigen weiten Scheinwerferkegel führt (Abblendlicht).
Auf diese Art und Weise wird durch selektives Ansteuern der Vorwiderstände beispielsweise
das Fernlicht, das Standlicht und/oder auch ein Kurvenlicht bzw. ähnliches
realisiert.
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Daneben ist es aber auch möglich, die
Farbe des ausgesendeten Lichtes zu variieren, indem selektiv einzelne
Leuchtdioden des Arrays, von bestimmter Farbe angesteuert werden,
während
andere zielgerichtet nicht oder nicht in dem Maß angesteuert werden. Durch
das differenzierte Ansteuern kann somit ein unterschiedlicher Farbeindruck
realisiert werden. Beispielsweise wird es nun durch dieselbe Fahrzeugleuchte
beispielsweise möglich,
einerseits eine Blinkfunktion (gelbes Licht) oder auch weißes Licht
(Rückfahrscheinwerfer)
zu realisieren.
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Diese verschiedenen Möglichkeiten
der Variation in der Farbe, der Variation in der Helligkeit oder auch
der Variation in der Lichtverteilung können nicht nur einzeln, sondern
auch in Kombination miteinander realisiert werden. Durch diese besondere
Ausbildung der Fahrzeugleuchte ist eine sehr sichere, kostengünstige und
designmäßig sehr
ansprechende Fahrzeugleuchte realisiert.
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Die erfindungsgemäße Leuchte zeichnet sich durch
einen einfachen Aufbau aus, der es ermöglicht, kostengünstig einen
sehr sicheren und differenzierten Betrieb zu ermöglichen, ohne dass spezielle,
aufwendige, zusätzliche
Bauelemente insbesondere in Form von flächigen Vorwiderständen von Nöten sind.
Durch das einfache Anschließen
der teilweise vorhandenen Drähte
in Scheiben, beispielsweise in Form einer Heckscheibenheizung, an
die Fahrzeugleuchte in Form eines in Reihe geschalteten Vorwiderstandes
ist die vorgenannte vorteilhafte Wirkung gegeben.