DE69920085T2

DE69920085T2 - HID Kraftfahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE69920085T2
Application number: DE69920085T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Tsurugashima-shi Masuda; Tsutomu Tsurugashima-shi Hasegawa; Fuminori Tsurugashima-shi Teramoto
Original assignee: Toyo Denso Co Ltd
Current assignee: Toyo Denso Co Ltd
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: EP0942634B1; JPH11260573A; DE69920085D1; EP0942634A3; EP0942634A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine HID-Scheinwerfervorrichtung (HID = High Intensity Discharge bzw. Hochintensitätsentladung) unter Verwendung von HID-Lampen als Scheinwerfer eines Fahrzeugs.
In 12 ist eine herkömmliche Anordnung für die Verwendung einer HID-Lampe als Scheinwerfer eines Fahrzeuges gezeigt, wobei eine HID-Lampenfassung 4 an einem Lampenmontageort des Fahrzeuges vorgesehen ist und eine einzelne feste Lampenzündeinheit 5, die gebildet wird durch Vergießen einer gedruckten Leiterplatte mit einem Gleichspannungswandler, einer Steuerschaltung, einer Lampenzündschaltung, einem Hochspannungserzeugungstransformator in einem Gehäuse mit einem isolierenden Kunstharzmaterial, das im geschmolzenen Zustand eingegossenen und darin ausgehärtet wird, separat in einer Motorhaube des Fahrzeugs montiert wird, woraufhin die Lampenzündeinheit 5 unter Verwendung eines Hochspannungskabels 6 und eines Niederspannungskabels 7 mit der Lampenfassung verbunden wird.
Zwei HID-Scheinwerfervorrichtungen, die jeweils aus der Lampenzündeinheit 5 und der Fassung 4 bestehen, werden getrennt links und rechts an der Vorderseite des Fahrzeugs montiert.
13 zeigt eine typische Schaltungskonfiguration einer HID-Zündeinheit 5. Ein HID-Scheinwerfer LP, der in die Fassung 4 eingesetzt ist, welche mit einer Sekundärseite eines Hochspannungserzeugungstransformators 3 verbunden ist, wird durch eine Hochspannung (etwa 25 kV) gezündet, die an der Sekundärspule des Transformators 3 durch Anlegen einer Startspannung an eine Lampenzündschaltung 2 (wobei eine Schalterschaltung 21 eingeschaltet ist) unter der Steuerung einer Steuerschaltung (ECU) 1, wenn ein Zündschalter SW eingeschaltet ist, erzeugt wird. Bei Abschluss der Zündung der HID-Lampe wird der Schalt-Schaltkreisabschnitt 21 abgeschaltet und eine Haltespannung wird an die Sekundärspule des Transformators 3 angelegt, um das Leuchten der Lampe LP aufrechtzuerhalten. In 13 bezeichnet BAT eine Batterie, die in einem Fahrzeug montiert ist, während das Bezugszeichen 8 einen Gleichspannungswandler bezeichnet.
Die obenbeschriebene herkömmliche HID-Scheinwerfervorrichtung umfasst eine Lampenfassung 4 und eine Lampenzündeinheit 5 und ist links oder rechts am vorderen Abschnitt eines Fahrzeuges montiert und erfordert den Austausch der gesamten Einheit 5, wenn irgendein Problem mit deren internen Komponenten, wie z. B. einer ECU oder irgendeinem Schaltungselement oder einer internen Schaltung, auftritt.
Die Vorrichtung erfordert eine separate Anordnung der Lampenfassung getrennt von der Lampenzündeinheit und eine Verbindung derselben unter Verwendung eines Hochspannungskabels 6 und eines Niederspannungskabels 7. Dies macht die Montagearbeit der Einheit kompliziert. Ferner kann die Verwendung eines langgestreckten Hochspannungskabels die Gefahr eines Leckstroms hieraus hervorrufen, was eine Reduktion der Ausgangsspannung der Entladungslampeneinheit hervorrufen und die anderen peripheren elektrischen Vorrichtungen beeinträchtigen kann.
EP-0596806-A1 zeigt eine HID-Scheinwerfervorrichtung (Hochintensitätsentladungs-Scheinwerfervorrichtung) für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner offenbart EP-0739154-A1 eine HID-Scheinwerfervorrichtung, die in Verbindung mit einem Wechselstromversorgungsmittel zu verwenden ist, welches einen Spartransformator verwendet, um eine Startspannung und eine Haltespannung über separate Kabel an die HID-Lampe anzulegen.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 ausgeführt ist, eine HID-Scheinwerfervorrichtung zu schaffen, die kompakt ist, leicht zu montieren und leicht zu reparieren ist, wenn irgendein Problem mit einer ECU oder einem Schaltungselement oder einem Schaltkreis der Vorrichtung auftritt, indem nur die defekte Komponente ausgetauscht wird. Diese Vorrichtung umfasst daher zwei separat montierbare Scheinwerfereinheiten, von denen jede eine einzelne feste Einheit ist, die eine darauf aufgesetzte Lampenfassung und eine Scheinwerferzündschaltung aufweist, mit einem darin vergossenen Transformator mit isolierendem Kunstharz, das in einem geschmolzenen Zustand eingefüllt und darin verfestigt ist, sowie eine separate Kontrollschaltung (ECU) mit einem Gleichspannungswandler, die gewöhnlich zum Kontrollieren der zwei Scheinwerfereinheiten verwendet wird, die links und rechts an einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs montiert sind. Im Falle eines Problems mit der Vorrichtung kann der Benutzer den Defekt beseitigen, indem er nur eine der Zündeinheiten oder die Kontrollschaltung oder den Gleichspannungswandler ersetzt, je nachdem, was das Problem betrifft.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein elektrisches Schaltbild einer HID-Scheinwerfervorrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert.
2 ist eine aufgeschnittene Draufsicht einer beispielhaften HID-Scheinwerfereinheit der HID-Scheinwerfervorrichtung der 1.
3 ist eine Längsschnittansicht der HID-Scheinwerfereinheit der 2.
4 ist eine Vorderansicht der HID-Scheinwerfereinheit der 2.
5 ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Rückseitenansicht der HID-Scheinwerfereinheit der 2.
6 ist eine aufgeschnittene Vorderansicht der HID-Scheinwerfereinheit der 2.
7 ist eine Draufsicht eines Spulengehäuses der HID-Scheinwerfereinheit der 2.
8 ist eine Bodenansicht des Spulengehäuses der 7.
9 ist eine Vorderansicht des Spulengehäuses der 7.
10 ist eine Draufsicht einer gedruckten Leiterplatte der HID-Scheinwerfereinheit der 2.
11 ist eine Bodenansicht der gedruckten Leiterplatte der 10.
12 ist eine Vorderansicht einer herkömmlichen HID-Scheinwerfereinheit, die auf der linken oder rechten Seite eines Fahrzeugs angeordnet ist.
13 ist ein typisches Schaltbild eines HID-Lampen-Zündsystems.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine HID-Scheinwerfervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Paar Scheinwerfereinheiten 9, von denen jede eine einzelne feste Einheit ist, in der eine Lampenzündschaltung 2, ein Transformator 3 und eine Lampenfassung 4 für eine HID-Lampe LP mit einem isolierenden Kunstharz vergossen sind, das in einem geschmolzenen Zustand eingegossen und darin ausgehärtet worden ist, sowie eine Kontrollschaltung (ECU) 1, die mit einem Zündschalter SW und einem Gleichspannungswandler 8 versehen ist, wobei die Schaltung sowohl die linke als auch die rechte Scheinwerfereinheit 91 und 92, die parallel hiermit verbunden sind, kontrollieren kann.
Die Vorrichtung verwendet somit eine einzelne Kontrollschaltung 1 und einen einzelnen Gleichspannungswandler 8 gemeinsam für die linke und die rechte Scheinwerfereinheit, was eine Einsparung in der Anzahl der Teile und eine Verbesserung des Raumfaktors bewirkt, wenn diese im Fahrzeug montiert wird.
Aufgrund der Konstruktion, bei der die mit dem Gleichspannungswandler 8 versehene Kontrollschaltung 1 separat von den separaten einzelnen festen Scheinwerfereinheiten 91, 92 vorgesehen ist, kann eine Vorrichtung, in der ein Fehler aufgetreten ist, repariert werden, indem ein Defekt in der Vorrichtung lokalisiert wird und die fehlerhafte Komponente aus der Gruppe der Kontrollschaltung 1, des Gleichspannungswandlers und der Scheinwerfereinheiten 91 und 92 ausgetauscht wird.
Ferner weist die Scheinwerfereinheit 9 die Lampenfassung 4 auf, die integral darauf ausgebildet ist, und kann daher ohne Notwendigkeit der Verlegung eines langgestreckten Hochspannungskabels zwischen der Fassung und der Scheinwerfereinheit montiert werden.
Die Scheinwerfereinheit 9 ist beispielsweise so konstruiert, wie in den 2 bis 5 gezeigt ist.
Ein Spulengehäuse 12 weist drei leitende Platten 13 auf, die auf dessen Umfang ausgebildet sind, sowie eine HID-Lampenfassung 4, die darauf koaxial ausgebildet ist, und nimmt eine Sekundärspuleneinheit 14 auf, die derart eingesetzt ist, dass ihr Ausgangsanschluss mit einem Anschluss der Fassung 4 elektrisch verbunden ist. Das Spulengehäuse 12 mit der Sekundärspuleneinheit 14 wird anschließend auf einer gedruckten Leiterplatte 15 montiert, die ein Schaltungsmuster einer Lampenzündschaltung (2) mit im voraus darauf montierten Schaltungselementen aufweist, wobei der Schaltkreis mit dem Spulengehäuse 12 mit der darin eingesetzten Sekundärspuleneinheit 14 vervollständigt wird. Die gedruckte Leiterplatte 15 weist ferner ein Schaltungsmuster einer Primärspulenschaltung auf, die durch Verbinden derselben in Serie mit den drei leitenden Platten 13 des Spulengehäuses 12 vervollständigt wird. Eine Baugruppe bestehend aus dem Spulengehäuse 12, der Sekundärspuleneinheit 14 und der gedruckten Leiterplatte 15 wird anschließend in einem Gehäuse 17 montiert, das eine Stromversorgungsbuchse 18 aufweist, die darauf integral ausgebildet ist, derart, dass die Oberseite der Lampenfassung 4 aus dem Gehäuse hervorsteht und der Primärspuleneingangsanschluss mit dem Stromversorgungsbuchsenanschluss elektrisch verbunden ist. Alle inneren Komponenten werden anschließend im Gehäuse 17 mit isolierendem Kunstharz vergossen, das in einem geschmolzenen Zustand eingefüllt und darin ausgehärtet wird, um eine einzelne massive Einheit zu bilden.
Ein Spulengehäuse 12 mit einer koaxial darauf aufgesetzten HID-Lampenfassung ist in den 7 bis 9 gezeigt.
Das Spulengehäuse 12 weist eine Öffnung auf, die in ihrem Boden ausgebildet ist, um darin eine Sekundärspuleneinheit 14 einzusetzen. Die Anschlussstifte 131 der jeweiligen leitenden Platten, die am Umfang des Spulengehäuses 12 ausgebildet sind, ragen aus dem Boden des Spulengehäuses 12 hervor.
Das Spulengehäuse 12 wird an einem zugewiesenen Ort auf der gedruckten Leiterplatte 15 montiert, derart, dass die Anschlussstifte in die entsprechenden Löcher 151 eingesetzt werden, die in der gedruckten Leiterplatte 15 vorgesehen sind, und darin verklebt werden. Die leitenden Platten 13 sind auf dem Schaltungsmuster 12, das im voraus auf der gedruckten Leiterplatte 15 ausgebildet worden ist, in Serie verbunden, um einen Primärspulenschaltkreis zu vervollständigen, wie in 11 gezeigt ist.
Die HID-Lampenfassung 4 weist einen Hochspannungsanschluss 19 auf, der an seinem zentralen Abschnitt angeordnet ist, sowie einen Niederspannungsanschluss 20, der nahe diesem angeordnet ist.
Die Sekundärspuleneinheit 14 umfasst einen Spulenkörper 142 mit einer darum gewickelten Sekundärspule 141 und einen Kern 143, der in dessen hohle Mitte eingesetzt ist.
Der Spulenkörper 142 weist einen Stirnflansch 421 mit einer Eingangselektrode 11 auf, mit der das Anfangsende der Sekundärspule 141 verbunden ist.
Das Spulengehäuse 12 wird am zugewiesenen Ort auf der gedruckten Leiterplatte 15 montiert, derart, dass ein Anschlussstift 111 der Eingangselektrode 11 in ein Loch 115 eingesetzt wird, das in der gedruckten Leiterplatte 15 vorgesehen ist. Die Anschlussstifte werden darin verklebt und hierdurch mit der Eingangsspannungsleitung +E verbunden (siehe 5).
Der Spulenkörper 142 weist ferner einen weiteren Stirnflansch 422 mit einer Ausgangselektrode 112 auf, mit der das Ende der Sekundärspule 141 verbunden ist. Wenn das Spulengehäuse 12 am zugewiesenen Ort auf der gedruckten Leiterplatte 15 montiert wird, gelangt ein Anschlussstift 111 der Ausgangselektrode 11 mit einem hinteren Endabschnitt 191 des Hochspannungsanschlusses 19 in der Fassung 4 in Kontakt, deren Abschnitt in das Spulengehäuse 12 ragt (6). Die Sekundärspuleneinheit 14 wird anschließend integral im Spulengehäuse 12 mit isolierendem Kunstharz vergossen, das in einem geschmolzenen Zustand eingefüllt und darin ausgehärtet wird.
Die 10 und 11 sind eine Darstellung einer gedruckten Leiterplatte 15, die mit einer Entladungslampe implementiert wird. Die gedruckte Leiterplatte 15 ist mit dem Spulengehäuse 12 versehen, das die Sekundärspuleneinheit 14 auf der oberen Oberfläche enthält (10), und ist ferner auf der gleichen Oberfläche mit Schaltungselementen 16 versehen, wie z. B. Umschaltelementen und Kondensatoren, die sich auf der gleichen Oberfläche befinden. Die gedruckte Leiterplatte 15 ist ferner mit Schaltungselementen 16, wie z. B. einem Widerstand und Dioden, auf der Bodenoberfläche versehen (11). Diese Schaltungselemente, die durch das auf der gedruckten Leiterplatte ausgebildete Verdrahtungsmuster verbunden sind, bilden darauf eine Lampenzündschaltung 16, wie in 13 gezeigt ist.
Die gedruckte Leiterplatte 15 weist gepaarte Löcher 154 und 155 auf, die darin für einen Erdungsanschluss (GND) bzw. einen Antriebsspannungsanschluss (+E) ausgebildet sind. Wenn die gedruckte Leiterplatte 15 im Gehäuse 17 mit der Stromversorgungsbuchse 18 montiert wird, werden die rückseitigen Anschlussstifte 113 und 114 der Stromversorgungsbuchse 18 in die jeweiligen Löcher 154 und 155 eingesetzt, um die Lampenzündschaltung mit dem Stromversorgungsbuchsenabschnitt 18 elektrisch zu verbinden (2).
In der Scheinwerfereinheit 9 wird eine Hochspannung, die zum Zünden eines HID-Scheinwerfers LP benötigt wird, vom Transformator 3 erzeugt, jedoch kann sie aufgrund einer Abschirmungswirkung der leitenden Platten 13, die am Umfang des Spulengehäuses 12 vorgesehen sind, nicht die Schaltungselemente 16 auf der gedruckten Leiterplatte 15, die nahe dem Spulengehäuse 12 angeordnet ist, beeinträchtigen.
Sobald die Sekundärspuleneinheit 14 im Spulengehäuse 12 mit der integral darin ausgebildeten HID-Lampenfassung 4 montiert ist, kann der Ausgangsanschluss der Sekundärspule 141 direkt mit dem Hochspannungsanschluss 19 der Fassung 4 verbunden werden, ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Hochspannungsverdrahtung auf der gedruckten Leiterplatte und ohne Verlegung eines Hochspannungskabels. Die Einheit verwirklicht somit einen einfachen und optimalen Anschluss ihres Hochspannungsabschnitts.
Es wird eine kompakte HID-Lampenzündschaltung gebildet, wenn der Hochspannung erzeugende Transformator 3, der die in das Spulengehäuse 12 eingesetzte Sekundärspuleneinheit 14 umfasst, einfach am zugewiesenen Ort auf der gedruckten Leiterplatte montiert wird. Die Platte 15 wird einfach im Gehäuse 12 montiert, mit dem die elektrische Verbindung zwischen der gedruckten Leiterplatte 15 und dem Stromversorgungsbuchsenabschnitt 18, der am Gehäuse 12 vorgesehen ist, vervollständigt wird, ohne dass irgendeine zusätzliche Verdrahtungsarbeit notwendig ist.
Die so zusammengefügte Scheinwerfereinheit 9 ist kompakt und kann direkt in einem begrenzten Raum eines Scheinwerfermontageabschnitts des Fahrzeugs montiert werden. Diese Einheit ist leicht zu montieren, da sie nur die Verbindung einer Stromquelle mit dem Stromversorgungsbuchsenabschnitt 18 derselben erfordert, wodurch die Notwendigkeit der Verwendung eines langgestreckten Hochspannungskabels eliminiert wird.
Wie aus dem Vorangehenden deutlich wird, kann die HID-Lampenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung jeden der HID-Scheinwerfer ansteuern, durch Erzeugen einer Hochspannung an der Sekundärseite eines Transformators durch Anlegen einer Startspannung an eine Lampenzündschaltung unter der Kontrolle einer Kontrollschaltung, wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, und kann das Leuchten der HID-Lampe aufrechterhalten durch Anlegen einer Haltespannung an die Sekundärseite des Transformators nach dem Zünden der HID-Lampe. Diese Vorrichtung umfasst linke und rechte Scheinwerfereinheiten, die jeweils ein einzelnes festes Gehäuse aufweisen, in dem eine Lampenzündschaltung, ein Hochspannung erzeugender Transformator und eine HID-Lampenfassung mit einem isolierenden Kunstharz vergossen sind, das in einem geschmolzenen Zustand eingegossen und darin ausgehärtet worden ist, sowie eine einzelne Kontrollschaltung, die sowohl die linke als auch die rechte Scheinwerfereinheit kontrollieren kann. Aufgrund der obenbeschriebenen Konstruktion ist die HID-Scheinwerfervorrichtung der vorliegenden Erfindung leicht in einem Fahrzeug zu montieren und erlaubt, die Scheinwerfereinheiten und die Kontrollschaltung selektiv durch neue zu ersetzen, falls die Vorrichtung aufgrund eines Problems mit der Kontrollschaltung (ECU) oder der Schaltelemente in irgendeiner Scheinwerfereinheit oder aufgrund einer Beschädigung der darin befindlichen Schaltung Probleme hervorruft.

Claims

Hochintensitätsentladungs-(HID)-Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug, die fähig ist, Hochintensitätsentladungs-(HID)-Lampen anzusteuern durch Erzeugen einer Hochspannung an einer Sekundärseite eines Transformators (3) mittels Anlegen einer Startspannung an eine Lampenzündschaltung (2) unter der Kontrolle einer Kontrollschaltung (1), wenn ein Beleuchtungsschalter (SW) eingeschaltet wird, und das Leuchten der Hochintensitätsentladungs-(HID)-Lampe (LP) aufrecht zu erhalten durch Anlegen einer Erhaltungsspannung an die Sekundärspule des Transformators (3) nach dem Zünden der Hochintensitätsentladungs-(HID)-Lampe, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: zwei separat montierbare linke und rechte Scheinwerfereinheiten (91, 92), die jeweils ein einzelnes festes Gehäuse aufweisen, in dem eine Lampenzündschaltung (2), ein Transformator (3) und eine Hochintensitätsentladungs-(HID)-Lampenfassung (4) mit einem isolierenden Kunstharz vergossen sind, das in einem geschmolzenen Zustand eingegossen und darin ausgehärtet worden ist, sowie eine einzelne separate Kontrollschaltung (1) mit einem Gleichspannungswandler (8) zum Kontrollieren der beiden Scheinwerfereinheiten (91, 92), die links und rechts am vorderen Abschnitt des Fahrzeugs montiert sind.