EP2405716A1 - Leuchtmittel und Verfahren zu dessen Stromversorgung - Google Patents

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EP2405716A1
EP2405716A1 EP10007123A EP10007123A EP2405716A1 EP 2405716 A1 EP2405716 A1 EP 2405716A1 EP 10007123 A EP10007123 A EP 10007123A EP 10007123 A EP10007123 A EP 10007123A EP 2405716 A1 EP2405716 A1 EP 2405716A1
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EP
European Patent Office
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led
temperature
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current
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EP10007123A
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EP2405716B1 (de
Inventor
Otto Müller
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Odelo GmbH
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Odelo GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/18—Controlling the intensity of the light using temperature feedback

Definitions

  • the invention relates to a light source for a motor vehicle light with at least one LED as a light source according to the preamble of claim 1 and a method for powering such a light bulb according to the preamble of claim 10.
  • a motor vehicle light fulfills one or more tasks or lighting functions, such as a function illuminating the road surface as a headlight, or a signal function as a signal light, such as for indicating the direction of travel or displaying a braking activity, or ensuring visibility the vehicle during the day and / or night, such as in a design as a daytime running light.
  • a function illuminating the road surface as a headlight or a signal function as a signal light, such as for indicating the direction of travel or displaying a braking activity, or ensuring visibility the vehicle during the day and / or night, such as in a design as a daytime running light.
  • motor vehicle lights are on the vehicle's bow, on the vehicle flanks and / or on the side mirrors and rear lights arranged flashing lights, for example, ambient lighting, marker lights, brake lights, fog lamps, reversing lights, and typically high set third brake lights, so-called Central, High-Mounted Braking lights, daytime running lights, headlamps and fog lights used as turning or cornering lights, as well as combinations thereof.
  • flashing lights for example, ambient lighting, marker lights, brake lights, fog lamps, reversing lights, and typically high set third brake lights, so-called Central, High-Mounted Braking lights, daytime running lights, headlamps and fog lights used as turning or cornering lights, as well as combinations thereof.
  • a power vehicle lamp essentially consists of a luminaire housing, a luminous means arranged therein, optionally a reflector arranged behind the luminous means in the housing, and a transparent cover protecting the illuminant and optionally the reflector against the effects of weathering, also referred to as a light disc.
  • the lens encloses a luminaire interior which accommodates the luminous means and optionally the reflector.
  • the luminaire housing or the interior of the luminaire can be subdivided into a plurality of chambers, each with its own illuminants, possibly reflectors, as well as, if appropriate, light disks, of which several chambers can fulfill the same or each chamber another of the functions described above.
  • the interior of the luminaire can be closed to the environment. Likewise, the interior of the lamp can communicate with the environment via a ventilation opening.
  • light sources for light bulbs come, for example, light bulbs, gas discharge lamps and increasingly singly or in groups arranged light emitting diodes used.
  • the latter consist of a light-emitting diode-semiconductor chip, short LED chip, as well as a molded for example by injection molding, the LED chip completely or partially enveloping primary optics.
  • automotive lights are known in which pure LED chips are used without molded primary optics. In the following, therefore, for the sake of simplicity, no distinction is made between light-emitting diode and LED chip, and instead the term LED is used uniformly for both embodiments, unless explicitly stated otherwise.
  • Outstanding properties of LEDs compared to other, conventional lamps are a much longer life and a much higher light output with the same power consumption.
  • LEDs as light sources for lamps particularly compact automotive lights, which can be adapted to almost every imaginable installation situation.
  • LEDs have luminous efficacy and their aging are temperature-dependent.
  • the efficiency of the light emission of LEDs which is also referred to as luminous efficacy and simplifies the ratio of light intensity to the amount of current supplied, decreases with increasing temperature.
  • aging increases with increasing temperature.
  • the electrical and electronic components accommodated in the luminaire interior heat up, including the LEDs when the light function is switched on.
  • the efficiency of the light emission which is also referred to as the luminous efficiency, and thereby the luminosity of the LEDs decreases.
  • LEDs Another important property of LEDs is that their electrical resistance increases exponentially with increasing temperature. In order to counteract destruction during start-up of a cold LED, it is therefore common to operate LEDs on a constant current source. This prevents a current that can flow when the LEDs are cold, which could result in the immediate destruction of the LEDs.
  • An object of the invention is to develop a lamp for a motor vehicle light with at least one LED as a light source, in which a dazzling of others Road users is avoided, as well as a method for powering such a light source.
  • the object is achieved by a luminous means having the features of the independent claim 1 or by a method having the features of the independent claim 10.
  • a first subject of the invention accordingly relates to a light source for a motor vehicle light with at least one LED as the light source.
  • the luminous means comprises a current regulator, which keeps the energization of the at least one LED constant at least within a predetermined temperature range.
  • the temperature range comprises at least one design temperature of the at least one LED in the design state during continuous operation.
  • the lighting means further comprises detecting means for determining the temperature of the at least one LED.
  • the current controller comprises regulating means for lowering the current supply in a cold state lying at least below at least one predetermined threshold value for the temperature in comparison to the constant energization in the design state.
  • the lowering of the current below the threshold value for the temperature provides in a cold state, a reduced energization compared to the energization in the design state.
  • the temperature of the at least one LED determined by the detection means is lower than the design temperature, and more preferably lower than the predetermined threshold, and thus colder than in the design state of continuous operation.
  • the electrical energy W el results from the integral of the electric power P el resulting from the product of the current I (t) and the voltage U (t) of the at least one LED over the time interval.
  • the current I (t) and / or a voltage U (t) reduce the amount and / or a pulsed pulse operation of the current I. (t) and the voltage U (t) provided with a frequency perceptible above the human eye. If the at least one LED in the design state is operated in pulsed mode with a frequency that is perceptible to the human eye, then the lowering of the current supply can for example extend the currentless intervals between the successive pulses and / or shorten the pulses themselves.
  • the energization can be raised from the cold state with increasing temperature of the at least one LED to the design state.
  • the energization is selected such that a design intensity corresponding to the light intensity in the design state is maintained.
  • the predetermined threshold value below which the current supply is lowered is preferably below the design temperature of the at least one LED in the design state during continuous operation.
  • continuous operation is to be understood here as a function of the light function.
  • continuous operation is, for example, in persistent hazard warning light function, although the bulb is repeatedly dark.
  • a daytime running light is continuous operation, for example, a certain period of time after switching on the light function, although LEDs above a visible to the human eye frequency can be pulsed in the pulse mode.
  • the lowering of the current supply is preferably selected such that an at least approximately equal brightness of the at least one LED is obtained in the cold state as well as in the design state.
  • the lowering of the current supply or the starting of the cold state after switching taking place increasing the energization can be done in discrete step steps or continuously depending on the temperature determined by the detection means of the at least one LED.
  • the detection means may comprise at least one temperature-dependent electronic element accommodated on an LED carrier. If a plurality or groups of LEDs arranged as a light source of a light source for a motor vehicle light used, a reflector is typically provided with a plurality of reflector chambers. At the focal point of each reflector chamber while an LED is arranged. In order to position the LEDs with respect to the reflector, they are arranged on an LED carrier, which serves for receiving, fastening and electrical contacting of the LEDs. In addition, further required electronic components, resistors, etc. may be attached to the LED carrier. One or more cables and / or one or more connector elements of one or more electrical connectors for further electrical contacting can also be attached to the LED carrier.
  • the LED carrier can be attached to the reflector from behind or at least positioned.
  • the LED carrier thereby ensures a precise position of the LEDs to the focal point in the individual reflector chambers. It is also known to integrate the reflector in the LED carrier or to design the reflector as an LED carrier.
  • the LED carrier may consist of one or more, for example, attached to the reflector by means of screw and / or snap connections boards.
  • the detection means comprise a temperature-dependent electronic element housed in a primary optic of at least one LED.
  • the primary optics may be, for example, a light guide molded onto one or more LEDs. It is particularly preferred in the temperature-dependent electronic element to the LED itself or at least one LED.
  • the characteristic which describes the behavior of the electrical resistance of an LED over the temperature is different for each LED.
  • the characteristic curve is unique, continuous and differentiable within a temperature range permissible for operating the LED. This has the consequence that at a certain temperature is exactly one electrical resistance.
  • the increase in electrical resistance over a certain temperature change is also calculable. The prerequisite for this is that the semiconductor materials used for the LED are known and that an electrical resistance at any known temperature is also known.
  • this circumstance can be used, for example, when the vehicle is parked, for example during the night, e.g. at least one hour after the last drive to determine the electrical resistance of the light source and then valid in the cold state for the LED ambient temperature for the purpose of calibrating the characteristic.
  • the electrical resistance can be determined, for example, by the illuminant or a selected LED of the luminous means being briefly, preferably without being lit up, subjected to known voltage or current and the current or the voltage drop being measured.
  • the ambient temperature can be interrogated, for example, on the motor vehicle side, for example via a fieldbus (for example, Controller Area Network, CAN bus) from a temperature sensor installed in the motor vehicle or from a control unit which is connected to a temperature sensor.
  • a fieldbus for example, Controller Area Network, CAN bus
  • a second object of the invention relates to a method for powering a light source for a motor vehicle light with at least one LED as the light source.
  • the method provides, at least within a predetermined temperature range, which comprises at least one design temperature of the at least one LED in a design state in continuous operation, to keep the current to the LED constant.
  • the design state is characterized by the maintenance of a designated as design light intensity intensity during continuous operation.
  • the term continuous operation is to be understood as previously described for the light source.
  • the method also provides a detection of the temperature of the at least one LED.
  • the method is characterized by a lowering of the current supply at a temperature of the at least one LED below a threshold value for the temperature, which threshold value is preferably smaller than the design temperature.
  • the detected temperature is used to reduce the current at a temperature of the at least one LED below the design temperature compared to a current in the design state, to a present due to the higher light output in a cold state below the design temperature at the same current higher light intensity of the at least one Compensate for the LED.
  • the design temperature is established.
  • An advantageous embodiment of the method provides, starting from a cold state prevailing below the design temperature, an increase in the current supply with increasing temperature of the at least one LED up to the design state.
  • Another advantageous embodiment of the method provides for such a lowering of the current supply that an at least approximately equal brightness of the at least one LED is obtained in the cold state as well as in the design state.
  • a particularly advantageous embodiment of the method provides for a lowering of the current supply in discrete step steps depending on the detected temperature or proportional and continuous to the detected temperature.
  • the invention provides for a lowering of the current supply of one or more LEDs as a light source of a lamp of a motor vehicle lamp in the cold state in conjunction with an increase in the current with increasing temperature until reaching the design temperature.
  • FIG. 1 Schematically illustrated in its flow process for supplying power to a light bulb for a motor vehicle light with at least one LED as a light source consists, at least in a basic form essentially of seven process steps I, II, III, IV, V, VI, VII.
  • the method starts in a first method step I with the switching on of a light source in a cold state for a motor vehicle light with at least one LED as the light source.
  • the luminous means comprises detection means for determining the temperature T LED of the at least one LED and a current regulator which keeps the current supply W A of the at least one LED constant at least within a predetermined temperature range.
  • the temperature range includes at least one design temperature T A of the at least one LED in a design state in continuous operation, which is higher than the temperature T LED of the LED in the cold state.
  • the LED takes the dominant position when cold Ambient temperature when the motor vehicle was turned off for a long time, for example, at night before switching on the lamp.
  • the current regulator of the luminous means comprises regulating means for lowering the current supply W K in comparison to the constant current supply W A at least below at least one predetermined threshold value T S for the temperature.
  • the threshold value T S is below the design temperature T A.
  • the method provides for detection of the temperature T LED of the at least one LED.
  • a temperature-dependent electronic element For detecting a temperature-dependent electronic element may be provided.
  • the term temperature-dependent designates here a property of the electronic element according to which it generates or emits, by itself or during a control from the outside, for example during energization, an electrical signal, for example, whose properties are proportional to a temperature prevailing preferably in the immediate vicinity of the electronic element ,
  • the temperature-dependent electronic element can be, for example, at least one LED itself, but also the arrangement of, for example, a temperature sensor in a primary optic molded onto one or more LEDs, for example, or on an LED carrier carrying one or more LEDs is conceivable.
  • a comparison of the detected temperature T LED of the at least one LED takes place with a threshold value T S for the temperature, which is preferably below a design temperature T A , which has the at least one LED in continuous operation in the design state.
  • the detected temperature T LED is less than the threshold value T S , for example less than the design temperature T A , then there is a cold state, which is characterized in that the detected temperature T LED is smaller than the threshold value T S and thus smaller than the design temperature T A.
  • Energization W K is carried out in the cold state in a fourth process step IV of the comprehensive at least one LED light source of the luminous means, which is smaller than a constant current supply W is lowered A at the design condition and compared to a current supply W A at design temperature T A at the design condition ,
  • the lowering of the current supply W K in the cold state compared to the amount of the current W A in the design state is preferably chosen so that at least approximately same brightness of the at least one LED is maintained in the cold state as in the design state.
  • a cold state here can be understood to be any state in which a detected temperature T LED is present which is smaller than the threshold value T S.
  • a fifth method step V which is parallel to the fourth method step IV, there is constant energization of the light source of the luminous means comprising the at least one LED in the amount of the current supply W A provided in the design state.
  • This energization W A in the design state is selected such that the at least one LED has a light intensity sufficient to fulfill legally required light values over a given lifetime or lifetime even during continuous operation with a long burning time under the then prevailing design temperature T A.
  • the level of the constant current supply W A in the design state is characterized by compliance with a designated as design light intensity intensity during continuous operation.
  • the length of the continuous operation can be given for example by the legally required detection method.
  • the continuous operation occurs at 30 min operating time, so that prevails after this period of operation, the design state.
  • a query is made as to whether the lighting means continues to be operated or whether it should be switched off.
  • the method ends in the seventh method step VII and the light source is switched off.
  • an eighth method step VIII parallel to the fourth and the fifth method step takes place instead of the fourth method step IV.
  • This eighth method step VIII provides that at a detected temperature T LED , which is lower than the given for example by the design temperature T A or dependent on this threshold T S (T A ) a temperature-dependent current supply W K (T LED ) of at least an LED takes place.
  • This temperature-dependent current supply W K (T LED ) can rise starting from a cold state with a lower temperature T LED as the threshold value T S and the design temperature T A with increasing temperature T LED of the at least one LED up to the level of the current W A in the design state.
  • the design temperature T A adjusts itself here either immediately after reaching the design state corresponding energization W A or prevails more or less shortly after, depending on whether the threshold value T S is identical to the design temperature T A , or if and how far the threshold T S is below the design temperature T A.
  • the rise of the temperature-dependent current supply W K (T LED ) can take place in one or more discrete steps according to a step function, or the energization W K (T LED ) can follow a function with a temperature-dependent proportionality.
  • the lowering of the current supply W K (T LED ) can also be selected here such that an at least approximately equal brightness of the at least one LED is obtained in the cold state as well as in the design state.
  • the efficiency ⁇ of the light emission of an LED which simply reflects the ratio of light intensity to the amount of current supplied, is temperature-dependent. Accordingly, the efficiency ⁇ (T LED ) can be determined for every detected temperature T LED and conclusions can be drawn therefrom on a current required for a specific light intensity. If the brightness for each detected temperature T LED from cold state to Design state are kept constant, is based on the design light intensity, which can then be maintained in the cold state as described.
  • the energization W K or W K (T) applies in the cold state and for the energization W A in the design state:
  • W K ⁇ t 0 t 1 I K t ⁇ U K t ⁇ dt ⁇
  • W A ⁇ t 0 t 1 I A t ⁇ U A t ⁇ dt
  • the current I (t) and / or a voltage U (t) reduce the amount and / or a pulsed pulse operation of the current I. (t) and the voltage U (t) provided with a frequency perceptible above the human eye. If the at least one LED in the design state is operated in pulsed mode with a frequency that is perceptible above the human eye, then the lowering of the current supply W K in the cold state can provide, for example, to extend the currentless intervals between the successive pulses and / or the pulses themselves To shorten.
  • the invention provides, in a motor vehicle light with at least one light emitting diode or at least one LED chip as the light source arranged in one of a closed by a lens luminaire housing light fixture arranged lighting control of the energization of the LED and thus the brightness as a function of temperature an LED carrier embodied for example as a circuit board and / or the LED itself make.
  • the control provides that at low temperature, the energization is reduced compared to a prevailing at steady-state design temperature to compensate for a higher efficiency in the cold state at the same current higher light emission of the LED.
  • a temperature-dependent electronic element arranged in the vicinity of the corresponding LED or even in the LED itself, the temperature can be detected and detected.
  • the brightness is preferably kept constant as far as possible.
  • the term cold is to be considered in relation to an operating temperature reflecting the design temperature in continuous operation and only to be understood as a comparative measure.
  • the cold state is characterized by a detected temperature of the at least one LED, which is below the design temperature.
  • continuous operation is to be understood as a function of the light function.
  • continuous operation is, for example, in persistent hazard warning light function, although the bulb is repeatedly dark.
  • a daytime running lamp is continuous operation, for example, a certain period of time after switching on the light function, although the LEDs used as light sources above a visible to the human eye frequency can be operated clocked in the pulse mode.
  • the invention is particularly applicable in the field of manufacturing of automotive lights and the production of bulbs For automotive lights with LEDs as a light source commercially applicable.

Abstract

Es wird ein Leuchtmittel für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle beschrieben. Das Leuchtmittel weist Erfassungsmittel zur Bestimmung der Temperatur (T LED ) der mindestens einen LED sowie einen Stromregler auf. Der Stromregler hält die Bestromung (W A ) der mindestens einen LED zumindest innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs konstant. Der Temperaturbereich umfasst zumindest eine Auslegungstemperatur (T A ) der mindestens einen LED in einem Auslegungszustand bei Dauerbetrieb. Der Stromregler umfasst Regelungsmittel zur Absenkung der Bestromung (W K ) zumindest unterhalb wenigstens eines vorgegebenen Schwellenwerts (T S ) für die Temperatur. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Stromversorgung eines Leuchtmittels für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle beschrieben welches die Verfahrensschritte: - Einhaltung einer konstanten Bestromung (W A ) der mindestens einen LED zumindest innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs, welcher zumindest eine Auslegungstemperatur (T A ) der mindestens einen LED in einem Auslegungszustand bei Dauerbetrieb umfasst, sowie - Erfassung der Temperatur (T LED ) der mindestens einen LED, sowie - Absenkung der Bestromung (W K ) bei einer Temperatur (T LED ) der mindestens einen LED unterhalb eines Schwellenwerts für die Temperatur (T S ), welcher bevorzugt kleiner ist, als die Auslegungstemperatur (T A ) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Leuchtmittel für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Stromversorgung eines solchen Leuchtmittels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • Eine Kraftfahrzeugleuchte erfüllt je nach Ausgestaltung eine oder mehrere Aufgaben bzw. Lichtfunktionen, wie beispielsweise bei einer Ausgestaltung als Scheinwerfer eine die Fahrbahn ausleuchtende Funktion, oder bei einer Ausgestaltung als Signalleuchte eine Signalfunktion, wie beispielsweise zur Fahrtrichtungsanzeige oder Anzeige einer Bremstätigkeit, oder einer Sicherstellung einer Sichtbarkeit des Kraftfahrzeugs bei Tag und/oder Nacht, wie etwa bei einer Ausgestaltung als Tagfahrleuchte. Beispiele für Kraftfahrzeugleuchten sind am Fahrzeugbug, an den Fahrzeugflanken und/oder an den Seitenspiegeln sowie am Fahrzeugheck angeordnete Blinkleuchten, Ausstiegsleuchten, beispielsweise zur Umfeldbeleuchtung, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten, Nebelleuchten, Rückfahrleuchten, sowie typischerweise hoch gesetzte dritte Bremsleuchten, so genannte Central, High-Mounted Braking Lights, Tagfahrleuchten, Scheinwerfer und auch als Abbiege- oder Kurvenlicht verwendete Nebelscheinwerfer, sowie Kombinationen hiervon.
  • Eine Krafttahrzeugleuchte besteht im Wesentlichen aus einem Leuchtengehäuse, einem darin angeordneten Leuchtmittel, gegebenenfalls einem typischerweise hinter dem Leuchtmittel in dem Gehäuse angeordneten Reflektor, sowie einer das Leuchtmittel und gegebenenfalls den Reflektor gegen Witterungseinflüsse schützenden, kurz auch als Lichtscheibe bezeichneten transparenten Abdeckung. Die Lichtscheibe umschließt gemeinsam mit dem Leuchtengehäuse einen das Leuchtmittel und gegebenenfalls den Reflektor aufnehmenden Leuchteninnenraum. Das Leuchtengehäuse bzw. der Leuchteninnenraum kann dabei in mehrere Kammern mit jeweils eigenen Leuchtmitteln, eventuell Reflektoren, sowie gegebenenfalls Lichtscheiben unterteilt sein, von denen mehrere Kammern gleiche oder jede Kammer eine andere der oben beschriebenen Funktionen erfüllen kann.
  • Der Leuchteninnenraum kann gegenüber der Umgebung abgeschlossen sein. Ebenso kann der Leuchteninnenraum über eine Belüftungsöffnung mit der Umgebung kommunizieren.
  • Als Lichtquellen für Leuchtmittel kommen beispielsweise Glühbirnen, Gasentladungslampen und vermehrt auch einzeln oder gruppenweise angeordnete Leuchtdioden zum Einsatz. Letztere bestehen aus einem Lichtemittierende-Diode-Halbleiter-Chip, kurz LED-Chip, sowie einer beispielsweise durch Spritzgießen angeformten, den LED-Chip ganz oder teilweise umhüllenden Primäroptik. Auch sind Kraftfahrzeugleuchten bekannt, in denen reine LED-Chips ohne angeformte Primäroptiken zum Einsatz kommen. Im Folgenden wird deshalb der Einfachheit halber nicht mehr zwischen Leuchtdiode und LED-Chip unterschieden und statt dessen einheitlich der Begriff LED stellvertretend für beide Ausgestaltungen verwendet, es sei denn, es wird explizit etwas anderes erwähnt. Herausragende Eigenschaften von LEDs im Vergleich zu anderen, konventionellen Leuchtmitteln sind eine wesentlich längere Lebensdauer und eine wesentlich höhere Lichtausbeute bei gleicher Leistungsaufnahme. Dadurch und unter anderem auch wegen ihrer kompakteren Abmessungen können durch Verwendung von LEDs als Lichtquellen für Leuchtmittel besonders kompakte Kraftfahrzeugleuchten verwirklicht werden, die an fast jede nur erdenkliche Einbausituation angepasst sein können.
  • Eine bedeutende Eigenschaft von LEDs ist, dass deren Lichtausbeute sowie deren Alterung temperaturabhängig sind. Der auch als Lichtausbeute bezeichnete und vereinfacht das Verhältnis von Lichtstärke zur Höhe der Bestromung widerspiegelnde Wirkungsgrad der Lichtemission von LEDs sinkt mit steigender Temperatur. Demgegenüber nimmt die Alterung mit steigender Temperatur zu. Bei Kraftfahrzeugleuchten mit LEDs als Lichtquelle des Leuchtmittels erwärmen sich die im Leuchteninnenraum untergebrachten elektrischen und elektronischen Bauteile einschließlich der LEDs bei eingeschalteter Lichtfunktion. Hierdurch sinkt der auch als Lichtausbeute bezeichnete Wirkungsgrad der Lichtemission und dadurch die Leuchtkraft der LEDs. Um auch bei langer Brenndauer bei dann herrschender Betriebstemperatur über eine lange Lebenszeit der LEDs hinweg eine gewünschte und zur Erfüllung gesetzlich geforderter Lichtwerte ausreichende Lichtstärke zu erhalten und sicherzustellen ist bekannt, LEDs zu verwenden, die höher bestromt werden könnten, als dies im Dauerbetrieb vorgesehen ist bzw. erfolgt, und die bei einem thermischen Maximalzustand die gesetzlich geforderten Lichtwerte noch erfüllen. Würden kleiner dimensionierte LEDs verwendet werden, welche bei der gewünschten Lichtstärke ihre Maximallichtstärke aufweisen würden, so würde dies im Dauerbetrieb bei Betriebstemperatur zu einer raschen Degradation und zu einer drastischen Verkürzung der Lebensdauer der LEDs führen. Dieser Betriebszustand stärkerer, höher bestrombarer LEDs unterhalb deren Maximallichtstärke wird als Auslegungspunkt oder Auslegungszustand bezeichnet.
  • Eine weitere bedeutende Eigenschaft von LEDs ist, dass deren elektrischer Widerstand mit zunehmender Temperatur exponentiell zunimmt. Um einer Zerstörung bei der Inbetriebnahme einer kalten LED zu begegnen ist es daher üblich, LEDs an einer Konstantstromquelle zu betreiben. Hierdurch wird verhindert, dass bei kalten LEDs eine Stromstärke fließen kann, welche die unmittelbare Zerstörung der LEDs zur Folge haben könnte.
  • Um einer Zerstörung einer LED oder einer Gruppe von als Lichtquelle für ein Leuchtmittel in einer Kraftfahrzeugleuchte vorgesehener LEDs durch Überhitzung entgegenzuwirken, ist durch WO 2007/092355 A1 bekannt, die LEDs derart temperaturabhängig zu bestromen, dass mit zunehmender Temperatur der LEDs die Bestromung verringert wird.
  • Durch DE 10 2008 013 048 A1 ist bekannt, die Bestromung einer LED während des Betriebs so zu regeln, dass keine Überhitzung auftritt.
  • Durch DE 10 2008 058 524 A1 ist bekannt, die Bestromung bzw. die Temperatur einer LED auf einen Sollwert zu regeln, welcher in Abhängigkeit eines gewünschten Betriebsparameters, z.B. maximale Lichtstärke oder maximale Lebensdauer eingestellt wird.
  • Ein bei der bisherigen Entwicklung unberücksichtigtes und nach dem Stand der Technik bislang ungelöstes Problem von Kraftfahrzeugleuchten mit wenigstens einem Leuchtmittel mit mindestens einer LED als Lichtquelle ist deren anfängliche Blendung anderer Verkehrsteilnehmer beim Einschalten des Leuchtmittels.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leuchtmittel für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle zu entwickeln, bei dem eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer vermieden wird, sowie ein Verfahren zur Stromversorgung eines solchen Leuchtmittels.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Leuchtmittel mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10.
  • Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft demnach ein Leuchtmittel für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle. Das Leuchtmittel umfasst einen Stromregler, welcher die Bestromung der mindestens einen LED zumindest innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs konstant hält. Der Temperaturbereich umfasst zumindest eine Auslegungstemperatur der mindestens einen LED im Auslegungszustand bei Dauerbetrieb. Das Leuchtmittel weist darüber hinaus Erfassungsmittel zur Bestimmung der Temperatur der mindestens einen LED auf. Ferner umfasst der Stromregler Regelungsmittel zur Absenkung der Bestromung in einem zumindest unterhalb wenigstens eines vorgegebenen Schwellenwerts für die Temperatur liegenden Kaltzustand im Vergleich zu der konstanten Bestromung im Auslegungszustand.
  • Die Absenkung der Bestromung unterhalb des Schwellenwerts für die Temperatur sieht in einem Kaltzustand eine herabgesetzte Bestromung im Vergleich zur Bestromung im Auslegungszustand vor. Im Kaltzustand ist die von den Erfassungsmitteln bestimmte Temperatur der mindestens einen LED niedriger als die Auslegungstemperatur und besonders bevorzugt niedriger als der vorgegebene Schwellenwert und damit kälter als bei Dauerbetrieb im Auslegungszustand.
  • Im Sinne der Erfindung bezeichnet eine Absenkung der Bestromung bzw. eine Absenkung der Höhe der Bestromung bzw. eine Herabsetzung der Bestromung jedwede Maßnahme, die geeignet ist, die innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls Δt, welches sich aus der Differenz zweier aufeinanderfolgender Zeitpunkte t0 und t1 gemäß Δt=t1-t0 ergibt, die der mindestens einen LED zur Lichtemission während des Zeitintervalls Δt zugeführte elektrische Energie Wel zu verringern. Dabei ergibt sich die elektrische Energie Wel aus dem Integral der sich aus dem Produkt des Stromes I(t) und der Spannung U(t) ergebenden elektrischen Leistung Pel der mindestens eine LED über das Zeitintervall hinweg. Mathematisch ausgedrückt bedeutet dies, dass die sich durch: W K = ∫ t 0 t 1 I K t ⋅ U K t ⁢ dt
    Figure imgb0001
    ergebende Bestromung WK im Kaltzustand kleiner ist, als die konstante Bestromung WA im Auslegungszustand mit: W A = ∫ t 0 t 1 I A t ⋅ U A t ⁢ dt
    Figure imgb0002
    so dass gilt: W K = ∫ t 0 t 1 I K t ⋅ U K t ⁢ dt < W A = ∫ t 0 t 1 I A t ⋅ U A t ⁢ dt
    Figure imgb0003
  • Demnach kann zur Absenkung der Bestromung WK im Kaltzustand im Vergleich zur Bestromung WA im Auslegungszustand vorgesehen sein, den Strom I(t) und/oder eine die Spannung U(t) dem Betrag nach abzusenken und/oder einen getakteten Pulsbetrieb des Stroms I(t) und der Spannung U(t) mit einer oberhalb für das menschliche Auge wahrnehmbaren Frequenz vorzusehen. Wird die mindestens eine LED im Auslegungszustand im Pulsbetrieb mit einer oberhalb für das menschliche Auge wahrnehmbaren Frequenz getaktet betrieben, so kann die Absenkung der Bestromung beispielsweise vorsehen, die stromlosen Intervalle zwischen den aufeinander folgenden Pulsen zu verlängern und/oder die Pulse selbst zu verkürzen.
  • Die Bestromung kann ausgehend von dem Kaltzustand mit zunehmender Temperatur der mindestens einen LED bis zum Auslegungszustand angehoben werden. Im Auslegungszustand ist die Bestromung so gewählt, dass eine der Lichtstärke im Auslegungszustand entsprechende Auslegungslichtstärke eingehalten wird.
  • Der vorgegebene Schwellenwert, unterhalb dem die Bestromung abgesenkt ist, liegt bevorzugt unter der Auslegungstemperatur der mindestens einen LED im Auslegungszustand bei Dauerbetrieb.
  • Der Begriff Dauerbetrieb ist hierbei in Abhängigkeit von der Lichtfunktion zu verstehen. Bei einer Wiederholblinkleuchte liegt Dauerbetrieb beispielsweise bei anhaltender Warnblinklichtfunktion vor, obgleich das Leuchtmittel wiederholt dunkel ist. Bei einer Tagfahrleuchte liegt Dauerbetrieb beispielsweise eine bestimmte Zeitspanne nach Einschalten der Lichtfunktion vor, obgleich LEDs oberhalb einer für das menschliche Auge sichtbaren Frequenz im Pulsbetrieb getaktet sein können.
  • Die Absenkung der Bestromung ist bevorzugt so gewählt, dass eine zumindest annähernd gleiche Helligkeit der mindestens einen LED im Kaltzustand wie im Auslegungszustand erhalten wird.
  • Die Absenkung der Bestromung bzw. die ausgehend vom Kaltzustand nach dem Einschalten erfolgende Anhebung der Bestromung kann in diskreten Stufenschritten oder kontinuierlich abhängig von der mit den Erfassungsmitteln bestimmten Temperatur der mindestens einen LED erfolgen.
  • Die Erfassungsmittel können mindestens ein auf einem LED-Träger untergebrachtes temperaturabhängiges elektronisches Element umfassen. Werden mehrere bzw. gruppenweise angeordnete LEDs als Lichtquelle eines Leuchtmittels für eine Kraftfahrzeugleuchte verwendet, so ist typischerweise ein Reflektor mit mehreren Reflektorkammern vorgesehen. Im Brennpunkt jeder Reflektorkammer ist dabei eine LED angeordnet. Um die LEDs gegenüber dem Reflektor zu positionieren werden diese auf einem LED-Träger angeordnet, welcher zur Aufnahme, Befestigung und elektrischen Kontaktierung der LEDs dient. Darüber hinaus können auf dem LED-Träger weitere benötigte Elektronikbauteile, Widerstände etc. befestigt sein. Ein oder mehrere Kabel und/oder ein oder mehrere Steckerelemente einer oder mehrerer elektrischer Steckverbindungen zur weiterführenden elektrischen Kontaktierung können ebenfalls an dem LED-Träger befestigt sein. Der LED-Träger kann von hinten kommend am Reflektor befestigt oder zumindest positioniert sein. Der LED-Träger gewährleistet dadurch eine genaue Lage der LEDs zum Brennpunkt in den einzelnen Reflektorkammern. Auch ist bekannt, den Reflektor in den LED-Träger zu integrieren bzw. den Reflektor als LED-Träger auszugestalten. Im einfachsten Fall kann der LED-Träger aus einer oder mehreren beispielsweise am Reflektor mittels Schraub- und/oder Rastverbindungen befestigten Platinen bestehen.
  • Ebenfalls ist denkbar, dass die Erfassungsmittel ein in einer Primäroptik wenigstens einer LED untergebrachtes temperaturabhängiges elektronisches Element umfassen. Bei der Primäroptik kann es sich beispielsweise um einen an eine oder mehrere LEDs angespritzten Lichtleiter handeln. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem temperaturabhängigen elektronischen Element um die LED selbst bzw. um wenigstens eine LED.
  • Die Kennlinie, welche das Verhalten des elektrischen Widerstands einer LED über der Temperatur beschreibt, ist für jede LED unterschiedlich. Die Kennlinie ist jedoch innerhalb eines zum Betrieb der LED zulässigen Temperaturbereichs eindeutig, stetig und differenzierbar. Dies hat zur Folge, dass bei einer bestimmten Temperatur genau ein elektrischer Widerstand vorliegt. Auch die Zunahme des elektrischen Widerstands über eine bestimmte Temperaturänderung hinweg ist berechenbar. Voraussetzung hierfür ist, dass die für die LED verwendeten Halbleitermaterialien bekannt sind und dass ein elektrischer Widerstand bei einer beliebigen bekannten Temperatur ebenfalls bekannt ist.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann dieser Umstand genutzt werden, um beispielsweise bei abgestelltem Kraftfahrzeug, beispielsweise während der Nacht z.B. wenigstens eine Stunde nach der letzten Fahrt den elektrischen Widerstand des Leuchtmittels und die dann auch im Kaltzustand für die LED geltende Umgebungstemperatur zum Zwecke einer Kalibrierung der Kennlinie zu bestimmen. Der elektrische Widerstand kann beispielsweise bestimmt werden, indem das Leuchtmittel oder eine ausgewählte LED des Leuchtmittels kurzzeitig, bevorzugt ohne aufzuleuchten, mit bekannter Spannung oder bekanntem Strom beaufschlagt wird und der Strom bzw. der Spannungsabfall gemessen wird. Die Umgebungstemperatur kann beispielsweise kraftfahrzeugseitig abgefragt werden, beispielsweise über einen Feldbus (z.B. Controller Area Network; CAN-Bus) von einem im Kraftfahrzeug verbauten Temperatursensor oder von einem Steuergerät, welches mit einem Temperatursensor verbunden ist.
  • Ein zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stromversorgung eines Leuchtmittels für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle. Das Verfahren sieht vor, zumindest innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs, welcher zumindest eine Auslegungstemperatur der mindestens einen LED in einem Auslegungszustand bei Dauerbetrieb umfasst, die Bestromung der LED konstant zu halten. Der Auslegungszustand kennzeichnet sich dabei durch die Einhaltung einer als Auslegungslichtstärke bezeichneten Lichtstärke bei Dauerbetrieb aus. Der Begriff Dauerbetrieb ist dabei wie bereits zuvor für das Leuchtmittel beschrieben zu verstehen. Das Verfahren sieht darüber hinaus eine Erfassung der Temperatur der mindestens einen LED vor. Das Verfahren zeichnet sich durch eine Absenkung der Bestromung bei einer Temperatur der mindestens einen LED unterhalb eines Schwellenwerts für die Temperatur aus, welcher Schwellenwert bevorzugt kleiner ist, als die Auslegungstemperatur. Die erfasste Temperatur wird dazu verwendet, um die Bestromung bei einer Temperatur der mindestens einen LED unterhalb der Auslegungstemperatur im Vergleich zu einer Bestromung im Auslegungszustand herabzusetzen, um eine wegen der höheren Lichtausbeute in einem unterhalb der Auslegungstemperatur vorliegenden Kaltzustand bei gleicher Bestromung höhere Lichtstärke der mindestens einen LED zu kompensieren. Dabei stellt sich im Auslegungszustand bei Dauerbetrieb die Auslegungstemperatur ein.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ausgehend von einem unterhalb der Auslegungstemperatur herrschenden Kaltzustand eine Anhebung der Bestromung mit zunehmender Temperatur der mindestens einen LED bis zum Auslegungszustand vor.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht eine derartige Absenkung der Bestromung vor, dass eine zumindest annähernd gleiche Helligkeit der mindestens einen LED im Kaltzustand wie im Auslegungszustand erhalten wird.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht eine Absenkung der Bestromung in diskreten Stufenschritten abhängig von der erfassten Temperatur oder proportional und kontinuierlich zur erfassten Temperatur.
  • Zusammengefasst sieht die Erfindung eine Absenkung der Bestromung von einer oder mehreren LEDs als Lichtquelle eines Leuchtmittels einer Kraftfahrzeugleuchte im Kaltzustand in Verbindung mit einer Anhebung der Bestromung mit zunehmender Temperatur bis zum Erreichen der Auslegungstemperatur vor.
  • Die Absenkung ist dabei immer im Vergleich zur Bestromung im Auslegungszustand zu verstehen. Wird eine LED eingeschaltet, deren Temperatur kleiner ist, als der Schwellenwert, so wird sie zunächst mit der abgesenkten Bestromung beaufschlagt, welche dann mit zunehmender Betriebstemperatur der LED angehoben wird.
  • Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich unter anderem durch die Vermeidung einer Blendung anderer Verkehrsteilnehmer zumindest unmittelbar nach dem Einschalten einer Lichtfunktion einer Kraftfahrzeugleuchte, welche durch Leuchtmittel verwirklicht ist, die wenigstens eine LED als Lichtquelle umfassen. Es wird eine annähernd gleiche Helligkeit der wenigstens einen LED im Kaltzustand und bei Auslegungstemperatur erreicht und somit eine unerwünschte und andere Verkehrsteilnehmer gefährdende Blendung im Kaltzustand vermieden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der einzigen Zeichnung Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleich wirkende Elemente. Es ist für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung von den bevorzugten Ausführungsbeispielen gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der in der Beschreibung genannten oder in den Ansprüchen geschützten Gegenstände zu verlassen.
  • Es zeigt in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Stromversorgung eines Leuchtmittels für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle.
  • Ein in Fig. 1 schematisch in seinem Ablauf dargestelltes Verfahren zur Stromversorgung eines Leuchtmittels für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle besteht zumindest in einer Grundform im Wesentlichen aus sieben Verfahrensschritten I, II, III, IV, V, VI, VII.
  • Das Verfahren startet in einem ersten Verfahrensschritt I mit dem Einschalten eines sich in einem Kaltzustand befindenden Leuchtmittels für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle. Das Leuchtmittel umfasst Erfassungsmittel zur Bestimmung der Temperatur TLED der mindestens einen LED sowie einen Stromregler, der die Bestromung WA der mindestens einen LED zumindest innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs konstant hält. Der Temperaturbereich umfasst zumindest eine Auslegungstemperatur TA der mindestens einen LED in einem Auslegungszustand bei Dauerbetrieb, die höher ist, als die Temperatur TLED der LED im Kaltzustand. Beispielsweise nimmt die LED im Kaltzustand die herrschende Umgebungstemperatur ein, wenn das Kraftfahrzeug vor dem Einschalten des Leuchtmittels über eine längere Zeit beispielsweise Nachts abgestellt war. Der Stromregler des Leuchtmittels umfasst Regelungsmittel zur Absenkung der Bestromung WK im Vergleich zu der konstanten Bestromung WA zumindest unterhalb wenigstens eines vorgegebenen Schwellenwerts TS für die Temperatur. Der Schwellenwert TS liegt dabei unterhalb der Auslegungstemperatur TA.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt II sieht das Verfahren eine Erfassung der Temperatur TLED der mindestens einen LED vor. Zur Erfassung kann ein temperaturabhängiges elektronisches Element vorgesehen sein. Der Begriff temperaturabhängig bezeichnet hierbei eine Eigenschaft des elektronischen Elements gemäß der dieses von selbst oder bei einer Ansteuerung von außen, beispielsweise bei einer Bestromung, ein beispielsweise elektrisches Signal erzeugt oder abgibt, dessen Eigenschaften proportional zu einer vorzugsweise in unmittelbarer Umgebung des elektronischen Elements vorherrschenden Temperatur sind. Bei dem temperaturabhängigen elektronischen Element kann es sich beispielsweise um wenigstens eine LED selbst handeln, aber auch die Anordnung beispielsweise eines Temperatursensors in einer z.B. an eine oder mehrere LEDs angespritzten Primäroptik oder auf einem eine oder mehrere LEDs tragenden LED-Träger ist denkbar.
  • In einem anschließenden dritten Verfahrensschritt III findet ein Vergleich der erfassten Temperatur TLED der mindestens einen LED mit einem Schwellenwert TS für die Temperatur statt, der vorzugsweise unterhalb einer Auslegungstemperatur TA liegt, welche die mindestens eine LED bei Dauerbetrieb im Auslegungszustand aufweist.
  • Ist die erfasste Temperatur TLED kleiner als der Schwellenwert TS, beispielsweise kleiner als die Auslegungstemperatur TA, so liegt ein Kaltzustand vor, welcher sich dadurch auszeichnet, dass die erfasste Temperatur TLED kleiner ist, als der Schwellenwert TS und damit kleiner als die Auslegungstemperatur TA. Im Kaltzustand erfolgt in einem vierten Verfahrensschritt IV eine Bestromung WK der die mindestens eine LED umfassenden Lichtquelle des Leuchtmittels, welche kleiner ist, als eine konstante Bestromung WA im Auslegungszustand und damit Vergleich zu einer Bestromung WA bei Auslegungstemperatur TA im Auslegungszustand abgesenkt ist. Die Absenkung der Bestromung WK im Kaltzustand im Vergleich zur Höhe der Bestromung WA im Auslegungszustand ist dabei bevorzugt so gewählt, dass eine zumindest annähernd gleiche Helligkeit der mindestens einen LED im Kaltzustand wie im Auslegungszustand erhalten wird. Als Kaltzustand kann hierbei jeglicher Zustand verstanden werden, bei dem eine erfasste Temperatur TLED vorliegt, die kleiner ist, als der Schwellenwert TS.
  • Ist die erfasste Temperatur TLED größer als der Schwellenwert TS, beispielsweise identisch mit der Auslegungstemperatur TA, so wird davon ausgegangen, dass der Auslegungszustand vorliegt. In diesem Fall erfolgt in einem parallel zum vierten Verfahrensschritt IV liegenden fünften Verfahrensschritt V eine konstante Bestromung der die mindestens eine LED umfassenden Lichtquelle des Leuchtmittels in Höhe der im Auslegungszustand vorgesehenen Bestromung WA. Diese Bestromung WA im Auslegungszustand ist so gewählt, dass die mindestens eine LED über eine vorgegebene Lebensdauer bzw. Lebenszeit hinweg auch bei einem Dauerbetrieb mit langer Brenndauer unter der dann herrschenden Auslegungstemperatur TA eine zur Erfüllung gesetzlich geforderter Lichtwerte ausreichende Lichtstärke aufweist. Die Höhe der konstanten Bestromung WA im Auslegungszustand kennzeichnet sich dabei durch eine Einhaltung einer als Auslegungslichtstärke bezeichneten Lichtstärke bei Dauerbetrieb aus. Die Länge des Dauerbetriebs kann beispielsweise durch die gesetzlich geforderten Nachweisverfahren gegeben sein. Beispielsweise tritt der Dauerbetrieb bei 30 min Betriebsdauer ein, so dass nach dieser Betriebsdauer der Auslegungszustand vorherrscht. Durch die erfindungsgemäße Absenkung der Bestromung im Kaltzustand kann die Betriebsdauer, nach welcher der Auslegungszustand erreicht wird, verlängert werden. Dies hat unter Anderem eine längere Lebenszeit der verwendeten LEDs zur Folge.
  • In einem sechsten Verfahrensschritt VI erfolgt eine Abfrage, ob das Leuchtmittel weiter betrieben wird, oder ob es ausgeschaltet werden soll.
  • Soll das Leuchtmittel wieder ausgeschaltet werden, so endet das Verfahren im siebten Verfahrensschritt VII und das Leuchtmittel wird abgeschaltet.
  • Wird das Leuchtmittel weiter betrieben, so werden die Verfahrensschritte II bis VI wie durch den Pfeil A angedeutet immer weiter wiederholt, bis das Leuchtmittel in einer späteren Wiederholung des sechsten Verfahrensschritts VI dann abgeschaltet werden soll.
  • In einer durch die gestrichelten Pfeile B und C angedeuteten alternativen Ausgestaltung des Verfahrens findet nach dem dritten Verfahrensschritt I und vor dem sechsten Verfahrensschritt VI anstelle des vierten Verfahrensschritts IV ein parallel zum vierten und zum fünften Verfahrensschritt liegender achter Verfahrensschritt VIII statt. Dieser achte Verfahrensschritt VIII sieht vor, dass bei einer erfassten Temperatur TLED, die niedriger ist, als der beispielsweise durch die Auslegungstemperatur TA gegebene oder von dieser abhängige Schwellenwert TS(TA) eine temperaturabhängige Bestromung WK(TLED) der mindestens einen LED stattfindet. Diese temperaturabhängige Bestromung WK(TLED) kann ausgehend von einem Kaltzustand mit einer niedereren Temperatur TLED als dem Schwellenwert TS und der Auslegungstemperatur TA mit zunehmender Temperatur TLED der mindestens einen LED bis zur Höhe der Bestromung WA im Auslegungszustand ansteigen. Dabei wird die Bestromung WA im Auslegungszustand erst erreicht, wenn die erfasste Temperatur TLED den Schwellenwert TS erreicht, also TLED = TS ist. Die Auslegungstemperatur TA stellt sich dabei entweder sofort nach Erreichen der dem Auslegungszustand entsprechenden Bestromung WA ein oder herrscht mehr oder weniger kurz darauf, je nachdem, ob der Schwellenwert TS identisch mit der Auslegungstemperatur TA ist, oder ob und wie weit der Schwellenwert TS unter der Auslegungstemperatur TA liegt.
  • Der Anstieg der temperaturabhängigen Bestromung WK(TLED) kann in einem oder in mehreren diskreten Schritten gemäß einer Stufenfunktion erfolgen, oder die Bestromung WK(TLED) kann einer Funktion mit einer temperaturabhängigen Proportionalität folgen. Für beide Fälle gilt, dass die Höhe der Bestromung WK temperaturabhängig ist mit WK= WK(TLED), wobei als obere Grenze für die Höhe der Bestromung die Höhe der Bestromung WA im Auslegungszustand gilt.
  • In jedem Fall kann auch hier die Absenkung der Bestromung WK(TLED) so gewählt sein, dass eine zumindest annähernd gleiche Helligkeit der mindestens einen LED im Kaltzustand wie im Auslegungszustand erhalten wird. Um die selbe Helligkeit zu erreichen kann sich des Umstands bedient werden, dass auch der Wirkungsgrad η der Lichtemission einer LED, welcher vereinfacht das Verhältnis von Lichtstärke zur Höhe der Bestromung widerspiegelt, temperaturabhängig ist. Demnach kann zu jeder erfassten Temperatur TLED der Wirkungsgrad η(TLED) bestimmt werden und hiervon ausgehend auf eine für eine bestimmte Lichtstärke benötigte Bestromung rückgeschlossen werden. Soll die Helligkeit für jede erfasste Temperatur TLED vom Kaltzustand bis zum Auslegungszustand konstant gehalten werden, wird von der Auslegungslichtstärke ausgegangen, welche dann auch im Kaltzustand wie beschrieben eingehalten werden kann.
  • Für die Bestromung WA und für die Absenkung der Bestromung WK gilt das Eingangs gesagte, wonach zur Absenkung der Bestromung WK bzw. WK(T) jedwede Maßnahme geeignet ist, die innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls Δt, welches sich aus der Differenz zweier aufeinanderfolgender Zeitpunkte t0 und t1 gemäß Δt=t1-t0 ergibt, die der mindestens einen LED zur Lichtemission während des Zeitintervalls Δt zugeführte elektrische Energie Wel, für die gilt: W el = ∫ t 0 t 1 P el t
    Figure imgb0004
    zu verringern. Dabei gilt für die Bestromung WK bzw. WK(T) im Kaltzustand und für die Bestromung WA im Auslegungszustand: W K = ∫ t 0 t 1 I K t ⋅ U K t ⁢ dt < W A = ∫ t 0 t 1 I A t ⋅ U A t ⁢ dt
    Figure imgb0005
  • Demnach kann zur Absenkung der Bestromung WK im Kaltzustand im Vergleich zur Bestromung WA im Auslegungszustand vorgesehen sein, den Strom I(t) und/oder eine die Spannung U(t) dem Betrag nach abzusenken und/oder einen getakteten Pulsbetrieb des Stroms I(t) und der Spannung U(t) mit einer oberhalb für das menschliche Auge wahrnehmbaren Frequenz vorzusehen. Wird die mindestens eine LED im Auslegungszustand im Pulsbetrieb mit einer oberhalb für das menschliche Auge wahrnehmbaren Frequenz getaktet betrieben, so kann die Absenkung der Bestromung WK im Kaltzustand beispielsweise vorsehen, die stromlosen Intervalle zwischen den aufeinander folgenden Pulsen zu verlängern und/oder die Pulse selbst zu verkürzen.
  • Zusammengefasst sieht die Erfindung vor, bei einer Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer Leuchtdiode oder wenigstens einem LED-Chip als Lichtquelle eines in einem von einem durch eine Lichtscheibe abgeschlossenen Leuchtengehäuse umschlossenen Leuchteninnenraum angeordneten Leuchtmittels eine Steuerung der Bestromung der LED und damit der Helligkeit in Abhängigkeit der Temperatur auf einem beispielsweise als Platine ausgeführten LED-Träger und/oder der LED selbst vorzunehmen. Die Steuerung sieht dabei vor, dass bei geringer Temperatur die Bestromung im Vergleich zu einer bei stationärem Betrieb herrschenden Auslegungstemperatur herabgesetzt ist, um eine wegen des höheren Wirkungsgrads im kalten Zustand bei gleicher Stromstärke höhere Lichtemission der LED zu kompensieren. Beispielsweise mittels eines in der Nähe der entsprechenden LED oder sogar in der LED selbst angeordneten temperaturabhängigen elektronischen Elements kann die Temperatur erkannt und erfasst werden. Über eine entsprechende Steuerung der Bestromung und damit der Helligkeit in Abhängigkeit der erfassten Temperatur wird die Helligkeit bevorzugt soweit wie möglich konstant gehalten.
  • Hierdurch wird eine anfängliche Blendung anderer Verkehrsteilnehmer beim Einschalten des Leuchtmittels einer noch kalten Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle vermieden. Der Begriff Kalt ist hierbei im Verhältnis zu einer die Auslegungstemperatur widerspiegelnden Betriebstemperatur im Dauerbetrieb zu betrachten und nur als Vergleichsmaß hierzu zu verstehen. Wie bereits weiter vorn dargelegt ist der Kaltzustand durch eine erfasste Temperatur der mindestens einen LED gekennzeichnet, die unterhalb der Auslegungstemperatur liegt.
  • Wichtig ist hervorzuheben, dass der Begriff Dauerbetrieb in Abhängigkeit von der Lichtfunktion zu verstehen ist. Bei einer Wiederholblinkleuchte liegt Dauerbetrieb beispielsweise bei anhaltender Warnblinklichtfunktion vor, obgleich das Leuchtmittel wiederholt dunkel ist. Bei einer Tagfahrleuchte liegt Dauerbetrieb beispielsweise eine bestimmte Zeitspanne nach Einschalten der Lichtfunktion vor, obgleich die als Lichtquellen verwendeten LEDs oberhalb einer für das menschliche Auge sichtbaren Frequenz im Pulsbetrieb getaktet betrieben sein können.
  • Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Kraftfahrzeugleuchten sowie der Herstellung von Leuchtmitteln Für Kraftfahrzeugleuchten mit LEDs als Lichtquelle gewerblich anwendbar.

Claims (15)

  1. Leuchtmittel für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle, welches Erfassungsmittel zur Bestimmung der Temperatur (TLED) der mindestens einen LED sowie einen Stromregler aufweist, der die Bestromung (WA) der mindestens einen LED zumindest innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs konstant hält, wobei der Temperaturbereich zumindest eine Auslegungstemperatur (TA) der mindestens einen LED in einem Auslegungszustand bei Dauerbetrieb umfasst,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stromregler Regelungsmittel zur Absenkung der Bestromung (WK) zumindest unterhalb wenigstens eines vorgegebenen Schwellenwerts (TS) für die Temperatur umfasst.
  2. Leuchtmittel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ausgehend von einem Kaltzustand mit einer niedereren Temperatur (TLED) als der Auslegungstemperatur (TA) die Bestromung (WK) mit zunehmender Temperatur (TLED) der mindestens einen LED bis zum Auslegungszustand steigt.
  3. Leuchtmittel nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der vorgegebene Schwellenwert (TS) unter der Auslegungstemperatur (TA) der mindestens einen LED liegt.
  4. Leuchtmittel nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Absenkung der Bestromung (WK) so gewählt ist, dass eine zumindest annähernd gleiche Helligkeit der mindestens einen LED im Kaltzustand wie im Auslegungszustand erhalten wird.
  5. Leuchtmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Absenkung der Bestromung (WK=WK(TLED)) in diskreten Stufenschritten oder kontinuierlich abhängig von der Temperatur (TLED) der mindestens einen LED erfolgt.
  6. Leuchtmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Erfassungsmittel wenigstens ein temperaturabhängiges elektronisches Element umfassen.
  7. Leuchtmittel nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das temperaturabhängige elektronische Element auf einem LED-Träger untergebracht ist, auf dem wenigstens eine LED angeordnet ist.
  8. Leuchtmittel nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das temperaturabhängige elektronische Element in einer Primäroptik wenigstens einer LED untergebracht ist.
  9. Leuchtmittel nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das temperaturabhängige elektronische Element wenigstens eine LED umfasst.
  10. Verfahren zur Stromversorgung eines Leuchtmittels für eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED als Lichtquelle, mit den Verfahrensschritten:
    - Einhaltung einer konstanten Bestromung (WA) der mindestens einen LED zumindest innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs, welcher zumindest eine Auslegungstemperatur (TA) der mindestens einen LED in einem Auslegungszustand bei Dauerbetrieb umfasst, sowie
    - Erfassung der Temperatur (TLED) der mindestens einen LED,
    gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:
    - Absenkung der Bestromung (WK) bei einer Temperatur (TLED) der mindestens einen LED unterhalb eines Schwellenwerts (TS) für die Temperatur, welcher bevorzugt kleiner ist, als die Auslegungstemperatur (TA).
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ausgehend von einem unterhalb der Auslegungstemperatur (TA) vorherrschenden Kaltzustand eine Anhebung der Bestromung (WK) mit zunehmender Temperatur (TLED) der mindestens einen LED bis zum Auslegungszustand erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei der Absenkung der Bestromung (WK) eine zumindest annähernd gleiche Helligkeit der mindestens einen LED im Kaltzustand wie im Auslegungszustand erhalten wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Absenkung der Bestromung (WK=WK(TLED)) in diskreten Schritten abhängig von der erfassten Temperatur (TLED) erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Absenkung der Bestromung (WK=WK(TLED)) proportional zur erfassten Temperatur (TLED) erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
    gekennzeichnet durch
    eine Verwendung einer temperaturabhängigen Kennlinie des elektrischen Widerstands der mindestens einen LED zur Erfassung der Temperatur (TLED) der LED, wobei bevorzugt eine Kalibrierung der Kennlinie durch Ermittlung einer Umgebungstemperatur und gleichzeitige Ermittlung des elektrischen Widerstands durch kurzes Bestromen der LED in einem Kaltzustand unter Umgebungstemperatur erfolgt.
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