EP4415482B1 - Leuchtmittel mit mehreren leds als lichtquellen für zweierlei lichtfunktionen mit überschneidung der zu deren verwirklichung vorgesehenen leuchtflächen (bi-funktion) sowie hiermit ausgestattete fahrzeugleuchte - Google Patents

Leuchtmittel mit mehreren leds als lichtquellen für zweierlei lichtfunktionen mit überschneidung der zu deren verwirklichung vorgesehenen leuchtflächen (bi-funktion) sowie hiermit ausgestattete fahrzeugleuchte

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Publication number
EP4415482B1
EP4415482B1 EP23155340.5A EP23155340A EP4415482B1 EP 4415482 B1 EP4415482 B1 EP 4415482B1 EP 23155340 A EP23155340 A EP 23155340A EP 4415482 B1 EP4415482 B1 EP 4415482B1
Authority
EP
European Patent Office
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led
light
output
outputs
leds
Prior art date
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Application number
EP23155340.5A
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English (en)
French (fr)
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EP4415482A1 (de
Inventor
Julian WILD
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Odelo GmbH
Original Assignee
Odelo GmbH
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Publication date
Application filed by Odelo GmbH filed Critical Odelo GmbH
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Publication of EP4415482A1 publication Critical patent/EP4415482A1/de
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Publication of EP4415482B1 publication Critical patent/EP4415482B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a light source according to the preamble of claim 1, and a vehicle light equipped with such a light source according to the preamble of claim 13.
  • a vehicle light for example, comprises a light interior essentially enclosed by a light housing with at least one light opening and a light lens closing this opening, and at least one light source contained therein, comprising at least one light source for at least one lighting function of the vehicle light.
  • vehicle lights include repeater flashing lights located at the front of the vehicle, on the sides of the vehicle and/or on the side mirrors as well as at the rear of the vehicle, exit lights, for example for ambient lighting, marker lights, brake lights, fog lights, reversing lights, as well as typically high-mounted third brake lights, so-called central, high-mounted braking lights, daytime running lights, headlights and also fog lights used as turning or cornering lights, as well as combinations thereof.
  • Such a combination is regularly implemented in familiar rear lights. These lights combine, for example, repeater turn signals, marker lights, brake lights, fog lights, and reversing lights, to name just one of the many combinations found in rear lights. This list is neither exhaustive nor does it mean that all of the mentioned lights must be combined in a single rear light. For instance, only two or three of the mentioned lights, or even other lights, may be combined in a single rear light housing.
  • a lighting function is provided for each task or function. Examples of lighting functions include illuminating the road in a headlight design, signaling (such as a flashing light to indicate direction or a brake light to indicate braking), and parking lights (such as a taillight) to ensure the vehicle's visibility day and/or night, as in a rear light or daytime running light design.
  • Every lighting function must fulfill a legally prescribed light distribution.
  • This light distribution defines minimum luminous flux values, commonly referred to as brightness, within specific solid angle ranges.
  • semiconductor light sources such as inorganic light-emitting diodes or organic light-emitting diodes, are increasingly used as light sources for vehicle lights.
  • Inorganic light-emitting diodes consist of at least one light-emitting diode semiconductor chip, or LED chip for short, and at least one primary optic, which is molded on, for example, by injection molding, and completely or partially encloses the at least one LED chip.
  • Vehicle lights are also known in which pure LED chips without molded-on primary optics are used.
  • TCT through Hole Technology
  • SMD Surface Mounted Device
  • COB bare-metal mounting technology
  • LEDs are used as the light source in a vehicle light, for example, the load on the vehicle's electrical system can be reduced, resulting in energy savings for the vehicle.
  • LEDs have a much longer lifespan than other light sources suitable for use in vehicle lights. This longer lifespan, among other things, increases operational reliability and consequently the quality of the vehicle light due to the lower failure rate.
  • LEDs inorganic light-emitting diodes
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • one or more more or less complex electronic control circuits are required, which can be arranged, for example, on one or more lamp carriers of the lamp and housed inside the lamp.
  • a simple example of an electronic control circuit involves equalizing the brightness of individual LEDs or LED strings within a group of LEDs operating together and mounted on one or more light carriers.
  • Such an electronic control circuit consists of at least one or more series resistors to adapt the forward voltage of the LEDs to the vehicle's electrical system. For example, it is known to sort LEDs according to forward voltage and intensity using a process called binning. To compensate for differences between several LED strings, each consisting of LEDs with the same forward voltage and intensity connected in series, and to achieve a homogeneous brightness distribution among adjacent LED strings with different forward voltages and intensities, at least each LED string is equipped with a different series resistor.
  • Semiconductor light sources used as light sources in vehicle lights also require separate failure detection. This is due to the generally low power consumption of LEDs and OLEDs.
  • a control unit housed in a vehicle is unable to detect a change in the power draw from the vehicle's electrical system corresponding to the failure of one or a few LEDs or OLEDs, as the resulting change in the electrical system voltage would be below the levels that occur during normal vehicle operation. This is due to fluctuations in the vehicle's electrical system voltage.
  • An electronic circuit arrangement for fault detection for example, housed in the vehicle's headlight, detects the failure of one or more semiconductor light sources in the headlight using one or more comparators and informs the control unit.
  • Such an electronic circuit arrangement for fault detection can be implemented, for example, as an electronic control circuit mounted on the bulb holder.
  • semiconductor light sources Unlike conventional light sources with a nearly constant ohmic resistance, semiconductor light sources have a non-linear current/voltage characteristic. To utilize their high efficiency and consistently high luminous efficacy, semiconductor light sources must be operated at a precise operating point. Otherwise, fluctuating brightness and poor efficiency would result. Due to manufacturing variations in semiconductor light sources, their operating point cannot be precisely set using a simple voltage source. This is only possible with a constant current source, also known as an LED driver. This is a more or less complex electronic control circuit consisting of one or more electronic components, for example, mounted on the substrate of a semiconductor light source. An LED driver can be built either discretely with individual electronic components or as an integrated circuit, such as a driver IC (Integrated Circuit).
  • a driver IC Integrated Circuit
  • LED driver does not imply any restriction regarding the types of semiconductor light sources that can be connected. Therefore, in the following text, the term “LED” will be used to refer to any type of semiconductor light source, unless explicitly stated otherwise.
  • the cheapest option is the LED series resistor. This consists of a resistor connected in series with the LED. It limits the current flow to a pre-calculated value.
  • This LED driver variant is, of course, extremely inexpensive, but it has some disadvantages, such as the power dissipation as heat, which is proportional to the voltage drop across the resistor. This at least partially negates the advantages of the LED's high efficiency. Furthermore, the LED reacts directly to fluctuations in the supply voltage with fluctuations in brightness, since this cost-saving version lacks active regulation.
  • a linear LED driver converts a higher input voltage to the set operating current of the LED. Due to the voltage difference between the input and output, the linear LED driver has a control range to compensate for fluctuating on-board voltage. This prevents any brightness fluctuations of the LED.
  • Linear LED drivers have the disadvantage that the voltage drop and operating current of the LED result in power loss. This is simply converted into heat, reducing the LED's efficiency. Advantages include active control, simple circuit design, and a low price.
  • a switched-mode LED driver operates similarly to a switched-mode power supply. Due to the high switching frequency in the switched-mode LED driver, energy can be transferred from the input to the output with minimal losses. Switched-mode LED driver ICs exhibit very high efficiencies, well over 90%.
  • switched-mode LED drivers is the increased circuitry required for necessary interference suppression measures. This type of driver is therefore primarily suitable for high-power LED lamps and is consequently one of the most expensive options.
  • LED vehicle taillights which have lower power outputs compared to LED vehicle headlights, typically use linear LED drivers.
  • Multi-channel LED drivers for automotive applications are also known, which, potentially utilizing synergy effects, correspond to a number of LED drivers equivalent to the number of channels.
  • Multi-channel LED drivers can include a programmable control unit to, for example, send specific signals to various constant current outputs via a sequence of switching operations.
  • Various LEDs that fulfill or contribute to fulfilling different lighting functions or partial lighting functions are connected or can be connected, in order to realize feasible, recurring lighting sequences, such as a welcome lighting sequence when unlocking a vehicle or the like.
  • Providing one illuminating surface for each lighting function is disadvantageous both from a design point of view and with regard to optimizing the installation space and weight of vehicles in general and vehicle lights in particular.
  • the light sources illuminating the area are supplied with a higher current when the brakelight function is required than when the taillight function is required.
  • a light source with multiple LEDs as light sources for two different lighting functions is known, with the luminous areas intended for their realization overlapping in a common luminous area.
  • the light source comprises an LED driver arrangement with separate inputs for control signals to request the two lighting functions.
  • Each input has means for generating its own pulse-width modulated clock signal for exactly one of the two lighting functions.
  • a resistor is arranged between each of the means for generating its own pulse-width modulated clock signal and an output.
  • the LEDs or LED strings consisting of several LEDs arranged in series are connected to the output.
  • the value ratio of the two resistors corresponds to the inverse ratio of the respective luminous fluxes of the two lighting functions.
  • One of the underlying concepts of the invention is to flank the illuminating surface serving the realization of the bi-function with additional illuminating surfaces, each assigned to only one of the two lighting functions realized by the bi-function. At least one of the additional illuminating surfaces is assigned to one lighting function, and at least one remaining additional illuminating surface is assigned to the other lighting function of the two lighting functions realized by the bi-function.
  • the two lighting surfaces realizing light functions overlap in an overlapping area comprising a common lighting surface also referred to as a bi-light function lighting surface, it must be ensured that a defective lighting function, in which a failure of an LED has been detected, is switched off on the entire lighting surface intended for its realization, whereas the remaining lighting function can still be activated.
  • a diagnostic concept for LED failure detection in a vehicle light with a common lighting surface which is provided for two additional lighting functions, preferably of the same light color but, for example, different luminous intensity, and which, in the case of LEDs as light sources, provides for the deactivation of the LED string implementing the respective lighting function for both the common lighting surface and the possibly additional one or more separate lighting surfaces in the event of a fault, it is necessary to deactivate the common lighting surface only for the lighting function in which the presence of a fault has been diagnosed.
  • the remaining light function is requested, it is desirable to continue using the common light surface for the remaining light function, i.e., not to deactivate it.
  • bi-functional light surface is preferably only switched off for both light functions if an LED of the bi-functional light surface is actually defective.
  • Analog electronic control circuits that achieve this have limited robustness.
  • Implementation using a microcontroller is very expensive. Without costly logic controlled by a microprocessor, a robust implementation is currently impossible.
  • One object of the invention is to provide a light source with a cost-effective LED control of two light functions of a vehicle light realized by overlapping light surfaces in a bi-light function light surface. to specify which enables robust and reliable operation while simultaneously contributing to increased road safety.
  • the object of the invention is to provide a cost-effective light source with LED failure detection in conjunction with a bi-light function illuminating surface.
  • a vehicle light equipped with a corresponding light source which has at least two light functions that overlap in a bi-light function light surface.
  • a related objective of the invention can be considered to be the provision of a cost-effective method for operating a light source with LED control of two light functions realized by overlapping light surfaces in a bi-light function light surface for a vehicle light.
  • a first object of the invention relates to a light source with several LEDs as light sources intended and/or contributing to fulfilling at least two lighting functions of a vehicle light, each realized within an overlapping area of overlapping lighting surfaces forming a common lighting surface.
  • the light source has an LED driver arrangement with integrated LED failure detection for the LEDs connected to each switchable output provided by a switchable constant current source.
  • Each of the lighting functions is thus realized by a lighting surface, which is composed of the common lighting surface and each of its own individual lighting surfaces.
  • the LED driver assembly has at least five switchable outputs, each providing a constant current source, and at least two inputs assigned to the switchable outputs.
  • the switchable outputs are because The LEDs connected to it, which are advantageously connected in series as LED strings to adapt to the voltage level, are also referred to as LED constant current outputs.
  • the inputs that can be connected to a vehicle's control unit and are assigned to the switchable outputs are also referred to as control signal inputs.
  • the LED driver assembly can have just as many inputs, each assigned to one of the switchable outputs.
  • the LED driver assembly has a connection for power supply, also referred to as the vehicle electrical system connection, and at least one LED failure signal output.
  • the LED driver array can comprise several individual LED drivers, also known as single-channel LED drivers. Alternatively or additionally, it can also comprise one or more multi-channel LED drivers.
  • the first output and the three other outputs are each designed as low-current constant current outputs, the second output is designed as a high-current constant current output.
  • the first output is connected to the LED string of any existing dedicated lighting surface or lighting function.
  • the LED string of any other existing, separate lighting area for the other lighting function is connected to the second output.
  • the LED string of the common lighting surface is connected to the three other outputs.
  • the outputs are controlled in such a way that when the first light function is requested, the first and the first subsequent output deliver a constant current of the first current strength, and when this current is delivered, a current delivery from the second subsequent output or the third subsequent output is interrupted.
  • the first and the first subsequent output are switched off according to a predefined diagnostic concept. This ensures that even when the first lighting function is requested, no current is supplied to the first and the first subsequent output, thus preventing the interruption of current supply to the second or third subsequent output when the second lighting function is requested simultaneously.
  • the outputs are controlled in such a way that when the second lighting function is requested, the second output delivers a constant current of the second current strength, and the second and third further outputs each deliver a constant current of the first current strength, which first current strengths add up to the second current strength through the LED string of the common lighting surface.
  • the second as well as the second and the third further outputs are switched off according to the intended diagnostic concept.
  • the lighting functions can be operated with three different levels each.
  • the invention can be realized by using not just one constant current output and associated control signal input combination for one LED string, which LED driver arrangement comprises several LED drivers and/or a multi-channel LED driver, but several, preferably at least three, in an LED driver arrangement with multiple outputs for connecting each of the LED strings used to illuminate a lighting surface, and which comprises several LED drivers and/or a multi-channel LED driver.
  • a second object of the invention relates to a vehicle light equipped with such a light source and having at least two lighting functions that overlap in a common lighting area.
  • the invention provides a cost-effective and reliable solution for controlling LEDs as light sources within a common illuminating surface, preferably of the same light color but, for example, different brightness, in order to realize at least two different lighting functions.
  • the invention allows the common lighting surface to continue to be used for the remaining lighting function, i.e., it does not need to be deactivated. Instead, the remaining lighting function can be operated with the constant current provided for it.
  • the advantages include significant cost savings, as no microcontroller is required for implementation. Likewise, no analog circuitry is necessary for implementing the logic. The logic is parameterized within the LED driver. The invention enables a reduction in the number of components required. Furthermore, it offers a technically robust and reliable solution. No additional software is needed in the microcontroller. Fewer analog components, particularly semiconductors, are required for its implementation.
  • the vehicle light may have one or a combination of the features described above and/or below in connection with the light source, just as the light source may have and/or implement one or a combination of several features described above and/or below in connection with the vehicle light.
  • the light source and/or the vehicle light may alternatively or additionally have one or a combination of several features described in the introduction in connection with the prior art and/or in one or more of the documents mentioned in connection with the prior art and/or in the following description of the embodiments shown in the drawings.
  • LEDs 22, 23 of separate luminous surfaces located outside the common luminous surface which are connected to separate first and second outputs 54, 55, at least the LEDs 21 of the common luminous surface are connected to several further outputs 51, 52, 53.
  • LED driver arrangement 03 comprises several LED drivers and/or a multi-channel LED driver, but several, preferably at least three, LED constant current output and associated control signal input combinations for one LED string, also referred to as driver channel, for short.
  • the outputs 05 are controlled in such a way that when the first light function is requested, the first 54 and the first further output 51 deliver a constant current of a first, low current strength, and a current output of the second further output 52 or the third further output 53 is always blocked when the first 54 and first further output 51 are switched on.
  • outputs 05 are controlled in such a way that when the second lighting function is requested, the second output 55 delivers a constant current of a second, high current strength, and the second 52 and the third further output 53 each deliver a constant current of the first current strength, which first current strengths add up to the second current strength through the LED string of the common lighting area.
  • the requirement shown in Table 1 stipulates that when one lighting function is requested, the current output of the second additional output 52 or the third additional output 53 is blocked (channel 3, assigned to the third additional output 53, is set to 0 mA if another lighting function, configured as a taillight SL, is requested simultaneously with the requested brake light BL).
  • the first additional output 51 outputs a constant low current, which then adds to the constant low current of the unblocked, remaining third 53 or second additional output 52 to form a constant high current.
  • This embodiment not only provides for a dependency on a request for the lighting functions, but also prescribes for the diagnostic concept a shutdown of outputs in the event of a detected LED failure, which is independent of the request for lighting functions. This is necessary, for example, to be able to perform a prescribed shutdown of one lighting function when a failure of an LED 22 of one of the separate lighting surfaces of one lighting function is detected, without affecting the common lighting surface when the other lighting function is being implemented.
  • the light source 01 advantageously includes, for example, LED failure detection means integrated into the LED driver assembly 03.
  • the light source can have an LED failure signal output.
  • the invention therefore comprises a previously described light source 01 with several LEDs 02 as light sources intended and/or contributing to fulfilling at least two lighting functions of a vehicle light, each of which overlaps within an overlapping area of a common lighting surface, also referred to as a bi-functional lighting surface.
  • the light source 01 has an LED driver assembly. 03 with preferably integrated LED failure detection in the LED driver arrangement 03 for the LEDs 02, 21, 22, 23 connected to each LED constant current output provided by a switchable constant current source.
  • the first output 54 and the first further output 51 are switched off.
  • the second output 55 as well as the second further output 52 and the third further output 53 are also switched off.
  • the light source 01 can advantageously have or include a vehicle electrical system connection integrated, for example, into the LED driver arrangement 03.
  • the LED driver assembly 03 therefore has at least five switchable outputs 05, each providing a constant current source, and at least two inputs 04 assigned to the switchable outputs.
  • the switchable outputs 05 are also referred to as LED constant current outputs because of the LEDs 02 connected to them, which are advantageously connected in series as LED strings to adapt to the voltage level.
  • the inputs 04 assigned to the switchable outputs 05 which can be connected to a vehicle control unit, are also referred to as control signal inputs.
  • the LED driver assembly 03 can have as many inputs 04, each assigned to one of the switchable outputs 05.
  • the light source 01 for example the LED driver assembly 03, has a connection for power supply, also referred to as a vehicle electrical system connection, for connection to a vehicle's electrical system, and optionally at least one LED failure signal output.
  • the LED driver arrangement 03 can comprise several individual LED drivers, also known as single-channel LED drivers. Alternatively or additionally, it can also comprise one or more multi-channel LED drivers.
  • the LED driver arrangement 03 of the light source has twice the number of outputs 05 for the LEDs 21, 22, 23 or LED strings assigned to the individual illuminating surfaces and the common illuminating surface, wherein the LEDs 21, 22, 23 of the illuminating surfaces are connected, in addition to the first output 54, the second output 55 and the three further outputs 51, 52, 53, to which they are already connected, to respective double outputs 57, each of which delivers its own current, for example higher, preferably twice, or for example weaker, preferably half, than the respective single outputs 56, in order to operate the lighting functions, for example, depending on the viewing distance and/or ambient brightness, with, for example, three different brightness levels each.
  • the lighting functions can be operated with three different brightness levels.
  • a first, weak level at one output e.g., a single output 56
  • a second level at the other output e.g., a dual output 57
  • a third level when both outputs 56 and 57 are operated simultaneously, with a third current strength that is three times the sum of the current strengths of the first and second outputs 56 and 57.
  • Such a light source 01 advantageously has at least one brightness level control signal input 06.
  • the LED driver assembly 03 of the light source 01 advantageously comprises one or more linear LED drivers. These are cost-effective electronic assemblies with a reasonably high efficiency, i.e., acceptable power loss, particularly in rear light applications.
  • the LED driver arrangement 03 of the light source can alternatively or additionally include one or more PWM generators (PWM; Pulse Width Modulation) for regulating and/or controlling the brightness or luminosity of the LEDs 02 by means of pulse-width modulated clocking of the power supply for pulsed operation outside the range perceptible to the human eye.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the PWM generator or rather the PWM generators, are advantageously operated in push-pull mode at the low-current outputs 51, 52, 53, 54, 56, which add up to a high current.
  • Both measures increase the light emission, i.e. brightness, of the LEDs 02 connected to both affected low-current outputs 51, 52, 53, 54, 56.
  • a second object of the invention relates to a vehicle light equipped with such a light source 01, having at least two lighting functions that overlap in a common lighting area.
  • this is a vehicle light with a light interior at least partially enclosed by a light housing with at least one light opening and a lens covering it, and at least one light source comprising several LEDs 02 as light sources, housed therein, for at least two purposes when viewed from outside the light interior onto the lens or through it, based on each other in Lighting functions of the vehicle light realized on at least one common illuminating surface (bi-functional illuminating surface) of overlapping illuminating surfaces, comprising a previously described illuminating element 01.
  • a common illuminating surface bi-functional illuminating surface
  • the vehicle light is preferably designed as a rear light for a motor vehicle.
  • the bi-function here is an LED string that can be operated, for example, at taillight and brake light levels.
  • Bi-functions such as taillight (SL) and brakelight (BL), implemented on a bi-functional lighting surface flanked by dedicated light-emitting surfaces, are increasingly in demand. These functions are combined using dedicated SL and/or BL LEDs 22, 23.
  • specific logic is required for implementing diagnostic behavior, depending on the diagnostic concept.
  • a specific channel assignment and parameterization of an LED driver arrangement 03 is used to implement the necessary logic for the diagnostic behavior.
  • SL is subject to the so-called n-1 criterion, which states that if one SL LED string fails, the remaining SL LED strings should remain activated.
  • BL is subject to Single Lamp Mode (SLM), which states that if one BL string fails, all other BL strings should also be deactivated.
  • SLM Single Lamp Mode
  • the same concept applies to the Bi-function LED strings.
  • Bi-function if one BL string fails and SL is requested, the Bi-function should remain activated with an SL level. This additional complexity can be achieved through a specific electronic circuit connecting the LED strings to the LED driver, as well as through the parameterization of the intelligent LED drivers, which ultimately reflects the inventive feature.
  • This specific electronic configuration of the LED driver assembly 03 consists, firstly, in the fact that not only one LED driver channel is used to control an LED 21 or an LED string of the bi-functional lighting surface, but, depending on the diagnostic concept, two or more driver channels are used in parallel.
  • the LED driver assembly 03 is parameterized in such a way that the driver channels for the corresponding bi-functionality are selected according to the requested lighting function. They can be activated or deactivated.
  • the prioritization of the switching signals SL/BL is also relevant here, as explained below.
  • the LED driver assembly 03 has a signal input to process the information "activation SL" and "activation BL". Ideally, the activation of SL or BL can be prioritized relative to each other.
  • the LED driver assembly 03 has one or more diagnostic groups internally to ideally allow a freely configurable portion of the LED driver channels to operate in single-lamp mode (SLM) or multi-lamp mode (n-1 criterion).
  • SLM single-lamp mode
  • n-1 criterion multi-lamp mode
  • the currents of the respective LED driver channels can be individually parameterized.
  • a 3-level lighting function can be implemented using multiple driver channels for an LED string, as shown in the following. Fig. 3 explained in more detail.
  • a developmental challenge is implementing the diagnostic/failure detection concept, especially for the dual-function lighting, as this requires a certain level of logic/intelligence. For example: If a fault is detected in the other lighting function (e.g., brake light function BL) that cannot be compensated for by the remaining LEDs available for the other lighting function, then all BL LEDs must be deactivated (so-called Single Lamp Mode - SLM). This also necessitates that the dual-function lighting area be deactivated. However: If a lighting function SL (e.g., tail light function SL) is requested, then the dual-function lighting area should be reactivated with the corresponding SL light or brightness level.
  • the other lighting function e.g., brake light function BL
  • the invention provides a surprising and cost-effective solution for implementing this if-error logic.
  • Table 1 shows a bi-function light source 01 that fulfills a so-called n-1 criterion for one light function designed as a taillight function, abbreviated taillight SL, and another light function designed as a brakelight function, abbreviated brakelight BL.
  • pure SL should be operated at 10mA and pure BL at 20mA.
  • the bi-functional LED string in the illuminated area should draw 10mA when SL is requested, 20mA when BL is requested, and also 20mA when both SL and BL are requested. Both functions are subject to the n-1 criterion. Thus, if one LED string fails, the other LED strings of the function remain active.
  • the switching signals from SL and BL are schematically represented on the input side via inputs 04 IN 0 and IN 1 respectively.
  • IN 0 has a higher priority than IN 1.
  • the parameterization of the LED driver arrangement 03 is such that when the SL is activated via IN 0, 10mA flows through driver channels 1 and 4, corresponding to the first output 51 and the first output 54, for example.
  • pure SL and bi-function have the required SL current level.
  • 10mA flows via driver channel 1, driver channel 3, and driver channel 4, corresponding to the first further output 51, the third further output 53, and the first output 54, respectively, and 20mA flows via driver channel 5, corresponding to the second output 55.
  • driver channel 1 For LED 21, respectively, The LED string of the bi-functional light panel draws a total of 20mA. This is divided as follows: 10mA for SL and 20mA for BL. Since SL is requested and has a higher priority than BL, 0mA flows through driver channel 2, corresponding to the second output 52. This current output of the second output 52 is then interrupted when SL is requested simultaneously with BL.
  • Table 2 shows a bi-function light source 01 with a so-called n-1 criterion for one light function designed as a taillight function, abbreviated taillight SL, and SLM for another light function designed as a brakelight function, abbreviated brakelight BL.
  • This embodiment behaves like the previous embodiment with regard to driver channel assignment and current setting.
  • the difference lies in the diagnostic setting of the LED driver assembly 03.
  • the corresponding BL driver channels are grouped into a diagnostic group and operated in the SLM.
  • driver channels 2, 3, and 5 corresponding to the second additional output 52, the third additional output 53, and the second output 55, are combined in the diagnostic group (Diag. Group) BL. If one BL LED string fails, the remaining BL LED strings are deactivated. In particular, LED 21, or rather the LED string of the bi-functional illuminated area, behaves as required by deactivating the BL-relevant driver channels. However, if SL is also requested, the SL level of 10 mA is still reached. The same correct behavior is achieved even if one bi-functional string were to exhibit a fault.
  • Table 3 shows a light source 01 that fulfills a 3-level light function.
  • Fig. 3 This shows one possible configuration of a 3-level light function.
  • the three levels refer to the three adjustable brightness or light levels. For example, to adjust the light intensity for day/twilight/night.
  • Two driver channels are preferably used for this purpose, corresponding to a single output 56 and a dual output 57.
  • One driver channel, corresponding to the single output 56 drives a low current for the night level.
  • the other driver channel, corresponding to the dual output 57 drives a medium current for the twilight level. If both driver channels, corresponding to both the single output 56 and the dual output 57, are activated simultaneously, the currents are added and the day level is reached.
  • the driver channels can be assigned to a diagnostic group for operation in the SLM (Single Light Module).
  • the 3-level lighting function is preferably implemented with one LED driver, particularly preferably within the LED driver arrangement 03.
  • the 3-level lighting function or generally a multi-level lighting function, with two or more LED drivers or using one or more multi-channel LED drivers.
  • the light source 01 can alternatively or additionally have individual or a combination of several features mentioned in the introduction in connection with the state of the art and/or in one or more of the documents mentioned in relation to the state of the art and/or in the description below.
  • the invention can alternatively or additionally be realized by or in connection with a method which may include individual or combinations of the features described for the light source 01 and/or the vehicle light and/or method steps realizing and/or realized by these.
  • the invention is particularly applicable in the field of the manufacture of vehicle lights, especially motor vehicle lights.

Landscapes

  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Leuchtmittel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und eine mit einem solchen Leuchtmittel ausgestattete Fahrzeugleuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
  • Eine Fahrzeugleuchte umfasst beispielsweise einen im Wesentlichen von einem Leuchtengehäuse mit mindestens einer Lichtöffnung und einer diese verschließenden Lichtscheibe umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens ein darin beherbergtes, mindestens eine Lichtquelle umfassendes Leuchtmittel für wenigstens eine Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte.
  • Beispiele für Fahrzeugleuchten sind am Fahrzeugbug, an den Fahrzeugflanken und/oder an den Seitenspiegeln sowie am Fahrzeugheck angeordnete Wiederholblinkleuchten, 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 solche Kombination ist beispielsweise regelmäßig in den bekannten Heckleuchten verwirklicht. In diesen sind beispielsweise Wiederholblinkleuchten, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten, Nebelleuchten sowie Rückfahrleuchten vereint, um nur eine von vielen in Heckleuchten verwirklichten Kombinationen zu nennen. Weder erhebt diese Aufzählung Anspruch auf Vollständigkeit, noch bedeutet dies, dass in einer Heckleuchte alle genannten Leuchten kombiniert werden müssen. So können beispielsweise auch nur zwei oder drei der genannten oder auch anderer Leuchten in einem gemeinsamen Leuchtengehäuse einer Heckleuchte miteinander kombiniert sein.
  • Jede Fahrzeugleuchte, insbesondere Automobilleuchte, erfüllt je nach Ausgestaltung eine oder mehrere Aufgaben bzw. Funktionen. Zur Erfüllung jeder Aufgabe bzw. Funktion ist eine Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte vorgesehen. Lichtfunktionen sind beispielsweise bei einer Ausgestaltung als Scheinwerfer eine die Fahrbahn ausleuchtende Funktion, oder bei einer Ausgestaltung als Signalleuchte eine Signalfunktion, wie beispielsweise eine Wiederholblinklichtfunktion zur Fahrtrichtungsanzeige oder eine Bremslichtfunktion zur Anzeige einer Bremstätigkeit, oder z.B. einer Begrenzungslichtfunktion, wie etwa einer Rücklichtfunktion, zur Sicherstellung einer Sichtbarkeit des Fahrzeugs bei Tag und/oder Nacht, wie etwa bei einer Ausgestaltung als Heckleuchte oder Tagfahrleuchte.
  • Jede Lichtfunktion muss dabei eine beispielsweise gesetzlich vorgegebene Lichtverteilung erfüllen. Die Lichtverteilung legt dabei mindestens einzuhaltende, umgangssprachlich als Helligkeit bezeichnete Lichtströme in zumindest einzuhaltenden Raumwinkelbereichen fest.
  • Für die einzelnen Lichtfunktionen sind zum Teil unterschiedliche Helligkeiten bzw. Sichtweiten sowie zum Teil unterschiedliche Lichtfarben zugeordnet.
  • Beim Blick von außerhalb des Leuchteninnenraums auf die Lichtscheibe oder durch diese hindurch wird jede Lichtfunktion durch mindestens eine Leuchtfläche derart verwirklicht, dass jeder Lichtfunktion mindestens während deren momentaner Erfüllung eine Leuchtfläche zur Verfügung steht. Beispiele für Leuchtflächen sind:
    • eine mittels einer oder mehrerer Lichtquellen hinterleuchtete, transparente Flächenpartie beispielsweise einer Lichtscheibe oder - bei klarer Lichtscheibe - einer zwischen Lichtscheibe und Lichtquelle angeordneten Optikscheibe,
    • eine mittels einer oder mehrerer Lichtquellen ausgeleuchtete Flächenpartie beispielsweise eines Reflektors,
    • eine Ansichtsfläche einer oder mehrerer Lichtquellen, sowie
    • Kombinationen hiervon.
  • Aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads bei der Umwandlung von elektrischem Strom in für das menschliche Auge sichtbares Licht kommen als Lichtquellen von Leuchtmitteln für Fahrzeugleuchten vermehrt Halbleiterlichtquellen, wie etwa anorganische Leuchtdioden oder organische Leuchtdioden zum Einsatz.
  • Anorganische Leuchtdioden bestehen aus mindestens einem Lichtemittierende-Diode-Halbleiter-Chip, kurz LED-Chip, sowie wenigstens einer beispielsweise durch Spritzgießen angeformten, den mindestens einen LED-Chip ganz oder teilweise umhüllenden Primäroptik. Auch sind Fahrzeugleuchten bekannt, in denen reine LED-Chips ohne angeformte Primäroptiken zum Einsatz kommen.
  • Bekannt sind anorganische Leuchtdioden zur Durchsteckmontage (THT; Through Hole Technology), oberflächenmontierbare (SMD; Surface Mounted Device) LEDs und LEDs, bei denen der LED-Chip in Nacktmontagetechnik (COB; Chip On Board) direkt auf den Leuchtmittelträger gebondet wird.
  • Der Vollständigkeit halber sei ergänzend erwähnt, dass auch andere Kontaktierungen wie z.B. der so genannte Flip-Chip-Aufbau möglich sind, bei dem die Kontaktmittel des LED-Chips direkt mit einem kontaktierten Substrat verbunden sind. In diesen Fällen wird kein Bonddraht verwendet.
  • Im Folgenden wird deshalb der Einfachheit halber nicht mehr zwischen anorganischer Leuchtdiode und LED-Chip unterschieden und stattdessen einheitlich der Begriff LED stellvertretend für beides verwendet, es sei denn, es ist explizit etwas anderes erwähnt. Herausragende Eigenschaften von LEDs im Vergleich zu anderen, konventionellen Lichtquellen von Leuchtmitteln sind eine wesentlich längere Lebensdauer und eine wesentlich höhere Lichtausbeute bei gleicher Leistungsaufnahme. Mit anderen Worten weisen LEDs bei gleicher Lichtstärke einen im Vergleich zu anderen Lichtquellen geringeren Stromverbrauch auf. Hierdurch kann bei einer Verwendung einer oder mehrerer LEDS als Lichtquelle eines Leuchtmittels beispielsweise in einer Fahrzeugleuchte die Belastung eines zur Stromversorgung vorgesehenen Bordnetzes eines Fahrzeugs verringert werden, einhergehend mit Einsparungen beim Energieverbrauch des Fahrzeugs. Ferner weisen LEDs eine weit höhere Lebensdauer auf, als andere, zur Anwendung in einer Fahrzeugleuchte in Frage kommende Lichtquellen. Durch die längere Lebensdauer wird unter Anderem durch die geringere Ausfallquote die Betriebssicherheit und damit einhergehend die Qualität der Fahrzeugleuchte erhöht.
  • Zusätzlich zu deren höherer Lichtausbeute liegt ein weiterer Grund für den vermehrten Einsatz von Halbleiterlichtquellen, wie etwa LEDs (anorganische Leuchtdioden) und/oder OLEDs (organische Leuchtdioden) in Verbindung mit der Erfüllung von Lichtfunktionen in Fahrzeugleuchten im Wesentlichen in deren kurzer, kaum messbarer Aktivierungszeit vom Beginn einer Strombeaufschlagung bis zur Abstrahlung von Licht. Dabei erfolgt die Lichtabstrahlung im Gegensatz zu einer Glühlampe quasi vom ersten Augenblick der Strombeaufschlagung an mit voller, der Stromstärke proportionaler Leuchtstärke. Dies hat eine erhöhte Wahrnehmungskraft von mittels Halbleiterlichtquellen verwirklichter Lichtfunktionen zur Folge, einhergehend mit einer Steigerung der Verkehrssicherheit von mit Fahrzeugleuchten mit entsprechenden Leuchtmitteln ausgestatteten, am Straßenverkehr teilnehmenden Fahrzeugen.
  • Zum Betrieb von Halbleiterlichtquellen als Lichtquellen für ein Leuchtmittel einer Fahrzeugleuchte werden eine oder mehrere mehr oder minder komplexe elektronische Steuerschaltungen benötigt, die beispielsweise auf einem oder mehreren Leuchtmittelträgern des Leuchtmittels angeordnet und im Leuchteninnenraum beherbergt sein können.
  • Ein einfaches Beispiel für eine elektronische Steuerschaltung betrifft die Angleichung unterschiedlicher Helligkeiten einzelner LEDs oder von LED-Strängen innerhalb einer Gruppe gemeinsam betriebener, auf einem oder mehreren Leuchtmittelträgern angeordneter LEDs. Eine solche elektronische Steuerschaltung besteht aus mindestens einem oder mehreren Vorwiderständen zur Anpassung der Vorwärtsspannung der LEDs an das Bordnetz. Beispielsweise ist bekannt, die LEDs im so genannten Binning nach Vorwärtsspannung und Intensität zu sortieren. Um Unterschiede zwischen mehreren LED-Strängen auszugleichen, die jeweils aus in Reihe geschalteten LEDs gleicher Vorwärtsspannung und Intensität bestehen, und um eine homogene Helligkeitsverteilung der benachbarten LED-Stränge aus LEDs mit unterschiedlicher Vorwärtsspannung und Intensität zu erhalten, wird zumindest jeder LED-Strang mit einem anderen Vorwiderstand versehen.
  • Halbleiterlichtquellen bedürfen beim Einsatz als Lichtquelle in Fahrzeugleuchten außerdem einer separaten Ausfallerkennung. Dies ist bedingt durch die geringe Leistungsaufnahme von LEDs und OLEDs im Allgemeinen. Beispielsweise ist ein in einem Fahrzeug untergebrachtes Steuergerät nicht in der Lage, eine dem Ausfall einer oder weniger LEDs oder OLEDs entsprechende Änderung der Leistungsentnahme aus dem Bordnetz zu erkennen, da eine hieraus resultierende Bordnetzspannungsänderung unterhalb der im normalen Betrieb eines Fahrzeugs auftretenden Bordnetzspannungsschwankungen liegt. Eine beispielsweise in der Fahrzeugleuchte untergebrachte elektronische Schaltungsanordnung zur Ausfallerkennung erfasst den Ausfall einer oder mehrerer Halbleiterlichtquellen in der Fahrzeugleuchte z.B. mittels eines oder mehrerer Komparatoren und teilt dies dem Steuergerät mit. Eine solche elektronische Schaltungsanordnung zur Ausfallerkennung kann durch eine beispielsweise auf dem Leuchtmittelträger aufgebrachte elektronische Steuerschaltung verwirklicht sein.
  • Der Einsatz von Halbleiterlichtquellen anstelle von konventionellen Lichtquellen insbesondere in Fahrzeugleuchten hat außerdem Änderungen des technischen Aufbaus der Stromversorgung zur Folge.
  • Im Gegensatz zu konventionellen Lichtquellen mit annähernd konstantem ohmschen Widerstand besitzen Halbleiterlichtquellen eine nichtlineare Strom-/Spannungskennlinie. Um ihren hohen Wirkungsgrad und eine gleichmäßig hohe Lichtausbeute nutzen zu können, müssen Halbleiterlichtquellen in einem korrekten Arbeitspunkt betrieben werden. Andernfalls wäre eine schwankende Helligkeit und ein schlechter Wirkungsgrad die Folge. Bedingt durch Serienstreuungen bei der Herstellung von Halbleiterlichtquellen lässt sich deren Arbeitspunkt an einer einfachen Spannungsquelle jedoch nicht genau einstellen. Dies ist nur mit einer in diesem Zusammenhang auch als LED-Treiber bezeichneten Konstantstromquelle möglich. Dabei handelt es sich um eine mehr oder weniger komplexe, aus einem oder mehreren beispielsweise auf dem Leuchtmittelträger eines Halbleiterlichtquellen umfassenden Leuchtmittels aufgebrachte Elektronikbauteilen aufgebaute elektronische Steuerschaltung. Ein LED-Treiber kann entweder mit einzelnen Elektronikbauteilen diskret aufgebaut sein, oder ein integriertes elektronisches Schaltungsbauteil, wie etwa einen Treiber-IC (IC; Integrated Circuit) umfassen.
  • Wichtig ist an dieser Stelle hervorzuheben, dass die Bezeichnung LED-Treiber hierbei keinerlei Einschränkung im Hinblick auf anschließbare Halbleiterlichtquellen darstellt. Im Nachfolgenden wird daher der Begriff LED stellvertretend für jegliche Art Halbleiterlichtquellen verwendet, es sei denn, es ist explizit etwas anderes erwähnt.
  • Bekannte LED-Treiber sind:
    • LED-Vorwiderstand,
    • lineare LED-Treiber, und
    • getaktete LED-Treiber.
  • Die günstigste Version ist der LED-Vorwiderstand. Dieser besteht aus einem ohmschen Widerstand, der in Reihe zur LED geschaltet wird. Er begrenzt den Stromfluss auf einen zuvor berechneten Wert. Diese LED Treiber Variante ist natürlich extrem kostengünstig, bringt aber einige Nachteile mit sich, wie etwa des Verheizens der dem Spannungsabfall am ohmschen Widerstand proportionalen Verlustleistung. Damit gehen die Vorteile des hohen Wirkungsgrades der LED zumindest zum Teil wieder verloren. Zum anderen reagiert die LED bei Schwankungen in der Versorgungsspannung direkt auch mit Helligkeitsschwankungen, da in dieser Spar-Version keine aktive Regelung erfolgt.
  • Ein linearer LED-Treiber setzt eine höhere Eingangsspannung auf den eingestellten Betriebsstrom der LED um. Durch den Spannungsunterschied zwischen dem Ein- und Ausgang besitzt der lineare LED-Treiber einen Regelbereich, um bei einer schwankenden Bordnetzspannung nachzuregeln. Dadurch treten keine Helligkeitsschwankungen der LED auf.
  • Lineare LED-Treiber haben den Nachteil, dass sich aus dem Spannungsabfall und Arbeitsstrom der LED wieder eine Verlustleistung ergibt. Diese wird auch hier einfach in Wärme umgewandelt und schmälert den Wirkungsgrad der LED. Zu den Vorteilen gehören die aktive Regelung, der einfache Schaltungsaufbau und ein günstiger Preis.
  • Ein getakteter LED-Treiber arbeitet von der Funktionsweise ähnlich wie ein Schaltnetzteil. Durch eine hohe Schaltfrequenz im getakteten LED-Treiber lässt sich die Energie vom Eingang mit nur minimalen Verlusten zum Ausgang übertragen. Getaktete LED-Treiber ICs weisen sehr hohe Wirkungsgrade von deutlich über 90% auf.
  • Damit lässt sich die angeschlossene LED effizient in ihrem idealen Arbeitspunkt betreiben. Nachteilig bei getakteten LED-Treibern sind der höhere Schaltungsaufwand für notwendige Entstörmaßnahmen. Dieser Treiber Typ ist deshalb in erster Linie für LED Lampen mit hohen Leistungen interessant und zählt damit auch zu der teuersten Variante.
  • Bei LED-Fahrzeugheckleuchten, die im Gegensatz zu LED-Fahrzeugscheinwerfern geringe Leistungen aufweisen, kommen typischerweise lineare LED-Treiber zum Einsatz.
  • Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass LEDs darüber hinaus weiterer elektronischer Steuerschaltungen bedürfen können. Beispiele hierfür sind elektronische Steuerschaltungen:
    • zur Regelung und/oder Steuerung der Helligkeit bzw. Leuchtkraft der LEDs, beispielsweise durch eine pulsweitenmodulierte (PWM) Taktung der Stromversorgung für einen außerhalb des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Bereichs gepulsten Betrieb,
    • zur Kompensation oder Vermeidung elektromagnetischer Störungen, beispielsweise aufgebaut aus Kondensatoren und/oder Ferriten,
    • zum Schutz der LEDs beispielsweise vor einer Überspannung des Bordnetzes oder vor fehlerhafter Polung, beispielsweise umfassend eine oder mehrere Zenerdioden.
  • Ein moderner LED-Treiber für Fahrzeuganwendungen umfasst bereits eine elektronische Steuerschaltung zur LED-Ausfallerkennung. Er weist mindestens:
    • einen Bordnetzanschluss zur Stromversorgung durch Anschluss an ein Bordnetz eines Fahrzeugs,
    • einen Steuersignaleingang zum Anlegen eines eine Lichtfunktion steuernden Steuersignals in den LED-Treiber,
    • einen mittels eines am Steuersignaleingang anliegenden Steuersignals schaltbaren LED-Konstantsromausgang, und
    • einen LED-Ausfallsignalausgang zur Ausgabe eines Ausfallsignals auf. Darüber hinaus kann er einen PWM-Generator zur festen oder veränderlichen Einstellung der Lichtabstrahlung der an den LED-Konstantsromausgang angeschlossenen einen oder mehreren LEDs und damit der Helligkeit der durch sie verwirklichten Lichtfunktion aufweisen.
  • Es sind auch Mehrkanal-LED-Treiber für Fahrzeuganwendungen bekannt, welche gegebenenfalls unter Ausnutzung von Synergieeffekten einer der Anzahl der Kanäle entsprechenden Zahl von LED-Treibern entsprechen. Mehrkanal-LED-Treiber können eine programmierbare Steuereinheit umfassen, um beispielsweise bestimmte, durch eine Abfolge von Schaltvorgängen für verschiedene Konstantstromausgänge, an die verschiedene Lichtfunktionen oder Teil-Lichtfunktionen erfüllende oder deren Erfüllung beitragende LEDs angeschlossen oder anschließbar sind, verwirklichbare, wiederkehrende Lichtsequenzen zu verwirklichen, wie etwa eine Begrüßungslichtsequenz beim Entriegeln eines Fahrzeugs oder dergleichen.
  • Die Zurverfügungstellung je einer Leuchtfläche zur Verwirklichung jeweils einer Lichtfunktion ist sowohl aus gestalterischer Sicht, als auch im Hinblick auf eine Bauraum- und Gewichtsoptimierung von Fahrzeugen im Allgemeinen und Fahrzeugleuchten im Speziellen nachteilig.
  • Bekannt ist, beispielsweise die Schlusslichtfunktion und die Bremslichtfunktion auf der selben Leuchtfläche zu verwirklichen. Dabei werden die die Leuchtfläche ausleuchtenden Lichtquellen bei momentaner Anforderung der Bremslichtfunktion höher bestromt, als bei momentaner Anforderung der Schlusslichtfunktion.
  • Nachteilig an dieser so genannten Bi-Funktion ist, dass bei aktiver Schlusslichtfunktion die Bremslichtfunktion nur bei permanenter Beobachtung der für die Bi-Funktion verwendeten Leuchtfläche einwandfrei erkennbar ist.
  • Dies hat eine eingeschränkte Verkehrssicherheit zur Folge.
  • Durch DE 10 2004 036 137 A1 ist ein Leuchtmittel mit mehreren LEDs als Lichtquellen für zweierlei Lichtfunktionen mit Überschneidung der zu deren Verwirklichung vorgesehenen Leuchtflächen in einer gemeinsamen Leuchtfläche bekannt. Das Leuchtmittel umfasst eine LED-Treiber-Anordnung mit getrennten Eingängen für Steuersignale zur Anforderung der beiden Lichtfunktionen. Jeder Eingang weist Mittel zum Erzeugen eines eigenen pulsweitenmobulierbaren Taktimpulssignals für genau eine der beiden Lichtfunktionen auf. Jeweils ein Widerstand ist zwischen den jeweiligen Mitteln zum Erzeugen eines eigenen pulsweitenmobulierbaren Taktimpulssignals und einem Ausgang angeordnet. An den Ausgang sind die LEDs oder LED-Stränge aus mehreren in Reihe angeordneten LEDs angeschlossen. Das Größenverhältnis der beiden Widerstände entspricht dem reziproken Verhältnis der jeweiligen Lichtströme der beiden Lichtfunktionen.
  • Durch WO 2021/186467 A1 ist bekannt, zur Verwirklichung zweier Lichtfunktionen vorgesehene LEDs in Abhängigkeit von der momentan angeforderten Lichtfunktion unterschiedlich stark zu bestromen.
  • Durch DE 10 2004 050 655 A1 ist bekannt, zur Verwirklichung mehrerer Lichtfunktionen gleicher Lichtfarbe aber unterschiedlicher Helligkeit vorgesehene LEDs oder LED-Stränge aus mehreren in Reihe angeordneten LEDs parallel an mehrere, in Abhängigkeit einer momentan angeforderten Lichtfunktion schaltbare Ausgänge anzuschließen. Faktisch ist jedoch immer nur ein Ausgang aktiv, der dann die LEDs bestromt. Die unterschiedlichen Helligkeiten werden durch Pulsweitenmodulation erzeugt.
  • Ein der Erfindung zu Grunde liegender Gedanke ist, die der Verwirklichung der Bi-Funktion dienende Leuchtfläche durch zusätzliche, jeweils nur einer der beiden durch die Bi-Funktion verwirklichten Lichtfunktionen zugeordnete Leuchtflächen zu flankieren. Dabei ist wenigstens eine der zusätzlichen Leuchtflächen der einen Lichtfunktion, und mindestens eine verbleibende zusätzliche Leuchtfläche der anderen Lichtfunktion der beiden durch die Bi-Funktion verwirklichten Lichtfunktionen zugeordnet.
  • Eine in Verbindung mit der Verwendung von LEDs einhergehende Schwierigkeit ist die Verwirklichung der erforderlichen LED-Ausfallerkennung bei diesem der Erfindung zu Grunde liegenden Gedanken.
  • Dies ist durch den Umstand begründet, dass bei Erkennung des Ausfalls einer LED einer durch LEDs verwirklichten Lichtfunktion diese Lichtfunktion komplett abgeschaltet werden muss.
  • Überschneiden sich die zwei Lichtfunktionen verwirklichenden Leuchtflächen in einem eine auch als Bi-Lichtfunktions-Leuchtfläche bezeichnete gemeinsame Leuchtfläche umfassenden Überschneidungsbereich, so muss sichergestellt werden, dass eine defekte Lichtfunktion, bei der ein Ausfall einer LED erkannt worden ist, auf der ganzen zu ihrer Verwirklichung vorgesehenen Leuchtfläche abgeschaltet wird, wohingegen die verbleibende Lichtfunktion weiterhin aktivierbar bleibt.
  • Um in einer Fahrzeugleuchte mit einer gemeinsamen Leuchtfläche, die für zwei gegebenenfalls zusätzlich jeweils eigene Leuchtflächen nutzenden Lichtfunktionen vorzugsweise gleicher Lichtfarbe, jedoch beispielsweise unterschiedlicher Leuchtstärke vorgesehen ist, ein eine LED-Ausfallerkennung verwirklichendes Diagnosekonzept anwenden zu können, welches bei LEDs als Lichtquellen sowohl für die gemeinsame Leuchtfläche, als auch für die gegebenenfalls zusätzliche eine oder mehrere eigene Leuchtflächen bei Vorliegen eines Fehlers die Abschaltung des die jeweilige Lichtfunktion verwirklichenden LED-Strangs vorsieht, ist es erforderlich, die gemeinsame Leuchtfläche nur für diejenige Lichtfunktion mit zu deaktivieren, bei welcher Lichtfunktion das Vorliegen eines Fehlers diagnostiziert wurde.
  • Wird hingegen bei diagnostiziertem Fehler der einen Lichtfunktion die verbleibende Lichtfunktion angefordert, so ist es anstrebsam, die gemeinsame Leuchtfläche für die verbleibende Lichtfunktion weiterhin zu verwenden, sie also nicht zu deaktivieren.
  • Hieraus ergibt sich, dass die Bi-Funktions-Leuchtfläche vorzugsweise nur dann für beide Lichtfunktionen abgeschaltet wird, wenn auch tatsächlich eine LED der Bi-Lichtfunktions-Leuchtfläche defekt ist.
  • Dies verwirklichende analoge elektronische Steuerschaltungen weisen eine beschränkte Robustheit auf. Eine Verwirklichung mittels einer Microcontrollersteuerung ist hingegen sehr kostenintensiv. Ohne kostspielige, weil durch einen Mikroprozessor gesteuerte Logik ist eine robuste Umsetzung bisher unmöglich.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leuchtmittel mit einer kostengünstigen LED-Ansteuerung zweier durch einander in einer Bi-Lichtfunktions-Leuchtfläche überschneidender Leuchtflächen verwirklichter Lichtfunktionen einer Fahrzeugleuchte anzugeben, die einen robusten und zuverlässigen Betrieb unter gleichzeitigem Beitrag zu einer erhöhten Verkehrssicherheit ermöglicht.
  • Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges Leuchtmittel mit LED-Ausfallerkennung in Verbindung mit einer Bi-Lichtfunktions-Leuchtfläche anzugeben.
  • Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine mit einem entsprechenden Leuchtmittel versehene Fahrzeugleuchte, die über wenigstens zwei einander in einer Bi-Lichtfunktions-Leuchtfläche überschneidende Lichtfunktionen verfügt, bereitzustellen.
  • Als eine hiermit einhergehende Aufgabe der Erfindung kann die Bereitstellung eines kostengünstig verwirklichbaren Verfahrens zum Betrieb eines Leuchtmittels mit einer LED-Ansteuerung zweier durch einander in einer Bi-Lichtfunktions-Leuchtfläche überschneidender Leuchtflächen verwirklichter Lichtfunktionen für eine Fahrzeugleuchte angesehen werden.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen, den Zeichnungen sowie in der nachfolgenden Beschreibung, einschließlich der zu den Zeichnungen zugehörigen, wiedergegeben.
  • Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft demnach ein Leuchtmittel mit mehreren LEDs als zur Erfüllung wenigstens zweier innerhalb jeweils einander innerhalb eines eine gemeinsame Leuchtfläche bildenden Überschneidungsbereichs überschneidender Leuchtflächen verwirklichter Lichtfunktionen einer Fahrzeugleuchte vorgesehene und/oder beitragende Lichtquellen. Das Leuchtmittel verfügt über eine LED-Treiber-Anordnung mit integrierter LED-Ausfallerkennung für die an jeden durch jeweils eine schaltbare Konstantstromquelle bereitgestellten schaltbaren Ausgang angeschlossenen LEDs. Jede der Lichtfunktionen wird demnach durch eine Leuchtfläche verwirklicht, die sich aus der gemeinsamen Leuchtfläche und jeweils einer eigenen Leuchtfläche zusammensetzt.
  • Die LED-Treiber-Anordnung verfügt über mindestens fünf jeweils eine Konstantstromquelle bereitstellende schaltbare Ausgänge und mindestens zwei den schaltbaren Ausgängen zugeordnete Eingänge. Die schaltbaren Ausgänge sind wegen der an sie angeschlossenen LEDs, die zur Anpassung an das Spannungsniveau vorteilhaft zu mehrt in Reihe geschaltet als LED-Stränge angeschlossen sind, auch als LED-Konstantsromausgänge bezeichnet. Die mit einem Steuergerät eines Fahrzeugs verbindbaren, den schaltbaren Ausgängen zugeordneten Eingänge werden auch als Steuersignaleingänge bezeichnet. Beispielsweise kann die LED-Treiber-Anordnung ebensoviele, jeweils einem der schaltbaren Ausgänge zugeordnete Eingänge aufweisen. Ferner verfügt die LED-Treiber-Anordnung über einen auch Bordnetzanschluss bezeichneten, zur Verbindung mit einem Bordnetz eines Fahrzeugs vorgesehenen Anschluss zur Stromversorgung und über mindestens einen LED-Ausfallsignalausgang.
  • Die LED-Treiber-Anordnung kann mehrere einzelne, auch Ein-Kanal-LED-Treiber genannte LED-Treiber umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann sie auch einen oder mehrere Mehrkanal-LED-Treiber umfassen.
  • Das Leuchtmittel umfasst hiernach vorteilhaft wenigstens eine LED-Treiber-Anordnung mit getrennten Eingängen für die beiden Lichtfunktionen und mehreren jeweils voreingestellte Konstantstromquellen darstellenden schaltbaren Ausgängen, kurz Konstantstromausgängen oder LED-Konstantstromausgängen. Dabei sind mindestens fünf Ausgänge vorgesehen. Hierbei handelt es sich um:
    • mindestens einen eine erste Stromstärke bereitstellender, erster Ausgang für den LED-Strang für die als Lichtquellen verwendeten LEDs der gegebenenfalls vorhandenen einen eigenen Leuchtfläche der einen Lichtfunktion,
    • mindestens einen eine zweite Stromstärke, die doppelt so hoch ist, wie die erste Stromstärke bereitstellender zweiter Ausgang für den LED-Strang für die als Lichtquellen verwendeten LEDs der gegebenenfalls vorhandenen anderen eigenen Leuchtfläche der anderen Lichtfunktion, und
    • mindestens drei jeweils die erste Stromstärke bereitstellende weitere Ausgänge, ein erster weiterer Ausgang, ein zweiter weiterer Ausgang und ein dritter weiterer Ausgang für den LED-Strang für die als Lichtquellen verwendeten LEDs der gemeinsamen Leuchtfläche.
  • Der erste Ausgang und die drei weiteren Ausgänge sind jeweils als niederbestromte Konstantstromausgänge, der zweite Ausgang ist als hochbestromter Konstantstromausgang ausgelegt.
  • An den ersten Ausgang ist der LED-Strang der gegebenenfalls vorhandenen einen eigenen Leuchtfläche der einen Lichtfunktion angeschlossen.
  • An den zweiten Ausgang ist der LED-Strang der gegebenenfalls vorhandenen anderen eigenen Leuchtfläche der anderen Lichtfunktion angeschlossen.
  • An die drei weiteren Ausgänge ist der LED-Strang der gemeinsamen Leuchtfläche angeschlossen.
  • Die Ausgänge sind derart angesteuert, dass bei Anforderung der ersten Lichtfunktion der erste und der erste weitere Ausgang Konstantstrom der ersten Stromstärke abgeben, und bei deren Stromabgabe eine Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs oder des dritten weiteren Ausgangs unterbrochen ist.
  • Bei Ausfall des LED-Strangs der einen eigenen Leuchtfläche oder der gemeinsamen Leuchtfläche werden gemäß einem vorgesehenen Diagnosekonzept der erste und der erste weitere Ausgang abgeschaltet. Hierdurch kommt es auch bei Anforderung der ersten Lichtfunktion zu keiner Stromabgabe des ersten und des ersten weiteren Ausgangs, wodurch die Unterbrechung der Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs oder des dritten weiteren Ausgangs bei gleichzeitiger Anforderung der zweiten Lichtfunktion aufgehoben ist.
  • Ferner sind die Ausgänge derart angesteuert, dass bei Anforderung der zweiten Lichtfunktion der zweite Ausgang Konstantstrom der zweiten Stromstärke und der zweite und der dritte weitere Ausgang jeweils Konstantstrom der ersten Stromstärke abgeben, welche ersten Stromstärken sich zur zweiten Stromstärke durch den LED-Strang der gemeinsamen Leuchtfläche addieren.
  • Wichtig ist hervorzuheben, dass wenn gleichzeitig die erste Lichtfunktion zur zweiten Lichtfunktion angefordert ist, die Stromabgabe entweder des zweiten oder des dritten weiteren Ausgangs blockiert ist. Dies kann als Prioritätsschaltung interpretiert werden, die für eine Anforderung der ersten Lichtfunktion gilt.
  • Bei Ausfall des LED-Strangs der einen eigenen Leuchtfläche oder der gemeinsamen Leuchtfläche werden gemäß dem vorgesehenen Diagnosekonzept der zweite sowie der zweite und der dritte weitere Ausgang abgeschaltet.
  • Hiernach ist es ohne weitere Schaltungslogik möglich, die gemeinsame Leuchtfläche in Übereinstimmung mit dem vorgeschriebenen Diagnosekonzept zu betreiben.
  • Durch Verdopplung der Anzahl der Ausgänge je LED-Strang und Hinterlegung zweier unterschidelicher Stromstärken an die jeweiligen je einer Lichtfunktion zugeordneten Ausgänge können die Lichtfunktionen darüber hinaus mit jeweils drei unterschiedlichen Pegeln betrieben werden. Ein erster schwacher Pegel am einen Ausgang mit der ersten, schwächsten Stromstärke, ein zweiter Pegel am anderen Ausgang mit der zweiten, doppelten Stromstärke, und ein dritter Pegel bei gleichzeitigem Betrieb beider Ausgänge dann mit einer dritten, der Summe der Stromstärken des einen und des anderen Ausgangs entsprechenden dreifachen Stromstärke.
  • Wichtig ist hervorzuheben, dass die Erfindung verwirklicht sein kann, indem bei einer LED-Treiber-Anordnung mit mehreren Ausgängen zum Anschluss jeweils eines der Ausleuchtung einer Leuchtfläche dienenden LED-Strangs, welche LED-Treiber-Anordnung mehrere LED-Treiber und/oder einen Mehrkanal-LED-Treiber umfasst, nicht nur eine kurz auch als Treiberkanal bezeichnete Konstantstromausgang-undzugeordneter-Steuersignaleingang-Kombination für einen LED-Strang verwendet wird, sondern gleich mehrere, bevorzugt mindestens drei.
  • Weitere Ausgestaltungen beziehen sich auf die LED-Ausfallerkennung und deren Diagnose und die damit einhergehende LED-Strang-Abschaltung.
  • Ein zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft eine mit einem solchen Leuchtmittel ausgestattete Fahrzeugleuchte mit mindestens zwei Lichtfunktionen, die sich in einer gemeinsamen Leuchtfläche überschneiden.
  • Die Erfindung erlaubt die Verwirklichung einer Fahrzeugleuchte unter Anwendung eines Verfahrens zum Betrieb einer Fahrzeugleuchte mit LEDs als Lichtquellen einer Leuchtfläche zur Verwirklichung wenigstens zweier Lichtfunktionen gleicher Lichtfarbe, jedoch unterschiedlicher Helligkeit, mit einer der Verwirklichung einer ersten Lichtfunktion dienenden ersten Leuchtfläche mit einem mindestens eine LED umfassenden ersten LED-Strang, einer der Verwirklichung einer zweiten Lichtfunktion dienenden zweiten Leuchtfläche mit einem mindestens eine LED umfassenden zweiten LED-Strang, und mit einer der Verwirklichung sowohl der ersten, als auch der zweiten Lichtfunktion dienenden gemeinsamen Leuchtfläche mit einem mindestens eine LED umfassenden gemeinsamen LED-Strang, umfassend einen LED-Treiber mit mindestens zwei jeweils der Zufuhr eines Anforderungssignals zur Aktivierung Lichtfunktionen dienenden Eingängen sowie mehreren Konstantstromausgängen, wobei:
    • der erste LED-Strang an einen eine erste Stromstärke bereitstellenden ersten Konstantstromausgang,
    • der zweite LED-Strang an einen eine zweite Stromstärke, die doppelt so stark ist, wie die erste, bereitstellenden zweiten Konstantstromausgang, und
    • der gemeinsame LED-Strang sowohl an einen dritten, als auch an einen vierten und an einen fünften, jeweils die erste Stromstärke bereitstellenden Konstantstromausgang
    • angeschlossen sind, und
      • bei Anforderung der ersten Lichtfunktion durch ein an dem einem Eingang anliegendes Einschaltsignal am ersten und am dritten Ausgang,
      • bei Anforderung der zweiten Lichtfunktion durch ein an dem verbleibenden Eingang anliegendes Einschaltsignal am zweiten, am vierten und am fünften Ausgang, und
      • bei Anforderung beider Lichtfunktionen durch an beiden Eingängen anliegende Einschaltsignale am ersten, am zweiten, am vierten und am fünften Ausgang
    • jeweils Konstantstrom der jeweiligen Stromstärke abgegeben wird.
  • Es ist ersichtlich, dass die Erfindung durch eine überraschende LED-Treiber-Kanalbelegung in Kombination mit einer ganz bestimmten Parametrisierung des LED-Treibers verwirklicht ist.
  • Ebenso ist ersichtlich, dass die Erfindung eine kostengünstige und zugleich zuverlässige Lösung für eine Ansteuerung von zur Verwirklichung wenigstens zweier verschiedener Lichtfunktionen vorzugsweise gleicher Lichtfarbe beispielsweise unterschiedlicher Helligkeit innerhalb einer gemeinsamen Leuchtfläche vorgesehener LEDs als Lichtquellen bereitstellt.
  • Um in einer Fahrzeugleuchte mit einer gemeinsamen Leuchtfläche, die für zwei gegebenenfalls zusätzlich jeweils eigene Leuchtflächen nutzenden Lichtfunktionen gleicher Lichtfarbe, jedoch unterschiedlicher Leuchtstärke vorgesehen ist, ein Diagnosekonzept zur LED-Ausfallerkennung anwenden zu können, welches bei LEDs als Lichtquellen sowohl für die gemeinsame Leuchtfläche, als auch für die gegebenenfalls zusätzliche eine oder mehrere eigene Leuchtflächen bei Vorliegen eines Fehlers die Abschaltung des die jeweilige Lichtfunktion verwirklichenden LED-Strangs vorsieht, ermöglicht die Erfindung, die gemeinsame Leuchtfläche nur für diejenige Lichtfunktion mit zu deaktivieren, bei welcher Lichtfunktion das Vorliegen eines Fehlers diagnostiziert wurde.
  • Wird hingegen bei diagnostiziertem Fehler der einen Lichtfunktion die verbleibende Lichtfunktion angefordert, so ermöglicht die Erfindung, die gemeinsame Leuchtfläche für die verbleibende Lichtfunktion weiterhin zu verwenden, sie also nicht zu deaktivieren. Stattdessen kann die verbleibende Lichtfunktion mit dem für sie vorgesehenen Konstantstrom betrieben werden.
  • Sich über eine vollständige Lösung der gestellten Aufgabe unter Umgehung der Nachteile des Standes der Technik hinaus ergebende Vorteile sind ein erhebliches Einsparpotential, da kein Mikrocontroller zur Umsetzung nötig ist. Ebenso ist keine analoge Beschaltung für die Umsetzung der Logik notwendig. Die Logik wird im LED-Treiber parametrisiert. Die Erfindung ermöglicht eine Reduzierung der Anzahl der benötigten Bauteile. Sie bietet darüber hinaus eine technisch robuste und zuverlässige Lösung. Es ist keine zusätzliche Software im Mikrocontroller nötig. Es sind zu deren Umsetzung weniger analoge Bauteile, insbesondere Halbleiter, notwendig.
  • Die Fahrzeugleuchte kann einzelne oder eine Kombination der zuvor und/oder nachfolgend in Verbindung mit dem Leuchtmittel beschriebene Merkmale aufweisen, ebenso wie das Leuchtmittel einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor und/oder nachfolgend in Verbindung mit der Fahrzeugleuchte beschriebene Merkmale aufweisen und/oder verwirklichen kann.
  • Das Leuchtmittel und/oder die Fahrzeugleuchte können alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer einleitend in Verbindung mit dem Stand der Technik und/oder in einem oder mehreren der zum Stand der Technik erwähnten Dokumente und/oder in der nachfolgenden Beschreibung zu den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschriebene Merkmale aufweisen.
  • Zusätzliche, über die vollständige Lösung der gestellten Aufgabe und/oder über die voran zu den einzelnen Merkmalen genannten Vorteile hinausgehende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind nachfolgend aufgeführt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die Erfindung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Leuchtmittels mit mehreren LEDs als Lichtquellen für zweierlei Lichtfunktionen gleicher Lichtfarbe jedoch unterschiedlicher Helligkeiten mit Überschneidung der zu deren Verwirklichung vorgesehenen Leuchtflächen in einer gemeinsamen Leuchtfläche (Bi-Funktions-Leuchtfläche) einschließlich in Tab. 1 SL n-1 bzw. BL n-1 inklusiver Logiktabelle.
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Leuchtmittels mit mehreren LEDs als Lichtquellen für zweierlei Lichtfunktionen gleicher Lichtfarbe jedoch unterschiedlicher Helligkeiten mit Überschneidung der zu deren Verwirklichung vorgesehenen Leuchtflächen in einer gemeinsamen Leuchtfläche (Bi-Funktions-Leuchtfläche) einschließlich in Tab. 2 SL n-1 bzw. BL SLM inklusiver Logiktabelle.
    Fig. 3
    ein Detail eines Ausführungsbeispiels eines Leuchtmittels mit 3-Pegel Lichtfunktion, wobei der als Kanal 1 bezeichnete Ausgang für einen Helligkeitspegel bei Nacht, der als Kanal 2 bezeichnete Ausgang für einen Helligkeitspegel bei Dämmerung und die beiden als Kanal 1 und 2 bezeichneten Ausgänge zusammen für einen Helligkeitspegel bei Tag vorgesehen sind.
  • Ein in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 ganz oder in Teilen dargestelltes Leuchtmittel 01 umfasst:
    • mehrere LEDs 02 als Lichtquellen für zweierlei Lichtfunktionen vorteilhaft gleicher Lichtfarbe bevorzugt jedoch unterschiedlicher Helligkeiten mit Überschneidung der zu deren Verwirklichung vorgesehenen Leuchtflächen in einer auch als Bi-Funktions-Leuchtfläche bezeichneten, gemeinsamen Leuchtfläche,
    • mindestens eine LED-Treiber-Anordnung 03 mit getrennten Eingängen 04 für Steuersignale zur Anforderung der beiden Lichtfunktionen, und
    • mehrere jeweils voreingestellte Konstantstromquellen darstellende, schaltbare Ausgänge 05, kurz Konstantstromausgänge oder LED-Konstantstromausgänge, wobei vorzugsweise mindestens fünf Ausgänge 05 vorgesehen sind, an welche die den Lichtfunktionen zugeordneten LEDs 02, 21, 22, 23 oder LED-Stränge aus mehreren in Reihe angeordneten LEDs 02 der Leuchtflächen angeschlossen sind,
    wobei zusätzlich zu an eigene erste und zweite Ausgänge 54, 55 angeschlossenen LEDs 22, 23 außerhalb der gemeinsamen Leuchtfläche liegender eigener Leuchtflächen, zumindest die LEDs 21 der gemeinsamen Leuchtfläche nicht nur an einen, sondern gleich parallel an mehrere, bevorzugt gleich drei weitere Ausgänge 51, 52, 53 gleichzeitig angeschlossen sind.
  • Mit anderen Worten sind zusätzlich zu LEDs 22, 23 außerhalb der gemeinsamen Leuchtfläche liegender eigener Leuchtflächen, welche an eigene erste und zweite Ausgänge 54, 55 angeschlossenen sind, zumindest die LEDs 21 der gemeinsamen Leuchtfläche an mehrere weitere Ausgänge 51, 52, 53 angeschlossen.
  • Wichtig ist hervorzuheben, dass die Erfindung verwirklicht sein kann, indem bei einer LED-Treiber-Anordnung 03 mit mehreren Ausgängen 04 zum Anschluss eines der Ausleuchtung einer Leuchtfläche dienenden LED-Strangs, welche LED-Treiber-Anordnung 03 mehrere LED-Treiber und/oder einen Mehrkanal-LED-Treiber umfasst, nicht nur eine kurz auch als Treiberkanal bezeichnete LED-Konstantsromausgang-undzugeordneter-Steuersignaleingang-Kombination für einen LED-Strang verwendet wird, sondern gleich mehrere, bevorzugt mindestens drei.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung betrifft ein Leuchtmittel 01 mit mehreren LEDs 02 als Lichtquellen für zweierlei Lichtfunktionen gleicher Lichtfarbe jedoch unterschiedlicher Helligkeiten mit Überschneidung der zu deren Verwirklichung vorgesehenen Leuchtflächen in einer gemeinsamen Leuchtfläche (Bi-Funktions-Leuchtfläche), umfassend wenigstens eine LED-Treiber-Anordnung 03 mit getrennten Eingängen 04 für Steuersignale zur Anforderung der beiden Lichtfunktionen und mehreren jeweils voreingestellte Konstantstromquellen darstellenden schaltbaren Ausgängen 05, kurz Konstantstromausgängen oder LED-Konstantstromausgängen, wobei mindestens fünf Ausgänge 05 vorgesehen sind, an welche die den Lichtfunktionen zugeordneten LEDs 02 oder LED-Stränge aus mehreren in Reihe angeordneten LEDs 02 der Leuchtflächen angeschlossen sind, wobei:
    • jede der Lichtfunktionen vorzugsweise durch eine Leuchtfläche verwirklicht wird, die sich aus der gemeinsamen Leuchtfläche und jeweils einer eigenen Leuchtfläche zusammensetzt,
    • an einen ersten Ausgang 54 die mindestens eine LED 22 oder der mindestens eine LED-Strang einer gegebenenfalls vorhandenen einen eigenen Leuchtfläche der einen Lichtfunktion angeschlossen ist,
    • an einen zweiten Ausgang 55 die mindestens eine LED 23 oder der mindestens eine LED-Strang einer gegebenenfalls vorhandenen anderen eigenen Leuchtfläche der anderen Lichtfunktion angeschlossen ist,
    • an drei weitere Ausgänge 51, 52, 53 die mindestens eine LED 21 oder der mindestens eine LED-Strang der gemeinsamen Leuchtfläche angeschlossen ist,
    • der erste Ausgang 54 und die drei weiteren Ausgänge 51, 52, 53 jeweils als niederbestromte Konstantstromausgänge, und der zweite Ausgang 55 als hochbestromter Konstantstromausgang ausgelegt sind,
    • bei Anforderung der einen Lichtfunktion der erste Ausgang 54 und der erste weitere Ausgang 51 eingeschaltet sind und bei eingeschaltetem ersten Ausgang 54 und eingeschaltetem ersten weiteren Ausgang 51 eine Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 immer, das heißt beispielsweise sowohl bei Anforderung der einen Lichtfunktion, als auch bei gleichzeitiger Anforderung der anderen Lichtfunktion unterbrochen ist, und
    • bei Anforderung der anderen Lichtfunktion der zweite Ausgang 55 und der zweite weitere Ausgang 52 sowie der dritte weitere Ausgang 53 unter der Maßgabe eingeschaltet sind, dass bei gleichzeitiger Anforderung der einen Lichtfunktion einhergehend mit eingeschaltetem ersten Ausgang 54 und eingeschaltetem ersten weiteren Ausgang 51 die Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 unterbrochen ist, wobei
    • die Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 bei eingeschaltetem ersten Ausgang 54 und eingeschaltetem ersten weiteren Ausgang 51 und gleichzeitiger Anforderung der anderen Lichtfunktion unterbrochen ist,
    so dass sich die Stromabgaben durch die an die niederbestromten weiteren Ausgänge 51, 52, 53 angeschlossenen LEDs 21 bei Anforderung der anderen Lichtfunktion unabhängig davon, ob der erste 54 und erste weitere Ausgang 51 eingeschaltet ist oder nicht, zu einem der Stromabgabe des hochbestromten Ausgangs (hier: des zweiten Ausgangs 55) entsprechenden Gesamtstrom addieren.
  • Das Leuchtmittel 01 umfasst hiernach vorteilhaft wenigstens eine LED-Treiber-Anordnung 03 mit getrennten Eingängen 04 für die beiden Lichtfunktionen und mehreren jeweils voreingestellte Konstantstromquellen darstellenden schaltbaren Ausgängen 05, kurz Konstantstromausgängen oder LED-Konstantstromausgängen. Dabei sind mindestens fünf Ausgänge:
    • mindestens ein niederbestromter, eine erste Stromstärke bereitstellender, erster Ausgang 54 für den LED-Strang für die als Lichtquellen verwendeten LEDs 22 der gegebenenfalls vorhandenen einen eigenen Leuchtfläche der einen Lichtfunktion,
    • mindestens ein hochbestromter, eine zweite Stromstärke, die bevorzugt doppelt so hoch ist, wie die erste Stromstärke bereitstellender zweiter Ausgang 55 für den LED-Strang für die als Lichtquellen verwendeten LEDs 23 der gegebenenfalls vorhandenen anderen eigenen Leuchtfläche der anderen Lichtfunktion, und
    • mindestens drei niederbestromte, jeweils die erste Stromstärke bereitstellender weitere Ausgänge 51, 52, 53, ein erster weiterer Ausgang 51 , ein zweiter weiterer Ausgang 52 und ein dritter weiterer Ausgang 53 für den LED-Strang für die als Lichtquellen verwendeten LEDs 21 der gemeinsamen Leuchtfläche
    vorgesehen.
  • Die Ausgänge 05 sind derart angesteuert, dass bei Anforderung der ersten Lichtfunktion der erste 54 und der erste weitere Ausgang 51 Konstantstrom einer ersten, niederen Stromstärke abgeben, und eine Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 bei eingeschaltetem ersten 54 und ersten weiteren Ausgang 51 immer blockiert ist.
  • Ferner sind die Ausgänge 05 derart angesteuert, dass bei Anforderung der zweiten Lichtfunktion der zweite Ausgang 55 Konstantstrom einer zweiten, hohen Stromstärke und der zweite 52 und der dritte weitere Ausgang 53 jeweils Konstantstrom der ersten Stromstärke abgeben, welche ersten Stromstärken sich zur zweiten Stromstärke durch den LED-Strang der gemeinsamen Leuchtfläche addieren.
  • Wichtig ist hervorzuheben, dass wenn gleichzeitig die erste Lichtfunktion zur zweiten Lichtfunktion angefordert ist und der erste 54 und der erste weitere Ausgang 51 eingeschaltet sind, die Stromabgabe entweder des zweiten 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 blockiert, also unterbrochen ist, selbst wenn durch Anforderung der anderen Lichtfunktion der zweite 52 sowie der dritte weitere Ausgang 53 eingeschaltet sind. Dies kann als Prioritätsschaltung interpretiert werden, die für eine Anforderung der ersten Lichtfunktion gilt.
  • Bei gleichzeitiger Anforderung der einen Lichtfunktion und der anderen Lichtfunktion hat so die in der in Fig. 1 enthaltenen Tab. 1 wiedergegebene Maßgabe Priorität, dass bei Anforderung der einen Lichtfunktion eine Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 blockiert ist (der dem dritten weiteren Ausgang 53 zugeordnete Kanal 3 wird bei gleichzeitig zur angeforderten, als Bremslicht BL ausgebildeten anderen Lichtfunktion angeforderter, als Schlusslicht SL ausgebildeten, einen Lichtfunktion auf 0mA gesetzt). In diesem Fall gibt der erste weitere Ausgang 51 Konstantstrom niederer Stromstärke ab, welcher sich dann zusammen mit dem Konstantstrom niederer Stromstärke des nicht blockierten, verbleibenden dritten 53 oder zweiten weiteren Ausgangs 52 wiederum zu Konstantstrom hoher Stromstärke addiert.
  • Wichtig ist an dieser Stelle hervorzuheben, dass die zuvor getroffenen Aussagen über eine Unterbrechung beziehungsweise Blockade der Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 bei eingeschaltetem ersten Ausgang 54 und eingeschaltetem ersten weiteren Ausgang 51 zunächst dahingehend interpretiert werden können, dass die Regel des Unterbrechens oder Blockierens der Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 bei Anforderung der ersten Lichtfunktion gilt. Die spezielle Formulierung in Abhängigkeit von eingeschaltetem ersten Ausgang 54 und eingeschaltetem ersten weiteren Ausgang 51 ist jedoch im Hinblick auf eine nachfolgend noch beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung von Bedeutung, welche in Zusammenhang mit einer LED-Ausfallerkennung und einem Diagnosekonzept beziehungsweise mit diesem einhergehender Abschaltung des ersten Ausgangs 54 und des ersten weiteren Ausgangs 51 bei Ausfall der LED 02 oder des LED-Strangs der einen eigenen Leuchtfläche 22 oder der gemeinsamen Leuchtfläche 21 steht. Diese Ausgestaltung sieht nicht nur eine Abhängigkeit von einer Anforderung der Lichtfunktionen vor, sondern schreibt für das Diagnosekonzept bei erfasstem LED-Ausfall eine Abschaltung von Ausgängen vor, die unabhängig von der Anforderung von Lichtfunktionen ist. Dies ist notwendig, um beispielsweise bei Erkennen eines Ausfalls einer LED 22 der einen eigenen Leuchtfläche der einen Lichtfunktion eine vorgeschriebene Abschaltung der einen Lichtfunktion vornehmen zu können, ohne dass hiervon die gemeinsame Leuchtfläche bei Verwirklichung der anderen Lichtfunktion betroffen wäre.
  • Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Ausdrücke "eine Lichtfunktion", "andere Lichtfunktion", "eine eigene Leuchtfläche" und "andere eigene Leuchtfläche" hierbei gleichbedeutend zu den an anderen Stellen in diesem Dokument verwendeten Ausdrücken "erste Lichtfunktion", "zweite Lichtfunktion", "erste eigene Leuchtfläche" und "zweite eigene Leuchtfläche" sind.
  • Um eine LED-Ausfallerkennung durchführen zu können, umfasst das Leuchtmittel 01 vorteilhaft beispielsweise in die LED-Treiber-Anordnung 03 integrierte Mittel zur LED-Ausfallerkennung. In diesem Zusammenhang kann das Leuchtmittel einen LED-Ausfallsignalausgang aufweisen.
  • Dieser Gegenstand der Erfindung umfasst demnach ein zuvor beschriebenes Leuchtmittel 01 mit mehreren LEDs 02 als zur Erfüllung wenigstens zweier innerhalb jeweils einander innerhalb eines eine auch als Bi-Funktions-Leuchtfläche bezeichnete gemeinsame Leuchtfläche bildenden Überschneidungsbereichs überschneidender Leuchtflächen verwirklichter Lichtfunktionen einer Fahrzeugleuchte vorgesehene und/oder beitragende Lichtquellen. Das Leuchtmittel 01 verfügt über eine LED-Treiber-Anordnung 03 mit bevorzugt in die LED-Treiber-Anordnung 03 integrierter LED-Ausfallerkennung für die an jeden durch jeweils eine schaltbare Konstantstromquelle bereitgestellten LED-Konstantsromausgang angeschlossenen LEDs 02, 21, 22, 23.
  • Vorteilhaft werden gemäß einem vorgesehenen Diagnosekonzept bei Erkennung eines Ausfalls einer LED 22 oder eines LED-Strangs der einen eigenen Leuchtfläche oder einer LED 21 oder eines LED-Strangs der gemeinsamen Leuchtfläche der erste Ausgang 54 und der erste weitere Ausgang 51 abgeschaltet.
  • Ebenfalls vorteilhaft werden gemäß dem vorgesehenen Diagnosekonzept bei Erkennung eines Ausfalls einer LED 23 oder eines LED-Strangs der anderen eigenen Leuchtfläche oder einer LED 21 oder eines LED-Strangs der gemeinsamen Leuchtfläche der zweite Ausgang 55 sowie der zweite weitere Ausgang 52 und der dritte weitere Ausgang 53 abgeschaltet.
  • Hiernach ist es ohne weitere Schaltungslogik möglich, die gemeinsame Leuchtfläche in Übereinstimmung mit dem vorgeschriebenen Diagnosekonzept zu betreiben.
  • Es ist ersichtlich, dass dieser Gegenstand der Erfindung durch ein in Fig. 2 dargestelltes Leuchtmittel 01 mit mehreren LEDs 02 als Lichtquellen für zweierlei Lichtfunktionen mit Überschneidung der zu deren Verwirklichung vorgesehenen Leuchtflächen in einer gemeinsamen Leuchtfläche (Bi-Funktions-Leuchtfläche) verwirklicht sein kann, umfassend der gemeinsamen Leuchtfläche und zwei nur jeweils der Verwirklichung einer der beiden Lichtfunktionen dienenden einen und anderen eigenen Leuchtflächen zugeordnete LEDs 02, 21, 22, 23 oder LED-Stränge aus mehreren in Reihe angeordneten LEDs 02, eine LED-Treiber-Anordnung 03 mit:
    • getrennten Steuersignaleingängen 04 für die beiden Lichtfunktionen anfordernde Steuersignale,
    • mindestens fünf den Steuersignaleingängen zugeordnete jeweils eine Konstantstromquelle bereitstellenden schaltbaren LED-Konstantstromausgängen, und
    • integrierter LED-Ausfallerkennung für die an jeden durch jeweils eine schaltbare Konstantstromquelle bereitgestellten LED-Konstantstromausgang angeschlossenen LEDs 21, 22, 23.
  • Ein solches Leuchtmittel 01 zeichnet sich aus durch
    • mindestens einen eine erste Stromstärke bereitstellenden, ersten LED-Konstantstromausgang, an den die LEDs 22 der der einen Lichtfunktion zugeordneten einen eigenen Leuchtfläche angeschlossen sind,
    • mindestens einen eine zweite Stromstärke, die doppelt so hoch ist, wie die erste Stromstärke bereitstellenden zweiten LED-Konstantstromausgang, an den die LEDs 23 der der anderen Lichtfunktion zugeordneten anderen eigenen Leuchtfläche angeschlossen sind, und
    • mindestens drei jeweils die erste Stromstärke bereitstellende weitere LED-Konstantstromausgänge, ein erster weiterer LED-Konstantstromausgang, ein zweiter weiterer LED-Konstantstromausgang und ein dritter weiterer LED-Konstantstromausgang, an welche die LEDs 21 der beiden Lichtfunktionen zugeordneten gemeinsamen Leuchtfläche alle gleichzeitig parallel angeschlossen sind,
    wobei die LED-Konstantstromausgänge wie in Tab. 2 in Fig. 2 dargestellt derart angesteuert sind, dass:
    • bei Anforderung der einen Lichtfunktion der erste Ausgang 54 und der erste weitere Ausgang 51 Konstantstrom der ersten Stromstärke abgeben, und bei eingeschaltetem ersten Ausgang 54 und eingeschaltetem ersten weiteren Ausgang 51 eine Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 unterbrochen und dadurch blockiert ist, und
    • bei Anforderung der anderen Lichtfunktion der zweite Ausgang 55 Konstantstrom der zweiten Stromstärke und der zweite weitere Ausgang 52 und der dritte weitere Ausgang 53 jeweils Konstantstrom der ersten Stromstärke abgeben, welche ersten Stromstärken sich zur zweiten Stromstärke durch die LEDs 21 der gemeinsamen Leuchtfläche addieren,
    • wobei bei zusätzlicher gleichzeitiger Anforderung der einen Lichtfunktion der erste Ausgang 54 und der erste weitere Ausgang 51 eingeschaltet sind und eine Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 blockiert ist und sich die ersten Stromstärken der beiden in diesem Fall aktiven weiteren Ausgänge 51, 52, 53, nämlich dem ununterbrochenen ersten weiteren Ausgang 51 und dem zweiten weiteren Ausgang 52 beziehungsweise dem ersten weiteren Ausgang 51 und dem dritten weiteren Ausgang 53 durch die an die weiteren Ausgänge 51, 52, 53 angeschlossenen LEDs 21 der gemeinsamen Leuchtfläche bei Anforderung der anderen Lichtfunktion unabhängig davon, ob die eine Lichtfunktion angefordert ist, oder nicht, zu einem der zweiten Stromstärke entsprechenden Gesamtstrom addieren, und
    • wobei bei Erkennung eines Ausfalls einer LED 21, 22 der einen Lichtfunktion der erste Ausgang 54 und der erste weitere Ausgang 51 abgeschaltet sind und dadurch eine Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 oder des dritten weiteren Ausgangs 53 selbst bei Anforderung der einen Lichtfunktion ununterbrochen und nicht blockiert ist und sich die ersten Stromstärken der beiden in diesem Fall aktiven weiteren Ausgänge 52, 53, nämlich dem ununterbrochenen zweiten weiteren Ausgang 52 und dem dritten weiteren Ausgang 53 durch die parallel gleichzeitig sowohl an den zweiten weiteren Ausgang 52 als auch an den dritten weiteren Ausgang 53 angeschlossenen LEDs 21 der gemeinsamen Leuchtfläche bei Anforderung der anderen Lichtfunktion unabhängig davon, ob die eine Lichtfunktion angefordert ist, oder nicht, zu einem der zweiten Stromstärke entsprechenden Gesamtstrom addieren.
  • Das Leuchtmittel 01 kann darüber hinaus vorteilhaft einen beispielsweise in die LED-Treiber-Anordnung 03 integrierten Bordnetzanschluss aufweisen oder umfassen.
  • Die LED-Treiber-Anordnung 03 verfügt demnach über mindestens fünf jeweils eine Konstantstromquelle bereitstellende schaltbare Ausgänge 05 und mindestens zwei den schaltbaren Ausgängen zugeordnete Eingänge 04. Die schaltbaren Ausgänge 05 sind wegen der an sie angeschlossenen LEDs 02, die zur Anpassung an das Spannungsniveau vorteilhaft zu mehrt in Reihe geschaltet als LED-Stränge angeschlossen sind, auch als LED-Konstantsromausgänge bezeichnet. Die mit einem Steuergerät eines Fahrzeugs verbindbaren, den schaltbaren Ausgängen 05 zugeordneten Eingänge 04 werden auch als Steuersignaleingänge bezeichnet. Beispielsweise kann die LED-Treiber-Anordnung 03 ebensoviele, jeweils einem der schaltbaren Ausgänge 05 zugeordnete Eingänge 04 aufweisen. Ferner verfügt das Leuchtmittel 01, beispielsweise die LED-Treiber-Anordnung 03 über einen auch Bordnetzanschluss bezeichneten, zur Verbindung mit einem Bordnetz eines Fahrzeugs vorgesehenen Anschluss zur Stromversorgung und gegebenenfalls über mindestens einen LED-Ausfallsignalausgang.
  • Die LED-Treiber-Anordnung 03 kann mehrere einzelne, auch Ein-Kanal-LED-Treiber genannte LED-Treiber umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann sie auch einen oder mehrere Mehrkanal-LED-Treiber umfassen.
  • Eine in Fig. 3 dargestellte vorteilhafte Weiterbildung des Leuchtmittels 01 sieht vor, dass die LED-Treiber-Anordnung 03 des Leuchtmittels mit einer doppelten Anzahl an Ausgängen 05 für die den eigenen Leuchtflächen und der gemeinsamen Leuchtfläche zugeordneten LEDs 21, 22, 23 oder LED-Stränge, wobei die LEDs 21, 22, 23 der Leuchtflächen zusätzlich zu den ersten Ausgang 54, den zweiten Ausgang 55 und die drei weiteren Ausgänge 51, 52, 53 umfassenden einfachen Ausgängen 56, an die sie bereits angeschlossen sind, an jeweilige doppelte Ausgänge 57 angeschlossen sind, welche jeweils eine eigene, beispielsweise höhere, vorzugsweise die doppelte, oder beispielsweise schwächere, vorzugsweise die halbe Stromstärke abgeben, als die jeweiligen einfachen Ausgänge 56, um die Lichtfunktionen beispielsweise sichtweiten- und/oder umgebungshelligkeitsabhängig mit beispielsweise jeweils drei unterschiedlichen Helligkeits-Pegeln zu betreiben.
  • Durch Verdopplung der Anzahl der Ausgänge 05 je LED-Strang und Hinterlegung zweier unterschidelicher Stromstärken an die jeweiligen je einer Lichtfunktion zugeordneten Ausgänge 56, 57 können die Lichtfunktionen darüber hinaus mit jeweils drei unterschiedlichen Helligkeits-Pegeln betrieben werden. Ein erster schwacher Pegel am einen, beispielsweise einfachen Ausgang 56 mit der ersten, schwächsten Stromstärke, ein zweiter Pegel am anderen, beispielsweise doppelten Ausgang 57 mit der zweiten, doppelten Stromstärke, und ein dritter Pegel bei gleichzeitigem Betrieb beider Ausgänge 56, 57 dann mit einer dritten, der Summe der Stromstärken des einen und des anderen Ausgangs 56, 57 entsprechenden dreifachen Stromstärke.
  • Ein solches Leuchtmittel 01 weist vorteilhaft mindestens einen Helligkeitspegel-Steuersignaleingang 06 auf.
  • Die LED-Treiber-Anordnung 03 des Leuchtmittels 01 umfasst vorteilhaft einen oder mehrere lineare LED-Treiber. Dabei handelt es sich um kostengünstige Elektronikbaugruppen mit vertretbar hohem Wirkungsgrad, i.e. insbesondere in Heckleuchtenanwendungen vertretbarer Verlustleistung.
  • Die LED-Treiber-Anordnung 03 des Leuchtmittels kann alternativ oder zusätzlich einen oder mehrere PWM-Generatoren (PWM; Puls Weiten Modulation) zur Regelung und/oder Steuerung der Helligkeit bzw. Leuchtkraft der LEDs 02 durch eine pulsweitenmodulierte Taktung der Stromversorgung für einen außerhalb des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Bereichs gepulsten Betrieb umfassen.
  • Vorteilhaft ist der PWM-Generator beziehungsweise sind die PWM-Generatoren bei den einander zu hoher Stromstärke addierenden, niederbestomten Ausgängen 51, 52, 53, 54, 56 im Gegentakt betrieben.
  • Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, eine Hochbestromung von bei gleichzeitiger Anforderung beider Lichtfunktionen zur hellen Lichtabgabe hoch zu bestromter LEDs zu erzeugen:
    • zum Einen können die Stromstärken beispielsweise zweier an ein und dieselben LEDs angeschlossener niederbestromter Ausgänge bei gleichzeitigem Einschalten der betroffenen niederbestromten Ausgänge addiert werden, sowohl mit, als auch ohne PWM-Generator.
    • zum Anderen können bei vorhandenem PWM-Generator die Stromversorgungen der betroffenen niederbestromten Ausgänge derart gegenläufig getaktet werden, dass die Strompulse des einen niederbestromten Ausgangs in die Pausen zwischen aufeinanderfolgenden Strompulsen des anderen niederbestromten Ausgangs fallen.
  • Durch beide Maßnahmen wird die Lichtabstrahlung, i.e. Helligkeit der an beide betroffenen niederbestromten Ausgänge 51, 52, 53, 54, 56 angeschlossenen LEDs 02 erhöht.
  • Ein zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft eine mit einem solchen Leuchtmittel 01 ausgestattete Fahrzeugleuchte mit mindestens zwei Lichtfunktionen, die sich in einer gemeinsamen Leuchtfläche überschneiden.
  • Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Fahrzeugleuchte mit einem von einem Leuchtengehäuse mit mindestens einer Lichtöffnung und einer diese verschließenden Lichtscheibe zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens einem darin beherbergten, mehrere LEDs 02 als Lichtquellen umfassenden Leuchtmittel für wenigstens zwei beim Blick von außerhalb des Leuchteninnenraums auf die Lichtscheibe oder durch diese hindurch anhand einander in mindestens einer gemeinsamen Leuchtfläche (Bi-Funktions-Leuchtfläche) überschneidender Leuchtflächen verwirklichte Lichtfunktionen der Fahrzeugleuchte, umfassend ein voranstehend beschriebenes Leuchtmittel 01.
  • Die Fahrzeugleuchte ist bevorzugt als eine Heckleuchte für ein Kraftfahrzeug ausgebildet.
  • Die Erfindung erlaubt die Verwirklichung einer Fahrzeugleuchte unter Anwendung eines Verfahrens zum Betrieb einer Fahrzeugleuchte mit LEDs als Lichtquellen einer Leuchtfläche zur Verwirklichung wenigstens zweier Lichtfunktionen gleicher Lichtfarbe, jedoch unterschiedlicher Helligkeit, mit einer der Verwirklichung einer ersten Lichtfunktion dienenden ersten Leuchtfläche mit einem mindestens eine LED umfassenden ersten LED-Strang, einer der Verwirklichung einer zweiten Lichtfunktion dienenden zweiten Leuchtfläche mit einem mindestens eine LED umfassenden zweiten LED-Strang, und mit einer der Verwirklichung sowohl der ersten, als auch der zweiten Lichtfunktion dienenden gemeinsamen Leuchtfläche mit einem mindestens eine LED umfassenden gemeinsamen LED-Strang, umfassend einen LED-Treiber mit mindestens zwei jeweils der Zufuhr eines Anforderungssignals zur Aktivierung Lichtfunktionen dienenden Eingängen sowie mehreren Konstantstromausgängen, wobei:
    • der erste LED-Strang an einen eine erste Stromstärke bereitstellenden ersten Konstantstromausgang,
    • der zweite LED-Strang an einen eine zweite Stromstärke, die doppelt so stark ist, wie die erste, bereitstellenden zweiten Konstantstromausgang, und
    • der gemeinsame LED-Strang sowohl an einen dritten, als auch an einen vierten und an einen fünften, jeweils die erste Stromstärke bereitstellenden Konstantstromausgang
    • angeschlossen sind, und
      • bei Anforderung der ersten Lichtfunktion durch ein an dem einem Eingang anliegendes Einschaltsignal am ersten und am dritten Ausgang,
      • bei Anforderung der zweiten Lichtfunktion durch ein an dem verbleibenden Eingang anliegendes Einschaltsignal am zweiten, am vierten und am fünften Ausgang, und
      • bei Anforderung beider Lichtfunktionen durch an beiden Eingängen anliegende Einschaltsignale am ersten, am zweiten, am vierten und am fünften Ausgang
    • jeweils Konstantstrom der jeweiligen Stromstärke abgegeben wird.
  • Weiter vorteilhafte Ausgestaltung eines solchen Verfahrens gehen aus der voranstehenden Beschreibung zur Ansteuerung der Ausgänge 05 der LED-Treiber-Anordnung 03 des Leuchtmittels 01 hervor. Hierdurch kann eine Lichtsignatur mit Bi-Funktion, beispielsweise Schlusslicht/Bremslicht (SL/BL) kostengünstig verwirklicht werden.
  • Die Bi-Funktion ist hierbei ein LED-Strang, der beispielsweise auf Schlusslicht- und Bremslichtpegel betrieben werden kann.
  • Auf einer von eigenen Leuchtflächen flankierte Bi-Funktions-Leuchtfläche verwirklichte Bi-Funktionen von beispielsweise Schlusslicht (SL) und Bremslicht (BL) in Kombination mit reinen SL und/oder BL LEDs 22, 23 werden zunehmend gefordert. Dabei wird insbesondere für die Umsetzung des Diagnoseverhaltens eine spezielle Logik je nach Diagnosekonzepts benötigt. Um diese nicht mithilfe einer kostspieligen und unzuverlässigen analogen Beschaltung oder mithilfe eines zusätzlichen intelligenten Bausteins wie beispielsweise eines Mikrocontrollers zu verwirklichen, wird eine ganz bestimmten Kanalbelegung und Parametrisierung einer LED-Treiber-Anordnung 03 angewendet, um die benötigte Logik für das Diagnoseverhalten umzusetzen.
  • Ein mögliches Diagnosekonzept sieht dabei folgendermaßen aus: SL unterliegt dem sogenannten n-1 Kriterium welches besagt, falls ein SL LED Strang ausfällt, sollen die restlichen SL LED Stränge weiterhin aktiviert bleiben. BL unterliegt dem Single Lamp Mode (SLM), welches besagt, falls ein BL Strang ausfällt, sollen alle andern BL Stränge ebenfalls deaktiviert werden. Für die Bi-Funktion LED Stränge gilt dasselbe Konzept. Zudem gilt für die Bi-Funktion, falls ein BL Strang ausfällt und SL angefordert, soll die Bi-Funktion mit SL Pegel weiterhin aktiviert bleiben. Diese zusätzliche Komplexität kann mithilfe einer ganz bestimmten elektronischen Verschaltung der LED Stränge zum LED Treiber, als auch der Parametrisierung der intelligenten LED Treiber realisiert werden, worin sich schlussendlich das erfinderische Merkmal widerspiegelt.
  • Diese ganz bestimmte elektronische Verschaltung de LED-Treiber-Anordnung 03 besteht zum einen darin, dass für die Ansteuerung einer LED 21 oder eines LED-Strangs der Bi-Funktions-Leuchtfläche nicht nur ein LED-Treiberkanal verwendet wird, sondern je nach Diagnosekonzept zwei oder mehr Treiberkanäle parallel verwendet werden. Dabei wird die LED-Treiber-Anordnung 03 derart parametrisiert, dass die Treiberkanäle für die entsprechende Bi-Funktion je nach angeforderter Leuchtenfunktion den Treiberkanal aktiviert bzw. deaktiviert werden. Die Priorisierung der Schaltsignale SL/BL sind hierbei ebenfalls relevant, wie nachfolgend noch ausgeführt.
  • Für die LED-Treiber-Anordnung 03 unabdingbar ist die Möglichkeit, diesen im sogenannten Stand-Alone-Modebetreiben zu können. Dies bedeutet, dass die LED-Treiber-Anordnung 03 einen Signaleingang besitzt, um die Information "Aktivierung SL" und "Aktivierung BL" verarbeiten zu können. Idealerweise kann die Aktivierung SL oder BL priorisiert zueinander erfolgen. Vorzugsweise besitzt die LED-Treiber-Anordnung 03 intern eine oder mehrere Diagnosegruppen, um idealerweise einen frei konfigurierbaren Teil der LED-Treiberkanäle im Single-Lamp-Mode, kurz SLM, bzw. im Multi-Lamp-Mode, kurz n-1 Kriterium, betreiben zu können. Bevorzugt können die Ströme der jeweiligen LED-Treiberkanäle individuell parametrisierbar sein.
  • Des Weiteren ist unter Zuhilfenahme mehrerer Treiberkanäle für einen LED-Strang eine 3-Pegel-Lichtfunktion verwirklichbar, wie zu Fig. 3 näher erläutert.
  • Eine entwicklungstechnische Herausforderung ist das Diagnosekonzept/Ausfallerkennungskonzept umzusetzen, insbesondere für die Bi-Funktion, da hier eine gewisse Logik/Intelligenz benötigt wird. Beispiel: Wenn bei der beispielsweise als Bremslichtfunktion BL ausgeführten anderen Lichtfunktion ein durch die der anderen Lichtfunktion gegebenenfalls weiterhin zur Verfügung stehenden, verbleibenden LEDs nicht kompensierbarer LED-Fehler erkannt wird, dann müssen alle BL LEDs deaktiviert werden (so genannte Single Lamp Mode - SLM). Damit einher geht auch die Anforderung, dass auch die Bi-Funktions-Leuchtfläche deaktiviert werden soll. Aber: Wenn die beispielsweise als Schlusslichtfunktion SL ausgeführte eine Lichtfunktion SL angefordert wird, dann soll die Bi-Funktions-Leuchtfläche doch wieder aktiviert werden, und zwar mit dem entsprechenden SL Licht- oder Helligkeitspegel.
  • Diese Wenn-Fehler-Logik "dann aus, aber wenn SL angefordert dann doch an (IF-Else)" kann bisher entweder mit einem teuren Mikrocontroller verwirklicht werden, oder mit einer umfangreichen, mehrere Transistoren und/oder Dioden umfassenden analogen Schaltung und einem somit teuren und wenig robusten Konzept umgesetzt werden.
  • Die Erfindung stellt eine überraschende und zugleich kostengünstige Lösung für die Verwirklichung dieser Wenn-Fehler-Logik bereit.
  • In Fig. 1 und der in Zusammenhang mit Fig. 1 wiedergegebenen Tab. 1 ist ein eine Bi-Funktion mit so genanntem n-1 Kriterium für eine als Schlusslichtfunktion, kurz Schlusslicht SL ausgebildete eine Lichtfunktion und n-1 Kriterium für eine als Bremslichtfunktion, kurz Bremslicht BL ausgebildete andere Lichtfunktion erfüllendes Leuchtmittel 01 dargestellt.
  • Beispielsweise soll reines SL mit 10mA betrieben werden und reines BL mit 20mA. Des Weiteren soll der Bi-Funktions-Leuchtfläche LED-Strang bei angefordertem SL 10mA, bei BL 20mA und bei SL&BL ebenfalls 20mA betragen. Beide Funktionen unterliegen dem n-1 Kriterium. Somit bleiben bei Ausfall eines LED-Strangs die anderen LED-Stränge der Funktion aktiv.
  • Zur Verwirklichung der Bi-Funktion werden in diesem Ausführungsbeispiel drei durch die weiteren Ausgänge 51, 52, 53 bereitgestellte Treiberkanäle je Bi-Funktions-Leuchtfläche benötigt. Für reines SL bzw. reines BL wird jeweils nur ein jeweils durch den ersten Ausgang 54 beziehungsweise durch den zweiten Ausgang 55 bereitgestellter Treiberkanal benötigt, vgl. Fig. 1.
  • Eingangsseitig werden die Schaltsignale von SL und BL über die Eingänge 04 IN 0 bzw. IN 1 schematisch dargestellt. Dabei besitzt IN 0 eine höhere Priorität als IN 1.
  • Die Parametrisierung der LED-Treiber-Anordnung 03 erfolgt derart, dass bei einer Aktivierung des SL über IN 0 über Treiberkanal 1 und 4, entsprechend dem ersten weiteren Ausgang 51 und dem ersten Ausgang 54 beispielsweise 10mA fließen. Somit besitzt reines SL und Bi-Funktion den geforderten SL Strompegel.
  • Wird nur BL angefordert, so fließen über Treiberkanal 2 und Treiberkanal 3, entsprechend dem zweiten weiteren Ausgang 52 und dem dritten weiteren Ausgang 53 jeweils 10mA und über den Treiberkanal 5 entsprechend dem zweiten Ausgang 55 20mA. Reines BL hat somit 20mA und Bi-Funktion in Summe ebenfalls 20mA. BL Pegel wird erreicht.
  • Werden SL und BL angefordert, so fließt über Treiberkanal 1 und Treiberkanal 3 und Treiberkanal 4, entsprechend dem ersten weiteren Ausgang 51, dem dritten weiteren Ausgang 53 und dem ersten Ausgang 54 jeweils 10mA und über Treiberkanal 5, entsprechend dem zweiten Ausgang 55 20mA. Für die LED 21 beziehungsweise den LED-Strang der Bi-Funktions-Leuchtfläche ergeben sich in Summe 20mA. Für SL 10mA, für BL 20mA. Da SL angefordert und höhere Priorität als BL hat, fließt über Treiberkanal 2, entsprechend dem zweiten weiteren Ausgang 52 0mA. Dies Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs 52 ist hiernach unterbrochen, wenn gleichzeitig zum BL SL angefordert wird.
  • Bezüglich Ausfallverhalten werden beim n-1 Kriterium kein SLM definiert. Im Falle eines LED-Fehlers bleiben die restlichen LED-Stränge der jeweiligen Lichtfunktion an.
  • In Fig. 2 und der in Zusammenhang mit Fig. 2 wiedergegebenen Tab. 2 ist ein eine Bi-Funktion mit so genanntem n-1 Kriterium für eine als Schlusslichtfunktion, kurz Schlusslicht SL ausgebildete eine Lichtfunktion und SLM für eine als Bremslichtfunktion, kurz Bremslicht BL ausgebildete andere Lichtfunktion erfüllendes Leuchtmittel 01 dargestellt.
  • Dieses Ausführungsbeispiel verhält sich bezüglich Treiberkanalzuordnung und Stromeinstellung wie das vorige Ausführungsbeispiel. Der Unterschied ist in der Diagnoseeinstellung der LED-Treiber-Anordnung 03 zu finden. Dabei werden die entsprechenden BL Treiberkanäle in einer Diagnosegruppe zusammengefasst und im SLM betrieben.
  • Wie in Tab. 2 dargestellt sind die Treiberkanäle 2, 3, 5, entsprechend der zweite weitere Ausgang 52, der dritte weitere Ausgang 53 und der zweite Ausgang 55 in der Diagnose-Gruppe (Diag. Gruppe) BL zusammengeführt. Beim Ausfall eines BL LED-Stranges werden die restlichen BL LED-Stränge deaktiviert. Insbesondere die LED 21 beziehungsweise der LED-Strang der Bi-Funktions-Leuchtfläche verhält sich wie gefordert, indem die BL relevanten Treiberkanäle deaktiviert werden. Ist jedoch SL ebenfalls angefordert, dann wird der SL Pegel von 10mA trotzdem erreicht. Dasselbe korrekte Verhalten wird erreicht, auch wenn ein Bi-Funktionsstrang einen Fehler aufweisen würde.
  • In Fig. 3 und der in Zusammenhang mit Fig. 3 wiedergegebenen Tab. 3 ist ein eine 3-Pegel-Lichtfunktion erfüllendes Leuchtmittel 01 dargestellt.
  • In Fig. 3 ist eine mögliche Konfiguration einer 3-Pegel-Lichtfunktion dargestellt. Die drei Pegel beziehen sich dabei auf die drei einstellbaren Helligkeits- oder Lichtpegel, um beispielsweise die Lichtstärke an Tag/Dämmerung/Nacht anzupassen. Hierfür werden bevorzugt zwei Treiberkanäle, entsprechend ein einfacher Ausgang 56 und ein doppelter Ausgang 57 verwendet. Ein Treiberkanal, entsprechend dem einfachen Ausgang 56 treibt einen geringen Strom für den Nachtpegel. Der andere Treiberkanal, entsprechend dem doppelten Ausgang 57 treibt einen mittleren Strom für den Dämmerungspegel. Werden beide Treiberkanäle, entsprechend sowohl der einfache Ausgang 56, als auch der doppelte Ausgang 57 gleichzeitig aktiviert, werden die Ströme addiert und der Tagpegel erreicht. Optional können die Treiberkanäle einer Diagnosegruppe zugeordnet werden, um im SLM betrieben zu werden.
  • Die 3-Pegel-Lichtfunktion wird bevorzugt mit einem LED-Treiber, besonders bevorzugt innerhalb der LED-Treiber-Anordnung 03 verwirklicht. Es wäre aber auch denkbar, die 3-Pegel-Lichtfunktion oder generell eine Mehrpegellichtfunktion mit zwei oder mehr LED-Treibern oder unter Verwendung eines oder mehrerer Mehrkanal-LED-Treiber umzusetzen.
  • Das Leuchtmittel 01 kann ebenso wie die Fahrzeugleuchte alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer einleitend in Verbindung mit dem Stand der Technik und/oder in einem oder mehreren der zum Stand der Technik erwähnten Dokumente und/oder in der noch folgenden Beschreibung erwähnte Merkmale aufweisen.
  • Die Erfindung kann alternativ oder zusätzlich durch oder in Zusammenhang mit einem Verfahren verwirklicht sein, welches einzelne oder Kombinationen der zum Leuchtmittel 01 und/oder der Fahrzeugleuchte beschriebenen Merkmale und/oder diese verwirklichende und/oder durch diese verwirklichte Verfahrensschritte aufweisen kann.
  • Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Fahrzeugleuchten, insbesondere Kraftfahrzeugleuchten gewerblich anwendbar.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 01
    Leuchtmittel
    02
    LED
    03
    LED-Treiber-Anordnung
    04
    Eingang
    05
    Ausgang
    06
    Helligkeitspegel-Steuersignaleingang
    21
    LED der gemeinsamen Leuchtfläche
    22
    LED der einen eigenen Leuchtfläche
    23
    LED der anderen eigenen Leuchtfläche
    51
    erster weiterer Ausgang
    52
    zweiter weiterer Ausgang
    53
    dritter weiterer Ausgang
    54
    erster Ausgang
    55
    zweiter Ausgang
    56
    einfacher Ausgang
    57
    doppelter Ausgang

Claims (14)

  1. Leuchtmittel (01) umfassend mehreren LEDs (02) als ausleuchtenden Lichtquellen von eigenen und einer gemeinsamen Leuchtflächen für zweierlei Lichtfunktionen mit Überschneidung der zu deren Verwirklichung vorgesehenen Leuchtflächen in der gemeinsamen Leuchtfläche (Bi-Funktion), umfassend wenigstens eine LED-Treiber-Anordnung (03) mit getrennten Eingängen (04) für Steuersignale zur Anforderung der beiden Lichtfunktionen und mehreren jeweils voreingestellte Konstantstromquellen darstellenden schaltbaren Ausgängen (51, 52, 53, 54, 55), an welche die mehreren LEDs (02) oder LED-Stränge aus mehreren in Reihe angeordneten LEDs (02) angeschlossen sind, wobei die LEDs (21) der gemeinsamen Leuchtfläche parallel an mehrere Ausgänge (51, 52, der schaltbaren Ausgänge angeschlossen sind, wobei jede der Lichtfunktionen durch eine Leuchtfläche verwirklicht wird, die sich aus der gemeinsamen Leuchtfläche und jeweils einer der eigenen Leuchtfläche zusammensetzt.
  2. Leuchtmittel nach Anspruch 1, wobei:
    - an einen ersten Ausgang (54) der schaltbaren Ausgänge mindestens eine erste LED (22) der mehreren LEDs einer der eigenen Leuchtfläche der einen Lichtfunktion angeschlossen ist,
    - an einen zweiten Ausgang (55) der schaltbaren Ausgänge mindestens eine zweite LED (23) der mehreren LEDs einer anderen eigenen Leuchtfläche der anderen Lichtfunktion angeschlossen ist,
    - an drei weitere Ausgänge (51, 52, 53) der schaltbaren Ausgänge die LEDs (21) der mehreren LEDs der gemeinsamen Leuchtfläche angeschlossen ist,
    - der erste Ausgang (54) und die drei weiteren Ausgänge (51, 52, 53) jeweils als niederbestromte Konstantstromausgänge, und der zweite Ausgang (55) als hochbestromter Konstantstromausgang ausgelegt sind,
    - bei Anforderung der einen Lichtfunktion der erste (54) und der erste weitere Ausgang (51) eingeschaltet sind und bei eingeschaltetem ersten (54) und ersten weiteren Ausgang (51) eine Stromabgabe des zweiten weiteren Ausgangs (52) oder des dritten weiteren Ausgangs (53) immer unterbrochen ist, und
    - bei Anforderung der anderen Lichtfunktion der zweite Ausgang (55) und der zweite (52) sowie der dritte weitere Ausgang (53) eingeschaltet sind.
  3. Leuchtmittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei es Mittel zur LED-Ausfallerkennung umfasst.
  4. Leuchtmittel nach Anspruch 3, wobei bei Erkennung eines Ausfalls einer LED (22, 21) der einen eigenen Leuchtfläche oder der gemeinsamen Leuchtfläche der erste (54) und der erste weitere Ausgang (51) abgeschaltet werden und bei Erkennung eines Ausfalls einer LED (23, 21) der anderen eigenen Leuchtfläche oder der gemeinsamen Leuchtfläche der zweite sowie der zweite und der dritte weitere Ausgang abgeschaltet werden.
  5. Leuchtmittel nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei es einen Bordnetzanschluss umfasst.
  6. Leuchtmittel nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die LED-Treiber-Anordnung (03) mehrere Ein-Kanal-LED-Treiber umfasst.
  7. Leuchtmittel nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die LED-Treiber-Anordnung (03) einen oder mehrere Mehrkanal-LED-Treiber umfasst.
  8. Leuchtmittel nach einem der voranstehenden Ansprüche mit einer doppelten Anzahl an Ausgängen (05) für die den eigenen Leuchtflächen und der gemeinsamen Leuchtfläche zugeordneten LEDs (02) oder LED-Stränge, wobei die LEDs (02, 21, 22, 23) der Leuchtflächen zusätzlich zu den ersten Ausgang (54), den zweiten Ausgang (55) und die drei weiteren Ausgänge (51, 52, 53) umfassenden einfachen Ausgänge (56), an die sie bereits angeschlossen sind, an jeweilige doppelte Ausgänge (57) angeschlossen sind, welche jeweils eine eigene Stromstärke abgeben, als die jeweiligen einfachen Ausgänge, um die Lichtfunktionen mit unterschiedlichen Helligkeits-Pegeln zu betreiben.
  9. Leuchtmittel nach Anspruch 8, wobei es mindestens einen Helligkeitspegel-Steuersignaleingang (06) aufweist.
  10. Leuchtmittel nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die LED-Treiber-Anordnung (03) einen oder mehrere lineare LED-Treiber umfasst.
  11. Leuchtmittel nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die LED-Treiber-Anordnung (03) einen oder mehrere PWM-Generatoren (PWM: Pulsweitenmodulation) umfasst.
  12. Leuchtmittel nach Anspruch 11, wobei bei den einander zu hoher Stromstärke addierenden, niederbestomten Ausgängen (51, 52, 53, 54, 56) der PWM-Generator im Gegentakt betrieben ist.
  13. Fahrzeugleuchte mit einem von einem Leuchtengehäuse mit mindestens einer Lichtöffnung und einer diese verschließenden Lichtscheibe zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens einem darin beherbergten, mehrere LEDs (02, 21, 22, 23) als Lichtquellen umfassenden Leuchtmittel (01) für wenigstens zwei anhand einander in mindestens einer gemeinsamen Leuchtfläche (Bi-Funktion) überschneidender Leuchtflächen verwirklichte Lichtfunktionen der Fahrzeugleuchte, umfassend ein Leuchtmittel (01) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
  14. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 13, wobei sie als eine Heckleuchte für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
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