DE10313246A1 - Kraftfahrzeugleuchtenmodul - Google Patents

Abstract

Ein Kraftfahrzeugleuchtenmodul weist einzelne LEDs (1) als Leuchtmittel, einen Basiskörper zur Halterung der LEDs (1), Sensoren zur Erfassung äußerer Einflüsse und/oder innerer Einflüsse und/oder fertigungstechnisch bedingter Eigenschaften und eine Elektronik zur Steuerung und Regelung der Helligkeit der LEDs (1) in Abhängigkeit von den erfassten äußeren und/oder inneren Einflüssen und Eigenschaften der LEDs sowie einen Datenspeicher (6) der erfassten Daten auf.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugleuchte mit einzelnen LEDs.
• Ein derartige Kraftfahrzeugleuchte ist beispielsweise durch die DE 199 43 256 A1 bekannt geworden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktion einer Kraftfahrzeugleuchte zu verbessern.
• Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeugleuchtenmodul mit einzelnen LEDs als Leuchtmittel, einem Basiskörper zur Halterung der LEDs, Sensoren zur Erfassung äußerer Einflüsse und/oder innerer Einflüsse und/oder fertigungstechnisch bedingter Eigenschaften der LEDs und mit einer Elektronik zur Steuerung und Regelung der Helligkeit der LEDs in Abhängigkeit von den erfassten äußeren und/oder inneren Einflüssen und LED-Eigenschaften sowie mit einem Datenspeicher der erfassten Daten gelöst. Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte kann für jedwede Zwecke, d. h. für Blinker, Scheinwerfer oder dergleichen verwendet werden. Es kann auch eine Doppelfunktion von LED-Gruppen vorgesehen sein, indem die LEDs je nach Ansteuerung für das Standlicht oder das Bremslicht o.ä. sorgen.
• Mit Hilfe einer μC-Schaltung wird ein geregelter individueller pulsweiten modulierter Stromfluss an jede einzelne LED oder an mehreren LEDs gemeinsam erzeugt, welcher folgende Einflüsse kompensieren kann:
• 1. externe Einflüsse wie Umgebungstemperatur und Änderungen der Betriebsspannung, usw.;
• 2. interne Einflüsse wie Eigenerwärmung der LEDs, usw.;
• 3. fertigungstechnisch bedingte Eigenschaften, Gegebenheiten oder Voraussetzungen wie chargenbedingte Unterschiede bezüglich stromabhängiger Helligkeit, Temperaturabhängigkeit, Durchlassspannungen, und Kennlinien usw.
• Mit Hilfe der μC-Schaltung wird somit auch eine Kalibrierung unterschiedlicher LEDs möglich, um ein einheitliches Leuchtverhalten zu gewährleisten. Eine Selektion oder Gruppierung von LEDs kann entfallen. Die LEDs werden besser geschützt, indem die äußeren und inneren Einflüsse laufend überwacht werden und entsprechende Kompensation zum Schutz vor einem Ausfall getroffen werden.
• Die LEDs werden hinsichtlich eines Ausfalls selbst überwacht. Die Elektronik umfasst eine μC-basierende, hinsichtlich Länderkennung und Helligkeit kodierbare Schaltung mit geregelten PWM-Stromquellen (beispielsweise eine Leiterplatte ca. 2cm × 8cm / einseitig bestückt), einen Software-Regelkreis über Temperatur-, Spannungs- und Strommessung, eine SAE/ECE Kodierung durch Leiterplatten-Brechnase bzw. Steckerkodierung mit 3. Steckerpin und eine intelligente PWM-Regelung für eine LED-Lebensdaueroptimierung und ein Ausfallmanagement mit minimaler Verlustleistung.
• Die Elektronik kann auf einer Leiterplatte untergebracht sein, welche an dem Basiskörper wärmeleitend fixiert oder in einem separatem Gehäuse untergebracht oder in MID-Technik ausgebildet ist. Die komplette Elektronik kann in das Kraftfahrzeugleuchtenmodul integriert werden. Durch die Integration der Steuerung in das Kraftfahrzeugleuchtenmodul ergibt sich eine reduzierte Verkabelung und Montage.
• Die Elektronik eines Kraftfahrzeugleuchtenmoduls kann über ein Bussystem mit einer zentralen Steuereinheit verbunden sein. Daraus ergeben sich weitere Varianten der Erfindung (Diagnose, Vernetzung, Blinkgeber, etc.).
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Mit Bezug zu den Figuren der Zeichnung wird das Ausführungsbeispiel nachfolgend erläutert. Es zeigt:
• 1 ein Blockschaltbild der LED-Steuerung;
• 2 eine Draufsicht eines Trägers in MID-Technik (Molded Interconnection Device);
• 3 den Träger nach 2 in einer Schnittdarstellung längs der Linie III-III nach 2.
• Die Elektronik zur LED-Steuerung ist als wesentliches Merkmal der Erfindung intelligent ausgebildet und in das Kraftfahrzeugleuchtenmodul integriert. Durch das Zusammenwirken der Elektronik mit Sensoren zur Erfassung mehrerer Parameter, wie die Temperatur im Bereich der LEDs (Temperaturüberwachung), die Helligkeit einer LED, die Verschmutzung der Leuchtmittelabdeckung und Umweltfaktoren (Regen, Nebel oder Dunkelheit) kann eine Regelung und Ansteuerung der Helligkeit jeder einzelnen LED erfolgen. Daraus folgt mit Hilfe des Regelkreises ein lernfähiges, selbstregulierendes, anpassungsfähiges System eines intelligenten Leuchtmittels für ein Kraftfahrzeug, das eine selbsttätige Regelung der Helligkeit des Leuchtmittels in Abhängigkeit der erfassten Parameter vornimmt. Es kann automatisch eine Einschaltung einer Dauerbeleuchtung oder eines Blinkers erreicht werden.
• Die Steuerung, Regelung und Fehlerüberwachung von LEDs 1 mittels einer μC-Schaltung 2 ist in der 1 gezeigt. Der LED-Strom 3 wird geregelt und erfasst. Die LEDs 1 werden pulsweitenmoduliert digital angesteuert und mit Strom I₁, I₂ bis I_n versorgt. Die μC-Schaltung 2 ist mit einer Stromversorgung 4 über das Bordnetz 5 des KfZ und einem Datenspeicher 6 für Kennlinien der LEDs 1 verbunden. Betriebsspannung 7, Länderkennung 8, Elektroniktemperatur 9, LED-Temperatur 10 und weitere Sensoren 11 für die Außentemperatur oder andere äußere Einflüsse werden von der μC-Schaltung 2 erfasst und ausgewertet, so dass ein Stromfluss I_n als Funktion der Betriebsspannungsmessung 7, der Länderkennung 8, der Elektroniktemperatur 9 und der LED-Temperatur 10 und sonstige Einflüsse 11 an die LEDs 1 abgegeben wird. Es findet eine Datenkommunikation zwischen der μC-Schaltung 2 und dem KfZ-Borddatennetz 13 mittels einer Schnittstelle 12 statt.
• Aus den 2 und 3 ist ersichtlich, wie die erfindungsgemäße elektronische Schaltung in einen Träger 17 z.B. in MID-Technik integriert werden kann, um eine optimale Anpassung von Elektronik, Träger, Kühlung, Leuchtmittel und Verbindungstechnik an Bauraumgegebenheiten eines KFZ zu erreichen. Eine Gruppe von LEDs 1 befindet sich auf dem Träger 17 und kann mittels der elektronische Steuerung je nach Funktion angesteuert werden. Analog zu den LEDs können auf dem Träger 17 auch der μC-Controller und Leistungsbauelemente montiert sein. Die einzelnen Leiterbahnen und weitere elektronischen Bauelemente sind in der 2 und 3 nicht gezeigt. Die Geometrie des Trägers 17 ist beispielhaft und kann nahezu jede Gestalt annehmen. Schlitze (o.ä. ausgeführte thermische Strömungspfade) 14 leiten Wärme bei Einsatz von MID-Technik über Oberflächentransport nach unten in Richtung der Kühlrippen 15. Weitere elektrische oder elektronische Anschlüsse werden mittels des integrierten Steckers 16 realisiert.

1

LED

2

μC-Schaltung

3

LED-Strom

4

Stromversorgung

5

Bordnetz

6

Datenspeicher

7

Betriebsspannungsmessung

8

Länderkennung

9

Elektroniktemperatur

10

LED-Temperatur

11

Temperatursensor

12

Schnittstelle

13

Bordnetzdatenbus

14

Thermischer Strömungspfad (z.B. Schlitz)

15

Kühlrippe

16

Stecker

17

Träger

Claims (5)

1. Kraftfahrzeugleuchtenmodul mit – einzelnen LEDs (1) als Leuchtmittel; – einem Basiskörper (17) zur Halterung der LEDs (1); – Sensoren (7 bis 11) zur Erfassung äußerer und/oder innerer Einflüsse beim Betrieb der LEDs (1) und/oder fertigungstechnisch bedingter Eigenschaften der LEDs (1) – einem Datenspeicher (6) der erfassten Daten (6); – einer Elektronik zur Steuerung und Regelung der LEDs (1) in Abhängigkeit von den erfassten Einflüssen und/oder Eigenschaften.
2. Kraftfahrzeugleuchtenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik auf einer Leiterplatte untergebracht ist, welche an dem Basiskörper fixiert ist.
3. Kraftfahrzeugleuchtenmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik eines Kraftfahrzeugleuchtenmoduls über ein Bussystem mit einer zentralen Steuereinheit verbunden ist.
4. Kraftfahrzeugleuchtenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (1) und die Leiterplatte thermisch leitend mit dem Basiskörper als Kühlkörper verbunden sind.
5. Kraftfahrzeugleuchtenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Teile des Kraftfahrzeugleuchtenmoduls in MID-Technik gefertigt sind.