專利名稱：用于車輛的照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的照明設(shè)備。在用于車輛的照明設(shè)備中，特別是尾燈中越來越多地使用發(fā)光二極管。發(fā)光二極管的控制比較昂貴，因?yàn)榘l(fā)光二極管的物理特征嚴(yán)重依賴溫度。溫度升高時(shí)電流也會(huì)劇烈攀升并且其需要根據(jù)溫度進(jìn)行控制，以避免發(fā)光二極管的持續(xù)損害或退化。
背景技術(shù)：
尾燈中不需要分隔各個(gè)單個(gè)的發(fā)光二極管，而是分隔分別具有多個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光二極管陣列。各單個(gè)發(fā)光二極管通常或者按串聯(lián)方式連接或者按組合式并聯(lián)/串聯(lián)方式連接(串并聯(lián)組合電路)。在串聯(lián)方式連接時(shí)，一個(gè)發(fā)光二極管的陽極分別連接另ー發(fā)光ニ極管的陰極，其中在這樣形成的串聯(lián)電路的兩個(gè)端部上施加電壓。在也被稱為LED矩陣電路的串并聯(lián)組合電路中，發(fā)光二極管的多個(gè)串聯(lián)電路這樣相互連接，即，每個(gè)串聯(lián)電路的單個(gè)發(fā)光二極管與其它串聯(lián)電路的單個(gè)發(fā)光二極管并聯(lián)。在純串聯(lián)電路中，ー個(gè)發(fā)光二極管的故障會(huì)導(dǎo)致其它發(fā)光二極管不發(fā)光。與此相反，如果串并聯(lián)組合電路中發(fā)光二極管之ー出現(xiàn)故障，則電流可以一直流過與該故障發(fā)光二極管并聯(lián)的發(fā)光二極管。但是存在這樣的問題，即由此在LED矩陣電路中發(fā)生的運(yùn)行條件會(huì)發(fā)生變化。由此也可能導(dǎo)致與該故障發(fā)光二極管相鄰的發(fā)光二極管的其它故障，因?yàn)樗霭l(fā)光二極管現(xiàn)在由于變化的運(yùn)行條件而有更高的電流通過。DE102005036692A1示出了一種用于車輛的照明設(shè)備，其中分隔控制LED矩陣電路的特別關(guān)鍵的LED。在此為分隔的LED分配特別的故障識(shí)別傳感器。當(dāng)LED矩陣電路中的ー個(gè)LED出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)繼續(xù)以較高電流加載并聯(lián)的LED。這會(huì)導(dǎo)致相鄰LED使用壽命變短。這種效應(yīng)也被稱為雪崩效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于設(shè)置ー種照明設(shè)備，其中提供可靠的故障識(shí)別。在用于車燈的照明設(shè)備中建議該照明設(shè)備具有在串并聯(lián)組合電路中設(shè)置的多個(gè)發(fā)光二極管。此外該照明設(shè)備包括用于識(shí)別多個(gè)發(fā)光二極管中第一發(fā)光二極管的光的第一故障識(shí)別探測(cè)器和用于識(shí)別多個(gè)發(fā)光二極管中第二發(fā)光二極管的光的第二故障識(shí)別探測(cè)器。利用分別設(shè)置用于第一發(fā)光二極管和第二發(fā)光二極管的故障識(shí)別傳感器可以分別單獨(dú)檢查所述兩個(gè)發(fā)光二極管。由此可以識(shí)別哪個(gè)發(fā)光二極管出現(xiàn)了故障以及發(fā)光二極管是否已經(jīng)徹底壞掉。如果LED矩陣電路的發(fā)光二極管之ー出現(xiàn)故障，則流過全部發(fā)光二極管的電流會(huì) 發(fā)生變化。電流的這種變化，這種情況下為電流的減小，總計(jì)僅為通過整個(gè)LED矩陣電路的電流上的一小部分。由此其需要用于總電流的非常敏感的測(cè)量構(gòu)造，以識(shí)別是否有發(fā)光二極管之一出現(xiàn)了故障。但是在此需要注意的是，即使很小的溫度波動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致電流變化。因此借助用于總電流的測(cè)量設(shè)備識(shí)別單個(gè)發(fā)光二極管的故障是很難實(shí)現(xiàn)的。與此相反，用于第一和第二發(fā)光二極管的兩個(gè)故障傳感器可以分別識(shí)別為之分配的發(fā)光二極管是否還在發(fā)光。這實(shí)現(xiàn)了用于LED矩陣電路的發(fā)光二極管的可靠故障監(jiān)控。在一種實(shí)施方式中，第一故障識(shí)別探測(cè)器被構(gòu)造為第一光電ニ極管，第二故障識(shí)別探測(cè)器被構(gòu)造為第二光電ニ極管。光電ニ極管的特征在于高敏感性并且通常只有兩個(gè)接頭，這意味著用于這些組件的布線成本相對(duì)較低。 如果第一光電ニ極管具有一個(gè)傳感器表面，該傳感器表面的表面法線平行于第一發(fā)光二極管的光的延伸方向而定向，并且第二光電ニ極管具有一個(gè)傳感器表面，該傳感器表面的表面法線平行于第二發(fā)光二極管的光的延伸方向而定向，從而這兩個(gè)光電ニ極管這樣在各自發(fā)光二極管上定向，使得光電ニ極管盡可能多地接收該發(fā)光二極管的光。由此可以同時(shí)減少由相鄰發(fā)光二極管接收的光的量。
在一種實(shí)施方式中設(shè)置具有多個(gè)格柵単元的格柵。格柵單元通過不透光隔片與相鄰的格柵單兀分隔。多個(gè)發(fā)光二極管的第一發(fā)光二極管和第一故障識(shí)別傳感器設(shè)置在第一格柵單元中，多個(gè)發(fā)光二極管的第二發(fā)光二極管和第二故障識(shí)別傳感器設(shè)置在第二格柵單元中。不透光隔片為此負(fù)責(zé)，即盡可能減少由一個(gè)格柵単元落入另一格柵單元的光的量。由此保證光電ニ極管不會(huì)接受未分配給該光電ニ極管的發(fā)光二極管的過多散射光。在一種實(shí)施方式中，在格柵單元中分別設(shè)置反射器。這些反射器増加了照明設(shè)備的光輸出。分析電路可以構(gòu)造為微控制器。微控制器可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)詢問和控制，從而可以根據(jù)串并聯(lián)組合電路中的發(fā)光二極管的故障圖像做出不同反應(yīng)。因此可以根據(jù)故障圖像向駕駛者輸出警報(bào)或者在車輛的診斷存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)警報(bào)。發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)這種警報(bào)還可以通過提示音進(jìn)行強(qiáng)化。也可以設(shè)想當(dāng)串并聯(lián)組合電路中有過多發(fā)光二極管發(fā)生故障時(shí)部分激活其它尾燈。除了光電ニ極管也可以選擇使用光電電池作為故障探測(cè)傳感器。如果在照明設(shè)備中可取出地設(shè)置發(fā)光二極管，例如可插入發(fā)光二極管時(shí)，當(dāng)發(fā)光ニ極管發(fā)生故障時(shí)可以単獨(dú)替換。微控制器或者其它控制電路提示哪些發(fā)光二極管出現(xiàn)了故障。然后可以在修理車間替換相應(yīng)的發(fā)光二極管。在一種實(shí)施方式中，借助脈寬調(diào)制信號(hào)控制第一發(fā)光二極管并且與該脈寬調(diào)制信號(hào)同步地詢問第一缺陷識(shí)別傳感器的輸出信號(hào)。由此保證只在發(fā)光二極管還發(fā)光時(shí)進(jìn)行詢問。這種照明設(shè)備特別適合用于車輛的尾燈。從外部很難識(shí)別ー個(gè)尾燈的LED矩陣電路中的發(fā)光二極管是否出現(xiàn)了故障。該照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)了單個(gè)發(fā)光二極管的檢測(cè)。本申請(qǐng)還涉及ー種具有上述照明設(shè)備的車輛，其中，設(shè)置顯示裝置用于在分析傳感器探測(cè)到多個(gè)發(fā)光二極管的至少ー個(gè)發(fā)光二極管出現(xiàn)故障的情況下顯示故障報(bào)告。借助于上述照明設(shè)備和由此實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控可以獨(dú)立于電路而監(jiān)控每個(gè)單獨(dú)的發(fā)光ニ極管并由此生成具體的故障代碼。在這種燈具原理方案的實(shí)施方式中甚至可以由此進(jìn)行故障部件的替換。由此可以產(chǎn)生故障識(shí)別，該故障識(shí)別可以在尾燈中光學(xué)探測(cè)LED矩陣電路中單個(gè)發(fā)光二極管的故障。該原理既適用于車輛的尾燈又適用于汽車的按矩陣形式布置連接的其它類型的發(fā)光二極管照明設(shè)備。


現(xiàn)在借助通過附圖示出的實(shí)施例闡述本發(fā)明。其中圖I示出ー種照明設(shè)備的電路圖，圖2示出圖I中照明設(shè)備的實(shí)施方式的細(xì)節(jié)，圖3示出一種格柵，其中設(shè)置照明設(shè)備的發(fā)光二極管和選擇識(shí)別傳感器， 圖4示出在所述格柵中設(shè)置例如發(fā)光二極管和選擇識(shí)別傳感器的示意圖，圖5示出具有圖I所示照明設(shè)備的車輛。
具體實(shí)施例方式圖I示出了第一實(shí)施方式中車輛照明設(shè)備的線路方框示意圖。該照明設(shè)備包括一個(gè)微控制器3，取決于溫度的電阻2和多個(gè)發(fā)光二極管411至413，421至423，431至433，441至443。該照明設(shè)備I還包括多個(gè)發(fā)光二極管511至513，521至523，531至533，541至543。微控制器3在其兩個(gè)輸入端Ul和U2接收ー個(gè)由外部施加的電壓U。取決于溫度的電阻2以其連接端連接所述微控制器3的接頭El和E2。微控制器3測(cè)量流過接頭El和E2的電流，作為用于測(cè)量溫度的尺度。根據(jù)測(cè)量的溫度，微控制器在其輸出端Al輸出脈寬調(diào)制電壓，該脈寬調(diào)制電壓用于運(yùn)行大量的發(fā)光ニ極管。電壓U是用于微控制器3的電源電壓。多個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光二極管連接在ー個(gè)串并聯(lián)組合電路中。ニ極管411，421，431和441這樣串聯(lián)，使得發(fā)光二極管411的陰極連接發(fā)光二極管421的陽極，發(fā)光二極管421的陰極連接發(fā)光二極管431的陽極。發(fā)光二極管431的陰極又連接發(fā)光二極管441的陽極。發(fā)光二極管441的陰極連接地線，地線同時(shí)連接微控制器3的輸入端U2。此外設(shè)置發(fā)光二極管的兩個(gè)其它串聯(lián)電路。發(fā)光二極管412，422，432分別連接發(fā)光二極管422，432及442的陽極，由此形成發(fā)光二極管412，422，432和442的串聯(lián)電路。發(fā)光二極管413的陰極連接發(fā)光二極管423的陽極，發(fā)光二極管423的陰極連接發(fā)光二極管433的陽極，發(fā)光ニ極管433的陰極連接發(fā)光二極管443的陽極。發(fā)光二極管442和443的陰極連接地線期間，發(fā)光二極管412，411和413的陽極連接微控制器3的接頭Al。串并聯(lián)組合電路的并聯(lián)電路由此導(dǎo)致位于相同電位上的發(fā)光二極管并聯(lián)。因此發(fā)光二極管411，412和413的陰極相互連接。發(fā)光二極管421，422和423的陰極同樣相互連接。發(fā)光二極管431，432和433的陰極也相互連接。如果發(fā)光二極管之一，例如發(fā)光二極管421發(fā)生故障，則沒有電流再流過該發(fā)光二極管，但是還有電流可以流過其余發(fā)光二極管，因?yàn)殡娏鬟€會(huì)一直流過并聯(lián)的發(fā)光二極管422和423。光電ニ極管511至543用作用于識(shí)別每個(gè)發(fā)光二極管的光的故障探測(cè)器。光電ニ極管511例如分配給發(fā)光二極管411。相互配屬的發(fā)光二極管和光電ニ極管具有兩個(gè)相同的末位編號(hào)。光電ニ極管分別被分配給發(fā)光二極管之一。所述各光電ニ極管的陽極分別導(dǎo)向微控制器的輸入接頭之一，各光電ニ極管還分別以其陰極連接地線。微控制器因此接收12個(gè)光電ニ極管511至543的12個(gè)輸入信號(hào)。微控制器測(cè)量在這些光電ニ極管上的電壓。如果ー個(gè)光電ニ極管上的電壓嚴(yán)重偏離期待值，則由此推斷，沒有電流流過相應(yīng)的光電ニ極管。也就是說，相鄰或配屬的發(fā)光二極管不發(fā)光。微控制器3由這些信息生成故障圖像。這樣，當(dāng)ー個(gè)發(fā)光二極管出現(xiàn)故障時(shí)，駕駛者就能獲悉此消息。如果多個(gè)發(fā)光二極管出現(xiàn)故障，則通過警報(bào)聲支持發(fā)出報(bào)警。ー些導(dǎo)線軌跡在圖I中用虛線示出。這僅用于附圖清楚易懂。圖2示出照明設(shè)備的另ー實(shí)施方式的截面的電路圖。在這種照明設(shè)備中，來自光電ニ極管的信號(hào)不直接在微控制器中進(jìn)行測(cè)量分析，而是先數(shù)字化。在此，圖2示出5個(gè)光電ニ極管511，512，513，521和522。不言而喻，可以設(shè)置更多或更少的光電ニ極管。此外電路2示出解復(fù)用器20和模數(shù)轉(zhuǎn)換器21。此外圖2示出微控制器3。光電ニ極管511至522的陽極分別連接所述解復(fù)用器20的輸入端，其陰極則共同連接在地線上。解復(fù)用器20是模擬解復(fù)用器。解復(fù)用器20在其輸出端輸出電壓，該輸出電壓對(duì)應(yīng)于ー個(gè)輸入信號(hào)上的電壓。通過ー個(gè)循環(huán)脈沖控制所述輸入信號(hào)電壓中的哪個(gè)對(duì)應(yīng)于輸出電壓，解復(fù)用器20在其脈沖輸入端接收來自微控制器3的脈沖輸出端的所述脈沖。解復(fù)用器20的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器21的模擬輸入端。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器21在其輸出端輸出8比特寬度的數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)被輸出到微控制器3的數(shù)字輸入端E上。在微控制器3中繼續(xù)處理如此測(cè)量到的電壓。圖2所示的電路布置具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即微控制器3只需要少量的模擬信號(hào)輸入端。必須注意的是，解復(fù)用器20和模數(shù)轉(zhuǎn)換器21要足夠快速地運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可以時(shí)分多路地測(cè)量光電ニ極管511至522以及可能更多光電ニ極管上的電壓。圖3示出了由多個(gè)隔片構(gòu)成的格柵30。格柵30向下關(guān)閉并向上開放。格柵30具有多個(gè)格柵単元32，這些格柵單元分別通過臥式隔片31相互分隔。在每個(gè)格柵單元32中設(shè)置ー個(gè)發(fā)光二極管和ー個(gè)光電ニ極管。在圖3中僅在格柵單兀32之一中標(biāo)記了發(fā)光二極管411和光電ニ極管511。但是實(shí)際上所有格柵單兀32分別包括ー個(gè)發(fā)光二極管和ー個(gè)光電ニ極管。通過分別在一個(gè)格柵單兀中設(shè)置發(fā)光二極管和光電ニ極管，光電ニ極管511由與發(fā)光二極管相鄰的格柵單兀32接收相對(duì)較少的散射光。在格柵單兀32中，分別在其底端和其隔片31上設(shè)置反射光線的反射器。由此增加光輸出。在圖3下部示出圖3上部的橫截面。發(fā)光二極管411具有中心軸線M。在圖3下部發(fā)光二極管411在左邊示出，光電ニ極管511在右邊示出。光電ニ極管511的光敏層5110在光電ニ極管511中設(shè)置在左邊并由此朝向發(fā)光二極管411定向。表面法線N指向發(fā)光二極管411并與中心軸線M交叉。發(fā)光二極管411以插接的方式設(shè)置在格柵30中。該插接包括用于陽極的電連接和用于陰極的電連接，并且也保證格柵30和發(fā)光二極管411之間的機(jī)械連接。如果檢測(cè)到發(fā)光二極管411出現(xiàn)故障，則該發(fā)光二極管可以借助該插接輕易進(jìn)行替換。圖4示出圖I中的照明設(shè)備，其中圖示標(biāo)記了格柵30。該格柵30具有12個(gè)格柵單元32。在每個(gè)格柵單元32中設(shè)置發(fā)光二極管和為其分配的光電ニ極管。發(fā)光二極管和光電ニ極管的電連接出于圖示清晰起見未在圖4中一同示出。 圖5示出尾燈110中具有照明設(shè)備的車輛100，其中根據(jù)圖I的實(shí)施例構(gòu)成該照明設(shè)備。盡管在上述說明中示出了至少ー種示例實(shí)施方式，但是也可以實(shí)施不同的變型和修改方案。所述實(shí)施方式只是ー些示例而并非以某種方式限制本發(fā)明的有效范圍，可用性或配置。確切地說，上述說明為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供了一個(gè)用于轉(zhuǎn)化至少ー種示例實(shí)施方式的計(jì)劃，其中在示例 實(shí)施方式中描述的元素的功能和設(shè)置方面可以產(chǎn)生大量改進(jìn)方案，而不背離權(quán)利要求書所述技術(shù)方案及其等同技術(shù)方案的保護(hù)范圍。附圖標(biāo)記I 照明設(shè)備2 取決于溫度的電阻3 微控制器20 解復(fù)用器21 模數(shù)轉(zhuǎn)換器30 格柵31 隔片32 格柵單元100 車輛110 尾燈411-413,421-423,431-433,441-443 發(fā)光二極管511-513，521-523，531-533，541-543 光電ニ極管5110光敏表面M 中心軸線N 法線U1，U2，E1，E2 輸入端Al 輸出端
權(quán)利要求
1.一種用于車燈的照明設(shè)備(1)，具有 -在串并聯(lián)組合電路中設(shè)置的多個(gè)發(fā)光二極管(411-443)， -用于從所述多個(gè)發(fā)光二極管中識(shí)別第一發(fā)光二極管(411)的光的第一故障識(shí)別探測(cè)器， -用于從所述多個(gè)發(fā)光二極管中識(shí)別第二發(fā)光二極管(412)的光的第二故障識(shí)別探測(cè)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明設(shè)備，其中，第一故障識(shí)別探測(cè)器具有第一光電ニ極管(511)，并且第二故障識(shí)別探測(cè)器具有第二光電ニ極管(512)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的照明設(shè)備，其中 -第一光電ニ極管具有傳感器表面(5110),該傳感器表面的表面法線(N)沿第一發(fā)光ニ極管(411)的中心軸線(M)的方向指向， -第二光電ニ極管具有傳感器表面(5110)，該傳感器表面的表面法線(N)沿第二發(fā)光ニ極管(512)的中心軸線(M)的方向指向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的照明設(shè)備，其中，設(shè)置包含多個(gè)格柵単元(32)的格柵(30)，其中各格柵單元(32)與各相鄰格柵単元(32)通過不透光隔片(31)分隔，其中所述多個(gè)發(fā)光二極管的第一發(fā)光二極管(411)和第一故障識(shí)別傳感器設(shè)置在第一格柵單兀(32)中，所述多個(gè)發(fā)光二極管的第二發(fā)光二極管(412)和第二故障識(shí)別傳感器設(shè)置在第二格柵單元(32)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明設(shè)備，其中，所述格柵単元具有反射器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的照明設(shè)備，其中，所述各故障識(shí)別傳感器分別具有用于顯示接收光量的輸出接頭，并且所述照明設(shè)備(I)具有帶有至少兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的解復(fù)用器(20)，其中，所述輸入端連接所述輸出接頭并且所述輸出端與分析電路耦合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明設(shè)備，其中，所述分析電路構(gòu)造為微控制器(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的照明設(shè)備，其中，第一發(fā)光二極管(411)和第二發(fā)光二極管(412)可取出地設(shè)置在所述照明設(shè)備(I)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的照明設(shè)備，其中，借助脈寬調(diào)制信號(hào)控制第一發(fā)光二極管(411)并且與該脈寬調(diào)制信號(hào)同步地詢問第一缺陷識(shí)別傳感器的輸出信號(hào)。
10.ー種具有根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的照明設(shè)備的車輛尾燈。
11.ー種具有根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的照明設(shè)備的車輛，其中設(shè)置有顯示裝置，用于在分析傳感器之一探測(cè)到發(fā)光二極管出現(xiàn)故障的情況下顯示故障報(bào)告。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于車燈的照明設(shè)備(1)，其中在串并聯(lián)組合電路中設(shè)置多個(gè)發(fā)光二極管(411至443)。第一光電二極管(511)用于從多個(gè)發(fā)光二極管中識(shí)別第一發(fā)光二極管(411)的光，第二光電二極管(512)用于從多個(gè)發(fā)光二極管中識(shí)別第二發(fā)光二極管(412)的光。
文檔編號(hào)B60Q11/00GK102695344SQ201210118748
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者F·朗卡貝爾, I·施奈德, J·凱思曼 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司