DE102015223574A1

DE102015223574A1 - Beleuchtungsschaltung und Lampensystem

Info

Publication number: DE102015223574A1
Application number: DE102015223574.2A
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Ichikawa; Toshihiko Kurebayashi
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2016-06-02
Also published as: CN105657935A; JP6691348B2; US9531157B2; FR3029269B1; CN109152175A; CN109152175B; CN105657935B; JP2016103367A; US20160156152A1; FR3029269A1

Abstract

Eine Beleuchtungsschaltung ausgebildet ist um eine Halbleiterlichtquelle in Übereinstimmung mit einem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal ein- oder auszuschalten. Die Beleuchtungsschaltung eine Impulseingangsfeststellungs-Schaltung und eine Steuerschaltung umfasst. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal empfängt, welches beim Einschalte-Befehl in Impulsform vorliegt und welches beim Ausschalte-Befehl auf einem konstanten Wert liegt. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung feststellt, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in einem Einschalte-Zustand ist, in welchem das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in Impulsform ist. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung ein Feststellungssignal generiert, welches aktiviert wird, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in Impulsform ist. Die Steuerschaltung die Halbleiterlichtquelle mit Ansteuerstrom versorgt, wenn das Feststellungssignal aktiviert ist. Die Steuerschaltung die Halbleiterlichtquelle nicht mit Ansteuerstrom versorgt, wenn das Feststellungssignal negiert ist.

Description

HINTERGRUND
TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsbeispiele vorliegender Erfindung beziehen sich auf die Nutzung einer Fahrzeuglampe in Fahrzeugen, usw.
VERWANDTE TECHNIK
Mehrheitlich wurden bisher für Lichtquellen von Fahrzeuglampen, insbesondere Scheinwerfern, Halogenlampen und HID-Lampen (Hochdruckentladungslampen) eingesetzt. Doch um diese Art von Lampen zu ersetzen, wurden in den letzten Jahren Fahrzeuglampen entwickelt, die eine Halbleiterlichtquelle wie z.B. eine LED (Licht emittierende Diode) nutzen.
Um die Sichtweite weiter zu erhöhen wurden Lichtquellen, welche eine Laserdiode (auch als ein „Halbleiterlaser“ bezeichnet) und einen Phosphor anstatt einer LED nutzen, entwickelt (siehe z.B. JP 2004-241142 A ). In der in JP 2004-241 142 A beschriebenen Technik wird ein Phosphor mir ultraviolettem Licht (Anregungslicht), das von einer Laserdiode kommt, bestrahlt und emittiert dadurch weißes Licht von der Fahrzeuglampe aus gesehen nach vorne. Wodurch ein vorbestimmtes Lichtverteilungsmuster ausgebildet ist. In der in JP 2004-2411452 A beschriebenen Technik wird das Anregungslicht von der Fahrzeuglampe aus gesehen nicht nach vorne emittiert.
Eine andere Art von Lichtquelle ist bekannt, bei welcher eine Laserdiode blaues Anregungslicht anstatt ultraviolettem Licht erzeugt. Der das blaue Anregungslicht aufnehmende Phosphor emittiert ein fluoreszierendes Licht, dessen Spektrum in einem längeren Wellenlängenbereich (grün bis rot) als das Spektrum des Anregungslichtes liegt. Das auf den Phosphor auftreffende Anregungslicht wird durch den Phosphor gestreut und verliert beim Durchtreten durch den Phosphor Kohärenz. Der Phosphor erzeugt weißes Licht, welches gestreutes blaues Licht und grün-bis- rotes Fluoreszenzlicht umfasst. Beispielsweise werden Laser-Lichtquellen zur Erzeugung eines zusätzlichen Fernlichts zur Ausleuchtung eines weiter entfernten Bereichs als der des Fernlichts genutzt. 1 ist ein Blockschaltbild eines Lampensystems 1200 zum Erzeugen eines zusätzlichen Fernlichts. Eine linke Lampe (Fahrzeuglampe) 1300L und ein rechte Lampe 1300R sind in ähnlicher Weise zueinander konfiguriert.
Jede Fahrzeuglampe 1300 umfasst eine Halbleiterlichtquelle (Laserdiode) 302, ein Lampensteuerungsgerät 310 (Lampen ECU), und eine Beleuchtungsschaltung 320. Das Lampensteuerungsgerät 310 ist mit einem Fahrzeugsteuerungsgerät 202 (Fahrzeug ECU) mittels einem Datenbus 203, wie z.B. CAN (controller area network) oder LIN (local interconnect network), verbunden.
Eine gemeinsame Stromquelle (nicht dargestellt) ist als Stromquelle für eine Fernlicht-Beleuchtungsschaltung und als Stromquelle für die Zusatzfernlicht-Beleuchtungsschaltung 320 verwendet. Ein Schalter 312 des Lampensteuerungsgeräts 310 ist auf einer Zuleitung einer Batteriespannung VBAT, von einer Batterie 204 zur Beleuchtungsschaltung 320, vorgesehen. Eine CPU (Zentraleinheit) 314 steuert das Einschalten/Ausschalten eines Fernlichts und eines zusätzlichen Fernlichts durch Ein-/Aussteuerung des Schalters 312 auf Basis einer, von dem Fahrzeugsteuerungsgerät 202 bereitgestellten, Instruktion, Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen usw.
Um ein Gefühl von Luxus zu vermitteln, ist es wünschenswert, dass die Lichtmenge eines zusätzlichen Fernlichts mit der Zeit allmählich zunimmt und abnimmt, was als „allmähliches Einschalten“ und „allmähliches Ausschalten“ bezeichnet wird. Allmähliches Einschalten kann durch Verwendung eines Phänomens, dass ein Konstant-Stromwandler 322 allmählich aufwacht, wenn der Schalter 312 eingeschaltet wird. Andererseits kann für ein allmähliches Ausschalten, der Ausgangsstrom des Konstant-Stromwandlers 322, nicht lediglich durch ein Ausschalten des Schalters 312 langsam verringert werden.
Daher umfasst die Lichtschaltung 320 eine Graduelle-Ein-/Ausschalte-Schaltung 324. Die Graduelle-Ein-/Ausschalte-Schaltung 324 führt ein allmähliches Einschalten und Ausschalten durch steuern des Konstant-Stromwandlers 322 gemäß einem von der CPU 314 empfangen Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 durch.
ZUSAMMENFASSUNG
Beispielsweise wird angenommen, dass ein hoher Pegel und ein niedriger Pegel des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 einem Einschalten und Ausschalten der Halbleiterlichtquelle 302 zugeordnet sind. In diesem Fall, wenn eine Signalleitung 304 zum Übertragen des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals S1 einen hochseitigen Kurzschluss erleidet (d.h. einen Kurzschluss mit einer Hochspannungsleitung), es unmöglich wird, das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 durch die CPU 314 zu steuern, was dazu führen kann, dass die Halbleiterlichtquelle 302 nicht ausgeschaltet werden kann wenn sie sollte, wodurch Fahrer von Fahrzeugen in der näheren Umgebung geblendet werden. Falls die Signalleitung 304 eine Erdung erleidet (d.h. einen Kurzschluss mit der Masse), wird die Art und Weise der logischen Pegelzuordnung umgekehrt und die Halbleiterlichtquelle 302 kann nicht ausgeschaltet werden wenn sie sollte.
Eine Trennung der Signalleitung 304 kann ein ähnliches Problem auslösen, in Abhängigkeit von der Art wie das Lampensteuerungsgerät 10 das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 ausgibt und der Art wie die Graduelle-Ein- /Ausschalte-Schaltung 324 das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 empfängt. Diese Situationen können unabhängig davon, ob ein allmähliches Einschalten und Ausschalten ausgeführt werden oder nicht, auftreten. Diese Situationen sind nicht nur mit einem zusätzlichen Fernlicht, sondern auch einem Fernlicht und einem Abblendlicht, verbunden.
Mindestens ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde unter den obigen Umstände ausgeführt und stellt eine Beleuchtungsschaltung bereit, die eine Halbleiterlichtquelle ausschalten kann, wenn eine Anomalie in einer Signalleitung, die ein Ein-/Ausschalte-Befehlssignal überträgt, auftritt.

(1) Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Beleuchtungsschaltung derart konfiguriert, dass eine Halbleiterlichtquelle in Übereinstimmung mit einem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal von einem Prozessor eingeschaltet oder ausgeschaltet wird. Die Beleuchtungsschaltung weist eine Impulseingangsfeststellungs-Schaltung und eine Steuerschaltung auf. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung empfängt von dem Prozessor das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal, welches beim Einschalte-Befehl in Impulsform vorliegt und welches beim Ausschalte-Befehl auf einem konstanten Wert liegt. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung erfasst, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in einem Einschalte-Zustand ist oder nicht, in welchem das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in Impulsform vorliegt. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung erzeugt ein Feststellungssignal, welches aktiviert wird, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in Impulsform vorliegt. Die Steuerschaltung versorgt die Halbleiterlichtquelle mit einem Ansteuerungsstrom, wenn das Feststellungsignal aktiviert ist. Die Steuerschaltung versorgt die Halbleiterlichtquelle nicht mit Ansteuerungsstrom, wenn das Feststellungssignal negiert ist.

Falls eine Anomalie, wie beispielsweise eine Trennung, ein hochseitiger Kurzschluss oder eine Erdung einer Leitung, welche das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal übermittelt, auftritt, kann der Prozessor keine Steuerung mehr bei Nutzung des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal ausführen. Jedoch wird in jedem Fall das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal auf einem konstanten Pegel gehalten. Daher kann bei obiger Konfiguration die Halbleiterlichtquelle nicht nur ausgeschalten werden, wenn der Prozessor befiehlt die Halbleiterlichtquelle auszuschalten, sondern auch, wenn eine Anomalie auftritt. Die Sicherheit wird somit verbessert.
Der Ausdruck "das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal ist ein Impulssignal" bedeutet nicht nur, dass das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal abwechselnd zwischen zwei verschiedenen Potentialen wechselt, sondern auch, dass das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal abwechselnd zwischen einem vorgegebenen Potential und einem Hoch-Impedanz-Zustand wechselt. Der Ausdruck "das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal auf einem konstanten Pegel liegt" bedeutet nicht nur, dass das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal auf einem vorbestimmten Potential gehalten wird, sondern auch, dass das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in einem Zustand mit hoher Impedanz gehalten wird.

(2) In der Beleuchtungsschaltung von (1), kann die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung einen Kondensator, eine Lade-/Entladeschaltung, und einen Erfassungsbereich umfassen. Die Lade-/Entladeschaltung den Kondensator in Reaktion auf eine Erfassung einer Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals auflädt (oder bewirkt, dass der Kondensator entlädt). Die Lade-/Entladeschaltung bewirkt, dass der Kondensator entlädt (oder lädt den Kondensator), wenn keine Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal erfasst wird. Der Erfassungsbereich erfasst basierend auf einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen einer Spannung des Kondensators und einer vorbestimmten Grenzspannung, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal Einschalten oder Ausschalten anzeigt.

Falls das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in Impulsform vorliegt, werden Flanken periodisch detektiert. Folglich wird der Kondensator periodisch aufgeladen (oder veranlasst zu entladen) und die Spannung des Kondensators steigt an (oder nimmt ab). Andererseits, falls das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal auf einem konstanten Pegel gehalten wird, entlädt der Kondensator ununterbrochen anstatt periodisch aufgeladen zu werden (oder dazu bewirkt wird zu entladen). Daher nimmt die Spannung des Kondensators ab (oder nimmt zu). Dementsprechend kann mit dieser Konfiguration basierend auf der Spannung des Kondensators bestimmt werden, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal im Einschalte-Zustand oder im Ausschalte-Zustand ist.

(3) In der Beleuchtungsschaltung von (2), kann die Lade-/Entladeschaltung eine Flankenerfassungs-Schaltung, eine Stromquelle, eine Entladungsstrecke und einen Vergleichstransistor umfassen. Die Flankenerfassungs-Schaltung detektiert die Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal. Die Stromquelle liefert in Übereinstimmung mit einem Ausgangsignal der Flankenerfassungs-Schaltung einen Strom an den Kondensator. Der Kondensator entlädt durch die Entladungsstrecke. Der Vergleichstransistor empfängt die Spannung des Kondensators an dessen Steueranschluss.

Im Einschalte-Zustand lädt die Stromquelle wiederholt den Kondensator in Reaktion auf eine periodische Erfassung von Flanken. Dadurch wird die Kondensatorspannung erhöht und der Vergleichstransistor eingeschalten. Im Ausschalte-Zustand entlädt der Kondensator durch die Entladungsstrecke. Dadurch wird die Kondensatorspannung verringert und der Vergleichstransistor ausgeschaltet. Daher kann in Übereinstimmung mit dem Einschalten und dem Ausschalten des Vergleichstransistors bestimmt werden, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal im Einschalte-Zustand oder im Ausschalte-Zustand ist.

(4) Die Flankenerfassungs-Schaltung kann eine Differenzierungsschaltung, die das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal unterscheidet, umfassen.
(5) In der Beleuchtungsschaltung von (1), kann die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung einen wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator umfassen, der an dessen Triggereingangsanschluss ein Triggersignal entsprechend dem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal empfängt.

Wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal im Einschalte-Zustand ist, wird der wiederauslösbare monostabilen Multivibrator wiederholt durch Triggersignale, die dem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal entsprechen, ausgelöst. Folglich wird ein Ausgangssignal des wiederauslösbaren monostabilen Multivibrators instabil gehalten. Andererseits wird, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal im Ausschalte-Zustand ist, das Ausgangssignal des wiederauslösbare monostabilen Multivibrators stabil gehalten. Daher kann basierend auf dem Zustand des Ausgangssignal des wiederauslösbaren monostabilen Multivibrators bestimmt werden, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal im Einschalte-Zustand oder im Ausschalte-Zustand ist.

(6) Die Impulseingangfeststellungs-Schaltung kann ferner einen Tiefpassfilter, der stromabwärts des wiederauslösbaren monostabilen Multivibrators angeordnet ist, umfassen. In diesem Fall ist es möglich, die Empfindlichkeit des Wechsels vom Ausschalte-Zustand in den Einschalte-Zustand zu verringern, und dadurch ein fehlerhaftes Einschalten zu vermeiden.
(7) In der Beleuchtungsschaltung von (1), kann die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung eine Flankenerfassungs-Schaltung, einen nicht-wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator und ein Tiefpassfilter umfassen. Die Flankenfassungs-Schaltung detektiert eine Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals. Der nicht-wiederauslösbare monostabile Multivibrator empfängt an dessen Triggereingangsanschluss ein Triggersignal, das einem Ausgangssignal der Flankenerfassungs-Schaltung entspricht. Der Tiefpassfilter ist dem nicht-wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator nachgeschaltet.

Wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal im Ausschalte-Zustand ist, wird das Ausgangssignal des nicht-wiederauslösbaren monostabilen Multivibrators stabil gehalten. Andererseits wird, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal im Einschalte-Zustand ist, das Ausgangssignal des nicht-wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator in Reaktion auf Triggersignale instabil gehalten. Der stabile Zustand wird vorübergehend nach dem Verstreichen einer Zeit, gemäß einer bestimmten Zeitkonstante, wiederhergestellt, und ein instabiler Zustand wird wieder durch ein nächstes Triggersignal ausgelöst. Auf diese Weise wiederholt das Ausgangssignal des nicht-wiederauslösbaren monostabilen Multivibrators den stabilen Zustand und den instabile Zustand. Ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal im Einschalte-Zustand oder im Ausschalte-Zustand ist kann dadurch bestimmt werden, dass der Tiefpassfilters stromabwärts von dem nicht-wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator angeordnet wird, um einen kurzen stabilen Zustand zu entfernen.

(8) Die Flankenerfassungs-Schaltung kann eine Differenzierungsschaltung, die das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal differenziert, aufweisen.
(9) In der Beleuchtungsschaltung von (1), kann die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung einen Kondensator, eine Lade-/Entladeschaltung, und einen Feststellungsbereich umfassen. Die Lade-/Entladeschaltung lädt den Kondensator, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal auf einem ersten Pegel liegt. Die Lade-/Entladeschaltung bewirkt, dass der Kondensator entlädt, wenn das das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal auf einem zweiten Pegel liegt. Der Feststellungsbereich vergleicht die Spannung des Kondensators mit einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung. Der Feststellungsbereich bestimmt basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal ein Einschalten oder Ausschalten anzeigt. Eine Laderate und eine Entladerate sind so definiert, dass eine Spannung des Kondensators zwischen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung liegt, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in Impulsform vorliegt. Mit dieser Konfiguration wird es möglich zu bestimmen, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal in Impulsform vorliegt oder nicht.
(10) Die Halbleiterlichtquelle eine Laserdiode und einen Phosphor umfasst. Die Laserdiode ein Anregungslicht emittiert. Der Phosphor wird auf einer optischen Achse des Anregungslichts bereitgestellt. Der Phosphor wird durch das Anregungslicht angeregt, um Fluoreszenzlicht zu emittieren. Die Lichtquelle ist derart konfiguriert, dass weißes Ausgangslicht einschließlich des Spektrums des Anregungslichts und des Spektrums des Fluoreszenzlichts erzeugt wird.

Bei dieser Art von Lichtquelle kann das Auftreten einer Anomalie im Phosphor zu einer direkten Emission von Anregungslicht führen, was gefährlich ist. Die Verwendung der oben beschriebenen Beleuchtungsschaltung in einer Lampe, die diese Halbleiterlichtquelle aufweist, verbessert die Sicherheit, da die Emission von Anregungslicht zuverlässig gestoppt werden kann, auch wenn gleichzeitig eine Anomalie in dem Phosphor und ein hochseitiger Kurzschluss, eine Erdung, eine Trennung oder dergleichen in einer Leitung auftreten.

(11) Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst ein Lampensystem eine rechte Lampe und eine linke Lampe. Jede der rechten und linken Lampe umfasst eine Halbleiterlichtquelle, eine Lampensteuerungseinheit und eine Beleuchtungsschaltung. Die Lampensteuerungseinheit erzeugt das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal zum Steuern des Einschalten oder Ausschalten der Halbleiterlichtquelle. Die Beleuchtungsschaltung liefert einen Strom zu der Halbleiterlichtquelle. Die Beleuchtungsschaltung der rechten Lampe schaltet die Halbleiterlichtquelle der rechten Lampe ein, wenn sowohl das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal erzeugt von der Lampensteuerungseinheit der rechten Lampe und das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal erzeugt von der Lampensteuerungseinheit der linken Lampe einschalten befehlen. Die Beleuchtungsschaltung der linken Lampe schaltet die Halbleiterlichtquelle der linken Lampe ein, wenn sowohl das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal erzeugt von der Lampensteuerungseinheit der linken Lampe und das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal erzeugt von der Lampensteuerungseinheit des rechten Lampe einschalten befehlen.

Diese Konfiguration kann die Sicherheit verbessern, da die Halbleiterlichtquelle auch beim Auftreten einer Anomalie ausgeschaltet werden kann.
Die bestimmten Ausführungsbeispiele der Erfindung machen es möglich, eine Halbleiterlichtquelle beim Auftreten einer Anomalie in einer Signalleitung, die das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal überträgt, auszuschalten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild eines Lampensystems, das zusätzliches Fernlicht erzeugt.
2 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeuglampe, die eine Beleuchtungsschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst.
3 ist ein Wellenform-Diagramm, welches zeigt, wie die Fahrzeuglampe von 2 arbeitet.
4A und 4B sind Schaltbild einer Impulseingangsfeststellungs-Schaltung eines ersten Beispiels.
5A und 5B sind Wellenformdiagramme, die zeigen, wie die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung von 4B arbeitet.
6 ist ein Schaltbild einer Impulseingangsfeststellungs-Schaltung eines zweiten Beispiels.
7 ist ein Schaltbild einer Impulseingangsfeststellungs-Schaltung eines dritten Beispiels.
8A bis 8C sind Wellenformdiagramme, die zeigen, wie die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung von 7 arbeitet.
9 ist ein Schaltbild einer Impulseingangsfeststellungs-Schaltung eines vierten Beispiels.
10 ist ein Blockschaltbild eines Lampensystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
11 ist ein Wellenformdiagramm, das darstellt, wie das Lampensystem der 10 arbeitet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Figuren gezeigte gleiche oder entsprechende Bestandteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, und redundante Beschreibungen werden gegebenenfalls vermieden. Die Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele und sollten nicht als Beschränkung der Erfindung ausgelegt werden. Alle in den Ausführungsbeispielen und deren Kombinationen beschriebenen Merkmale sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
In dieser Beschreibung umfasst ein Zustand, in dem ein Element A und ein Element B miteinander verbunden sind, nicht nur einen Zustand, in dem diese direkt miteinander und physikalisch miteinander verbunden sind, sondern auch einen Zustand, in dem diese miteinander indirekt über ein Element verbunden sind, das keinen wesentlichen Einfluss auf ihren elektrischen Verbindungszustand hat oder nicht eine Funktion oder Wirkung die durch ihre Verbindung realisiert wird beeinträchtigt.
Ebenso wird mit einem Zustand, in dem ein Element C zwischen einem Element A und einem Element B angeordnet ist (oder vorhanden ist), nicht nur einen Zustand, in dem das Element A und das Element C oder das Element B und das Element C miteinander direkt verbunden sind umfasst, sondern auch ein Zustand, in dem diese miteinander indirekt über ein Element, das keinen wesentlichen Einfluss auf ihren elektrische Verbindungszustand hat oder nicht eine Funktion oder Wirkung die durch ihre Verbindung realisiert wird beeinträchtigt, verbunden sind, umfasst.
In dieser Beschreibung können Symbole, die Spannungssignale, Stromsignale usw. bezeichnen und Symbole, die Schaltungselemente, wie Widerstände und Kondensatoren bezeichnen falls notwendig, Spannungswerte, Stromwerte, Widerstandswerte, Kapazitätswerte usw. darstellen.
Erstes Ausführungsbeispiel
2 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeuglampe 300, die eine Beleuchtungsschaltung 400 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst. Wie im Fall von 1, kann die Fahrzeugleuchte 300 eine Fahrzeuglampe sein, die irgendeines von ein zusätzliches Fernlicht, ein gewöhnliches Fernlicht oder ein Abblendlicht erzeugt. 2 zeigt ein Beleuchtungssystem 200 als Ganzes.
Die Fahrzeugleuchte 300 umfasst eine Halbleiterlichtquelle 302, eine Lampensteuerungseinheit 310 und eine Beleuchtungsschaltung 400. Die Beleuchtungsschaltung 400 schaltet die Halbleiterlichtquelle 302 ein oder aus in Übereinstimmung mit einem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 von einem Prozessor (CPU) 314. Die Halbleiterlichtquelle 302 ist beispielsweise eine Laserdiode.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1, das von der CPU 314 erzeugt wird, in einem Eingeschalte-Zustand φON in Impulsform um Einschalten zu befehlen. Außerdem liegt das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 in einem Ausschalte-Zustand φOFF auf einem konstanten Pegel (d.h. in einem stabilen Zustand) um Ausschalten zu befehlen. Der Eingeschalte-Zustand φON kann ein Zustand sein, in dem das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 abwechselnd zwischen zwei unterschiedlichen Potentialen (beispielsweise einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel, einem hohen Pegel und einem Zwischenpegel, oder einem Zwischenpegel und einem niedrigen Pegel) wechselt. Alternativ kann der Einschalte-Zustand φON ein Zustand sein, in dem das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 abwechselnd zwischen einem vorgegebenen Potential (einem hohen Pegel, niedrigem Pegel oder Zwischenpegel) und einem Hoch-Impedanz-Zustand wechselt. Auch kann der Ausschalte-Zustand φOFF ein Zustand sein, in dem das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 fortdauern ein vorbestimmtes Potential (einem hohen Pegel, niedrigem Pegel oder Zwischenpegel) annimmt. Alternativ kann der Ausschalte-Zustand φOFF ein Zustand sein, in dem das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 fortdauernd in einem Hoch-Impedanz-Zustand ist.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass in dem Einschalte-Zustand φON, das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 abwechselnd einen hohen Pegel (z.B. Versorgungsspannung VDD) und einen niedrigen Pegel (Massespannung VGND) in einem vorbestimmten Zyklus einnimmt, und dass im Ausschalte-Zustand φOFF, der Pegel des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals S1 auf den niedrigen Pegel (Massespannung VGND) eingestellt wird.
Die Beleuchtungsschaltung 400 umfasst eine Impulseingabefeststellungs-Schaltung 402 und eine Steuerschaltung 410. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402 empfängt das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 und bestimmt, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 im Einschalte-Zustand φON, in dem das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 in Impulsform vorliegt, ist oder nicht. Wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 im Einschalte-Zustand φON ist, aktiviert die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402 ein Feststellungssignal S2.
Wenn das Feststellungssignal S2 aktiviert (ausgelöst) ist (beispielsweise das Feststellungssignal S2 auf einem hohen Pegel liegt), liefert die Steuerschaltung 410 einen Steuerstrom ILD zu der Halbleiterlichtquelle 302. Ferner wenn das Feststellungssignal S2 negiert ist (beispielsweise das Feststellungssignal S2 auf einem niedrigen Pegel liegt), die Steuerschaltung 410 keinen Steuerstrom ILD zu der Halbleiterlichtquelle 302 liefert.
Die Steuerschaltung 410 umfasst zum Beispiel einen Konverter 412 und eine Beleuchtungssteuerungsschaltung 414. Der Konverter 412 enthält einen Schaltwandler (DC-DC Wandler), der eine Stromquellenspannung VHi, welche durch den Schalter 312 geliefert wird, empfängt und die Stromquellenspannung VHi verstärkt oder reduziert. Es gibt keine Beschränkungen bezüglich der Topologie des Konverters 412. Eine geeignete Topologie kann in Übereinstimmung mit der Art, der Anzahl der Bestandteile, usw. der Halbleiterlichtquelle 302 ausgewählt werden.
Die Beleuchtungssteuerschaltung 414 erfasst den Strom ILD, welcher durch die Halbleiterlichtquelle 302 fließt, und steuert den Wandler 41 so, dass der Strom ILD einen Referenzwert IREF entsprechend einer Ziellichtmenge der Halbleiterlichtquelle 302 entspricht. Es gibt keine Einschränkungen hinsichtlich der Art der Beleuchtungssteuerschaltung 414. Die Beleuchtungssteuerschaltung 414 kann irgendeine Art von eine Impulsbreitenmodulations-Steuerung, eine Impulsfrequenzmodulations-Steuerung, eine Hysteresesteuer-Steuerung, etc. sein. Eine Beleuchtungssteuerschaltung 414 mit einer allmählichen Einschalte-Funktion kann durch eine langsame Erhöhung des Referenzwerts IREF von einem Zeitpunkt an, zu dem gestartet wird das Erfassungssignal S2 zu aktivieren, implementiert werden. Eine Beleuchtungssteuerschaltung 414 mit einer allmählichen Abschalten-Funktion kann durch eine langsame Verringerung des Referenzwerts IREF von einem Zeitpunkt an, zu dem gestartet wird das Erfassungssignal S2 zu negieren, implementiert werden.
Die Beschreibung der Grundkonfiguration der Fahrzeugleuchte 300 wurde abgeschlossen. Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Fahrzeugleuchte 300 beschrieben.
3 ist ein Wellenformdiagramm, das darstellt, wie die Fahrzeugleuchte 300 von 2 arbeitet. Vor dem Zeitpunkt t1 ist die Signalleitung 304 in einem normalen Zustand und das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 wird korrekt übertragen. Im Intervall A erzeugt die CPU 314 ein Impuls-Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1, um die Halbleiterlichtquelle 302 einzuschalten.
Da die Signalleitung 304 in einem normalen Zustand ist, empfängt die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402 das Impulseingangssignal und erzeugt somit ein aktiviertes Feststellungssignal S2. Durch den Start des Aktivierens des Feststellungssignals ausgelöst, erhöht die Beleuchtungssteuerschaltung 414 langsam den Ansteuerstrom ILD, der zu der Halbleiterlichtquelle 302 geliefert wird, um ein allmähliches Einschalten zu bewirken. Anschließend stabilisiert die Beleuchtungssteuerschaltung 414 den Ansteuerstrom ILD auf dem Sollwert IREF und hält dadurch die Lichtmenge der Halbleiterlichtquelle 302 konstant.
Im Intervall B erzeugt die CPU 314 ein Niedrigpegel-Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1, um die Halbleiterlichtquelle 302 auszuschalten. Da am Eingang der Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402 kein Impuls erscheint, erzeugt die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402 ein negiertes Feststellungssignal S2. Von einem Start des Negierens des Feststellungssignals S2 ausgelöst, reduziert die Beleuchtungssteuerschaltung 414 langsam den Ansteuerstrom ILD, der zur Halbleiterlichtquelle 302 geliefert wird, um ein allmähliches Abschalten zu verursachen.
Es wird angenommen, dass die Signalleitung 304 einen hochseitigen Kurzschluss zum Zeitpunkt t1 erleidet. Nach Erleiden eines hochseitigen Kurzschlusses der Signalleitung 304 wird das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 auf die Hochpegelspannung festgelegt. Da keine Impulse am Eingangsanschluss der Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402 erscheinen, wird das Feststellungssignal S2 negiert gehalten. Daher wird die Halbleiterlichtquelle 302 nicht mit Ansteuerstrom ILD versorgt und bleibt somit ausgeschalten.
Wie oben beschrieben, ist die Beleuchtungsschaltung 400 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich seiner Sicherheit verbessert, da die Halbleiterlichtquelle 302 nicht nur ausgeschaltet werden kann, wenn deren Abschalten durch den Prozessor 314 befohlen wird, sondern auch, wenn eine Anomalie, wie beispielsweise ein hochseitiger Kurzschluss, Erdung, oder eine Unterbrechung auftreten.
Die Erfindung kann durch verschiedene Arten von Schaltungen, welche mit dem Blockschaltbild der 2 und der obigen Beschreibung konform gehen, implementiert werden. Spezielle Beispiele derartiger Schaltungen werden nachfolgend beschrieben.
4A und 4B sind Schaltbilder einer Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402a eines ersten Beispiels. Wie in 4A gezeigt, umfasst die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402a eine Lade-/Entladeschaltung 420, einen Kondensator C2 und einen Feststellungsbereich 430. Ein Potential an einem Ende des Kondensators C2 ist festgelegt.
Die Lade-/Entladeschaltung 420 lädt den Kondensator C2 in Reaktion auf eine Erfassung einer Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 auf. Wenn keine Flanken erfasst werden, bewirkt die Lade-/Entladeschaltung 420, dass der Kondensator C2 entlädt. Der Ladevorgang und der Entladevorgang der Lade-/Entladeschaltung 420 können gegenseitig ausgetauscht werden. Der Feststellungsbereich 430 erzeugt ein Feststellungssignal S2 in Übereinstimmung mit einem Ergebnis des Vergleichs zwischen einer Spannung VC2 des Kondensators C2 und einer vorbestimmten Grenzspannung VTH.
4B zeigt konkreter als in 4A dargestellte, die Konfiguration der Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402a. In diesem Beispiel sind der Aktivierungspegel (Einschalten) und die Negierung (Ausschalten) des Feststellungssignals S2 ein niedriger Pegel und ein hoher Pegel. Die Lade-/Entladeschaltung 420 umfasst eine Flankenerfassungs-Schaltung 422, eine Stromquelle 424 und eine Entladungsstrecke 426. Die Flankenerfassungs-Schaltung 422 erfasst eine positive Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1. Zum Beispiel kann die Flankenfeststellungs-Schaltung 422 unter Verwendung einer Differenzierschaltung (Hochpassfilter) ausgestaltet werden. Genauer gesagt, die Flankenerfassungs-Schaltung 422 umfasst einen Transistor Tr1, einen Widerstand R1, einen Kondensator C1, eine Diode D1 und einen Widerstand Rb2. Die Differenzierschaltung wird durch Reihenschaltung des Kondensators C1 und des Widerstands Rb2 ausgebildet. Die Diode D1 dient als Klemmschaltung zum Verhindern eines Ausschwenkens auf eine negative Spannung aufgrund einer negativen Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1.
Die Stromquelle 424 enthält die Transistoren Tr2, Tr3 und einen Widerstand R2. Wenn eine positive Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 erfasst wird, fließen Ströme durch die Transistoren Tr2, Tr3, und ein Strom wird dem Kondensator C2 zugeführt. Wenn ein Impuls-Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 eingegeben wird und positive Flanken zu vorbestimmten Intervallen erfasst werden, wird der Kondensator C2 von der Stromquelle 424 wiederholt geladen.
Die Entladungsstrecke 426 umfasst einen Widerstand Rb4. Der Kondensator C2 entlädt durch den Widerstand Rb4. Ein Ladestrom der Stromquelle 424 ist größer bestimmt als der durch die Entladungsstrecke 426 fließende Entladestrom.
Der Feststellungsabschnitt 430 umfasst einen Transistor Tr4 und einen Widerstand R3. Die Spannung VC2 des Kondensators C2 wird durch eine Spannungsteilerschaltung, die die Entladungsstrecke 426 bildet, aufgeteilt, und eine Teilspannung wird in die Basis des Transistors Tr4 eingegeben. Wenn die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Tr4 höher wird als dessen Grenzwert (Vorwärtsspannung Vbe ≈ 0,6 V), wird der Transistor Tr4 eingeschaltet und das Feststellungssignal S2 nimmt einen niedrigen Pegel an (aktiviert).
5A und 5B sind Wellenformdiagramme, die zeigen, wie die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402a von 4B arbeitet. Ein Potential des Verbindungsknoten zwischen Kondensator C1 und Widerstand Rb2 wird durch Vx repräsentiert. 5A zeigt Wellenformen, die zum Zeitpunkt des Befehlens des Einschaltens auftreten. 5B zeigt Wellenformen, die zum Zeitpunkt des Befehlens des Ausschaltens auftreten. Besonders zu beachten ist die Tatsache, dass die 5A und 5B unterschiedlich voneinander in der Zeitskala der horizontalen Achse sind.
Wie oben beschrieben, die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402a von 4B kann feststellen, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 in Impulsform eingegeben wird oder nicht.
6 ist ein Schaltbild einer Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402b eines zweiten Beispiels. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402b umfasst eine Eingangsschaltung 432 und einen wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator 434. Die Eingangsschaltung 432 ist eine Inverter-Schaltung, die einen Transistor Tr1 und einen Widerstand R1 aufweist. Die Eingangsschaltung 432 erzeugt ein Triggersignal S3 (invertierte Logik) entsprechend dem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1. Der monostabile Multivibrator 434 empfängt das Triggersignal S3 an einem Triggereingangsanschluss. Ein Schwingungszyklus des monostabilen Multivibrators 434 ist länger bestimmt als der Zyklus des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 in Impulsform.
Wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 in einem Einschalte-Zustand φON ist, in welchem das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 in Impulsform vorliegt, wird der monostabile Multivibrator 434 von dem Triggersignal S3, das dem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 entspricht, wiederholt ausgelöst. Daher gibt der Ausgangsanschluss Q des monostabilen Multivibrators 434 weiterhin ein instabiles Ausgangssignal aus. Umgekehrt, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 im Ausschalte-Zustand φOFF ist, gibt der Ausgangsanschluss Q des monostabilen Multivibrators 434 weiterhin ein stabiles Ausgangssignal aus. Daher kann anhand des Ausgangssignals des Ausgangsanschlusses Q des Multivibrators 434 als Feststellungssignal S2 bestimmt werden, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 im Einschalte-Zustand φON oder Ausschalt-Zustand φOFF vorliegt.
In der Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402a der 4A und 4B, wenn die relative Einschaltdauer (Impulsbreite) des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 groß wird (oder klein), das Differenziersignal Vx kurz gemacht wird. Als Ergebnis kann der Ladestrom nicht ausreichend sein, und die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402a kann das Feststellungssignal S2 negieren, auch wenn ein Impulssignal anliegt. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402b von 6 kann damit ein Impulssignal unabhängig von einer relativen Einschaltdauer (duty ratio) und einer Impulsbreite des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 erfassen.
Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402b von 6 bietet den Vorteil, dass es möglich ist, die relative Einschaltdauer und/oder die Impulsbreite des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 frei zu ändern. Daher können durch Pulsbreitenmodulieren des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals S1 Information, die eine Lichtmenge anzeigen, basierend auf einer Soll-Lichtmenge der Halbleiterlichtquelle 302, dem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 hinzugefügt werden. In diesem Fall, da ein Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 mit einer relativen Einschaltdauer (duty ratio) von 100% ein Gleichstrom-Signal zum Befehlen des Abschalt-Zustands ist, wird die Lichtmenge anhand einer relativen Einschaltdauer, die kleiner als 100% als eine Obergrenze, ohne Nutzung einer relativen Einschaltdauer von 100% ist, gesteuert. Die Beleuchtungsschaltung 400 ist mit einer Schaltung, die eine relative Einschaltdauer des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 separat von der Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402b erfasst, ergänzt. Alternativ können Information, die eine Lichtmenge anzeigen, dem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 durch Pulsfrequenzmodulieren des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1, basierend auf der Ziellichtmenge der Halbleiterlichtquelle 302, hinzugefügt werden.
Ein Tiefpassfilter (nicht dargestellt) kann zusätzlich stromabwärts von dem monostabilen Multivibrator 434 zur Verfügung gestellt werden. Dies macht es möglich, die Empfindlichkeit des Umschaltens vom Ausschalte-Zustand in den Einschalte-Zustand zu reduzieren und dadurch ein fehlerhaftes Einschalten zu verhindern.
7 ist ein Schaltbild einer Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402c eines dritten Beispiels. Der in 6 verwendete wiederauslösbare monostabile Multivibrator 434 ist komplex in seiner Schaltungskonfiguration, und muss daher anhand einer eigenen integrierten Schaltung integriert werden, was zu einem Kostenanstieg führen würde. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402c von 7 verwendet einen nicht-wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator 436, welcher unter Verwendung einer geringen Anzahl von Elementen konfiguriert werden kann.
Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402c weist eine Flankenerfassungsschaltung 422, den monostabile Multivibrator 436, einen Tiefpassfilter 438 und eine Ausgangsschaltung 440 auf. Die Flankenerfassungsschaltung 422 erfasst eine positive Flanke Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1. Die Flankenerfassungsschaltung 422 ist ähnlich in der Konfiguration wie in 4B.
Der monostabile Multivibrator 436 empfängt an einem Triggereingang 437 ein Trigger-Signal S3 entsprechend einem Ausgangssignal der Flankenerfassungsschaltung 422. Der Tiefpassfilter 438 ist stromabwärts des monostabilen Multivibrators 436 vorgesehen. Die Ausgangsschaltung 440 binarisiert (binarizes) ein Ausgangssignal des Tiefpassfilters 438 und gibt ein resultierendes Signal aus.
8A bis 8C sind Wellenformdiagramme, die zeigen, wie die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402c von 7 arbeitet. 8A bis 8C zeigen Reihen von Wellenformen die auftreten, wenn die relative Einschaltdauer des Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 gleich 10%, 50% und 90% ist. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402c von 7 kann unabhängig von der relativen Einschaltdauer bestimmen, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 im Einschalte-Zustand φON ist oder nicht.
9 ist ein Schaltbild einer Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402d eines vierten Beispiels. Die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402d hat die gleiche Grundkonfiguration wie die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung 402a von 4A. Eine Lade-/Entladeschaltung 420d lädt den Kondensator C2 in Übereinstimmung mit dem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1. Genauer gesagt, die Lade-/Entladeschaltung 420d lädt den Kondensator C2, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 auf einem ersten Pegel (beispielsweise einen niedrigen Pegel) liegt. Auch bewirkt die Lade-/Entladeschaltung 420d, dass der Kondensator C2 entlädt, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 auf einem zweiten Niveau (z.B. hohen Pegel) liegt. Die Laderate und Entladerate sind so definiert, dass die Spannung VC2 des Kondensators C2 in einem Spannungsbereich von Va bis Vb (Va < Vb) ist, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 in Impulsform vorliegt. Ein Feststellungsbereich 430d aktiviert das Feststellungssignal S2, wenn die Kondensatorspannung VC2 im Spannungsbereich von Va bis Vb ist. Auch negiert der Feststellungsbereich 430d das Feststellungssignal S2, wenn die Kondensatorspannung VC2 nicht in dem Spannungsbereich von Va bis Vb ist.
Beispielsweise umfasst die Lade-/Entladeschaltung 420d einen Transistor Tr1 und die Widerstände R1, R2. Wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 auf einem niedrigen Pegel liegt, werden der Transistor Tr1 und der Kondensator C2 über den Widerstand R1 aufgeladen. Die Laderate wird durch den Widerstand R1 bestimmt. Wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1 auf einem hohen Pegel liegt, wird der Transistor Tr1 ausgeschaltet und der Kondensator C2 über die Widerstände R1, R2 entladen. Die Entladerate wird durch die Widerstände R1, R2 bestimmt.
Zum Beispiel können die Laderate und die Entladerate so bestimmt werden, dass die Kondensatorspannung VC2 sich an die mittlere Spannung VCC/2, zwischen der Stromversorgungsspannung VCC und der Massespannung VGND (= 0 V), annähert, wenn die relative Einschaltdauer des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals S1 50% beträgt.
Der Feststellungsbereich 430d vergleicht die Kondensatorspannung VC2 mit den beiden Grenzwertspannungen Va und Vb. Beispielsweise umfasst der Feststellungsbereich 430d Transistoren Tr3, Tr4, einen Widerstand R3 und einen Transistor Tr2.
VGS(TH2) und VGS(TH3) stellen die Gate-Source-Grenzspannungen der Transistoren Tr2, Tr3 dar.
Wenn eine Beziehung VGS(TH2) < VC2 < VCC – VGS(TH3) gilt, sind beide Transistoren Tr2, Tr3 eingeschaltet, der Transistor Tr4 ist eingeschaltet, und das Feststellungssignal S2 nimmt einen hohen Pegel (≈ VCC) an. Wenn VC2 < VGS(TH2) gilt, ist der Transistor Tr2 ausgeschaltet und der Transistor Tr3 eingeschaltet, und das Feststellungsignal S2 nimmt einen niedrigen Pegel (VGND) an. Wenn VCC – VGS (TH3) < VC2 gilt, ist der Transistor Tr2 eingeschaltet und der Transistor Tr3 ausgeschaltet, und das Feststellungssignal S2 nimmt einen niedrigen Pegel an. Bei dieser Konfiguration kann ermittelt werden, ob die Kondensatorspannung VC2 im Spannungsbereich von Va bis Vb liegt oder nicht, mit der ersten Spannung Va gleich VGS (TH2) und der zweiten Spannung Vb gleich VCC – VGS(TH3).
Der Feststellungsbereich 430d kann eine Fensterfunktion (window comparator) mit zwei Spannungsvergleichern und einem logischen Gatter sein. Die beiden Spannungsvergleicher vergleichen die Kondensatorspannung VC2 mit den Spannungen Va und Vb. Das logische Gatter führt eine logische Operation mit den Ausgangssignalen der beiden Spannungsvergleichern durch.
ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
10 ist ein Blockschaltbild eines Lampensystems 200 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Lampensystem 200 weist die gleiche Grundkonfiguration wie das in 1 dargestellte Lampensystem 1200 auf. Das Lampensystem 200 enthält eine Fahrzeugsteuerungseinheit 202, eine Batterie 204, eine rechte Lampe (Fahrzeuglampe) 300R und eine linke Lampe 300L. Die rechten und linken Lampen 300R, 300L weisen ähnliche Konfigurationen zueinander auf.
Querverbindungen 206, 208 sind zwischen der rechten Lampe 300R und der linken Lampe 300L vorgesehen. Die Querverbindung 206 überträgt ein Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1R der rechten Lampe 300R zu der linken Lampe 300L. Umgekehrt überträgt die Querverbindung 208 Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1L der linken Lampen 200L zu der rechten Lampe 300R.
Die Beleuchtungsschaltung 320R der rechten Lampen 300R schaltet die Halbleiterlichtquelle 302R ein, wenn sowohl (i) das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1R für die Beleuchtungsschaltung 320R und (ii) das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1L, das durch die Querverbindung 208 eingegeben wird, das Einschalten befehlen. Ebenso schaltet die Beleuchtungsschaltung 320L der linken Lampe 300L die Halbleiterlichtquelle 302L ein, wenn sowohl (i) das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1L für die Beleuchtungsschaltung 320L und (ii) das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1R, das durch die Querverbindung 206 eingegeben wird, das Einschalten befehlen.
Die Beleuchtungsschaltungen 320R, 320L umfassen jeweils logische Gatter 326R, 326L, die eine logische Operation an den Ein-/Ausschalte-Befehlssignalen S1R, S1L ausführen. Zum Beispiel in einer Plattform, in der die jeweiligen Ein-/Ausschalte-Befehlssignale S1R, S1L einen hohen Pegel annehmen um das Einschalten zu befehlen, die logischen Gatter 326R, 326l durch UND-Gatter implementiert werden können. Fachleuten auf dem Gebiet ist es verständlich, dass die logische Gleichung, die die logischen Gatter 326R, 326l und die Konfiguration der logischen Gatter 326R, 326L darstellt, gemäß dem logischen Pegel der jeweiligen Signale verändert werden kann.
Ausgangssignale (Feststellungssignale) S4R, S4L der logischen Gatter 326R, 326l sind aktiviert (beispielsweise die Ausgangssignale S4R, S4L sind auf einem hohen Pegel), wenn beide Ein-/Ausschalte-Befehlssignale S1R, S1L das Einschalten befehlen. Graduelle Ein-/Ausschaltkreise 324R, 324l veranlassen die Konstant-Stromwandler 322R, 322L in Betrieb zu gehen, wenn die Feststellungssignale S4R, S4L beginnen aktiv zu werden.
Die Beschreibung der Konfiguration des Lampensystems 200 ist abgeschlossen. Nachfolgen wird die Arbeitsweise des Lampensystems 200 beschrieben. 11 ist ein Wellenformdiagramm, das zeigt, wie das Lampensystem 200 von 10 arbeitet. Vor dem Zeitpunkt t1 sind beide Signalleitung 304R, 304L in einem Normalzustand, und das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1R, S1L wird korrekt übertragen. Im Intervall A generieren die CPUs 314R, 314L Ein-/Ausschalte-Befehlssignale S1R, S1L die auf einem hohen Pegel liegen, um den Halbleiterlichtquellen 302R, 302L das Einschalten zu befehlen. Zu diesem Zeitpunkt nehmen die Ausgangssignale (Feststellungssignale) S4R, S4L der logischen Gatter 326R, 326l einen hohen Pegel an. Die graduellen Ein-/Ausschaltkreise 324R, 324L erhöhen die Ansteuerungsströme ILD langsam, um ein allmähliche Einschalten zu verursachen. Dann stabilisieren die graduellen Ein-/Ausschaltkreise 324R, 324L die Ansteuerungsströme ILD und halten dadurch die Lichtmengen der Halbleiterlichtquellen 302R, 302L konstant.
Im Intervall B generieren die CPUs 314R, 314L Ein-/Ausschalte-Befehlssignale S1R, S1L die auf einem niedrigen Pegel liegen, um den Halbleiterlichtquellen 302R, 302L ein Ausschalten zu befehlen. Als Ergebnis nehmen die Feststellungssignale S4R, S4L einen niedrigen Pegel an, und die Halbleiterlichtquellen 302R, 302L werden allmählich ausgeschaltet.
Annehmend, dass die Signalleitung 304R einen hochseitigen Kurzschluss zum Zeitpunkt t1 erleidet. Nach Erleiden des hochseitigen Kurzschlusses an der Signalleitung 304R, wird das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1R auf eine Spannung mit hohem Pegel entsprechend dem Einschalte-Befehl festgelegt. Zu diesem Zeitpunkt werden, da das andere Ein-/Ausschalte-Befehlssignal S1L auf einem niedrigen Pegel liegt, die Feststellungssignale S4R, S4L der rechten und linken Lampen 300R, 300L auf einem niedrigen Pegel gehalten. Daher werden beide Halbleiterlichtquellen 302R, 302L ausgeschaltet gehalten.
Wie oben beschrieben, ist das Lampensystem 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in dessen Sicherheit verbessert, da die Halbleiterlichtquellen 302R, 302L ausgeschaltet werden können, auch wenn eine Anomalie in einer der Ausgangssignalleitungen der Prozessoren 314R, 314L, wie beispielsweise ein hochseitiger Kurzschluss, Erdung, oder eine Unterbrechung, auftreten.
Das Lampensystem 200 von 10 kann so konfiguriert sein, dass wenn die Ein-/Ausschalte-Befehlssignale S1R, S1L im Einschalte-Zustand sind, die Ein-/Ausschalte-Befehlssignale S1R, S1L in Impulsform sind, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall kann die gleiche Impulseingangsfeststellungs-Schaltungen 402, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, stromaufwärts der logischen Gatter 326R, 326L vorgesehen werden. In diesem Fall werden die Feststellungssignale S2R, S2L in die logischen Gatter 326R, 326L eingegeben.
Eine gemeinsame Stromquelle (nicht dargestellt) ist als Stromquelle für eine Fernlicht-Beleuchtungsschaltung und als eine Stromquelle für die zusätzliche Fernlicht-Beleuchtungsschaltung 320 verwendet. Ein Halbleiterschalter 312 der Lampensteuerungseinheit 310 wird auf einem Versorgungspfad einer Batteriespannung VBAT, von der Batterie 204 zur Beleuchtungsschaltung 320, angeordnet. Jede CPU 314 steuert das Einschalten/Ausschalten der Fernlichter und der Zusatzfernlichter durch Ein-/Aussteuerung des Halbleiterschalters 312, auf der Grundlage eines von der Fahrzeugsteuerungseinheit 202 zugeführten Befehls, einer Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation usw.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand des Ausführungsbeispiels unter Verwendung von spezifischen Begriffen beschrieben. Das Ausführungsbeispiel zeigt jedoch lediglich das Prinzip und die Anwendungen der Erfindung. Das Ausführungsbeispiel kann verschiedene Modifikationen aufweisen und auf verschiedene Weisen in der Anordnung der Bestandteile geändert werden, ohne von dem Konzept der Erfindung, wie durch die Ansprüche definiert, abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004-241142 A [0003, 0003]
JP 2004-2411452 A [0003]

Claims

Beleuchtungsschaltung (400) zum Ein- oder Ausschalten einer Halbleiterlichtquelle (302) in Übereinstimmung mit einem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1) von einem Prozessor (314), die Beleuchtungsschaltung (400) umfasst: eine Impulseingangsfeststellungs-Schaltung (402, 402a, 402b, 402c, 402d), welche von dem Prozessor (314) das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1) empfängt, welches beim Einschalte-Befehl in Impulsform vorliegt und welches beim Ausschalte-Befehl auf einem konstanten Wert liegt, welche feststellt ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1) in einem Einschalte-Zustand (φ_ON) ist, in welchem das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1) in Impulsform ist, und ein Feststellungssignal (S2) erzeugt, welches aktiviert wird, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1) in Impulsform ist, und eine Steuerschaltung (410), welche die Halbleiterlichtquelle (302) mit einem Ansteuerstrom (I_LD) versorgt, wenn das Feststellungssignal (S2) aktiviert wird, und die Halbleiterlichtquelle (302) nicht mit einem Ansteuerstrom (I_LD) versorgt, wenn das Feststellungssignal (S2) negiert ist.
Beleuchtungsschaltung (400) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung (402a) umfasst einen Kondensator (C2), eine Lade-/Entladeschaltung (420), die den Kondensator (C2) in Reaktion auf eine Erfassung einer Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals (S1) auflädt oder den Kondensator (C2) veranlasst zu entladen, und die den Kondensator (C2) veranlasst zu entladen oder den Kondensator (C2) auflädt falls keine Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals (S1) erfasst wird, und einen Erfassungsbereich (430), der basierend auf einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen einer Spannung (V_C2) des Kondensators (C2) und einer vorgegebenen Grenzspannung (V_TH) erfasst, ob das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1) Einschalten oder Ausschalten anzeigt.
Beleuchtungsschaltung (400) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade-/Entladeschaltung (420) umfasst eine Flankenerfassungs-Schaltung (422), welche eine Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals (S1) erfasst, eine Stromquelle (424), welche einen Strom zum Kondensator (C2) in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal der Flankenerfassungs-Schaltung (422) liefert, eine Entladungsstrecke (426), durch welchen der Kondensator (C2) entlädt, und einen Vergleichstransistor, der die Spannung (V_C2) des Kondensators (C2) an dessen Steueranschluss empfängt.
Beleuchtungsschaltung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung (402b) einen wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator (434) umfasst, der an dessen Triggereingangsanschluss ein Triggersignal (S3) empfängt, entsprechend dem Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1).
Beleuchtungsschaltung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung (402c) umfasst eine Flankenerfassungs-Schaltung (422), die eine Flanke des Ein-/Ausschalte-Befehlssignals (S1) erfasst, einen nicht wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator (436), der an dessen Triggereingangsanschluss ein Triggersignal (S3) empfängt, entsprechend einem Ausgangssignal der Flankenerfassungs-Schaltung (422), und einen Tiefpassfilter (438), der stromabwärts des nicht wiederauslösbaren monostabilen Multivibrators (436) angeordnet ist.
Beleuchtungsschaltung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulseingangsfeststellungs-Schaltung (402d) umfasst einen Kondensator (C2), eine Lade-/Entladeschaltung (420), die den Kondensator (C2) auflädt wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1) auf einem ersten Pegel liegt, und den Kondensator (C2) veranlasst zu entladen wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1) auf einem zweiten Pegel liegt, und eine Laderate und eine Entladerate derart bestimmt sind, dass eine Spannung (V_C2) des Kondensators (C2) zwischen einer ersten Spannung (V_GS(TH2)) und einer zweiten Spannung (V_CC – V_GS(TH3) liegt, wenn das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1) in Impulsform ist, und einen Erfassungsbereich (430), der die Spannung (V_C2) des Kondensators (C2) mit der ersten Spannung (V_GS(TH2)) und der zweiten Spannung (V_CC – V_GS(TH3)) vergleicht und basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs ermittelt, ob die Ein-/Ausschalte-Befehlsspannung (S1) ein Einschalten oder ein Ausschalten anzeigt.
Ein Lampensystem (200) umfassend: eine rechte Lampe (300R), und eine linke Lampe (300L), dadurch gekennzeichnet, dass jede der rechten und der linken Lampe (300R, 300L) umfasst eine Halbleiterlichtquelle (302R, 302L), eine Lampensteuerungseinheit (314R, 314L), die ein Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1R, S1L) zum Steuern eines Einschaltens oder Ausschaltens der Halbleiterlichtquelle (302R, 302L) erzeugt, und ein Beleuchtungsschaltung (320R, 320L), welche einen Strom (I_LD) zu der Halbleiterlichtquelle (302R, 302L) liefert, die Beleuchtungsschaltung (320R) der rechten Lampe (300R), die Halbleiterlichtquelle (302R) der rechten Lampe (300R) einschaltet, wenn beide, das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1R) erzeugt durch die Lampensteuerungseinheit (314R) der rechten Lampe (300R) und das Ein-/Ausschalt-Befehlssignal (S1L) erzeugt durch die Lampensteuerungseinheit (314L) der linken Lampe (300L), einschalten befehlen, und die Beleuchtungsschaltung (320L) der linken Lampe (300L) die Halbleiterlichtquelle (302L) der linken Lampe (300L) einschaltet, wenn beide, das Ein-/Ausschalte-Befehlssignal (S1L) erzeugt durch die Lampensteuerungseinheit (314L) der linken Lampe (300L) und das Ein-/Ausschalt-Befehlssignal (S1R) erzeugt durch die Lampensteuerungseinheit (314R) der rechten Lampe (300R), einschalten befehlen.