DE102018204335B4

DE102018204335B4 - Beleuchtungs-schaltung und fahrzeug-beleuchtung

Info

Publication number: DE102018204335B4
Application number: DE102018204335.3A
Authority: DE
Inventors: Kotaro Matsui
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2038-03-22
Also published as: FR3064444B1; JP6820779B2; CN108633147A; DE102018204335A1; US10111291B2; FR3064444A1; US20180279434A1; JP2018156913A; CN108633147B

Abstract

Beleuchtungs-Schaltung, die eine Lichtquelle (302; 304) betreibt, die Beleuchtungs-Schaltung umfassend:eine Ansteuer-Schaltung (410), die ausgebildet ist um der Lichtquelle (302; 304) einen Betriebsstrom zuzuführen; undeine Ersatzlast-Schaltung (450), die mit einer Steuerleitung (434) verbunden ist, in die ein Beleuchtungs-Steuersignal eingegeben wird, das die Lichtquelle (302; 304) an- und ausschaltet, und die so ausgebildet ist, dass sie einen Ersatzlast-Strom ableitet, der mit steigender Temperatur abnimmt.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Beleuchtung, die für ein Automobil oder dergleichen verwendet wird.
Im Stand der Technik wurde hauptsächlich eine Halogen-Lampe oder eine Hochdruck-Entladungs-Lampe (HID-Lampe) als eine Fahrzeug-Beleuchtung, insbesondere eine Lichtquelle eines Scheinwerfers, verwendet. Aber in letzter Zeit wird eine Fahrzeug-Beleuchtung, die eine Halbleiter-Lichtquelle wie eine Leuchtdiode (LED) und einen Halbleiterlaser (LD) verwendet, anstelle der Halogen-Lampe oder der Hochdruck-Entladungs-Lampe (HID) entwickelt.
Mehrere Lichtquellen, die so gesteuert werden, dass sie einzeln ein- und ausgeschaltet werden, sind in der Fahrzeug-Beleuchtung angebracht. Zum Beispiel ist in einigen Fällen eine Lichtquelle für ein Abblendlicht und eine Lichtquelle für ein Fernlicht in der Fahrzeug-Beleuchtung angebracht. Die 1A und 1B stellen Schaltbilder der Fahrzeug-Beleuchtung, die mit mehreren Lichtquellen bereitgestellt ist, und die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung untersucht wurden, dar. In den Zeichnungen entspricht eine erste Lichtquelle 302 dem Abblendlicht und eine zweite Lichtquelle 304 dem Fernlicht.
Eine Beleuchtungs-Schaltung 400R einer Fahrzeug-Beleuchtung 300R in 1A ist mit einer ersten Ansteuer-Schaltung 410 und einer zweiten Ansteuer-Schaltung 412, die der ersten Lichtquelle 302 bzw. der zweiten Lichtquelle 304 entsprechen, bereitgestellt. Die jeweiligen Ansteuer-Schaltungen 410 und 412 sind mit (i) einem Wandler zum Ausgeben eines konstanten Stroms oder (ii) einer Kombination eines Wandlers zum Ausgeben einer konstanten Spannung und einer konstanten Strom-Schaltung, ausgebildet.
Die Energiequellen-Spannung V_LO wird über ein mechanisches Relais RY1 in einen LO-Anschluss eingegeben. Wenn das mechanische Relais RY1 eingeschaltet und die Energiequellen-Spannung V_LO dem LO-Anschluss zugeführt wird, führt die erste Ansteuer-Schaltung 410 einen Betriebsstrom (Beleuchtungsstrom) I_BELEUCHTUNG1 der erste Lichtquelle 302 zu. Die Energiequellen-Spannung V_HI wird über ein mechanisches Relais RY2 in einen HI-Anschluss eingegeben. Wenn das mechanische Relais RY2 eingeschaltet und die Energiequellen-Spannung V_HI dem HI-Anschluss zugeführt wird, führt die zweite Ansteuer-Schaltung 412 den Betriebsstrom I_BELEUCHTUNG2 der zweiten Lichtquelle 304 zu.
In einer Fahrzeug-Beleuchtung 300S in 1B sind die zwei Lichtquellen 302 und 304 in Reihe geschaltet. Eine gemeinsame Ansteuer-Schaltung 414 liefert einen gemeinsamen Betriebsstrom I_BELEUCHTUNG an eine Reihen-Schaltung der Lichtquellen 302 und 304. Ein Bypass-Schalter 430 ist parallel zu der zweiten Lichtquelle 304 bereitgestellt, und ein Schalter-Treiber 432 schaltet den Bypass-Schalter 430 aus, wenn eine Hochpegel-Spannung in den HI-Anschluss eingegeben wird. In diesem Fall wird der Betriebsstrom I_BELEUCHTUNG der zweiten Lichtquelle 304 so zugeführt, dass die zweite Lichtquelle 304 eingeschaltet wird. Wenn der HI-Anschluss auf einem niedrigen Pegel ist, schaltet der Schalter-Treiber 432 den Bypass-Schalter 430 ein. In diesem Fall wird der Betriebsstrom I_BELEUCHTUNG an den Bypass-Schalter 430 angelegt und die zweite Lichtquelle 304 wird ausgeschaltet.
Während die Kombination des Fernlichts und des Abblendlichts hier beschrieben wurde, kann das gleiche Problem auch in Bezug auf eine Kombination anderer Lichtquellen auftreten. Siehe zum Beispiel die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2016-082691 .
Aus DE 102010043661 A1 ist eine Vorrichtung zum Testen mindestens eines Steuergeräts mit Hilfe eines HIL Simulators bekannt. Hierbei kann einer Überlastungsspannung entgegengewirkt werden.
In DE 102015009108 A1 ist eine Überbrückungsschaltung für eine Leuchtdioden-Ausfallerkennungsschaltung beschrieben, welche die LED-Anpassungsschaltung oberhalb eines bestimmten Stromwertes überbrückt.
DE 102015207331 A1 betrifft ein Beleuchtungssystem zur Ansteuerung von wenigstens einem Leuchtmittel, wobei die Steuerung auf Basis eines Sensors getätigt wird.
Der niedrigste Erregerstrom (der niedrigste Garantiestrom) ist für ein Relais definiert, da ein Oxid-Film auf einer Oberfläche eines Kontakts in einem AUS-Zustand gebildet ist. Es besteht die Gefahr, dass ein Leitungsfehler auftritt, da der Kontakt oxidiert wird, wenn ein Strom höher als der niedrigste Erregerstrom nicht in einem EIN-Zustand (einem elektrischen Leitungszustand) zugeführt wird. In der Fahrzeug-Beleuchtung 300R in 1A werden beide Relais RY1 und RY2 an Strom-Versorgungsleitungen bereitgestellt über die ein etwas höherer Strom fließt, und infolgedessen wird sichergestellt, dass der Strom höher als der niedrigste Erreger-Strom in den jeweiligen Relais fließt.
Unterdessen ist in der Fahrzeug-Beleuchtung 300S in 1B eine Impedanz für das Innere einer Beleuchtungs-Schaltung 400S, wie von dem Hl-Anschluss aus gesehen, hoch. Das heißt, dass das Relais RY2 nicht auf der Strom-Versorgungsleitung angeordnet ist, sondern auf einer Signal-Leitung. Aus diesem Grund besteht die Gefahr, dass der Strom, der in dem Relais RY2 fließt, wenn das Relais RY2 für eine Zeitperiode eingeschaltet ist, für die das Fernlicht eingeschaltet ist, niedriger als der niedrigste Erreger-Strom ist.
Die vorliegende Offenbarung wurde unter Berücksichtigung der zuvor genannten Umstände gemacht, und einer der beispielhaften Gegenstände des Aspekts der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Beleuchtungs-Schaltung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Beschädigung eines Relais zu verhindern.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Beleuchtungs-Schaltung, die eine Lichtquelle betreibt. Die Beleuchtungs-Schaltung umfasst: eine Ansteuer-Schaltung, die ausgebildet ist, um der Lichtquelle einen Betriebsstrom zuzuführen; und eine Ersatzlast-Schaltung, die mit einer Steuerleitung verbunden ist, in die ein Beleuchtungs-Steuersignal eingegeben wird, das die Lichtquelle an- und ausschaltet, und die so ausgebildet ist, dass sie einen Ersatzlast-Strom ableitet, der mit steigender Temperatur abnimmt.
Die Beleuchtungs-Schaltung kann ferner einen Bypass-Schalter umfassen, der parallel zu der Lichtquelle bereitgestellt ist. Das Beleuchtungs-Steuersignal kann ein Signal darstellen, das den Bypass-Schalter steuert.
Die Beleuchtungs-Schaltung kann ferner eine Konstant-Stromquelle umfassen, die in Reihe mit der Lichtquelle bereitgestellt ist. Das Beleuchtungs-Steuersignal kann ein Signal darstellen, das die Konstant-Stromquelle steuert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Beleuchtungs-Schaltung, die eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle, die in Reihe geschaltet sind, betreibt. Der Beleuchtungs-Schaltung umfasst: ein Bypass-Schalter, der parallel zu der zweiten Lichtquelle bereitgestellt ist; eine Ansteuer-Schaltung, die ausgebildet ist, um einen Betriebsstrom an eine Reihenverbindungs-Schaltung anzulegen, die die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle umfasst; eine Ersatzlast-Schaltung, die mit einer Steuerleitung verbunden ist, in die ein Beleuchtungs-Steuersignal eingegeben wird das die Lichtquelle an- und ausschaltet, und die so ausgebildet ist, dass sie einen Ersatzlast-Strom ableitet, der mit steigender Temperatur abnimmt.
Gemäß dem Aspekt wird sichergestellt, dass in einem mit der Steuerleitung verbundenen äußeren Relais ein Strom fließt, der höher als der Ersatzlast-Strom in einem elektrisch leitenden Zustand ist, und infolgedessen ist es möglich, eine Beschädigung des Kontakts des Relais zu verhindern. Außerdem wird die Ersatzlast-Schaltung als eine Wärmequelle in der Beleuchtungs-Schaltung betrachtet, so dass die Beleuchtungs-Schaltung selbst einfach und thermisch konzipiert wird, indem die Menge erzeugter Wärme dadurch verringert wird, dass der Ersatzlast-Strom in einem Zustand verringert wird, in dem eine Temperatur hoch ist. Infolgedessen wird der Freiheitsgrad hinsichtlich der Auswahl von Komponenten von Konfigurationselementen der Ersatzlast-Schaltung verbessert.
Die Ersatzlast-Schaltung kann umfassen: ein Transistor und ein Widerstand, die aufeinanderfolgend in Reihe zwischen der Steuerleitung und der Erde bereitgestellt sind; und eine Vorspannungs-Schaltung, die ausgebildet ist, um eine Vorspannung an einen Steuer-Anschluss des Transistors anzulegen. Die Vorspannung ist innerhalb eines ersten Temperaturbereichs im Wesentlichen konstant und nimmt zusammen mit einer Temperatur innerhalb eines zweiten Temperaturbereichs, der höher als der erste Temperaturbereich ist, ab.
Die Vorspannungs-Schaltung kann umfassen: ein Thermistor, der eine positive Temperatur-Kennlinie aufweist und zwischen der Steuerleitung und dem Steuer-Anschluss des Transistors bereitgestellt ist, und eine Zener-Diode, die zwischen dem Steuer-Anschluss des Transistors und der Erde bereitgestellt ist. Gemäß dieser Anordnung ist es möglich, einen konstanten Ersatzlast-Strom in einem Raumtemperaturbereich und in einem Temperaturbereich, der niedriger ist als der Raumtemperaturbereich, beizubehalten, und es ist möglich, den Ersatzlast-Strom in einem Temperaturbereich zu verringern, der höher als der Raumtemperaturbereich ist, wenn die Temperatur ansteigt.
Der Transistor kann ein Bipolartransistor darstellen, und die Vorspannungs-Schaltung kann ferner eine Diode aufweisen, die in Reihe mit der Zenerdiode zwischen dem Steuer-Anschluss des Transistors und der Erde bereitgestellt ist. Es ist möglich, eine Beeinflussung durch eine Temperatur an der Durchlass-Spannung der Diode und an der Basis-Emitter-Spannung des Transistors aufzuheben, und infolgedessen ist es möglich, den Ersatzlast-Strom im Verhältnis zur Zener-Spannung im Raumtemperaturbereich zu erzeugen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Fahrzeug-Beleuchtung. Die Fahrzeug-Beleuchtung kann umfassen: eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle, die in Reihe geschaltet sind; und eine der zuvor genannten Beleuchtungs-Schaltungen, die ausgebildet sind, um die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle zu betreiben. Die zweite Lichtquelle kann ein Fernlicht darstellen.
Beliebige Kombinationen der zuvor genannten Bestandteile oder Substitutionen der Bestandteile und Ausdrücke der vorliegenden Offenbarung zwischen dem Verfahren, der Vorrichtung, dem System und dergleichen sind auch als Aspekte der vorliegenden Offenbarung wirksam.
Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Beschädigung des Relais zu verhindern.
Die vorstehende Zusammenfassung dient nur der Veranschaulichung und soll in keiner Weise beschränkend sein. Zusätzlich zu den oben beschriebenen veranschaulichenden Aspekten, Ausführungsformen und Merkmalen werden weitere Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die folgende detaillierte Beschreibung ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1A und 1B stellen Schaltbilder der Fahrzeug-Beleuchtung, die mit mehreren Lichtquellen bereitgestellt ist, und die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung untersucht wurden, dar.
2 stellt ein Blockdiagramm einer Fahrzeug-Beleuchtung, das mit einer Beleuchtungs-Schaltung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform bereitgestellt ist, dar.
3 stellt ein Schaltungsdiagramm einer Ersatzlast-Schaltung gemäß der beispielhaften Ausführungsform dar.
4 stellt eine Ansicht zum Beschreiben eines Betriebs der Ersatzlast-Schaltung in 3 dar.
5 stellt ein Blockdiagramm einer Fahrzeug-Beleuchtung, das mit einer Beleuchtungs-Schaltung gemäß dem modifizierten Beispiel 1 bereitgestellt ist, dar.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die zugehörige Zeichnung Bezug genommen, welche einen Teil hiervon bildet. Die veranschaulichenden Ausführungsformen, die in der detaillierten Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen beschrieben sind, sollen nicht beschränkend sein. Andere Ausführungsformen können verwendet werden, und andere Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Wesen oder Umfang des hier vorgestellten Gegenstandes abzuweichen.
Im Folgenden wird die vorliegende Offenbarung basierend auf geeigneten beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder äquivalente Bestandteile, Elemente, Prozesse, die in den jeweiligen Zeichnungen dargestellt sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen angegeben, und doppelte Beschreibungen davon werden entsprechend weggelassen. Zusätzlich beschränkt die beispielhafte Ausführungsform die Erfindung nicht, und alle Merkmale oder Kombinationen davon, die als ein Beispiel in der beispielhaften Ausführungsform offenbart sind, beschränken nicht, dass die Erfindung notwendigerweise wesentlich ist.
In der vorliegenden Beschreibung umfasst „ein Zustand, in dem ein Element A und ein Element B miteinander verbunden sind“ nicht nur einen Fall, in dem das Element A und das Element B physikalisch und direkt miteinander verbunden sind, sondern auch ein Fall, in dem das Element A und das Element B indirekt miteinander verbunden sind, ohne einen elektrisch verbundenen Zustand dazwischen wesentlich zu beeinträchtigen oder eine Funktion oder einen Effekt zu beschädigen, der durch den Eingriff dazwischen oder durch andere Elemente auftritt.
Ähnlich umfasst „ein Zustand, in dem ein Element C zwischen einem Element A und einem Element B“ bereitgestellt ist nicht nur einen Fall, in dem das Element A und das Element C oder das Element B und das Element C direkt miteinander verbunden sind, sondern auch einen Fall, in dem das Element A und das Element C oder das Element B und das Element C indirekt miteinander verbunden sind, ohne einen elektrisch verbundenem Zustand dazwischen wesentlich beeinträchtigen oder eine Funktion oder einen Effekt zu beschädigen, der durch den Eingriff dazwischen oder durch andere Elemente auftritt.
In der vorliegenden Beschreibung geben die Symbole, die elektrische Signale, wie Spannungssignale und Stromsignale, oder Schaltungs-Elemente, wie etwa Widerstände und Kondensatoren, bezeichnen, erforderlichenfalls Spannungswerte, Stromwerte, Widerstandswerte und Kapazitätswerte an.
2 stellt ein Blockdiagramm einer Fahrzeug-Beleuchtung 300, das mit einer Beleuchtungs-Schaltung 400 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform bereitgestellt ist, dar. Die Fahrzeug-Beleuchtung 300 umfasst eine erste Lichtquelle 302, eine zweite Lichquelle 304 und eine Beleuchtungs-Schaltung 400. Die erste Lichtquelle 302 und die zweite Lichtquelle 304 umfassen jeweils eine einzelne oder mehrere LEDs, die in Reihe geschaltet sind. Die erste Lichtquelle 302 und die zweite Lichtquelle 304 sind in Reihe geschaltet, und die Beleuchtungs-Schaltung 400 betreibt die erste Lichtquelle 302 und die zweite Lichtquelle 304, die in Reihe geschaltet sind.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform stellt die erste Lichtquelle 302, aber nicht ausschließlich, eine Lichtquelle für ein Abblendlicht dar, und die zweite Lichtquelle 304 stellt, aber nicht ausschließlich, eine Lichtquelle für ein Fernlicht dar. Wenn eine Energiequellen-Spannung V_LO (z. B. die Spannung V_BAT einer nicht dargestellten Batterie) einem LO-Anschluss zugeführt wird, schaltet die Beleuchtungs-Schaltung 400 die erste Lichtquelle 302 ein. Zusätzlich schaltet die Beleuchtungs-Schaltung 400 die zweite Lichtquelle 304 ein, wenn eine Hochpegel-Spannung in einen HI-Anschluss eingegeben wird, und die Beleuchtungs-Schaltung 400 schaltet die zweite Lichtquelle 304 aus, wenn eine Niedrigpegel-Spannung in den HI-Anschluss eingegeben wird. Ein Steuersignal, das anweist, dass die erste Lichtquelle 302 ein- und ausgeschaltet wird, kann zusätzlich zu der Zufuhr der Energiequellen-Spannung V_LO an den LO-Anschluss eingegeben werden.
Die Energiequellen-Spannung V_LO wird über ein mechanisches Relais RY1 in den LO-Anschluss eingegeben. Ein Beleuchtungs-Steuersignal V_HI, das die zweite Lichtquelle 304 anweist, ein- und ausgeschaltet zu werden, wird über ein mechanisches Relais RY2 in den HI-Anschluss eingegeben. Die Beleuchtungs-Schaltung 400 umfasst eine Ansteuer-Schaltung 414, einen Bypass-Schalter 430, einen Schalter-Treiber 432 und eine Ersatzlast-Schaltung 450. Der Bypass-Schalter 430 ist parallel zu der zweiten Lichtquelle 304 bereitgestellt. Die Ansteuer-Schaltung 414 liefert einen Betriebsstrom I_BELEUCHTUNG an eine Reihenschaltung, die die erste Lichtquelle 302 und die zweite Lichtquelle 304 umfasst. Die Ansteuer-Schaltung 414 kann mit einem Konstant-Stromwandler ausgebildet sein. Der Schalter-Treiber 432 schaltet den Bypass-Schalter 430 aus, wenn das Beleuchtungs-Steuersignal V_HI auf einem hohen Pegel ist, und der Schalter-Treiber 432 schaltet den Bypass-Schalter 430 ein, wenn das Beleuchtungs-Steuersignal V_HI auf einem niedrigen Pegel ist.
Die Ersatzlast-Schaltung 450 ist mit einer Steuerleitung 434 verbunden, in die das Beleuchtungs-Steuersignal V_HI eingegeben wird, und die Ersatzlast-Schaltung 450 leitet einen Ersatzlast-Strom I_ERSATZLAST von der Steuerleitung 434 ab. Die Ersatzlast-Schaltung 450 ist ausgebildet, um den Ersatzlast-Strom I_ERSATZLAST zu verringern, wenn eine Temperatur erhöht wird. Daher kann die Ersatzlast-Schaltung 450 ein Temperatur-Erfassungselement 452 umfassen.
3 stellt ein Schaltungs-Diagramm der Ersatzlast-Schaltung 450 gemäß der beispielhaften Ausführungsform dar. Ein Transistor TR101 und ein Widerstand R103 sind aufeinanderfolgend in Reihe zwischen der Steuerleitung 434 und Erde bereitgestellt. Eine Vorspannungs-Schaltung 454 stellt einen Steuer-Anschluss des Transistors TR101 mit einer Vorspannung V_b bereit, die innerhalb eines ersten Temperaturbereichs im Wesentlichen konstant ist und zusammen mit der Temperatur innerhalb eines zweiten Temperaturbereichs, der höher als der erste Temperaturbereich ist, abnimmt. Zum Beispiel stellt der Transistor TR101 einen bipolaren Transistor vom NPN-Typ dar, und seine Emitter-Spannung ist V_b-V_bc. V_bc stellt die Basis-Emitter-Spannung des Transistors TR101 dar. Wenn die Emitter-Spannung an den Widerstand R103 angelegt wird, fließt der Ersatzlast-Strom I_ERSATZLAST, der durch Gleichung 1 gegeben ist, in der Reihenschaltung des Transistors TR101 und des Widerstands R103. $I_{ERSATZLAST} = (V_{b} - V_{be}) / R 103$
Ein Element mit einer geeigneten Impedanz ist zwischen die Steuerleitung 434 und einen Kollektor des Transistors TR101 eingefügt. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind eine Diode D101 und ein Widerstand R101 eingefügt, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Die Diode D101 verhindert, dass der Ersatzlast-Strom I_ERSATZLAST umgekehrt fließt.
Die Vorspannungs-Schaltung 454 umfasst einen Thermistor TH101, der das Temperatur-Erfassungselement 452 darstellt. Der Thermistor TH101 stellt einen Thermistor mit positivem thermischem Koeffizienten (PTC) dar, und ein Widerstandswert davon gibt einen konstanten Widerstandswert in einem Raumtemperaturbereich oder in einem Temperaturbereich, der niedriger als der Raumtemperaturbereich ist, an. Der Widerstandswert wird zusammen mit der Temperatur erhöht, wenn die Temperatur eine vorbestimmte konstante Temperatur überschreitet. Der Thermistor TH101 ist in Reihe mit einem Widerstand R102 zwischen der Steuerleitung 434 und einem Steuer-Anschluss (Basis) des Transistors TR101 bereitgestellt. Der Widerstand R102 kann gemäß dem Widerstandswert des Thermistors TH101 weggelassen werden.
Eine Zenerdiode ZD101 ist eine Konstant-Spannungsdiode. Eine Diode D102 und die Zener-Diode ZD101 sind in Reihe zwischen dem Steuer-Anschluss (Basis) des Transistors TR 101 und der Erde bereitgestellt.
Die zuvor genannte Anordnung stellt eine Anordnung der Fahrzeug-Beleuchtung 300 dar. Ein Betrieb der Fahrzeug-Beleuchtung 300 wird nachfolgend beschrieben. 4 stellt eine Ansicht zum Beschreiben eines Betriebs der Ersatzlast-Schaltung 450 in 3 dar. R.T. gibt die Raum-Temperatur an. Die Vorspannung V_b ist durch Gleichung 2 innerhalb eines ersten Temperaturbereichs A gegeben, in dem eine Umgebungstemperatur T_a niedriger als ein vorbestimmter konstanter Wert T_TH ist, und ein Widerstandswert des Thermistors TH101 konstant ist. $V_{b} = V_{F} + V_{ZD}$
V_F\ gibt die Durchlass-Spannung der Diode D102 an, und V_ZD gibt die Zener-Spannung der Zenerdiode ZD101 an.
Gleichung 3 wird erhalten, indem Ausdruck 2 in Ausdruck 1 eingesetzt wird. $I_{ERSATZLAST} = (V_{F} + V_{ZD} - V_{be}) / R 103$
Ausdruck 4 wird erhalten, wenn V_F ≒ V_bc erfüllt ist. $I_{ERSATZLAST} = V_{ZD} / R 103$
Das heißt, dass innerhalb des ersten Temperaturbereichs ein konstanter Ersatzlast-Strom I_0ERSATZLAST erzeugt werden kann, der nicht von der Umgebungs-Temperatur T_a abhängt. Der konstante Ersatzlast-Strom I_0ERSATZLAST kann so eingestellt werden, dass er gleich dem niedrigsten Erregerstrom des Relais RY2 ist.
Innerhalb eines zweiten Temperaturbereichs B, in dem die Umgebungs-Temperatur T_a höher als der vorbestimmte konstante Wert T_TH ist, wird der Widerstandswert R_PTC des Thermistors TH101 gemäß einem Temperatur-Anstieg erhöht. Durch den Widerstandswert R_PTC des Thermistors TH101 wird der Basis-Strom I_b des Transistors TR101 gedrosselt, und der Ersatzlast-Strom I_ERSATZLAST wird verringert.
Der zuvor genannte Betrieb stellt einen Betrieb der Fahrzeug-Beleuchtung 300 dar. Nachfolgend wird ein Vorteil der Fahrzeug-Beleuchtung 300 beschrieben.
Gemäß der Beleuchtungs-Schaltung 400 in 2 wird sichergestellt, dass ein Strom, der höher als der Ersatzlast-Strom I_ERSATZLAST ist, in einem elektrischen leitenden Zustand in dem äußeren Relais RY2, das mit der Steuerleitung 434 verbunden ist, fließt. Daher ist es möglich, eine Beschädigung eines Kontakts des Relais RY2 zu verhindern, indem der Betrag des Ersatzlast-Stroms I_ERSATZLAST auf den Betrag eingestellt wird, der gleich oder höher als der niedrigste Erregerstrom ist.
Ein weiterer Vorteil der Beleuchtungs-Schaltung 400 in 2 wird im Vergleich mit einer vergleichbaren Technologie deutlich. In der vergleichbaren Technologie wird ein konstanter Ersatzlast-Strom, der nicht von einer Temperatur abhängt, durch eine Ersatzlast-Schaltung erzeugt. Diese vergleichbare Technologie entspricht einer Anordnung, bei der der Thermistor TH 101 in 3 weggelassen wird. Die Ersatzlast-Schaltung wirkt als eine Wärmequelle in der Beleuchtungs-Schaltung, und infolgedessen wird, wenn die Ersatzlast-Schaltung ferner Wärme in einem Zustand erzeugt, in dem die Umgebungs-Temperatur hoch ist, die Temperatur der Beleuchtungs-Schaltung weiter erhöht. Daher ist es notwendig, die Wärme-Ableitungs-Eigenschaften der Beleuchtungs-Schaltung zu verbessern. Die Bestandteile der Ersatzlast-Schaltung müssen unter Berücksichtigung eines Betriebs in einem Hochtemperaturbereich ausgewählt werden. Im Allgemeinen wird die Temperatur der Beleuchtungs-Schaltung 400 durch Eigenerwärmung der Beleuchtungs-Schaltung 400 erhöht, was den Verbrauch eines Ersatz-Stroms umfasst, während die Zeit seit dem Beginn des Leuchtens verstreicht.
Im Gegensatz dazu verringert die Ersatzlast-Schaltung 450 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform den Ersatzlast-Strom I_ERSATZLAST und die Menge an erzeugter Wärme in einem Hoch-Temperatur-Zustand. Dies wirkt in einer Richtung, in der eine Temperatur der Beleuchtungs-Schaltung 400 verringert ist. Daher ist die Beleuchtungs-Schaltung 400 selbst einfach und thermisch konzipiert, und es wird der Freiheitsgrad in Bezug auf das Auswählen von Bestandteilen der Ersatzlast-Schaltung 450 verbessert. Insbesondere in einem Fall, in dem die Ersatzlast-Schaltung 450, wie in 3 dargestellt, ausgebildet ist, können die Größen der Widerstände R101 und R103 und des Transistors TR101 verringert werden und kostengünstige Bestandteile gewählt werden.
Wenn die zweite Lichtquelle 304 eingeschaltet wird, kommt die Beleuchtungs-Schaltung 400 durch Selbsterwärmung, die durch den Verbrauch des Ersatz-Stroms unmittelbar nach dem Einschalten der zweiten Lichtquelle 304 verursacht wird, in einen Hochtemperaturzustand, und wenn die zweite Lichtquelle 304 in diesem Zustand ausgeschaltet und dann sofort eingeschaltet wird, tritt kein Defekt des Kontakts auf, da sich noch kein Oxidfilm auf dem Kontakt des Relais gebildet hat. obwohl der Durchgangsstrom des mechanischen Relais RY2 zum Zeitpunkt des erneuten Einschaltens der zweiten Lichtquelle 304 wieder niedriger ist als der niedrigste Durchgangsstrom.
Während die vorliegende Offenbarung unter Verwendung spezifischer Wörter und Phrasen basierend auf der beispielhaften Ausführungsform beschrieben wurde, beschreibt die beispielhafte Ausführungsform nur das Prinzip und die Anwendung der vorliegenden Offenbarung, und viele modifizierte Beispiele und Änderungen in der Anordnung können aus dem Beispiel konzipiert werden ohne vom Wesen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, der in den Ansprüchen definiert ist.
(Modifiziertes Beispiel 1)
5 stellt ein Blockdiagramm einer Fahrzeug-Beleuchtung 300A dar, die eine Beleuchtungs-Schaltung 400A gemäß dem modifizierten Beispiel 1 umfasst. Eine erste Konstant-Stromquelle 460 und eine erste Lichtquelle 302 sind in Reihe geschaltet, und eine zweite Konstant-Stromquelle 462 und eine zweite Lichtquelle 304 sind in Reihe geschaltet. Eine Ansteuer-Schaltung 414A gibt eine konstante Spannung aus und liefert eine gemeinsame Betriebsspannung V_AUS an die erste Lichtquelle 302 und die zweite Lichtquelle 304, die auf zwei parallelen Pfaden bereitgestellt sind. Eine Steuerleitung 434 ist mit der zweiten Konstant-Stromquelle 462 verbunden, und die zweite Konstant-Stromquelle 462 wird so gesteuert, dass sie durch ein Beleuchtungs-Steuersignal V_HI ein- und ausgeschaltet wird. Auch in diesem modifizierten Beispiel ist es möglich, einen Effekt ähnlich dem Effekt der beispielhaften Ausführungsform zu erhalten.
(Modifiziertes Beispiel 2)
Ein Feldeffekttransistor (FET) kann anstelle des Bipolartransistors als Transistor TR101 verwendet werden, und in diesem Fall kann die Basis als ein Gate gelesen werden, der Emitter kann als Source gelesen werden, und der Kollektor kann als Drain gelesen werden. Ferner kann in diesem Fall die Diode D102 weggelassen werden, und stattdessen kann der FET, der das Gate und den Drain verbindet, eingefügt werden. Daher ist es möglich, eine Beeinflussung durch eine Temperatur an der Gate-Quellen-Spannung des Transistors TR101 des FET aufzuheben.
(Modifiziertes Beispiel 3)
Die Anordnung der Ersatzlast-Schaltung 450 ist nicht auf die Anordnung in 3 beschränkt. Ein Fachmann kann eine Stromquelle konzipieren, die in der Lage ist, den Strom I_ERSATZLAST mit Temperaturabhängigkeit zu erzeugen, wie in 4 dargestellt, unter Verwendung eines PTC-Thermistors, eines NTC-Thermistors, eines Thermo-Elements und dergleichen.
(Modifiziertes Beispiel 4)
Die Lichtquellen 302 und 304 sind nicht auf die LED beschränkt, und eine LD oder eine organische Elektrolumineszenz (EL) kann verwendet werden. Außerdem ist die Ansteuer-Schaltung 414 nicht auf den Schaltwandler beschränkt, und die Ansteuer-Schaltung 414 kann mit einem linearen Regler oder anderen Schaltungen ausgebildet sein.
(Modifiziertes Beispiel 5)
In der beispielhaften Ausführungsform wurde die Kombination von Fernlicht und Abblendlicht beschrieben, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt und kann angewendet werden auf (i) eine Kombination eines Haupt-Abblendlichts und einem zusätzlichen Abblendlicht (ii) eine Kombination aus einer Abstands-Leuchte und einer Nebel-Leuchte und (iii) eine Kombination aus einer Blink-Leuchte (turn-lamp) und Tagfahr-Leuchten (DRL).
(Modifiziertes Beispiel 6)
In der beispielhaften Ausführungsform sind die zwei Lichtquellen 302 und 304 in Reihe geschaltet, aber drei oder mehr Lichtquellen können in Reihe geschaltet sein. Im Gegensatz dazu sind die mehreren Lichtquellen nicht wesentlich, und die vorliegende Technologie kann auch auf eine Beleuchtungs-Schaltung angewendet werden, die eine einzige Lichtquelle betreibt. Zum Beispiel ist eine Anordnung, in der die erste Lichtquelle 302 in 2 weggelassen wird, zulässig, und eine Anordnung, in der die erste Lichtquelle 302 und die erste Konstant-Stromquelle 460 in 5 weggelassen werden, zulässig.
Das heißt, die vorliegende Offenbarung kann in weitem Umfang auf eine Anordnung angewendet werden, bei der das Beleuchtungs-Steuersignal über das mechanische Relais eingegeben wird. Das mechanische Relais ist nicht auf einer Stromleitung angeordnet, in der ein hoher Strom fließt, sondern ist auf einer Stromleitung angeordnet, in der ein kleiner Strom (einige mA oder weniger) fließt.
Aus dem Vorangehenden wird ersichtlich, dass verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hierin zu Veranschaulichungszwecken beschrieben worden sind und dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang und Wesen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sollen die verschiedenen hier offenbarten Ausführungsformen nicht beschränkend sein, wobei der wahre Umfang und Wesen durch die folgenden Ansprüche angegeben wird.

Claims

Beleuchtungs-Schaltung, die eine Lichtquelle (302; 304) betreibt, die Beleuchtungs-Schaltung umfassend: eine Ansteuer-Schaltung (410), die ausgebildet ist um der Lichtquelle (302; 304) einen Betriebsstrom zuzuführen; und eine Ersatzlast-Schaltung (450), die mit einer Steuerleitung (434) verbunden ist, in die ein Beleuchtungs-Steuersignal eingegeben wird, das die Lichtquelle (302; 304) an- und ausschaltet, und die so ausgebildet ist, dass sie einen Ersatzlast-Strom ableitet, der mit steigender Temperatur abnimmt.
Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein Bypass-Schalter (430), der parallel zur Lichtquelle (302; 304) bereitgestellt ist, wobei das Beleuchtungs-Steuersignal ein Signal darstellt, das den Bypass-Schalter (430) steuert.
Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Konstant-Stromquelle (460; 462), die in Reihe mit der Lichtquelle (302; 304) bereitgestellt ist, wobei das Beleuchtungs-Steuersignal ein Signal darstellt, dass die Konstant-Stromquelle (460; 462) steuert.
Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Ersatzlast-Schaltung (450) umfasst: ein Transistor (TR101) und ein Widerstand (R103), die aufeinanderfolgend in Reihe zwischen der Steuerleitung (434) und der Erde bereitgestellt sind; und eine Vorspannungs-Schaltung (454), die ausgebildet ist, um eine Vorspannung an einen Steuer-Anschluss des Transistors (TR101) anzulegen, wobei die Vorspannung innerhalb eines ersten Temperaturbereichs im Wesentlichen konstant ist und zusammen mit einer Temperatur innerhalb eines zweiten Temperaturbereichs, der höher als der erste Temperaturbereich ist, abnimmt.
Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 2, wobei die Ersatzlast-Schaltung (450) umfasst: ein Transistor (TR101) und ein Widerstand (R103), die aufeinanderfolgend in Reihe zwischen der Steuerleitung (434) und der Erde bereitgestellt sind; und eine Vorspannungs-Schaltung (454), die ausgebildet ist, um eine Vorspannung an einen Steuer-Anschluss des Transistors (TR101) anzulegen, wobei die Vorspannung innerhalb eines ersten Temperaturbereichs im Wesentlichen konstant ist und zusammen mit einer Temperatur innerhalb eines zweiten Temperaturbereichs, der höher als der erste Temperaturbereich ist, abnimmt.
Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 3, wobei die Ersatzlast-Schaltung (450) umfasst: ein Transistor (TR101) und ein Widerstand (R103), die aufeinanderfolgend in Reihe zwischen der Steuerleitung (434) und der Erde bereitgestellt sind; und eine Vorspannungs-Schaltung (454), die ausgebildet ist, um eine Vorspannung an einen Steuer-Anschluss des Transistors (TR101) anzulegen, wobei die Vorspannung innerhalb eines ersten Temperaturbereichs im Wesentlichen konstant ist und zusammen mit einer Temperatur innerhalb eines zweiten Temperaturbereichs, der höher als der erste Temperaturbereich ist, abnimmt.
Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Vorspannungs-Schaltung (454) umfasst: ein Thermistor (TH101), der eine positive Temperatur-Kennlinie aufweist und zwischen der Steuerleitung (434) und dem Steuer-Anschluss des Transistors (TR101) bereitgestellt ist, und eine Zener-Diode (ZD101), die zwischen dem Steuer-Anschluss des Transistors (TR101) und der Erde bereitgestellt ist.
Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 7, wobei der Transistor (TR101) ein Bipolartransistor darstellt, und die Vorspannungs-Schaltung (454) weiterhin eine Diode (D102) aufweist, die in Reihe mit der Zenerdiode (ZD101) zwischen dem Steuer-Anschluss des Transistors (TR101) und der Erde bereitgestellt ist.
Fahrzeug-Beleuchtung, umfassend: eine erste Lichtquelle (302) und eine zweite Lichtquelle (304), die in Reihe geschaltet sind; und die Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 1, die ausgebildet ist, um die erste Lichtquelle (302) und die zweite Lichtquelle (304) zu betreiben.
Fahrzeug-Beleuchtung, umfassend: eine erste Lichtquelle (302) und eine zweite Lichtquelle (304), die in Reihe geschaltet sind; und die Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 2, die ausgebildet ist, um die erste Lichtquelle (302) und die zweite Lichtquelle (304) zu betreiben.
Fahrzeug-Beleuchtung, umfassend: eine erste Lichtquelle (302) und eine zweite Lichtquelle (304), die in Reihe geschaltet sind; und die Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 3, die ausgebildet ist, um die erste Lichtquelle (302) und die zweite Lichtquelle (304) zu betreiben.
Fahrzeug-Beleuchtung, umfassend: eine erste Lichtquelle (302) und eine zweite Lichtquelle (304), die in Reihe geschaltet sind; und die Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 4, die ausgebildet ist, um die erste Lichtquelle (302) und die zweite Lichtquelle (304) zu betreiben.
Fahrzeug-Beleuchtung, umfassend: eine erste Lichtquelle (302) und eine zweite Lichtquelle (304), die in Reihe geschaltet sind; und die Beleuchtung-Schaltung nach Anspruch 5, die ausgebildet ist um die erste Lichtquelle (302) und die zweite Lichtquelle (304) zu betreiben.
Fahrzeug-Beleuchtung, umfassend: eine erste Lichtquelle (302) und eine zweite Lichtquelle (304), die in Reihe geschaltet sind; und die Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 6, die ausgebildet ist um die erste Lichtquelle (302) und die zweite Lichtquelle (304) zu betreiben.
Fahrzeug-Beleuchtung, umfassend: eine erste Lichtquelle (302) und eine zweite Lichtquelle (304), die in Reihe geschaltet sind; und die Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 7, die ausgebildet ist um die erste Lichtquelle (302) und die zweite Lichtquelle (304) zu betreiben.
Fahrzeug-Beleuchtung, umfassend: eine erste Lichtquelle (302) und eine zweite Lichtquelle (304), die in Reihe geschaltet sind; und die Beleuchtungs-Schaltung nach Anspruch 8, die ausgebildet ist um die erste Lichtquelle (302) und die zweite Lichtquelle zu (304) betreiben.