DE102022100921A1 - Method for controlling lighting devices in a motor vehicle, control unit for a lighting device in a motor vehicle, lighting device for a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents

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Mathias Kuebler
Manuel Schlienz
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung von Beleuchtungseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs, wobei wenigstens eine, vorzugsweise jede Beleuchtungseinrichtung wenigstens ein Leuchtmittel aufweist und wobei wenigstens eine, vorzugsweise jede Beleuchtungseinrichtung und/oder jedes Leuchtmittel von wenigstens einem Steuergerät angesteuert wird, wobei wenigstens ein Bussystem, insbesondere CAN-Bus, für die Kommunikation der Komponenten im Fahrzeug verwendet wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Leuchtmittel vom Steuergerät über das wenigstens eine Bussystem angesteuert wird. Des Weiteren werden ein Steuergerät für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug beschrieben.The invention relates to a method for controlling lighting devices of a motor vehicle, wherein at least one, preferably each lighting device has at least one light source and wherein at least one, preferably each lighting device and/or each light source is controlled by at least one control unit, wherein at least one bus system, in particular CAN bus, is used for the communication of the components in the vehicle. The method is characterized in that the at least one light source is controlled by the control unit via the at least one bus system. Furthermore, a control unit for a lighting device of a motor vehicle, a lighting device for a motor vehicle and a motor vehicle are described.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung von Beleuchtungseinrichtungen im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Außerdem betrifft die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Schließlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.The invention relates to a method for controlling lighting devices in the vehicle electrical system of a motor vehicle according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a control unit for a lighting device of a motor vehicle according to the preamble of claim 6. The invention also relates to a lighting device for a motor vehicle according to the The preamble of claim 9. Finally, the invention relates to a motor vehicle according to the preamble of claim 14.

Die Steuerung von Lichtfunktionen im Innenraum und/oder Außenraum von Kraftfahrzeugen, wie insbesondere Personenkraftwagen, erlangt zunehmendes Interesse. Unter Lichtfunktionen sind zum einen die für den Fahrbetrieb erforderlichen Fahrzeugbeleuchtungen zu verstehen, wie insbesondere Scheinwerfer und Signalleuchten, beispielsweise Blinker, Bremslichter und ähnliches. Zum anderen sind aber vor allem im Innenraum immer mehr Lichtfunktionen verbaut, die beispielsweise die Raumausleuchtung sicherstellen, Stimmungen erzeugen sowie Signal- und Lenkungswirkungen für die Aufmerksamkeit des Fahrers erreichen sollen.The control of light functions in the interior and/or exterior of motor vehicles, such as in particular passenger cars, is gaining increasing interest. Light functions are to be understood on the one hand as the vehicle lighting required for driving, such as in particular headlights and signal lights, for example indicators, brake lights and the like. On the other hand, more and more lighting functions are being installed, especially in the interior, which, for example, ensure room illumination, create moods and signal and direct the driver's attention.

Zur Bereitstellung der Lichtfunktionen werden Beleuchtungseinrichtungen im und am Fahrzeug eingesetzt.

  • - Zur Lichterzeugung dienen dabei zum einen die eigentlichen Leuchtmittel, also die lichterzeugenden Bauteile oder Elemente. Als Leuchtmittel kommen heute zumeist Leuchtdioden (LED) in Betracht. Es lassen sich grundsätzlich aber natürlich auch andere geeignete Arten an Lichtquellen, wie beispielsweise Glühlampen, Glimmlampen, Gasentladungslampen etc. verwenden.
  • - Zum anderen sind in zunehmendem Maße geeignete Steuerungsmöglichkeiten für die Leuchtmittel erforderlich. Während sich klassische Glühlampen mit einer einfachen Stromversorgung aus dem Bordnetz betreiben lassen, müssen LEDs als Leuchtmittel üblicherweise mit Vorschaltgeräten oder Treibern verwendet werden. Diese stellen die jeweils erforderliche Stromversorgung bereit. Auch können sie aber darüber hinaus auch noch weitere Funktionen umsetzen, wie beispielsweise Einstellungen der Helligkeit oder Farbe.
Lighting devices are used in and on the vehicle to provide the light functions.
  • On the one hand, the actual illuminants, i.e. the light-generating components or elements, are used to generate light. Light-emitting diodes (LEDs) are usually considered today as illuminants. In principle, however, other suitable types of light sources, such as incandescent lamps, neon lamps, gas discharge lamps, etc., can of course also be used.
  • - On the other hand, suitable control options for the lamps are increasingly required. While classic light bulbs can be operated with a simple power supply from the vehicle electrical system, LEDs usually have to be used as light sources with ballasts or drivers. These provide the power supply required in each case. They can also implement other functions, such as brightness or color settings.

Im Zuge des sukzessiven Austauschs von Glühlampen im Fahrzeug werden Leuchtmittel, insbesondere LED, mit zugehörigen Treibern als Baugruppe statt der einzelnen Glühlampen verbaut. Um eine gezielte Ansteuerung der in die Leuchte integrierten Treiber zu erreichen, sind zusätzliche Kommunikationswege in Form dedizierter Leitungen im Fahrzeug für jede einzelne Lichtfunktionen erforderlich. Es werden zwar auch einzelne Steuergeräte für den standardisierten fahrzeuginterne Bussysteme, wie den CAN-Bus, verwendet, die auch Treiber für die einzelnen Leuchtmittel integriert haben können. Diese Steuergeräte typischerweise für mehrere Leuchtmittel müssen dann aber über zusätzliche dedizierte Leitungen mit den einzelnen Leuchtmitteln verbunden werden, um diese ansteuern zu können.In the course of the gradual replacement of light bulbs in the vehicle, light sources, in particular LEDs, are installed with associated drivers as an assembly instead of the individual light bulbs. In order to achieve targeted control of the drivers integrated in the light, additional communication paths in the form of dedicated lines in the vehicle are required for each individual light function. It is true that individual control devices for the standardized vehicle-internal bus systems, such as the CAN bus, are also used, which can also have integrated drivers for the individual light sources. However, these control units, typically for several lamps, must then be connected to the individual lamps via additional dedicated lines in order to be able to control them.

Nachteilig ist der erhebliche Aufwand bei Verkabelung und Ansteuerung der einzelnen Leuchtmittel. Die fehlenden Standards im Bereich der Fahrzeugbeleuchtung sind ebenfalls hinderlich. Zusätzliche Systeme und individuelle Ansteuerungen führen zu erheblichem Zusatzaufwand und zusätzlichen Kosten bei Bau und Betrieb von Kraftfahrzeugen.A disadvantage is the considerable effort involved in wiring and controlling the individual lamps. The lack of standards in the field of vehicle lighting are also a hindrance. Additional systems and individual controls lead to considerable additional effort and additional costs in the construction and operation of motor vehicles.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen. Demnach soll insbesondere erreicht werden, dass Beleuchtungseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs auf einfache und kostengünstige Weise verbaut, betrieben und ausgetauscht werden können.The object on which the invention is based is to eliminate these disadvantages. Accordingly, it should be achieved in particular that lighting devices of a motor vehicle can be installed, operated and replaced in a simple and cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Verfahren dient zur Ansteuerung von Beleuchtungseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs. Die wenigstens eine, vorzugsweise jede Beleuchtungseinrichtung weist wenigstens ein Leuchtmittel auf. Die wenigstens eine, vorzugsweise jede Beleuchtungseinrichtung und/oder das wenigstens eine, vorzugsweise jedes Leuchtmittel werden/wird von wenigstens einem Steuergerät angesteuert. Es ist vorzugsweise wenigstens eine Bussystem vorgesehen, insbesondere ein Fahrzeugbus, bevorzugt CAN-Bus. Das Bussystem dient insbesondere für die Kommunikation von Komponenten des Fahrzeugs miteinander, wie beispielsweise einer zentralen Steuerung mit den Beleuchtungseinrichtungen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine Leuchtmittel vom Steuergerät über das wenigstens eine Bussystem angesteuert wird. Damit kann zusätzliche Anschlusstechnik vermieden werden. Die Technik von Bussystemen im Fahrzeug, wie des Fahrzeugbusses, insbesondere CAN-Buses, ist für die meisten Bereiche der Bordelektronik bereits herstellerübergreifend standardisiert. Eine Busanbindung des wenigstens einen Leuchtmittels reduziert den zusätzlichen Verkabelungsaufwand zum Leuchtmittel mit separaten Stromleitungen.This object is achieved by a method having the features of claim 1. The method is used to control lighting devices in a motor vehicle. The at least one, preferably each, lighting device has at least one light source. The at least one, preferably each, lighting device and/or the at least one, preferably each, lighting means are/is controlled by at least one control unit. At least one bus system is preferably provided, in particular a vehicle bus, preferably a CAN bus. The bus system is used in particular for the communication between components of the vehicle, such as a central controller with the lighting devices. The method is characterized in that the at least one light source is controlled by the control unit via the at least one bus system. This means that additional connection technology can be avoided. The technology of bus systems in the vehicle, such as the vehicle bus, in particular CAN buses, is already standardized across manufacturers for most areas of on-board electronics. A bus connection of the at least one light source reduces the additional wiring effort for the light source with separate power lines.

Bevorzugt wird das wenigstens eine Leuchtmittel der Beleuchtungseinrichtung von einem insbesondere integrierten Treiber betrieben. Dabei wird der Treiber vorzugsweise durch ein Steuergerät angesteuert. Diese Kombination der Bauteile vereinfacht Integration und Betrieb. Das Steuergerät kann dazu in die Beleuchtungseinrichtung integriert oder auch an anderer Stelle im Fahrzeug verbaut sein. Die Kommunikation zwischen Steuergerät und Leuchtmittel beziehungsweise dessen Treiber erfolgt vorzugsweise direkt über das Bussystem. Der Treiber weist vorzugsweise eine Busanbindung auf. Der Treiber ist insbesondere in das Leuchtmittel integriert. Es lassen sich insbesondere auch Gruppen von Leuchtmitteln mit einem gemeinsamen Treiber versorgen.The at least one light source of the lighting device is preferably operated by a driver, in particular an integrated driver. In this case, the driver is preferably controlled by a control unit. This combination of components simplifies integration and operation. The controller can to be integrated into the lighting device or installed elsewhere in the vehicle. The communication between the control device and the light source or its driver preferably takes place directly via the bus system. The driver preferably has a bus connection. In particular, the driver is integrated into the illuminant. In particular, groups of light sources can also be supplied with a common driver.

Die Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise aus wenigstens einem Leuchtmittel, wie insbesondere einer LED, wenigstens einem Leuchtmittel-Treiber beziehungsweise LED-Treiber und wenigstens einem Steuergerät mit Schnittstelle zum Bussystem, wie bevorzugt dem Fahrzeugbus, gebildet. Die Beleuchtungseinrichtung wird dabei insbesondere über den Fahrzeugbus gesteuert. Damit entfallen zusätzliche Ansteuerungsverfahren beziehungsweise Verkabelung.The lighting device is preferably formed from at least one light source, such as in particular an LED, at least one light source driver or LED driver and at least one control unit with an interface to the bus system, such as preferably the vehicle bus. The lighting device is controlled in particular via the vehicle bus. This eliminates the need for additional control methods or cabling.

Die Beleuchtungseinrichtung kann bevorzugt über das Bussystem, wie insbesondere den Fahrzeugbus, mit elektrischer Energie versorgt werden. Insbesondere wird das wenigstens eine Leuchtmittel auf diese Weise versorgt. Fahrzeugbusse, wie insbesondere der CAN-Bus, bieten die Möglichkeit, angeschlossene Geräte neben der Datenversorgung auch mit elektrischer Energie zu versorgen. Damit kann Zusatzaufwand für die Stromversorgung vermieden werden. Aber auch eine separate Stromversorgung ist alternativ oder zusätzlich denkbar. Eine ausreichende Stromversorgung ist im Fahrzeug typischerweise in nahezu allen Bereichen sichergestellt. Daher kann auch auf diese zurückgegriffen werden, insbesondere unabhängig von der Steuerung über den Fahrzeugbus.The lighting device can preferably be supplied with electrical energy via the bus system, such as in particular the vehicle bus. In particular, the at least one light source is supplied in this way. Vehicle buses, such as the CAN bus in particular, offer the possibility of supplying connected devices with electrical energy in addition to data supply. This avoids additional expense for the power supply. However, a separate power supply is also conceivable as an alternative or in addition. Adequate power supply is typically ensured in almost all areas of the vehicle. It is therefore also possible to access these, in particular independently of the control via the vehicle bus.

Das wenigstens eine Leuchtmittel wird bevorzugt mittels eines standardisierten Protokolls über das wenigstens eine Bussystem, wie vorzugsweise den Fahrzeugbus, angesteuert. Durch Standardisierung werden der Austausch und die Kompatibilität von Komponenten, aber auch die Betriebssicherheit erhöht.The at least one light source is preferably controlled using a standardized protocol via the at least one bus system, such as preferably the vehicle bus. Standardization increases the exchange and compatibility of components, but also operational reliability.

Die eingangs geschilderte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Steuergerät für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Das Steuergerät ist mit einer Ankopplung an wenigstens ein Bussystem des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise den Fahrzeugbus, insbesondere CAN-Bus, zum Datenaustausch mit dem Bordnetz, sowie mit einer Verbindung mit wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung, ausgestattet. Das Steuergerät zeichnet sich dadurch aus, dass Steuerungsdaten für das wenigstens eine und/oder jedes der Leuchtmittel der Beleuchtungseinrichtung über das wenigstens eine Bussystem übertragbar sind. Damit wird eine vereinfachte Ansteuerung und/oder ein vereinfachter Anschluss der wenigstens einen Beleuchtungseinrichtung beziehungsweise des wenigstens einen Leuchtmittels erreicht.The object described at the beginning is also achieved by a control unit for a lighting device of a motor vehicle, with the features of claim 6. The control unit is coupled to at least one bus system of the motor vehicle, preferably the vehicle bus, in particular CAN bus, for data exchange with the vehicle electrical system , and equipped with a connection to at least one lighting device. The control device is characterized in that control data for the at least one and/or each of the light sources of the lighting device can be transmitted via the at least one bus system. This achieves a simplified control and/or a simplified connection of the at least one lighting device or the at least one light source.

Bevorzugt ist mit dem Steuergerät wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung gekoppelt beziehungsweise verbunden. Dies erfolgt vorzugsweise derart, dass eine Steuerung des wenigstens einen Leuchtmittels der Beleuchtungseinrichtung über das wenigstens eine Bussystem erfolgen kann. Die Kopplung kann mittels Leitungen und/oder durch Integration der Komponenten in eine Baugruppe erreicht werden.At least one lighting device is preferably coupled or connected to the control unit. This is preferably done in such a way that the at least one light source of the lighting device can be controlled via the at least one bus system. The coupling can be achieved by means of lines and/or by integrating the components into an assembly.

Bevorzugt ist ein Treiber zur Ansteuerung des wenigstens eines Leuchtmittels, vorzugsweise wenigstens einer LED, vorgesehen. Der Treiber ist zur Steuerung an das wenigstens eine Bussystem ankoppelbar. Die Stromversorgung des Treibers erfolgt vorzugsweise über den Fahrzeugbus und/oder unabhängig vom Bussystem. Dies ermöglicht eine zentralisierte Steuerung und/oder einen einfachen Anschluss.A driver for controlling the at least one light source, preferably at least one LED, is preferably provided. The driver can be coupled to the at least one bus system for control purposes. The driver is preferably supplied with power via the vehicle bus and/or independently of the bus system. This allows for centralized control and/or easy connectivity.

Die oben beschriebene Aufgabe wird auch gelöst durch eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Die Beleuchtungseinrichtung ist insbesondere zur Beleuchtung des Innen- und/oder Außenraums des Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorgesehen. Dabei ist insbesondere ein Steuergerät nach obigen Ausführungen vorgesehen. Das Steuergerät zeichnet sich dadurch aus, dass eine Steuerung des Leuchtmittels über das wenigstens eine Bussystem vorgesehen ist. Damit wird eine vereinfachte Einbindung in die Fahrzeugelektronik erreicht.The object described above is also achieved by a lighting device for a motor vehicle having the features of claim 9. The lighting device is provided in particular for illuminating the interior and/or exterior of the motor vehicle with at least one light source. In this case, in particular, a control unit according to the above statements is provided. The control device is characterized in that the lighting means is controlled via the at least one bus system. This achieves simplified integration into the vehicle electronics.

Vorzugsweise ist wenigstens eine LED als Leuchtmittel vorgesehen. LED sind als sparsame und flexibel einsetzbare Leuchtmittel bekannt.At least one LED is preferably provided as the light source. LEDs are known as economical and flexible light sources.

Insbesondere ist wenigstens ein Treiber zur Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtmittels vorgesehen. Der Treiber ist vorzugsweise zur Versorgung mit elektrischer Energie mit wenigstens einen Bussystem, insbesondere dem Fahrzeugbus, verbunden. Eine Anbindung zur Stromversorgung kann auch über die übliche verteilte Stromversorgung im Fahrzeug erfolgen. Die spart in jedem Fall zusätzliche Maßnahmen für die Stromversorgung ein.In particular, at least one driver is provided for controlling the at least one light source. The driver is preferably connected to at least one bus system, in particular the vehicle bus, in order to be supplied with electrical energy. A connection to the power supply can also be made via the usual distributed power supply in the vehicle. In any case, this saves additional measures for the power supply.

Der wenigstens einen, vorzugsweise jeder Beleuchtungseinrichtung sind/ist insbesondere ein separates Steuergerät zugeordnet. Vorzugsweise ist dem wenigstens einen Leuchtmittel und/oder einer Gruppe von Leuchtmitteln ein separater Treiber zugeordnet. Damit kann jede Beleuchtungseinrichtung individuell angesteuert werden.In particular, a separate control device is/are assigned to the at least one, preferably each, lighting device. A separate driver is preferably assigned to the at least one light source and/or a group of light sources. This means that each lighting device can be controlled individually.

Das Steuergerät und/oder der Treiber und/oder das Leuchtmittel sind vorzugsweise als eine Baugruppe ausgebildet. Dabei wird vorzugsweise ein Anschluss an das wenigstens eine Bussystem vorgesehen. Dies dient insbesondere auch zur Kommunikation der Komponenten der Baugruppe untereinander. Eine Versorgung mit Steuerungsdaten sowie elektrische Energie wird sichergestellt. Ein sinnvolles Zusammenwirken und Integrieren reduziert Aufwand und Kosten.The control unit and/or the driver and/or the lighting means are preferably designed as an assembly. In this case, a connection to the at least one bus system is preferably provided. This also serves in particular for communication between the components of the assembly. A supply of control data and electrical energy is ensured. A meaningful interaction and integration reduces effort and costs.

Die oben beschriebene Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einem Bussystem, wie insbesondere einem Fahrzeugbus, insbesondere CAN-Bus, mit den Merkmalen des Anspruch 14. Das Kraftfahrzeug weist vorzugsweise wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13 auf. Die wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung und/oder das wenigstens eine Leuchtmittel wird über das wenigstens eine Bussystem angesteuert. Das Kraftfahrzeug implementiert damit ebenfalls die oben beschriebenen Vorteile.The object described above is also achieved by a motor vehicle with a bus system, such as in particular a vehicle bus, in particular CAN bus, with the features of claim 14. The motor vehicle preferably has at least one lighting device according to one of claims 10 to 13. The at least one lighting device and/or the at least one light source is controlled via the at least one bus system. The motor vehicle thus also implements the advantages described above.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben.A preferred embodiment of the invention is described in more detail below.

Die Anzahl der Leuchtmittel in Fahrzeugen hat aufgrund des Wechsels weg von der klassischen Glühlampe hin zur Leuchtdiode (LED) deutlich zugenommen. Zwar ist der Stromverbrauch von LED geringer als beispielsweise der von Glühlampen. Dafür ist aber in der Regel eine Ansteuerung der Leuchtdioden mittels eines Treibers erforderlich, um geeignete Lichtsteuerungen zu ermöglichen.The number of light sources in vehicles has increased significantly due to the move away from the classic incandescent lamp to the light-emitting diode (LED). It is true that the power consumption of LEDs is lower than that of incandescent lamps, for example. However, this generally requires activation of the light-emitting diodes by means of a driver in order to enable suitable light controls.

Zwischen Treiber und Leuchtmittel werden dazu im Stand der Technik in der Regel Kabelverbindungen zur direkten Stromversorgung des Leuchtmittels mit dem geeigneten Strom- und Spannungswerten erforderlich. Die Stromversorgung wird dem Bordnetz des Fahrzeugs entnommen und durch den Treiber entsprechend umgesetzt. Ein Steuergerät dient zur Ansteuerung des Treibers.In the prior art, cable connections for the direct power supply of the lamp with the appropriate current and voltage values are generally required between the driver and the lamp. The power supply is taken from the vehicle's on-board network and implemented accordingly by the driver. A control unit is used to control the driver.

Die Ansteuerung und Versorgung der Leuchtmittel in einem Kraftfahrzeug erfolgt nun aber durch eine Busanbindung der Treiber der Leuchtmittel. Dazu wird die Verwendung einer Standardverkabelung wie für alle bustauglichen Komponenten des Fahrzeugs auch für Leuchtmittel möglich.The lighting means in a motor vehicle are now controlled and supplied by means of a bus connection for the drivers of the lighting means. In addition, the use of standard wiring is also possible for lamps, as is the case for all bus-compatible components of the vehicle.

Die Ansteuerung der Leuchtmittel erfolgt damit direkt durch einen idealerweise im Leuchtmittel integrierten busfähigen Treiber. Insbesondere im Falle von Baugruppen als Beleuchtungseinrichtungen, wie beispielsweise einem kompletten Vorder- oder Rücklicht, also mit mehreren Leuchtmitteln, kann auch ein gemeinsamer Treiber für mehrere Leuchtmittel vorgesehen sein.The lighting is controlled directly by a bus-capable driver that is ideally integrated in the lighting. In particular in the case of assemblies as lighting devices, such as a complete front or rear light, that is to say with a number of light sources, a common driver can also be provided for a number of light sources.

Indem Leuchtmittel oder Gruppen von Leuchtmitteln eigene Busanbindungen aufweisen, lassen sie sich in das Fahrzeugnetz leichter integrieren. Steuerungsaufgaben lassen sich außerdem zentralisieren, da die Bussysteme in der Regel fahrzeugweit verfügbar sind.Because lamps or groups of lamps have their own bus connections, they can be more easily integrated into the vehicle network. Control tasks can also be centralized since the bus systems are generally available throughout the vehicle.

Die Treiber müssen dann insbesondere lediglich die Informationen zum Betrieb der Leuchtmittel aufweisen. Die Steuerung und Einbindung in das Lichtkonzept des Gesamtfahrzeugs kann dabei durch geeignete Steuergeräte erfolgen.In particular, the drivers then only have to have the information on the operation of the lighting means. The control and integration into the lighting concept of the entire vehicle can be carried out by suitable control devices.

Es lassen sich auch zusätzliche Funktionen und Sicherheitskonzepte implementieren.Additional functions and security concepts can also be implemented.

Plausibilitätsprüfungen können im Treiber erfolgen. Beispielsweise lassen sich bei zu großen Abweichungen zwischen Folgewerten Rückfragen oder Sicherheitsschaltungen einsetzen.Plausibility checks can be carried out in the driver. For example, queries or safety circuits can be used if the deviations between subsequent values are too large.

Auch ein für die Benutzer angenehmen beziehungsweise materialschonenden Betrieb ist implementierbar. So lassen sich Signalglättungen oder Interpolationen für Zwischenwerte oder bei Sprüngen in Wertebereichen umsetzen. Zeitliche Abstände für Sollhelligkeiten sind ebenfalls programmierbar.An operation that is pleasant for the user or that is gentle on the material can also be implemented. In this way, signal smoothing or interpolation can be implemented for intermediate values or for jumps in value ranges. Time intervals for target brightness are also programmable.

Des Weiteren können auch Anpassungen der Ansteuerung durch den Treiber in Bezug auf unterschiedliche Helligkeitswahrnehmung und deren Unterschiede implementiert werden. Beispielsweise ist die Wahrnehmung von Unterschieden bei kleinen Helligkeiten verstärkt. Auch Farbwertanpassungen beziehungsweise Gamma-Korrekturen sind einfach umsetzbar. Furthermore, adjustments to the control by the driver in relation to different perceptions of brightness and their differences can also be implemented. For example, the perception of differences at low levels of brightness is increased. Color value adjustments or gamma corrections are also easy to implement.

So lassen sich die Abstufungen in diesem Bereich anpassen. Dies kann auf einfache Weise leuchtmittelabhängig erfolgen, da der Treiber die nötige Intelligenz mitbringt.In this way, the gradations in this area can be adjusted. This can be done easily depending on the lamp, since the driver has the necessary intelligence.

In diesem Zusammenhang können auch festgelegte Wertebereiche vordefiniert werden. Wenn beispielsweise Werte einen definierten Bereich verlassen, lassen sich Fehlerzustände oder auch Prüfungen anstoßen. Derartige Werte können Spannungswerte oder Stromwerte sein. Auch Temperaturen und Alterungszustände lassen sich ermitteln und können in die Prüfung beziehungsweise Steuerung einbezogen werden.Fixed value ranges can also be predefined in this context. For example, if values leave a defined range, error states or tests can be triggered. Such values can be voltage values or current values. Temperatures and aging states can also be determined and included in the test or control.

Auch eine Verwendung von Prüfsummen ist möglich. Bei fehlerhaften Prüfergebnissen können Werte verworfen oder neu angefordert werden.It is also possible to use checksums. If the test results are incorrect, values can be discarded or re-requested.

Es wird im Folgenden auch eine standardisierte Schnittstelle für Ansteuerung der Lichttreiber in der Leuchte über den Fahrzeugbus vorgeschlagen. Dabei werden insbesondere einige wichtige Aspekte des vorgeschlagenen Protokolls diskutiert.A standardized interface for controlling the light drivers in the lamp via the vehicle bus is also proposed below gen. In particular, some important aspects of the proposed protocol are discussed.

Die Steuerung der Beleuchtungseinrichtungen erfolgt über den Fahrzeugbus. Als Standard ist hier herstellerübergreifend der sogenannte CAN-Bus etabliert. Als Protokoll zur Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtungen wird insbesondere CAN-FD genutzt. Es werden dabei vorzugsweise Alive Counter und CRC-Prüfungen verwendet.The lighting devices are controlled via the vehicle bus. The so-called CAN bus has been established as the standard for all manufacturers. CAN-FD in particular is used as the protocol for controlling the lighting devices. Alive counters and CRC checks are preferably used in this case.

Mit Hilfe von Broadcast-Frames lassen sich insbesondere Helligkeitswerte einstellen und verschicken. Die Helligkeitswerte können dabei vorzugsweise mit unterschiedlicher Bitbreite vorliegen, insbesondere umschaltbar zwischen 8 Bit Format und 16 Bit Format. Damit lassen sich je nach Anwendung unterschiedliche viele verschiedene Helligkeitswerte einstellen.Brightness values in particular can be set and sent with the help of broadcast frames. In this case, the brightness values can preferably be present with different bit widths, in particular switchable between 8-bit format and 16-bit format. Depending on the application, many different brightness values can be set.

Die Adresse der Lichttreiber ist vorzugsweise aus der CAN-ID und dem Byte Offset im Frame zusammengesetzt. Auf diese Weise lassen sich die einzelnen Lichttreiber über den Fahrzeugbus eindeutig adressieren.The address of the light driver is preferably made up of the CAN ID and the byte offset in the frame. In this way, the individual light drivers can be uniquely addressed via the vehicle bus.

Die Lichttreiber sind vorzugsweise nur Empfänger. Dies bedeutet, dass sie keine Steuerbefehle an andere Geräte senden können.The light drivers are preferably only receivers. This means they cannot send control commands to other devices.

Ein Versenden von Statusmeldungen kann aber insbesondere dennoch möglich sein, beispielsweise zur Fehlermeldung. Hierzu können die Lichttreiber nach Aufforderung vom Zentralsteuergerät eine standardisierte Statusmeldung verschicken.In particular, it may still be possible to send status messages, for example for error messages. For this purpose, the light drivers can send a standardized status message upon request from the central control unit.

Die Statusmeldung beinhaltet weiter vorzugsweise ein Status-Byte, in dem die möglichen Betriebszustände über den Wert kodiert sind. Hierzu lassen sich beispielsweise Bitmasken wie folgt definieren:

  • - MSB ist Fehler liegt vor
  • - 2 Bit ist Degradation im Spannungsbereich (Unterspannung)
  • - 3 Bit ist thermische Degradation
  • - 4 Bit Leuchtmittel Spannung außerhalb vom zulässigen Bereich
  • - 5 Bit Stromwert mit Ausgabe
The status message also preferably contains a status byte in which the possible operating states are encoded via the value. For example, bit masks can be defined as follows:
  • - MSB is error
  • - 2 bit is degradation in the voltage range (undervoltage)
  • - 3 bit is thermal degradation
  • - 4-bit lamp voltage outside the permissible range
  • - 5 bit current value with output

Zusätzliche Bytes können spezifische Betriebsparameter je nach Technologie und Hersteller beinhalten. So können diese zum Beispiel Werte, wie die Spannung im LED Strang, die Eingangsspannung, der Ausgangsstrom, die PWM oder auch die Tastrate der DC/DC-Wandler melden.Additional bytes may contain specific operating parameters depending on technology and manufacturer. For example, they can report values such as the voltage in the LED string, the input voltage, the output current, the PWM or the duty cycle of the DC/DC converter.

Im Zentralsteuergerät erfolgt insbesondere die Verarbeitung der Informationen. So werden die Adressen und Frames auf Lichtfunktionen übertragen. Auf diese Weise lassen sich die gewünschten Einstellungen an zentraler Stelle vornehmen, umrechnen und an die Beleuchtungseinrichtungen übertragen.In particular, the information is processed in the central control unit. This is how the addresses and frames are transferred to light functions. In this way, the desired settings can be made at a central location, converted and transmitted to the lighting devices.

Funktionen, die synchron angesteuert werden müssen, werden vorzugsweise in einem Frame kodiert.Functions that have to be controlled synchronously are preferably encoded in one frame.

Speziell für Funktionen der funktionalen Sicherheit (FuSi) werden bestimmte Adressen (ID + Offset) reserviert. Eine zusätzliche SW-Komponente wertet die FuSi anhand der standardisierten Response-Frames aus.Certain addresses (ID + offset) are reserved specifically for functional safety functions (FuSi). An additional SW component evaluates the FuSi using the standardized response frames.

Vorzugsweise speichern die Treiber alle für den sicheren Betrieb der Leuchte notwendigen Parameter. Bei diesen handelt es sich insbesondere um mehrere oder alle der folgenden Parameter:

  • - Maximale und minimale Spannungswerte für LED Strang
  • - LED Strom
  • - Maximale zulässige PWM
  • - Maximale und minimale Temperatur
  • - Tabelle für LED Spannung im Temperaturbereich
  • - Tabelle für temperatur- und spannungsabhängige Degradation
  • - Gamma-Korrektur Tabelle
  • - Kalibrierungsparameter der Treiber
  • - LED Kalibrierung (Binning)
  • - Interne Treiberparameter (DC/DC Frequenz, DC/DC Tastgrad, etc.)
The drivers preferably store all the parameters required for safe operation of the lamp. These are in particular several or all of the following parameters:
  • - Maximum and minimum voltage values for LED string
  • - LED power
  • - Maximum allowable PWM
  • - Maximum and minimum temperature
  • - Table for LED voltage in temperature range
  • - Table for temperature and voltage dependent degradation
  • - Gamma correction table
  • - Driver calibration parameters
  • - LED calibration (binning)
  • - Internal driver parameters (DC/DC frequency, DC/DC duty cycle, etc.)

Der Speicher für Parameter muss vorzugsweise über ein Register verfügen, das es ermöglicht, den Speicher gegen erneutes Beschreiben zu sperren.The memory for parameters must preferably have a register that makes it possible to lock the memory against rewriting.

Zusätzlich zu den Parametern kann auch ein Code gespeichert werden, welcher für einen Diebstahlschutz verwendet werden kann. Das Zentralsteuergerät liest dazu insbesondere der Code aus und prüft, ob der ausgelesene Code zu einem im Zentralsteuergerät gespeicherten Code passt. Auf diese Weise kann eine Inbetriebnahme eines nicht genehmigten Gerätes verweigert werden.In addition to the parameters, a code can also be stored, which can be used for anti-theft protection. For this purpose, the central control unit reads out the code in particular and checks whether the code read out matches a code stored in the central control unit. In this way, commissioning of an unauthorized device can be refused.

Die Parameter und aktuellen Einstellungen der Lichttreiber können für eine Plausibilisierung des Treiberzustands genutzt werden, insbesondere zur Erzielung funktionaler Sicherheit. Dafür kann eine Kopie der Parameter und Berechnungsvorschrift im Zentralsteuergerät hinterlegt werden. Anhand ausgelesener Daten lassen sich Berechnungen der Lichttreiber überprüfen.The parameters and current settings of the light drivers can be used for a plausibility check of the driver status, in particular to achieve functional safety. A copy of the parameters and calculation rule can be stored in the central control unit for this purpose. The calculations of the light drivers can be checked using the data that has been read out.

Die Parameter und die Berechnungsvorschrift können auch dazu benutzt werden, eine Diebstahlschutzfunktion umzusetzen. Wenn beispielsweise eine abweichende Kalibrierung vorliegt, weichen die berechneten Werte von denjenigen des Zentralsteuergeräts ab. Die Kalibrierungswerte eines Leuchtmittels können ausgelesen werden. Die Kalibrierungswerte sind dazu in der Regel im Treiber des Leuchtmittels abgelegt. Über das Bussystem lassen sich diese Werte auslesen. Wenn diese Werte zusätzlich im Steuergerät und/oder an anderer Stelle im Fahrzeug abgelegt sind, lassen sich aktuell aus dem Leuchtmittel ausgelesene Werte mit den gespeicherten Vergleichen. Damit lässt sich beispielsweise ein unbefugter Austausch oder eine Neukalibrierung eines Leuchtmittels erkennen.The parameters and the calculation rule can also be used to implement an anti-theft function. If, for example, there is a different calibration, the calculated values differ from those of the central control unit. The calibration values of a lamp can be read out. The calibration values are usually stored in the lamp driver. These values can be read out via the bus system. If these values are also stored in the control unit and/or elsewhere in the vehicle, the values currently read out from the light source can be compared with the stored values. This makes it possible, for example, to detect an unauthorized replacement or recalibration of a light source.

Claims (14)

Verfahren zur Ansteuerung von Beleuchtungseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs, wobei wenigstens eine, vorzugsweise jede Beleuchtungseinrichtung wenigstens ein Leuchtmittel aufweist und wobei wenigstens eine, vorzugsweise jede Beleuchtungseinrichtung und/oder jedes Leuchtmittel von wenigstens einem Steuergerät angesteuert wird, wobei wenigstens ein Bussystem, insbesondere CAN-Bus, für die Kommunikation der Komponenten des Fahrzeugs verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Leuchtmittel vom Steuergerät über das wenigstens eine Bussystem angesteuert wird.Method for controlling lighting devices of a motor vehicle, wherein at least one, preferably each lighting device has at least one light source and wherein at least one, preferably each lighting device and/or each light source is controlled by at least one control unit, wherein at least one bus system, in particular CAN bus, for the communication of the components of the vehicle is used, characterized in that the at least one light source is controlled by the control unit via the at least one bus system. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Leuchtmittel der Beleuchtungseinrichtung von einem integrierten Treiber betrieben wird, wobei der Treiber vorzugsweise durch ein Steuergerät der Beleuchtungseinrichtung angesteuert wird, vorzugsweise über das wenigstens eine Bussystem.procedure after claim 1 , characterized in that the at least one light source of the lighting device is operated by an integrated driver, the driver preferably being controlled by a control unit of the lighting device, preferably via the at least one bus system. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer LED, wenigstens einem Leuchtmittel-Treiber, vorzugsweise LED-Treiber, und wenigstens einem Steuergerät mit Schnittstelle zum Fahrzeugbus gebildete Beleuchtungseinrichtung über den Fahrzeugbus gesteuert wird.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the lighting device formed from at least one light source, preferably an LED, at least one light source driver, preferably LED driver, and at least one control unit with an interface to the vehicle bus is controlled via the vehicle bus. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung über den Fahrzeugbus mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei vorzugsweise das Leuchtmittel versorgt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting device is supplied with electrical energy via the vehicle bus, the lighting means preferably being supplied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Leuchtmittel mittels eines standardisierten Protokolls über das wenigstens eine Bussystem angesteuert wird und/oder dass das wenigstens eine Leuchtmittel vom Steuergerät über ein standardisiertes Protokoll angesteuert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one light source is controlled by means of a standardized protocol via the at least one bus system and/or that the at least one light source is controlled by the control unit via a standardized protocol. Steuergerät für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Ankopplung an wenigstens ein Bussystem des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise den Fahrzeugbus, insbesondere CAN-Bus, zum Datenaustausch mit dem Bordnetz, mit einer Verbindung mit wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerungsdaten für das wenigstens eine und/oder jedes der Leuchtmittel der wenigstens einen Beleuchtungseinrichtung über das wenigstens eine Bussystem übertragbar sind.Control unit for a lighting device of a motor vehicle, with a connection to at least one bus system of the motor vehicle, preferably the vehicle bus, in particular CAN bus, for data exchange with the vehicle electrical system, with a connection to at least one lighting device, characterized in that control data for the at least one and /or each of the lamps of the at least one lighting device can be transmitted via the at least one bus system. Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einen Beleuchtungseinrichtung ein, vorzugsweise derart, dass eine Steuerung des wenigstens einen Leuchtmittels der Beleuchtungseinrichtung über das wenigstens eine Bussystem erfolgen kann.control unit after claim 6 , characterized in that at least one lighting device, preferably such that the at least one light source of the lighting device can be controlled via the at least one bus system. Steuergerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Treiber zur Ansteuerung des wenigstens eines Leuchtmittels, vorzugsweise wenigstens einer LED, vorgesehen ist, wobei der Treiber zur Steuerung an das wenigstens eine Bussystem ankoppelbar ist und/oder wobei die Stromversorgung des Treibers unabhängig vom Bussystem erfolgt.control unit claim 6 or 7 , characterized in that a driver for controlling the at least one light source, preferably at least one LED, is provided, the driver being able to be coupled to the at least one bus system for control purposes and/or the driver being supplied with power independently of the bus system. Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere im Innen- und/oder Außenraum des Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Leuchtmittel, wobei ein Steuergerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8 vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung des Leuchtmittels über das wenigstens eine Bussystem vorgesehen ist.Lighting device for a motor vehicle, in particular in the interior and/or exterior of the motor vehicle, with at least one light source, with a control unit according to one of Claims 6 until 8th is provided, characterized in that the lighting means is controlled via the at least one bus system. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine LED als Leuchtmittel vorgesehen ist.lighting device claim 9 , characterized in that at least one LED is provided as a light source. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Treiber zur Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtmittels vorgesehen ist, wobei vorzugsweise der Treiber zur Versorgung mit elektrischer Energie mit der Stromversorgung des Kraftfahrzeugs und/oder vorzugsweise zur Ansteuerung mit dem wenigstens einen Bussystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist.lighting device claim 9 or 10 , characterized in that at least one driver is provided for controlling the at least one light source, the driver preferably being connected to the power supply of the motor vehicle for supplying electrical energy and/or preferably being connected to the at least one bus system of the motor vehicle for controlling. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Beleuchtungseinrichtung ein separates Steuergerät zugeordnet ist und/oder dass jedem Leuchtmittel ein insbesondere separater Treiber zugeordnet sind/ist.Lighting device according to one of claims 9 until 11 , characterized in that each lighting device is a separate Controller is assigned and / or that each lamp is assigned a particular separate driver / is. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät und/oder der Treiber und/oder das Leuchtmittel als eine Baugruppe ausgebildet sind, wobei vorzugsweise ein Anschluss an das wenigstens eine Bussystem vorgesehen ist zur Kommunikation und/oder Ansteuerung der Komponenten der Baugruppe untereinander und/oder wobei vorzugsweise eine separate Versorgung mit elektrischer Energie vorgesehen ist.lighting device claim 12 , characterized in that the control device and / or the driver and / or the lamp are designed as an assembly, preferably a connection to the at least one bus system is provided for communication and / or control of the components of the assembly with each other and / or preferably a separate supply of electrical energy is provided. Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Bussystem, insbesondere Fahrzeugbus, vorzugsweise CAN-Bus, und mit wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung und/oder das wenigstens eine Leuchtmittel über das wenigstens eine Bussystem angesteuert wird.Motor vehicle with at least one bus system, in particular vehicle bus, preferably CAN bus, and with at least one lighting device according to one of Claims 10 until 13 , wherein the at least one lighting device and/or the at least one light source is controlled via the at least one bus system.
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DE102011115221A1 (en) 2011-09-24 2013-03-28 Audi Ag Motor vehicle has headlights that provides headlight flasher signal with operation of control element over headlight low beam when ignition unit is switched off
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