DE10318795A1

DE10318795A1 - Blinkleuchtenanordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10318795A1
Application number: DE10318795A
Authority: DE
Inventors: Andreas Tikwe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blinkleuchtenanordnung, umfassend mindestens eine Glühlampe (3) und mindestens eine LED (1) als Leuchtmittel, wobei den Leuchtmitteln ein gemeinsamer oder verteilte, synchronisierte Blinkgeber (5) zugeordnet sind, wobei der Glühlampe (3) eine Vorheizeinrichtung zugeordnet ist, mittels derer die Glühlampe (3) auf eine Temperatur aufheizbar ist, die unterhalb der Glühtemperatur der Glühlampe liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Blinkleuchten für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein zugehöriges Verfahren zur Ansteuerung der Blinkleuchten.

Aus der DE 196 18 010 C1 ist eine Schaltung bekannt, die der Funktionskontrolle bei gemeinsamer Verw von Glühlampen und Leuchtdioden (LED's) in einem Kraftfahrzeug dient. Dabei wird für die LED's eine spezielle äußere Kontrollschaltung verwendet, die über eine separate Leitung mit der internen Kontrollschaltung verbunden ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, Glühlampen und LED's mit einer Funktionskontrolle gemeinsam in einer Blinkleuchtenanordnung für ein Kraftfahrzeug zu verwenden.

Aus der DE 199 59 609 A1 ist ein Außenrückspiegel bekannt, in den eine Blinkleuchte integriert ist. Das Problem, eine Blinkleuchte auf engem Raum unterzubringen, wird dort durch die Verwendung mehrerer LED's gelöst. Diese LED's sind dabei sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite des Außenrückspiegels angebracht, so dass die Blinkleuchte sowohl von vorne als auch von hinten sichtbar ist.

Aus der EP 0 697 310 A2 ist ein Verfahren bekannt, die Ansprechzeit einer Bremsleuchte, die Glühlampen enthält, zu verkürzen. Dazu werden die Glühlampen mit einer Spannung vorgeheizt, bei der kein sichtbares Licht emittiert wird. Beim Bremsen wird dann die volle Betriebsspannung beaufschlagt. Da die Glühfäden der Glühlampen bereits vorgewärmt sind, erreichen sie schneller eine Temperatur, bei der sie leuchten, d. h. die Ansprechzeit ist verkürzt. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist die Heizvorrichtung dabei parallel zum eigentlichen Bremsleuchtenschaltkreis angeordnet. Daher ist die Bremsleuchte auch bei einem Ausfall der Heizvorrichtung funktionsfähig.

Bei der Ansteuerung verteilter und/oder unterschiedlicher Leuchtmitteltypen stellt sich das Problem der Synchronisation, wenn diese getaktet betrieben werden.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Blinkleuchtenanordnung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die mindestens eine Glühlampe und mindestens eine LED als Leuchtmittel umfasst, bei der die Synchronität der Leuchtmittel zueinander verbessert ist, sowie ein zugehöriges Verfahren zur Ansteuerung zur Verfügung zu stellen.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich aus den Gegenständen mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu wird der Glühlampe eine Vorheizeinrichtung zugeordnet, mittels derer die Glühlampe auf eine Temperatur aufheizbar ist, die unterhalb der Glühtemperatur der Glühlampe liegt. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass die unterschiedlichen Anstiegszeiten von LED's und Glühlampen der größte Faktor bei der Ursache von Asynchronitäten beim Blinken sind und weitaus stärker ins Gewicht fallen als beispielsweise Laufzeitunterschiede aufgrund unterschiedlicher Leitungslängen und/oder von Toleranzen der unterschiedlichen Leuchtmittel.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die LED's in einem Außenspiegel und die Glühlampen in einer vorderen und/oder hinteren Blinkleuchte angeordnet. Die Verwendung von LED's im Außenspiegel hat den Vorteil, dass die LED's weniger Platz erfordern als Glühlampen, so dass eine größere Ausführung des Außenspiegels zum Unterbringen der Blinkleuchte vermieden wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Helligkeit der LED's und der Glühlampen durch geeignete Messinstrumente gemessen. Ein Regler bestimmt aus den Messwerten die Blinkfrequenzen. Die Vorheizeinrichtung wird durch den Regler so gesteuert, dass die Blinkfrequenzen annähernd gleich sind. Die Verwendung eines Reglers vermeidet mehrere Probleme, die bei Verwendung einer konstanten Vorheizleistung entstehen würden. Zum einen führt das Blinken im Laufe des Betriebs der Blinkleuchte zu einer zusätzlichen Erwärmung des Glühfadens, so dass bei Verwendung einer konstanten Vorheizleistung die Ansprechzeit der Glühlampe sinkt. Dieser Effekt kann durch Herunterregeln der Vorheizeinrichtung ausgeglichen werden. Zum anderen besitzen die verwendeten Bauteile gewisse Toleranzen, die durch den Regler ebenfalls ausgeglichen werden können. Auch andere Ursachen für unterschiedliche Blinkfrequenzen, wie zusätzliche Lasten am Bordnetz, können durch den Regler kompensiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Einschalten der LED's durch ein Verzögerungsglied verzögert. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Differenz der Ansprechzeiten so groß ist, dass das Vorheizen der Glühlampen nicht ausreicht, um die Blinkfrequenzen einander anzugleichen.

Die Messinstrumente für die Messung der Helligkeit sind bevorzugt als Photodioden ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da die Messinstrumente die Blinkleuchten nicht nennenswert vergrößern sollen, so dass eine möglichst Platz sparende Ausführungsform erwünscht ist. Diese Bedingung wird von Photodioden erfüllt. Werden mehrere LED's verwendet, beispielsweise in Form eines Arrays, so kann ein Messinstrument dem ganzen Array zugeordnet sein. In diesem Fall mittelt die Messeinrichtung die gegebenenfalls unterschiedlichen Ansprechzeiten der LED's.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorheizeinrichtung als Potentiometer ausgebildet. Dabei sind die Glühlampe und das Potentiometer in Reihe geschaltet, so dass die Vorheizspannung an der Glühlampe durch das Potentiometer geregelt werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Vorheizeinrichtung als zusätzliche Stromquelle ausgebildet, die parallel zur Glühlampe angeordnet ist. Die Vorheiztemperatur kann so durch Regeln der Stromquelle eingestellt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gibt der Regler ein Warnsignal, wenn eines der Messinstrumente den Ausfall einer Blinkleuchte registrieren sollte.

Die LED's werden vorzugsweise durch ein Kühlblech oder andere geeignete Kühleinrichtungen gekühlt, um deren Verlustwärme abzuführen, da die Helligkeit bei steigender Temperatur abnimmt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. zeigen:
1a den zeitlichen Verlauf von Spannung und Helligkeit bei einer LED,
1b den zeitlichen Verlauf von Spannung und Helligkeit bei einer Glühlampe ohne Vorheizen,
1c den zeitlichen Verlauf von Spannung und Helligkeit bei einer Glühlampe mit Vorheizen,
2a ein Schaltbild mit Glühlampe und LED im ausgeschalteten Zustand und
2b ein Schaltbild mit Glühlampe und LED im eingeschalteten Zustand.
1a zeigt den Spannungsverlauf und die Helligkeit einer LED in einer Blinkleuchte. Die gestrichelte Linie stellt die Spannung dar. Zum Zeitpunkt t₁ wird die Betriebsspannung von 12V eingeschaltet, zum Zeitpunkt t₂ ausgeschaltet, zum Zeitpunkt t₃ wieder eingeschaltet, zum Zeitpunkt t₄ wieder ausgeschaltet usw. Die durchgezogene Linie stellt die Helligkeit der LED dar. Zunächst leuchtet die LED nicht. Beim Einschalten der Spannung steigt ihre Helligkeit an, bis sie einen Maximalwert erreicht. Bei diesem Maximalwert verharrt sie bis zum Ausschalten der Spannung, um dann wieder auf null abzufallen.
1b zeigt demgegenüber den Fall einer Glühlampe ohne Vorheizen. Auch hier stellt die gestrichelte Linie die Spannung dar. Ihr Verlauf ist der gleiche wie in 1a. Der Verlauf der Helligkeit der Glühlampe, dargestellt durch die durchgezogene Linie, unterscheidet sich allerdings signifikant vom Fall der LED in 1a. Aufgrund der längeren Ansprechzeit dauert es deutlich länger, bis die Glühlampe ihre maximale Helligkeit erreicht hat. Die Dauer des Leuchtens mit maximaler Helligkeit ist daher deutlich kürzer als bei der LED. Bei gemeinsamer Verwendung von Glühlampen und LED's kommt es daher zu einem unerwünschten Unterschied der Blinkfrequenzen.
1c zeigt die erfindungsgemäße Lösung des Problems. Auch hier stellt die gestrichelte Linie den Spannungsverlauf dar. Im Gegensatz zu 1a und 1b wird hier zum Ausschalten der Lampe die Spannung aber nicht völlig abgeschaltet, sondern auf einer von null verschiedenen Heizspannung gehalten. Diese Heizspannung ist so niedrig, dass die Glühlampe kein Licht emittiert, für den Betrachter also ausgeschaltet erscheint. Sie reicht allerdings aus, um die Glühwendel zu heizen. Da eine vorgeheizte Glühwendel beim Einschalten deutlich schneller beginnt zu glühen als eine kalte Glühwendel, wird dadurch die Ansprechzeit der Glühlampe verkürzt. Durch geeignete Wahl der Heizspannung kann die Ansprechzeit der Glühlampe dabei der Ansprechzeit einer LED angeglichen werden. Die Helligkeit der Glühlampe, dargestellt durch die durchgezogene Linie, nimmt dann annähernd den gleichen Verlauf wie die Helligkeit der LED in 1a.
In der 2a ist das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im ausgeschalteten Zustand dargestellt. Die Blinkleuchtenanordnung enthält eine LED 1 und eine Glühlampe 3. Ein- und ausgeschaltet werden die LED 1 und die Glühlampe 3 durch einen Blinkgeber 5. Der Blinkgeber 5 umfasst einen ersten Schalter 7, einen zweiten Schalter 9, eine erste Relaisspule 11, eine zweite Relaisspule 13, einen Taktgeber 15 sowie ein Verzögerungsglied 17. Der Blinkgeber 5 schaltet die LED 1 und die Glühlampe 3 mittels der ersten Relaisspule 11 und des ersten Schalters 7 bzw. der zweiten Relaisspule 13 und des zweiten Schalters 9 ein und aus. Im Verzögerungsglied 17 kann das Signal des Taktgebers 15 verzögert werden, was zu einem verzögerten Einschalten der LED 1 führt. Im dargestellten Zustand ist der erste Schalter 7 geöffnet, die LED 1 leuchtet nicht. An der Glühlampe 3 liegt eine Vorheizspannung, die über ein Potentiometer 19 regelbar ist. Die Vorheizspannung wird so gewählt, dass die Blinkfrequenzen der LED 1 und der Glühlampe 3 gleich sind. Dazu wird das Potentiometer 19 von einem Regler 21 gesteuert. Der Regler 21 ermittelt aus den Signalen, die er von einer ersten Photodiode 23 und einer zweiten Photodiode 25 erhält, die Blinkfrequenzen der LED 1 und der Glühlampe 3. Entsprechend der dabei gewonnenen Werte stellt der Regler 21 das Potentiometer 19 so ein, dass die Blinkfrequenz der Glühlampe 3 der Blinkfrequenz der LED 1 entspricht. Sollte das Vorheizen der Glühlampe 3 nicht zur Frequenzangleichung genügen, wird das Verzögerungsglied 17 so eingestellt, dass der erste Schalter 7 etwas später betätigt wird als der zweite Schalter 9, so dass die LED 1 zum gleichen Zeitpunkt aufleuchtet wie die Glühlampe 3. Gegenüber einem einfachen Vorheizen der Glühlampe besitzt der Regler 21 den Vorteil, dass mit seiner Hilfe die Vorheizspannung nachregelbar ist. Da die Glühwendel der Glühlampe 3 nach einer Einschaltphase nicht sofort wieder abkühlt, ist sie zu Beginn der zweiten Einschaltphase wärmer als zu Beginn der ersten Einschaltphase, was bei konstanter Vorheizspannung zu einer verkürzten Ansprechzeit führt. Dieser Effekt kann durch Nachregeln der Vorheizspannung vermieden werden. Da der Regler 21 mittels der ersten Photodiode 23 und der zweiten Photodiode 25 die Helligkeit der LED 1 und der Glühlampe 3 registriert, kann er auch zur Funktionskontrolle eingesetzt werden und ein Warnsignal an den Fahrer richten, wenn die LED 1 oder die Glühlampe 3 ausfallen sollte. Sind mehrere LED's 1 vorhanden, kann dabei aufgrund der Helligkeitsabnahme auch ein Teilausfall detektiert werden und geeignete Warnhinweise ausgegeben werden.
In der 2b ist das Ausführungsbeispiel aus 2a im eingeschalteten Zustand dargestellt. An der LED 1 und der Glühlampe 3 liegt nun die volle Betriebsspannung. Die übrigen Elemente sind bei 2a erläutert.

Claims

Blinkleuchtenanordnung, umfassend mindestens eine Glühlampe (3) und mindestens eine LED (1) als Leuchtmittel, wobei den Leuchtmitteln ein gemeinsamer oder verteilte, synchronisierte Blinkgeber (5) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühlampe (3) eine Vorheizeinrichtung zugeordnet ist, mittels derer die Glühlampe (3) auf eine Temperatur aufheizbar ist, die unterhalb der Glühtemperatur der Glühlampe (3) liegt.
Blinkleuchtenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LED (1) in einem Außenspiegel und die Glühlampen (3) in einer vorderen und/oder hinteren Blinkleuchte in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind.
Blinkleuchtenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blinkleuchtenanordnung mit einem Regler (21) ausgebildet ist, der Glühlampe (3) und der LED (1) Mittel zur Helligkeitskontrolle zugeordnet sind, deren Ausgangssignale an den Regler (21) geleitet werden, und die Vorheizeinrichtung durch den Regler (21) steuerbar ist.
Blinkleuchtenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Blinkgeber (5) für die LED mit einem Verzögerungsglied ausgebildet ist, das durch den Regler (21) steuerbar ist.
Blinkleuchtenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Helligkeitskontrolle als Photodioden (23, 25) ausgebildet sind.
Blinkleuchtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorheizeinrichtung als Potentiometer (19) und/oder zusätzliche Stromquelle ausgebildet ist.
Blinkleuchtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (21) mit einer Vorrichtung zum Warnen bei Ausfall der Glühlampe (3) oder der LED (1) ausgebildet ist.
Verfahren zur Synchronisation von Blinkleuchten, die mindestens eine Glühlampe (3) und mindestens eine LED (1) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühlampe (3) auf eine Temperatur vorgeheizt wird, unterhalb der Glühtemperatur liegt.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgende zusätzliche Verfahrensschritte: – Messen der Helligkeit der Glühlampe (3) und der LED (1), – Bestimmen der Ansprechzeiten der Glühlampe (3) und der LED (1) aus den Messwerten durch einen Regler (21) und – Regeln der Vorheizspannung durch den Regler (21) zum Angleichen der Ansprechzeiten.
Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Verfahrensschritt, bei großer Differenz zwischen den Ansprechzeiten der Glühlampe (3) und der LED (1) das Einschalten der LED (1) zu verzögern.