用于機動車、具有用于探測故障狀態的保險裝置的照明裝置和用于探測故障狀態的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于機動車的照明裝置(10)，該照明裝置具有：激光源(16)，所述激光源被設計用于發射光(16a)；反射器(14)，包括反射側(14a)和外側(14b)，所述反射側被設計用于反射光并且包括能導電的層，所述外側背離反射側(14a)并且與反射側對置地布置。此外，該照明裝置具有用于探測照明裝置(10)的故障狀態的保險裝置(12)。該保險裝置(12)具有至少一個電感傳感器(12a)，所述電感傳感器相對于反射器(14)布置在外側，從而反射器(14)的外側(14b)朝向電感傳感器(12a)，并且反射器(14)的反射側(14a)背離電感傳感器(12a)，其中所述保險裝置(12)被設計用于，借助電感傳感器(12a)來檢測反射器(14)的反射側(14a)的至少一個區域的溫度變化。
【專利說明】
用于機動車、具有用于探測故障狀態的保險裝置的照明裝置和用于探測故障狀態的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于機動車的照明裝置，其中照明裝置具有:激光源，所述激光源被設計用于發射光;反射器，具有反射側和外側，所述反射側被設計用于反射光并且包括能導電的層，所述外側背離反射側并且與反射側對置地布置。此外，照明裝置具有用于探測照明裝置的故障狀態的保險裝置/安全裝置。此外，本發明涉及一種用于借助保險裝置探測用于機動車的照明裝置的故障狀態的方法。
【背景技術】
[0002]由現有技術已知用于機動車的大燈/前燈，其使用激光器作為光源、特別是激光二極管。在此，激光源的光通常入射到波長轉換元件、例如發光物質上，該波長轉換元件將相干的、單色的激光轉換成白色的且不再相干的光。由發光物質射出的光通過反射器來反射并且經由大燈的光射出面射出。在大燈中使用激光源同時具有很大優點，即由此可以獲得非常高的照明強度并且能實現構造空間非常高效的布置，這是因為可以非常緊湊地構成和布置激光源、例如激光二極管。
[0003]然而在使用激光源時的問題在于，激光對于人眼來說可能非常危險。因此必須確保，激光不能從大燈的光射出面射出。因此由現有技術已知保險裝置，其探測功能性故障并且在故障的情況下切斷激光源。
[0004]例如文獻US2011/0063115 Al描述了一種大燈，其具有激光源和作為保險裝置的一部分的光敏傳感器。在背側布置在反射器之后的激光源的激光在此通過在反射器中的穿孔耦入到反射器中并且射到發光物質上，該發光物質本身又發射光，所述光部分地射到反射器上并且由反射器反射。在此，反射器具有另一個穿孔，在該穿孔處在反射器背側布置光敏傳感器。如果存在故障，則該光敏傳感器可以通過在光敏傳感器的位置處的強度變化來檢測故障，于是可以切斷激光源。
[0005]此外，用于具有激光源的大燈的保險裝置由文獻WO2013/096984 Al中已知。該保險裝置使用不同的傳感器，以便確定安全臨界狀態，并且在確定了這種狀態時切斷激光源。一方面，傳感器設置在大燈本身中，例如用于定位激光源的位置傳感器、監測磷光劑或發光物質的狀態的磷光傳感器、以及用于大燈單元的玻璃罩傳感器。另一方面，車輛方面的傳感器和控制信號還被用于，例如探測車輛的事故或碰撞，例如加速度傳感器或氣囊控制器的信號。
[0006]這種保險裝置的使用因此僅能以非常高的技術耗費來實現。此外，在光產生區域中、即在反射器的反射側上使用傳感器時不能避免對照明質量的干擾影響，而當在背側布置在反射器上時需要在反射器面中切口和穿孔，這一點同樣對大燈的光特性產生不利影響，這是因為由此縮小了反射器的可用于反射的面積。
【發明內容】
[0007]因此本發明的目的在于，提供一種具有用于探測用于機動車的照明裝置的故障狀態的保險裝置的照明裝置并且提出一種用于探測故障狀態的方法，借助該照明裝置和該方法能以盡可能可靠的、簡單的且盡可能少地干擾光的耦出或照明特性的方式實現對照明裝置的監測。
[0008]所述目的通過根據獨立權利要求所述的照明裝置和方法來實現。本發明的有利的設計方案在從屬權利要求中給出。
[0009]根據本發明的用于機動車的照明裝置具有激光源，所述激光源被設計用于發射光。光在此通常理解成電磁輻射，優選理解成在包括可見光的波長范圍、紅外線范圍和UV范圍的波長范圍內的輻射。此外，照明裝置具有反射器，該反射器具有反射側，所述反射側被設計用于反射光并且包括能導電的層，該反射器還具有外側，所述外側背離反射側并且與反射側對置地布置。此外，照明裝置具有用于探測照明裝置的故障狀態的保險裝置。為此，該保險裝置包括至少一個電感傳感器，所述電感傳感器相對于反射器布置在外側，從而反射器的外側朝向電感傳感器，并且反射器的反射側背離電感傳感器，其中所述保險裝置被設計用于，借助電感傳感器來檢測反射器的反射側的至少一個區域的溫度變化。
[0010]在此本發明基于下述認識，可以通過反射側的局部或整體溫度變化推斷出故障狀態的存在。此外，本發明基于下述認識，溫度變化的、通常視為干擾的且歪曲測量的影響在電感傳感器上能以特別有利的方式用于，借助電感傳感器檢測溫度變化。電感傳感器的根據本發明的應用在此具有特別大的優點，即能以極其可靠的、快速的、精確的且無干擾的方式來檢測溫度變化。上述情況可能通過通常的溫度傳感器無法實現，這是因為溫度傳感器在外側安裝在反射器上時僅能以時間延遲經由外側來檢測溫度變化并且不能直接檢測反射側本身的溫度變化。然而在故障情況下，這種時間延遲是不能接受的。為了能利用溫度傳感器實現盡可能快速地測量反射器的反射面的溫度變化，該溫度傳感器必須布置在反射面本身上或至少布置在反射面側的區域中，然而這一點又對照明特性帶來巨大的干擾影響。相反通過使用電感傳感器，能直接地且無時間延遲地檢測反射面本身的溫度變化，并且同時在外側布置電感傳感器。此外，而且通過電感式的溫度變化檢測在反射器中不需要凹槽、通孔或切口，由此又避免了照明質量的降低。此外，電感傳感器可以在技術方面非常簡單地且成本經濟地構成，并且此外其不需要很多構造空間。通過在外側的布置，該電感傳感器未降低照明裝置的照明質量，并且反射器不必通過繁復的特殊加工來設置凹槽。而且針對反射器的設計方案沒有特殊的要求。通常的反射器可以具有進行反射的金屬涂層，該涂層因此還能導電。因此能實現對反射側進行電感式的溫度變化檢測，而不必額外使反射器為此做準備，這是因為反射側的為了電感溫度變化檢測所需的導電能力已經通過反射涂層本身提供。因此通過本發明，能以特別可靠的、簡單的且未影響光的耦出或照明特性的方式實現對照明裝置的監測。
[0011]在本發明的一種有利的設計方案中，電感傳感器包括線圈，其中該傳感器被設計用于，借助線圈產生隨時間變化的、特別是周期性變化的磁場。上述情況能以簡單的方式通過將交流電壓施加到線圈上來實現，或者通常通過為線圈加載具有隨時間變化的電流強度的電流。由此該電感傳感器被設計用于，感應在反射器的反射側的能導電的層中的感應電流。通過線圈產生的、隨時間變化的磁場在此特別在反射器的能導電的層中感應產生渦流。同時，該渦流本身又產生磁場，其與線圈的磁場疊加。在此，能導電的層的溫度變化改變了渦流的電流強度并且進而改變由渦流產生的磁場、特別是在磁場強度方面。通過由渦流產生的磁場與線圈的磁場的交互作用，因此能以簡單的方式由電感傳感器直接且快速地檢測能導電的層的溫度變化。為此例如可以測量在線圈的磁場中的電阻，并且通過電阻變化來檢測在能導電的層的區域中的溫度變化。
[0012]在本發明的一種有利的設計方案中，所述激光源通過下述方式布置:所述激光源在運行時向著反射器的反射側的方向如此射出激光，使得激光的光束的至少一條假設的、直線形的延長線射到反射器的反射側上，即例如，激光束的延長線與反射側的交點沿激光束的傳播方向位于激光束與反射器的外側的假設交點之前。特別是在此可以假設，激光源以單一的光束的形式發射激光。此外可以如此理解光束的假設的、直線形的延長線，還可以設置其它元件，例如發光物質元件，激光被射入到該元件上，從而激光束本身不射到反射器的反射側上，而光束的假設的延長線射到反射側上，即好像例如不存在發光物質元件。換句話說，反射器的反射側沿激光源的光射出方向與反射器的外側相比更接近激光源，并且激光因此直接射入到反射器中。上述情況一方面具有突出的優點，即不必在反射器中設置穿孔，激光經由該穿孔耦入到反射器中，因此這一點又防止了由于反射器的附加反射區域的損失而對照明質量產生負面影響。在此，激光源可以相對于反射器布置在反射側，特別是在平面反射器的情況下，該反射器布置在激光源和至少一個電感傳感器之間。在非平面的反射器、特別是彎曲反射器的情況下，反射器的周緣邊界定義了反射器的光射出口的邊界，反射的光通過該光射出口射出，該激光源能以相同的方式布置，即反射器布置在激光源和電感傳感器之間，或者該激光源還可以如此布置，使得激光束經由反射器的光射出口耦入到反射器中。上述情況能使得激光側向耦入到反射器中，從而激光源本身不必設置在反射器內部，這一點又降低了干擾影響。在該設計方案中的主要優點在于，在故障情況下一例如在發光物質上的損害、發光物質元件的位置改變或發光物質的飽和，從而射入的激光以未轉換的方式穿透發光物質，激光在這類功能性故障的情況下直接射到反射器的反射側上，這導致了特別是在反射側的激光射入的區域中溫度升高，并然后幾乎立即能通過電感傳感器來檢測溫度升高。因為在激光源的這類布置中在大多數故障情況下出現，激光直接射到反射側上，所以能特別可靠地檢測由此引起的非常快速的且強烈的溫度升高。此外在激光源的這種布置中還未形成下述風險，即在出現損壞時該激光直接經由反射器的光射出面向外射出。
[0013]在本發明的另一特別有利的設計方案中，電感傳感器、特別是電感傳感器的線圈以機械接觸的方式布置在反射器的外側上。由此得出了電感傳感器的最佳工作模式，這是因為使得電感傳感器與反射側的間距最小化。因此同時可以使傳感器的檢測區域最大化。此外通過這種設計方案得出了構造空間特別有效的布置。此外為了優化工作模式而規定，線圈軸線沿著反射側、即沿反射側的切線方向取向。
[0014]在本發明的另一有利的設計方案中，所述反射器由不能導電的材料、例如塑料構成，該材料至少被涂敷能導電的層，從而反射器的外側由不能導電的材料形成。這種設計方案一方面能夠實現反射器的成本特別經濟的設計。然而另一方面這種設計方案的突出優點首先在于，通過電感傳感器僅檢測在反射器的反射側上的溫度變化，這是因為反射器的其余的且包括外側的部分一其由不能導電的材料制成一不與線圈的變化的磁場交互作用。由此能明顯更精確地檢測反射器的反射側的溫度變化。
[0015]在本發明的另一有利的設計方案中，保險裝置被設計用于，只要借助電感傳感器探測的反射器的反射側的區域的溫度和/或溫度變化超過預先確定的第一限值和/或低于預先確定的第二限值，則切斷光源。如上所述的故障狀態表現為，激光直接射到反射器的反射側上，這一點導致了在反射側的這個區域中的強烈的溫度升高。因此在探測出溫度升高時切斷激光源是特別有利的。此外還可以規定，也在下述情況下切斷激光源:溫度變化低于限值。因此例如可以附加地考慮下述情況，其中由于反射側的損壞至少部分地不再以相應于有效的、無故障的正常狀態的光強度照射，而是以較小的光強度照射。這種故障狀態一如當發光物質例如已經在其位置中改變，而激光沒有直接射到反射器上時，或者當發光物質的轉換效率由于過強的變熱和/或接近飽和范圍而降低時，或者當激光源已經在其位置中改變，從而發光物質和反射器都不由激光照射時一還可以表現為在反射側的至少一個區域中的溫度降低，其中溫度降低同樣通過電感傳感器來檢測，并且可以在低于第二限值時切斷激光源。因此以特別簡單的方式并以特別快速的方式可靠地探測多種故障和功能障礙。
[0016]在本發明的另一有利的設計方案中，該保險裝置具有多個電感傳感器。在此為每個電感傳感器分配預先確定的檢測區域，并且電感傳感器在反射器的外側上的數量和布置優選為下述方式，即反射器的至少大部分且優選反射器的整個反射側由電感傳感器的檢測區域覆蓋。因此可以確保，能特別快速且可靠地檢測在反射器的反射側的每個區域中的溫度變化一即使該溫度變化僅在局部出現。
[0017]多個電感傳感器在此還具有其它優點，本發明的設計方案能通過下述方式實現多個電感傳感器的設置，所述保險裝置被設置用于，在反射器的反射側的部分區域中局部溫度升高的情況下以幾何的方式確定部分區域的位置。例如可以為此可以設置至少兩個或三個電感傳感器。三個電感傳感器的非線性布置一即電感傳感器如此布置，使得其形成非退化三角形一在此是特別有利的，這是因為如此可以非常精確地確定溫度變化的幾何位置。幾何位置的確定在此例如可以用于隨后的故障分析。因此能非常快速地確定可能的損壞的位置并且將其排除。
[0018]根據本發明的方法用于借助保險裝置來探測用于機動車的照明裝置的功能性故障。在此，照明裝置具有:激光源，所述激光源被設計用于發射光;和反射器，具有反射側，所述反射側被設計用于反射光且包括能導電的層，該反射器還具有外側，所述外側背離反射側并且與反射側對置地布置。在根據本發明的方法中，反射器的反射側的至少一個區域的溫度變化通過保險裝置的至少一個電感傳感器來檢測，所述電感傳感器相對于反射器布置在外側，從而反射器的外側朝向電感傳感器，并且反射器的反射側背離電感傳感器。
[0019]針對根據本發明的照明裝置和其設計方案所述的特征、特征組合和其優點以相同的方式適用于根據本發明的方法。此外，結合根據本發明的照明裝置和其設計方案所述的具體特征能通過其它方法步驟實現根據本發明的方法的改進方案。
【附圖說明】
[0020]本發明的其它優點、特征和細節由權利要求、下面對優選實施例的描述以及借助附圖給出。
【具體實施方式】
[0021]在此，唯一附圖示出了根據本發明的實施例的用于機動車的照明裝置10的示意圖，該照明裝置具有保險裝置12。照明裝置10、例如機動車的大燈在此示意性地具有彎曲的反射器14。反射器14的幾何形狀可以分別根據應用情況和要提供的照明強度分布任意構成，例如還可以非對稱和/或被削角。此外，照明裝置10具有激光源16和波長轉換元件18、特別是發光物質元件。激光源16、例如激光二級管如此取向，使得由激光源16發射的光束16a射到波長轉換元件上。波長轉換元件將射入的、基本上單色的和相干的激光16a轉換成其它波長的光18a、特別是多種不同波長的光18a，從而優選基本上白光18a由波長轉換元件18射出。
[0022]此外，照明裝置10在需要時還可以具有其它元件、特別是光學元件，如透鏡、反光鏡等。由波長轉換元件18射出的光18a然后至少部分地由反射器14反射并且通過照明裝置10的光射出面射出。
[0023]為此，反射器14具有反射側14a和與反射側14a對置的、背離反射側14a的外側14b。在此波長轉換元件18如此相對于反射器14布置，使得反射器14的反射側14a朝向波長轉換元件18并且反射器14b的外側背離波長轉換元件18。在此如示出的那樣，波長轉換元件18還可以側向錯開地相對于反射器14布置，或者說未布置在反射器14的對稱軸線上。因此可以實現，被反射的光本身不再或以較小分量射到波長轉換元件18上，并且因此波長轉換元件18本身不能干擾性地對照明強度分布產生作用。
[0024]此外，激光源16通過下述方式布置:所述激光源在運行時使激光16a沿反射器14的反射側14a的方向如此射出，使得激光16a的光束的至少一條假設的直線形的延長線16b射至IJ反射器14的反射偵U14a上，即例如，激光束16a的延長線16b與反射側14a的交點SI沿激光束16a的傳播方向位于激光束16a的延長線16b與反射器14的外側14b的假設的交點S2之前。因此，激光源16直接射入到反射器14中，而不必在反射器表面中設置凹部。
[0025]反射器14的反射側14a此外具有能導電的且進行反射的、特別是金屬涂層或者由這種涂層形成。其余的反射器14優選由不能導電的材料、例如由塑料形成。
[0026]為了在損壞或故障的情況下確保，未經轉換的激光16a不能經由光射出面向外射出，設置了保險裝置12，所述保險裝置包括至少一個電感傳感器12a。示例性地，在此示出了三個電感傳感器12a。電感傳感器12a的幾何布置在此與反射器幾何形狀相關。電感傳感器12a具有預先給定的檢測區域。因此，電感傳感器12a的數量和布置優選如此設計，使得檢測區域覆蓋大部分和優選覆蓋整個反射側14a，從而能檢測在反射側14a的每個區域中的溫度變化。電感傳感器12a在此分別包括線圈12b，其線圈軸線A優選沿反射器14的外側14b或反射側14a的切線方向取向。此外，所述線圈12b盡可能靠近地布置在外側14b處并且優選以接觸的方式布置在反射器14的外側14b上。由此，能盡可能大地保持電感傳感器12a的檢測區域、優化靈敏度和精確性，并且能將電感傳感器12b固定在特別緊湊的布置中。
[0027]所述線圈12b用在其電流強度方面隨時間變化的電流、例如交流電加載。由此引起了磁場，磁場的磁場強度或磁通密度同樣在數值方面隨時間變化。由此在反射器14的反射偵打4a的導電層中又感應產生渦流，該渦流本身又產生磁場。因為反射側14a的溫度變化引起了通過渦流產生的磁場的變化，所以溫度變化可以通過該磁場與線圈磁場的交互作用來檢測。金屬反射器表面、即反射側14a的熱變化例如可以通過在線圈12b的磁場中的電阻的變化進行測量。電感傳感器12a此外可以與控制裝置或評估裝置12c耦合，所述控制裝置或評估裝置評估傳感器信號并且根據評估邏輯在無功能性故障狀態和故障狀態之間進行區分。在以檢測的方式探測出故障狀態時，控制裝置或評估裝置12c可以切斷激光源16。必要時該控制裝置或評估裝置12c還可以借助傳感器信號確定溫度提高的幾何位置并且例如為了隨后的故障分析目的而存儲該幾何位置。對此在反射器14的外側14b上布置至少三個線圈12b是特別適合的。
[0028]因此以有利的方式能直接且無延遲地檢測反射側14a的溫度變化，而電感傳感器12a本身不必設置在反射側14a上。如果在反射側14a的區域中檢測的溫度變化例如超過預先確定的值，則所述保險裝置12切斷激光源16。
[0029]從而以有利的方式可以通過在光學表面、即反射側14a上的溫度變化快速且可靠地識別出高能光系統、如基于激光的大燈的故障狀態和功能性故障。通過在光學相關表面的背側、即反射器14的外側14b上的電感傳感器12a，可以確定轉換后的在總和和位置方面的輻射能量，特別是通過由在故障情況下的局部溫度變化引起磁場的變化。由于激光源16直接射入到反射器14中，所以可以附加地使下述風險最小化，即在故障情況下該激光16a直接、即沒有由反射器14反射而從照明裝置10中射出。總之從而可以有利地直接監測照明周圍環境的光射出面，切斷在故障情況下的臨界輻射，并且此外通過使用電感傳感器12a在光生成部之外使得干擾影響最小化。
【主權項】
1.用于機動車的照明裝置(10)，所述照明裝置(10)具有: -激光源(16)，所述激光源被設計用于發射光(16a); -反射器(14)，具有反射側(14a)和外側(14b)，所述反射側被設計用于反射光，所述反射側包括能導電的層，所述外側背離反射側(14a)并且與反射側對置地布置;和 -保險裝置(12)，用于探測照明裝置(10)的故障狀態； 其特征在于， 所述保險裝置(12)具有至少一個電感傳感器(12a)，所述電感傳感器相對于反射器(14)布置在外側，從而反射器(14)的外側(14b)朝向電感傳感器(12a)而反射器(14)的反射偵叭14a)背離電感傳感器(12a)，其中，所述保險裝置(12)被設計用于，借助電感傳感器(12a)來檢測反射器(14)的反射側(14a)的至少一個區域的溫度變化。2.根據權利要求1所述的照明裝置(10)，其特征在于，所述激光源(16)通過下述方式布置:所述激光源在運行時使激光(16a)沿反射器(14)的反射側(14a)的方向如此射出，使得激光(16a)的光束的至少一條假設的、直線形的延長線(16b)射到反射器(14)的反射側(14a)上。3.根據前述權利要求中任一項所述的照明裝置(10)，其特征在于，所述反射器(14)由不能導電的材料形成，該材料至少被涂敷能導電的層，從而反射器(14)的外側(14b)由不能導電的材料形成。4.根據前述權利要求中任一項所述的照明裝置(10)，其特征在于，所述電感傳感器(12a)包括線圈(12b)，電感傳感器(12a)被設計用于，借助線圈(12b)產生隨時間變化的磁場。5.根據前述權利要求中任一項所述的照明裝置(10)，其特征在于，所述電感傳感器(12a)被設計用于，在反射器(14)的反射側(14a)的能導電的層中感生出感應電流。6.根據前述權利要求中任一項所述的照明裝置(10)，其特征在于，所述保險裝置(12)被設計用于，只要反射器(14)的反射側(14a)的區域的、借助電感傳感器(14a)探測到的溫度和/或溫度變化超過預先確定的第一限值和/或低于預先確定的第二限值，則切斷激光源(16)。7.根據前述權利要求中任一項所述的照明裝置(10)，其特征在于，所述電感傳感器(12a)、特別是電感傳感器(12a)的線圈(12b)以機械接觸的方式布置在反射器(14)的外側(14b)上。8.根據前述權利要求中任一項所述的照明裝置(10)，其特征在于，所述保險裝置(12)具有多個電感傳感器(12a)。9.根據權利要求8所述的照明裝置(10)，其特征在于，所述保險裝置(12)被設置用于，在反射器(14)的反射側(14a)的部分區域中局部溫度升高的情況下以幾何的方式確定部分區域的位置。10.用于借助保險裝置(12)來探測用于機動車的照明裝置(10)的故障狀態的方法，其中所述照明裝置(10)具有:激光源(16)，所述激光源被設計用于發射光(16a);和反射器(14)，所述反射器具有反射側(14a)和外側(14b)，所述反射側被設計用于反射光且包括能導電的層，所述外側背離反射側(14a)并且與反射側對置地布置， 其特征在于， 通過保險裝置(12)的至少一個電感傳感器(12a)來檢測反射器(14)的反射側(14a)的至少一個區域的溫度變化，所述電感傳感器相對于反射器(14)布置在外側，從而使反射器(14)的外側(14b)朝向電感傳感器(12a)而反射器的反射側(14a)背離電感傳感器(12a)。
【文檔編號】G01N27/90GK105829167SQ201580003139
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年6月11日
【發明人】M·哈蒂施
【申請人】奧迪股份公司